JP4003351B2

JP4003351B2 - Ｉｇ処理法

Info

Publication number: JP4003351B2
Application number: JP21375199A
Authority: JP
Inventors: 久降屋; 洋二鈴木
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP2001044207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＲＡＭ等のＬＳＩ作製に適するシリコンウェーハを得るために、シリコンウェーハを加熱してイントリンシックゲッタリング（intrinsic gettering、以下、ＩＧという。）処理する方法に関する。更に詳しくはチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という。）により引上げられたシリコン単結晶インゴット、及びこのインゴットから切出されたシリコンウェーハを９５０℃以下の低温でＩＧ処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メガビットメモリの量産化に基づいてＤＲＡＭ等の半導体素子の高集積化が要求され、シリコンウェーハについてもより一層の高品質化が要望されている。
この要望に応えるための１つの方法として、ＩＧ処理法がある。この処理法はシリコンウェーハの内部に予め欠陥を作るか、或いは不純物を故意に添加しておき、その後のプロセス途上で発生する汚染を予め作った欠陥の周辺に吸収し、デバイスを作るウェーハ表面の近傍領域に欠陥や汚染が発生するのを防ぐ処理法である。
一方、近年のデバイスの高集積化によりデバイス工程における熱処理温度が１０００℃以下の低温化傾向にあり、この低温化に伴って前工程であるＩＧ処理においても低温化が強く望まれている。
【０００３】
このため、本出願人らは、シリコン単結晶インゴットから切出された、研削研磨した直後のシリコンウェーハを５００〜８００℃で０．５〜２０時間保持してウェーハ内に酸素析出核を導入する工程と、この酸素析出核を含むシリコンウェーハを室温から８００〜１０００℃まで急速加熱して０．５〜２０分間保持する工程と、急速加熱して０．５〜２０分間保持したシリコンウェーハを更に室温まで放冷する工程と、放冷したシリコンウェーハを５００〜７００℃から２〜１０℃／分の速度で８００〜１１００℃まで加熱しその温度で２〜４８時間保持する工程とを含むＩＧ処理法について提案した（特開平８−４５９４５）。
【０００４】
この処理法では、上記温度条件で急速加熱すると、ウェーハ表面は勿論、ウェーハ内部も一時的に熱平衡濃度以下になり、格子間シリコン原子が欠乏状態になり、酸素析出核が安定に成長し易い環境になる。同時にこの欠乏した格子間シリコン原子を補って安定状態になるために、ウェーハ表面では格子間シリコン原子の生成が起こり、生成した格子間シリコン原子はウェーハ内部に拡散し始める。格子間シリコン原子の欠乏状態にあったウェーハ表面付近は格子間シリコン原子の生成ですぐに飽和状態になり、酸素析出核は消滅を始める。しかし、ウェーハ表面で生成した格子間シリコン原子がウェーハ内部にまで拡散するにはある程度の時間を要するため、ウェーハ表面から内部に深く入るほど酸素析出核が成長し易い環境が長く続く。従って、ウェーハ表面に近いほど酸素析出核の密度は低く、またこの熱処理時間（０．５〜２０分）が長いほど酸素析出物の形成されない層（以下、ＺＤ層という。）の厚さは大きくなる。また８００〜１０００℃の範囲で温度が高いほど、格子間シリコン原子の拡散係数が大きく、短時間でＺＤ層の厚さは大きくなる。
急速加熱し、室温に放冷した後で８００〜１１００℃まで再び加熱すると、急速加熱で生き残ったウェーハ内部の酸素析出核が成長して酸素析出物となり、安定なＩＧ源となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ＩＧ処理法は、ＩＧ源を生成するための前処理として、研削研磨した直後のシリコンウェーハを５００〜８００℃で０．５〜２０時間保持してウェーハ内に酸素析出核を導入する工程を必要とし、更に急速加熱を行った後でウェーハ内部の酸素析出核を酸素析出物に成長させるための熱処理を必要とした。このため、ウェーハの状態での熱処理回数が多い不具合があった。
本発明の目的は、シリコンウェーハの状態での熱処理回数が少なくて済み、９５０℃以下の熱処理で所望のＩＧ効果を奏するＩＧ処理法を提供することにある。本発明の別の目的は、この処理法で作られたＩＧ能力の高いＩＧウェーハを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明のＩＧ処理法は、シリコン単結晶インゴットの引上げ速度をＶ（ｍｍ／分）、インゴット−シリコン融液の接触面の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とするときに、温度勾配に対する引上げ速度の比（Ｖ／Ｇ（ｍｍ²／分・℃））を格子間シリコン型点欠陥の凝集体の発生を防止する第１臨界比（（Ｖ／Ｇ）₁）以上であって、空孔型点欠陥の凝集体をインゴットの中央にある空孔型点欠陥が支配的に存在する領域内に制限する第２臨界比（（Ｖ／Ｇ）₂）以下に維持することにより、結晶に起因したパーティクルも侵入型転位も発生せず、シリコンウェーハの状態で熱酸化処理した際にウェーハ中心部にウェーハ総面積の８０％の広さを有するディスク状の酸化誘起積層欠陥が顕在化するように、前記インゴットを引上げる工程と、前記インゴットから切出された研削研磨した直後のシリコンウェーハを室温から７００〜９５０℃まで３０℃／分以上の昇温速度で急速加熱して０．５〜３０分間保持する工程と、前記急速加熱して保持したシリコンウェーハを室温まで放冷し、これによりウェーハ表面から１〜１００μｍの深さにわたってＤＺ層（酸素析出物の形成されない層）が形成され、このＤＺ層より深い部分の酸素析出物密度が１×１０ ⁷〜３×１０⁷個／ｃｍ³であって、転位発生を伴わないシリコンウェーハを得る工程とを有する。このＩＧ処理法により、上記課題を解決した。
ウェーハの状態で熱酸化処理をした際にウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにシリコン融液から引上げられ、かつ転位発生を伴わないインゴットを用い、このインゴットから切出された研削研磨した直後のウェーハを上記条件で急速加熱することにより、従来のウェーハ内に酸素析出核を導入する前熱処理工程及び酸素析出核の成長工程が不要となり、インゴットから切出された研削研磨した直後のウェーハを上記条件で急速加熱する高いＩＧ効果を奏する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のシリコンウェーハは、ＣＺ法によりホットゾーン炉内のシリコン融液からインゴットをボロンコフ（Voronkov）の理論に基づいた所定の引上げ速度プロファイルで引上げた後、このインゴットをスライスして作製される。
一般的に、ＣＺ法によりホットゾーン炉内のシリコン融液からシリコン単結晶のインゴットを引上げたときには、シリコン単結晶における欠陥として、点欠陥（point defect）と点欠陥の凝集体（agglomerates：三次元欠陥）が発生する。点欠陥は空孔型点欠陥と格子間シリコン型点欠陥という二つの一般的な形態がある。空孔型点欠陥は一つのシリコン原子がシリコン結晶格子で正常的な位置の一つから離脱したものである。このような空孔が空孔型点欠陥になる。一方、原子がシリコン結晶の格子点以外の位置（インタースチシャルサイト）で発見されるとこれが格子間シリコン点欠陥になる。
【０００９】
点欠陥は一般的にシリコン融液（溶融シリコン）とインゴット（固状シリコン）の間の接触面で形成される。しかし、インゴットを継続的に引上げることによって接触面であった部分は引上げとともに冷却し始める。冷却の間、空孔型点欠陥又は格子間シリコン型点欠陥は拡散により互いに合併して、空孔型点欠陥の凝集体（vacancy agglomerates）又は格子間シリコン型点欠陥の凝集体（interstitial agglomerates）が形成される。言い換えれば、凝集体は点欠陥の合併に起因して発生する三次元構造である。
空孔型点欠陥の凝集体は、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle）、ＬＳＴＤ（Laser Scattering Tomograph Defects）又はＦＰＤ（Flow Pattern Defects）と呼ばれる欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体はＬＤ（Interstitial-type Large Dislocation）と呼ばれる欠陥を含む。ＣＯＰとは、鏡面研磨後のシリコンウェーハをアンモニアと過酸化水素の混合液で洗浄すると、ウェーハ表面に形成される結晶に起因したピットである。このピットもウェーハをパーティクルカウンタで測定すると、本来のパーティクルとともにパーティクルとして検出される。ＬＳＴＤとは、シリコン単結晶内に赤外線を照射したときにシリコンとは異なる屈折率を有し散乱光を発生する源であり、ＦＰＤとは、インゴットをスライスして作製されたシリコンウェーハを３０分間セコ（Secco）エッチング液で化学エッチングしたときに現れる特異なフローパターンを呈する痕跡の源である。またＬＤは、侵入型転位であって、転位クラスタとも呼ばれたり、或いはこの欠陥を生じたシリコンウェーハをフッ酸を主成分とする選択エッチング液に浸漬するとピットを生じることから転位ピットとも呼ばれる。
【００１０】
ボロンコフの理論は、欠陥の数が少ない高純度インゴットを成長させるために、インゴットの引上げ速度をＶ（ｍｍ／分）、ホットゾーン構造でインゴット−シリコン融液の接触面の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とするときに、Ｖ／Ｇ（ｍｍ²／分・℃）を制御することである。この理論では、図１に示すように、Ｖ／Ｇは関数として空孔濃度及び格子間シリコン濃度を図式的に表現し、ウェーハで空孔／格子間シリコン領域の境界がＶ／Ｇによって決定されることを説明している。より詳しくは、Ｖ／Ｇ比が臨界点以上では空孔型点欠陥が支配的に存在するインゴットが形成される反面、Ｖ／Ｇ比が臨界点以下では格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在するインゴットが形成される。
【００１１】
本発明の所定の引上げ速度プロファイルは、インゴットがホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引上げられる時、温度勾配に対する引上げ速度の比（Ｖ／Ｇ）が格子間シリコン型点欠陥の凝集体の発生を防止する第１臨界比（(Ｖ／Ｇ)₁）以上であって、空孔型点欠陥の凝集体をインゴットの中央にある空孔型点欠陥が支配的に存在する領域内に制限する第２臨界比（(Ｖ／Ｇ)₂）以下に維持されるように決められる。
【００１２】
この引上げ速度のプロファイルは、実験的に基準インゴットを軸方向にスライスすることで、シミュレーションによって上記ボロンコフの理論に基づき決定される。即ち、この決定は、シミュレーションの後、インゴットの軸方向スライス及びスライスされたウェーハの確認を行い、更にシミュレーションを繰り返すことによりなされる。シミュレーションのために複数種類の引上げ速度が所定の範囲で決められ、複数個の基準インゴットが成長される。図２に示すように、シミュレーションのための引上げ速度プロファイルは１．２ｍｍ／分のような高い引上げ速度（a）から０．５ｍｍ／分の低い引上げ速度（c）及び再び高い引上げ速度（d）に調整される。上記低い引上げ速度は０．４ｍｍ／分又はそれ以下であることもあってもよく、引上げ速度（b）及び（d）での変化は線形的なものが望ましい。
【００１３】
異なった速度で引上げられ複数個の基準インゴットは各別に軸方向にスライスされる。最適のＶ／Ｇが軸方向のスライス、ウェーハの確認及びシミュレーションの結果の相関関係から決定され、続いて最適な引上げ速度プロファイルが決定され、そのプロファイルでインゴットが製造される。実際の引上げ速度プロファイルは所望のインゴットの直径、使用される特定のホットゾーン炉及びシリコン融液の品質等を含めてこれに限定されない多くの変数に依存する。
【００１４】
引上げ速度を徐々に低下させてＶ／Ｇを連続的に低下させたときのインゴットの断面図を描いてみると、図３に示される事実が分かる。図３には、インゴット内での空孔型点欠陥が支配的に存在する豊富領域が［Ｖ］、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域が［Ｉ］、及び空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域が［Ｐ］としてそれぞれ示される。図３に示すように、インゴットの軸方向位置Ｐ₁は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。位置Ｐ₂は位置Ｐ₁に比べて中央に小さい空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。位置Ｐ₄は格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在するリング領域及び中央のパーフェクト領域を含む。また位置Ｐ₃は中央に空孔型点欠陥もなく、縁部分に格子間シリコン型点欠陥もないので全てパーフェクト領域である。
【００１５】
図３から明らかなように、位置Ｐ₁に対応したウェーハＷ₁は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。位置Ｐ₄に対応したウェーハＷ₄は、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在するリング及び中央のパーフェクト領域を含む。また位置Ｐ₃に対応したウェーハＷ₃は中央に空孔型点欠陥もないし、縁部分に格子間シリコン型点欠陥もないので全てパーフェクト領域である。位置Ｐ₂に対応したウェーハＷ₂は、ウェーハＷ₁に比べて中央にウェーハ総面積の１／２の面積（５０％）で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。
【００１６】
この空孔型点欠陥が支配的に存在する領域のパーフェクト領域に接する僅かな領域は、ウェーハ面内でＣＯＰもＬＤも発生していない領域である。しかしこのシリコンウェーハに対して、従来のＯＳＦ顕在化熱処理に従った、酸素雰囲気下、１０００℃±３０℃の温度で２〜５時間熱処理し、引続き１１３０℃±３０℃の温度で１〜１６時間熱処理すると、ＯＳＦを生じる。図４に示すように、ウェーハＷ₁ではウェーハの周縁付近にＯＳＦリングが発生する。このＯＳＦリングで囲まれた空孔型点欠陥が支配的に存在する領域はＣＯＰが出現する傾向がある。これに対して、ウェーハＷ₂ではＯＳＦはリング状にならずに、ウェーハの中心部にディスク状に発生する。本発明で用いられるシリコンウェーハは、このウェーハＷ₂であって、ウェーハ総面積の２５％以上にＯＳＦが発生する。ＯＳＦがウェーハ総面積の２５％未満では、酸素析出物（以下、ＢＭＤ（Bulk Micro Defect）という。）の発生領域が狭く、十分なＩＧ効果を得にくい。好ましくは５０〜８０％である。
【００１７】
本発明のシリコンウェーハＷ₂は、図５に示すようにＯＳＦがリング状でなく、中心部に顕在化するように選定して決められた引上げ速度プロファイルで成長したインゴットをスライスして作製される。図６はその平面図である。このシリコンウェーハＷ₂ではＯＳＦがリング状を形成しないため、ＣＯＰフリーである。またＬＤ（侵入型転位）の発生もない。本発明のシリコンウェーハＷ₂を作り出すインゴットは、転位発生を伴わない酸素析出物を１×１０ ⁵〜３×１０⁷個／ｃｍ³の割合で含む。このため、特開平８−４５９４５号公報に示されるように急速加熱の前にウェーハの状態で５００〜８００℃の比較的低温で０．５〜２０時間保持して、ウェーハ内に高密度に酸素析出核を導入しなくてもよい。ＢＭＤ密度が１×１０ ⁵個／ｃｍ³未満では、ウェーハ状態で急速加熱を行ったときに十分なＩＧ効果を得にくい。また３×１０⁷個／ｃｍ³はＯＳＦ領域に発生し得る最大のＢＭＤ密度である。
【００１８】
本発明の急速加熱の方法は、転位発生を伴わない酸素析出物を上記割合で含む室温のシリコンウェーハを７００〜９５０℃の温度に加熱した炉に素早く入れる方法が好ましいが、転位発生を伴わない酸素析出物を上記割合で含む室温のシリコンウェーハを高熱発生可能なランプを用いた高速加熱炉内に配置し、ランプスイッチを入れて熱射を開始し急速に７００〜９５０℃の温度に加熱させる方法でもよい。ここで急速加熱とは、３０℃／分以上の昇温速度で熱処理することをいう。ランプ光照射で急速加熱する場合にはウェーハを均一に加熱できるため、予め加熱した炉に入れる場合と比較してウェーハがより反りにくいという利点がある。急速加熱して到達する最終温度が、７００℃未満ではウェーハ表面近傍における酸素析出物の消滅が不十分でＤＺ層を十分に確保できない。また９５０℃を越えると、ウェーハ表面近傍の酸素析出物が消滅する前に転位が発生し、ＤＺ層を十分に確保できない。好ましくは８００〜９００℃である。また保持時間が０．５分未満ではウェーハ表面における酸素析出物を縮小させる時間が短すぎ、ウェーハ表面での酸素析出物の消滅が不十分でＤＺ層を十分に確保できない。また３０分を越えると、必要以上の厚さのＤＺ層が得られ、しかも生産性に悪影響を及ぼす。このため、保持時間は０．５〜３０分に決められる。好ましくは１０〜３０分である。急速加熱は窒素雰囲気中、酸素雰囲気中又は大気中で行われる。好ましくは窒素雰囲気中である。
この急速加熱の後、シリコンウェーハを室温まで放冷すれば、ウェーハ表面から１〜１００μｍの深さにわたってＤＺ層が形成され、このＤＺ層より深い部分のＢＭＤ密度が１×１０ ⁷〜３×１０⁷個／ｃｍ³のＩＧウェーハが得られる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
＜参考例１＞
ウェーハの状態で酸素雰囲気下、１０００℃で２時間熱処理し、引続き１１００℃の温度で１２時間熱処理をした際にウェーハ総面積の２５％にＯＳＦが発生するように、図１に示したＶ／Ｇが臨界点以上の(Ｖ／Ｇ)₁以上(Ｖ／Ｇ)₂以下の領域でシリコン融液からシリコン単結晶インゴットを引上げた。このインゴットはその全長が図３に示した位置Ｐ₂に対応する。引上げられたインゴットからスライスされたシリコンウェーハをラッピングし、面取り加工を施した後、化学エッチング処理によりウェーハ表面のダメージを除去して鏡面ウェーハを得た。
この鏡面ウェーハを昇温速度３０℃／分で室温から８５０℃まで昇温し、５分間保持した後、室温まで放冷した。
【００２０】
＜参考例２＞
ウェーハ総面積の５０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた以外、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、５分間加熱した。
＜実施例１＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、０．５分間加熱した。
＜実施例２＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、５分間加熱した。
【００２１】
＜実施例３＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、１０分間加熱した。
＜実施例４＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、２０分間加熱した。
＜実施例５＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、３０分間加熱した。
【００２２】
＜実施例６＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で７００℃、５分間加熱した。
＜実施例７＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８００℃、５分間加熱した。
＜実施例８＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で９５０℃、５分間加熱した。
【００２３】
＜比較例１＞
ウェーハ総面積の１５％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、５分間加熱した。
＜比較例２＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で６５０℃、５分間加熱した。
＜比較例３＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で１０００℃、５分間加熱した。
【００２４】
＜比較例４＞
ウェーハ総面積の８０％にＯＳＦが発生するようにインゴットを引上げた後、参考例１と同様に加工したウェーハを参考例１と同じ昇温速度で８５０℃、４０分間加熱した。
＜比較評価＞
参考例１〜２、実施例１〜８及び比較例１〜４の各シリコンウェーハを劈開し、更にウェーハ表面をライト（Wright）エッチング液で選択エッチングを行い、光学顕微鏡の観察により、ＤＺ層の幅と、ウェーハ表面から深さ２５０μｍにおける酸素析出物（ＢＭＤ）密度を測定した。これらの結果を表１に示す。また実施例２の急速加熱後のウェーハ内のＢＭＤを５０，０００倍に拡大した顕微鏡写真を図７に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表１から明らかなように、ＩＧ熱処理後に、比較例１ではＯＳＦ領域が１５％と少な過ぎたため、ＢＭＤ密度がＩＧ効果を発揮するとされる１０⁶／ｃｍ³台にならなかった。また比較例２では熱処理温度が６５０℃と低過ぎるため、ウェーハ表面にＤＺ層を形成できなかった。また比較例３では熱処理温度が１０００℃と高過ぎたため、必要以上に幅広いＤＺ層が形成された。更に比較例４では熱処理時間が４０分と長過ぎたため、やはり必要以上に幅広いＤＺ層が形成された。これらに対して、参考例１〜２及び実施例１〜８のシリコンウェーハでは、ＢＭＤ密度が１０⁶〜１０⁷／ｃｍ³台を示した。特にＯＳＦ領域が８０％の実施例１〜８では、ＩＧ効果があるとされるＢＭＤ密度は１０⁷／ｃｍ³台であり、そのうち熱処理時間が１０〜３０分の実施例３〜５及び熱処理温度が９５０℃の実施例８では、４５〜８５μｍの幅広いＤＺ層が得られた。
また図７の顕微鏡写真より、急速加熱処理後のウェーハ中に存在する酸素析出物は転位を伴っていることが判る。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ウェーハの状態で熱酸化処理をした際にウェーハ総面積の８０％に酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）が発生するようにシリコン融液から引上げられ、かつ転位発生を伴わないインゴットを用いて、このインゴットから切出されたウェーハを７００〜９５０℃の比較的低温で急速加熱することにより、酸素析出物を１×１０ ⁷〜３×１０⁷個／ｃｍ³含むことができ、従来のウェーハ内に酸素析出核を導入する前熱処理工程及び酸素析出核の成長工程が不要となり、インゴットから切出された研削研磨した直後のウェーハを少ない熱処理回数でＩＧ能力の高いウェーハにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボロンコフの理論を基づいた、Ｖ／Ｇ比が臨界点以上では空孔豊富インゴットが形成され、Ｖ／Ｇ比が臨界点以下では格子間シリコン豊富インゴットが形成されることを示す図。
【図２】所望の引上げ速度プロファイルを決定するための引上げ速度の変化を示す特性図。
【図３】本発明による基準インゴットの空孔豊富領域、格子間シリコン豊富領域及びパーフェクト領域を示すＸ線トポグラフィの概略図。
【図４】図３の位置Ｐ₁に対応するシリコンウェーハＷ₁にＯＳＦリングが出現する状況を示す図。
【図５】図３の位置Ｐ₁に対応するインゴットの軸中心を通って軸方向にスライスした断面図。
【図６】図３の位置Ｐ₂に対応するシリコンウェーハＷ₂の中心部にＯＳＦが出現する状況を示す図。
【図７】実施例４の急速加熱後のウェーハ内の酸素析出物の状況を示す顕微鏡写真図。

Claims

シリコン単結晶インゴットの引上げ速度をＶ（ｍｍ／分）、インゴット−シリコン融液の接触面の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とするときに、温度勾配に対する引上げ速度の比（Ｖ／Ｇ (ｍｍ²／分・℃)）を格子間シリコン型点欠陥の凝集体の発生を防止する第１臨界比（(Ｖ／Ｇ)₁）以上であって、空孔型点欠陥の凝集体をインゴットの中央にある空孔型点欠陥が支配的に存在する領域内に制限する第２臨界比（(Ｖ／Ｇ)₂）以下に維持することにより、結晶に起因したパーティクルも侵入型転位も発生せず、シリコンウェーハの状態で熱酸化処理した際にウェーハ中心部にウェーハ総面積の８０％の広さを有するディスク状の酸化誘起積層欠陥が顕在化するように、前記インゴットを引上げる工程と、
前記インゴットから切出された研削研磨した直後のシリコンウェーハを室温から７００〜９５０℃まで３０℃／分以上の昇温速度で急速加熱して０．５〜３０分間保持する工程と、
前記急速加熱して保持したシリコンウェーハを室温まで放冷し、これによりウェーハ表面から１〜１００μｍの深さにわたってＤＺ層が形成され、このＤＺ層より深い部分の酸素析出物密度が１×１０ ⁷〜３×１０⁷個／ｃｍ³であって、転位発生を伴わないシリコンウェーハを得る工程と
を有するＩＧ処理法。