JPH11121407A - 半導体装置用基板及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置用基板及びその製造方法

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JPH11121407A
JPH11121407A JP32399297A JP32399297A JPH11121407A JP H11121407 A JPH11121407 A JP H11121407A JP 32399297 A JP32399297 A JP 32399297A JP 32399297 A JP32399297 A JP 32399297A JP H11121407 A JPH11121407 A JP H11121407A
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JP
Japan
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single crystal
silicon single
angle
semiconductor device
grown
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JP32399297A
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English (en)
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Masayuki Sanada
昌之 真田
Tatsuya Shimizu
達也 清水
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温熱処理後においてもその処理を行ってい
ないCZ(MLポリッシュド)ウェーハと同等のヘイズ
・レベルを達成し得、かつカラー・ヘイズを生じない半
導体装置用基板を提供する。 【解決手段】 (100)面に近似した主フラット面を
有するシリコン単結晶ウェーハであって、主フラット面
が<01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
0.02〜0.06°の角度で傾斜されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶ウ
ェーハからなる高集積の半導体装置用基板及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体装置用基板は、
(100)面を主フラット面とするシリコン単結晶ウェ
ーハであり、<01−1>方向又は<0−1−1>方向
に±1〜2°の角度で傾斜していることが許容されてお
り、又、表面改質(酸素不純物を外方拡散して無欠陥と
する)ため、水素ガス等の還元性ガス雰囲気又はアルゴ
ンガス等の不活性ガス雰囲気下での1000℃以上の高
温熱処理が施されている。上記半導体装置用基板は、シ
リコン単結晶を<100>方向に±1〜2°の角度のず
れを許容してチョクラルスキー(CZ)法によって引き
上げて育成し、育成されたシリコン単結晶インゴットを
引上軸に垂直にスライスして製造され、又、スライスさ
れたシリコン単結晶ウェーハを還元性ガスや不活性ガス
雰囲気において1000℃以上の温度で熱処理して製造
されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体製造用基板では、表面改質のための前記高温熱処
理を行うことにより、その表面の原子配列が変化するの
で、シリコン単結晶ウェーハ表面のマイクロラフネスが
高温熱処理を行わないCZ(MLポリッシュド)ウェー
ハと比較して良化するものの、ヘイズ・レベルが悪化し
てしまう不具合がある。ここで、ヘイズとは、斜光下目
視評価あるいはレーザー式ウェーハ表面検査装置による
評価において、入射光に対する散乱光の割合を意味し、
この値が上記熱処理ウェーハでは非熱処理のミラーCZ
ウェーハより高くなる。このヘイズ・レベルは、上述し
たようにシリコン単結晶ウェーハ表面における原子の再
配列に起因するものであり、当然、その結晶方向と密接
に関係する。そして、特に、<100>方向に誤差なく
スライスされたシリコン単結晶ウェーハに対して前記高
温熱処理を施すと、その表面において原子の格子(原子
間距離)に依存した再配列が生じ、一定周期のテラス・
ステップ構造を有することとなり、その結果、カラー・
ヘイズが生じ、ひいては外観不良となる不具合がある。
そこで、本発明は、高温熱処理後においても高温熱処理
を行っていないCZ(MLポリッシュド)ウェーハと同
等のヘイズ・レベルを達成し得、かつカラー・ヘイズを
生じない半導体装置用基板及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の半導体装置用基板は、(100)面
に近似した主フラット面を有するシリコン単結晶ウェー
ハであって、主フラット面が<01−1>方向又は<0
−11>方向に0.05〜0.08°、<0−1−1>
方向又は<011>方向に0.02〜0.06°の角度
で傾斜されていることを特徴とする。又、第2の半導体
装置用基板は、(100)面に近似した主フラット面を
有するシリコン単結晶ウェーハであって、主フラット面
が<01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
0.02〜0.06°の角度で傾斜されていると共に、
還元性ガス、不活性ガス又はこれらの混合ガス雰囲気に
おける1000℃以上の高温熱処理後のヘイズ・レベル
が0.5ppm以下であり、かつカラー・ヘイズを有さ
ないことを特徴とする。一方、第1の半導体装置用基板
の製造方法は、シリコン単結晶を<100>方向に引き
上げて育成し、育成されたシリコン単結晶インゴットを
<01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
0.02〜0.06°の角度で傾斜させてスライスする
ことを特徴とする。第2の半導体装置用基板の製造方法
は、シリコン単結晶を<01−1>方向又は<0−11
>方向に0.05〜0.08°、<0−1−1>方向又
は<011>方向に0.02〜0.06°の角度で傾斜
させてほぼ<100>方向に引き上げて育成し、育成さ
れたシリコン単結晶インゴットを引上軸に垂直にスライ
スすることを特徴とする。第3の半導体装置用基板の製
造方法は、シリコン単結晶を<100>方向に引き上げ
て育成し、育成されたシリコン単結晶インゴットを<0
1−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜0.0
8°、<0−1−1>方向又は<011>方向に0.0
2〜0.06°の角度で傾斜させてスライスし、しかる
後に還元性ガス、不活性ガス又はそれらの混合ガス雰囲
気において1000℃以上の温度で熱処理することを特
徴とする。又、第4の半導体装置用基板の製造方法は、
シリコン単結晶を<01−1>方向又は<0−11>方
向に0.05〜0.08°、<0−1−1>方向又は<
011>方向に0.02〜0.06°の角度で傾斜させ
てほぼ<100>方向に引き上げて育成し、育成された
シリコン単結晶インゴットを引上軸に垂直にスライス
し、しかる後に還元性ガス、不活性ガス又はそれらの混
合ガス雰囲気において1000℃以上の温度で熱処理す
ることを特徴とする。
【0005】主フラット面の<01−1>方向又は<0
−11>方向への傾斜角度が0.05°未満、<0−1
−1>方向又は<011>方向への傾斜角度が0.02
°未満であると、カラー・ヘイズが発生する一方、<0
1−1>方向又は<0−11>方向への傾斜角度が0.
08°を超え、<0−1−1>方向又は<011>方向
への傾斜角度が0.06°を超えると、高温熱処理後の
ヘイズ・レベルが高温熱処理を行わない非熱処理のミラ
ーCZウェーハより格段に高くなり、外観不良となる。
高温熱処理時の温度が1000℃未満であると、シリコ
ン単結晶ウェーハの表面改質が行われない。又、高温熱
処理時間は、1〜360分が好ましい。又、ヘイズ・レ
ベルが5ppmを超えると、外観不良となる。好ましい
ヘイズ・レベルは、0.3ppm以下である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的な実施例を参照して説明する。 実施例1 先ず、CZ法によりシリコン単結晶を<100>方向に
引き上げて育成し、育成されたシリコン単結晶インゴッ
トを、表1,表2に示すように、<01−1>方向にO
FF角度X、<0−1−1>方向にOFF角度Yでスラ
イスし、主フラット面が(100)面に近似した各種の
シリコン単結晶ウェーハを得た。次に、各シリコン単結
晶ウェーハに水素ガス雰囲気において1200℃の温度
で1時間かけて熱処理(水素アニール)を施し、水素ア
ニール前後でのシリコン単結晶ウェーハ表面のヘイズ・
レベルをレーザー式表面検査装置によって測定したとこ
ろ、表1,表2に示すようになった。
【0007】
【表1】
【0008】
【表2】
【0009】表1,表2から、No.1〜11のよう
に、主フラット面が<01−1>方向又は<0−11>
方向に0.05〜0.08°、<0−1−1>方向又は
<011>方向に0.02〜0.06°のOFF角度で
傾斜されていることにより、すなわち、主フラット面の
傾斜角度を図1に示す矩形状の4つの枠内に収めること
により、水素アニールの前後でヘイズ・レベルの変化が
ほとんどなく、かつ斜光下目視によるカラー・ヘイズも
確認されず、良好な表面状態を得られることがわかる。
これに対し、No.27〜49のように、主フラット面
が<01−1>方向又は<0−11>方向に0.08°
を超え、<0−1−1>方向又は<011>方向に0.
06°を超えたOFF角度で傾斜されていることによ
り、通常の水素アニール後のヘイズ・レベルと同等であ
り、水素アニール前のCZウェーハのレベルより悪化し
ていることがわかる。更に、No.12〜26のよう
に、主フラット面が<01−1>方向又は<0−11>
方向に0.05°未満、<0−1−1>方向又は<01
1>方向に0.02°未満のOFF角度で傾斜されてい
ることにより、水素アニール後のレーザー式表面検査装
置による測定では、No.1〜11と同等のヘイズ・レ
ベルであるものの、斜光下目視によりカラー・ヘイズが
確認されていることがわかる。
【0010】実施例2 先ず、CZ法によりシリコン単結晶を、<01−1>方
向と<0−1−1>方向に、実施例1と同様に種々の角
度で傾斜させてほぼ<100>方向に引き上げて育成
し、育成されたシリコン単結晶インゴットを引上軸に垂
直にスライスし、主フラット面が(100)面に近似し
た各種のインゴット単結晶ウェーハを得た。次に、各シ
リコン単結晶ウェーハにアルゴンガス雰囲気において1
200℃の温度で1時間かけて熱処理(Arアニール)
を施し、Arアニール前後でのシリコン単結晶ウェーハ
表面をレーザー式表面検査装置によって測定し、かつ斜
光下目視評価したところ、実施例1と同結果となった。
【0011】なお、スライスされたシリコン単結晶ウェ
ーハの高温熱処理時の雰囲気は、水素ガス又はアルゴン
ガスに限らず、水素とアルゴンの混合ガスとしてもよ
い。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の半
導体装置用基板及びその第1、第2の製造方法によれ
ば、原子間距離に依存したテラス・ステップ構造を生じ
させることなく、かつウェーハ表面での原子の再配列も
結晶軸方向へ促進させないので、高温熱処理後のシリコ
ン単結晶ウェーハ(半導体装置用基板)のヘイズ・レベ
ルを高温熱処理を行っていないCZ(MLポリッシュ
ド)ウェーハと同等とすることができると共に、カラー
・ヘイズを生じないものとすることができる。又、第2
の半導体装置用基板及びその第3、第4の製造方法によ
れば、高温熱処理によって表面改質された半導体装置用
基板を、カラー・ヘイズを生ぜず、かつ高温熱処理を行
っていないCZ(MLポリッシュド)ウェーハと同等の
ヘイズ・レベルのものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置用基板の主フラット面
の傾斜角度範囲を示す説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 半導体装置用基板及び
その製造方法

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (100)面に近似した主フラット面を
    有するシリコン単結晶ウェーハであって、主フラット面
    が<01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
    0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
    0.02〜0.06°の角度で傾斜されていることを特
    徴とする半導体装置用基板。
  2. 【請求項2】 (100)面に近似した主フラット面を
    有するシリコン単結晶ウェーハであって、主フラット面
    が<01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
    0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
    0.02〜0.06°の角度で傾斜されていると共に、
    還元性ガス、不活性ガス又はこれらの混合ガス雰囲気に
    おける1000℃以上の高温熱処理後のヘイズ・レベル
    が0.5ppm以下であり、かつカラー・ヘイズを有さ
    ないことを特徴とする半導体装置用基板。
  3. 【請求項3】 シリコン単結晶を<100>方向に引き
    上げて育成し、育成されたシリコン単結晶インゴットを
    <01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
    0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
    0.02〜0.06°の角度で傾斜させてスライスする
    ことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 シリコン単結晶を<01−1>方向又は
    <0−11>方向に0.05〜0.08°、<0−1−
    1>方向又は<011>方向に0.02〜0.06°の
    角度で傾斜させてほぼ<100>方向に引き上げて育成
    し、育成されたシリコン単結晶インゴットを引上軸に垂
    直にスライスすることを特徴とする半導体装置用基板の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 シリコン単結晶を<100>方向に引き
    上げて育成し、育成されたシリコン単結晶インゴットを
    <01−1>方向又は<0−11>方向に0.05〜
    0.08°、<0−1−1>方向又は<011>方向に
    0.02〜0.06°の角度で傾斜させてスライスし、
    しかる後に還元性ガス、不活性ガス又はそれらの混合ガ
    ス雰囲気において1000℃以上の温度で熱処理するこ
    とを特徴とする半導体装置用基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 シリコン単結晶を<01−1>方向又は
    <0−11>方向に0.05〜0.08°、<0−1−
    1>方向又は<011>方向に0.02〜0.06°の
    角度で傾斜させてほぼ<100>方向に引き上げて育成
    し、育成されたシリコン単結晶インゴットを引上軸に垂
    直にスライスし、しかる後に還元性ガス、不活性ガス又
    はそれらの混合ガス雰囲気において1000℃以上の温
    度で熱処理することを特徴とする半導体装置用基板の製
    造方法。
JP32399297A 1997-10-09 1997-10-09 半導体装置用基板及びその製造方法 Pending JPH11121407A (ja)

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WO2002039496A1 (fr) * 2000-11-09 2002-05-16 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Procede de fabrication de plaquette recuite et plaquette recuite
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CN113421823A (zh) * 2021-05-10 2021-09-21 中环领先半导体材料有限公司 一种控制氩退火片边缘Haze的工艺

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