JP2005060168A - Method for producing wafer - Google Patents

Method for producing wafer Download PDF

Info

Publication number
JP2005060168A
JP2005060168A JP2003292558A JP2003292558A JP2005060168A JP 2005060168 A JP2005060168 A JP 2005060168A JP 2003292558 A JP2003292558 A JP 2003292558A JP 2003292558 A JP2003292558 A JP 2003292558A JP 2005060168 A JP2005060168 A JP 2005060168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
ingot
heat treatment
bmd
single crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003292558A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kobayashi
武史 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP2003292558A priority Critical patent/JP2005060168A/en
Priority to KR1020067002778A priority patent/KR20060040733A/en
Priority to US10/567,488 priority patent/US7211141B2/en
Priority to CNB200480023198XA priority patent/CN100400721C/en
Priority to PCT/JP2004/011145 priority patent/WO2005014898A1/en
Publication of JP2005060168A publication Critical patent/JP2005060168A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing wafers, by which the time required for heat treatment for imparting IG capability can be shortened in the production of the wafers and the wafers each having high IG (ingot) capability can be produced in large quantities. <P>SOLUTION: This method for producing the wafers includes a BMD forming process for forming inner micro-defects (BMD) at the inside by subjecting a silicon single crystal in an ingot state to heat treatment and a wafer processing process for processing the ingot in which the inner micro-defects (BMD) are formed into wafers. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はウエーハの製造方法に関し、特にIG(Intrinsic gettering)能力を付与するための酸素析出物および内部微小欠陥BMD(Bulk Micro Defect)を生成したウエーハを低コストで製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a wafer, and more particularly, to a method for manufacturing a wafer in which oxygen precipitates for imparting IG (Intrinsic Gettering) ability and internal micro defects BMD (Bulk Micro Defect) are produced at low cost.

半導体集積回路素子の基板として用いられるシリコン単結晶ウエーハは、主にチョクラルスキー法(CZ法)によって製造されている。CZ法とは、石英ルツボ内で1420℃以上の高温で溶融されたシリコン融液にシリコン単結晶の種結晶を浸漬させ、石英ルツボと種結晶を回転させながら徐々に種結晶を引き上げることによって、円柱状のシリコン単結晶を育成する方法である。この時、シリコン融液と接触する石英ルツボ表面は溶融し、酸素がシリコン融液中に溶け込み、育成中の結晶の中に取り込まれる。その酸素原子は結晶育成中および冷却中に凝集し、酸素析出核となる。そのため育成されたままの結晶から採取されたシリコンウエーハに700℃から1050℃の温度帯で熱処理を施すとこの核が成長し酸素析出物およびBMDを形成する。この酸素析出物は、集積回路素子形成の過程(デバイスプロセス)で起こる金属汚染を捕獲するという有益な役割を担う。いわゆるイントリンシック・ゲッタリング(IG)である。   Silicon single crystal wafers used as substrates for semiconductor integrated circuit elements are mainly manufactured by the Czochralski method (CZ method). With the CZ method, a seed crystal of a silicon single crystal is immersed in a silicon melt melted at a high temperature of 1420 ° C. or higher in a quartz crucible, and the seed crystal is gradually pulled up while rotating the quartz crucible and the seed crystal. This is a method for growing a cylindrical silicon single crystal. At this time, the surface of the quartz crucible in contact with the silicon melt is melted, and oxygen is dissolved in the silicon melt and is taken into the growing crystal. The oxygen atoms aggregate during crystal growth and cooling and become oxygen precipitation nuclei. Therefore, when a silicon wafer collected from the grown crystal is subjected to heat treatment in a temperature range of 700 ° C. to 1050 ° C., this nucleus grows to form oxygen precipitates and BMD. This oxygen precipitate plays a beneficial role in capturing metal contamination that occurs in the process of forming integrated circuit elements (device process). This is so-called intrinsic gettering (IG).

今後のデバイスプロセスは、更なる高集積化と高エネルギー・イオン注入を用いたプロセスの低温化が進むことが明らかで、その場合、デバイスプロセス途中におけるBMDの形成が、プロセス低温化のために困難になることが予測される。従って、低温プロセスでは、高温プロセスに比べ十分なIG効果を得ることが困難となる。また、デバイスプロセスが低温化しても、高エネルギー・イオン注入等での重金属汚染は避け難く、ゲッタリング技術は必須と考えられる。またスリップの発生を抑制するには高密度なBMDが存在する事が好ましい。   It is clear that the future device process will be further integrated and the temperature of the process using high energy ion implantation will be lowered. In this case, it is difficult to form BMD during the device process due to the low temperature of the process. It is predicted to become. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient IG effect in the low temperature process as compared with the high temperature process. Moreover, even if the device process is lowered in temperature, heavy metal contamination due to high energy and ion implantation is unavoidable, and gettering technology is considered essential. In order to suppress the occurrence of slip, it is preferable that high-density BMD exists.

通常のBMDの形成は、ウエーハ加工した後にウエーハを熱処理することで行なわれている。例えばDZ‐IG熱処理といわれる熱処理などが知られている。これはウエーハ加工した鏡面状のウエーハを1100℃から1200℃程度の温度で高温処理をすることにより、ウエーハ表面近傍の酸素を外方に拡散させて微小欠陥の核となる格子間酸素を減少させ、デバイス活性領域に欠陥の無いDZ(Denuded Zone)層を形成させる。その後、600℃から900℃の低温熱処理で、ウエーハバルク中にBMDを形成するという高温+低温の二段の熱処理が行われている。また初めに低温処理を行ない、BMDを十分に形成しつつ、その後の高温熱処理でウエーハ表層のDZ層を形成する事もある。このようなウエーハ状態で熱処理しDZ層やIG能力を付加したウエーハはアニールウエーハ等といわれる。   Ordinary BMD is formed by heat-treating the wafer after wafer processing. For example, a heat treatment called DZ-IG heat treatment is known. This is because a mirror-processed wafer processed at a high temperature is processed at a temperature of about 1100 ° C. to 1200 ° C., oxygen in the vicinity of the wafer surface is diffused outwardly, and interstitial oxygen serving as nuclei of minute defects is reduced. Then, a defect-free DZ (Denuded Zone) layer is formed in the device active region. Thereafter, a high-temperature + low-temperature two-stage heat treatment is performed in which BMD is formed in the wafer bulk by a low-temperature heat treatment at 600 ° C. to 900 ° C. Further, a low temperature treatment is first performed to sufficiently form a BMD, and a DZ layer on the wafer surface layer may be formed by a subsequent high temperature heat treatment. A wafer that has been heat-treated in such a wafer state and added with a DZ layer or an IG capability is called an annealed wafer.

また、近年では、ウエーハ(インゴット)の中に、窒素をドープし、COP(Crystal Originated Particle)等の結晶起因の欠陥が消滅しやすく、かつ、酸素析出物が得られやすいようにする工夫もされている。   In recent years, the wafer (ingot) is doped with nitrogen so that crystal-induced defects such as COP (Crystal Originated Particle) are easily eliminated and oxygen precipitates are easily obtained. ing.

更には、原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥(COP等の結晶欠陥)のない領域と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域からなる結晶が知られている。これは結晶の引上げ速度等を制御する事によって得られ、結晶欠陥がほとんどないウエーハとすることができる。このような原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域からなる結晶は準完全結晶(Nearly perfect crystal)と呼ばれ、以下NPCと呼ぶ事がある。このような結晶を用いても表面の無欠陥領域(DZ層)の広いアニールウエーハが効果的に製造できる(例えば、特許文献1参照)。   Further, a crystal is known which is composed of a region having excess atomic vacancies but no crystal growth introduction defects (crystal defects such as COP) and a region having excess interstitial silicon atoms but no crystal growth introduction defects. This is obtained by controlling the crystal pulling speed and the like, and can be a wafer having almost no crystal defects. Such a crystal consisting of a region having excess vacancies but no crystal growth introduction defects and a region having excess interstitial silicon atoms but no crystal growth introduction defects is called a quasi-perfect crystal. Sometimes called NPC. Even if such a crystal is used, an annealed wafer having a wide surface defect-free region (DZ layer) can be effectively manufactured (see, for example, Patent Document 1).

しかし、例えば上記のようなDZ−IG熱処理と呼ばれるアニールでは、ウエーハにDZ層形成とBMD形成という目的の異なる2段の熱処理を行なうことから大変時間がかかるものであった。特に高密度にBMDを形成するには、低温で十分な時間をかけ熱処理することが必要である。   However, for example, the annealing referred to as the DZ-IG heat treatment as described above takes a very long time because the wafer is subjected to two-stage heat treatments for different purposes, ie, DZ layer formation and BMD formation. In particular, in order to form BMD with high density, it is necessary to perform heat treatment at a low temperature for a sufficient time.

また、シリコンウエーハに加工されたウエーハ状態で熱処理する場合には、図6に示すような縦型の熱処理装置30が用いられ、熱処理ボート40にセットされたウエーハWをチャンバ31内でヒータ32により加熱する。また、ウエーハのセットには、図7に示すような熱処理ボート40が用いられ、連結部41で連結された複数の支柱42に設けた溝状のウエーハ載置部43にウエーハWを保持する。しかし、ウエーハをセットできる枚数は、多くても100枚程度に限られてしまう。そのため、アニールウエーハを大量に生産するには、熱処理装置を多く用意するか、アニール時間を短縮する必要がある。   Further, when heat treatment is performed in a wafer state processed into a silicon wafer, a vertical heat treatment apparatus 30 as shown in FIG. 6 is used, and a wafer W set in a heat treatment boat 40 is heated by a heater 32 in a chamber 31. Heat. In addition, a heat treatment boat 40 as shown in FIG. 7 is used for setting the wafer, and the wafer W is held on a groove-like wafer mounting portion 43 provided on a plurality of support columns 42 connected by a connecting portion 41. However, the number of wafers that can be set is limited to about 100 at most. Therefore, in order to produce a large number of annealed wafers, it is necessary to prepare a large number of heat treatment apparatuses or shorten the annealing time.

しかし、ウエーハが大口径化することで、このような熱処理を行なう装置も大型化し、それに用いられる熱処理ボートなども大型化することで、設備的に大変高価な装置が必要となってしまう。従って、装置を多く導入するにはコスト的に限界があり、効率よく熱処理装置を運用する事が重要である。   However, since the diameter of the wafer is increased, the apparatus for performing such heat treatment is also increased in size, and the heat treatment boat used for the apparatus is also increased in size, so that a very expensive apparatus is required. Therefore, there is a cost limit for introducing many apparatuses, and it is important to operate the heat treatment apparatus efficiently.

特開平11−199387号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-199387

本発明は、ウエーハの製造でIG能力を付与するための熱処理が短縮でき、またIG能力の高いウエーハを大量に生産することができるウエーハの製造方法を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wafer that can shorten the heat treatment for imparting IG capability in the manufacture of a wafer and can produce a large amount of wafers having a high IG capability.

上記課題を解決するための本発明は、ウエーハの製造方法であって、少なくとも、インゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部に内部微小欠陥(BMD)を形成するBMD形成工程と、前記内部微小欠陥(BMD)を形成したインゴットをウエーハに加工するウエーハ加工工程を有することを特徴とするウエーハの製造方法である(請求項1)。   The present invention for solving the above-mentioned problems is a method for manufacturing a wafer, comprising at least a BMD forming step in which an internal micro defect (BMD) is formed by performing a heat treatment on a silicon single crystal in an ingot state, and the internal micro defect A wafer manufacturing method comprising a wafer processing step of processing an ingot in which a defect (BMD) is formed into a wafer (claim 1).

このように、BMD形成工程としてインゴット状態のシリコン単結晶に予め熱処理をおこなうこととし、ウエーハ加工工程でインゴットをウエーハに加工することにより、従来のようにウエーハ状態のシリコン単結晶に対してBMDを形成する熱処理を加える方法に比べて効率良く熱処理を行なうことができ、IG能力の高いウエーハを大量に生産することができる。また、初めからIG能力の高いウエーハをデバイス工程などの後工程に供給することができる。   In this way, heat treatment is performed in advance on a silicon single crystal in an ingot state as a BMD formation step, and BMD is applied to a silicon single crystal in a wafer state as in the past by processing the ingot into a wafer in a wafer processing step. Heat treatment can be performed more efficiently than the method of adding heat treatment to be formed, and wafers with high IG ability can be produced in large quantities. In addition, a wafer having a high IG capability can be supplied to a subsequent process such as a device process from the beginning.

この場合、前記BMD形成工程は、インゴット状態のシリコン単結晶に700℃以上の熱処理を行なうことが好ましい(請求項2)。
このようにインゴット状態のシリコン単結晶に700℃以上の熱処理を行なうことにより、内部に十分なBMDを形成することができる。
In this case, in the BMD forming step, it is preferable to perform heat treatment at 700 ° C. or higher on the silicon single crystal in the ingot state.
Thus, sufficient BMD can be formed inside by performing a heat treatment at 700 ° C. or higher on the silicon single crystal in the ingot state.

この場合、前記BMD形成工程は、1100℃以下の熱処理温度で30分以上8時間以内の熱処理を行なうことが好ましい(請求項3)。
1100℃以下の熱処理温度で熱処理することにより、単結晶に転位やスリップを発生させることなく熱処理を行なうことができる。また、30分以上8時間以内の熱処理を行なうことにより、良好なIG能力を付与することができる。
In this case, the BMD forming step is preferably performed at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or lower for 30 minutes to 8 hours.
By performing heat treatment at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or lower, heat treatment can be performed without generating dislocations or slips in the single crystal. Moreover, favorable IG capability can be provided by performing the heat processing for 30 minutes or more and 8 hours or less.

この場合、前記BMD形成工程は、昇温速度を0.5℃/min〜10℃/minとして熱処理することが好ましい(請求項4)。
このような昇温速度で熱処理することによりインゴット中に安定したBMDを形成することができる。なお高密度にBMDを析出させるためには、BMD析出核が生成する温度帯領域、例えば500℃以上において5℃/min以下にゆっくり昇温することが好ましい。これより低い領域(500℃未満)では10℃/min程度と比較的高速に昇温して処理すれば良い。
In this case, it is preferable that the BMD forming step is heat-treated at a temperature rising rate of 0.5 ° C./min to 10 ° C./min.
A stable BMD can be formed in the ingot by performing heat treatment at such a temperature rising rate. In order to precipitate BMD at a high density, it is preferable to slowly raise the temperature to 5 ° C./min or less in a temperature zone region where BMD precipitation nuclei are generated, for example, 500 ° C. or more. In the region lower than this (less than 500 ° C.), the temperature may be raised at a relatively high speed of about 10 ° C./min.

この場合、前記シリコン単結晶は、窒素がドープされている結晶であることが好ましい(請求項5)。
このようにシリコン単結晶に窒素をドープしておくことにより、熱処理によりBMDを形成しやすくすることができる。
In this case, the silicon single crystal is preferably a crystal doped with nitrogen.
By doping nitrogen into the silicon single crystal in this way, BMD can be easily formed by heat treatment.

この場合、前記シリコン単結晶は、チョクラルスキー法により製造された準完全結晶(NPC)領域の結晶とすることができる(請求項6)。
このような結晶であれば、例えば後の工程でアニールウエーハとした場合にDZ層の厚いより高品質のウエーハとすることができる。
In this case, the silicon single crystal may be a quasi-perfect crystal (NPC) region crystal manufactured by the Czochralski method.
With such a crystal, for example, when an annealed wafer is used in a later step, a higher quality wafer having a thick DZ layer can be obtained.

この場合、前記インゴット状態のシリコン単結晶は、チョクラルスキー法による単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット、又は引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態のインゴットとすることができる(請求項7)。
本発明では、このようなインゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部にBMDを形成するため、効率良く単結晶にBMDを形成することができる。
なお、本発明でいう単結晶引上装置で引上げられたままの形状のインゴットとは、チョクラルスキー法により引上げられた直後の結晶の他、引上げられたインゴットからコーン部、テール部を切断したもの、あるいはそれらを数個のブロックに切断したものも含む。
In this case, the silicon single crystal in the ingot state is an ingot that has been pulled up by a single crystal pulling apparatus using the Czochralski method, or an ingot that has been cylindrically ground after being pulled and cut into a block shape. (Claim 7).
In the present invention, since the BMD is formed in the silicon single crystal in such an ingot state by heat treatment, the BMD can be efficiently formed in the single crystal.
In addition, the shape of the ingot that has been pulled by the single crystal pulling apparatus referred to in the present invention is the crystal immediately after being pulled by the Czochralski method, as well as the cone portion and tail portion being cut from the pulled ingot. And those cut into several blocks.

以下、本発明について詳細に説明する。
発明者は、IG能力の高いウエーハの製造に際して、インゴット状態で熱処理をしてIG効果を上げるためのBMDを形成しておき、それをウエーハ加工することによって、BMDが形成されIG能力の高いウエーハを効率良く製造することができ、その後のDZ層形成やエピタキシャル層形成のプロセスにおいても、BMD密度が十分に維持できることを知見した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
When manufacturing a wafer having a high IG capability, the inventor forms a BMD for increasing the IG effect by heat treatment in an ingot state, and by processing the wafer, the BMD is formed and the wafer having a high IG capability is formed. It has been found that the BMD density can be sufficiently maintained in the subsequent process of forming the DZ layer or epitaxial layer.

従来インゴット状態のアニール(以下インゴットアニールということがある)は、化合物半導体、例えばGaAsにおいて主に行なわれている技術で、もっぱら電気特性を均一に改善する為に行なわれているものである(例えば特開平6−196430号公報、特開平6−31854号公報参照)。本発明では、このような熱処理とは異なり、シリコン単結晶に対しBMDを形成する熱処理をインゴットの状態で施しておく事で、IG能力の高いウエーハを短時間で大量に生産する。すなわち、本発明のウエーハの製造方法は、インゴット状態のシリコン単結晶の内部にBMDを形成し、その後ウエーハ加工を行なうことを特徴とする。   Conventional ingot annealing (hereinafter sometimes referred to as ingot annealing) is a technique mainly performed in compound semiconductors such as GaAs, and is performed exclusively to improve electrical characteristics uniformly (for example, (See JP-A-6-196430 and JP-A-6-31854). In the present invention, unlike such a heat treatment, a heat treatment for forming a BMD is performed on a silicon single crystal in an ingot state, whereby a wafer having a high IG ability is produced in a large amount in a short time. That is, the wafer manufacturing method of the present invention is characterized in that BMD is formed inside an ingot-state silicon single crystal and then wafer processing is performed.

本発明は、このようにインゴットの状態でBMDを形成しておき、これをウエーハ加工してIG能力を付加したウエーハを製造することによって、例えば、その後にアニールウエーハを製造する際にも、このIG能力を付加する条件の熱処理を省略または簡略化することができ熱処理時間を短くすることができるものである。また、例えば、このようなウエーハにエピタキシャル層を形成することでエピタキシャルウエーハを作製する場合においてもゲッタリング効果の高いウエーハとすることができる。またインゴット状態での熱処理であることから、従来のウエーハ状態でのBMDを形成する熱処理に比べ、ウエーハ熱処理ボートを用いる必要がないため、(ウエーハ換算にすると)一度に大量に熱処理することができ、熱処理の効率を大幅に向上させることができる。   In the present invention, the BMD is formed in the ingot state as described above, and the wafer is processed to produce a wafer to which the IG capability is added. For example, when an annealed wafer is subsequently produced, The heat treatment under the condition for adding the IG capability can be omitted or simplified, and the heat treatment time can be shortened. Further, for example, even when an epitaxial wafer is formed by forming an epitaxial layer on such a wafer, a wafer having a high gettering effect can be obtained. In addition, since it is a heat treatment in an ingot state, it is not necessary to use a wafer heat treatment boat as compared with a heat treatment for forming a BMD in a conventional wafer state, so that a large amount of heat treatment can be performed at a time (in terms of wafer). The heat treatment efficiency can be greatly improved.

具体的には、インゴット状態のシリコン単結晶に700℃以上の熱処理を行ない、その後ウエーハ加工を行なう。特にインゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ないインゴット内部にBMDを形成する熱処理工程は、700℃以上1100℃以下の熱処理温度で30分以上8時間以内の熱処理を行なうと良い。また昇温速度も0.5℃/min〜10℃/minとして熱処理することで安定したBMDを形成する事ができる。   Specifically, the silicon single crystal in an ingot state is subjected to a heat treatment at 700 ° C. or higher, and then wafer processing is performed. In particular, a heat treatment process for forming a BMD in an ingot by performing a heat treatment on a silicon single crystal in an ingot state is preferably performed at a heat treatment temperature of 700 ° C. to 1100 ° C. for 30 minutes to 8 hours. Moreover, stable BMD can be formed by heat-treating at a rate of temperature rise of 0.5 ° C./min to 10 ° C./min.

インゴットの状態で1100℃以下の温度で熱処理を行なうことによりインゴット全体に転位やスリップが発生することを防ぐことができる。また、700℃以上の温度で熱処理をすることにより、十分なBMDを形成することができる。さらに、700℃以上の温度で熱処理をすることにより、後の工程(例えばウエーハ状態でのアニール工程)で消滅しないようなBMDを形成することができる。   By performing heat treatment at a temperature of 1100 ° C. or lower in the ingot state, it is possible to prevent dislocations and slips from occurring in the entire ingot. Moreover, sufficient BMD can be formed by heat-processing at the temperature of 700 degreeC or more. Furthermore, by performing heat treatment at a temperature of 700 ° C. or higher, a BMD that does not disappear in a subsequent process (for example, an annealing process in a wafer state) can be formed.

このような温度範囲で、インゴットに例えば30分以上8時間以内の定温保持または複数段の定温保持熱処理を行なうと十分なBMDを形成することができ、その後の工程によってもこのBMDは消失せず残留するため、良好なIG能力を付与させることができる。処理時間は特に限定するものではなく、この処理時間はもっと長くてもかまわないが、時間的メリット及び良好なIG能力を得るには上記範囲程度が適当である。このとき、昇温速度を0.5℃/min〜10℃/minとして昇温すると好ましい。   In such a temperature range, if the ingot is subjected to, for example, constant temperature holding for 30 minutes or more and within 8 hours or heat treatment at multiple stages, sufficient BMD can be formed, and this BMD does not disappear even in subsequent steps. Since it remains, good IG capability can be imparted. The processing time is not particularly limited, and this processing time may be longer. However, the above range is suitable for obtaining time merit and good IG capability. At this time, it is preferable to raise the temperature at a rate of temperature rise of 0.5 ° C./min to 10 ° C./min.

また、インゴットは、シリコン単結晶に窒素がドープされている結晶、又はNPC領域の結晶であることが好ましい。
特に窒素ドープしたシリコン単結晶を用い熱処理した場合、結晶内部で酸素析出物が得られやすくなり、かつ、COP等の結晶起因の欠陥が熱処理により消滅しやすくなる。このようなシリコン単結晶を用いる事により、例えば、DZ層を形成する工程を後に行なう場合において無欠陥領域が広くIG効果の高いウエーハを効果的に製造できるようになる。
The ingot is preferably a crystal in which a silicon single crystal is doped with nitrogen or a crystal in the NPC region.
In particular, when heat treatment is performed using a nitrogen-doped silicon single crystal, oxygen precipitates are likely to be obtained inside the crystal, and defects due to crystals such as COP are likely to disappear by heat treatment. By using such a silicon single crystal, for example, a wafer having a wide defect-free region and a high IG effect can be effectively manufactured when the step of forming the DZ layer is performed later.

また、NPC領域の結晶についても同様に無欠陥領域の広いウエーハとなり好ましい。NPC領域の結晶は、結晶引上げ条件を制御する事で、原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域(Nv領域ということがある)と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域(Ni領域ということがある)で成長させた結晶である。
特に、NPC領域ではNvとNi領域で、酸素析出挙動が異なる事が知られている。このような異なる酸素析出挙動を示す場合、例えばインゴット段階で300〜500℃といった低温領域から、0.5〜2℃/min程度の遅い昇温速度でBMDを成長させることにより、NvやNi領域での酸素析出挙動が均一化され、面内で安定したBMDの形成を行なうことができるので好ましい。従来は、ウエーハ状態でこのような熱処理を行なうと生産性が著しく低下するため、現実的には実施することができなかった。しかしインゴット段階であれば、このようなゆっくりした熱処理を行なっても一度に大量の処理を行うことが出来るので高い生産性を維持することができる。
Similarly, a crystal in the NPC region is preferable because it becomes a wafer having a wide defect-free region. By controlling the crystal pulling conditions, the crystal in the NPC region has an excess of atomic vacancies but no crystal growth introduction defect (sometimes referred to as an Nv region) and an interstitial silicon atom excess but a crystal growth introduction defect. It is a crystal grown in a region with no (sometimes referred to as Ni region).
In particular, it is known that the oxygen precipitation behavior is different between the Nv region and the Ni region in the NPC region. When exhibiting such different oxygen precipitation behavior, for example, by growing BMD from a low temperature region such as 300 to 500 ° C. at a slow temperature increase rate of about 0.5 to 2 ° C./min in the ingot stage, Nv or Ni region This is preferable because the behavior of oxygen precipitation is uniformized and BMD can be stably formed in the surface. Conventionally, when such a heat treatment is performed in a wafer state, the productivity is remarkably lowered, so that it has not been practically possible. However, in the ingot stage, even if such a slow heat treatment is performed, a large amount of treatment can be performed at one time, so that high productivity can be maintained.

なお、インゴット状態のシリコン単結晶とは単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット又は引上げ後に円筒研削しブロック状に切断した状態のインゴットである。単結晶引上装置により引き上げたシリコン単結晶は、コーン及びテールといった部分が形成されているが、このようなインゴットの状態(この他にコーン部およびテール部を除去した状態、および複数ブロックに分割した状態を含む)で、インゴットアニールをすることができる。
またウエーハ加工前(スライス前)に、通常はインゴットを円筒研削してから複数のブロックに分けるが、このような円筒研削されたブロックの状態で熱処理しても良い。この場合は、ブロックの表層に円筒研削での金属汚染が発生するため、表層100〜500μm程度を酸エッチングにより除去してから、熱処理を行うことが好ましい。
Note that the silicon single crystal in the ingot state is an ingot that has been pulled up by a single crystal pulling apparatus or an ingot that has been cylindrically ground after being pulled and cut into blocks. The silicon single crystal pulled by the single crystal pulling device has cone and tail parts, but it is in such an ingot state (in addition to the cone and tail parts removed, and divided into multiple blocks. Ingot annealing can be performed.
In addition, before wafer processing (before slicing), the ingot is usually subjected to cylindrical grinding and then divided into a plurality of blocks. However, heat treatment may be performed in the state of such cylindrically ground blocks. In this case, metal contamination due to cylindrical grinding occurs on the surface layer of the block. Therefore, it is preferable to perform heat treatment after removing the surface layer of about 100 to 500 μm by acid etching.

本発明によるウエーハの製造方法によれば、初めにインゴットの状態でBMDを形成する熱処理を行なうため、IG能力の高いウエーハをデバイス工程などの後工程に供給することができる。またBMDを形成する熱処理を一度に大量に行なうことにより効率良く行なうことができ、IG能力を付与するための熱処理時間を大幅に短縮することができ、これによりウエーハ製造の生産性を向上させることができる。   According to the method for manufacturing a wafer according to the present invention, since heat treatment for forming a BMD in an ingot state is performed first, a wafer having a high IG capability can be supplied to a subsequent process such as a device process. Also, heat treatment for forming BMD can be performed efficiently by carrying out a large amount at a time, and the heat treatment time for imparting IG capability can be greatly shortened, thereby improving the productivity of wafer manufacturing. Can do.

本発明のウエーハの製造方法について図面を参照し説明する。図1および図2は本発明のウエーハの製造工程の概略を示すフロー図である。   The wafer manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are flowcharts showing the outline of the manufacturing process of the wafer of the present invention.

(インゴットの育成)
先ず初めにCZ法により、酸素濃度(や窒素濃度)、抵抗率等を調節しシリコン単結晶インゴットを成長する。この引上げ方法は特に限定されるものではなく、従来から行なわれている方法を用いれば良い。特にCOP等の結晶起因の欠陥が少なくなるような条件でインゴットを引き上げると好ましい。
(Ingot training)
First, a silicon single crystal ingot is grown by adjusting the oxygen concentration (or nitrogen concentration), resistivity, etc. by the CZ method. This pulling method is not particularly limited, and a conventional method may be used. In particular, it is preferable to pull up the ingot under conditions that reduce defects due to crystals such as COP.

特にシリコン単結晶中に窒素をドープすることにより、BMDを形成しやすいシリコン単結晶を成長させることができる。本発明において、窒素をドープしたシリコン単結晶インゴットを育成するには、チョクラルスキー法でシリコン単結晶を育成する場合に、あらかじめ石英ルツボ内に窒化物を入れておくか、シリコン融液中に窒化物を投入するか、雰囲気ガスを窒素を含む雰囲気等とすることによって、シリコン単結晶中に窒素をドープすることができる。この際、窒化物の量あるいは窒素ガスの濃度あるいは導入時間等を調整することによって、結晶中の窒素ドープ量を制御することが出来る。   In particular, by doping nitrogen into the silicon single crystal, it is possible to grow a silicon single crystal that is easy to form BMD. In the present invention, in order to grow a silicon single crystal ingot doped with nitrogen, when growing a silicon single crystal by the Czochralski method, nitride is put in advance in a quartz crucible or in a silicon melt. Nitrogen can be doped into the silicon single crystal by introducing nitride or changing the atmosphere gas to an atmosphere containing nitrogen or the like. At this time, the amount of nitrogen doped in the crystal can be controlled by adjusting the amount of nitride, the concentration of nitrogen gas, the introduction time, or the like.

また、準完全結晶(NPC)領域のシリコン単結晶を用いることにより、後にウエーハ状態でアニールを行なった場合にDZ層の厚いアニールウエーハを製造することができる。この準完全結晶領域のシリコン単結晶を製造するには、例えば、チョクラルスキー法により単結晶を成長させるときの引上速度Vと、固液界面近傍の引上軸方向の結晶温度勾配Gとの比であるV/Gを制御しつつ結晶引上を行なうことにより、結晶横断面全面で、準完全結晶(NPC)領域のシリコン単結晶を引上げることができる。   Also, by using a silicon single crystal in a quasi-perfect crystal (NPC) region, an annealed wafer having a thick DZ layer can be manufactured when annealing is performed in a wafer state later. In order to manufacture the silicon single crystal in the quasi-perfect crystal region, for example, the pulling speed V when the single crystal is grown by the Czochralski method, the crystal temperature gradient G in the pulling axis direction near the solid-liquid interface, By controlling crystal pulling while controlling the ratio V / G, a silicon single crystal in a quasi-perfect crystal (NPC) region can be pulled over the entire crystal cross section.

(インゴットアニール:BMD形成工程)
次にこのように育成されたインゴットをインゴットの形態で熱処理して内部にBMDを形成する。つまりウエーハ形状に加工するスライス工程前(ウエーハ加工工程前)に熱処理を行なう。この場合BMDが形成される条件で熱処理する。この時、インゴットアニールは、単結晶製造装置で引き上げられたままの形状のインゴット又は引上げ後に円筒研削しブロック状に切断した状態で行なう。つまりインゴット外周部を円筒研削する前又は後どちらでも実施する事ができる。
(Ingot annealing: BMD formation process)
Next, the ingot grown in this way is heat-treated in the form of an ingot to form BMD therein. That is, heat treatment is performed before the slicing process (before the wafer processing process) for processing into a wafer shape. In this case, it heat-processes on the conditions in which BMD is formed. At this time, the ingot annealing is performed in a state where the ingot is pulled up by the single crystal manufacturing apparatus or is cylindrically ground after being pulled and cut into blocks. That is, it can be performed either before or after cylindrical grinding of the outer periphery of the ingot.

まず、引き上げられたままの形状でのインゴットアニールについて、その一実施形態を説明する(図1)。
この例では、単結晶製造装置で引上げられたインゴットのコーン部やテール部を除去せず、複数ブロックに分割しない状態でインゴットを熱処理炉に入れBMDを形成する熱処理をする。
この場合の熱処理装置は特に限定するものではないが、このようなインゴットの塊の状態で熱処理できるものが好ましく、図3に示すような横型の熱処理炉が好適である。図3は横型熱処理炉の概略を示すもので、この熱処理炉10は、コーン部やテール部を除去せず、複数ブロックに分割しないインゴット1をそのまま投入する事ができる石英やSiC製のチャンバ11を有し、その外側にヒータ12等の熱処理手段が具備されているものである。インゴット1はコーン部及びテール部を支持できる支持部13で保持される(必要によりインゴット中心部にも支持部を配置しても良い)。このような装置を用いBMDが形成される熱処理条件で熱処理を行なう。
First, an embodiment of ingot annealing in a shape as it is pulled up will be described (FIG. 1).
In this example, the ingot pulled up by the single crystal manufacturing apparatus is not removed, and the ingot is put into a heat treatment furnace without being divided into a plurality of blocks, and heat treatment is performed to form a BMD.
The heat treatment apparatus in this case is not particularly limited, but a heat treatment apparatus capable of performing heat treatment in such an ingot lump state is preferable, and a horizontal heat treatment furnace as shown in FIG. 3 is suitable. FIG. 3 shows an outline of a horizontal heat treatment furnace. This heat treatment furnace 10 is a quartz or SiC chamber 11 in which an ingot 1 that is not divided into a plurality of blocks can be input as it is without removing a cone part and a tail part. And a heat treatment means such as a heater 12 is provided on the outside thereof. The ingot 1 is held by a support portion 13 that can support the cone portion and the tail portion (a support portion may be disposed at the center of the ingot as necessary). Using such an apparatus, the heat treatment is performed under the heat treatment conditions for forming the BMD.

このような引上げられたままの形状のインゴットを熱処理すると汚染等が極力少ない状態または、歪み等が形成されていない状態で熱処理でき好ましい。また、インゴットを一度に熱処理することによりウエーハ換算にするとたいへん大量のウエーハが処理できる。   It is preferable to heat-treat such an ingot that has been pulled up because heat treatment can be performed in a state in which contamination or the like is as little as possible or in a state in which no distortion or the like is formed. In addition, if the ingot is heat-treated at a time and converted into a wafer, a very large number of wafers can be processed.

次に、別な形態の例を示す。以下の例では引き上げられたままの形状ではなく、引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態にしたインゴットをインゴットアニールする例を示す。(図2)   Next, another example is shown. The following example shows an example in which ingot annealing is performed on an ingot that is not pulled up, but is cylindrically ground after being pulled up and cut into a block shape. (Figure 2)

インゴットの育成工程で引き上げられたインゴットの側面を円筒研削し、その後、図5に示すようにインゴット1のコーン部2及びテール部3を切断し、さらに複数のブロック4に切断する事でインゴットブロックを得る。   The side of the ingot pulled up in the ingot growing process is cylindrically ground, and then the cone portion 2 and tail portion 3 of the ingot 1 are cut as shown in FIG. Get.

その後、このブロック状のインゴットに熱処理を行なう。なお、このような円筒研削・ブロック加工を行なった場合、熱処理により汚染や割れが生じる可能性があるため、先ず初めにインゴット表面全体をエッチング液により、数百μmエッチングしてインゴット表面に付着している金属不純物等を除去する。このエッチング液は例えば、HF/HNOからなる酸性のエッチング液などが用いられる。 Thereafter, heat treatment is performed on the block-shaped ingot. In addition, when such cylindrical grinding / blocking is performed, contamination and cracking may occur due to heat treatment. First, the entire ingot surface is first etched by several hundred μm with an etching solution and adhered to the ingot surface. Remove metallic impurities. As this etching solution, for example, an acidic etching solution made of HF / HNO 3 is used.

その後、ブロックの状態のまま、熱処理炉に入れ熱処理する。熱処理装置は特に限定するものではないが、このような形態のインゴットブロックを塊のまま熱処理できる例えば、図4のようなものが好ましい。図4の熱処理炉20は、インゴットのブロック4を縦置きにして熱処理できる装置であるが、インゴットのブロック4を熱処理炉20の下方から石英やSiCからなるチャンバ21内に投入し、その外側に配置されたヒータ22等の熱処理手段により熱処理する形態のものであり、いわゆる縦型の熱処理炉である。このような熱処理炉を用いBMDが形成される熱処理条件で熱処理を行なう。このようなシリコン単結晶をブロック状にした熱処理では、熱処理炉も小型化でき好ましい。   Then, it heat-processes in a heat treatment furnace with the state of a block. Although the heat treatment apparatus is not particularly limited, an ingot block having such a form can be heat treated as a lump, for example, the one shown in FIG. 4 is preferable. The heat treatment furnace 20 shown in FIG. 4 is an apparatus that can heat-treat the ingot block 4 in a vertical position. The ingot block 4 is put into a chamber 21 made of quartz or SiC from the lower side of the heat treatment furnace 20 and is placed outside the chamber. The heat treatment is performed by heat treatment means such as the heater 22 arranged, which is a so-called vertical heat treatment furnace. Using such a heat treatment furnace, heat treatment is performed under the heat treatment conditions for forming the BMD. Such heat treatment in which a silicon single crystal is formed into a block shape is preferable because the heat treatment furnace can be reduced in size.

このように引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態にしたインゴットを熱処理する場合においても、ウエーハ用の熱処理ボートが不要になるため、一度に大量のシリコン単結晶を熱処理でき、ウエーハ状態で熱処理した場合に換算すると、きわめて多くのウエーハを一度に熱処理できることになる。   Even when heat treating an ingot that has been cylindrically ground and cut into a block after being pulled up in this way, a heat treatment boat for wafers is not required, so a large amount of silicon single crystal can be heat treated at one time. In terms of heat treatment, a very large number of wafers can be heat treated at one time.

以上のようなBMD形成工程の具体的な熱処理条件は、要求される仕様により適宜設定すれば良いが、特に酸素雰囲気中、700℃〜1100℃の熱処理を30分から8時間程度行なえば、目的とするBMDが十分に生成される。実際には室温から500℃付近までは昇温速度10℃/分程度の高速で昇温し、その後昇温速度を遅くして、設定温度までは0.5℃/分〜5℃/分程度で昇温する。このような方法で設定温度(例えば1000℃)まで徐々に昇温させ、この設定温度で任意の時間(例えば1時間)保持する。その後、600℃までは5℃/分程度の降温速度で冷却し、その後2℃/分程度で室温まで落とし熱処理を終了する。こうすることで、後にウエーハ状態でDZ層を形成する1000℃程度の熱処理やエピタキシャル成長を行なっても消失しないBMDがインゴット中に高密度に形成される。   The specific heat treatment conditions for the BMD formation process as described above may be set as appropriate according to the required specifications. In particular, if heat treatment at 700 ° C. to 1100 ° C. is performed for about 30 minutes to 8 hours in an oxygen atmosphere, BMD to be generated is sufficiently generated. Actually, the temperature is raised from room temperature to around 500 ° C. at a high rate of about 10 ° C./minute, and then the temperature rise rate is slowed down until the set temperature is about 0.5 ° C./minute to 5 ° C./minute. Raise the temperature. In this way, the temperature is gradually raised to a set temperature (for example, 1000 ° C.) and held at this set temperature for an arbitrary time (for example, 1 hour). Thereafter, the temperature is lowered to 600 ° C. at a temperature lowering rate of about 5 ° C./min. By doing so, BMDs that do not disappear even if heat treatment or epitaxial growth at about 1000 ° C. for forming the DZ layer later in the wafer state are formed at a high density in the ingot.

(ウエーハ加工工程)
次にこのようにインゴットアニールしたインゴットをウエーハ加工する。ウエーハ加工では、少なくとも高平坦度なウエーハが得られればその工程は特に限定するものではない。この実施の形態では図8に示すように単結晶シリコンインゴットをスライスして薄板(ウエーハ)を作製した後(図8(A))、このシリコンウエーハに対して面取り(図8(B))、平坦化(ラッピング)(図8(C))、エッチング(図8(D))、研磨(図8(E))等の各工程を順次実施し、最終的に鏡面研磨ウエーハを得る。各工程の条件は特に限定するものではないがスライス工程(図8(A))ではワイヤーソーを用いた切断、平坦化工程(図8(C))ではラッピング(工程)または平面研削(工程)などにより行なう。例えばラッピング工程であれば#1500以上の遊離砥粒を用いたラッピングを行なう。次にエッチング工程(図8(D))ではアルカリ溶液を用いたエッチング、研磨工程(図8(E))では両面研磨、片面研磨を組み合わせた複数段の研磨で実施すると良い。また面取り工程(図8(B))についても平坦化前の粗面取りや面取り部の鏡面化(鏡面面取り)等を実施している。この他に研磨後や各工程間に洗浄工程が入っても良い。
このように、インゴットアニールを行なった後、ウエーハ加工することでIG能力の高いウエーハが容易に製造できる。
(Wafer processing process)
Next, the ingot annealed ingot in this way is subjected to wafer processing. In the wafer processing, the process is not particularly limited as long as a wafer having at least high flatness can be obtained. In this embodiment, as shown in FIG. 8, after a single crystal silicon ingot is sliced to produce a thin plate (wafer) (FIG. 8A), this silicon wafer is chamfered (FIG. 8B). Steps such as planarization (lapping) (FIG. 8C), etching (FIG. 8D), and polishing (FIG. 8E) are sequentially performed to finally obtain a mirror-polished wafer. The conditions of each process are not particularly limited, but in the slicing process (FIG. 8A), cutting using a wire saw, and in the flattening process (FIG. 8C), lapping (process) or surface grinding (process). Etc. For example, in the lapping process, lapping using loose abrasive grains of # 1500 or more is performed. Next, it is preferable to perform etching using an alkaline solution in the etching step (FIG. 8D), and polishing in a plurality of stages combining double-side polishing and single-side polishing in the polishing step (FIG. 8E). In addition, for the chamfering process (FIG. 8B), rough chamfering before flattening, mirroring of the chamfered portion (mirror chamfering), and the like are performed. In addition, a cleaning process may be performed after polishing or between the processes.
Thus, a wafer with high IG capability can be easily manufactured by performing wafer processing after performing ingot annealing.

(実施例1)
(インゴットの育成)
CZ法により、酸素濃度13〜15×1017atoms/cm3[oldASTM]、窒素濃度5〜9×1012atoms/cmのシリコン単結晶インゴットを成長した。このインゴットを円筒研削し複数のブロックに切断する事で、直径約300mm、長さ約30cmのインゴットを得た。
(Example 1)
(Ingot training)
A silicon single crystal ingot having an oxygen concentration of 13 to 15 × 10 17 atoms / cm 3 [oldASTM] and a nitrogen concentration of 5 to 9 × 10 12 atoms / cm 3 was grown by the CZ method. The ingot was cylindrically ground and cut into a plurality of blocks to obtain an ingot having a diameter of about 300 mm and a length of about 30 cm.

(インゴットアニール:BMD形成工程)
上記インゴットを、インゴットの状態のまま熱処理を行ない内部にBMDを形成するBMD形成工程を行なった。先ず初めにインゴット表面全体をHF/HNOからなる酸エッチング液により約200μmエッチングして表面を汚染している金属不純物を除去した。
その後、インゴットの状態のまま、図4に示す熱処理炉に入れて熱処理した。
(Ingot annealing: BMD formation process)
The ingot was heat-treated in the ingot state, and a BMD forming step for forming BMD inside was performed. First, the entire ingot surface was etched by about 200 μm with an acid etching solution made of HF / HNO 3 to remove metal impurities contaminating the surface.
Then, it heat-processed in the heat processing furnace shown in FIG. 4 with the state of the ingot.

熱処理は、室温から昇温速度10℃/分で500℃まで、その後昇温速度1℃/分で1000℃まで昇温し、1000℃で2時間保持した。その後、600℃まで5℃/分程度の降温速度で冷却し、その後2℃/分程度で室温まで落とした。この熱処理時の雰囲気は酸素ガスを用いた。
これにより、ウエーハに換算すると通常のウエーハ熱処理ボート4バッチ分の熱処理が、1回の熱処理で実施することができた。
In the heat treatment, the temperature was raised from room temperature to 500 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min, and then to 1000 ° C. at a temperature rising rate of 1 ° C./min, and kept at 1000 ° C. for 2 hours. Then, it cooled to 600 degreeC with the temperature-fall rate of about 5 degree-C / min, and dropped to room temperature at about 2 degree-C / min after that. Oxygen gas was used as the atmosphere during the heat treatment.
As a result, when converted into wafers, heat treatment for four batches of normal wafer heat treatment boats could be carried out in one heat treatment.

(ウエーハ加工工程)
ウエーハ加工工程では、BMD形成工程後のインゴットを図8に示す工程で処理した。スライス工程(図8(A))ではワイヤーソーを用いて切断し、面取り工程後(図8(B))、平坦化工程(図8(C))では#1500の遊離砥粒を用いてラッピングし、エッチング工程(図8(D))では濃度50%NaOHを用いたアルカリ溶液によりエッチングした。その後研磨工程(図8(E))では両面研磨、片面研磨、片面研磨の3段の研磨を行ない、高平坦度で鏡面化されたウエーハを得た。その後洗浄を行なった。上記30cmのインゴットから約300枚の直径300mmのシリコンウエーハが得られた。
(Wafer processing process)
In the wafer processing step, the ingot after the BMD forming step was processed in the step shown in FIG. In the slicing step (FIG. 8A), cutting is performed using a wire saw, after the chamfering step (FIG. 8B), and in the flattening step (FIG. 8C), lapping is performed using # 1500 free abrasive grains. In the etching step (FIG. 8D), etching was performed with an alkaline solution using 50% NaOH. Thereafter, in the polishing step (FIG. 8E), three-stage polishing including double-side polishing, single-side polishing, and single-side polishing was performed to obtain a wafer having a mirror surface with high flatness. Thereafter, washing was performed. Approximately 300 silicon wafers having a diameter of 300 mm were obtained from the 30 cm ingot.

このようにして得られたウエーハについて、BMD密度を赤外線トモグラフ法で評価した結果、3×10個/cmと十分なBMD密度であった。つまりIG能力の高いウエーハが得られた。従って、このようなウエーハを用いて後工程で例えばDZ層を形成するようなアニールウエーハの作製を行なった場合、BMDを形成するような低温の熱処理を行なう必要がなくなるため、ウエーハ状態での熱処理は主にDZ層を形成する為の熱処理を行なうだけで良いことになり、熱処理時間を大幅に短縮する事ができる。 About the wafer obtained in this way, as a result of evaluating BMD density by the infrared tomography method, it was 3 * 10 < 9 > piece / cm < 3 > and sufficient BMD density. In other words, a wafer with high IG capability was obtained. Therefore, when an annealed wafer that forms a DZ layer, for example, in a later process using such a wafer, it is not necessary to perform a low-temperature heat treatment to form a BMD. Therefore, it is only necessary to perform heat treatment for forming the DZ layer, and the heat treatment time can be greatly shortened.

(実施例2)
CZ法により、酸素濃度13〜15×1017atoms/cm3[oldASTM]のシリコン単結晶インゴットを成長した。このシリコン単結晶は、結晶の成長速度を制御しNPC領域の結晶を成長させた。このインゴットは円筒研削し複数のブロックに切断する事で、直径約300mm、長さ約30cmのインゴットを得た。
(Example 2)
A silicon single crystal ingot having an oxygen concentration of 13 to 15 × 10 17 atoms / cm 3 [oldASTM] was grown by the CZ method. This silicon single crystal was grown in the NPC region by controlling the crystal growth rate. This ingot was cylindrically ground and cut into a plurality of blocks to obtain an ingot having a diameter of about 300 mm and a length of about 30 cm.

その後、実施例1と同様に、BMD形成工程、ウエーハ加工工程を行ない、約300枚の直径300mmのシリコンウエーハを得た。このようにして得られたウエーハについて、BMD密度を赤外線トモグラフ法で評価した結果、3×10個/cmと十分なBMD密度であり、IG能力の高いウエーハが得られた。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, the BMD forming step and the wafer processing step were performed, and about 300 silicon wafers having a diameter of 300 mm were obtained. As a result of evaluating the BMD density by the infrared tomography method for the wafer thus obtained, a wafer having high BMD density of 3 × 10 9 pieces / cm 3 and high IG ability was obtained.

(比較例)
実施例1および2と同様にインゴットを製造した後、インゴットの状態で熱処理を行なうBMD形成工程を行なわないで、それぞれウエーハ加工を行なった。このウエーハを、上記実施例1および2と同じ条件でBMD密度を評価した。
(Comparative example)
After the ingot was manufactured in the same manner as in Examples 1 and 2, the wafer processing was performed without performing the BMD forming step in which the heat treatment was performed in the ingot state. The BMD density of this wafer was evaluated under the same conditions as in Examples 1 and 2 above.

上記インゴットから得られたウエーハについて、インゴット状態でBMD形成工程を行なわずウエーハ加工しただけでは、BMDが形成されていない為、上記のような評価を行なってもBMDはほとんど検出されなかった。従って、このウエーハを例えばアニールウエーハとして用いる場合、ウエーハ状態でBMDを形成及び成長させるような熱処理を行なわなくてはならない。   The wafer obtained from the ingot was not subjected to the BMD formation process in the ingot state, and the wafer was not formed. Therefore, no BMD was detected even if the above evaluation was performed. Therefore, when this wafer is used as, for example, an annealed wafer, heat treatment must be performed to form and grow BMD in the wafer state.

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、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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

本発明のウエーハの製造工程の一例を示したフロー図である。It is the flowchart which showed an example of the manufacturing process of the wafer of this invention. 本発明のウエーハの製造工程の別の例を示したフロー図である。It is the flowchart which showed another example of the manufacturing process of the wafer of this invention. 本発明におけるBMD形成工程で用いられる横型熱処理炉の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the horizontal heat processing furnace used at the BMD formation process in this invention. 本発明におけるBMD形成工程で用いられる縦型熱処理炉の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the vertical heat processing furnace used at the BMD formation process in this invention. 引上げ後にブロック状に切断された状態のシリコン単結晶のインゴットを示した図である。It is the figure which showed the ingot of the silicon single crystal of the state cut | disconnected in the block shape after pulling up. ウエーハの熱処理で用いられる縦型熱処理装置の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the vertical heat processing apparatus used by the heat processing of a wafer. ウエーハの熱処理で用いられる熱処理ボートの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the heat processing boat used by the heat processing of a wafer. 本発明におけるウエーハ加工工程の一例を示したフロー図である。It is the flowchart which showed an example of the wafer processing process in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…インゴット、 2…コーン部、 3…テール部、 4…ブロック、
10…熱処理炉、 11…チャンバ、 12…ヒータ、 13…支持部、
20…熱処理炉、 21…チャンバ、 22…ヒータ、
30…熱処理炉、 31…チャンバ、 32…ヒータ、
40…熱処理ボート、 41…連結部、 42…支柱、 43…ウエーハ載置部、
W…ウエーハ。
1 ... Ingot, 2 ... Cone, 3 ... Tail, 4 ... Block,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heat processing furnace, 11 ... Chamber, 12 ... Heater, 13 ... Support part,
20 ... Heat treatment furnace, 21 ... Chamber, 22 ... Heater,
30 ... Heat treatment furnace, 31 ... Chamber, 32 ... Heater,
40 ... Heat treatment boat, 41 ... Connecting part, 42 ... Post, 43 ... Wafer mounting part,
W ... wah.

Claims (7)

ウエーハの製造方法であって、少なくとも、インゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部に内部微小欠陥(BMD)を形成するBMD形成工程と、前記内部微小欠陥(BMD)を形成したインゴットをウエーハに加工するウエーハ加工工程を有することを特徴とするウエーハの製造方法。   A method of manufacturing a wafer, wherein at least a BMD forming step of forming an internal micro defect (BMD) by performing heat treatment on an ingot-state silicon single crystal, and an ingot having the internal micro defect (BMD) formed on a wafer A wafer manufacturing method comprising a wafer processing step for processing. 前記BMD形成工程は、インゴット状態のシリコン単結晶に700℃以上の熱処理を行なうことを特徴とする請求項1に記載のウエーハの製造方法。   The wafer manufacturing method according to claim 1, wherein in the BMD forming step, a heat treatment at 700 ° C. or higher is performed on a silicon single crystal in an ingot state. 前記BMD形成工程は、1100℃以下の熱処理温度で30分以上8時間以内の熱処理を行なうことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウエーハの製造方法。   3. The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein in the BMD forming step, a heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or lower for 30 minutes to 8 hours. 前記BMD形成工程は、昇温速度を0.5℃/min〜10℃/minとして熱処理す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項に記載のウエーハの製造方法。   4. The wafer manufacturing method according to claim 1, wherein in the BMD forming step, heat treatment is performed at a temperature rising rate of 0.5 ° C./min to 10 ° C./min. 5. 前記シリコン単結晶は、窒素がドープされている結晶であ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項に記載のウエーハの製造方法。   The method for manufacturing a wafer according to any one of claims 1 to 4, wherein the silicon single crystal is a crystal doped with nitrogen. 前記シリコン単結晶は、チョクラルスキー法により製造された準完全結晶(NPC)領域の結晶であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のウエーハの製造方法。   6. The wafer manufacturing method according to claim 1, wherein the silicon single crystal is a crystal in a quasi-perfect crystal (NPC) region manufactured by a Czochralski method. 前記インゴット状態のシリコン単結晶は、チョクラルスキー法による単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット、又は引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態のインゴットであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のウエーハの製造方法。   The silicon single crystal in the ingot state is an ingot that has been pulled up by a single crystal pulling apparatus using a Czochralski method, or an ingot that has been cylindrically ground after being pulled and cut into a block shape. The method for manufacturing a wafer according to any one of claims 1 to 6.
JP2003292558A 2003-08-12 2003-08-12 Method for producing wafer Pending JP2005060168A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292558A JP2005060168A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Method for producing wafer
KR1020067002778A KR20060040733A (en) 2003-08-12 2004-08-04 Process for producing wafer
US10/567,488 US7211141B2 (en) 2003-08-12 2004-08-04 Method for producing a wafer
CNB200480023198XA CN100400721C (en) 2003-08-12 2004-08-04 Process for producing wafer
PCT/JP2004/011145 WO2005014898A1 (en) 2003-08-12 2004-08-04 Process for producing wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292558A JP2005060168A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Method for producing wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005060168A true JP2005060168A (en) 2005-03-10

Family

ID=34369867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003292558A Pending JP2005060168A (en) 2003-08-12 2003-08-12 Method for producing wafer

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2005060168A (en)
CN (1) CN100400721C (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278701A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Manufacturing method for semiconductor wafer
JP2007208060A (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Sharp Corp Silicon wafer, manufacturing method therefor, and silicon block
JP2008133171A (en) * 2006-10-04 2008-06-12 Siltronic Ag Silicon wafer and its producing method
JP2012160727A (en) * 2011-01-28 2012-08-23 Sino-American Silicon Products Inc Nanostructuring process for silicon ingot surface, wafer manufacturing method, and wafer using the same
JP2015191970A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 三菱マテリアル株式会社 Electrode plate for plasma processing apparatus and manufacturing method therefor

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4947384B2 (en) * 2008-08-07 2012-06-06 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 Manufacturing method of superconducting high frequency acceleration cavity
KR101231412B1 (en) * 2009-12-29 2013-02-07 실트로닉 아게 Silicon wafer and production method therefor
JP6711320B2 (en) * 2017-06-26 2020-06-17 株式会社Sumco Silicon wafer
CN109841513A (en) * 2017-11-24 2019-06-04 上海新昇半导体科技有限公司 A kind of chip and its manufacturing method, electronic device
CN111406129A (en) * 2017-12-21 2020-07-10 环球晶圆股份有限公司 Method of treating a monocrystalline silicon ingot to improve laser scattering ring/nucleus pattern
CN113862777B (en) * 2021-09-30 2023-05-16 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 Crystal pulling furnace and method for manufacturing monocrystalline silicon rod and monocrystalline silicon rod

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW508378B (en) * 1998-03-09 2002-11-01 Shinetsu Handotai Kk A method for producing a silicon single crystal wafer and a silicon single crystal wafer
TW589415B (en) * 1998-03-09 2004-06-01 Shinetsu Handotai Kk Method for producing silicon single crystal wafer and silicon single crystal wafer
JP3903655B2 (en) * 1999-08-11 2007-04-11 株式会社Sumco IG processing method of silicon wafer
JP2001077120A (en) * 1999-09-02 2001-03-23 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of epitaxial silicon wafer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278701A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Manufacturing method for semiconductor wafer
JP2007208060A (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Sharp Corp Silicon wafer, manufacturing method therefor, and silicon block
JP4667263B2 (en) * 2006-02-02 2011-04-06 シャープ株式会社 Silicon wafer manufacturing method
JP2008133171A (en) * 2006-10-04 2008-06-12 Siltronic Ag Silicon wafer and its producing method
JP2012160727A (en) * 2011-01-28 2012-08-23 Sino-American Silicon Products Inc Nanostructuring process for silicon ingot surface, wafer manufacturing method, and wafer using the same
JP2015191970A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 三菱マテリアル株式会社 Electrode plate for plasma processing apparatus and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN100400721C (en) 2008-07-09
CN1836062A (en) 2006-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5515406B2 (en) Silicon wafer and manufacturing method thereof
US7211141B2 (en) Method for producing a wafer
JP6044660B2 (en) Silicon wafer manufacturing method
US6139625A (en) Method for producing a silicon single crystal wafer and a silicon single crystal wafer
KR20130082111A (en) Method for manufacturing silicon wafer
JP2005060168A (en) Method for producing wafer
JP2011029429A (en) Method for heat treatment of silicon wafer
US20020127766A1 (en) Semiconductor wafer manufacturing process
JP2007235153A (en) High-resistance silicon wafer, and manufacturing method thereof
JP4615161B2 (en) Epitaxial wafer manufacturing method
KR100847925B1 (en) Anneal wafer manufacturing method and anneal wafer
US6709957B2 (en) Method of producing epitaxial wafers
JP2006040980A (en) Silicon wafer and its manufacturing method
JP2005064254A (en) Method of manufacturing annealed wafer
KR101823229B1 (en) Manufacturing method of silicon wafer
JP2013201303A (en) Method for manufacturing silicon wafer
JP5211550B2 (en) Manufacturing method of silicon single crystal wafer
JP2009164155A (en) Method of manufacturing silicon wafer
KR101089994B1 (en) Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor
JP2005064256A (en) Method of manufacturing epitaxial wafer
KR20030043387A (en) Manufacturing method of single crystal silicon wafer
JP4069554B2 (en) Epitaxial silicon wafer manufacturing method
JP4235760B2 (en) Silicon wafer manufacturing method
JP2009073684A (en) Manufacturing method of epitaxial wafer
CN107154353B (en) Method for heat treatment of wafer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100302