JP2015032810A - シリコンウェーハ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、ウェーハを、酸素を含有するアルゴン又はヘリウム雰囲気中、5000ppma未満の酸素分圧下、1175℃超の温度で60秒未満加熱する熱処理方法が開示されている。
しかしながら、不活性ガス雰囲気中でのRTPにおいては、ウェーハ表層から酸素が外方拡散し、該表層の酸素濃度が低下するため、後の半導体デバイス形成工程における熱処理において、酸素のピンニング力が低下し、前記熱処理温度が高いほど、スリップ転位が発生しやすいという課題を有していた。
一方、熱処理温度が1300℃以上であれば、COPの内壁酸化膜を溶解し、COPを消滅させることができ、また、結晶育成時に発生した酸素析出核を溶解できる。しかしながら、この場合には、デバイス活性領域となるウェーハの表層に酸素析出核が高密度に発生するという課題が生じていた。
X[μm]=a[μm]+b[μm] ……(1)
a[μm]=(0.0031×最高到達温度[℃]−3.1)×6.4×降温速度-0.4[℃/秒] ……(2)
b[μm]=a/(酸素固溶限[atoms/cm3]/基板酸素濃度[atoms/cm3]) ……(3)
このような方法によれば、半導体デバイス形成工程における熱処理時に、スリップ転位の発生が抑制され、しかも、デバイス形成領域における結晶欠陥が低減され、かつ、バルク部における酸素析出核が面内径方向に均一に制御されたシリコンウェーハを得ることができる。
このように除去することにより、側周部に酸素析出核が残留するため、ウェーハ強度が向上し、スリップ発生の抑制効果が得られる。
ここで、ベベル表面とは、ウェーハエッジの面取りされた部分及びデバイス形成面の周縁から100μm以内の領域を含むものとする。
このようなベベル表面であれば、面内温度均一性及びスリップ抑制効果が向上し、また、内部応力の開放に効果的である。
このようなウェーハは、例えば、リーク不良等、デバイス性能に悪影響を及ぼすことなく、ウェーハ周縁部の酸素析出核層によって、強度及び金属不純物のゲッタリング効果の向上も図られ、半導体デバイス用基板として好適である。
このようなベベル表面に露出した酸素析出核層により、後の熱処理におけるスリップ発生を効果的に抑制することができる。
したがって、本発明に係るシリコンウェーハは、スリップ転位の発生が抑制され、かつ、強度の向上が図られ、半導体デバイス用基板として好適に用いることができる。
本発明に係るシリコンウェーハの製造方法は、チョクラルスキー法により育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに、所定のRTPを施し、その後、所定の除去を施すものである。
すなわち、本発明に係る製造方法は、所定のRTP工程後、所定の除去工程を経ることにより、デバイス形成領域における結晶欠陥が低減され、かつ、バルク部における酸素析出核が面内径方向に均一に制御されたシリコンウェーハを得ることができるものである。
このようなRTPにより、シリコン単結晶インゴット育成時に面内径方向に不均一な密度及びサイズで発生したCOPや酸素析出核を効果的に消滅させることができる。
まず、RTPによりCOPの内壁酸化膜(SiO2)が溶解し、空孔となって拡散する。そして、酸素含有雰囲気にて、ウェーハ内に注入される大量の格子間シリコンが前記空孔に埋まって消滅する。ただし、極表層では、RTPにより酸素濃度が過飽和状態となるため、COPの内壁酸化膜が溶解しにくく、COPが残留しやすい領域が存在する。
なお、単結晶インゴット育成時に発生した酸素析出核は、RTP中にウェーハ内に溶解して消滅する。
そして、RTPの降温過程では、COPや酸素析出核の消滅に加えて、ウェーハのバルク部において、降温速度に応じて、全体的に酸素析出核が存在しないか又は面内径方向に均一に存在している状態に制御される。降温速度が速いと酸素析出核が新たに発生しやすく、降温速度が遅いと空孔が格子間シリコンと対消滅して濃度低下するため、酸素析出核が発生しにくくなる。一方、COPが残留しやすい領域よりも深い表層領域では、主にRTP中に生成した空孔が、RTPによって高濃度となった酸素と複合体を形成することにより、新たな酸素析出核が発生する。
なお、極表層のCOPの深さ位置及び表層の酸素析出核の密度や深さ位置は、RTP条件やRTP前のウェーハ中の酸素濃度に依存する。
20%未満の場合、ウェーハ内に大量の格子間シリコンを注入することができず、COPを確実に低減させることが困難となる。
20slm未満の場合、チャンバ内に進入した空気の置換効率が悪くなり、COPの消滅効果が低減する。
なお、酸素ガス以外のガスは、アルゴンガスであることが好ましい。アルゴンガスであれば、RTPにおいて窒化膜等の他の膜の形成や化学的反応等が生じることがない。
1300℃未満の場合は、酸素の固溶限が低いため、COPの内壁酸化膜が溶解しにくく、また、格子間シリコンの生成量が少ないため、COPの消滅効果が十分に得られない。さらに、シリコン単結晶インゴット育成時に面内で不均一に発生した酸素析出核を消滅させる効果も不十分となる。一方、1380℃超になると、高温すぎて、スリップ転位等が発生しやすくなり好ましくない。
前記最高到達温度は、COP及び酸素析出核をより効果的に消滅させる観点から、1350℃以上1380℃以下であることが好ましい。
3℃/秒未満の場合は、生産性が低下するのみならず、高温領域での熱処理時間が非常に長くなるため、装置構成部材が高温となり、破損するおそれがある。
180℃/秒を超えると、ウェーハにスリップが導入されるおそれがある。
図1に、RTP工程後のウェーハ断面における酸素析出核(又は酸素析出物)の分布イメージを示す。
図1に示すように、ウェーハのデバイス形成面1において、表面から除去位置Pまでの深さ、すなわち、除去量は、上記式(1)〜(3)より算出されるXの値以上とする。
また、上記式(2)において、最高到達温度、降温速度とは、前記RTPの温度シーケンスにおける値である。
上記式(3)における酸素固溶限とは、最高到達温度においてシリコン単結晶中に溶解して安定に存在し得る酸素の限界濃度である。また、基板酸素濃度とは、シリコンウェーハのバルク中の酸素濃度であり、チョクラルスキー法によって育成したシリコン単結晶インゴットに導入された酸素の濃度である。なお、各酸素濃度は、old−ASTM規格換算値とする。
前記除去量は、生産性の観点から、最大でも20μmとすることが好ましい。
ウェーハ側周面をこのように除去することにより、側周部に確実に酸素析出核を残留させることができ、スリップ発生の抑制及びウェーハ強度の向上が図られる。
より好ましくは、前記除去量はaとする。これにより、ウェーハ側周面の酸素濃度が最大となるため、ウェーハ強度のさらなる向上が図られる。
ウェーハエッジが保持される熱処理においては、エッジに酸素析出物が露出又は存在していると、該エッジ部分の熱吸収量が増加し、エッジ保持部から逃げる熱を補うことができ、面内温度均一性及びスリップ抑制効果が向上する。また、大きな応力を受け、酸素析出物が転位の伝播サイトとなった場合でも、転位が露出した酸素析出核から抜けて、内部応力が効果的に開放され得る。
このようなウェーハは、デバイス性能に悪影響を及ぼすことなく、ウェーハ周縁部の酸素析出核層によって、ウェーハ強度を向上させることができる。
このようなウェーハであれば、デバイス性能をより向上させることができる。
より好ましくは、COP及び酸素析出核が存在しない領域は、表面から深さ15μm以上である。
周縁部のみならず、バルク部にも酸素析出核層が均一に存在していることにより、ウェーハ強度の向上及び金属不純物のゲッタリング効果をより効果的に得ることができる。
酸素析出核の分布状態は、それ自体の分析は困難であるが、このような熱処理によって生成する酸素析出物の分布によって判断することができる。
前記酸素析出物の密度が5.0×108個/cm3未満又は酸素析出物サイズが30nm未満である場合、金属不純物のゲッタリング効果が十分に得られないおそれがある。一方、酸素析出物の密度が9.0×109個/cm3超又は酸素析出物サイズが100nm超の場合は、酸素析出物を起因としたスリップが発生しやすくなる。
ゲッタリング効果及びスリップの抑制効果をより効果的に得る観点から、前記酸素析出物密度は2.0×109〜7.0×109個/cm3、前記酸素析出物サイズは30〜60nmであることがより好ましい。
ウェーハのベベル表面に酸素析出核層を露出させることにより、後の熱処理におけるスリップ発生を効果的に抑制することができる。
このように酸素析出核層を有するウェーハは、強度やスリップ発生抑制効果の向上のみならず、金属不純物のゲッタリング効果を得る上でも好適である。
チョクラルスキー法にて、引き上げ速度V及びシリコン融点から1300℃までの温度範囲における引き上げ軸方向の結晶内温度勾配の平均値Gとの比V/G値を制御することにより、空孔が多く取り込まれた面内の一部にOSF領域を含むV−リッチ領域からなるシリコン単結晶インゴットを育成した。
該領域からスライスされ、両面が鏡面研磨されたシリコンウェーハ(直径300mm、厚さ775μm)について、酸素100%ガス(流量20slm)雰囲気中、図2に示すような温度シーケンスでRTPを行った。図2において、初期温度T0:600℃、昇温速度ΔTu1:10℃/秒、最高到達温度T1での保持時間t1:30秒とし、最高到達温度T1、降温速度ΔTd1及び基板酸素濃度を下記表1に示すような各条件とした。
そして、下記表1に示すような除去量で、各ウェーハのデバイス形成面側の表面を研磨布でスラリーを介して摺動加工する方法により研磨した。なお、デバイス形成面の裏面の表面及び側周面の除去量は、式(2)により算出したa[μm]以下とし、ベベル表面は、酸素析出核が露出するように研磨した。
縦型熱処理炉にて、アルゴン100%ガス(流量30slm)雰囲気中、600℃から1000℃までの昇温速度を5℃/分とし、1000℃で4時間保持した後、1000℃から600℃までの降温速度を5℃/分として熱処理を行った。
このウェーハについて、デバイス形成面側の表面から深さ5μmまでの範囲における酸素析出核の有無をLSTDスキャナ(レイテックス社製MO601)にて評価した。
縦型熱処理炉にて、アルゴン100%ガス(流量30slm)雰囲気中、600℃から1200℃まで昇温速度を5℃/分とし、1200℃で1時間保持した後、1200℃から600℃までの降温速度を5℃/分とした熱処理を行った。
このウェーハについて、スリップ長をX線トポグラフィ(リガク社製XRT300)にて評価した。
これらの評価結果を表1にまとめて示す。
これに対して、RTPにおける熱処理温度(最高到達温度T1)が低い場合(比較例1,2)は、COPが残留していたと考えられる。また、式(2)により算出したa[μm]まで除去した場合(比較例5〜8)は、酸素析出核が残留していたと考えられる。これらの試料(比較例5〜8)を、式(3)により算出したb[μm]を加えたX[μm]までさらに除去した場合、LSTD密度は1×10-1個/cm2未満となることが確認された(実施例1〜4)。
また、表面から深さ23μmまで除去した場合(比較例9)は、ウェーハ表層の無欠陥層がすべて除去され、バルク部の酸素析出物が露出したものと考えられる。しかも、除去に非常に時間を要した。
さらに、上記において酸素析出核の有無の評価を行ったウェーハのうち、実施例1〜4及び比較例1,2,4について、ウェーハ中心、リングOSF領域内(ウェーハ中心から直径方向に110mmの位置)及びウェーハ外周部(ウェーハの中心から直径方向に145mmの位置)の3箇所において、ウェーハ表面から深さ20〜300μmのバルク部における酸素析出物密度及び散乱光強度をIRトモグラフィ(レイテックス社製MO−441)にて評価した。また、前記散乱光強度から下記式(4)を用いて、それぞれ、酸素析出物サイズを算出した。
酸素析出物サイズ=(散乱光強度)1/6 ×20 ……(4)
これらの評価結果を表2にまとめて示す。
これに対して、比較例1では、RTPで結晶育成時に面内径方向に不均一な酸素析出核が消滅しなかったため、酸素析出物が検出され、かつ、評価位置3箇所の密度及びサイズの最大公差が大きいことが確認された。また、比較例4では、バルク部での酸素析出物は確認されなかったが、ウェーハ周縁部及び裏面表層の酸素析出物が大サイズ化し、表1に示したようにスリップの発生源となっていることが確認された。
これに対して、比較例2では、結晶育成時に面内径方向に不均一な酸素析出核が消滅しなかったため、評価位置3箇所の密度及びサイズの最大公差が大きいことが確認された。
2 側周面
3 ベベル表面
Claims (9)
- チョクラルスキー法により育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに、酸素含有雰囲気中、最高到達温度を1300〜1380℃の範囲内の温度とし、前記最高到達温度での保持時間を5〜60秒間として急速昇降温熱処理を施す工程と、前記熱処理を施したウェーハの表面を除去する工程とを備え、
前記除去工程におけるウェーハのデバイス形成面の除去量を、下記式(1)〜(3)より算出されるXの値以上とすることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
X[μm]=a[μm]+b[μm] ……(1)
a[μm]=(0.0031×最高到達温度[℃]−3.1)×6.4×降温速度-0.4[℃/秒] ……(2)
b[μm]=a/(酸素固溶限[atoms/cm3]/基板酸素濃度[atoms/cm3]) ……(3) - 前記除去工程において、ウェーハ側周面の除去量をa以下とすることを特徴とする請求項1記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 前記除去工程において、ウェーハのベベル表面は、酸素析出核が露出するように除去することを特徴とする請求項1又は2に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたシリコンウェーハであって、
少なくとも、前記ウェーハのデバイス形成面側の表層は、COP及び酸素析出核が存在しない領域であり、かつ、前記ウェーハの周縁部に酸素析出核層を有していることを特徴とするシリコンウェーハ。 - 前記ウェーハの全面の表面から深さ20μm以上のバルク部は、COP及び酸素析出核が存在しない領域であることを特徴とする請求項4記載のシリコンウェーハ。
- 前記ウェーハの全面の表面から深さ20μm以上のバルク部及び周縁部に酸素析出核層を均一に有していることを特徴とする請求項4記載のシリコンウェーハ。
- 前記ウェーハをアルゴン雰囲気中、1000℃で4時間保持した後の前記バルク部及び前記周縁部の酸素析出物密度が5.0×108〜9.0×109個/cm3、酸素析出物サイズが30〜100nmであることを特徴とする請求項6記載のシリコンウェーハ。
- 前記ウェーハのベベル表面に酸素析出核層が露出していることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載のシリコンウェーハ。
- 前記ウェーハのデバイス形成面の裏面の表層に酸素析出核層を有していることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項に記載のシリコンウェーハ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017076772A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-04-20 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ |
WO2021261309A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハ、及び、シリコンウェーハの製造方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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SG11201900068PA (en) * | 2016-07-06 | 2019-02-27 | Tokuyama Corp | Single crystal silicon plate-shaped body and production method therefor |
JP7057122B2 (ja) * | 2017-12-22 | 2022-04-19 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | 金属汚染評価方法 |
CN109537045B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-05-10 | 徐州晶睿半导体装备科技有限公司 | 用于硅晶锭生长的换热器、硅晶锭的生长炉和制备硅晶锭的方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010040587A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Covalent Materials Corp | シリコンウェーハの製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5994761A (en) | 1997-02-26 | 1999-11-30 | Memc Electronic Materials Spa | Ideal oxygen precipitating silicon wafers and oxygen out-diffusion-less process therefor |
JP3711199B2 (ja) * | 1998-07-07 | 2005-10-26 | 信越半導体株式会社 | シリコン基板の熱処理方法 |
JP2000031153A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Siウエーハ及びその製造方法 |
JP2001144275A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-05-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 貼り合わせsoiウエーハの製造方法および貼り合わせsoiウエーハ |
KR100573473B1 (ko) * | 2004-05-10 | 2006-04-24 | 주식회사 실트론 | 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법 |
JP4617751B2 (ja) * | 2004-07-22 | 2011-01-26 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハおよびその製造方法 |
JP5072460B2 (ja) * | 2006-09-20 | 2012-11-14 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト | 半導体用シリコンウエハ、およびその製造方法 |
US8476149B2 (en) | 2008-07-31 | 2013-07-02 | Global Wafers Japan Co., Ltd. | Method of manufacturing single crystal silicon wafer from ingot grown by Czocharlski process with rapid heating/cooling process |
JP5561918B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2014-07-30 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハの製造方法 |
JP2010129918A (ja) | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Sumco Corp | 半導体ウェーハの表層高強度化方法 |
KR101389058B1 (ko) * | 2009-03-25 | 2014-04-28 | 가부시키가이샤 사무코 | 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법 |
JP2011171377A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Covalent Materials Corp | シリコンウェーハの製造方法 |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010040587A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Covalent Materials Corp | シリコンウェーハの製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017076772A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-04-20 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ |
WO2021261309A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハ、及び、シリコンウェーハの製造方法 |
JP2022006418A (ja) * | 2020-06-24 | 2022-01-13 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハ、及び、シリコンウェーハの製造方法 |
JP7090295B2 (ja) | 2020-06-24 | 2022-06-24 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハ、及び、シリコンウェーハの製造方法 |
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