JP2005060168A - ウエーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハの製造でＩＧ能力を付与するための熱処理が短縮でき、ＩＧ能力の高いウエーハを大量に生産することができるウエーハの製造方法を提供する。
【解決手段】ウエーハの製造方法であって、少なくとも、インゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部に内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成するＢＭＤ形成工程と、前記内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成したインゴットをウエーハに加工するウエーハ加工工程を有するウエーハの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はウエーハの製造方法に関し、特にＩＧ（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）能力を付与するための酸素析出物および内部微小欠陥ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔ）を生成したウエーハを低コストで製造する方法に関する。

半導体集積回路素子の基板として用いられるシリコン単結晶ウエーハは、主にチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって製造されている。ＣＺ法とは、石英ルツボ内で１４２０℃以上の高温で溶融されたシリコン融液にシリコン単結晶の種結晶を浸漬させ、石英ルツボと種結晶を回転させながら徐々に種結晶を引き上げることによって、円柱状のシリコン単結晶を育成する方法である。この時、シリコン融液と接触する石英ルツボ表面は溶融し、酸素がシリコン融液中に溶け込み、育成中の結晶の中に取り込まれる。その酸素原子は結晶育成中および冷却中に凝集し、酸素析出核となる。そのため育成されたままの結晶から採取されたシリコンウエーハに７００℃から１０５０℃の温度帯で熱処理を施すとこの核が成長し酸素析出物およびＢＭＤを形成する。この酸素析出物は、集積回路素子形成の過程（デバイスプロセス）で起こる金属汚染を捕獲するという有益な役割を担う。いわゆるイントリンシック・ゲッタリング（ＩＧ）である。

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、デバイスプロセス途中における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となる。また、デバイス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。またスリップの発生を抑制するには高密度なＢＭＤが存在する事が好ましい。

通常のＢＭＤの形成は、ウエーハ加工した後にウエーハを熱処理することで行なわれている。例えばＤＺ‐ＩＧ熱処理といわれる熱処理などが知られている。これはウエーハ加工した鏡面状のウエーハを１１００℃から１２００℃程度の温度で高温処理をすることにより、ウエ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、ウエーハバルク中にＢＭＤ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。また初めに低温処理を行ない、ＢＭＤを十分に形成しつつ、その後の高温熱処理でウエーハ表層のＤＺ層を形成する事もある。このようなウエーハ状態で熱処理しＤＺ層やＩＧ能力を付加したウエーハはアニールウエーハ等といわれる。

また、近年では、ウエーハ（インゴット）の中に、窒素をドープし、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）等の結晶起因の欠陥が消滅しやすく、かつ、酸素析出物が得られやすいようにする工夫もされている。

更には、原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥（ＣＯＰ等の結晶欠陥）のない領域と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域からなる結晶が知られている。これは結晶の引上げ速度等を制御する事によって得られ、結晶欠陥がほとんどないウエーハとすることができる。このような原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域からなる結晶は準完全結晶（Nearly perfect crystal）と呼ばれ、以下ＮＰＣと呼ぶ事がある。このような結晶を用いても表面の無欠陥領域（ＤＺ層）の広いアニールウエーハが効果的に製造できる（例えば、特許文献１参照）。

しかし、例えば上記のようなＤＺ−ＩＧ熱処理と呼ばれるアニールでは、ウエーハにＤＺ層形成とＢＭＤ形成という目的の異なる２段の熱処理を行なうことから大変時間がかかるものであった。特に高密度にＢＭＤを形成するには、低温で十分な時間をかけ熱処理することが必要である。

また、シリコンウエーハに加工されたウエーハ状態で熱処理する場合には、図６に示すような縦型の熱処理装置３０が用いられ、熱処理ボート４０にセットされたウエーハＷをチャンバ３１内でヒータ３２により加熱する。また、ウエーハのセットには、図７に示すような熱処理ボート４０が用いられ、連結部４１で連結された複数の支柱４２に設けた溝状のウエーハ載置部４３にウエーハＷを保持する。しかし、ウエーハをセットできる枚数は、多くても１００枚程度に限られてしまう。そのため、アニールウエーハを大量に生産するには、熱処理装置を多く用意するか、アニール時間を短縮する必要がある。

しかし、ウエーハが大口径化することで、このような熱処理を行なう装置も大型化し、それに用いられる熱処理ボートなども大型化することで、設備的に大変高価な装置が必要となってしまう。従って、装置を多く導入するにはコスト的に限界があり、効率よく熱処理装置を運用する事が重要である。

特開平１１−１９９３８７号公報

本発明は、ウエーハの製造でＩＧ能力を付与するための熱処理が短縮でき、またＩＧ能力の高いウエーハを大量に生産することができるウエーハの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明は、ウエーハの製造方法であって、少なくとも、インゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部に内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成するＢＭＤ形成工程と、前記内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成したインゴットをウエーハに加工するウエーハ加工工程を有することを特徴とするウエーハの製造方法である（請求項１）。

このように、ＢＭＤ形成工程としてインゴット状態のシリコン単結晶に予め熱処理をおこなうこととし、ウエーハ加工工程でインゴットをウエーハに加工することにより、従来のようにウエーハ状態のシリコン単結晶に対してＢＭＤを形成する熱処理を加える方法に比べて効率良く熱処理を行なうことができ、ＩＧ能力の高いウエーハを大量に生産することができる。また、初めからＩＧ能力の高いウエーハをデバイス工程などの後工程に供給することができる。

この場合、前記ＢＭＤ形成工程は、インゴット状態のシリコン単結晶に７００℃以上の熱処理を行なうことが好ましい（請求項２）。
このようにインゴット状態のシリコン単結晶に７００℃以上の熱処理を行なうことにより、内部に十分なＢＭＤを形成することができる。

この場合、前記ＢＭＤ形成工程は、１１００℃以下の熱処理温度で３０分以上８時間以内の熱処理を行なうことが好ましい（請求項３）。
１１００℃以下の熱処理温度で熱処理することにより、単結晶に転位やスリップを発生させることなく熱処理を行なうことができる。また、３０分以上８時間以内の熱処理を行なうことにより、良好なＩＧ能力を付与することができる。

この場合、前記ＢＭＤ形成工程は、昇温速度を０．５℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎとして熱処理することが好ましい（請求項４）。
このような昇温速度で熱処理することによりインゴット中に安定したＢＭＤを形成することができる。なお高密度にＢＭＤを析出させるためには、ＢＭＤ析出核が生成する温度帯領域、例えば５００℃以上において５℃／ｍｉｎ以下にゆっくり昇温することが好ましい。これより低い領域（５００℃未満）では１０℃／ｍｉｎ程度と比較的高速に昇温して処理すれば良い。

この場合、前記シリコン単結晶は、窒素がドープされている結晶であることが好ましい（請求項５）。
このようにシリコン単結晶に窒素をドープしておくことにより、熱処理によりＢＭＤを形成しやすくすることができる。

この場合、前記シリコン単結晶は、チョクラルスキー法により製造された準完全結晶（ＮＰＣ）領域の結晶とすることができる（請求項６）。
このような結晶であれば、例えば後の工程でアニールウエーハとした場合にＤＺ層の厚いより高品質のウエーハとすることができる。

この場合、前記インゴット状態のシリコン単結晶は、チョクラルスキー法による単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット、又は引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態のインゴットとすることができる（請求項７）。
本発明では、このようなインゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部にＢＭＤを形成するため、効率良く単結晶にＢＭＤを形成することができる。
なお、本発明でいう単結晶引上装置で引上げられたままの形状のインゴットとは、チョクラルスキー法により引上げられた直後の結晶の他、引上げられたインゴットからコーン部、テール部を切断したもの、あるいはそれらを数個のブロックに切断したものも含む。

以下、本発明について詳細に説明する。
発明者は、ＩＧ能力の高いウエーハの製造に際して、インゴット状態で熱処理をしてＩＧ効果を上げるためのＢＭＤを形成しておき、それをウエーハ加工することによって、ＢＭＤが形成されＩＧ能力の高いウエーハを効率良く製造することができ、その後のＤＺ層形成やエピタキシャル層形成のプロセスにおいても、ＢＭＤ密度が十分に維持できることを知見した。

従来インゴット状態のアニール（以下インゴットアニールということがある）は、化合物半導体、例えばＧａＡｓにおいて主に行なわれている技術で、もっぱら電気特性を均一に改善する為に行なわれているものである（例えば特開平６−１９６４３０号公報、特開平６−３１８５４号公報参照）。本発明では、このような熱処理とは異なり、シリコン単結晶に対しＢＭＤを形成する熱処理をインゴットの状態で施しておく事で、ＩＧ能力の高いウエーハを短時間で大量に生産する。すなわち、本発明のウエーハの製造方法は、インゴット状態のシリコン単結晶の内部にＢＭＤを形成し、その後ウエーハ加工を行なうことを特徴とする。

本発明は、このようにインゴットの状態でＢＭＤを形成しておき、これをウエーハ加工してＩＧ能力を付加したウエーハを製造することによって、例えば、その後にアニールウエーハを製造する際にも、このＩＧ能力を付加する条件の熱処理を省略または簡略化することができ熱処理時間を短くすることができるものである。また、例えば、このようなウエーハにエピタキシャル層を形成することでエピタキシャルウエーハを作製する場合においてもゲッタリング効果の高いウエーハとすることができる。またインゴット状態での熱処理であることから、従来のウエーハ状態でのＢＭＤを形成する熱処理に比べ、ウエーハ熱処理ボートを用いる必要がないため、（ウエーハ換算にすると）一度に大量に熱処理することができ、熱処理の効率を大幅に向上させることができる。

具体的には、インゴット状態のシリコン単結晶に７００℃以上の熱処理を行ない、その後ウエーハ加工を行なう。特にインゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ないインゴット内部にＢＭＤを形成する熱処理工程は、７００℃以上１１００℃以下の熱処理温度で３０分以上８時間以内の熱処理を行なうと良い。また昇温速度も０．５℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎとして熱処理することで安定したＢＭＤを形成する事ができる。

インゴットの状態で１１００℃以下の温度で熱処理を行なうことによりインゴット全体に転位やスリップが発生することを防ぐことができる。また、７００℃以上の温度で熱処理をすることにより、十分なＢＭＤを形成することができる。さらに、７００℃以上の温度で熱処理をすることにより、後の工程（例えばウエーハ状態でのアニール工程）で消滅しないようなＢＭＤを形成することができる。

このような温度範囲で、インゴットに例えば３０分以上８時間以内の定温保持または複数段の定温保持熱処理を行なうと十分なＢＭＤを形成することができ、その後の工程によってもこのＢＭＤは消失せず残留するため、良好なＩＧ能力を付与させることができる。処理時間は特に限定するものではなく、この処理時間はもっと長くてもかまわないが、時間的メリット及び良好なＩＧ能力を得るには上記範囲程度が適当である。このとき、昇温速度を０．５℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎとして昇温すると好ましい。

また、インゴットは、シリコン単結晶に窒素がドープされている結晶、又はＮＰＣ領域の結晶であることが好ましい。
特に窒素ドープしたシリコン単結晶を用い熱処理した場合、結晶内部で酸素析出物が得られやすくなり、かつ、ＣＯＰ等の結晶起因の欠陥が熱処理により消滅しやすくなる。このようなシリコン単結晶を用いる事により、例えば、ＤＺ層を形成する工程を後に行なう場合において無欠陥領域が広くＩＧ効果の高いウエーハを効果的に製造できるようになる。

また、ＮＰＣ領域の結晶についても同様に無欠陥領域の広いウエーハとなり好ましい。ＮＰＣ領域の結晶は、結晶引上げ条件を制御する事で、原子空孔過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域（Ｎｖ領域ということがある）と格子間シリコン原子過剰であるが結晶成長導入欠陥のない領域（Ｎｉ領域ということがある）で成長させた結晶である。
特に、ＮＰＣ領域ではＮｖとＮｉ領域で、酸素析出挙動が異なる事が知られている。このような異なる酸素析出挙動を示す場合、例えばインゴット段階で３００〜５００℃といった低温領域から、０．５〜２℃／ｍｉｎ程度の遅い昇温速度でＢＭＤを成長させることにより、ＮｖやＮｉ領域での酸素析出挙動が均一化され、面内で安定したＢＭＤの形成を行なうことができるので好ましい。従来は、ウエーハ状態でこのような熱処理を行なうと生産性が著しく低下するため、現実的には実施することができなかった。しかしインゴット段階であれば、このようなゆっくりした熱処理を行なっても一度に大量の処理を行うことが出来るので高い生産性を維持することができる。

なお、インゴット状態のシリコン単結晶とは単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット又は引上げ後に円筒研削しブロック状に切断した状態のインゴットである。単結晶引上装置により引き上げたシリコン単結晶は、コーン及びテールといった部分が形成されているが、このようなインゴットの状態（この他にコーン部およびテール部を除去した状態、および複数ブロックに分割した状態を含む）で、インゴットアニールをすることができる。
またウエーハ加工前（スライス前）に、通常はインゴットを円筒研削してから複数のブロックに分けるが、このような円筒研削されたブロックの状態で熱処理しても良い。この場合は、ブロックの表層に円筒研削での金属汚染が発生するため、表層１００〜５００μｍ程度を酸エッチングにより除去してから、熱処理を行うことが好ましい。

本発明によるウエーハの製造方法によれば、初めにインゴットの状態でＢＭＤを形成する熱処理を行なうため、ＩＧ能力の高いウエーハをデバイス工程などの後工程に供給することができる。またＢＭＤを形成する熱処理を一度に大量に行なうことにより効率良く行なうことができ、ＩＧ能力を付与するための熱処理時間を大幅に短縮することができ、これによりウエーハ製造の生産性を向上させることができる。

本発明のウエーハの製造方法について図面を参照し説明する。図１および図２は本発明のウエーハの製造工程の概略を示すフロー図である。

（インゴットの育成）
先ず初めにＣＺ法により、酸素濃度（や窒素濃度）、抵抗率等を調節しシリコン単結晶インゴットを成長する。この引上げ方法は特に限定されるものではなく、従来から行なわれている方法を用いれば良い。特にＣＯＰ等の結晶起因の欠陥が少なくなるような条件でインゴットを引き上げると好ましい。

特にシリコン単結晶中に窒素をドープすることにより、ＢＭＤを形成しやすいシリコン単結晶を成長させることができる。本発明において、窒素をドープしたシリコン単結晶インゴットを育成するには、チョクラルスキー法でシリコン単結晶を育成する場合に、あらかじめ石英ルツボ内に窒化物を入れておくか、シリコン融液中に窒化物を投入するか、雰囲気ガスを窒素を含む雰囲気等とすることによって、シリコン単結晶中に窒素をドープすることができる。この際、窒化物の量あるいは窒素ガスの濃度あるいは導入時間等を調整することによって、結晶中の窒素ドープ量を制御することが出来る。

また、準完全結晶（ＮＰＣ）領域のシリコン単結晶を用いることにより、後にウエーハ状態でアニールを行なった場合にＤＺ層の厚いアニールウエーハを製造することができる。この準完全結晶領域のシリコン単結晶を製造するには、例えば、チョクラルスキー法により単結晶を成長させるときの引上速度Ｖと、固液界面近傍の引上軸方向の結晶温度勾配Ｇとの比であるＶ／Ｇを制御しつつ結晶引上を行なうことにより、結晶横断面全面で、準完全結晶（ＮＰＣ）領域のシリコン単結晶を引上げることができる。

（インゴットアニール：ＢＭＤ形成工程）
次にこのように育成されたインゴットをインゴットの形態で熱処理して内部にＢＭＤを形成する。つまりウエーハ形状に加工するスライス工程前（ウエーハ加工工程前）に熱処理を行なう。この場合ＢＭＤが形成される条件で熱処理する。この時、インゴットアニールは、単結晶製造装置で引き上げられたままの形状のインゴット又は引上げ後に円筒研削しブロック状に切断した状態で行なう。つまりインゴット外周部を円筒研削する前又は後どちらでも実施する事ができる。

まず、引き上げられたままの形状でのインゴットアニールについて、その一実施形態を説明する（図１）。
この例では、単結晶製造装置で引上げられたインゴットのコーン部やテール部を除去せず、複数ブロックに分割しない状態でインゴットを熱処理炉に入れＢＭＤを形成する熱処理をする。
この場合の熱処理装置は特に限定するものではないが、このようなインゴットの塊の状態で熱処理できるものが好ましく、図３に示すような横型の熱処理炉が好適である。図３は横型熱処理炉の概略を示すもので、この熱処理炉１０は、コーン部やテール部を除去せず、複数ブロックに分割しないインゴット１をそのまま投入する事ができる石英やＳｉＣ製のチャンバ１１を有し、その外側にヒータ１２等の熱処理手段が具備されているものである。インゴット１はコーン部及びテール部を支持できる支持部１３で保持される（必要によりインゴット中心部にも支持部を配置しても良い）。このような装置を用いＢＭＤが形成される熱処理条件で熱処理を行なう。

このような引上げられたままの形状のインゴットを熱処理すると汚染等が極力少ない状態または、歪み等が形成されていない状態で熱処理でき好ましい。また、インゴットを一度に熱処理することによりウエーハ換算にするとたいへん大量のウエーハが処理できる。

次に、別な形態の例を示す。以下の例では引き上げられたままの形状ではなく、引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態にしたインゴットをインゴットアニールする例を示す。（図２）

インゴットの育成工程で引き上げられたインゴットの側面を円筒研削し、その後、図５に示すようにインゴット１のコーン部２及びテール部３を切断し、さらに複数のブロック４に切断する事でインゴットブロックを得る。

その後、このブロック状のインゴットに熱処理を行なう。なお、このような円筒研削・ブロック加工を行なった場合、熱処理により汚染や割れが生じる可能性があるため、先ず初めにインゴット表面全体をエッチング液により、数百μｍエッチングしてインゴット表面に付着している金属不純物等を除去する。このエッチング液は例えば、ＨＦ／ＨＮＯ_３からなる酸性のエッチング液などが用いられる。

その後、ブロックの状態のまま、熱処理炉に入れ熱処理する。熱処理装置は特に限定するものではないが、このような形態のインゴットブロックを塊のまま熱処理できる例えば、図４のようなものが好ましい。図４の熱処理炉２０は、インゴットのブロック４を縦置きにして熱処理できる装置であるが、インゴットのブロック４を熱処理炉２０の下方から石英やＳｉＣからなるチャンバ２１内に投入し、その外側に配置されたヒータ２２等の熱処理手段により熱処理する形態のものであり、いわゆる縦型の熱処理炉である。このような熱処理炉を用いＢＭＤが形成される熱処理条件で熱処理を行なう。このようなシリコン単結晶をブロック状にした熱処理では、熱処理炉も小型化でき好ましい。

このように引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態にしたインゴットを熱処理する場合においても、ウエーハ用の熱処理ボートが不要になるため、一度に大量のシリコン単結晶を熱処理でき、ウエーハ状態で熱処理した場合に換算すると、きわめて多くのウエーハを一度に熱処理できることになる。

以上のようなＢＭＤ形成工程の具体的な熱処理条件は、要求される仕様により適宜設定すれば良いが、特に酸素雰囲気中、７００℃〜１１００℃の熱処理を３０分から８時間程度行なえば、目的とするＢＭＤが十分に生成される。実際には室温から５００℃付近までは昇温速度１０℃／分程度の高速で昇温し、その後昇温速度を遅くして、設定温度までは０．５℃／分〜５℃／分程度で昇温する。このような方法で設定温度（例えば１０００℃）まで徐々に昇温させ、この設定温度で任意の時間（例えば１時間）保持する。その後、６００℃までは５℃／分程度の降温速度で冷却し、その後２℃／分程度で室温まで落とし熱処理を終了する。こうすることで、後にウエーハ状態でＤＺ層を形成する１０００℃程度の熱処理やエピタキシャル成長を行なっても消失しないＢＭＤがインゴット中に高密度に形成される。

（ウエーハ加工工程）
次にこのようにインゴットアニールしたインゴットをウエーハ加工する。ウエーハ加工では、少なくとも高平坦度なウエーハが得られればその工程は特に限定するものではない。この実施の形態では図８に示すように単結晶シリコンインゴットをスライスして薄板（ウエーハ）を作製した後（図８（Ａ））、このシリコンウエーハに対して面取り（図８（Ｂ））、平坦化（ラッピング）（図８（Ｃ））、エッチング（図８（Ｄ））、研磨（図８（Ｅ））等の各工程を順次実施し、最終的に鏡面研磨ウエーハを得る。各工程の条件は特に限定するものではないがスライス工程（図８（Ａ））ではワイヤーソーを用いた切断、平坦化工程（図８（Ｃ））ではラッピング（工程）または平面研削（工程）などにより行なう。例えばラッピング工程であれば＃１５００以上の遊離砥粒を用いたラッピングを行なう。次にエッチング工程（図８（Ｄ））ではアルカリ溶液を用いたエッチング、研磨工程（図８（Ｅ））では両面研磨、片面研磨を組み合わせた複数段の研磨で実施すると良い。また面取り工程（図８（Ｂ））についても平坦化前の粗面取りや面取り部の鏡面化（鏡面面取り）等を実施している。この他に研磨後や各工程間に洗浄工程が入っても良い。
このように、インゴットアニールを行なった後、ウエーハ加工することでＩＧ能力の高いウエーハが容易に製造できる。

（実施例１）
（インゴットの育成）
ＣＺ法により、酸素濃度１３〜１５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ³［ｏｌｄＡＳＴＭ］、窒素濃度５〜９×１０¹²ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３のシリコン単結晶インゴットを成長した。このインゴットを円筒研削し複数のブロックに切断する事で、直径約３００ｍｍ、長さ約３０ｃｍのインゴットを得た。

（インゴットアニール：ＢＭＤ形成工程）
上記インゴットを、インゴットの状態のまま熱処理を行ない内部にＢＭＤを形成するＢＭＤ形成工程を行なった。先ず初めにインゴット表面全体をＨＦ／ＨＮＯ_３からなる酸エッチング液により約２００μｍエッチングして表面を汚染している金属不純物を除去した。
その後、インゴットの状態のまま、図４に示す熱処理炉に入れて熱処理した。

熱処理は、室温から昇温速度１０℃／分で５００℃まで、その後昇温速度１℃／分で１０００℃まで昇温し、１０００℃で２時間保持した。その後、６００℃まで５℃／分程度の降温速度で冷却し、その後２℃／分程度で室温まで落とした。この熱処理時の雰囲気は酸素ガスを用いた。
これにより、ウエーハに換算すると通常のウエーハ熱処理ボート４バッチ分の熱処理が、1回の熱処理で実施することができた。

（ウエーハ加工工程）
ウエーハ加工工程では、ＢＭＤ形成工程後のインゴットを図８に示す工程で処理した。スライス工程（図８（Ａ））ではワイヤーソーを用いて切断し、面取り工程後（図８（Ｂ））、平坦化工程（図８（Ｃ））では＃１５００の遊離砥粒を用いてラッピングし、エッチング工程（図８（Ｄ））では濃度５０％ＮａＯＨを用いたアルカリ溶液によりエッチングした。その後研磨工程（図８（Ｅ））では両面研磨、片面研磨、片面研磨の３段の研磨を行ない、高平坦度で鏡面化されたウエーハを得た。その後洗浄を行なった。上記３０ｃｍのインゴットから約３００枚の直径３００ｍｍのシリコンウエーハが得られた。

このようにして得られたウエーハについて、ＢＭＤ密度を赤外線トモグラフ法で評価した結果、３×１０^９個／ｃｍ^３と十分なＢＭＤ密度であった。つまりＩＧ能力の高いウエーハが得られた。従って、このようなウエーハを用いて後工程で例えばＤＺ層を形成するようなアニールウエーハの作製を行なった場合、ＢＭＤを形成するような低温の熱処理を行なう必要がなくなるため、ウエーハ状態での熱処理は主にＤＺ層を形成する為の熱処理を行なうだけで良いことになり、熱処理時間を大幅に短縮する事ができる。

（実施例２）
ＣＺ法により、酸素濃度１３〜１５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ³［ｏｌｄＡＳＴＭ］のシリコン単結晶インゴットを成長した。このシリコン単結晶は、結晶の成長速度を制御しＮＰＣ領域の結晶を成長させた。このインゴットは円筒研削し複数のブロックに切断する事で、直径約３００ｍｍ、長さ約３０ｃｍのインゴットを得た。

その後、実施例１と同様に、ＢＭＤ形成工程、ウエーハ加工工程を行ない、約３００枚の直径３００ｍｍのシリコンウエーハを得た。このようにして得られたウエーハについて、ＢＭＤ密度を赤外線トモグラフ法で評価した結果、３×１０^９個／ｃｍ^３と十分なＢＭＤ密度であり、ＩＧ能力の高いウエーハが得られた。

（比較例）
実施例１および２と同様にインゴットを製造した後、インゴットの状態で熱処理を行なうＢＭＤ形成工程を行なわないで、それぞれウエーハ加工を行なった。このウエーハを、上記実施例１および２と同じ条件でＢＭＤ密度を評価した。

上記インゴットから得られたウエーハについて、インゴット状態でＢＭＤ形成工程を行なわずウエーハ加工しただけでは、ＢＭＤが形成されていない為、上記のような評価を行なってもＢＭＤはほとんど検出されなかった。従って、このウエーハを例えばアニールウエーハとして用いる場合、ウエーハ状態でＢＭＤを形成及び成長させるような熱処理を行なわなくてはならない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

本発明のウエーハの製造工程の一例を示したフロー図である。 本発明のウエーハの製造工程の別の例を示したフロー図である。 本発明におけるＢＭＤ形成工程で用いられる横型熱処理炉の一例を示した説明図である。 本発明におけるＢＭＤ形成工程で用いられる縦型熱処理炉の一例を示した説明図である。 引上げ後にブロック状に切断された状態のシリコン単結晶のインゴットを示した図である。 ウエーハの熱処理で用いられる縦型熱処理装置の一例を示した説明図である。 ウエーハの熱処理で用いられる熱処理ボートの一例を示した説明図である。 本発明におけるウエーハ加工工程の一例を示したフロー図である。

符号の説明

１…インゴット、 ２…コーン部、 ３…テール部、 ４…ブロック、
１０…熱処理炉、 １１…チャンバ、 １２…ヒータ、 １３…支持部、
２０…熱処理炉、 ２１…チャンバ、 ２２…ヒータ、
３０…熱処理炉、 ３１…チャンバ、 ３２…ヒータ、
４０…熱処理ボート、 ４１…連結部、 ４２…支柱、 ４３…ウエーハ載置部、
Ｗ…ウエーハ。

Claims (7)

1. ウエーハの製造方法であって、少なくとも、インゴット状態のシリコン単結晶に熱処理を行ない内部に内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成するＢＭＤ形成工程と、前記内部微小欠陥（ＢＭＤ）を形成したインゴットをウエーハに加工するウエーハ加工工程を有することを特徴とするウエーハの製造方法。
2. 前記ＢＭＤ形成工程は、インゴット状態のシリコン単結晶に７００℃以上の熱処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載のウエーハの製造方法。
3. 前記ＢＭＤ形成工程は、１１００℃以下の熱処理温度で３０分以上８時間以内の熱処理を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエーハの製造方法。
4. 前記ＢＭＤ形成工程は、昇温速度を０．５℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎとして熱処理することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のウエーハの製造方法。
5. 前記シリコン単結晶は、窒素がドープされている結晶であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のウエーハの製造方法。
6. 前記シリコン単結晶は、チョクラルスキー法により製造された準完全結晶（ＮＰＣ）領域の結晶であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のウエーハの製造方法。
7. 前記インゴット状態のシリコン単結晶は、チョクラルスキー法による単結晶引上装置で引き上げられたままの形状のインゴット、又は引上げ後に円筒研削されブロック状に切断された状態のインゴットであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のウエーハの製造方法。

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