JP2000058552A - シリコンウェーハの熱処理方法 - Google Patents
シリコンウェーハの熱処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水素を用いた高温アニールの利点を活用しつ
つ、熱処理炉用部材などからの金属不純物によるウェー
ハ汚染を抑制する。 【解決手段】シリコンウェーハの熱処理方法では、縦型
拡散炉を使用し、その石英製炉心管内のウェーハ保持用
ボート上にシリコンウェーハを積載し、このウェーハに
対して水素とアルゴンとの混合雰囲気中で高温アニール
を実施する。得られたウェーハの金属不純物の濃度（Ｓ
ＰＶ法によるＦｅ−Ｂ濃度）を測定したところ、水素の
混合比率が１００％（すなわち水素のみの従来例）と比
べて、５０％（実施例１）、２５％（実施例２）、およ
び１０％（実施例３）と低くなる程、ウェーハ外周部の
Ｆｅ−Ｂ濃度も低くなることが確認された。
つ、熱処理炉用部材などからの金属不純物によるウェー
ハ汚染を抑制する。 【解決手段】シリコンウェーハの熱処理方法では、縦型
拡散炉を使用し、その石英製炉心管内のウェーハ保持用
ボート上にシリコンウェーハを積載し、このウェーハに
対して水素とアルゴンとの混合雰囲気中で高温アニール
を実施する。得られたウェーハの金属不純物の濃度（Ｓ
ＰＶ法によるＦｅ−Ｂ濃度）を測定したところ、水素の
混合比率が１００％（すなわち水素のみの従来例）と比
べて、５０％（実施例１）、２５％（実施例２）、およ
び１０％（実施例３）と低くなる程、ウェーハ外周部の
Ｆｅ−Ｂ濃度も低くなることが確認された。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウェー
ハに対して高温アニールを実施する熱処理方法の改善に
関する。
ハに対して高温アニールを実施する熱処理方法の改善に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来例のシリコンウェーハに対
する水素ガス雰囲気中での高温アニールを説明するもの
で、この熱処理方法で使用する縦型拡散炉の模式構成図
を示す。この高温アニール用拡散炉は、熱処理対象のシ
リコンウェーハＳＷを積載・保持するシリコン製ボート
１を石英製炉心管２内に配置し、この炉心管２内にプロ
セスガス導入管３を介して水素ガスを送ると共に、その
炉芯管２を囲う灼熱管４の外部にヒータ５を配置し、こ
のヒータ５で炉内を所定の温度シーケンスで昇温するこ
とにより、ボート１上のウェーハＳＷに対して高温アニ
ールを実施するものである。
する水素ガス雰囲気中での高温アニールを説明するもの
で、この熱処理方法で使用する縦型拡散炉の模式構成図
を示す。この高温アニール用拡散炉は、熱処理対象のシ
リコンウェーハＳＷを積載・保持するシリコン製ボート
１を石英製炉心管２内に配置し、この炉心管２内にプロ
セスガス導入管３を介して水素ガスを送ると共に、その
炉芯管２を囲う灼熱管４の外部にヒータ５を配置し、こ
のヒータ５で炉内を所定の温度シーケンスで昇温するこ
とにより、ボート１上のウェーハＳＷに対して高温アニ
ールを実施するものである。
【０００３】このように水素雰囲気中で高温アニールを
行えば、還元ガス雰囲気であるためにシリコンウェーハ
中にふくまれる酸素が外方拡散してその濃度が低下す
る。その結果、この場合ではデバイス活性層であるウェ
ーハ表層を無欠陥化できるといった利点がある。加え
て、チョクラルスキー法で得られるシリコン単結晶によ
るウェーハの場合では、同様の水素ガスを用いた高温ア
ニールにより結晶バルク中にふくまれる欠陥の一つであ
るＣＯＰ（Crystal Originated Particle）も低減でき
る。その結果、この場合ではウェーハ表層部にＣＯＰが
ほとんど存在しない領域を形成させて酸化膜耐圧などを
飛躍的に高めることができる。
行えば、還元ガス雰囲気であるためにシリコンウェーハ
中にふくまれる酸素が外方拡散してその濃度が低下す
る。その結果、この場合ではデバイス活性層であるウェ
ーハ表層を無欠陥化できるといった利点がある。加え
て、チョクラルスキー法で得られるシリコン単結晶によ
るウェーハの場合では、同様の水素ガスを用いた高温ア
ニールにより結晶バルク中にふくまれる欠陥の一つであ
るＣＯＰ（Crystal Originated Particle）も低減でき
る。その結果、この場合ではウェーハ表層部にＣＯＰが
ほとんど存在しない領域を形成させて酸化膜耐圧などを
飛躍的に高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の熱処理方法においてシリコンウェーハに水素雰
囲気下で１１００℃以上の高温アニールを施す場合に
は、たとえばボートや炉心管などの部材をきわめて高純
度のＳｉＣ製のもので構成したとしても、処理されるウ
ェーハに面荒れが生じてしまうといった問題があった。
この原因はＳｉＣと水素ガスとの反応で生じる炭化水素
系のガスが強く関与しているためと推測されている。
従来例の熱処理方法においてシリコンウェーハに水素雰
囲気下で１１００℃以上の高温アニールを施す場合に
は、たとえばボートや炉心管などの部材をきわめて高純
度のＳｉＣ製のもので構成したとしても、処理されるウ
ェーハに面荒れが生じてしまうといった問題があった。
この原因はＳｉＣと水素ガスとの反応で生じる炭化水素
系のガスが強く関与しているためと推測されている。
【０００５】ＳｉＣに代わる部材として石英ガラスを用
いた場合には、そのガラスが高温の水素雰囲気中で水素
によりエッチングされるため、ガラス中に含まれる主と
して金属不純物が炉内に導入されてしまうといった問題
があった。。
いた場合には、そのガラスが高温の水素雰囲気中で水素
によりエッチングされるため、ガラス中に含まれる主と
して金属不純物が炉内に導入されてしまうといった問題
があった。。
【０００６】これらのＳｉＣや石英ガラスに起因する問
題の対策として従来よりシリコン製の部材を用いること
も検討されてきたが、ボートには適用できるものの、そ
の強度やコストの面から炉心管に適用することは難し
い。したがってこの場合でも炉心管が石英ガラス製であ
るため、前述と同様に炉心管から炉内に導入された不純
物がシリコン製のボートに蓄積されると共に、水素ガス
による若干のシリコンのエッチング作用により蓄積され
た不純物がボートから放出されシリコンウェーハを汚染
するといった問題は未解決のままである。
題の対策として従来よりシリコン製の部材を用いること
も検討されてきたが、ボートには適用できるものの、そ
の強度やコストの面から炉心管に適用することは難し
い。したがってこの場合でも炉心管が石英ガラス製であ
るため、前述と同様に炉心管から炉内に導入された不純
物がシリコン製のボートに蓄積されると共に、水素ガス
による若干のシリコンのエッチング作用により蓄積され
た不純物がボートから放出されシリコンウェーハを汚染
するといった問題は未解決のままである。
【０００７】その他の関連する技術として、特開昭５８
−８５５３４号公報には、アルゴンガスに水素を数％含
有させた雰囲気でシリコンウェーハを熱処理し、その後
でウエーハ表面を除去する方法が開示されている。しか
しながら、この方法においては熱処理に使用されている
部材の材質については全く記載されておらず、しかも熱
処理されたシリコンウェーハの表面を除去研磨すること
を主眼とするものである点で前述の水素中の高温熱処理
による表面の無欠陥化やＣＯＰの低減を目的とする思想
とは本質的に異なる。
−８５５３４号公報には、アルゴンガスに水素を数％含
有させた雰囲気でシリコンウェーハを熱処理し、その後
でウエーハ表面を除去する方法が開示されている。しか
しながら、この方法においては熱処理に使用されている
部材の材質については全く記載されておらず、しかも熱
処理されたシリコンウェーハの表面を除去研磨すること
を主眼とするものである点で前述の水素中の高温熱処理
による表面の無欠陥化やＣＯＰの低減を目的とする思想
とは本質的に異なる。
【０００８】この発明はこのような従来の問題を改善す
るもので、水素を用いた高温アニールの利点を活用しつ
つ、熱処理炉用部材などからの金属不純物によるウェー
ハ汚染を抑制することを目的とする。
るもので、水素を用いた高温アニールの利点を活用しつ
つ、熱処理炉用部材などからの金属不純物によるウェー
ハ汚染を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、最初に水素
を用いた高温アニール後のウェーハ特性をより詳細に検
討したみた。とくにウェーハの半径方向の内側（内部）
と外側（外周部）との間の特性変化の有無に着目して実
験等を行った。
を用いた高温アニール後のウェーハ特性をより詳細に検
討したみた。とくにウェーハの半径方向の内側（内部）
と外側（外周部）との間の特性変化の有無に着目して実
験等を行った。
【００１０】その結果、水素を用いた高温アニールの場
合の利点、すなわちウェーハ表層部の酸素濃度低下、無
欠陥化、およびＣＯＰ低減化に関してはウェーハ内部と
外周部とにかかわらずに確認された。しかし、汚染状態
（金属不純物の濃度）に関しては、１）：ウェーハの外
周部では金属不純物の濃度が高く、汚染されている、
２）：ウェーハの中心部および中間部ではその濃度がほ
とんど変わらずに低く、実質的に汚染されていないこと
が確認された。
合の利点、すなわちウェーハ表層部の酸素濃度低下、無
欠陥化、およびＣＯＰ低減化に関してはウェーハ内部と
外周部とにかかわらずに確認された。しかし、汚染状態
（金属不純物の濃度）に関しては、１）：ウェーハの外
周部では金属不純物の濃度が高く、汚染されている、
２）：ウェーハの中心部および中間部ではその濃度がほ
とんど変わらずに低く、実質的に汚染されていないこと
が確認された。
【００１１】そこで本発明者は、上記目的を達成するた
めには、とくにウェーハ外周部の汚染を回避する方法が
必要であり、この観点から水素ガスの流れを数値計算お
よびその可視化により詳細に検討してみた。その結果、
ボート上の隣接するウェーハ間におけるガスの流れは、
図２に示すようにウェーハ間の入口部、すなわちウェー
ハ外周部でもっとも速く、ここで渦流を形成し、そこか
ら内部に向けて緩やかに拡散していくパターンを示すこ
とが確認された。
めには、とくにウェーハ外周部の汚染を回避する方法が
必要であり、この観点から水素ガスの流れを数値計算お
よびその可視化により詳細に検討してみた。その結果、
ボート上の隣接するウェーハ間におけるガスの流れは、
図２に示すようにウェーハ間の入口部、すなわちウェー
ハ外周部でもっとも速く、ここで渦流を形成し、そこか
ら内部に向けて緩やかに拡散していくパターンを示すこ
とが確認された。
【００１２】この流れパターンは上述の１）と２）の金
属不純物による汚染パターンとほぼ調和していた。言い
換えれば、水素ガスが拡散で到達するレベルの極少量で
あっても、高温アニールの利点を十分に生かすことがで
きる。そこで、水素ガスの流量を減らす代わりに金属不
純物の汚染に関与しないガス、すなわちアルゴンガスを
混合して使用すれば、高温アニールの利点を生かしつ
つ、しかもウェーハ汚染も回避できると考えた。
属不純物による汚染パターンとほぼ調和していた。言い
換えれば、水素ガスが拡散で到達するレベルの極少量で
あっても、高温アニールの利点を十分に生かすことがで
きる。そこで、水素ガスの流量を減らす代わりに金属不
純物の汚染に関与しないガス、すなわちアルゴンガスを
混合して使用すれば、高温アニールの利点を生かしつ
つ、しかもウェーハ汚染も回避できると考えた。
【００１３】このことを踏まえて、実際に水素とアルゴ
ンとの混合雰囲気内で１１００℃以上の高温アニールを
行ったところ、炉内の滞在する水素の量が従来と比べて
大幅に減少し、石英ガラス製炉心管およびシリコン製ボ
ートがほとんどエッチングされず、これらからの金属不
純物の放出が抑制され、ウェーハの汚染量が従来例と比
べて大幅に減少することが確認された。このように水素
量を減らしても、ウェーハ表層の酸素濃度低下、無欠陥
化、およびＣＯＰ低減のそれぞれの効果は、従来の水素
ガスのみの場合と同様に得られた。
ンとの混合雰囲気内で１１００℃以上の高温アニールを
行ったところ、炉内の滞在する水素の量が従来と比べて
大幅に減少し、石英ガラス製炉心管およびシリコン製ボ
ートがほとんどエッチングされず、これらからの金属不
純物の放出が抑制され、ウェーハの汚染量が従来例と比
べて大幅に減少することが確認された。このように水素
量を減らしても、ウェーハ表層の酸素濃度低下、無欠陥
化、およびＣＯＰ低減のそれぞれの効果は、従来の水素
ガスのみの場合と同様に得られた。
【００１４】しかしながらアルゴンと水素とを混合した
高温の雰囲気中でウエーハを熱処理した場合には、水素
あるいはアルゴンのそれぞれの単独雰囲気中の場合と比
べてウエーハ表面上にピット状の欠陥部が発生しやすい
傾向があることも同時に確認された。そこでこのような
ピット状欠陥部の発生を回避する観点からさらに研究を
重ねた結果、混合される水素およびアルゴンのそれぞれ
の水分が関与している事実が分かり、その結果、各水分
量が体積比でそれぞれ１０ｐｐｂ以下の場合にピット状
欠陥発生をより有効に防止できる知見を得た。
高温の雰囲気中でウエーハを熱処理した場合には、水素
あるいはアルゴンのそれぞれの単独雰囲気中の場合と比
べてウエーハ表面上にピット状の欠陥部が発生しやすい
傾向があることも同時に確認された。そこでこのような
ピット状欠陥部の発生を回避する観点からさらに研究を
重ねた結果、混合される水素およびアルゴンのそれぞれ
の水分が関与している事実が分かり、その結果、各水分
量が体積比でそれぞれ１０ｐｐｂ以下の場合にピット状
欠陥発生をより有効に防止できる知見を得た。
【００１５】この発明にかかるシリコンウェーハの熱処
理方法は、このような知見に基づいて完成されたもので
あり、シリコン製ボート上にシリコンウェーハを積載
し、このウェーハに対して水素とアルゴンとの混合雰囲
気中で高温アニールを実施することを特徴とする。この
ように水素とアルゴンとの混合雰囲気中で高温アニール
を行えば、水素ガスのみで得られる従来のウェーハ表層
の酸素濃度低下、無欠陥化、およびＣＯＰ低減の効果を
損なわずに、ウェーハ外周部の金属不純物の濃度も低減
可能となる。水素の混合比率（この発明では０％を超え
る比率を意味する）は、好ましくは２５％以下、より好
ましくは１０％以下であるものとする。この水素の混合
比率が低くなるほど、金属不純物の濃度が低くなる傾向
にあるためである。
理方法は、このような知見に基づいて完成されたもので
あり、シリコン製ボート上にシリコンウェーハを積載
し、このウェーハに対して水素とアルゴンとの混合雰囲
気中で高温アニールを実施することを特徴とする。この
ように水素とアルゴンとの混合雰囲気中で高温アニール
を行えば、水素ガスのみで得られる従来のウェーハ表層
の酸素濃度低下、無欠陥化、およびＣＯＰ低減の効果を
損なわずに、ウェーハ外周部の金属不純物の濃度も低減
可能となる。水素の混合比率（この発明では０％を超え
る比率を意味する）は、好ましくは２５％以下、より好
ましくは１０％以下であるものとする。この水素の混合
比率が低くなるほど、金属不純物の濃度が低くなる傾向
にあるためである。
【００１６】この発明で好ましい側面としては、水素中
およびアルゴン中に含まれる水分量がそれぞれ１０ｐｐ
ｂ以下であるものとする。ウエーハ表面上のピット状欠
陥の発生をより有効に抑制できるためである。
およびアルゴン中に含まれる水分量がそれぞれ１０ｐｐ
ｂ以下であるものとする。ウエーハ表面上のピット状欠
陥の発生をより有効に抑制できるためである。
【００１７】水素ガスおよびアルゴンガス中の水分量を
１０ｐｐｂ以下にする方法の一例として、公知のガスラ
インにガス純化装置を設け、その純化直後の水分量を抑
制する方法を挙げることができる。この方法において一
般的なステンレス配管等をガス配管として用いる場合に
は、ガス純化装置による純化直後から熱処理炉に達する
配管途中で金属汚染や吸蔵されている水分等がガス中に
放出されて水分量がふたたび増加してしまうため、これ
を防止するために配管内面を不動体化処理したものを使
用することが好ましい。熱処理を行っていない場合でも
ガスを配管内に滞留させることなく、バイパス等を介し
て流れ続けるように配管系を設計してもよい。このよう
な処置をとることにより、炉内に導入される水素ガス中
およびアルゴンガス中の水分量を１０ｐｐｂ以下に調整
できる。
１０ｐｐｂ以下にする方法の一例として、公知のガスラ
インにガス純化装置を設け、その純化直後の水分量を抑
制する方法を挙げることができる。この方法において一
般的なステンレス配管等をガス配管として用いる場合に
は、ガス純化装置による純化直後から熱処理炉に達する
配管途中で金属汚染や吸蔵されている水分等がガス中に
放出されて水分量がふたたび増加してしまうため、これ
を防止するために配管内面を不動体化処理したものを使
用することが好ましい。熱処理を行っていない場合でも
ガスを配管内に滞留させることなく、バイパス等を介し
て流れ続けるように配管系を設計してもよい。このよう
な処置をとることにより、炉内に導入される水素ガス中
およびアルゴンガス中の水分量を１０ｐｐｂ以下に調整
できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるシリコン
ウェーハの熱処理方法の実施形態を図面を参照して説明
する。ここで使用した高温アニール用縦型拡散炉は、前
述の従来例と実質的に同様であるため、その説明を簡略
または省略する。
ウェーハの熱処理方法の実施形態を図面を参照して説明
する。ここで使用した高温アニール用縦型拡散炉は、前
述の従来例と実質的に同様であるため、その説明を簡略
または省略する。
【００１９】実施例１ 前述の図１に示す縦型拡散炉を使用し、その石英製炉芯
管内にプロセスガス導入管を介して送り込むべきプロセ
スガスとして水素とアルゴンとの混合ガスを調整した。
この混合ガスの調整条件は、流量の割合で水素：アルゴ
ン＝１０［Ｌ／ｍｉｎ］：１０［Ｌ／ｍｉｎ］、すなわ
ち水素の混合比率＝５０％となるように設定した。水素
ガスおよびアルゴンガスの配管の内面は不動体化処理を
施し、かつガス不使用時においてもバイパスを通してガ
スが配管内に滞留することなく流れ続けるように設計し
た。これにより、炉内に導入される水素およびアルゴン
のガス中の水分を１０ｐｐｂ以下とした。この混合ガス
雰囲気中で炉芯管内のシリコン製ボート上に積載させた
ウェーハ［Φ８インチ、Ｐタイプ、（１００）］に１２
００℃×１時間の高温アニールを実施した。
管内にプロセスガス導入管を介して送り込むべきプロセ
スガスとして水素とアルゴンとの混合ガスを調整した。
この混合ガスの調整条件は、流量の割合で水素：アルゴ
ン＝１０［Ｌ／ｍｉｎ］：１０［Ｌ／ｍｉｎ］、すなわ
ち水素の混合比率＝５０％となるように設定した。水素
ガスおよびアルゴンガスの配管の内面は不動体化処理を
施し、かつガス不使用時においてもバイパスを通してガ
スが配管内に滞留することなく流れ続けるように設計し
た。これにより、炉内に導入される水素およびアルゴン
のガス中の水分を１０ｐｐｂ以下とした。この混合ガス
雰囲気中で炉芯管内のシリコン製ボート上に積載させた
ウェーハ［Φ８インチ、Ｐタイプ、（１００）］に１２
００℃×１時間の高温アニールを実施した。
【００２０】このアニールで得られたウェーハについて
金属不純物の濃度を調べるため、ＳＰＶ（Surface Phot
ovoltage：表面光電位）法を用いてＦｅ−Ｂ濃度を測定
した。ウェーハの測定箇所は、径方向に沿ってその中央
部、ｒ／２部、および外周部にそれぞれ設定した。比較
のため、従来の水素ガスの条件［流量の割合で水素：ア
ルゴン＝２０［Ｌ／ｍｉｎ］：０［Ｌ／ｍｉｎ］、すな
わち水素の混合比率＝１００％］の高温アニールで得ら
れたウェーハについても同様の測定を行った。その結果
を図３に示す。
金属不純物の濃度を調べるため、ＳＰＶ（Surface Phot
ovoltage：表面光電位）法を用いてＦｅ−Ｂ濃度を測定
した。ウェーハの測定箇所は、径方向に沿ってその中央
部、ｒ／２部、および外周部にそれぞれ設定した。比較
のため、従来の水素ガスの条件［流量の割合で水素：ア
ルゴン＝２０［Ｌ／ｍｉｎ］：０［Ｌ／ｍｉｎ］、すな
わち水素の混合比率＝１００％］の高温アニールで得ら
れたウェーハについても同様の測定を行った。その結果
を図３に示す。
【００２１】従来例のサンプルに関しては、図示のごと
く、ウェーハの中央部およびｒ／２部では互いにＦｅ−
Ｂ濃度が１０10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］オーダと比較的
低めの傾向を示し、実質的に汚染されていないものの、
ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１０13［ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3 ］オーダと比較的高く、汚染が顕著であるこ
とが確認された。
く、ウェーハの中央部およびｒ／２部では互いにＦｅ−
Ｂ濃度が１０10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］オーダと比較的
低めの傾向を示し、実質的に汚染されていないものの、
ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１０13［ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3 ］オーダと比較的高く、汚染が顕著であるこ
とが確認された。
【００２２】これに対して、実施例１のサンプルでは、
ウェーハの中央部およびｒ／２部では従来例と同様にＦ
ｅ−Ｂ濃度が１０10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで
実質的に変化していないものの、ウェーハの外周部では
Ｆｅ−Ｂ濃度が１０12［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダ
と従来例よりも一桁小さく、汚染量が減少する傾向を示
した。
ウェーハの中央部およびｒ／２部では従来例と同様にＦ
ｅ−Ｂ濃度が１０10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで
実質的に変化していないものの、ウェーハの外周部では
Ｆｅ−Ｂ濃度が１０12［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダ
と従来例よりも一桁小さく、汚染量が減少する傾向を示
した。
【００２３】実施例２ この実施例では、混合ガスの調整条件を流量の割合で水
素：アルゴン＝５［Ｌ／ｍｉｎ］：１５［Ｌ／ｍｉ
ｎ］、すなわち水素の混合比率＝２５％となるように設
定し、その他は実施例１と同様の条件で高温アニールと
金属不純物の濃度測定と行った。その結果を前述の図１
に示す。
素：アルゴン＝５［Ｌ／ｍｉｎ］：１５［Ｌ／ｍｉ
ｎ］、すなわち水素の混合比率＝２５％となるように設
定し、その他は実施例１と同様の条件で高温アニールと
金属不純物の濃度測定と行った。その結果を前述の図１
に示す。
【００２４】実施例２のサンプルでは、ウェーハの中央
部およびｒ／２部では前述と同様にＦｅ−Ｂ濃度が１０
10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実質的に変化して
いないものの、ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１
０12［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実施例１よりも
さらに小さく、汚染量がさらに減少することが確認され
た。
部およびｒ／２部では前述と同様にＦｅ−Ｂ濃度が１０
10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実質的に変化して
いないものの、ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１
０12［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実施例１よりも
さらに小さく、汚染量がさらに減少することが確認され
た。
【００２５】実施例３ この実施例では、混合ガスの調整条件を流量の割合で水
素：アルゴン＝２［Ｌ／ｍｉｎ］：１８［Ｌ／ｍｉ
ｎ］、すなわち水素の混合比率＝１０％となるように設
定し、その他は実施例１と同様の条件で高温アニールと
金属不純物の濃度測定と行った。その結果を前述の図１
に示す。
素：アルゴン＝２［Ｌ／ｍｉｎ］：１８［Ｌ／ｍｉ
ｎ］、すなわち水素の混合比率＝１０％となるように設
定し、その他は実施例１と同様の条件で高温アニールと
金属不純物の濃度測定と行った。その結果を前述の図１
に示す。
【００２６】実施例３のサンプルでは、ウェーハの中央
部およびｒ／２部では前述と同様にＦｅ−Ｂ濃度が１０
10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実質的に変化して
いないものの、ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１
０11［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実施例２よりも
さらに小さく、汚染量がさらに減少することが確認され
た。
部およびｒ／２部では前述と同様にＦｅ−Ｂ濃度が１０
10［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実質的に変化して
いないものの、ウェーハの外周部ではＦｅ−Ｂ濃度が１
０11［ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ］のオーダで実施例２よりも
さらに小さく、汚染量がさらに減少することが確認され
た。
【００２７】比較例１ 水素ガスおよびアルゴンガスの配管を通常のステンレス
製配管とし、かつガス使用時にはそのまま配管内にガス
が滞留するような構造の配管系に実施例１と同様の熱処
理炉を用い、その他は実施例１と同様の条件でウェーハ
の熱処理を行った。
製配管とし、かつガス使用時にはそのまま配管内にガス
が滞留するような構造の配管系に実施例１と同様の熱処
理炉を用い、その他は実施例１と同様の条件でウェーハ
の熱処理を行った。
【００２８】熱処理炉に接続される直前の水素ガスおよ
びアルゴンガス中の水分量を測定したところ、各々１３
１ｐｐｂ、１４２ｐｐｂであった。
びアルゴンガス中の水分量を測定したところ、各々１３
１ｐｐｂ、１４２ｐｐｂであった。
【００２９】熱処理後のウェーハを斜光下目視検査をし
たところ、２５枚の処理ウェーハ中３枚のウェーハに目
視観察できるほどの大きさのピットが観察され不良とな
った（実施例１は０枚）。
たところ、２５枚の処理ウェーハ中３枚のウェーハに目
視観察できるほどの大きさのピットが観察され不良とな
った（実施例１は０枚）。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、水素とアルゴンの混合雰囲気中で高温アニールを実
施したため、ウェーハ表層の酸素濃度低下、無欠陥化、
およびＣＯＰ低減といった水素ガスの利点を生かしつ
つ、その量を減らしてアルゴンガスを混合させることで
金属不純物の汚染を効果的に抑制できる。この効果は、
とくに水素の混合比率が１０％以下のアルゴンリッチ雰
囲気中の場合でより顕著となる。また水素中およびアル
ゴン中に含まれる水分量がそれぞれ１０ｐｐｂ以下とす
れば、ウエーハ表面上のピット状欠陥の発生をより有効
に抑制できる。
ば、水素とアルゴンの混合雰囲気中で高温アニールを実
施したため、ウェーハ表層の酸素濃度低下、無欠陥化、
およびＣＯＰ低減といった水素ガスの利点を生かしつ
つ、その量を減らしてアルゴンガスを混合させることで
金属不純物の汚染を効果的に抑制できる。この効果は、
とくに水素の混合比率が１０％以下のアルゴンリッチ雰
囲気中の場合でより顕著となる。また水素中およびアル
ゴン中に含まれる水分量がそれぞれ１０ｐｐｂ以下とす
れば、ウエーハ表面上のピット状欠陥の発生をより有効
に抑制できる。
【図１】従来例およびこの発明で使用する高温アニール
用縦型拡散炉の概略図。
用縦型拡散炉の概略図。
【図２】ウェーハ間のプロセスガスの流れを説明する概
略模式図。
略模式図。
【図３】ＳＰＶ法によるＦｅ−Ｂ濃度測定結果を示す棒
グラフ。
グラフ。
１ シリコン製ボート ２ 石英製炉芯管 ３ プロセスガス導入管 ４ 灼熱管 ５ ヒータ ＳＷ シリコンウェーハ
Claims (4)
- 【請求項１】 ウェーハ保持用のシリコン製ボート上に
シリコンウェーハを積載し、このウェーハに対して水素
とアルゴンとの混合雰囲気中で高温アニールを実施する
ことを特徴とするシリコンウェーハの熱処理方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の発明において、前記水素
中およびアルゴン中に含まれる水分量がそれぞれ１０ｐ
ｐｂ以下であることを特徴とするシリコンウェーハの熱
処理方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の発明において、
前記水素の混合比率は２５％以下であることを特徴とす
るシリコンウェーハの熱処理方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の発明において、前記水素
の混合比率は１０％以下であることを特徴とするシリコ
ンウェーハの熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223158A JP2000058552A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223158A JP2000058552A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058552A true JP2000058552A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16793710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223158A Pending JP2000058552A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058552A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052632A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Procede de traitement thermique de plaquettes de silicium dopees au bore |
| WO2004021428A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | アニールウェーハのボロン汚染消滅方法 |
| US7311775B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-12-25 | Sumco Corporation | Method for heat-treating silicon wafer and silicon wafer |
| CN109860334A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-07 | 晶科能源科技（海宁）有限公司 | 一种匹配hf/hno3体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP10223158A patent/JP2000058552A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052632A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Procede de traitement thermique de plaquettes de silicium dopees au bore |
| JP2002190478A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | ボロンドープされたシリコンウエハの熱処理方法 |
| US7754585B2 (en) | 2000-12-22 | 2010-07-13 | Sumco Techxiv Corporation | Method of heat treatment of silicon wafer doped with boron |
| WO2004021428A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | アニールウェーハのボロン汚染消滅方法 |
| JP2004095717A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | アニールウェーハのボロン汚染消滅方法 |
| US7199057B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-04-03 | Sumco Corporation | Method of eliminating boron contamination in annealed wafer |
| US7311775B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-12-25 | Sumco Corporation | Method for heat-treating silicon wafer and silicon wafer |
| CN109860334A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-07 | 晶科能源科技（海宁）有限公司 | 一种匹配hf/hno3体系选择性刻蚀的高质量磷扩散方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |