JP2001189317A - Ｉｇウェーハの製造方法及びこの方法で作られたｉｇウェーハ - Google Patents
Ｉｇウェーハの製造方法及びこの方法で作られたｉｇウェーハInfo
- Publication number
- JP2001189317A JP2001189317A JP2000005210A JP2000005210A JP2001189317A JP 2001189317 A JP2001189317 A JP 2001189317A JP 2000005210 A JP2000005210 A JP 2000005210A JP 2000005210 A JP2000005210 A JP 2000005210A JP 2001189317 A JP2001189317 A JP 2001189317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- region
- silicon
- heat treatment
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 点欠陥の凝集体が存在しないことに加えて、
ウェーハの状態での熱処理回数が少なくして所望のＩＧ
効果を発揮する。 【解決手段】 ＯＳＦ顕在化熱処理をした際にウェーハ
総面積の２５％以上にＯＳＦが発生しかつ転位発生を伴
わない酸素析出物を１×１０5〜３×１０7個／ｃｍ2密
度で発生するシリコンウェーハを水素ガス又は水素ガス
を含む雰囲気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３
℃／分〜１５０℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜
２時間保持する。
ウェーハの状態での熱処理回数が少なくして所望のＩＧ
効果を発揮する。 【解決手段】 ＯＳＦ顕在化熱処理をした際にウェーハ
総面積の２５％以上にＯＳＦが発生しかつ転位発生を伴
わない酸素析出物を１×１０5〜３×１０7個／ｃｍ2密
度で発生するシリコンウェーハを水素ガス又は水素ガス
を含む雰囲気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３
℃／分〜１５０℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜
２時間保持する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＲＡＭ等の半導
体集積回路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
単結晶インゴットから切出されたシリコンウェーハから
ＩＧウェーハを製造する方法に関するものである。
体集積回路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
単結晶インゴットから切出されたシリコンウェーハから
ＩＧウェーハを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路を製造する工程に
おいて、歩留りを低下させる原因として酸化誘起積層欠
陥（Oxidation Induced Stacking Fault、以下、ＯＳＦ
という。）の核となる酸素析出物の微小欠陥や、結晶に
起因したパーティクル（Crystal Originated Particl
e、以下、ＣＯＰという。）や、或いは侵入型転位（Int
erstitial-type Large Dislocation、以下、ＬＤとい
う。）の存在が挙げられている。ＯＳＦは、結晶成長時
にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを
製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイ
スのリーク電流の増加等の不良原因になる。またＣＯＰ
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したときにウェーハ表面に出現す
る結晶に起因したピットである。このウェーハをパーテ
ィクルカウンタで測定すると、このピットも本来のパー
ティクルとともに光散乱欠陥として検出される。このＣ
ＯＰは電気的特性、例えば酸化膜の経時絶縁破壊特性
（Time Dependent dielectric Breakdown、ＴＤＤ
Ｂ）、酸化膜耐圧特性（Time Zero Dielectric Breakdo
wn、ＴＺＤＢ）等を劣化させる原因となる。またＣＯＰ
がウェーハ表面に存在するとデバイスの配線工程におい
て段差を生じ、断線の原因となり得る。そして素子分離
部分においてもリーク等の原因となり、製品の歩留りを
低くする。更にＬＤは、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。このＬＤも、電気
的特性、例えばリーク特性、アイソレーション特性等を
劣化させる原因となる。
おいて、歩留りを低下させる原因として酸化誘起積層欠
陥（Oxidation Induced Stacking Fault、以下、ＯＳＦ
という。）の核となる酸素析出物の微小欠陥や、結晶に
起因したパーティクル（Crystal Originated Particl
e、以下、ＣＯＰという。）や、或いは侵入型転位（Int
erstitial-type Large Dislocation、以下、ＬＤとい
う。）の存在が挙げられている。ＯＳＦは、結晶成長時
にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを
製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイ
スのリーク電流の増加等の不良原因になる。またＣＯＰ
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したときにウェーハ表面に出現す
る結晶に起因したピットである。このウェーハをパーテ
ィクルカウンタで測定すると、このピットも本来のパー
ティクルとともに光散乱欠陥として検出される。このＣ
ＯＰは電気的特性、例えば酸化膜の経時絶縁破壊特性
（Time Dependent dielectric Breakdown、ＴＤＤ
Ｂ）、酸化膜耐圧特性（Time Zero Dielectric Breakdo
wn、ＴＺＤＢ）等を劣化させる原因となる。またＣＯＰ
がウェーハ表面に存在するとデバイスの配線工程におい
て段差を生じ、断線の原因となり得る。そして素子分離
部分においてもリーク等の原因となり、製品の歩留りを
低くする。更にＬＤは、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。このＬＤも、電気
的特性、例えばリーク特性、アイソレーション特性等を
劣化させる原因となる。
【０００３】以上のことから、半導体集積回路を製造す
るために用いられるシリコンウェーハからＯＳＦ、ＣＯ
Ｐ及びＬＤを減少させることが必要となっている。この
ＯＳＦ、ＣＯＰ及びＬＤを有しない無欠陥のシリコンウ
ェーハが特開平１１−１３９３号公報に開示されてい
る。この無欠陥のシリコンウェーハは、シリコン単結晶
インゴット内で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それぞれ存在しないパーフェク
ト領域を［Ｐ］とするとき、パーフェクト領域［Ｐ］か
らなるインゴットから切出されたシリコンウェーハであ
る。パーフェクト領域［Ｐ］は、格子間シリコン型点欠
陥が支配的に存在する領域［Ｉ］と、シリコン単結晶イ
ンゴット内で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域
［Ｖ］との間に介在する。このパーフェクト領域［Ｐ］
からなるシリコンウェーハは、インゴットの引上げ速度
をＶ（ｍｍ／分）とし、シリコン融液とインゴットとの
界面近傍におけるインゴット鉛直方向の温度勾配をＧ
（℃／ｍｍ）とするとき、熱酸化処理をした際にリング
状に発生するＯＳＦがウェーハ中心部で消滅するよう
に、Ｖ／Ｇ（ｍｍ2／分・℃）の値を決めて作られる。
るために用いられるシリコンウェーハからＯＳＦ、ＣＯ
Ｐ及びＬＤを減少させることが必要となっている。この
ＯＳＦ、ＣＯＰ及びＬＤを有しない無欠陥のシリコンウ
ェーハが特開平１１−１３９３号公報に開示されてい
る。この無欠陥のシリコンウェーハは、シリコン単結晶
インゴット内で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それぞれ存在しないパーフェク
ト領域を［Ｐ］とするとき、パーフェクト領域［Ｐ］か
らなるインゴットから切出されたシリコンウェーハであ
る。パーフェクト領域［Ｐ］は、格子間シリコン型点欠
陥が支配的に存在する領域［Ｉ］と、シリコン単結晶イ
ンゴット内で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域
［Ｖ］との間に介在する。このパーフェクト領域［Ｐ］
からなるシリコンウェーハは、インゴットの引上げ速度
をＶ（ｍｍ／分）とし、シリコン融液とインゴットとの
界面近傍におけるインゴット鉛直方向の温度勾配をＧ
（℃／ｍｍ）とするとき、熱酸化処理をした際にリング
状に発生するＯＳＦがウェーハ中心部で消滅するよう
に、Ｖ／Ｇ（ｍｍ2／分・℃）の値を決めて作られる。
【０００４】しかし、上記パーフェクト領域［Ｐ］から
なるインゴットから切出されたシリコンウェーハは、Ｏ
ＳＦ、ＣＯＰ及びＬＤを有しないけれども、デバイス製
造工程の熱処理において、必ずしもウェーハ内部で酸素
析出が起らず、これによりＩＧ効果が十分に得られない
おそれがある。ＩＧ能力が十分に備わっていないウェー
ハでは、デバイス工程で金属により汚染されると、接合
リークや、金属不純物によるトラップ準位によるデバイ
スの動作不良等を生じ、これにより製品の歩留りが低下
する。従来、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５００〜８
００℃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処理法が提案されている（特開平８−４５９４
５）。
なるインゴットから切出されたシリコンウェーハは、Ｏ
ＳＦ、ＣＯＰ及びＬＤを有しないけれども、デバイス製
造工程の熱処理において、必ずしもウェーハ内部で酸素
析出が起らず、これによりＩＧ効果が十分に得られない
おそれがある。ＩＧ能力が十分に備わっていないウェー
ハでは、デバイス工程で金属により汚染されると、接合
リークや、金属不純物によるトラップ準位によるデバイ
スの動作不良等を生じ、これにより製品の歩留りが低下
する。従来、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５００〜８
００℃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処理法が提案されている（特開平８−４５９４
５）。
【０００５】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。
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。
【０００６】
【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、点欠陥の
凝集体が存在しないことに加えて、シリコンウェーハの
状態での熱処理回数が少なくして所望のＩＧ効果を発揮
するウェーハの製造方法を提供することにある。本発明
の別の目的は、点欠陥の凝集体が存在しないことに加え
て、領域［ＰV］と領域［ＰI］の混合領域からなる酸素
濃度が０．８×１０18〜１．４×１０1 8ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3（旧ＡＳＴＭ）のインゴットから切出されたシリコ
ンウェーハであっても、ＩＧ効果を発揮するウェーハの
製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、
この方法で作られたＩＧ能力の高いウェーハを提供する
ことにある。
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、点欠陥の
凝集体が存在しないことに加えて、シリコンウェーハの
状態での熱処理回数が少なくして所望のＩＧ効果を発揮
するウェーハの製造方法を提供することにある。本発明
の別の目的は、点欠陥の凝集体が存在しないことに加え
て、領域［ＰV］と領域［ＰI］の混合領域からなる酸素
濃度が０．８×１０18〜１．４×１０1 8ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3（旧ＡＳＴＭ）のインゴットから切出されたシリコ
ンウェーハであっても、ＩＧ効果を発揮するウェーハの
製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、
この方法で作られたＩＧ能力の高いウェーハを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ＯＳＦ顕在化熱処理をした際にウェーハ総面積の２５％
以上にＯＳＦが発生しかつ転位発生を伴わない酸素析出
物を１×１０5〜３×１０7個／ｃｍ2密度で発生するシ
リコンウェーハを水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下
で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１５０
℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持する
ＩＧウェーハの製造方法である。請求項１に係る発明で
は、ウェーハとして、上記割合で存在するＯＳＦ領域に
所定密度の酸素析出物を含むウェーハを用いることによ
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、研磨後の
ウェーハを上記条件で急速加熱することにより、高いＩ
Ｇ効果を発揮する。
ＯＳＦ顕在化熱処理をした際にウェーハ総面積の２５％
以上にＯＳＦが発生しかつ転位発生を伴わない酸素析出
物を１×１０5〜３×１０7個／ｃｍ2密度で発生するシ
リコンウェーハを水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下
で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１５０
℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持する
ＩＧウェーハの製造方法である。請求項１に係る発明で
は、ウェーハとして、上記割合で存在するＯＳＦ領域に
所定密度の酸素析出物を含むウェーハを用いることによ
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、研磨後の
ウェーハを上記条件で急速加熱することにより、高いＩ
Ｇ効果を発揮する。
【０００８】請求項２に係る発明は、格子間シリコン型
点欠陥が支配的に存在する領域［Ｉ］に隣接しかつ点欠
陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域［Ｐ］に属し
侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン濃度未満
の領域を［ＰI］とし、空孔型点欠陥が支配的に存在す
る領域［Ｖ］に隣接しかつ前記領域［Ｐ］に属しＣＯＰ
又はＦＰＤを形成し得る空孔濃度以下の領域を［ＰV］
とするとき、［ＰV］と［ＰI］の混合領域からなりかつ
酸素濃度が０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハを窒
素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気
下、６００〜８５０℃で１２０〜２５０分保持する第１
段熱処理を行った後、水素ガス又は水素ガスを含む雰囲
気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１
５０℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持
する第２段熱処理を行うＩＧウェーハの製造方法であ
る。また請求項３に係る発明は、上記［ＰV］と［ＰI］
の混合領域からなりかつ酸素濃度が０．８×１０18〜
１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であ
るシリコンウェーハを窒素、アルゴン、水素、酸素又は
これらの混合ガス雰囲気下で室温から１１５０〜１２０
０℃まで１０℃／秒〜１５０℃／秒の昇温速度で加熱
し、１１５０〜１２００℃で０〜３０秒間保持する第１
段熱処理を行った後、水素ガス又は水素ガスを含む雰囲
気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１
００℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持
する第２段熱処理を行うＩＧウェーハの製造方法であ
る。
点欠陥が支配的に存在する領域［Ｉ］に隣接しかつ点欠
陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域［Ｐ］に属し
侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン濃度未満
の領域を［ＰI］とし、空孔型点欠陥が支配的に存在す
る領域［Ｖ］に隣接しかつ前記領域［Ｐ］に属しＣＯＰ
又はＦＰＤを形成し得る空孔濃度以下の領域を［ＰV］
とするとき、［ＰV］と［ＰI］の混合領域からなりかつ
酸素濃度が０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハを窒
素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気
下、６００〜８５０℃で１２０〜２５０分保持する第１
段熱処理を行った後、水素ガス又は水素ガスを含む雰囲
気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１
５０℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持
する第２段熱処理を行うＩＧウェーハの製造方法であ
る。また請求項３に係る発明は、上記［ＰV］と［ＰI］
の混合領域からなりかつ酸素濃度が０．８×１０18〜
１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であ
るシリコンウェーハを窒素、アルゴン、水素、酸素又は
これらの混合ガス雰囲気下で室温から１１５０〜１２０
０℃まで１０℃／秒〜１５０℃／秒の昇温速度で加熱
し、１１５０〜１２００℃で０〜３０秒間保持する第１
段熱処理を行った後、水素ガス又は水素ガスを含む雰囲
気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１
００℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持
する第２段熱処理を行うＩＧウェーハの製造方法であ
る。
【０００９】請求項２又は３に係る発明では、シリコン
ウェーハの酸素濃度が０．８×１０ 18〜１．４×１０18
ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）である場合であっ
て、シリコンウェーハが領域［ＰV］と領域［ＰI］の混
合領域からなるときには、このシリコンウェーハを上記
条件で第１段熱処理すると、結晶成長時に酸素析出核が
導入されない領域［ＰI］にも酸素析出核が発現し、同
時に結晶成長時に酸素析出核が導入されている領域［Ｐ
V］ではその酸素析出核の密度が高まる。従って、上記
第１段熱処理を行ったウェーハを更に水素ガス又は水素
ガスを含む雰囲気下で急速加熱して第２段熱処理を行う
と、上記酸素析出核が酸素析出物（Bulk Micro Defec
t、以下、ＢＭＤという。）に成長し、領域［ＰV］と領
域［ＰI］の混合領域からなるウェーハであっても、ウ
ェーハ全面にＩＧ効果を有するようになる。
ウェーハの酸素濃度が０．８×１０ 18〜１．４×１０18
ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）である場合であっ
て、シリコンウェーハが領域［ＰV］と領域［ＰI］の混
合領域からなるときには、このシリコンウェーハを上記
条件で第１段熱処理すると、結晶成長時に酸素析出核が
導入されない領域［ＰI］にも酸素析出核が発現し、同
時に結晶成長時に酸素析出核が導入されている領域［Ｐ
V］ではその酸素析出核の密度が高まる。従って、上記
第１段熱処理を行ったウェーハを更に水素ガス又は水素
ガスを含む雰囲気下で急速加熱して第２段熱処理を行う
と、上記酸素析出核が酸素析出物（Bulk Micro Defec
t、以下、ＢＭＤという。）に成長し、領域［ＰV］と領
域［ＰI］の混合領域からなるウェーハであっても、ウ
ェーハ全面にＩＧ効果を有するようになる。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれか記載の方法から作られたＩＧウェーハであっ
て、酸素析出物の形成されない層（ＤＺ層）がウェーハ
表面から１〜１００μｍの深さにわたって形成され、こ
のＤＺ層より深い部分に２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ
2の酸素析出物を有することを特徴とするＩＧウェーハ
である。請求項１ないし３いずれかに係る方法でＩＧ処
理したウェーハは、上記特性を有し、高いＩＧ効果を発
揮する。
いずれか記載の方法から作られたＩＧウェーハであっ
て、酸素析出物の形成されない層（ＤＺ層）がウェーハ
表面から１〜１００μｍの深さにわたって形成され、こ
のＤＺ層より深い部分に２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ
2の酸素析出物を有することを特徴とするＩＧウェーハ
である。請求項１ないし３いずれかに係る方法でＩＧ処
理したウェーハは、上記特性を有し、高いＩＧ効果を発
揮する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のシリコンウェーハは、Ｃ
Ｚ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。
Ｚ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。
【００１２】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。
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。
【００１３】空孔型点欠陥の凝集体は前述したＣＯＰの
他に、ＬＳＴＤ（Laser ScatteringTomograph Defect
s）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前述した
ＬＤと呼ばれる欠陥を含む。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
コエッチング（Secco etching、ＨＦ：Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7(0.1
5mol/l)＝２：１の混合液によるエッチング）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
り、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
する源である。
他に、ＬＳＴＤ（Laser ScatteringTomograph Defect
s）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前述した
ＬＤと呼ばれる欠陥を含む。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
コエッチング（Secco etching、ＨＦ：Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7(0.1
5mol/l)＝２：１の混合液によるエッチング）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
り、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
する源である。
【００１４】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（ｍｍ 2／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を
よこ軸にとり、空孔型点欠陥濃度と格子間シリコン型点
欠陥濃度を同一のたて軸にとって、Ｖ／Ｇと点欠陥濃度
との関係を図式的に表現し、空孔領域と格子間シリコン
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
点欠陥濃度が優勢な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濃度が優
勢なインゴットが形成される。図１において、［Ｉ］は
格子間シリコン型点欠陥が支配的であって、格子間シリ
コン型点欠陥が存在する領域（(Ｖ／Ｇ)1以下）を示
し、［Ｖ］はインゴット内での空孔型点欠陥が支配的で
あって、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域（(Ｖ／
Ｇ)2以上）を示し、［Ｐ］は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（(Ｖ／Ｇ)1〜(Ｖ／Ｇ)2）を示す。領域［Ｐ］
に隣接する領域［Ｖ］にはＯＳＦ核を形成する領域［Ｏ
ＳＦ］（(Ｖ／Ｇ)2〜(Ｖ／Ｇ)3）が存在する。
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（ｍｍ 2／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を
よこ軸にとり、空孔型点欠陥濃度と格子間シリコン型点
欠陥濃度を同一のたて軸にとって、Ｖ／Ｇと点欠陥濃度
との関係を図式的に表現し、空孔領域と格子間シリコン
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
点欠陥濃度が優勢な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濃度が優
勢なインゴットが形成される。図１において、［Ｉ］は
格子間シリコン型点欠陥が支配的であって、格子間シリ
コン型点欠陥が存在する領域（(Ｖ／Ｇ)1以下）を示
し、［Ｖ］はインゴット内での空孔型点欠陥が支配的で
あって、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域（(Ｖ／
Ｇ)2以上）を示し、［Ｐ］は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（(Ｖ／Ｇ)1〜(Ｖ／Ｇ)2）を示す。領域［Ｐ］
に隣接する領域［Ｖ］にはＯＳＦ核を形成する領域［Ｏ
ＳＦ］（(Ｖ／Ｇ)2〜(Ｖ／Ｇ)3）が存在する。
【００１５】なお、ＣＯＰやＬＤなどの点欠陥の凝集体
は検出方法によって検出感度、検出下限値が異なる値を
示すことがある。そのため、本明細書において、「点欠
陥の凝集体が存在しない」の意味は、鏡面加工されたシ
リコン単結晶を無攪拌セコエッチングを施した後に光学
顕微鏡により、観察面積とエッチング取り代との積を検
査体積として観察した際に、フローパターン（空孔型欠
陥）及び転位クラスタ（格子間シリコン型点欠陥）の各
凝集体が１×１０-3ｃｍ3の検査体積に対して１個欠陥
が検出された場合を検出下限値（１×１０3個／ｃｍ3）
とするとき、点欠陥の凝集体の数が上記検出下限値以下
であることをいう。上記パーフェクト領域［Ｐ］は更に
領域［ＰI］と領域［ＰV］に分類される。［ＰI］はＶ
／Ｇ比が上記(Ｖ／Ｇ)1から臨界点までの領域であり、
［ＰV］はＶ／Ｇ比が臨界点から上記(Ｖ／Ｇ)2までの領
域である。即ち、［ＰI］は領域［Ｉ］に隣接し、かつ
侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン型点欠陥
濃度未満の格子間シリコン型点欠陥濃度を有する領域で
あり、［ＰV］は領域［Ｖ］に隣接し、かつＯＳＦを形
成し得る最低の空孔型点欠陥濃度未満の空孔型点欠陥濃
度を有する領域である。
は検出方法によって検出感度、検出下限値が異なる値を
示すことがある。そのため、本明細書において、「点欠
陥の凝集体が存在しない」の意味は、鏡面加工されたシ
リコン単結晶を無攪拌セコエッチングを施した後に光学
顕微鏡により、観察面積とエッチング取り代との積を検
査体積として観察した際に、フローパターン（空孔型欠
陥）及び転位クラスタ（格子間シリコン型点欠陥）の各
凝集体が１×１０-3ｃｍ3の検査体積に対して１個欠陥
が検出された場合を検出下限値（１×１０3個／ｃｍ3）
とするとき、点欠陥の凝集体の数が上記検出下限値以下
であることをいう。上記パーフェクト領域［Ｐ］は更に
領域［ＰI］と領域［ＰV］に分類される。［ＰI］はＶ
／Ｇ比が上記(Ｖ／Ｇ)1から臨界点までの領域であり、
［ＰV］はＶ／Ｇ比が臨界点から上記(Ｖ／Ｇ)2までの領
域である。即ち、［ＰI］は領域［Ｉ］に隣接し、かつ
侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン型点欠陥
濃度未満の格子間シリコン型点欠陥濃度を有する領域で
あり、［ＰV］は領域［Ｖ］に隣接し、かつＯＳＦを形
成し得る最低の空孔型点欠陥濃度未満の空孔型点欠陥濃
度を有する領域である。
【００１６】本願請求項２又は３に係る発明の所定の引
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。また本願請求項１に係る発明の所定の引上
げ速度プロファイルは、ＯＳＦ核を形成する領域［ＯＳ
Ｆ］に相当する第２臨界比（(Ｖ／Ｇ)2）以上であって
第３臨界比（(Ｖ／Ｇ)3）以下に維持されるように決め
られる。
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。また本願請求項１に係る発明の所定の引上
げ速度プロファイルは、ＯＳＦ核を形成する領域［ＯＳ
Ｆ］に相当する第２臨界比（(Ｖ／Ｇ)2）以上であって
第３臨界比（(Ｖ／Ｇ)3）以下に維持されるように決め
られる。
【００１７】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、軸方向にスラ
イスされたインゴットを横断方向にスライスしてウェー
ハ状態で確認し、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。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それぞれ別
々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。
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、軸方向にスラ
イスされたインゴットを横断方向にスライスしてウェー
ハ状態で確認し、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。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それぞれ別
々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。
【００１８】引上げ速度を徐々に低下させてＶ／Ｇを連
続的に低下させたときのインゴットの断面図を描いてみ
ると、図３に示される事実が分かる。図３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。前述したようにパーフ
ェクト領域［Ｐ］は更に領域［ＰI］と領域［ＰV］に分
類される。領域［ＰV］はパーフェクト領域［Ｐ］の中
でも凝集体にならない空孔型点欠陥が存在する領域であ
り、領域［ＰI］はパーフェクト領域［Ｐ］の中でも凝
集体にならない格子間シリコン型点欠陥が存在する領域
である。図３に示すように、インゴットの軸方向位置Ｐ
1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Ｐ2は位置Ｐ1に比べて中央に小さい空孔型点欠
陥が支配的に存在する領域を含む。位置Ｐ3は中央に空
孔型点欠陥もなく、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。また位置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領域
及び中央のパーフェクト領域を含む。
続的に低下させたときのインゴットの断面図を描いてみ
ると、図３に示される事実が分かる。図３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。前述したようにパーフ
ェクト領域［Ｐ］は更に領域［ＰI］と領域［ＰV］に分
類される。領域［ＰV］はパーフェクト領域［Ｐ］の中
でも凝集体にならない空孔型点欠陥が存在する領域であ
り、領域［ＰI］はパーフェクト領域［Ｐ］の中でも凝
集体にならない格子間シリコン型点欠陥が存在する領域
である。図３に示すように、インゴットの軸方向位置Ｐ
1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Ｐ2は位置Ｐ1に比べて中央に小さい空孔型点欠
陥が支配的に存在する領域を含む。位置Ｐ3は中央に空
孔型点欠陥もなく、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。また位置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領域
及び中央のパーフェクト領域を含む。
【００１９】図３から明らかなように、位置Ｐ1に対応
したウェーハＷ1は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存
在する領域を含む。このウェーハＷ1に対して、従来の
ＯＳＦ顕在化熱処理に従った、酸素雰囲気下、１０００
℃±３０℃の温度で２〜５時間熱処理し、引続き１１３
０℃±３０℃の温度で１〜１６時間熱処理すると、図４
に示すようにウェーハＷ1ではウェーハの周縁付近にＯ
ＳＦリングが発生する。このＯＳＦリングで囲まれた空
孔型点欠陥が支配的に存在する領域はＣＯＰが出現する
傾向がある。位置Ｐ4に対応したウェーハ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。
したウェーハＷ1は、中央に空孔型点欠陥が支配的に存
在する領域を含む。このウェーハＷ1に対して、従来の
ＯＳＦ顕在化熱処理に従った、酸素雰囲気下、１０００
℃±３０℃の温度で２〜５時間熱処理し、引続き１１３
０℃±３０℃の温度で１〜１６時間熱処理すると、図４
に示すようにウェーハＷ1ではウェーハの周縁付近にＯ
ＳＦリングが発生する。このＯＳＦリングで囲まれた空
孔型点欠陥が支配的に存在する領域はＣＯＰが出現する
傾向がある。位置Ｐ4に対応したウェーハ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。
【００２０】［A-1］ 請求項１に係るシリコンウェーハ 請求項１に係るウェーハは図３の位置Ｐ2に対応したウ
ェーハＷ2である。このウェーハＷ2はウェーハＷ1に比
べて中央にウェーハ総面積の１／２の面積（５０％）で
空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。このウェ
ーハＷ2に対して上記ＯＳＦ顕在化熱処理を行うと、Ｏ
ＳＦはリング状にならずに、ウェーハの中心部にディス
ク状に発生する。請求項１に係るウェーハＷ2は、ウェ
ーハ総面積の２５％以上にＯＳＦが発生する。ＯＳＦが
ウェーハ総面積の２５％未満では、ＢＭＤの発生領域が
狭く、十分なＩＧ効果を得にくい。好ましくは５０〜８
０％である。このウェーハＷ2は、図５に示すようにＯ
ＳＦがリング状でなく、中心部に顕在化するように選定
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。このウェーハＷ 2ではＯＳＦがリング状を形成し
ないため、ＣＯＰフリーである。またＬＤ（侵入型転
位）の発生もない。このウェーハＷ2を作り出すインゴ
ットは、転位発生を伴わない酸素析出物を２×１０4〜
２×１０8個／ｃｍ2の割合で含む。このため、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。ＢＭＤ密度が２×１０4個／ｃ
ｍ2未満では、ウェーハ状態で急速加熱を行ったときに
十分なＩＧ効果を得にくい。また２×１０8個／ｃｍ2は
ＯＳＦ領域に発生し得る最大のＢＭＤ密度である。
ェーハＷ2である。このウェーハＷ2はウェーハＷ1に比
べて中央にウェーハ総面積の１／２の面積（５０％）で
空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含む。このウェ
ーハＷ2に対して上記ＯＳＦ顕在化熱処理を行うと、Ｏ
ＳＦはリング状にならずに、ウェーハの中心部にディス
ク状に発生する。請求項１に係るウェーハＷ2は、ウェ
ーハ総面積の２５％以上にＯＳＦが発生する。ＯＳＦが
ウェーハ総面積の２５％未満では、ＢＭＤの発生領域が
狭く、十分なＩＧ効果を得にくい。好ましくは５０〜８
０％である。このウェーハＷ2は、図５に示すようにＯ
ＳＦがリング状でなく、中心部に顕在化するように選定
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。このウェーハＷ 2ではＯＳＦがリング状を形成し
ないため、ＣＯＰフリーである。またＬＤ（侵入型転
位）の発生もない。このウェーハＷ2を作り出すインゴ
ットは、転位発生を伴わない酸素析出物を２×１０4〜
２×１０8個／ｃｍ2の割合で含む。このため、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。ＢＭＤ密度が２×１０4個／ｃ
ｍ2未満では、ウェーハ状態で急速加熱を行ったときに
十分なＩＧ効果を得にくい。また２×１０8個／ｃｍ2は
ＯＳＦ領域に発生し得る最大のＢＭＤ密度である。
【００２１】［A-2］ 請求項１に係る熱処理方法 請求項１に係る熱処理方法は１回の急速加熱である。こ
の急速加熱は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で行
われる。具体的に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Ｗ2を１１００〜
１２５０℃の温度に加熱した炉に素早く入れ、１分〜２
時間保持する。別の方法として、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Ｗ2
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１１０
０〜１２５０℃の温度に加熱し、１分〜２時間保持す
る。ここで急速加熱とは、３℃／分以上１５０℃／秒以
下、好ましくは３０℃／分以上１００℃／秒以下の昇温
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、１１００℃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１２５０℃を越えると、ウェーハ表面近傍の酸素析
出物が消滅する前に転位が発生し、ＤＺ層を十分に確保
できない。また保持時間が１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２時間を越えると、必要以上の厚さの
ＤＺ層が得られ、しかも生産性に悪影響を及ぼす。好ま
しい保持時間は１分〜１．５時間に決められる。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
２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ3のＩＧウェーハが得ら
れる。
の急速加熱は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で行
われる。具体的に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Ｗ2を１１００〜
１２５０℃の温度に加熱した炉に素早く入れ、１分〜２
時間保持する。別の方法として、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Ｗ2
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１１０
０〜１２５０℃の温度に加熱し、１分〜２時間保持す
る。ここで急速加熱とは、３℃／分以上１５０℃／秒以
下、好ましくは３０℃／分以上１００℃／秒以下の昇温
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、１１００℃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１２５０℃を越えると、ウェーハ表面近傍の酸素析
出物が消滅する前に転位が発生し、ＤＺ層を十分に確保
できない。また保持時間が１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２時間を越えると、必要以上の厚さの
ＤＺ層が得られ、しかも生産性に悪影響を及ぼす。好ま
しい保持時間は１分〜１．５時間に決められる。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
２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ3のＩＧウェーハが得ら
れる。
【００２２】［B-1］ 請求項２又は３に係るシリコンウ
ェーハ 請求項２に係るウェーハは図３の位置Ｐ3に対応したウ
ェーハＷ3であって、その平面図は図７に示される。ウ
ェーハＷ3は次に述べる熱処理によりこのウェーハＷ3に
所望の密度以上の酸素析出核を発生させるために、その
酸素濃度が０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であることが必要である。位置
Ｐ3に対応したウェーハＷ3は前述したように中央に空孔
型点欠陥の凝集体もないし、縁部分に格子間シリコン型
点欠陥の凝集体もないので全てパーフェクト領域であっ
て、領域［ＰV］と領域［ＰI］とが混在する領域であ
る。
ェーハ 請求項２に係るウェーハは図３の位置Ｐ3に対応したウ
ェーハＷ3であって、その平面図は図７に示される。ウ
ェーハＷ3は次に述べる熱処理によりこのウェーハＷ3に
所望の密度以上の酸素析出核を発生させるために、その
酸素濃度が０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であることが必要である。位置
Ｐ3に対応したウェーハＷ3は前述したように中央に空孔
型点欠陥の凝集体もないし、縁部分に格子間シリコン型
点欠陥の凝集体もないので全てパーフェクト領域であっ
て、領域［ＰV］と領域［ＰI］とが混在する領域であ
る。
【００２３】［B-2］ 請求項２に係る熱処理方法 請求項２に係る熱処理には第１段熱処理と第２段熱処理
がある。第１段熱処理はウェーハＷ3を窒素、アルゴ
ン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下、６００
〜８５０℃で１２０〜２５０分保持することにより行わ
れる。加熱は６００〜８５０℃に維持された熱処理炉に
ウェーハを５０〜１００℃／分の速度で導入して行うこ
とが好ましい。保持温度が６００℃未満又は保持時間が
３０分未満の場合には、酸素析出核が十分に増加せず、
次の第２段熱処理を行ったときに、ＩＧ効果を発揮する
のに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が８５０
℃を越える場合には、領域［ＰI］の酸素析出核密度が
低いため、第２段熱処理を行ったときにＩＧ効果を発揮
するに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が６０
０〜８５０℃で保持温度が９０分を越えかつ１２０分未
満の場合には、酸素析出核形成に伴う格子間型点欠陥の
過多によって、酸素析出核の析出量の抑制を生じる。保
持時間が２５０分以上では生産性が低下する。第２段熱
処理は上記［A-2］の急速加熱と同じである。即ち、こ
の第２段熱処理は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下
で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１００
℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持す
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、上記［A-2］と同様にウェーハ表面から１〜
１００μｍの深さにわたってＤＺ層が形成され、このＤ
Ｚ層より深い部分のＢＭＤ密度が２×１０4〜２×１０8
個／ｃｍ3のＩＧウェーハが得られる。
がある。第１段熱処理はウェーハＷ3を窒素、アルゴ
ン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下、６００
〜８５０℃で１２０〜２５０分保持することにより行わ
れる。加熱は６００〜８５０℃に維持された熱処理炉に
ウェーハを５０〜１００℃／分の速度で導入して行うこ
とが好ましい。保持温度が６００℃未満又は保持時間が
３０分未満の場合には、酸素析出核が十分に増加せず、
次の第２段熱処理を行ったときに、ＩＧ効果を発揮する
のに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が８５０
℃を越える場合には、領域［ＰI］の酸素析出核密度が
低いため、第２段熱処理を行ったときにＩＧ効果を発揮
するに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が６０
０〜８５０℃で保持温度が９０分を越えかつ１２０分未
満の場合には、酸素析出核形成に伴う格子間型点欠陥の
過多によって、酸素析出核の析出量の抑制を生じる。保
持時間が２５０分以上では生産性が低下する。第２段熱
処理は上記［A-2］の急速加熱と同じである。即ち、こ
の第２段熱処理は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下
で室温から１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１００
℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持す
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、上記［A-2］と同様にウェーハ表面から１〜
１００μｍの深さにわたってＤＺ層が形成され、このＤ
Ｚ層より深い部分のＢＭＤ密度が２×１０4〜２×１０8
個／ｃｍ3のＩＧウェーハが得られる。
【００２４】［B-3］ 請求項３に係る熱処理方法 請求項３に係る熱処理にも第１段熱処理と第２段熱処理
がある。第１段熱処理は急速加熱であって、ウェーハＷ
3を窒素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス
雰囲気下で室温から１１５０〜１２００℃まで１０℃／
秒〜１５０℃／秒の昇温速度で加熱し、１１５０〜１２
００℃で０〜３０秒間保持することにより行われる。こ
こで保持時間が０秒間とは、昇温のみ行い、保持しない
ことを意味する。加熱は室温に維持された熱処理炉、又
は連続運転の場合には余熱で数百度になっている熱処理
炉の内部にウェーハを導入し、１０〜１５０℃／秒、好
ましくは５０〜１００℃／秒の速度で１１５０〜１２０
０℃まで昇温する。昇温速度が１０℃／秒未満では酸素
析出核は増加するものの処理能力に劣り、実用的でな
い。また１１５０℃未満では酸素析出核が十分に増加せ
ず、次の第２段熱処理を行ったときに、ＩＧ効果を発揮
するのに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が１
２００℃を越えるか、又は保持時間が３０秒を越える場
合には、スリップが発生したり、熱処理の生産性が低下
する不具合を生じる。また昇温速度が１５０℃／秒を越
えると、自重応力や面内温度分布のバラツキによりスリ
ップが発生する不具合を生じる。第２段熱処理は上記
［A-2］の急速加熱と同じである。即ち、この第２段熱
処理は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で室温から
１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１００℃／秒の昇
温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持する。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、上
記［A-2］と同様にウェーハ表面から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２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ3の
ＩＧウェーハが得られる。
がある。第１段熱処理は急速加熱であって、ウェーハＷ
3を窒素、アルゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス
雰囲気下で室温から１１５０〜１２００℃まで１０℃／
秒〜１５０℃／秒の昇温速度で加熱し、１１５０〜１２
００℃で０〜３０秒間保持することにより行われる。こ
こで保持時間が０秒間とは、昇温のみ行い、保持しない
ことを意味する。加熱は室温に維持された熱処理炉、又
は連続運転の場合には余熱で数百度になっている熱処理
炉の内部にウェーハを導入し、１０〜１５０℃／秒、好
ましくは５０〜１００℃／秒の速度で１１５０〜１２０
０℃まで昇温する。昇温速度が１０℃／秒未満では酸素
析出核は増加するものの処理能力に劣り、実用的でな
い。また１１５０℃未満では酸素析出核が十分に増加せ
ず、次の第２段熱処理を行ったときに、ＩＧ効果を発揮
するのに必要なＢＭＤ密度が得られない。保持温度が１
２００℃を越えるか、又は保持時間が３０秒を越える場
合には、スリップが発生したり、熱処理の生産性が低下
する不具合を生じる。また昇温速度が１５０℃／秒を越
えると、自重応力や面内温度分布のバラツキによりスリ
ップが発生する不具合を生じる。第２段熱処理は上記
［A-2］の急速加熱と同じである。即ち、この第２段熱
処理は水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で室温から
１１００〜１２５０℃まで３℃／分〜１００℃／秒の昇
温速度で急速加熱し、１分〜２時間保持する。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、上
記［A-2］と同様にウェーハ表面から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２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ3の
ＩＧウェーハが得られる。
【００２５】
【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＞シリコン単結晶引上げ装置を用いて直径８
インチのボロン（Ｂ）がドープされたｐ型のシリコンイ
ンゴットを引上げた。このインゴットは直胴部の長さが
１２００ｍｍ、結晶方位が（１００）、抵抗率が約１０
Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3
（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴットは、引上げ時のＶ
／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から０．１８ｍｍ2／分℃ま
で連続的に減少させながら、同一条件で２本育成した。
そのうちの１本のインゴットは図３に示すように引上げ
方向にインゴット中心を切断し、各領域の位置を調べ、
別の１本から図３のＰ2に対応する位置のシリコンウェ
ーハＷ2を切出し、試料とした。この例では試料となる
ウェーハＷ2は中央にウェーハ総面積の１／２の面積
（５０％）で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含
む。このウェーハＷ2に対して上記ＯＳＦ顕在化熱処理
を行うと、図６に示すようにＯＳＦはリング状にならず
に、ウェーハの中心部にウェーハ総面積の２５％以上の
面積でディスク状に発生する。インゴットから切出し鏡
面研磨したこのウェーハＷ2を水素ガス１０％とアルゴ
ンガス９０％の雰囲気下、室温から１２００℃まで約５
０℃／分の昇温速度で加熱し、１２００℃で９０秒間保
持することにより、熱処理を行った。
る。 ＜実施例１＞シリコン単結晶引上げ装置を用いて直径８
インチのボロン（Ｂ）がドープされたｐ型のシリコンイ
ンゴットを引上げた。このインゴットは直胴部の長さが
１２００ｍｍ、結晶方位が（１００）、抵抗率が約１０
Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3
（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴットは、引上げ時のＶ
／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から０．１８ｍｍ2／分℃ま
で連続的に減少させながら、同一条件で２本育成した。
そのうちの１本のインゴットは図３に示すように引上げ
方向にインゴット中心を切断し、各領域の位置を調べ、
別の１本から図３のＰ2に対応する位置のシリコンウェ
ーハＷ2を切出し、試料とした。この例では試料となる
ウェーハＷ2は中央にウェーハ総面積の１／２の面積
（５０％）で空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を含
む。このウェーハＷ2に対して上記ＯＳＦ顕在化熱処理
を行うと、図６に示すようにＯＳＦはリング状にならず
に、ウェーハの中心部にウェーハ総面積の２５％以上の
面積でディスク状に発生する。インゴットから切出し鏡
面研磨したこのウェーハＷ2を水素ガス１０％とアルゴ
ンガス９０％の雰囲気下、室温から１２００℃まで約５
０℃／分の昇温速度で加熱し、１２００℃で９０秒間保
持することにより、熱処理を行った。
【００２６】＜比較例１＞実施例１と同一装置を用いて
直径８インチのボロン（Ｂ）がドープされたｐ型のシリ
コンインゴットを引上げた。このインゴットは直胴部の
長さ、結晶方位、抵抗率、酸素濃度が実施例１と同一で
あった。インゴットは実施例１と同様にＶ／Ｇを制御し
て、同一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴ
ットは図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を
切断し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3
に対応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料
とした。この例では試料となるウェーハＷ3はＯＳＦ顕
在化熱処理をしたときに実施例１のディスクが縮小して
ディスクのないウェーハである。このウェーハＷ3を実
施例１と同様に熱処理した。
直径８インチのボロン（Ｂ）がドープされたｐ型のシリ
コンインゴットを引上げた。このインゴットは直胴部の
長さ、結晶方位、抵抗率、酸素濃度が実施例１と同一で
あった。インゴットは実施例１と同様にＶ／Ｇを制御し
て、同一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴ
ットは図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を
切断し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3
に対応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料
とした。この例では試料となるウェーハＷ3はＯＳＦ顕
在化熱処理をしたときに実施例１のディスクが縮小して
ディスクのないウェーハである。このウェーハＷ3を実
施例１と同様に熱処理した。
【００２７】＜比較評価その１＞実施例１及び比較例１
の各ウェーハを劈開し、更にウェーハ表面をライト（Wr
ight）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、ウェーハ表面から深さ３５０μｍにお
ける領域部分のＢＭＤ面積密度を測定した。これらの結
果を表１に示す。表１から明らかなように、ＯＳＦ顕在
化熱処理をしたときに、酸素析出物が比較例１のウェー
ハより実施例１のウェーハの方が多いため、実施例１の
ウェーハは比較例１のウェーハと比べてより高いＩＧ効
果が得られる。
の各ウェーハを劈開し、更にウェーハ表面をライト（Wr
ight）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、ウェーハ表面から深さ３５０μｍにお
ける領域部分のＢＭＤ面積密度を測定した。これらの結
果を表１に示す。表１から明らかなように、ＯＳＦ顕在
化熱処理をしたときに、酸素析出物が比較例１のウェー
ハより実施例１のウェーハの方が多いため、実施例１の
ウェーハは比較例１のウェーハと比べてより高いＩＧ効
果が得られる。
【００２８】
【表１】
【００２９】＜実施例２＞実施例１と同様に直径８イン
チのｐ型のシリコンインゴットを引上げた。このインゴ
ットは直胴部の長さが１２００ｍｍ、結晶方位が（１０
０）、抵抗率が約１０Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴ
ットは、引上げ時のＶ／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から
０．１８ｍｍ2／分℃まで連続的に減少させながら、同
一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴットは
図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を切断
し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3に対
応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料とし
た。この例では試料となるウェーハＷ3は、中心部に領
域［ＰV］を有し、その周囲に領域［ＰI］を有し、更に
その周囲に領域［ＰV］を有する図７に示すウェーハＷ3
である。インゴットから切出し鏡面研磨したこのウェー
ハＷ2を窒素雰囲気下、７００℃で１２０分保持するこ
とにより、第１段熱処理を行った。次いで水素ガス１０
％とアルゴンガス９０％の雰囲気下、室温から１１００
℃まで約５０℃／分の昇温速度で加熱し、１１００℃で
１分間保持することにより、第２段熱処理を行った。
チのｐ型のシリコンインゴットを引上げた。このインゴ
ットは直胴部の長さが１２００ｍｍ、結晶方位が（１０
０）、抵抗率が約１０Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴ
ットは、引上げ時のＶ／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から
０．１８ｍｍ2／分℃まで連続的に減少させながら、同
一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴットは
図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を切断
し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3に対
応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料とし
た。この例では試料となるウェーハＷ3は、中心部に領
域［ＰV］を有し、その周囲に領域［ＰI］を有し、更に
その周囲に領域［ＰV］を有する図７に示すウェーハＷ3
である。インゴットから切出し鏡面研磨したこのウェー
ハＷ2を窒素雰囲気下、７００℃で１２０分保持するこ
とにより、第１段熱処理を行った。次いで水素ガス１０
％とアルゴンガス９０％の雰囲気下、室温から１１００
℃まで約５０℃／分の昇温速度で加熱し、１１００℃で
１分間保持することにより、第２段熱処理を行った。
【００３０】＜実施例３＞第２段熱処理を１１５０℃で
１分間行った以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱
処理した。 ＜実施例４＞第２段熱処理を１２００℃で１分間行った
以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱処理した。 ＜実施例５＞第２段熱処理を１２５０℃で１分間行った
以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱処理した。
１分間行った以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱
処理した。 ＜実施例４＞第２段熱処理を１２００℃で１分間行った
以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱処理した。 ＜実施例５＞第２段熱処理を１２５０℃で１分間行った
以外、実施例２と同様にウェーハＷ 3を熱処理した。
【００３１】＜比較評価その２＞実施例１〜５の各ウェ
ーハを劈開し、実施例１及び比較例１と同様にウェーハ
表面から深さ３５０μｍにおける領域部分のＢＭＤ面積
密度を測定した。これらの結果を表２に示す。表２から
明らかなように、実施例２〜５の２段熱処理により、各
ウェーハはＩＧ効果に必要とされるＢＭＤ密度が得られ
ることが判った。
ーハを劈開し、実施例１及び比較例１と同様にウェーハ
表面から深さ３５０μｍにおける領域部分のＢＭＤ面積
密度を測定した。これらの結果を表２に示す。表２から
明らかなように、実施例２〜５の２段熱処理により、各
ウェーハはＩＧ効果に必要とされるＢＭＤ密度が得られ
ることが判った。
【００３２】
【表２】
【００３３】＜実施例６＞実施例１と同様に直径８イン
チのｐ型のシリコンインゴットを引上げた。このインゴ
ットは直胴部の長さが１２００ｍｍ、結晶方位が（１０
０）、抵抗率が約１０Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴ
ットは、引上げ時のＶ／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から
０．１８ｍｍ2／分℃まで連続的に減少させながら、同
一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴットは
図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を切断
し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3に対
応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料とし
た。この例では試料となるウェーハＷ3は、中心部に領
域［ＰV］を有し、その周囲に領域［ＰI］を有し、更に
その周囲に領域［ＰV］を有する図７に示すウェーハＷ3
である。インゴットから切出し鏡面研磨したこのウェー
ハＷ2を窒素雰囲気下、室温から１１５０℃まで約５０
℃／秒の昇温速度で加熱し、１１５０℃で保持すること
なく第１段熱処理を行った。次いで水素ガス１０％とア
ルゴンガス９０％の雰囲気下、室温から１２００℃まで
約５０℃／分の昇温速度で加熱し、１２００℃で１分間
保持することにより、第２段熱処理を行った。
チのｐ型のシリコンインゴットを引上げた。このインゴ
ットは直胴部の長さが１２００ｍｍ、結晶方位が（１０
０）、抵抗率が約１０Ωｃｍ、酸素濃度が１．０×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であった。インゴ
ットは、引上げ時のＶ／Ｇを０．２４ｍｍ2／分℃から
０．１８ｍｍ2／分℃まで連続的に減少させながら、同
一条件で２本育成した。そのうちの１本のインゴットは
図３に示すように引上げ方向にインゴット中心を切断
し、各領域の位置を調べ、別の１本から図３のＰ3に対
応する位置のシリコンウェーハＷ3を切出し、試料とし
た。この例では試料となるウェーハＷ3は、中心部に領
域［ＰV］を有し、その周囲に領域［ＰI］を有し、更に
その周囲に領域［ＰV］を有する図７に示すウェーハＷ3
である。インゴットから切出し鏡面研磨したこのウェー
ハＷ2を窒素雰囲気下、室温から１１５０℃まで約５０
℃／秒の昇温速度で加熱し、１１５０℃で保持すること
なく第１段熱処理を行った。次いで水素ガス１０％とア
ルゴンガス９０％の雰囲気下、室温から１２００℃まで
約５０℃／分の昇温速度で加熱し、１２００℃で１分間
保持することにより、第２段熱処理を行った。
【００３４】＜実施例７＞第１段熱処理で３０秒間保持
した以外、実施例６と同様にウェーハＷ3を熱処理し
た。 ＜実施例８＞１２００℃で保持することなく第１段熱処
理を行った以外、実施例６と同様にウェーハＷ3を熱処
理した。 ＜実施例９＞第１段熱処理で５秒間保持した以外、実施
例８と同様にウェーハＷ3を熱処理した。 ＜実施例１０＞第１段熱処理で３０秒間保持した以外、
実施例８と同様にウェーハＷ3を熱処理した。
した以外、実施例６と同様にウェーハＷ3を熱処理し
た。 ＜実施例８＞１２００℃で保持することなく第１段熱処
理を行った以外、実施例６と同様にウェーハＷ3を熱処
理した。 ＜実施例９＞第１段熱処理で５秒間保持した以外、実施
例８と同様にウェーハＷ3を熱処理した。 ＜実施例１０＞第１段熱処理で３０秒間保持した以外、
実施例８と同様にウェーハＷ3を熱処理した。
【００３５】＜比較評価その３＞実施例６〜１０の各ウ
ェーハを劈開し、実施例１及び比較例１と同様にウェー
ハ表面から深さ３５０μｍにおける領域部分のＢＭＤ面
積密度を測定した。これらの結果を表３に示す。表３か
ら明らかなように、実施例６〜１０の２段熱処理によ
り、各ウェーハはＩＧ効果に必要とされるＢＭＤ密度が
得られ、特に第１段熱処理が１２００℃以上の実施例８
〜１０ではより高いＢＭＤ密度が得られることが判っ
た。
ェーハを劈開し、実施例１及び比較例１と同様にウェー
ハ表面から深さ３５０μｍにおける領域部分のＢＭＤ面
積密度を測定した。これらの結果を表３に示す。表３か
ら明らかなように、実施例６〜１０の２段熱処理によ
り、各ウェーハはＩＧ効果に必要とされるＢＭＤ密度が
得られ、特に第１段熱処理が１２００℃以上の実施例８
〜１０ではより高いＢＭＤ密度が得られることが判っ
た。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る発明
によれば、点欠陥の凝集体が存在しないことに加えて、
シリコンウェーハの状態での熱処理回数が少なくして所
望のＩＧ効果を発揮するウェーハを得ることができる。
また請求項２又は３に係る発明によれば、点欠陥の凝集
体が存在しないことに加えて、領域［ＰV］と領域
［ＰI］の混合領域からなる酸素濃度が０．８×１０18
〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）の
シリコンウェーハであっても、ＩＧ効果を発揮するウェ
ーハを得ることができる。
によれば、点欠陥の凝集体が存在しないことに加えて、
シリコンウェーハの状態での熱処理回数が少なくして所
望のＩＧ効果を発揮するウェーハを得ることができる。
また請求項２又は３に係る発明によれば、点欠陥の凝集
体が存在しないことに加えて、領域［ＰV］と領域
［ＰI］の混合領域からなる酸素濃度が０．８×１０18
〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）の
シリコンウェーハであっても、ＩＧ効果を発揮するウェ
ーハを得ることができる。
【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。
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。
の引上げ速度の変化を示す特性図。
【図３】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。
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４】図３の位置Ｐ1に対応するシリコンウェーハＷ1
にＯＳＦリングが出現する状況を示すウェーハＷ1の平
面図。
にＯＳＦリングが出現する状況を示すウェーハＷ1の平
面図。
【図５】図３の位置Ｐ2に対応するインゴットの軸中心
を通って軸方向にスライスした断面図。
を通って軸方向にスライスした断面図。
【図６】図３の位置Ｐ2に対応するシリコンウェーハＷ2
の中心部にＯＳＦが出現する状況を示すウェーハＷ2の
平面図。
の中心部にＯＳＦが出現する状況を示すウェーハＷ2の
平面図。
【図７】図３の位置Ｐ3に対応するシリコンウェーハＷ3
の中心部と周辺部に領域［ＰV］が現れ、これらの間に
領域［ＰI］が現れる状況を示すウェーハＷ3の平面図。
ＯＳＦリングが出現する状況を示す図。
の中心部と周辺部に領域［ＰV］が現れ、これらの間に
領域［ＰI］が現れる状況を示すウェーハＷ3の平面図。
ＯＳＦリングが出現する状況を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月４日（２０００．９．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
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。
の引上げ速度の変化を示す特性図。
【図３】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。
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４】図３の位置Ｐ1に対応するシリコンウェーハＷ1
にＯＳＦリングが出現する状況を示すウェーハＷ1の平
面図。
にＯＳＦリングが出現する状況を示すウェーハＷ1の平
面図。
【図５】図３の位置Ｐ2に対応するインゴットの軸中心
を通って軸方向にスライスした断面図。
を通って軸方向にスライスした断面図。
【図６】図３の位置Ｐ2に対応するシリコンウェーハＷ2
の中心部にＯＳＦが出現する状況を示すウェーハＷ2の
平面図。
の中心部にＯＳＦが出現する状況を示すウェーハＷ2の
平面図。
【図７】図３の位置Ｐ3に対応するシリコンウェーハＷ3
の中心部と周辺部に領域［ＰV］が現れ、これらの間に
領域［ＰI］が現れる状況を示すウェーハＷ3の平面図。
の中心部と周辺部に領域［ＰV］が現れ、これらの間に
領域［ＰI］が現れる状況を示すウェーハＷ3の平面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 嘉信 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 AB01 BA04 FE02 FE03 FE05 FE11 FE12
Claims (4)
- 【請求項１】 ＯＳＦ顕在化熱処理をした際にウェーハ
総面積の２５％以上にＯＳＦが発生しかつ転位発生を伴
わない酸素析出物を１×１０5〜３×１０7個／ｃｍ2密
度で発生するシリコンウェーハを水素ガス又は水素ガス
を含む雰囲気下で室温から１１００〜１２５０℃まで３
℃／分〜１５０℃／秒の昇温速度で急速加熱し、１分〜
２時間保持するＩＧウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在
する領域［Ｉ］に隣接しかつ点欠陥の凝集体が存在しな
いパーフェクト領域［Ｐ］に属し侵入型転位を形成し得
る最低の格子間シリコン濃度未満の領域を［ＰI］と
し、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域［Ｖ］に隣接
しかつ前記領域［Ｐ］に属しＣＯＰ又はＦＰＤを形成し
得る空孔濃度以下の領域を［ＰV］とするとき、 ［ＰV］と［ＰI］の混合領域からなりかつ酸素濃度が
０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ
3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハを窒素、アル
ゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下、６０
０〜８５０℃で１２０〜２５０分保持する第１段熱処理
を行った後、 水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で室温から１１０
０〜１２５０℃まで３℃／分〜１５０℃／秒の昇温速度
で急速加熱し、１分〜２時間保持する第２段熱処理を行
うＩＧウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在
する領域［Ｉ］に隣接しかつ点欠陥の凝集体が存在しな
いパーフェクト領域［Ｐ］に属し侵入型転位を形成し得
る最低の格子間シリコン濃度未満の領域を［ＰI］と
し、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域［Ｖ］に隣接
しかつ前記領域［Ｐ］に属しＣＯＰ又はＦＰＤを形成し
得る空孔濃度以下の領域を［ＰV］とするとき、 ［ＰV］と［ＰI］の混合領域からなりかつ酸素濃度が
０．８×１０18〜１．４×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ
3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハを窒素、アル
ゴン、水素、酸素又はこれらの混合ガス雰囲気下で室温
から１１５０〜１２００℃まで１０℃／秒〜１５０℃／
秒の昇温速度で加熱し、１１５０〜１２００℃で０〜３
０秒間保持する第１段熱処理を行った後、 水素ガス又は水素ガスを含む雰囲気下で室温から１１０
０〜１２５０℃まで３℃／分〜１００℃／秒の昇温速度
で急速加熱し、１分〜２時間保持する第２段熱処理を行
うＩＧウェーハの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載の方法に
より作られたＩＧウェーハであって、 酸素析出物の形成されない層がウェーハ表面から１〜１
００μｍの深さにわたって形成され、前記層より深い部
分に２×１０4〜２×１０8個／ｃｍ2の密度で酸素析出
物を有することを特徴とするＩＧウェーハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000005210A JP3687456B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-01-05 | シリコンウェーハにｉｇ効果を付与する熱処理方法及びこの方法によりｉｇ効果が付与されたｉｇウェーハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000005210A JP3687456B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-01-05 | シリコンウェーハにｉｇ効果を付与する熱処理方法及びこの方法によりｉｇ効果が付与されたｉｇウェーハ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004100326A Division JP4124151B2 (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Ｉｇウェーハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001189317A true JP2001189317A (ja) | 2001-07-10 |
| JP3687456B2 JP3687456B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=18533893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000005210A Expired - Lifetime JP3687456B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-01-05 | シリコンウェーハにｉｇ効果を付与する熱処理方法及びこの方法によりｉｇ効果が付与されたｉｇウェーハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687456B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008205024A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Sumco Corp | シリコンウェーハ及びその製造方法 |
| JP2016526783A (ja) * | 2013-06-11 | 2016-09-05 | サンエディソン・セミコンダクター・リミテッドＳｕｎＥｄｉｓｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ | チョクラルスキ法で成長したインゴットからスライスされた高ドープシリコンウエハ中の酸素析出 |
| JP2017157812A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 上海新昇半導體科技有限公司 | ウェハの熱処理方法 |
-
2000
- 2000-01-05 JP JP2000005210A patent/JP3687456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008205024A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Sumco Corp | シリコンウェーハ及びその製造方法 |
| JP2016526783A (ja) * | 2013-06-11 | 2016-09-05 | サンエディソン・セミコンダクター・リミテッドＳｕｎＥｄｉｓｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ | チョクラルスキ法で成長したインゴットからスライスされた高ドープシリコンウエハ中の酸素析出 |
| JP2017157812A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 上海新昇半導體科技有限公司 | ウェハの熱処理方法 |
| CN107154354A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 晶圆热处理的方法 |
| KR20170103642A (ko) * | 2016-03-03 | 2017-09-13 | 징 세미콘덕터 코포레이션 | 웨이퍼를 위한 열 처리 방법 |
| CN107154354B (zh) * | 2016-03-03 | 2020-12-11 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 晶圆热处理的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3687456B2 (ja) | 2005-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100369761B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼 및 그 열처리 방법 | |
| JP4743010B2 (ja) | シリコンウェーハの表面欠陥評価方法 | |
| US8231852B2 (en) | Silicon wafer and method for producing the same | |
| KR102317547B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 제조방법 | |
| JP2001217251A (ja) | シリコンウェーハの熱処理方法 | |
| JP3731417B2 (ja) | 点欠陥の凝集体が存在しないシリコンウェーハの製造方法 | |
| JP4131077B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2002145697A (ja) | 単結晶シリコンウェーハ、インゴット及びその製造方法 | |
| US6682597B2 (en) | Silicon wafer, and heat treatment method of the same and the heat-treated silicon wafer | |
| KR20160106602A (ko) | 실리콘 단결정 웨이퍼의 열처리방법 | |
| US6428619B1 (en) | Silicon wafer, and heat treatment method of the same and the heat-treated silicon wafer | |
| JP4107628B2 (ja) | シリコンウェーハにｉｇ効果を付与するための前熱処理方法 | |
| JP5565079B2 (ja) | Ｓｏｉウェーハの製造方法 | |
| JP3903655B2 (ja) | シリコンウェーハのｉｇ処理法 | |
| JP2001189317A (ja) | Ｉｇウェーハの製造方法及びこの方法で作られたｉｇウェーハ | |
| JP2009218620A (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2002134517A (ja) | シリコンウェーハの熱処理方法 | |
| JP2001102385A (ja) | 点欠陥の凝集体が存在しないシリコンウェーハ | |
| JP4003351B2 (ja) | Ｉｇ処理法 | |
| JP3855531B2 (ja) | ポリシリコン層付きシリコンウェーハ及びその製造方法 | |
| JP3855527B2 (ja) | シリコンウェーハの熱処理方法 | |
| JP2004087591A (ja) | シリコン単結晶インゴットの点欠陥分布を測定する方法 | |
| JP4124151B2 (ja) | Ｉｇウェーハの製造方法 | |
| JP4259708B2 (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| KR100369767B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 및 이 방법으로 열처리한 웨이퍼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040204 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040330 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050517 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050530 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3687456 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090617 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100617 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100617 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110617 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110617 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120617 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130617 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |