(57)【要約】【課題】エピタキシャル膜の平坦度が全面的に高められたエピタキシャルシリコンウェーハを製造する。【解決手段】外周端に面取り部が形成され、面方位が（１００）面もしくは（１１０）面からなるシリコンウェーハ２の主面にエピタキシャル膜３を形成するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法であって、シリコンウェーハ２の面取り部２２に保護膜５を形成する保護膜形成工程と、シリコンウェーハ２の中央部よりも外周部におけるエピタキシャル膜の成長速度が遅くなるように、保護膜形成工程後のシリコンウェーハ２上にエピタキシャル膜３を形成するエピタキシャル膜形成工程とを有する。【選択図】図４
2019117857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周端に面取り部が形成され、主面が（１００）面もしくは（１１０）面からなるシリコンウェーハの前記主面にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法であって、
前記シリコンウェーハの前記面取り部に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記シリコンウェーハの中央部よりも外周部におけるエピタキシャル膜の成長速度が遅くなるように、前記保護膜形成工程後の前記シリコンウェーハ上に前記エピタキシャル膜を形成するエピタキシャル膜形成工程とを有することを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記保護膜形成工程において、少なくとも前記シリコンウェーハの結晶方位＜１００＞の方向の前記面取り部に前記保護膜を形成する、請求項１に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記保護膜形成工程において、前記シリコンウェーハの前記面取り部の全周に亘って前記保護膜を形成する、請求項１に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記保護膜が酸化膜である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記エピタキシャル膜形成工程において、塩化水素ガスを添加した原料ソースガスを用いてエピタキシャル成長を行う、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記エピタキシャル膜形成工程後に前記保護膜を除去する保護膜除去工程をさらに有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項７】
外周端に面取り部を備え、主面が（１００）面もしくは（１１０）面からなるシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を備えるエピタキシャルシリコンウェーハであって、
前記エピタキシャル膜は厚さ２μｍ以上であり、かつ
前記外周端より径方向に１ｍｍ〜３ｍｍの外周部領域における周方向および径方向それぞれのエピタキシャル膜の厚みのＰＶ値（Peak to Valley）が０．０５μｍ以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【請求項８】
前記面取り部の表面に粒状シリコンが存在しない、請求項７に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法およびエピタキシャルシリコンウェーハに関し、特に、エピタキシャル膜の平坦度が高められたエピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エピタキシャルシリコンウェーハは、基板となるシリコンウェーハの片面にシリコンソースガスを吹き付けてエピタキシャル膜を成長させたウェーハであり、メモリー系デバイス、ロジック系デバイス、撮像デバイスなどの幅広い用途に使用されている。
【０００３】
半導体デバイスの集積度の向上のためには、エピタキシャルシリコンウェーハの平坦度は重要な要素の一つであるため、平坦度の高いエピタキシャルシリコンウェーハが強く求められている。さらに、１枚のエピタキシャルシリコンウェーハからより多くの半導体素子を作るためにも、ウェーハの全面、特に外周部領域まで平坦な形状が要求されるようになってきている。ウェーハの表面のフラットネス（平坦度）を測定するときのエッジ除外領域（Edge Exclusion）は、従来、ウェーハエッジから３ｍｍであったものが、現状では、２ｍｍへと進んでおり、さらには１ｍｍまでの縮小化も要求されつつある。
【０００４】
ところが、ウェーハの外周部領域では、結晶方位の違いによるエピタキシャル膜の成長速度の違いからエピタキシャル膜の厚みの変化が生じ、エピタキシャル膜の厚みの均一化を図ることが困難であることが分かってきた。この結晶方位によるエピタキシャル膜の厚みの変化は、形成するエピタキシャル膜の厚みが厚くなるほど、より顕在化することが明らかになってきた。
【０００５】
結晶方位によるエピタキシャル膜の厚みの変化を低減するために、例えば、特許文献１には、シリコンウェーハのおもて面側における面取り幅を２００μｍ以下に縮小する方法が提案されている。この方法によれば、エピタキシャル膜の成長速度方位依存性が抑制されることから、外周部領域における平坦度を高めることが可能となることが報告されている。
【０００６】
また、特許文献２では、エピタキシャル成長条件であるガス濃度、成長温度、チャンバー内圧力などを調整することにより、エピタキシャル膜の成長速度方位依存性を解消できることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−３６１５３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１００４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、エピタキシャル膜の成長速度方位依存性の解消には有効ではあるものの、ウェーハの面取り幅を２００μｍ以下の幅まで狭くしなければならず、面取り幅が広い場合には、十分な平坦度が得られないことになる。また、面取り幅を狭くし過ぎると、面取り部に加工ダメージが残りやすく、面取り部からのスリップ転位が発生し易くなるおそれもある。一方、特許文献２に記載の方法のような、エピタキシャル成長時の炉内圧力を調整だけではエピタキシャル膜の成長速度方位依存性の解消は不十分であり、十分な平坦度を得ることができない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、エピタキシャル膜の平坦度が全面的に高められたエピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、外周端に面取り部が形成され、面方位が（１００）面もしくは（１１０）面からなるシリコンウェーハの主面にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法であって、前記シリコンウェーハの前記面取り部に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記シリコンウェーハの中央部よりも外周部におけるエピタキシャル膜の成長速度が遅くなるように、前記保護膜形成工程後のシリコンウェーハ上に前記エピタキシャル膜を形成するエピタキシャル膜形成工程を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、面取り部に保護膜を形成することで、外周部領域におけるエピタキシャル膜の成長速度方位依存性の影響を抑えることができ、エピタキシャル膜の周方向の厚み分布の均一化を図ることができる。また外周部領域のエピタキシャル成長を弱めることにより、外周部におけるエピタキシャル膜の厚みの増加を抑制することができる。したがって、エピタキシャル膜の平坦度が全面的に高められたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
【００１２】
本発明において、前記保護膜形成工程は、少なくとも前記シリコンウェーハの結晶方位＜１００＞の方向の前記面取り部に前記保護膜を形成することが好ましく、前記シリコンウェーハの前記面取り部の全周に亘って前記保護膜を形成することもまた好ましい。結晶方位＜１００＞の方向に存在する面取り部の一部を保護膜で覆うことにより、エピタキシャル膜の成長速度方位依存性を抑えることができる。またシリコンの外周部領域の全周を保護膜で覆う場合も、エピタキシャル膜の成長速度方位依存性がなくなるので、エピタキシャル膜形成工程において原料ソースガスが外周部領域に付着する量を一様にすることができる。したがって、エピタキシャル成長で発生する外周部領域のエピタキシャル膜の周期的な膜厚変化を抑制することができる。
【００１３】
本発明において、前記保護膜は酸化膜であることが好ましい。この場合において、前記エピタキシャル膜形成工程は、塩化水素ガスを添加した原料ソースガスを用いてエピタキシャル成長を行うことが好ましい。これにより、酸化膜上でのシリコン成長を抑制することができ、ノジュールと呼ばれる粒状シリコンの発生を防止することができる。
【００１４】
本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前記エピタキシャル膜形成工程後、前記保護膜を除去する保護膜除去工程をさらに有することが好ましい。これによれば、外周部領域に発生するエピタキシャル欠陥を除去することができる。
【００１５】
また、本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハは、外周端に面取り部を備え、主面が（１００）面もしくは（１１０）面からなるシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を備えるエピタキシャルシリコンウェーハであって、前記エピタキシャル膜は厚さ２μｍ以上であり、かつ前記外周端より径方向に１ｍｍ〜３ｍｍの外周部領域における周方向および径方向それぞれのエピタキシャル膜の厚みのＰＶ値（Peak to Valley）が０．０５μｍ以下であることを特徴とする。この場合において、前記面取り部の表面には粒状シリコンが存在しないことが好ましい。本発明によれば、平坦度が高く高品質なエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができ、１枚のエピタキシャルシリコンウェーハからより多くの半導体チップを取り出すことができ、さらには半導体デバイスの集積度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、エピタキシャル膜の平坦度が全面的に高められたエピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、主面が（１００）面であるエピタキシャルシリコンウェーハにおけるエピタキシャル膜の膜厚分布を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は外周部領域の周方向における膜厚分布を示すグラフである。
【図２】図２は、エピタキシャルシリコンウェーハ１の外周部領域２１の断面図であり、（ａ）は＜１００＞方位における断面を示し、（ｂ）は＜１１０＞方位における断面を示している。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。
【図４】図４は、図３に示したシリコンウェーハ２のおもて面にエピタキシャル膜３が形成されてなるエピタキシャルシリコンウェーハ１の構成を示す断面図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は端部断面図である。
【図５】図５は、中心部よりも外周部の膜厚が厚いエピタキシャル膜が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハの構成を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。
【図７】図７は、主面が（１１０）面であるシリコンウェーハ２のおもて面２３の表面形状を説明するための上面図である。
【図８】図８は、主面が（１１１）面であるシリコンウェーハ２のおもて面２３の表面形状を説明するための上面図である。
【図９】図９は、実施例１，２並びに比較例１，２によるエピタキシャルシリコンウェーハの外周部領域におけるエピタキシャル膜厚分布の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、主面が（１００）面であるエピタキシャルシリコンウェーハにおけるエピタキシャル膜の膜厚分布を説明するための図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は外周部領域の周方向における膜厚分布を示すグラフである。外周部領域とは、ウェーハの外周端から径方向に１〜３ｍｍの領域を指す。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、主面が（１００）面であるエピタキシャルシリコンウェーハの＜１１０＞方位を基準結晶方位とすると、＜１１０＞方位は、０度（３６０度），９０度，１８０度，２７０度に対応する。これに対し、＜１００＞方位は、４５度，１３５度，２２５度，３１５度に対応する。そして、エピタキシャル膜の外周部領域の膜厚は、図１（ｂ）に示すように、＜１１０＞方位に対応する部分において厚く、＜１００＞方位に対応する部分において薄くなる。つまり、エピタキシャル膜の外周部領域には、周方向に９０度周期の膜厚変化が生じる。
【００２１】
これは、＜１００＞方位の外周部領域ではエピタキシャル膜の成長速度が遅く、＜１１０＞方位の外周部領域では成長速度が速いためである。このような現象が生じるのは、下地となるシリコンウェーハの結晶方位によってエピタキシャル膜の成長速度が異なるからであり、この現象は成長速度方位依存性と呼ばれる。成長速度方位依存性による膜厚変動は、ウェーハの中心部においては発生せず、ウェーハの外周端から１〜３ｍｍ程度の外周部領域において発生し、その影響はウェーハの外周端に近いほど顕著となる。エピタキシャル膜の膜厚変動幅は、エピタキシャル膜の目標膜厚によっても異なるが、１００〜２００ｎｍ程度である。成長速度方位依存性が生じるメカニズムは以下の通りである。
【００２２】
図２は、エピタキシャルシリコンウェーハ１の外周部領域２１の断面図であり、（ａ）は＜１００＞方位における断面を示し、（ｂ）は＜１１０＞方位における断面を示している。
【００２３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ１は、シリコンウェーハ２と、シリコンウェーハ２の一方の主面（おもて面２３）に形成されたエピタキシャル膜３を有している。また、シリコンウェーハ２のおもて面２３の結晶面は（１００）面である。おもて面２３の反対側に位置する裏面２４にはエピタキシャル膜３は形成されない。外周部領域２１は、ウェーハの外周端近傍の領域であり、さらにその外周には、面取りされた面取り部２２が存在する。エピタキシャル膜３は、シリコンソースガス４をシリコンウェーハ２のおもて面２３に供給することによって形成される。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、＜１００＞方位の面取り部２２に形成されるエピタキシャル膜３には成長速度が速い（１１０）面が存在し、この部位でのエピタキシャル成長が促進される。その結果、おもて面２３の外周部領域２１上におけるシリコンソースガス４の濃度が低下し、当該外周部領域２１においてエピタキシャル膜３の成長が抑制される。一方、図２（ｂ）に示すように、＜１１０＞方位の面取り部２２に形成されるエピタキシャル膜３には、成長速度が遅い（３１１）面および（１１１）面が存在するため、この部位でのエピタキシャル成長が抑制される。その結果、おもて面２３の外周部領域２１上におけるシリコンソースガス４の濃度が高まり、当該外周部領域２１においてエピタキシャル膜３の成長が促進される。このようなメカニズムにより、おもて面２３の外周部領域２１上のエピタキシャル膜３の膜厚は、＜１００＞方位では薄く、＜１１０＞方位では厚くなる。
【００２５】
本実施形態は、このような成長速度方位依存性によって生じるエピタキシャル膜３の膜厚変動を防止すべく、シリコンウェーハ２のおもて面２３の面取り部２２にあらかじめ保護膜を形成しておく。
【００２６】
図３は、本発明の第１の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。
【００２７】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、シリコンウェーハ２の外周端のおもて面側及び裏面側のコーナー部は面取り加工され、面取り部２２には保護膜５がウェーハの全周にわたって均一に形成されている。保護膜５としては、面取り部２２の表面を覆うことができる材料であれば特に限定されず、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜などを挙げることができ、例えばＣＶＤ法や熱酸化により形成することができる。シリコンウェーハ２の面取り部２２に保護膜５を形成する方法としては、例えば、複数枚のシリコンウェーハ２を重ね合わせて面取り部２２だけを露出させた状態でＣＶＤ法などの成膜処理を行う方法を採用することができる。
【００２８】
本実施形態において、保護膜５は＜１００＞方位に対応する４５度、１３５度、２２５度、３１５度の面取り部２２を覆っているだけでなく、＜１１０＞方位に対応する０度（３６０度）、９０度、１８０度、２７０度の面取り部２２を覆っている。保護膜５が面取り部２２を覆っている場合、当該面取り部２２においてエピタキシャル膜３は形成されないので、エピタキシャル膜３の膜厚変動が生じることもない。したがって、外周部領域２１におけるエピタキシャル膜３の周方向の膜厚変動を防止することができる。
【００２９】
図４は、図３に示したシリコンウェーハ２のおもて面にエピタキシャル膜３が形成されてなるエピタキシャルシリコンウェーハ１の構成を示す断面図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は端部断面図である。
【００３０】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、エピタキシャルシリコンウェーハ１は、主面が（１００）面であるシリコンウェーハ２と、シリコンウェーハ２のおもて面に形成されたエピタキシャル膜３とを有している。シリコンウェーハ２の外周端には面取り加工が施されており、シリコンウェーハ２の面取り部２２には上述の保護膜５が形成されている。そのため、＜１１０＞方位に対応する外周部領域２１のエピタキシャル膜３の膜厚と、＜１００＞方位に対応する外周部領域２１のエピタキシャル膜３の膜厚との差が小さくなり、これによりウェーハの外周部領域２１においてエピタキシャル膜３の９０度周期の膜厚変化が生じることがない。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、保護膜５は外周部領域２１から離れていることが好ましく、保護膜５から外周部領域２１に形成されるエピタキシャル膜３までの間隔ｄは１０〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍとすることが特に望ましい。例えばエッジ研磨などで保護膜５の除去する場合にエピタキシャル膜３の外周端も除去されてしまうおそれがあるが、間隔ｄを設けることにより、エピタキシャル膜３も一緒に除去されてしまう事態を回避することができる。外周部領域２１の径方向の外側はエッジ除外領域であり、面取り部２２はエッジ除外領域内に形成されている。例えば、エッジ除外領域の幅は１ｍｍであり、面取り部の幅は３５０〜７５０μｍである。
【００３２】
このように、本実施形態においては、エピタキシャル膜３が成長速度方位依存性の影響を受けないので、エピタキシャル膜３の表面の周方向に周期的な凹凸をなくすことができ、エピタキシャル膜３の外周部領域の周方向の平坦度を高めることができる。
【００３３】
図４に示したエピタキシャルシリコンウェーハ１の保護膜５は最終的に除去されてもよい。例えば、保護膜５が酸化膜であれば、エピタキシャル膜表面の粗さを悪化させない程度の弱いエッチング作用のフッ酸溶液で洗浄して除去すればよい。また、保護膜が樹脂系の膜であれば、研磨などの機械加工により除去すればよく、この場合、図４（ｂ）で示すような、面取り部に酸化膜を設けていないクリアランス部分を設けておくことが望ましい。
【００３４】
上記のように、面取り部２２の全周に保護膜５を形成した場合、周方向の結晶方位依存性を解消して周方向のエピタキシャル膜３の厚み分布の均一化が可能であるが、一方では、保護膜５が形成された面取り部２２のエピタキシャル成長速度は遅くなるため、図５に示すように、外周部領域２１の全周全域に亘ってエピタキシャル膜３が厚くなってしまい、径方向の厚み分布が均一にならないという問題がある。
【００３５】
そこで本実施形態では、ウェーハ中央部におけるエピタキシャル成長速度よりも外周部におけるエピタキシャル成長速度が遅くなる条件でエピタキシャル成長を行うことにより、径方向の厚み分布を調整する。具体的には、ウェーハの外周部領域２１の温度を低くしたり、あるいは外周部領域２１に向かう原料ソースガスの流れを少なくすることにより、ウェーハ中央部よりも外周部領域におけるエピタキシャル成長速度を遅くする。このように、面取り部２２に保護膜５を形成することで周方向の膜厚の不均一性を解消することができ、エピタキシャル膜の成長速度を制御することで径方向（面内）の膜厚の不均一性を解消することができる。
【００３６】
エピタキシャル膜形成工程において、シリコンウェーハ２の面取り部２２に保護膜５としての酸化膜が形成された状態のままエピタキシャル成長を実施すると、面取り部２２にノジュール（粒状シリコン）が発生する確率が高くなる。ノジュールは、目視で観察可能（０．３μｍ以上）な大きさを有する塊粒状の多結晶シリコン突起物であり、搬送中にウェーハから剥離してパーティクルを発生させたり、クラウンと呼ばれるエピタキシャル成長異常を引き起こす原因となる。本実施形態においては、エピタキシャル成長に使用するトリクロロシラン等の原料ソースガスに塩化水素ガスを少量混合することにより、ノジュールの発生を防止することができる。
【００３７】
図６は、本発明の第２の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、シリコンウェーハ２の面取り部２２には保護膜５が選択的に形成されている。保護膜５は、図６（ｂ）に示すように＜１１０＞方位（ウェーハ中心から０度，９０度，１８０度，２７０度の方向）の面取り部２２を覆っていないが、図６（ｃ）に示すように＜１００＞方位（ウェーハ中心から４５度，１３５度，２２５度，３１５度の方向）の面取り部２２を覆っている。そのため、＜１００＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３は、保護膜５によってその成長が促進されるが、＜１１０＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３は保護膜５の影響を受けることなく成長する。保護膜５を形成する領域幅は＜１００＞方位を中心に±２２．５度以上であることが好ましい。保護領域の幅が広くなるほど周方向の膜厚変動を低減することができる。
【００３９】
以下、このような保護膜５を有するシリコンウェーハ２を用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法について詳細に説明する。
【００４０】
エピタキシャルシリコンウェーハの製造では、まず図６に示すように、面取り部２２に保護膜５が形成されたシリコンウェーハ２を用意する。シリコンウェーハ２の主面に対するテーパ面の角度は２０°以上であることが好ましい。
【００４１】
次に、保護膜５が形成されたシリコンウェーハ２のおもて面に周知の方法でエピタキシャル膜３を形成するエピタキシャル膜形成工程を開始する。このとき、＜１００＞方位の面取り部２２には保護膜５が存在するので、＜１００＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３は、保護膜５によってその成長が促進される。一方、＜１１０＞方位の面取り部２２には保護膜５が存在しないので、＜１１０＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３は、面取り部２２の＜１１０＞方位の影響を受けながら、＜１００＞方位の面取り部２２のエピタキシャル膜３よりも早く成長する。したがって、＜１１０＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３は、＜１００＞方位の外周部領域２１のエピタキシャル膜３とほぼ同じ厚さとなる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、成長速度方位依存性によるエピタキシャル膜３の周方向の膜厚変動が発生しないように、シリコンウェーハ２の面取り部２２をあらかじめ保護膜５で覆っていることから、エピタキシャル膜３の表面の平坦性をウェーハの端部近傍に亘って高めることが可能となる。これにより、エッジ除外領域が縮小されることから、１枚のエピタキシャルシリコンウェーハからより多くの半導体チップを取り出すことが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、主面が（１００）面であるシリコンウェーハを用いた例を説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、主面が（１１０）面であるシリコンウェーハを用いても構わないし、主面が（１１１）面であるシリコンウェーハを用いても構わない。
【００４５】
主面が（１１０）面であるシリコンウェーハ２の面取り部２２に保護膜５を選択的に形成する場合には、図８に示すように、成長速度方位依存性によるエピタキシャル膜の膜厚分布が１８０度周期となることから、このようなシリコンウェーハ２を用いる場合は、面取り部２２に１８０度周期の保護膜５を形成しておけばよい。この場合、保護膜５を形成する領域幅は９０度以上、すなわち、＜１００＞方位を中心に±４５度以上であることが好ましい。
【００４６】
また、主面が（１１１）面であるシリコンウェーハ２の面取り部２２に保護膜５を選択的に形成する場合には、図９に示すように、成長速度方位依存性によるエピタキシャル膜の膜厚分布が６０度周期となることから、このようなシリコンウェーハ２を用いる場合は、面取り部２２に６０度周期の保護膜５を形成しておけばよい。この場合、保護膜５を形成する領域幅は３０度以上であることが好ましい。
【実施例】
【００４７】
＜実施例１＞
直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ、面取り幅３００μｍ、結晶面（１００）面のシリコンウェーハを準備した。このシリコンウェーハの面取り部の周方向全域にＣＶＤ法により厚さ２０００Åの酸化膜を形成した。
【００４８】
次に、シリコンウェーハの主面にエピタキシャル膜を形成した。エピタキシャル膜形成工程では、枚葉式エピタキシャル装置内のサセプタ上にシリコンウェーハを載置し、炉内に水素ガスを供給して１１３０℃の温度で３０秒間の水素ベークを行った後、キャリアガスである水素ガスと共にシリコンソースガスとしてトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスを炉内に供給して、１１３０℃の温度でエピタキシャル成長を行い、シリコンウェーハの主面に、シリコンウェーハの中心部における厚みが２μｍとなるようにエピタキシャル膜を形成した。
【００４９】
またエピタキシャル膜形成工程では、ウェーハ外周部のエピタキシャル成長速度がウェーハ中央部の成長速度よりも遅くなるようにエピタキシャル成長処理を行った。具体的には、中央部の成長速度を２μｍ／ｍｉｎ、外周部の成長速度を１．７μｍ／ｍｉｎとなるように、外周部に向かうガス流量を低下させた状態でエピタキシャル成長処理を行った。なお、成長速度条件は、本実施例の条件に限定されるものではなく、径方向の厚み分布に応じて条件を設定すればよく、概ね、中央部の成長速度に対して外周部の成長速度が５％〜３０％遅くなる条件内に設定することが望ましい。なおウェハ中央部は、ウェーハ中心からＲ／２以内（Ｒはウェーハ半径）の領域として定義することができる。したがって、例えば３００ｍｍウェーハの場合、ウェーハ中央部は、ウェーハ中心から１５０ｍｍ以内の円形領域である。
【００５０】
その後、エピタキシャルシリコンウェーハをフッ酸で洗浄して、面取り部に形成した酸化膜を除去した。こうして、実施例１によるエピタキシャルシリコンウェーハを得た。
【００５１】
＜実施例２＞
実施例２では、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガス中に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを混合させた以外は、実施例１と同じ条件でエピタキシャル成長処理を行った。なお、ＨＣｌガスを多量に混合させると、エピタキシャル成長そのものが困難になるおそれがあることから、ＨＣｌガスの混合割合は多くても原料ガス流量に対して１５％以下に留めることが望ましい。
【００５２】
＜比較例１＞
比較例１では、面取り部には酸化膜を形成せずに、ウェーハ外周部のエピタキシャル成長速度と中央部の成長速度が等しくなるよう、ウェーハ面内で一様にガス流量が等しく流れるようにガス流れを調整した以外は、実施例１と同じ条件でエピタキシャル成長処理を行った。
【００５３】
＜比較例２＞
比較例２では、面取り部に酸化膜を形成し、エピタキシャル成長処理後に酸化膜を除去した以外は、比較例１と同じ条件でエピタキシャル成長処理を行った。
【００５４】
＜エピタキシャル膜の厚み測定＞
実施例１，２並びに比較例１，２で得られた各エピタキシャルシリコンウェーハそれぞれについて、フーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ：Fourier Transform Infrared spectrometer）用いて、外周部領域におけるエピタキシャル膜厚分布を測定した。具体的には、ウェーハの外周端より径方向に１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの各地点における周方向の厚み分布を測定した。
【００５５】
図９は、外周部領域におけるエピタキシャル膜の厚み分布の測定結果を示すグラフである。
【００５６】
図９に示すように、実施例１、２では、面取り部に酸化膜を形成し、外周部でのエピタキシャル成長速度を低下させていることから、いずれも、エピタキシャルシリコンウェーハの外周端より径方向に１ｍｍ〜３ｍｍの領域における周方向および径方向それぞれのエピタキシャル膜の厚みのＰＶ値（Peak to Valley）が０．０５μｍ以下となり、厚み分布が均一なエピタキシャルシリコンウェーハが得られた。なお、実施例１では面取り部において僅かなノジュールの発生が観察されたが、ＨＣｌガスを混合させた実施例２では、ノジュールの発生は全く観察されなかった。
【００５７】
一方、比較例１では、エピタキシャルシリコンウェーハの外周端より径方向に１ｍｍ〜３ｍｍの領域における周方向および径方向それぞれのエピタキシャル膜の厚みのＰＶ値が０．１μｍを超える結果であり、周方向、径方向ともエピタキシャル膜の厚みのばらつきが大きかった。比較例２では、面取り部に酸化膜を形成していることから、周方向の厚みＰＶ値は０．５μｍ以下であったものの、外周に向かうにつれてエピキシャル膜の厚みが大きくなり、径方向のＰＶ値は０．１μｍを超える結果であった。また、比較例２では面取り部において少量のノジュールの発生が確認された。
【符号の説明】
【００５８】
１    エピタキシャルシリコンウェーハ
２    シリコンウェーハ
３    エピタキシャル膜
４    シリコンソースガス
５    保護膜
２１    シリコンウェーハの外周部領域
２２    シリコンウェーハの面取り部
２３    シリコンウェーハのおもて面
２４    シリコンウェーハの裏面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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