JP7361061B2 - silicon wafer - Google Patents

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Description

本発明は、シリコンウェーハに関し、特に結晶欠陥を消滅させると共に、ウェーハ内部にBMD(バルク中における酸素析出物等からなる内部微小欠陥:Bulk Micro Defects)を形成したシリコンウェーハに関する。 The present invention relates to silicon wafers, and particularly relates to silicon wafers in which crystal defects have been eliminated and BMD (Bulk Micro Defects made of oxygen precipitates in the bulk) are formed inside the wafer.

半導体基板として汎用されているシリコンウェーハは、一般的にチョクラルスキー法(CZ法)により育成された単結晶シリコンから形成され、この半導体基板の表面・表層には、結晶欠陥が存在する。
この結晶欠陥を消滅させる方法として、従来から1000℃~1300℃での熱処理がなされている。この熱処理は、デバイス形成領域における結晶欠陥を消滅させるだけではなく、前記したBMDを形成できる大きな利点がある。尚、このBMDは、不純物のゲッタリングサイトとして作用することが一般的に知られている。
Silicon wafers, which are commonly used as semiconductor substrates, are generally formed from single-crystal silicon grown by the Czochralski method (CZ method), and crystal defects exist on the surface and surface layer of this semiconductor substrate.
Conventionally, heat treatment at 1000° C. to 1300° C. has been used as a method to eliminate these crystal defects. This heat treatment not only eliminates crystal defects in the device forming region, but also has the great advantage of forming the above-mentioned BMD. Note that this BMD is generally known to act as a gettering site for impurities.

この熱処理は、ウェーハボートにシリコンウェーハを搭載し、縦型熱処理炉内に収容し、熱処理炉内をAr雰囲気で1000℃~1300℃に昇温させることにより行われる。その際、ウェーハボートとして耐熱性の高いSiC製のウェーハボートが用いられる。 This heat treatment is performed by mounting the silicon wafers on a wafer boat, placing them in a vertical heat treatment furnace, and raising the temperature of the inside of the heat treatment furnace to 1000° C. to 1300° C. in an Ar atmosphere. At that time, a wafer boat made of SiC with high heat resistance is used as the wafer boat.

ところで、Ar雰囲気下でSiC製ウェーハボートを用いた場合、SiC製ウェーハボートに含まれる遊離カーボンが、熱処理中のシリコンウェーハを汚染するという問題があった。
この問題をシリコンウェーハ側から解決するものとして、特許文献1に記載されたシリコンウェーハの製造方法が提案されている。
このシリコンウェーハの製造方法は、シリコンウェーハの表面近傍の空孔欠陥を除去可能な温度において非酸化性の雰囲気下で熱処理を行う工程と、この工程に引き続いて前記非酸化性の雰囲気に酸素を導入する工程とを備え、シリコンウェーハの表面に、厚さが0.01~0.1μmの酸化物層を形成することにより、シリコンウェーハの表面を酸化膜で覆い、形成される酸化膜によってコンタミネーション(遊離カーボン汚染)を抑制するものである。
By the way, when a SiC wafer boat is used in an Ar atmosphere, there is a problem in that free carbon contained in the SiC wafer boat contaminates the silicon wafers during heat treatment.
In order to solve this problem from the silicon wafer side, a silicon wafer manufacturing method described in Patent Document 1 has been proposed.
This silicon wafer manufacturing method includes a step of heat treatment in a non-oxidizing atmosphere at a temperature that can remove vacancy defects near the surface of the silicon wafer, and following this step, oxygen is added to the non-oxidizing atmosphere. By forming an oxide layer with a thickness of 0.01 to 0.1 μm on the surface of the silicon wafer, the surface of the silicon wafer is covered with an oxide film, and the formed oxide film prevents contamination. This is to suppress carbon pollution (free carbon pollution).

また、前記問題をSiC製ウェーハボート側から解決するものとして、酸化膜が形成されたSiC製ボートを用いることによって、熱処理中のシリコンウェーハのカーボン汚染量を低減している。
しかしながら、酸化膜を形成したSiC製ウェーハボートを用い、Ar雰囲気でシリコンウェーハの熱処理を行った場合、熱処理中に、ウェーハボートの表面に形成された酸化膜が徐々にエッチングされ、酸化膜の厚さは減少していく。
その結果、熱処理工程を連続して繰り返し行った場合、酸化膜の厚さが減少し、遊離カーボンの放出を抑制することが殆どできなくなり、シリコンウェーハ表面の欠陥および汚染が再び発生するという問題があった。
Furthermore, in order to solve the above problem from the SiC wafer boat side, the amount of carbon contamination of silicon wafers during heat treatment is reduced by using a SiC boat on which an oxide film is formed.
However, when a silicon wafer is heat-treated in an Ar atmosphere using a SiC wafer boat on which an oxide film has been formed, the oxide film formed on the surface of the wafer boat is gradually etched away during the heat treatment, resulting in a thicker oxide film. is decreasing.
As a result, when the heat treatment process is repeated continuously, the thickness of the oxide film decreases, and the release of free carbon can hardly be suppressed, causing defects and contamination on the silicon wafer surface to occur again. there were.

このSiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが減少することによる、遊離カーボン放出問題を解決するために、熱処理中にエッチングされた、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さを回復させる、種々の提案がなされている。
例えば、特許文献2にあっては、不活性ガス雰囲気下、1000~1300℃でシリコンウェーハを熱処理した後になされる、前記シリコンウェーハの1000℃以下での冷却過程において、前記SiC製ウェーハボートにシリコンウェーハを載置した状態で酸化処理する熱処理方法が提案されている。
In order to solve the problem of free carbon release due to the decrease in the thickness of the oxide film on the SiC wafer boat, various methods have been proposed to restore the thickness of the oxide film on the SiC wafer boat that was etched during heat treatment. Suggestions have been made.
For example, in Patent Document 2, in the cooling process of the silicon wafer at 1000° C. or lower, which is performed after heat treating the silicon wafer at 1000 to 1300° C. in an inert gas atmosphere, silicon is placed on the SiC wafer boat. A heat treatment method has been proposed in which oxidation treatment is performed while the wafer is placed.

また、特許文献3には、SiC治具にシリコンウェーハを載置して熱処理炉内に投入する工程と、熱処理炉内でシリコンウェーハを第1の非酸化性雰囲気下にて熱処理する工程と、シリコンウェーハを熱処理炉内から搬出可能な温度まで降温する工程と、シリコンウェーハを熱処理炉内から搬出する工程とを有し、前記降温工程において、搬出可能な温度まで降温した後、第1の非酸化性雰囲気を酸素含有雰囲気に切り替え、酸素含有雰囲気下にてSiC治具の表面に厚さ1~10nmの酸化膜を形成し、その後、酸素含有雰囲気を第2の非酸化性雰囲気に切り替えるシリコンウェーハの熱処理方法が示されている。 Further, Patent Document 3 describes a step of placing a silicon wafer on a SiC jig and putting it into a heat treatment furnace, and a step of heat-treating the silicon wafer in a first non-oxidizing atmosphere in the heat treatment furnace. The process includes a step of lowering the temperature of the silicon wafer to a temperature at which it can be carried out from inside the heat treatment furnace, and a step of carrying out the silicon wafer from the heat treatment furnace, and in the temperature lowering step, after the temperature has been lowered to a temperature at which it can be carried out, a first Switch the oxidizing atmosphere to an oxygen-containing atmosphere, form an oxide film with a thickness of 1 to 10 nm on the surface of the SiC jig under the oxygen-containing atmosphere, and then switch the oxygen-containing atmosphere to a second non-oxidizing atmosphere. A method of heat treating a wafer is shown.

特開2010-177442号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-177442 特開2004-214492号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-214492 特開2015-41738号公報JP2015-41738A

前記したように、特許文献2及び特許文献3に示された熱処理方法は、SiC製ボート表面の酸化膜を回復させることにより、遊離カーボンによるシリコンウェーハの汚染防止を図るものである。
しかしながら、特許文献2にあっては、前記シリコンウェーハの1000℃以下での冷却過程において酸化処理がなされるものであり、特許文献3においては、シリコンウェーハを熱処理炉内から搬出可能な温度まで降温した後、酸化処理がなされる。
As described above, the heat treatment methods shown in Patent Document 2 and Patent Document 3 are intended to prevent contamination of silicon wafers by free carbon by recovering the oxide film on the surface of the SiC boat.
However, in Patent Document 2, the oxidation treatment is performed during the cooling process of the silicon wafer at 1000°C or less, and in Patent Document 3, the temperature of the silicon wafer is lowered to a temperature at which it can be taken out from the heat treatment furnace. After that, oxidation treatment is performed.

そのため、特許文献2及び特許文献3のいずれの熱処理方法においても、1000℃以下の温度で酸化処理がなされるため、酸化レートが小さく、SiC製ウェーハボートの表面に十分な厚さの酸化膜を形成するには、熱処理時間が長くなるという技術的課題があった。また、1000℃以下の温度で長時間、シリコンウェーハを熱処理すると、BMD密度に影響を与えるおそれがあるという技術的課題があった。
また特許文献3に示されるように酸化膜の厚さが1~10nmのSiC治具を再度使用すると、SiC治具の基材が露出し、遊離カーボンの放出を抑制できないという虞があった。
更に、シリコンウェーハとSiC製ウェーハボートとの酸化レートが異なるため、熱処理時間を長くすると、前記シリコンウェーハ表面に必要以上の酸化膜層が形成され、前記酸化膜層の除去のための処理が困難であるという技術的課題があった。
Therefore, in both the heat treatment methods of Patent Document 2 and Patent Document 3, the oxidation treatment is performed at a temperature of 1000°C or less, so the oxidation rate is low and an oxide film of sufficient thickness is formed on the surface of the SiC wafer boat. There was a technical problem in that forming it required a long heat treatment time. Further, there is a technical problem in that heat treating a silicon wafer for a long time at a temperature of 1000° C. or lower may affect the BMD density.
Further, as shown in Patent Document 3, if a SiC jig with an oxide film having a thickness of 1 to 10 nm is used again, the base material of the SiC jig will be exposed, and there is a fear that release of free carbon may not be suppressed.
Furthermore, since the oxidation rates of silicon wafers and SiC wafer boats are different, if the heat treatment time is prolonged, an oxide film layer that is more than necessary will be formed on the surface of the silicon wafer, making it difficult to perform the process for removing the oxide film layer. There was a technical issue.

本発明者らは、SiC製ウェーハボートに含まれる遊離カーボンが、熱処理中のシリコンウェーハを汚染するという問題の解決にあたり、シリコンウェーハ側及びSiC製ウェーハボート側の両面から検討し、本発明を完成するに至った。 In solving the problem of free carbon contained in SiC wafer boats contaminating silicon wafers during heat treatment, the present inventors studied both the silicon wafer side and the SiC wafer boat side, and completed the present invention. I ended up doing it.

本発明の目的は、SiC製ウェーハボートの表面に十分な厚さの酸化膜を、より短時間に形成することができ、かつシリコンウェーハのBMD密度に与える影響を抑制し、またシリコンウェーハの表面に必要以上の酸化膜層が形成されることのない、シリコンウェーハの熱処理方法を実行することにより形成される、特定の性状のシリコンウェーハを提供することにある。 The purpose of the present invention is to be able to form a sufficiently thick oxide film on the surface of a SiC wafer boat in a shorter time, to suppress the influence on the BMD density of the silicon wafer, and to An object of the present invention is to provide a silicon wafer with specific properties, which is formed by performing a silicon wafer heat treatment method in which an oxide film layer is not formed more than necessary.

上記目的を達成するためになされたシリコンウェーハの熱処理方法は、少なくとも50nmの酸化膜が表面に形成されたSiC製ウェーハボートに、シリコンウェーハを搭載し、熱処理炉内に投入する工程と、前記熱処理炉内で、前記シリコンウェーハを1150~1200℃の不活性ガス雰囲気下で30~120分熱処理を行う、第1の熱処理工程と、前記第1の熱処理工程の後、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程と、前記置換工程の後、前記シリコンウェーハを1100~1200℃の酸化性ガス雰囲気下で熱処理を行い、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成すると共にSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成する、第2の熱処理工程と、前記第2の熱処理工程の後、前記シリコンウェーハを前記熱処理炉内から搬出可能な温度まで降温する工程と、を含むことを特徴としている。 The heat treatment method for silicon wafers, which has been made to achieve the above object, includes the steps of loading the silicon wafers onto a SiC wafer boat on which an oxide film of at least 50 nm is formed on the surface, and placing the silicon wafers into a heat treatment furnace; A first heat treatment step in which the silicon wafer is heat treated in an inert gas atmosphere at 1150 to 1200° C. for 30 to 120 minutes, and after the first heat treatment step, oxidizing After the replacing step with a gas atmosphere, the silicon wafer is heat-treated in an oxidizing gas atmosphere at 1100 to 1200° C. to form an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer and to form a SiC wafer. a second heat treatment step of forming an oxide film of at least 50 nm on the surface of the boat, and a step of lowering the temperature of the silicon wafer to a temperature at which it can be carried out from the heat treatment furnace after the second heat treatment step. It is characterized by

このように、第1の熱処理工程の後、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換し、1100~1200℃の酸化性ガス雰囲気下で第2の熱処理が行われるため、シリコンウェーハの表面に酸化膜が形成されると共に、SiC製ウェーハボートの表面に酸化膜が形成される。
このとき、熱処理温度が1100~1200℃であるため、従来の1000℃以下でなされる酸化膜の形成に比べて酸化レートが大きく、SiC製ウェーハボートの表面に酸化膜を迅速に形成することができる。
In this way, after the first heat treatment step, the inert gas atmosphere is replaced with an oxidizing gas atmosphere, and the second heat treatment is performed in the oxidizing gas atmosphere at 1100 to 1200°C. At the same time, an oxide film is formed on the surface of the SiC wafer boat.
At this time, since the heat treatment temperature is 1100 to 1200°C, the oxidation rate is higher than the conventional oxide film formation at 1000°C or lower, and it is possible to quickly form an oxide film on the surface of the SiC wafer boat. can.

一方、シリコンウェーハの表面にも酸化膜が形成されるが、必要以上の酸化膜層が形成されると、酸化膜層の除去のための処理が困難となる虞がある。
そのため、第2の熱処理工程の処理時間は、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜が形成され、かつSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜が形成される時間とされる。
On the other hand, an oxide film is also formed on the surface of the silicon wafer, but if more oxide film layer than necessary is formed, there is a possibility that the process for removing the oxide film layer will be difficult.
Therefore, the processing time of the second heat treatment step is set to be the time required to form an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer and to form an oxide film of at least 50 nm on the surface of the SiC wafer boat.

シリコンウェーハの表面に形成される酸化膜を500nm以下としたのは、酸化膜の厚さが500nmを越えると、酸化膜層の除去のための処理が困難となる虞があるためである。また、SiC製ウェーハボートの表面に形成される酸化膜の厚さを少なくとも50nmとしたのは、第1の熱処理工程において、消耗する酸化膜の厚さを超える厚さに形成するためである。
即ち、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成し、かつSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成することにより、SiC製ボート表面の酸化膜を迅速に回復させると共に、シリコンウェーハ表面に所定の厚さ以上の酸化膜層の形成を抑制することができる。
The reason why the thickness of the oxide film formed on the surface of the silicon wafer is set to 500 nm or less is that if the thickness of the oxide film exceeds 500 nm, the process for removing the oxide film layer may become difficult. Further, the reason why the thickness of the oxide film formed on the surface of the SiC wafer boat is set to at least 50 nm is to form the oxide film to a thickness exceeding the thickness of the oxide film that will be consumed in the first heat treatment step.
That is, by forming an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer and at least 50 nm of oxide film on the surface of the SiC wafer boat, the oxide film on the surface of the SiC boat can be quickly recovered, and the silicon Formation of an oxide film layer of a predetermined thickness or more on the wafer surface can be suppressed.

その結果、遊離カーボンによるシリコンウェーハの汚染を防止することができると共に、シリコンウェーハに形成された酸化膜層を容易に除去することができる。 As a result, contamination of the silicon wafer by free carbon can be prevented, and the oxide film layer formed on the silicon wafer can be easily removed.

ここで、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程が、第1の熱処理工程の後、前記熱処理炉内を700~850℃まで降温した後になされ、第2の熱処理工程が、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程後、前記熱処理炉内を1100~1200℃まで昇温した後になされても良い。
このように、前記熱処理炉内を700~850℃まで降温した後、熱処理炉内を再び1100~1200℃まで昇温し、第2の熱処理工程を行っても良い。
Here, the step of substituting an inert gas atmosphere with an oxidizing gas atmosphere is performed after the first heat treatment step and after the temperature inside the heat treatment furnace is lowered to 700 to 850° C., and the second heat treatment step is performed after the inert gas atmosphere is replaced with an oxidizing gas atmosphere. This may be performed after the step of replacing the gas atmosphere with an oxidizing gas atmosphere and after raising the temperature in the heat treatment furnace to 1100 to 1200°C.
In this manner, after the temperature inside the heat treatment furnace is lowered to 700 to 850° C., the temperature inside the heat treatment furnace may be raised again to 1100 to 1200° C. to perform the second heat treatment step.

また、前記置換工程の後に、前記シリコンウェーハを1100~1200℃の酸化性ガス雰囲気下でなされる、第2の熱処理工程は少なくとも5分間なされることが望ましい。
1100~1200℃の酸化性ガス雰囲気下でなされる第2の熱処理工程において、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成し、かつSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成するには、少なくとも5分間の熱処理時間が必要である。
Further, after the replacement step, it is preferable that a second heat treatment step is performed on the silicon wafer in an oxidizing gas atmosphere at 1100 to 1200° C. for at least 5 minutes.
In the second heat treatment step carried out in an oxidizing gas atmosphere at 1100 to 1200°C, an oxide film of 500 nm or less is formed on the surface of the silicon wafer, and an oxide film of at least 50 nm is formed on the surface of the SiC wafer boat. requires a heat treatment time of at least 5 minutes.

更に、熱処理炉内にシリコンウェーハを投入する工程における、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが、50nm以上400nm未満であることが望ましい。
第1の熱処理工程において、SiC製ウェーハボートの表面の酸化膜は10nm以上消耗する。例えば、1150℃~1200℃の不活性ガス雰囲気下で、30分~120分処理すると、最大48nm程度消耗する。
したがって、SiC製ウェーハボートの表面には、予め消耗分を考慮して50nm以上の厚さの酸化膜が形成されている必要がある。尚、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが400nm以上になると、酸化膜層が剥離してシリコンウェーハに付着し、LPD(Light Point Defects)不良を発生する虞があるため、好ましくない。
Furthermore, it is desirable that the thickness of the oxide film of the SiC wafer boat in the step of charging the silicon wafers into the heat treatment furnace is 50 nm or more and less than 400 nm.
In the first heat treatment step, the oxide film on the surface of the SiC wafer boat is consumed by 10 nm or more. For example, when processed for 30 to 120 minutes in an inert gas atmosphere at 1150° C. to 1200° C., a maximum of about 48 nm is consumed.
Therefore, it is necessary to form an oxide film with a thickness of 50 nm or more on the surface of the SiC wafer boat in consideration of wear and tear. It should be noted that if the thickness of the oxide film of the SiC wafer boat exceeds 400 nm, the oxide film layer may peel off and adhere to the silicon wafer, causing LPD (Light Point Defects) defects, which is not preferable.

また、前記第2の熱処理工程の後、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが、50nm以上400nm以下であり、かつシリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さが、100nm以上500nm以下であることが望ましい。
このように、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが50nm以上400nm以下であるため、再びSiC製ウェーハボートを使用することができる。
また、シリコンウェーハの表面の酸化膜が100nm以上形成されるため、第2の熱処理工程によって、ウェーハ内部に導入された金属不純物を、酸化膜中に取り込むことができる。そして、この酸化膜を後の工程により除去することによって、金属不純物汚染の低減化を図ることができる。
Further, after the second heat treatment step, the thickness of the oxide film on the SiC wafer boat is 50 nm or more and 400 nm or less, and the thickness of the oxide film on the surface of the silicon wafer is 100 nm or more and 500 nm or less. is desirable.
In this way, since the thickness of the oxide film of the SiC wafer boat is 50 nm or more and 400 nm or less, the SiC wafer boat can be used again.
Further, since the oxide film on the surface of the silicon wafer is formed to a thickness of 100 nm or more, metal impurities introduced into the wafer can be incorporated into the oxide film by the second heat treatment step. By removing this oxide film in a later step, metal impurity contamination can be reduced.

また、第1の熱処理工程において、SiC製ウェーハボートにおける、ガス供給側のプレートに供給される不活性ガスの流速(プレート上の流速)が2.2m/s以上33.5m/s以下であり、第2の熱処理工程において、SiC製ウェーハボートにおける、ガス供給側のプレートに供給される酸化性ガスの流速(プレート上の流速)が2.2m/s以上33.5m/s以下であることが望ましい。
SiC製ウェーハボートの表面酸化膜厚の減少量は、SiC製ウェーハボートに供給されるガス流速の影響を受ける。特に、処理チャンバ内に導入されたガスが直接的に当たるSiC製ウェーハボートのプレートは酸化膜厚の減少量が大きく、またガス流れの上流側に配置されることから、シリコンウェーハの汚染に対する影響が大きい。
Further, in the first heat treatment step, the flow velocity of the inert gas supplied to the plate on the gas supply side of the SiC wafer boat (flow velocity on the plate) is 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less. In the second heat treatment step, the flow velocity of the oxidizing gas supplied to the plate on the gas supply side of the SiC wafer boat (flow velocity on the plate) is 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less. is desirable.
The amount of reduction in the surface oxide film thickness of the SiC wafer boat is influenced by the gas flow rate supplied to the SiC wafer boat. In particular, the plate of the SiC wafer boat, which is directly exposed to the gas introduced into the processing chamber, has a large reduction in oxide film thickness, and because it is placed upstream of the gas flow, it has no effect on contamination of the silicon wafer. big.

前記したように、第1の熱処理工程におけるガス供給側のプレートに供給される不活性ガスの流速(プレート上の流速)を、2.2m/s以上33.5m/s以下とすることにより、プレートの酸化膜厚の減少量を抑制できる。
また、第2の熱処理工程におけるガス供給側のプレートに供給される酸化性ガスの流速(プレート上の流速)が2.2m/s以上33.5m/s以下とすることにより、プレートの酸化膜を迅速に回復させることができる。
As described above, by setting the flow velocity of the inert gas supplied to the plate on the gas supply side in the first heat treatment step (flow velocity on the plate) to 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less, The amount of decrease in the oxide film thickness of the plate can be suppressed.
In addition, by setting the flow velocity of the oxidizing gas supplied to the plate on the gas supply side in the second heat treatment step (flow velocity on the plate) to be 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less, the oxide film on the plate can be reduced. can be quickly recovered.

上記シリコンウェーハの熱処理方法によって熱処理されたシリコンウェーハは、シリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さが100nm以上500nm以下であり、前記酸化層を取り除いた表層10μmの炭素濃度が5×1015/cm以下、表層5μmにおけるLSTD密度が0.1個/cm以下、深さ方向の平均BMD密度が1×10個/cm以上に形成されている。
このように、炭素濃度が5×1015/cm以下と炭素汚染が少なく、LSTD密度が0.1個/cm以下と結晶欠陥が少なく、深さ方向の平均BMD密度が1×10個/cm以上とBMDが多い、シリコンウェーハを得ることができる。
A silicon wafer heat-treated by the above silicon wafer heat treatment method has an oxide film on the surface of the silicon wafer with a thickness of 100 nm or more and 500 nm or less, and a carbon concentration of 5×10 15 /cm in the 10 μm surface layer from which the oxide layer is removed. 3 or less, the LSTD density in the surface layer of 5 μm is 0.1 pieces/cm 2 or less, and the average BMD density in the depth direction is 1×10 9 pieces/cm 3 or more.
In this way, the carbon concentration is 5×10 15 /cm 3 or less, which means less carbon contamination, the LSTD density is 0.1 pieces/cm 2 or less, which means fewer crystal defects, and the average BMD density in the depth direction is 1×10 9 Silicon wafers with a high BMD of 3 pieces/cm 3 or more can be obtained.

本発明によれば、SiC製ウェーハボートの表面に十分な厚さの酸化膜を、より短時間に形成することができ、かつシリコンウェーハのBMD密度に与える影響が極力少なく、またシリコンウェーハの表面に必要以上の酸化膜層が形成されることのない、シリコンウェーハの熱処理方法を実行することにより形成される、特定性状のシリコンウェーハを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to form a sufficiently thick oxide film on the surface of a SiC wafer boat in a shorter time, and the influence on the BMD density of the silicon wafer is minimized. A silicon wafer with specific properties can be obtained by performing a silicon wafer heat treatment method that does not form an oxide film layer more than necessary.

図1は、酸素ガス雰囲気下、1時間熱処理した際のSiC表面の酸化膜厚さと熱処理温度(酸化温度)との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the oxide film thickness on the SiC surface and the heat treatment temperature (oxidation temperature) when heat treated for one hour in an oxygen gas atmosphere. 図2は、本発明にかかるシリコンウェーハの熱処理方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the silicon wafer heat treatment method according to the present invention. 図3は、酸素ガス雰囲気下で熱処理した際のシリコンウェーハにおける、シリコンウェーハ表面からの深さと、酸素濃度との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the depth from the silicon wafer surface and the oxygen concentration in a silicon wafer when heat treated in an oxygen gas atmosphere. 図4は、本発明にかかるシリコンウェーハの熱処理方法の第1の変形例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a first modification of the silicon wafer heat treatment method according to the present invention. 図5は、本発明にかかるシリコンウェーハの熱処理方法の第2の変形例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a second modification of the silicon wafer heat treatment method according to the present invention.

本発明にかかるシリコンウェーハの熱処理方法について、図1に基づいて説明する。
まず、この熱処理に用いられるSiC製ウェーハボートとしては、図示しないが、SiC製の公知の縦型ウェーハボートを用いることができる。
この縦型ウェーハボートは、底板と、天板と、前記底板及び天板を連結する支柱とを備えている。また前記支柱の縦方向に、複数の棚部が形成され、前記棚部にシリコンウェーハが搭載されるように構成されている。
The silicon wafer heat treatment method according to the present invention will be explained based on FIG. 1.
First, as the SiC wafer boat used for this heat treatment, although not shown, a known vertical SiC wafer boat can be used.
This vertical wafer boat includes a bottom plate, a top plate, and a support that connects the bottom plate and the top plate. Further, a plurality of shelf portions are formed in the vertical direction of the support column, and a silicon wafer is mounted on the shelf portions.

前記SiC製ウェーハボートの表面には、予め、少なくとも50nmの酸化膜が形成されている。好ましくは、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さは50nm以上400nm未満である。後述する第1の熱処理工程において、SiC製ウェーハボートの表面の酸化膜は10nm以上消耗する。例えば、1150℃~1200℃の不活性ガス雰囲気下で、30分~120分処理すると、最大48nm程度消耗する。
そのため、SiC製ウェーハボートの表面には、予め消耗分を考慮して50nm以上の厚さの酸化膜が形成されている必要がある。
尚、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが400nm以上になると、酸化膜層が剥離してシリコンウェーハに付着し、LPD不良を発生する虞があるため、好ましくない。
An oxide film of at least 50 nm is previously formed on the surface of the SiC wafer boat. Preferably, the thickness of the oxide film of the SiC wafer boat is 50 nm or more and less than 400 nm. In the first heat treatment step described below, the oxide film on the surface of the SiC wafer boat is consumed by 10 nm or more. For example, when processed for 30 to 120 minutes in an inert gas atmosphere at 1150° C. to 1200° C., a maximum of about 48 nm is consumed.
Therefore, it is necessary to form an oxide film with a thickness of 50 nm or more on the surface of the SiC wafer boat in consideration of wear and tear.
It should be noted that if the thickness of the oxide film of the SiC wafer boat exceeds 400 nm, the oxide film layer may peel off and adhere to the silicon wafer, which may cause LPD defects, which is not preferable.

この酸化膜は、SiC製ウェーハボートを熱処理炉内に入れ、酸化性ガス雰囲気下で、所定温度で熱処理することで形成することができる。例えば、図1に示すように、1000℃の酸素雰囲気下で1時間以上熱処理することにより、約10nmの酸化膜を表面に形成することができる。
尚、図1は、酸素ガス雰囲気下、1時間熱処理した際のSiC表面の酸化膜厚さと熱処理温度(酸化温度)との関係を示す図であって、図1に示すように、熱処理温度が高温化するにつれて酸化レートが大きくなるため、熱処理時間は短縮化される。
This oxide film can be formed by placing a SiC wafer boat in a heat treatment furnace and heat-treating it at a predetermined temperature in an oxidizing gas atmosphere. For example, as shown in FIG. 1, an approximately 10 nm thick oxide film can be formed on the surface by heat treatment in an oxygen atmosphere at 1000° C. for one hour or more.
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the oxide film thickness on the SiC surface and the heat treatment temperature (oxidation temperature) when heat treated for one hour in an oxygen gas atmosphere. Since the oxidation rate increases as the temperature increases, the heat treatment time is shortened.

予め少なくとも50nmの酸化膜を表面に形成したのは、上記したように、不活性ガス雰囲気下で行われる熱処理工程における、酸化膜の消耗を考慮したためである。
即ち、シリコンウェーハに結晶欠陥を消滅せしめ、かつBMDを形成するため、シリコンウェーハを1150~1200℃の不活性ガス雰囲気下で30~120分熱処理(第1の熱処理工程)が行われる。この熱処理によって、SiC製ウェーハボートの表面の酸化膜は最大48nm程度消耗する。そのため、少なくとも50nmの酸化膜を予め形成したSiC製ウェーハボートを用いて、基材(SiC)の露出を防止し、遊離カーボンによるシリコンウェーハの汚染を抑制する必要がある。
The reason why an oxide film with a thickness of at least 50 nm was formed on the surface in advance was to take into consideration the consumption of the oxide film during the heat treatment step performed in an inert gas atmosphere, as described above.
That is, in order to eliminate crystal defects in the silicon wafer and form BMD, the silicon wafer is heat treated in an inert gas atmosphere at 1150 to 1200° C. for 30 to 120 minutes (first heat treatment step). By this heat treatment, the oxide film on the surface of the SiC wafer boat is consumed by about 48 nm at most. Therefore, it is necessary to prevent exposure of the base material (SiC) by using a SiC wafer boat on which an oxide film of at least 50 nm is formed in advance, and to suppress contamination of the silicon wafer by free carbon.

そして、少なくとも50nmの酸化膜が表面に形成されたSiC製ウェーハボートに、シリコンウェーハを搭載し、熱処理炉内に投入する。
この熱処理炉としては、前記した縦型のウェーハボートを収容することができる、例えば一般的なアニール炉を用いることができる。
Then, the silicon wafer is mounted on a SiC wafer boat on which an oxide film of at least 50 nm is formed, and the boat is placed in a heat treatment furnace.
As this heat treatment furnace, for example, a general annealing furnace that can accommodate the above-described vertical wafer boat can be used.

SiC製ウェーハボートにシリコンウェーハを搭載し、熱処理炉内に投入した後、図2に示すように、前記熱処理炉内で前記シリコンウェーハを1150~1200℃の不活性ガス雰囲気下で30~120分熱処理を行う(第1の熱処理工程)。
この熱処理温度まで、5℃/min以下で昇温させ、1150~1200℃の温度を30~120分間保持する。
After loading a silicon wafer on a SiC wafer boat and putting it into a heat treatment furnace, as shown in FIG. Heat treatment is performed (first heat treatment step).
The temperature is raised to this heat treatment temperature at a rate of 5° C./min or less, and the temperature is maintained at 1150 to 1200° C. for 30 to 120 minutes.

前記熱処理温度が1150℃未満の場合には、シリコンウェーハの表面及び表層の結晶欠陥が消滅しない、あるいは結晶欠陥が消滅しても消滅させるために熱処理時間がかかり、好ましくない。
前記熱処理温度が1200℃を超える場合には、ウェーハにスリップが導入されるため、好ましくない。
If the heat treatment temperature is less than 1150° C., crystal defects on the surface and surface layer of the silicon wafer will not disappear, or even if the crystal defects disappear, it will take a long time for the heat treatment to eliminate them, which is not preferable.
When the heat treatment temperature exceeds 1200° C., slip is introduced into the wafer, which is not preferable.

更に、上記したように、前記熱処理温度が1150~1200℃の範囲において、30~120分の間、前記温度が保持される。
前記処理時間が30分未満の場合には、シリコンウェーハの表面及び表層の結晶欠陥の消滅が困難となるため好ましくない。また前記処理時間が120分を越える場合には、スリップが導入される虞があるため好ましくない。
Further, as described above, the heat treatment temperature is maintained in the range of 1150 to 1200° C. for 30 to 120 minutes.
If the treatment time is less than 30 minutes, it is not preferable because it becomes difficult to eliminate crystal defects on the surface and surface layer of the silicon wafer. Moreover, if the treatment time exceeds 120 minutes, it is not preferable because there is a possibility that slip may be introduced.

更に、ガス供給側のプレートに供給される、プレート上の不活性ガスの流速は、2.2m/s~33.5m/sに設定されるのが好ましい。
この第1の熱処理工程におけるガス供給側のプレートに供給される不活性ガスの流速を33.5m/s以下とすることにより、上部プレートの酸化膜厚の減少量を抑制できる。
また、不活性ガスの流速が2.2m/s未満の場合には、炉内ガスの置換効率が悪くなり、シリコンウェーハが局所的に汚染される虞があるため好ましくない。また不活性ガスとしては、Arガス、Heガスなどが用いられる。
Furthermore, the flow velocity of the inert gas on the plate on the gas supply side is preferably set to 2.2 m/s to 33.5 m/s.
By setting the flow rate of the inert gas supplied to the plate on the gas supply side in this first heat treatment step to 33.5 m/s or less, the amount of decrease in the oxide film thickness of the upper plate can be suppressed.
Furthermore, if the flow rate of the inert gas is less than 2.2 m/s, it is not preferable because the replacement efficiency of the gas in the furnace may deteriorate and the silicon wafer may be locally contaminated. Further, as the inert gas, Ar gas, He gas, etc. are used.

更に、前記熱処理炉内で前記シリコンウェーハを1150~1200℃の不活性ガス雰囲気下で30~120分熱処理を行う第1の熱処理工程の後、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する。酸化性ガスとしては、Oガスが用いられる。 Furthermore, after a first heat treatment step in which the silicon wafer is heat treated in an inert gas atmosphere at 1150 to 1200° C. for 30 to 120 minutes in the heat treatment furnace, the inert gas atmosphere is replaced with an oxidizing gas atmosphere. O 2 gas is used as the oxidizing gas.

前記置換工程の後、前記シリコンウェーハを1100~1200℃の酸化性ガス雰囲気下で熱処理を行い、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成すると共にSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも第1の熱処理により減少した酸化膜厚以上の酸化膜を形成する、第2の熱処理工程が行われる。
この第2の熱処理によって、シリコンウェーハの表面に酸化膜が形成されると共に、SiC製ウェーハボートの表面に酸化膜が形成される。
After the replacement step, the silicon wafer is heat-treated in an oxidizing gas atmosphere at 1100 to 1200°C to form an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer, and at least a first film on the surface of the SiC wafer boat. A second heat treatment step is performed to form an oxide film having a thickness equal to or greater than that reduced by the heat treatment.
By this second heat treatment, an oxide film is formed on the surface of the silicon wafer, and an oxide film is also formed on the surface of the SiC wafer boat.

特に、この第2の熱処理工程の熱処理温度が1100~1200℃で行われるため、従来のように1000℃以下でなされるSiC製ウェーハボートの酸化膜の形成に比べて、酸化レート(例えば、図1に示すように1000℃で0.16nm/min,1150℃で1.83nm/min)が大きく、SiC製ウェーハボートの表面に酸化膜を迅速に形成することができる。
ここで、シリコンウェーハの表面に形成される酸化膜の厚さを500nm以下とするのは、500nmを超えると、酸化膜層の除去のための処理が困難となる虞があるためである。
一方、SiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成するのは、第1の熱処理工程において消耗した酸化膜の厚さを回復させるためである。
In particular, since the heat treatment temperature in this second heat treatment step is performed at 1100 to 1200°C, the oxidation rate (for example, As shown in No. 1, 0.16 nm/min at 1000° C. and 1.83 nm/min at 1150° C.) is large, and an oxide film can be quickly formed on the surface of a SiC wafer boat.
Here, the reason why the thickness of the oxide film formed on the surface of the silicon wafer is set to 500 nm or less is that if the thickness exceeds 500 nm, there is a possibility that the process for removing the oxide film layer will be difficult.
On the other hand, the reason why an oxide film of at least 50 nm is formed on the surface of the SiC wafer boat is to restore the thickness of the oxide film that was consumed in the first heat treatment step.

また、図3に示すように、熱処理温度を1100~1200℃とすることで、ウェーハの表層(深さ10μmまでの層)酸素濃度を向上できるメリットもあり、シリコンウェーハの機械的強度に対して有効である。
これに対して、酸化温度が1000℃の場合は、1100℃の場合に比べて表層酸素濃度の向上が少なく、このメリットを得ることができない。
したがって、1100℃~1200℃の熱処理温度で、SiC製ウェーハボートの表面に酸化膜を50nm以上形成することが必要である。
尚、図3は、Arガス雰囲気下、1200℃で1時間熱処理した後、酸素ガス雰囲気下、1150℃で6分、またArガス雰囲気下、1200℃で1時間熱処理した後、酸素ガス雰囲気下、1100℃で12分、更にArガス雰囲気下、1200℃で1時間熱処理した後、酸素ガス雰囲気下、1000℃で60分、またArガス雰囲気下で、1200℃で1時間、熱処理した際のシリコンウェーハにおける、シリコンウェーハ表面からの深さと、酸素濃度との関係を示す図である。
この図3からわかるように、熱処理温度が高温になるにつれて、表層酸素濃度を短時間で向上させることができる。
In addition, as shown in Figure 3, by setting the heat treatment temperature to 1100 to 1200°C, there is an advantage that the oxygen concentration in the surface layer of the wafer (up to a depth of 10 μm) can be improved, which improves the mechanical strength of the silicon wafer. It is valid.
On the other hand, when the oxidation temperature is 1000°C, the improvement in surface layer oxygen concentration is smaller than when the oxidation temperature is 1100°C, and this advantage cannot be obtained.
Therefore, it is necessary to form an oxide film of 50 nm or more on the surface of the SiC wafer boat at a heat treatment temperature of 1100° C. to 1200° C.
In addition, FIG. 3 shows the results of heat treatment at 1200°C for 1 hour in an Ar gas atmosphere, 6 minutes at 1150°C in an oxygen gas atmosphere, and 1 hour heat treatment at 1200°C in an Ar gas atmosphere, then under an oxygen gas atmosphere. , heat treated at 1100°C for 12 minutes, then at 1200°C for 1 hour under an Ar gas atmosphere, then heat treated at 1000°C for 60 minutes under an oxygen gas atmosphere, and for 1 hour at 1200°C under an Ar gas atmosphere. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the depth from the silicon wafer surface and the oxygen concentration in a silicon wafer.
As can be seen from FIG. 3, as the heat treatment temperature becomes higher, the surface oxygen concentration can be improved in a shorter time.

前記第2の熱処理工程を経ることにより、SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さは50nm以上400nm以下であり、かつシリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さは100nm以上500nm以下になされる。
SiC製ウェーハボートの酸化膜の厚さが400nmを超えると、酸化膜が剥離する虞があり、シリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さが100nm未満の場合には、金属汚染を受け易くなるため、好ましくない。
Through the second heat treatment step, the thickness of the oxide film on the SiC wafer boat is 50 nm or more and 400 nm or less, and the thickness of the oxide film on the surface of the silicon wafer is 100 nm or more and 500 nm or less.
If the thickness of the oxide film on the SiC wafer boat exceeds 400 nm, there is a risk that the oxide film will peel off, and if the thickness of the oxide film on the surface of the silicon wafer is less than 100 nm, it will be susceptible to metal contamination. , undesirable.

この第2の熱処理工程の処理時間は、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成し、かつSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成する、処理時間に設定される。
この処理時間は、処理温度、酸化性ガスの濃度等によって異なるが、シリコンウェーハの表面に500nm以下の酸化膜を形成し、かつSiC製ウェーハボートの表面に少なくとも50nmの酸化膜を形成するには、少なくとも5分間の熱処理が必要となる。
The processing time of this second heat treatment step is set to a processing time that forms an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer and forms an oxide film of at least 50 nm on the surface of the SiC wafer boat.
The processing time varies depending on the processing temperature, concentration of oxidizing gas, etc., but it is necessary to form an oxide film of 500 nm or less on the surface of the silicon wafer and at least 50 nm on the surface of the SiC wafer boat. , a heat treatment of at least 5 minutes is required.

また、第2の熱処理工程において、SiC製ウェーハボートにおける、ガス供給側のプレートに供給される酸化性ガスの流速(プレート上の流速)が2.2m/s以上33.5m/s以下に設定される。
第2の熱処理工程におけるガス供給側のプレートに供給される酸化性ガスの流速(プレート上の流速)が2.2m/s以上33.5m/s以下とすることにより、SiC製ウェーハボートのガス供給側のプレート(上部プレート)の酸化膜を迅速に回復させることができる。
In addition, in the second heat treatment step, the flow velocity of the oxidizing gas supplied to the plate on the gas supply side of the SiC wafer boat (flow velocity on the plate) is set to 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less. be done.
By setting the flow velocity of the oxidizing gas supplied to the plate on the gas supply side in the second heat treatment step (flow velocity on the plate) to be 2.2 m/s or more and 33.5 m/s or less, the gas of the SiC wafer boat The oxide film on the supply side plate (upper plate) can be quickly recovered.

また、この第2の熱処理工程は、図4に示すように、この不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程において、熱処理炉内の温度を1100℃まで降下させて行っても良い。
また、図5に示すように、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程が、第1の熱処理工程の後、前記熱処理炉内を700~850℃まで降温した後になされ、第2の熱処理工程が、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換する工程後、前記熱処理炉内を1100~1200℃まで昇温した後になされても良い。
Further, as shown in FIG. 4, this second heat treatment step may be performed by lowering the temperature in the heat treatment furnace to 1100° C. in the step of replacing the inert gas atmosphere with an oxidizing gas atmosphere.
Further, as shown in FIG. 5, the step of replacing the inert gas atmosphere with an oxidizing gas atmosphere is performed after the first heat treatment step and after the temperature inside the heat treatment furnace is lowered to 700 to 850°C, and the second The heat treatment step may be performed after the step of replacing the inert gas atmosphere with an oxidizing gas atmosphere and after raising the temperature in the heat treatment furnace to 1100 to 1200°C.

前記第2の熱処理工程の後、前記シリコンウェーハを前記熱処理炉内から搬出可能な温度まで降温する工程を経て、シリコンウェーハの熱処理方法が終了する。 After the second heat treatment step, the silicon wafer heat treatment method is completed through a step of lowering the temperature of the silicon wafer to a temperature at which it can be taken out from the heat treatment furnace.

上記シリコンウェーハの熱処理方法によって、熱処理されたシリコンウェーハは、シリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さが100nm以上500nm以下であり、前記酸化層を取り除いた表層10μmの炭素濃度が5×1015/cm以下、表層5μmにおけるLSTD密度が0.1個/cm以下、BMD密度が1×10個/cm以上に形成される。
シリコンウェーハ表層10μmの炭素濃度が5×1015/cm以下であり、カーボン汚染を安定的に抑えることができる。また、表層5μmにおけるLSTD密度が0.1個/cm以下と結晶欠陥を減少させることができ、更には、BMD密度が1×10個/cm以上と高い不純物のゲッタリング性を有するシリコンウェーハを得ることができる。
A silicon wafer heat-treated by the above silicon wafer heat treatment method has an oxide film on the surface of the silicon wafer with a thickness of 100 nm or more and 500 nm or less, and a carbon concentration of 5×10 15 / cm 3 or less, the LSTD density in the surface layer 5 μm is 0.1 pieces/cm 2 or less, and the BMD density is 1×10 9 pieces/cm 3 or more.
The carbon concentration in the 10 μm surface layer of the silicon wafer is 5×10 15 /cm 3 or less, and carbon contamination can be stably suppressed. In addition, the LSTD density in the surface layer of 5 μm is 0.1 pieces/cm 2 or less, which can reduce crystal defects, and the BMD density is 1 × 10 9 pieces/cm 3 or more, which has high impurity gettering properties. Silicon wafers can be obtained.

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例等により制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited by these Examples.

(実施例1)
直径300mmのSi単結晶から作製したウェーハを、予め50nmの酸化膜が表面に形成されたSiC製ウェーハボートに、シリコンウェーハを搭載し、熱処理炉内へ投入し、前記熱処理炉内で、前記シリコンウェーハを1150℃の不活性ガス雰囲気下で60分熱処理を行う。尚、ガス供給側のプレート上の不活性ガスの流速を15m/sとした。
そして、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気に置換し、前記シリコンウェーハを1100℃の酸化性ガス雰囲気下で熱処理を行い、シリコンウェーハの表面に150nmの酸化膜を形成すると共にSiC製ウェーハボートの表面に新たに40nmの酸化膜を形成(予め形成された酸化膜との合計酸化膜厚は90nm)した。尚、ガス供給側のプレート上の酸化性ガスの流速を15m/sとした。
熱処理されたシリコンウェーハは、シリコンウェーハの表面の酸化膜を希HF溶液により取り除き、その表層から深さ10μmの炭素濃度を二次イオン質量分析法(SIMS)により測定した。その結果、炭素濃度が5×1015/cm以下であった。
また、その表層から深さ5μmにおけるLSTD密度をLSTDスキャナ(レイテックス社製MO601)により測定した。その結果、LSTD密度が0.1個/cm以下であった。
更に、BMD密度をIRトモグラフィー(レイテックス社製MO-441)により測定した。その結果、BMD密度が1×10個/cm以上であった。
(Example 1)
A wafer made from a Si single crystal with a diameter of 300 mm is mounted on a SiC wafer boat on which a 50 nm oxide film has been previously formed on the surface, and the silicon wafer is placed into a heat treatment furnace. The wafer is heat-treated at 1150° C. in an inert gas atmosphere for 60 minutes. Note that the flow velocity of the inert gas on the plate on the gas supply side was 15 m/s.
Then, the inert gas atmosphere is replaced with an oxidizing gas atmosphere, and the silicon wafer is heat-treated in an oxidizing gas atmosphere at 1100°C to form a 150 nm oxide film on the surface of the silicon wafer, and a SiC wafer boat. A new 40 nm oxide film was formed on the surface (the total oxide film thickness including the previously formed oxide film was 90 nm). Note that the flow rate of the oxidizing gas on the plate on the gas supply side was 15 m/s.
The oxide film on the surface of the heat-treated silicon wafer was removed using a dilute HF solution, and the carbon concentration at a depth of 10 μm from the surface layer was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). As a result, the carbon concentration was 5×10 15 /cm 3 or less.
Further, the LSTD density at a depth of 5 μm from the surface layer was measured using an LSTD scanner (MO601 manufactured by Raytex). As a result, the LSTD density was 0.1 pieces/cm 2 or less.
Furthermore, the BMD density was measured by IR tomography (MO-441 manufactured by Raytex). As a result, the BMD density was 1×10 9 pieces/cm 3 or more.

(実施例2~16、比較例1~10)
実施例1における諸条件を、表1に示すように種々変更し、炭素濃度、LSTD密度、BMD密度を測定した。その結果を表1に示す。
また、比較例として、実施例1における諸条件を、表2に示すように種々変更し、炭素濃度、LSTD密度、BMD密度を測定した。その結果を表2に示す
(Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 to 10)
The various conditions in Example 1 were changed as shown in Table 1, and the carbon concentration, LSTD density, and BMD density were measured. The results are shown in Table 1.
Further, as a comparative example, various conditions in Example 1 were changed as shown in Table 2, and carbon concentration, LSTD density, and BMD density were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 0007361061000001
Figure 0007361061000001

Figure 0007361061000002
Figure 0007361061000002

上記表1の実施例1~16にあっては、シリコンウェーハの酸化層を取り除いた表層10μmの炭素濃度が5×1015/cm以下、表層5μmにおけるLSTD密度が0.1個/cm以下、BMD密度が1×10個/cm以上であるシリコンウェーハを得ることができる。 In Examples 1 to 16 in Table 1 above, the carbon concentration in the 10 μm surface layer from which the oxidized layer of the silicon wafer has been removed is 5×10 15 /cm 3 or less, and the LSTD density in the 5 μm surface layer is 0.1 pieces/cm 2 Hereinafter, a silicon wafer having a BMD density of 1×10 9 pieces/cm 3 or more can be obtained.

Claims (1)

酸化膜が形成されたSiC製ウェーハボートを用いて熱処理されたシリコンウェーハであって、
シリコンウェーハの表面の酸化膜の厚さが105nm以上300nm以下であり、前記酸化層を取り除いた表層10μmの炭素濃度が5×1015/cm以下、表層5μmにおけるLSTD密度が0.1個/cm以下、BMD密度が1×10個/cm以上であることを特徴とするシリコンウェーハ。
A silicon wafer heat-treated using a SiC wafer boat on which an oxide film is formed ,
The thickness of the oxide film on the surface of the silicon wafer is 105 nm or more and 300 nm or less, the carbon concentration in the 10 μm surface layer from which the oxide layer is removed is 5×10 15 /cm 3 or less, and the LSTD density in the 5 μm surface layer is 0.1. /cm 2 or less, and a BMD density of 1×10 9 pieces/cm 3 or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005142434A (en) 2003-11-07 2005-06-02 Shin Etsu Handotai Co Ltd Silicon single crystal wafer and method for manufacturing same
JP2010177442A (en) 2009-01-29 2010-08-12 Sumco Techxiv株式会社 Method for producing silicon wafer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56103425A (en) * 1980-01-21 1981-08-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Improving method for semiconductor substrate
JP5991284B2 (en) * 2013-08-23 2016-09-14 信越半導体株式会社 Heat treatment method for silicon wafer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005142434A (en) 2003-11-07 2005-06-02 Shin Etsu Handotai Co Ltd Silicon single crystal wafer and method for manufacturing same
JP2010177442A (en) 2009-01-29 2010-08-12 Sumco Techxiv株式会社 Method for producing silicon wafer

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