JP3223847B2 - Heat treatment method and manufacturing method for silicon single crystal wafer - Google Patents
Heat treatment method and manufacturing method for silicon single crystal waferInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、大量のシリコン
単結晶ウェーハを同時にかつ均等に熱処理する熱処理方
法並びに製造方法に係り、例えば10枚程度のウェーハ
を積層して1群となして、これを複数群、垂直方向に各
々僅かに傾斜させてスタック配置し、同一炉で所要の熱
処理を行うことにより、DZ(Denuded Zon
e)層形成のための酸素外方拡散熱処理、IG(Int
rinsic gettering)能を付与するため
の酸素析出物によるBMD(Bulk Micro D
efect)を生成制御する熱処理、表面COP(Cr
ystal Originated Particl
e)や基板内部のCOP源となるGrown−in欠陥
を消失させてデバイス特性の向上を図る熱処理等、いず
れの熱処理においても同時に処理する多数のウェーハに
均等にかつ効果的に熱処理を施すことが可能なシリコン
単結晶ウェーハの熱処理方法並びにこの熱処理方法を用
いた製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment method and a production method for simultaneously and uniformly heat-treating a large number of silicon single crystal wafers. For example, about 10 wafers are stacked to form a group. By stacking a plurality of groups and stacking them at a slight inclination in the vertical direction, and performing a required heat treatment in the same furnace, DZ (Denuded Zone) is performed.
e) Oxygen outward diffusion heat treatment for layer formation, IG (Int
BMD (Bulk Micro D) with oxygen precipitates for imparting rinsic gettering ability
effect), heat treatment to control generation of surface COP (Cr
ystal Originated Particl
e) A large number of wafers to be processed simultaneously in any one of the heat treatments, such as a heat treatment for eliminating a grown-in defect serving as a COP source inside the substrate and improving the device characteristics, can be uniformly and effectively subjected to heat treatment. The present invention relates to a heat treatment method for a silicon single crystal wafer and a manufacturing method using the heat treatment method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスに用いられるシリコンウ
ェーハは、ほとんどが引上げ法(チョクラルスキー法、
CZ法)で育成されたものである。このCZ法で育成さ
れるシリコン単結晶には、通常1018個/cm3程度の
酸素不純物が含まれており、そのままの状態でデバイス
製造工程に使用すると、工程中に過飽和な酸素が析出す
る。2. Description of the Related Art Most silicon wafers used for semiconductor devices are pulled up (Czochralski method,
CZ method). A silicon single crystal grown by the CZ method usually contains oxygen impurities of about 10 18 / cm 3 , and if used as it is in a device manufacturing process, supersaturated oxygen is precipitated during the process. .
【0003】又、この酸素析出物の体積膨張による歪み
で二次的に転位、積層欠陥等が発生する。これらの酸素
析出物(BMD)及びその二次欠陥は半導体デバイスの
特性に大きな影響を及ぼすもので、ウェーハ表面及びデ
バイス活性層に欠陥がある場合、リーク電流の増大、酸
化膜耐圧不良等を引き起す。In addition, dislocations, stacking faults, and the like are generated secondarily due to the strain caused by the volume expansion of the oxygen precipitate. These oxygen precipitates (BMD) and their secondary defects have a great effect on the characteristics of the semiconductor device. If there are defects on the wafer surface and the device active layer, they cause an increase in leak current and a failure in withstanding oxide film. cause.
【0004】また、MOS LSIデバイスの高集積
化、微細化に伴い16M DRAMまでは問題視されな
かったCZ法シリコン単結晶引上げ時に導入されたGr
own−in欠陥がMOSキャパシタの酸化膜耐圧特性
を著しく劣化させることから、64M DRAM以降で
はシリコン単結晶基板の表面近傍における結晶性の適否
がデバイスの信頼性及び歩留りを大きく左右することに
なる。Further, with the increase in integration and miniaturization of MOS LSI devices, Gr introduced at the time of pulling a CZ silicon single crystal which was not regarded as a problem up to 16M DRAM.
Since the own-in defect significantly degrades the oxide film breakdown voltage characteristic of the MOS capacitor, the appropriateness of the crystallinity in the vicinity of the surface of the silicon single crystal substrate greatly affects the reliability and yield of the device after 64M DRAM.
【0005】その対策として、CZ法による単結晶育成
時に酸化膜耐圧特性を改善する方法として、結晶成長速
度が0.8mm/min以下の低速で結晶育成すること
により、シリコン単結晶基板の酸化膜耐圧特性を大幅に
改善できることが提案(特開平2−267195号)さ
れている。[0005] As a countermeasure, as a method of improving the oxide film breakdown voltage characteristic during single crystal growth by the CZ method, the crystal growth rate is reduced at a low speed of 0.8 mm / min or less. It has been proposed that the withstand voltage characteristics can be significantly improved (Japanese Patent Laid-Open No. 2-267195).
【0006】また、シリコン単結晶中のGrown−i
n欠陥の低減方法として、1150℃〜1000℃まで
の温度範囲における冷却速度を2.0℃/min以下と
して結晶成長を行わせることが提案(特開平8−124
93号)されている。[0006] In addition, the Green-i in the silicon single crystal.
As a method of reducing the n-defect, it has been proposed that the crystal growth be performed at a cooling rate of 2.0 ° C./min or less in a temperature range from 1150 ° C. to 1000 ° C.
93).
【0007】別手法としてCZ法によって引上げられた
シリコン単結晶を特開平5−319988号及び特開平
5−319987号公報にシリコンインゴットを直接に
1150℃以上1400℃以下の温度での熱処理して結
晶育成時に導入されたGrown−in欠陥を縮小・消
滅させゲート酸化膜の信頼性を向上させることができる
と開示されている。As another method, a silicon single crystal pulled by the CZ method is subjected to a heat treatment at a temperature of 1150 ° C. or more and 1400 ° C. or less by directly heating a silicon ingot as disclosed in JP-A-5-319988 and JP-A-5-319998. It is disclosed that the grown-in defects introduced during the growth can be reduced or eliminated to improve the reliability of the gate oxide film.
【0008】また、ウェーハ熱処理としては、特開昭6
0−231365号公報、特開昭61−193456号
公報、特開昭61−193458号公報等に開示される
ものがあり、シリコン基板を水素雰囲気下、又は水素含
有雰囲気中で950℃から1200℃の温度で5分間以
上加熱してシリコンウェーハ表層部に酸素外方拡散促進
によるDZ層を形成する方法がある。[0008] As for the heat treatment of the wafer, Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-231365, JP-A-61-193456, JP-A-61-193458, and the like, wherein a silicon substrate is placed in a hydrogen atmosphere or a hydrogen-containing atmosphere at 950 ° C. to 1200 ° C. At a temperature of 5 minutes or more to form a DZ layer on the surface layer of the silicon wafer by promoting oxygen outward diffusion.
【0009】一方、ULSIデバイス工程では、高温で
の熱処理プロセス等で、Fe,Ni,Cuに代表される
重金属汚染があり、これら重金属汚染により、ウェーハ
表面近傍に欠陥や電気的な準位が形成されると、デバイ
スの特性が劣化するため、この重金属汚染をウェーハ表
面近傍から取り除く必要から、IGや各種のEG(Ex
trinsic gettering)のゲッタリング
手法が従来から用いられている。On the other hand, in the ULSI device process, there are heavy metal contaminations typified by Fe, Ni, and Cu due to a heat treatment process at a high temperature or the like, and these heavy metal contaminations cause defects or electric near the wafer surface. When the level is formed, the characteristics of the device are deteriorated. Therefore, it is necessary to remove the heavy metal contamination from the vicinity of the wafer surface.
A gettering technique of “trinsic gettering” has been conventionally used.
【0010】今後のデバイスプロセスは、更なる高集積
化と高エネルギー・イオン注入を用いたプロセスの低温
化が進むことが明らかで、その場合、プロセスにおける
BMDの形成が、プロセス低温化のために困難になるこ
とが予測される。従って、低温プロセスでは、高温プロ
セスに比べ十分なIG効果を得ることが困難である。ま
た、プロセスが低温化しても、高エネルギー・イオン注
入等での重金属汚染は避け難く、ゲッタリング技術は必
須と考えられる。[0010] It is clear that in the future device process, further integration and high-temperature ion implantation will be performed at lower temperatures. In this case, the formation of BMD in the process will increase the process temperature. It is expected to be difficult. Therefore, it is more difficult to obtain a sufficient IG effect in the low-temperature process than in the high-temperature process. Further, even if the process temperature is lowered, heavy metal contamination due to high energy ion implantation or the like is unavoidable, and it is considered that gettering technology is essential.
【0011】通常のCZ‐Siウェーハの高品質化につ
いては、これまでDZ‐IG処理が広く用いられてお
り、この方法は前述のごとく、ウェーハを1100℃か
ら1200℃程度の温度で高温処理をすることにより、
ウェーハ表面近傍の酸素を外方に拡散させて微小欠陥の
核となる格子間酸素を減少させ、デバイス活性領域に欠
陥の無いDZ(Denuded Zone)層を形成さ
せる。その後、600℃から900℃の低温熱処理で、
ウェーハBulk中に酸素析出核を形成するという高温
+低温の二段の熱処理が行われている。[0011] To improve the quality of ordinary CZ-Si wafers , DZ-IG processing has been widely used so far, and as described above, this method performs high-temperature processing of wafers at a temperature of about 1100 ° C to 1200 ° C. By doing
Oxygen in the vicinity of the wafer surface is diffused outward to reduce interstitial oxygen serving as nuclei of minute defects, thereby forming a defect-free DZ (Denude Zone) layer in the device active region. After that, a low-temperature heat treatment at 600 to 900 ° C.
A two-stage high-temperature and low-temperature heat treatment of forming oxygen precipitation nuclei in the wafer Bulk is performed.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CZ法
による単結晶育成時に酸化膜耐圧特性を改善する方法と
して、結晶成長速度が0.8mm/min以下の低速で
結晶育成する手法は、引上げ速度を遅くすることにより
生産性を大幅に低下させることになる。また、この方法
では格子間シリコン原子リッチの結晶となり過剰の格子
間シリコン原子に起因した転位ループ発生の問題もあ
る。一方、シリコン単結晶引上げ時に1150〜100
0℃までの温度範囲における冷却速度を2.0℃/mi
n以下とする手法もgrown−in欠陥を完全に無く
すことは不可能である。However, as a method of improving the oxide film breakdown voltage characteristics during single crystal growth by the CZ method, a method of growing a crystal at a low speed of 0.8 mm / min or less is a method of increasing the pulling speed. Slowing will significantly reduce productivity. In addition, in this method, there is a problem that the crystal becomes rich in interstitial silicon atoms and a dislocation loop is generated due to excess interstitial silicon atoms. On the other hand, when pulling a silicon single crystal, 1150 to 100
A cooling rate of 2.0 ° C./mi in a temperature range up to 0 ° C.
It is impossible to completely eliminate the grown-in defect even if the method is set to n or less.
【0013】シリコンインゴットを直接に1150℃以
上1400℃以下の温度で熱処理する手法は、インゴッ
ト全体に転位やスリップが発生し製品として利用できな
い。一方、シリコン基板を水素雰囲気下又は水素含有雰
囲気中で900℃から1200℃の温度で熱処理する手
法は確かに表面もしくは表面近傍2μm深さ程度までは
grown−in欠陥は消滅しているものの、熱処理過
程でウェーハ表面上に付着したパーティクルや、ウェー
ハ移載に起因する表面キズの除去のため、再度ウェーハ
表面を鏡面研磨するとその効果が著しく低減する。The method of directly heat-treating a silicon ingot at a temperature of 1150 ° C. or more and 1400 ° C. or less cannot be used as a product because dislocation and slip occur in the entire ingot. On the other hand, the method of heat-treating a silicon substrate at a temperature of 900 ° C. to 1200 ° C. in a hydrogen atmosphere or a hydrogen-containing atmosphere is true. If the wafer surface is mirror-polished again to remove particles adhering to the wafer surface in the process and surface flaws caused by transfer of the wafer, the effect is significantly reduced.
【0014】また、トレンチキャパシタのようにウェー
ハ表面下に8〜10μm程度の穴を掘る構造ではgro
wn−in欠陥は消滅していないので、grown−i
n欠陥の存在によるリーク電流が生じ、デバイス特性の
向上は望めない。さらにウェーハ熱処理の場合、一般的
に横型もしくは縦型炉を使用しており、熱処理を受ける
ウェーハはSiCもしくは石英材質等のボートにより1
つのボート支持溝に対してウェーハを1枚搭載する構造
になっており、大量のウェーハを同時に処理することは
容易でなかった。In a structure in which a hole of about 8 to 10 μm is dug below the wafer surface like a trench capacitor, gro
Since the wn-in defect has not disappeared, the growth-i
Leakage current occurs due to the presence of n defects, and improvement in device characteristics cannot be expected. Further, in the case of wafer heat treatment, a horizontal or vertical furnace is generally used, and the wafer to be subjected to the heat treatment is one boat by a boat made of SiC or quartz.
Since one wafer is mounted in one boat support groove, it is not easy to process a large amount of wafers at the same time.
【0015】その対策案として、従来のシリコン単結晶
基板の大量ウェーハ熱処理方法及びその装置として特開
昭57−97622号公報及び特開昭53−25351
号公報に開示されるものがありこれを図18に示す。As a countermeasure, there is a conventional method for heat-treating a large amount of silicon single crystal substrate wafers and its apparatus as disclosed in JP-A-57-97622 and JP-A-53-25351.
FIG. 18 shows an example disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H10-260, FIG.
【0016】これは、シリコン単結晶ウェーハ1を垂直
に立てた状態で横方向に複数枚重ね合わせてシリコンボ
ート2上に載置し、この重ね合わされたシリコン単結晶
ウェーハ1の両側に押え板3を押圧して支持し、このシ
リコンボート2上で押圧支持されたシリコン単結晶ウェ
ーハ1を熱処理炉4内で加熱処理する構成である。この
ように横方向に複数枚重ね合わせたシリコン単結晶ウェ
ーハ1を押え板3で両側から全面に亘って均等に加圧保
持しているので、高濃度の深い不純物拡散において反り
が小さく且つ拡散深さ、表面濃度等のバラツキを少なく
することができる。In this method, a plurality of silicon single-crystal wafers 1 are stacked in the horizontal direction in a state of standing vertically, placed on a silicon boat 2, and holding plates 3 are placed on both sides of the stacked silicon single-crystal wafers 1. Is pressed and supported, and the silicon single crystal wafer 1 pressed and supported on the silicon boat 2 is heated in a heat treatment furnace 4. Since a plurality of silicon single crystal wafers 1 superposed in the lateral direction are uniformly pressed and held from both sides by the holding plate 3, the warpage is small and the diffusion depth is low in the high concentration deep impurity diffusion. Variations such as surface concentration can be reduced.
【0017】一般に、シリコンウェーハにスリップ転位
が発生すると、このシリコン基板で作成したデバイスは
スリップ転位部よりリーク電流の増加等の悪影響があり
実用に耐えられない。図18に記載の熱処理装置におい
てはシリコンボート2上に横方向に重ね合わされたシリ
コン単結晶ウェーハ1が載置され、シリコン単結晶ウェ
ーハ1の側端部分がシリコンボート2に接触しているこ
とから、重ね合わされた全てのシリコン単結晶ウェーハ
1の各接触部位に熱処理中に転位、及びスリップが生
じ、現状生産に適用されていない。In general, when a slip dislocation occurs in a silicon wafer, a device made of this silicon substrate has an adverse effect such as an increase in leak current from the slip dislocation portion and cannot be put to practical use. In the heat treatment apparatus shown in FIG. 18, the silicon single crystal wafer 1 superposed laterally on the silicon boat 2 is placed, and the side end portion of the silicon single crystal wafer 1 is in contact with the silicon boat 2. In addition, dislocations and slips occur during the heat treatment at the respective contact sites of all the superposed silicon single crystal wafers 1 and are not applied to the current production.
【0018】上述したように、CZ引上げ時に育成した
grown−in欠陥を完全に消滅させる手法はなく、
その対策としてCZシリコン基板表面にシリコンエピタ
キシャル成長を施す動きが活発になっている。エピタキ
シャル成長膜は酸化膜耐圧特性は非常に良好であるが、
シリコンソース源としてSiHCl3、SiH2Cl2、
さらにウェーハクリーニングのためにHClガスを使用
しており、この塩素原子が配管等の腐食を促進し、重金
属汚染の問題が生じ易く、また、その製造コストも高く
デメリット部分も大きい。As described above, there is no method for completely eliminating the grown-in defects grown at the time of CZ pulling.
As a countermeasure, the movement of performing silicon epitaxial growth on the surface of a CZ silicon substrate has become active. Although epitaxial growth film is an oxide film resistance pressure characteristics are very good,
SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 ,
Further, HCl gas is used for wafer cleaning, and this chlorine atom promotes corrosion of pipes and the like, so that a problem of heavy metal contamination is likely to occur, and the production cost is high and disadvantageous portions are large.
【0019】また、酸化膜耐圧特性に影響を及ぼすgr
own−in欠陥の形状は結晶内部に存在する場合に
は、図17Bに示すごとく、内部が空洞で八面体を基本
構造とした多面体であること、及びウェーハの状態に加
工した後に表面に露出した場合には、図17Aに示すご
とく、四角錐形状の凹形状のピットであり、直径が0.
1〜0.2μmであること、ウェーハへ切り出した後、
鏡面研磨、ウェーハ洗浄を施して表面に現れる欠陥ピッ
ト(COP(Crystal Originated
Particle))が酸化膜耐圧特性に影響を及ぼし
ていたことが報告されている。しかし、従来のいずれの
熱処理にてもウェーハの表層のCOP 並びに内部のC
OPの元となるGrown−in欠陥を低減することは
できなかった。Also, gr, which affects the oxide film breakdown voltage characteristics,
When the shape of the own-in defect exists inside the crystal, as shown in FIG. 17B, the inside is a polyhedron having a hollow octahedron as a basic structure and exposed to the surface after being processed into a wafer state In this case, as shown in FIG. 17A, the pit is a concave pit having a quadrangular pyramid shape, and has a diameter of 0.
1 to 0.2 μm, after cutting into wafers
Defect pits (COP (Crystal Originated) that appear on the surface after mirror polishing and wafer cleaning
Particle) has been reported to have affected the oxide film breakdown voltage characteristics. However, in any conventional heat treatment, the COP of the surface layer of the wafer and the C
It was not possible to reduce the grown-in defect which is a source of OP.
【0020】この発明は、DZ層形成のための酸素外方
拡散熱処理、IG能を付与するためのBMDを生成制御
する熱処理、表面COPやウェーハ内部のgrown−
in欠陥を消失させてデバイス特性の改善向上を図る熱
処理等、シリコン単結晶ウェーハに施される多様な熱処
理に際して、単一の熱処理工程でシリコン単結晶ウェー
ハの処理枚数を増大させるとともに、高温熱処理雰囲気
内で転位及びスリップを抑制することができるシリコン
単結晶ウェーハの熱処理方法の提供を目的としている。The present invention includes an oxygen outward diffusion heat treatment for forming a DZ layer, a heat treatment for controlling generation of a BMD for imparting IG capability, a surface COP and a grown surface inside a wafer.
In a variety of heat treatments applied to silicon single crystal wafers, such as heat treatments that eliminate device defects and improve device characteristics, increase the number of silicon single crystal wafers processed in a single heat treatment step, It is an object of the present invention to provide a heat treatment method for a silicon single crystal wafer that can suppress dislocations and slips in the wafer.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】発明者は、シリコン単結
晶ウェーハの熱処理に際して、例えば、同一炉内に10
枚程度を同時に装入、あるいは100枚を越える大量数
枚のウェーハを同時に装入して、いずれのウェーハにも
高温熱処理雰囲気内での転位及びスリップを防止して、
均一に同じ熱処理効果を及ぼすことが可能な熱処理方法
を目的に種々検討した結果、ウェーハを10枚程度積層
してこの一群を単位として、水平にあるいは0.5〜5
°程度、僅かに傾斜させてウェーハの外周端面を接触支
持することのないボートに載置し、例えば、酸素外方拡
散を促進させるための1100℃以上の熱処理を行う
と、ボートに載置して接触する一番下のウェーハに転位
又はスリップが生じたとしても、これに主面同士で隣接
積層するウェーハへの伝搬を阻止でき、同時にいずれの
ウェーハにもDZ層を形成することが可能であることを
知見した。SUMMARY OF THE INVENTION The inventor of the present invention has proposed that, for example, when heat-treating a silicon single crystal
About the same number of wafers are loaded at the same time, or a large number of wafers more than 100 are loaded at the same time to prevent dislocation and slip in a high-temperature heat treatment atmosphere for each wafer,
As a result of various investigations for the purpose of a heat treatment method capable of uniformly providing the same heat treatment effect, about 10 wafers were stacked and this group was taken as a unit, horizontally or 0.5 to 5
°, placed on a boat that is slightly inclined and does not contact and support the outer peripheral end surface of the wafer. For example, when heat treatment at 1100 ° C. or more is performed to promote oxygen outward diffusion, the wafer is placed on the boat. even dislocations or slip on the bottom wafer in contact Te occurs, adjacent main surfaces thereto
It has been found that propagation to the wafers to be laminated can be prevented, and that the DZ layer can be formed on any of the wafers at the same time.
【0022】また、発明者は、積層した多数枚を一群と
してウェーハを垂直方向に多段に複数群を、装填した熱
処理炉の均熱域の範囲内でスタック配置して熱処理する
と、転位及びスリップを防止して各ウェーハに均一に同
じ熱処理効果を及ぼすことが可能であり、大量のウェー
ハの熱処理が可能であることを知見した。Further, the inventor of the present invention has proposed a method in which a plurality of stacked wafers are grouped as a group, and a plurality of wafers are vertically arranged in multiple stages in a stack within a range of a soaking range of a heat treatment furnace to be loaded. It has been found that the same heat treatment effect can be exerted uniformly on each wafer by preventing the heat treatment, and heat treatment of a large number of wafers is possible.
【0023】すなわち、従来の熱処理炉を用いて従来の
3倍以上の数量のウェーハを同時に同一の熱処理を施す
ことが可能であり、従来の所謂インゴットアニールの熱
処理工程で生じるような全体的な転位やスリップの拡大
がなく、高生産性、高歩留を達成できることを知見し
た。That is, the same heat treatment can be simultaneously performed on three or more times the number of wafers by using the conventional heat treatment furnace, and the overall dislocations that occur in the conventional heat treatment process of so-called ingot annealing are obtained. It was found that high productivity and high yield could be achieved without expansion of slip and slip.
【0024】発明者は、さらに種々検討を加えた結果、 1)前記の傾斜付きボートの奥支柱部にバッファー板
(層)及び多数枚を一群とするウェーハ最下層に高温強
度に優れた材質、例えばSi、SiC、セラミックス、
アルミナ等の円板もしくはリングを設置することによ
り、転位又はスリップを発生させることがないこと、 2)酸素単独、もしくは酸素含有雰囲気で熱処理すると
ウェーハ同士の接着が防止されること、 3)必要に応じて熱処理するウェーハが研磨処理されて
いない、あるいは仕上げ研磨処理されていないものを用
いた場合は、特にウェーハ同士の接着が防止されること
を知見した。As a result of further studies, the inventor has found that: 1) a buffer plate (layer) on the back strut portion of the above-mentioned inclined boat and a material having excellent high-temperature strength on the lowermost layer of a plurality of wafers; For example, Si, SiC, ceramics,
By disposing a disk or ring of alumina or the like, dislocation or slip does not occur. 2) Heat treatment in oxygen alone or in an oxygen-containing atmosphere prevents adhesion between wafers. 3) Necessary. It has been found that in particular, when a wafer to be heat-treated is not subjected to a polishing treatment or is not subjected to a finish polishing treatment, adhesion between wafers is particularly prevented.
【0025】さらに、発明者は、上述のこの発明による
熱処理において、1100℃以上に加熱処理する、例え
ば、昇温時または降温時に1100℃〜1350℃で5
分〜6時間処理することにより、大量のウェーハの表層
に各々無欠陥領域(DZ層)を形成させることが可能で
あることを知見した。Furthermore, the inventor of the present invention performs a heat treatment at 1100 ° C. or more in the above-described heat treatment according to the present invention, for example, at 1100 ° C. to 1350 ° C.
It has been found that by performing the treatment for minutes to 6 hours, it is possible to form a defect-free region (DZ layer) on each of the surface layers of a large number of wafers.
【0026】発明者は、無欠陥領域(DZ層)を形成さ
せる熱処理条件の最適化を目的に検討を加えたところ、 1)1100℃以上までの昇温過程で500℃〜900
℃の範囲で10分以上4時間以内の定温保持または複数
の定温保持等の熱処理を行うとBMDを形成させてIG
能を付与できること、 2)500℃〜900℃の範囲の昇温速度を0.5℃/
min〜5℃/minとして昇温するとBMDを形成さ
せてIG能を付与できること、 3)1100℃以上に加熱保持した後の降温過程で、5
00℃〜900℃の範囲で10分以上16時間以内の定
温保持または複数の定温保持等の熱処理を行うとBMD
を形成させてIG能を付与できること、 4)1100℃以上に加熱保持した後の降温過程で、5
00℃〜900℃の範囲の降温速度を0.5℃/min
〜5℃/minとして降温するとBMDを形成させてI
G能を付与できること、を知見した。The inventor of the present invention has studied for the purpose of optimizing the heat treatment conditions for forming the defect-free region (DZ layer). 1) 500 ° C. to 900 ° C. in the process of raising the temperature to 1100 ° C. or more.
When a heat treatment such as holding at a constant temperature for 10 minutes or more and 4 hours or more at a constant temperature within a range of 10 ° C. is performed, BMD is formed and IG is formed.
2) A heating rate of 0.5 ° C./900° C.
BMD can be formed by increasing the temperature at a rate of min to 5 ° C./min to provide IG capability. 3) In the temperature decreasing step after heating and holding at 1100 ° C. or more, 5
BMD when heat treatment such as holding at a constant temperature for 10 minutes to 16 hours or a plurality of constant temperatures in the range of 00 ° C to 900 ° C is performed.
4) that the IG ability can be provided by forming
The cooling rate in the range of 00 ° C to 900 ° C is 0.5 ° C / min.
When the temperature is lowered at ~ 5 ° C / min, BMD is formed and I
It has been found that G ability can be imparted.
【0027】さらに、発明者は、上述のこの発明による
熱処理において、1250℃以上、例えば、1280℃
〜1380℃で5分〜6時間、加熱処理することによ
り、大量のウェーハを同時に処理でき、各々のウェーハ
の表層COP並びに内部のCOP源となるgrown−
in欠陥を低減または消滅できること、また、上記の1
250℃以上の熱処理を施す際に、上述の無欠陥領域
(DZ層)を形成させる熱処理、あるいはさらにIG能
を付与するための熱処理を併用して、高品質のシリコン
単結晶ウェーハを製造できることを知見し、この発明を
完成した。Further, the inventor has found that in the above-mentioned heat treatment according to the present invention, 1250 ° C. or more, for example,
By heating at ウ ェ ー ハ 1380 ° C. for 5 minutes to 6 hours, a large amount of wafers can be processed at the same time, and the surface COP of each wafer and the grown-
In defects can be reduced or eliminated.
When performing a heat treatment at 250 ° C. or higher, a high-quality silicon single crystal wafer can be manufactured by using the heat treatment for forming the defect-free region (DZ layer) described above or the heat treatment for further imparting IG capability. We have found and completed this invention.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】図1にこの発明による熱処理方法
に使用する熱処理装置の一例を示す。この熱処理装置は
図示しないが円筒状の熱処理炉であって、図では10枚
のシリコン単結晶ウェーハ1を積層してこれを一群とな
し、シリコン単結晶ウェーハ1の複数群を各々支持可能
にした、多孔質SiC、Si含侵SiC等の高温強度に
優れた材質からなる熱処理ボート10を備え、この熱処
理ボート10で支持された各シリコン単結晶ウェーハ1
群を、例えば、DZ−IG処理のために、1000℃ま
での昇温速度1℃/min、1280℃で2時間保持
後、1000℃からの降温速度1℃/minで冷却する
熱処理、また、DZ処理のために、1150℃以上13
80℃以下の温度範囲内で5分以上6時間以下の範囲内
で熱処理するなど、種々の熱処理を行なう構成である。FIG. 1 shows an example of a heat treatment apparatus used in a heat treatment method according to the present invention. This heat treatment apparatus is a cylindrical heat treatment furnace (not shown). In the figure, ten silicon single crystal wafers 1 are stacked to form a group, and a plurality of groups of silicon single crystal wafers 1 can be supported. A heat treatment boat 10 made of a material having excellent high-temperature strength such as porous SiC, Si impregnated SiC, etc., and each silicon single crystal wafer 1 supported by the heat treatment boat 10
For example, for the DZ-IG treatment, the group is heated at a rate of 1 ° C./min up to 1000 ° C., kept at 1280 ° C. for 2 hours, and then cooled at a rate of 1 ° C./min. 1150 ° C or higher for DZ treatment 13
Various heat treatments are performed, such as heat treatment within a temperature range of 80 ° C. or less for 5 minutes to 6 hours.
【0029】この熱処理ボート10は、円盤状の下板1
1及び上板12と3本の支柱板13,14,15とで構
成され、下板11及び上板12の間に円筒状の空間を形
成するための3本の支柱板が円盤の略直径方向の両端に
一対とこれに直行する直径方向の一方端に、それぞれ下
板11及び上板12の間に両端を固着して前側支柱板1
3,14と後側支柱板15とが配置され、この後側支柱
板15の所定の高さの複数箇所に突設する後側支持ホル
ダ15a,15b…と、前側支柱板13,14にも前記
後側支持ホルダ15aより僅かに高い位置に突設する前
側支持ホルダ13a,13b…,14a,14b…とを
備え、前記一対の前側支持13a,13b…,14a,
14b…間で開口部16を形成し、この開口部16から
積層したシリコン単結晶ウェーハ1群を挿入する構成で
ある。The heat-treated boat 10 has a disc-shaped lower plate 1
1 and the upper plate 12 and the three support plates 13, 14, and 15. The three support plates for forming a cylindrical space between the lower plate 11 and the upper plate 12 are approximately the diameter of a disk. A pair of front ends of the front support plate 1 are fixed between the lower plate 11 and the upper plate 12 at one end in a diametrical direction perpendicular to the pair of ends, respectively.
, 14 and a rear support plate 15 are arranged, and rear support holders 15a, 15b... Protruding at a plurality of positions of a predetermined height of the rear support plate 15 and front support plates 13, 14 are also provided. , 14a, 14b... Protruding at a position slightly higher than the rear support holder 15a, and the pair of front supports 13a, 13b,.
An opening 16 is formed between 14b..., And a group of stacked silicon single crystal wafers is inserted from the opening 16.
【0030】前記後側支持ホルダ15a,15b…は、
その上面が前記開口部16側に向かって前上がりとなる
ように後側支柱板13面から突出して形成され、前記前
側支持ホルダ13a,13b…,14a,14b…は、
その上面が前記後側支持ホルダ13a,13b…の上面
に延長線上に一致する傾斜面として形成されている。The rear support holders 15a, 15b,...
, 14a, 14b,..., 14a, 14b,.
The upper surface is formed as an inclined surface that coincides with the upper surface of the rear support holders 13a, 13b.
【0031】このように前側及び後側の各支持ホルダ1
3a,14a,15a、13b,14b,15b上に、
それぞれ積層したシリコン単結晶ウェーハ1群を載置す
るようにしているため、各ウェーハ1群の最下層のシリ
コン単結晶ウェーハ1のみにスリップが発生するが、そ
の上に積層されるシリコン単結晶ウェーハ1はウェーハ
相互が接触するのみで他には一切接触することがなく、
スリップフリーを実現できる構成である。As described above, the front and rear support holders 1
On 3a, 14a, 15a, 13b, 14b, 15b,
Since one group of stacked silicon single crystal wafers is mounted, slip occurs only in the lowermost silicon single crystal wafer 1 of each group of wafers. 1 is that the wafers only touch each other and do not touch anything else,
This is a configuration that can realize slip-free.
【0032】上述のごとく、各支持ホルダに積層したシ
リコン単結晶ウェーハ1を直接載置することもできる
が、さらに、各支持ホルダーの上に高温強度の優れた材
質、例えばSiC、セラミックス等で円板もしくはリン
グを設置してその上に積層したシリコン単結晶ウェーハ
1群を搭載するか、あるいは前記円板もしくはリングの
上にシリコン単結晶ウェーハを積層してこれを一群とし
て各支持ホルダーの上に載置する構成が採用できる。As described above, the silicon single crystal wafers 1 stacked on each support holder can be directly mounted. However, a circular material made of a material having excellent high-temperature strength, for example, SiC, ceramics, etc., is placed on each support holder. A plate or ring is installed and a group of silicon single crystal wafers stacked thereon is mounted, or a silicon single crystal wafer is stacked on the disk or ring and this is grouped as a group on each support holder. A configuration for mounting can be adopted.
【0033】すなわち、各ウェーハ1群の最下層のシリ
コン単結晶ウェーハ1のみが設置された円板もしくはリ
ング精度の影響でスリップが発生するが、その上に積層
されるシリコン単結晶ウェーハ1はウェーハ相互が接触
するのみで他には一切接触することがなく、スリップフ
リーを実現できる構成である。ここで、シリコン単結晶
ウェーハ1群の下に設置する円板もしくはリング厚み
は、2mm〜7mm程度の厚みをもったものが好まし
い。また熱処理ボート10の支持ホルダの厚み17は4
mm〜6mm程度が好ましい。That is, a slip occurs due to the influence of the accuracy of a disk or a ring on which only the lowermost silicon single crystal wafer 1 of each group of wafers 1 is placed, and the silicon single crystal wafer 1 stacked thereon is a wafer. The configuration is such that slip-free can be realized only by mutual contact without any other contact. Here, it is preferable that the thickness of the disk or the ring to be placed below the group of silicon single crystal wafers is about 2 mm to 7 mm. The thickness 17 of the support holder of the heat treatment boat 10 is 4
It is preferably about mm to 6 mm.
【0034】図3、図4に示すこの発明による熱処理方
法に使用する熱処理装置は、積層したシリコン単結晶ウ
ェーハ1群を水平に載置する熱処理ボート20を備えた
一例であり、熱処理ボート20は円筒体からなり、内周
面に所定間隔でリング状の支持ホルダ21,22,23
…を周設配置し、外周面の一方面側には所要の複数枚を
積層したシリコン単結晶ウェーハ1群を載置した治具
(図示せず)ごと円筒体内に挿入するための開口部24
と垂直方向の挿入溝25が形成してあり、ウェーハ1群
は前記のリング状の支持ホルダ21,22,23上にそ
れぞれ載置される構成からなる。The heat treatment apparatus used in the heat treatment method according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is an example having a heat treatment boat 20 for horizontally mounting a group of stacked silicon single crystal wafers. Ring-shaped support holders 21, 22, 23 made of a cylindrical body and arranged at predetermined intervals on the inner peripheral surface
Are arranged in a circumferential direction, and on one side of the outer peripheral surface, an opening 24 for inserting a jig (not shown) on which a group of a required plurality of silicon single crystal wafers 1 is placed into a cylindrical body.
And a vertical insertion groove 25 are formed, and a group of wafers 1 is mounted on the ring-shaped support holders 21, 22, 23, respectively.
【0035】また、最上段の支持ホルダ23にはボート
20の上面開口部と挿入溝25を使用してウェーハ1群
を挿入載置する。なお、上記熱処理ボート20において
も、各支持ホルダーの上に高温強度の優れた材質、例え
ばSiC、セラミックス等で円板もしくはリングを設置
してその上に積層したシリコン単結晶ウェーハ1群を搭
載するか、あるいは前記円板もしくはリングの上にシリ
コン単結晶ウェーハを積層してこれを一群として各支持
ホルダーの上に載置する構成が採用できる。A group of wafers 1 is inserted and placed on the uppermost support holder 23 by using the upper opening of the boat 20 and the insertion groove 25. In the heat treatment boat 20 as well, a disk or ring made of a material having excellent high-temperature strength, for example, SiC, ceramics, or the like is placed on each support holder, and a group of silicon single crystal wafers stacked thereon is mounted. Alternatively, it is possible to adopt a configuration in which a silicon single crystal wafer is stacked on the disk or ring, and the silicon single crystal wafers are grouped and placed on each support holder.
【0036】図5に示すこの発明による熱処理方法に使
用する熱処理ボート30は、高さの低い円筒体のボート
ユニット31からなり、ボートユニット31には内周面
にリング状の支持ホルダ32を周設配置し、外周面の一
方面側に垂直方向の挿入溝33を形成してあり、所要の
複数枚を積層したシリコン単結晶ウェーハ1群を載置し
た治具(図示せず)ごと、ボートユニット31の上面開
口部と挿入溝33を使用して挿入載置可能に構成してあ
り、このシリコン単結晶ウェーハ1群を収納載置したボ
ートユニット31を垂直方向に複数段、段積みすること
よって、図3、図4の熱処理ボート20と同様に複数の
シリコン単結晶ウェーハ1群を収納載置して、同時に大
量のウェーハに熱処理を施すことができる。The heat treatment boat 30 used in the heat treatment method according to the present invention shown in FIG. 5 includes a low-height cylindrical boat unit 31, and a ring-shaped support holder 32 is provided on the inner peripheral surface of the boat unit 31. A jig (not shown) on which one group of a plurality of required silicon single crystal wafers is mounted, and a boat is provided with a vertical insertion groove 33 formed on one side of the outer peripheral surface. The upper surface opening of the unit 31 and the insertion groove 33 are used so as to be insertable and mountable, and a plurality of boat units 31 storing and mounting the silicon single crystal wafers 1 are vertically stacked in a plurality of stages. Therefore, similarly to the heat treatment boat 20 of FIGS. 3 and 4, a group of a plurality of silicon single crystal wafers 1 can be stored and mounted, and heat treatment can be performed on a large number of wafers at the same time.
【0037】図5の熱処理ボート30においても、支持
ホルダ32を円板で形成してもよく、さらに各支持ホル
ダーの上に高温強度の優れた材質、例えばSiC、セラ
ミックス等で円板もしくはリングを設置してその上に積
層したシリコン単結晶ウェーハ1群を搭載するか、ある
いは前記円板もしくはリングの上にシリコン単結晶ウェ
ーハを積層してこれを一群として各支持ホルダーの上に
載置する構成が採用できる。In the heat treatment boat 30 shown in FIG. 5, the support holder 32 may be formed of a disk, and a disk or a ring made of a material having excellent high-temperature strength, for example, SiC or ceramics may be formed on each support holder. A configuration in which one group of silicon single crystal wafers mounted and stacked thereon is mounted, or a plurality of silicon single crystal wafers are stacked on the disk or the ring and are mounted as a group on each support holder. Can be adopted.
【0038】上述した各熱処理ボート10,20,30
における支持ホルダにおいて、そのシリコン単結晶ウェ
ーハ1の載置面にウェーハ1の外周辺に周接する程度の
内径寸法とする段差部を形成することもできる。この段
差部により支持ホルダ上に載置するシリコン単結晶ウェ
ーハ1の位置決めが容易に実施でき、また、最下層より
二枚目以降のシリコン単結晶ウェーハ1の外周辺部分が
熱処理ボート本体部分に接触するのを防止することがで
きる。Each of the above-mentioned heat treatment boats 10, 20, 30
In the support holder described in the above, a step portion having an inner diameter dimension such that it is in contact with the outer periphery of the wafer 1 can be formed on the mounting surface of the silicon single crystal wafer 1. The step allows easy positioning of the silicon single crystal wafer 1 placed on the support holder, and the outer peripheral portions of the second and subsequent silicon single crystal wafers 1 from the lowermost layer contact the heat treatment boat main body. Can be prevented.
【0039】この発明は、例えば、従来のDZ層形成熱
処理においてボート1溝に対してウェーハ1枚設置して
いたのに対して、多数枚のウェーハを積層して、110
0℃以上の熱処理を施すことで、隣接するウェーハ間同
士でも表面近傍は格子間酸素のアウトディフュージョン
が形成でき、ウェーハ面内のアウトディフュージョン分
布も良好であることを知見して、提案するものである。
従って、ウェーハを多数枚積層してこれを1群として一
度に移載することが必要となる。According to the present invention, for example, while one wafer is set in one groove of a boat in the conventional heat treatment for forming a DZ layer, a large number of
By performing heat treatment at 0 ° C. or higher, it is possible to form out diffusion of interstitial oxygen in the vicinity of the surface between adjacent wafers, and to find out that the out diffusion distribution in the wafer surface is also good. is there.
Therefore, it is necessary to stack a number of wafers and transfer them as a group at once.
【0040】従来のシリコンウェーハの移載方法は、図
6Aに示すごとく、アーム40に吸引プレート41を設
けた吸着式移載ロボット、同Bに示すごとく、アーム4
0に載置プレート42を設けたすくい上げ方式のいずれ
のウェーハ移載用のロボットも枚葉式であるが、従来の
枚葉式ウェーハ移載用のロボットで熱処理ボートの1溝
上にウェーハを積重ねることは、装置自体が複雑化し非
常に高価となる。As shown in FIG. 6A, a conventional silicon wafer transfer method is a suction type transfer robot provided with a suction plate 41 on an arm 40, and as shown in FIG.
Any of the picking-up type wafer transfer robots provided with the mounting plate 42 at 0 is a single-wafer type, but the conventional single-wafer type wafer transfer robot stacks wafers on one groove of the heat treatment boat. This makes the device itself complicated and very expensive.
【0041】そこで、複数枚の積重ねウェーハを一度に
移載する装置として、図7に示す構成例は、図1に示す
熱処理ボート10、すなわち、3点支持ボートに対する
すくい上げ方式のウェーハ移載用のロボットであり、湾
曲した短冊状の底板部の両端に小円弧状支持壁を設け
て、一対の小円弧状支持壁間にウェーハ1を水平に積層
収納可能にした治具43にアーム40を設け、一方の小
円弧状支持壁には装填時に支持ボート(想像線で図示)
をクリアするための切欠部44を設けた構成からなる。
この治具43上に複数枚のウェーハを積層してから(図
7A参照)、熱処理ボートに多数枚を積層したウェーハ
群として移載することができる。Therefore, as an apparatus for transferring a plurality of stacked wafers at one time, the configuration example shown in FIG. 7 is a heat treatment boat 10 shown in FIG. 1, that is, a pick-up type wafer transfer method for a three-point support boat. An arm 40 is provided on a jig 43 which is a robot and has small arc-shaped support walls provided at both ends of a curved strip-shaped bottom plate portion, and allows the wafer 1 to be horizontally stacked and stored between a pair of small arc-shaped support walls. , One small arc-shaped support wall supports the boat at the time of loading (illustrated with imaginary lines)
Is provided with a cutout portion 44 for clearing.
After stacking a plurality of wafers on the jig 43 (see FIG. 7A), the wafers can be transferred to a heat treatment boat as a wafer group in which a large number of wafers are stacked.
【0042】次に、複数枚の積重ねウェーハを一度に移
載する装置として、図8A,Bに示す構成例は、4点支
持ボートに対するすくい上げ方式のウェーハ移載用のロ
ボットであり、湾曲した短冊状の底板部の両端に小円弧
状支持壁を設けて、一対の小円弧状支持壁間にウェーハ
1を水平に積層収納可能にした治具45にアーム40を
設けた構成からなる。この治具43上に複数枚のウェー
ハを積層してから、熱処理ボートに多数枚を積層したウ
ェーハ群として移載することができる。また、図8Cに
示すように先の一対の小円弧状支持壁に換えて小径の支
持柱を2本1組、一対を設けた治具46を用いた構成と
することもできる。さらに、ウェーハの移載を簡略化す
るために、前記円板もしくはリングの上にシリコン単結
晶ウェーハを積層してこれを一群としてすくい上げ方式
のウェーハ移載用のロボットにて移載することができ
る。Next, as an apparatus for transferring a plurality of stacked wafers at one time, a configuration example shown in FIGS. 8A and 8B is a robot for transferring a wafer of a scooping type to a four-point support boat, and is a curved strip. A small arc-shaped support wall is provided at both ends of a bottom plate portion, and an arm 40 is provided on a jig 45 capable of horizontally stacking and storing the wafers 1 between a pair of small arc-shaped support walls. After laminating a plurality of wafers on the jig 43, the wafers can be transferred to a heat treatment boat as a group of many laminated wafers. Further, as shown in FIG. 8C, a configuration using a pair of small-diameter support columns and a jig 46 provided with a pair may be used instead of the pair of small arc-shaped support walls. Further, in order to simplify the transfer of the wafer, a silicon single crystal wafer can be stacked on the disk or the ring and can be transferred as a group by a scooping type wafer transfer robot. .
【0043】図9に示すこの発明による熱処理方法に使
用する熱処理ボート50は、図1に示す熱処理ボート1
0と同様構成の3本の前後支柱板13,14,15を有
した構成を示し、図では積層した複数のウェーハの図示
を省略して1枚のシリコン単結晶ウェーハ1のみを図示
している。この熱処理ボート50へすくい上げ方式のウ
ェーハ移載用のロボットを用いて、ウェーハの移載を行
う際に、上述の前側及び後側の各支持ホルダ13a,1
4a,15a、13b,14b,15b、13c,14
c,15c……上に多数枚を積層したウェーハ群を載置
するが、例えば、支持ホルダ上で滑りが生じて後側支柱
板15に接触すると、接触部分は高温熱処理時にウェー
ハ端面とボート間で局所的温度差が生じ、スリップが発
生する。The heat treatment boat 50 used in the heat treatment method according to the present invention shown in FIG. 9 is the same as the heat treatment boat 1 shown in FIG.
0 shows a configuration having three front and rear support plates 13, 14, and 15 having the same configuration as that of FIG. 0. In the drawing, illustration of a plurality of stacked wafers is omitted, and only one silicon single crystal wafer 1 is shown. . When a wafer is transferred to the heat treatment boat 50 using a scoop-up type wafer transfer robot, the front and rear support holders 13a, 13a, 1
4a, 15a, 13b, 14b, 15b, 13c, 14
c, 15c... A group of many stacked wafers is placed on top of the wafer. For example, if a slide occurs on the support holder and comes into contact with the rear support plate 15, the contact portion is between the wafer end face and the boat during high-temperature heat treatment. Causes a local temperature difference, causing slip.
【0044】そこで、図10に示すごとく、例えば、S
iCまたはSi、アルミナ等の高温強度に優れた材質か
らなる熱処理ボート50の傾斜始端側の後側支柱板15
に短冊からなるバッファー材51を設置することによ
り、ウェーハ滑りが生じても、ウェーハ端面がバッファ
ー材51に接触することになり、バッファー材51が存
在することにより、熱伝導、熱伝達が変化し、局所的温
度差が低減してスリップ発生が抑制される。Therefore, as shown in FIG.
The rear support plate 15 of the inclined starting end side of the heat treatment boat 50 made of a material having excellent high-temperature strength such as iC, Si, or alumina.
By installing the buffer material 51 made of a strip, the wafer end surface comes into contact with the buffer material 51 even if the wafer slides, and the presence of the buffer material 51 changes heat conduction and heat transfer. The local temperature difference is reduced, and the occurrence of slip is suppressed.
【0045】この発明において、多数枚を積層したウェ
ーハ群を熱処理ボートに傾斜させて載置するが、この傾
斜角度としては、水平より45°以下、好ましくは0.
5〜5°程度が良い。0.5°以上であれば熱処理中、
もしくはウェーハ移載時にウェーハ間滑りによるボート
からの落下を防止することが可能である。また、45°
より傾斜角度が大きくなるとウェーハ移載が困難にな
る。In the present invention, a group of a large number of stacked wafers is placed on a heat treatment boat at an angle of 45 ° or less, preferably 0.
About 5-5 degrees is good. 0.5 ° or more during heat treatment,
Alternatively, it is possible to prevent the wafer from falling from the boat due to slippage between the wafers when transferring the wafer. Also, 45 °
When the inclination angle is larger, it is difficult to transfer the wafer.
【0046】この発明において、熱処理を施すシリコン
単結晶ウェーハは、エッチング処理を行ったウェーハ、
種々の鏡面研磨や仕上げ鏡面研磨を行ったウェーハの
他、未研磨のウェーハのいずれをもその対象とするが、
未研磨のウェーハの場合は、ウェーハ相互間の接着を未
然に防止できるため好都合である。また、ウェーハ熱処
理での金属汚染などを考慮すると、熱処理前のウェーハ
に一般的なRCA洗浄、例えばSC−1+SC−2洗浄
などの投入前洗浄を行うことが好ましい。In the present invention, the silicon single crystal wafer to be subjected to the heat treatment is an etched wafer,
In addition to wafers that have been subjected to various mirror polishing and finish mirror polishing, any unpolished wafers are targeted.
Unpolished wafers are advantageous because they can prevent adhesion between wafers. Further, in consideration of metal contamination and the like in the wafer heat treatment, it is preferable to perform general RCA cleaning, for example, pre-loading cleaning such as SC-1 + SC-2 cleaning on the wafer before the heat treatment.
【0047】熱処理後のウェーハ表面研磨の加工代は少
ないほうが好ましく、0.1μmから20μm程度とす
ることが望ましい。前記加工代が0.1μm未満では、
表面精度を向上させることが困難であり、また、加工代
が20μmを越えると、加工ロスが大きく、鏡面研磨の
時間等の問題により生産性が低下する。従って、加工代
は0.1μmから20μm程度とする。さらに好ましく
は1μmから5μm程度である。It is preferable that the processing allowance for the wafer surface polishing after the heat treatment is small, and it is preferable that the processing allowance is about 0.1 μm to 20 μm. If the processing allowance is less than 0.1 μm,
It is difficult to improve the surface accuracy, and if the processing allowance exceeds 20 μm, the processing loss is large, and the productivity is reduced due to problems such as mirror polishing time. Therefore, the processing allowance is set to about 0.1 μm to 20 μm. More preferably, it is about 1 μm to 5 μm.
【0048】また、この発明方法はウェーハ同士を積層
して熱処理するため、例えば、非酸化性ガス雰囲気下
(Ar、H2ガス等)での熱処理は、ウェーハ表面上に
成長した自然酸化膜が950℃〜1000℃の範囲でエ
ッチオフ(昇華)されて、隣接するエッチオフされたウ
ェーハと強固に接着しやすくなる。このウェーハ間の接
着は強固なため、熱処理後に剥離が困難となる。従っ
て、この発明において、熱処理雰囲気は、酸素ガスある
いは希釈酸素雰囲気下、例えばO2/ArまたはO2/N
2での熱処理であれば、熱処理後にウェーハ同士の離反
が容易でかつ割れが生じないため好都合である。In the method of the present invention, since the wafers are stacked and heat-treated, for example, in a non-oxidizing gas atmosphere (Ar, H 2 gas, etc.), the natural oxide film grown on the wafer surface is not heat-treated. Etching off (sublimation) is performed in the range of 950 ° C. to 1000 ° C., and it becomes easy to firmly adhere to an adjacent etched off wafer. Since the bonding between the wafers is strong, peeling after heat treatment becomes difficult. Therefore, in the present invention, the heat treatment atmosphere is an oxygen gas or diluted oxygen atmosphere, for example, O 2 / Ar or O 2 / N
The heat treatment in step 2 is advantageous because the wafers can be easily separated from each other after the heat treatment and cracks do not occur.
【0049】また、水素やアルゴンガス雰囲気下であっ
ても、予め熱酸化膜を生成させたウェーハと熱酸化なし
のウェーハを交互に10枚程度重ね合わせておくことに
より、熱処理後のウェーハ同士の離反が容易になり、も
ちろん、積層する全数のウェーハに、前工程で酸化膜が
生成しているウェーハを用いるか、あるいは予め酸化膜
を形成したウェーハを用いることができる。Even under a hydrogen or argon gas atmosphere, by alternately stacking about 10 wafers on which a thermal oxide film has been formed in advance and wafers without thermal oxidation in advance, the wafers after the heat treatment can be combined. Separation is facilitated, and of course, a wafer in which an oxide film has been formed in the previous step or a wafer in which an oxide film has been formed in advance can be used for all the wafers to be laminated.
【0050】この発明において、無欠陥領域(DZ層)
を形成させるための好ましい熱処理条件は、1100℃
以上までの昇温過程で500℃〜900℃の範囲で10
分以上4時間以内の熱処理を行うと、BMDを形成させ
てIG能を付与できる。また、500℃〜900℃の範
囲の昇温速度を0.5℃/min〜5℃/minとして
昇温するとBMDを形成させてIG能を付与できる。特
に好ましい条件は、600〜800℃程度で30分以上
1時間以内の熱処理、あるいは600〜800℃の範囲
の昇温速度を2〜3℃/minとして昇温することであ
る。In the present invention, a defect-free region (DZ layer)
Is preferably 1100 ° C.
In the heating process up to the above, 10 in the range of 500 ° C to 900 ° C.
When the heat treatment is performed for not less than minutes and not more than 4 hours, IG ability can be provided by forming BMD. When the temperature is raised at a rate of 0.5 ° C./min to 5 ° C./min in a temperature range of 500 ° C. to 900 ° C., BMD can be formed to provide IG capability. Particularly preferred conditions are a heat treatment at about 600 to 800 ° C. for 30 minutes to 1 hour, or a temperature increase in the range of 600 to 800 ° C. at a rate of 2 to 3 ° C./min.
【0051】上述の条件は、昇温時であるが、発明者ら
は1100℃以上に加熱保持した後の降温過程で、50
0℃〜900℃の範囲で10分以上4時間以内の定温保
持を行うことにより、BMDを形成させてIG能を付与
できること、同様に500℃〜900℃の範囲の降温速
度を0.5℃/min〜5℃/minとして降温すると
BMDを形成させてIG能を付与できることを確認し
た。特に好ましい条件は、降温過程で600〜700℃
で4〜8時間定温保持を行うものである。The above conditions are for the temperature rise. However, the inventors have found that the temperature is lowered to 50 ° C. after the temperature is kept at 1100 ° C. or more.
The IG capability can be provided by forming a BMD by maintaining the constant temperature for 10 minutes or more and 4 hours or less in the range of 0 ° C. to 900 ° C. Similarly, the cooling rate in the range of 500 ° C. to 900 ° C. is 0.5 ° C. It was confirmed that when the temperature was lowered at a rate of / min to 5 ° C / min, BMD could be formed and IG capability could be imparted. Particularly preferred conditions are 600 to 700 ° C. during the temperature decreasing process.
Is to maintain the temperature at 4-8 hours.
【0052】この発明による積層・段積みの熱処理は、
1250℃以上、例えば、1280℃〜1380℃で5
分〜6時間、熱処理することにより、大量のウェーハを
同時に処理でき、各々のウェーハの表層のCOP並びに
内部のCOPの元となるGrown−in欠陥を低減あ
るいは消滅させることができる。例えば、実施例に明ら
かなように1280℃で2時間の熱処理でCOPは大幅
に消滅し、特に1280℃×4時間並びに1300℃×
2時間の条件の如く、1300℃程度の高温保持の熱処
理においてCOPは完全消滅していることを確認した。
特に好ましい条件は、1300〜1350℃で2〜3時
間程度である。The heat treatment for lamination and stacking according to the present invention
1250 ° C. or higher, for example,
By performing the heat treatment for minutes to 6 hours, a large amount of wafers can be processed at the same time, and it is possible to reduce or eliminate the grown-in defects that are the origin of the COP in the surface layer of each wafer and the internal COP. For example, as is clear from the examples, the COP is greatly eliminated by the heat treatment at 1280 ° C. for 2 hours, and particularly, 1280 ° C. × 4 hours and 1300 ° C. ×
It was confirmed that the COP completely disappeared in the heat treatment at a high temperature of about 1300 ° C. as in the case of 2 hours.
Particularly preferable conditions are 1300 to 1350 ° C. for about 2 to 3 hours.
【0053】この発明による積層・段積みの熱処理にお
いて、上記のウェーハの表層のCOPを消滅させるため
の熱処理に際して、前述の無欠陥領域(DZ層)を形成
させるための種々の熱処理条件、あるいはさらにBMD
を形成させてIG能を付与するための種々の熱処理条件
を、1250℃以上への昇温時または降温過程で併用す
ることにより、ウェーハの表層のCOPを低減消滅させ
るほか、DZ−IG能を具備した高品質のシリコン単結
晶ウェーハを容易に量産することができる。熱処理条件
の併用は、上述の範囲で任意に組み合せられることを確
認した。In the heat treatment for stacking and stacking according to the present invention, in the heat treatment for eliminating the COP in the surface layer of the wafer, various heat treatment conditions for forming the defect-free region (DZ layer) described above, or further, BMD
In addition to reducing and eliminating the COP on the surface layer of the wafer by using various heat treatment conditions for imparting the IG capability by forming a GaN layer at the time of raising or lowering the temperature to 1250 ° C. or higher, the DZ-IG capability is reduced. It is possible to easily mass-produce the high-quality silicon single crystal wafer provided. It was confirmed that the combination of the heat treatment conditions can be arbitrarily combined within the above-mentioned range.
【0054】[0054]
実施例1 CZ法により育成された直径200mm、酸素濃度13
〜15×1017atoms/cm3[old AST
M]のシリコンインゴットを丸目加工し、その後スライ
ス加工を施し、さらに沸酸・硝酸混合水溶液もしくはK
OH水溶液にて表面をエッチングしたシリコン単結晶ウ
ェーハを対象に、前述した図1の熱処理ボートを用い
て、10枚のシリコン単結晶ウェーハを一群として30
群を順次縦方向に段積みすることにより搭載枚数を30
0枚とした。Example 1 Diameter 200 mm, oxygen concentration 13 grown by CZ method
~ 15 × 10 17 atoms / cm 3 [old AST
M], the silicon ingot is rounded, then sliced, and further mixed with a hydrofluoric acid / nitric acid mixed aqueous solution or K
For a silicon single crystal wafer whose surface has been etched with an OH aqueous solution, 10 silicon single crystal wafers are grouped as a group using the heat treatment boat shown in FIG.
By stacking the groups vertically in order, the number of mounted
It was set to 0 sheets.
【0055】この熱処理ボートの円筒状の熱処理炉への
投入温度は700℃とし、1000℃までを8℃/分、
1300℃までを1℃/分の速度で昇温させ、1300
℃で2時間保持しその後1000℃までを1℃/分、7
00℃までを2.5℃/分で降温させて熱処理ボートを
熱処理炉外に取り出した。炉内雰囲気は、20%O2−
80%N2雰囲気であった。The charging temperature of the heat treatment boat into the cylindrical heat treatment furnace is 700 ° C., and the temperature up to 1000 ° C. is 8 ° C./min.
The temperature was raised to 1300 ° C. at a rate of 1 ° C./min, and 1300
℃ 2 hours, then up to 1000 ℃ 1 ℃ / min, 7
The temperature was lowered to 00 ° C at a rate of 2.5 ° C / min, and the heat treatment boat was taken out of the heat treatment furnace. The atmosphere in the furnace is 20% O 2 −
The atmosphere was 80% N 2 .
【0056】このようにして熱処理が実行されたシリコ
ン単結晶ウェーハに対してスリップ、転位の発生状況を
X線トモグラフィー(XRT)により確認した。このX
RTにより重ね合わせた10枚のシリコン単結晶ウェー
ハのうち、各支持ホルダ上の最下部のシリコン単結晶ウ
ェーハのみが支持ホルダからのスリップの発生が観察さ
れた。最下層より2枚目以降の積層されたシリコン単結
晶ウェーハにはスリップ、転位の発生は観察されなかっ
た。この状況は、いずれの各ウェーハ群においても同じ
状況であった。The state of occurrence of slip and dislocation on the silicon single crystal wafer thus heat-treated was confirmed by X-ray tomography (XRT). This X
Of the 10 silicon single crystal wafers superimposed by RT, only the lowermost silicon single crystal wafer on each support holder was observed to generate slip from the support holder. No slip or dislocation was observed in the second and subsequent stacked silicon single crystal wafers from the lowermost layer. This situation was the same for each wafer group.
【0057】次に、このウェーハをHF水溶液で熱処理
中に成長した酸化膜をエッチングし、その後表面に10
μm程度の鏡面加工研磨を行い、その後乾燥酸素ガス雰
囲気下でゲート酸化膜形成(厚み25nm)を行い、多
結晶シリコン膜を堆積させ、この多結晶シリコンにリン
ドープを行い電極とし、リソグラフィーにより電極面積
8mm2のMOS Cap構造デバイスを作製した。こ
のMOS Cap構造デバイスが作製されたシリコン単
結晶ウェーハに対して酸化膜耐圧特性の評価試験を行な
った。なお、評価条件は電界強度8MV/cm以上のチ
ップを良品とした。Next, the wafer was etched with an HF aqueous solution to etch the oxide film grown during the heat treatment.
Mirror polishing of about μm is performed, then a gate oxide film is formed (25 nm thick) in a dry oxygen gas atmosphere, a polycrystalline silicon film is deposited, phosphorus is doped into the polycrystalline silicon to form an electrode, and the electrode area is determined by lithography. An 8 mm 2 MOS Cap device was fabricated. An evaluation test of oxide film breakdown voltage characteristics was performed on the silicon single crystal wafer on which this MOS Cap structure device was manufactured. The evaluation conditions were such that a chip having an electric field strength of 8 MV / cm or more was regarded as a good chip.
【0058】また、上記と同じ試料(ウェーハ)を用い
1150℃、1250℃、1300℃、1350℃各々
の条件で2時間熱処理を施した。また比較のために熱処
理を施していない同試料(ウェーハ)も含めシリコン単
結晶ウェーハ1の表面に鏡面加工を行い上述のMOS
Cap構造デバイスを作製した。Further, the same sample (wafer) as described above was subjected to a heat treatment at 1150 ° C., 1250 ° C., 1300 ° C., and 1350 ° C. for 2 hours. For comparison, the surface of the silicon single crystal wafer 1 including the same sample (wafer) that has not been subjected to the heat treatment is mirror-finished,
A Cap structure device was manufactured.
【0059】前記評価試験における評価結果を図2に示
す。熱処理を施していない試料は60%の良品率、11
50℃熱処理の試料は70%の良品率、1200℃以上
の熱処理では良品率90%以上であった。FIG. 2 shows the evaluation results in the evaluation test. 60% non-defective sample, 11%
The sample subjected to the heat treatment at 50 ° C. had a good product rate of 70%, and the heat treatment at 1200 ° C. or more had a good product rate of 90% or more.
【0060】実施例2 実施例1と同様に外径8インチのシリコン単結晶ウェー
ハを10枚積層して熱処理ボートに載置して、1000
℃から1280℃までの昇温速度1℃/min、128
0℃で2時間保持後、1000℃までの降温速度1℃/
minで冷却する熱処理を施した。なお、シリコン単結
晶ウェーハには初期酸素濃度15×1017atoms/
cc(old ASTM)を使用した。Example 2 As in Example 1, 10 silicon single crystal wafers having an outer diameter of 8 inches were stacked, placed on a heat treatment boat, and
1 ° C./min from 128 ° C. to 1280 ° C., 128
After holding at 0 ° C for 2 hours, the temperature decreasing rate up to 1000 ° C is 1 ° C /
Heat treatment for cooling in min. The silicon single crystal wafer has an initial oxygen concentration of 15 × 10 17 atoms /
cc (old ASTM) was used.
【0061】熱処理後、ある1つのウェーハ群全数、他
のウェーハ群の4枚目と8枚目をSIMSによりウェー
ハ表層から深さ方向の酸素濃度を測定した結果、どの位
置のウェーハもDZ層が確保できていた。あるウェーハ
群の上から4枚目、及び8枚目のウェーハにおける酸素
濃度の測定結果を表面深さと酸素濃度との関係を示すグ
ラフの図11及び図12に表す。After the heat treatment, the oxygen concentration in the depth direction from the surface layer of the wafer was measured by SIMS for the total number of one wafer group and the fourth and eighth wafers of the other wafer group. I was able to secure. The measurement results of the oxygen concentration of the fourth and eighth wafers from a certain wafer group are shown in FIGS. 11 and 12 which are graphs showing the relationship between the surface depth and the oxygen concentration.
【0062】複数のウェーハを積層して熱処理ボートに
載置して複数群の段積みを行うこの発明による熱処理
は、同時に処理した全てのウェーハにそれぞれ均等に酸
素外方拡散を発生させることが可能であることが分か
る、また、この酸素外方拡散の進行は熱処理温度と時間
に依存する。The heat treatment according to the present invention, in which a plurality of wafers are stacked and placed on a heat treatment boat to stack a plurality of groups, is capable of uniformly generating oxygen out-diffusion on all simultaneously processed wafers. The progress of the oxygen outward diffusion depends on the heat treatment temperature and time.
【0063】実施例3 酸素濃度14〜15.5×1017atoms/cm
3(old ASTM)の外径8インチのボロンドープ
したウェーハを10枚ずつ重ねて、実施例1と同様の熱
処理炉にて図13Aに示すヒートパターンの熱処理を施
した。また、併せて図13Bに示すヒートパターンの熱
処理を実施した。Example 3 Oxygen concentration: 14 to 15.5 × 10 17 atoms / cm
Ten ( 3 ) (old ASTM) boron-doped wafers having an outer diameter of 8 inches were stacked on each other, and subjected to the heat treatment shown in FIG. 13A in the same heat treatment furnace as in Example 1. In addition, heat treatment of the heat pattern shown in FIG. 13B was also performed.
【0064】図13Aに示すヒートパターンは、700
℃まで昇温速度50℃/min昇温し、700℃で30
分保持後に昇温速度10℃/minで1000℃まで昇
温し、さらに1280℃まで昇温速度1℃/minで昇
温し、1280℃で2時間保持後、1000℃まで降温
速度1℃/minで降温し、さらに降温速度2.5℃/
minで700℃まで降温する熱処理を示す。The heat pattern shown in FIG.
Temperature to 50 ° C / min.
After holding for 1 minute, the temperature is raised to 1000 ° C. at a rate of 10 ° C./min, further raised to 1280 ° C. at a rate of 1 ° C./min, held at 1280 ° C. for 2 hours, and then lowered to 1000 ° C. at a rate of 1 ° C./min. min, and the cooling rate is 2.5 ° C /
This shows a heat treatment for lowering the temperature to 700 ° C. in min.
【0065】図13Bに示すヒートパターンは、室温か
ら昇温速度10℃/minで1000℃まで昇温し、さ
らに1280℃まで昇温速度1℃/minで昇温し、1
280℃で2時間保持後、1000℃まで降温速度1℃
/minで降温し、さらに降温速度2.5℃/minで
700℃まで降温する熱処理を示す。In the heat pattern shown in FIG. 13B, the temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and further raised to 1280 ° C. at a rate of 1 ° C./min.
After holding at 280 ° C for 2 hours, the temperature is lowered to 1000 ° C at a rate of 1 ° C.
/ Min, and further shows a heat treatment of decreasing the temperature to 700 ° C. at a rate of 2.5 ° C./min.
【0066】2種の熱処理後、どちらも1000℃×1
6時間の評価熱処理を行った。その後、ウェーハを劈開
して選択エッチングを施した。この際のエッチング代は
約2μmであった。次に、光学顕微鏡によりウェーハ断
面の酸素析出物密度を測定した。After the two types of heat treatment, both of them were 1000 ° C. × 1
An evaluation heat treatment for 6 hours was performed. Thereafter, the wafer was cleaved and subjected to selective etching. The etching allowance at this time was about 2 μm. Next, the density of oxygen precipitates on the cross section of the wafer was measured with an optical microscope.
【0067】光学顕微鏡によるウェーハ断面観察の結
果、図13Bに示す熱処理を施したサンプルウェーハは
酸素析出物は観察されず、図13Aに示す熱処理を施し
たサンプルウェーハはウェーハ表面から30μm深さま
でDZ層が形成され、かつそれより深い領域では酸素析
出物が105〜106/cm2程度成長していた。また、
図13Bに示すヒートパターンで得られたウェーハはI
G効果が期待できないため、その後Poly Si膜堆
積によるEG効果を付与させてもよい。As a result of observing the cross section of the wafer with an optical microscope, no oxygen precipitate was observed in the sample wafer subjected to the heat treatment shown in FIG. 13B, and the sample wafer subjected to the heat treatment shown in FIG. 13A had a DZ layer having a depth of 30 μm from the wafer surface. Was formed, and in the region deeper than that, oxygen precipitates grew to about 10 5 to 10 6 / cm 2 . Also,
The wafer obtained by the heat pattern shown in FIG.
Since the G effect cannot be expected, an EG effect by depositing a Poly Si film may be subsequently applied.
【0068】実施例4 実施例1と同様にエッチング後の外径8インチのシリコ
ン単結晶ウェーハを10枚ずつ積層して熱処理ボートに
複数段を載置して、1280℃×1時間の熱処理を施す
に際して、雰囲気がアルゴンガス雰囲気、100%dr
yO2雰囲気、100%N2雰囲気及び3%O2/N2雰囲
気の各雰囲気条件で実施した。また、鏡面研磨を施した
シリコン単結晶ウェーハを用いて同様に上記の各雰囲気
条件で熱処理を行った。Example 4 In the same manner as in Example 1, 10 pieces of silicon single crystal wafers having an outer diameter of 8 inches after etching were stacked, and a plurality of stages were placed on a heat treatment boat, and heat treatment was performed at 1280 ° C. × 1 hour. When applying, the atmosphere is an argon gas atmosphere, 100% dr
The test was performed under the respective atmosphere conditions of a yO 2 atmosphere, a 100% N 2 atmosphere and a 3% O 2 / N 2 atmosphere. In addition, a heat treatment was similarly performed under the above-described atmosphere conditions using a silicon single crystal wafer having been subjected to mirror polishing.
【0069】アルゴンガス雰囲気下ではウェーハ外周部
が局所的に接着していたが、他の雰囲気では積層したウ
ェーハの接着は全く見られなかった。In the atmosphere of argon gas, the outer peripheral portion of the wafer was locally bonded, but in other atmospheres, the bonded wafer was not bonded at all.
【0070】実施例5 CZ法により育成された酸素濃度12.5〜15×10
17atoms/cm3[old ASTM]のシリコン
インゴットを丸目加工し、その後スライス加工を施し、
さらに沸酸・硝酸混合水溶液またはKOH水溶液にて表
面をエッチングし、その後SC−1及びSC−2洗浄を
行ったシリコン単結晶ウェーハを対象に、前述した図1
の熱処理ボートを用いて、10枚のシリコン単結晶ウェ
ーハを一群として30群を順次縦方向に段積みすること
により搭載枚数を300枚とした。Example 5 Oxygen concentration grown by CZ method 12.5 to 15 × 10
The silicon ingot of 17 atoms / cm 3 [old ASTM] is rounded and then sliced,
Further, the silicon single crystal wafer whose surface was etched with a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid or an aqueous KOH solution and then cleaned with SC-1 and SC-2 was used as a target in FIG.
By using the heat treatment boat of No. 1, 30 silicon single crystal wafers were grouped as a group, and 30 groups were sequentially stacked in the vertical direction, so that the number of mounted wafers was 300.
【0071】この熱処理ボートの円筒状の熱処理炉への
投入温度は700℃とし、1000℃までを8℃/分、
1280℃まで1℃/分の速度で昇温させ、1280℃
で2時間保持しその後1000℃までを1℃/分で降温
させ、さらに700℃まで2.5℃/分で降温させて、
熱処理ボートを熱処理炉外に取り出した。炉内雰囲気
は、5%O2−95%Ar雰囲気であった。The temperature at which the heat treatment boat was introduced into the cylindrical heat treatment furnace was 700 ° C., and the temperature up to 1000 ° C. was 8 ° C./min.
The temperature is raised to 1280 ° C at a rate of 1 ° C / min.
And then lowered to 1000 ° C. at 1 ° C./min, and further lowered to 700 ° C. at 2.5 ° C./min.
The heat treatment boat was taken out of the heat treatment furnace. The atmosphere in the furnace was a 5% O 2 -95% Ar atmosphere.
【0072】上記の熱処理を施したサンプルウェーハを
横型炉を用い、600℃×4時間または700℃×4時
間の析出熱処理を実施した後、1000℃×16時間の
評価熱処理を行った。その後、ウェーハを劈開して選択
エッチングを施した。この際のエッチング代は約2μm
であった。次に、光学顕微鏡によりウェーハ断面の酸素
析出物密度(BMD密度)を測定した。The sample wafer subjected to the above heat treatment was subjected to a deposition heat treatment at 600 ° C. × 4 hours or 700 ° C. × 4 hours using a horizontal furnace, followed by an evaluation heat treatment at 1000 ° C. × 16 hours. Thereafter, the wafer was cleaved and subjected to selective etching. The etching allowance at this time is about 2 μm
Met. Next, the oxygen precipitate density (BMD density) of the wafer cross section was measured with an optical microscope.
【0073】図14、図15において、初期酸素濃度1
2.5〜13×1017atoms/cm3の低酸素濃度
ウェーハをAグループ、初期酸素濃度13.5〜14×
1017atoms/cm3の中酸素濃度ウェーハをBグ
ループ、初期酸素濃度14.5〜15×1017atom
s/cm3の高酸素濃度ウェーハをCグループとし、積
層・段積みの熱処理後のものを○印、析出熱処理が60
0℃×4時間のものを△印、析出熱処理が700℃×4
時間のものを□印で示す。図15に示すごとく、いずれ
のサンプルウェーハもDZ層が30μm以上存在してお
り、図14に示すごとく、バルク中には初期酸素濃度と
後熱処理温度との組合せで1×105cm2以上のBMD
密度を確保することが可能である。In FIG. 14 and FIG. 15, the initial oxygen concentration 1
A wafer having a low oxygen concentration of 2.5 to 13 × 10 17 atoms / cm 3 was used for Group A, and an initial oxygen concentration of 13.5 to 14 ×
10 17 atoms / cm 3 B groups the oxygen concentration wafers in the initial oxygen concentration 14.5~15 × 10 17 atom
s / cm 3 high oxygen concentration wafers were classified as Group C.
4 hours at 0 ° C, mark △, precipitation heat treatment at 700 ° C x 4
The time is indicated by a square. As shown in FIG. 15, all the sample wafers have a DZ layer of 30 μm or more, and as shown in FIG. 14, in the bulk, a combination of the initial oxygen concentration and the post heat treatment temperature of 1 × 10 5 cm 2 or more. BMD
It is possible to secure the density.
【0074】また、低酸素濃度のサンプルウェーハで
は、700℃熱処理より600℃熱処理の方が析出物密
度は多いことが分かった。従って、酸素析出処理温度は
ウェーハの初期酸素濃度に依存するが、500℃〜90
0℃の範囲で適用可能と判断できる。Further, it was found that, in the sample wafer having a low oxygen concentration, the precipitate density was higher in the heat treatment at 600 ° C. than in the heat treatment at 700 ° C. Therefore, although the temperature of the oxygen precipitation treatment depends on the initial oxygen concentration of the wafer,
It can be determined that it is applicable within the range of 0 ° C.
【0075】実施例6 CZ法により育成された酸素濃度12.5〜15×10
17atoms/cm3[old ASTM]のシリコン
インゴットを丸目加工し、その後スライス加工を施し、
さらに沸酸・硝酸混合水溶液にて表面をエッチングした
シリコン単結晶ウェーハを対象に、前述した図1の熱処
理ボートを用いて、10枚のシリコン単結晶ウェーハを
一群として30群を順次縦方向に段積みすることにより
搭載枚数を300枚とした。Example 6 Oxygen concentration grown by CZ method 12.5 to 15 × 10
The silicon ingot of 17 atoms / cm 3 [old ASTM] is rounded and then sliced,
Further, for the silicon single crystal wafer whose surface has been etched with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, using the heat treatment boat shown in FIG. By stacking, the number of sheets mounted was set to 300 sheets.
【0076】この熱処理ボートの円筒状の熱処理炉への
投入温度は700℃とし、1000℃までを10℃/
分、1280℃まで1℃/分の速度で昇温させ、128
0℃で2時間保持しその後1000℃までを1℃/分、
700℃まで2.5℃/分の速度で降温させて熱処理ボ
ートを熱処理炉外に取り出した。炉内雰囲気は、5%O
2−95%N2雰囲気であった。The temperature at which the heat treatment boat was introduced into the cylindrical heat treatment furnace was 700 ° C.
The temperature is raised to 1280 ° C. at a rate of 1 ° C./min.
Hold at 0 ° C for 2 hours, then up to 1000 ° C at 1 ° C / min,
The temperature was lowered to 700 ° C. at a rate of 2.5 ° C./min, and the heat treatment boat was taken out of the heat treatment furnace. The atmosphere in the furnace is 5% O
Was 2 -95% N 2 atmosphere.
【0077】熱処理後、各ウェーハ表面に研磨代が約1
0μm程度の鏡面研磨を施し、RCA洗浄のSC−1洗
浄を繰り返した後の粒径0.12μm以上のLPD(L
ight point deffect)測定をレーザ
ー面検機(テンコール製サーフスキャン6200使用)
にて行った。また、一部のウェーハに対してLPDのA
FM観察も実施した。上述のこの発明による熱処理を施
さないウェーハに対しても洗浄並びに測定を行った。After the heat treatment, a polishing allowance of about 1
After performing mirror polishing of about 0 μm and repeating SC-1 cleaning of RCA cleaning, LPD (L
A laser point inspection machine (surf scan 6200 manufactured by Tencor) was used to measure the right point defect.
I went in. In addition, LPD A
FM observation was also performed. Cleaning and measurement were also performed on the wafers not subjected to the heat treatment according to the present invention.
【0078】SC−1洗浄を繰り返した後のLPD観察
結果を図16に示すが、初期酸素濃度12.5×1017
atoms/cm3の低酸素濃度ウェーハが○印、初期
酸素濃度13.5×1017atoms/cm3の中酸素
濃度ウェーハが△印、初期酸素濃度14.5×1017a
toms/cm3の高酸素濃度ウェーハが□印であり、
特にこの発明による熱処理を施さないウェーハは、それ
ぞれ黒○印、黒△印、黒□印で示す。FIG. 16 shows the result of LPD observation after repeating the SC-1 cleaning. The initial oxygen concentration was 12.5 × 10 17
Low oxygen concentration wafers of atoms / cm 3 are marked with ○, initial oxygen concentration 13.5 × 10 17 atoms / cm 3 medium oxygen concentration wafers are marked with Δ, initial oxygen concentration 14.5 × 10 17 a
high oxygen concentration wafer of toms / cm 3 is marked with □,
In particular, wafers not subjected to the heat treatment according to the present invention are indicated by black circles, black triangles, and black squares, respectively.
【0079】この発明による熱処理を施さないウェーハ
は、洗浄回数1回でもウェーハ面内に300個程度のL
PDが存在、繰り返しSC−1洗浄で大幅なLPD数の
増加が確認された。ところがこの発明による熱処理を施
したウェーハは、大幅なLPD数の減少を確認し、かつ
繰り返しSC−1洗浄後でもLPDの増加数が少ないこ
とが分かった。A wafer not subjected to the heat treatment according to the present invention has about 300 pieces of L
PD was present, and a significant increase in the number of LPDs was confirmed by repeated SC-1 washing. However, the wafers subjected to the heat treatment according to the present invention confirmed a significant decrease in the number of LPDs, and found that the number of increase in the LPDs was small even after repeated SC-1 cleaning.
【0080】このLPDの正体を解明するためにAFM
により形状観察を行ったが、この発明による熱処理を施
したウェーハでは、LPDの全てがパーティクルであ
り、COPフリーを確認した。In order to elucidate the identity of this LPD, AFM
, The LPD of the wafer subjected to the heat treatment according to the present invention was particles and COP-free.
【0081】実施例7 実施例6において、1280℃で2時間の熱処理を12
80℃×4時間並びに1300℃×2時間の条件に変更
して、同様に熱処理を施したサンプルウェーハを実施例
6と同様方法でCOP存在確率を調査した結果、上記2
種のいずれの熱処理においてもCOPは完全消滅してい
ることを確認した。従って、この発明による積層・段積
みの熱処理において、1280℃で2時間以上の高温保
持を行うことにより、大幅なCOPの低減効果のあるこ
とが確認できた。Example 7 In Example 6, the heat treatment was performed at 1280 ° C. for 2 hours.
By changing the conditions to 80 ° C. × 4 hours and 1300 ° C. × 2 hours, the same heat treatment was performed on the sample wafer, and the COP existence probability was examined in the same manner as in Example 6.
It was confirmed that the COP had completely disappeared in any of the heat treatments. Therefore, in the heat treatment for lamination and stacking according to the present invention, it was confirmed that by maintaining the temperature at 1280 ° C. for 2 hours or more, there was a significant COP reduction effect.
【0082】[0082]
【発明の効果】この発明による熱処理方法は、ウェーハ
を10枚程度積層してこの一群を単位として、水平にあ
るいは0.5〜5°程度、僅かに傾斜させてウェーハの
外周の複数箇所を接触支持するボートに載置し、さらに
多段に複数群をスタック配置して熱処理するもので、実
施例に示すごとく、シリコン単結晶ウェーハに施される
多様な熱処理の適用が可能で、転位及びスリップを防止
して各ウェーハに均一に同じ熱処理効果を及ぼすことが
できる。According to the heat treatment method of the present invention, about 10 wafers are stacked and a group of these wafers is contacted at a plurality of locations on the outer periphery of the wafer horizontally or at a slight inclination of about 0.5 to 5 °. It is placed on a supporting boat and further heat-treated by stacking a plurality of groups in multiple stages, as shown in the examples, it is possible to apply various heat treatments applied to silicon single crystal wafers, and to reduce dislocations and slips Thus, the same heat treatment effect can be exerted uniformly on each wafer.
【0083】この発明は、多数のウェーハを積層して熱
処理するが、積層したウェーハの最下層のウェーハをダ
ミーウェーハとすることにより、転位及びスリップの発
生が完全に防止できるとともに、対象ウェーハとして、
仕上げ鏡面研磨を施していないものを熱処理するか、表
面に保護膜が形成される雰囲気で行い、熱処理後に鏡面
研磨を施すように製造工程を工夫できるため、積層した
ウェーハが接着して歩留りが低下することがない。According to the present invention, a large number of wafers are stacked and heat-treated. By using the lowermost wafer of the stacked wafers as a dummy wafer, the occurrence of dislocations and slips can be completely prevented.
Heat treatment can be applied to those that have not been subjected to mirror finish polishing, or they can be performed in an atmosphere where a protective film is formed on the surface, and the manufacturing process can be devised so that mirror polishing is performed after the heat treatment. Never do.
【0084】特に、この発明による熱処理方法は、同一
のシリコン単結晶インゴットよりウェーハ化された全て
のウェーハに同時に同一の熱処理を施すことが可能であ
り、従来の所謂インゴットアニールの熱処理工程で生じ
るような全体的な転位やスリップの拡大がなく、シリコ
ン単結晶ウェーハの歩留まりを向上させることができ
る。In particular, the heat treatment method according to the present invention makes it possible to simultaneously perform the same heat treatment on all the wafers formed from the same silicon single crystal ingot, which may occur in a conventional so-called ingot annealing heat treatment step. It is possible to improve the yield of the silicon single crystal wafer without any significant dislocation or slip enlargement.
【0085】また、この発明による熱処理方法は、11
00℃以上に加熱保持する熱処理で、昇温過程で500
℃〜900℃の範囲で定温保持を行うか、所定の昇温速
度で昇温する、あるいは1100℃以上に加熱保持した
後の降温過程で前記の定温保持を行うか、降温処理する
ことにより、大量のウェーハを同時にBMDを形成させ
てIG能を付与できるとともに無欠陥領域(DZ層)を
形成させることが可能になり、大量のウェーハの熱処理
が効率よくかつ短時間で完了する。The heat treatment method according to the present invention comprises:
Heat treatment to keep the temperature above 00 ° C.
By performing a constant temperature holding in the range of ° C. to 900 ° C., or raising the temperature at a predetermined rate, or performing the above-mentioned constant temperature holding in a temperature decreasing process after heating and holding to 1100 ° C. or more, or by performing a temperature lowering process. It is possible to simultaneously form a BMD on a large number of wafers to provide IG capability and to form a defect-free region (DZ layer), so that heat treatment of a large number of wafers is completed efficiently and in a short time.
【0086】さらに、この発明による熱処理方法は、例
えば、大量のウェーハを同時に1280℃〜1380℃
で保持することが可能で、この熱処理にてウェーハの表
層並びに内部のCOPを低減又は消滅できるため、高品
質のウェーハを安定的に供給できる利点がある。Further, according to the heat treatment method of the present invention, for example, a large number of wafers are simultaneously heated at 1280 ° C. to 1380 ° C.
And the COP in the surface layer and inside of the wafer can be reduced or eliminated by this heat treatment, so that there is an advantage that a high-quality wafer can be stably supplied.
【図1】Aはこの発明による熱処理方法に使用する熱処
理ボートの上面説明図、BはAの矢印線における縦断説
明図である。FIG. 1A is an explanatory top view of a heat treatment boat used in a heat treatment method according to the present invention, and FIG.
【図2】この発明の熱処理方法によるウェーハの酸化膜
耐圧特性の評価を行った結果を示す熱処理温度と良品率
との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a heat treatment temperature and a non-defective product rate, showing a result of evaluating an oxide film breakdown voltage characteristic of a wafer by a heat treatment method of the present invention.
【図3】この発明による熱処理方法に使用する熱処理ボ
ートの他の実施例を示す斜視説明図である。FIG. 3 is an explanatory perspective view showing another embodiment of the heat treatment boat used in the heat treatment method according to the present invention.
【図4】図3に示す熱処理ボートの縦断説明図である。FIG. 4 is an explanatory longitudinal sectional view of the heat treatment boat shown in FIG. 3;
【図5】この発明による熱処理方法に使用する熱処理ボ
ートの他の実施例を示す斜視説明図である。FIG. 5 is a perspective explanatory view showing another embodiment of the heat treatment boat used in the heat treatment method according to the present invention.
【図6】従来のウェーハの枚葉式ウェーハ移載用のロボ
ットの構成を示す説明図であり、Aは吸着式、Bはすく
い上げ方式の構成を示す。FIG. 6 is an explanatory view showing a configuration of a conventional robot for transferring a single wafer of wafers, wherein A shows a suction type and B shows a scooping type configuration.
【図7】この発明に使用するウェーハ移載用のロボット
の構成を示す上面説明図である。FIG. 7 is an explanatory top view showing a configuration of a robot for transferring a wafer used in the present invention.
【図8】Aはこの発明に使用するウェーハ移載用のロボ
ットの他の構成を示す正面説明図であり、Bはその上面
説明図であり、Cは他の実施例を示す上面説明図であ
る。8A is an explanatory front view showing another configuration of a wafer transfer robot used in the present invention, FIG. 8B is an explanatory top view thereof, and FIG. 8C is an explanatory top view showing another embodiment. is there.
【図9】Aはこの発明に使用する熱処理ボートの使用状
況の一例を示す説明図であり、Bはその上面説明図であ
る。FIG. 9A is an explanatory view showing an example of a use situation of the heat treatment boat used in the present invention, and FIG. 9B is an explanatory top view thereof.
【図10】Aはこの発明に使用する熱処理ボートの構成
の一例を示す説明図であり、Bはその上面説明図であ
る。FIG. 10A is an explanatory view showing an example of the configuration of a heat treatment boat used in the present invention, and FIG. 10B is an explanatory top view thereof.
【図11】ウェーハの表面深さと酸素濃度との関係を示
すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a surface depth of a wafer and an oxygen concentration.
【図12】ウェーハの表面深さと酸素濃度との関係を示
すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a relationship between a surface depth of a wafer and an oxygen concentration.
【図13】AとBは熱処理条件の一例を示すヒートパタ
ーン図である。FIGS. 13A and 13B are heat pattern diagrams showing an example of heat treatment conditions.
【図14】この発明による熱処理方法を施したウェーハ
の酸素濃度の違いとBMD密度との関係を示すグラフで
ある。図中、Aは初期酸素濃度12.5〜13×1017
atoms/cm3の低酸素濃度ウェーハ、Bは初期酸
素濃度13.5〜14×1017atoms/cm3の中
酸素濃度ウェーハ、Cは初期酸素濃度14.5〜15×
1017atoms/cm3の高酸素濃度ウェーハを示
す。FIG. 14 is a graph showing a relationship between a difference in oxygen concentration and a BMD density of a wafer subjected to a heat treatment method according to the present invention. In the figure, A is the initial oxygen concentration of 12.5 to 13 × 10 17
A low oxygen concentration wafer of atoms / cm 3 , B is a medium oxygen concentration wafer having an initial oxygen concentration of 13.5 to 14 × 10 17 atoms / cm 3 , and C is an initial oxygen concentration of 14.5 to 15 ×.
10 shows a high oxygen concentration wafer at 10 17 atoms / cm 3 .
【図15】この発明による熱処理方法を施したウェーハ
の酸素濃度の違いとDZ層幅との関係を示すグラフであ
る。FIG. 15 is a graph showing a relationship between a difference in oxygen concentration of a wafer subjected to a heat treatment method according to the present invention and a DZ layer width.
【図16】繰り返し洗浄回数とLPD数との関係を示す
グラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the number of times of repeated washing and the number of LPDs.
【図17】Aはウェーハ表面のCOP欠陥のAFM像よ
り図示した斜視図であり、BはA図より推定した内部が
空洞で八面体を基本構造とした多面体形状からなる欠陥
の斜視図である。17A is a perspective view illustrating an AFM image of a COP defect on a wafer surface, and FIG. 17B is a perspective view of a defect having a hollow interior and a polyhedral shape having an octahedral basic structure estimated from FIG. .
【図18】従来のシリコン単結晶ウェーハの熱処理装置
の概略構成を示す一部破断斜視説明図である。FIG. 18 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of a conventional silicon single crystal wafer heat treatment apparatus.
1 シリコン単結晶ウェーハ 2 シリコンボート 3 押え板 4 熱処理炉 10,20,30,40,50 熱処理ボート 11 下板 12 上板 13,14 前側支柱板 13a,14a,15a,13b,14b,15b,1
3c,14c,15c支持ホルダ 15 後側支柱板 17 支持ホルダの厚み 21,22,23 支持ホルダ 24 開口部 25 挿入溝 30 熱処理ボート 31 ボートユニット 32 支持ホルダ 33 挿入溝 40 アーム 41 吸引プレート 42 載置プレート 43,45,46 治具 44 切欠部 51 バッファー材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon single crystal wafer 2 Silicon boat 3 Holding plate 4 Heat treatment furnace 10, 20, 30, 40, 50 Heat treatment boat 11 Lower plate 12 Upper plate 13, 14 Front support plate 13a, 14a, 15a, 13b, 14b, 15b, 1
3c, 14c, 15c Support holder 15 Rear support plate 17 Thickness of support holder 21, 22, 23 Support holder 24 Opening 25 Insertion groove 30 Heat treatment boat 31 Boat unit 32 Support holder 33 Insertion groove 40 Arm 41 Suction plate 42 Mounting Plate 43, 45, 46 Jig 44 Notch 51 Buffer material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/322 H01L 21/322 Y (56)参考文献 特開 平6−163440(JP,A) 特開 昭53−25351(JP,A) 特開 平6−5611(JP,A) 特開 昭58−87833(JP,A) 特開 平1−242500(JP,A) 特開 平5−345699(JP,A) 特開 平6−45269(JP,A) 特開 平6−268048(JP,A) 特開 平7−147258(JP,A) 特開 平5−121414(JP,A) 特開 平5−326535(JP,A) 特開 昭55−77170(JP,A) 特開 平8−181084(JP,A) 特開 平1−280322(JP,A) 特開 平8−107081(JP,A) 特開 平6−196491(JP,A) 実開 昭55−62042(JP,U) 実開 平5−59837(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/26 - 21/268 H01L 21/322 - 21/326 H01L 21/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 21/322 H01L 21/322 Y (56) References JP-A-6-163440 (JP, A) JP-A-53-25351 ( JP, A) JP-A-6-5611 (JP, A) JP-A-58-87833 (JP, A) JP-A-1-242500 (JP, A) JP-A-5-345699 (JP, A) JP-A-6-45269 (JP, A) JP-A-6-268048 (JP, A) JP-A-7-147258 (JP, A) JP-A-5-121414 (JP, A) JP-A-5-326535 (JP) JP-A-55-77170 (JP, A) JP-A-8-18084 (JP, A) JP-A-1-280322 (JP, A) JP-A-8-1007081 (JP, A) 6-196491 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 55-62042 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 5-59837 (JP, U) (58) Fields surveyed (In t.Cl. 7 , DB name) H01L 21/22-21/24 H01L 21/26-21/268 H01L 21/322-21/326 H01L 21/68
Claims (17)
して一群となしたウェーハ群の最下層ウェーハのみが熱
処理ボートに当接支持されるように、複数のウェーハ群
を熱処理ボートにスタック配置し、各ウェーハ群をそれ
ぞれ水平もしくは一方側を水平より上方へ傾斜させて、
少なくとも1100℃以上に加熱して各ウェーハ群の最
下層ウェーハを除く積層された各ウェーハにスリップを
発生させることなく熱処理するシリコン単結晶ウェーハ
の熱処理方法。A plurality of silicon single crystal wafers are stacked and arranged on a heat treatment boat so that only the lowermost wafer of the group of wafers formed by stacking a plurality of silicon single crystal wafers is supported by the heat treatment boat. , Each wafer group is horizontal or one side is tilted above the horizontal,
Heat treatment method for a silicon single crystal wafer to be heat treated without Rukoto to generate slip each wafer stacked except the lowermost wafer in each wafer groups by heating to at least 1100 ° C. or higher.
5°であるシリコン単結晶ウェーハの熱処理方法。2. The method according to claim 1, wherein the inclination angle is 0.5 to
A heat treatment method for a silicon single crystal wafer at 5 °.
化性ガス雰囲気であり、各ウェーハ群は、予め熱酸化膜
を生成させたウェーハと熱酸化膜なしのウェーハを交互
に積層した構成、又は全てに熱酸化膜を生成させた構成
であるシリコン単結晶ウェーハの熱処理方法。3. The method according to claim 1, wherein the heat treatment atmosphere is a non-oxidizing gas atmosphere, and each wafer group is configured by alternately stacking a wafer in which a thermal oxide film is generated in advance and a wafer without a thermal oxide film. A heat treatment method for a silicon single crystal wafer having a structure in which a thermal oxide film is formed on all the surfaces.
ガス単独、あるいは酸素含有の不活性又は還元性ガス雰
囲気であるシリコン単結晶ウェーハの熱処理方法。4. The heat treatment method for a silicon single crystal wafer according to claim 1, wherein the heat treatment atmosphere is an oxygen gas alone or an oxygen-containing inert or reducing gas atmosphere.
材質からなる円板またはリング材を介して各ウェーハ群
を熱処理ボートに載置するシリコン単結晶ウェーハの熱
処理方法。5. The method for heat treating a silicon single crystal wafer according to claim 1, wherein each group of wafers is placed on a heat treatment boat via a disk or a ring made of a material having excellent high-temperature strength.
表層に無欠陥領域(DZ層)を形成させる工程を含むシ
リコン単結晶ウェーハの熱処理方法。6. The method according to claim 1, wherein the heat treatment includes a step of forming a defect-free region (DZ layer) in a surface layer of the wafer.
に1100℃〜1380℃で5分〜6時間熱処理するシ
リコン単結晶ウェーハの熱処理方法。7. The method for heat treating a silicon single crystal wafer according to claim 6, wherein the heat treatment is performed at 1100 ° C. to 1380 ° C. for 5 minutes to 6 hours at the time of raising or lowering the temperature.
〜900℃の範囲で10分以上4時間以内の熱処理を行
い、酸素析出物を形成させてIG能を付与し、その後1
100℃以上に加熱処理するシリコン単結晶ウェーハの
熱処理方法。8. The method according to claim 7, wherein the temperature is raised to 500 ° C.
Heat treatment is performed for 10 minutes or more and 4 hours or less in a temperature range of up to 900 ° C. to form an oxygen precipitate to impart IG capability.
A heat treatment method for a silicon single crystal wafer which is heat-treated at 100 ° C. or higher.
の範囲の昇温速度を0.5℃/min〜5℃/minと
して昇温し、酸素析出物を形成させてIG能を付与し、
その後1100℃以上に加熱処理するシリコン単結晶ウ
ェーハの熱処理方法。9. The method according to claim 7, wherein the temperature is 500 ° C. to 900 ° C.
The temperature is raised at a rate of 0.5 ° C./min to 5 ° C./min in the range of to form an oxygen precipitate to impart IG capability,
Then, a heat treatment method for a silicon single crystal wafer, which is heat-treated at 1100 ° C. or higher.
加熱処理した後の降温過程で、500℃〜900℃の範
囲で10分以上16時間以内の熱処理を行い、酸素析出
物を形成させてIG能を付与するシリコン単結晶ウェー
ハの熱処理方法。10. The IG according to claim 7, wherein a heat treatment is performed at a temperature in the range of 500 ° C. to 900 ° C. for 10 minutes to 16 hours to form oxygen precipitates in the temperature decreasing process after the heat treatment at 1100 ° C. or more. A heat treatment method for a silicon single crystal wafer that imparts functions.
加熱処理した後の降温過程で、500℃〜900℃の範
囲の降温速度を0.5℃/min〜5℃/minとし、
酸素析出物を形成させてIG能を付与するシリコン単結
晶ウェーハの熱処理方法。11. The method according to claim 7, wherein in the cooling step after the heat treatment at 1100 ° C. or more, the cooling rate in the range of 500 ° C. to 900 ° C. is 0.5 ° C./min to 5 ° C./min,
A heat treatment method for a silicon single crystal wafer for providing an IG function by forming an oxygen precipitate.
加熱処理して、ウェーハの表層のCOP並びに内部のC
OPの元となるGrown−in欠陥を低減する工程を
含むシリコン単結晶ウェーハの熱処理方法。12. The method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 1250 ° C. or more, so that the COP in the surface layer of the wafer and the C
A heat treatment method for a silicon single crystal wafer including a step of reducing a grown-in defect that causes an OP.
380℃で5分〜6時間熱処理するシリコン単結晶ウェ
ーハの熱処理方法。13. The method according to claim 12, wherein the temperature is from 1280 ° C. to 1
A heat treatment method for a silicon single crystal wafer, which is heat-treated at 380 ° C. for 5 minutes to 6 hours.
温時に1100℃〜1380℃で5分〜6時間熱処理し
てウェーハの表層に無欠陥領域(DZ層)を形成させる
シリコン単結晶ウェーハの熱処理方法。14. The heat treatment of a silicon single crystal wafer according to claim 13, wherein the heat treatment is performed at 1100 ° C. to 1380 ° C. for 5 minutes to 6 hours at the time of raising or lowering the temperature to form a defect-free region (DZ layer) on the surface layer of the wafer. Method.
0℃〜900℃の範囲で10分以上4時間以内の熱処
理、あるいは500℃〜900℃の範囲の昇温速度を
0.5℃/min〜5℃/minとして昇温して、酸素
析出物を形成させてIG能を付与するシリコン単結晶ウ
ェーハの熱処理方法。15. The method according to claim 14, wherein the temperature is raised by 50%.
Heat treatment in the range of 0 ° C. to 900 ° C. for 10 minutes to 4 hours, or increase the temperature in the range of 500 ° C. to 900 ° C. to 0.5 ° C./min. A method for heat-treating a silicon single crystal wafer that imparts IG capability by forming silicon.
00℃〜900℃の範囲で10分以上16時間以内の熱
処理、あるいは500℃〜900℃の範囲の降温速度を
0.5℃/min〜5℃/minとし、酸素析出物を形
成させてIG能を付与するシリコン単結晶ウェーハの熱
処理方法。16. The method according to claim 14, wherein the temperature is lowered by 5%.
Heat treatment in the range of 00 ° C to 900 ° C for 10 minutes to 16 hours, or the cooling rate in the range of 500 ° C to 900 ° C of 0.5 ° C / min to 5 ° C / min to form oxygen precipitates to form IG A heat treatment method for a silicon single crystal wafer that imparts functions.
層して一群となしたウェーハ群の最下層ウェーハのみが
熱処理ボートに当接支持されるように、複数のウェーハ
群を熱処理ボートにスタック配置し、各ウェーハ群をそ
れぞれ水平もしくは一方側を水平より上方へ傾斜させ
て、酸素含有の不活性又は還元性ガス雰囲気で1280
℃〜1380℃で5分〜6時間の熱処理をして、各ウェ
ーハ群の最下層ウェーハにスリップを発生させ、積層さ
れた各製品ウェーハにスリップの発生がなく、ウェーハ
の表層のCOP並びに内部のCOPの元となるGrow
n−in欠陥のないウェーハを得るシリコン単結晶ウェ
ーハの製造方法。17. A plurality of silicon single crystal wafers are stacked and arranged on a heat treatment boat such that only the lowermost wafer of the group of wafers formed by laminating a plurality of silicon single crystal wafers is supported in contact with the heat treatment boat. Each wafer group is horizontally or one side is tilted upward from the horizontal, and 1280 in an oxygen-containing inert or reducing gas atmosphere.
° C. to 1380 and a heat treatment of 5 minutes to 6 hours at ° C., to generate a slip bottom layer wafer for each wafer groups, of laminated
Grow which is the source of the COP in the surface layer of the wafer and the internal COP without any slip on each product wafer
A method for producing a silicon single crystal wafer for obtaining a wafer without n-in defects.
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