JPS6097619A - 半導体製造方法 - Google Patents
半導体製造方法Info
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- JPS6097619A JPS6097619A JP20479583A JP20479583A JPS6097619A JP S6097619 A JPS6097619 A JP S6097619A JP 20479583 A JP20479583 A JP 20479583A JP 20479583 A JP20479583 A JP 20479583A JP S6097619 A JPS6097619 A JP S6097619A
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- crystal
- thermal stress
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は半導体製造技術、特に、シリコン（Ｓｉ）より
なる半導体ウェハを製造するのに適用して効果のある半
導体製造技術に関する。
なる半導体ウェハを製造するのに適用して効果のある半
導体製造技術に関する。
［背景技術］
現在使用されている半導体デバイスの主流材料はシリコ
ン結晶であり、その育成法としてはチョクラルスキー法
（ＣＺ法、引上法）とフローティングゾーン法（ＦＺ法
、帯溶融精製法）がある。
ン結晶であり、その育成法としてはチョクラルスキー法
（ＣＺ法、引上法）とフローティングゾーン法（ＦＺ法
、帯溶融精製法）がある。
現在ＬＳＩを中心とするシリコンデバイスに使う大部分
のウェハはＣ２法によって育成している。
のウェハはＣ２法によって育成している。
Ｃ２法によるＣ２結晶は石英るつぼ内でシリコンを溶融
して引き上げるため、るつぼから溶出する酸素原子が単
結晶中に偏析し、通常の育成技術では〜１５ Ｘ １０
’ａｔｏａ＋ｓ ／ｄの格子間酸素を含有するのが普通
となっている。
して引き上げるため、るつぼから溶出する酸素原子が単
結晶中に偏析し、通常の育成技術では〜１５ Ｘ １０
’ａｔｏａ＋ｓ ／ｄの格子間酸素を含有するのが普通
となっている。
一方、ＦＺ法（帯溶融精製法）によるＦＺシリコンウェ
ハは、格子間酸素濃度はＣＺウェハに比して約２桁低い
が（〜１０ Ｉ６ａｔｏｍｓ ／ｃｄ） 、デバイスプ
ロセスでの熱応力によってスリップやそりが発生し易い
ため、現在では高抵抗を必要とするサイリスク素子等の
限られた用途があるのみである。
ハは、格子間酸素濃度はＣＺウェハに比して約２桁低い
が（〜１０ Ｉ６ａｔｏｍｓ ／ｃｄ） 、デバイスプ
ロセスでの熱応力によってスリップやそりが発生し易い
ため、現在では高抵抗を必要とするサイリスク素子等の
限られた用途があるのみである。
ところで、結晶中の酸素濃度がデバイスプロセスの熱処
理温度で固溶限以上になる場合、過飽和酸素の析出が起
こる。析出のし易さは結晶育成中あるいは成長後の炉内
熱履歴によって生ずる微小欠陥の核の密度と、酸素濃度
に依存する。酸素析出物は転位ループや積層欠陥等の微
小欠陥を誘発する。
理温度で固溶限以上になる場合、過飽和酸素の析出が起
こる。析出のし易さは結晶育成中あるいは成長後の炉内
熱履歴によって生ずる微小欠陥の核の密度と、酸素濃度
に依存する。酸素析出物は転位ループや積層欠陥等の微
小欠陥を誘発する。
このような微小欠陥は、熱応力転位の発生を促進するの
で、欠陥密度が高いウェハ程、そり変形し易い。そりが
大きいと、フォトリソグラフィ工程でのマスクのパター
ンの転写精度が低下する。
で、欠陥密度が高いウェハ程、そり変形し易い。そりが
大きいと、フォトリソグラフィ工程でのマスクのパター
ンの転写精度が低下する。
一方、導入された熱応力転位はデバイスの特性を劣化さ
せ、歩留り低下の原因となっている。固体撮像素子では
結晶欠陥の存在が画像に白点不良をもたらすので、結晶
欠陥の発生し難い結晶に対する要求が強い。
せ、歩留り低下の原因となっている。固体撮像素子では
結晶欠陥の存在が画像に白点不良をもたらすので、結晶
欠陥の発生し難い結晶に対する要求が強い。
また、イントリンシック・ゲッタリングを行い素子歩留
りの向上を図る試みが行われているが、これに適する結
晶としては、格子間酸素の濃度が〜１５ Ｘ １０”ａ
ｔｏｍｓ ／ｃｔａ程度含程度子いる−ことが望ましい
とされている。
りの向上を図る試みが行われているが、これに適する結
晶としては、格子間酸素の濃度が〜１５ Ｘ １０”ａ
ｔｏｍｓ ／ｃｔａ程度含程度子いる−ことが望ましい
とされている。
［発明の目的］
本発明の目的は、微小欠陥が発生しにくく、また熱応力
でそりが発生しにくく、歩留りを向上させることのでき
る半導体製造技術を提供することにある。
でそりが発生しにくく、歩留りを向上させることのでき
る半導体製造技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。
［発明の概要］
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、シリコンよりなる半導体におけるシリコン結
晶中に含まれる格子間酸素濃度が４．５×１０” 〜１
２．ＯＸ １０’ａｔｏｍｓ ／ｃｔｌとなるようにす
ることにより、微小欠陥やそりの発生しにくい半導体を
製造することができ、歩留りの向上を実現することがで
きる。
晶中に含まれる格子間酸素濃度が４．５×１０” 〜１
２．ＯＸ １０’ａｔｏｍｓ ／ｃｔｌとなるようにす
ることにより、微小欠陥やそりの発生しにくい半導体を
製造することができ、歩留りの向上を実現することがで
きる。
［実施例１］
一般に、育成中（ａｓ−ｇｒｏｅｙｎ）のウェハの格子
間酸素濃度と、それを熱処理して発生する微小欠陥密度
の間には密接な関係がある。
間酸素濃度と、それを熱処理して発生する微小欠陥密度
の間には密接な関係がある。
そこで、本発明者らは一例として、異なる酸素濃度を含
有する単結晶を育成し、それから作製したウェハの熱応
力によるそりを調べ、そりが起こりにくいウェハに含ま
れる格子間酸素濃度の範囲を見い出すべり鋭意実験研究
を行った。
有する単結晶を育成し、それから作製したウェハの熱応
力によるそりを調べ、そりが起こりにくいウェハに含ま
れる格子間酸素濃度の範囲を見い出すべり鋭意実験研究
を行った。
゛この実験用に使用したシリコン単結晶の育成条件は次
の表１に示す通りであった。
の表１に示す通りであった。
これらの単結晶試料■、■、■のウニ八サンプリング位
置はそれぞれ第１図（ａｌ、伽）、（Ｃ）に示す各単結
晶インゴットについて示されている。
置はそれぞれ第１図（ａｌ、伽）、（Ｃ）に示す各単結
晶インゴットについて示されている。
そして、第２図に示すような処理条件での強制熱処理（
１）、（Ｉ［）によりウェハのそり量を評価した。
１）、（Ｉ［）によりウェハのそり量を評価した。
このウェハそり量の評価結果を比較ウェハの評価結果と
共に単結晶インゴット内の位置でプロットしたところ、
第３図および第４図に示すような結果が得られた。第３
図と第４図において、縦軸はそり［μｍ］、横軸は単結
晶インゴットの肩からの位置［ＣＩｌ］を表している。
共に単結晶インゴット内の位置でプロットしたところ、
第３図および第４図に示すような結果が得られた。第３
図と第４図において、縦軸はそり［μｍ］、横軸は単結
晶インゴットの肩からの位置［ＣＩｌ］を表している。
−一方、各試料■、■、■における単結晶インゴット
の肩からの位置と微小欠陥密度との関係は第５図に示さ
れる通りであった。
の肩からの位置と微小欠陥密度との関係は第５図に示さ
れる通りであった。
また、各試料■、■、■における単結晶インゴットの肩
からの位置と酸素濃度との関係は第６図に示される通り
であった。
からの位置と酸素濃度との関係は第６図に示される通り
であった。
第６図の結果によれば、酸素濃度が７．５Ｘ１０１７〜
１２ Ｘ １０”ａｔｏｍｓ ／ｃＪでは熱応力による
そりが極端に小さくなっている。また、強力な磁場の中
で結晶成長を行うこと等により、酸素濃度が４．５Ｘ１
０１７〜？、５Ｘ１０１フａｔｏ＋＊ｓ ／ｃｌｌの範
囲でも良好なそり抑制効果が得られることが本発明者ら
の研究によって判明している。
１２ Ｘ １０”ａｔｏｍｓ ／ｃＪでは熱応力による
そりが極端に小さくなっている。また、強力な磁場の中
で結晶成長を行うこと等により、酸素濃度が４．５Ｘ１
０１７〜？、５Ｘ１０１フａｔｏ＋＊ｓ ／ｃｌｌの範
囲でも良好なそり抑制効果が得られることが本発明者ら
の研究によって判明している。
なお、この格子間酸素濃度の換算値は米国標準規格（Ａ
ＳＴＭ）のＦ１２１−７９によるものであり、本明細書
の全体を通じてこの換算値が用いられている。
ＳＴＭ）のＦ１２１−７９によるものであり、本明細書
の全体を通じてこの換算値が用いられている。
このようなウェハそり量は第７図および第８図に示すよ
うに、強制熱処理の如何を問わず、微小欠陥密度に強く
依存する。
うに、強制熱処理の如何を問わず、微小欠陥密度に強く
依存する。
このように、本実施例によれば、シリコン結晶の格子間
酸素濃度を４．５Ｘ１０”から１２． ＯＸ １０ ”
ａｔｏｍｓ ／ｃＪにすることにより、微小欠陥が生
じに（り、熱応力でそりにくいシリコンウェハを得るこ
とができ、プロセスの安定化を図り、歩留りを向上させ
ることができる。
酸素濃度を４．５Ｘ１０”から１２． ＯＸ １０ ”
ａｔｏｍｓ ／ｃＪにすることにより、微小欠陥が生
じに（り、熱応力でそりにくいシリコンウェハを得るこ
とができ、プロセスの安定化を図り、歩留りを向上させ
ることができる。
シリコン結晶の格子間酸素濃度が４．５Ｘ１０１７ａｔ
ｏｍｓ ／ｃＩ！よりも低いと、結晶がクリーンすぎて
、微量な金属イオン不純物による汚染の影響により表面
積層欠陥が発生し易いという問題が生じてしまう。その
意味では、格子間酸素濃度は好ましくは７．５ Ｘ １
０” 〜１２．ＯＸ １０”ａｔｏｍｓ ／ｃ＋ａであ
る。
ｏｍｓ ／ｃＩ！よりも低いと、結晶がクリーンすぎて
、微量な金属イオン不純物による汚染の影響により表面
積層欠陥が発生し易いという問題が生じてしまう。その
意味では、格子間酸素濃度は好ましくは７．５ Ｘ １
０” 〜１２．ＯＸ １０”ａｔｏｍｓ ／ｃ＋ａであ
る。
一方、シリコン結晶の格子間酸素濃度が１２．０Ｘ １
０ ” ａｔｏｍｓ ／ ｃＬａよりも高くなると、熱
処理中に微小欠陥が形成され易くなり、熱応力転位が発
生し易くなるという問題が生じる。
０ ” ａｔｏｍｓ ／ ｃＬａよりも高くなると、熱
処理中に微小欠陥が形成され易くなり、熱応力転位が発
生し易くなるという問題が生じる。
［効果］
（■）、シリコン結晶の格子間酸素濃度を４．５Ｘ１０
” 〜１２． ＯＸ １０ ” ａｔｏｍｓ ／ｃｄに
することにより、酸化拡散プロセス等で微小欠陥が発生
しにくく、また熱応力によるスリップやそりの発生しに
くいシリコン半導体が得られ、歩留りを向上させること
ができる。
” 〜１２． ＯＸ １０ ” ａｔｏｍｓ ／ｃｄに
することにより、酸化拡散プロセス等で微小欠陥が発生
しにくく、また熱応力によるスリップやそりの発生しに
くいシリコン半導体が得られ、歩留りを向上させること
ができる。
（２）、格子間酸素濃度を７．５ＸＩ０１フ〜ｌ ２．
ＯＸ １０ ” ａｔｏｍｓ ／−にすれば、微量な
金属イオン不純物による汚染に起因する表面積層欠陥が
より発生しにく（、より良好なシリコン半導体が得られ
る。
ＯＸ １０ ” ａｔｏｍｓ ／−にすれば、微量な
金属イオン不純物による汚染に起因する表面積層欠陥が
より発生しにく（、より良好なシリコン半導体が得られ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
たとえば、ウェハの熱処理条件等は前記以外のものを選
ぶことができる。
ぶことができる。
特に、本発明による半導体製造方法を固体撮像素子用に
使用すれば、白点不良率が低（、プローグ検査歩留りも
大巾に向上させることができる。
使用すれば、白点不良率が低（、プローグ検査歩留りも
大巾に向上させることができる。
また、特に、デバイスが高集積化される程ウェハのそり
のフォトリソグラフィ工程での転写精度に及ぼす影響は
大きく、また、接合サイズも小さくなり′、微小な結晶
欠陥の特性に及ぼす影響は大となるので、本発明は高集
積化デバイスや固体撮像素子に適用すれば、最も大きい
効果が得られる。
のフォトリソグラフィ工程での転写精度に及ぼす影響は
大きく、また、接合サイズも小さくなり′、微小な結晶
欠陥の特性に及ぼす影響は大となるので、本発明は高集
積化デバイスや固体撮像素子に適用すれば、最も大きい
効果が得られる。
［利用分野］
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である高集積化デバイスや
固体撮像素子に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、他の様々なＭＯ
Ｓ型あるいはバイポーラ型素子に適用でき、素子の高集
積化が進めば進む程有用である。また、本発明はサイリ
スク等にも適用できる。
をその背景となった利用分野である高集積化デバイスや
固体撮像素子に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、たとえば、他の様々なＭＯ
Ｓ型あるいはバイポーラ型素子に適用でき、素子の高集
積化が進めば進む程有用である。また、本発明はサイリ
スク等にも適用できる。
第１図（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ）は各種単結晶試料におけ
るシリコンウェハのテンプリング位置を示す図、第２図
はシリコンウェハ試料に対する熱処理条件とそのそり評
価法を示す図、 第３図は熱処理によるそり量を示す図、第４図は他の条
件での熱処理によるそり量を示す図、 第５図は単結晶インゴットの各種位置における微小欠陥
密度を示す図、 第６図は同じく酸素濃度を示す図、 第７図は微小欠陥密度とそり量の関係を示す図、第８図
は他の熱処理条件における微小欠陥密度とそり量の関係
を示す図である。 第 ５ 図 岸−＊韻Ｉｊ′二γ卜つ４イ１１かうの４立“；１１□
（Ｑ肌）第６図
るシリコンウェハのテンプリング位置を示す図、第２図
はシリコンウェハ試料に対する熱処理条件とそのそり評
価法を示す図、 第３図は熱処理によるそり量を示す図、第４図は他の条
件での熱処理によるそり量を示す図、 第５図は単結晶インゴットの各種位置における微小欠陥
密度を示す図、 第６図は同じく酸素濃度を示す図、 第７図は微小欠陥密度とそり量の関係を示す図、第８図
は他の熱処理条件における微小欠陥密度とそり量の関係
を示す図である。 第 ５ 図 岸−＊韻Ｉｊ′二γ卜つ４イ１１かうの４立“；１１□
（Ｑ肌）第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコンよりなる半導体の製造方法において、シリ
コン結晶中に含まれる格子間酸素濃度を４．５Ｘ １０
” 〜１２．ＯＸ １０”ａｔｏｍｓ ／ａｄとするこ
とを特徴とする半導体製造方法。 ２、格子間酸素濃度が７．５Ｘ１０”〜１２． ＯＸ
１０ ” ａｔｏＩＩｌｓ ／ ｃｊであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20479583A JPS6097619A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20479583A JPS6097619A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097619A true JPS6097619A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16496480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20479583A Pending JPS6097619A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097619A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202900A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウエハ及びその製造方法 |
| JPH0437027A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ウエハ支持ボート |
| WO1994016124A1 (fr) * | 1993-01-06 | 1994-07-21 | Nippon Steel Corporation | Procede et appareil pour prevoir la qualite du cristal d'un semi-conducteur monocristallin |
| GB2279586A (en) * | 1993-01-06 | 1995-01-11 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for predicting crystal quality of single-crystal semiconductor |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20479583A patent/JPS6097619A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202900A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウエハ及びその製造方法 |
| JPH0463839B2 (ja) * | 1986-03-03 | 1992-10-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPH0437027A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-07 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ウエハ支持ボート |
| WO1994016124A1 (fr) * | 1993-01-06 | 1994-07-21 | Nippon Steel Corporation | Procede et appareil pour prevoir la qualite du cristal d'un semi-conducteur monocristallin |
| GB2279586A (en) * | 1993-01-06 | 1995-01-11 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for predicting crystal quality of single-crystal semiconductor |
| US5485803A (en) * | 1993-01-06 | 1996-01-23 | Nippon Steel Corporation | Method of predicting crystal quality of semiconductor single crystal and apparatus thereof |
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