JP2004265904A - Soi wafer and its manufacturing method - Google Patents

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JP2004265904A JP2003015396A JP2003015396A JP2004265904A JP 2004265904 A JP2004265904 A JP 2004265904A JP 2003015396 A JP2003015396 A JP 2003015396A JP 2003015396 A JP2003015396 A JP 2003015396A JP 2004265904 A JP2004265904 A JP 2004265904A
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昌弘 櫻田
Nobuaki Mitamura
伸晃 三田村
Izumi Fusegawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SOI wafer in which the insulating property of an interlayer insulating oxide film is maintained at a high level even when the film is formed to have an extremely thin thickness of, for example, ≤100 nm and which is high in electrical reliability in a device manufacturing process. <P>SOLUTION: This SOI wafer on which an active silicon layer 27 is formed is manufactured by reducing the thickness of a bond wafer 21 composed of a single silicon crystal after the wafer 21 is stuck to a base wafer 22 also composed of a single silicon crystal through an oxide film 23. The single silicon crystal forming the base wafer 22 is grown by the Czochralski method, and the whole surface of the wafer 22 is in an N region on the outside of an OSF region and does not contain the defective region detected by the Cu deposition method. It is preferable that the base wafer 22 is formed by the ion-implanting peeling method, and the bond wafer 21 forming the active silicon layer 27 is also composed of a similar single silicon crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、SOIウェーハ、特に、電気的信頼性が極めて高い高品質のSOIウェーハ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、デバイス用基板として、支持基板上にシリコン活性層(SOI層)が形成されたSOIウエーハが広く利用されている。このようなSOIウエーハの製造方法として、例えば、2枚のシリコンウエーハ同士を酸化膜を介して貼り合わせて製造する、いわゆる貼り合わせ法が知られている。
【0003】
貼り合わせ法の一つであるイオン注入剥離法では、シリコン活性層となるシリコンウエーハ(ボンドウエーハ)あるいは支持基板となるシリコンウエーハ(ベースウエーハ)の表面に絶縁層として酸化膜(埋め込み酸化膜、層間絶縁酸化膜などとも呼ばれる)を形成し、ボンドウエーハの片側の表面から水素等のイオンをイオン注入してウエーハ内部にイオン注入層(微小気泡層)を形成する。さらに、ボンドウエーハのイオン注入した側の面を、酸化膜を介してベースウエーハと貼り合わせた後、熱処理によりイオン注入層を境界として剥離する。これによりベースウエーハ上に酸化膜を介して薄いシリコン活性層が形成されたSOIウェーハを得ることができる。なお、剥離後、シリコン活性層とベースウエーハとの結合力を高めるための熱処理(結合熱処理)や、表面の酸化膜を除去するためのフッ酸洗浄などを行う場合もある。
【0004】
このようなSOIウエーハの製造に使用するシリコンウエーハとしては、一般的に、チョクラルスキー法(CZ法)により育成されたシリコン単結晶を用いることができるが、近年、シリコン活性層や埋め込み酸化膜の薄膜化要求が増しており、使用するシリコンウエーハの品質要求が厳しくなっている。
特に、シリコン活性層となるボンドウエーハについては、欠陥の少ないシリコン単結晶を育成し、これから得た高品質のシリコンウエーハを使用することが提案されている。
【0005】
ここで、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育成する際の引き上げ速度と、育成されるシリコン単結晶の欠陥との関係について説明する。
通常の結晶中固液界面近傍の温度勾配Gが大きい炉内構造(ホットゾーン:HZ)を使用したCZ引上げ機で結晶軸方向に成長速度Vを高速から低速に変化させた場合、図9に示したような欠陥分布図として得られることが知られている。
【0006】
図9においてV領域とは、空孔(Vacancy)、つまりシリコン原子の不足から発生する凹部、穴のようなものが多い領域であり、I領域とは、余分なシリコン原子である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のことである。そして、V領域とI領域の間には、原子の不足や余分が無い(少ない)ニュートラル(Neutral、以下Nと略記することがある)領域が存在し、また、V領域の境界近辺にはOSF(酸化誘起積層欠陥、Oxidation Induced Stacking Fault)と呼ばれる欠陥が、結晶成長軸に対する垂直方向の断面で見た時に、リング状に分布(以下、OSFリングということがある)していることも確認されている。
【0007】
そして、成長速度が比較的高速の場合には、空孔型の点欠陥が集合したボイド起因とされているFPD、LSTD、COP等のグローンイン欠陥が結晶径方向全域に高密度に存在し、これらの欠陥が存在する領域はV領域となる。また、成長速度の低下に伴い、OSFリングが結晶の周辺から発生し、このリングの外側(低速側)にN領域が発生し、さらに、成長速度を低速にすると、OSFリングがウエーハの中心に収縮して消滅し、全面がN領域となる。さらに低速にすると、格子間シリコンが集合した転位ループ起因と考えられているL/D(Large Dislocation:格子間転位ループの略号、LSEPD、LFPD等)の欠陥(巨大転位クラスタ)が低密度に存在し、これらの欠陥が存在する領域はI領域(L/D領域ということがある)となる。
【0008】
そして、V領域とI領域の中間でOSFリングの外側のN領域は、空孔起因のFPD、LSTD、COPも、格子間シリコン起因のLSEPD、LFPDも存在しない領域となる。なお、最近では、N領域をさらに分類すると、図9に示されているように、OSFリングの外側に隣接するNv領域(空孔の多い領域)とI領域に隣接するNi領域(格子間シリコンが多い領域)とがあり、Nv領域では、熱酸化処理した際に酸素析出量が多く、Ni領域では酸素析出が殆ど無いことがわかっている。
【0009】
このようなN領域は、従来、ウエーハ面内では一部分にしか存在しなかったが、引上げ速度(V)と結晶固液界面軸方向温度勾配(G)の比であるV/Gを制御することで図9に示されるようにN領域が横全面(ウェーハ全面)に広がった結晶も製造できるようになっている。
そこで、SOIウエーハの製造においても、ボンドウエーハとして全面N領域となるシリコン単結晶ウエーハを用いる方法が提案されている。例えば、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を引上げる際、引き上げ速度Vと引上げ軸方向の結晶固液界面の温度勾配Gとの比(V/G)を所定の範囲内に制御してシリコン単結晶を引上げ、ボンドウエーハとして、N領域のシリコンウエーハを使用したSOIウエーハが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
【0010】
一方、ベースウエーハについては、本来、絶縁膜を介したSOI層を支持するために必要なものであり、その表面に直接素子形成が行われるわけではない。そのため、抵抗値などが製品規格から外れたダミーグレードのシリコンウエーハをベースウエーハとして使用することも提案されている(特許文献3参照。)。
【0011】
一般的には、ベースウエーハとしては、品質と生産性の向上等を考慮し、図9に示されるように高速の引き上げ速度で成長させたV領域、あるいはOSF領域やNv領域を一部に含む程度のシリコン単結晶を育成し、このように高速成長させたシリコン単結晶から鏡面状に加工したシリコンウエーハが広く使用されている。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−146498号公報(第5−8頁)
【特許文献2】
特開2001−44398号公報(第2−4頁、図1)
【特許文献3】
特開平11−40786号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように高速成長させたシリコン単結晶から得たシリコンウエーハの表面およびバルク内は空孔が集合したCOPのような空孔欠陥が高密度に形成されており、表面にサイズが50nm以上の微小ピット欠陥が多数存在している。そして、このような微小ピット欠陥が多数存在するシリコンウエーハをベースウエーハとして使用してSOIウエーハを製造すると、特に、近年要求されている絶縁酸化膜の厚さを薄く形成した場合、高絶縁性が維持されず、電気的信頼性を損なうという問題が生じてきた。
【0014】
そこで、本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、層間絶縁酸化膜の厚さが例えば100nm以下となるほど極めて薄く形成した場合であっても、高絶縁性が維持され、デバイス作製工程における電気的信頼性が高いSOIウェーハを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、それぞれシリコン単結晶からなるベースウエーハとボンドウエーハとを、酸化膜を介して貼り合わせた後、前記ボンドウエーハを薄膜化することによりシリコン活性層が形成されたSOIウエーハであって、前記ベースウエーハが、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面がOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものからなることを特徴とするSOIウエーハが提供される(請求項1)。
【0016】
このようにベースウエーハの全面がOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないCZシリコン単結晶からなるSOIウエーハであれば、ベースウエーハの表面に微小欠陥が存在しないため、ベースウエーハ上の絶縁酸化膜の厚さが例えば100nmを下回るような薄いものの場合でも、ベースウエーハ表面の欠陥の影響を受けて絶縁破壊特性の劣化が生じることがなく、電気的信頼性が極めて高いSOIウエーハとなる。
【0017】
この場合、SOIウエーハは、前記ボンドウエーハにイオン注入を行い、形成されたイオン注入層で剥離することで前記ボンドウエーハの薄膜化を行うイオン注入剥離法により形成されたものであることが好ましい(請求項2)。
貼り合わせ法としては、ボンドウエーハとベースウエーハを貼り合わせた後、ボンドウェーハを研削・研磨により薄膜化してSOIウエーハとすることもできるが、この場合SOI層の厚さは比較的厚いものとなる。一方、イオン注入剥離法によれば、イオン注入層の深さ、すなわちSOI層の厚さを近年要求されている極めて薄いレベルとすることができ、極めて高品質のSOIウエーハとすることができる。
【0018】
前記酸化膜の厚さは、10〜100nmの範囲とすることができる(請求項3)。
近年、層間絶縁酸化膜の厚さを例えば50nm程度とすることが要求されているが、本発明のSOIウエーハは、このように極めて薄い酸化膜を形成したものとしても、絶縁破壊特性が劣化されず、高絶縁性が保たれたものとなる。
【0019】
また、前記シリコン活性層は、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、全面にわたってOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものからなることが好ましい(請求項4)。
このようにシリコン活性層も全面がOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないCZシリコン単結晶からなるものであれば、デバイス形成領域に欠陥がないものとなるし、また、弗酸洗浄を行ってもシリコン活性層の欠陥を介してシリコン活性層や埋め込み酸化膜が破壊されることもない、極めて高品質のSOIウエーハとなる。
【0020】
さらに本発明によれば、上記のようなSOIウエーハの製造方法も提供される。すなわち、少なくとも、それぞれシリコン単結晶からなるベースウエーハとボンドウエーハのうち少なくとも一方に酸化膜を形成する工程と、ボンドウエーハにイオン注入することによりイオン注入層を形成する工程と、該ボンドウエーハのイオン注入した側の面を、前記酸化膜を介してベースウエーハと貼り合わせる工程と、前記イオン注入層を境界として剥離を行う工程とを有するSOIウエーハの製造方法において、前記ベースウエーハとして、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面が、育成の際に引き上げ速度を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものを使用することを特徴とするSOIウエーハの製造方法が提供される(請求項5)。
【0021】
イオン注入剥離法によりSOIウエーハを製造する際、ベースウエーハとして、上記のようにウエーハ全面が無欠陥となるCZシリコン単結晶ウエーハを使用すれば、たとえ層間絶縁酸化膜が100nmを下回る厚さに形成しても、結合熱処理等の際にベースウエーハに存在する欠陥に起因して酸化膜の絶縁破壊特性が劣化されるようなことはなく、電気的信頼性の高い高品質のSOIウエーハを製造することができる。
【0022】
この場合、ボンドウエーハとして、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面が、育成の際に引き上げ速度を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものを使用することが好ましい(請求項6)。
このようにボンドウエーハも、ベースウエーハと同様に無欠陥のものを使用してSOIウエーハを製造すれば、SOI層に形成されるデバイスに悪影響を及ぼすことがないし、層間酸化膜の絶縁破壊特性の劣化も確実に防ぐことができる、極めて高品質のSOIウエーハを製造することができる。
【0023】
また、最近、イオン注入剥離法でSOIウエーハを製造した場合、剥離したボンドウエーハ(剥離ウエーハ)を再生処理してベースウエーハ(あるいはボンドウエーハ)として再利用する方法が提案されている(例えば、特開平11−297583号公報参照。)。従って、上記のような無欠陥のボンドウエーハを使用し、その後剥離ウエーハを再生処理してベースウエーハとして再利用すれば、製造コストを低く抑えて高品質のSOIウエーハを製造することができる。
【0024】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明者らは、貼り合わせ法によるSOIウエーハのベースウエーハが埋め込み酸化膜に及ぼす影響について詳細な調査を行った。その結果、従来一般的に使用されている高速成長させたシリコン単結晶、すなわち、表面に50nm以上の微小欠陥が多数存在するようなシリコンウエーハを使用してSOIウエーハを製造すると、絶縁酸化膜が数百nm以上となる十分な厚さを有している場合にはベースウエーハの影響による絶縁破壊特性の劣化のような問題は生じ難いが、100nmを下回るような薄膜である場合にはベースウエーハの影響により絶縁性の維持に障害が生じるおそれがあることが分かった。特に、近年要求されつつある50nmレベルの埋め込み酸化膜とした場合、従来のVリッチベースウエーハでは、結合熱処理等の際に層間絶縁酸化膜に影響を与え、高絶縁性が維持できず、電気的信頼性を損なう可能性が極めて高いことが分かった。
【0025】
そこで、本発明者らは、ベースウエーハの微小欠陥を低減させることで、絶縁酸化膜を100nm以下に形成した場合でも絶縁破壊特性の劣化が生じない電気的信頼性の高いSOIウエーハとすることができると考え、さらに以下のような調査及び検討を行った。
まず、シリコン単結晶を引き上げる際、結晶肩から直胴尾部にかけて高速から低速へ漸減させた場合、前記したように、ある成長速度に達したときにOSFがシュリンクし、その後、さらに低速領域でNv、Ni、I(巨大転位クラスタ発生)領域の順に各相が形成されることが知られている。また、最近では、図2に示されるように、Nv領域にはOSF消滅直後にCuデポジション法により欠陥が検出される領域(以下、Cuデポジション欠陥領域という場合がある。)が一部存在することも分かった(例えば、特開2002−201093号公報参照。)。
【0026】
なお、Cuデポジション法とは、半導体ウエーハの欠陥の位置を正確に測定し、半導体ウエーハの欠陥に対する検出限度を向上させ、より微細な欠陥に対しても正確に測定し、分析できるウエーハの評価法である。
具体的なウエーハの評価方法は、ウエーハ表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させ、前記ウエーハの表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊して欠陥部位にCu等の電解物質を析出(デポジション)するものである。つまり、Cuデポジション法は、Cuイオンが溶存する液体の中で、ウエーハ表面に形成した酸化膜に電位を印加すると、酸化膜が劣化している部位に電流が流れ、CuイオンがCuとなって析出することを利用した評価法である。酸化膜が劣化し易い部分にはCOP等の欠陥が存在していることが知られている。
【0027】
Cuデポジションされたウエーハの欠陥部位は、集光灯下や直接的に肉眼で分析してその分布や密度を評価することができ、さらに顕微鏡観察、透過電子顕微鏡(TEM;Transmission Electron Microscope)または走査電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)等でも確認することができる。
【0028】
そして本発明者らは、これらの領域における欠陥についてさらなる調査を行った。
具体的には、シリコン単結晶成長の高速から低速へ漸減する際、OSF消滅直前のV領域を表面検査装置(MAGICS;商品名)による座標同定後、集束イオンビーム(FIB;Focused Ion Beam)加工を施し、そのポイントのTEM観察を行ったところ、約20nmの微小ピット欠陥の存在が確認された。また、V領域はOSF消滅直前の領域ほどボイドが微細化するが、V領域の微小ピット欠陥は、相当微細なものであっても初期酸化膜耐圧(TZDB;Time Zero Dielectric Breakdown)特性を著しく劣化させる。
【0029】
一方、シリコン単結晶成長の高速から低速へ漸減の際、OSF消滅直後のCuデポジション欠陥領域については、V領域のように顕著な耐圧レベルの劣化はなく、TZDB特性が面内ほぼ100%の領域でCモードを示すものの、経時絶縁破壊(TDDB;Time Dependent Dielectric Breakdown)特性においてやや劣化が見られた。
【0030】
このような調査、検討の結果、最近、一部のデバイス向けに要求されている層間絶縁酸化膜の薄膜化が進むと、ボンドウエーハ、すなわちシリコン活性層が、従来使用されているV領域やOSF領域、あるいはN領域でもCuデポジション欠陥領域が存在するシリコン単結晶ウエーハからなる場合に限らず、そのようなシリコンウエーハをベースウエーハに用いた場合でも、酸化膜の絶縁性に対する障害となり、電気特性に係る不良が生じ得ることが分かった。
また、これらの領域に存在する空孔型欠陥は、結合熱処理の際に絶縁酸化膜の膜質の劣化を招く危険性があり、特にその膜厚が100nmを下回るような薄膜の場合、優れた絶縁性を維持することができず、電気的障害を引き起こし、著しく信頼性を損なう原因となることが分かった。
【0031】
そこで本発明者らは、そのような電気的不良を避けるため、SOIウエーハのベースウエーハを、Cuデポジション法により検出される欠陥領域も存在しないN領域の鏡面ウエーハとすれば、層間絶縁酸化膜の厚さがたとえ100nm以下となっても、電気特性に優れたSOIウェーハとすることができることを見出し、本発明の完成に至った。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は、イオン注入剥離法により本発明に係るSOIウエーハを製造する工程の一例を示すフロー図である。
まず、最初の工程(a)では、2枚のシリコン鏡面ウエーハ、すなわち、SOI層となるボンドウエーハ21と、支持基板となるベースウエーハ22とを準備する。ここで、本発明では、ベースウエーハ22として、ウエーハ全面が、チョクラルスキー法による育成の際、引き上げ速度を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないシリコンウエーハを使用する。
【0033】
上記のようなN領域であって、Cuデポジッション欠陥領域の無いシリコン単結晶は、例えば、図3に示されるような単結晶製造装置30を使用し、V/Gを制御しながら育成することができる。この単結晶引上げ装置30は、引上げ室31と、引上げ室31中に設けられたルツボ32と、ルツボ32の周囲に配置されたヒータ34と、ルツボ32を回転させるルツボ保持軸33及びその回転機構(図示せず)と、シリコンの種結晶を保持するシードチャック6と、シードチャック6を引上げるワイヤ7と、ワイヤ7を回転又は巻き取る巻取機構(図示せず)を備えている。また、ヒータ34の外側周囲には断熱材35が配置されている。
【0034】
ルツボ32は、その内側のシリコン融液(湯)2を収容する側には石英ルツボが設けられ、その外側には黒鉛ルツボが設けられている。
なお、最近では引上げ室31の水平方向の外側に、図示しない磁石を設置し、シリコン融液2に水平方向あるいは垂直方向等の磁場を印加することによって、融液の対流を抑制し、単結晶の安定成長をはかる、いわゆるMCZ法が用いられることも多い。
【0035】
また、育成したシリコン単結晶1を囲むようにして筒状の黒鉛筒(遮熱板)12が設けられており、さらに結晶の固液界面4近傍の外周に環状の外側断熱材10が設けられている。なお、黒鉛筒12の内側にも内側断熱材を設ける場合もある。このような断熱材10は、その下端とシリコン融液2の湯面3との間に2〜20cmの間隔を設けて設置されている。こうすれば、結晶中心部分の温度勾配Gc[℃/cm]と結晶周辺部分の温度勾配Geとの差が小さくなり、例えば結晶周辺の温度勾配の方が結晶中心より低くなるように炉内温度を制御することもできる。
また、黒鉛筒12の上には冷却筒14があって冷却媒体を流して強制冷却している。さらに、冷却ガスを吹き付けたり、輻射熱を遮って単結晶を冷却する筒状の冷却手段を設けてもよい。
【0036】
このような単結晶引上げ装置30を用いてシリコン単結晶を製造するには、まず、ルツボ32内でシリコンの高純度多結晶原料を融点(約1420℃)以上に加熱して融解する。次に、ワイヤ7を巻き出すことにより融液2の表面略中心部に種結晶の先端を接触又は浸漬させる。その後、ルツボ保持軸33を回転させるとともに、ワイヤ7を回転させながら巻き取る。これにより種結晶も回転しながら引上げられ、単結晶の育成が開始され、以後、引上げ速度と温度を適切に調節することにより略円柱形状の単結晶棒1を得ることができる。
【0037】
そして、N領域であって、Cuデポジッション欠陥領域を含まないシリコン単結晶を育成するには、例えば、引上げ中のシリコン単結晶の成長速度(引き上げ速度)を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域が消滅した後に残存する、Cuデポジション法により検出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に格子間転位ループが発生する境界の成長速度との間の成長速度に制御して結晶を育成する。
【0038】
すなわち、引上げ中のシリコン単結晶の成長速度を結晶肩から直胴尾部にかけて高速から低速へ漸減させた場合、図2に示したように、成長速度Vに応じて、V領域、OSFリング領域、Cuデポジション欠陥領域、Nv領域、Ni領域、I領域(巨大転位クラスタ発生領域)の順に各相が形成されるが、N領域のうち、OSFリング消滅後に残存するCuデポジションにより検出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に、I領域が発生する成長速度との間の成長速度に制御して単結晶を育成する。このような方法によれば、FPD等のV領域欠陥、巨大転位クラスタ(LSEPD、LFPD)等のI領域欠陥、OSF欠陥を含まず、かつCuデポジション法により検出される欠陥もないN領域のシリコン単結晶を育成することができる。
【0039】
そして、上記のように育成したシリコン単結晶を鏡面研磨したウエーハ(PW)に加工した後、インゴットブロックごとの単位ロットからPWを任意に抜き取ったのちにCuデポジション法による評価を行い、欠陥がフリーであった場合に、ベースウエーハ22として採用すれば良い。
【0040】
なお、ボンドウエーハ21については、シリコン活性層に要求される品質に応じたものを使用すれば良いが、ボンドウエーハ21も、ベースウエーハ22と同様のもの、すなわちウエーハ全面が、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものを使用すれば、シリコン活性層に微小欠陥が存在しないことになるので、形成されるデバイス特性を向上させることができるし、たとえ層間絶縁酸化膜が厚さ50nm程度に形成されても、後の結合熱処理などにおけるベースウエーハの影響による絶縁破壊特性の劣化を確実に防ぐことができ、電気的信頼性を極めて高くすることができる。
さらに、ボンドウエーハ21もベースウエーハ22と同様のものを使用し、後述するように剥離後のボンドウエーハを再生処理して再利用すれば、電気的信頼性の高いSOIウエーハを低いコストで製造することが可能となる。
【0041】
次に図1の工程(b)では、ボンドウエーハ21とベースウエーハ22のうちの少なくとも一方のウエーハの表面を酸化する。ここではボンドウエーハ21を熱酸化し、その表面に酸化膜23を形成している。このとき、酸化膜23は、要求される絶縁性が保たれる厚さとするが、本発明では、厚さが10〜100nmの範囲となる極めて薄い酸化膜を形成させることもできる。
【0042】
ベースウエーハとして、従来使用されている例えば表面に50nm以上の微小欠陥が多数存在するシリコンウエーハを使用し、埋め込み酸化膜の厚さを100nm以下にしてSOIウエーハを製造すると、酸化膜はベースウエーハの表面に存在する微小欠陥の影響を受け、後の結合熱処理やデバイス工程における熱処理によって劣化ないし破壊されるおそれがある。しかし、本発明のベースウエーハ22は、Cuデポジション欠陥領域に存在する極めて微小な欠陥も存在しないので、酸化膜23の厚さを100nm以下としても絶縁破壊特性の劣化のような問題が生じることがない。
なお、酸化膜23の厚さを10nm未満とすると、酸化膜の形成に時間がかからなくなるものの絶縁性が保てなくなるおそれがあるので10nm以上とするのが好ましい。
【0043】
工程(c)では、表面に酸化膜23を形成したボンドウエーハ21の片側の表面から水素イオンをイオン注入する。なお、希ガスイオンあるいは水素イオンと希ガスイオンの混合ガスイオンをイオン注入してもよい。これにより、ウエーハ内部にイオンの平均進入深さにおいて表面に平行なイオン注入層を形成することができる。なお、この時のイオン注入層の深さは、最終的に形成されるSOI層の厚さに反映される。従って、注入エネルギー等を制御してイオン注入することにより、SOI層の厚さを制御でき、例えば200nm以下の厚さのSOI層とすることも可能である。
【0044】
工程(d)は、ボンドウエーハ21のイオン注入された側の表面とベースウエーハ22の表面とを酸化膜23を介して貼り合わせる。例えば、常温の清浄な雰囲気下で2枚のウエーハ21,22の表面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウエーハ同士が接着する。
【0045】
次に、工程(e)では、熱処理によりボンドウエーハ21の一部をイオン注入層24で剥離する。例えば、ボンドウエーハ21とベースウエーハ22とを貼り合わせて接着したものに対し、不活性ガス雰囲気下約500℃以上の温度で熱処理を加えれば、結晶の再配列と気泡の凝集とによって剥離ウエーハ25とSOIウエーハ26(SOI層27+埋込み酸化膜23+ベースウエーハ22)に分離される。
【0046】
ここで、副生された剥離ウエーハ25については、最近、剥離面に研磨等の再生処理を施し、ベースウエーハ、あるいはボンドウエーハとして再利用する方法が提案されている。前記したように、ボンドウエーハ21も、ベースウエーハ22と同様、N領域であって、Cuデポジション欠陥領域を含まないシリコンウエーハを使用しているので、剥離ウエーハ25を再生処理して得たシリコンウエーハはベースウエーハとボンドウエーハのいずれにも使用できるものとなる。従って、剥離ウエーハ25を例えばベースウエーハ22として再利用することで、同様の高品質のSOIウエーハを製造することができることになる。すなわち、本発明に係るSOIウエーハが、実質的に1枚のシリコンウエーハから製造されることになり、製造コストを低く抑えることができる。
【0047】
工程(f)では、SOIウエーハ26に対して結合熱処理を加える。この工程(f)は、前記工程(d)、(e)の貼り合わせ工程および剥離熱処理工程で密着させたウエーハ同士の結合力では、そのままデバイス作製工程で使用するには弱いので、結合熱処理としてSOIウエーハ26に高温の熱処理を施して結合強度を十分なものとする。例えば、この熱処理は不活性ガス雰囲気下、1050℃〜1200℃で30分から2時間の範囲で行うことができる。
このような高温での熱処理を施しても、ベースウエーハ22のウエーハ全面が無欠陥となっているので、埋め込み酸化膜23の絶縁破壊特性は劣化されず、高絶縁性を維持することができる。
【0048】
工程(g)では、SOIウエーハ26表面に形成された酸化膜を弗酸洗浄により除去するものである。このとき、シリコン活性層27に空孔型欠陥が存在すると欠陥を通してHFが埋め込み酸化膜に達することにより微小ピットが発生してしまうおそれがあるが、本発明では、シリコン活性層27は、全面にわたってN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないシリコン単結晶から構成されているので、弗酸洗浄を行ってもピットが拡大してSOI層27及び埋め込み酸化膜23が破壊されることもない。
【0049】
さらに工程(h)では、必要に応じ、SOI層27の厚さを調整するための酸化を行い、次いで(I)工程では、弗酸洗浄により酸化膜28を除去するいわゆる犠牲酸化を行う。
以上のような工程(a)〜(I)を経て製造されたSOIウエーハは、ベースウエーハ22、さらにSOI層27も、全面がOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないCZシリコン単結晶からなり、埋め込み酸化膜23が極めて薄いにもかかわらず、高絶縁性が維持され、電気的信頼性が極めて高いものとなる。
【0050】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実験1):引上げ条件の確認
図3の単結晶製造装置30を用いて、以下のように結晶成長速度の漸減実験を行い、各領域の境界における成長速度を調べた。
まず、24インチ(600mm)径の石英ルツボに原料となる多結晶シリコンを150kgチャージし、直径210mmのシリコン単結晶を育成した。酸素濃度は23〜26ppma(ASTM’79値)となるようにした。単結晶を育成する際、図4(A)に示されるように、成長速度を結晶頭部から尾部にかけて0.70mm/minから0.30mm/minの範囲で直線的に漸減させるように制御した。
【0051】
そして、図4(A)(B)に示すとおり、引上げた単結晶の頭部から尾部にかけて結晶軸方向に縦割り切断し、その後、直径200mmのウェーハ形状の鏡面加工仕上げのサンプルを作製した。
サンプルのうち1枚は、酸素析出熱処理後のウエーハライフタイム(WLT)測定(測定器:SEMILAB WT−85)によりV領域、OSF領域、I領域の各領域の分布状況および各領域境界の成長速度を確認した。さらにもう1枚は熱酸化膜形成後Cuデポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確認した。なお、本実験における詳細な評価方法は、以下のとおりである。
【0052】
(a)直径210mmのインゴットを結晶軸方向10cm毎の長さでブロックに切断後、結晶軸方向に縦割り切断加工し、その後図5に示されるように結晶軸に対し垂直方向に直径200mm(8インチ)のウェーハ形状の鏡面加工サンプルに仕上げた。
(b)上記サンプルのうち1枚目は、ウェーハ熱処理炉内620℃・2時間(窒素雰囲気)熱処理後、800℃・4時間(窒素雰囲気)と1000℃・16時間(ドライ酸素雰囲気)の2段熱処理を施したあとに冷却し、SEMILAB WT−85によるWLTマップを作成した。
(c)2枚目はウェーハ表面に熱酸化膜形成後Cuデポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確認した。評価条件は次のとおりである。
1)酸化膜:25nm
2)電解強度:6MV/cm
3)電圧印加時間:5分間
【0053】
実験結果
上記実験から、図6(A)(B)に示されるような結果が得られ、V領域、OSF領域、N領域、I領域の各領域境界の成長速度を確認した。
V領域/OSF領域境界 : 0.523mm/min
OSF消滅境界 : 0.510mm/min
Cuデポジション欠陥消滅境界 : 0.506mm/min
析出N領域/非析出N領域境界 : 0.497mm/min
非析出N領域/I領域境界 : 0.488mm/min
【0054】
(実験2):SOIウエーハの製造
図3に示した実験1と同じ引き上げ装置により、24インチ石英ルツボに原料多結晶シリコンを150kgチャージし、今度は図7に示されるように成長速度を0.55mm/minから0.45mm/minの範囲で直径210mmのインゴットの結晶頭部から尾部にかけて実験1より緩やかに漸減させ、結晶直胴部の40cmから70cmの領域にCuデポジション欠陥を含んだN領域及びCuデポジション欠陥を含まないN領域が形成されるようにコントロールした。また、酸素濃度は24〜26ppma(ASTM‘79)となるように作製した。そして以下の手順にしたがって品質評価およびSOI加工を行った。
【0055】
(1) 結晶引き上げ後、各結晶ブロックの結晶軸方向に頭側から順にウェーハを切断し、切断順序がわかるようにレーザーマーキングにて番号を印字し、鏡面ウェーハに加工した。
【0056】
(2) 各ブロック単位の頭側1枚目のPWは1/4サイズに分割し、FPD、LFPD、LSEP、OSFを調査した。次いで各ブロック単位の頭側2枚目はCuデポジション欠陥分布を確認した。そして各ブロック単位の頭側3枚目から7枚目の合計5枚はSOIウエーハの製造工程(SOI工程)へ投入した。再び頭側8枚目はFPD、LFPD、LSEP、OSFを評価し、9枚目はCuデポジション欠陥分布を、10枚目から14枚目の合計5枚はSOI工程へ投入するという要領で、結晶軸方向7枚単位の頭側2枚を品質評価し、残り5枚をSOIウエーハに加工した。
【0057】
(3) 上記評価の結果、結晶直胴部のおよそ40cmから50cmのブロックの半ばまでがV領域およびOSF領域、結晶直胴部の50cm付近までがCuデポジション欠陥が発生するN領域、結晶直胴部のおよそ50cmから70cm付近までがCuデポジション欠陥が発生しないN領域、結晶直胴部の70cm付近からテール側の領域はI領域であった。
【0058】
(4) 上記(1)の5枚ずつのロットの鏡面ウェーハをボンドウエーハとベースウエーハに使用し、図1に示した工程に基づくイオン注入剥離法により、ボンドウエーハへのイオン注入、ベースウエーハとの貼り合わせ、剥離熱処理、結合熱処理(貼り合わせ酸化)等を経て、厚さが70nmの絶縁酸化膜と、200nmのシリコン活性層を有するSOIウエーハを製造した。
上記のように製造されたSOIウエーハに対し、活性層を水酸化カリウム溶液で選択エッチングして除去した。次いで、残った絶縁酸化膜層を有するベースウエーハに対し、6MV/cmの電解強度でCuデポジション法による評価を行った。
【0059】
その結果、貼り合わせ酸化を行った後の絶縁酸化膜の場合、V領域、OSF領域、及びCuデポジション欠陥が発生するN領域のベースウエーハの方では酸化膜の破壊が確認されたが、Cuデポジション欠陥領域を含まないN領域のベースウエーハの方には酸化膜破壊は発生しなかった。
【0060】
尚、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、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。
【0061】
例えば、実施形態では、2枚のシリコンウエーハを用いてイオン注入剥離法によりSOIウエーハを製造する場合について説明したが、本発明は、貼り合わせ後、ボンドウエーハの裏面側を研削・研磨等により薄膜化して製造されるSOIウエーハにも適用することができる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベースウエーハの全面がN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものからなるSOIウエーハが提供される。このようなSOIウエーハであれば、たとえ埋め込み酸化膜の厚さが100nm以下であっても優れた絶縁特性を保つため、これを使用してデバイスを作製すれば、電気特性に優れたデバイスを高歩留りで作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSOIウエーハの製造工程の一例を示すフロー図である。
【図2】本発明に係るSOIウエーハを製造する際に使用する結晶の領域を表す説明図である。
【図3】本発明で使用することができるCZシリコン単結晶製造装置の一例である。
【図4】(A)単結晶成長速度と結晶切断位置の関係を示す関係図である。
(B)成長速度と各領域を示す説明図である。
【図5】Cuデポジション評価試料の作製方法を示す説明図である。
【図6】結晶縦割り加工断面の(A)ウエーハライフタイム及び(B)Cuデポジッション欠陥を示す図である。
【図7】実験2おける成長速度と結晶切断位置を示す図である。
【図8】Cuデポジッション法により各結晶領域の欠陥分布を示す図である。
(A)V領域
(B)N領域(Cuデポジッション欠陥発生)
(C)N領域(Cuデポジッション欠陥なし)
【図9】結晶領域を説明する説明図である。
【符号の説明】
1…成長単結晶棒、 2…シリコン融液、 3…湯面、 4…固液界面、
6…シードチャック、 7…ワイヤ、 10…外側断熱材、 12…黒鉛筒、
21…ボンドウエーハ、 22…ベースウエーハ、
23…酸化膜(絶縁層)、 24…イオン注入層、 25…剥離ウエーハ、
26…SOIウエーハ、 27…シリコン活性層(SOI層)、
28…酸化膜、 30…単結晶引上げ装置、 31…引上げ室、
32…ルツボ、 33…ルツボ保持軸、 34…ヒータ、 35…断熱材。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an SOI wafer, and particularly to a high-quality SOI wafer having extremely high electrical reliability and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device substrate, an SOI wafer having a silicon active layer (SOI layer) formed on a supporting substrate has been widely used. As a method for manufacturing such an SOI wafer, for example, a so-called bonding method in which two silicon wafers are bonded to each other with an oxide film interposed therebetween is known.
[0003]
In the ion implantation delamination method, which is one of the bonding methods, an oxide film (buried oxide film, interlayer) is formed as an insulating layer on the surface of a silicon wafer (bond wafer) serving as a silicon active layer or a silicon wafer (base wafer) serving as a support substrate. Then, ions such as hydrogen are ion-implanted from one surface of the bond wafer to form an ion-implanted layer (microbubble layer) inside the wafer. Further, the surface of the bond wafer on the side where the ions are implanted is bonded to the base wafer via an oxide film, and then separated by heat treatment with the ion implanted layer as a boundary. As a result, an SOI wafer having a thin silicon active layer formed on a base wafer via an oxide film can be obtained. After peeling, heat treatment (bonding heat treatment) for increasing the bonding force between the silicon active layer and the base wafer, or hydrofluoric acid cleaning for removing an oxide film on the surface may be performed.
[0004]
In general, a silicon single crystal grown by the Czochralski method (CZ method) can be used as a silicon wafer used for manufacturing such an SOI wafer. In recent years, however, a silicon active layer or a buried oxide film has been used. Demands for thinning of silicon wafers are increasing, and quality requirements for silicon wafers to be used are becoming stricter.
In particular, for a bond wafer to be a silicon active layer, it has been proposed to grow a silicon single crystal with few defects and use a high-quality silicon wafer obtained therefrom.
[0005]
Here, the relationship between the pulling speed when growing a silicon single crystal by the Czochralski method and defects in the grown silicon single crystal will be described.
When the growth rate V is changed from high to low in the crystal axis direction by a CZ puller using a furnace internal structure (hot zone: HZ) having a large temperature gradient G near the solid-liquid interface in a normal crystal, FIG. It is known that a defect distribution diagram as shown can be obtained.
[0006]
In FIG. 9, the V region is a region where there are many vacancies, that is, depressions and holes generated due to lack of silicon atoms, and the I region is an interstitial silicon which is an extra silicon atom. This is a region where there are many dislocations and excessive lump of silicon atoms caused by the existence. A neutral (neutral, hereinafter abbreviated as N) region exists in which there is no (small) lack or excess of atoms between the V region and the I region, and an OSF is located near the boundary of the V region. It has also been confirmed that a defect called (Oxidation-Induced Stacking Fault) is distributed in a ring shape (hereinafter sometimes referred to as an OSF ring) when viewed in a cross section perpendicular to the crystal growth axis. ing.
[0007]
When the growth rate is relatively high, grown-in defects such as FPDs, LSTDs, and COPs, which are attributed to voids in which vacancy-type point defects are aggregated, exist at high density throughout the crystal diameter direction. The region where the defect exists is the V region. Further, as the growth rate decreases, an OSF ring is generated from the periphery of the crystal, an N region is generated outside the ring (low-speed side), and when the growth rate is reduced, the OSF ring is located at the center of the wafer. It contracts and disappears, and the entire surface becomes an N region. If the speed is further reduced, defects (large dislocation clusters) of L / D (Large Dislocation: abbreviation of interstitial dislocation loop, LSEPD, LFPD, etc.), which are considered to be caused by dislocation loops in which interstitial silicon is gathered, exist at low density. However, an area where these defects exist is an I area (also referred to as an L / D area).
[0008]
The N region outside the OSF ring between the V region and the I region is a region where neither FPD, LSTD, or COP due to vacancies nor LSEPD or LFPD due to interstitial silicon exists. Recently, when the N region is further classified, as shown in FIG. 9, an Nv region (a region with many holes) adjacent to the outside of the OSF ring and a Ni region (interstitial silicon) adjacent to the I region It is known that in the Nv region, a large amount of oxygen precipitates when subjected to thermal oxidation treatment, and in the Ni region, there is almost no oxygen precipitation.
[0009]
Conventionally, such an N region was only partially present in the wafer plane, but it is necessary to control V / G, which is the ratio of the pulling speed (V) to the temperature gradient (G) in the crystal-solid interface axial direction. As shown in FIG. 9, it is possible to manufacture a crystal in which the N region spreads over the entire lateral side (entire wafer).
Therefore, in the production of SOI wafers, there has been proposed a method of using a silicon single crystal wafer which is an entire N region as a bond wafer. For example, when pulling a silicon single crystal by the Czochralski method, the ratio (V / G) between the pulling speed V and the temperature gradient G of the crystal solid-liquid interface in the pulling axis direction is controlled within a predetermined range to control the silicon single crystal. An SOI wafer has been proposed in which a crystal is pulled up and a silicon wafer in an N region is used as a bond wafer (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0010]
On the other hand, the base wafer is originally necessary to support the SOI layer via the insulating film, and the device is not directly formed on the surface thereof. Therefore, it has been proposed to use a dummy-grade silicon wafer whose resistance value or the like is out of the product standard as a base wafer (see Patent Document 3).
[0011]
Generally, the base wafer partially includes a V region grown at a high pulling speed, or an OSF region or an Nv region as shown in FIG. 9 in consideration of the improvement of quality and productivity, and the like. A silicon wafer obtained by growing a silicon single crystal of a certain degree and processing the silicon single crystal thus grown at a high speed into a mirror-like shape is widely used.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2001-146498 A (pages 5-8)
[Patent Document 2]
JP 2001-44398 A (pages 2-4, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-11-40786
[Problems to be solved by the invention]
On the surface and in the bulk of the silicon wafer obtained from the silicon single crystal grown at high speed as described above, vacancy defects such as COPs in which vacancies are gathered are formed at a high density, and the surface has a size of 50 nm or more. There are many small pit defects. When an SOI wafer is manufactured using a silicon wafer having a large number of such minute pit defects as a base wafer, particularly when the thickness of an insulating oxide film required in recent years is formed to be thin, a high insulating property is obtained. If not maintained, the problem that electrical reliability is impaired has arisen.
[0014]
Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and even when the thickness of an interlayer insulating oxide film is extremely thin as, for example, 100 nm or less, high insulation is maintained, and a device manufacturing process is performed. It is an object of the present invention to provide an SOI wafer having high electrical reliability in the above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a silicon active layer is formed by laminating a base wafer and a bond wafer each made of a silicon single crystal via an oxide film and then thinning the bond wafer. The formed SOI wafer, wherein the base wafer is a silicon single crystal grown by the Czochralski method, the entire surface of the wafer is an N region outside the OSF region, and is detected by the Cu deposition method. An SOI wafer is provided which does not include a defective region (claim 1).
[0016]
As described above, if the entire surface of the base wafer is the N region outside the OSF region, and the SOI wafer is made of a CZ silicon single crystal that does not include a defect region detected by the Cu deposition method, the surface of the base wafer has a very small size. Since there is no defect, even if the thickness of the insulating oxide film on the base wafer is as thin as, for example, less than 100 nm, the dielectric breakdown characteristics do not deteriorate due to the influence of the defect on the surface of the base wafer, and the SOI wafer with extremely high thermal reliability.
[0017]
In this case, it is preferable that the SOI wafer is formed by an ion implantation separation method in which ion implantation is performed on the bond wafer and the bond wafer is peeled off by the formed ion implantation layer to make the bond wafer thinner ( Claim 2).
As a bonding method, after bonding the bond wafer and the base wafer, the bond wafer may be thinned by grinding and polishing to obtain an SOI wafer, but in this case, the thickness of the SOI layer is relatively thick. . On the other hand, according to the ion implantation delamination method, the depth of the ion implantation layer, that is, the thickness of the SOI layer can be set to an extremely thin level required in recent years, and an extremely high quality SOI wafer can be obtained.
[0018]
The thickness of the oxide film may be in the range of 10 to 100 nm (claim 3).
In recent years, it has been required that the thickness of the interlayer insulating oxide film be, for example, about 50 nm. However, the SOI wafer of the present invention has deteriorated dielectric breakdown characteristics even if such an extremely thin oxide film is formed. And high insulation is maintained.
[0019]
Further, the silicon active layer is a single crystal of silicon grown by the Czochralski method, is an N region outside the OSF region over the entire surface, and does not include a defect region detected by the Cu deposition method. (Claim 4).
As described above, if the entire silicon active layer is the N region outside the OSF region and is made of CZ silicon single crystal that does not include the defect region detected by the Cu deposition method, a defect is formed in the device formation region. An extremely high-quality SOI wafer is obtained in which the silicon active layer and the buried oxide film are not destroyed due to defects in the silicon active layer even if the cleaning with hydrofluoric acid is performed.
[0020]
Further, according to the present invention, there is also provided a method for manufacturing an SOI wafer as described above. That is, at least a step of forming an oxide film on at least one of a base wafer and a bond wafer each made of a silicon single crystal, a step of forming an ion-implanted layer by ion-implanting the bond wafer, In a method for manufacturing an SOI wafer, the method further comprises: a step of bonding the implanted surface to a base wafer via the oxide film; and a step of performing stripping using the ion-implanted layer as a boundary. A silicon single crystal grown by a method, wherein the entire surface of the wafer is an N region on the lower side than the ring-shaped OSF region when the pulling speed is gradually reduced from a high speed to a low speed during the growth, and It is necessary to use the one that does not include the defect area detected by the Cu deposition method. Method for manufacturing an SOI wafer is provided that the symptoms (claim 5).
[0021]
When manufacturing a SOI wafer by the ion implantation delamination method, if a CZ silicon single crystal wafer whose entire surface is defect-free as described above is used as the base wafer, even if the interlayer insulating oxide film is formed to a thickness of less than 100 nm. Even when the bonding heat treatment or the like is performed, the dielectric breakdown characteristics of the oxide film are not deteriorated due to defects existing in the base wafer, and a high-quality SOI wafer with high electrical reliability is manufactured. be able to.
[0022]
In this case, the bond wafer is a silicon single crystal grown by the Czochralski method, and the entire surface of the wafer is formed in an OSF region which is formed in a ring shape when the pulling speed is gradually reduced from a high speed to a low speed during the growth. It is preferable to use an N region on the lower speed side which does not include a defect region detected by the Cu deposition method.
As described above, if the SOI wafer is manufactured using a defect-free bond wafer similarly to the base wafer, the device formed on the SOI layer will not be adversely affected, and the dielectric breakdown characteristics of the interlayer oxide film will not be affected. An extremely high-quality SOI wafer that can reliably prevent deterioration can be manufactured.
[0023]
Recently, when an SOI wafer is manufactured by an ion implantation separation method, a method has been proposed in which a separated bond wafer (peeled wafer) is subjected to a reclaiming treatment and reused as a base wafer (or a bond wafer) (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. H11-163873). See Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-297584. Therefore, if a defect-free bond wafer as described above is used, and then the peeled wafer is reprocessed and reused as a base wafer, a high-quality SOI wafer can be manufactured with a low manufacturing cost.
[0024]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The present inventors have conducted a detailed investigation on the influence of a base wafer of an SOI wafer by a bonding method on a buried oxide film. As a result, when an SOI wafer is manufactured using a high-speed grown silicon single crystal generally used in the past, that is, a silicon wafer having a large number of minute defects of 50 nm or more on the surface, an insulating oxide film is formed. When the film has a sufficient thickness of several hundred nm or more, problems such as deterioration of the dielectric breakdown characteristics due to the influence of the base wafer hardly occur. However, when the film is thinner than 100 nm, the base wafer does not. It has been found that there is a possibility that a failure may occur in maintaining the insulation property due to the influence of. In particular, when a 50 nm level buried oxide film, which has recently been required, is used, a conventional V-rich base wafer affects the interlayer insulating oxide film during bonding heat treatment or the like, and cannot maintain high insulating properties. It has been found that the possibility of impairing the reliability is extremely high.
[0025]
Therefore, the present inventors have made it possible to reduce the microdefects of the base wafer to obtain an SOI wafer with high electrical reliability in which the dielectric breakdown characteristics do not deteriorate even when the insulating oxide film is formed to 100 nm or less. We thought that it could be done and conducted the following investigation and examination.
First, when pulling up a silicon single crystal, when the growth rate is gradually reduced from a high speed to a low speed from the crystal shoulder to the straight tail, as described above, the OSF shrinks when a certain growth rate is reached. , Ni, and I (giant dislocation cluster generation) regions are known to be formed in this order. Recently, as shown in FIG. 2, a part of the Nv region in which a defect is detected by the Cu deposition method immediately after the disappearance of the OSF (hereinafter, may be referred to as a Cu deposition defect region) partially exists. (See, for example, JP-A-2002-201093).
[0026]
The Cu deposition method is a method of accurately measuring the position of a defect on a semiconductor wafer, improving the detection limit for defects on the semiconductor wafer, and accurately measuring and analyzing even finer defects. Is the law.
A specific method for evaluating a wafer is to form an insulating film of a predetermined thickness on the surface of a wafer, break the insulating film on a defective portion formed near the surface of the wafer, and electrolytically deposit Cu or the like on the defective portion. A substance is deposited (deposition). That is, in the Cu deposition method, when a potential is applied to an oxide film formed on the wafer surface in a liquid in which Cu ions are dissolved, a current flows to a portion where the oxide film is deteriorated, and the Cu ions become Cu. This is an evaluation method utilizing precipitation. It is known that a defect such as COP exists in a portion where the oxide film easily deteriorates.
[0027]
The defect site of the Cu-deposited wafer can be analyzed under a condensing light or directly with the naked eye to evaluate its distribution and density. Further, it can be observed with a microscope, a transmission electron microscope (TEM), or a transmission electron microscope (TEM). It can also be confirmed by a scanning electron microscope (SEM; Scanning Electron Microscope) or the like.
[0028]
The present inventors have further investigated defects in these regions.
More specifically, when the silicon single crystal growth is gradually reduced from a high speed to a low speed, the V region immediately before the OSF disappearance is identified by coordinates using a surface inspection device (MAGICS; trade name), and then a focused ion beam (FIB) process is performed. , And TEM observation of that point confirmed the presence of a minute pit defect of about 20 nm. In the V region, the void becomes finer in the region immediately before the disappearance of the OSF. Even if the minute pit defects in the V region are considerably fine, the initial oxide film breakdown voltage (TZDB: Time Zero Dielectric Breakdown) characteristic is significantly deteriorated. Let it.
[0029]
On the other hand, when the silicon single crystal growth gradually decreases from the high speed to the low speed, in the Cu deposition defect region immediately after OSF disappearance, there is no remarkable deterioration of the breakdown voltage level as in the V region, and the TZDB characteristic is almost 100% in-plane. Although a C mode was exhibited in the region, a slight deterioration was observed in the time-dependent dielectric breakdown (TDDB; Time Dependent Dielectric Breakdown) characteristics.
[0030]
As a result of such investigations and studies, as the thickness of the interlayer insulating oxide film required for some devices has recently been reduced, the bond wafer, that is, the silicon active layer has been used in the conventional V region or OSF. In addition to the case where a silicon single crystal wafer having a Cu deposition defect region also exists in a region or an N region, even when such a silicon wafer is used as a base wafer, it becomes an obstacle to the insulating property of an oxide film, and electrical characteristics It was found that a defect according to the above could occur.
In addition, vacancy-type defects existing in these regions may cause deterioration of the quality of the insulating oxide film during the bonding heat treatment. Particularly, in the case of a thin film whose film thickness is less than 100 nm, excellent insulating properties are obtained. It has been found that it is not possible to maintain the reliability, causing an electrical failure and significantly impairing the reliability.
[0031]
In order to avoid such an electrical failure, the present inventors consider that the base wafer of the SOI wafer is a mirror surface wafer of the N region having no defect region detected by the Cu deposition method. It has been found that even if the thickness of the SOI wafer is 100 nm or less, an SOI wafer having excellent electrical characteristics can be obtained, and the present invention has been completed.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a process for manufacturing an SOI wafer according to the present invention by an ion implantation delamination method.
First, in the first step (a), two silicon mirror-finished wafers, that is, a bond wafer 21 serving as an SOI layer and a base wafer 22 serving as a support substrate are prepared. Here, in the present invention, as the base wafer 22, when the lifting speed is gradually reduced from a high speed to a low speed during the growth by the Czochralski method, the entire surface of the wafer is N wafer on the lower speed side than the OSF region generated in a ring shape. A silicon wafer which is a region and does not include a defect region detected by the Cu deposition method is used.
[0033]
The silicon single crystal in the above-described N region without the Cu deposition defect region is grown using, for example, a single crystal manufacturing apparatus 30 as shown in FIG. 3 while controlling V / G. Can be. The single crystal pulling apparatus 30 includes a pulling chamber 31, a crucible 32 provided in the pulling chamber 31, a heater 34 disposed around the crucible 32, a crucible holding shaft 33 for rotating the crucible 32, and a rotating mechanism thereof. (Not shown), a seed chuck 6 for holding a silicon seed crystal, a wire 7 for pulling up the seed chuck 6, and a winding mechanism (not shown) for rotating or winding the wire 7. Further, a heat insulating material 35 is arranged around the outside of the heater 34.
[0034]
The crucible 32 is provided with a quartz crucible on the side for containing the silicon melt (hot water) 2 inside, and a graphite crucible on the outside thereof.
Recently, a magnet (not shown) is installed outside the pulling chamber 31 in the horizontal direction, and a magnetic field in a horizontal direction or a vertical direction is applied to the silicon melt 2 so as to suppress the convection of the melt. In many cases, a so-called MCZ method is used to achieve stable growth.
[0035]
A cylindrical graphite tube (heat shield plate) 12 is provided so as to surround the grown silicon single crystal 1, and an annular outer heat insulating material 10 is provided on the outer periphery near the solid-liquid interface 4 of the crystal. . In some cases, an inner heat insulating material may be provided inside the graphite cylinder 12. Such a heat insulating material 10 is provided with a space of 2 to 20 cm between its lower end and the molten metal surface 3 of the silicon melt 2. By doing so, the difference between the temperature gradient Gc [° C./cm] at the center of the crystal and the temperature gradient Ge at the periphery of the crystal becomes small. For example, the furnace temperature is set so that the temperature gradient around the crystal becomes lower than the crystal center. Can also be controlled.
In addition, a cooling cylinder 14 is provided above the graphite cylinder 12 to flow a cooling medium for forced cooling. Further, a cylindrical cooling means for cooling the single crystal by spraying a cooling gas or blocking radiant heat may be provided.
[0036]
In order to manufacture a silicon single crystal using such a single crystal pulling apparatus 30, first, a high-purity polycrystalline silicon raw material is heated in a crucible 32 to a melting point (about 1420 ° C.) or higher and melted. Next, by unwinding the wire 7, the tip of the seed crystal is brought into contact with or immersed in the approximate center of the surface of the melt 2. Thereafter, the crucible holding shaft 33 is rotated and the wire 7 is wound while being rotated. Thus, the seed crystal is also pulled while rotating, and the growth of the single crystal is started. Thereafter, by appropriately adjusting the pulling speed and the temperature, it is possible to obtain the substantially columnar single crystal rod 1.
[0037]
In order to grow a silicon single crystal that is an N region and does not include a Cu deposition defect region, for example, when the growth rate (pulling rate) of the silicon single crystal during pulling is gradually reduced from a high speed to a low speed. The growth rate at the boundary where the defect region detected by the Cu deposition method, which remains after the ring-shaped OSF region has disappeared, and the boundary at which the interstitial dislocation loop occurs when the growth rate is gradually reduced. The crystal is grown by controlling the growth rate between the growth rate and the growth rate.
[0038]
That is, when the growth rate of the silicon single crystal during pulling is gradually reduced from a high speed to a low speed from the crystal shoulder to the straight tail, as shown in FIG. 2, the V region, the OSF ring region, Each phase is formed in the order of a Cu deposition defect region, an Nv region, a Ni region, and an I region (a giant dislocation cluster generation region). Among the N regions, defects detected by Cu deposition remaining after the OSF ring disappears. The single crystal is grown by controlling the growth rate between the growth rate at the boundary where the region disappears and the growth speed at which the I region occurs when the growth speed is further reduced. According to such a method, an N region which does not include a V region defect such as an FPD, an I region defect such as a giant dislocation cluster (LSEPD, LFPD), an OSF defect, and has no defect detected by the Cu deposition method. A silicon single crystal can be grown.
[0039]
Then, after processing the silicon single crystal grown as described above into a mirror-polished wafer (PW), PW is arbitrarily extracted from a unit lot for each ingot block, and is evaluated by a Cu deposition method. If it is free, it may be adopted as the base wafer 22.
[0040]
The bond wafer 21 may have a quality corresponding to the quality required for the silicon active layer. However, the bond wafer 21 is similar to the base wafer 22, that is, the entire surface of the wafer is formed in a ring shape. If an N region which is lower in speed than the OSF region and does not include a defect region detected by the Cu deposition method is used, a micro defect does not exist in the silicon active layer. And even if the interlayer insulating oxide film is formed to a thickness of about 50 nm, it is possible to reliably prevent the dielectric breakdown characteristics from being degraded by the influence of the base wafer in the subsequent bonding heat treatment and the like. The reliability can be made extremely high.
Furthermore, if the same bond wafer 21 as the base wafer 22 is used, and the peeled bond wafer is recycled and reused as described later, an SOI wafer with high electrical reliability can be manufactured at low cost. It becomes possible.
[0041]
Next, in step (b) of FIG. 1, the surface of at least one of the bond wafer 21 and the base wafer 22 is oxidized. Here, the bond wafer 21 is thermally oxidized to form an oxide film 23 on the surface thereof. At this time, the oxide film 23 has a thickness that maintains required insulation properties. In the present invention, an extremely thin oxide film having a thickness in the range of 10 to 100 nm can be formed.
[0042]
When a SOI wafer is manufactured by using a conventionally used silicon wafer having a large number of minute defects of, for example, 50 nm or more on its surface and setting the thickness of the buried oxide film to 100 nm or less as the base wafer, the oxide film is formed of the base wafer. Due to the influence of minute defects existing on the surface, there is a possibility that it will be degraded or destroyed by a subsequent bonding heat treatment or heat treatment in a device process. However, since the base wafer 22 of the present invention does not have any extremely minute defects existing in the Cu deposition defect region, even if the thickness of the oxide film 23 is set to 100 nm or less, a problem such as deterioration of dielectric breakdown characteristics may occur. There is no.
If the thickness of the oxide film 23 is less than 10 nm, it takes less time to form the oxide film, but the insulating property may not be maintained. Therefore, the thickness is preferably 10 nm or more.
[0043]
In the step (c), hydrogen ions are implanted from one surface of the bond wafer 21 having the oxide film 23 formed on the surface. Note that rare gas ions or mixed gas ions of hydrogen ions and rare gas ions may be implanted. As a result, an ion-implanted layer parallel to the surface at the average depth of penetration of ions can be formed inside the wafer. Note that the depth of the ion implantation layer at this time is reflected in the thickness of the finally formed SOI layer. Therefore, the thickness of the SOI layer can be controlled by performing ion implantation while controlling the implantation energy and the like. For example, the SOI layer can have a thickness of 200 nm or less.
[0044]
In the step (d), the surface of the bond wafer 21 on the ion-implanted side and the surface of the base wafer 22 are bonded via the oxide film 23. For example, by bringing the surfaces of two wafers 21 and 22 into contact with each other in a clean atmosphere at normal temperature, the wafers are bonded to each other without using an adhesive or the like.
[0045]
Next, in the step (e), a part of the bond wafer 21 is peeled off by the ion implantation layer 24 by heat treatment. For example, if the bonded wafer 21 and the base wafer 22 are bonded to each other and subjected to a heat treatment at a temperature of about 500 ° C. or more in an inert gas atmosphere, the separated wafer 25 may be rearranged due to crystal rearrangement and agglomeration of bubbles. And an SOI wafer 26 (SOI layer 27 + buried oxide film 23 + base wafer 22).
[0046]
Here, a method has recently been proposed in which the by-produced peeling wafer 25 is subjected to a regenerating process such as polishing on the peeling surface and reused as a base wafer or a bond wafer. As described above, since the bond wafer 21 is also a silicon wafer which is an N region and does not include a Cu deposition defect region, like the base wafer 22, the silicon wafer obtained by regenerating the peeled wafer 25 is used. Wafers can be used for both base wafers and bond wafers. Therefore, a similar high-quality SOI wafer can be manufactured by reusing the peeled wafer 25 as, for example, the base wafer 22. That is, the SOI wafer according to the present invention is manufactured from substantially one silicon wafer, and the manufacturing cost can be reduced.
[0047]
In the step (f), a bonding heat treatment is applied to the SOI wafer 26. In this step (f), since the bonding force between the wafers brought into close contact with each other in the bonding step and the peeling heat treatment step in the steps (d) and (e) is weak to be used in the device fabrication step as it is, the bonding heat treatment is used. The SOI wafer 26 is subjected to a high-temperature heat treatment so that the bonding strength is sufficient. For example, this heat treatment can be performed at 1050 ° C. to 1200 ° C. for 30 minutes to 2 hours in an inert gas atmosphere.
Even if such a high-temperature heat treatment is performed, since the entire surface of the base wafer 22 is defect-free, the dielectric breakdown characteristics of the buried oxide film 23 are not deteriorated, and the high insulating property can be maintained.
[0048]
In the step (g), the oxide film formed on the surface of the SOI wafer 26 is removed by hydrofluoric acid cleaning. At this time, if a vacancy-type defect exists in the silicon active layer 27, HF may reach the buried oxide film through the defect and a minute pit may be generated. However, in the present invention, the silicon active layer 27 is formed over the entire surface. Since it is composed of a silicon single crystal which is an N region and does not include a defect region detected by the Cu deposition method, the pits are enlarged even if the cleaning with hydrofluoric acid is performed, and the SOI layer 27 and the buried oxide film 23 become There is no destruction.
[0049]
Further, in the step (h), if necessary, oxidation for adjusting the thickness of the SOI layer 27 is performed, and then, in the step (I), so-called sacrificial oxidation for removing the oxide film 28 by hydrofluoric acid cleaning is performed.
In the SOI wafer manufactured through the steps (a) to (I) as described above, the entire surface of the base wafer 22 and the SOI layer 27 is also the N region outside the OSF region, and is detected by the Cu deposition method. Although the buried oxide film 23 is extremely thin, the insulation is maintained and the electrical reliability is extremely high even though the buried oxide film 23 is extremely thin.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Experiment 1): Confirmation of Pulling Conditions Using the single crystal manufacturing apparatus 30 shown in FIG. 3, an experiment for gradually decreasing the crystal growth rate was performed as described below, and the growth rate at the boundary of each region was examined.
First, a silicon crucible having a diameter of 210 mm was grown by charging 150 kg of polycrystalline silicon as a raw material into a 24-inch (600 mm) diameter quartz crucible. The oxygen concentration was adjusted to 23 to 26 ppma (ASTM '79 value). When growing a single crystal, as shown in FIG. 4 (A), the growth rate was controlled so as to gradually decrease linearly from 0.70 mm / min to 0.30 mm / min from the head to the tail of the crystal. .
[0051]
Then, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the pulled single crystal was vertically cut in the crystal axis direction from the head to the tail, and then a mirror-finished sample in the form of a wafer having a diameter of 200 mm was produced.
One of the samples was subjected to wafer lifetime (WLT) measurement after oxygen precipitation heat treatment (measurement device: SEMILAB WT-85), and the distribution state of each region of V region, OSF region, and I region and the growth rate of each region boundary. It was confirmed. The other was subjected to a Cu deposition process after the formation of the thermal oxide film, and the distribution of oxide film defects was confirmed. In addition, the detailed evaluation method in this experiment is as follows.
[0052]
(A) An ingot having a diameter of 210 mm is cut into blocks each having a length of 10 cm in the crystal axis direction, and then vertically cut in the crystal axis direction. Thereafter, as shown in FIG. 5, a diameter of 200 mm is perpendicular to the crystal axis ( 8 inch) wafer-shaped mirror-finished sample.
(B) The first sample of the above samples was subjected to heat treatment at 620 ° C. for 2 hours (nitrogen atmosphere) in a wafer heat treatment furnace, followed by 800 ° C. for 4 hours (nitrogen atmosphere) and 1000 ° C. for 16 hours (dry oxygen atmosphere). After performing the step heat treatment, cooling was performed, and a WLT map by SEMILAB WT-85 was created.
(C) The second wafer was subjected to Cu deposition processing after forming a thermal oxide film on the wafer surface, and the distribution of oxide film defects was confirmed. The evaluation conditions are as follows.
1) Oxide film: 25 nm
2) Electrolytic strength: 6 MV / cm
3) Voltage application time: 5 minutes
Experimental Results From the above experiments, results as shown in FIGS. 6A and 6B were obtained, and the growth rates at the boundaries of the V region, OSF region, N region, and I region were confirmed.
V region / OSF region boundary: 0.523 mm / min
OSF disappearance boundary: 0.510 mm / min
Cu deposition defect disappearance boundary: 0.506 mm / min
Precipitation N region / non-precipitation N region boundary: 0.497 mm / min
Non-precipitation N region / I region boundary: 0.488 mm / min
[0054]
(Experiment 2): Manufacture of SOI wafer Using the same pulling apparatus as in Experiment 1 shown in FIG. 3, 150 kg of raw material polycrystalline silicon was charged into a 24-inch quartz crucible, and then the growth rate was reduced to 0. In the range of 55 mm / min to 0.45 mm / min, the ingot having a diameter of 210 mm gradually decreased gradually from the head to the tail of the ingot from Experiment 1, and N containing Cu deposition defects in the region from 40 cm to 70 cm of the crystal straight body. Control was performed so that a region and an N region containing no Cu deposition defect were formed. Moreover, it produced so that oxygen concentration might be 24-26 ppma (ASTM'79). Then, quality evaluation and SOI processing were performed according to the following procedures.
[0055]
(1) After the crystal was pulled, the wafer was cut in order from the head side in the crystal axis direction of each crystal block, a number was printed by laser marking so that the cutting order could be understood, and the wafer was processed into a mirror-finished wafer.
[0056]
(2) The first PW on the head side in each block was divided into quarters, and FPD, LFPD, LSEP, and OSF were examined. Next, the Cu deposition defect distribution was confirmed on the head side second sheet of each block unit. Then, a total of five sheets from the head side third to seventh sheets in each block unit were put into the SOI wafer manufacturing process (SOI process). Again, the head-side eighth sheet is evaluated for FPD, LFPD, LSEP, and OSF, and the ninth sheet is subjected to the Cu deposition defect distribution, and the tenth to fourteenth sheets are fed into the SOI process in total of five sheets. The quality of two head-side wafers in units of seven wafers in the crystal axis direction was evaluated, and the remaining five wafers were processed into SOI wafers.
[0057]
(3) As a result of the above evaluation, the V region and the OSF region extend from the middle of the block of about 40 cm to 50 cm in the crystal body, and the N region and the crystal structure have Cu deposition defects up to about 50 cm in the crystal body. The N region where the Cu deposition defect did not occur from about 50 cm to about 70 cm of the body, and the I area was from about 70 cm of the crystal body to the tail side.
[0058]
(4) The mirror wafers of the lot of each of the above-mentioned (1) are used for the bond wafer and the base wafer, and the ion implantation into the bond wafer and the base wafer are performed by the ion implantation separation method based on the process shown in FIG. , An SOI wafer having an insulating oxide film having a thickness of 70 nm and a silicon active layer having a thickness of 200 nm was manufactured through a bonding heat treatment, a peeling heat treatment, a bonding heat treatment (bonding oxidation), and the like.
The active layer of the SOI wafer manufactured as described above was selectively etched with a potassium hydroxide solution and removed. Next, the base wafer having the remaining insulating oxide film layer was evaluated by the Cu deposition method at an electrolytic strength of 6 MV / cm.
[0059]
As a result, in the case of the insulating oxide film after the bonding oxidation, the breakdown of the oxide film was confirmed in the V region, the OSF region, and the base wafer in the N region where the Cu deposition defect occurs. Oxide film destruction did not occur on the base wafer in the N region that did not include the deposition defect region.
[0060]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device having the same operation and effect can be realized by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0061]
For example, in the embodiment, the case where the SOI wafer is manufactured by the ion implantation delamination method using two silicon wafers has been described. The invention can also be applied to SOI wafers that are manufactured by being converted.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided an SOI wafer having the entire surface of the base wafer in the N region and not including the defect region detected by the Cu deposition method. With such an SOI wafer, even if the thickness of the buried oxide film is 100 nm or less, excellent insulating characteristics are maintained. It can be manufactured with a yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a manufacturing process of an SOI wafer according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a crystal region used when manufacturing an SOI wafer according to the present invention.
FIG. 3 is an example of a CZ silicon single crystal manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
FIG. 4A is a relationship diagram showing a relationship between a single crystal growth rate and a crystal cutting position.
(B) It is explanatory drawing which shows a growth rate and each area | region.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method for producing a Cu deposition evaluation sample.
FIG. 6 is a view showing (A) a wafer lifetime and (B) a Cu deposition defect in a crystal vertical section.
FIG. 7 is a diagram showing a growth rate and a crystal cutting position in Experiment 2.
FIG. 8 is a view showing a defect distribution of each crystal region by a Cu deposition method.
(A) V region (B) N region (Cu deposition defect occurrence)
(C) N region (no Cu deposition defect)
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a crystal region.
[Explanation of symbols]
1 ... grown single crystal rod, 2 ... silicon melt, 3 ... hot water surface, 4 ... solid-liquid interface,
6 ... seed chuck, 7 ... wire, 10 ... outer heat insulator, 12 ... graphite cylinder,
21: Bond wafer, 22: Base wafer,
23: oxide film (insulating layer), 24: ion implantation layer, 25: release wafer,
26: SOI wafer, 27: silicon active layer (SOI layer),
28: oxide film, 30: single crystal pulling device, 31: pulling chamber,
32: crucible, 33: crucible holding shaft, 34: heater, 35: heat insulating material.

Claims (6)

それぞれシリコン単結晶からなるベースウエーハとボンドウエーハとを、酸化膜を介して貼り合わせた後、前記ボンドウエーハを薄膜化することによりシリコン活性層が形成されたSOIウエーハであって、前記ベースウエーハが、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面がOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものからなることを特徴とするSOIウエーハ。An SOI wafer having a silicon active layer formed by bonding a base wafer and a bond wafer each made of a silicon single crystal via an oxide film, and then thinning the bond wafer, wherein the base wafer is A silicon single crystal grown by the Czochralski method, wherein the entire surface of the wafer is an N region outside the OSF region and does not include a defect region detected by the Cu deposition method. SOI wafer. 前記SOIウエーハが、前記ボンドウエーハにイオン注入を行い、形成されたイオン注入層で剥離することで前記ボンドウエーハの薄膜化を行うイオン注入剥離法により形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のSOIウエーハ。The SOI wafer is formed by an ion implantation and stripping method in which the bond wafer is ion-implanted and separated by an ion-implanted layer formed to reduce the thickness of the bond wafer. Item 2. The SOI wafer according to Item 1. 前記酸化膜の厚さが、10〜100nmの範囲にあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のSOIウエーハ。3. The SOI wafer according to claim 1, wherein the thickness of the oxide film is in a range of 10 to 100 nm. 4. 前記シリコン活性層が、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、全面にわたってOSF領域の外側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものからなる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SOIウエーハ。The silicon active layer is a single crystal of silicon grown by the Czochralski method, the entire surface is an N region outside the OSF region, and does not include a defect region detected by the Cu deposition method. The SOI wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein: 少なくとも、それぞれシリコン単結晶からなるベースウエーハとボンドウエーハのうち少なくとも一方に酸化膜を形成する工程と、ボンドウエーハにイオン注入することによりイオン注入層を形成する工程と、該ボンドウエーハのイオン注入した側の面を、前記酸化膜を介してベースウエーハと貼り合わせる工程と、前記イオン注入層を境界として剥離を行う工程とを有するSOIウエーハの製造方法において、前記ベースウエーハとして、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面が、育成の際に引き上げ速度を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものを使用することを特徴とするSOIウエーハの製造方法。At least, a step of forming an oxide film on at least one of a base wafer and a bond wafer each made of a silicon single crystal, a step of forming an ion-implanted layer by ion-implanting the bond wafer, and an ion-implantation of the bond wafer. Bonding the side surface to a base wafer via the oxide film, and performing a peeling process using the ion-implanted layer as a boundary. In the method for manufacturing an SOI wafer, the Czochralski method is used as the base wafer. A grown silicon single crystal, the entire surface of the wafer being an N region on the lower side than the ring-shaped OSF region when the pulling speed is gradually reduced from a high speed to a low speed during the growth, and Characterized by using no defect area detected by the position method Manufacturing method of OI wafer. 前記ボンドウエーハとして、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶であり、該ウエーハ全面が、育成の際に引き上げ速度を高速から低速に漸減させた場合に、リング状に発生するOSF領域より低速側のN領域であり、且つCuデポジション法により検出される欠陥領域を含まないものを使用することを特徴とする請求項5に記載のSOIウエーハの製造方法。The bond wafer is a silicon single crystal grown by the Czochralski method, and the entire surface of the wafer is slower than the ring-shaped OSF region when the pulling speed is gradually reduced from high speed to low speed during growth. 6. The method for manufacturing an SOI wafer according to claim 5, wherein an N region on the side and not including a defect region detected by a Cu deposition method is used.
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