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JP7632254B2 - Wafer edge evaluation method - Google Patents
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JP7632254B2 - Wafer edge evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハ端面部の評価方法に関し、特に、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the edge of a wafer, and in particular to a method for evaluating contact scratches on the edge of a wafer caused by contact with an external object.

ウェーハの製造プロセスにおける工程間搬送、バッチ式洗浄など、種々の工程においては、ウェーハの外周の端面部が、各種処理設備のウェーハ保持部や、ウェーハ搬送用のロボットアームのウェーハ保持部など、種々の外部物と接触し、この外部物との接触に起因してウェーハ端面部に接触傷が導入されることがある。デバイス構造の微細化やウェーハ1枚あたりの取得チップ数の増加により、ウェーハ端面部に求められる品質は、ますます高まっている。また、デバイスプロセスにおいては、ウェーハの端面部の接触傷に起因して、膜剥がれや発塵などが生じる可能性が問題となっている。さらに、端面部の接触傷から熱処理時にクラック伸展またはウェーハ割れが発生する可能性も指摘されている。そこで、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷の有無及び程度を高精度に評価する方法が求められている。 In various processes in the wafer manufacturing process, such as inter-process transfer and batch cleaning, the peripheral edge of the wafer comes into contact with various external objects, such as the wafer holder of various processing equipment and the wafer holder of a robot arm used for wafer transfer, and contact scratches may be introduced to the wafer edge due to this contact with external objects. Due to the miniaturization of device structures and the increase in the number of chips obtained per wafer, the quality required for the wafer edge is becoming higher and higher. In addition, in device processes, there is a problem that film peeling and dust generation may occur due to contact scratches on the wafer edge. Furthermore, it has been pointed out that contact scratches on the edge may cause crack extension or wafer breakage during heat treatment. Therefore, a method is required to evaluate with high accuracy the presence and degree of contact scratches on the wafer edge caused by contact with external objects.

特許文献1には、ウェーハの端面部のうち上面部、側面部、及び下面部をそれぞれ観察する計3台のCCDカメラによって、ウェーハ端面部を観察及び撮像して、この撮像結果に基づいて、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷を評価する方法が記載されている。 Patent Document 1 describes a method for observing and capturing images of the edge of a wafer using a total of three CCD cameras, each of which observes the top, side, and bottom of the edge of the wafer, and evaluating contact scratches on the edge of the wafer caused by contact with an external object based on the captured images.

特開2003-139523号公報JP 2003-139523 A

しかしながら、本発明者らの検討の結果、特許文献1の方法では、ウェーハ端面部における凹凸の小さい接触傷を視認することができないことが判明した。ウェーハ製造プロセスの進歩により、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷は、凹凸が小さくなる傾向にある。そのため、本発明者らは、特許文献1の方法では、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷を十分な精度で評価することができないとの課題を認識した。 However, as a result of the inventors' investigations, it was found that the method of Patent Document 1 does not allow for visual confirmation of contact scratches with small irregularities on the edge of the wafer. With advances in wafer manufacturing processes, contact scratches on the edge of the wafer caused by contact with external objects tend to have smaller irregularities. Therefore, the inventors recognized the problem that the method of Patent Document 1 does not allow for sufficient accuracy in evaluating contact scratches on the edge of the wafer caused by contact with external objects.

上記課題に鑑み、本発明は、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷をより高精度に評価することが可能な、ウェーハ端面部の評価方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a method for evaluating the edge portion of a wafer that can evaluate with high accuracy contact scratches on the edge portion of a wafer caused by contact with an external object.

上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討したところ、
(A)ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させることによって、ウェーハの端面部に存在する、外部物との接触に起因する接触傷を起点として、エピタキシャル層に積層欠陥を発生させることができ、
(B)ウェーハの端面部の観察により上記接触傷を直接視認することができなくても、エピタキシャル層の表面の観察によって、前記積層欠陥を視認することができるため、凹凸の小さい接触傷を高精度に評価することができる
との知見を得た。
In order to solve the above problems, the present inventors have conducted extensive research and have found that
(A) By growing an epitaxial layer from the flat surface to the edge surface of the wafer, stacking faults can be generated in the epitaxial layer starting from contact scratches present on the edge surface of the wafer due to contact with an external object;
(B) It was discovered that even if the contact scratches cannot be directly observed by observing the edge surface of the wafer, the stacking faults can be visually observed by observing the surface of the epitaxial layer, and therefore contact scratches with small irregularities can be evaluated with high accuracy.

また、
(C)ウェーハの端面部における接触傷領域と正常領域とでは、イオン注入により導入されるダメージ量が異なるため、エピタキシャル成長に先立ち、ウェーハの端面部にイオンを注入することによって、接触傷を強調することができ、その結果、凹凸のより小さい接触傷を高精度に評価することができる
との知見を得た。
Also,
(C) Since the amount of damage introduced by ion implantation differs between the contact scratch area and normal area on the edge surface of the wafer, it was discovered that by implanting ions into the edge surface of the wafer prior to epitaxial growth, the contact scratches can be emphasized, and as a result, contact scratches with smaller unevenness can be evaluated with high accuracy.

上記の知見に基づき完成された本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
[1]ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、前記ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させるエピタキシャル成長工程と、
前記ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する観察工程と、
前記観察結果に基づいて、前記ウェーハの端面部における前記接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する評価工程と、
を有するウェーハ端面部の評価方法。
The present invention, which has been completed based on the above findings, has the following essential features.
[1] an epitaxial growth step of growing an epitaxial layer from a flat surface to an end surface of a wafer, and generating stacking faults in the epitaxial layer originating from the contact scratches when the end surface of the wafer has contact scratches caused by contact with an external object;
an observation step of observing a surface of the epitaxial layer at the end face of the wafer to grasp at least one of the presence or absence and the degree of the stacking faults as an observation result;
an evaluation step of evaluating at least one of the presence or absence and the degree of the contact scratches on the edge surface of the wafer based on the observation results;
The method for evaluating a wafer edge portion includes the steps of:

[2]前記エピタキシャル成長工程に先立ち、前記ウェーハの端面部にイオンを注入する工程を有する、上記[1]に記載のウェーハ端面部の評価方法。 [2] The method for evaluating the edge portion of a wafer described in [1] above, which includes a step of implanting ions into the edge portion of the wafer prior to the epitaxial growth step.

[3]前記イオンは、B、P、As、C、及びSiから選択される一種からなるモノマーイオン、並びに、炭素及び水素を含むクラスターイオン、から選択される一種以上を含む、上記[2]に記載のウェーハ端面部の評価方法。 [3] The method for evaluating a wafer edge portion according to the above [2], wherein the ions include one or more selected from monomer ions consisting of one selected from B, P, As, C, and Si, and cluster ions containing carbon and hydrogen.

[4]前記エピタキシャル成長工程において、前記ウェーハの前記端面部に隣接する前記平坦面における前記エピタキシャル層の厚さを5μm以上とする、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載のウェーハ端面部の評価方法。 [4] The method for evaluating a wafer end surface described in any one of [1] to [3] above, in which the thickness of the epitaxial layer on the flat surface adjacent to the end surface of the wafer is 5 μm or more in the epitaxial growth process.

[5]前記観察工程では、(I)撮像デバイスによる観察及び画像取得を行う、又は、(II)顕微鏡及び撮像デバイスを組み合わせた拡大観察及び画像取得を行う、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載のウェーハ端面部の評価方法。 [5] The method for evaluating a wafer edge portion according to any one of [1] to [4] above, wherein the observation step (I) involves observation and image acquisition using an imaging device, or (II) involves magnified observation and image acquisition using a combination of a microscope and an imaging device.

[6]前記観察又は前記拡大観察、及び、前記画像取得は、前記ウェーハの端面部の全周を対象とする、上記[5]に記載のウェーハ端面部の評価方法。 [6] The method for evaluating a wafer edge portion described in [5] above, in which the observation or the magnified observation, and the image acquisition are performed on the entire circumference of the edge portion of the wafer.

[7]前記ウェーハは、ウェーハ収容容器に収容された状態での搬送工程、及び、バッチ式洗浄装置による洗浄工程の少なくとも一方を経たポリッシュトシリコンウェーハである、上記[1]~[6]のいずれか一項に記載のウェーハの端面部の評価方法。 [7] The method for evaluating the end surface of a wafer according to any one of [1] to [6] above, wherein the wafer is a polished silicon wafer that has been subjected to at least one of a transport process in a state where the wafer is contained in a wafer container and a cleaning process using a batch-type cleaning device.

本発明のウェーハ端面部の評価方法によれば、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷をより高精度に評価することができる。 The wafer edge evaluation method of the present invention makes it possible to evaluate with greater precision contact scratches on the wafer edge caused by contact with an external object.

従来及び本発明の一実施形態によるウェーハ端面部の評価方法における、ウェーハ端面部の観察方法を説明する図である。1A to 1C are diagrams for explaining a method of observing a wafer edge portion in a conventional method and an embodiment of the present invention for evaluating a wafer edge portion. 実施例1の実験フローを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an experimental flow of Example 1. 実施例1において、FOSBにウェーハを収容した状態を示す図であり、(a)は蓋を開けた状態を示し、(b)は蓋を閉めた状態を示す。1A and 1B are diagrams showing a state in which wafers are accommodated in the FOSB in Example 1, in which (a) shows a state in which the lid is open, and (b) shows a state in which the lid is closed. 実施例1において、FOSB内のウェーハ保持部とウェーハ端面部との接触状態を示す図である。1 is a diagram showing a contact state between a wafer holder in a FOSB and a wafer edge portion in Example 1. FIG. 実施例1の比較例によるウェーハ端面部の全周観察結果である。13 shows the results of observing the entire circumference of a wafer end surface according to a comparative example of Example 1. 実施例1の発明例によるウェーハ端面部の全周観察結果である。1 shows the results of observing the entire circumference of a wafer end surface according to the first embodiment of the present invention. 実施例1の比較例及び発明例における、接触傷の評価結果である。1 shows the results of evaluation of contact scratches in the comparative example and the inventive example of Example 1. 実施例1における、エピタキシャル成長による接触傷の顕在化メカニズムを説明する図である。1A to 1C are diagrams for explaining the mechanism by which contact scratches become apparent due to epitaxial growth in Example 1. 実施例2の実験フローを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an experimental flow of Example 2. 実施例2において、洗浄装置における、搬送ロボットアームと洗浄槽とが有するウェーハ保持部を示す図である。13 is a diagram showing a wafer holder of a transfer robot arm and a cleaning tank in a cleaning apparatus according to a second embodiment. FIG. 実施例2において、搬送ロボットアーム又は洗浄槽が有するウェーハ保持部と、ウェーハ端面部との接触状態を示す図である。13 is a diagram showing a contact state between a wafer holder of a transfer robot arm or a cleaning tank and an edge portion of a wafer in Example 2. FIG. 実施例2の比較例によるウェーハ端面部の全周観察結果である。13 shows the results of observation of the entire circumference of a wafer end surface according to a comparative example of Example 2. 実施例2の発明例によるウェーハ端面部の全周観察結果である。13 shows the results of observing the entire circumference of a wafer end surface according to the second embodiment of the present invention. 実施例2の比較例及び発明例における、接触傷の評価結果である。1 shows the results of evaluation of contact scratches in the comparative example and the inventive example of Example 2. 実施例2における、イオン注入及びエピタキシャル成長による接触傷の顕在化メカニズムを説明する図である。11A to 11C are diagrams for explaining the mechanism by which contact scratches become apparent due to ion implantation and epitaxial growth in Example 2. 実施例3の実験フローを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an experimental flow of Example 3. 実施例3における接触傷の評価結果を示すグラフである。13 is a graph showing the evaluation results of contact scratches in Example 3.

本発明の一実施形態によるウェーハ端面部の評価方法は、
ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、前記ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させるエピタキシャル成長工程と、
前記ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する観察工程と、
前記観察結果に基づいて、前記ウェーハの端面部における前記接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する評価工程と、
を有する。
A method for evaluating a wafer end surface according to an embodiment of the present invention includes the steps of:
an epitaxial growth step of growing an epitaxial layer from the flat surface to an end surface of the wafer, and generating stacking faults in the epitaxial layer starting from the contact scratches when the end surface of the wafer has contact scratches caused by contact with an external object;
an observation step of observing a surface of the epitaxial layer at the end face of the wafer to grasp at least one of the presence or absence and the degree of the stacking faults as an observation result;
an evaluation step of evaluating at least one of the presence or absence and the degree of the contact scratches on the edge surface of the wafer based on the observation results;
has.

また、本発明の他の実施形態によるウェーハ端面部の評価方法は、前記エピタキシャル成長工程に先立ち、前記ウェーハの端面部にイオンを注入する工程を有する。すなわち、当該イオン注入工程は、本発明において任意の工程であり、実施しない形態も本発明を構成するが、実施する形態におけるウェーハ端面部の評価方法は、
ウェーハの端面部にイオンを注入する工程と、
前記ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、前記ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させるエピタキシャル成長工程と、
前記ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する観察工程と、
前記観察結果に基づいて、前記ウェーハの端面部における前記接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する評価工程と、
を有する。
In addition, a method for evaluating a wafer end surface according to another embodiment of the present invention includes a step of implanting ions into the end surface of the wafer prior to the epitaxial growth step. That is, the ion implantation step is an optional step in the present invention, and an embodiment in which the ion implantation step is not implemented also constitutes the present invention. However, the method for evaluating a wafer end surface in an embodiment includes the following steps:
implanting ions into an edge portion of the wafer;
an epitaxial growth step of growing an epitaxial layer from the flat surface to an end surface of the wafer, and generating stacking faults in the epitaxial layer starting from the contact scratches when the end surface of the wafer has contact scratches caused by contact with an external object;
an observation step of observing a surface of the epitaxial layer at the end face portion of the wafer and grasping at least one of the presence or absence and the degree of the stacking faults as an observation result;
an evaluation step of evaluating at least one of the presence or absence and the degree of the contact scratches on the edge surface of the wafer based on the observation results;
has.

[ウェーハ]
本実施形態において、評価対象となるウェーハは、単結晶のインゴットから切断されたウェーハに対して、砥粒で研磨し、化学的方法により表面処理を施し、研磨砥粒液を使用してケミカル-メカニカルポリッシュを行って得たポリッシュトウェーハであってもよく、さらにアニール処理を行って得たアニールウェーハであってもよい。これらのウェーハは、単結晶シリコンウェーハであることが好ましい。
[Wafer]
In this embodiment, the wafer to be evaluated may be a polished wafer obtained by polishing a wafer cut from a single crystal ingot with abrasive grains, performing a surface treatment by a chemical method, and performing chemical-mechanical polishing using an abrasive grain liquid, or may be an annealed wafer obtained by further performing an annealing treatment. These wafers are preferably single crystal silicon wafers.

外部物との接触に起因する接触傷は、ウェーハがウェーハ収容容器に収容された状態での搬送工程、及び、バッチ式洗浄装置によるウェーハ洗浄工程において、導入されやすい。 Contact scratches caused by contact with external objects are likely to occur during the transport process when the wafers are stored in a wafer storage container, and during the wafer cleaning process using a batch-type cleaning device.

前記搬送工程に関して、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)と呼ばれる収容容器にウェーハが収容された状態で、ウェーハが保管されたり、工程間搬送されたりする際に、FOUPのウェーハ保持部とウェーハ端面部とが接触することによって、ウェーハ端面部に接触傷が導入されうる。また、前記搬送工程に関して、図3及び図4を参照して、例えば、FOSB(Front Opening Shipping Box)と呼ばれる収容容器にウェーハが収容された状態で、ウェーハが出荷、搬送される際に、FOSBのウェーハ保持部とウェーハ端面部とが接触することによって、ウェーハ端面部に接触傷が導入されうる。 In regard to the transport process, for example, when a wafer is stored in a storage container called a FOUP (Front Opening Unified Pod) and the wafer is transported between processes, contact scratches can be introduced to the wafer edge surface by contact between the wafer holding part of the FOUP and the wafer edge surface. In regard to the transport process, for example, when a wafer is stored in a storage container called a FOSB (Front Opening Shipping Box) and the wafer is transported, contact scratches can be introduced to the wafer edge surface by contact between the wafer holding part of the FOSB and the wafer edge surface.

また、前記ウェーハ洗浄工程に関して、ウェーハが搬送ロボットアームによってバッチ式洗浄装置の洗浄槽内に搬送される際に、搬送ロボットアームのウェーハ保持部とウェーハ端面部とが接触することによって、ウェーハ端面部に接触傷が導入されうる。また、前記ウェーハ洗浄工程に関して、ウェーハが洗浄槽内に固定される際に、洗浄槽内のウェーハ保持部とウェーハ端面部とが接触することによって、ウェーハ端面部に接触傷が導入されうる。 In addition, with regard to the wafer cleaning process, when the wafer is transported into the cleaning tank of the batch cleaning device by the transport robot arm, contact between the wafer holder of the transport robot arm and the wafer edge may cause contact scratches to be introduced into the wafer edge. In addition, with regard to the wafer cleaning process, when the wafer is fixed into the cleaning tank, contact between the wafer holder in the cleaning tank and the wafer edge may cause contact scratches to be introduced into the wafer edge.

以上のことから、本実施形態において、評価対象となるウェーハは、ウェーハ収容容器に収容された状態での搬送工程、及び、バッチ式洗浄装置による洗浄工程の少なくとも一方を経たポリッシュトシリコンウェーハであることが好ましい。 In view of the above, in this embodiment, the wafer to be evaluated is preferably a polished silicon wafer that has undergone at least one of a transport process in a wafer storage container and a cleaning process using a batch-type cleaning device.

[イオン注入工程]
本実施形態では、後述するエピタキシャル成長工程に先立ち、ウェーハの端面部にイオンを注入する工程を実施することが好ましい。ウェーハの端面部における接触傷領域と正常領域とでは、イオン注入により導入されるダメージ量が異なる。このため、エピタキシャル成長工程に先立ち、ウェーハの端面部にイオンを注入することによって、接触傷を強調することができ、その結果、凹凸のより小さい接触傷を高精度に評価することができる。
[Ion implantation process]
In this embodiment, it is preferable to perform a step of implanting ions into the edge of the wafer prior to the epitaxial growth step described below. The amount of damage caused by ion implantation differs between the contact scratch area and the normal area on the edge of the wafer. Therefore, by implanting ions into the edge of the wafer prior to the epitaxial growth step, the contact scratches can be emphasized, and as a result, contact scratches with smaller unevenness can be evaluated with high accuracy.

図15に示すように、イオン注入工程は、ウェーハの一対の平坦面(おもて面及び裏面)のうち、片面(おもて面)側からウェーハ表面に向けてイオンを照射することにより行う。ここで、ウェーハの「おもて面」とは、半導体デバイスを作製したり、異種基板を貼り付けたりする面であり、ウェーハの「裏面」とは、おもて面の反対側の平坦面である。ウェーハのおもて面又は裏面には、製品情報を記録した識別子(レーザーマーク)が刻印される。このため、ウェーハのおもて面と裏面とは、明確に区別される。ウェーハの端面部は、ウェーハのおもて面と裏面とを連結する外周面であり、ウェーハの最外周線を含む「端面側面」と、端面側面よりもおもて面側の「端面上面」と、端面側面よりも裏面側の「端面下面」と、からなる。ここで、ウェーハの最外周線は、ウェーハ平坦面の中心を含みウェーハ平坦面に垂直な断面において、ウェーハの厚み中心線とウェーハ端面部との交点に位置する。ウェーハの「端面側面」は、ウェーハ平坦面の中心を含みウェーハ平坦面に垂直な断面において、ウェーハの厚み中心線を中心として、ウェーハ厚みの±10%の範囲内に位置するウェーハ端面部であるものと定義する。 As shown in FIG. 15, the ion implantation process is performed by irradiating ions from one of a pair of flat surfaces (front and back) of the wafer toward the wafer surface. Here, the "front" of the wafer is the surface on which a semiconductor device is manufactured or a heterogeneous substrate is attached, and the "back" of the wafer is the flat surface opposite the front. An identifier (laser mark) recording product information is engraved on the front or back of the wafer. For this reason, the front and back of the wafer are clearly distinguished. The edge of the wafer is the outer periphery connecting the front and back of the wafer, and is composed of an "edge side" including the outermost periphery of the wafer, an "edge upper" on the front side of the edge side, and an "edge lower" on the back side of the edge side. Here, the outermost periphery of the wafer is located at the intersection of the thickness centerline of the wafer and the edge of the wafer in a cross section perpendicular to the wafer flat surface that includes the center of the wafer flat surface. The "edge side" of a wafer is defined as the edge portion of the wafer that is located within ±10% of the wafer thickness, centered on the centerline of the wafer thickness, in a cross section that includes the center of the wafer's flat surface and is perpendicular to the wafer's flat surface.

イオン注入工程は、ウェーハの片面(おもて面)側からウェーハ表面に向けてイオンを照射することにより行う。このため、図15に示すように、ウェーハ端面のうち「端面上面」に位置する接触傷を強調することができる。 The ion implantation process is performed by irradiating ions from one side (front side) of the wafer toward the wafer surface. This makes it possible to highlight contact scratches located on the "upper end surface" of the wafer end surface, as shown in Figure 15.

注入するイオンは、B、P、As、C、及びSiから選択される一種からなるモノマーイオン、並びに、炭素及び水素を含むクラスターイオン、から選択される一種以上を含むことが好ましい。 The ions to be implanted preferably include one or more selected from monomer ions consisting of one selected from B, P, As, C, and Si, and cluster ions containing carbon and hydrogen.

モノマーイオンの加速電圧は、一般的に150~2000keV/atomとし、その範囲で適宜設定すればよい。また、モノマーイオンのドーズ量も特に限定されないが、例えば、1×1013atoms/cm以上1×1016atoms/cm以下の範囲内とすることができ、接触傷を強調する観点からは、5×1014atoms/cm以上とすることが好ましく、1×1015atoms/cm以上とすることがより好ましい。 The acceleration voltage of the monomer ions is generally 150 to 2000 keV/atom and may be appropriately set within this range. The dose of the monomer ions is not particularly limited either, but may be set within a range of, for example, 1×10 13 atoms/cm 2 to 1×10 16 atoms/cm 2. From the viewpoint of emphasizing contact scratches, it is preferably set to 5×10 14 atoms/cm 2 or more, and more preferably set to 1×10 15 atoms/cm 2 or more.

本明細書における「クラスターイオン」は、電子衝撃法により、ガス状分子に電子を衝突させてガス状分子の結合を解離させることで種々の原子数の原子集合体とし、フラグメントを起こさせて当該原子集合体をイオン化させ、イオン化された種々の原子数の原子集合体の質量分離を行って、特定の質量数のイオン化された原子集合体を抽出して得られる。すなわち、本明細書における「クラスターイオン」は、原子が複数集合して塊となったクラスターに正電荷または負電荷を与え、イオン化したものであり、炭素イオンなどの単原子イオンや、一酸化炭素イオンなどの単分子イオンとは明確に区別される。クラスターイオンの構成原子数は、通常5個~100個程度である。このような原理を用いたクラスターイオン注入装置として、例えば日新イオン機器株式会社製のCLARIS(登録商標)を用いることができる。 In this specification, the term "cluster ions" refers to ions obtained by bombarding gaseous molecules with electrons to dissociate the bonds of the gaseous molecules into atomic aggregates of various numbers of atoms, fragmenting the atomic aggregates to ionize them, and then performing mass separation on the ionized atomic aggregates of various numbers of atoms to extract ionized atomic aggregates of specific mass numbers. In other words, the term "cluster ions" refers to ions obtained by giving a positive or negative charge to clusters of atoms that are agglomerates of multiple atoms, and is clearly distinguished from monoatomic ions such as carbon ions and monomolecular ions such as carbon monoxide ions. The number of atoms constituting a cluster ion is usually about 5 to 100. For example, CLARIS (registered trademark) manufactured by Nissin Ion Equipment Co., Ltd. can be used as a cluster ion implantation device using this principle.

クラスターイオンの照射条件としては、クラスターイオンの構成元素、クラスターイオンのドーズ量、クラスターサイズ、クラスターイオンの加速電圧、およびビーム電流値等が挙げられる。 The conditions for irradiating cluster ions include the constituent elements of the cluster ions, the dose of the cluster ions, the cluster size, the acceleration voltage of the cluster ions, and the beam current value.

クラスターイオンの構成元素は、炭素及び水素を含むものとすることが好ましく、炭素及び水素からなるものとすることがより好ましい。 The constituent elements of the cluster ion preferably contain carbon and hydrogen, and more preferably consist of carbon and hydrogen.

クラスターイオンの原料となるガス状分子は、所望のクラスターサイズのクラスターイオンを得ることができるものであれば特に限定されない。例えば、シクロヘキサン(C12)を原料ガスとすれば、構成元素が炭素及び水素からなるクラスターイオンを生成・抽出することができる。また、特にピレン(C1610)、ジベンジル(C1414)などを原料として生成したクラスターC(3≦n≦16、3≦m≦10、n及びmはともに整数)を用いることが好ましい。小サイズのクラスターイオンビームを制御し易いためである。 The gaseous molecules that are the source of the cluster ions are not particularly limited as long as they can produce cluster ions of the desired cluster size. For example, if cyclohexane (C 6 H 12 ) is used as the source gas, cluster ions whose constituent elements are carbon and hydrogen can be produced and extracted. In particular, it is preferable to use clusters C n H m ( 3 ≦n≦16, 3≦m≦10, n and m are both integers) produced using pyrene (C 16 H 10 ), dibenzyl (C 14 H 14 ), etc. as the source material. This is because it is easy to control a small-sized cluster ion beam.

クラスターサイズは2~100個、好ましくは60個以下、より好ましくは50個以下で適宜設定することができる。本明細書において「クラスターサイズ」とは、1つのクラスターイオンを構成する原子の個数を意味する。後述する実験例では、クラスターサイズ8個のCを用いた。クラスターサイズの調整は、ノズルから噴出されるガスのガス圧力および真空容器の圧力、イオン化する際のフィラメントへ印加する電圧などを調整することにより行うことができる。なお、クラスターサイズは、四重極高周波電界による質量分析またはタイムオブフライト質量分析によりクラスター個数分布を求め、クラスター個数の平均値をとることにより求めることができる。 The cluster size can be appropriately set to 2 to 100, preferably 60 or less, more preferably 50 or less. In this specification, "cluster size" means the number of atoms constituting one cluster ion. In the experimental example described later, C 3 H 5 with a cluster size of 8 was used. The cluster size can be adjusted by adjusting the gas pressure of the gas ejected from the nozzle, the pressure of the vacuum vessel, the voltage applied to the filament during ionization, etc. The cluster size can be obtained by determining the cluster number distribution by mass analysis using a quadrupole high-frequency electric field or time-of-flight mass analysis, and taking the average value of the cluster number.

クラスターイオンのドーズ量は、イオン照射時間を制御することにより調整することができる。クラスターイオンを構成する各元素のドーズ量は、クラスターイオン種と、クラスターイオンのドーズ量(ions/cm)で定まる。本実施形態において、炭素のドーズ量は特に限定されず、概ね1×1014atoms/cm以上1×1016atoms/cm以下の範囲内とすることができ、接触傷を強調する観点からは、5×1014atoms/cm以上とすることが好ましく、1×1015atoms/cm以上とすることがより好ましい。 The dose of the cluster ions can be adjusted by controlling the ion irradiation time. The dose of each element constituting the cluster ions is determined by the cluster ion species and the dose of the cluster ions (ions/cm 2 ). In this embodiment, the dose of carbon is not particularly limited and can be in the range of about 1×10 14 atoms/cm 2 or more and 1×10 16 atoms/cm 2 or less. From the viewpoint of emphasizing the contact scratches, it is preferably 5×10 14 atoms/cm 2 or more, and more preferably 1×10 15 atoms/cm 2 or more.

クラスターイオンの加速電圧は、0keV/ion超え200keV/ion未満とすることができ、100keV/ion以下とすることが好ましく、80keV/ion以下とすることがさらに好ましい。また、クラスターイオンの加速電圧は、炭素1原子あたりで0keV/atom超え50keV/atom以下とし、好ましくは40keV/atom以下とすることができる。なお、加速電圧の調整には、(1)静電加速、(2)高周波加速の2方法が一般的に用いられる。前者の方法としては、複数の電極を等間隔に並べ、それらの間に等しい電圧を印加して、軸方向に等加速電界を作る方法がある。後者の方法としては、イオンを直線状に走らせながら高周波を用いて加速する線形ライナック法がある。 The acceleration voltage of the cluster ions can be more than 0 keV/ion and less than 200 keV/ion, preferably 100 keV/ion or less, and more preferably 80 keV/ion or less. The acceleration voltage of the cluster ions can be more than 0 keV/atom and 50 keV/atom or less, preferably 40 keV/atom or less per carbon atom. Two methods are generally used to adjust the acceleration voltage: (1) electrostatic acceleration and (2) radio frequency acceleration. The former method is to arrange multiple electrodes at equal intervals and apply equal voltages between them to create a uniform accelerating electric field in the axial direction. The latter method is the linear linac method, in which ions are accelerated using radio frequency while running in a straight line.

クラスターイオンのビーム電流値は、特に限定されないが、例えば50~5000μAの範囲から適宜決定することができる。クラスターイオンのビーム電流値は、例えば、イオン源における原料ガスの分解条件を変更することにより調整することができる。 The beam current value of the cluster ions is not particularly limited, but can be appropriately determined, for example, from the range of 50 to 5000 μA. The beam current value of the cluster ions can be adjusted, for example, by changing the decomposition conditions of the raw material gas in the ion source.

[エピタキシャル成長工程]
本実施形態では、上記イオン注入工程を実施せずに(図8参照)、又は、好ましくは上記イオン注入工程を実施した後に(図15参照)、ウェーハの平坦面(おもて面)から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長工程を行うことが重要である。これにより、図8及び図15に示すように、ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させることができる。すなわち、ウェーハの端面部に存在する接触傷を、エピタキシャル層の表面に積層欠陥として顕在化させることができる。
[Epitaxial growth process]
In this embodiment, it is important to perform an epitaxial growth step in which an epitaxial layer is grown from the flat surface (front surface) of the wafer to the end surface portion without performing the ion implantation step (see FIG. 8) or preferably after performing the ion implantation step (see FIG. 15). As a result, as shown in FIGS. 8 and 15, when contact scratches caused by contact with an external object exist on the end surface portion of the wafer, stacking faults originating from the contact scratches can be generated in the epitaxial layer. That is, the contact scratches existing on the end surface portion of the wafer can be made apparent as stacking faults on the surface of the epitaxial layer.

図8及び図15に示すように、エピタキシャル成長工程では、ウェーハの平坦面(おもて面)から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させる。具体的には、ウェーハの端面部のうち、「端面上面」及び「端面側面」にエピタキシャル層が形成される。ウェーハの端面部のうち「端面下面」にはエピタキシャル層は形成されない。このため、例えば図8に示すように、ウェーハ端面のうち「端面上面」及び「端面側面」の少なくとも一方に位置する接触傷を、積層欠陥として顕在化させることができる。 As shown in Figures 8 and 15, in the epitaxial growth process, an epitaxial layer is grown from the flat surface (front surface) of the wafer to the edge surface. Specifically, an epitaxial layer is formed on the "upper edge surface" and "side edge surface" of the edge surface of the wafer. An epitaxial layer is not formed on the "lower edge surface" of the edge surface of the wafer. For this reason, for example, as shown in Figure 8, contact scratches located on at least one of the "upper edge surface" and "side edge surface" of the wafer edge surface can be made visible as stacking faults.

また、図15に示すように、イオン注入工程を行うことで、ウェーハ端面のうち「端面上面」に位置する接触傷を強調し、その後、エピタキシャル成長工程を行うことができる。この場合、当該接触傷が凹凸のより小さい接触傷であったとしても、当該接触傷を、積層欠陥として顕在化させることができる。 As shown in FIG. 15, by performing an ion implantation process, contact scratches located on the "upper surface" of the wafer edge can be emphasized, and then an epitaxial growth process can be performed. In this case, even if the contact scratches are smaller in unevenness, the contact scratches can be made visible as stacking faults.

エピタキシャル層は、シリコンエピタキシャル層であることが好ましい。シリコンエピタキシャル層は、一般的な条件により形成することができる。例えば、水素をキャリアガスとして、ジクロロシラン、トリクロロシランなどのソースガスをチャンバー内に導入し、使用するソースガスによっても成長温度は異なるが、概ね1000~1200℃の範囲の温度でCVD法により、ウェーハ上にエピタキシャル成長させることができる。 The epitaxial layer is preferably a silicon epitaxial layer. The silicon epitaxial layer can be formed under typical conditions. For example, hydrogen is used as a carrier gas, and source gases such as dichlorosilane and trichlorosilane are introduced into the chamber. Although the growth temperature varies depending on the source gas used, epitaxial growth can be performed on the wafer by the CVD method at a temperature in the range of approximately 1000 to 1200°C.

ウェーハの端面部に存在する接触傷を、エピタキシャル層の表面に積層欠陥として顕在化させる観点から、エピタキシャル成長工程において、ウェーハの端面部に隣接する平坦面(おもて面)におけるエピタキシャル層の厚さを5μm以上とすることが好ましく、10μm以上とすることがより好ましい。他方で、積層欠陥の大きさはエピタキシャル層の厚みに比例し、エピタキシャル層が極端に厚い場合、積層欠陥の起点となった接触傷の程度を評価しにくくなるため、ウェーハの端面部に隣接する平坦面(おもて面)におけるエピタキシャル層の厚さを50μm以下とすることが好ましい。 From the viewpoint of making contact scratches present on the edge of the wafer manifest as stacking faults on the surface of the epitaxial layer, in the epitaxial growth process, the thickness of the epitaxial layer on the flat surface (front surface) adjacent to the edge of the wafer is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. On the other hand, since the size of stacking faults is proportional to the thickness of the epitaxial layer, if the epitaxial layer is extremely thick, it becomes difficult to evaluate the degree of the contact scratches that are the origin of the stacking faults, so it is preferable to make the thickness of the epitaxial layer on the flat surface (front surface) adjacent to the edge of the wafer 50 μm or less.

[観察工程]
観察工程では、ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する。観察工程では、(I)撮像デバイスによる観察及び画像取得を行う、又は、(II)顕微鏡及び撮像デバイスを組み合わせた拡大観察及び画像取得を行うことが好ましい。撮像デバイスは特に限定されないが、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサなどを挙げることができる。顕微鏡は特に限定されず、光学顕微鏡及び電子顕微鏡のいずれも用いることができるが、光学顕微鏡を用いることが好ましい。そして、撮像デバイスによる観察及び画像取得、並びに、撮像デバイスを組み込んだ光学顕微鏡による拡大観察及び画像取得は、ウェーハの端面部の全周を対象とすることが好ましい。すなわち、CCDイメージセンサ又は光学顕微鏡を用いて、ウェーハの端面部の全周の画像を取得することが好ましい。
[Observation process]
In the observation step, the surface of the epitaxial layer at the end face of the wafer is observed to grasp at least one of the presence or absence and the degree of the stacking fault as the observation result. In the observation step, it is preferable to (I) perform observation and image acquisition by an imaging device, or (II) perform magnified observation and image acquisition by combining a microscope and an imaging device. The imaging device is not particularly limited, but examples thereof include a CCD image sensor and a CMOS image sensor. The microscope is not particularly limited, and both an optical microscope and an electron microscope can be used, but it is preferable to use an optical microscope. And, it is preferable that the observation and image acquisition by the imaging device, and the magnified observation and image acquisition by the optical microscope incorporating the imaging device are targeted at the entire circumference of the end face of the wafer. That is, it is preferable to use a CCD image sensor or an optical microscope to acquire an image of the entire circumference of the end face of the wafer.

[評価工程]
評価工程では、前記観察結果に基づいて、ウェーハの端面部における接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する。例えば、エピタキシャル層の表面に積層欠陥が無い場合には、ウェーハの端面部に接触傷が無いと評価することができ、エピタキシャル層の表面に積層欠陥が存在する場合には、ウェーハの端面部に接触傷が存在すると評価することができる。また、エピタキシャル層の表面の特定領域又は全周領域における積層欠陥の数、密度、面積などを求め、これら積層欠陥の数、密度、面積などに基づいて、ウェーハの端面部における接触傷の程度を評価することができる。
[Evaluation process]
In the evaluation step, at least one of the presence or absence and the degree of contact scratches on the edge of the wafer is evaluated based on the observation results. For example, when there are no stacking faults on the surface of the epitaxial layer, it can be evaluated that there are no contact scratches on the edge of the wafer, and when there are stacking faults on the surface of the epitaxial layer, it can be evaluated that there are contact scratches on the edge of the wafer. In addition, the number, density, area, etc. of stacking faults in a specific region or the entire periphery region of the surface of the epitaxial layer can be obtained, and the degree of contact scratches on the edge of the wafer can be evaluated based on the number, density, area, etc. of these stacking faults.

以上説明した本実施形態によるウェーハ端面部の評価方法によれば、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷をより高精度に評価することができる。 The method for evaluating the wafer edge surface according to the present embodiment described above makes it possible to evaluate with higher accuracy contact scratches on the wafer edge surface caused by contact with an external object.

(実施例1)
実施例1の実験フローを図2に示す。サンプルは、一般的なウェーハ加工を行ったポリッシュトシリコンウェーハ8枚とする。サンプルは、研磨直後であり、端面部には他装置との接触傷は形成されていないとする。まず、ノッチ位置を90°回転させて、サンプル8枚をFOSB(Front-Opening Shipping Box)に入れ、図3(a),(b)のようにFOSBの蓋の開閉をくり返すことで、サンプルを複数回押し込み、FOSB内のウェーハ保持部と接触させて、サンプルの端面部に接触傷を導入した。FOSB内のウェーハ保持部との接触によって、図4のようにサンプルの端面側面に接触傷が形成された。
Example 1
The experimental flow of Example 1 is shown in FIG. 2. The samples are eight polished silicon wafers that have been subjected to general wafer processing. The samples are immediately after polishing, and no contact scratches with other devices are formed on the end faces. First, the notch position is rotated 90°, and the eight samples are placed in a FOSB (Front-Opening Shipping Box). The lid of the FOSB is repeatedly opened and closed as shown in FIG. 3(a) and (b), so that the samples are pressed in multiple times and contacted with the wafer holder in the FOSB, introducing contact scratches on the end faces of the samples. Contact with the wafer holder in the FOSB resulted in contact scratches on the end faces of the samples as shown in FIG. 4.

その後、比較例による評価として、CCDカメラによる端面部の検査を行った。端面部の検査は、図1に示すようなウェーハ端面検査装置を用いた全周測定(端面全周の観察及び撮像)とした。 After that, as an evaluation of the comparative example, the end face was inspected using a CCD camera. The end face was inspected by measuring the entire circumference (observing and capturing images of the entire circumference of the end face) using a wafer end face inspection device as shown in Figure 1.

その後、発明例による評価として、サンプルのおもて面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、再度、同検査装置を用いて、端面部の全周測定(端面全周の観察及び撮像)を実施した。エピタキシャル成長は、SiHClをソースガスとして、1120℃の温度で1.0μm/分の成長レートにて行った。エピタキシャル層は、平坦部における厚さ:10μm、ドーパント種:リン、抵抗率:10Ω・cmとした。 Then, as an evaluation according to the invention, an epitaxial layer was grown from the front surface of the sample to the end face, and the end face was again measured all around (observed and photographed all around) using the same inspection device. The epitaxial growth was performed at a growth rate of 1.0 μm/min at a temperature of 1120° C. using SiHCl 3 as source gas. The epitaxial layer had a thickness of 10 μm at the flat portion, a dopant species of phosphorus, and a resistivity of 10 Ω·cm.

[評価結果]
同一の接触傷を比較例による評価と発明例による評価により評価した結果を図5,6に示す。比較例による評価では、接触傷は検出されなかったが、発明例による評価では、接触傷の長さや形状まで確認することができた。比較例による評価と発明例による評価により測定した全周の接触傷の発生位置を図7に示す。図7は、ノッチ位置を円周位置0°とした際のサンプル8枚の重ね合わせである。図7より、比較例による評価では、接触傷は全周において検出されてなかったが、発明例による評価では、ノッチ位置を90°回転させて、FOSB内ウェーハ保持部と接触させた位置に接触傷が形成されていることが確認できた。FOSB内ウェーハ保持部との接触により、端面側面に形成された接触傷は、図8のようにエピタキシャル成長時に積層欠陥となることで顕在化されたと考える。
[Evaluation Results]
The results of evaluation of the same contact scratch by the comparative example and the inventive example are shown in Figs. 5 and 6. In the comparative example, no contact scratches were detected, but in the inventive example, the length and shape of the contact scratches could be confirmed. The positions of contact scratches around the entire circumference measured in the comparative example and the inventive example are shown in Fig. 7. Fig. 7 shows eight samples superimposed when the notch position is set to the circumferential position 0°. As shown in Fig. 7, in the comparative example, no contact scratches were detected around the entire circumference, but in the inventive example, it was confirmed that the notch position was rotated 90° and contact scratches were formed at the position where the wafer holder in the FOSB was contacted. It is considered that the contact scratches formed on the side of the end face due to contact with the wafer holder in the FOSB became apparent as stacking faults during epitaxial growth, as shown in Fig. 8.

(実施例2)
実施例2の実験フローを図9に示す。サンプルは、一般的なウェーハ加工を行ったポリッシュトシリコンウェーハ13枚とする。サンプルは、研磨直後であり、端面部には他装置との接触傷は形成されていないとする。まず、サンプル13枚のウェーハ端面部に接触傷を意図的に導入するために、図10のように、搬送ロボットアームによってサンプルをバッチ式洗浄機の洗浄槽に載置し、その後、搬送ロボットアームによって洗浄槽から搬出する操作(強調移載)を3回くり返した。搬送ロボットアームのウェーハ保持部と洗浄槽のウェーハ保持部には、溝が刻まれており、ウェーハ端面部を溝に入れることによって保持している。そのため、移載をくり返すことにより、図11に示すようにサンプルウェーハの端面上面及び端面下面に接触傷が形成された。
Example 2
The experimental flow of Example 2 is shown in FIG. 9. The samples are 13 polished silicon wafers that have been subjected to general wafer processing. The samples are immediately after polishing, and no contact scratches with other devices have been formed on the end faces of the samples. First, in order to intentionally introduce contact scratches on the end faces of the 13 samples, the samples were placed in the cleaning tank of a batch-type cleaning machine by a transport robot arm as shown in FIG. 10, and then the operation of removing the samples from the cleaning tank by the transport robot arm (emphasized transfer) was repeated three times. The wafer holder of the transport robot arm and the wafer holder of the cleaning tank have grooves engraved on them, and the wafer end faces are held by being inserted into the grooves. Therefore, by repeating the transfer, contact scratches were formed on the upper and lower end faces of the sample wafers as shown in FIG. 11.

その後、比較例による評価として、CCDカメラによる端面部の検査を行った。端面部の検査は、図1に示すようなウェーハ端面検査装置を用いた全周測定(端面全周の観察及び撮像)とした。 After that, as an evaluation of the comparative example, the end face was inspected using a CCD camera. The end face was inspected by measuring the entire circumference (observing and capturing images of the entire circumference of the end face) using a wafer end face inspection device as shown in Figure 1.

さらに、発明例による評価として、サンプルにイオン注入及びエピタキシャル成長を行い、再度、同検査装置を用いて、端面部の全周測定(端面全周の観察及び撮像)を実施した。イオン注入は、イオン注入種:C、注入炭素ドーズ量:1.0×1015atoms/cm、加速電圧:80keV、ビーム電流値:850μA、Tilt:0°、Twist:0°の条件にて実施した。エピタキシャル成長は、SiHClをソースガスとして、1120℃の温度で1.0μm/分の成長レートにて行った。エピタキシャル層は、平坦部における厚さ:10μm、ドーパント種:リン、抵抗率:10Ω・cmとした。 Furthermore, as an evaluation of the invention example, ion implantation and epitaxial growth were performed on the sample, and the end face was again measured (observed and photographed) using the same inspection device. The ion implantation was performed under the following conditions: ion implantation species: C 3 H 5 , implanted carbon dose: 1.0×10 15 atoms/cm 2 , acceleration voltage: 80 keV, beam current value: 850 μA, tilt: 0°, twist: 0°. The epitaxial growth was performed at a growth rate of 1.0 μm/min at a temperature of 1120° C. using SiHCl 3 as source gas. The epitaxial layer had a thickness of 10 μm at the flat portion, a dopant species: phosphorus, and a resistivity of 10 Ω·cm.

[評価結果]
同一の接触傷を比較例による評価と発明例による評価により評価した結果を図12,13に示す。比較例による評価では、接触傷はほとんど検出されなかったが、発明例による評価では、接触傷の長さや形状を確認することができた。比較例による評価と発明例による評価により測定した全周の接触傷の発生位置を図14に示す。図14は、ノッチ位置を円周位置0°とした際のサンプル13枚の重ね合わせである。図14より、比較例による評価では、接触傷はほとんど検出することはできなかったが、発明例による評価では、搬送ロボットアーム部のウェーハ保持部と洗浄槽のウェーハ保持部に対応する位置に接触傷が形成されていることが確認できた。端面上面に形成された接触傷は、図15のように、イオン注入の注入ダメージにより強調され、エピタキシャル成長時に積層欠陥となって顕在化したと考える。
[Evaluation Results]
The results of evaluation of the same contact scratch by the comparative example and the inventive example are shown in Figs. 12 and 13. In the comparative example, almost no contact scratches were detected, but in the inventive example, the length and shape of the contact scratches could be confirmed. Fig. 14 shows the positions of contact scratches around the circumference measured by the comparative example and the inventive example. Fig. 14 shows the overlap of 13 samples when the notch position is set to the circumferential position of 0°. As shown in Fig. 14, in the comparative example, almost no contact scratches could be detected, but in the inventive example, it was confirmed that contact scratches were formed at positions corresponding to the wafer holder of the transfer robot arm and the wafer holder of the cleaning tank. It is considered that the contact scratches formed on the upper surface of the end face were accentuated by the implantation damage of ion implantation as shown in Fig. 15, and became apparent as stacking faults during epitaxial growth.

(実施例3)
実施例3の実験フローを図16に示す。サンプルは、一般的なウェーハ加工を行ったポリッシュトシリコンウェーハ10枚とする。サンプルは、研磨直後であり、端面部には他装置との接触傷は形成されていないとする。実施例2と同様に、端面部に接触傷を意図的に導入するため、バッチ式洗浄機の搬送ロボットアームと洗浄槽を用いて、移載作業を複数回繰り返す。搬送ロボットアームによってサンプルをバッチ式洗浄機の洗浄槽に載置し、その後、搬送ロボットアームによって洗浄槽から搬出する操作(強調移載)を3回くり返した。
Example 3
The experimental flow of Example 3 is shown in FIG. 16. The samples are 10 polished silicon wafers that have been subjected to general wafer processing. The samples are immediately after polishing, and no contact scratches with other devices are formed on the end faces. As in Example 2, in order to intentionally introduce contact scratches on the end faces, the transfer operation is repeated multiple times using the transfer robot arm and cleaning tank of the batch cleaning machine. The operation of placing the sample in the cleaning tank of the batch cleaning machine by the transfer robot arm and then removing it from the cleaning tank by the transfer robot arm (highlighted transfer) was repeated three times.

その後、比較例による評価として、光学顕微鏡による端面部の全周測定(端面全周の観察及び撮像)を行った。 Then, as an evaluation of the comparative example, the entire circumference of the end face was measured using an optical microscope (observation and imaging of the entire circumference of the end face).

さらに、発明例1,2による評価として、サンプルにイオン注入及びエピタキシャル成長を行い、再度、光学顕微鏡を用いて、端面部の全周測定(端面全周の観察及び撮像)を実施した。イオン注入は、イオン注入種:C、注入炭素ドーズ量:発明例1では5.0×1014atoms/cm、発明例2では1.0×1015atoms/cm、加速電圧:80keV、ビーム電流値:850μA、Tilt:0°、Twist:0°の条件にて実施した。エピタキシャル成長は、SiHClをソースガスとして、1120℃の温度で1.0μm/分の成長レートにて行った。エピタキシャル層は、平坦部における厚さ:10μm、ドーパント種:リン、抵抗率:10Ω・cmとした。 Further, as an evaluation of the invention examples 1 and 2, ion implantation and epitaxial growth were performed on the samples, and the end face was again measured (observed and photographed) using an optical microscope. The ion implantation was performed under the following conditions: ion implantation species: C 3 H 5 , implantation carbon dose: 5.0×10 14 atoms/cm 2 in invention example 1, and 1.0×10 15 atoms/cm 2 in invention example 2, acceleration voltage: 80 keV, beam current value: 850 μA, tilt: 0°, twist: 0°. The epitaxial growth was performed at a growth rate of 1.0 μm/min at a temperature of 1120° C. using SiHCl 3 as source gas. The epitaxial layer had a thickness of 10 μm at the flat part, a dopant species: phosphorus, and a resistivity of 10 Ω·cm.

[評価結果]
図17に比較例及び発明例1,2において検出された接触傷の全周合計面積(1枚あたりの平均値)を示す。比較例では、接触傷は検出されなかったが、発明例1,2では、接触傷が検出された。また、発明例1,2を比較すると、より高ドーズ量注入条件である発明例2において、より高感度に接触傷を評価できたことがわかる。
[Evaluation Results]
17 shows the total circumferential area (average value per wafer) of contact scratches detected in the comparative example and invention examples 1 and 2. No contact scratches were detected in the comparative example, but contact scratches were detected in invention examples 1 and 2. In addition, a comparison of invention examples 1 and 2 shows that contact scratches could be evaluated with higher sensitivity in invention example 2, which had a higher dose implantation condition.

本発明のウェーハ端面部の評価方法によれば、ウェーハの端面部における外部物との接触に起因する接触傷をより高精度に評価することができる。 The wafer edge evaluation method of the present invention makes it possible to evaluate with greater precision contact scratches on the wafer edge caused by contact with an external object.

Claims (7)

ウェーハの端面部にイオンを注入する工程と、
次いで、前記ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、前記ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させるエピタキシャル成長工程と、
前記ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する観察工程と、
前記観察結果に基づいて、前記ウェーハの端面部における前記接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する評価工程と、
を有するウェーハ端面部の評価方法。
implanting ions into an edge portion of the wafer;
Next, an epitaxial growth step is performed in which an epitaxial layer is grown from the flat surface to the end surface of the wafer, and when a contact scratch due to contact with an external object is present on the end surface of the wafer, stacking faults are generated in the epitaxial layer starting from the contact scratch;
an observation step of observing a surface of the epitaxial layer at the end face of the wafer to grasp at least one of the presence or absence and the degree of the stacking faults as an observation result;
an evaluation step of evaluating at least one of the presence or absence and the degree of the contact scratches on the edge surface of the wafer based on the observation results;
The method for evaluating a wafer edge portion includes the steps of:
前記イオンは、B、P、As、C、及びSiから選択される一種からなるモノマーイオン、並びに、炭素及び水素を含むクラスターイオン、から選択される一種以上を含む、請求項に記載のウェーハ端面部の評価方法。 2. The method for evaluating a wafer end surface according to claim 1 , wherein the ions include at least one selected from the group consisting of monomer ions consisting of one selected from B, P, As, C, and Si, and cluster ions containing carbon and hydrogen. 前記エピタキシャル成長工程において、前記ウェーハの前記端面部に隣接する前記平坦面における前記エピタキシャル層の厚さを5μm以上とする、請求項1又は2に記載のウェーハ端面部の評価方法。 3. The method for evaluating a wafer end surface according to claim 1, wherein in the epitaxial growth step, a thickness of the epitaxial layer on the flat surface adjacent to the end surface of the wafer is set to 5 μm or more. 前記観察工程では、(I)撮像デバイスによる観察及び画像取得を行う、又は、(II)顕微鏡及び撮像デバイスを組み合わせた拡大観察及び画像取得を行う、請求項1~のいずれか一項に記載のウェーハ端面部の評価方法。 The method for evaluating a wafer end surface according to any one of claims 1 to 3 , wherein the observation step includes (I) observation and image acquisition using an imaging device, or (II) magnified observation and image acquisition using a combination of a microscope and an imaging device. 前記観察又は前記拡大観察、及び、前記画像取得は、前記ウェーハの端面部の全周を対象とする、請求項に記載のウェーハ端面部の評価方法。 The method for evaluating a wafer edge portion according to claim 4 , wherein the observation or the magnified observation and the image acquisition are performed on an entire circumference of the edge portion of the wafer. 前記ウェーハは、ウェーハ収容容器に収容された状態での搬送工程、及び、バッチ式洗浄装置による洗浄工程の少なくとも一方を経たポリッシュトシリコンウェーハである、請求項1~のいずれか一項に記載のウェーハの端面部の評価方法。 6. The method for evaluating an end surface portion of a wafer according to claim 1 , wherein the wafer is a polished silicon wafer that has been subjected to at least one of a transport process in a state where the wafer is accommodated in a wafer accommodation container and a cleaning process using a batch-type cleaning device. ウェーハの平坦面から端面部にわたりエピタキシャル層を成長させて、前記ウェーハの端面部に外部物との接触に起因する接触傷が存在する場合に、前記エピタキシャル層に、前記接触傷を起点とする積層欠陥を発生させるエピタキシャル成長工程と、an epitaxial growth step of growing an epitaxial layer from the flat surface to an end surface of the wafer, and generating stacking faults in the epitaxial layer starting from the contact scratches when the end surface of the wafer has contact scratches caused by contact with an external object;
前記ウェーハの端面部における前記エピタキシャル層の表面を観察して、前記積層欠陥の有無及び程度の少なくとも一方を観察結果として把握する観察工程と、an observation step of observing a surface of the epitaxial layer at the end face of the wafer to grasp at least one of the presence or absence and the degree of the stacking faults as an observation result;
前記観察結果に基づいて、前記ウェーハの端面部における前記接触傷の有無及び程度の少なくとも一方を評価する評価工程と、an evaluation step of evaluating at least one of the presence or absence and the degree of the contact scratches on the edge surface of the wafer based on the observation results;
を有し、having
前記観察工程では、(I)撮像デバイスによる観察及び画像取得を行う、又は、(II)顕微鏡及び撮像デバイスを組み合わせた拡大観察及び画像取得を行い、In the observation step, (I) observation and image acquisition are performed using an imaging device, or (II) magnified observation and image acquisition are performed using a combination of a microscope and an imaging device,
前記観察又は前記拡大観察、及び、前記画像取得は、前記ウェーハの端面部の全周を対象とする、ウェーハ端面部の評価方法。The method for evaluating a wafer edge portion, wherein the observation or the magnified observation, and the image acquisition are performed on an entire circumference of the edge portion of the wafer.
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