JP2001199794A - シリコン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体デバイスの酸化膜耐圧特性を向上させ、
半導体デバイスの歩留を向上させることができるシリコ
ン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェ
ーハの製造方法を提供する。 【解決手段】ポリシリコン７に窒素Ｎおよび炭素Ｃをド
ープしたシリコン融液７からチョクラルスキー法を用い
て引上げられ、その窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３
×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるシリコン単結晶イ
ンゴット。また、その製造方法およびシリコンウェーハ
の製造方法。
半導体デバイスの歩留を向上させることができるシリコ
ン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェ
ーハの製造方法を提供する。 【解決手段】ポリシリコン７に窒素Ｎおよび炭素Ｃをド
ープしたシリコン融液７からチョクラルスキー法を用い
て引上げられ、その窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３
×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるシリコン単結晶イ
ンゴット。また、その製造方法およびシリコンウェーハ
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコン単結晶イン
ゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方
法に係わり、特に半導体デバイスの歩留を向上させるこ
とができるシリコン単結晶インゴット、その製造方法お
よびシリコンウェーハの製造方法に関する。
ゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方
法に係わり、特に半導体デバイスの歩留を向上させるこ
とができるシリコン単結晶インゴット、その製造方法お
よびシリコンウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスに用いられるシリコンウ
エーハは、主としてシリコン多結晶からＣＺ法により引
上げられた単結晶インゴットをスライスして製造され
る。
エーハは、主としてシリコン多結晶からＣＺ法により引
上げられた単結晶インゴットをスライスして製造され
る。
【０００３】ＣＺ法は、石英ルツボ内に供給された原料
のポリシリコンを加熱溶融し、このシリコン融液に種結
晶の先端を接触させ、なじませた後、シリコン単結晶イ
ンゴットを育成し引上げるものである。
のポリシリコンを加熱溶融し、このシリコン融液に種結
晶の先端を接触させ、なじませた後、シリコン単結晶イ
ンゴットを育成し引上げるものである。
【０００４】このようにして製造されたシリコンウェー
ハに、このシリコンウェーハの結晶表面に存在する重金
属などの不純物をゲッタリングするために、酸素析出物
（ＢＭＤ）を利用したＩＧ法（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇ
ｅｔｔｅｒｉｎｇ）が用いられている。
ハに、このシリコンウェーハの結晶表面に存在する重金
属などの不純物をゲッタリングするために、酸素析出物
（ＢＭＤ）を利用したＩＧ法（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇ
ｅｔｔｅｒｉｎｇ）が用いられている。
【０００５】近年、半導体デバイスの高密度化が進んで
おり、これに伴ってシリコン単結晶インゴットにも低酸
素化が要求されている。一方、このシリコン単結晶イン
ゴットから製造されるシリコンウェーハ中の酸素析出物
はＩＧ法のために不可欠のものであるが、低酸素化のた
めに酸素析出物が低減している。
おり、これに伴ってシリコン単結晶インゴットにも低酸
素化が要求されている。一方、このシリコン単結晶イン
ゴットから製造されるシリコンウェーハ中の酸素析出物
はＩＧ法のために不可欠のものであるが、低酸素化のた
めに酸素析出物が低減している。
【０００６】そこで、ポリシリコン融液中に窒素をドー
プして、シリコンウェーハの結晶中に酸素の析出を促進
させることが行われているが、窒素ドープは同時に、こ
のようにして製造されたシリコンウェーハが熱酸化処理
を受けたときに、ＯＳＦリングと呼ばれるリング状の酸
化誘起積層欠陥を生じ、さらに、このＯＳＦリング領域
の幅が広くなる。また、このＯＳＦリングの内側には、
酸素析出物の密度が著しく低くなる範囲が存在し、酸素
析出物の密度が著しく低く、不均一な部分では、他の部
分に比べてゲッタリング能力が不足し、所定のゲッタリ
ング能力が得られず、酸化膜耐圧を低下させ、半導体デ
バイスの歩留を低下させていた。
プして、シリコンウェーハの結晶中に酸素の析出を促進
させることが行われているが、窒素ドープは同時に、こ
のようにして製造されたシリコンウェーハが熱酸化処理
を受けたときに、ＯＳＦリングと呼ばれるリング状の酸
化誘起積層欠陥を生じ、さらに、このＯＳＦリング領域
の幅が広くなる。また、このＯＳＦリングの内側には、
酸素析出物の密度が著しく低くなる範囲が存在し、酸素
析出物の密度が著しく低く、不均一な部分では、他の部
分に比べてゲッタリング能力が不足し、所定のゲッタリ
ング能力が得られず、酸化膜耐圧を低下させ、半導体デ
バイスの歩留を低下させていた。
【０００７】また、電気特性とりわけ酸化膜の経時絶縁
破壊特性を低下させ、半導体デバイスの歩留を低下させ
る要因として、シリコンウェーハのエッチング後に発生
するエッチピットがある。
破壊特性を低下させ、半導体デバイスの歩留を低下させ
る要因として、シリコンウェーハのエッチング後に発生
するエッチピットがある。
【０００８】すなわち、半導体デバイス製造プロセスに
おいて、歩留を低下させている原因として、ＣＯＰ（Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌ
ｅ）の存在が挙げられるが（図５参照）、このＣＯＰ
は、結晶育成時に導入される結晶欠陥の一つであり、正
八面体の空洞型の欠陥である。この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
でエッチングすると、シリコンウェーハの表面にピット
を形成するものであり（エッチピット、図７参照）、シ
リコンウェーハの酸化膜の経時絶縁破壊特性を劣化さ
せ、また半導体デバイス製造プロセスにおける歩留低下
の要因になっている。
おいて、歩留を低下させている原因として、ＣＯＰ（Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌ
ｅ）の存在が挙げられるが（図５参照）、このＣＯＰ
は、結晶育成時に導入される結晶欠陥の一つであり、正
八面体の空洞型の欠陥である。この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
でエッチングすると、シリコンウェーハの表面にピット
を形成するものであり（エッチピット、図７参照）、シ
リコンウェーハの酸化膜の経時絶縁破壊特性を劣化さ
せ、また半導体デバイス製造プロセスにおける歩留低下
の要因になっている。
【０００９】このエッチピット密度を抑制する方法とし
て、エッチピットの発生原因となる単結晶成長プロセス
中におけるＣＯＰの導入を抑制するため、単結晶引上げ
速度を低速にすることが行われている。しかし、この単
結晶引上げ方法では、生産性の低下を招き実用性に乏し
い。
て、エッチピットの発生原因となる単結晶成長プロセス
中におけるＣＯＰの導入を抑制するため、単結晶引上げ
速度を低速にすることが行われている。しかし、この単
結晶引上げ方法では、生産性の低下を招き実用性に乏し
い。
【００１０】さらに、他の方法として、特開平３―１９
３６９８号公報には、ＦＺ法により製造されたシリコン
インゴットからスライスされたシリコンウェーハに酸
素、窒素、Ｄ欠陥を含有させ、熱処理した場合、酸素量
が比較的少ない場合でも、窒素の存在下でも重金属をゲ
ッターすることができることが開示されている。
３６９８号公報には、ＦＺ法により製造されたシリコン
インゴットからスライスされたシリコンウェーハに酸
素、窒素、Ｄ欠陥を含有させ、熱処理した場合、酸素量
が比較的少ない場合でも、窒素の存在下でも重金属をゲ
ッターすることができることが開示されている。
【００１１】しかし、この開示の方法はＦＺ法であり、
また、表層（表面から数μｍの深さ）に存在する欠陥に
対する対策がなされていない。
また、表層（表面から数μｍの深さ）に存在する欠陥に
対する対策がなされていない。
【００１２】また、特開平５―２９４７８０号公報に
は、ポリシリコン融液中に窒素をドープする方法が開示
されているが、窒素ドープでセコエッチピットが３００
ケ／ｃｍ２以下になるとしているが、上記同様に半導体
デバイス歩留に影響を与える表層に存在する欠陥に対す
る対策がなされていない。
は、ポリシリコン融液中に窒素をドープする方法が開示
されているが、窒素ドープでセコエッチピットが３００
ケ／ｃｍ２以下になるとしているが、上記同様に半導体
デバイス歩留に影響を与える表層に存在する欠陥に対す
る対策がなされていない。
【００１３】さらに、特開平１１―１９５５６５号公報
には、ポリシリコンに窒素をドープし、チョクラルスキ
ー法を用いて低速で引上げ、窒素濃度を制御し、ＯＳＦ
リングを結晶外周より内側に生じさせるか、中心部で消
滅するシリコンウェーハを製造する方法であるが、低速
での引上げであり生産性が低く、実用性に乏しい。
には、ポリシリコンに窒素をドープし、チョクラルスキ
ー法を用いて低速で引上げ、窒素濃度を制御し、ＯＳＦ
リングを結晶外周より内側に生じさせるか、中心部で消
滅するシリコンウェーハを製造する方法であるが、低速
での引上げであり生産性が低く、実用性に乏しい。
【００１４】また、エッチピットの原因になるＣＯＰを
減少させるために、水素雰囲気でシリコンウェーハを高
温アニールすることが有効であり、多くの方法が提案さ
れている。
減少させるために、水素雰囲気でシリコンウェーハを高
温アニールすることが有効であり、多くの方法が提案さ
れている。
【００１５】例えば、特開平１１―１８６２７７号公報
に開示されているように、ＣＺ法による単結晶引上速度
を高速化し、ＣＯＰサイズが６０〜１３０ｎｍであるシ
リコンウェーハを還元性雰囲気中で熱処理する方法であ
る。しかし、水素アニールは、シリコンウェーハ表面の
に存在するＣＯＰを消滅させる方法としては有効であ
り、表面のＣＯＰ低減効果は顕著に認められるが、相当
数のＣＯＰが表面に残存しており、加えて半導体デバイ
ス歩留に大きな影響を及ぼす表面から５μｍ深さ程度の
表層には、ＣＯＰが残存している。また、この公報に開
示された引上げ高速度化（０．６ｍｍ／ｍｉｎ以上）に
よるＣＯＰの小サイズ化だけでは、やはり表層ＣＯＰの
消滅を達成することはできない。
に開示されているように、ＣＺ法による単結晶引上速度
を高速化し、ＣＯＰサイズが６０〜１３０ｎｍであるシ
リコンウェーハを還元性雰囲気中で熱処理する方法であ
る。しかし、水素アニールは、シリコンウェーハ表面の
に存在するＣＯＰを消滅させる方法としては有効であ
り、表面のＣＯＰ低減効果は顕著に認められるが、相当
数のＣＯＰが表面に残存しており、加えて半導体デバイ
ス歩留に大きな影響を及ぼす表面から５μｍ深さ程度の
表層には、ＣＯＰが残存している。また、この公報に開
示された引上げ高速度化（０．６ｍｍ／ｍｉｎ以上）に
よるＣＯＰの小サイズ化だけでは、やはり表層ＣＯＰの
消滅を達成することはできない。
【００１６】さらに、特開平１１―１３５５１４号公報
には、水素とアルゴンの混合雰囲気で熱処理すること
で、ＣＯＰ密度が０．１６ケ／ｃｍ２以下のシリコンウ
ェーハを製造する方法が開示されているが、水素アニー
ルにより表面から５μｍ程度の表層に存在するＣＯＰを
完全に消滅させるためには、アニール前のＣＯＰが消え
やすいような形態に制御したシリコン単結晶を作る必要
がある。
には、水素とアルゴンの混合雰囲気で熱処理すること
で、ＣＯＰ密度が０．１６ケ／ｃｍ２以下のシリコンウ
ェーハを製造する方法が開示されているが、水素アニー
ルにより表面から５μｍ程度の表層に存在するＣＯＰを
完全に消滅させるためには、アニール前のＣＯＰが消え
やすいような形態に制御したシリコン単結晶を作る必要
がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、半導体デバイ
スの酸化膜耐圧特性、酸化膜の経時破壊特性を向上さ
せ、半導体デバイスの歩留を向上させることができ、か
つ高速で引上げることができるシリコン単結晶インゴッ
ト、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法が
要望されている。
スの酸化膜耐圧特性、酸化膜の経時破壊特性を向上さ
せ、半導体デバイスの歩留を向上させることができ、か
つ高速で引上げることができるシリコン単結晶インゴッ
ト、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法が
要望されている。
【００１８】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、半導体デバイスの酸化膜耐圧特性、酸化膜の経
時破壊特性を向上させ、半導体デバイスの歩留を向上さ
せることができ、かつ高速で引上げることができるシリ
コン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウ
ェーハの製造方法を提供することを目的とする。
もので、半導体デバイスの酸化膜耐圧特性、酸化膜の経
時破壊特性を向上させ、半導体デバイスの歩留を向上さ
せることができ、かつ高速で引上げることができるシリ
コン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウ
ェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、ポリシリコンに窒素
および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラルス
キー法を用いて引上げられ、その窒素濃度が１×１０
１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５
×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるこ
とを特徴とするシリコン単結晶インゴットであることを
要旨としている。
になされた本願請求項１の発明は、ポリシリコンに窒素
および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラルス
キー法を用いて引上げられ、その窒素濃度が１×１０
１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５
×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であるこ
とを特徴とするシリコン単結晶インゴットであることを
要旨としている。
【００２０】本願請求項２の発明は、チョクラルスキー
法を用いたシリコン単結晶インゴットの製造方法におい
て、ポリシリコンに窒素および炭素をドープしたシリコ
ン融液から引上げられ、引上げられたシリコン単結晶の
窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３であることを特徴とするシリコン単結晶イン
ゴットの製造方法であることを要旨としている。
法を用いたシリコン単結晶インゴットの製造方法におい
て、ポリシリコンに窒素および炭素をドープしたシリコ
ン融液から引上げられ、引上げられたシリコン単結晶の
窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３であることを特徴とするシリコン単結晶イン
ゴットの製造方法であることを要旨としている。
【００２１】本願請求項３の発明では、上記炭素ドープ
は、シリコン融液上方にカーボン板を載置し、溶融する
ことにより行うことを特徴とする請求項２に記載のシリ
コン単結晶インゴットの製造方法であることを要旨とし
ている。
は、シリコン融液上方にカーボン板を載置し、溶融する
ことにより行うことを特徴とする請求項２に記載のシリ
コン単結晶インゴットの製造方法であることを要旨とし
ている。
【００２２】本願請求項４の発明では、ポリシリコンに
窒素および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラ
ルスキー法を用い、窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３
×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３のシリコン単結晶インゴ
ットを引上げ、引上げられたシリコン単結晶インゴット
をスライスしてシリコンウェーハを製造し、さらに、熱
処理して内部にゲッタリング効果を持つ結晶欠陥を形成
することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法であ
ることを要旨としている。
窒素および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラ
ルスキー法を用い、窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３
×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３のシリコン単結晶インゴ
ットを引上げ、引上げられたシリコン単結晶インゴット
をスライスしてシリコンウェーハを製造し、さらに、熱
処理して内部にゲッタリング効果を持つ結晶欠陥を形成
することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法であ
ることを要旨としている。
【００２３】本願請求項５の発明は、ポリシリコンに窒
素あるいは炭素、もしくは窒素および炭素の両方をドー
プしたシリコン融液からチョクラルスキー法を用いて引
上げられたシリコン単結晶インゴットをスライスしてシ
リコンウェーハを製造し、しかる後、このシリコンウェ
ーハを研磨して鏡面研磨ウェーハを製造し、この鏡面研
磨ウェーハを、エッチング液を用いてエッチングした後
に、鏡面研磨ウェーハの表面に現れる０．１１μｍ以上
のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッ
チピットの最大サイズが０．１５μｍ以下にすることを
特徴とするシリコンウェーハの製造方法であることを要
旨としている。
素あるいは炭素、もしくは窒素および炭素の両方をドー
プしたシリコン融液からチョクラルスキー法を用いて引
上げられたシリコン単結晶インゴットをスライスしてシ
リコンウェーハを製造し、しかる後、このシリコンウェ
ーハを研磨して鏡面研磨ウェーハを製造し、この鏡面研
磨ウェーハを、エッチング液を用いてエッチングした後
に、鏡面研磨ウェーハの表面に現れる０．１１μｍ以上
のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッ
チピットの最大サイズが０．１５μｍ以下にすることを
特徴とするシリコンウェーハの製造方法であることを要
旨としている。
【００２４】本願請求項６の発明では、上記シリコンウ
ェーハは、ポリシリコンに窒素および炭素をドープした
シリコン融液からチョクラルスキー法を用いて引上げら
れ、シリコン単結晶インゴットの窒素濃度が１×１０
１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５
×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコ
ン単結晶インゴットをスライスして製造されたことを特
徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハの製造方法
であることを要旨としている。
ェーハは、ポリシリコンに窒素および炭素をドープした
シリコン融液からチョクラルスキー法を用いて引上げら
れ、シリコン単結晶インゴットの窒素濃度が１×１０
１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５
×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコ
ン単結晶インゴットをスライスして製造されたことを特
徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハの製造方法
であることを要旨としている。
【００２５】本願請求項７の発明では、上記エッチング
されたシリコンウェーハは、高温水素雰囲気で熱処理さ
れることを特徴とする請求項５または６に記載のシリコ
ンウェーハの製造方法であることを要旨としている。
されたシリコンウェーハは、高温水素雰囲気で熱処理さ
れることを特徴とする請求項５または６に記載のシリコ
ンウェーハの製造方法であることを要旨としている。
【００２６】本願請求項８の発明では、上記エッチング
は、エッチング液の組成がアンモニア１：過酸化水素
２：水１３の割合であり、かつ、液温が６０〜７０℃で
あり、エッチング時間が１０〜３０分であることを特徴
とする請求項５または６に記載のシリコンウェーハの製
造方法であることを要旨としている。
は、エッチング液の組成がアンモニア１：過酸化水素
２：水１３の割合であり、かつ、液温が６０〜７０℃で
あり、エッチング時間が１０〜３０分であることを特徴
とする請求項５または６に記載のシリコンウェーハの製
造方法であることを要旨としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるシリコン単
結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハ
の製造方法の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハ
の製造方法の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
【００２８】図１は本発明に係わるシリコン単結晶イン
ゴット１を製造するシリコン単結晶引上装置２で、この
シリコン単結晶引上装置２で引上げられるシリコン単結
晶インゴット１は、チョクラルスキー法を用い、ポリシ
リコンに窒素および炭素をドープして育成され、その引
上げられたシリコン単結晶インゴット１の窒素濃度が１
×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃
度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３で
ある。
ゴット１を製造するシリコン単結晶引上装置２で、この
シリコン単結晶引上装置２で引上げられるシリコン単結
晶インゴット１は、チョクラルスキー法を用い、ポリシ
リコンに窒素および炭素をドープして育成され、その引
上げられたシリコン単結晶インゴット１の窒素濃度が１
×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃
度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３で
ある。
【００２９】窒素濃度が１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３以下では、ゲッタリング効果を十分発揮させることが
できず、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、
シリコン単結晶の有転移化が起こりやすくなり、さらに
はこのシリコン単結晶インゴット１から製造されたシリ
コンウェーハが熱酸化処理を受けたときに、ＯＳＦリン
グの発生が著しくなる。
３以下では、ゲッタリング効果を十分発揮させることが
できず、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、
シリコン単結晶の有転移化が起こりやすくなり、さらに
はこのシリコン単結晶インゴット１から製造されたシリ
コンウェーハが熱酸化処理を受けたときに、ＯＳＦリン
グの発生が著しくなる。
【００３０】炭素濃度が５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３以下であると、酸素析出促進の効果が期待できず、１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、
酸素析出量が多すぎて半導体デバイス特性に悪影響を与
える。
３以下であると、酸素析出促進の効果が期待できず、１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、
酸素析出量が多すぎて半導体デバイス特性に悪影響を与
える。
【００３１】次に、本発明に係わるシリコン単結晶イン
ゴット１の製造方法を説明する。
ゴット１の製造方法を説明する。
【００３２】図１に示すように、本発明に係わるシリコ
ン単結晶インゴットの製造方法に用いられるＣＺ法は、
単結晶引上装置２のチャンバ３内に設置した石英ガラス
ルツボ４に原料であるポリシリコンを充填し、さらに、
窒素Ｎをドープするためのドーパントとして、引上げら
れたシリコン単結晶インゴット１が上記窒素濃度になる
ように窒化珪素を所定量入れ、石英ガラスルツボ４の外
周に設けたヒータ５によってポリシリコンを加熱溶解さ
せる。そして、上記炭素濃度になるように所定の大きさ
の高純度カーボン板６を石英ガラスルツボ４の上方に配
設された輻射シールド１０からタングステン等のワイヤ
１５を介して釣支し、この高純度カーボン板６を１４１
０℃で溶融するシリコン融液７上方に配置し、炭化珪素
としてシリコン融液７内に取り込み、炭素Ｃをドープす
る。しかる後、この窒素と炭素がドープされたシリコン
融液７にシードチャック８に取付けた種結晶９を浸漬
し、シードチャック８および石英ガラスルツボ４を同方
向または逆方向に所定の回転数で回転させながらシード
チャック８を引上げて単結晶１を成長させ、所定の引上
速度で引上げることにより行われる。ここで高純度カー
ボン板６は輻射シールド１０から釣支する例を示した
が、引上げ装置本体からワイヤを介して釣上げモータを
付して上下動させてもよい。そして、このカーボン板６
は平板リング形状をなし、外周が石英ガラスルツボ４の
内周より幾分小さく形成され、内周は引上げられるシリ
コン単結晶インゴット１の口径よりも幾分大きめに形成
され、引上げプロセス中、カーボンが融液中に取り込ま
れるようになっている。
ン単結晶インゴットの製造方法に用いられるＣＺ法は、
単結晶引上装置２のチャンバ３内に設置した石英ガラス
ルツボ４に原料であるポリシリコンを充填し、さらに、
窒素Ｎをドープするためのドーパントとして、引上げら
れたシリコン単結晶インゴット１が上記窒素濃度になる
ように窒化珪素を所定量入れ、石英ガラスルツボ４の外
周に設けたヒータ５によってポリシリコンを加熱溶解さ
せる。そして、上記炭素濃度になるように所定の大きさ
の高純度カーボン板６を石英ガラスルツボ４の上方に配
設された輻射シールド１０からタングステン等のワイヤ
１５を介して釣支し、この高純度カーボン板６を１４１
０℃で溶融するシリコン融液７上方に配置し、炭化珪素
としてシリコン融液７内に取り込み、炭素Ｃをドープす
る。しかる後、この窒素と炭素がドープされたシリコン
融液７にシードチャック８に取付けた種結晶９を浸漬
し、シードチャック８および石英ガラスルツボ４を同方
向または逆方向に所定の回転数で回転させながらシード
チャック８を引上げて単結晶１を成長させ、所定の引上
速度で引上げることにより行われる。ここで高純度カー
ボン板６は輻射シールド１０から釣支する例を示した
が、引上げ装置本体からワイヤを介して釣上げモータを
付して上下動させてもよい。そして、このカーボン板６
は平板リング形状をなし、外周が石英ガラスルツボ４の
内周より幾分小さく形成され、内周は引上げられるシリ
コン単結晶インゴット１の口径よりも幾分大きめに形成
され、引上げプロセス中、カーボンが融液中に取り込ま
れるようになっている。
【００３３】なお、シリコン単結晶引げ上げ時に窒素を
ドープするのは、酸素の析出を促進させるとともに後述
のようにＣＯＰサイズを小さくするためのものであり、
また、極低濃度の炭素をドープすることにより、窒素を
ドープすることとと同様の効果が得られものと考えら
れ、さらに窒素と炭素を同時にドープすることによりそ
の相乗効果により、高密度の酸素析出物を面内に均一に
析出させることができる。
ドープするのは、酸素の析出を促進させるとともに後述
のようにＣＯＰサイズを小さくするためのものであり、
また、極低濃度の炭素をドープすることにより、窒素を
ドープすることとと同様の効果が得られものと考えら
れ、さらに窒素と炭素を同時にドープすることによりそ
の相乗効果により、高密度の酸素析出物を面内に均一に
析出させることができる。
【００３４】このようにして引上げられたシリコン単結
晶インゴット１は窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度を５×１０１５〜３
×１０ １６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となる。
晶インゴット１は窒素濃度が１×１０１３〜５×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度を５×１０１５〜３
×１０ １６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となる。
【００３５】次に、本発明に係わるシリコンウェーハの
製造方法の第一の実施形態を説明する。
製造方法の第一の実施形態を説明する。
【００３６】図２に示すように、本発明に係わるシリコ
ンウェーハ１１を製造するには、ワイヤソー１２を用
い、回転するローラ１３間を走行するワイヤ１４により
所定の厚さにスライスして製造する。このようにして製
造されたシリコンウェーハ１１を図３に示すような熱処
理炉２１を用いて熱処理する。例えば、ヒータ２２を有
する炉本体２３に配置された炉芯管２４内にシリコンウ
ェーハ１１が搭載されたウェーハボート２５を収納し、
還元性ガス雰囲気で、最初は低温域で所定時間熱処理を
行い、次いで高温域で所定時間熱処理を行う。
ンウェーハ１１を製造するには、ワイヤソー１２を用
い、回転するローラ１３間を走行するワイヤ１４により
所定の厚さにスライスして製造する。このようにして製
造されたシリコンウェーハ１１を図３に示すような熱処
理炉２１を用いて熱処理する。例えば、ヒータ２２を有
する炉本体２３に配置された炉芯管２４内にシリコンウ
ェーハ１１が搭載されたウェーハボート２５を収納し、
還元性ガス雰囲気で、最初は低温域で所定時間熱処理を
行い、次いで高温域で所定時間熱処理を行う。
【００３７】このようにして、窒素濃度が１×１０１３
〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンウ
ェーハ１１を熱処理することにより、ＯＳＦリング形状
の内側に発生するＢＭＤ密度の低濃度域の改善が行え
る。すなわち、通常より高密度の酸素析出物を面内に均
一に析出させ、ＩＧ法による重金属等の不純物含有量低
減効果を改善できる。
〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンウ
ェーハ１１を熱処理することにより、ＯＳＦリング形状
の内側に発生するＢＭＤ密度の低濃度域の改善が行え
る。すなわち、通常より高密度の酸素析出物を面内に均
一に析出させ、ＩＧ法による重金属等の不純物含有量低
減効果を改善できる。
【００３８】従って、シリコンウェーハの酸化膜耐圧特
性を向上させることができ、半導体デバイスの歩留を大
幅に向上させることができるシリコンウェーハを製造す
ることができる。
性を向上させることができ、半導体デバイスの歩留を大
幅に向上させることができるシリコンウェーハを製造す
ることができる。
【００３９】次に本発明に係わるシリコンウェーハの製
造方法の第二の実施形態を説明する。
造方法の第二の実施形態を説明する。
【００４０】なお、上述したシリコンウェーハの製造方
法の第一の実施形態と同一部分には同一符号を付して説
明する。
法の第一の実施形態と同一部分には同一符号を付して説
明する。
【００４１】図１に示すような単結晶引上装置２を用
い、この単結晶引上装置２のチャンバ３内に設置した石
英ガラスルツボ４に原料であるポリシリコンを充填し、
さらに、ポリシリコンに窒素あるいは炭素、もしくは窒
素および炭素の両方をドープしたシリコン融液７ａから
チョクラルスキー法を用いてシリコン単結晶インゴット
１ａを引上げる。このシリコン単結晶インゴット１ａ
は、窒素あるいは炭素、もしくは窒素および炭素の両方
がドープされており、図２に示すようなワイヤソー１２
を用い所定の厚さにスライスして、窒素あるいは炭素、
もしくは窒素および炭素の両方がドープされたシリコン
ウェーハ１１ａを製造する。
い、この単結晶引上装置２のチャンバ３内に設置した石
英ガラスルツボ４に原料であるポリシリコンを充填し、
さらに、ポリシリコンに窒素あるいは炭素、もしくは窒
素および炭素の両方をドープしたシリコン融液７ａから
チョクラルスキー法を用いてシリコン単結晶インゴット
１ａを引上げる。このシリコン単結晶インゴット１ａ
は、窒素あるいは炭素、もしくは窒素および炭素の両方
がドープされており、図２に示すようなワイヤソー１２
を用い所定の厚さにスライスして、窒素あるいは炭素、
もしくは窒素および炭素の両方がドープされたシリコン
ウェーハ１１ａを製造する。
【００４２】しかる後、図４に示すような鏡面研磨装置
３１を用いて鏡面研磨する。鏡面研磨装置３１の回転す
る定盤３２に設けられた研磨布３３に研磨剤３４を注入
しながら、取付盤３５に貼付されたシリコンウェーハ１
１ａを研磨布３３に押圧して、鏡面研磨する。鏡面研磨
されたシリコンウェーハ１１ａには図５に示すようなＣ
ＯＰが存在する。
３１を用いて鏡面研磨する。鏡面研磨装置３１の回転す
る定盤３２に設けられた研磨布３３に研磨剤３４を注入
しながら、取付盤３５に貼付されたシリコンウェーハ１
１ａを研磨布３３に押圧して、鏡面研磨する。鏡面研磨
されたシリコンウェーハ１１ａには図５に示すようなＣ
ＯＰが存在する。
【００４３】次に鏡面研磨されたシリコンウェーハ１１
ａを図６に示すようにエッチング液が満たされたエッチ
ング液槽４１を用いてエッチングする。
ａを図６に示すようにエッチング液が満たされたエッチ
ング液槽４１を用いてエッチングする。
【００４４】例えば、エッチング液はＳＣ−１（Ｓｔａ
ｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎｉｎｇ１）で、その組成はアン
モニア１：過酸化水素１〜３：水１３の割合であり、か
つ、液温６０〜７０℃、エッチング時間は１０〜３０分
である。最も好ましくは、組成はアンモニア１：過酸化
水素２：水１３の割合であり、液温は６５℃であり、エ
ッチング時間は２０分である。
ｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎｉｎｇ１）で、その組成はアン
モニア１：過酸化水素１〜３：水１３の割合であり、か
つ、液温６０〜７０℃、エッチング時間は１０〜３０分
である。最も好ましくは、組成はアンモニア１：過酸化
水素２：水１３の割合であり、液温は６５℃であり、エ
ッチング時間は２０分である。
【００４５】このようにしてエッチングされた鏡面研磨
ウェーハ１１ａの表面には、図７に示すようなエッチピ
ットが現れる。
ウェーハ１１ａの表面には、図７に示すようなエッチピ
ットが現れる。
【００４６】窒素あるいは炭素、もしくは窒素および炭
素の両方がドープされたシリコンウェーハ１１ａを鏡面
研磨し、さらに、エッチングすることで、上記のような
鏡面研磨ウェーハ１１ａの表面に現れるエッチピット
を、０．１１μｍ以上のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ
２以下、かつ、エッチピットの最大サイズが０．１５μ
ｍ以下にすることができる。このシリコンウェーハ１１
ａは水素アニールによってＣＯＰが消えやすいシリコン
ウェーハである。
素の両方がドープされたシリコンウェーハ１１ａを鏡面
研磨し、さらに、エッチングすることで、上記のような
鏡面研磨ウェーハ１１ａの表面に現れるエッチピット
を、０．１１μｍ以上のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ
２以下、かつ、エッチピットの最大サイズが０．１５μ
ｍ以下にすることができる。このシリコンウェーハ１１
ａは水素アニールによってＣＯＰが消えやすいシリコン
ウェーハである。
【００４７】さらに、このエッチング後の鏡面研磨ウェ
ーハ１１ａを図３に示すような熱処理炉２１を用い、水
素雰囲気で高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウ
ェーハ１１ａの表層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３
ケ／ｃｍ２にすることができ、表層５μｍまで無欠陥と
することができる。従って、シリコンウェーハの酸化膜
の経時破壊特性を向上させることができ、半導体デバイ
スの歩留を大幅に向上させることができるシリコンウェ
ーハを製造することができる。
ーハ１１ａを図３に示すような熱処理炉２１を用い、水
素雰囲気で高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウ
ェーハ１１ａの表層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３
ケ／ｃｍ２にすることができ、表層５μｍまで無欠陥と
することができる。従って、シリコンウェーハの酸化膜
の経時破壊特性を向上させることができ、半導体デバイ
スの歩留を大幅に向上させることができるシリコンウェ
ーハを製造することができる。
【００４８】なお、本実施形態に用いられた窒素あるい
は炭素、もしくは窒素および炭素の両方がドープされ鏡
面研磨されたシリコンウェーハに代えて、上述したシリ
コンウェーハの製造方法の第一の実施形態に用いられた
シリコンウェーハ、すなわち、窒素濃度が１×１０１３
〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンウ
ェーハを用いて、このシリコンウェーハを研磨して鏡面
研磨ウェーハを製造し、この鏡面研磨ウェーハを、エッ
チング液を用いてエッチングした後に、鏡面研磨ウェー
ハの表面に現れる０．１１μｍ以上のエッチピット密度
が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッチピットの最大サイ
ズが０．１５μｍ以下にするようにしてもよい。このよ
うなシリコンウェーハの製造方法によれば、高密度の酸
素析出物を面内に均一に析出させ、ＩＧ法による重金属
等の不純物含有量低減効果を改善でき、さらに、水素ア
ニールによってＣＯＰが消えやすいシリコンウェーハを
製造することができる。
は炭素、もしくは窒素および炭素の両方がドープされ鏡
面研磨されたシリコンウェーハに代えて、上述したシリ
コンウェーハの製造方法の第一の実施形態に用いられた
シリコンウェーハ、すなわち、窒素濃度が１×１０１３
〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１
０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンウ
ェーハを用いて、このシリコンウェーハを研磨して鏡面
研磨ウェーハを製造し、この鏡面研磨ウェーハを、エッ
チング液を用いてエッチングした後に、鏡面研磨ウェー
ハの表面に現れる０．１１μｍ以上のエッチピット密度
が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッチピットの最大サイ
ズが０．１５μｍ以下にするようにしてもよい。このよ
うなシリコンウェーハの製造方法によれば、高密度の酸
素析出物を面内に均一に析出させ、ＩＧ法による重金属
等の不純物含有量低減効果を改善でき、さらに、水素ア
ニールによってＣＯＰが消えやすいシリコンウェーハを
製造することができる。
【００４９】さらに、このエッチング後の鏡面研磨ウェ
ーハを上述同様に水素雰囲気で高温アニールを行うこと
により、鏡面研磨ウェーハの表層５μｍまでのＣＯＰ密
度を０．０３ケ／ｃｍ２にすることができ、表層５μｍ
まで無欠陥とすることができるので、半導体デバイスの
歩留を大幅に向上させることができるシリコンウェーハ
を製造することができる。
ーハを上述同様に水素雰囲気で高温アニールを行うこと
により、鏡面研磨ウェーハの表層５μｍまでのＣＯＰ密
度を０．０３ケ／ｃｍ２にすることができ、表層５μｍ
まで無欠陥とすることができるので、半導体デバイスの
歩留を大幅に向上させることができるシリコンウェーハ
を製造することができる。
【００５０】
【実施例】試験１（実施例１）： 図１に示すようなシ
リコン単結晶引上げ装置を用い、直径が、例えば５２ｃ
ｍの石英ガラスルツボに原料のポリシリコン１００ｋｇ
を収納し、ドーパントとして窒化珪素を１ｇ供給した
後、溶融させ、シリコン融液の上方に表面積が１６００
ｃｍ２でリング形状の高純度炭素板を配置し、シリコン
単結晶の引上げ速度１ｍｍ／分で、直径８インチのシリ
コンインゴットを引上げた。このシリコンインゴットの
中央部位からシリコンウェーハを切り出し、窒素濃度は
ＳＩＭＳで、炭素濃度はＦＴ−ＩＲを用いて分析したと
ころ、このシリコンインゴットの窒素濃度が１×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が２×１０１６ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３であった。
リコン単結晶引上げ装置を用い、直径が、例えば５２ｃ
ｍの石英ガラスルツボに原料のポリシリコン１００ｋｇ
を収納し、ドーパントとして窒化珪素を１ｇ供給した
後、溶融させ、シリコン融液の上方に表面積が１６００
ｃｍ２でリング形状の高純度炭素板を配置し、シリコン
単結晶の引上げ速度１ｍｍ／分で、直径８インチのシリ
コンインゴットを引上げた。このシリコンインゴットの
中央部位からシリコンウェーハを切り出し、窒素濃度は
ＳＩＭＳで、炭素濃度はＦＴ−ＩＲを用いて分析したと
ころ、このシリコンインゴットの窒素濃度が１×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が２×１０１６ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３であった。
【００５１】また、シリコンウェーハ表面のＣＯＰを１
回エッチング後のパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において１．３ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１３３μｍであった。
回エッチング後のパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において１．３ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１３３μｍであった。
【００５２】試験２（実施例２）： 実施例１と引上げ
条件を同一にし、高純度炭素板の形状と載置位置を変更
してシリコンインゴットを引上げ、シリコンウェーハを
切り出し、分析した。このシリコンインゴットの窒素濃
度が１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×
１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であった。
条件を同一にし、高純度炭素板の形状と載置位置を変更
してシリコンインゴットを引上げ、シリコンウェーハを
切り出し、分析した。このシリコンインゴットの窒素濃
度が１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×
１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であった。
【００５３】また、シリコンウェーハ表面の１回エッチ
ング後のＣＯＰをパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において１．６ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１４８μｍであった。
ング後のＣＯＰをパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において１．６ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１４８μｍであった。
【００５４】試験３（比較例１）： 試験１と同一条件
とし、シリコン融液上に炭素板を載置せずにシリコン単
結晶インゴットの引上げを行い、シリコンウェーハを分
析した。このシリコンインゴットの窒素濃度が１×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が１×１０１５ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３であった。
とし、シリコン融液上に炭素板を載置せずにシリコン単
結晶インゴットの引上げを行い、シリコンウェーハを分
析した。このシリコンインゴットの窒素濃度が１×１０
１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が１×１０１５ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ３であった。
【００５５】また、シリコンウェーハ表面の１回エッチ
ング後のＣＯＰをパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において２．８ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１７８μｍであった。比較例１のＣＯＰの個数は２．８
ケ／ｃｍ２で、実施例１の１．３ケ／ｃｍ２、実施例２
の１．６ケ／ｃｍ２に比べて著しく多く、また、ＣＯＰ
の最大サイズも０．１７８μｍで、実施例１の０．１３
３μｍ、実施例２の０．１４８μｍに比べて大きい。
ング後のＣＯＰをパーティクルカウンターで測定したと
ころ、０．１１〜０．２１μｍの範囲において２．８ケ
／ｃｍ２であり、検出されたＣＯＰの最大サイズは０．
１７８μｍであった。比較例１のＣＯＰの個数は２．８
ケ／ｃｍ２で、実施例１の１．３ケ／ｃｍ２、実施例２
の１．６ケ／ｃｍ２に比べて著しく多く、また、ＣＯＰ
の最大サイズも０．１７８μｍで、実施例１の０．１３
３μｍ、実施例２の０．１４８μｍに比べて大きい。
【００５６】試験４： 試験１〜３によって得られたシ
リコンウェーハを熱処理（酸素雰囲気で７８０℃で３時
間＋１０００℃で１６時間）し、その後Ｓａｔｏエッチ
ングし、ＢＭＤ密度の径方向の面内分布を光学顕微鏡で
測定した。ＢＭＤの分布状態を図８に示す。実施例１は
シリコンウェーハの全域に亘って８〜１０×１０５ケ／
ｃｍ２と多くかつ平均して存在し、良好なゲッタリング
効果が得られる。実施例２では、シリコンウェーハ部位
によって個数にばらつきがある。比較例１は６〜８×１
０５ケ／ｃｍ２と少なく、さらに半径方向の中間部位で
は５×１０５ケ／ｃｍ２と少なく、ばらつきがある。
リコンウェーハを熱処理（酸素雰囲気で７８０℃で３時
間＋１０００℃で１６時間）し、その後Ｓａｔｏエッチ
ングし、ＢＭＤ密度の径方向の面内分布を光学顕微鏡で
測定した。ＢＭＤの分布状態を図８に示す。実施例１は
シリコンウェーハの全域に亘って８〜１０×１０５ケ／
ｃｍ２と多くかつ平均して存在し、良好なゲッタリング
効果が得られる。実施例２では、シリコンウェーハ部位
によって個数にばらつきがある。比較例１は６〜８×１
０５ケ／ｃｍ２と少なく、さらに半径方向の中間部位で
は５×１０５ケ／ｃｍ２と少なく、ばらつきがある。
【００５７】試験５： 試験１〜３によって得られたシ
リコンウェーハを１２００℃、１時間、水素雰囲気でア
ニールした後、表面を熱酸化処理し、４００ｎｍ酸化し
た。その後酸化膜をＨＦで剥離して、深さ方向のＣＯＰ
（サイズ≧０．１３５μｍ）を表面に積分した形で測定
した。実施例１は１ケ／ウェーハ、実施例２は２ケ／ウ
ェーハであり、ともに、ＣＯＰが極めて少ないことがわ
かった。比較例１は８ケ／ウェーハで極めて多い。
リコンウェーハを１２００℃、１時間、水素雰囲気でア
ニールした後、表面を熱酸化処理し、４００ｎｍ酸化し
た。その後酸化膜をＨＦで剥離して、深さ方向のＣＯＰ
（サイズ≧０．１３５μｍ）を表面に積分した形で測定
した。実施例１は１ケ／ウェーハ、実施例２は２ケ／ウ
ェーハであり、ともに、ＣＯＰが極めて少ないことがわ
かった。比較例１は８ケ／ウェーハで極めて多い。
【００５８】試験６： 試験１〜３によって得られたシ
リコンウェーハを１２００℃、１時間、水素雰囲気でア
ニールした後、表面を再研磨して表面から５μｍ除去し
た。この除去後の表面のＣＯＰを測定した。実施例１は
１ケ／ウェーハ、実施例２は１ケ／ウェーハであり、と
もに表層５μｍまで無欠陥であることがわかった。比較
例１は２０ケ／ウェーハで多くのＣＯＰが存在すること
がわかった。
リコンウェーハを１２００℃、１時間、水素雰囲気でア
ニールした後、表面を再研磨して表面から５μｍ除去し
た。この除去後の表面のＣＯＰを測定した。実施例１は
１ケ／ウェーハ、実施例２は１ケ／ウェーハであり、と
もに表層５μｍまで無欠陥であることがわかった。比較
例１は２０ケ／ウェーハで多くのＣＯＰが存在すること
がわかった。
【００５９】
【発明の効果】本発明に係わるシリコン単結晶インゴッ
ト、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法に
よれば、半導体デバイスの酸化膜耐圧特性を向上させ、
半導体デバイスの歩留を向上させることができ、かつ高
速で引上げることができるシリコンウェーハを製造する
ことができる。
ト、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法に
よれば、半導体デバイスの酸化膜耐圧特性を向上させ、
半導体デバイスの歩留を向上させることができ、かつ高
速で引上げることができるシリコンウェーハを製造する
ことができる。
【００６０】すなわち、ポリシリコンに窒素および炭素
をドープしたシリコン融液からチョクラルスキー法を用
いて引上げられたシリコン単結晶インゴットは、窒素濃
度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、
炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３であるので、このシリコン単結晶インゴットから製
造されたシリコンウェーハを熱処理することにより、Ｏ
ＳＦリング形状の内側に発生するＢＭＤ密度の低濃度域
の改善が行え、通常より高密度の酸素析出物を面内に均
一に析出させ、イントリンシンクゲッタリングによる重
金属等の不純物含有量低減効果を改善できる。
をドープしたシリコン融液からチョクラルスキー法を用
いて引上げられたシリコン単結晶インゴットは、窒素濃
度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、
炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３であるので、このシリコン単結晶インゴットから製
造されたシリコンウェーハを熱処理することにより、Ｏ
ＳＦリング形状の内側に発生するＢＭＤ密度の低濃度域
の改善が行え、通常より高密度の酸素析出物を面内に均
一に析出させ、イントリンシンクゲッタリングによる重
金属等の不純物含有量低減効果を改善できる。
【００６１】チョクラルスキー法を用いたシリコン単結
晶インゴットの製造方法において、ポリシリコンに窒素
および炭素をドープしたシリコン融液から引上げられ、
引上げられたシリコン単結晶インゴットの窒素濃度が１
×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃
度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３で
あるので、この製造方法で引上げられたシリコン単結晶
インゴットから製造されたシリコンウェーハを熱処理す
ることにより、ＯＳＦリング形状の内側に発生するＢＭ
Ｄ密度の低濃度域の改善が行え、通常より高密度の酸素
析出物を面内に均一に析出させ、イントリンシンクゲッ
タリングによる重金属等の不純物含有量低減効果を改善
できる。
晶インゴットの製造方法において、ポリシリコンに窒素
および炭素をドープしたシリコン融液から引上げられ、
引上げられたシリコン単結晶インゴットの窒素濃度が１
×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃
度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３で
あるので、この製造方法で引上げられたシリコン単結晶
インゴットから製造されたシリコンウェーハを熱処理す
ることにより、ＯＳＦリング形状の内側に発生するＢＭ
Ｄ密度の低濃度域の改善が行え、通常より高密度の酸素
析出物を面内に均一に析出させ、イントリンシンクゲッ
タリングによる重金属等の不純物含有量低減効果を改善
できる。
【００６２】炭素ドープは、シリコン融液上部にカーボ
ン板を載置し、溶融することにより行うので、炭素ドー
プを容易かつシリコン融液に均一にドープすることがで
きる。
ン板を載置し、溶融することにより行うので、炭素ドー
プを容易かつシリコン融液に均一にドープすることがで
きる。
【００６３】ポリシリコンに窒素および炭素をドープし
たシリコン融液からチョクラルスキー法を用い、窒素濃
度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、
炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３のシリコン単結晶インゴットを引上げ、引上げられ
たシリコン単結晶インゴットをスライスしてシリコンウ
ェーハを製造し、さらに、熱処理して内部にゲッタリン
グ効果を持つ結晶欠陥を形成するシリコンウェーハの製
造方法であるので、ＯＳＦリング形状の内側に発生する
ＢＭＤ密度の低濃度域の改善を行え、通常より高密度の
酸素析出物を面内に均一に析出させ、イントリンシンク
ゲッタリングによる重金属等の不純物含有量低減効果を
改善できる。
たシリコン融液からチョクラルスキー法を用い、窒素濃
度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、
炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３のシリコン単結晶インゴットを引上げ、引上げられ
たシリコン単結晶インゴットをスライスしてシリコンウ
ェーハを製造し、さらに、熱処理して内部にゲッタリン
グ効果を持つ結晶欠陥を形成するシリコンウェーハの製
造方法であるので、ＯＳＦリング形状の内側に発生する
ＢＭＤ密度の低濃度域の改善を行え、通常より高密度の
酸素析出物を面内に均一に析出させ、イントリンシンク
ゲッタリングによる重金属等の不純物含有量低減効果を
改善できる。
【００６４】ポリシリコンに窒素あるいは炭素、もしく
は窒素および炭素の両方をドープしたシリコン融液から
チョクラルスキー法を用いて引上げられたシリコン単結
晶インゴットをスライスしてシリコンウェーハを製造
し、しかる後、このシリコンウェーハを研磨して鏡面研
磨ウェーハを製造し、この鏡面研磨ウェーハを、エッチ
ング液を用いてエッチングした後に、鏡面研磨ウェーハ
の表面に現れる０．１１μｍ以上のエッチピット密度が
２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッチピットの最大サイズ
が０．１５μｍ以下にするシリコンウェーハの製造方法
であるので、水素アニールによってＣＯＰが消えやすい
シリコンウェーハを製造することができる。さらに、水
素雰囲気で高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウ
ェーハの表層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３ケ／ｃ
ｍ２にすることができ、表層５μｍまで無欠陥とするこ
とができるので、半導体デバイスの歩留を大幅に向上さ
せることができるシリコンウェーハを製造することがで
きる。
は窒素および炭素の両方をドープしたシリコン融液から
チョクラルスキー法を用いて引上げられたシリコン単結
晶インゴットをスライスしてシリコンウェーハを製造
し、しかる後、このシリコンウェーハを研磨して鏡面研
磨ウェーハを製造し、この鏡面研磨ウェーハを、エッチ
ング液を用いてエッチングした後に、鏡面研磨ウェーハ
の表面に現れる０．１１μｍ以上のエッチピット密度が
２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッチピットの最大サイズ
が０．１５μｍ以下にするシリコンウェーハの製造方法
であるので、水素アニールによってＣＯＰが消えやすい
シリコンウェーハを製造することができる。さらに、水
素雰囲気で高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウ
ェーハの表層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３ケ／ｃ
ｍ２にすることができ、表層５μｍまで無欠陥とするこ
とができるので、半導体デバイスの歩留を大幅に向上さ
せることができるシリコンウェーハを製造することがで
きる。
【００６５】シリコンウェーハは、ポリシリコンに窒素
および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラルス
キー法を用いて引上げられ、シリコン単結晶インゴット
の窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／
ｃｍ３、炭素濃度が５×１０ １５〜３×１０１６ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ３のシリコン単結晶インゴットをスライスし
て製造されたシリコンウェーハを用い、このシリコンウ
ェーハを研磨して鏡面研磨ウェーハを製造し、この鏡面
研磨ウェーハを、エッチング液を用いてエッチングした
後に、鏡面研磨ウェーハの表面に現れる０．１１μｍ以
上のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エ
ッチピットの最大サイズが０．１５μｍ以下にするシリ
コンウェーハの製造方法であるので、高密度の酸素析出
物を面内に均一に析出させ、イントリンシンクゲッタリ
ングによる重金属等の不純物含有量低減効果を改善で
き、水素アニールによってＣＯＰが消えやすいシリコン
ウェーハを製造することができ、さらに、水素雰囲気で
高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウェーハの表
層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３ケ／ｃｍ２にする
ことができ、表層５μｍまで無欠陥とすることができる
ので、半導体デバイスの歩留を大幅に向上させることが
できるシリコンウェーハを製造することができる。
および炭素をドープしたシリコン融液からチョクラルス
キー法を用いて引上げられ、シリコン単結晶インゴット
の窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／
ｃｍ３、炭素濃度が５×１０ １５〜３×１０１６ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ３のシリコン単結晶インゴットをスライスし
て製造されたシリコンウェーハを用い、このシリコンウ
ェーハを研磨して鏡面研磨ウェーハを製造し、この鏡面
研磨ウェーハを、エッチング液を用いてエッチングした
後に、鏡面研磨ウェーハの表面に現れる０．１１μｍ以
上のエッチピット密度が２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エ
ッチピットの最大サイズが０．１５μｍ以下にするシリ
コンウェーハの製造方法であるので、高密度の酸素析出
物を面内に均一に析出させ、イントリンシンクゲッタリ
ングによる重金属等の不純物含有量低減効果を改善で
き、水素アニールによってＣＯＰが消えやすいシリコン
ウェーハを製造することができ、さらに、水素雰囲気で
高温アニールを行うことにより、鏡面研磨ウェーハの表
層５μｍまでのＣＯＰ密度を０．０３ケ／ｃｍ２にする
ことができ、表層５μｍまで無欠陥とすることができる
ので、半導体デバイスの歩留を大幅に向上させることが
できるシリコンウェーハを製造することができる。
【００６６】エッチングされたシリコンウェーハは、高
温水素雰囲気で熱処理されるシリコンウェーハの製造方
法であるので、鏡面研磨ウェーハの表層５μｍまでのＣ
ＯＰ密度を０．０３ケ／ｃｍ２にすることができ、表層
５μｍまで無欠陥とすることができるので、半導体デバ
イスの歩留を大幅に向上させることができるシリコンウ
ェーハを製造することができる。
温水素雰囲気で熱処理されるシリコンウェーハの製造方
法であるので、鏡面研磨ウェーハの表層５μｍまでのＣ
ＯＰ密度を０．０３ケ／ｃｍ２にすることができ、表層
５μｍまで無欠陥とすることができるので、半導体デバ
イスの歩留を大幅に向上させることができるシリコンウ
ェーハを製造することができる。
【００６７】エッチングは、エッチング液の組成がアン
モニア１：過酸化水素２：水１３の割合であり、かつ、
液温が６０〜７０℃であり、エッチング時間が１０〜３
０分であるので、迅速に所定量のエッチングができ、シ
リコンウェーハ表層のＣＯＰを確実に除去できる。
モニア１：過酸化水素２：水１３の割合であり、かつ、
液温が６０〜７０℃であり、エッチング時間が１０〜３
０分であるので、迅速に所定量のエッチングができ、シ
リコンウェーハ表層のＣＯＰを確実に除去できる。
【図１】発明に係わるシリコン単結晶インゴットの引上
げに用いられる単結晶引上装置の概略縦断面図。
げに用いられる単結晶引上装置の概略縦断面図。
【図２】発明に係わるシリコンウェーハの製造に用いら
れるワイヤソーの概略縦断面図。
れるワイヤソーの概略縦断面図。
【図３】発明に係わるシリコンウェーハの製造に用いら
れる熱処理炉の概略縦断面図。
れる熱処理炉の概略縦断面図。
【図４】発明に係わるシリコンウェーハの製造に用いら
れる鏡面研磨装置の概略縦断面図。
れる鏡面研磨装置の概略縦断面図。
【図５】リコンウェーハ内に存在するＣＯＰの概念を説
明する概略縦断面図。
明する概略縦断面図。
【図６】発明に係わるシリコンウェーハの製造に用いら
れるエッチング槽の概略縦断面図。
れるエッチング槽の概略縦断面図。
【図７】リコンウェーハ表面に発生するエッチピットの
概念を説明する概略縦断面図。
概念を説明する概略縦断面図。
【図８】実施例のＢＭＤ密度測定結果を示す特性図。
１ シリコン単結晶インゴット ２ シリコン単結晶引上装置 ３ チャンバ ４ 石英ガラスルツボ ５ ヒータ ６ カーボン板 ７ シリコン融液 ７ａ シリコン融液 ８ シードチャック ９ 種結晶 １０ 輻射シールド １１ シリコンウェーハ １１ａシリコンウェーハ １２ ワイヤソー １３ ローラ １４ ワイヤ １５ ワイヤ ２１ 熱処理炉 ２２ ヒータ ２３ 炉本体 ２４ 炉芯管 ２５ ウェーハボート ３１ 鏡面研磨装置 ３２ 定盤 ３３ 研磨布 ３４ 研磨剤 ３５ 取付盤 ４１ エッチング液槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６１１ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６１１Ｗ
Claims (8)
- 【請求項１】 ポリシリコンに窒素および炭素をドープ
したシリコン融液からチョクラルスキー法を用いて引上
げられ、その窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３×１０
１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とするシリコ
ン単結晶インゴット。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法を用いたシリコン単
結晶インゴットの製造方法において、ポリシリコンに窒
素および炭素をドープしたシリコン融液から引上げら
れ、引上げられたシリコン単結晶インゴットの窒素濃度
が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、炭
素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３であることを特徴とするシリコン単結晶インゴットの
製造方法。 - 【請求項３】 上記炭素ドープは、シリコン融液上方に
カーボン板を配置し、溶融することにより行うことを特
徴とする請求項２に記載のシリコン単結晶インゴットの
製造方法。 - 【請求項４】 ポリシリコンに窒素および炭素をドープ
したシリコン融液からチョクラルスキー法を用い、窒素
濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ３のシリコン単結晶インゴットを引上げ、引上
げられたシリコン単結晶インゴットをスライスしてシリ
コンウェーハを製造し、さらに、熱処理して内部にゲッ
タリング効果を持つ結晶欠陥を形成することを特徴とす
るシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 ポリシリコンに窒素あるいは炭素、もし
くは窒素および炭素の両方をドープしたシリコン融液か
らチョクラルスキー法を用いて引上げられたシリコン単
結晶インゴットをスライスしてシリコンウェーハを製造
し、しかる後、このシリコンウェーハを研磨して鏡面研
磨ウェーハを製造し、この鏡面研磨ウェーハを、エッチ
ング液を用いてエッチングした後に、鏡面研磨ウェーハ
の表面に現れる０．１１μｍ以上のエッチピット密度が
２ケ／ｃｍ２以下で、かつ、エッチピットの最大サイズ
が０．１５μｍ以下にすることを特徴とするシリコンウ
ェーハの製造方法。 - 【請求項６】 上記シリコンウェーハは、ポリシリコン
に窒素および炭素をドープしたシリコン融液からチョク
ラルスキー法を用いて引上げられ、シリコン単結晶イン
ゴットの窒素濃度が１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ３、炭素濃度が５×１０１５〜３×１０１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコン単結晶インゴットをスラ
イスして製造されたことを特徴とする請求項５に記載の
シリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項７】 上記エッチングされたシリコンウェーハ
は、高温水素雰囲気で熱処理されることを特徴とする請
求項５または６に記載のシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項８】 上記エッチングは、エッチング液の組成
がアンモニア１：過酸化水素２：水１３の割合であり、
かつ、液温が６０〜７０℃であり、エッチング時間が１
０〜３０分であることを特徴とする請求項５または６に
記載のシリコンウェーハの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008007A JP2001199794A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | シリコン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法 |
| US09/760,713 US6517632B2 (en) | 2000-01-17 | 2001-01-17 | Method of fabricating a single crystal ingot and method of fabricating a silicon wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008007A JP2001199794A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | シリコン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001199794A true JP2001199794A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=18536349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000008007A Pending JP2001199794A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | シリコン単結晶インゴット、その製造方法およびシリコンウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001199794A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007186376A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Siltronic Ag | エピタキシャルウェーハおよびエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| KR100777337B1 (ko) | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 요업기술원 | 실리콘 단결정 잉고트의 제조방법 |
| KR100777336B1 (ko) | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 요업기술원 | 실리콘 단결정 잉고트의 제조장치 |
| US7909930B2 (en) | 2004-05-10 | 2011-03-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for producing a silicon single crystal and a silicon single crystal |
| JP2012076982A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Sumco Corp | シリコンウェーハの製造方法 |
| JP2013082571A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウエーハ、エピタキシャルウエーハ、及びそれらの製造方法 |
| CN101160420B (zh) * | 2005-04-08 | 2013-05-29 | 株式会社Sumco | 硅单晶的制造方法和硅晶片 |
| JP2014507366A (ja) * | 2010-12-29 | 2014-03-27 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト | アニールウエハの製造方法 |
| JP2016088822A (ja) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 三菱マテリアル株式会社 | シリコン部品用シリコン結晶及びこのシリコン結晶から加工されたシリコン部品 |
-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000008007A patent/JP2001199794A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7909930B2 (en) | 2004-05-10 | 2011-03-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for producing a silicon single crystal and a silicon single crystal |
| CN101160420B (zh) * | 2005-04-08 | 2013-05-29 | 株式会社Sumco | 硅单晶的制造方法和硅晶片 |
| JP2007186376A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Siltronic Ag | エピタキシャルウェーハおよびエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| KR100777337B1 (ko) | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 요업기술원 | 실리콘 단결정 잉고트의 제조방법 |
| KR100777336B1 (ko) | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 요업기술원 | 실리콘 단결정 잉고트의 제조장치 |
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| JP2014507366A (ja) * | 2010-12-29 | 2014-03-27 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト | アニールウエハの製造方法 |
| JP2013082571A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウエーハ、エピタキシャルウエーハ、及びそれらの製造方法 |
| JP2016088822A (ja) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 三菱マテリアル株式会社 | シリコン部品用シリコン結晶及びこのシリコン結晶から加工されたシリコン部品 |
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Legal Events
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Effective date: 20040419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040921 |