JP2002367920A - Silicon wafer, pretreatment method and heat treatment method therefor and silicon wafer - Google Patents

Silicon wafer, pretreatment method and heat treatment method therefor and silicon wafer

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JP2002367920A JP2001170090A JP2001170090A JP2002367920A JP 2002367920 A JP2002367920 A JP 2002367920A JP 2001170090 A JP2001170090 A JP 2001170090A JP 2001170090 A JP2001170090 A JP 2001170090A JP 2002367920 A JP2002367920 A JP 2002367920A
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silicon
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亘 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform heat treatment favorably for a long period by removing an oxide film on the surface of a silicon wafer, thereby making a quartz tube less easily blurred even if heat treatment is repeated. SOLUTION: The oxide film on the surface of the silicon wafer before heat treatment is removed by washing the surface of the silicon wafer with H (hydrofluoric acid) thereby replacing oxygen combined with Si on the surface of the silicon wafer by H(hydrogen).

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、シリコンウェーハ
にRTA処理等の熱処理を良好に施すためのシリコンウ
ェーハの前処理方法及び熱処理方法並びにこの方法で製
造されたシリコンウェーハに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pretreatment method and a heat treatment method for a silicon wafer for favorably performing a heat treatment such as an RTA treatment on the silicon wafer, and a silicon wafer manufactured by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】CZ(チョクラルスキー)法で引上成長
されたシリコン単結晶を加工して作製されたシリコンウ
ェーハは、酸素不純物を多く含んでおり、この酸素不純
物は転位や欠陥等を生じさせる酸素析出物(BMD:Bulk M
icro Defect)となる。この酸素析出物がデバイスが形
成される表面にある場合、リーク電流増大や酸化膜耐圧
低下等の原因になって半導体デバイスの特性に大きな影
響を及ぼす。
2. Description of the Related Art A silicon wafer manufactured by processing a silicon single crystal grown by the CZ (Czochralski) method contains a large amount of oxygen impurities, which generate dislocations and defects. Oxygen precipitate (BMD: Bulk M
icro Defect). When this oxygen precipitate is present on the surface on which the device is formed, it causes an increase in leak current and a decrease in oxide film breakdown voltage, which greatly affects the characteristics of the semiconductor device.

【0003】このため、従来、シリコンウェーハ表面に
対し、1250°C以上の高温で短時間の急速加熱・急
冷の熱処理(RTA)を所定の雰囲気ガス中で施し、内
部に過剰空孔(Vacancy)を埋設するとともに、
この後の熱処理で表面において空孔を外方拡散させるこ
とによりDZ層(無欠陥層)を均一に形成する方法が用
いられている(例えば、国際公開公報 WO 98/38675に
記載の技術)。そして、上記DZ層形成後に、上記温度
より低温で熱処理を施すことで、内部の欠陥層として酸
素析出核を形成・安定化してゲッタリング効果を有する
BMD層を形成する工程が採用されている。また、他の
従来技術(例えば、国際公開公報 WO 98/45507に記載
の技術)として、先ず酸素雰囲気化で熱処理を行い、続
けて非酸化性雰囲気下で熱処理を行うことで表面層での
DZと内部でのBMD形成を行っている。
For this reason, conventionally, a heat treatment (RTA) of rapid heating and quenching at a high temperature of 1250 ° C. or more for a short time is performed on a silicon wafer surface in a predetermined atmosphere gas, and an excess vacancy (Vacancy) is internally formed. While burying
A method of uniformly forming a DZ layer (a defect-free layer) by outwardly diffusing vacancies on the surface by a subsequent heat treatment is used (for example, a technique described in International Publication WO 98/38675). After the formation of the DZ layer, a step of forming and stabilizing an oxygen precipitation nucleus as an internal defect layer by performing a heat treatment at a temperature lower than the above temperature to form a BMD layer having a gettering effect is adopted. As another conventional technique (for example, a technique described in International Publication WO98 / 45507), a heat treatment is first performed in an oxygen atmosphere, and then a heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere to thereby obtain a DZ on the surface layer. And BMD formation inside.

【0004】従来、上記DZ層形成のための熱処理を行
う装置としては、シリコンウェーハを石英チューブ内に
設置すると共に石英チューブ内に雰囲気ガスを供給しな
がら外部から赤外線ランプ等を用いたランプ加熱による
赤外線(光線)照射を行うものである。また、このよう
な熱処理装置では、上記雰囲気ガスとしてN2(窒素)
が主に用いられている。すなわち、高温でN2が分解さ
れ、シリコンウェーハの表面にSixy(窒化膜)が形
成されることにより、Vacancyを注入することが
でき、内部のBMD密度を適度に高めることができるた
めである。この熱処理装置において、石英チューブ内に
設置されたシリコンウェーハの温度は、石英チューブ外
から光高温計等の光学式の温度計を用いて測定してお
り、シリコンウェーハの熱処理は、この温度計の測定値
に基づいて加熱温度の制御を行っている。ここで、石英
チューブによってシリコンウェーハから放射される光が
吸収されてしまうと、温度計がシリコンウェーハの温度
を正確に測定することができなくなるので、温度計の測
定精度を高めるために、石英チューブは、光の吸収の少
ない無水の石英によって構成されている。
Conventionally, as an apparatus for performing the heat treatment for forming the DZ layer, a silicon wafer is placed in a quartz tube and externally heated by a lamp using an infrared lamp or the like while supplying an atmospheric gas into the quartz tube. Irradiation of infrared rays (light rays) is performed. Further, in such a heat treatment apparatus, N 2 (nitrogen) is used as the atmosphere gas.
Is mainly used. That, N 2 is decomposed at a high temperature, by the surface of the silicon wafer Si x N y (nitride film) is formed, it is possible to inject Vacancy, it is possible to increase moderately internal BMD density It is. In this heat treatment apparatus, the temperature of the silicon wafer installed in the quartz tube is measured from outside the quartz tube using an optical thermometer such as an optical pyrometer, and the heat treatment of the silicon wafer is performed using the thermometer of this thermometer. The heating temperature is controlled based on the measured value. Here, if the light emitted from the silicon wafer is absorbed by the quartz tube, the thermometer cannot measure the temperature of the silicon wafer accurately. Is made of anhydrous quartz with low light absorption.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】熱処理前のシリコンウ
ェーハは、図4に示すように表面のSi(ケイ素)にO
(酸素)がダングリングボンドによって結合してなる自
然酸化膜(SiOX )が形成されている。このシリコン
ウェーハWに熱処理を施すと、シリコンウェーハWの表
面に形成されたSiOXが昇華して石英チューブの内面
に付着して皮膜を形成し、特にシリコンウェーハW近傍
の内面に多く付着するので、熱処理を繰り返すうちに次
第に石英チューブに不均一な曇りが発生してしまってい
た。この場合、石英チューブの透明度の低下及び透明度
の不均一が生じ、ランプ加熱による赤外線の透過率が低
下してウェーハ表面における温度の低下が生じたり、温
度分布の不均一が生じ、熱処理不足やスリップの発生等
の不都合が生じる場合があった。また、このため、短い
周期で石英チューブの内面の洗浄を行うメンテナンスや
石英チューブの交換が必要となり、スループットの低下
を招いていた。
As shown in FIG. 4, the silicon wafer before the heat treatment has O (Si) on the surface.
A natural oxide film (SiO x ) formed by bonding (oxygen) by dangling bonds is formed. When this silicon wafer W is subjected to a heat treatment, the SiO X formed on the surface of the silicon wafer W sublimates and adheres to the inner surface of the quartz tube to form a film, and particularly adheres much to the inner surface near the silicon wafer W. As the heat treatment was repeated, uneven fogging gradually occurred in the quartz tube. In this case, the transparency and non-uniformity of the transparency of the quartz tube are reduced, the transmittance of infrared rays is reduced by lamp heating, the temperature on the wafer surface is reduced, the temperature distribution is non-uniform, the heat treatment is insufficient, and the slip is insufficient. In some cases, inconveniences such as generation of odor occurred. In addition, for this reason, maintenance for cleaning the inner surface of the quartz tube in a short cycle and replacement of the quartz tube are required, and the throughput is reduced.

【0006】さらに、石英チューブの透明度が低下して
光の透過率が低下するので、温度計がシリコンウェーハ
Wの温度を実際の温度よりも低めに測定してしまう。こ
のようにシリコンウェーハWの温度が低めに測定されて
しまうので、温度計の測定温度に基づいてシリコンウェ
ーハWを適正温度に加熱しても、実際にはシリコンウェ
ーハWは必要以上の高温に加熱されてしまう場合があっ
た。また、このようにシリコンウェーハWが必要以上の
高温に加熱されることで、SiOXの昇華がさらに促進
されて石英チューブの曇りがひどくなってしまう。従来
は、熱処理前にシリコンウェーハの表面にSC1洗浄を
施して表面の酸化膜を除去していたが、この方法では単
に表面の酸化膜を除去するのみであるから、洗浄を施し
てから熱処理を施すまでの間にシリコンウェーハの表面
に再び酸化膜が形成されてしまう。
Further, since the transparency of the quartz tube is reduced and the light transmittance is reduced, the thermometer measures the temperature of the silicon wafer W lower than the actual temperature. As described above, since the temperature of the silicon wafer W is measured lower, even if the silicon wafer W is heated to an appropriate temperature based on the temperature measured by the thermometer, the silicon wafer W is actually heated to an unnecessarily high temperature. Was sometimes done. Further, when the silicon wafer W is heated to an unnecessarily high temperature, sublimation of SiO x is further promoted, and clouding of the quartz tube becomes severe. Conventionally, before the heat treatment, the surface of the silicon wafer was subjected to SC1 cleaning to remove the oxide film on the surface. However, this method only removes the oxide film on the surface. An oxide film is again formed on the surface of the silicon wafer before the application.

【0007】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、シリコンウェーハ熱処理を繰り返しても石英チュ
ーブに曇りを生じにくくして長期にわたって熱処理を良
好に行うことができるシリコンウェーハの前処理方法及
び熱処理方法並びにこの前処理方法及び熱処理方法で製
造されたシリコンウェーハを提供することを目的として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a silicon wafer pretreatment method capable of effectively performing a heat treatment over a long period of time without causing fogging of a quartz tube even when silicon wafer heat treatment is repeated. And a heat treatment method, and a silicon wafer manufactured by the pretreatment method and the heat treatment method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
のシリコンウェーハの前処理方法は、シリコンウェーハ
に光線を照射して熱処理を施す前に行うシリコンウェー
ハの前処理方法であって、熱処理前のシリコンウェーハ
の表面をフッ酸によって洗浄してその表面のケイ素に結
合した酸素を水素と置換することを特徴としている。こ
のシリコンウェーハの前処理方法では、シリコンウェー
ハの表面をフッ酸によって洗浄してその表面のケイ素に
結合した酸素を水素と置換するので、シリコンウェーハ
の表面に形成された酸化膜が除去される。さらに、これ
によってシリコンウェーハの表面のケイ素には水素が結
合されることとなるので、この前処理を施して酸化膜を
除去した後はシリコンウェーハの表面に酸化膜が形成さ
れにくくなる。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, the pretreatment method for a silicon wafer of the present invention is a pretreatment method for a silicon wafer performed before irradiating the silicon wafer with a light beam and performing a heat treatment, wherein the surface of the silicon wafer before the heat treatment is cleaned with hydrofluoric acid. In this method, oxygen bonded to silicon on the surface is replaced with hydrogen. In this method for pretreating a silicon wafer, the surface of the silicon wafer is cleaned with hydrofluoric acid to replace oxygen bonded to silicon on the surface with hydrogen, so that an oxide film formed on the surface of the silicon wafer is removed. Furthermore, since hydrogen is bonded to silicon on the surface of the silicon wafer by this, an oxide film is less likely to be formed on the surface of the silicon wafer after performing the pretreatment and removing the oxide film.

【0009】また、このシリコンウェーハの前処理方法
によって前処理を施されたシリコンウェーハに光線を照
射して熱処理を施すことで、熱処理を行った際に、シリ
コンウェーハの表面からのSiOXの昇華が生じにくい
ので、石英チューブの内面にSiOXの皮膜が形成され
にくくなって石英チューブに曇りが発生しにくくなる。
In addition, by irradiating a light beam to the silicon wafer which has been subjected to the pre-treatment by the pre-treatment method of the silicon wafer and performing a heat treatment, sublimation of SiO X from the surface of the silicon wafer during the heat treatment. Is difficult to form, so that a SiO X film is not easily formed on the inner surface of the quartz tube, and the quartz tube is less likely to be fogged.

【0010】本発明のシリコンウェーハは、熱処理を施
される前のシリコンウェーハであって、表面をフッ酸に
よって洗浄されてその表面のケイ素に結合した酸素が水
素と置換されてなることを特徴としている。このように
構成されるシリコンウェーハにおいては、表面がフッ酸
によって洗浄されてその表面のケイ素に結合した酸素が
水素と置換されて、表面に形成された酸化膜が除去され
ている。さらに表面のケイ素には水素が結合されること
となるので、シリコンウェーハの表面に酸化膜が形成さ
れにくい。
[0010] The silicon wafer of the present invention is a silicon wafer before being subjected to a heat treatment, characterized in that the surface is cleaned with hydrofluoric acid and oxygen bonded to silicon on the surface is replaced with hydrogen. I have. In the silicon wafer configured as described above, the surface is cleaned with hydrofluoric acid, oxygen bonded to silicon on the surface is replaced with hydrogen, and the oxide film formed on the surface is removed. Further, since hydrogen is bonded to silicon on the surface, an oxide film is not easily formed on the surface of the silicon wafer.

【0011】また、本発明のシリコンウェーハは、上記
シリコンウェーハに熱処理を施してなることを特徴とし
ている。
Further, the silicon wafer of the present invention is characterized in that the silicon wafer is subjected to a heat treatment.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。熱処理前のシリコ
ンウェーハの表面には、図4に示すように、表面のSi
(ケイ素)にO(酸素)がダングリングボンドによって
結合していて酸化膜が形成されている。本実施形態にか
かるシリコンウェーハの前処理方法は、この熱処理前の
シリコンウェーハの表面を、HF(フッ酸)によって洗
浄するものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the surface of the silicon wafer before the heat treatment
O (oxygen) is bonded to (silicon) by a dangling bond to form an oxide film. In the pretreatment method for a silicon wafer according to the present embodiment, the surface of the silicon wafer before the heat treatment is cleaned with HF (hydrofluoric acid).

【0013】このようにシリコンウェーハの表面をHF
によって洗浄することで、シリコンウェーハの表面のS
iに結合しているOがHと置換され、シリコンウェーハ
の表面の酸化膜が除去される。そして、このようにして
得られたシリコンウェーハW1は、図1に示すように表
面のSiがHと結合しているので、洗浄後しばらくの間
は表面のSiにOが結合しにくくなり、酸化膜の形成が
抑制される。
As described above, the surface of the silicon wafer is
By cleaning, the S on the surface of the silicon wafer
O bonded to i is replaced with H, and the oxide film on the surface of the silicon wafer is removed. In the silicon wafer W1 thus obtained, since the surface Si is bonded to H as shown in FIG. 1, O is hardly bonded to the surface Si for a while after the cleaning, and the silicon wafer W1 is oxidized. The formation of a film is suppressed.

【0014】このシリコンウェーハW1は、従来のシリ
コンウェーハWと同様にして例えば図2に示す熱処理装
置1によって熱処理される。このときの熱処理条件とし
ては、例えば、1250°Cで10秒間の処理を行う。
この熱処理装置1は、石英チューブ2内に支持具等を用
いてその内面から離間させた状態にしてシリコンウェー
ハW1を設置すると共に石英チューブ2内に雰囲気ガス
Gを供給しながら外部から赤外線ランプ3等を用いたラ
ンプ加熱による赤外線照射を行って熱処理するものであ
る。このシリコンウェーハW1は、表面の酸化膜が除去
された状態で熱処理されるので、シリコンウェーハW1
からのSiOXの昇華が生じにくく、石英チューブ2の
内面にSiOXの皮膜が形成されにくくなって、熱処理
を繰り返しても石英チューブ2に曇りが発生しにくくな
る。
The silicon wafer W1 is heat-treated by, for example, a heat treatment apparatus 1 shown in FIG. As a heat treatment condition at this time, for example, a treatment is performed at 1250 ° C. for 10 seconds.
The heat treatment apparatus 1 uses a support or the like in a quartz tube 2 to place the silicon wafer W1 in a state of being separated from the inner surface thereof, and supplies an atmospheric gas G into the quartz tube 2 while externally supplying an infrared lamp 3 Heat treatment is performed by performing infrared irradiation by lamp heating using a method such as the above. Since the silicon wafer W1 is heat-treated in a state where the oxide film on the surface is removed, the silicon wafer W1
Sublimation of SiO X hardly occurs from the inner surface of the quartz tube 2 is coating of SiO X is hardly formed, fogging is less likely to occur in the quartz tube 2 by repeating heat treatment.

【0015】このように、本実施形態にかかるシリコン
ウェーハの前処理方法及び熱処理方法並びにシリコンウ
ェーハW1によれば、シリコンウェーハの表面の酸化膜
を除去した状態で熱処理を施すことが可能となり、熱処
理を繰り返してもシリコンウェーハW1からのSiOX
の昇華が生じにくいので、石英チューブ2に不均一な曇
りを生じにくくすることができる。このため、石英チュ
ーブ2の透明度の低下及び透明度の不均一を生じにくく
することができ、長期にわたって石英チューブ2のラン
プ加熱による赤外線の透過率を維持して、ウェーハ表面
における温度の低下や温度分布の不均一をなくして良好
な熱処理を行うことができる。また、石英チューブ2の
光の透過率の低下が抑えられるので、光学式の温度計4
によってシリコンウェーハW1の温度を正確に測定する
ことができ、熱処理の際の温度管理を良好にして、適正
な熱処理を施されたシリコンウェーハを得ることができ
る。
As described above, according to the pretreatment method and heat treatment method for a silicon wafer and the silicon wafer W1 according to the present embodiment, the heat treatment can be performed with the oxide film on the surface of the silicon wafer removed. SiO x from silicon wafer W1 even if
Is less likely to occur, so that uneven fogging of the quartz tube 2 can be suppressed. For this reason, it is possible to make it difficult to reduce the transparency of the quartz tube 2 and to make the transparency non-uniform. And a good heat treatment can be performed. In addition, since the decrease in the light transmittance of the quartz tube 2 is suppressed, the optical thermometer 4 is used.
Accordingly, the temperature of the silicon wafer W1 can be accurately measured, the temperature control during the heat treatment can be improved, and a silicon wafer that has been appropriately heat-treated can be obtained.

【0016】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記実施の形態では、シリコンウェーハW1に熱
処理を施す際に赤外線ランプ3を使ってシリコンウェー
ハW1に赤外線を照射して加熱したが、他の光線(可視
光等)により加熱しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the silicon wafer W1 is heated by irradiating the silicon wafer W1 with infrared rays using the infrared lamp 3 when performing the heat treatment on the silicon wafer W1, but may be heated by another light beam (visible light or the like). Absent.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明にかかるシリコンウェーハの前
処理を施したシリコンウェーハW1における酸化膜の形
成を抑制する効果を測定する試験を行った。この試験で
は、熱処理装置1において、HFによる洗浄直後のシリ
コンウェーハW1と、洗浄後時間をおいたシリコンウェ
ーハW1のそれぞれについて、連続的に100枚熱処理
(RTA処理)した後にモニター用シリコンウェーハに
同様にして熱処理を施し、このモニター用シリコンウェ
ーハ表面に形成された酸化膜の厚みのばらつきσ(%)
を調べた。このモニター用シリコンウェーハの表面に形
成された酸化膜の厚みのばらつきσ(%)は、熱処理時
におけるモニター用シリコンウェーハの加熱むらを示す
ものであり、これは熱処理装置1の石英チューブ2に生
じた光の透過率のむらによって引き起こされる。この試
験では、このばらつきσ(%)の大きさから、シリコン
ウェーハW1から昇華したSiOXによって石英チュー
ブ2の内面に形成された皮膜の様子を判定した。なお、
この酸化膜形成のRTA処理は、dryO2雰囲気下で
1250°Cで10秒間の加熱を行った。この結果を図
3のグラフに示す。
EXAMPLE Next, a test was conducted to measure the effect of suppressing the formation of an oxide film on a silicon wafer W1 which has been subjected to a silicon wafer pretreatment according to the present invention. In this test, in the heat treatment apparatus 1, the silicon wafer W1 immediately after the cleaning with HF and the silicon wafer W1 with a time after the cleaning are each continuously heat-treated (RTA treatment) for 100 wafers, and then similarly to the monitoring silicon wafer. And a heat treatment is performed, and the thickness variation σ (%) of the oxide film formed on the surface of the monitor silicon wafer
Was examined. The variation σ (%) in the thickness of the oxide film formed on the surface of the monitoring silicon wafer indicates uneven heating of the monitoring silicon wafer during the heat treatment, which occurs in the quartz tube 2 of the heat treatment apparatus 1. Caused by uneven light transmittance. In this test, the state of the film formed on the inner surface of the quartz tube 2 by SiO X sublimated from the silicon wafer W1 was determined from the magnitude of the variation σ (%). In addition,
In this RTA process for forming an oxide film, heating was performed at 1250 ° C. for 10 seconds in a dryO 2 atmosphere. The results are shown in the graph of FIG.

【0018】図3からは、HFによる洗浄直後から洗浄
後1時間以内のシリコンウェーハW1を100枚RTA
処理した場合には、モニター用シリコンウェーハ表面に
形成された酸化膜の厚みのばらつきσ(%)は1.2%
であって、酸化膜の厚みにむらが少ないので、石英チュ
ーブ2の光の透過率にむらが少ないことがわかる。この
ことから、HFによる洗浄直後から洗浄後1時間以内の
シリコンウェーハW1は、RTA処理を施してもSiO
Xの昇華が生じにくく、皮膜が成長しにくいことがわか
る。また、HFによる洗浄後2時間以内のシリコンウェ
ーハW1を100枚RTA処理した後では、モニター用
シリコンウェーハ表面の酸化膜の厚みのばらつきσ
(%)は1.3%であって、同様に酸化膜の厚みにむら
が少ないことがわかる。しかし、洗浄してからさらに時
間をおいたシリコンウェーハW1をRTA処理すると、
モニター用シリコンウェーハ表面の酸化膜の厚みのばら
つきσ(%)は洗浄直後のシリコンウェーハW1をRT
A処理した場合よりも増加し、洗浄後3日経過したシリ
コンウェーハW1を100枚RTA処理した後のモニタ
ー用シリコンウェーハ表面の酸化膜の厚みのばらつきσ
(%)は2.0%と大きく、石英チューブ2の内面に形
成された皮膜が厚くなりむらが大きくなったことがわか
る。このように、本発明にかかるシリコンウェーハの前
処理方法及び熱処理方法並びにシリコンウェーハによれ
ば、洗浄後しばらくの間はシリコンウェーハの表面に酸
化膜が形成されにくく、洗浄によって酸化膜を除去して
から24時間以内のシリコンウェーハ、特に洗浄後2時
間以内のシリコンウェーハでは、RTA処理した際に石
英チューブ2の内面に形成されるSiOXの皮膜の膜厚
分布のむらが抑えられており、RTA処理した場合にS
iOXの昇華が生じにくく、皮膜が成長しにくいことが
わかる。
FIG. 3 shows that 100 silicon wafers W1 immediately after the cleaning with HF and within one hour after the cleaning were subjected to RTA.
In the case of the treatment, the variation σ (%) of the thickness of the oxide film formed on the surface of the monitoring silicon wafer is 1.2%.
Since the thickness of the oxide film is not uneven, it can be understood that the light transmittance of the quartz tube 2 is not uneven. From this, the silicon wafer W1 immediately after the cleaning with the HF and within one hour after the cleaning is SiO
It can be seen that sublimation of X hardly occurs and the film hardly grows. In addition, after RTA processing of 100 silicon wafers W1 within 2 hours after the cleaning with HF, the variation σ in the thickness of the oxide film on the surface of the monitoring silicon wafer is obtained.
(%) Is 1.3%, indicating that the thickness of the oxide film is similarly small. However, when the RTA treatment is performed on the silicon wafer W1 which has been left for a long time after the cleaning,
The variation σ (%) in the thickness of the oxide film on the surface of the silicon wafer for monitoring indicates that the silicon wafer W1 immediately after the cleaning is RT.
The variation in thickness of the oxide film on the surface of the monitoring silicon wafer after RTA processing of 100 silicon wafers W1 three days after cleaning, which is larger than that in the case of processing A, σ
(%) Is as large as 2.0%, and it can be seen that the film formed on the inner surface of the quartz tube 2 is thick and unevenness is increased. As described above, according to the pretreatment method and heat treatment method for a silicon wafer and the silicon wafer according to the present invention, an oxide film is not easily formed on the surface of the silicon wafer for a while after the cleaning, and the oxide film is removed by the cleaning. In the silicon wafer within 24 hours after the cleaning, particularly the silicon wafer within 2 hours after the cleaning, the unevenness of the film thickness distribution of the SiO X film formed on the inner surface of the quartz tube 2 during the RTA treatment is suppressed, and the RTA treatment S if
iO sublimation hardly occurs in X, it can be seen that the film is less likely to grow.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明にかかるシリコンウェーハの前処理方法及び熱処
理方法並びにシリコンウェーハによれば、シリコンウェ
ーハの表面をフッ酸によって洗浄してその表面のケイ素
に結合した酸素を水素と置換するので、シリコンウェー
ハの表面に形成された酸化膜が除去される。さらに、こ
れによってシリコンウェーハの表面のケイ素には水素が
結合されることとなるので、この前処理を施して酸化膜
を除去した後はシリコンウェーハの表面に酸化膜が形成
されにくくなる。このように表面の酸化膜が除去された
状態のままシリコンウェーハに熱処理を施すことができ
るので、シリコンウェーハの表面からのSiOXの昇華
が生じにくくなり、石英チューブの内面にSiOXの皮
膜が形成されにくくなって石英チューブに曇りが発生し
にくくなる。これにより、石英チューブの透明度の低下
及び透明度の不均一を生じにくくして、熱処理を繰り返
しても石英チューブのランプ加熱による赤外線の透過率
を維持してウェーハ表面における温度の低下や温度分布
の不均一をなくして良好な熱処理を行うことができる。
また、このように石英チューブの光の透過率の低下が抑
えられるので、光学式の温度計によってシリコンウェー
ハの温度を正確に測定することができ、熱処理の際の温
度管理を良好にして、適正な熱処理を施されたシリコン
ウェーハを得ることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the pretreatment method and heat treatment method for a silicon wafer and the silicon wafer according to the present invention, the surface of the silicon wafer is cleaned with hydrofluoric acid to replace oxygen bonded to silicon on the surface with hydrogen, so that the surface of the silicon wafer The oxide film formed on the substrate is removed. Furthermore, since hydrogen is bonded to silicon on the surface of the silicon wafer by this, an oxide film is less likely to be formed on the surface of the silicon wafer after performing the pretreatment and removing the oxide film. Since the silicon wafer can be subjected to the heat treatment in a state where the oxide film on the surface is removed in this manner, sublimation of SiO X from the surface of the silicon wafer is less likely to occur, and the SiO X film is formed on the inner surface of the quartz tube. It is difficult to be formed, and clouding is less likely to occur in the quartz tube. This makes it difficult for the quartz tube to have reduced transparency and non-uniformity in transparency, and maintains the transmittance of infrared light due to lamp heating of the quartz tube even after repeated heat treatments, thereby lowering the temperature and unevenness in the temperature distribution on the wafer surface. Good heat treatment can be performed without uniformity.
In addition, since the decrease in the light transmittance of the quartz tube is suppressed in this manner, the temperature of the silicon wafer can be accurately measured by an optical thermometer, and the temperature control during the heat treatment is improved and the It is possible to obtain a silicon wafer that has been subjected to an appropriate heat treatment.

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

【図1】 本発明の一実施の形態にかかるシリコンウェ
ーハの前処理を施したシリコンウェーハの表面状態を概
略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a surface state of a silicon wafer subjected to a pretreatment of the silicon wafer according to one embodiment of the present invention.

【図2】 シリコンウェーハの熱処理装置の構成を概略
的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a heat treatment apparatus for a silicon wafer.

【図3】 本発明の実施例にかかる洗浄後のシリコンウ
ェーハを100枚熱処理した後に熱処理を施したモニタ
ー用ウェーハに形成された酸化膜の厚さのばらつきを示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a variation in thickness of an oxide film formed on a monitor wafer that has been subjected to a heat treatment after heat-treating 100 cleaned silicon wafers according to the example of the present invention.

【図4】 従来の熱処理前のシリコンウェーハの表面状
態を概略的に示す図である。
FIG. 4 is a view schematically showing a surface state of a conventional silicon wafer before heat treatment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W1 シリコンウェーハ Si ケイ素 O 酸素 H 水素 W1 Silicon wafer Si Silicon O Oxygen H Hydrogen

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白木 弘幸 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Fターム(参考) 5F043 AA02 BB02 BB27 DD02 GG10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Shiraki F-term (reference) 5F043 AA02 BB02 BB27 DD02 GG10 in 5-1-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコンウェーハに光線を照射して熱処
理を施す前に行うシリコンウェーハの前処理方法であっ
て、 熱処理前のシリコンウェーハの表面をフッ酸によって洗
浄してその表面のケイ素に結合した酸素を水素と置換す
ることを特徴とするシリコンウェーハの前処理方法。
1. A pretreatment method for a silicon wafer, which is performed before irradiating the silicon wafer with a light beam to perform a heat treatment, wherein the surface of the silicon wafer before the heat treatment is washed with hydrofluoric acid and bonded to silicon on the surface. A method for pretreating a silicon wafer, wherein oxygen is replaced with hydrogen.
【請求項2】 前記請求項1記載のシリコンウェーハの
前処理方法によって前処理を施されたシリコンウェーハ
に光線を照射して熱処理を施すシリコンウェーハの熱処
理方法。
2. A method for heat treating a silicon wafer, wherein the silicon wafer pretreated by the method for pretreating a silicon wafer according to claim 1 is irradiated with a light beam to perform a heat treatment.
【請求項3】 熱処理を施される前のシリコンウェーハ
であって、表面をフッ酸によって洗浄されてその表面の
ケイ素に結合した酸素が水素と置換されてなることを特
徴とするシリコンウェーハ。
3. A silicon wafer before being subjected to a heat treatment, wherein the surface of the silicon wafer is cleaned with hydrofluoric acid and oxygen bonded to silicon on the surface is replaced with hydrogen.
【請求項4】 請求項3記載のシリコンウェーハに熱処
理を施してなることを特徴とするシリコンウェーハ。
4. A silicon wafer obtained by subjecting the silicon wafer according to claim 3 to heat treatment.
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