JP2003249501A - アニールウエーハの製造方法及びシリコンウエーハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２００ｍｍ以上、特に３００ｍｍ以上の大口
径のシリコン単結晶ウェーハにおいても、高温熱処理の
際スリップ転位の発生及び成長を安定して抑制すること
ができ、ウェーハ表層の欠陥密度が低減され、高いゲッ
タリング能力を有する高品質のアニールウェーハを提供
する。 【解決手段】 アルゴンガス、水素ガス、またはこれら
の混合ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１
０〜６００分の高温熱処理を行ってアニールウエーハを
製造する方法において、前記シリコンウエーハとして、
ＯＳＦが発生する領域を有するが、該ＯＳＦ領域２が、
少なくとも該ウエーハ１の最外周部と、保持手段１０で
保持したときに該保持手段の先端に位置する部分には無
いものを用い、該シリコンウエーハを前記保持手段によ
り保持して前記高温熱処理の熱処理温度未満の温度のプ
レアニールを行った後、前記高温熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アニールウェーハ
の製造に関し、特に大口径のシリコンウエーハを高温熱
処理しても、スリップ転位の発生・成長を抑制すること
ができるアニールウェーハの製造方法および高温熱処理
してもスリップ転位が発生し難いシリコンウエーハに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デバイスプロセスの高集積化・微
細化が促進されており、シリコンウェーハに対して、表
層のデバイス活性領域の完全性と、バルク中における酸
素析出物（核）からなる内部微小欠陥（ＢＭＤ）の増加
等による金属などの不純物を捕獲するゲッタリング能力
の向上が求められている。

【０００３】ここでシリコンウエーハの欠陥等について
説明すると、一般に、チョクラルスキー法（ＣＺ法）に
よるシリコン単結晶引上げ装置により育成されたシリコ
ン単結晶には、原子空孔（Ｖａｃａｎｃｙ、以下Ｖと略
記することがある）と格子間シリコン（Ｉｎｔｅｒｓｔ
ｉｔｉａｌ−Ｓｉ、以下Ｉと略記することがある）の２
種類の点欠陥が発生し、原子空孔、つまりシリコン原子
の不足から発生する凹部が多い領域はＶ−領域、また、
余分なシリコン原子（格子間シリコン）が存在すること
により発生する転位や余分なシリコン原子の塊が多い領
域はＩ−領域と呼ばれている。そして、このＶ−領域と
Ｉ−領域の間には、原子の過不足がない（少ない）ニュ
ートラル領域（Ｎｅｕｔｒａｌ領域、以下Ｎ−領域）が
存在するとともに、Ｖ−領域とＩ−領域の境界付近には
熱酸化を行うことによりＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ：酸化
誘起積層欠陥）と呼ばれる欠陥が、結晶の成長軸に垂直
な断面内においてリング状に発生する欠陥の存在が確認
されている。

【０００４】これらの欠陥濃度は、ＣＺ法によりシリコ
ン単結晶を引き上げる際のシリコン単結晶の引上げ速度
（成長速度）Ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ）と固液界面近傍の引上
げ軸方向の結晶温度勾配Ｇ（℃／ｍｍ）との関係Ｖ／Ｇ
から決まることが知られており、結晶の欠陥分布とＶ／
Ｇは、概ね図６に示されるような関係がある。

【０００５】例えば引上げ速度が０．６ｍｍ／ｍｉｎ前
後以上と比較的高速の場合には、空孔タイプの点欠陥が
集合したボイド起因とされているグローンイン欠陥が結
晶径方向全域に高密度に存在し、この欠陥が存在する領
域はＶ−リッチ領域と呼ばれている。また、引上げ速度
が０．６ｍｍ／ｍｉｎ以下と低速になるにつれ、結晶の
周辺からＯＳＦがリング状に発生し、このリングの外側
に格子間シリコンタイプの点欠陥が集合した転位ループ
起因と考えられているＬ／Ｄ（Ｌａｒｇｅ Ｄｉｓｌｏ
ｃａｔｉｏｎ：格子間転位ループの略号、ＬＳＥＰＤ、
ＬＦＰＤ等）の欠陥が低密度に存在する。これらの欠陥
が存在する領域はＩ−リッチ領域と呼ばれている。

【０００６】ＣＺ法によってシリコン単結晶を育成する
際には、一般に、生産性の向上等のためにＶ−リッチ領
域となる成長条件で行われることが多い。このときウエ
ーハのゲッタリング能力の一層の向上等のために、育成
するシリコン単結晶に窒素をドープすることも行われて
いる。それによって、酸素析出が促進され、またグロー
ンイン欠陥の成長が抑制されたシリコン単結晶を製造す
ることができる。

【０００７】そして、この窒素をドープしたシリコン単
結晶からスライスされ、研磨された鏡面ウエーハに対し
て、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガス
雰囲気で、１１００〜１３５０℃で１０〜６００分程度
の高温熱処理（高温アニール）を行うことにより、ウエ
ーハ表層の前記空孔が集合したボイド起因の結晶欠陥を
消滅させ、またバルク中の酸素析出物の密度を増加させ
てＩＧ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）効果
を持たせたウエーハ（窒素ドープアニールウエーハ）を
製造することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ＣＺ法
によってＶ−リッチ領域が優勢となる成長条件において
窒素をドープしてシリコン単結晶を育成した場合、この
シリコン単結晶から作製したシリコンウエーハには、ウ
エーハの中央領域でＣＯＰ等のサイズの大きいグローン
イン欠陥が発生しており、またシリコンウエーハの周辺
部では必ずＯＳＦがリング状に発生していた。すなわ
ち、窒素をドープするとＯＳＦが発生する領域が広が
り、特に２００ｍｍ以上の大口径のウエーハに窒素ドー
プすると、このＯＳＦリングの発生を抑制することが困
難となる。

【０００９】そしてこのようなシリコンウエーハに前記
のような高温熱処理を行う場合、特に、直径が２００ｍ
ｍあるいは３００ｍｍの大口径のウエーハであると、ウ
ェーハ裏面から表面に貫通するスリップ転位が顕著に発
生する場合があった。スリップ転位はデバイス工程で更
に成長し、デバイス工程での不良の原因となり、歩留り
を低下させる要因の一つとなっていた。

【００１０】このようなスリップ転位の発生・成長を抑
制する方法として、高温熱処理を行う前に高温熱処理の
温度よりも低い温度で加熱（プレアニール）を行って酸
素析出物の成長を促進させ、その後高温熱処理を行う方
法がある（特願２００２−０１８５８４号参照）。この
方法では、高温熱処理の前に酸素析出物を成長させてお
くことで、その後の高温熱処理におけるスリップ転位の
発生・成長を抑制させる効果を奏している。

【００１１】ところが、ＯＳＦリングが発生する領域を
有する、特に、直径が２００ｍｍ〜３００ｍｍ、あるい
はそれ以上の大口径のシリコンウエーハの場合、上記の
ようなプレアニールを行って酸素析出物の成長を促進さ
せた後で高温熱処理を行っても、ウエーハの外周部近く
にスリップ転位の発生・成長が見られる場合が多かっ
た。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、本発明の主な目的は、２００ｍｍ以上、特に３
００ｍｍ以上の大口径のシリコン単結晶ウェーハにおい
ても、高温熱処理の際スリップ転位の発生及び成長を安
定して抑制することができ、ウェーハ表層の欠陥密度が
低減され、高いゲッタリング能力を有する高品質のアニ
ールウェーハを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特に大口
径のシリコン単結晶ウェーハを高温熱処理する際に発生
するスリップ転位について鋭意検討を行った。そして、
直径３００ｍｍのシリコンウエーハをＸＲＴ（Ｘ線トポ
グラフ法）で観察したところ、前記のようなプレアニー
ルを行った後でも、酸素析出物からなる内部微小欠陥
（ＢＭＤ）が少ない領域が存在し、その領域がウエーハ
の最外周部やウエーハを保持するボート等の保持手段の
先端に位置する部分に存在すると、高温熱処理後にスリ
ップ転位が発生もしくは成長し易いことがわかった。そ
して前記のようなプレアニールにより酸素析出物の成長
を促進させたとき、ＯＳＦ領域のＢＭＤ密度は、他の領
域に比べて少なくなることが分かった。

【００１４】さらに調査したところ、例えば、縦型の熱
処理炉内でウエーハを保持手段に載置して保持した場
合、図３で示されるように、ウエーハ１とボートの保持
手段１０との接触領域の最外周部３（単に、「ウエーハ
の最外周部」ということがある。）とボートの保持手段
１０の先端に位置する部分４が、接触するほかの部分に
比べて強い負荷が掛かってこの２点においてストレスが
発生するので、高温熱処理の際にスリップが成長し易い
ことが分かった。

【００１５】これらの知見から、本発明者らは、ウエー
ハ面内のうち、比較的強い負荷が掛かるウエーハの最外
周部とウエーハの保持手段の先端に位置する部分におい
て十分に酸素析出物を成長させて高温熱処理を行えば、
スリップ転位の発生あるいは成長を抑制することができ
ることに想到した。

【００１６】そこで本発明によれば、前記目的を達成す
るため、シリコンウエーハを熱処理炉内で保持し、アル
ゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガス雰囲気
下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分の高
温熱処理を行ってアニールウエーハを製造する方法にお
いて、前記シリコンウエーハとして、ＯＳＦ（酸化誘起
積層欠陥）が発生する領域を有するが、該ＯＳＦ領域
が、少なくとも該ウエーハの最外周部と、保持手段で保
持したときに該保持手段の先端に位置する部分には無い
ものを用い、該シリコンウエーハを前記保持手段により
保持して前記高温熱処理の熱処理温度未満の温度のプレ
アニールを行った後、前記高温熱処理を行うことを特徴
とするアニールウエーハの製造方法が提供される（請求
項１）。

【００１７】このように、ＯＳＦ領域を有するが、少な
くともウエーハの最外周部と保持手段の先端に位置する
部分には無いシリコンウエーハであれば、上記のような
プレアニールを行うことにより、ウエーハに強い負荷が
かかる部分でＯＳＦが存在せず、酸素析出物の成長が促
され、ＢＭＤを十分増加させることができる。そのた
め、その後高温熱処理を行う際、ウエーハの最外周部と
保持手段の先端に位置する部分に自重による比較的強い
ストレスが生じていても、スリップ転位の発生・成長を
効果的に防ぐことができるとともに、高温熱処理により
ウェーハ表層の欠陥密度が低減され、高いゲッタリング
能力を有する高品質のアニールウェーハを製造すること
ができる。

【００１８】この場合、シリコンウエーハとして、窒素
を１×１０^１４／ｃｍ^３未満含有するものを用いること
が好ましい（請求項２）。シリコン単結晶に窒素をドー
プすることによって、酸素析出核の発生を促進できる
が、窒素濃度が高すぎる場合、ＯＳＦ領域内に転位クラ
スター等の２次欠陥が発生する問題がある。したがっ
て、シリコン単結晶を育成する際にドープされる窒素の
濃度は、１×１０^１４／ｃｍ^３未満とすることが好まし
い。

【００１９】また、シリコンウエーハとして、直径２０
０ｍｍ以上のものを用いることが好ましい（請求項
３）。直径２００ｍｍ以上の大口径のシリコンウエーハ
は自重が大きいため、これを高温熱処理するとスリップ
転位が発生し易いが、本発明では、他の部分より強い負
荷が掛かるウエーハの最外周部と保持手段の先端に位置
する部分におけるＢＭＤ密度をプレアニールで確実に高
めることができるので、大口径のシリコンウエーハであ
っても、その後の高温熱処理におけるこれらの部分での
スリップ転位の発生を効果的に防ぐことができる。

【００２０】プレアニールは、１０００℃以下で行うこ
とが好ましい（請求項４）。このようにプレアニールを
１０００℃以下で行えば、スリップ転位を発生させずに
酸素析出物を好適に成長させることができる。

【００２１】また、熱処理炉としては、縦型のものを好
適に使用することができる（請求項５）。大口径ウエー
ハは主に縦型熱処理炉を用いて熱処理されるが、この場
合、一般的にウエーハの外周部を水平に保持し、ウエー
ハ最外周部と保持手段の先端に位置する部分に自重によ
るストレスがかかることになる。しかし、本発明では、
これらの部分で酸素析出物を十分に成長させることがで
きるため、縦型熱処理炉を用いて高温熱処理を行って
も、スリップ転位の発生を防ぐことができる。

【００２２】さらに本発明によれば、ＯＳＦ（酸化誘起
積層欠陥）が発生する領域を有するシリコンウエーハで
あって、前記ＯＳＦ領域が、少なくとも該ウエーハの最
外周部と最外周部から５〜８ｍｍ以内の部分には無く、
かつ該ＯＳＦ領域が無い部分のＢＭＤ（内部微小欠陥）
密度が１×１０^９ｐｃｓ／ｃｍ^３以上であることを特徴
とするシリコンウエーハが提供される（請求項６）。

【００２３】シリコンウエーハを熱処理炉内で高温熱処
理する際、ウエーハの外周部を保持手段で保持すると、
保持手段の先端は一般的にウエーハの最外周部から５〜
８ｍｍ以内の部分に位置することとなる。そのため、ウ
エーハの最外周部と保持手段の先端が当たる上記部分
は、高温熱処理の際、他の部分と比べて強いストレスが
掛かってスリップ転位が発生し易い。

【００２４】しかし、上記のようにＯＳＦ領域がウエー
ハの最外周部と最外周部から５〜８ｍｍ以内の部分に無
く、かつ該ＯＳＦ領域が無い部分のＢＭＤ密度が１×１
０^９ｐｃｓ／ｃｍ^３以上であるシリコンウエーハであれ
ば、ウエーハの最外周部と保持手段の先端が当たる部分
でのＢＭＤ密度が高くなっているので、これを高温熱処
理してもスリップ転位の発生・成長が抑制され、高品質
のアニールウエーハとすることができる。

【００２５】また、シリコンウエーハは、１×１０^１４
／ｃｍ^３未満の窒素を含有していることが好ましい（請
求項７）。このような所定濃度の窒素を含有するシリコ
ンウエーハであれば、酸素析出物の成長を促進できると
ともに、窒素濃度が高すぎる場合にＯＳＦ領域内に発生
する転位クラスター等の２次欠陥の無いアニールウエー
ハとすることができる。

【００２６】また、シリコンウエーハは、直径２００ｍ
ｍ以上のものであることが好ましい（請求項８）。大口
径のシリコンウエーハは自重が大きいため、これを高温
熱処理すると、特にウエーハの最外周部と保持手段の先
端が接触する部分でスリップ転位が発生し易いが、本発
明に係るシリコンウエーハでは、これらの部分でＯＳＦ
領域が無く、ＢＭＤ密度が高くなっているため、直径２
００ｍｍ以上の大口径のシリコンウエーハであっても、
高温熱処理の際のスリップ転位の発生・成長が抑制さ
れ、高品質のアニールウエーハとすることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。

【００２８】本発明者らは、ＢＭＤ密度とスリップ転位
の長さ（全長）との関係を調べたところ、図４に示され
る結果が得られた。すなわち、ＢＭＤ密度が１０^９ｐｃ
ｓ／ｃｍ^３以上の場合は、高温熱処理を行っても、発生
するスリップ転位の長さを小さくすることができること
が分かる。また、プレアニール後のＢＭＤ密度とＯＳＦ
リングとの関係を調べたところ、図５に示される結果が
得られた。すなわち、プレアニール後、ＯＳＦリングが
発生する領域においてはＢＭＤ密度が低く、１０^９ｐｃ
ｓ／ｃｍ^３に満たないことが分かった。

【００２９】これらのことから、ＯＳＦリングが発生す
る領域は、プレアニールを行っても酸素析出物の成長が
十分でなく、すなわちＢＭＤ密度が小さく、スリップ転
位が発生し易いことが分かる。そして、このようなＯＳ
Ｆ領域が、強い負荷が掛かるウエーハの最外周部とボー
トの保持手段の先端に位置する部分にあると、これを高
温熱処理した際にこれらの部分からスリップ転位が発生
し易くなる。

【００３０】そこで、本発明のアニールウエーハの製造
では、シリコンウエーハを熱処理炉内で保持し、アルゴ
ンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガス雰囲気下、
１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分の高温熱
処理を行ってアニールウエーハを製造する際、シリコン
ウエーハとして、ＯＳＦリングが発生する領域を有する
が、該ＯＳＦ領域が、少なくとも該ウエーハの最外周部
と、保持手段で保持したときに該保持手段の先端に位置
する部分には無いものを用い、該シリコンウエーハを前
記保持手段により保持して前記高温熱処理の熱処理温度
未満の温度のプレアニールを行った後、前記高温熱処理
を行うようにした。

【００３１】まず、本発明で使用するシリコンウエーハ
について説明する。ＯＳＦ領域が、少なくとも該ウエー
ハの最外周部と、保持手段で保持したときに該保持手段
の先端に位置する部分には無いシリコンウエーハとは、
主に図１及び図２に示される態様のものが挙げられる。

【００３２】図１に示されるシリコンウエーハ１は、Ｏ
ＳＦリング２がウエーハ１の周辺部に発生するが、この
ＯＳＦリング２はウエーハ１の最外周部には無く、ま
た、保持手段１０で保持したとき、保持手段１０の先端
がＯＳＦリング２よりもウエーハの内側に位置すること
になる。すなわち、保持手段１０がＯＳＦリング２を跨
ぐように、あるいは横切るようにしてウエーハ１を保持
することになるので、保持手段１０の先端はＯＳＦ領域
２に位置しないことになる。

【００３３】一方、図２に示されるシリコンウエーハ１
１は、中央部のみにＯＳＦ領域１２が発生するものであ
って、熱処理する際、ＯＳＦ領域でないウエーハの外周
部が保持手段１０により保持されるものである。すなわ
ち、ウエーハの最外周部にはＯＳＦ領域が無く、また、
保持手段１０はウエーハ中央部のＯＳＦ領域１２に掛か
らないため、保持手段１０の先端がＯＳＦ領域１２に位
置しないことになる。なお、このウエーハ中央部のＯＳ
Ｆ領域１２は、リング状であっても、図２のように中央
部全体に発生していても良い。

【００３４】このように、上記いずれの態様のウエーハ
１，１１もＯＳＦ領域２，１２を有するが、ストレスが
発生しやすいウエーハの最外周部と保持手段の先端に位
置する部分にはＯＳＦ領域が無いことになる。

【００３５】なお、ＯＳＦ領域の具体的な大きさや位置
に関しては、保持手段によってウエーハを保持する位置
が異なるため、保持手段の形状、保持位置等に応じて適
宜決めれば良いが、例えば、使用する熱処理炉が縦型の
ものであれば、通常、保持手段の先端はウエーハの最外
周部から５〜８ｍｍ以内のところに位置することにな
る。従って、このような縦型熱処理炉を用いる場合に
は、シリコンウエーハとしては、図１または図２で表さ
れるいずれの態様のものであっても、ＯＳＦ領域が、少
なくともウエーハの最外周部と最外周部から５〜８ｍｍ
以内の部分には無いものを用いれば良い。

【００３６】本発明で使用される上記のようなウエーハ
は、前記Ｖ／Ｇに基づいてＯＳＦ領域の大きさ、位置等
を調節してＣＺ法により製造することができる。すなわ
ち、ＣＺ法によりシリコン単結晶育成の際に単結晶中に
発生する結晶欠陥の分布は、前述したように、シリコン
単結晶の引上げ速度Ｖと固液界面近傍の引上げ軸方向の
結晶温度勾配Ｇとの関係Ｖ／Ｇによって決定される（図
６）。従って、所望の位置にＯＳＦ領域が形成されるよ
うにＶ／Ｇ等の結晶成長条件を制御してシリコン単結晶
インゴットを育成し、これをシリコンウエーハに加工す
れば良い。このとき、シリコン単結晶に窒素をドープす
ると、ＯＳＦが発生する領域が拡大されるので、これを
勘案してＶ／Ｇ値を制御する必要がある。

【００３７】また、シリコン単結晶に窒素をドープする
ことによって、シリコン単結晶内の酸素析出核の発生を
増加させる効果を得ることができる。特に、ＯＳＦ領域
が無い部分のＢＭＤ密度は、前記したように１×１０^９
ｐｃｓ／ｃｍ^３以上であればスリップ転位の発生・成長
を効果的に抑制することができるので（図４）、プレア
ニールによりそのようなＢＭＤ密度となるような窒素濃
度及び酸素濃度とすることが好ましい。例えば、窒素を
１×１０^１３ 〜９．９×１０^１３／ｃｍ^３、酸素を８
〜１６ｐｐｍ含有するものをプレアニールすることで、
ＯＳＦ領域が無い部分のＢＭＤ（内部微小欠陥）密度を
１×１０^９ｐｃｓ／ｃｍ^３以上にし、スリップ転位の発
生を抑制させることができる。

【００３８】なお、シリコン単結晶にドープされる窒素
濃度が高すぎる場合、ＯＳＦ領域内に転位クラスター等
の２次欠陥が発生する問題がある。このような２次欠陥
がシリコンウエーハに発生し、その後のプレアニール及
び高温熱処理を行っても欠陥を消滅できずにアニールウ
エーハ表層に残存してしまうと、その後のデバイス工程
における歩留りを低下させる原因となる。したがって、
シリコン単結晶を育成する際にドープされる窒素の濃度
は、１×１０^１４／ｃｍ^３未満とすることが好ましく、
そうすることによって、所望の位置にＯＳＦがウエーハ
に発生する条件でシリコン単結晶を育成することができ
るとともに単結晶内の酸素析出核の発生を増加させるこ
とができる上、２次欠陥の発生を抑制することもでき
る。

【００３９】次に、プレアニールと、その後の高温熱処
理について説明する。本発明では、上記のようにＯＳＦ
が発生する領域を有するが、該ＯＳＦ領域が、少なくと
もウエーハの最外周部と、保持手段で保持したときに該
保持手段の先端に位置する部分には無いシリコンウエー
ハに対し、高温熱処理を行う前にプレアニールを行う。
すなわち、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混
合ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜
６００分の高温熱処理を行う前に、この高温熱処理温度
未満の温度でプレアニールを行う。

【００４０】これにより、ウエーハにスリップ転位を発
生・成長させることなくウエーハ中の酸素析出物をその
後の高温熱処理でスリップ転位の成長を抑制できるサイ
ズ・密度に成長させることができる。特に、ウエーハの
最外周部と、保持手段の先端に位置する部分はＯＳＦ領
域ではないため、これらの部分では酸素析出物を十分に
成長させ、確実にＢＭＤ密度を高めることができる。

【００４１】この時、プレアニールの温度は、９５０℃
未満では酸素析出物の成長に時間がかかるため効率的で
なく、また１０５０℃を超えるとスリップ転位が顕著に
発生するおそれがある。そのため、プレアニールの温度
は、９５０〜１０５０℃、特に１０００℃以下が好まし
い。すなわち、プレアニールを行う温度範囲を９５０℃
以上とすることにより、時間をかけることなく効率的に
酸素析出物を成長させることができ、また１０５０℃以
下とすることによって、プレアニールにおいてスリップ
転位を成長させることなく酸素析出物を成長させること
ができる。

【００４２】なお、プレアニールは、２段階で行っても
良く、また、高温熱処理温度未満の温度で一定時間保持
することによって行われるだけではなく、高温熱処理温
度までの昇温速度を低速化することによって行うことも
できる。

【００４３】プレアニール後、ウエーハの最外周部と保
持手段の先端に位置する部分では酸素析出物が十分に成
長しているため、その後、上記の高温熱処理を行うこと
によって、ウエーハの最外周部と、保持手段の先端に位
置する部分でスリップ転位を成長させることなくウエー
ハ表面近傍の欠陥を確実に消滅させることができる。

【００４４】尚、上記プレアニールと高温熱処理は、ウ
エーハを熱処理炉から取り出すことなく連続的に行って
も良いし、プレアニール後一旦降温してウエーハを炉か
ら取り出し、あらためて熱処理炉に投入して高温熱処理
を行っても良い。

【００４５】また、上記の熱処理工程において、高温熱
処理温度未満の温度のプレアニールを少なくとも２時間
以上で１段階行い、その後高温熱処理を行うことによっ
て、熱処理工程中に発生するスリップ転位を確実に抑制
できるとともに、ウエーハ表層の結晶欠陥低減の効果を
さらに高めることができる。

【００４６】このようにして、アニールウエーハを製造
することによって、ウエーハ表層の結晶欠陥が低減さ
れ、特に、直径２００ｍｍ以上の大口径のウエーハであ
っても、負荷がかかり易いウエーハの最外周部と保持手
段の先端に位置する部分でのスリップ転位の発生・成長
を確実に防ぐことができる。またバルク中の成長したＢ
ＭＤによるゲッタリング能力も高いため、高品質のアニ
ールウエーハとすることができる。

【００４７】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。 （実施例及び比較例）窒素含有量が５×１０^１３ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ^３（計算値）、酸素含有量が１２ｐｐｍａで
あって、異なる部分にＯＳＦ領域が発生するＶ／Ｇ値の
条件でシリコン単結晶インゴットを育成させ、このイン
ゴットから切り出した直径３００ｍｍのシリコンウエー
ハＡ〜Ｄを用意した。

【００４８】各ウエーハのＯＳＦ領域は以下の通りであ
る。 Ａ：全面がＯＳＦ領域。 Ｂ：ＯＳＦリングが、ウエーハの最外周部から保持手段
の先端を越える部分にかけてある。 Ｃ：ＯＳＦリングが、ウエーハの最外周部と保持手段の
先端位置には無く、その間にある。 Ｄ：ＯＳＦリングが、保持手段の先端よりもウエーハの
内側にある。

【００４９】これらのウエーハを、熱処理条件として６
００℃で炉に投入した。ボートスピードを５０ｍｍ／ｍ
ｉｎとして１０００℃まで昇温し、１０００℃で４時間
保持した後、さらに１２００℃まで昇温して１２００℃
で１時間保持した。その後降温し、７００℃でウエーハ
を取り出した。

【００５０】高温熱処理後の各ウエーハにおけるスリッ
プ転位の発生の有無についてＸＲＴで評価を行った。こ
こでの評価は、発生したスリップ転位が最も長かったウ
エーハＡのスリップ転位の長さ（全長）を１としてこれ
との比で表した。結果を表１に示した。

【００５１】

【表１】

【００５２】また、プレアニール（１０００℃、４時
間）を行わずに高温熱処理を行ったところ、ウェーハ
Ｃ，Ｄにもスリップの発生が見られた。

【００５３】これらの結果から、ウエーハＣ又はＤを用
い、プレアニールを行ってＢＭＤ密度を増加させたウェ
ーハは、その後の高温熱処理を行っても、ウエーハの最
外周部や保持部の付近でのスリップ発生を抑制すること
ができることが分かる。

【００５４】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。例えば、使用する熱処理炉は横型のものでもよく、
保持手段の形状や数に関しても上記例に限定されるもの
ではない。また、保持手段は千差万別で、例えばその先
端位置を変更できるようなものであっても、ウエーハの
最外周部と保持手段の先端位置でＯＳＦ領域が無いよう
に保持してプレアニール行うことにより所定のＢＭＤ密
度とし、その後高温熱処理を行えば良い。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、シリコンウエーハとし
て、ＯＳＦリングが発生する領域を有するが、このＯＳ
Ｆ領域が、少なくとも該ウエーハの最外周部と、保持手
段で保持したときに該保持手段の先端に位置する部分に
は無いものを用い、これにプレアニールを行ってウエー
ハの最外周部と保持手段の先端に位置する部分でＢＭＤ
密度を確実に高くした後、高温熱処理を行うため、直径
２００ｍｍ以上の大口径のウエーハであっても、スリッ
プ転位の発生・成長を確実に防ぐことができる。このよ
うに製造されたアニールウエーハは、スリップ転位が無
い上、ウエーハ表層の結晶欠陥が低減され、バルク中の
成長したＢＭＤによるゲッタリング能力も高いため、高
品質のアニールウエーハとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＯＳＦ領域がウエーハの最外周部と保持手段の
先端に位置する部分には無いシリコンウエーハの一例を
示す図である。 （Ａ）平面図 （Ｂ）部分拡大図

【図２】ＯＳＦ領域がウエーハの最外周部と保持手段の
先端に位置する部分には無いシリコンウエーハの他の例
を示す図である。 （Ａ）平面図 （Ｂ）部分拡大図

【図３】ウエーハを保持したときのウエーハと保持手段
の接触部分を示す図である。

【図４】ＢＭＤ密度とスリップ転位の長さとの関係を示
すグラフである。

【図５】ＢＭＤ密度とＯＳＦリングとの関係を示すグラ
フである。

【図６】欠陥分布とＶ／Ｇとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１，１１…シリコンウエーハ、 ２，１２…ＯＳＦ領域
（ＯＳＦリング）、３…ウエーハの最外周部、 ４…保
持手段の先端位置の部分、 １０…保持手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曲 偉峰 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社半導体磯部研究所内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EB01 FE11 HA12 5F004 AA14 AA16 BA19 DA23 DA24 DB01 EA34

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコンウエーハを熱処理炉内で保持
   し、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガス
   雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００
   分の高温熱処理を行ってアニールウエーハを製造する方
   法において、前記シリコンウエーハとして、ＯＳＦ（酸
   化誘起積層欠陥）が発生する領域を有するが、該ＯＳＦ
   領域が、少なくとも該ウエーハの最外周部と、保持手段
   で保持したときに該保持手段の先端に位置する部分には
   無いものを用い、該シリコンウエーハを前記保持手段に
   より保持して前記高温熱処理の熱処理温度未満の温度の
   プレアニールを行った後、前記高温熱処理を行うことを
   特徴とするアニールウエーハの製造方法。
2. 【請求項２】 前記シリコンウエーハとして、窒素を１
   ×１０^１４／ｃｍ^３未満含有するものを用いることを特
   徴とする請求項１に記載のアニールウエーハの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記シリコンウエーハとして、直径２０
   ０ｍｍ以上のものを用いることを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載のアニールウエーハの製造方法。
4. 【請求項４】 前記プレアニールを、１０００℃以下で
   行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
   か１項に記載のアニールウエーハの製造方法。
5. 【請求項５】 前記熱処理炉として、縦型のものを使用
   することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
   か１項に記載のアニールウエーハの製造方法。
6. 【請求項６】 ＯＳＦ（酸化誘起積層欠陥）が発生する
   領域を有するシリコンウエーハであって、前記ＯＳＦ領
   域が、少なくとも該ウエーハの最外周部と最外周部から
   ５〜８ｍｍ以内の部分には無く、かつ該ＯＳＦ領域が無
   い部分のＢＭＤ（内部微小欠陥）密度が１×１０^９ｐｃ
   ｓ／ｃｍ^３以上であることを特徴とするシリコンウエー
   ハ。
7. 【請求項７】 前記シリコンウエーハが、１×１０^１４
   ／ｃｍ^３未満の窒素を含有していることを特徴とする請
   求項６に記載のシリコンウエーハ。
8. 【請求項８】 前記シリコンウエーハが、直径２００ｍ
   ｍ以上のものであることを特徴とする請求項６又は請求
   項７に記載のシリコンウエーハ。