JPH10154713A - シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ - Google Patents
シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハInfo
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- JPH10154713A JPH10154713A JP8327734A JP32773496A JPH10154713A JP H10154713 A JPH10154713 A JP H10154713A JP 8327734 A JP8327734 A JP 8327734A JP 32773496 A JP32773496 A JP 32773496A JP H10154713 A JPH10154713 A JP H10154713A
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
- H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
- H01L21/3225—Thermally inducing defects using oxygen present in the silicon body for intrinsic gettering
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 シリコンウエーハに、水素のような安全上問
題となるようなガスを用いることなく、短時間の熱処理
を加えることで、確実にウエーハの結晶欠陥を除去する
ことを可能とする、低コストのシリコンウエーハの熱処
理方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも表面に自然酸化膜の付着した
シリコンウエーハを、窒素雰囲気下、１０００℃〜シリ
コンの融点以下に加熱された熱処理炉中に直ちに投入
し、該シリコンウエーハに前記温度範囲の熱処理を１秒
〜２分加え、その後前記温度のシリコンウエーハを熱処
理炉から直ちに取り出すことを特徴とするシリコンウエ
ーハの熱処理方法。
題となるようなガスを用いることなく、短時間の熱処理
を加えることで、確実にウエーハの結晶欠陥を除去する
ことを可能とする、低コストのシリコンウエーハの熱処
理方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも表面に自然酸化膜の付着した
シリコンウエーハを、窒素雰囲気下、１０００℃〜シリ
コンの融点以下に加熱された熱処理炉中に直ちに投入
し、該シリコンウエーハに前記温度範囲の熱処理を１秒
〜２分加え、その後前記温度のシリコンウエーハを熱処
理炉から直ちに取り出すことを特徴とするシリコンウエ
ーハの熱処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体シリコン単
結晶ウエーハの表面に存在する酸化誘起積層欠陥の核と
なる微小欠陥を、簡単かつ確実に低減させるための熱処
理方法に関する。
結晶ウエーハの表面に存在する酸化誘起積層欠陥の核と
なる微小欠陥を、簡単かつ確実に低減させるための熱処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体回路等の高集積化、高精度
化にともない、用いられる半導体シリコンウエーハもま
すます大口径化、高品質化が要求されている。この半導
体シリコンウエーハは、円柱上の単結晶棒をスライスし
てその表面を鏡面状に研磨したものである。そして、シ
リコン単結晶棒は、主にチョクラルスキー法（引き上げ
法）によって製造されている。
化にともない、用いられる半導体シリコンウエーハもま
すます大口径化、高品質化が要求されている。この半導
体シリコンウエーハは、円柱上の単結晶棒をスライスし
てその表面を鏡面状に研磨したものである。そして、シ
リコン単結晶棒は、主にチョクラルスキー法（引き上げ
法）によって製造されている。
【０００３】このようなチョクラルスキー法により引き
上げられたシリコン単結晶棒から作製されたＣＺシリコ
ンウエーハ中には、酸化誘起積層欠陥（Oxidation Indu
cedStacking Fault）の核となる酸素析出物等の微小欠
陥やＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）と呼ばれ
る結晶欠陥（Grown-in欠陥）が存在しており、リーク電
流の増加あるいは酸化膜耐圧の低下等のデバイスの電気
特性を劣化させる原因の一つとなっている。
上げられたシリコン単結晶棒から作製されたＣＺシリコ
ンウエーハ中には、酸化誘起積層欠陥（Oxidation Indu
cedStacking Fault）の核となる酸素析出物等の微小欠
陥やＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）と呼ばれ
る結晶欠陥（Grown-in欠陥）が存在しており、リーク電
流の増加あるいは酸化膜耐圧の低下等のデバイスの電気
特性を劣化させる原因の一つとなっている。
【０００４】したがって、チョクラルスキー法によって
シリコン単結晶棒を育成する段階で、上記結晶欠陥が結
晶中に導入されないように、原料あるいは使用部材の高
純度化、育成条件の適正化等種々の努力がなされてお
り、例えば、ＣＯＰを低減するためには、結晶成長を低
速で行うことが有効であることが報告されている。しか
しながら、このような低速成長においては、酸化誘起積
層欠陥の核を低減することはできない。特に直径３００
ｍｍ以上の大口径結晶を引き上げる際に、このような低
速成長を行うと、酸化誘起積層欠陥の核はむしろ増加
し、リング状の領域に高密度に発生してしまうことが報
告されている。
シリコン単結晶棒を育成する段階で、上記結晶欠陥が結
晶中に導入されないように、原料あるいは使用部材の高
純度化、育成条件の適正化等種々の努力がなされてお
り、例えば、ＣＯＰを低減するためには、結晶成長を低
速で行うことが有効であることが報告されている。しか
しながら、このような低速成長においては、酸化誘起積
層欠陥の核を低減することはできない。特に直径３００
ｍｍ以上の大口径結晶を引き上げる際に、このような低
速成長を行うと、酸化誘起積層欠陥の核はむしろ増加
し、リング状の領域に高密度に発生してしまうことが報
告されている。
【０００５】そこで、例え結晶育成段階で酸化誘起積層
欠陥の核となる微小欠陥が導入され、これから作製され
たウエーハ中にも同様に結晶欠陥が存在しても、シリコ
ンウエーハとなった段階で熱処理を加えることによっ
て、前記酸化誘起積層欠陥の発生を抑制する技術が開発
されている。
欠陥の核となる微小欠陥が導入され、これから作製され
たウエーハ中にも同様に結晶欠陥が存在しても、シリコ
ンウエーハとなった段階で熱処理を加えることによっ
て、前記酸化誘起積層欠陥の発生を抑制する技術が開発
されている。
【０００６】その一つとして、水素ガス雰囲気下におい
て１０００℃〜１３５０℃の温度範囲に少なくとも３０
分滞留させる熱処理をシリコンウエーハに施すことによ
って、酸化誘起積層欠陥密度を減少させる方法がある
（特開平７−１６５４９５号公報参照）。
て１０００℃〜１３５０℃の温度範囲に少なくとも３０
分滞留させる熱処理をシリコンウエーハに施すことによ
って、酸化誘起積層欠陥密度を減少させる方法がある
（特開平７−１６５４９５号公報参照）。
【０００７】しかし、このような方法では、ウエーハ表
面の酸化誘起積層欠陥の減少には一定の効果があるもの
の、熱処理雰囲気として水素ガスを用いるため危険であ
り、熱処理装置を特別な防爆機能を備えた複雑かつ高価
なものとしなければならず、操作も複雑なものとなる。
また、比較的長時間の熱処理が必要であり、ウエーハの
熱処理炉への投入から、取り出しまでの時間を含める
と、量産性に乏しくそのコストが高い。その上、このよ
うな熱処理をしてもなお、ウエーハ表面には酸化誘起積
層欠陥が５０個／ｃｍ2 程度発生してしまう。
面の酸化誘起積層欠陥の減少には一定の効果があるもの
の、熱処理雰囲気として水素ガスを用いるため危険であ
り、熱処理装置を特別な防爆機能を備えた複雑かつ高価
なものとしなければならず、操作も複雑なものとなる。
また、比較的長時間の熱処理が必要であり、ウエーハの
熱処理炉への投入から、取り出しまでの時間を含める
と、量産性に乏しくそのコストが高い。その上、このよ
うな熱処理をしてもなお、ウエーハ表面には酸化誘起積
層欠陥が５０個／ｃｍ2 程度発生してしまう。
【０００８】また、水素を用いない方法として、非酸化
性雰囲気の熱処理炉に、ウエーハにスリップが発生しな
い昇温速度で加熱して、ウエーハ温度が１１００℃〜１
２００℃に達した後、ウエーハにスリップが発生しない
降温速度で冷却する方法が提案されている（特開平７−
４５６２２号公報参照）。
性雰囲気の熱処理炉に、ウエーハにスリップが発生しな
い昇温速度で加熱して、ウエーハ温度が１１００℃〜１
２００℃に達した後、ウエーハにスリップが発生しない
降温速度で冷却する方法が提案されている（特開平７−
４５６２２号公報参照）。
【０００９】しかし、この方法も、ウエーハ表面の酸化
誘起積層欠陥の減少には一定の効果があるものの、比較
的長時間の熱処理が必要である上に、特にウエーハにス
リップが発生しない昇降温速度とは、例えば２０℃／ｍ
ｉｎ〜３０℃／ｍｉｎを意味し、ウエーハを熱処理炉へ
投入あるいはウエーハを取り出しするのに長時間を要す
る。したがって、ウエーハの熱処理炉への投入から、熱
処理、取り出しまでの時間が長く、量産性に乏しくコス
トが高いことに変わりがない。
誘起積層欠陥の減少には一定の効果があるものの、比較
的長時間の熱処理が必要である上に、特にウエーハにス
リップが発生しない昇降温速度とは、例えば２０℃／ｍ
ｉｎ〜３０℃／ｍｉｎを意味し、ウエーハを熱処理炉へ
投入あるいはウエーハを取り出しするのに長時間を要す
る。したがって、ウエーハの熱処理炉への投入から、熱
処理、取り出しまでの時間が長く、量産性に乏しくコス
トが高いことに変わりがない。
【００１０】このように、従来のシリコンウエーハの熱
処理方法は、いわゆるバッチ方式で行い、一般にウエー
ハ周辺部にスリップが発生するのを防止するために、１
０００℃未満の温度に保持した熱処理炉に、ウエーハを
室温状態から例えば１５ｃｍ／ｍｉｎの速度でゆっくり
と投入し（ローディング）、ローディングが完了したな
ら例えば１０℃／ｍｉｎの速度でゆっくりと所望温度ま
で熱処理炉を昇温する。そして、所望温度で所望時間熱
処理したのち、熱処理炉を例えば５℃／ｍｉｎでゆっく
りと降温し、１０００℃未満の温度まで冷却されたな
ら、例えばローディングと同じ速度でウエーハをゆっく
りと取り出す（アンローディング）、といった操作が行
われる。
処理方法は、いわゆるバッチ方式で行い、一般にウエー
ハ周辺部にスリップが発生するのを防止するために、１
０００℃未満の温度に保持した熱処理炉に、ウエーハを
室温状態から例えば１５ｃｍ／ｍｉｎの速度でゆっくり
と投入し（ローディング）、ローディングが完了したな
ら例えば１０℃／ｍｉｎの速度でゆっくりと所望温度ま
で熱処理炉を昇温する。そして、所望温度で所望時間熱
処理したのち、熱処理炉を例えば５℃／ｍｉｎでゆっく
りと降温し、１０００℃未満の温度まで冷却されたな
ら、例えばローディングと同じ速度でウエーハをゆっく
りと取り出す（アンローディング）、といった操作が行
われる。
【００１１】したがって、前述のようにウエーハの熱処
理炉への投入（ローディング）、昇温、熱処理、降温、
取り出し（アンローディング）といった熱処理における
各工程それぞれの時間が長く、全体としての生産性が低
く、コストの上昇が著しくなる。
理炉への投入（ローディング）、昇温、熱処理、降温、
取り出し（アンローディング）といった熱処理における
各工程それぞれの時間が長く、全体としての生産性が低
く、コストの上昇が著しくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
問題点に鑑みなされたもので、本発明が目的とするとこ
ろは、シリコンウエーハの表面近傍にある酸化誘起積層
欠陥の核となる微小欠陥を除去することができる熱処理
方法を、水素のような安全上問題となるようなガスを用
いることなく、したがって特別な装置も不要で、しかも
短時間の熱処理で簡単かつ確実にウエーハの結晶欠陥を
除去することを可能とする、低コストのシリコンウエー
ハの熱処理方法を提供することにある。
問題点に鑑みなされたもので、本発明が目的とするとこ
ろは、シリコンウエーハの表面近傍にある酸化誘起積層
欠陥の核となる微小欠陥を除去することができる熱処理
方法を、水素のような安全上問題となるようなガスを用
いることなく、したがって特別な装置も不要で、しかも
短時間の熱処理で簡単かつ確実にウエーハの結晶欠陥を
除去することを可能とする、低コストのシリコンウエー
ハの熱処理方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明の請求項１に記載した発明は、少なくとも表面に自
然酸化膜の付着したシリコンウエーハを１０００℃〜シ
リコンの融点以下に加熱された熱処理炉中に直ちに投入
し、該シリコンウエーハに前記温度範囲の熱処理を加
え、その後前記温度のシリコンウエーハを熱処理炉から
直ちに取り出すことを特徴とするシリコンウエーハの熱
処理方法である。
発明の請求項１に記載した発明は、少なくとも表面に自
然酸化膜の付着したシリコンウエーハを１０００℃〜シ
リコンの融点以下に加熱された熱処理炉中に直ちに投入
し、該シリコンウエーハに前記温度範囲の熱処理を加
え、その後前記温度のシリコンウエーハを熱処理炉から
直ちに取り出すことを特徴とするシリコンウエーハの熱
処理方法である。
【００１４】このように、シリコンウエーハに自然酸化
膜を付着した上で、高温の熱処理炉にダイレクトに投入
し、ウエーハに高温熱処理を加え、熱処理が終わったな
ら、直ちにウエーハを炉から取り出すことによって、ウ
エーハの酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を消滅さ
せることができる。
膜を付着した上で、高温の熱処理炉にダイレクトに投入
し、ウエーハに高温熱処理を加え、熱処理が終わったな
ら、直ちにウエーハを炉から取り出すことによって、ウ
エーハの酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を消滅さ
せることができる。
【００１５】そして、この場合ウエーハを高温の熱処理
炉内に直ちに投入し、処理後直ちに取り出すので、前記
ゆっくりと投入、取り出しするいわゆるローディング、
アンローディング操作は、無視できるほどに短時間で済
むし、昇温、降温操作は行わないので、極めて短時間で
熱処理を行うことができる。また、雰囲気ガスとして水
素を用いることもないので、通常の熱処理炉を用いて行
うことができる。
炉内に直ちに投入し、処理後直ちに取り出すので、前記
ゆっくりと投入、取り出しするいわゆるローディング、
アンローディング操作は、無視できるほどに短時間で済
むし、昇温、降温操作は行わないので、極めて短時間で
熱処理を行うことができる。また、雰囲気ガスとして水
素を用いることもないので、通常の熱処理炉を用いて行
うことができる。
【００１６】この場合、熱処理されるシリコンウエーハ
の表面には自然酸化膜が付着していることが必要であ
る。これは熱処理によってシリコンウエーハ表面が熱窒
化やエッチング等されて変質すること、および不純物に
よって汚染されることを防止するためである。
の表面には自然酸化膜が付着していることが必要であ
る。これは熱処理によってシリコンウエーハ表面が熱窒
化やエッチング等されて変質すること、および不純物に
よって汚染されることを防止するためである。
【００１７】そして、この自然酸化膜は、熱処理前のシ
リコンウエーハの洗浄を、過酸化水素を含む酸、または
アルカリの洗浄液で行うことによって、故意に付着させ
るようにするのが好ましい（請求項２）。
リコンウエーハの洗浄を、過酸化水素を含む酸、または
アルカリの洗浄液で行うことによって、故意に付着させ
るようにするのが好ましい（請求項２）。
【００１８】大気中で放置あるいは純水リンスされただ
けの自然酸化膜では、生成自然酸化膜厚が薄く、緻密で
ないために、上記変質、汚染を防止できないことがある
し、そもそも大気中での放置では自然酸化膜自体が汚染
されている可能性があるからである。
けの自然酸化膜では、生成自然酸化膜厚が薄く、緻密で
ないために、上記変質、汚染を防止できないことがある
し、そもそも大気中での放置では自然酸化膜自体が汚染
されている可能性があるからである。
【００１９】また、本発明におけるシリコンウエーハに
加える熱処理温度としては、１２００℃〜１３５０℃の
温度範囲とするのが好ましい（請求項３）。このような
高温の温度範囲で熱処理することによって、酸化誘起積
層欠陥の核となる微小欠陥を効率的に消滅させることが
できるとともに、熱処理時間を短縮することができるの
で、ウエーハの汚染も少ない。
加える熱処理温度としては、１２００℃〜１３５０℃の
温度範囲とするのが好ましい（請求項３）。このような
高温の温度範囲で熱処理することによって、酸化誘起積
層欠陥の核となる微小欠陥を効率的に消滅させることが
できるとともに、熱処理時間を短縮することができるの
で、ウエーハの汚染も少ない。
【００２０】また、本発明における熱処理時の雰囲気ガ
スとしては、窒素、不活性ガス、窒素と不活性ガスの混
合気、あるいはこれらに酸素および／または水蒸気を添
加した混合気とするのが好ましい（請求項４）。
スとしては、窒素、不活性ガス、窒素と不活性ガスの混
合気、あるいはこれらに酸素および／または水蒸気を添
加した混合気とするのが好ましい（請求項４）。
【００２１】このようなガス雰囲気とすることによっ
て、本発明による熱処理中にウエーハ表面が変質、ある
いは汚染されることを抑制することができるからであ
る。
て、本発明による熱処理中にウエーハ表面が変質、ある
いは汚染されることを抑制することができるからであ
る。
【００２２】さらに、本発明における熱処理時間として
は、１秒〜２分とすることができる（請求項５）。本発
明は、このような短時間の熱処理で、様々なサイズの酸
化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を十分に消滅させる
ことができ、一層生産性を向上させることができる。
は、１秒〜２分とすることができる（請求項５）。本発
明は、このような短時間の熱処理で、様々なサイズの酸
化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を十分に消滅させる
ことができ、一層生産性を向上させることができる。
【００２３】そして、本発明の方法によって、確実に表
面の酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を消滅させる
ことができるので、極めて高品質のシリコンウエーハを
得ることができる（請求項６）。
面の酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を消滅させる
ことができるので、極めて高品質のシリコンウエーハを
得ることができる（請求項６）。
【００２４】以下、本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるわけではない。本発明者ら
は、従来のシリコンウエーハの熱処理方式では、ウエー
ハを室温から徐々に昇温するが、このように徐々に昇温
したのでは酸化誘起積層欠陥の核はむしろ成長する傾向
にあり、それがために前記水素熱処理あるいは非酸化性
雰囲気での高温熱処理を３０分以上といった長時間にわ
たり行わなければ、成長してしまった核を消滅させるこ
とができないのではないかと考えた。
本発明はこれらに限定されるわけではない。本発明者ら
は、従来のシリコンウエーハの熱処理方式では、ウエー
ハを室温から徐々に昇温するが、このように徐々に昇温
したのでは酸化誘起積層欠陥の核はむしろ成長する傾向
にあり、それがために前記水素熱処理あるいは非酸化性
雰囲気での高温熱処理を３０分以上といった長時間にわ
たり行わなければ、成長してしまった核を消滅させるこ
とができないのではないかと考えた。
【００２５】すなわち、例えば１２００℃以上といった
高温では酸化誘起積層欠陥の核は溶解に向かう、そして
例えば雰囲気ガスを窒素とすれば、窒素は空孔をウエー
ハ表面から供給するため、表面での酸化誘起積層欠陥の
核の消滅効果は非常に大きいはずである。にもかかわら
ず前記水素熱処理や高温熱処理では３０分以上といった
長時間の熱処理が必要とされるのは、酸化誘起積層欠陥
の核を消滅させるような高温度にウエーハ温度が達する
前に、ウエーハを徐々に昇温させたために、核を成長さ
せてしまったからである。
高温では酸化誘起積層欠陥の核は溶解に向かう、そして
例えば雰囲気ガスを窒素とすれば、窒素は空孔をウエー
ハ表面から供給するため、表面での酸化誘起積層欠陥の
核の消滅効果は非常に大きいはずである。にもかかわら
ず前記水素熱処理や高温熱処理では３０分以上といった
長時間の熱処理が必要とされるのは、酸化誘起積層欠陥
の核を消滅させるような高温度にウエーハ温度が達する
前に、ウエーハを徐々に昇温させたために、核を成長さ
せてしまったからである。
【００２６】そこで、本発明者らは、シリコンウエーハ
に熱処理を加えるのに、ウエーハを徐々に昇温するので
はなく、所望の高温度にできるだけ早く到達させ、酸化
誘起積層欠陥の核の成長をさせないようにし、短時間の
高温熱処理で核を消滅させることを発想し本発明を完成
させた。
に熱処理を加えるのに、ウエーハを徐々に昇温するので
はなく、所望の高温度にできるだけ早く到達させ、酸化
誘起積層欠陥の核の成長をさせないようにし、短時間の
高温熱処理で核を消滅させることを発想し本発明を完成
させた。
【００２７】すなわち、より具体的に言えば、従来のウ
エーハをゆっくりと炉内に投入し、その後炉の温度を所
望の高温度にゆっくりと昇温する、あるいは取り出す場
合には、炉をゆっくりと降温後、ゆっくり取り出すとい
った操作をやめ、所望の高温度に維持されている熱処理
炉に、シリコンウエーハを直ちに投入し、熱処理が終わ
ったなら、直ちにウエーハを取り出すのである。
エーハをゆっくりと炉内に投入し、その後炉の温度を所
望の高温度にゆっくりと昇温する、あるいは取り出す場
合には、炉をゆっくりと降温後、ゆっくり取り出すとい
った操作をやめ、所望の高温度に維持されている熱処理
炉に、シリコンウエーハを直ちに投入し、熱処理が終わ
ったなら、直ちにウエーハを取り出すのである。
【００２８】このようにすることによって、シリコンウ
エーハは徐々に昇温、徐々に冷却といった工程を経てい
ないために、もともと有していたもの以上に酸化誘起積
層欠陥の核が成長することはない。したがって、短時間
の高温熱処理によって、核を消滅させることができるの
である。しかも、このような本発明では、熱処理時間を
極めて短縮できるために、従来に比し著しく生産性を向
上できると共に、水素ガスを用いる場合のような特別な
装置も必要とせず、低コストで実施することができる。
エーハは徐々に昇温、徐々に冷却といった工程を経てい
ないために、もともと有していたもの以上に酸化誘起積
層欠陥の核が成長することはない。したがって、短時間
の高温熱処理によって、核を消滅させることができるの
である。しかも、このような本発明では、熱処理時間を
極めて短縮できるために、従来に比し著しく生産性を向
上できると共に、水素ガスを用いる場合のような特別な
装置も必要とせず、低コストで実施することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。こ
こで、図１は本発明にかかるウエーハを直ちに高温熱処
理を行うための熱処理炉の一例を示した概略断面図であ
る。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。こ
こで、図１は本発明にかかるウエーハを直ちに高温熱処
理を行うための熱処理炉の一例を示した概略断面図であ
る。
【００３０】図１の熱処理炉１０は、例えば炭化珪素か
らなるベルジャ１を有し、このベルジャ１内でウエーハ
を熱処理するようになっている。加熱は、ベルジャ１を
囲繞するように配置される加熱ヒータ２，２’によって
行う。この加熱ヒータは上下方向で分割されており、そ
れぞれ独立に供給される電力を制御できるようになって
いる。もちろん加熱方式は、これに限定されるものでは
なく、いわゆる輻射加熱、高周波加熱方式としてもよ
い。加熱ヒータ２，２’の外側には、熱を遮蔽するため
のハウジング３が配置されている。
らなるベルジャ１を有し、このベルジャ１内でウエーハ
を熱処理するようになっている。加熱は、ベルジャ１を
囲繞するように配置される加熱ヒータ２，２’によって
行う。この加熱ヒータは上下方向で分割されており、そ
れぞれ独立に供給される電力を制御できるようになって
いる。もちろん加熱方式は、これに限定されるものでは
なく、いわゆる輻射加熱、高周波加熱方式としてもよ
い。加熱ヒータ２，２’の外側には、熱を遮蔽するため
のハウジング３が配置されている。
【００３１】炉の下方には、水冷チャンバ４とベースプ
レート５が配置され、ベルジャ１内と、大気とを封鎖し
ている。そしてウエーハ８はステージ７上に保持される
ようになっており、ステージ７はモータ９によって上下
動自在な支持軸６の上端に取りつけられている。水冷チ
ャンバ４には横方向からウエーハを炉内に出し入れでき
るように、ゲートバルブによって開閉可能に構成される
不図示のウエーハ挿入口が設けられている。また、ベー
スプレート５には、ガス流入口と排気口が設けられてお
り、炉内ガス雰囲気を調整できるようになっている。
レート５が配置され、ベルジャ１内と、大気とを封鎖し
ている。そしてウエーハ８はステージ７上に保持される
ようになっており、ステージ７はモータ９によって上下
動自在な支持軸６の上端に取りつけられている。水冷チ
ャンバ４には横方向からウエーハを炉内に出し入れでき
るように、ゲートバルブによって開閉可能に構成される
不図示のウエーハ挿入口が設けられている。また、ベー
スプレート５には、ガス流入口と排気口が設けられてお
り、炉内ガス雰囲気を調整できるようになっている。
【００３２】以上のような熱処理炉１０によって、本発
明の熱処理方法は次のような手順により行われる。ま
ず、加熱ヒータ２，２’によってベルジャ１内を１００
０℃〜シリコンの融点以下の所望温度に加熱し、その温
度に保持する。分割された加熱ヒータそれぞれを独立し
て供給電力を制御すれば、ベルジャ１内を高さ方向に沿
って温度分布をつけることができる。したがって、ウエ
ーハの処理温度は、ステージ７の位置、すなわち支持軸
６の炉内への挿入量によって決定することができる。
明の熱処理方法は次のような手順により行われる。ま
ず、加熱ヒータ２，２’によってベルジャ１内を１００
０℃〜シリコンの融点以下の所望温度に加熱し、その温
度に保持する。分割された加熱ヒータそれぞれを独立し
て供給電力を制御すれば、ベルジャ１内を高さ方向に沿
って温度分布をつけることができる。したがって、ウエ
ーハの処理温度は、ステージ７の位置、すなわち支持軸
６の炉内への挿入量によって決定することができる。
【００３３】ベルジャ１内が所望温度で維持されたな
ら、熱処理炉１０に隣接して配置される、不図示のウエ
ーハハンドリング装置によってウエーハを水冷チャンバ
４の挿入口から入れ、最下端位置で待機させたステージ
７上に例えばＳｉＣボートを介してウエーハを乗せる。
この時、水冷チャンバ４およびベースプレート５は水冷
されているので、ウエーハはこの位置では高温化しな
い。
ら、熱処理炉１０に隣接して配置される、不図示のウエ
ーハハンドリング装置によってウエーハを水冷チャンバ
４の挿入口から入れ、最下端位置で待機させたステージ
７上に例えばＳｉＣボートを介してウエーハを乗せる。
この時、水冷チャンバ４およびベースプレート５は水冷
されているので、ウエーハはこの位置では高温化しな
い。
【００３４】そして、ウエーハのステージ７上への載置
が完了したなら、すぐにモータ９によって支持軸６を炉
内に挿入することによって、ステージ７を１０００℃〜
シリコンの融点以下の所望温度位置まで上昇させ、ステ
ージ上のシリコンウエーハに高温熱処理を加える。この
場合、水冷チャンバ４内のステージ下端位置から、所望
温度位置までの移動には、例えば２０秒程度しかかから
ない。
が完了したなら、すぐにモータ９によって支持軸６を炉
内に挿入することによって、ステージ７を１０００℃〜
シリコンの融点以下の所望温度位置まで上昇させ、ステ
ージ上のシリコンウエーハに高温熱処理を加える。この
場合、水冷チャンバ４内のステージ下端位置から、所望
温度位置までの移動には、例えば２０秒程度しかかから
ない。
【００３５】そして、ステージ７を所望温度位置で、所
定時間停止させることによって、ウエーハに停止時間分
の高温熱処理を加えることができる。所定時間が経過し
高温熱処理が終了したなら、すぐにモータ９によって支
持軸６を炉内から引き抜くことによって、ステージ７を
下降させ水冷チャンバ４内の下端位置とする。この下降
動作も、例えば２０秒程度で行うことができる。ステー
ジ７上のウエーハは、水冷チャンバ４およびベースプレ
ート５が水冷されているので、急速に冷却される。最後
に、ウエーハハンドリング装置によって、ウエーハを取
り出すことによって、熱処理を完了する。さらに熱処理
するウエーハがある場合には、熱処理炉１０の温度を降
温させてないので、次々にウエーハを投入し連続的に熱
処理をすることができる。
定時間停止させることによって、ウエーハに停止時間分
の高温熱処理を加えることができる。所定時間が経過し
高温熱処理が終了したなら、すぐにモータ９によって支
持軸６を炉内から引き抜くことによって、ステージ７を
下降させ水冷チャンバ４内の下端位置とする。この下降
動作も、例えば２０秒程度で行うことができる。ステー
ジ７上のウエーハは、水冷チャンバ４およびベースプレ
ート５が水冷されているので、急速に冷却される。最後
に、ウエーハハンドリング装置によって、ウエーハを取
り出すことによって、熱処理を完了する。さらに熱処理
するウエーハがある場合には、熱処理炉１０の温度を降
温させてないので、次々にウエーハを投入し連続的に熱
処理をすることができる。
【００３６】このように、本発明に言う、シリコンウエ
ーハを１０００℃〜シリコンの融点以下に加熱された熱
処理炉中に直ちに投入し、該シリコンウエーハに前記温
度範囲の熱処理を加え、その後前記温度のシリコンウエ
ーハを熱処理炉から直ちに取り出すとは、熱処理炉にウ
エーハをゆっくりと投入、取り出しするいわゆるローデ
ィング、アンローディング操作、および熱処理炉の昇
温、降温操作は行わないことを意味している。ただし、
ウエーハを炉内の所望位置まで運ぶのに、ある程度の時
間がかかるのは当然であり、炉に設置されているウエー
ハ投入のための移動装置の能力に従い、数秒〜数分間の
時間でウエーハを投入、取り出しをすれば良い。
ーハを１０００℃〜シリコンの融点以下に加熱された熱
処理炉中に直ちに投入し、該シリコンウエーハに前記温
度範囲の熱処理を加え、その後前記温度のシリコンウエ
ーハを熱処理炉から直ちに取り出すとは、熱処理炉にウ
エーハをゆっくりと投入、取り出しするいわゆるローデ
ィング、アンローディング操作、および熱処理炉の昇
温、降温操作は行わないことを意味している。ただし、
ウエーハを炉内の所望位置まで運ぶのに、ある程度の時
間がかかるのは当然であり、炉に設置されているウエー
ハ投入のための移動装置の能力に従い、数秒〜数分間の
時間でウエーハを投入、取り出しをすれば良い。
【００３７】そして、こうすることによって、シリコン
ウエーハは低温域で徐熱、徐冷を受けていないために、
酸化誘起積層欠陥の核が成長していないので、短時間の
熱処理で確実に酸化誘起積層欠陥の核を消滅させること
ができるし、行程時間を著しく短縮できるので、生産
性、コストの向上を図ることができる。
ウエーハは低温域で徐熱、徐冷を受けていないために、
酸化誘起積層欠陥の核が成長していないので、短時間の
熱処理で確実に酸化誘起積層欠陥の核を消滅させること
ができるし、行程時間を著しく短縮できるので、生産
性、コストの向上を図ることができる。
【００３８】また、雰囲気ガスとして水素を用いる必要
はないので、通常の熱処理炉を用いて行うことができ、
危険を伴うこともない。
はないので、通常の熱処理炉を用いて行うことができ、
危険を伴うこともない。
【００３９】次に本発明にあっては、熱処理するシリコ
ンウエーハの表面に、自然酸化膜が付着していることが
必要である。これはフッ酸等のシリコンウエーハ表面の
酸化膜を除去してしまう洗浄あるいはエッチングをした
後、直ちに本発明の熱処理をしてはならないことを意味
している。もしシリコンウエーハの表面に自然酸化膜が
なければ、熱処理によってウエーハ表面が熱窒化やエッ
チング等されて変質してしまったり、不純物によって汚
染されてしまうからである。
ンウエーハの表面に、自然酸化膜が付着していることが
必要である。これはフッ酸等のシリコンウエーハ表面の
酸化膜を除去してしまう洗浄あるいはエッチングをした
後、直ちに本発明の熱処理をしてはならないことを意味
している。もしシリコンウエーハの表面に自然酸化膜が
なければ、熱処理によってウエーハ表面が熱窒化やエッ
チング等されて変質してしまったり、不純物によって汚
染されてしまうからである。
【００４０】そして、この自然酸化膜は、熱処理前のシ
リコンウエーハの洗浄を、過酸化水素を含む酸、または
アルカリの洗浄液で行うことによって、故意に付着させ
るようにするのが好ましい。
リコンウエーハの洗浄を、過酸化水素を含む酸、または
アルカリの洗浄液で行うことによって、故意に付着させ
るようにするのが好ましい。
【００４１】熱処理前のウエーハは洗浄が必ず行われて
いるので、ここで自然酸化膜を付ければ、工程上無駄が
なく効率的であるし、大気中で放置あるいは純水リンス
しただけの自然酸化膜では、生成自然酸化膜厚が薄く、
緻密でないために、熱処理中にウエーハ表面の変質、汚
染を防止できないことがある上、そもそも大気中での放
置では自然酸化膜自体が汚染されている可能性がある。
いるので、ここで自然酸化膜を付ければ、工程上無駄が
なく効率的であるし、大気中で放置あるいは純水リンス
しただけの自然酸化膜では、生成自然酸化膜厚が薄く、
緻密でないために、熱処理中にウエーハ表面の変質、汚
染を防止できないことがある上、そもそも大気中での放
置では自然酸化膜自体が汚染されている可能性がある。
【００４２】そして、この過酸化水素を含む酸の具体例
としては、例えば（塩酸＋過酸化水素）を挙げることが
でき、またアルカリの具体例としては、例えば（過酸化
水素＋ＮＨ3 ）、ＫＯＨ、ＮａＯＨを挙げることができ
るが、本発明はこれらに限定されず、他の洗浄液でもウ
エーハ表面に緻密な自然酸化膜をつけることができるも
のならばよい。
としては、例えば（塩酸＋過酸化水素）を挙げることが
でき、またアルカリの具体例としては、例えば（過酸化
水素＋ＮＨ3 ）、ＫＯＨ、ＮａＯＨを挙げることができ
るが、本発明はこれらに限定されず、他の洗浄液でもウ
エーハ表面に緻密な自然酸化膜をつけることができるも
のならばよい。
【００４３】次に、本発明にかかる高温熱処理の温度と
しては、１０００℃〜シリコンの融点以下とすればよい
が、特には、１２００℃〜１３５０℃の温度範囲とする
のが好ましい。
しては、１０００℃〜シリコンの融点以下とすればよい
が、特には、１２００℃〜１３５０℃の温度範囲とする
のが好ましい。
【００４４】これは、酸化誘起積層欠陥の核となる微小
欠陥を消滅させるには、１０００℃〜シリコンの融点以
下とすれば効果があるのではあるが、１３５０℃を越え
るとシリコンの融点に近くなるため、ウエーハ形状が悪
化することがあるし、連続して運転すると熱処理炉の耐
熱上も問題となるからである。また、１２００℃未満で
は、酸化誘起積層欠陥の核の消滅速度が遅く、処理時間
を長くする必要があるが、熱処理時間を伸ばすとウエー
ハの汚染が顕著になるからである。したがって、熱処理
温度を上記１２００℃〜１３５０℃とすれば、酸化誘起
積層欠陥の核となる微小欠陥を効率的に消滅させること
ができるとともに、熱処理時間を短縮することができる
ので、ウエーハの汚染も少なくすることができる。
欠陥を消滅させるには、１０００℃〜シリコンの融点以
下とすれば効果があるのではあるが、１３５０℃を越え
るとシリコンの融点に近くなるため、ウエーハ形状が悪
化することがあるし、連続して運転すると熱処理炉の耐
熱上も問題となるからである。また、１２００℃未満で
は、酸化誘起積層欠陥の核の消滅速度が遅く、処理時間
を長くする必要があるが、熱処理時間を伸ばすとウエー
ハの汚染が顕著になるからである。したがって、熱処理
温度を上記１２００℃〜１３５０℃とすれば、酸化誘起
積層欠陥の核となる微小欠陥を効率的に消滅させること
ができるとともに、熱処理時間を短縮することができる
ので、ウエーハの汚染も少なくすることができる。
【００４５】そして、本発明における熱処理時間として
は、１秒〜２分とするのが望ましい。本発明において
は、酸化誘起積層欠陥の核は成長していないので、２分
も処理すれば十分であるし、これ以上行ってもウエーハ
が汚染されることがあるので好ましくない。また、確実
に酸化誘起積層欠陥を消滅させるためには、１秒程度は
処理するのが良い。このように本発明は、極めて短時間
の熱処理で、酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を十
分に消滅させることができる。
は、１秒〜２分とするのが望ましい。本発明において
は、酸化誘起積層欠陥の核は成長していないので、２分
も処理すれば十分であるし、これ以上行ってもウエーハ
が汚染されることがあるので好ましくない。また、確実
に酸化誘起積層欠陥を消滅させるためには、１秒程度は
処理するのが良い。このように本発明は、極めて短時間
の熱処理で、酸化誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を十
分に消滅させることができる。
【００４６】また、本発明における熱処理時の雰囲気ガ
スとしては、窒素、不活性ガス、窒素と不活性ガスの混
合気、あるいはこれらに酸素および／または水蒸気を添
加した混合気とするのが好ましい。
スとしては、窒素、不活性ガス、窒素と不活性ガスの混
合気、あるいはこれらに酸素および／または水蒸気を添
加した混合気とするのが好ましい。
【００４７】このようなガス雰囲気とすれば、ウエーハ
上の自然酸化膜と相まって、熱処理中にウエーハ表面が
変質、あるいは汚染されることを抑制することができ
る。すなわち、例えば雰囲気ガスとして窒素を用いる
と、ウエーハの汚染あるいは水素を用いる場合のような
危険等はない。しかし、ウエーハ表面でシリコンと窒素
が反応すると、表面が窒化されてしまうので、ウエーハ
表面には自然酸化膜が必要となる。この場合、窒素１０
０％中での高温の熱処理では、自然酸化膜が揮散して、
ウエーハ表面が一部窒化される恐れがあるので、少量の
酸素あるいは水蒸気を添加しておくと一層効果的であ
る。
上の自然酸化膜と相まって、熱処理中にウエーハ表面が
変質、あるいは汚染されることを抑制することができ
る。すなわち、例えば雰囲気ガスとして窒素を用いる
と、ウエーハの汚染あるいは水素を用いる場合のような
危険等はない。しかし、ウエーハ表面でシリコンと窒素
が反応すると、表面が窒化されてしまうので、ウエーハ
表面には自然酸化膜が必要となる。この場合、窒素１０
０％中での高温の熱処理では、自然酸化膜が揮散して、
ウエーハ表面が一部窒化される恐れがあるので、少量の
酸素あるいは水蒸気を添加しておくと一層効果的であ
る。
【００４８】
【実施例】次に本発明の実施例をあげる。まず、チョク
ラルスキー法によって、直径６インチ（約１５５ｍ
ｍ）、ｐ型、８〜１２Ω・ｃｍ、方位＜１００＞、のシ
リコン単結晶棒を引き上げた。この時、通常約１ｍｍ／
ｍｉｎ以上で引き上げることができるものを、故意に約
０．７５ｍｍ／ｍｉｎで引き上げ、結晶中に酸化誘起積
層欠陥の核がリング状に多発する条件で結晶棒を育成さ
せた。
ラルスキー法によって、直径６インチ（約１５５ｍ
ｍ）、ｐ型、８〜１２Ω・ｃｍ、方位＜１００＞、のシ
リコン単結晶棒を引き上げた。この時、通常約１ｍｍ／
ｍｉｎ以上で引き上げることができるものを、故意に約
０．７５ｍｍ／ｍｉｎで引き上げ、結晶中に酸化誘起積
層欠陥の核がリング状に多発する条件で結晶棒を育成さ
せた。
【００４９】次に、この結晶棒を通常行われている方法
に従い、スライス、面取り、ラッピング、エッチング、
研磨の各工程を経て、６枚の直径６インチ（１５０ｍ
ｍ）のシリコン鏡面ウエーハを作製した。この場合、シ
リコン鏡面ウエーハの最終洗浄工程は、（過酸化水素＋
ＮＨ3 ）洗浄、純水リンスとし、シリコンウエーハの表
面に約２０オングストローム厚の自然酸化膜が付着する
ようにした。
に従い、スライス、面取り、ラッピング、エッチング、
研磨の各工程を経て、６枚の直径６インチ（１５０ｍ
ｍ）のシリコン鏡面ウエーハを作製した。この場合、シ
リコン鏡面ウエーハの最終洗浄工程は、（過酸化水素＋
ＮＨ3 ）洗浄、純水リンスとし、シリコンウエーハの表
面に約２０オングストローム厚の自然酸化膜が付着する
ようにした。
【００５０】（実施例１）上記６枚のシリコンウエーハ
のうちの１枚に、本発明にかかる高温熱処理を前記図１
で示した熱処理炉によって加えた。熱処理条件として
は、（窒素９９％＋酸素１％）のガス雰囲気下、１２５
０℃、１秒の熱処理とした。
のうちの１枚に、本発明にかかる高温熱処理を前記図１
で示した熱処理炉によって加えた。熱処理条件として
は、（窒素９９％＋酸素１％）のガス雰囲気下、１２５
０℃、１秒の熱処理とした。
【００５１】その後、このウエーハに、通常の酸化誘起
積層欠陥の測定条件である、１２００℃、１００分、パ
イロジェニック酸化雰囲気の熱処理を加え、さらに、ウ
エーハ表面を（フッ酸＋硝酸＋重クロム酸＋酢酸）の混
酸で軽くエッチングした後、顕微鏡観察して酸化誘起積
層欠陥密度を、ウエーハ中心から５ｍｍ間隔で測定し
た。酸化誘起積層欠陥密度は最大でも５０個／ｃｍ2 以
下であった。（図２及び図３）
積層欠陥の測定条件である、１２００℃、１００分、パ
イロジェニック酸化雰囲気の熱処理を加え、さらに、ウ
エーハ表面を（フッ酸＋硝酸＋重クロム酸＋酢酸）の混
酸で軽くエッチングした後、顕微鏡観察して酸化誘起積
層欠陥密度を、ウエーハ中心から５ｍｍ間隔で測定し
た。酸化誘起積層欠陥密度は最大でも５０個／ｃｍ2 以
下であった。（図２及び図３）
【００５２】（比較例）前記６枚のシリコンウエーハの
うちの他の１枚を用いて、本発明にかかる高温熱処理を
行わずに、酸化誘起積層欠陥密度を測定した。その結
果、最大で７０００個／ｃｍ2 以上の酸化誘起積層欠陥
密度が観察された。（図２）
うちの他の１枚を用いて、本発明にかかる高温熱処理を
行わずに、酸化誘起積層欠陥密度を測定した。その結
果、最大で７０００個／ｃｍ2 以上の酸化誘起積層欠陥
密度が観察された。（図２）
【００５３】（実施例２）前記６枚のシリコンウエーハ
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を５秒とした以
外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積層
欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密度
は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を５秒とした以
外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積層
欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密度
は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
【００５４】（実施例３）前記６枚のシリコンウエーハ
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を１０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を１０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
【００５５】（実施例４）前記６枚のシリコンウエーハ
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を２０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を２０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
【００５６】（実施例５）前記６枚のシリコンウエーハ
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を４０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
のうちの他の１枚を用いて、熱処理時間を４０秒とした
以外は実施例１と同じ条件で高温熱処理し、酸化誘起積
層欠陥密度を測定した。その結果、酸化誘起積層欠陥密
度は最大でも２０個／ｃｍ2 以下であった。（図３）
【００５７】また、実施例１〜５のシリコンウエーハに
は、本発明の熱処理を加えることで心配される、表面の
窒化によるヘイズの発生、あるいはスリップの発生は見
られなかったし、その他の結晶欠陥も検出されなかっ
た。したがって、本発明により短時間の熱処理で、確実
に酸化誘起積層欠陥等を消滅させることができることが
確認された。
は、本発明の熱処理を加えることで心配される、表面の
窒化によるヘイズの発生、あるいはスリップの発生は見
られなかったし、その他の結晶欠陥も検出されなかっ
た。したがって、本発明により短時間の熱処理で、確実
に酸化誘起積層欠陥等を消滅させることができることが
確認された。
【００５８】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
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。
【００５９】例えば、上記実施形態では図１に示したよ
うな熱処理炉を用いたが、本発明はこのような炉により
行わなければならないものではなく、通常シリコンウエ
ーハの熱処理に用いられ、１０００℃以上に加熱するこ
とができるものであれば、原則としてどのようなもので
あっても用いることができる。
うな熱処理炉を用いたが、本発明はこのような炉により
行わなければならないものではなく、通常シリコンウエ
ーハの熱処理に用いられ、１０００℃以上に加熱するこ
とができるものであれば、原則としてどのようなもので
あっても用いることができる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では極めて
短時間の熱処理で、シリコンウエーハの表面にある酸化
誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を確実に除去すること
ができる。しかもこの熱処理方法は、水素のような安全
上問題となるようなガスを用いることもないし、したが
って特別な装置も必要としない。よって、極めて低コス
トで、高品質のシリコンウエーハを提供することがで
き、産業界でのその利用価値はすこぶる高い。
短時間の熱処理で、シリコンウエーハの表面にある酸化
誘起積層欠陥の核となる微小欠陥を確実に除去すること
ができる。しかもこの熱処理方法は、水素のような安全
上問題となるようなガスを用いることもないし、したが
って特別な装置も必要としない。よって、極めて低コス
トで、高品質のシリコンウエーハを提供することがで
き、産業界でのその利用価値はすこぶる高い。
【図１】本発明にかかるウエーハを直ちに高温熱処理を
行うための熱処理炉の一例を示した概略断面図である。
行うための熱処理炉の一例を示した概略断面図である。
【図２】実施例１および比較例１の結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】実施例１〜５の結果を示すグラフである。
１…ベルジャ、 ２，２’…加熱ヒー
タ、３…ハウジング、 ４…水冷チ
ャンバ、５…ベースプレート、 ６…支
持軸、７…ステージ、 ８…シリ
コンウエーハ、９…モータ、 １
０…熱処理炉。
タ、３…ハウジング、 ４…水冷チ
ャンバ、５…ベースプレート、 ６…支
持軸、７…ステージ、 ８…シリ
コンウエーハ、９…モータ、 １
０…熱処理炉。
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも表面に自然酸化膜の付着した
シリコンウエーハを１０００℃〜シリコンの融点以下に
加熱された熱処理炉中に直ちに投入し、該シリコンウエ
ーハに前記温度範囲の熱処理を加え、その後前記温度の
シリコンウエーハを熱処理炉から直ちに取り出すことを
特徴とするシリコンウエーハの熱処理方法。 - 【請求項２】 前記自然酸化膜は、熱処理前のシリコン
ウエーハの洗浄を、過酸化水素を含む酸、またはアルカ
リの洗浄液で行うことによって、故意に付着させるよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載したシリコンウ
エーハの熱処理方法。 - 【請求項３】 前記シリコンウエーハに加える熱処理温
度を、１２００℃〜１３５０℃の温度範囲とすることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載したシリコン
ウエーハの熱処理方法。 - 【請求項４】 熱処理時の雰囲気ガスを、窒素、不活性
ガス、窒素と不活性ガスの混合気、あるいはこれらに酸
素および／または水蒸気を添加した混合気とすることを
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
載したシリコンウエーハの熱処理方法。 - 【請求項５】 熱処理時間を１秒〜２分とすることを特
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
したシリコンウエーハの熱処理方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
の方法で熱処理を加えたことを特徴とする酸化誘起積層
欠陥の核となる微小欠陥が少ないシリコンウエーハ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327734A JPH10154713A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ |
| US08/966,863 US6204188B1 (en) | 1996-11-22 | 1997-11-10 | Heat treatment method for a silicon wafer and a silicon wafer heat-treated by the method |
| TW086116854A TW355820B (en) | 1996-11-22 | 1997-11-11 | Heat treatment method for a silicon wafer and a silicon wafer heat-treated by the method |
| EP97309246A EP0844654A3 (en) | 1996-11-22 | 1997-11-18 | Heat treatment method for a silicon wafer and a silicon wafer heat-treated by the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327734A JPH10154713A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154713A true JPH10154713A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18202394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8327734A Pending JPH10154713A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6204188B1 (ja) |
| EP (1) | EP0844654A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10154713A (ja) |
| TW (1) | TW355820B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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