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JP2001151597A - Method of producing silicon water free from agglomerate of point defects - Google Patents

Method of producing silicon water free from agglomerate of point defects

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JP2001151597A
JP2001151597A JP33532699A JP33532699A JP2001151597A JP 2001151597 A JP2001151597 A JP 2001151597A JP 33532699 A JP33532699 A JP 33532699A JP 33532699 A JP33532699 A JP 33532699A JP 2001151597 A JP2001151597 A JP 2001151597A
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region
silicon
wafer
ingot
heat treatment
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JP33532699A
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Jun Furukawa
純 古川
Hisashi Furuya
久 降屋
Hideo Tanaka
英夫 田中
Yuji Nakada
裕二 中田
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a silicon water free from agglomerates of point defects, by which an IG effect is obtained even when the concentration of oxygen is >=1.2×1018 atom/cm3 (former ASTM). SOLUTION: When an area adjacent to an area [I] where interstitial silicon- type defects are predominantly present, belonging to a perfect are [P] free from agglomerates of the point defects, and containing interstitial silicon in a concentration of less than the minimum interstitial silicon concentration capable of forming an interstitial dislocation is defined as [PI] and when an area adjacent to an area [V] where hole-type point defects are predominantly present, belonging to the perfect are [P] mentioned above, and containing vacancy in a concentration of not more than the vacancy concentration capable of forming COP or EPD is defined as [Pv], an ingot constituted of at least either the area [Pv] or the area [PI] and containing oxygen in an amount of >=1.2×1018 atom-cm3 (former ASTM) is pulled up. Thereafter, a wafer cut out from the ingot is heated with a temperature raising rate of 5 to 50 deg.C/min to 900 to 1,200 deg.C from the room temperature under a hydrogen or an argon atmosphere and then kept for 5 to 120 min.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下、CZ法という。)により点欠陥の凝集体が存
在しないシリコンウェーハを製造する方法に関する。更
に詳しくは、イントリンシックゲッタリング(以下、I
G)源を有する半導体集積回路用のシリコンウェーハの
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a silicon wafer free of point defect aggregates by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method). More specifically, intrinsic gettering (hereinafter I
G) A method for manufacturing a silicon wafer for a semiconductor integrated circuit having a source.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, an oxidation-induced stacking fault (hereinafter referred to as OSF) is a cause of lowering the yield.
That. ) Nuclei of oxygen precipitates and microcrystalline particles (Crystal Originated Particl
e, hereinafter referred to as COP. ) Or interstitial dislocations (Int
erstitial-type Large Dislocation, hereinafter referred to as LD. ). OSF introduces minute defects serving as nuclei during crystal growth, becomes apparent in a thermal oxidation step or the like when manufacturing a semiconductor device, and causes defects such as an increase in leak current of the manufactured device. Also COP
Are pits caused by crystals that appear on the wafer surface when the mirror-polished silicon wafer is washed with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide. When this wafer is measured with a particle counter, these pits are also detected as light scattering defects together with the original particles. This C
OP is an electrical characteristic, for example, a time-dependent dielectric breakdown characteristic (Time Dependent dielectric Breakdown, TDD) of an oxide film.
B), oxide film breakdown voltage characteristics (Time Zero Dielectric Breakdo
wn, TZDB) and the like. Also COP
Is present on the wafer surface, a step is generated in a device wiring process, which may cause disconnection. This also causes a leak and the like in the element isolation portion, and lowers the product yield. Furthermore, LD is also called a dislocation cluster,
Alternatively, when a silicon wafer having this defect is immersed in a selective etching solution containing hydrofluoric acid as a main component, a pit is generated, and thus the silicon wafer is also called a dislocation pit. This LD also causes deterioration of electrical characteristics such as leak characteristics and isolation characteristics.

【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。
[0003] From the above, OSF, CO, etc. can be obtained from a silicon wafer used for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
There is a need to reduce P and LD. A defect-free silicon wafer having no OSF, COP and LD is disclosed in JP-A-11-1393. This defect-free silicon wafer has a perfect region [P] when a perfect region in which no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects are present in a silicon single crystal ingot is defined as [P]. P] is a silicon wafer cut from the ingot. The perfect region [P] is located between the region [I] where interstitial silicon type point defects predominantly exist and the region [V] where vacancy type point defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot. Intervene. This perfect area [P]
In the silicon wafer made of, the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient in the vertical direction of the ingot near the interface between the silicon melt and the ingot is G.
(° C./mm), V / G (mm 2 / min · ° C.) is determined so that the OSF generated in a ring shape during the thermal oxidation treatment disappears at the center of the wafer. .

【0004】一方、半導体デバイスメーカーの中には、
OSF、COP及びLDを有しない上に、デバイス工程
で生じる金属汚染をゲッタリングする能力を有するシリ
コンウェーハを求める場合がある。ゲッタリング能力が
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。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、OSF、COP及びLDを有しないけれど
も、デバイス工程の熱処理において、必ずしもウェーハ
面内で均一に酸素析出が起らず、これによりIG効果が
十分に得られない場合がある。またパーフェクト領域
[P]からなるシリコンウェーハを作り出すV/G値
は、温度勾配Gが一定である場合、インゴットの引上げ
速度Vに比例し、狭い範囲に制御された比較的低い速度
でインゴットを引上げることが要求されるが、この要求
を確実に充足することは技術的に必ずしも容易ではな
く、インゴットの生産性も高くない。
On the other hand, some semiconductor device manufacturers include:
There is a need for a silicon wafer that has no OSF, COP, and LD, and that has the ability to getter metal contamination generated in the device process. If the wafer does not have sufficient gettering ability, contamination with metal in the device process causes junction leakage, device operation failure due to trap levels due to metal impurities, and the like, thereby lowering product yield. Although the silicon wafer cut from the ingot consisting of the perfect region [P] does not have the OSF, the COP, and the LD, in the heat treatment of the device process, oxygen precipitation does not necessarily occur uniformly in the wafer surface, thereby causing The IG effect may not be sufficiently obtained. The V / G value for producing a silicon wafer composed of the perfect region [P] is proportional to the pulling speed V of the ingot when the temperature gradient G is constant, and the ingot is pulled at a relatively low speed controlled in a narrow range. However, it is not always technically easy to satisfy this requirement, and ingot productivity is not high.

【0005】この点を解決するために、上記V/Gの値
をたて軸、結晶中心から結晶周辺までの距離Dをよこ軸
とした欠陥分布図において、OSFリングの外側のN領
域(本発明の[P]領域に相当)のうち、酸素析出の多
いN2(V)領域(本発明の[PV]領域に相当)で引上
げるか、OSFリング領域を含むOSFリング内外のN
1(V)領域とN2(V)領域でシリコン単結晶を引上げ
る方法が提案されている(特開平11−15799
6)。この方法によれば、制御し易い製造条件の下で、
領域[I]及び領域[V]のいずれも存在しない、結晶
全面にわたって極低欠陥密度であるとともに、酸素析出
によるゲッタリング(IG)能力のあるシリコンウェー
ハを、高生産性を維持しながら製造することができる。
In order to solve this problem, in the defect distribution diagram in which the value of V / G is the vertical axis and the distance D from the center of the crystal to the periphery of the crystal is the horizontal axis, the N region outside the OSF ring (the Of the [P] region of the present invention), the N 2 (V) region (corresponding to the [P V ] region of the present invention) with a large amount of oxygen precipitates is pulled up or N 2 inside and outside the OSF ring including the OSF ring region.
A method of pulling a silicon single crystal in the 1 (V) region and the N 2 (V) region has been proposed (JP-A-11-15799).
6). According to this method, under easy-to-control production conditions,
A silicon wafer having neither a region [I] nor a region [V], an extremely low defect density over the entire crystal surface, and a gettering (IG) ability by oxygen precipitation is manufactured while maintaining high productivity. be able to.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−157996号公報に記載されたシリコン単結晶
の製造方法では、シリコンウェーハの状態でOSF熱酸
化処理をした際にOSF核の成長を阻害するために、成
長結晶内の酸素濃度を24ppma(ASTM’79
値)[約1.2×1018atoms/cm3(旧AST
M)に相当]未満に抑えたシリコンウェーハを用いる
か、或いは成長結晶中の1050℃から850℃までの
温度域を通過する時間を140分以下となるように熱履
歴を制御しなければならない制約があった。
However, in the method of manufacturing a silicon single crystal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157996, the growth of OSF nuclei is inhibited when the OSF is thermally oxidized in the state of a silicon wafer. Therefore, the oxygen concentration in the grown crystal was set to 24 ppma (ASTM '79).
Value) [about 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 (old AST
M)], or the thermal history must be controlled so that the time of passing through the temperature range from 1050 ° C. to 850 ° C. in the grown crystal is 140 minutes or less. was there.

【0007】本発明の目的は、領域[PV]又は領域
[PI]のいずれか一方又は双方からなる酸素濃度が
1.2×1018atoms/cm3(旧ASTM)以上
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効果が得られ、かつ点欠陥の凝集体の存在しな
いシリコン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、領域[OSF]及び領域[PV
の混合領域からなる酸素濃度が1.2×1018atom
s/cm3(旧ASTM)以上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、ウェーハ面内で均一
なIG効果が得られ、かつ点欠陥の凝集体の存在しない
シリコンウェーハの製造方法を提供することにある。本
発明の更に別の目的は、酸素ドナーキラー処理を要する
ことなく、かつ点欠陥の凝集体の存在しないシリコンウ
ェーハの製造方法を提供することにある。
An object of the present invention, the area [P V] or the region [P I] one or the oxygen concentration comprised from both of 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 changes from (old ASTM) or more ingots It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a silicon wafer that can provide an IG effect and does not have any point defect aggregates even with the silicon wafer issued.
Another object of the present invention is to provide a method using the region [OSF] and the region [P V ].
Oxygen concentration consisting of a mixed region of 1.2 × 10 18 atoms
Even if the silicon wafer is cut from an ingot of s / cm 3 (former ASTM) or more, a method for manufacturing a silicon wafer that can obtain a uniform IG effect within the wafer surface and is free from point defect aggregates. To provide. Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a silicon wafer without requiring oxygen donor killer treatment and free of point defect aggregates.

【0008】[0008]

【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内での格子間シリコン型点欠
陥が支配的に存在する領域を[I]とし、空孔型点欠陥
が支配的に存在する領域を[V]とし、格子間シリコン
型点欠陥の凝集体及び空孔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、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の改良
である。その特徴ある構成は、上記領域[I]に隣接し
かつ上記パーフェクト領域[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、上記領域[V]に隣接しかつ上記パーフ
ェクト領域[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、上記領域
[PV]又は領域[PI]のいずれか一方又は双方からな
りかつ酸素濃度が1.2×1018atoms/cm
3(旧ASTM)以上であるシリコン単結晶インゴット
を引上げ、このインゴットから切出されたシリコンウェ
ーハを水素又はアルゴンガス雰囲気下で室温から900
〜1200℃まで5〜50℃/分の昇温速度で加熱し、
5〜120分間保持する第1段熱処理を行うことにあ
る。
The invention according to claim 1 is
The region where interstitial silicon type point defects predominantly exist in a silicon single crystal ingot is [I], the region where vacancy type point defects predominantly exist is [V], and the interstitial silicon type point defects are Production of a silicon wafer free of point defect aggregates cut out from an ingot consisting of the perfect region [P], where the perfect region where no aggregates and no void type point defect aggregates are present is [P]. It is an improvement of the method. The characteristic configuration is such that a region adjacent to the region [I] and belonging to the perfect region [P] and having a lower interstitial silicon concentration lower than the minimum interstitial silicon concentration capable of forming an interstitial dislocation is referred to as [P I ], When the region adjacent to the perfect region [P] and having a vacancy concentration below the vacancy concentration capable of forming a COP or FPD is [P V ], one of the region [P V ] or the region [P I ] One or both and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm
3 A silicon single crystal ingot of (former ASTM) or higher is pulled up, and a silicon wafer cut from this ingot is heated from room temperature to 900 in a hydrogen or argon gas atmosphere.
Heating up to 1200 ° C at a heating rate of 5-50 ° C / min,
The first stage heat treatment is performed for 5 to 120 minutes.

【0009】請求項4に係る発明は、上記領域[V]に
属しかつシリコン単結晶インゴットをシリコンウェーハ
の状態で熱酸化処理をした際に発生するOSFの領域を
[OSF]とするとき、領域[OSF]を含むパーフェ
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の
改良である。その特徴ある構成は、上記領域[OSF]
及び上記領域[PV]からなりかつ酸素濃度が1.2×
1018atoms/cm3(旧ASTM)以上であるシ
リコン単結晶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水素又はアルゴンガス雰
囲気下で室温から900〜1200℃まで5〜50℃/
分の昇温速度で加熱し、5〜120分間保持する第1段
熱処理を行うことにある。
According to a fourth aspect of the present invention, when an OSF region belonging to the region [V] and generated when a silicon single crystal ingot is subjected to thermal oxidation in a state of a silicon wafer is defined as [OSF], This is an improvement in a method of manufacturing a silicon wafer free of point defect aggregates cut out from an ingot including a perfect region [P] including [OSF]. The characteristic configuration is described in the above area [OSF]
And made from the area [P V] and the oxygen concentration is 1.2 ×
A silicon single crystal ingot of 10 18 atoms / cm 3 (former ASTM) or more is pulled up, and a silicon wafer cut from this ingot is heated to 5 to 50 ° C. from room temperature to 900 to 1200 ° C. in a hydrogen or argon gas atmosphere.
The first stage heat treatment is performed by heating at a heating rate of 1 minute and holding for 5 to 120 minutes.

【0010】請求項1又は請求項4に係る発明では、イ
ンゴットの酸素濃度が1.2×10 18atoms/cm
3(旧ASTM)以上あっても、シリコンウェーハが領
域[PV]又は領域[PI]のいずれか一方又は双方から
なるか、或いは領域[OSF]及び領域[PV]からな
るときに、このインゴットから切出されたシリコンウェ
ーハを上記条件で熱処理すると、ウェーハ内の酸素の外
方拡散効果により結晶成長時に導入された酸素析出核や
OSF核がウェーハの表面近傍で収縮又は消失し、これ
によりウェーハ表面にデヌーデッドゾーン(Denuded Zo
ne、以下、DZ層という。)が形成される。またウェー
ハ表面近傍より内部のウェーハでは酸素濃度が1.2×
1018atoms/cm3(旧ASTM)以上であるた
め、所定密度以上の酸素析出物(Bulk Micro Defect、
以下、BMDという。)が発生し、IG効果を有するよ
うになる。
In the invention according to claim 1 or 4,
The oxygen concentration of ngot is 1.2 × 10 18atoms / cm
Three(Former ASTM) silicon wafers
Area [PV] Or area [PI] From either one or both
Or the region [OSF] and the region [PV]
The silicon wafer cut from this ingot
When the wafer is heat-treated under the above conditions, oxygen outside the wafer
Oxygen precipitate nuclei introduced during crystal growth due to the
OSF nuclei shrink or disappear near the wafer surface,
Denuded zone (Denuded Zo)
ne, hereinafter referred to as a DZ layer. ) Is formed. Also way
C. Oxygen concentration is 1.2 × in the wafer inside from near the surface.
1018atoms / cmThree(Old ASTM)
Oxygen precipitates (Bulk Micro Defect,
Hereinafter, it is called BMD. ) Occurs and has an IG effect
Swell.

【0011】請求項2又は請求項5に係る発明では、請
求項1又は請求項4記載の第1段熱処理を行った後、こ
のシリコンウェーハを窒素又は酸化性雰囲気下で室温か
ら500〜800℃の炉内に導入して750〜1100
℃まで10〜50℃/分の昇温速度で加熱し、4〜48
時間保持する第2段熱処理を行う方法である。また請求
項3に係る発明では、請求項1記載の第1段熱処理を行
った後、このシリコンウェーハを窒素又は酸化性雰囲気
下で室温から400〜700℃の炉内に導入して800
〜1100℃まで0.5〜10℃/分の昇温速度で加熱
し、0.5〜40時間保持する第2段熱処理を行う方法
である。上記条件で第2段熱処理を行うことにより、第
1段熱処理で形成したウェーハのBMD密度が増大し、
ウェーハ面内のBMD密度の分布が均一化するようにな
る。
In the invention according to claim 2 or 5, after the first stage heat treatment according to claim 1 or 4, the silicon wafer is heated from room temperature to 500 to 800 ° C. in a nitrogen or oxidizing atmosphere. 750 to 1100
To a temperature of 10 to 50 ° C./min.
This is a method of performing a second-stage heat treatment for holding for a time. Further, in the invention according to claim 3, after performing the first-stage heat treatment according to claim 1, the silicon wafer is introduced into a furnace at room temperature to 400 to 700 ° C. in a nitrogen or oxidizing atmosphere to 800 ° C.
This is a method in which a second stage heat treatment is performed in which heating is performed at a heating rate of 0.5 to 10 ° C./min to 〜1100 ° C. and maintained for 0.5 to 40 hours. By performing the second-stage heat treatment under the above conditions, the BMD density of the wafer formed by the first-stage heat treatment increases,
The distribution of the BMD density in the wafer surface becomes uniform.

【0012】[0012]

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The silicon wafer of the present invention has a C
After the ingot is pulled up from the silicon melt in the hot zone furnace by the Z method with a predetermined pulling speed profile based on Voronkov's theory, the ingot is sliced. Generally, when a silicon single crystal ingot is pulled up from a silicon melt in a hot zone furnace by the CZ method, point defects and agglomerates: Defects). Point defects have two general forms: vacancy type point defects and interstitial silicon type point defects. A vacancy-type point defect is one in which one silicon atom has separated from one of the normal positions in the silicon crystal lattice. Such holes become hole type point defects. On the other hand, if an atom is found at a position (interstitial site) other than the lattice point of the silicon crystal, this becomes an interstitial silicon point defect.

【0013】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)の間の接触面で導
入される。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前述
したCOPの他に、LSTD(Laser ScatteringTomogr
aph 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分間無撹拌にてセコエッチング(Secco etching、
2Cr27:50%HF:純水=44g:2000cc:1000cc)
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。
[0013] Point defects are generally introduced at the interface between the silicon melt (molten silicon) and the ingot (solid silicon). However, by continuously pulling up the ingot, the portion that was the contact surface starts to cool down with pulling up. During cooling, vacancy-type point defects or interstitial silicon-type point defects merge with each other by diffusion to form vacancy agglomerates or interstitial agglomerates. Is formed. In other words, the aggregate is a three-dimensional structure generated due to the merging of point defects. Aggregates of vacancy-type point defects are LSTDs (Laser Scattering Tomograms) in addition to the COPs described above.
An agglomerate of interstitial silicon-type point defects includes a defect called an LD, which includes a defect called an aph defect or an FPD (Flow Pattern Defects). FPD stands for Secco etching, a silicon wafer manufactured by slicing an ingot without stirring for 30 minutes.
(K 2 Cr 2 O 7 : 50% HF: pure water = 44 g: 2000 cc: 1000 cc)
Is a source of traces exhibiting a unique flow pattern that appears when etching is performed using a mixed solution of LSTD.
It is a source that has a refractive index different from that of silicon and generates scattered light when a silicon single crystal is irradiated with infrared rays.

【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)、インゴットとシリコン融液の
界面近傍のインゴット中の温度勾配を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1A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1A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。
[0014] Boronkov's theory states that the number of defects is small and high.
Raising the ingot to grow a pure ingot
V (mm / min), the ingot and silicon melt
The temperature gradient in the ingot near the interface is G (° C / mm)
V / G (mmTwo/ Min / ℃)
It is. In this theory, as shown in FIG.
On the horizontal axis, vacancy-type point defect concentration and interstitial silicon-type point
V / G and point defect density are plotted on the same vertical axis for defect density.
The relationship between vacancy region and interstitial silicon
Explain that the boundaries of the area are determined by V / G
I have. More specifically, when the V / G ratio is above the critical point,
While an ingot having a predominant point defect density is formed, V /
When the G ratio is below the critical point, the interstitial silicon-type point defect concentration is excellent.
A vigorous ingot is formed. In FIG. 1A, [I]
Is mainly dominated by interstitial silicon type point defects.
Region where point defects of recon type exist ((V / G)1Below)
However, [V] is dominated by vacancy type point defects in the ingot.
In the region where the aggregate of vacancy type point defects exists ((V /
G)Two[P] is an aggregate of vacancy type point defects and
Aggregates free of interstitial silicon-type point defects
Area ((V / G) 1~ (V / G)Two). Area [P]
The region [V] adjacent to the region [V]
SF] ((V / G)Two~ (V / G)Three) Exists.

【0015】このパーフェクト領域[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。
The perfect area [P] is further classified into an area [P I ] and an area [P V ]. [P I ] is V / G
The ratio is from (V / G) 1 to the critical point,
[P V ] is a region where the V / G ratio is from the critical point to the above (V / G) 2 . That is, [P I ] is a region adjacent to the region [I] and having an interstitial silicon type point defect concentration lower than the lowest interstitial silicon type point defect concentration capable of forming an interstitial dislocation, and [P V] ] Is a region adjacent to the region [V] and having a vacancy-type point defect concentration lower than the lowest vacancy-type point defect concentration capable of forming an OSF.

【0016】本願請求項1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(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(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2
に係る発明の所定の引上げ速度プロファイルは、V/G
が臨界点以上であって、(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4に係る発明の所定の
引上げ速度プロファイルは、V/Gが臨界点以上であっ
て、(V/G)3以下に維持されるように決められる。
[0016] The predetermined pulling speed profile of the invention according to claim 1 or 3 of the present invention is such that when the ingot is pulled up from the silicon melt in the hot zone furnace, the ratio of the pulling speed to the temperature gradient (V / G) is determined by the lattice distance. Preventing the generation of silicon type point defect aggregates (V / G) 1 or more,
Aggregates of vacancy-type point defects are limited to a region in the center of the ingot where vacancy-type point defects predominantly exist (V / G) 2
It is determined to be maintained below. Claim 2 of the present application
The predetermined pulling speed profile of the invention according to
Is equal to or higher than the critical point and maintained at (V / G) 2 or lower. Further, the predetermined pulling speed profile of the invention according to claim 4 of the present application is determined such that V / G is equal to or higher than the critical point and equal to or lower than (V / G) 3 .

【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に、軸方向にス
ライスし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。即ち、図1Eに示すように引上げ
速度を1.2mm/分から0.4mm/分まで徐々に低
下させてV/Gを連続的に低下させたときのインゴット
の断面図を図1B、図1C及び図1Dにそれぞれ示す。
各図の横軸はそれぞれ図1Aの横軸(V/G)に対応し
て描かれている。図1Bは上記インゴットをN2雰囲気
下、1000℃、40時間熱処理した後のX線トポグラ
フによる概念図である。この図では引上げ速度を低下さ
せるに従って領域[V]、領域[OSF]、領域
[PV]、領域[PI]及び領域[I]が現れる。図1C
は引上げ直後(as-grownの状態)の上記インゴットを3
0分間セコエッチングしたときの結晶の欠陥分布図であ
る。この図では上記[V]に相当する領域にCOP、F
PDが現れ、上記[I]に相当する領域にLDが現れ
る。更に図1Dは上記インゴットを湿潤O2雰囲気下、
1100℃、1時間熱処理した後、2分間セコエッチン
グしたときの結晶の欠陥分布図である。この図ではOS
Fが現れる。
The pulling speed profile is determined by simulating the reference ingot in the axial direction experimentally or by combining these techniques, based on the above-mentioned Boronkov theory by simulation. That is, this determination is made by slicing the ingot sliced in the axial direction in the transverse direction after the simulation, confirming it in a wafer state, and repeating the simulation. For the simulation, a plurality of kinds of pulling speeds are determined within a predetermined range, and a plurality of reference ingots are grown. That is, as shown in FIG. 1E, sectional views of the ingot when the pulling speed is gradually reduced from 1.2 mm / min to 0.4 mm / min to continuously reduce V / G are shown in FIGS. 1B, 1C and 1C. Each is shown in FIG. 1D.
The horizontal axis in each figure is drawn corresponding to the horizontal axis (V / G) in FIG. 1A. FIG. 1B is a conceptual diagram by an X-ray topograph after heat-treating the ingot in an N 2 atmosphere at 1000 ° C. for 40 hours. In this figure, the region [V], the region [OSF], the region [P V ], the region [P I ], and the region [I] appear as the pulling speed decreases. FIG. 1C
Is three ingots immediately after being pulled (as-grown)
It is a defect distribution figure of the crystal at the time of seco etching for 0 minutes. In this figure, COP, F
PD appears, and LD appears in a region corresponding to the above [I]. FIG. 1D further shows that the ingot was placed under a wet O 2 atmosphere.
FIG. 3 is a crystal defect distribution diagram when heat-treated at 1100 ° C. for 1 hour and then subjected to secco etching for 2 minutes. In this figure, OS
F appears.

【0018】図1Bに対応する図2において、4カ所で
インゴットをスライスしたときのシリコンウェーハ
1、W2、W3及びW4をそれぞれ図3A、図3B、図3
C及び図3Dに示す。ウェーハW1は中心部にOSF核
を形成する領域[OSF]が、その周囲に領域[PV
が存在する。ウェーハW2はすべてが領域[PV]であ
る。ウェーハW3は中心部に領域[PV]が、その周囲に
領域[PI]が存在する。ウェーハW4はすべてが領域
[PI]である。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
/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。
In FIG. 2 corresponding to FIG. 1B, silicon wafers W 1 , W 2 , W 3 and W 4 when the ingot is sliced at four locations are shown in FIGS. 3A, 3B and 3 respectively.
C and FIG. 3D. Wafer W 1 is the area [OSF] to form an OSF nuclei in the center, the area around it [P V]
Exists. All wafer W 2 is is an area [P V]. Wafer W 3 being area in the heart [P V] is, there is a region [P I] around its periphery. All wafer W 4 is is an area [P I]. Aggregates of point defects such as COP and LD may show different values of detection sensitivity and detection lower limit depending on the detection method. Therefore, in this specification,
The meaning of "there is no aggregate of point defects" means that the product of the observation area and the etching allowance is observed as the inspection volume by an optical microscope after subjecting a mirror-finished silicon single crystal to non-stirring seco etching. The lower limit of detection is when one defect of each aggregate of a flow pattern (vacancy type defect) and dislocation cluster (interstitial silicon type point defect) is detected in an inspection volume of 1 × 10 −3 cm 3. The value (1 × 10 3 / cm 3 ) means that the number of point defect aggregates is equal to or less than the lower limit of detection.

【0019】本発明のシリコンウェーハは上述したウェ
ーハW1、W2、W3及びW4のいずれかであって、かつ初
期の酸素濃度が1.2×1018atoms/cm3(旧
ASTM)以上であることが必要である。このためにシ
リコンウェーハに切出される前のインゴットはその酸素
濃度が1.2×1018atoms/cm3(旧AST
M)以上である。これは第1段熱処理により上記ウェー
ハW1〜W4に所望の密度以上のBMDを発生させてウェ
ーハW1〜W4をIGウェーハにするためである。
The silicon wafer of the present invention is any one of the above-mentioned wafers W 1 , W 2 , W 3 and W 4 and has an initial oxygen concentration of 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 (former ASTM). It is necessary to be above. For this reason, the ingot before being cut into a silicon wafer has an oxygen concentration of 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 (former AST
M) or more. This is to IG wafer to the wafer W 1 to W-4 to thereby generate a desired density over BMD wafer W 1 to W-4 by the first stage heat treatment.

【0020】次に上記シリコンウェーハの第1段熱処理
及び第2段熱処理について説明する。 (a) 第1段熱処理 上記ウェーハW1〜W4の第1段熱処理(請求項4及び請
求項1)は、ウェーハW1〜W4を水素又はアルゴンガス
雰囲気下で室温から900〜1200℃まで5〜50℃
/分の昇温速度で加熱し、5〜120分間保持すること
により行われる。熱処理雰囲気を非酸化性の水素又はア
ルゴンガス雰囲気にするのは、ウェーハ内の酸素の外方
拡散効果により結晶成長時に導入された酸素析出核又は
OSF核をウェーハ表面近傍で収縮又は消失させて、ウ
ェーハ表面において深さ方向にDZ層(幅約1〜5μ
m)を形成するためである。昇温速度が50℃/分を越
え、かつ保持温度が900℃未満又は保持時間が5分未
満の場合には、酸素の外方拡散効果が低いために結晶成
長時に導入された酸素析出核又はOSF核が収縮せず、
ウェーハ表面において深さ方向にDZ層を十分に形成で
きない。またウェーハ内部においてIG効果を奏するの
に必要なBMD密度が得られない。一方、昇温速度が5
℃/分未満で、かつ保持温度が1200℃を越える場合
には、炉やボード材の熱的耐久性や熱処理の生産性が低
下する。第1段熱処理は、室温から1000〜1200
℃まで10〜40℃/分の昇温速度で加熱し、10〜6
0分間保持することが好ましい。
Next, the first-stage heat treatment and the second-stage heat treatment of the silicon wafer will be described. (a) a first stage heat treatment of the first stage heat treatment the wafer W 1 to W-4 (claim 4 and claim 1), 900 to 1200 ° C. from room wafers W 1 to W-4 in hydrogen or an argon gas atmosphere Up to 5-50 ° C
/ Min and heating for 5 to 120 minutes. The heat treatment atmosphere is made to be a non-oxidizing hydrogen or argon gas atmosphere by shrinking or eliminating oxygen precipitate nuclei or OSF nuclei introduced during crystal growth due to the outward diffusion effect of oxygen in the wafer near the wafer surface, DZ layer (width about 1-5μ)
m). When the heating rate exceeds 50 ° C./min and the holding temperature is less than 900 ° C. or the holding time is less than 5 minutes, oxygen precipitation nuclei introduced during crystal growth due to a low oxygen outward diffusion effect or OSF nucleus does not shrink,
The DZ layer cannot be formed sufficiently in the depth direction on the wafer surface. Also, the BMD density required to exhibit the IG effect inside the wafer cannot be obtained. On the other hand, when the heating rate is 5
When the holding temperature is lower than 1200 ° C. and the holding temperature exceeds 1200 ° C., the thermal durability of the furnace and the board material and the productivity of the heat treatment decrease. The first stage heat treatment is performed from room temperature to 1000 to 1200.
To 10 ° C / min at a heating rate of 10 to 40 ° C / min.
It is preferable to hold for 0 minutes.

【0021】(b) 第2段熱処理 第1段熱処理を行ったウェーハW1〜W4は第2段熱処理
を行うことが、BMD密度が増大し、IG効果がより高
められるため、好ましい。上記ウェーハW1及びW2の第
2段熱処理(請求項5及び請求項2)は、ウェーハW1
及びW2を窒素又は酸化性雰囲気下で室温から500〜
800℃の炉内に導入して750〜1100℃まで10
〜50℃/分の昇温速度で加熱し、4〜48時間保持す
ることにより行われる。熱処理雰囲気を窒素又は酸化性
雰囲気にするのは、第1段熱処理で形成されたBMD密
度をより高めるためである。昇温速度が50℃/分を越
え、かつ保持温度が750℃未満又は保持時間が4時間
未満の場合には、BMDを十分に高くすることが困難に
なる。一方、昇温速度が10℃/分未満で、かつ保持温
度が1100℃を越えるか、又は保持時間が48時間を
越える場合には、熱処理の生産性が低下する。この場合
の第2段熱処理は、室温から600〜800℃の炉内に
導入して800〜1000℃まで10〜40℃/分の昇
温速度で加熱し、6〜40時間保持することが好まし
い。
(B) Second-stage heat treatment It is preferable to perform the second-stage heat treatment on the wafers W 1 to W 4 that have been subjected to the first-stage heat treatment, because the BMD density increases and the IG effect is further enhanced. The second-stage heat treatment of the wafers W 1 and W 2 (claims 5 and 2) is performed by the wafer W 1
500 and W 2 from room temperature under a nitrogen or oxidizing atmosphere
Introduced into a furnace at 800 ° C to 10 to 750 to 1100 ° C
It is performed by heating at a heating rate of 〜50 ° C./min and holding for 4 to 48 hours. The reason why the heat treatment atmosphere is a nitrogen or oxidizing atmosphere is to further increase the density of the BMD formed in the first heat treatment. When the rate of temperature rise exceeds 50 ° C./min and the holding temperature is less than 750 ° C. or the holding time is less than 4 hours, it is difficult to sufficiently increase the BMD. On the other hand, if the heating rate is less than 10 ° C./min and the holding temperature exceeds 1100 ° C., or the holding time exceeds 48 hours, the productivity of the heat treatment decreases. In this case, the second-stage heat treatment is preferably performed by introducing into a furnace at room temperature to 600 to 800 ° C., heating from 800 to 1000 ° C. at a heating rate of 10 to 40 ° C./min, and holding for 6 to 40 hours. .

【0022】上記ウェーハW3及びW4の第2段熱処理
(請求項3)は、ウェーハW3及びW4を第1段熱処理し
た後、このシリコンウェーハを窒素又は酸化性雰囲気下
で室温から400〜700℃の炉内に導入して800〜
1100℃まで0.5〜10℃/分の昇温速度で加熱
し、0.5〜40時間保持することにより行われる。熱
処理雰囲気を窒素又は酸化性雰囲気にするのは、上記と
同じ理由である。昇温速度が10℃/分を越え、かつ保
持温度が800℃未満又は保持時間が0.5時間未満の
場合には、ウェーハ面内で均一にBMDを形成すること
が困難になる。一方、昇温速度が0.5℃/分未満で、
かつ保持温度が1100℃を越えるか、又は保持時間が
40時間を越える場合には、熱処理の生産性が低下す
る。この場合の第2段熱処理は、室温から300〜60
0℃の炉内に導入して900〜1000℃まで1〜3℃
/分の昇温速度で加熱し、1〜12時間保持することが
好ましい。第1段熱処理を行うことにより、ウェーハプ
ロセスのうちの酸素ドナーキラー処理が不要となる。
In the second stage heat treatment of the wafers W 3 and W 4 (claim 3), after the first stage heat treatment of the wafers W 3 and W 4 , the silicon wafer is heated from room temperature to 400 ° C. in a nitrogen or oxidizing atmosphere. ~ 700 ° C in furnace and 800 ~
The heating is performed by heating to 1100 ° C. at a temperature increasing rate of 0.5 to 10 ° C./min and holding for 0.5 to 40 hours. The reason why the heat treatment atmosphere is a nitrogen or oxidizing atmosphere is the same as the above. If the temperature rise rate exceeds 10 ° C./min and the holding temperature is less than 800 ° C. or the holding time is less than 0.5 hour, it becomes difficult to form BMD uniformly in the wafer surface. On the other hand, if the heating rate is less than 0.5 ° C./min,
If the holding temperature exceeds 1100 ° C. or the holding time exceeds 40 hours, the productivity of the heat treatment decreases. In this case, the second stage heat treatment is performed at room temperature to 300 to 60.
Introduced into a furnace at 0 ° C, 1-3 ° C up to 900-1000 ° C
/ Min and preferably maintained for 1 to 12 hours. By performing the first-stage heat treatment, the oxygen donor killer treatment in the wafer process becomes unnecessary.

【0023】[0023]

【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6
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
600mm、結晶方位が(100)、抵抗率が1〜15
Ωcm、酸素濃度が1.4×1018atoms/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2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本から各領域の位置に対応してシリコンウェーハ
を切出し、試料とした。この例では試料となるウェーハ
は、中心部に領域[OSF]を有し、その周囲に領域
[PV]を有する図2及び図3Aに示すウェーハW1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W
1を水素雰囲気下で室温から1200℃まで10℃/分
の昇温速度で加熱し、60分間保持する第1段熱処理を
行った。
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. <Example 1> Diameter 6 using a silicon single crystal pulling apparatus
An inch of boron (B) doped p-type silicon ingot was pulled up. This ingot has a straight body length of 600 mm, a crystal orientation of (100), and a resistivity of 1 to 15
Ωcm, oxygen concentration is 1.4 × 10 18 atoms / cm 3
(Old ASTM). Ingot is V when pulling
While reducing / G of 0.24mm 2 / min ° C. 0.18 mm 2 / minute ° C. until continuously grown two under the same conditions.
One of the ingots cuts the center of the ingot in the pulling direction as shown in FIG. 2 and checks the position of each area.
A silicon wafer was cut out from another one corresponding to the position of each region to obtain a sample. Wafer as a sample in this example has a region [OSF] in the center, a wafer W 1 shown in FIGS. 2 and 3A with the region [P V] around it. This wafer W cut out from an ingot and mirror-polished
1 was heated from room temperature to 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere at a rate of 10 ° C./min, and a first-stage heat treatment was performed for 60 minutes.

【0024】<実施例2>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW1を水素雰囲気下で室
温から1200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、
60分間保持する第1段熱処理を行った後、このウェー
ハW1を窒素雰囲気下で室温から800℃の炉内に導入
して1000℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、2
4時間保持する第2段熱処理を行った。
[0024] <Example 2> was heated at a heating rate of 10 ° C. / min to 1200 ° C. from room temperature wafer W 1 was cut polished from the same ingot as in Example 1 under a hydrogen atmosphere,
After the first stage heat treatment for holding 60 minutes, the wafer W 1 is heated at a heating rate of 1000 ° C. up to 10 ° C. / min was introduced into the furnace of 800 ° C. from room temperature under a nitrogen atmosphere, 2
A second-stage heat treatment for 4 hours was performed.

【0025】<比較例1>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW1であって、第1段熱
処理も第2段熱処理も行わないウェーハW1を比較例1
とした。
[0025] <Comparative Example 1> A wafer W 1 was cut polished from the same ingot as in Example 1, comparing the wafer W 1 to the first stage heat treatment be not performed the second stage heat treatment Example 1
And

【0026】<比較例2>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW1であって、第1段熱
処理を行わずに、実施例2の第2段熱処理のみ行ったウ
ェーハW1を比較例2とした。
[0026] <Comparative Example 2> A wafer W 1 was cut polished from the same ingot as in Example 1, without first stage heat treatment, the wafer W 1 Been only the second-stage heat treatment in Example 2 Comparative Example 2 was set.

【0027】<比較評価1>実施例1と比較例1のウェ
ーハをそれぞれ湿潤酸素雰囲気下で1200℃、60分
間加熱して、OSF顕在化熱処理を行った後、セコエッ
チングを2分間行った。その結果、図4に示すように比
較例1のウェーハではその中心部にOSFが顕在化した
のに対して、実施例1のウェーハでは表面から20μm
の深さにわたって全面OSFフリーであった。また実施
例1,2及び比較例1,2のウェーハをそれぞれ劈開
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、ウ
ェーハ表面から深さ100μmにおけるウェーハ中心部
からウェーハ周辺部までのウェーハ全面のBMD体積密
度を測定した。これらの結果を図5に示す。図5の右端
図のよこ軸はウェーハ中心部(0mm)からウェーハ周
辺部(±75mm)までを表し、たて軸はBMD体積密
度を表す。
<Comparative Evaluation 1> The wafers of Example 1 and Comparative Example 1 were each heated at 1200 ° C. for 60 minutes in a humid oxygen atmosphere, subjected to OSF revealing heat treatment, and then subjected to seco etching for 2 minutes. As a result, as shown in FIG. 4, in the wafer of Comparative Example 1, OSF became apparent at the center thereof, whereas in the wafer of Example 1, 20 μm from the surface.
Was OSF-free over the entire depth. Further, the wafers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were cleaved, respectively, and the wafer surface was selectively etched with a Wright etchant. The center of the wafer at a depth of 100 μm from the wafer surface was observed by an optical microscope. The BMD volume density of the entire surface of the wafer from the portion to the peripheral portion of the wafer was measured. These results are shown in FIG. The horizontal axis in the right end view of FIG. 5 indicates the area from the center of the wafer (0 mm) to the peripheral area of the wafer (± 75 mm), and the vertical axis indicates the BMD volume density.

【0028】図5から明らかなように、比較例1のウェ
ーハからはBMDは検出下限(1×106個/cm3)以
下であった。実施例1のウェーハではウェーハ全面にわ
たってIG効果があるとされる2×107個/cm3
上、好ましくは108個/cm3台のBMD体積密度が検
出された。また実施例2のウェーハではウェーハ全面に
わたってこれより2桁大きい1010個/cm3台のBM
Dが検出され、より高いIG効果が得られることが判っ
た。なお、比較例2のウェーハでは実施例2と同様にウ
ェーハ全面にわたって1010個/cm3台のBMD体積
密度が検出されたが、このウェーハは酸化性雰囲気下で
処理するとOSFが顕在化した。更に実施例1,2及び
比較例2のウェーハの各表面におけるDZ層の幅を測定
したところ、それぞれ5μm、5μm及び0.5μm以
下であった。なお、比較例1のウェーハの表面における
DZ層は検出不能であった。
As is apparent from FIG. 5, the BMD of the wafer of Comparative Example 1 was lower than the lower detection limit (1 × 10 6 / cm 3 ). In the wafer of Example 1, a BMD volume density of 2 × 10 7 pieces / cm 3 or more, preferably about 10 8 pieces / cm 3, which is considered to have an IG effect over the entire surface of the wafer, was detected. Further, in the wafer of Example 2, the BM of 10 10 / cm 3, which is two orders of magnitude larger than the whole wafer,
D was detected, indicating that a higher IG effect was obtained. In the wafer of Comparative Example 2, as in Example 2, a BMD volume density of about 10 10 / cm 3 was detected over the entire surface of the wafer, but when this wafer was treated in an oxidizing atmosphere, OSF became apparent. Further, when the width of the DZ layer on each surface of the wafers of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 was measured, they were 5 μm, 5 μm and 0.5 μm or less, respectively. The DZ layer on the surface of the wafer of Comparative Example 1 was not detectable.

【0029】<実施例3>実施例1で引上げたインゴッ
トからシリコンウェーハを切出し、試料とした。この例
では試料となるウェーハは、中心部に領域[PV]を有
し、その周囲に領域[PI]を有する図2及び図3C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W3を水素雰囲気下で室温から12
00℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、60分間保
持する第1段熱処理を行った。
Example 3 A silicon wafer was cut out from the ingot pulled up in Example 1 and used as a sample. Wafer as a sample in this example has an area [P V] in the center, a wafer W 3 shown in FIGS. 2 and 3C have areas [P I] around its periphery. The wafer W 3 cut out from the ingot and polished to a mirror surface was heated from room temperature to 12 under a hydrogen atmosphere.
The first stage heat treatment was performed by heating to 00 ° C. at a rate of 10 ° C./min and holding for 60 minutes.

【0030】<実施例4>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW3を水素雰囲気下で室
温から1200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、
60分間保持する第1段熱処理を行った後、このウェー
ハW3を窒素雰囲気下で室温から800℃の炉内に導入
して1000℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、2
4時間保持する第2段熱処理を行った。
<Embodiment 4> A wafer W 3 cut from the same ingot as in Embodiment 1 and mirror-polished is heated from room temperature to 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere at a rate of 10 ° C./min.
After the first stage heat treatment for holding 60 minutes, the wafer W 3 was heated at a heating rate of 1000 ° C. up to 10 ° C. / min was introduced into the furnace of 800 ° C. from room temperature under a nitrogen atmosphere, 2
A second-stage heat treatment for 4 hours was performed.

【0031】<実施例5>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW3を水素雰囲気下で室
温から1200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、
60分間保持する第1段熱処理を行った後、このウェー
ハW3を窒素雰囲気下で室温から500℃の炉内に導入
して1000℃まで1℃/分の昇温速度で加熱し、4時
間保持する第2段熱処理を行った。
Example 5 A wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 1 and mirror-polished was heated in a hydrogen atmosphere from room temperature to 1200 ° C. at a rate of 10 ° C./min.
After the first stage heat treatment for holding 60 minutes, the wafer W 3 was heated at a heating rate of room temperature from 1 ° C. / minute to 1000 ° C. is introduced into the furnace of 500 ° C. under a nitrogen atmosphere, for 4 hours The holding second stage heat treatment was performed.

【0032】<比較例3>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW3であって、第1段熱
処理も第2段熱処理も行わないウェーハW3を比較例3
とした。 <比較例4>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW3であって、第1段熱処理を行わず
に、実施例4の第2段熱処理のみ行ったウェーハW3
比較例2とした。
[0032] <Comparative Example 3> Example 1 and a wafer W 3 was cut polished from the same ingot, the wafer W 3 Comparative Example 3 in which the first stage heat treatment be not performed second step heat treatment
And A wafer W 3 was cut polished from the same ingot as <Comparative Example 4> Example 1, without first stage heat treatment, compared wafer W 3 Been only the second-stage heat treatment in Example 4 Example 2 And

【0033】<比較評価2>実施例3,4,5及び比較
例3,4のウェーハをそれぞれ上記比較評価1と同様に
してウェーハ表面から深さ100μmにおけるウェーハ
中心部からウェーハ周辺部までのウェーハ全面のBMD
体積密度を測定した。これらの結果を図6に示す。図6
の右端図のよこ軸はウェーハ中心部(0mm)からウェ
ーハ周辺部(±75mm)までを表し、たて軸はBMD
体積密度を表す。図6から明らかなように、比較例3の
ウェーハからはBMDは全く検出されなかった。実施例
3のウェーハではその周辺部の領域[PI]に相当する
部分のBMD体積密度が108個/cm3以下であったの
に対して、その中心部の領域[P V]に相当する部分の
BMD体積密度はIG効果があるとされる約109個/
cm 3であった。また実施例4のウェーハではウェーハ
周辺部及び中央部にこれより2桁大きいBMDが検出さ
れた。実施例5のウェーハではウェーハ全面にわたって
約1011個/cm3のBMD体積密度が検出された。こ
のことから、実施例4のウェーハでは中心部に、また実
施例5のウェーハではウェーハ全面に、それぞれ実施例
3よりIG効果が高くなることが判った。なお、比較例
4のウェーハでは実施例4と同様にBMD体積密度が検
出されたが、この場合のBMD密度分布はウェーハの径
方向で均一性に劣っていた。更に実施例3,4及び5の
ウェーハの各表面におけるDZ層の幅を測定したとこ
ろ、いずれも5μmであった。なお、比較例3のウェー
ハの表面におけるDZ層は検出不能であり、比較例4の
DZ層はウェーハ中心部で0.5μm以下、外周部で検
出不能であった。
<Comparative Evaluation 2> Examples 3, 4, 5 and Comparative
Each of the wafers of Examples 3 and 4 was the same as in Comparative Evaluation 1 above.
Wafer at a depth of 100 μm from the wafer surface
BMD of whole wafer from center to wafer periphery
The volume density was measured. These results are shown in FIG. FIG.
The horizontal axis in the right end figure of
To the periphery (± 75mm), vertical axis is BMD
Represents the volume density. As is clear from FIG.
No BMD was detected from the wafer. Example
In the wafer of No. 3, the area [PIEquivalent to
BMD volume density of 10 parts8Pieces / cmThreeWas below
For the region [P V] Of the part corresponding to
The BMD volume density is about 10 which is said to have an IG effect.9Pieces/
cm ThreeMet. In the wafer of Example 4, the wafer
BMDs that are two orders of magnitude larger than this are detected at the periphery and center.
Was. In the wafer of Example 5, over the entire surface of the wafer
About 1011Pieces / cmThreeBMD volume density was detected. This
Therefore, in the wafer of Example 4, the center and the actual
In the wafer of Example 5, the example
It was found that the IG effect was higher than that of 3. In addition, the comparative example
In the wafer of No. 4, the BMD volume density was detected in the same manner as in Example 4.
The BMD density distribution in this case was
Poor uniformity in the direction. Further, in Examples 3, 4 and 5,
The width of the DZ layer on each surface of the wafer was measured.
In each case, it was 5 μm. The way of Comparative Example 3
The DZ layer on the surface of c was undetectable, and
The DZ layer is 0.5 μm or less at the center of the wafer and
I could not go out.

【0034】<実施例6>実施例1で引上げたインゴッ
トからシリコンウェーハを切出し、試料とした。この例
では試料となるウェーハは、全てが領域[PI]である
図2及び図3Dに示すウェーハW4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W4を水素雰囲気
下で室温から1200℃まで10℃/分の昇温速度で加
熱し、60分間保持する第1段熱処理を行った後、この
ウェーハW4を窒素雰囲気下で室温から800℃の炉内
に導入して1000℃まで10℃/分の昇温速度で加熱
し、24時間保持する第2段熱処理を行った。
Example 6 A silicon wafer was cut out from the ingot pulled up in Example 1 and used as a sample. Wafer as a sample in this example, all of which are wafer W 4 shown in FIGS. 2 and 3D is an area [P I]. After the wafer W 4 which is cut polished from ingots were heated at a heating rate of 10 ° C. / min to 1200 ° C. from room temperature under a hydrogen atmosphere, was first stage heat treatment for holding 60 minutes, the wafer W 4 A second stage heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere in a furnace from room temperature to 800 ° C., heating to 1000 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and holding for 24 hours.

【0035】<実施例7>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW4を水素雰囲気下で室
温から1200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、
60分間保持する第1段熱処理を行った後、このウェー
ハW4を窒素雰囲気下で室温から500℃の炉内に導入
して1000℃まで1℃/分の昇温速度で加熱し、4時
間保持する第2段熱処理を行った。
[0035] <Example 7> heated at a heating rate of 10 ° C. / min to 1200 ° C. from room temperature wafer W 4 which is cut polished from the same ingot as in Example 1 under a hydrogen atmosphere,
After the first stage heat treatment for holding 60 minutes, the wafer W 4 was heated at a heating rate of room temperature from 1 ° C. / minute to 1000 ° C. is introduced into the furnace of 500 ° C. under a nitrogen atmosphere, for 4 hours The holding second stage heat treatment was performed.

【0036】<比較例5>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW4であって、第1段熱
処理も第2段熱処理も行わないウェーハW4を比較例5
とした。 <比較例6>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW4であって、第1段熱処理を行わず
に、実施例6の第2段熱処理のみ行ったウェーハW4
比較例6とした。
[0036] <Comparative Example 5> A wafer W 4 which is cut polished from the same ingot as in Example 1, comparing the wafer W 4 where the first-stage heat treatment be not performed second step heat treatment Example 5
And A wafer W 4 which is cut polished from the same ingot as <Comparative Example 6> Example 1, without first stage heat treatment, compared wafer W 4 Been only the second-stage heat treatment in Example 6 Example 6 And

【0037】<比較例7>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW4であって、第1段熱
処理を行わずに、実施例7の第2段熱処理のみ行ったウ
ェーハW4を比較例7とした。
[0037] <Comparative Example 7> A wafer W 4 which is cut polished from the same ingot as in Example 1, without first stage heat treatment, the wafer W 4 Been only the second-stage heat treatment in Example 7 Comparative Example 7 was set.

【0038】<比較評価3>実施例6,7及び比較例
5,6,7のウェーハをそれぞれ上記比較評価1と同様
にしてウェーハ表面から深さ100μmにおけるウェー
ハ中心部からウェーハ周辺部までのウェーハ全面のBM
D体積密度を測定した。これらの結果を図7に示す。図
7の右端図のよこ軸はウェーハ中心部(0mm)からウ
ェーハ周辺部(±75mm)までを表し、たて軸はBM
D体積密度を表す。図7から明らかなように、比較例5
及び6の各ウェーハからはBMDは全く検出されなかっ
た。実施例6のウェーハではウェーハ全面にわたってI
G効果があるとされる2×107個/cm3のBMD体積
密度となった。また実施例7のウェーハではウェーハ全
面にわたってこれより3桁大きい1010個/cm3台の
BMD体積密度が検出され、より高いIG効果が得られ
ることが判った。なお、比較例7のウェーハでは109
個/cm3台のBMD体積密度が検出されたが、酸化性
雰囲気下で熱処理するとOSFが顕在化した。更に実施
例6及び7のウェーハの各表面におけるDZ層の幅を測
定したところ、いずれも5μmであった。なお、比較例
5及び6のウェーハの各表面におけるDZ層は検出不能
であり、比較例7のDZ層はウェーハ中心部で0.5μ
m以下、外周部で検出不能であった。
<Comparative Evaluation 3> The wafers of Examples 6 and 7 and Comparative Examples 5, 6 and 7 were processed in the same manner as in Comparative Evaluation 1 above, from the wafer surface to the wafer peripheral portion at a depth of 100 μm from the wafer surface. BM of the whole surface
The D volume density was measured. These results are shown in FIG. The horizontal axis in the right end view of FIG. 7 represents the area from the center of the wafer (0 mm) to the periphery of the wafer (± 75 mm), and the vertical axis is BM.
D represents the volume density. As is clear from FIG.
No BMD was detected from each of the wafers Nos. 6 and 6. In the wafer of the sixth embodiment, I
The BMD volume density was 2 × 10 7 particles / cm 3 , which was considered to have a G effect. In the wafer of example 7 than this 3 orders of magnitude greater 10 10 / cm 3 units of BMD volume density is detected over the entire wafer surface, it was found that higher IG effect can be obtained. In addition, in the wafer of Comparative Example 7, 10 9
A BMD volume density of the order of 3 pieces / cm 3 was detected, but when heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere, OSF became apparent. Further, when the width of the DZ layer on each surface of the wafers of Examples 6 and 7 was measured, each was 5 μm. The DZ layer on each surface of the wafers of Comparative Examples 5 and 6 was undetectable, and the DZ layer of Comparative Example 7 was 0.5 μm at the center of the wafer.
m or less, no detection was possible at the outer peripheral portion.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本願請求項1に係る
発明によれば、領域[PV]又は領域[PI]のいずれか
一方又は双方からなりかつ酸素濃度が1.2×1018
toms/cm3(旧ASTM)以上であるシリコンウ
ェーハを水素又はアルゴンガス雰囲気下で室温から90
0〜1200℃まで5〜50℃/分の昇温速度で加熱
し、5〜60分間保持する第1段熱処理を行うことによ
り、点欠陥の凝集体が存在しないことに加えて、成長結
晶内の酸素濃度を24ppma(ASTM’79値)
[約1.2×1018atoms/cm3(旧ASTM)
に相当]未満に抑えなくても、IG効果が得られる。本
願請求項4に係る発明によれば、領域[OSF]及び領
域[PV]の混合領域からなる酸素濃度が1.2×10
18atoms/cm3(旧ASTM)以上であるシリコ
ンウェーハを水素又はアルゴンガス雰囲気下で室温から
900〜1200℃まで5〜50℃/分の昇温速度で加
熱し、5〜60分間保持する第1段熱処理を行うことよ
り、点欠陥の凝集体が存在しないことに加えて、成長結
晶内の酸素濃度を24ppma(ASTM’79値)
[約1.2×1018atoms/cm3(旧ASTM)
に相当]未満に抑えなくても、ウェーハ面内で均一なI
G効果が得られる。特に従来OSFが形成される領域で
あっても、OSFフリーとなることから、IG能力のあ
るシリコンウェーハを高い生産性で製造することができ
る。本願請求項1又は4に係る第1段熱処理を行うこと
により、従来行われていた酸素ドナーキラー処理が不要
となり、更に本願請求項2,3又は5に係る第2段熱処
理を行うことにより、IG効果のより一層高いウェーハ
が得られる利点がある。
As described above, according to the invention of claim 1 of the present application, it is composed of one or both of the region [P V ] and the region [P I ] and has an oxygen concentration of 1.2 × 10 4. 18 a
A silicon wafer having a density of not less than toms / cm 3 (former ASTM) is heated from room temperature to 90 in a hydrogen or argon gas atmosphere.
By performing a first-stage heat treatment at a heating rate of 5 to 50 ° C./min from 0 to 1200 ° C. and holding for 5 to 60 minutes, in addition to the absence of point defect aggregates, Oxygen concentration of 24 ppma (ASTM '79 value)
[About 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM)
The IG effect can be obtained even if it is not suppressed below. According to the invention of claim 4 of the present application, the oxygen concentration of the mixed region of the region [OSF] and the region [P V ] is 1.2 × 10
A silicon wafer of 18 atoms / cm 3 (former ASTM) or higher is heated from room temperature to 900 to 1200 ° C. at a heating rate of 5 to 50 ° C./min in a hydrogen or argon gas atmosphere, and held for 5 to 60 minutes. By performing the one-step heat treatment, in addition to the absence of point defect aggregates, the oxygen concentration in the grown crystal was reduced to 24 ppma (ASTM '79 value).
[About 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM)
Even if it is not suppressed to less than
The G effect is obtained. Particularly, even in a region where a conventional OSF is formed, a silicon wafer having an IG capability can be manufactured with high productivity because it is free of OSF. By performing the first-stage heat treatment according to claim 1 or 4 of the present application, the oxygen donor killer treatment conventionally performed becomes unnecessary. Further, by performing the second-stage heat treatment according to claim 2, 3, or 5, There is an advantage that a wafer having a higher IG effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】A 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。 B インゴットをN2雰囲気下、1000℃、40時間
熱処理した後のX線トポグラフによる概念図。 C 引上げ直後(as-grownの状態)のインゴットをセコ
エッチングしたときの結晶の欠陥分布図。 D インゴットを湿潤O2雰囲気下熱処理した後セコエ
ッチングしたときの結晶の欠陥分布図。 E インゴットの引上げ速度の変化状況を示す図。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 A: Based on Voronkov's theory, when the V / G ratio is above the critical point, a vacancy-rich ingot is formed and the V / G
The figure which shows that an interstitial silicon-rich ingot is formed when a ratio is below a critical point. B: Conceptual diagram by X-ray topograph after heat treatment of the ingot in an N 2 atmosphere at 1000 ° C. for 40 hours. C Defect distribution diagram of the crystal when the ingot immediately after pulling (as-grown state) is subjected to secco etching. D is a crystal defect distribution diagram when the ingot is heat-treated in a humid O 2 atmosphere and then seco-etched. The figure which shows the change situation of the pulling speed of E ingot.

【図2】図1Bに対応する図。FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1B.

【図3】A 図2のW1に相当するウェーハの平面図。 B 図2のW2に相当するウェーハの平面図。 C 図2のW3に相当するウェーハの平面図。 D 図2のW4に相当するウェーハの平面図。Figure 3 is a plan view of the wafer according to W 1 A Figure 2. B Plan view of a wafer corresponding to W 2 in FIG. C Plan view of the wafer corresponding to W 3 in FIG. D Plan view of a wafer corresponding to W 4 in FIG.

【図4】実施例1及び比較例1の各ウェーハW1の熱処
理方法及びOSF顕在化処理結果を示す図。
FIG. 4 shows a heat treatment method and OSF manifestation processing result of each wafer W 1 of Example 1 and Comparative Example 1.

【図5】実施例1,2及び比較例1,2の各ウェーハW
1の熱処理方法及び各ウェーハW1におけるBMDの発生
状況を示す図。
FIG. 5 shows wafers W of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
Shows the occurrence of BMD in one of the heat treatment method and the wafer W 1.

【図6】実施例3,4,5及び比較例3,4の各ウェー
ハW3の熱処理方法及び各ウェーハW3におけるBMDの
発生状況を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a heat treatment method for each wafer W 3 of Examples 3, 4, 5 and Comparative Examples 3 and 4, and a state of occurrence of BMD in each wafer W 3 .

【図7】実施例6,7及び比較例5,6,7の各ウェー
ハW4の熱処理方法及び各ウェーハW4におけるBMDの
発生状況を示す図。
7 is a diagram showing the occurrence of BMD in the heat treatment method and the wafer W 4 of each wafer W 4 of Examples 6, 7 and Comparative Examples 5, 6 and 7.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年7月26日(2000.7.2
6)
[Submission date] July 26, 2000 (2007.2
6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 6 ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年9月4日(2000.9.4)[Submission date] September 4, 2000 (200.9.4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Correction target item name] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0032】<比較例3>実施例1と同じインゴットか
ら切出し鏡面研磨したウェーハW3であって、第1段熱
処理も第2段熱処理も行わないウェーハW3を比較例3
とした。 <比較例4>実施例1と同じインゴットから切出し鏡面
研磨したウェーハW3であって、第1段熱処理を行わず
に、実施例4の第2段熱処理のみ行ったウェーハW3
比較例とした。
[0032] <Comparative Example 3> Example 1 and a wafer W 3 was cut polished from the same ingot, the wafer W 3 Comparative Example 3 in which the first stage heat treatment be not performed second step heat treatment
And A wafer W 3 was cut polished from the same ingot as <Comparative Example 4> Example 1, without first stage heat treatment, compared wafer W 3 Been only the second-stage heat treatment in Example 4 Example 4 And

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 英夫 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 (72)発明者 中田 裕二 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 Fターム(参考) 4G077 AA02 AB01 AB02 CF10 FE12 4M106 AA01 AA13 CB03 CB19 CB20 CB30 DH55 DH56 DJ18 DJ20 DJ38 5F053 AA12 AA44 DD01 FF04 GG01 PP03 RR03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Tanaka 1-297 Kitabukurocho, Omiya City, Saitama Prefecture Inside the Silicon Research Center, Mitsubishi Materials Corporation (72) Inventor Yuji Nakata 1-297 Kitabukurocho, Omiya City, Saitama Mitsubishi Material Co., Ltd. Silicon Research Center F term (reference) 4G077 AA02 AB01 AB02 CF10 FE12 4M106 AA01 AA13 CB03 CB19 CB20 CB30 DH55 DH56 DJ18 DJ20 DJ38 5F053 AA12 AA44 DD01 FF04 GG01 PP03 RR03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン単結晶インゴット内での格子間
シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域を[I]と
し、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を[V]と
し、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥
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
の製造方法において、 前記領域[I]に隣接しかつ前記パーフェクト領域
[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、前記領域[V]に
隣接しかつ前記パーフェクト領域[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、 前記領域[PV]又は領域[PI]のいずれか一方又は双
方からなりかつ酸素濃度が1.2×1018atoms/
cm3(旧ASTM)以上であるシリコン単結晶インゴ
ットを引上げ、 前記インゴットから切出されたシリコンウェーハを水素
又はアルゴンガス雰囲気下で室温から900〜1200
℃まで5〜50℃/分の昇温速度で加熱し、5〜120
分間保持する第1段熱処理を行うことを特徴とする点欠
陥の凝集体が存在しないシリコンウェーハの製造方法。
A region where interstitial silicon type point defects predominantly exist in a silicon single crystal ingot is [I], a region where vacancy type point defects predominantly exist is [V], When a perfect region in which no aggregate of silicon-type point defects and no aggregate of void-type point defects are present is defined as [P], the aggregate of point defects cut out from the ingot including the perfect region [P] is In the method for manufacturing a silicon wafer that does not exist, a region adjacent to the region [I] and belonging to the perfect region [P] and having a lower interstitial silicon concentration lower than a minimum interstitial silicon concentration capable of forming an interstitial dislocation is referred to as [P I ]. When a region adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] and having a vacancy concentration below the vacancy concentration capable of forming COP or FPD is [P V ], the region [P V ] or the region [P I ] Nozomi One or both of them, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms /
A silicon single crystal ingot having a size of at least cm 3 (former ASTM) is pulled up, and a silicon wafer cut from the ingot is heated from room temperature to 900 to 1200 in a hydrogen or argon gas atmosphere.
To a temperature of 5 to 50 ° C./min.
A method for producing a silicon wafer free of point defect aggregates, comprising performing a first-stage heat treatment for one minute.
【請求項2】 領域[PV]からなるシリコン単結晶イ
ンゴットから切出されたシリコンウェーハを第1段熱処
理した後、このシリコンウェーハを窒素又は酸化性雰囲
気下で室温から500〜800℃の炉内に導入して75
0〜1100℃まで10〜50℃/分の昇温速度で加熱
し、4〜48時間保持する第2段熱処理を行う請求項1
記載のシリコンウェーハの製造方法。
2. After the silicon wafer cut out from a silicon single crystal ingot consisting region [P V] and heat-treated first stage, a furnace of 500 to 800 ° C. from room temperature the silicon wafer in a nitrogen or oxidizing atmosphere Introduce into 75
2. A second-stage heat treatment in which heating is performed at a heating rate of 10 to 50 ° C./min to 0 to 1100 ° C. and holding for 4 to 48 hours.
The method for producing a silicon wafer according to the above.
【請求項3】 領域[PI]又は領域[PI]と領域[P
V]の混合領域からなる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を第1段熱処理した後、こ
のシリコンウェーハを窒素又は酸化性雰囲気下で室温か
ら400〜700℃の炉内に導入して800〜1100
℃まで0.5〜10℃/分の昇温速度で加熱し、0.5
〜40時間保持する第2段熱処理を行う請求項1記載の
シリコンウェーハの製造方法。
3. An area [P I ] or an area [P I ] and an area [P
V ] after the first stage heat treatment of a silicon wafer cut from a silicon single crystal ingot comprising a mixed region of the mixed region described above, the silicon wafer is introduced into a furnace at room temperature to 400 to 700 ° C. in a nitrogen or oxidizing atmosphere. 800-1100
At a heating rate of 0.5 to 10 ° C./min.
2. The method for manufacturing a silicon wafer according to claim 1, wherein a second stage heat treatment is performed for a period of from 40 to 40 hours.
【請求項4】 シリコン単結晶インゴット内での格子間
シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域を[I]と
し、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を[V]と
し、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥
の凝集体が存在しないパーフェクト領域を[P]とし、
前記領域[V]に属し前記インゴットをシリコンウェー
ハの状態で熱酸化処理をした際に発生するOSFの領域
を[OSF]とするとき、 前記領域[OSF]を含むパーフェクト領域[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において、 前記領域[I]に隣接しかつ前記パーフェクト領域
[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、前記領域[V]に
隣接しかつ前記パーフェクト領域[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、 前記領域[OSF]及び前記領域[PV]の混合領域か
らなりかつ酸素濃度が1.2×1018atoms/cm
3(旧ASTM)以上であるシリコン単結晶インゴット
を引上げ、 前記インゴットから切出されたシリコンウェーハを水素
又はアルゴンガス雰囲気下で室温から900〜1200
℃まで5〜50℃/分の昇温速度で加熱し、5〜120
分間保持する第1段熱処理を行うことを特徴とする点欠
陥の凝集体が存在しないシリコンウェーハの製造方法。
4. A region where interstitial silicon type point defects are predominantly present in a silicon single crystal ingot is [I], a region where vacancy type point defects are predominantly present is [V], A perfect region in which no aggregates of inter-silicon type point defects and no aggregates of vacancy type point defects exist is [P],
When an OSF region belonging to the region [V] and generated when the ingot is thermally oxidized in a silicon wafer state is defined as [OSF], an ingot including a perfect region [P] including the region [OSF] A method for producing a silicon wafer free of point defect agglomerates cut out of silicon, comprising: a minimum interstitial silicon concentration adjacent to the region [I] and belonging to the perfect region [P] and capable of forming interstitial dislocations When a region less than [P I ] is defined as [P I ], and a region adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] and having a vacancy concentration or less capable of forming a COP or FPD is defined as [P V ], It is composed of a mixed region of the region [OSF] and the region [P V ] and has an oxygen concentration of 1.2 × 10 18 atoms / cm.
3 Pull up a silicon single crystal ingot of (former ASTM) or higher, and remove a silicon wafer cut from the ingot from room temperature to 900 to 1200 under a hydrogen or argon gas atmosphere.
To a temperature of 5 to 50 ° C./min.
A method for producing a silicon wafer free of point defect aggregates, comprising performing a first-stage heat treatment for one minute.
【請求項5】 領域[OSF]及び領域[PV]の混合
領域からなるシリコン単結晶インゴットから切出された
シリコンウェーハを第1段熱処理した後、このシリコン
ウェーハを窒素又は酸化性雰囲気下で室温から500〜
800℃の炉内に導入して750〜1100℃まで10
〜50℃/分の昇温速度で加熱し、4〜48時間保持す
る第2段熱処理を行う請求項4記載のシリコンウェーハ
の製造方法。
5. A silicon wafer cut from a silicon single crystal ingot comprising a mixed region of a region [OSF] and a region [P V ] is subjected to a first-stage heat treatment, and the silicon wafer is subjected to a nitrogen or oxidizing atmosphere. From room temperature to 500 ~
Introduced into a furnace at 800 ° C to 10 to 750 to 1100 ° C
5. The method for producing a silicon wafer according to claim 4, wherein the second-stage heat treatment is performed by heating at a heating rate of 50 to 50 [deg.] C./min and holding for 4 to 48 hours.
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