JP2003224130A - シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ - Google Patents
シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の
機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点
を低減することにより、ＧＯＩ特性に優れたシリコンウ
ェーハの製造方法及びシリコンウェーハを提供する。 【解決手段】 本発明のシリコンウェーハの製造方法
は、シリコン単結晶インゴットの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Ｐ及びリング状酸化誘起積層欠陥の発生す
る領域Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリ
コンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施すこ
とを特徴とする。
機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点
を低減することにより、ＧＯＩ特性に優れたシリコンウ
ェーハの製造方法及びシリコンウェーハを提供する。 【解決手段】 本発明のシリコンウェーハの製造方法
は、シリコン単結晶インゴットの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Ｐ及びリング状酸化誘起積層欠陥の発生す
る領域Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリ
コンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施すこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
の製造方法及びシリコンウェーハに係り、特に詳しく
は、酸化誘起積層欠陥（oxidation induced stacking f
ault：ＯＳＦ）等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機
械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点を
低減することにより、シリコンウェーハに形成された薄
い酸化膜の信頼性（Gate Oxide Integrity：ＧＯＩ）に
優れたシリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェー
ハに関するものである。
の製造方法及びシリコンウェーハに係り、特に詳しく
は、酸化誘起積層欠陥（oxidation induced stacking f
ault：ＯＳＦ）等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機
械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点を
低減することにより、シリコンウェーハに形成された薄
い酸化膜の信頼性（Gate Oxide Integrity：ＧＯＩ）に
優れたシリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェー
ハに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、シリコンウェーハにおいては、シ
リコン結晶中の結晶成長導入（grown-in）欠陥がＧＯＩ
を劣化させることが明らかになって以来、この結晶成長
導入（grown-in）欠陥を低減するために、多くの試みが
なされてきた。特に、シリコン単結晶を完全結晶化する
ために、単結晶引き上げの際のＶ／Ｇを制御すること
で、欠陥が無い完全結晶を成長させる技術が実用化され
ている。完全結晶のシリコンウェーハとしては、例え
ば、結晶に起因するパーティクル（Crystal Originated
Particle：ＣＯＰ）、フローパターン欠陥（flow patt
ern defect：ＦＰＤ）等のボイド（Void ）欠陥、転位
等の結晶欠陥を有しないシリコンウェーハが実用化され
ている。
リコン結晶中の結晶成長導入（grown-in）欠陥がＧＯＩ
を劣化させることが明らかになって以来、この結晶成長
導入（grown-in）欠陥を低減するために、多くの試みが
なされてきた。特に、シリコン単結晶を完全結晶化する
ために、単結晶引き上げの際のＶ／Ｇを制御すること
で、欠陥が無い完全結晶を成長させる技術が実用化され
ている。完全結晶のシリコンウェーハとしては、例え
ば、結晶に起因するパーティクル（Crystal Originated
Particle：ＣＯＰ）、フローパターン欠陥（flow patt
ern defect：ＦＰＤ）等のボイド（Void ）欠陥、転位
等の結晶欠陥を有しないシリコンウェーハが実用化され
ている。
【０００３】また、表面のバルク起因欠陥（ＣＯＰ，Ｆ
ＰＤ）を消滅させ、極めて良好なＧＯＩを実現するウェ
ーハ処理技術として、電気炉を用いて、Ａｒ等の不活性
雰囲気中、あるいは水素中で熱処理する技術も提案され
ている。また、近年、高温での急熱・急冷処理によって
空孔を注入し、酸素析出をエンハンス技術が広く提案さ
れている。例えば、シリコンウェーハに、窒素中あるい
は酸素中にて急速加熱・急速冷却の熱処理（Rapid Ther
mal Annealing：ＲＴＡ）を施すことにより、酸素析出
量を増加させるプロセスが提案されている。
ＰＤ）を消滅させ、極めて良好なＧＯＩを実現するウェ
ーハ処理技術として、電気炉を用いて、Ａｒ等の不活性
雰囲気中、あるいは水素中で熱処理する技術も提案され
ている。また、近年、高温での急熱・急冷処理によって
空孔を注入し、酸素析出をエンハンス技術が広く提案さ
れている。例えば、シリコンウェーハに、窒素中あるい
は酸素中にて急速加熱・急速冷却の熱処理（Rapid Ther
mal Annealing：ＲＴＡ）を施すことにより、酸素析出
量を増加させるプロセスが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た完全結晶のシリコンウェーハでは、基本的にＣＯＰ、
転位はフリーであるが、僅かな成長条件の変化により、
ＯＳＦ核等の残留結晶欠陥が存在し、この残留結晶欠陥
がＧＯＩを劣化させるという問題点があった。また、ウ
ェーハ加工プロセスによる残留欠陥もＧＯＩを劣化させ
る要因になっていることが明らかになっている。
た完全結晶のシリコンウェーハでは、基本的にＣＯＰ、
転位はフリーであるが、僅かな成長条件の変化により、
ＯＳＦ核等の残留結晶欠陥が存在し、この残留結晶欠陥
がＧＯＩを劣化させるという問題点があった。また、ウ
ェーハ加工プロセスによる残留欠陥もＧＯＩを劣化させ
る要因になっていることが明らかになっている。
【０００５】また、Ａｒ等の不活性雰囲気中あるいは水
素中で熱処理する技術では、効果が表面付近に限られて
しまうという欠点がある。また、通常用いられるＣＯＰ
を有するウェーハでは、内部のＣＯＰは熱処理後も残留
し、この残留するＣＯＰがデバイス特性に悪影響を及ぼ
すことが問題になってきている。また、電気炉を用いた
高温処理プロセスは、特に３００ｍｍ径のウェーハでは
ストレスが大きく、スリップの問題もあり、適用が懸念
されている。
素中で熱処理する技術では、効果が表面付近に限られて
しまうという欠点がある。また、通常用いられるＣＯＰ
を有するウェーハでは、内部のＣＯＰは熱処理後も残留
し、この残留するＣＯＰがデバイス特性に悪影響を及ぼ
すことが問題になってきている。また、電気炉を用いた
高温処理プロセスは、特に３００ｍｍ径のウェーハでは
ストレスが大きく、スリップの問題もあり、適用が懸念
されている。
【０００６】また、窒素中あるいは酸素中にてＲＴＡ処
理を施すプロセスでは、表面に形成された窒化膜あるい
は酸化膜を機械的加工及び化学的処理により除去する必
要があり、これらのプロセスに起因するＧＯＩ劣化が生
じる可能性がある。そこで、表面に窒化膜、酸化膜を形
成することなく、しかも表面の特性を改善するプロセス
として、水素中あるいは水素添加したＡｒ中にてＲＴＡ
処理を施すプロセスが提案されているが、このプロセス
では、機械的加工に起因するＧＯＩ劣化は解決されるも
のの、通常用いられるＣＯＰを有するウェーハでは、た
とえ窒素ドープ結晶のような小さなＣＯＰであっても、
短時間では消滅せず、バルク中のＣＯＰに起因するＧＯ
Ｉ劣化は改善されていない（特開平１１−１３５５１４
号公報）。
理を施すプロセスでは、表面に形成された窒化膜あるい
は酸化膜を機械的加工及び化学的処理により除去する必
要があり、これらのプロセスに起因するＧＯＩ劣化が生
じる可能性がある。そこで、表面に窒化膜、酸化膜を形
成することなく、しかも表面の特性を改善するプロセス
として、水素中あるいは水素添加したＡｒ中にてＲＴＡ
処理を施すプロセスが提案されているが、このプロセス
では、機械的加工に起因するＧＯＩ劣化は解決されるも
のの、通常用いられるＣＯＰを有するウェーハでは、た
とえ窒素ドープ結晶のような小さなＣＯＰであっても、
短時間では消滅せず、バルク中のＣＯＰに起因するＧＯ
Ｉ劣化は改善されていない（特開平１１−１３５５１４
号公報）。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の
機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点
を低減することにより、ＧＯＩ特性に優れたシリコンウ
ェーハの製造方法及びシリコンウェーハを提供すること
を目的とする。
であって、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の
機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等による不良点
を低減することにより、ＧＯＩ特性に優れたシリコンウ
ェーハの製造方法及びシリコンウェーハを提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭利検討
した結果、シリコンウェーハの製造プロセスにおいて、
空孔型欠陥及び格子間型欠陥を含まないパーフェクト領
域（Ｒ−ＯＳＦ領域は含んでもよい）から切り出された
シリコンウェーハ（ＣＯＰ、ＦＰＤを有しないシリコン
ウェーハ）に、水素、アルゴン、またはそれらの混合ガ
ス雰囲気中でＲＴＡ処理を施すことで、表面特性の改善
に優れ、酸素析出をエンハンスするための急熱・急冷処
理後の再研磨が不要で、しかも、ＧＯＩ特性が良好なシ
リコンウェーハを得ることができることを見いだした。
した結果、シリコンウェーハの製造プロセスにおいて、
空孔型欠陥及び格子間型欠陥を含まないパーフェクト領
域（Ｒ−ＯＳＦ領域は含んでもよい）から切り出された
シリコンウェーハ（ＣＯＰ、ＦＰＤを有しないシリコン
ウェーハ）に、水素、アルゴン、またはそれらの混合ガ
ス雰囲気中でＲＴＡ処理を施すことで、表面特性の改善
に優れ、酸素析出をエンハンスするための急熱・急冷処
理後の再研磨が不要で、しかも、ＧＯＩ特性が良好なシ
リコンウェーハを得ることができることを見いだした。
【０００９】すなわち、本発明の請求項１記載のシリコ
ンウェーハの製造方法は、熱処理を施すシリコンウェー
ハは、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、空孔型点欠陥が
支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘起積層欠陥の発生する領
域をＲとするとき、前記パーフェクト領域Ｐ及びリング
状酸化誘起積層欠陥の発生する領域Ｒを含むパーフェク
ト領域から切り出されたシリコンウェーハであり、該シ
リコンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混
合ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施す
ことを特徴とする。
ンウェーハの製造方法は、熱処理を施すシリコンウェー
ハは、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、空孔型点欠陥が
支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘起積層欠陥の発生する領
域をＲとするとき、前記パーフェクト領域Ｐ及びリング
状酸化誘起積層欠陥の発生する領域Ｒを含むパーフェク
ト領域から切り出されたシリコンウェーハであり、該シ
リコンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混
合ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施す
ことを特徴とする。
【００１０】この製造方法では、急速加熱・急速冷却の
熱処理を施す際の雰囲気を、水素、アルゴン、またはそ
れらの混合ガス雰囲気とすることで、従来の急速加熱・
急速冷却の熱処理において問題とされたＯＳＦ等を核と
した残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工に起因する残留
加工起因欠陥等による不良点を低減することが可能にな
り、その結果、ＧＯＩ特性が向上する。
熱処理を施す際の雰囲気を、水素、アルゴン、またはそ
れらの混合ガス雰囲気とすることで、従来の急速加熱・
急速冷却の熱処理において問題とされたＯＳＦ等を核と
した残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工に起因する残留
加工起因欠陥等による不良点を低減することが可能にな
り、その結果、ＧＯＩ特性が向上する。
【００１１】また、ＲＴＡによる急速加熱・急速冷却の
熱処理であることから、点欠陥の導入により、十分な広
さのＤＺ、及び面内均一な酸素析出物（Bulk Micro Def
ect：ＢＭＤ）を実現することが可能になる。これによ
り、優れたゲッタリング特性を付与することが可能にな
る。また、この熱処理は、他の熱処理と異なり表面状態
の劣化が無く、熱処理後の再研磨も不要である。さら
に、この熱処理は、今後需要の増大が期待される３００
ｍｍ径以上のシリコンウェーハに対しても容易に適用可
能であるから、スリップの少ないシリコンウェーハを提
供することが可能である。
熱処理であることから、点欠陥の導入により、十分な広
さのＤＺ、及び面内均一な酸素析出物（Bulk Micro Def
ect：ＢＭＤ）を実現することが可能になる。これによ
り、優れたゲッタリング特性を付与することが可能にな
る。また、この熱処理は、他の熱処理と異なり表面状態
の劣化が無く、熱処理後の再研磨も不要である。さら
に、この熱処理は、今後需要の増大が期待される３００
ｍｍ径以上のシリコンウェーハに対しても容易に適用可
能であるから、スリップの少ないシリコンウェーハを提
供することが可能である。
【００１２】請求項２記載のシリコンウェーハの製造方
法は、請求項１記載のシリコンウェーハの製造方法にお
いて、前記熱処理の温度は、１１３５℃以上かつシリコ
ンの融点以下であることを特徴とする。ここで、急速加
熱・急速冷却の熱処理の温度を１１３５℃以上かつシリ
コンの融点以下と限定した理由は、１１３５℃未満で
は、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的
加工に起因する残留加工起因欠陥が消滅せず、したがっ
て、ＧＯＩ特性の向上を期待することができないからで
ある。
法は、請求項１記載のシリコンウェーハの製造方法にお
いて、前記熱処理の温度は、１１３５℃以上かつシリコ
ンの融点以下であることを特徴とする。ここで、急速加
熱・急速冷却の熱処理の温度を１１３５℃以上かつシリ
コンの融点以下と限定した理由は、１１３５℃未満で
は、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的
加工に起因する残留加工起因欠陥が消滅せず、したがっ
て、ＧＯＩ特性の向上を期待することができないからで
ある。
【００１３】請求項３記載のシリコンウェーハの製造方
法は、請求項１または２記載のシリコンウェーハの製造
方法において、前記熱処理の時間は、６０秒を超えるこ
とを特徴とする。ここで、急速加熱・急速冷却の熱処理
の時間を６０秒を超えると限定した理由は、６０秒以下
では、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械
的加工に起因する残留加工起因欠陥が消滅せず、したが
って、ＧＯＩ特性の向上を期待することができないから
である。
法は、請求項１または２記載のシリコンウェーハの製造
方法において、前記熱処理の時間は、６０秒を超えるこ
とを特徴とする。ここで、急速加熱・急速冷却の熱処理
の時間を６０秒を超えると限定した理由は、６０秒以下
では、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械
的加工に起因する残留加工起因欠陥が消滅せず、したが
って、ＧＯＩ特性の向上を期待することができないから
である。
【００１４】請求項４記載のシリコンウェーハの製造方
法は、請求項１、２または３記載のシリコンウェーハの
製造方法において、前記急速冷却の冷却速度は、５℃／
秒〜６０℃／秒であることを特徴とする。ここで、急速
冷却の冷却速度を５℃／秒〜６０℃／秒と限定した理由
は、点欠陥（空孔）を凍結することによって、酸素析出
をエンハンスすることが可能になるためである。
法は、請求項１、２または３記載のシリコンウェーハの
製造方法において、前記急速冷却の冷却速度は、５℃／
秒〜６０℃／秒であることを特徴とする。ここで、急速
冷却の冷却速度を５℃／秒〜６０℃／秒と限定した理由
は、点欠陥（空孔）を凍結することによって、酸素析出
をエンハンスすることが可能になるためである。
【００１５】請求項５記載のシリコンウェーハは、シリ
コンウェーハの酸素濃度が１×１０ 17／ｃｍ3以上かつ
１．２×１０18／ｃｍ3以下であることを特徴とする。
コンウェーハの酸素濃度が１×１０ 17／ｃｍ3以上かつ
１．２×１０18／ｃｍ3以下であることを特徴とする。
【００１６】ここで、シリコンウェーハの酸素濃度を１
×１０17／ｃｍ3以上かつ１．２×１０18／ｃｍ3以下に
限定した理由は、ＣＺ法で得られるシリコンウェーハの
酸素濃度の下限が１×１０17／ｃｍ3であり、また、
１．２×１０18／ｃｍ3を越えると析出が過多となり、
ウェーハとして不適当だからである。
×１０17／ｃｍ3以上かつ１．２×１０18／ｃｍ3以下に
限定した理由は、ＣＺ法で得られるシリコンウェーハの
酸素濃度の下限が１×１０17／ｃｍ3であり、また、
１．２×１０18／ｃｍ3を越えると析出が過多となり、
ウェーハとして不適当だからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシリコンウェ
ーハの製造方法及びシリコンウェーハの一実施形態につ
いて図面に基づき説明する。本実施形態におけるシリコ
ンウェーハの製造方法は、熱処理を施すシリコンウェー
ハを、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、空孔型点欠陥が
支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘起積層欠陥（Ｒ−ＯＳ
Ｆ）の発生する領域をＲとするとき、パーフェクト領域
Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生する領域Ｒを含むパーフェクト
領域から切り出されたシリコンウェーハとし、このシリ
コンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施す方
法である。
ーハの製造方法及びシリコンウェーハの一実施形態につ
いて図面に基づき説明する。本実施形態におけるシリコ
ンウェーハの製造方法は、熱処理を施すシリコンウェー
ハを、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、空孔型点欠陥が
支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘起積層欠陥（Ｒ−ＯＳ
Ｆ）の発生する領域をＲとするとき、パーフェクト領域
Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生する領域Ｒを含むパーフェクト
領域から切り出されたシリコンウェーハとし、このシリ
コンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施す方
法である。
【００１８】上記のシリコンウェーハは、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、ボロンコフ（Voronkov）の理論に基づい
た所定の引き上げ速度のプロファイルで引き上げた後、
このインゴットをスライスして作製される。一般に、Ｃ
Ｚ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き上げたときには、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。
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、ボロンコフ（Voronkov）の理論に基づい
た所定の引き上げ速度のプロファイルで引き上げた後、
このインゴットをスライスして作製される。一般に、Ｃ
Ｚ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き上げたときには、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。
【００１９】この点欠陥には、空孔型点欠陥と格子間シ
リコン型点欠陥という２つの一般的な形態がある。空孔
型点欠陥は、シリコン結晶格子の正常な位置の１つから
シリコン原子が離脱することで、このシリコン結晶格子
内に空孔が生じ、この空孔が点欠陥となったものであ
る。また、格子間シリコン型点欠陥は、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）にシリ
コン原子が入り込むことにより生じた点欠陥である。
リコン型点欠陥という２つの一般的な形態がある。空孔
型点欠陥は、シリコン結晶格子の正常な位置の１つから
シリコン原子が離脱することで、このシリコン結晶格子
内に空孔が生じ、この空孔が点欠陥となったものであ
る。また、格子間シリコン型点欠陥は、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）にシリ
コン原子が入り込むことにより生じた点欠陥である。
【００２０】点欠陥は、一般に、シリコン融液（溶融シ
リコン）とシリコン単結晶インゴット（固体シリコン）
との間の接触面で形成される。ＣＺ法によりインゴット
を引き上げる際には、このインゴットを継続的に引き上
げることによって、接触面であった部分は引き上げとと
もに冷却し始める。冷却の間、空孔型点欠陥または格子
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）または格
子間シリコン型点欠陥の凝集体（interstitialagglomer
ates）が形成される。換言すれば、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。
リコン）とシリコン単結晶インゴット（固体シリコン）
との間の接触面で形成される。ＣＺ法によりインゴット
を引き上げる際には、このインゴットを継続的に引き上
げることによって、接触面であった部分は引き上げとと
もに冷却し始める。冷却の間、空孔型点欠陥または格子
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）または格
子間シリコン型点欠陥の凝集体（interstitialagglomer
ates）が形成される。換言すれば、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。
【００２１】空孔型点欠陥の凝集体は、上述したＣＯＰ
の他に、ＬＳＴＤ（Laser Scattering Tomograph Defec
ts）またはＦＰＤ（Flow Pattern Defects）と称される
欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体は、侵入
型転位（Interstitial-typeLarge Dislocation：ＬＤ）
と称される欠陥を含む。ここで、ＬＳＴＤとは、シリコ
ン単結晶内に赤外線を照射した際に、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。また、ＦＰ
Ｄとは、インゴットをスライスして得られたシリコンウ
ェーハを３０分間セコエッチング（Secco Etching、Ｈ
Ｆ：Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7（0.15mol/l）＝２：１の混合液による
エッチング）した際に現れる、特異なフローパターンを
呈する痕跡の源である。
の他に、ＬＳＴＤ（Laser Scattering Tomograph Defec
ts）またはＦＰＤ（Flow Pattern Defects）と称される
欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体は、侵入
型転位（Interstitial-typeLarge Dislocation：ＬＤ）
と称される欠陥を含む。ここで、ＬＳＴＤとは、シリコ
ン単結晶内に赤外線を照射した際に、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。また、ＦＰ
Ｄとは、インゴットをスライスして得られたシリコンウ
ェーハを３０分間セコエッチング（Secco Etching、Ｈ
Ｆ：Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7（0.15mol/l）＝２：１の混合液による
エッチング）した際に現れる、特異なフローパターンを
呈する痕跡の源である。
【００２２】ボロンコフの理論は、欠陥が少ない高純度
インゴットを成長させるために、インゴットの引き上げ
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・℃）を制御する理論で
ある。この理論では、図１に示すように、Ｖ／Ｇを横軸
に、空孔型点欠陥濃度と格子間型点欠陥濃度とを同一の
縦軸にそれぞれとり、この図にＶ／Ｇと点欠陥濃度との
関係を表した場合に、空孔領域と格子間シリコン領域の
境界をＶ／Ｇにより決定することができる。
インゴットを成長させるために、インゴットの引き上げ
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・℃）を制御する理論で
ある。この理論では、図１に示すように、Ｖ／Ｇを横軸
に、空孔型点欠陥濃度と格子間型点欠陥濃度とを同一の
縦軸にそれぞれとり、この図にＶ／Ｇと点欠陥濃度との
関係を表した場合に、空孔領域と格子間シリコン領域の
境界をＶ／Ｇにより決定することができる。
【００２３】より詳しくは、Ｖ／Ｇ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成長し、Ｖ／Ｇ
が臨界点以下では、格子間シリコン型点欠陥濃度が優勢
なインゴットが成長する。図１では、［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
陥の凝集体が存在する領域（（Ｖ／Ｇ）1以下）を示
し、［Ｖ］は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。パーフェクト領域
［Ｐ］に隣接する領域［Ｖ］には、ＯＳＦ核を形成する
領域［ＯＳＦ］（（Ｖ／Ｇ）2〜（Ｖ／Ｇ）3）が存在す
る。
空孔型点欠陥濃度が優勢なインゴットが成長し、Ｖ／Ｇ
が臨界点以下では、格子間シリコン型点欠陥濃度が優勢
なインゴットが成長する。図１では、［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
陥の凝集体が存在する領域（（Ｖ／Ｇ）1以下）を示
し、［Ｖ］は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。パーフェクト領域
［Ｐ］に隣接する領域［Ｖ］には、ＯＳＦ核を形成する
領域［ＯＳＦ］（（Ｖ／Ｇ）2〜（Ｖ／Ｇ）3）が存在す
る。
【００２４】このパーフェクト領域［Ｐ］は、さらに領
域［ＰI］と領域［ＰV］に分割される。領域［ＰI］は
Ｖ／Ｇが上記の（Ｖ／Ｇ）1から臨界点までの領域であ
り、領域［ＰV］はＶ／Ｇが臨界点から上記の（Ｖ／
Ｇ）2までの領域である。すなわち、領域［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、領域［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。
域［ＰI］と領域［ＰV］に分割される。領域［ＰI］は
Ｖ／Ｇが上記の（Ｖ／Ｇ）1から臨界点までの領域であ
り、領域［ＰV］はＶ／Ｇが臨界点から上記の（Ｖ／
Ｇ）2までの領域である。すなわち、領域［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、領域［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。
【００２５】本実施形態においては、インゴットの引き
上げ速度プロファイルは、インゴットがホットゾーン炉
内のシリコン融液から引き上げられる際に、温度勾配に
対する引き上げ速度の比（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、かつ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
ように設定される。さらには、ＯＳＦ核形成領域の（Ｖ
／Ｇ）2〜（Ｖ／Ｇ）3も含んでもよい。
上げ速度プロファイルは、インゴットがホットゾーン炉
内のシリコン融液から引き上げられる際に、温度勾配に
対する引き上げ速度の比（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、かつ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
ように設定される。さらには、ＯＳＦ核形成領域の（Ｖ
／Ｇ）2〜（Ｖ／Ｇ）3も含んでもよい。
【００２６】この引き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、シ
ミュレーションにより上記ボロンコフの理論に基づき決
定される。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、さらにシミュレーションを繰り返
すことでなされる。実際の引き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、これらに
限定されない多くの変数に依存する。
的に基準インゴットを軸方向にスライスすることで、シ
ミュレーションにより上記ボロンコフの理論に基づき決
定される。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、さらにシミュレーションを繰り返
すことでなされる。実際の引き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、これらに
限定されない多くの変数に依存する。
【００２７】図２は、引き上げ速度を徐々に減速させて
Ｖ／Ｇを連続的に低下させた場合のインゴットの断面を
示す模式図であり、この図においては、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を［Ｖ］、格子
間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域を［Ｉ］、
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を［Ｐ］として表示
している。上述したように、パーフェクト領域［Ｐ］
は、さらに領域［ＰI］と領域［ＰV］に分割される。こ
こで、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。
Ｖ／Ｇを連続的に低下させた場合のインゴットの断面を
示す模式図であり、この図においては、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を［Ｖ］、格子
間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域を［Ｉ］、
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を［Ｐ］として表示
している。上述したように、パーフェクト領域［Ｐ］
は、さらに領域［ＰI］と領域［ＰV］に分割される。こ
こで、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。
【００２８】図２に示すように、インゴットの軸方向位
置Ｐ1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Ｒ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は中央に空孔型点欠陥の凝集体がなく、か
つ縁部分に格子間シリコン型点欠陥の凝集体がない全て
パーフェクト領域である。
置Ｐ1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Ｒ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は中央に空孔型点欠陥の凝集体がなく、か
つ縁部分に格子間シリコン型点欠陥の凝集体がない全て
パーフェクト領域である。
【００２９】この図２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
領域及び中央のパーフェクト領域を含む。また、位置Ｐ
2に対応したウェーハＷ2は、中央に空孔型点欠陥の凝集
体がなく、かつ縁部分に格子間シリコン型点欠陥の凝集
体がない全てパーフェクト領域であり、領域［ＰV］と
領域［ＰI］とが混在する領域である。また、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、すなわち図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。
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
領域及び中央のパーフェクト領域を含む。また、位置Ｐ
2に対応したウェーハＷ2は、中央に空孔型点欠陥の凝集
体がなく、かつ縁部分に格子間シリコン型点欠陥の凝集
体がない全てパーフェクト領域であり、領域［ＰV］と
領域［ＰI］とが混在する領域である。また、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、すなわち図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。
【００３０】図３は、本発明の一実施の形態のシリコン
ウェーハの製造方法が適用される熱処理炉であり、図に
おいて、符号１は熱処理が施されるシリコンウェーハ、
２はシリコンウェーハ１を支持するピン、３は該ピン２
及びそれに載置されるシリコンウェーハ１を収納する反
応室、４は反応室３の外部に設けられてシリコンウェー
ハ１を加熱するための赤外線ランプである。
ウェーハの製造方法が適用される熱処理炉であり、図に
おいて、符号１は熱処理が施されるシリコンウェーハ、
２はシリコンウェーハ１を支持するピン、３は該ピン２
及びそれに載置されるシリコンウェーハ１を収納する反
応室、４は反応室３の外部に設けられてシリコンウェー
ハ１を加熱するための赤外線ランプである。
【００３１】シリコンウェーハ１は、既に述べたよう
に、パーフェクト領域Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生する領域
Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリコンウ
ェーハであり、このシリコンウェーハ１の酸素濃度は、
１×１０17／ｃｍ3以上かつ１．２×１０18／ｃｍ3以下
である。
に、パーフェクト領域Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生する領域
Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリコンウ
ェーハであり、このシリコンウェーハ１の酸素濃度は、
１×１０17／ｃｍ3以上かつ１．２×１０18／ｃｍ3以下
である。
【００３２】ピン２は、シリコンカーバイド（Ｓｉ
Ｃ）、あるいは無定形炭素（Ｃ）等で形成されたピン
で、シリコンウェーハ１の裏面を３点支持するように、
３本のピン２が３角形状に配置されている。反応室３に
は、シリコンウェーハ１の表裏面双方に雰囲気ガスｇを
供給するための雰囲気ガス供給口３ａ及び供給された雰
囲気ガスｇを排出するための雰囲気ガス排出口３ｂが設
けられている。雰囲気ガスｇは、水素（Ｈ2）、アルゴ
ン（Ａｒ）、またはそれらの混合ガスからなる非酸化性
ガスが好ましい。
Ｃ）、あるいは無定形炭素（Ｃ）等で形成されたピン
で、シリコンウェーハ１の裏面を３点支持するように、
３本のピン２が３角形状に配置されている。反応室３に
は、シリコンウェーハ１の表裏面双方に雰囲気ガスｇを
供給するための雰囲気ガス供給口３ａ及び供給された雰
囲気ガスｇを排出するための雰囲気ガス排出口３ｂが設
けられている。雰囲気ガスｇは、水素（Ｈ2）、アルゴ
ン（Ａｒ）、またはそれらの混合ガスからなる非酸化性
ガスが好ましい。
【００３３】この熱処理炉によりシリコンウェーハ１に
水素（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理（ＲＴＡ
処理）を施すには、ピン２、２、…にシリコンウェーハ
１を載置した後、反応室３内に雰囲気ガス供給口３ａか
ら雰囲気ガスｇを供給した状態で、赤外線ランプ４でシ
リコンウェーハ１を加熱することにより、１１３５℃以
上の温度で６０秒以上のＲＴＡ処理を施す。
水素（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、またはそれらの混合
ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理（ＲＴＡ
処理）を施すには、ピン２、２、…にシリコンウェーハ
１を載置した後、反応室３内に雰囲気ガス供給口３ａか
ら雰囲気ガスｇを供給した状態で、赤外線ランプ４でシ
リコンウェーハ１を加熱することにより、１１３５℃以
上の温度で６０秒以上のＲＴＡ処理を施す。
【００３４】このＲＴＡ処理により、シリコンウェーハ
１の内部に存在するＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、
研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等が消
失する。したがって、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠
陥、研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等
が消失し、その結果、ＧＯＩ特性の優れたシリコンウェ
ーハ１’が得られる。
１の内部に存在するＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、
研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等が消
失する。したがって、ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠
陥、研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等
が消失し、その結果、ＧＯＩ特性の優れたシリコンウェ
ーハ１’が得られる。
【００３５】また、このシリコンウェーハ１’は、ＲＴ
Ａによる急速加熱・急速冷却の熱処理が施されたもので
あるから、点欠陥の導入により、十分な広さのＤＺ、及
び面内均一なＢＭＤを実現することが可能である。した
がって、優れたゲッタリング特性を付与することが可能
である。
Ａによる急速加熱・急速冷却の熱処理が施されたもので
あるから、点欠陥の導入により、十分な広さのＤＺ、及
び面内均一なＢＭＤを実現することが可能である。した
がって、優れたゲッタリング特性を付与することが可能
である。
【００３６】図４は酸化膜耐圧良品率のＲＴＡ処理温度
依存性を示す図であり、それぞれの熱処理温度（℃）に
て６０秒熱処理した場合の、それぞれの熱処理温度にお
ける良品率（％）をプロットしたものである。ここで、
酸化膜耐圧良品率は、次に示す試験方法に基づき求め
た。シリコンウェーハの表面に、膜厚９ｎｍの酸化膜、
膜厚０．５μｍのポリシリコン層を形成し、パターニン
グして５ｍｍ×４ｍｍの電極サイズに加工し、最大１ｍ
Ａのストレス電流を加えた後の破断点を黒で示した。
依存性を示す図であり、それぞれの熱処理温度（℃）に
て６０秒熱処理した場合の、それぞれの熱処理温度にお
ける良品率（％）をプロットしたものである。ここで、
酸化膜耐圧良品率は、次に示す試験方法に基づき求め
た。シリコンウェーハの表面に、膜厚９ｎｍの酸化膜、
膜厚０．５μｍのポリシリコン層を形成し、パターニン
グして５ｍｍ×４ｍｍの電極サイズに加工し、最大１ｍ
Ａのストレス電流を加えた後の破断点を黒で示した。
【００３７】この図４によれば、熱処理温度が９００℃
で良品率が向上し始め、熱処理温度がさらに高まるにつ
れて良品率が急峻に向上し、熱処理温度が１１３５℃以
上においては良品率が９０％以上となることが分かる。
これにより、熱処理温度は１１３５℃以上が好ましいこ
とが明かとなった。
で良品率が向上し始め、熱処理温度がさらに高まるにつ
れて良品率が急峻に向上し、熱処理温度が１１３５℃以
上においては良品率が９０％以上となることが分かる。
これにより、熱処理温度は１１３５℃以上が好ましいこ
とが明かとなった。
【００３８】図５は酸化膜耐圧良品率のＲＴＡ処理時間
依存性を示す図であり、熱処理温度を１１５０℃とした
場合のそれぞれの熱処理時間（秒）における良品率
（％）をプロットしたものである。この図５によれば、
熱処理時間が１０秒で良品率が急峻に向上し、熱処理時
間が１００秒では良品率が９８％となり、熱処理時間が
６０秒以上においては良品率が９７．８％と１００％に
極めて近いものとなっていることが分かる。これによ
り、熱処理時間は６０秒以上が好ましいことが明かとな
った。
依存性を示す図であり、熱処理温度を１１５０℃とした
場合のそれぞれの熱処理時間（秒）における良品率
（％）をプロットしたものである。この図５によれば、
熱処理時間が１０秒で良品率が急峻に向上し、熱処理時
間が１００秒では良品率が９８％となり、熱処理時間が
６０秒以上においては良品率が９７．８％と１００％に
極めて近いものとなっていることが分かる。これによ
り、熱処理時間は６０秒以上が好ましいことが明かとな
った。
【００３９】図６はシリコンウェーハにＨ2ガス中でＲ
ＴＡ処理を施した場合のＧＯＩ評価結果を示す図であ
り、ここでは、ＲＴＡ処理無し（ａ）、ＲＴＡ処理温度
９００℃（ｂ）、ＲＴＡ処理温度１０００℃（ｃ）、Ｒ
ＴＡ処理温度１１３５℃（ｄ）それぞれについて、犠牲
酸化を行わないもの（Ａ）、犠牲酸化１０ｎｍのもの
（Ｂ）、犠牲酸化２００ｎｍのもの（Ｃ）それぞれにお
けるＧＯＩ特性を図示している。図中、白点はＧＯＩ特
性が良品の領域（Ｅbd≧８ＭＶ／ｃｍ）であり、黒点は
ＧＯＩ特性が不良品の領域（８ＭＶ／ｃｍ＞Ｅbd）を示
している。
ＴＡ処理を施した場合のＧＯＩ評価結果を示す図であ
り、ここでは、ＲＴＡ処理無し（ａ）、ＲＴＡ処理温度
９００℃（ｂ）、ＲＴＡ処理温度１０００℃（ｃ）、Ｒ
ＴＡ処理温度１１３５℃（ｄ）それぞれについて、犠牲
酸化を行わないもの（Ａ）、犠牲酸化１０ｎｍのもの
（Ｂ）、犠牲酸化２００ｎｍのもの（Ｃ）それぞれにお
けるＧＯＩ特性を図示している。図中、白点はＧＯＩ特
性が良品の領域（Ｅbd≧８ＭＶ／ｃｍ）であり、黒点は
ＧＯＩ特性が不良品の領域（８ＭＶ／ｃｍ＞Ｅbd）を示
している。
【００４０】この図６によれば、ＲＴＡ処理温度が高く
なるにしたがって、ＧＯＩ特性が良品の領域が増加し、
ＲＴＡ処理温度が１１３５℃ではＧＯＩ特性が良品の領
域が９５％以上となっている。これにより、ＲＴＡ処理
温度が１１３５℃では、ＧＯＩ特性が優れていることが
明白である。
なるにしたがって、ＧＯＩ特性が良品の領域が増加し、
ＲＴＡ処理温度が１１３５℃ではＧＯＩ特性が良品の領
域が９５％以上となっている。これにより、ＲＴＡ処理
温度が１１３５℃では、ＧＯＩ特性が優れていることが
明白である。
【００４１】本実施形態のシリコンウェーハの製造方法
によれば、パーフェクト領域Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生す
る領域Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリ
コンウェーハ１に、水素（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、
またはそれらの混合ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷
却の熱処理（ＲＴＡ処理）を施すので、シリコンウェー
ハ１の内部に存在するＯＳＦ等を核とした残留結晶欠
陥、研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等
が消失することとなり、その結果、ＧＯＩ特性が優れた
シリコンウェーハ１’を得ることができる。
によれば、パーフェクト領域Ｐ及びＲ−ＯＳＦの発生す
る領域Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリ
コンウェーハ１に、水素（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、
またはそれらの混合ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷
却の熱処理（ＲＴＡ処理）を施すので、シリコンウェー
ハ１の内部に存在するＯＳＦ等を核とした残留結晶欠
陥、研磨等の機械的加工に起因する残留加工起因欠陥等
が消失することとなり、その結果、ＧＯＩ特性が優れた
シリコンウェーハ１’を得ることができる。
【００４２】本実施形態のシリコンウェーハによれば、
ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工
に起因する残留加工起因欠陥等が消失し、ＧＯＩ特性が
非常に優れたものとなる。したがって、このシリコンウ
ェーハに作り込まれたデバイスの特性及び信頼性を向上
させることができ、引いては製品の歩留まりを向上させ
ることができる。
ＯＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工
に起因する残留加工起因欠陥等が消失し、ＧＯＩ特性が
非常に優れたものとなる。したがって、このシリコンウ
ェーハに作り込まれたデバイスの特性及び信頼性を向上
させることができ、引いては製品の歩留まりを向上させ
ることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシリコン
ウェーハの製造方法によれば、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、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘
起積層欠陥の発生する領域をＲとするとき、パーフェク
ト領域Ｐ及びリング状酸化誘起積層欠陥の発生する領域
Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリコンウ
ェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合ガス雰
囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施すので、Ｏ
ＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工に
起因する残留加工起因欠陥等を低減することができ、そ
の結果、ＧＯＩ特性を向上させることができる。また、
点欠陥の導入により、十分な広さのＤＺ、及び面内均一
なＢＭＤを実現することができ、優れたゲッタリング特
性を付与することができる。また、表面状態の劣化が無
いので、熱処理後の再研磨も不要になる。
ウェーハの製造方法によれば、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、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域をＶ、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、リング状酸化誘
起積層欠陥の発生する領域をＲとするとき、パーフェク
ト領域Ｐ及びリング状酸化誘起積層欠陥の発生する領域
Ｒを含むパーフェクト領域から切り出されたシリコンウ
ェーハに、水素、アルゴン、またはそれらの混合ガス雰
囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を施すので、Ｏ
ＳＦ等を核とした残留結晶欠陥、研磨等の機械的加工に
起因する残留加工起因欠陥等を低減することができ、そ
の結果、ＧＯＩ特性を向上させることができる。また、
点欠陥の導入により、十分な広さのＤＺ、及び面内均一
なＢＭＤを実現することができ、優れたゲッタリング特
性を付与することができる。また、表面状態の劣化が無
いので、熱処理後の再研磨も不要になる。
【００４４】本発明のシリコンウェーハによれば、酸素
濃度を１×１０17／ｃｍ3以上かつ１ ．２×１０18／ｃ
ｍ3以下としたので、表面に転位等が無く、結晶性に優
れている。したがって、このシリコンウェーハにデバイ
スを作り込んだ場合、デバイスの特性及び信頼性が向上
し、その結果、製品の歩留まりが向上し、製品のコスト
ダウンを図ることができる。
濃度を１×１０17／ｃｍ3以上かつ１ ．２×１０18／ｃ
ｍ3以下としたので、表面に転位等が無く、結晶性に優
れている。したがって、このシリコンウェーハにデバイ
スを作り込んだ場合、デバイスの特性及び信頼性が向上
し、その結果、製品の歩留まりが向上し、製品のコスト
ダウンを図ることができる。
【図１】 本発明の一実施形態のシリコンウェーハの製
造方法に適用されるボロンコフの理論を説明するための
説明図である。
造方法に適用されるボロンコフの理論を説明するための
説明図である。
【図２】 本発明の一実施形態のシリコンウェーハの製
造方法に用いられるインゴットの断面を示す模式図であ
る。
造方法に用いられるインゴットの断面を示す模式図であ
る。
【図３】 本発明の一実施形態のシリコンウェーハの製
造方法が適用される熱処理炉を示す概略構成図である。
造方法が適用される熱処理炉を示す概略構成図である。
【図４】 酸化膜耐圧良品率のＲＴＡ処理温度依存性を
示す図である。
示す図である。
【図５】 酸化膜耐圧良品率のＲＴＡ処理時間依存性を
示す図である。
示す図である。
【図６】 ピュアシリコンウェーハにＨ2ガス中でＲＴ
Ａ処理を施した場合のＧＯＩ評価結果を示す図である。
Ａ処理を施した場合のＧＯＩ評価結果を示す図である。
１ シリコンウェーハ
２ ピン
３ 反応室
３ａ 雰囲気ガス供給口
３ｂ 雰囲気ガス排出口
４ 赤外線ランプ
ｇ 雰囲気ガス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 新行内 隆之
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
Claims (5)
- 【請求項１】 熱処理を施すシリコンウェーハは、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、空孔型点欠陥が支配的に存
在する領域をＶ、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、リング状酸化誘起積層欠陥の発生する領域をＲとす
るとき、前記パーフェクト領域Ｐ及びリング状酸化誘起
積層欠陥の発生する領域Ｒを含むパーフェクト領域から
切り出されたシリコンウェーハであり、 該シリコンウェーハに、水素、アルゴン、またはそれら
の混合ガス雰囲気中にて急速加熱・急速冷却の熱処理を
施すことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 前記熱処理の温度は、１１３５℃以上か
つシリコンの融点以下であることを特徴とする請求項１
記載のシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 前記熱処理の時間は、６０秒を超えるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のシリコンウェー
ハの製造方法。 - 【請求項４】 前記急速冷却の冷却速度は、５℃／秒〜
６０℃／秒であることを特徴とする請求項１、２または
３記載のシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 シリコンウェーハの酸素濃度が１×１０
17／ｃｍ3以上かつ１．２×１０18／ｃｍ3以下であるこ
とを特徴とするシリコンウェーハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019920A JP2003224130A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019920A JP2003224130A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ |
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|---|---|
| JP2003224130A true JP2003224130A (ja) | 2003-08-08 |
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