JP3903655B2 - シリコンウェーハのｉｇ処理法 - Google Patents
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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９００℃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や欠陥を予め作った欠陥や汚染の周辺に吸収し、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核、即ち欠陥の形成されない層（以下、ＤＺ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ＤＺ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、９００℃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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、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室温から８００〜９００℃まで１０℃／分以上の昇温速度で急速加熱し、０．５〜３０分間保持するシリコンウェーハのＩＧ処理法であって、インゴット内で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を［Ｐ］とするとき、シリコン単結晶インゴットをシリコン融液から全ての領域がこのパーフェクト領域［Ｐ］からなるように引上げ、かつ引上げられたインゴットを室温〜６５０℃の温度で０〜３時間保持し、更に７００〜８００℃の温度で３〜１０時間保持した後、室温まで冷却することを特徴とするＩＧ処理法である。
インゴットを点欠陥の凝集体の存在しない状態で引上げ、更に上記条件で熱処理すると、インゴットに転位発生を伴わない酸素析出物が１×１０6〜１×１０10個／ｃｍ3の密度で生成される。このため、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ことにより、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、又はこれらの技術を組合わせることで、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た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】
図３はシミュレーションと実験的な技術の結合を利用して決定された１００ｃｍの長さと２００ｍｍの直径を有するインゴットを成長させるための引上げ速度のプロファイルを示す。ここでは三菱マテリアルシリコン（株）生野工場で製作されたモデル名Ｑ４１のＣＺ法に基づいたホットゾーン炉が使用された。
【００１５】
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、再び引上げ速度を徐々に高めてＶ／Ｇを連続的に高めたときのインゴットの断面図を描いてみると、図４に示される事実が分かる。図４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４に示すように、インゴットの軸方向位置Ｐ1及びＰ6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Ｐ3及び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及び中央のパーフェクト領域を含む。また位置Ｐ2及びＰ5は、本発明のインゴットに係るもので中央に空孔型点欠陥が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。
【００１６】
図４から明らかなように、複数個の位置Ｐ1及びＰ6にそれぞれ対応したウェーハＷ1及びＷ6は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。ウェーハＷ3及び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。またウェーハＷ2及びＷ5は中央に空孔型点欠陥が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。ウェーハＷ2及びＷ5は、図５に示すように全てパーフェクト領域を作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。参考までに、別の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たウェーハＷ1及びＷ6が図７に示される。図８はその平面図である。
本発明のインゴットは、図４に示す位置Ｐ2及びＰ5の全てがパーフェクト領域［Ｐ］からなるようにＶ／Ｇが決められ、図９に示す引上げ装置により引上げられる。この引上げ装置１０では、石英るつぼ１１内に貯留されたシリコン融液１２から引上げ手段１３で引上げられたシリコン単結晶インゴット１４はチャンバ１６の上方に設けられた補助ヒータ１７により加熱される。石英るつぼ１１は黒鉛るつぼ１８により支持され、両るつぼは回転軸１９により回転する。２１はヒータ、２２は保温筒、２３は種結晶、２４は冷却筒である。引上げられたインゴット１４の周囲には筒状の熱遮蔽部材２６が設けられ、ヒータ２１及びシリコン融液１２からのインゴットへの輻射熱が遮蔽されるようになっている。
【００１７】
本発明のシリコン融液１２から引上げられたインゴット１４は熱遮蔽部材２６及び冷却筒２４により室温〜６５０℃に冷却され、この温度で０〜３時間保持された後、補助ヒータ１７により７００〜８００℃で３〜１０時間保持される。所定の長さ引上げられた後、インゴット１４はチャンバ１６から取り出され、室温まで冷却される。
７００〜８００℃の温度範囲で３〜１０時間インゴットを熱処理すると、インゴットに転位を伴わない酸素析出物（以下、ＢＭＤ（Bulk Micro Defect）という。）が１×１０6〜１×１０10個／ｃｍ3の密度で形成される。７００℃未満又は３時間未満では１×１０6個／ｃｍ3未満のＢＭＤ密度しか得られず、後のシリコンウェーハの状態で急速加熱したときに十分なＩＧ効果を得にくい。また８００℃又は１０時間をそれぞれ超えると転位を伴った酸素析出物が１×１０10個／ｃｍ3の密度を上回って形成され、後のシリコンウェーハの状態で急速加熱しても転位が残り、ウェーハ表面にＤＺ層が形成できなくなる。補助ヒータによる好ましい熱処理条件は、７００〜７５０℃、０〜１．５時間である。この補助ヒータを用いた熱処理により、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。
引上げられたインゴットからはシリコンウェーハが切出され、このウェーハは研削され、面取り加工が施された後、鏡面研磨される。
【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８００〜９００℃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８００〜９００℃の温度に加熱させる方法でもよい。ここで急速加熱とは、１０℃／分以上、好ましくは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、８００℃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９００℃を越えると、この高温の熱処理に起因して、シリコンウェーハに反りが発生したり、ウェーハが汚染し易くなるなどの悪影響が起り易い。好ましくは８５０〜９００℃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、しかも生産性が低いという不具合を生じる。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１×１０8〜１×１０10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。
＜実施例１＞
図９に示す引上げ装置１０を用いて、インゴット全長が図４に示した位置Ｐ2に対応する領域であって、図１に示したＶ／Ｇが(Ｖ／Ｇ)1以上(Ｖ／Ｇ)2以下の領域に入るように、インゴットを引上げた。引上げられたインゴット１４がＴ1＝２５℃まで降温した後、上部の補助ヒータ１７によりＴ2＝７００℃まで昇温し、そこで５時間保持した。
室温まで冷却されたインゴットからシリコンウェーハを切出し、研削研磨し、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シリコンウェーハを得た。
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】
＜実施例２＞
補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例３＞
補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃、Ｔ2における保持時間を１０時間にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例４＞
引上げられたインゴットをＴ1＝４５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２１】
＜実施例５＞
引上げられたインゴットをＴ1＝５５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例６＞
引上げられたインゴットをＴ1＝６５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例７＞
引上げられたインゴットをＴ1＝６５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２２】
＜比較例１＞
引上げられたインゴットをＴ1＝２５℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝６５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜比較例２＞
引上げられたインゴットをＴ1＝２５℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２３】
＜比較例３＞
引上げられたインゴットをＴ1＝４５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝６５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜比較例４＞
引上げられたインゴットをＴ1＝７５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２４】
＜比較評価＞
実施例１〜７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におけるウェーハの半径の１／２付近と、ウェーハ中心部の酸素析出物（ＢＭＤ）密度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１から明らかなように、比較例１ではインゴット熱処理温度がＴ2＝６５０℃と低過ぎたため、多量の酸素が析出し、必要以上の酸素析出物が生成された。また比較例２ではインゴット熱処理温度がＴ2＝８５０℃と高過ぎたため、転位を伴った酸素析出物が生成され、ウェーハ状態で熱処理しても転位が残り、ＤＺ層は全く形成されなかった。また比較例３及び４では熱処理前のインゴットの温度Ｔ1＝４５０℃，７５０℃からインゴット熱処理温度Ｔ2＝６５０℃，８００℃までの温度差がそれぞれ２００℃，５０℃と少なかったため、酸素が十分に析出せず、ＩＧ効果を発揮するとされる１０8／ｃｍ3台にならなかった。
これらに対して、実施例１〜７のシリコンウェーハでは、ＢＭＤ密度がＩＧ効果があるとされる１０8〜１０9／ｃｍ3台を示した。特に室温のＴ1＝２５℃から補助ヒータで熱処理した実施例１〜３では、５×１０9〜９×１０9／ｃｍ3の高いＢＭＤ密度が得られ、Ｔ1＝６５０℃、Ｔ2＝７００℃の実施例６では、４５μｍの幅広いＤＺ層が得られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所定のＶ／Ｇでインゴット全長がパーフェクト領域になるようにシリコン単結晶インゴットを引上げ、この引上げられたインゴットを所定の条件で熱処理した後、このインゴットから切出されたウェーハを８００〜９００℃の比較的低温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】本発明による空孔豊富ウェーハ及びパーフェクトウェーハをそれぞれ成長させるための引上げ速度プロファイルを図式的に示した特性図。
【図４】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５】本発明の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インゴット及びウェーハの説明図。
【図６】そのウェーハの平面図。
【図７】中央に空孔豊富領域と、この空孔豊富領域とウェーハの縁部分の間の無欠陥領域を有するインゴット及びウェーハの説明図。
【図８】そのウェーハの平面図。
【図９】本発明のシリコン単結晶引上げ装置の構成図。
【符号の説明】
１０ シリコン単結晶引上げ装置
１１ 石英るつぼ
１２ シリコン融液
１３ 引上げ手段
１４ シリコン単結晶インゴット
１６ チャンバ
１７ 補助ヒータ
１８ 黒鉛るつぼ
１９ 回転軸
２１ ヒータ
２２ 保温筒
２３ 種結晶
２４ 冷却筒
２６ 熱遮蔽部材
【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９００℃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や欠陥を予め作った欠陥や汚染の周辺に吸収し、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核、即ち欠陥の形成されない層（以下、ＤＺ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ＤＺ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、９００℃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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、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室温から８００〜９００℃まで１０℃／分以上の昇温速度で急速加熱し、０．５〜３０分間保持するシリコンウェーハのＩＧ処理法であって、インゴット内で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を［Ｐ］とするとき、シリコン単結晶インゴットをシリコン融液から全ての領域がこのパーフェクト領域［Ｐ］からなるように引上げ、かつ引上げられたインゴットを室温〜６５０℃の温度で０〜３時間保持し、更に７００〜８００℃の温度で３〜１０時間保持した後、室温まで冷却することを特徴とするＩＧ処理法である。
インゴットを点欠陥の凝集体の存在しない状態で引上げ、更に上記条件で熱処理すると、インゴットに転位発生を伴わない酸素析出物が１×１０6〜１×１０10個／ｃｍ3の密度で生成される。このため、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ことにより、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、又はこれらの技術を組合わせることで、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た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】
図３はシミュレーションと実験的な技術の結合を利用して決定された１００ｃｍの長さと２００ｍｍの直径を有するインゴットを成長させるための引上げ速度のプロファイルを示す。ここでは三菱マテリアルシリコン（株）生野工場で製作されたモデル名Ｑ４１のＣＺ法に基づいたホットゾーン炉が使用された。
【００１５】
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、再び引上げ速度を徐々に高めてＶ／Ｇを連続的に高めたときのインゴットの断面図を描いてみると、図４に示される事実が分かる。図４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４に示すように、インゴットの軸方向位置Ｐ1及びＰ6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Ｐ3及び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及び中央のパーフェクト領域を含む。また位置Ｐ2及びＰ5は、本発明のインゴットに係るもので中央に空孔型点欠陥が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。
【００１６】
図４から明らかなように、複数個の位置Ｐ1及びＰ6にそれぞれ対応したウェーハＷ1及びＷ6は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。ウェーハＷ3及び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。またウェーハＷ2及びＷ5は中央に空孔型点欠陥が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。ウェーハＷ2及びＷ5は、図５に示すように全てパーフェクト領域を作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。参考までに、別の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たウェーハＷ1及びＷ6が図７に示される。図８はその平面図である。
本発明のインゴットは、図４に示す位置Ｐ2及びＰ5の全てがパーフェクト領域［Ｐ］からなるようにＶ／Ｇが決められ、図９に示す引上げ装置により引上げられる。この引上げ装置１０では、石英るつぼ１１内に貯留されたシリコン融液１２から引上げ手段１３で引上げられたシリコン単結晶インゴット１４はチャンバ１６の上方に設けられた補助ヒータ１７により加熱される。石英るつぼ１１は黒鉛るつぼ１８により支持され、両るつぼは回転軸１９により回転する。２１はヒータ、２２は保温筒、２３は種結晶、２４は冷却筒である。引上げられたインゴット１４の周囲には筒状の熱遮蔽部材２６が設けられ、ヒータ２１及びシリコン融液１２からのインゴットへの輻射熱が遮蔽されるようになっている。
【００１７】
本発明のシリコン融液１２から引上げられたインゴット１４は熱遮蔽部材２６及び冷却筒２４により室温〜６５０℃に冷却され、この温度で０〜３時間保持された後、補助ヒータ１７により７００〜８００℃で３〜１０時間保持される。所定の長さ引上げられた後、インゴット１４はチャンバ１６から取り出され、室温まで冷却される。
７００〜８００℃の温度範囲で３〜１０時間インゴットを熱処理すると、インゴットに転位を伴わない酸素析出物（以下、ＢＭＤ（Bulk Micro Defect）という。）が１×１０6〜１×１０10個／ｃｍ3の密度で形成される。７００℃未満又は３時間未満では１×１０6個／ｃｍ3未満のＢＭＤ密度しか得られず、後のシリコンウェーハの状態で急速加熱したときに十分なＩＧ効果を得にくい。また８００℃又は１０時間をそれぞれ超えると転位を伴った酸素析出物が１×１０10個／ｃｍ3の密度を上回って形成され、後のシリコンウェーハの状態で急速加熱しても転位が残り、ウェーハ表面にＤＺ層が形成できなくなる。補助ヒータによる好ましい熱処理条件は、７００〜７５０℃、０〜１．５時間である。この補助ヒータを用いた熱処理により、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。
引上げられたインゴットからはシリコンウェーハが切出され、このウェーハは研削され、面取り加工が施された後、鏡面研磨される。
【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８００〜９００℃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８００〜９００℃の温度に加熱させる方法でもよい。ここで急速加熱とは、１０℃／分以上、好ましくは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、８００℃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９００℃を越えると、この高温の熱処理に起因して、シリコンウェーハに反りが発生したり、ウェーハが汚染し易くなるなどの悪影響が起り易い。好ましくは８５０〜９００℃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、しかも生産性が低いという不具合を生じる。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１×１０8〜１×１０10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。
＜実施例１＞
図９に示す引上げ装置１０を用いて、インゴット全長が図４に示した位置Ｐ2に対応する領域であって、図１に示したＶ／Ｇが(Ｖ／Ｇ)1以上(Ｖ／Ｇ)2以下の領域に入るように、インゴットを引上げた。引上げられたインゴット１４がＴ1＝２５℃まで降温した後、上部の補助ヒータ１７によりＴ2＝７００℃まで昇温し、そこで５時間保持した。
室温まで冷却されたインゴットからシリコンウェーハを切出し、研削研磨し、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シリコンウェーハを得た。
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】
＜実施例２＞
補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例３＞
補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃、Ｔ2における保持時間を１０時間にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例４＞
引上げられたインゴットをＴ1＝４５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２１】
＜実施例５＞
引上げられたインゴットをＴ1＝５５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例６＞
引上げられたインゴットをＴ1＝６５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝７００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜実施例７＞
引上げられたインゴットをＴ1＝６５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２２】
＜比較例１＞
引上げられたインゴットをＴ1＝２５℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝６５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜比較例２＞
引上げられたインゴットをＴ1＝２５℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２３】
＜比較例３＞
引上げられたインゴットをＴ1＝４５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝６５０℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
＜比較例４＞
引上げられたインゴットをＴ1＝７５０℃まで降温した後、補助ヒータによる熱処理温度Ｔ2＝８００℃にした以外は、実施例１と同一条件でインゴットを引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェーハを実施例１と同一条件で急速加熱した。
【００２４】
＜比較評価＞
実施例１〜７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におけるウェーハの半径の１／２付近と、ウェーハ中心部の酸素析出物（ＢＭＤ）密度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
表１から明らかなように、比較例１ではインゴット熱処理温度がＴ2＝６５０℃と低過ぎたため、多量の酸素が析出し、必要以上の酸素析出物が生成された。また比較例２ではインゴット熱処理温度がＴ2＝８５０℃と高過ぎたため、転位を伴った酸素析出物が生成され、ウェーハ状態で熱処理しても転位が残り、ＤＺ層は全く形成されなかった。また比較例３及び４では熱処理前のインゴットの温度Ｔ1＝４５０℃，７５０℃からインゴット熱処理温度Ｔ2＝６５０℃，８００℃までの温度差がそれぞれ２００℃，５０℃と少なかったため、酸素が十分に析出せず、ＩＧ効果を発揮するとされる１０8／ｃｍ3台にならなかった。
これらに対して、実施例１〜７のシリコンウェーハでは、ＢＭＤ密度がＩＧ効果があるとされる１０8〜１０9／ｃｍ3台を示した。特に室温のＴ1＝２５℃から補助ヒータで熱処理した実施例１〜３では、５×１０9〜９×１０9／ｃｍ3の高いＢＭＤ密度が得られ、Ｔ1＝６５０℃、Ｔ2＝７００℃の実施例６では、４５μｍの幅広いＤＺ層が得られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所定のＶ／Ｇでインゴット全長がパーフェクト領域になるようにシリコン単結晶インゴットを引上げ、この引上げられたインゴットを所定の条件で熱処理した後、このインゴットから切出されたウェーハを８００〜９００℃の比較的低温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】本発明による空孔豊富ウェーハ及びパーフェクトウェーハをそれぞれ成長させるための引上げ速度プロファイルを図式的に示した特性図。
【図４】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５】本発明の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インゴット及びウェーハの説明図。
【図６】そのウェーハの平面図。
【図７】中央に空孔豊富領域と、この空孔豊富領域とウェーハの縁部分の間の無欠陥領域を有するインゴット及びウェーハの説明図。
【図８】そのウェーハの平面図。
【図９】本発明のシリコン単結晶引上げ装置の構成図。
【符号の説明】
１０ シリコン単結晶引上げ装置
１１ 石英るつぼ
１２ シリコン融液
１３ 引上げ手段
１４ シリコン単結晶インゴット
１６ チャンバ
１７ 補助ヒータ
１８ 黒鉛るつぼ
１９ 回転軸
２１ ヒータ
２２ 保温筒
２３ 種結晶
２４ 冷却筒
２６ 熱遮蔽部材
Claims (1)
- 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室温から８００〜９００℃まで１０℃／分以上の昇温速度で急速加熱し、０．５〜３０分間保持するシリコンウェーハのＩＧ処理法であって、
インゴット内で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を［Ｐ］とするとき、前記シリコン単結晶インゴットをシリコン融液から全ての領域が前記パーフェクト領域［Ｐ］からなるように引上げ、かつ引上げられた前記インゴットを室温〜６５０℃の温度で０〜３時間保持し、更に７００〜８００℃の温度で３〜１０時間保持した後、室温まで冷却することを特徴とするシリコンウェーハのＩＧ処理法。
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