JP2001156074A - Method for heat treating silicon wafer - Google Patents

Method for heat treating silicon wafer

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JP2001156074A
JP2001156074A JP33532899A JP33532899A JP2001156074A JP 2001156074 A JP2001156074 A JP 2001156074A JP 33532899 A JP33532899 A JP 33532899A JP 33532899 A JP33532899 A JP 33532899A JP 2001156074 A JP2001156074 A JP 2001156074A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wafer which is free from an aggregate of point defects, develops an oxygen deposit nucleus, and exhibits an IG effect with a heat treatment in a device manufacturing step. SOLUTION: It is assumed that a region adjacent to a region I having inter- lattice silicon type point defects predominantly contained therein, belongs to a perfect region P having no aggregate of point defects therein, and has an inter-lattice silicon concentration less than a lowest level capable of forming an interstitical dislocation, is denoted by PI. It is also assumed that a region which is adjacent to a region V having air void type point defects dominantly present therein, belongs to the region P, and has an air void concentration not larger than a level capable of forming COP or FPD, is denoted by PV. Then a wafer including a mixed region of the regions PV and PI and having an oxygen concentration of 0.8×1018 to 1.4×1018 atoms/cm3 (old ASTM) is held in an atmosphere of a nitrogen, argon, hydrogen or oxygen gas or a mixture gas thereof at a temperature of 600-850 deg.C for 30-90 minutes or at a temperature of 600-850 deg.C for 120-250 minutes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下、CZ法という。)により作られた点欠陥の凝
集体が存在しないシリコンウェーハにイントリンシック
ゲッタリング(以下、IG)効果をもたらす熱処理方法
に関する。更に詳しくは、酸素析出核を十分に発現し、
デバイス製造工程の熱処理でIG効果を発揮するシリコ
ンウェーハの熱処理方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides an intrinsic gettering (IG) effect on a silicon wafer formed by the Czochralski method (hereinafter, referred to as CZ method) free of point defect aggregates. It relates to a heat treatment method. More specifically, fully express oxygen precipitation nuclei,
The present invention relates to a method for heat-treating a silicon wafer that exhibits an IG effect in a heat treatment in a device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路を製造する工程に
おいて、歩留りを低下させる原因として酸化誘起積層欠
陥(Oxidation Induced Stacking Fault、以下、OSF
という。)の核となる酸素析出物の微小欠陥や、結晶に
起因したパーティクル(Crystal Originated Particl
e、以下、COPという。)や、或いは侵入型転位(Int
erstitial-type Large Dislocation、以下、LDとい
う。)の存在が挙げられている。OSFは、結晶成長時
にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを
製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイ
スのリーク電流の増加等の不良原因になる。またCOP
は、鏡面研磨後のシリコンウェーハをアンモニアと過酸
化水素の混合液で洗浄したときにウェーハ表面に出現す
る結晶に起因したピットである。このウェーハをパーテ
ィクルカウンタで測定すると、このピットも本来のパー
ティクルとともに光散乱欠陥として検出される。このC
OPは電気的特性、例えば酸化膜の経時絶縁破壊特性
(Time Dependent dielectric Breakdown、TDD
B)、酸化膜耐圧特性(Time Zero Dielectric Breakdo
wn、TZDB)等を劣化させる原因となる。またCOP
がウェーハ表面に存在するとデバイスの配線工程におい
て段差を生じ、断線の原因となり得る。そして素子分離
部分においてもリーク等の原因となり、製品の歩留りを
低くする。更にLDは、転位クラスタとも呼ばれたり、
或いはこの欠陥を生じたシリコンウェーハをフッ酸を主
成分とする選択エッチング液に浸漬するとピットを生じ
ることから転位ピットとも呼ばれる。このLDも、電気
的特性、例えばリーク特性、アイソレーション特性等を
劣化させる原因となる。
2. Description of the Related Art In recent years, in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, an oxidation-induced stacking fault (hereinafter referred to as OSF) is a cause of lowering the yield.
That. ) Nuclei of oxygen precipitates and microcrystalline particles (Crystal Originated Particl
e, hereinafter referred to as COP. ) Or interstitial dislocations (Int
erstitial-type Large Dislocation, hereinafter referred to as LD. ). OSF introduces minute defects serving as nuclei during crystal growth, becomes apparent in a thermal oxidation step or the like when manufacturing a semiconductor device, and causes defects such as an increase in leak current of the manufactured device. Also COP
Are pits caused by crystals that appear on the wafer surface when the mirror-polished silicon wafer is washed with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide. When this wafer is measured with a particle counter, these pits are also detected as light scattering defects together with the original particles. This C
OP is an electrical characteristic, for example, a time-dependent dielectric breakdown characteristic (Time Dependent dielectric Breakdown, TDD) of an oxide film.
B), oxide film breakdown voltage characteristics (Time Zero Dielectric Breakdo
wn, TZDB) and the like. Also COP
Is present on the wafer surface, a step is generated in a device wiring process, which may cause disconnection. This also causes a leak and the like in the element isolation portion, and lowers the product yield. Furthermore, LD is also called a dislocation cluster,
Alternatively, when a silicon wafer having this defect is immersed in a selective etching solution containing hydrofluoric acid as a main component, a pit is generated, and thus the silicon wafer is also called a dislocation pit. This LD also causes deterioration of electrical characteristics such as leak characteristics and isolation characteristics.

【0003】以上のことから、半導体集積回路を製造す
るために用いられるシリコンウェーハからOSF、CO
P及びLDを減少させることが必要となっている。この
OSF、COP及びLDを有しない無欠陥のシリコンウ
ェーハが特開平11−1393号公報に開示されてい
る。この無欠陥のシリコンウェーハは、シリコン単結晶
インゴット内での空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリ
コン型点欠陥の凝集体がそれぞれ存在しないパーフェク
ト領域を[P]とするとき、パーフェクト領域[P]か
らなるインゴットから切出されたシリコンウェーハであ
る。パーフェクト領域[P]は、格子間シリコン型点欠
陥が支配的に存在する領域[I]と、シリコン単結晶イ
ンゴット内で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域
[V]との間に介在する。このパーフェクト領域[P]
からなるシリコンウェーハは、インゴットの引上げ速度
をV(mm/分)とし、シリコン融液とインゴットとの
界面近傍におけるインゴット鉛直方向の温度勾配をG
(℃/mm)とするとき、熱酸化処理をした際にリング
状に発生するOSFがウェーハ中心部で消滅するよう
に、V/G(mm2/分・℃)の値を決めて作られる。
一方、半導体デバイスメーカーの中には、OSF、CO
P及びLDを有しない上に、デバイス工程で生じる金属
汚染をゲッタリングする能力を有するシリコンウェーハ
を求めるメーカーがある。ゲッタリング能力が十分に備
わっていないウェーハでは、デバイス工程で金属により
汚染されると、接合リークや、金属不純物によるトラッ
プ準位によるデバイスの動作不良等を生じ、これにより
製品の歩留りが低下する。
[0003] From the above, OSF, CO, etc. can be obtained from a silicon wafer used for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
There is a need to reduce P and LD. A defect-free silicon wafer having no OSF, COP and LD is disclosed in JP-A-11-1393. This defect-free silicon wafer has a perfect region [P] when a perfect region in which no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects are present in a silicon single crystal ingot is defined as [P]. P] is a silicon wafer cut from the ingot. The perfect region [P] is located between the region [I] where interstitial silicon type point defects predominantly exist and the region [V] where vacancy type point defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot. Intervene. This perfect area [P]
In the silicon wafer made of, the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient in the vertical direction of the ingot near the interface between the silicon melt and the ingot is G.
(° C./mm), V / G (mm 2 / min · ° C.) is determined so that the OSF generated in a ring shape during the thermal oxidation treatment disappears at the center of the wafer. .
On the other hand, some of the semiconductor device manufacturers include OSF, CO
Some manufacturers seek silicon wafers that do not have P and LD, but also have the ability to getter metal contamination from device processing. If the wafer does not have sufficient gettering ability, contamination with metal in the device process causes junction leakage, device operation failure due to trap levels due to metal impurities, and the like, thereby lowering product yield.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記パーフェ
クト領域[P]からなるインゴットから切出されたシリ
コンウェーハは、OSF、COP及びLDを有しないけ
れども、デバイス製造工程の熱処理において、必ずしも
ウェーハ内部で酸素析出が起らず、これによりIG効果
が十分に得られないおそれがある。本発明の目的は、領
域[PV]と領域[PI]の混合領域からなる酸素濃度が
0.8×1018〜1.4×1018atoms/cm
3(旧ASTM)のインゴットから切出されたシリコン
ウェーハであっても、点欠陥の凝集体の存在しないこと
に加えて、酸素析出核を十分に発現し、デバイス製造工
程の熱処理によってIG効果を発揮するシリコンウェー
ハの熱処理方法を提供することにある。本発明の別の目
的は、酸素ドナーキラー処理工程を不要とするシリコン
ウェーハの熱処理方法を提供することにある。
However, a silicon wafer cut from the ingot consisting of the perfect region [P] does not have an OSF, a COP and an LD. Oxygen precipitation does not occur, so that the IG effect may not be sufficiently obtained. An object of the present invention is to provide a mixed region of the region [P V ] and the region [P I ] with an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm.
3 Even silicon wafers cut from (old ASTM) ingots, in addition to the absence of point defect aggregates, fully express oxygen precipitation nuclei and have an IG effect by heat treatment in the device manufacturing process. An object of the present invention is to provide a heat treatment method for a silicon wafer that is effective. Another object of the present invention is to provide a heat treatment method for a silicon wafer which does not require an oxygen donor killer treatment step.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
シリコン単結晶インゴット内での格子間シリコン型点欠
陥が支配的に存在する領域を[I]とし、空孔型点欠陥
が支配的に存在する領域を[V]とし、格子間シリコン
型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体が存在しな
いパーフェクト領域を[P]とするとき、パーフェクト
領域[P]からなるインゴットから切出された点欠陥の
凝集体が存在しないシリコンウェーハの熱処理方法であ
る。その特徴ある構成は、上記領域[I]に隣接しかつ
上記パーフェクト領域[P]に属し侵入型転位を形成し
得る最低の格子間シリコン濃度未満の領域を[PI]と
し、上記領域[V]に隣接しかつ上記パーフェクト領域
[P]に属しCOP又はFPDを形成し得る空孔濃度以
下の領域を[PV]とするとき、上記領域[PV]と領域
[PI]の混合領域からなりかつ酸素濃度が0.8×1
18〜1.4×1018atoms/cm3(旧AST
M)であるシリコン単結晶インゴットを引上げ、このイ
ンゴットから切出されたシリコンウェーハを窒素、アル
ゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下、60
0〜850℃で30〜90分間保持するか、又は600
〜850℃で120〜250分保持することにある。
The invention according to claim 1 is
The region where interstitial silicon type point defects predominantly exist in a silicon single crystal ingot is [I], the region where vacancy type point defects predominantly exist is [V], and the interstitial silicon type point defects are Assuming that [P] is a perfect region in which no aggregates and no void type point defects are present, heat treatment of a silicon wafer having no point defect aggregates cut out from the ingot formed of the perfect region [P] Is the way. The characteristic configuration is such that a region adjacent to the region [I] and belonging to the perfect region [P] and having a lower interstitial silicon concentration lower than the minimum interstitial silicon concentration at which interstitial dislocations can be formed is [P I ], and the region [V [P V ] is a mixed region of the above-mentioned region [P V ] and the region [P I ], which is adjacent to the perfect region [P] and has a vacancy concentration below the vacancy concentration capable of forming COP or FPD. And oxygen concentration of 0.8 × 1
0 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (old AST
M), a silicon single crystal ingot is pulled up, and a silicon wafer cut out of the ingot is placed in a nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or mixed gas atmosphere thereof for 60 hours.
Hold at 0-850 ° C. for 30-90 minutes, or 600
850 ° C. for 120 to 250 minutes.

【0006】請求項1に係る発明では、インゴットの酸
素濃度が0.8×1018〜1.4×1018atoms/
cm3(旧ASTM)である場合であって、シリコンウ
ェーハが領域[PV]と領域[PI]の混合領域からなる
ときには、このインゴットから切出されたシリコンウェ
ーハを上記条件で熱処理すると、結晶成長時に酸素析出
核が導入されない領域[PI]にも酸素析出核が発現
し、同時に結晶成長時に酸素析出核が導入されている領
域[PV]ではその酸素析出核の密度が高まる。従っ
て、上記熱処理を行ったウェーハを半導体デバイスメー
カーのデバイス製造工程で熱処理すると、上記酸素析出
核が酸素析出物(Bulk Micro Defect、以下、BMDD
という。)に成長し、領域[PV]と領域[PI]の混合
領域からなるウェーハであっても、ウェーハ全面にわた
ってIG効果を有するようになる。
In the invention according to the first aspect, the oxygen concentration of the ingot is 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms /.
cm 3 (old ASTM), and when the silicon wafer is composed of a mixed region of the region [P V ] and the region [P I ], the silicon wafer cut out from the ingot is heat-treated under the above conditions. Oxygen precipitate nuclei also appear in the region [P I ] where oxygen precipitate nuclei are not introduced during crystal growth, and at the same time, the density of the oxygen precipitate nuclei increases in the region [P V ] where oxygen precipitate nuclei are introduced during crystal growth. Therefore, when a wafer subjected to the above heat treatment is subjected to heat treatment in a device manufacturing process of a semiconductor device maker, the oxygen precipitate nucleus becomes an oxygen precipitate (Bulk Micro Defect, hereinafter referred to as BMDD).
That. ), And even if the wafer is a mixed region of the region [P V ] and the region [P I ], the IG effect is obtained over the entire surface of the wafer.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明のシリコンウェーハは、C
Z法によりホットゾーン炉内のシリコン融液からインゴ
ットをボロンコフ(Voronkov)の理論に基づいた所定の
引上げ速度プロファイルで引上げた後、このインゴット
をスライスして作製される。一般的に、CZ法によりホ
ットゾーン炉内のシリコン融液からシリコン単結晶のイ
ンゴットを引上げたときには、シリコン単結晶における
欠陥として、点欠陥(point defect)と点欠陥の凝集体
(agglomerates:三次元欠陥)が発生する。点欠陥は空
孔型点欠陥と格子間シリコン型点欠陥という二つの一般
的な形態がある。空孔型点欠陥は一つのシリコン原子が
シリコン結晶格子で正常的な位置の一つから離脱したも
のである。このような空孔が空孔型点欠陥になる。一
方、原子がシリコン結晶の格子点以外の位置(インター
スチシャルサイト)で発見されるとこれが格子間シリコ
ン点欠陥になる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The silicon wafer of the present invention has a C
After the ingot is pulled up from the silicon melt in the hot zone furnace by the Z method with a predetermined pulling speed profile based on Voronkov's theory, the ingot is sliced. Generally, when a silicon single crystal ingot is pulled up from a silicon melt in a hot zone furnace by the CZ method, point defects and agglomerates: Defects). Point defects have two general forms: vacancy type point defects and interstitial silicon type point defects. A vacancy-type point defect is one in which one silicon atom has separated from one of the normal positions in the silicon crystal lattice. Such holes become hole type point defects. On the other hand, if an atom is found at a position (interstitial site) other than the lattice point of the silicon crystal, this becomes an interstitial silicon point defect.

【0008】点欠陥は一般的にシリコン融液(溶融シリ
コン)とインゴット(固状シリコン)の間の接触面で形
成される。しかし、インゴットを継続的に引上げること
によって接触面であった部分は引上げとともに冷却し始
める。冷却の間、空孔型点欠陥又は格子間シリコン型点
欠陥は拡散により互いに合併して、空孔型点欠陥の凝集
体(vacancy agglomerates)又は格子間シリコン型点欠
陥の凝集体(interstitial agglomerates)が形成され
る。言い換えれば、凝集体は点欠陥の合併に起因して発
生する三次元構造である。空孔型点欠陥の凝集体は前述
したCOPの他に、LSTD(Laser ScatteringTomogr
aph Defects)又はFPD(Flow Pattern Defects)と
呼ばれる欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体
は前述したLDと呼ばれる欠陥を含む。FPDとは、イ
ンゴットをスライスして作製されたシリコンウェーハを
30分間セコエッチング(Secco etching、HF:K2
27(0.15mol/l)=2:1の混合液によるエッチン
グ)したときに現れる特異なフローパターンを呈する痕
跡の源であり、LSTDとは、シリコン単結晶内に赤外
線を照射したときにシリコンとは異なる屈折率を有し散
乱光を発生する源である。
[0008] Point defects are generally formed at the interface between the silicon melt (molten silicon) and the ingot (solid silicon). However, by continuously pulling up the ingot, the portion that was the contact surface starts to cool down with pulling up. During cooling, vacancy-type point defects or interstitial silicon-type point defects merge with each other by diffusion to form vacancy agglomerates or interstitial agglomerates. Is formed. In other words, the aggregate is a three-dimensional structure generated due to the merging of point defects. Aggregates of vacancy-type point defects are LSTDs (Laser Scattering Tomograms) in addition to the COPs described above.
An agglomerate of interstitial silicon-type point defects includes a defect called an LD, which includes a defect called an aph defect or an FPD (Flow Pattern Defects). FPD stands for Secco etching (HF: K 2 C) for a silicon wafer prepared by slicing an ingot for 30 minutes.
r 2 O 7 (0.15mol / l ) = 2: a source of trace exhibiting a unique flow pattern which appears when a by etching) and the first mixture, the LSTD, when irradiated with infrared rays in the silicon single crystal Is a source that has a refractive index different from that of silicon and generates scattered light.

【0009】ボロンコフの理論は、欠陥の数が少ない高
純度インゴットを成長させるために、インゴットの引上
げ速度をV(mm/分)、インゴットとシリコン融液の
界面近傍のインゴット中の温度勾配をG(℃/mm)と
するときに、V/G(mm2/分・℃)を制御すること
である。この理論では、図1に示すように、V/Gをよ
こ軸にとり、空孔型点欠陥濃度と格子間シリコン型点欠
陥濃度を同一のたて軸にとって、V/Gと点欠陥濃度と
の関係を図式的に表現し、空孔領域と格子間シリコン領
域の境界がV/Gによって決定されることを説明してい
る。より詳しくは、V/G比が臨界点以上では空孔型点
欠陥濃度が優勢なインゴットが形成される反面、V/G
比が臨界点以下では格子間シリコン型点欠陥濃度が優勢
なインゴットが形成される。図1において、[I]は格
子間シリコン型点欠陥が支配的であって、格子間シリコ
ン型点欠陥が存在する領域((V/G)1以下)を示し、
[V]はインゴット内での空孔型点欠陥が支配的であっ
て、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域((V/G)2
以上)を示し、[P]は空孔型点欠陥の凝集体及び格子
間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト
領域((V/G)1〜(V/G)2)を示す。領域[P]に隣
接する領域[V]にはOSF核を形成する領域[OS
F]((V/G)2〜(V/G)3)が存在する。
In order to grow a high-purity ingot having a small number of defects, Bornkov's theory states that the pulling speed of the ingot is V (mm / min) and the temperature gradient in the ingot near the interface between the ingot and the silicon melt is G. (° C./mm) means controlling V / G (mm 2 / min · ° C.). In this theory, as shown in FIG. 1, V / G is set on the horizontal axis, and the vacancy type point defect concentration and the interstitial silicon type point defect concentration are set on the same vertical axis, and the V / G and the point defect concentration are compared. The relationship is represented graphically, explaining that the boundary between the vacancy region and the interstitial silicon region is determined by V / G. More specifically, when the V / G ratio is higher than the critical point, an ingot in which the vacancy-type point defect concentration is dominant is formed, while the V / G ratio is formed.
When the ratio is lower than the critical point, an ingot in which the interstitial silicon type point defect concentration is dominant is formed. In FIG. 1, [I] indicates a region ((V / G) 1 or less) where an interstitial silicon type point defect is dominant and an interstitial silicon type point defect exists.
[V] is a region ((V / G) 2 where the vacancy type point defect in the ingot is dominant and the vacancy type point defect aggregate exists.
[P] indicates a perfect region ((V / G) 1 to (V / G) 2 ) where no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects exist. In the region [V] adjacent to the region [P], the region [OS
F] ((V / G) 2 to (V / G) 3 ).

【0010】このパーフェクト領域[P]は更に領域
[PI]と領域[PV]に分類される。[PI]はV/G
比が上記(V/G)1から臨界点までの領域であり、
[PV]はV/G比が臨界点から上記(V/G)2までの領
域である。即ち、[PI]は領域[I]に隣接し、かつ
侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン型点欠陥
濃度未満の格子間シリコン型点欠陥濃度を有する領域で
あり、[PV]は領域[V]に隣接し、かつOSFを形
成し得る最低の空孔型点欠陥濃度未満の空孔型点欠陥濃
度を有する領域である。本発明の所定の引上げ速度プロ
ファイルは、インゴットがホットゾーン炉内のシリコン
溶融物から引上げられる時、温度勾配に対する引上げ速
度の比(V/G)が格子間シリコン型点欠陥の凝集体の
発生を防止する第1臨界比((V/G)1)以上であっ
て、空孔型点欠陥の凝集体をインゴットの中央にある空
孔型点欠陥が支配的に存在する領域内に制限する第2臨
界比((V/G)2)以下に維持されるように決められ
る。
The perfect area [P] is further classified into an area [P I ] and an area [P V ]. [P I ] is V / G
The ratio is from (V / G) 1 to the critical point,
[P V ] is a region where the V / G ratio is from the critical point to the above (V / G) 2 . That is, [P I ] is a region adjacent to the region [I] and having an interstitial silicon type point defect concentration lower than the lowest interstitial silicon type point defect concentration capable of forming an interstitial dislocation, and [P V] ] Is a region adjacent to the region [V] and having a vacancy-type point defect concentration lower than the lowest vacancy-type point defect concentration capable of forming an OSF. The predetermined pull rate profile of the present invention is such that when the ingot is pulled from the silicon melt in a hot zone furnace, the ratio of the pull rate to the temperature gradient (V / G) reduces the generation of interstitial silicon-type point defect aggregates. The first critical ratio ((V / G) 1 ) or more, which limits the agglomerates of vacancy-type point defects to a region in the center of the ingot where vacancy-type point defects predominantly exist. It is determined so as to be maintained at 2 critical ratio ((V / G) 2 ) or less.

【0011】この引上げ速度のプロファイルは、実験的
に基準インゴットを軸方向にスライスすることで、又は
これらの技術を組合わせることで、シミュレーションに
よって上記ボロンコフの理論に基づき決定される。即
ち、この決定は、シミュレーションの後、軸方向にスラ
イスしたインゴットを横断方向にスライスしてウェーハ
状態で確認し、更にシミュレーションを繰り返すことに
よりなされる。シミュレーションのために複数種類の引
上げ速度が所定の範囲で決められ、複数個の基準インゴ
ットが成長される。図2に示すように、シミュレーショ
ンのための引上げ速度プロファイルは1.2mm/分の
ような高い引上げ速度(a)から0.5mm/分の低い
引上げ速度(c)及び再び高い引上げ速度(d)に調整さ
れる。上記低い引上げ速度は0.4mm/分又はそれ以
下であることもあってもよく、引上げ速度(b)及び
(d)での変化は線形的なものが望ましい。異なった速
度で引上げられた複数個の基準インゴットは各別に軸方
向にスライスされる。最適のV/Gが軸方向のスライ
ス、ウェーハの確認及びシミュレーションの結果の相関
関係から決定され、続いて最適な引上げ速度プロファイ
ルが決定され、そのプロファイルでインゴットが製造さ
れる。実際の引上げ速度プロファイルは所望のインゴッ
トの直径、使用される特定のホットゾーン炉及びシリコ
ン融液の品質等を含めてこれに限定されない多くの変数
に依存する。
The pulling speed profile is determined by simulating the reference ingot in the axial direction experimentally or by combining these techniques, based on the above-mentioned Bornkov theory by simulation. That is, this determination is made by, after the simulation, slicing the ingot sliced in the axial direction in the transverse direction, confirming it in the wafer state, and repeating the simulation. For the simulation, a plurality of kinds of pulling speeds are determined within a predetermined range, and a plurality of reference ingots are grown. As shown in FIG. 2, the pulling speed profile for the simulation is from a high pulling speed (a) such as 1.2 mm / min to a low pulling speed (c) of 0.5 mm / min and again a high pulling speed (d). It is adjusted to. The low pull rate may be 0.4 mm / min or less, and the change in pull rates (b) and (d) is preferably linear. A plurality of reference ingots pulled at different speeds are separately sliced in the axial direction. The optimal V / G is determined from the correlation of the results of the axial slicing, wafer verification and simulation, followed by the determination of the optimal pulling speed profile and the production of the ingot. The actual pulling speed profile will depend on many variables including but not limited to the desired ingot diameter, the particular hot zone furnace used and the quality of the silicon melt.

【0012】引上げ速度を徐々に低下させてV/Gを連
続的に低下させたときのインゴットの断面図を描いてみ
ると、図3に示される事実が分かる。図3には、インゴ
ット内での空孔型点欠陥が支配的に存在する領域が
[V]、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領
域が[I]、及び空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリ
コン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域が
[P]としてそれぞれ示される。前述したようにパーフ
ェクト領域[P]は更に領域[PI]と領域[PV]に分
類される。領域[PV]はパーフェクト領域[P]の中
でも凝集体にならない空孔型点欠陥が存在する領域であ
り、領域[PI]はパーフェクト領域[P]の中でも凝
集体にならない格子間シリコン型点欠陥が存在する領域
である。図3に示すように、インゴットの軸方向位置P
1は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含
む。位置P3は格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在
するリング領域及び中央のパーフェクト領域を含む。ま
た位置P2は、本発明に関連する中央に空孔型点欠陥の
凝集体もなく、縁部分に格子間シリコン型点欠陥の凝集
体もないので全てパーフェクト領域である。
FIG. 3 shows the fact that a sectional view of the ingot when V / G is continuously reduced by gradually lowering the pulling speed is shown. FIG. 3 shows a region [V] in which vacancy type point defects predominantly exist in the ingot, a region [I] in which interstitial silicon type point defects predominantly exist, and a vacancy type point defect. The perfect regions where no aggregates of the above-mentioned and aggregates of interstitial silicon type point defects are present are indicated as [P], respectively. As described above, the perfect area [P] is further classified into an area [P I ] and an area [P V ]. The region [P V ] is a region where vacancy type point defects which do not form an aggregate exist in the perfect region [P], and the region [P I ] is an interstitial silicon type which does not form an aggregate in the perfect region [P]. This is an area where a point defect exists. As shown in FIG. 3, the axial position P of the ingot
1 includes a region where vacancy-type point defects predominantly exist in the center. Position P 3 includes the ring area and the central perfect area that exists dominantly interstitial silicon type point defects. The position P 2 is a perfect region because there are no aggregates of vacancy-type point defects at the center and no aggregates of interstitial silicon-type point defects at the edges related to the present invention.

【0013】図3から明らかなように、位置P1に対応
したウェーハW1は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存
在する領域を含む。位置P3に対応したウェーハW3は、
格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在するリング及び
中央のパーフェクト領域を含む。また位置P2に対応し
たウェーハW2は、本発明に係るウェーハであって、中
央に空孔型点欠陥の凝集体もないし、縁部分に格子間シ
リコン型点欠陥の凝集体もないので全てパーフェクト領
域であって、領域[PV]と領域[PI]とが混在する領
域である。この空孔型点欠陥が支配的に存在する領域の
パーフェクト領域に接する僅かな領域(図1の(V/G)
2〜(V/G)3)は、ウェーハ面内でCOPもLDも発生
していない領域である。しかしこのシリコンウェーハW
1に対して、従来のOSF顕在化熱処理に従った、酸素
雰囲気下、1000℃±30℃の温度で2〜5時間熱処
理し、引続き1130℃±30℃の温度で1〜16時間
熱処理すると、OSFを生じる。図4Aに示すように、
ウェーハW1ではウェーハの半径の1/2付近にOSF
リングが発生する。このOSFリングで囲まれた空孔型
点欠陥が支配的に存在する領域はCOPが出現する傾向
がある。
As is apparent from FIG. 3, the wafer W 1 corresponding to the position P 1 includes a region in which vacancy type point defects are predominantly present in the center. The wafer W 3 corresponding to the position P 3 is
It includes a ring in which interstitial silicon type point defects predominantly exist and a central perfect region. The wafer W 2 corresponding to the position P 2 is the wafer according to the present invention, and has no void-type point defect aggregates in the center and no interstitial silicon-type point defect aggregates at the edge portion. This is a perfect area in which the area [P V ] and the area [P I ] are mixed. A small area (V / G in FIG. 1) in contact with the perfect area of the area where the vacancy type point defect is predominantly present.
2 to (V / G) 3 ) is a region where neither COP nor LD occurs in the wafer surface. However, this silicon wafer W
On the other hand, according to the conventional OSF revealing heat treatment, heat treatment is performed in an oxygen atmosphere at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. for 2 to 5 hours, and subsequently at 1130 ° C. ± 30 ° C. for 1 to 16 hours. This produces OSF. As shown in FIG. 4A,
OSF in the vicinity of 1/2 of the radius of the wafer in the wafer W 1
Rings occur. COP tends to appear in a region surrounded by the OSF ring and in which vacancy-type point defects are predominantly present.

【0014】なお、COPやLDなどの点欠陥の凝集体
は検出方法によって検出感度、検出下限値が異なる値を
示すことがある。そのため、本明細書において、「点欠
陥の凝集体が存在しない」の意味は、鏡面加工されたシ
リコン単結晶を無攪拌セコエッチングを施した後に光学
顕微鏡により、観察面積とエッチング取り代との積を検
査体積として観察した際に、フローパターン(空孔型欠
陥)及び転位クラスタ(格子間シリコン型点欠陥)の各
凝集体が1×10-3cm3の検査体積に対して1個欠陥
が検出された場合を検出下限値(1×103個/cm3
とするとき、点欠陥の凝集体の数が上記検出下限値以下
であることをいう。
Incidentally, aggregates of point defects such as COP and LD may have different values of detection sensitivity and detection lower limit depending on the detection method. Therefore, in the present specification, "there is no aggregate of point defects" means the product of the observation area and the etching allowance by an optical microscope after subjecting a mirror-finished silicon single crystal to non-stirring seco etching. When observed as an inspection volume, one agglomerate of flow pattern (vacancy type defect) and dislocation cluster (interstitial silicon type point defect) has one defect per 1 × 10 −3 cm 3 of inspection volume. The lower limit of detection (1 × 10 3 / cm 3 )
Means that the number of point defect aggregates is equal to or less than the lower limit of detection.

【0015】本発明のシリコンウェーハは上述したウェ
ーハW2であって、その平面図は図4Bに示される。ウ
ェーハW2は本発明の熱処理によりこのウェーハW2に所
望の密度以上の酸素析出核を発生させるために、その酸
素濃度が0.8×1018〜1.4×1018atoms/
cm3(旧ASTM)であることが必要である。
The silicon wafer of the present invention is a wafer W 2 mentioned above, a plan view is shown in Figure 4B. The wafer W 2 has an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / s in order to generate oxygen precipitation nuclei of a desired density or more on the wafer W 2 by the heat treatment of the present invention.
cm 3 (old ASTM).

【0016】次に上記シリコンウェーハW2の熱処理に
ついて説明する。この熱処理はウェーハW2を窒素、ア
ルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下、6
00〜850℃で30〜90分間保持するか、又は60
0〜850℃で120〜250分保持することにより行
われる。加熱は600〜850℃に維持された熱処理炉
にウェーハを50〜100℃/分の速度で導入して行う
ことが好ましい。保持温度が600℃未満又は保持時間
が30分未満の場合には、酸素析出核が十分に増加せ
ず、半導体デバイスメーカーのデバイス製造工程で熱処
理を行ったときに、IG効果を奏するのに必要なBMD
密度が得られない。保持温度が850℃を越える場合に
は、領域[PI]の酸素析出核密度が低いため、デバイ
ス製造工程で熱処理を行ったときにIG効果を奏するに
必要なBMD密度が得られない。保持温度が600〜8
50℃で保持温度が90分を越えかつ120分未満の場
合には、酸素析出核形成に伴う格子間型点欠陥の過多に
よって、酸素析出核の析出量の抑制を生じる。保持時間
が250分以上では生産性が低下する。
[0016] will now be described heat treatment of the silicon wafer W 2. This heat treatment is a nitrogen wafer W 2, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof, 6
Hold at 00-850 ° C. for 30-90 minutes or 60
It is carried out by holding at 0 to 850 ° C for 120 to 250 minutes. The heating is preferably performed by introducing the wafer into a heat treatment furnace maintained at 600 to 850 ° C. at a rate of 50 to 100 ° C./min. When the holding temperature is less than 600 ° C. or the holding time is less than 30 minutes, the number of oxygen precipitation nuclei does not increase sufficiently, and the IG effect is required when heat treatment is performed in a device manufacturing process of a semiconductor device manufacturer. BMD
The density cannot be obtained. When the holding temperature exceeds 850 ° C., the density of oxygen precipitation nuclei in the region [P I ] is low, so that the BMD density required for exhibiting the IG effect when heat treatment is performed in the device manufacturing process cannot be obtained. Holding temperature is 600-8
If the holding temperature is more than 90 minutes and less than 120 minutes at 50 ° C., the amount of interstitial type point defects accompanying the formation of oxygen precipitation nuclei is excessive, thereby suppressing the precipitation amount of oxygen precipitation nuclei. If the holding time is longer than 250 minutes, the productivity is reduced.

【0017】この熱処理の条件は、ウェーハの裏面に化
学気相堆積法(CVD法、ChemicalVapor Deposition
法)でポリシリコン層を形成するときの熱処理条件(保
持温度650℃±30℃、保持時間5〜300分)に含
まれるため、このCVD法によるウェーハ裏面へのポリ
シリコン層の形成を請求項1に係る熱処理条件に従って
行えば、ポリシリコン層の形成によって、本発明の目的
を達成することができる。このときのポリシリコン層の
厚さは0.1〜2.0μmである。ポリシリコン層をウ
ェーハ裏面に形成することにより、ポリシリコン層に接
するウェーハ裏面近傍に酸素析出核がより一層増大する
ようになる。なお、このウェーハの形態は、ポリシリコ
ン層をそのまま残存させてもよいし、或いはフッ酸及び
硝酸の混酸を水又は酢酸で希釈した酸エッチング液、又
はKOH若しくはNaOHを水に希釈したアルカリエッ
チング液によりポリシリコン層を除去してもよい。更に
上記熱処理を行うことにより、ウェーハプロセスのうち
の酸素ドナーキラー処理が不要となる。
The condition of this heat treatment is such that a chemical vapor deposition method (CVD method, Chemical Vapor Deposition
The method is included in the heat treatment conditions (holding temperature 650 ° C. ± 30 ° C., holding time 5 to 300 minutes) when forming the polysilicon layer by the method, so that the CVD method is used to form the polysilicon layer on the back surface of the wafer. The object of the present invention can be achieved by forming a polysilicon layer if the heat treatment is performed in accordance with the heat treatment condition according to 1. At this time, the thickness of the polysilicon layer is 0.1 to 2.0 μm. By forming the polysilicon layer on the back surface of the wafer, oxygen precipitation nuclei are further increased near the back surface of the wafer in contact with the polysilicon layer. The form of this wafer may be such that the polysilicon layer may be left as it is, or an acid etching solution obtained by diluting a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid with water or acetic acid, or an alkali etching solution obtained by diluting KOH or NaOH in water. To remove the polysilicon layer. Further, by performing the heat treatment, the oxygen donor killer treatment in the wafer process becomes unnecessary.

【0018】[0018]

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 <実施例1>シリコン単結晶引上げ装置を用いて直径8
インチのボロン(B)がドープされたp型のシリコンイ
ンゴットを引上げた。このインゴットは直胴部の長さが
1200mm、結晶方位が(100)、抵抗率が約10
Ωcm、酸素濃度が1.0×1018atoms/cm3
(旧ASTM)であった。インゴットは、引上げ時のV
/Gを0.24mm2/分℃から0.18mm2/分℃ま
で連続的に減少させながら、同一条件で2本育成した。
そのうちの1本のインゴットは図3に示すように引上げ
方向にインゴット中心を切断し、各領域の位置を調べ、
別の1本から図3のP2に対応する位置のシリコンウェ
ーハW2を切出し、試料とした。この例では試料となる
ウェーハは、中心部に領域[PV]を有し、その周囲に
領域[PI]を有し、更にその周囲に領域[PV]を有す
る図4Bに示すウェーハW2である。インゴットから切
出し鏡面研磨したこのウェーハW2を窒素雰囲気下、6
50℃で30分間保持する熱処理を行った。
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. <Example 1> Diameter 8 using a silicon single crystal pulling apparatus
An inch of boron (B) doped p-type silicon ingot was pulled up. This ingot has a straight body length of 1200 mm, a crystal orientation of (100), and a resistivity of about 10
Ωcm, oxygen concentration is 1.0 × 10 18 atoms / cm 3
(Old ASTM). Ingot is V when pulling
While reducing / G of 0.24mm 2 / min ° C. 0.18 mm 2 / minute ° C. until continuously grown two under the same conditions.
One of the ingots cuts the center of the ingot in the pulling direction as shown in FIG. 3 and checks the position of each area.
Cut silicon wafer W 2 at the position corresponding the another one for P 2 in Figure 3, was used as a sample. In this example, the wafer serving as a sample has a region [P V ] at the center, a region [P I ] around the region, and further has a region [P V ] around the wafer W shown in FIG. 4B. 2 This wafer W 2 cut out from the ingot and polished to a mirror surface was treated under nitrogen atmosphere for 6 hours.
A heat treatment was performed at 50 ° C. for 30 minutes.

【0019】<実施例2>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW2の熱処理温度を65
0℃、保持時間を90分とした以外は、実施例1と同様
に熱処理した。 <実施例3>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を650℃、保持時
間を210分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。 <実施例4>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を750℃、保持時
間を60分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。
[0019] The heat treatment temperature of <Example 2> Example 1 cut out from the same ingot and mirror-polished wafer W 2 65
Heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 0 ° C. and the holding time was set to 90 minutes. <Example 3> Example 1 the heat treatment temperature of the wafer W 2 was cut polished from the same ingot as a 650 ° C., except that the retention time was 210 minutes, was heat-treated in the same manner as in Example 1. <Example 4> Example 1 the heat treatment temperature of the wafer W 2 was cut polished from the same ingot as a 750 ° C., except that the retention time was 60 minutes, was heat-treated in the same manner as in Example 1.

【0020】<実施例5>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW2の熱処理温度を75
0℃、保持時間を90分とした以外は、実施例1と同様
に熱処理した。 <実施例6>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を850℃、保持時
間を30分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。 <実施例7>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を850℃、保持時
間を120分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。
<Embodiment 5> The heat treatment temperature of the wafer W 2 cut out from the same ingot as in Embodiment 1 and mirror-polished is set to 75.
Heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to 0 ° C. and the holding time was set to 90 minutes. <Example 6> heat treatment temperature 850 ° C. Example 1 and the wafer W 2 was cut polished from the same ingot, except that the retention time was 30 minutes, and heat-treated in the same manner as in Example 1. <Example 7> Example 1 the heat treatment temperature of the wafer W 2 was cut polished from the same ingot as a 850 ° C., except that the retention time was 120 minutes, was heat-treated in the same manner as in Example 1.

【0021】<比較例1>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW2の熱処理を行わなか
った。 <比較例2>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を650℃、保持時
間を100分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。 <比較例3>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を750℃、保持時
間を20分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。 <比較例4>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW2の熱処理温度を800℃、保持時
間を100分とした以外は、実施例1と同様に熱処理し
た。
[0021] was not subjected to the heat treatment of the wafer W 2, which was cut mirror-polished from the same ingot and <Comparative Example 1> Example 1. <Comparative Example 2> Example 1 the heat treatment temperature of the wafer W 2 was cut polished from the same ingot as a 650 ° C., except that the retention time was 100 minutes, and heat-treated in the same manner as in Example 1. <Comparative Example 3> Example 1 the heat treatment temperature of the wafer W 2 was cut polished from the same ingot as a 750 ° C., except that the retention time was 20 minutes, it was heat-treated in the same manner as in Example 1. <Comparative Example 4> heat treatment temperature 800 ° C. Example 1 and the wafer W 2 was cut polished from the same ingot, except that the retention time was 100 minutes, and heat-treated in the same manner as in Example 1.

【0022】<比較評価>実施例1〜7及び比較例1〜
4のウェーハW2を各4枚用意し、これら4枚のウェー
ハW2の表面にFe、Cr、Ni、Cuの金属元素をそ
れぞれ含む4種類の溶液を各別に滴下し、スピンコート
することにより、4枚のウェーハ全面をそれぞれFe、
Cr、Ni、Cuで強制的に汚染した。汚染した全ての
ウェーハW 2を900℃で2時間熱処理した後、100
0℃で0.5時間、更に800℃で1.5時間熱処理し
て、それぞれの金属元素をウェーハのバルク中に拡散さ
せた。この汚染後の熱処理は、半導体デバイスメーカー
のデバイス製造工程の熱処理に相応する。汚染した金属
のIG効果を確かめるため、これらのウェーハをセコエ
ッチング溶液で厚さ約2μmだけエッチングし、集光燈
下でヘイズの有無を観察した。実施例1〜7及び比較例
1〜4のヘイズの有無の状況を表1に示す。また実施例
1の光学顕微鏡写真を図5に、比較例1の光学顕微鏡写
真を図6にそれぞれ示す。図5A及び図6AはFe汚染
した実施例1及び比較例1のウェーハの4分の1をそれ
ぞれ示す。以下同様に、図5B及び図6BはCr汚染、
図5C及び図6CはNi汚染、図5D及び図6DはCu
汚染した実施例1及び比較例1のウェーハの4分の1を
それぞれ示す。
<Comparative Evaluation> Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to
4 wafer WTwo4 pieces each, and these 4 pieces of way
C WTwoMetal elements such as Fe, Cr, Ni and Cu
Each of the four types of solutions is dropped separately and spin-coated
By doing, the entire surface of the four wafers is Fe,
Forcibly contaminated with Cr, Ni and Cu. All contaminated
Wafer W TwoAfter heat treatment at 900 ° C. for 2 hours,
0.5 hours at 0 ° C and 1.5 hours at 800 ° C
Each metal element diffuses into the bulk of the wafer.
I let you. Heat treatment after this contamination is performed by semiconductor device manufacturers.
Corresponds to the heat treatment in the device manufacturing process. Contaminated metal
In order to confirm the IG effect of
Etching only about 2 μm thick with a etching solution
The presence or absence of haze was observed below. Examples 1 to 7 and Comparative Example
Table 1 shows the presence or absence of haze of Nos. 1 to 4. Examples
FIG. 5 shows an optical microscope photograph of Comparative Example 1, and FIG.
The truth is shown in FIG. 5A and 6A show Fe contamination.
1/4 of the wafers of Example 1 and Comparative Example 1
Shown respectively. Similarly, FIG. 5B and FIG. 6B show Cr contamination,
5C and 6C show Ni contamination, and FIGS. 5D and 6D show Cu contamination.
1/4 of the contaminated wafers of Example 1 and Comparative Example 1
Shown respectively.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1、図5及び図6から明らかなように、
比較例1〜4のウェーハの領域[P I]にのみヘイズが
現れた。これは比較例1〜4の熱処理条件ではウェーハ
の酸素析出核密度が低いため、汚染後の熱処理によって
IG効果を発現していないためと考えられる。これに対
して実施例1〜7のウェーハではヘイズが現れず、領域
[PV]及び領域[PI]の全面にわたって酸素析出核密
度が高く、IG効果を有していることが判った。
As is clear from Table 1, FIGS. 5 and 6,
Comparative Example 1-4 [P IHaze only
Appeared. This is because of the wafers under the heat treatment conditions of Comparative Examples 1-4.
Oxygen precipitation nucleus density is low.
This is probably because the IG effect was not exhibited. Against this
In the wafers of Examples 1 to 7, haze did not appear,
[PV] And area [PI] Oxygen precipitation nucleation density over the entire surface
It has a high degree and has an IG effect.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の熱処理方法
によれば、領域[PV]と領域[PI]の混合領域からな
りかつ酸素濃度が0.8×1018〜1.4×1018at
oms/cm3(旧ASTM)であるシリコンウェーハ
を窒素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰
囲気下、600〜850℃で30〜90分間保持する
か、又は600〜850℃で120〜250分保持する
ことにより、点欠陥の凝集体が存在しないことに加え
て、領域[PI]にも所望の密度以上の酸素析出核が形
成される。この熱処理を終了したウェーハは半導体デバ
イスメーカーのデバイス製造工程の熱処理を行うことに
よってIG効果を発揮することができる。更に本発明の
熱処理を行うことにより、従来行われていた酸素ドナー
キラー処理が不要となる利点もある。
As described above, according to the heat treatment method of the present invention, the heat treatment method comprises a mixed region of the region [P V ] and the region [P I ] and has an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4. × 10 18 at
oms / cm 3 (former ASTM) silicon wafer is kept at 600 to 850 ° C. for 30 to 90 minutes in an atmosphere of nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas thereof, or 120 to 250 at 600 to 850 ° C. By keeping the minute amount, an oxygen precipitate nucleus having a desired density or more is formed in the region [P I ] in addition to the absence of the point defect aggregate. The IG effect can be exhibited by performing the heat treatment in the device manufacturing process of the semiconductor device maker on the wafer after the heat treatment. Further, by performing the heat treatment of the present invention, there is also an advantage that the oxygen donor killer treatment conventionally performed becomes unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ボロンコフの理論を基づいた、V/G比が臨界
点以上では空孔豊富インゴットが形成され、V/G比が
臨界点以下では格子間シリコン豊富インゴットが形成さ
れることを示す図。
FIG. 1 is a diagram based on Bornkov's theory showing that when the V / G ratio is above the critical point, a vacancy-rich ingot is formed, and when the V / G ratio is below the critical point, an interstitial silicon-rich ingot is formed. .

【図2】所望の引上げ速度プロファイルを決定するため
の引上げ速度の変化を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change in pulling speed for determining a desired pulling speed profile.

【図3】本発明による基準インゴットの空孔が支配的に
存在する領域、格子間シリコンが支配的に存在する領域
及びパーフェクト領域を示すX線トポグラフィの概略
図。
FIG. 3 is a schematic diagram of an X-ray topography showing a region where holes of a reference ingot are predominantly present, a region where interstitial silicon is predominantly present, and a perfect region according to the present invention.

【図4】A 図3の位置P1に対応するシリコンウェー
ハW1にOSFリングが出現する状況を示すウェーハW1
の平面図。B 図3の位置P2に対応するシリコンウェ
ーハW2の平面図。にOSFリングが出現する状況を示
す図。
4A is a wafer W 1 showing a situation in which an OSF ring appears on a silicon wafer W 1 corresponding to a position P 1 in FIG.
FIG. Plan view of a silicon wafer W 2 corresponding to the position P 2 of the B Figure 3. The figure which shows the situation in which an OSF ring appears.

【図5】実施例1のウェーハW2を金属汚染させ、金属
をバルク中に拡散させた後のヘイズの有無を示す光学顕
微鏡写真図。
[5] causes the wafer W 2 of Example 1 is metal contamination, optical micrograph showing the presence or absence of haze after being diffused into the bulk metal.

【図6】比較例1のウェーハW2を金属汚染させ、金属
をバルク中に拡散させた後のヘイズの有無を示す光学顕
微鏡写真図。
FIG. 6 is an optical microscope photograph showing the presence or absence of haze after the wafer W 2 of Comparative Example 1 was contaminated with metal and the metal was diffused into the bulk.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年11月26日(1999.11.
26)
[Submission Date] November 26, 1999 (1999.11.
26)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 6 ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年10月31日(2000.10.
31)
[Submission date] October 31, 2000 (2000.10.
31)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ボロンコフの理論を基づいた、V/G比が臨界
点以上では空孔豊富インゴットが形成され、V/G比が
臨界点以下では格子間シリコン豊富インゴットが形成さ
れることを示す図。
FIG. 1 is a diagram based on Bornkov's theory showing that when the V / G ratio is above the critical point, a vacancy-rich ingot is formed, and when the V / G ratio is below the critical point, an interstitial silicon-rich ingot is formed. .

【図2】所望の引上げ速度プロファイルを決定するため
の引上げ速度の変化を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change in pulling speed for determining a desired pulling speed profile.

【図3】本発明による基準インゴットの空孔が支配的に
存在する領域、格子間シリコンが支配的に存在する領域
及びパーフェクト領域を示すX線トポグラフィの概略
図。
FIG. 3 is a schematic diagram of an X-ray topography showing a region where holes of a reference ingot are predominantly present, a region where interstitial silicon is predominantly present, and a perfect region according to the present invention.

【図4】A 図3の位置P1に対応するシリコンウェー
ハW1にOSFリングが出現する状況を示すウェーハW1
の平面図。 B 図3の位置P2に対応するシリコンウェーハW2の平
面図
4A is a wafer W 1 showing a situation in which an OSF ring appears on a silicon wafer W 1 corresponding to a position P 1 in FIG.
FIG. Plan view of a silicon wafer W 2 corresponding to the position P 2 of the B Figure 3.

【図5】実施例1のウェーハW2を金属汚染させ、金属
をバルク中に拡散させた後のヘイズの有無を示す光学顕
微鏡写真図。
[5] causes the wafer W 2 of Example 1 is metal contamination, optical micrograph showing the presence or absence of haze after being diffused into the bulk metal.

【図6】比較例1のウェーハW2を金属汚染させ、金属
をバルク中に拡散させた後のヘイズの有無を示す光学顕
微鏡写真図。
FIG. 6 is an optical microscope photograph showing the presence or absence of haze after the wafer W 2 of Comparative Example 1 was contaminated with metal and the metal was diffused into the bulk.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G077 AA02 AB01 BA04 CF10 FE02 FE03 FE11 5F053 AA12 DD01 FF04 GG01 PP03 PP20 RR03 RR04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G077 AA02 AB01 BA04 CF10 FE02 FE03 FE11 5F053 AA12 DD01 FF04 GG01 PP03 PP20 RR03 RR04

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン単結晶インゴット内での格子間
シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域を[I]と
し、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を[V]と
し、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥
の凝集体が存在しないパーフェクト領域を[P]とする
とき、 前記パーフェクト領域[P]からなるインゴットから切
出された点欠陥の凝集体が存在しないシリコンウェーハ
の熱処理方法であって、 前記領域[I]に隣接しかつ前記パーフェクト領域
[P]に属し侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリ
コン濃度未満の領域を[PI]とし、前記領域[V]に
隣接しかつ前記パーフェクト領域[P]に属しCOP又
はFPDを形成し得る空孔濃度以下の領域を[PV]と
するとき、 前記領域[PV]と領域[PI]の混合領域からなりかつ
酸素濃度が0.8×1018〜1.4×1018atoms
/cm3(旧ASTM)であるシリコン単結晶インゴッ
トを引上げ、 前記インゴットから切出されたシリコンウェーハを窒
素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気
下、600〜850℃で30〜90分間保持するか、又
は600〜850℃で120〜250分保持することを
特徴とするシリコンウェーハの熱処理方法。
A region where interstitial silicon type point defects predominantly exist in a silicon single crystal ingot is [I], a region where vacancy type point defects predominantly exist is [V], When a perfect region in which no aggregate of silicon-type point defects and no aggregate of void-type point defects are present is defined as [P], the aggregate of point defects cut out from the ingot including the perfect region [P] is A heat treatment method for a silicon wafer that does not exist, wherein a region adjacent to the region [I] and belonging to the perfect region [P] and having a minimum interstitial silicon concentration below which the interstitial dislocations can be formed is defined as [P I ]. When a region adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] and having a vacancy concentration below the vacancy concentration capable of forming a COP or FPD is [P V ], the region [P V ] and the region [P I ] Region and the oxygen concentration is 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms
/ Cm 3 (former ASTM), a silicon single crystal ingot is pulled up, and a silicon wafer cut out from the ingot is heated at 600 to 850 ° C. for 30 to 90 minutes in an atmosphere of nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas thereof. A heat treatment method for a silicon wafer, wherein the heat treatment is performed at 600 to 850 ° C. for 120 to 250 minutes.
【請求項2】 熱処理が化学気相堆積法によりシリコン
ウェーハの裏面にポリシリコン層を形成することにより
行われる請求項1記載の熱処理方法。
2. The heat treatment method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed by forming a polysilicon layer on the back surface of the silicon wafer by a chemical vapor deposition method.
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