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JP2011054654A - Method of manufacturing silicon wafer for thinned device element - Google Patents

Method of manufacturing silicon wafer for thinned device element Download PDF

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JP2011054654A
JP2011054654A JP2009200418A JP2009200418A JP2011054654A JP 2011054654 A JP2011054654 A JP 2011054654A JP 2009200418 A JP2009200418 A JP 2009200418A JP 2009200418 A JP2009200418 A JP 2009200418A JP 2011054654 A JP2011054654 A JP 2011054654A
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JP
Japan
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silicon wafer
heat treatment
wafer
silicon
carbon
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Application number
JP2009200418A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Kurita
一成 栗田
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Sumco Corp
Original Assignee
Sumco Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon wafer for a thinned device element as well as an advantageous method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the silicon wafer includes: a lifting stage of lifting a single crystal by a CZ method such that a carbon compound growth layer has a carbon concentration of 0.5×10<SP>16</SP>to 10×10<SP>16</SP>atoms/cm<SP>3</SP>and an oxygen concentration of 1.0×10<SP>18</SP>to 1.0×10<SP>19</SP>atoms/cm<SP>3</SP>; a wafer processing stage of slicing the lifted single crystal into silicon wafers; a 600-800°C, 0.25-3-hour pre-annealing stage of forming a composite of carbon and oxygen and forming a gettering sink; an epitaxial stage of forming a silicon epitaxial layer on a silicon wafer surface after a deposition and heat treatment stage; and a device process heat treatment stage of carrying out a heat treatment at a maximum reaching temperature of ≤900°C for ≤30 seconds. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法に係り、MCPメモリ素子等、薄厚化が必要なデバイス素子の製造に用いられるシリコンウェーハのゲッタリング能力を向上させるとともに、デバイス収率を向上させる際に好適な技術に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer for a thinned device element, and improves the gettering ability of a silicon wafer used for manufacturing a device element that needs to be thinned, such as an MCP memory element, and also improves the device yield. It is related with a technique suitable when making it.

携帯電話機器およびデジタルスチルカメラ技術の発展にともない機器へ内蔵する半導体デバイスパッケージの薄厚化が伸展している。半導体デバイスパッケージの厚みを薄化するためにはデバイスチップの厚みを薄厚化が必須技術となる。
特に、薄厚化の必要なデバイス、特に、NAND-FLASHあるいはNOR-FLASHなどとされるMCP(Multi Chip Package)用のメモリなとの製造に供されるウェーハにおいては、半導体デバイスプロセスの後工程、特に、ウェーハ裏面を削って30μm程度以下まで薄厚化する薄厚化工程を有するものである。
With the development of mobile phone equipment and digital still camera technology, the thinning of semiconductor device packages built into equipment is increasing. In order to reduce the thickness of the semiconductor device package, it is essential to reduce the thickness of the device chip.
In particular, in a device that needs to be thinned, in particular, a wafer used for manufacturing a memory for MCP (Multi Chip Package) such as NAND-FLASH or NOR-FLASH, the subsequent process of the semiconductor device process, In particular, it has a thinning process in which the back surface of the wafer is cut down to about 30 μm or less.

このような半導体デバイスは、CZ(チョクラルスキー)法等により引き上げられたシリコン単結晶からスライスしたシリコンウェーハに回路等を形成することにより製造されるものである。シリコンウェーハに重金属が不純物混入した場合、デバイス特性が著しく劣化することになる。
シリコンウェーハに重金属が不純物混入する要因としては、第一にシリコンウェーハの製造工程における金属汚染、第二にデバイス製造工程における重金属汚染があげられる。
Such a semiconductor device is manufactured by forming a circuit or the like on a silicon wafer sliced from a silicon single crystal pulled by a CZ (Czochralski) method or the like. When heavy metal is mixed with impurities in the silicon wafer, the device characteristics are remarkably deteriorated.
Factors that cause impurities in the silicon wafer include metal contamination in the silicon wafer manufacturing process, and secondly, heavy metal contamination in the device manufacturing process.

前者は、シリコン単結晶ウェーハにエピタキシャル層を成長する際にエピ炉部材からの重金属パーティクルあるいは塩素系ガスを用いることから配管材料の金属腐食による重金属パーティクル汚染が考えられる。エピタキシャル工程における金属汚染は近年、エピ炉部材を腐食性のある材料に交換するなどの努力により改善されてきているが完全にエピタキシャル工程における金属汚染を回避することは困難である。
そのため、従来からシリコンウェーハの内部にゲッタリング層を形成あるいは高濃度ボロンウェーハなどの重金属のゲッタリング能力が高いウェーハを用い、エピタキシャル工程での金属汚染を回避している。
The former uses heavy metal particles or chlorine-based gas from the epi furnace member when growing an epitaxial layer on a silicon single crystal wafer, so heavy metal particle contamination due to metal corrosion of the piping material can be considered. In recent years, metal contamination in the epitaxial process has been improved by efforts such as replacing the epi furnace member with a corrosive material, but it is difficult to completely avoid metal contamination in the epitaxial process.
Therefore, conventionally, a gettering layer is formed inside a silicon wafer or a wafer having a high gettering ability of heavy metals such as a high-concentration boron wafer is used to avoid metal contamination in the epitaxial process.

また、後者においてはデバイス製造工程におけるイオン注入工程、拡散、酸化熱処理工程、薄厚化工程においてシリコンウェーハへの重金属汚染が懸念される。デバイス活性層近傍における重金属汚染を回避するために、従来からシリコンウェーハに酸素析出物を形成するイントリンシックゲッタリング法、シリコンウェーハの裏面にバックサイドダメージなどのゲッタリングサイトを形成するエキシントリックゲッタリング法が利用されている。   In the latter case, there is a concern about heavy metal contamination of the silicon wafer in the ion implantation process, diffusion, oxidation heat treatment process, and thinning process in the device manufacturing process. In order to avoid heavy metal contamination in the vicinity of the device active layer, traditional gettering methods that form oxygen precipitates on silicon wafers, and exotic trickers that form gettering sites such as backside damage on the backside of silicon wafers. The ring method is used.

さらに、上記従来の方法で形成したゲッタリング法、例えば、イントリンシックゲッタリング法の場合はシリコンウェーハにあらかじめ酸素析出物を形成する必要があるため多段階の熱処理工程が必要であることから製造コストの増加が懸念される。さらに高温長時間の熱処理が必要であることからシリコンウェーハへの金属汚染も懸念される。また、エキシントリックゲッタリング法の場合は、裏面にバックサイドダメージなどを形成するものであるが、30μm程度に薄厚化したウェーハにおいては、ハンドリング性が極めて悪くなり実用的でない上、デバイス工程中に裏面からパーティクルが発生しデバイスの不良要因を形成するなどの短所がある。   Further, in the case of the gettering method formed by the above-described conventional method, for example, the intrinsic gettering method, it is necessary to form oxygen precipitates on the silicon wafer in advance, and thus a multi-step heat treatment process is required, so that the manufacturing cost is reduced. There is concern about the increase. Furthermore, since heat treatment for a long time at a high temperature is necessary, there is a concern about metal contamination of the silicon wafer. In the case of the exotic trick gettering method, backside damage or the like is formed on the back surface. However, in the wafer thinned to about 30 μm, the handling property becomes extremely worse and it is not practical, and during the device process. However, there is a disadvantage that particles are generated from the back surface to form a cause of device failure.

特許文献1には、IG処理する技術が提案されており、特許文献2には、炭素イオン注入されたウェーハを固体撮像素子ウェーハに用いた場合、CCD製造プロセスの最高到達温度に顕著に依存することが記載されている。
また特許文献3には、0005段にEG法の例が、また、炭素イオン注入に関する技術が記載されている。
また特許文献4には、空孔注入処理をおこなうことが記載され、特許文献5には、析出熱処理をおこなわずに引き上げ条件によってゲッタリング能を付与可能なウェーハ製造技術が記載されている。
Patent Document 1 proposes a technique for performing IG processing, and Patent Document 2 remarkably depends on the maximum temperature reached in the CCD manufacturing process when a carbon ion implanted wafer is used as a solid-state imaging device wafer. It is described.
Patent Document 3 describes an example of the EG method in 0005 and a technique related to carbon ion implantation.
Patent Document 4 describes performing a hole injection process, and Patent Document 5 describes a wafer manufacturing technique capable of imparting gettering ability depending on pulling conditions without performing precipitation heat treatment.

特開平6−338507号公報JP-A-6-338507 特開2002−353434号公報JP 2002-353434 A 特開2006−313922号公報JP 2006-313922 A 国際公開第98/38675号パンフレットInternational Publication No. 98/38675 Pamphlet 特開2006−073580号公報JP 2006-073580 A

しかしながら、デザインルール90nm以降、45nm程度が標準となった現在、このような薄厚化の必要なデバイス、特に、NAND-FLASHあるいはNOR-FLASHなどとされるMCP(Multi Chip Package)用のメモリなとの製造に供されるウェーハにおいては、薄厚化工程終了時点で、ウェーハ厚さ寸法が40〜30μm程度以下10μm〜7μm程度以上に設定されている。
上述するように、シリコンウェーハに対する重金属汚染によって、デバイスの電気特性に著しい悪影響を与える可能性があることから、薄厚化工程以降の工程において重金属の不純物混入を制御抑制することは以前からおこなわれていたが、30μm以下程度まで薄厚化する薄厚化工程およびそれ以降の工程においては、従来のゲッタリング法では、デバイス収率の低下を回避することができないという問題が発生している。
これは、薄厚化工程において、厚さ寸法30μm程度になるまで裏面側を除去すると、ゲッタリング能を呈していた酸素析出物を含む層がなくなってしまうことに起因すると思われる。
However, after the design rule of 90 nm and later, about 45 nm has become the standard, such a device that needs to be thinned, especially a memory for MCP (Multi Chip Package) that is considered to be NAND-FLASH or NOR-FLASH. In the wafer used for manufacturing, the thickness of the wafer is set to about 40 to 30 μm or less and about 10 to 7 μm or more at the end of the thinning process.
As mentioned above, heavy metal contamination on silicon wafers can have a significant adverse effect on the electrical characteristics of the device, so it has been a long time to control and suppress heavy metal impurity contamination in the steps after the thinning process. However, in the thinning step for thinning to about 30 μm or less and the subsequent steps, there is a problem that the reduction in device yield cannot be avoided by the conventional gettering method.
This is considered to be because, in the thinning process, if the back surface side is removed until the thickness dimension is about 30 μm, the layer containing oxygen precipitates that exhibited the gettering ability disappears.

さらに、上述したように、最近デバイスの薄厚化が進み、厚みとして30μm程度以下が要求されるため、デバイスの薄厚化がこの程度になった場合、特に、上記のような従来のIG(イントリンシックゲッタリング)法のうち、特許文献4のような空孔注入工程によって、近接ゲッタリングとなるDZ層直下に濃度ピークを有する空孔を注入することでIG能を付与するウェーハにおいては、空孔濃度ピークの形成が空孔注入熱処理終盤の冷却段階における空孔の外方拡散によるものであるから、このピークのウェーハ深さ方向位置は30μm程度以上となっており、30μm程度以下に薄厚化するウェーハにおいては、薄厚化工程でIG効果を奏するIG層の大部分が除去されてしまうため、充分なゲッタリング能を呈さなくなって、デバイスの不良要因を形成するという問題があった。   Furthermore, as described above, since the device has recently been thinned and the thickness is required to be about 30 μm or less, when the thickness of the device is reduced to this level, the conventional IG (intrinsic) as described above is particularly important. Among the gettering methods, in a wafer that imparts IG capability by injecting vacancies having a concentration peak immediately below the DZ layer to be close gettering by a vacancy injecting process as in Patent Document 4, vacancies are provided. Since the formation of the concentration peak is due to the outward diffusion of vacancies in the cooling stage at the end of the vacancy injection heat treatment, the position of this peak in the wafer depth direction is about 30 μm or more, and the thickness is reduced to about 30 μm or less. In the wafer, since most of the IG layer that exhibits the IG effect is removed in the thinning process, sufficient gettering capability is not exhibited and There has been a problem of forming a scan of the bad factors.

また、従来、利用されているIG(イントリンシックゲッタリング)法として、高濃度ボロンウェーハなどを使用できる場合においては、充分な重金属のゲッタリング能を呈することができるとしても、デバイスの設計条件として、他のドーパントを用いる、あるいは、ドーパント濃度設定が充分なゲッタリング能を呈する濃度に比べて低い濃度に設定されるウェーハなど、このような充分高いゲッタリング能を呈さないウェーハにおいては、デバイスの不良要因が解決できていないという問題があった。   In addition, as a conventional IG (intrinsic gettering) method, when a high-concentration boron wafer or the like can be used, even if sufficient gettering ability of heavy metal can be exhibited, the device design conditions In wafers that do not exhibit such sufficiently high gettering capability, such as wafers that use other dopants, or that have a dopant concentration setting that is set lower than the concentration that provides sufficient gettering capability, There was a problem that the failure factor could not be solved.

さらに、以前は、半導体デバイスの前工程(デバイス作製工程)における熱処理によってゲッタリング能を呈する析出物を析出させることがおこなわれてきたが、最近のデバイスプロセスはデザインルールの狭幅化に伴い700℃程度(500〜800℃)と低温化した上、デバイス工程におけるこのようなプロセス自由度が狭まったので、このデバイス工程において充分な析出が可能な熱処理をおこなうことができないなど、充分なゲッタリング能を呈することが困難になってきている。   Furthermore, in the past, precipitates exhibiting gettering ability have been deposited by a heat treatment in a previous process (device fabrication process) of a semiconductor device. However, recent device processes are performed in accordance with the narrowing of design rules. Since the process flexibility in the device process is narrowed after the temperature is lowered to about ℃ (500 to 800 ° C), sufficient gettering is possible, such as inability to perform heat treatment capable of sufficient precipitation in the device process. It has become difficult to exhibit performance.

このように、半導体デバイスプロセス前工程で用いられているゲッタリング法を後工程で用いることは困難であることから、後工程で重金属汚染が生じた場合、モールド加工後(製品)のデバイスの信頼性試験結果に顕著な悪影響を与えることが問題であった。   Thus, since it is difficult to use the gettering method used in the pre-process of the semiconductor device process in the post-process, if heavy metal contamination occurs in the post-process, the reliability of the device after molding (product) It has been a problem to have a significant adverse effect on sex test results.

また、析出熱処理なしで、つまり、酸素濃度Oiや炭素等をドーパントとしてドープするなどのas−grown状態でウェーハにIG能を付与するように設定した引き上げ条件によって引き上げたウェーハにおいては、析出物密度がウェーハの径方向にばらつくことを抑制することができないという問題があった。
これは、円柱状に引き上げた単結晶を冷却する際に、その径方向で冷却温度勾配が一定にならないことに起因するもので、温度勾配に起因する空孔等の内部分布状態の完全にバラツキをなくすことは現状ではできない上、この問題は、ウェーハがφ300mm以上に大口径化し、φ400mmあるいはφ450mmmとなった場合はさらに顕著になると予想されるものである。このように、それぞれのデバイスとなる領域ごとの析出物濃度、つまり、ゲッタリング能に差が生じてしまうが、デバイスの微細化とともにデバイスチップの狭矮化が進んだことにより、これら各々のデバイスチップ領域におけるゲッタリング能にバラツキが生じることが改善されないという問題があった。
In addition, in the case of a wafer that has been lifted without a precipitation heat treatment, that is, with a pulling condition set so as to impart IG capability to the wafer in an as-grown state such as doping with oxygen concentration Oi or carbon as a dopant, However, there is a problem that variation in the radial direction of the wafer cannot be suppressed.
This is due to the fact that the cooling temperature gradient is not constant in the radial direction when cooling a single crystal pulled up in a cylindrical shape, and the internal distribution state such as vacancies due to the temperature gradient is completely varied. However, this problem is expected to become more prominent when the diameter of the wafer becomes larger than 300 mm and becomes 400 mm or 450 mm. In this way, there is a difference in the precipitate concentration for each device region, that is, the gettering ability. However, as device miniaturization and device chip narrowing proceed, each of these devices There has been a problem that variation in the gettering ability in the chip region is not improved.

さらに、シリコンウェーハとして、エピタキシャル成長前に酸素析出熱処理を実施し酸素析出物を形成するイントリンシックゲッタリング法あるいはシリコンウェーハに炭素イオンなどのイオンをイオン注入するイオン注入法が用いられているが、両者ともにシリコンウェーハの作製工程中に重金属汚染が懸念されることからシリコンウェーハ作製工程での金属汚染を抑制する必要があった。
また、特許文献2においては、高温の熱処理が炭素注入ウェーハに施された場合、炭素注入で形成された結晶欠陥(結晶格子歪みなど)が緩和されゲッタリングシンクとしての機能が低下することが懸念される。そのため、ゲッタリングシンクの形成はデバイス工程でナチュラルに進行することが期待される。
Furthermore, as silicon wafers, an intrinsic gettering method in which oxygen precipitation heat treatment is performed before epitaxial growth to form oxygen precipitates or an ion implantation method in which ions such as carbon ions are implanted into the silicon wafer are used. In both cases, there is a concern about heavy metal contamination during the manufacturing process of the silicon wafer, so it is necessary to suppress metal contamination in the silicon wafer manufacturing process.
Further, in Patent Document 2, when a high-temperature heat treatment is performed on a carbon-implanted wafer, crystal defects (crystal lattice distortion, etc.) formed by carbon implantation are alleviated, and the function as a gettering sink may be reduced. Is done. Therefore, it is expected that the gettering sink is formed naturally in the device process.

炭素イオン注入によるゲッタリングシンクには、ゲッタリング効果の限界があることから、例えば、上記のようにエピタキシャル層形成後のデバイス処理温度に上限を設ける工夫がなされているが、一方で、この工夫はデバイス作製工程での制約になる。
また、炭素イオン注入によるゲッタリングシンクによるゲッタリング効果が、エピタキシャル層形成後に低下する傾向にあることは、上述したデバイス工程におけるパーティクルの発生を回避することが難しいことでもあり、デバイス工程におけるゲッタリング効果の充実も重要な課題となる。
Since the gettering sink by carbon ion implantation has a limit of the gettering effect, for example, the device processing temperature after the epitaxial layer formation is devised as described above. This is a limitation in the device manufacturing process.
In addition, the fact that the gettering effect by the gettering sink by carbon ion implantation tends to decrease after the formation of the epitaxial layer is difficult to avoid the generation of particles in the device process described above. Enhancement of effects is also an important issue.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.厚さ30μm以下10μ程度以上という従来にない薄厚化をおこなうウェーハにおいてゲッタリング能を維持可能なウェーハを提供すること。
2.特にデバイスプロセスの条件に影響を与えずにゲッタリング能を付与可能とすること。3.製造コストの削減を図ること。
4.ウェーハ面内における個々のデバイスに対応する領域ごとのIG能のバラツキを低減すること。
5.半導体デバイスプロセス後工程で生じる重金属汚染を簡便かつ確実にデバイスの活性領域から除去し、モールド加工後のデバイスの電気特性が良好な薄厚シリコンウェーハおよびその製造方法を提供すること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and intends to achieve the following object.
1. To provide a wafer capable of maintaining the gettering ability in a wafer that is unprecedented in thickness reduction of 30 μm or less and about 10 μm or more.
2. In particular, it should be possible to provide gettering capability without affecting device process conditions. 3. Reduce manufacturing costs.
4). To reduce variation in IG performance for each area corresponding to individual devices in the wafer plane.
5). To provide a thin silicon wafer in which heavy metal contamination generated in a post-process of a semiconductor device process is easily and surely removed from an active region of a device and the device has a good electrical property after molding, and a method for manufacturing the same.

そこで、本発明では、シリコンウェーハへの不要な重金属汚染を回避し、デバイス収率の低減を確実に回避し、製造コストの上昇を回避するために、40〜30〜10μ程度まで薄厚化されるデバイス素子の製造に供された場合でもゲッタリング能を維持可能なウェーハの製造方法として、引き上げ時のドーパント濃度、引き上げ速度等の引き上げ条件の定と、エピタキシャル膜のドーパント濃度等の設定、及び、エピタキシャル層成膜工程前における析出熱処理、および、対象となるデバイス製造工程における処理条件と、を複合的に勘案して、充分なゲッタリング能を有し、かつ、デバイス収率低下を防止できる、薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法を見出した。
特に、MCPメモリ素子の直下にゲッタリング層が形成され重金属の捕獲効率の高いMCPメモリ素子のシリコンウェーハであって、炭素を添加したCZ結晶およびエピ成長前に空孔を注入し、その直上にシリコンエピタキシャル層を形成し、エピタキシャル層の直下に空孔および炭素、酸素による析出物を形成し、ゲッタリングシンクを形成することを特徴とするMCPメモリ素子の製造方法に関する。
Therefore, in the present invention, in order to avoid unnecessary heavy metal contamination on the silicon wafer, reliably avoid a reduction in device yield, and avoid an increase in manufacturing cost, the thickness is reduced to about 40 to 30 to 10 μm. As a wafer manufacturing method capable of maintaining the gettering ability even when the device element is manufactured, the dopant concentration at the time of pulling, the setting of the pulling conditions such as the pulling speed, the setting of the dopant concentration of the epitaxial film, and the like, In combination with the precipitation heat treatment before the epitaxial layer film-forming step and the processing conditions in the target device manufacturing step, it has sufficient gettering ability and can prevent a decrease in device yield. A method for producing a silicon wafer for a thinned device element has been found.
In particular, a silicon wafer of an MCP memory device in which a gettering layer is formed immediately below the MCP memory device and the capture efficiency of heavy metals is high, and a vacancy is implanted immediately above the CZ crystal doped with carbon and epi growth. The present invention relates to a method for manufacturing an MCP memory device, characterized in that a silicon epitaxial layer is formed, precipitates due to vacancies and carbon and oxygen are formed immediately below the epitaxial layer, and a gettering sink is formed.

本発明の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法は、最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるデバイスプロセス熱処理工程を経てデバイスが表面に形成された後、裏面を除去する薄厚化工程によってウェーハ厚み寸法を30μm〜10μmまで薄厚化した際にもゲッタリング層が形成されて重金属の捕獲効率の高い薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法であって、
CZ法により、前記炭素化合物成長層の炭素濃度が0.5×1016〜10×1016atoms/cm 、酸素濃度が1.0×1018〜1.0×1019atoms/cm となるように単結晶を引き上げる引き上げ工程と、
引き上げた単結晶をスライスしてシリコンウェーハとするウェーハ加工工程と、
炭素と酸素による複合体を形成しゲッタリングシンクを形成する600〜800℃で0.25〜3時間のプレアニール工程と、
前記析出熱処理工程後にシリコンウェーハ表面にシリコンエピタキシャル層を形成するエピタキシャル工程と、
最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるデバイスプロセス熱処理工程と、
を有することにより上記課題を解決した。
また、本発明において、前記引き上げ工程において、水素雰囲気として引き上げることができる。
本発明においては、前記デバイスプロセス熱処理工程が、700℃30秒RTA、600℃3分のRTO、700℃45秒RTA、とされる一連の熱処理を有するか、あるいは、この一連の熱処理とシリコンウェーハ内部における酸素析出にたいする寄与が同等な熱処理条件を有するものとされることが望ましい。
また、本発明の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハは、上記のいずれか記載の製造方法により製造されたシリコンウェーハであって、
デバイス領域となる表面から深さ方向3〜4μm(2μm程度)までのデバイス領域と、このデバイス領域より深い領域が、大きさ10〜100nmのBMDが密度1.0×1006〜1.0×1009atoms/cmで存在するゲッタリング層とされてなることがある。
The method for manufacturing a silicon wafer for a thinned device element according to the present invention removes the back surface after a device is formed on the surface through a device process heat treatment step in which the highest temperature is 900 ° C. or less and the heat treatment is 30 seconds or less. A method for producing a silicon wafer for a thinned device element in which a gettering layer is formed even when the wafer thickness dimension is thinned to 30 μm to 10 μm by a thinning step and the capture efficiency of heavy metals is high,
By the CZ method, the carbon concentration of the carbon compound growth layer is 0.5 × 10 16 to 10 × 10 16 atoms / cm 3 , and the oxygen concentration is 1.0 × 10 18 to 1.0 × 10 19 atoms / cm 3 . A pulling process for pulling up the single crystal so that
A wafer processing step to slice the pulled single crystal into a silicon wafer;
A pre-annealing step of 600 to 800 ° C. for 0.25 to 3 hours to form a composite of carbon and oxygen to form a gettering sink;
An epitaxial step of forming a silicon epitaxial layer on the silicon wafer surface after the precipitation heat treatment step;
A device process heat treatment step in which the highest temperature is 900 ° C. or lower and the heat treatment is 30 seconds or shorter;
By solving this problem, the above-mentioned problems were solved.
Moreover, in this invention, it can raise as a hydrogen atmosphere in the said raising process.
In the present invention, the device process heat treatment step has a series of heat treatments of 700 ° C. for 30 seconds RTA, 600 ° C. for 3 minutes RTO, 700 ° C. for 45 seconds RTA, or this series of heat treatment and silicon wafer It is desirable that the contribution to the oxygen precipitation in the interior has equivalent heat treatment conditions.
Moreover, the silicon wafer for a thinned device element of the present invention is a silicon wafer produced by any one of the production methods described above,
A device region from the surface to be a device region to a depth direction of 3 to 4 μm (about 2 μm), and a region deeper than the device region, a BMD having a size of 10 to 100 nm has a density of 1.0 × 10 06 to 1.0 × In some cases, the gettering layer exists at 10 09 atoms / cm 3 .

本発明の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法は、最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるデバイスプロセス熱処理工程を経てデバイスが表面に形成された後、裏面を除去する薄厚化工程によってウェーハ厚み寸法を30μm〜10μmまで薄厚化した際にもゲッタリング層が形成されて重金属の捕獲効率の高い薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法であって、
CZ法により、炭素濃度が0.5×1016〜10×1016atoms/cm 、酸素濃度が1.0×1018〜1.0×1019atoms/cm となるように単結晶を引き上げる引き上げ工程と、
引き上げた単結晶をスライスしてシリコンウェーハとするウェーハ加工工程と、
炭素と酸素による複合体を形成しゲッタリングシンクを形成する600〜800℃で0.25〜3時間のプレアニール工程と、
前記析出熱処理工程後にシリコンウェーハ表面にシリコンエピタキシャル層を形成するエピタキシャル工程と、
を有することにより、ウェーハを薄厚化した際にも、引き上げ工程によってドーパント濃度を設定することで、後に酸素析出物となるいわゆる析出核を注入した状態とするとともに、注入された析出核をプレアニール工程としての熱処理によって、エピタキシャル工程およびそれ以降の熱処理によってもゲッタリング能に影響がない状態にまで析出・安定化させ、薄厚化工程によって裏面が除去されて薄厚化されたとしても充分なゲッタリング能を有するウェーハを製造することが可能となる。これにより、CZ結晶に炭素を添加することによってMCPメモリ素子の製造プロセス(熱処理プロセス)以前でエピタキシャル層の直下に酸素析出物、すなわちゲッタリングシンクを形成しデバイス工程での重金属汚染を除去できるため電気特性などの品質を向上させることができる。
The method for manufacturing a silicon wafer for a thinned device element according to the present invention removes the back surface after a device is formed on the surface through a device process heat treatment step in which the highest temperature is 900 ° C. or less and the heat treatment is 30 seconds or less. A method for producing a silicon wafer for a thinned device element in which a gettering layer is formed even when the wafer thickness dimension is thinned to 30 μm to 10 μm by a thinning step and the capture efficiency of heavy metals is high,
By CZ method, a single crystal is formed so that the carbon concentration is 0.5 × 10 16 to 10 × 10 16 atoms / cm 3 and the oxygen concentration is 1.0 × 10 18 to 1.0 × 10 19 atoms / cm 3. A lifting process to raise;
A wafer processing step to slice the pulled single crystal into a silicon wafer;
A pre-annealing step of 600 to 800 ° C. for 0.25 to 3 hours to form a composite of carbon and oxygen to form a gettering sink;
An epitaxial step of forming a silicon epitaxial layer on the silicon wafer surface after the precipitation heat treatment step;
Even when the wafer is thinned, by setting the dopant concentration by the pulling process, so-called precipitation nuclei that will later become oxygen precipitates are injected, and the injected precipitation nuclei are pre-annealed. Even if the backside is removed and thinned by the thinning process, the gettering ability is sufficient even if the epitaxial process and subsequent heat treatments cause precipitation and stabilization to a state that does not affect the gettering ability. It becomes possible to manufacture a wafer having As a result, by adding carbon to the CZ crystal, oxygen precipitates, that is, gettering sinks can be formed immediately below the epitaxial layer before the manufacturing process (heat treatment process) of the MCP memory device, thereby removing heavy metal contamination in the device process. Quality such as electrical characteristics can be improved.

本発明に係わるシリコンウェーハは、炭素添加による析出物の核(重金属のゲッタリングシンク)を有し直上にシリコンエピタキシャル層を形成したものである。
本発明によれば、CZ結晶に炭素を添加することによってMCPメモリ素子の製造プロセス(熱処理プロセス)以前でエピタキシャル層の直下に酸素析出物、すなわちゲッタリングシンクを形成しデバイス工程での重金属汚染を除去できるため電気特性などの品質を向上させることができる。
さらに、MCPメモリ素子デバイス工程においてエピタキシャル層の直下に高密度かつ2次転位をともなう微小な酸素析出物を形成し低温化した熱処理工程においても十分なゲッタリング能力を保持できる。
特にエピタキシャル成長前の析出工程熱処理の温度帯域が600℃〜700℃である場合、エピタキシャル層直下に高密度な酸素析出物の形成を実現でき高ゲッタリング能力を期待できるため、これらのウェーハを用いてMCPメモリ素子を作製した場合は、電気特性を向上させることができる。これによりMCPメモリ素子の歩留まりを向上させることができる。
The silicon wafer according to the present invention has a deposit nucleus (heavy metal gettering sink) by carbon addition and a silicon epitaxial layer formed directly thereon.
According to the present invention, by adding carbon to the CZ crystal, oxygen precipitates, that is, gettering sinks are formed immediately below the epitaxial layer before the manufacturing process (heat treatment process) of the MCP memory device, thereby causing heavy metal contamination in the device process. Since it can be removed, quality such as electrical characteristics can be improved.
Furthermore, sufficient gettering capability can be maintained even in a heat treatment step in which minute oxygen precipitates with high density and secondary dislocations are formed immediately below the epitaxial layer in the MCP memory device device process and the temperature is lowered.
Especially when the temperature range of the precipitation process heat treatment before epitaxial growth is 600 ° C. to 700 ° C., formation of high-density oxygen precipitates can be realized directly under the epitaxial layer and high gettering ability can be expected. When an MCP memory element is manufactured, electrical characteristics can be improved. As a result, the yield of the MCP memory device can be improved.

本発明に係るシリコン基板の製造方法の一実施形態における各工程でのシリコンウェーハを示す正断面図である。It is front sectional drawing which shows the silicon wafer in each process in one Embodiment of the manufacturing method of the silicon substrate which concerns on this invention. デバイス素子の製造手順を示す図である。It is a figure which shows the manufacture procedure of a device element. 本発明に係るシリコン基板の製造手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacture procedure of the silicon substrate which concerns on this invention. CZ引上げ炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a CZ pulling furnace. 水素添加による引き上げ速度領域の変化を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the change of the pulling-up speed area | region by hydrogen addition. 本発明の実施例における熱処理を説明する図である。It is a figure explaining the heat processing in the Example of this invention. 本発明に係るシリコン基板の製造方法の一実施形態における薄厚化工程における各工程を示す正断面図である。It is front sectional drawing which shows each process in the thinning process in one Embodiment of the manufacturing method of the silicon substrate which concerns on this invention. デバイス素子示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a device element. 本発明の実施例に係るゲッタリング能力評価結果を示す図である。It is a figure which shows the gettering ability evaluation result based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るゲッタリング能力評価方法を示すフローである。It is a flow which shows the gettering ability evaluation method based on the Example of this invention.

本発明者らは、30μm程度以下まで薄厚化するシリコンウェーハへの重金属汚染を、製造コストの上昇なしに回避する手段について、鋭意検討を行った。   The present inventors diligently studied a means for avoiding heavy metal contamination on a silicon wafer thinned to about 30 μm or less without increasing the manufacturing cost.

まず、B(ボロン)ドープしたシリコン単結晶では、他のドーパントに比べて熱処理による酸素析出物の凝集が起こりやすい。これは、B(ボロン)と点欠陥(空孔および格子間シリコン)の相互作用が促進され酸素析出核の形成が促進されることによるものと考えられる。
さらに、このようなボロン起因の熱処理による酸素析出物の凝集は、高酸素濃度のシリコン結晶中のいて顕著であることがわかった。しかし高濃度ボロンウェーハ以外ではこの手法は使えないが、引き上げ工程での炭素ドープと析出熱処理により酸素析出物を径方向に均一に、かつ、充分なゲッタリング能を呈するように、安定させることができる。
First, in a silicon single crystal doped with B (boron), oxygen precipitates are more likely to aggregate due to heat treatment than other dopants. This is considered to be because the interaction between B (boron) and point defects (vacancies and interstitial silicon) is promoted to promote the formation of oxygen precipitation nuclei.
Further, it has been found that the aggregation of oxygen precipitates due to the heat treatment due to boron is remarkable in high oxygen concentration silicon crystals. However, this method cannot be used except for high-concentration boron wafers, but it is possible to stabilize oxygen precipitates uniformly in the radial direction and exhibit sufficient gettering ability by carbon doping and precipitation heat treatment in the pulling process. it can.

また、本発明において、前記引き上げ工程において、水素雰囲気として引き上げることによって、Grown−in欠陥フリー単結晶を引き上げ容易とするとともに、炭素を添加することによって、OSFリングの影響も低減することができるため、これら相乗効果により、このウェーハ上にエピタキシャル層を成長させた際にOSFリングに起因する欠陥を低減することができる。   Further, in the present invention, in the pulling step, it is easy to pull up the grown-in defect-free single crystal by pulling up as a hydrogen atmosphere, and by adding carbon, the influence of the OSF ring can be reduced. These synergistic effects can reduce defects caused by the OSF ring when an epitaxial layer is grown on the wafer.

ここで、本発明のウェーハが対象とするデバイスプロセス熱処理工程は、最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるが、これと同等の析出への寄与をするものを対象としており、具体的には、前記デバイスプロセス熱処理工程が、700℃30秒RTA、600℃3分のRTO、700℃45秒RTA、とされる一連の熱処理を有するか、あるいは、この一連の熱処理とシリコンウェーハ内部における酸素析出にたいする寄与が同等な熱処理条件を有するものとされ、これにより、このように酸素析出に対する寄与が少ないデバイス工程しかもたないデバイス製造に供しても十分なゲッタリング能を有するウェーハを提供することができる。
具体的には、600℃X4時間+900℃X1時間の2段熱処理といった熱処理が挙げられる。
Here, the device process heat treatment step targeted by the wafer of the present invention is a heat treatment with a maximum temperature of 900 ° C. or less and 30 seconds or less, but is intended to contribute to the equivalent precipitation. Specifically, the device process heat treatment step includes a series of heat treatments of 700 ° C. for 30 seconds RTA, 600 ° C. for 3 minutes RTO, 700 ° C. for 45 seconds RTA, or this series of heat treatments and silicon It is assumed that the contribution to oxygen precipitation inside the wafer has an equivalent heat treatment condition, and thus, a wafer having sufficient gettering capability even for device manufacturing that has only a device process with little contribution to oxygen precipitation. Can be provided.
Specifically, a heat treatment such as a two-step heat treatment of 600 ° C. × 4 hours + 900 ° C. × 1 hour can be mentioned.

また、本発明の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハは、上記のいずれか記載の製造方法により製造されたシリコンウェーハであって、
デバイス領域となる表面から深さ方向3〜4μm(2μm程度)までのデバイス領域と、このデバイス領域より深い領域が、大きさ10〜100nmのBMDが密度1.0×1006〜1.0×1009atoms/cmで存在するゲッタリング層とされてなることにより、ウェーハ厚みが30μmにまで薄厚化されたとしても、デバイス領域の直下には高いゲッタリング能呈するに充分なBMDが存在しているので、デバイスの電気特性を向上させることができ、これによりMCPメモリ素子の歩留まりを向上させることができる。
Moreover, the silicon wafer for a thinned device element of the present invention is a silicon wafer produced by any one of the production methods described above,
A device region from the surface to be a device region to a depth direction of 3 to 4 μm (about 2 μm), and a region deeper than the device region, a BMD having a size of 10 to 100 nm has a density of 1.0 × 10 06 to 1.0 × Even if the wafer thickness is reduced to 30 μm by being a gettering layer existing at 10 9 atoms / cm 3 , there is sufficient BMD immediately under the device region to exhibit high gettering capability. Therefore, the electrical characteristics of the device can be improved, and thereby the yield of the MCP memory device can be improved.

以下、本発明に係るシリコンウェーハとその製造方法における一実施形態を、図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a silicon wafer and a manufacturing method thereof according to the invention will be described with reference to the drawings.

図1および図2は、本実施形態に係るシリコンウェーハの製造方法の各工程におけるシリコンウェーハを示す正断面図であり、図3は、本実施形態におけるシリコンウェーハの製造方法を示すフローチャートであり、図において、符号W0はシリコンウェーハである。   1 and 2 are front sectional views showing a silicon wafer in each step of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing the method for manufacturing the silicon wafer in the present embodiment. In the figure, the symbol W0 is a silicon wafer.

図1に示す例では、まず、図3にシリコン単結晶引き上げ工程S1で示すように、石英ルツボ内にシリコン結晶の原料であるポリシリコンを積層配置し、さらにこのポリシリコン表面上にグラファイト粉を適量塗布し、同時に設定されるウェーハのタイプに従ってp−タイプであればドーパントとしてB(ボロン)を投入して、例えばチョクラルスキー法(CZ法)に従って、炭素を添加したCZ結晶を必要ならば後述するように水素雰囲気として引き上げる。なお、CZ結晶とは、磁場印加CZ結晶も含めたチョクラルスキー法で製造された結晶の呼称である。   In the example shown in FIG. 1, first, as shown in the silicon single crystal pulling step S1 in FIG. 3, polysilicon, which is a raw material of silicon crystal, is laminated in a quartz crucible, and further graphite powder is placed on the polysilicon surface. If p-type is applied in accordance with the wafer type set at the same time, B (boron) is introduced as a dopant, and carbon added CZ crystal is necessary, for example, according to the Czochralski method (CZ method). As described later, the hydrogen atmosphere is raised. The CZ crystal is a name of a crystal manufactured by the Czochralski method including a magnetic field applied CZ crystal.

ここで、シリコン単結晶としては、原料段階で炭素を添加し、炭素添加原料からシリコン単結晶を作製するとともに、その酸素濃度Oiを制御して引き上げられる。以下、炭素添加CZシリコン単結晶の引き上げについて説明する。直径300mmのウェーハについて説明するが、該発明はこれに限定されるものではない。   Here, as the silicon single crystal, carbon is added at the raw material stage, a silicon single crystal is produced from the carbon-added raw material, and the oxygen concentration Oi is controlled and raised. Hereinafter, the pulling of the carbon-added CZ silicon single crystal will be described. Although a wafer having a diameter of 300 mm will be described, the invention is not limited to this.

図4は、本実施形態におけるシリコン単結晶の製造を説明するのに適したCZ炉の縦断面図である。CZ炉は、チャンバー内の中心部に配置されたルツボ(石英ルツボ)101と、ルツボ101の外側に配置されたヒータ102とを備えている。ルツボ101は、内側に原料融液103を収容する石英ルツボ101を外側の黒鉛ルツボ101aで保持する二重構造であり、ペディスタルと呼ばれる支持軸101bにより回転および昇降駆動される。ルツボ101の上方には、円筒形状の熱遮蔽体107が設けられている。熱遮蔽体107は、黒鉛で外殻を作り、内部に黒鉛フェルトを充填した構造である。熱遮蔽体107の内面は、上端部から下端部にかけて内径が漸減するテーパー面になっている。熱遮蔽体107の上部外面は内面に対応するテーパー面であり、下部外面は、熱遮蔽体107の厚みを下方に向かって漸増させるようにほぼストレート(鉛直)面に形成されている。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a CZ furnace suitable for explaining the production of a silicon single crystal in the present embodiment. The CZ furnace includes a crucible (quartz crucible) 101 disposed in the center of the chamber and a heater 102 disposed outside the crucible 101. The crucible 101 has a double structure in which a quartz crucible 101 containing a raw material melt 103 is held by an outer graphite crucible 101a, and is rotated and moved up and down by a support shaft 101b called a pedestal. A cylindrical heat shield 107 is provided above the crucible 101. The heat shield 107 has a structure in which an outer shell is made of graphite and graphite felt is filled therein. The inner surface of the heat shield 107 is a tapered surface whose inner diameter gradually decreases from the upper end to the lower end. The upper outer surface of the heat shield 107 is a tapered surface corresponding to the inner surface, and the lower outer surface is formed in a substantially straight (vertical) surface so as to gradually increase the thickness of the heat shield 107 downward.

このCZ炉は、例えば、目標直径が310mm、ボディ長が例えば1200mmの300mmの単結晶育成が可能なものとされる。
熱遮蔽体107の仕様例を挙げると次のとおりである。ルツボに入る部分の外径は例えば570mm、最下端における最小内径Sは例えば370mm、半径方向の幅(厚み)Wは例えば100mmとする。また、ルツボ101の外径は例えば650mmであり、熱遮蔽体107の下端の融液面からの高さHは例えば60mmである。
In this CZ furnace, for example, a 300 mm single crystal can be grown with a target diameter of 310 mm and a body length of, for example, 1200 mm.
An example of the specification of the thermal shield 107 is as follows. The outer diameter of the portion entering the crucible is, for example, 570 mm, the minimum inner diameter S at the lowermost end is, for example, 370 mm, and the radial width (thickness) W is, for example, 100 mm. The outer diameter of the crucible 101 is 650 mm, for example, and the height H from the melt surface at the lower end of the heat shield 107 is 60 mm, for example.

次に、炭素添加CZシリコン単結晶を育成するための操業条件の設定方法について説明する。
まず、ルツボ内に高純度シリコンの多結晶を装入し、例えば、結晶中の抵抗率がp−タイプとなるように、pタイプのウェーハに比べて少ないドーパント ボロン(B)を添加する。
本発明において、ボロン(B)濃度がp+タイプとは、抵抗率8mΩcm〜10mΩcmに相当する濃度であり、p−タイプとは抵抗率0.1〜100Ωcmに相当する濃度であり、pタイプとは抵抗率0.1Ωcm〜0.01Ωcmに相当する濃度である。または、リン(P)濃度がn+タイプとは、抵抗率8mΩcm〜10mΩcmに相当する濃度であり、nタイプとは抵抗率0.1〜100Ωcmに相当する濃度であり、n−タイプとは抵抗率0.1Ωcm〜0.01Ωcmに相当する濃度である。
また、p/p−タイプとは、p−タイプウェーハの上にpタイプのエピタキシャル層を積層したウェーハを意味し、p/n−タイプとは、n−タイプウェーハの上にpタイプのエピタキシャル層を積層したウェーハを意味する。
Next, a method for setting operating conditions for growing a carbon-added CZ silicon single crystal will be described.
First, a high-purity silicon polycrystal is charged into a crucible, and, for example, less dopant boron (B) than a p-type wafer is added so that the resistivity in the crystal is p-type.
In the present invention, the boron (B) concentration is a concentration corresponding to a resistivity of 8 mΩcm to 10 mΩcm, and the p-type is a concentration corresponding to a resistivity of 0.1 to 100 Ωcm. This is a concentration corresponding to a resistivity of 0.1 Ωcm to 0.01 Ωcm. Alternatively, a phosphorus (P) concentration of n + type is a concentration corresponding to a resistivity of 8 mΩcm to 10 mΩcm, an n type is a concentration corresponding to a resistivity of 0.1 to 100 Ωcm, and an n− type is a resistivity. The concentration corresponds to 0.1 Ωcm to 0.01 Ωcm.
The p / p-type means a wafer in which a p-type epitaxial layer is laminated on a p-type wafer, and the p / n-type means a p-type epitaxial layer on the n-type wafer. Means a wafer laminated.

本実施形態においては、炭素濃度が上述した範囲となるようにシリコン溶融液にドーパントを添加する。
また、上述した酸素濃度となるように、結晶回転速度、ルツボ回転速度、加熱条件、印加磁場条件、引き上げ速度等を制御する。
In the present embodiment, a dopant is added to the silicon melt so that the carbon concentration is in the range described above.
Further, the crystal rotation speed, the crucible rotation speed, the heating condition, the applied magnetic field condition, the pulling speed, and the like are controlled so as to achieve the above-described oxygen concentration.

そして、装置内を不活性ガス雰囲気で、減圧の1.33〜26.7kPa(10〜200torr)とし、不活性ガス(Arガス等)中に水素ガスを3〜20体積%となるように混合して炉内に流入させる。圧力は、1.33kPa(10torr)以上、好ましくは4〜26.7kPa(30〜200torr)、さらに、好ましくは、4〜9.3kPa(30〜70torr)が望ましい。圧力の下限は、水素の分圧が低くなると、融液および結晶中の水素濃度が低くなるため、これを防止するために上記の下限の圧力を規定した。圧力の上限は、炉内の圧力が増大するとAr等の不活性ガスの融液上でのガス流速が低下することにより、カーボンヒーターやカーボン部材から脱ガスした炭素や、融液から蒸発したSiO等の反応物ガスが排気しにくくなることにより、結晶中の炭素濃度が所望値より高くなり、また、SiOが炉内の融液上部の1100℃程度またはより低温の部分に凝集することで、ダストを発生させ融液に落下することで結晶の有転位化を引き起こすため、これらを防止するために上記の上限の圧力を規定した。   Then, the inside of the apparatus is inert gas atmosphere, the pressure is reduced to 1.33 to 26.7 kPa (10 to 200 torr), and hydrogen gas is mixed in the inert gas (Ar gas or the like) to 3 to 20% by volume. And let it flow into the furnace. The pressure is 1.33 kPa (10 torr) or more, preferably 4 to 26.7 kPa (30 to 200 torr), and more preferably 4 to 9.3 kPa (30 to 70 torr). As the lower limit of the pressure, since the hydrogen concentration in the melt and the crystal decreases as the partial pressure of hydrogen decreases, the lower limit pressure is defined to prevent this. The upper limit of the pressure is that the gas flow rate on the melt of an inert gas such as Ar decreases as the pressure in the furnace increases, so that the carbon degassed from the carbon heater or carbon member, or the SiO evaporated from the melt As a result, it becomes difficult to exhaust the reactant gas, etc., so that the carbon concentration in the crystal becomes higher than the desired value, and SiO aggregates in the upper part of the melt in the furnace at about 1100 ° C. or at a lower temperature, Since dust is generated and dropped into the melt to cause dislocation of crystals, the upper limit pressure is defined in order to prevent these.

次いで、ヒータ102により加熱してシリコンを溶融させ融液103とする。次に、シードチャック105に取り付けた種結晶を融液103に浸漬し、ルツボ1および引き上げ軸4を回転させつつ結晶引き上げを行う。結晶方位は{100}、{111}または{110}のいずれかとし、結晶無転位化のためのシード絞りを行った後、ショルダー部を形成させ、肩変えして例えば310mmの目標ボディ径とする。   Next, the silicon is melted by heating with the heater 102 to obtain a melt 103. Next, the seed crystal attached to the seed chuck 105 is immersed in the melt 103, and the crystal is pulled up while rotating the crucible 1 and the pulling shaft 4. The crystal orientation is any one of {100}, {111} or {110}, and after performing the seed squeezing for crystal dislocation, the shoulder portion is formed and the shoulder is changed to a target body diameter of, for example, 310 mm. To do.

その後は一定の引き上げ速度で例えば1200mmまでボディ部を育成し、通常条件で縮径しテイル絞りを行った後、結晶成長を終了する。ここで、引き上げ速度は、抵抗率、シリコン単結晶径サイズ、使用する単結晶引き上げ装置のホットゾーン構造(熱環境)などに応じて適宜選定されるが、例えば、定性的には単結晶面内でOSFリングが発生する領域が含まれる引き上げ速度を採用することができ、その下限は単結晶面内にOSFリング領域が発生しかつ転位クラスタが発生しない引き上げ速度以上とすることができる。   After that, the body part is grown up to 1200 mm, for example, at a constant pulling speed, the diameter is reduced under normal conditions, tail tailing is performed, and then the crystal growth is finished. Here, the pulling speed is appropriately selected according to the resistivity, the silicon single crystal diameter size, the hot zone structure (thermal environment) of the single crystal pulling apparatus to be used, etc., for example, qualitatively within the single crystal plane In this case, the pulling rate including the region where the OSF ring is generated can be adopted, and the lower limit thereof can be set to be higher than the pulling rate at which the OSF ring region is generated in the single crystal plane and the dislocation cluster is not generated.

また、前記不活性雰囲気中における水素濃度を、炉内圧は、4.0〜9.33kPa(30〜70torr)に対して3%以上20%以下の範囲に設定することができる。炉内圧は、1.33kPa(10torr)以上、好ましくは4.0〜26.7kPa(30torr〜200torr)、さらに、好ましくは、4.0〜9.3kPa(30torr〜70torr)が望ましい。この下限値は、水素の分圧が低くなると、融液および結晶中の水素濃度が低くなるため、これを防止するために上記の下限の圧力を規定した。上限値は、炉内の圧力が増大するとAr等の不活性ガスの融液上でのガス流速が低下することにより、カーボンヒーターやカーボン部材から脱ガスした炭素や、融液から蒸発したSiO等の反応物ガスが排気しにくくなることにより、結晶中の炭素濃度が所望値より高くなり、また、SiOが炉内の融液上部の1100℃程度またはより低温の部分に凝集することで、ダストを発生させ融液に落下することで結晶の有転位化を引き起こすため、これらを防止するために上記の上限の圧力を規定した。水素分圧として、40pa以上、400Pa以下となることが好ましい。   Further, the hydrogen concentration in the inert atmosphere can be set in the range of 3% to 20% with respect to the furnace pressure of 4.0 to 9.33 kPa (30 to 70 torr). The furnace pressure is 1.33 kPa (10 torr) or more, preferably 4.0 to 26.7 kPa (30 torr to 200 torr), and more preferably 4.0 to 9.3 kPa (30 torr to 70 torr). The lower limit value is defined as the lower limit pressure described above in order to prevent the hydrogen concentration in the melt and crystal from being lowered when the partial pressure of hydrogen is lowered. The upper limit value is that when the pressure in the furnace increases, the gas flow rate on the melt of an inert gas such as Ar decreases, so that carbon degassed from the carbon heater or carbon member, SiO evaporated from the melt, etc. This makes it difficult for the reactant gas to be exhausted, so that the carbon concentration in the crystal becomes higher than the desired value, and the SiO agglomerates in the upper part of the melt in the furnace at about 1100 ° C. or at a lower temperature. Is generated and dropped into the melt to cause dislocation of the crystal. Therefore, in order to prevent these, the upper limit pressure is defined. The hydrogen partial pressure is preferably 40 pa or more and 400 Pa or less.

水素を含む不活性雰囲気中で育成時のシリコン単結晶中の水素濃度は、雰囲気中の水素分圧によって制御できる。水素の結晶への導入は、雰囲気中の水素がシリコン融液に溶解して定常(平衡)状態となり、さらに、結晶へは凝固時に濃度偏析によって液相と固相中の濃度が分配される。
融液中の水素濃度は、ヘンリーの法則から気相中の水素分圧に依存して決まり、凝固直後の結晶中水素濃度は雰囲気中の水素分圧を制御することで結晶の軸方向に一定に所望する濃度で制御できる。
The hydrogen concentration in the silicon single crystal during growth in an inert atmosphere containing hydrogen can be controlled by the hydrogen partial pressure in the atmosphere. When hydrogen is introduced into the crystal, hydrogen in the atmosphere is dissolved in the silicon melt to be in a steady (equilibrium) state, and the concentration in the liquid phase and the solid phase is distributed to the crystal by concentration segregation during solidification.
The hydrogen concentration in the melt is determined by Henry's law depending on the hydrogen partial pressure in the gas phase, and the hydrogen concentration in the crystal immediately after solidification is constant in the axial direction of the crystal by controlling the hydrogen partial pressure in the atmosphere. The desired concentration can be controlled.

このようなシリコン単結晶育成方法によれば、水素を含む不活性雰囲気中でシリコン単結晶を引き上げることにより、結晶径方向全域にCOPおよび転位クラスタを含まず、かつ、格子間シリコン優勢領域(PI領域)の単結晶を引き上げ可能なPI領域引き上げ速度の範囲を拡大して引き上げて、単結晶直胴部を転位クラスタを含まない格子間シリコン優勢領域(PI領域)とすることができる。同時に、このようなシリコン単結晶育成方法によれば、OSFリングの幅が縮小していることにより、従来、Grown−in欠陥フリー単結晶を引き上げる際には、非常に狭い範囲に設定しなくてはならなかったPI領域引き上げ速度を広げて、極めて容易に、かつ従来よりもはやい引き上げ速度でGrown−in欠陥フリー単結晶を育成することが可能となるとともに、結晶面内にOSFリング領域が発生する条件でシリコン単結晶を引き上げた場合には、OSFリングの幅を縮小してその影響を低減することが可能となる。
なお、ここで、PI領域引き上げ速度範囲は水素雰囲気中と水素のない不活性雰囲気中とで比較する際に、上述した凝固直後の結晶内の軸方向温度勾配Gの値が一定で変化しない状態で比較するものとする。
According to such a silicon single crystal growth method, by pulling up the silicon single crystal in an inert atmosphere containing hydrogen, the COP and dislocation clusters are not included in the entire crystal diameter direction, and the interstitial silicon dominant region (PI) The range of the PI region pulling speed capable of pulling up the single crystal in the region) can be increased and pulled to make the single crystal straight body portion an interstitial silicon dominant region (PI region) that does not include dislocation clusters. At the same time, according to such a silicon single crystal growth method, since the width of the OSF ring is reduced, conventionally, when a grown-in defect-free single crystal is pulled up, it is not set in a very narrow range. It is possible to grow a Grown-in defect-free single crystal extremely easily and at a higher pulling speed than before, and to generate an OSF ring region in the crystal plane. When the silicon single crystal is pulled up under such conditions, it is possible to reduce the influence by reducing the width of the OSF ring.
Here, the PI region pulling speed range is a state in which the value of the axial temperature gradient G in the crystal immediately after solidification described above is constant and does not change when comparing in a hydrogen atmosphere and in an inert atmosphere without hydrogen. Compare with

具体的には、格子間シリコン型のGrown−in欠陥フリー領域(PI領域)からなるGrown−in欠陥フリー単結晶を引き上げ可能なPI領域引き上げ速度範囲を、水素雰囲気とすることによって、水素のない時に比べて4倍以上、さらには、図5に示すように、4.5倍のマージンに拡大して引き上げをおこなうことができ、このような範囲の引き上げ速度によって所望の単結晶を引き上げることが可能となる。
このとき、OSFリングの発生領域を小さくすることができる。なお、PV領域(空孔型のGrown−in欠陥フリー領域)の大きさは水素添加によって変化しない。
More specifically, by setting the PI region pulling speed range in which the grown-in defect-free single crystal consisting of the interstitial silicon-type grown-in defect-free region (PI region) can be pulled to be a hydrogen atmosphere, there is no hydrogen. As shown in FIG. 5, it can be pulled up to a margin of 4.5 times or more compared to the time, and the desired single crystal can be pulled up by the pulling speed in such a range. It becomes possible.
At this time, the generation area of the OSF ring can be reduced. Note that the size of the PV region (vacancy type Grown-in defect free region) is not changed by hydrogen addition.

本実施形態においては、上述したように水素添加をおこなうことで、Grown−in欠陥フリー単結晶を引き上げ容易とするとともに、炭素を添加することによって、OSFリングの影響も低減することができるため、これら相乗効果により、このウェーハ上にエピタキシャル層を成長させた際にOSFリングに起因する欠陥を低減することができ、前述した所望の品質を有する単結晶の引き上げをおこなうことができ、作業効率を向上して、シリコン単結晶、あるいはこのシリコン単結晶から製造するシリコンウェーハの製造コストを大幅に削減することが可能となる。   In this embodiment, by performing hydrogenation as described above, it is easy to pull up the grown-in defect-free single crystal, and by adding carbon, the influence of the OSF ring can be reduced. Due to these synergistic effects, defects caused by the OSF ring can be reduced when an epitaxial layer is grown on this wafer, the above-mentioned single crystal having the desired quality can be pulled up, and work efficiency can be improved. As a result, it is possible to greatly reduce the manufacturing cost of a silicon single crystal or a silicon wafer manufactured from this silicon single crystal.

図3に示すシリコン単結晶引き上げ工程S1の次に、図3にウェーハ加工工程S2で示すように、この炭素添加CZシリコン単結晶から加工して、図1(a)に示すように、炭素を含むシリコンウェーハW0を得る。   Next to the silicon single crystal pulling step S1 shown in FIG. 3, as shown in the wafer processing step S2 in FIG. 3, the carbon-added CZ silicon single crystal is processed, and as shown in FIG. A silicon wafer W0 is obtained.

ウェーハ加工工程S2におけるシリコンウェーハ(ウェーハ)W0の加工方法は通常に従い、IDソーまたはワイヤソー等の切断装置によってスライスし、得られたシリコンウェーハをアニールした後、表面を研磨・洗浄等の表面処理工程とおこなう。なお、これらの工程の他にもラッピング、洗浄、研削等種々の工程があり、工程順の変更、省略等目的に応じ適宜工程は変更使用される。   The processing method of the silicon wafer (wafer) W0 in the wafer processing step S2 is normally performed by slicing with a cutting device such as an ID saw or a wire saw, annealing the obtained silicon wafer, and then performing a surface treatment process such as polishing / cleaning. Do it. In addition to these processes, there are various processes such as lapping, cleaning, and grinding, and the processes are changed and used as appropriate according to the purpose, such as changing the order of processes or omitting them.

このようにして得られたシリコンウェーハ1は、ドーパント濃度がp−タイプとされ、炭素濃度が0.5×1016〜10.0×1016atoms/cm、および酸素濃度が1.0×1018〜10.0×1018atoms/cmとされる。 The silicon wafer 1 thus obtained has a p-type dopant concentration, a carbon concentration of 0.5 × 10 16 to 10.0 × 10 16 atoms / cm 3 , and an oxygen concentration of 1.0 ×. 10 18 to 10.0 × 10 18 atoms / cm 3 .

炭素は固溶形態でシリコンに含有されるので、シリコン格子中に炭素をシリコンと置換する形で導入される。すなわち、炭素の原子半径はシリコン原子と比較して小さいため置換位置に炭素を配位した場合、結晶の応力場は圧縮応力場となり格子間の酸素および不純物が圧縮応力場に捕獲されやすくなる。この置換位置炭素を起点に、例えばデバイス工程において、転位を伴う酸素との析出物が高密度で発現しやすくなり、シリコンウェーハW0に高いゲッタリング効果を付与することができる。これにより、後述するデバイス作り込み工程S4においても、充分なゲッタリング能を有することが可能となる。   Since carbon is contained in silicon in the form of a solid solution, carbon is introduced into the silicon lattice in the form of replacing silicon. That is, since the atomic radius of carbon is smaller than that of silicon atoms, when carbon is coordinated at the substitution position, the crystal stress field becomes a compressive stress field, and interstitial oxygen and impurities are easily trapped in the compressive stress field. Starting from this substitutional carbon, for example, in the device process, precipitates with oxygen accompanying dislocations are easily developed at high density, and a high gettering effect can be imparted to the silicon wafer W0. Thereby, it becomes possible to have sufficient gettering capability also in the device fabrication step S4 described later.

このような炭素の添加濃度は、上述の範囲に規制する必要がある。なぜなら、炭素濃度が上記の範囲未満では、炭素・酸素系析出物の形成促進が活発にならないので、上記した高密度な炭素・酸素系析出物の形成を実現できない。
一方、上記の範囲を超えると、炭素・酸素系析出物の形成が促進され高密度な炭素・酸素系析出物を得られるが、析出物のサイズが抑制される結果、析出物周りの歪みが弱くなる傾向が強くなる。従って、歪みの効果が弱いことから不純物を捕獲するための効果が減少する。
It is necessary to regulate the addition concentration of such carbon within the above range. This is because when the carbon concentration is less than the above range, the formation of carbon / oxygen-based precipitates is not actively promoted, so that the formation of the above-described high-density carbon / oxygen-based precipitates cannot be realized.
On the other hand, if the above range is exceeded, the formation of carbon / oxygen-based precipitates is promoted, and a high-density carbon / oxygen-based precipitate can be obtained. The tendency to become weaker becomes stronger. Therefore, the effect of trapping impurities is reduced because the effect of distortion is weak.

さらに、シリコンウェーハW0中の酸素濃度Oiを、上記の範囲に規制する必要がある。なぜなら、酸素濃度が上記の範囲未満では、炭素・酸素系析出物の形成が促進されないために、上記した高密度な析出物が得られない。
一方、上記の範囲を超えると、酸素析出物のサイズが減少し母体シリコン原子と析出物界面における歪みの効果が緩和され歪みによるゲッタリング効果が低下することが懸念されるからである。
Furthermore, it is necessary to regulate the oxygen concentration Oi in the silicon wafer W0 within the above range. This is because when the oxygen concentration is less than the above range, the formation of carbon / oxygen-based precipitates is not promoted, and thus the above-described high-density precipitates cannot be obtained.
On the other hand, if the above range is exceeded, the size of the oxygen precipitate is reduced, the effect of strain at the interface between the base silicon atom and the precipitate is relaxed, and there is a concern that the gettering effect due to strain is reduced.

図3にウェーハ加工工程S2で示すように、炭素添加CZ結晶である上記シリコンウェーハW0の表面を鏡面加工してから、例えばSC1およびSC2を組み合わせたRCA洗浄を行う。   As shown in the wafer processing step S2 in FIG. 3, the surface of the silicon wafer W0 that is a carbon-added CZ crystal is mirror-finished, and then, for example, RCA cleaning combining SC1 and SC2 is performed.

次に、図3にプレアニール工程S3で示すように、重金属をゲッタリングするためのゲッタリングシンクを確保するために、エピタキシャル層W0a成長後に、この条件を付与することにより更なる析出促進が期待できる温度条件として、好ましくは600〜850℃程度で0.25〜4時間、酸素と、アルゴン、窒素等の不活性ガスとの混合雰囲気中で低温熱処理を施し、置換位置炭素を起点にして炭素・酸素系の酸素析出物W07を析出させる必要がある。
なお、本発明において炭素・酸素系析出物とは、炭素を含有した複合体(クラスター)である析出物を意味する。
Next, as shown in the pre-annealing step S3 in FIG. 3, in order to secure a gettering sink for gettering heavy metal, further growth promotion can be expected by giving this condition after the growth of the epitaxial layer W0a. As a temperature condition, a low-temperature heat treatment is preferably performed in a mixed atmosphere of oxygen and an inert gas such as argon or nitrogen at about 600 to 850 ° C. for about 0.25 to 4 hours. It is necessary to deposit the oxygen-based oxygen precipitate W07.
In the present invention, the carbon / oxygen-based precipitate means a precipitate that is a composite (cluster) containing carbon.

なお、プレアニール工程S3におけるIG効果を持たせる熱処理が、上記の温度範囲より低いと炭素・酸素の複合体形成が不足し、ウェーハの金属汚染が生じた場合に充分なゲッタリング能を発現できないため好ましくなく、また上記の温度範囲より高いと、酸素析出物の凝集が過剰におこり、結果的に、ゲッタリングシンクの密度が足りなくなるため、好ましくない。
また、この熱処理においては、600℃、30分の条件と同等な析出の発現が可能な熱処理温度・時間以上であれば、温度の上下および処理時間の増減は異なる条件に設定することも可能であり、また、800℃、4時間の条件と同等な析出の発現が可能な熱処理温度・時間以下であれば、温度の上下および処理時間の増減は異なる条件に設定することも可能である。
Note that if the heat treatment for providing the IG effect in the pre-annealing step S3 is lower than the above temperature range, the formation of the carbon / oxygen complex is insufficient, and sufficient gettering ability cannot be exhibited when metal contamination of the wafer occurs. It is not preferable, and if it is higher than the above temperature range, oxygen precipitates are excessively aggregated, resulting in insufficient density of the gettering sink.
Also, in this heat treatment, the temperature rise and fall and the increase / decrease of the treatment time can be set to different conditions as long as the heat treatment temperature / time is equal to or higher than that at 600 ° C. for 30 minutes. In addition, as long as the heat treatment temperature / time is equal to or lower than that at 800 ° C. for 4 hours, the temperature can be increased and decreased and the treatment time can be increased and decreased.

その後、図3にエピタキシャル層成膜工程S4で示すように、エピタキシャル層を成長するためにエピタキシャル成長炉に装入し、各種CVD法(化学気相成長法)を用いて、図1(b)に示すように、例えば、ドーパント濃度がpタイプとされるエピタキシャル層W0aを成長させる。   Thereafter, as shown in the epitaxial layer deposition step S4 in FIG. 3, the epitaxial layer is placed in an epitaxial growth furnace to grow an epitaxial layer, and various CVD methods (chemical vapor deposition methods) are used. As shown, for example, an epitaxial layer W0a having a dopant concentration of p type is grown.

エピタキシャル層W0aを形成したp/p−タイプのシリコンウェーハW1は、図1(c)に示すように、該エピタキシャル層W0a上に、必要に応じて酸化膜W1b、さらに窒化膜W1cを形成してシリコンウェーハW2としてから、デバイス製造工程等の後工程に供することができる。   As shown in FIG. 1C, the p / p-type silicon wafer W1 on which the epitaxial layer W0a is formed has an oxide film W1b and a nitride film W1c formed on the epitaxial layer W0a as necessary. The silicon wafer W2 can be used for subsequent processes such as a device manufacturing process.

ここで、デバイス製造工程に供されるシリコンウェーハW1またはシリコンウェーハW2におけるシリコンウェーハW0は、ボロン並びに固溶炭素を含むCZ結晶であるが、該結晶成長中に形成された酸素析出核、あるいは酸素析出物がプレアニール工程S3によりエピタキシャル成長時の熱処理によりシュリンクされないため、シリコンウェーハW1段階のシリコンウェーハW0には、顕在化された酸化析出物は光学顕微鏡では観察される。   Here, the silicon wafer W0 in the silicon wafer W1 or silicon wafer W2 used in the device manufacturing process is a CZ crystal containing boron and solute carbon, but oxygen precipitation nuclei formed during the crystal growth, or oxygen Since the precipitates are not shrunk by the heat treatment during the epitaxial growth in the pre-annealing step S3, the oxidized precipitates that are manifested on the silicon wafer W0 at the silicon wafer W1 stage are observed with an optical microscope.

この酸素析出物W07は、にエピタキシャル層成膜工程S4後の固溶炭素を含有するシリコンウェーハW1を出発材とすれば、デバイス製造工程の初期段階を経る過程でシリコンウェーハW0の全体にわたって自然発生的に析出するため、デバイス製造工程S5での金属汚染に対するゲッタリング能力の高いゲッタリングシンクを、エピタキシャル層の直下からシリコンウェーハW0の全厚にわたって形成することができる。従って、エピタキシャル層の近接領域におけるゲッタリングが実現される。   This oxygen precipitate W07 is naturally generated over the entire silicon wafer W0 in the process of passing through the initial stage of the device manufacturing process if the silicon wafer W1 containing solute carbon after the epitaxial layer forming step S4 is used as a starting material. Therefore, a gettering sink having a high gettering capability against metal contamination in the device manufacturing step S5 can be formed over the entire thickness of the silicon wafer W0 immediately below the epitaxial layer. Accordingly, gettering in the proximity region of the epitaxial layer is realized.

このゲッタリングを実現するには、炭素・酸素系の複合体である酸素析出物(BMD)W07は、エピタキシャル層成膜工程S4後のシリコンウェーハW0中に1.0×10〜1.0×1011個/cm で存在し、かつ、サイズが10〜100nmあることが好ましい。
なお、この場合のBMDサイズとは、シリコンウェーハの厚み方向断面のTEM観察像における析出物の対角線長を意味し、該観察視野内の析出物の平均値で示すこととする。
In order to realize this gettering, an oxygen precipitate (BMD) W07, which is a carbon / oxygen-based composite, is added to 1.0 × 10 6 to 1.0 in the silicon wafer W0 after the epitaxial layer deposition step S4. It is preferable that it exists at x10 11 pieces / cm 3 and the size is 10 to 100 nm.
In addition, the BMD size in this case means the diagonal length of the precipitate in the TEM observation image of the cross section in the thickness direction of the silicon wafer, and is represented by the average value of the precipitate in the observation field.

エピタキシャル層成膜工程S4後の酸素析出物W07のサイズを上記の範囲のうち下限以上にするのは、母体シリコン原子と酸素析出物の界面に生じる歪みの効果を用いて格子間不純物(例えば重金属など)を捕獲(ゲッタリング)する確率を増加するためである。また、酸素析出物W07のサイズが上記の範囲以上であると、ウェーハ強度が低下する、あるいは、エピタキシャル層での転位発生等の影響が出るため、好ましくない。
また、酸素析出物W07のシリコンウェーハ中における密度は、シリコン結晶中における重金属の捕獲(ゲッタリング)は、母体シリコン原子と酸素析出物との界面に生じる歪みおよび界面準位密度(体積密度)に依存するために、上記の範囲とすることが好ましい。
The size of the oxygen precipitate W07 after the epitaxial layer film forming step S4 is set to the lower limit or more in the above range by using the effect of strain generated at the interface between the base silicon atom and the oxygen precipitate (for example, heavy metal) This is to increase the probability of capturing (gettering). Further, if the size of the oxygen precipitate W07 is not less than the above range, it is not preferable because the wafer strength is reduced or the influence of the occurrence of dislocations in the epitaxial layer occurs.
The density of the oxygen precipitates W07 in the silicon wafer is such that the capture (gettering) of heavy metals in the silicon crystal is the strain generated at the interface between the base silicon atom and the oxygen precipitates and the interface state density (volume density). In order to depend, it is preferable to set it as said range.

図3に示すデバイス工程S5は、シリコンウェーハW2表面上にデバイスとなる構造を形成し、図2に示すように、シリコンウェーハW3を製造する。   In the device step S5 shown in FIG. 3, a device structure is formed on the surface of the silicon wafer W2, and the silicon wafer W3 is manufactured as shown in FIG.

確認済
具体的には、図2(a)に示すように、p−タイプシリコン基板W0の上にp型のエピタキシャル層(高濃度不純物含有層)W0aを形成したシリコン基板W2を用意し、図2(b)に示すように、このエピタキシャル層W0a上にpタイプよりも不純物濃度の低い低濃度不純物含有層W0dを形成する。
Specifically, as shown in FIG. 2A, a silicon substrate W2 in which a p-type epitaxial layer (high-concentration impurity-containing layer) W0a is formed on a p-type silicon substrate W0 is prepared. As shown in FIG. 2B, a low-concentration impurity-containing layer W0d having an impurity concentration lower than that of the p type is formed on the epitaxial layer W0a.

次いで、図2(c)に示すように、基板の表面近傍に不純物注入などによって素子活性領域W0eを形成する。また、基板の表面に酸化膜や配線層などの積層構造を形成し、トランジスタや容量(図示せず)を形成する。次いで、素子活性領域W0eが形成された基板の表面を覆う表面保護膜(図示せず)を形成し、シリコン基板W3とする。   Next, as shown in FIG. 2C, an element active region W0e is formed near the surface of the substrate by impurity implantation or the like. In addition, a laminated structure such as an oxide film and a wiring layer is formed on the surface of the substrate, and a transistor and a capacitor (not shown) are formed. Next, a surface protective film (not shown) that covers the surface of the substrate on which the element active region W0e is formed is formed as a silicon substrate W3.

なお、デバイス工程S5における熱処理条件は、図6に示す各条件に対応するものである。
具体的には、エピタキシャル層W0aを成膜する前のシリコンウェーハW0に対して、図6に示す処理温度、処理時間、昇降温速度、雰囲気条件は、それぞれが、
保持温度600℃で30分、3%O含有のN雰囲気
昇温速度5℃/min、
保持温度750℃で60分、N雰囲気
保持温度900℃で10秒、N雰囲気
降温速度750℃から1℃/min、その後、8℃/min、N雰囲気
保持温度900℃で30min、乾燥O雰囲気
降温速度3℃/min、N雰囲気
保持温度650℃で30分、N雰囲気
である。
The heat treatment conditions in the device process S5 correspond to the conditions shown in FIG.
Specifically, with respect to the silicon wafer W0 before the epitaxial layer W0a is formed, the processing temperature, processing time, heating / cooling speed, and atmospheric conditions shown in FIG.
30 minutes at a holding temperature of 600 ° C., 3% O 2 -containing N 2 atmosphere heating rate 5 ° C./min,
Holding temperature 750 ° C. for 60 minutes, N 2 atmosphere holding temperature 900 ° C. for 10 seconds, N 2 atmosphere cooling rate 750 ° C. to 1 ° C./min, then 8 ° C./min, N 2 atmosphere holding temperature 900 ° C. for 30 min, drying O 2 atmosphere temperature drop rate 3 ° C./min, N 2 atmosphere holding temperature 650 ° C. for 30 minutes, N 2 atmosphere.

シリコン基板W3表面近傍には、図3に示すように、PN接合などを有する素子活性領域(デバイス領域)W0eが形成される。素子活性領域W0eは、下部半導体チップW0の表面から20μm程度の深さまで形成される。低濃度不純物含有層W0dでは、高濃度不純物含有層W0aに含まれるボロンが、低濃度不純物含有層W0d中に拡散した不純物拡散領域が境界部分に形成される。不純物拡散領域は、数μm程度の厚みを有する。
このように、表面にロジック素子となる部分が形成された基板W3を製造する。
As shown in FIG. 3, an element active region (device region) W0e having a PN junction or the like is formed in the vicinity of the surface of the silicon substrate W3. The element active region W0e is formed to a depth of about 20 μm from the surface of the lower semiconductor chip W0. In the low-concentration impurity-containing layer W0d, an impurity diffusion region in which boron contained in the high-concentration impurity-containing layer W0a is diffused into the low-concentration impurity-containing layer W0d is formed at the boundary portion. The impurity diffusion region has a thickness of about several μm.
In this manner, the substrate W3 having a portion to be a logic element formed on the surface is manufactured.

ロジック素子となる部分が形成されたシリコン基板W3は、上部半導体チップとされ、これは、例えばDRAM以外のメモリ半導体装置、CPU、DSP(Digital Signal Processor)などである。または、下部半導体チップとされることもでき、これは例えばDRAM等のメモリ半導体装置である。これら下部半導体チップ及び上部半導体チップは、MCP(Multi Chip Package)基板ととともに、ボンディングワイヤによって接続されマルチチップパッケージとなる。   The silicon substrate W3 on which the logic element is formed is an upper semiconductor chip, which is, for example, a memory semiconductor device other than a DRAM, a CPU, a DSP (Digital Signal Processor), or the like. Alternatively, it may be a lower semiconductor chip, which is a memory semiconductor device such as a DRAM. These lower semiconductor chip and upper semiconductor chip together with an MCP (Multi Chip Package) substrate are connected by bonding wires to form a multi-chip package.

また、デバイス製造工程においては、厚さT5が40μm以下とされている。
このデバイス工程S5の最終工程には30μm程度にまでウェーハ裏面を除去する薄厚化工程を含むものである。
In the device manufacturing process, the thickness T5 is set to 40 μm or less.
The final process of the device process S5 includes a thinning process for removing the back surface of the wafer to about 30 μm.

薄厚化工程においては、まず、研削処理工程として、図7(a)に示す厚さT3とされる前記シリコン基板W3の裏面W3aを研削加工によって薄厚化して、図7(b)に示す厚さT4の基板W4とする。
このときの条件としては、次のように設定される。
厚さT3;1000〜500μm、800〜600μm、700μm程度(700μm)
厚さT4;60μm(50〜80μm)
In the thinning process, first, as a grinding process, the back surface W3a of the silicon substrate W3 having the thickness T3 shown in FIG. 7A is thinned by grinding to obtain a thickness shown in FIG. 7B. The substrate W4 is T4.
The conditions at this time are set as follows.
Thickness T3: 1000 to 500 μm, 800 to 600 μm, about 700 μm (700 μm)
Thickness T4: 60 μm (50-80 μm)

さらに、薄厚化工程においては、研削処理工程の後、コロイダルシリカまたはシリコン結晶あるいはダイヤモンドライクカーボンからなる硬度1μm〜10μm程度の硬質なスラリーでCMP加工工程により、図7(c)に示す厚さT5の基板W5とする。
このときの条件としては、次のように設定される。
厚さT5;30μm程度以下
Further, in the thinning process, after the grinding process, a CMP process is performed with a hard slurry made of colloidal silica, silicon crystal, or diamond-like carbon and having a hardness of about 1 μm to 10 μm, so that the thickness T5 shown in FIG. The substrate W5.
The conditions at this time are set as follows.
Thickness T5: about 30 μm or less

このCMP処理条件としては、次のように設定される。
硬度200HV〜1000HV程度、粒径10〜100nm程度のコロイダルシリカまたはシリコン結晶あるいはダイヤモンドライクカーボンからなる砥粒が重量比1%〜5%wtのスラリーにより、アルミナからなる定盤上で、圧力100g/cm〜500g/cm、処理時間10〜60sec程度の処理をおこなう。
The CMP processing conditions are set as follows.
Abrasive grains made of colloidal silica, silicon crystal or diamond-like carbon having a hardness of about 200 HV to 1000 HV and a grain size of about 10 to 100 nm are slurried with a slurry having a weight ratio of 1% to 5% wt. The treatment is performed for cm 2 to 500 g / cm 2 and for a treatment time of about 10 to 60 seconds.

その後、研磨工程として、圧力100g/cm〜500g/cm、処理時間10〜60sec程度の処理をおこなう。 After that, as a polishing process, processing is performed at a pressure of 100 g / cm 2 to 500 g / cm 2 and a processing time of about 10 to 60 seconds.

また、デバイス工程S5としては、メモリ素子の一般的な製造工程も採用することができる。その一例を示すが、特にこの構造・工程に限定する必要はない。
デバイス工程S5では、フローティングゲートを有するMOS-FET(金属酸化物半導体接合トランジスタ)を形成する。これにより、表面にメモリ素子Mとなる部分が形成されたシリコン基板W3を製造する。
Further, as the device process S5, a general manufacturing process of a memory element can also be adopted. One example is shown, but it is not necessary to limit to this structure / process.
In the device step S5, a MOS-FET (metal oxide semiconductor junction transistor) having a floating gate is formed. Thereby, the silicon substrate W3 having the surface to be the memory element M is manufactured.

例えば、NAND-FLASHあるいはNOR-FLASHなどのMulti Chip Package(MCP)用のウェーハとしての利用等が可能である。この場合もデバイス構造はCMOSであることから前記ボロン(B)濃度が抵抗率8mΩcm〜10mΩcmに相当する濃度、炭素濃度が1.0×1016〜1.6×1017atoms/cm、酸素濃度が1.4×1018〜1.6×1018atoms/cmの範囲および、裏面残留応力が上記の範囲にてIGおよびEGによる高ゲッタリング能力の維持が可能である。 For example, it can be used as a wafer for Multi Chip Package (MCP) such as NAND-FLASH or NOR-FLASH. Also in this case, since the device structure is CMOS, the boron (B) concentration is equivalent to a resistivity of 8 mΩcm to 10 mΩcm, the carbon concentration is 1.0 × 10 16 to 1.6 × 10 17 atoms / cm 3 , oxygen High gettering ability by IG and EG can be maintained when the concentration is in the range of 1.4 × 10 18 to 1.6 × 10 18 atoms / cm 3 and the back surface residual stress is in the above range.

以上のようにしてデバイス1の製造に供されるシリコンウェーハW1を作製することにより重金属に耐性のある薄厚化デバイス素子を形成することができる。   A thinned device element that is resistant to heavy metals can be formed by manufacturing the silicon wafer W1 used for manufacturing the device 1 as described above.

本発明のウェーハによる薄厚化デバイス素子の例であるMCPとして図8にデバイス1を示す。
このデバイス1は、図8に示すように、デバイス1は、実装基板4上に、下から順に、1または複数のメモリアレイチップ10を積層し、更に、最上位のメモリアレイチップ10の上に1つの制御チップ20を積層して構成される。メモリアレイチップ10が1つの場合には、制御チップ20とメモリアレイチップ10に分割する利点がないようにも見えるが、メモリアレイチップ10の積層数を加減することで、記憶容量の調整が可能となることから、最小記憶容量で十分な用途には、1つの制御チップ20と1つのメモリアレイチップ10を積層したデバイス1を提供することができる。
FIG. 8 shows a device 1 as an MCP which is an example of a thinned device element using a wafer of the present invention.
As shown in FIG. 8, the device 1 has one or more memory array chips 10 stacked on a mounting substrate 4 in order from the bottom, and further on the topmost memory array chip 10. One control chip 20 is laminated. When there is one memory array chip 10, it seems that there is no advantage of dividing into the control chip 20 and the memory array chip 10, but the storage capacity can be adjusted by adjusting the number of stacked memory array chips 10. Therefore, the device 1 in which one control chip 20 and one memory array chip 10 are stacked can be provided for applications where a minimum storage capacity is sufficient.

図8に示すように、メモリアレイチップ10には、チップを表裏貫通する第1貫通電極T1が複数設けられ、制御チップ20には、チップを表裏貫通する第2貫通電極T2が複数設けられている。複数の第1貫通電極T1は、複数のメモリアレイチップ10の夫々において同位置に設けられている。本実施形態では、複数のメモリアレイチップ10は全て同一チップで構成されている。また、複数の第2貫通電極T2は、制御チップ20をメモリアレイチップ10上に積層した場合に、複数の第1貫通電極T1と対応する貫通電極同士が同位置に整合するように配置されている。従って、図に示す積層状態では、4つのメモリアレイチップ10の各層の第1貫通電極T1は、対応する貫通電極同士が上下に重なって互いに電気的に接続し、最上位のメモリアレイチップ10の第1貫通電極T1と制御チップ20の第2貫通電極T2は、対応する貫通電極同士が上下に重なって互いに電気的に接続する。この結果、制御チップ20の第2貫通電極T2は、各層のメモリアレイチップ10の対応する第1貫通電極T1の夫々と電気的に接続している。   As shown in FIG. 8, the memory array chip 10 is provided with a plurality of first through electrodes T1 penetrating the chip, and the control chip 20 is provided with a plurality of second through electrodes T2 penetrating the chip. Yes. The plurality of first through electrodes T <b> 1 are provided at the same position in each of the plurality of memory array chips 10. In the present embodiment, the plurality of memory array chips 10 are all constituted by the same chip. The plurality of second through electrodes T2 are arranged so that the through electrodes corresponding to the plurality of first through electrodes T1 are aligned at the same position when the control chip 20 is stacked on the memory array chip 10. Yes. Accordingly, in the stacked state shown in the figure, the first through electrodes T1 of each layer of the four memory array chips 10 are electrically connected to each other with the corresponding through electrodes overlapping each other, and the uppermost memory array chip 10 The first through electrode T1 and the second through electrode T2 of the control chip 20 are electrically connected to each other with the corresponding through electrodes overlapping vertically. As a result, the second through electrode T2 of the control chip 20 is electrically connected to the corresponding first through electrode T1 of the memory array chip 10 of each layer.

更に、制御チップ20には、外部との電気的接続用の外部接続用パッドT−3が複数設けられ、当該外部接続用パッドT−3が実装基板4上に設けられた外部接続用端子T−5と電気的に接続されている。当該電気的接続には、図8の示す実施例ではワイヤボンディングを使用しているが、ワイヤボンディングに限定されるものではない。   Further, the control chip 20 is provided with a plurality of external connection pads T-3 for electrical connection with the outside, and the external connection pads T-3 provided on the mounting substrate 4 are provided with the external connection pads T-3. Electrically connected to -5. For the electrical connection, wire bonding is used in the embodiment shown in FIG. 8, but the present invention is not limited to wire bonding.

第1貫通電極T1と第2貫通電極T2は、夫々のチップを貫通する貫通孔の内壁に絶縁膜を形成した後、当該貫通孔に電極材料が充填され裏面から下方に突出し、積層した場合に下側に位置するチップの対応する貫通電極の上面と接触可能に構成されている。また、第1貫通電極T1と第2貫通電極T2は、周知の方法により形成される。   The first through electrode T1 and the second through electrode T2 are formed when an insulating film is formed on the inner wall of the through hole penetrating each chip, and then the through hole is filled with an electrode material and protrudes downward from the back surface and laminated. It is configured to be able to contact the upper surface of the corresponding through electrode of the chip located on the lower side. The first through electrode T1 and the second through electrode T2 are formed by a known method.

このようなメモリアレイチップ10が、本発明の薄厚化されたウェーハからダイシングされたもので、その厚さ寸法が、10μm〜30μmとされる。30μmより厚い場合には、デバイス1の小型化が充分できないため好ましくなく、10μmより薄いと、ウェーハの搬送に不具合を生じる等のハンドリング性の悪化を招くため好ましくない。   Such a memory array chip 10 is diced from the thinned wafer of the present invention, and the thickness dimension thereof is 10 μm to 30 μm. If it is thicker than 30 μm, it is not preferable because the device 1 cannot be sufficiently miniaturized, and if it is thinner than 10 μm, it is not preferable because handling properties such as troubles in wafer transfer are deteriorated.

実施例
図9は、本発明における炭素添加CZシリコン単結晶からスライスされたシリコンウェーハ基板を用いてのゲッタリング能力評価結果を示すグラフである。
ゲッタリング能力評価実験のフローは、図10に示すように、エピタキシャルウェーハ準備工程S01、強制金属汚染工程S02、強制金属汚染測定工程S03、金属汚染拡散熱処理工程S04、ゲッタリング能測定工程S05によるものとした。
Example FIG. 9 is a graph showing the gettering ability evaluation results using a silicon wafer substrate sliced from a carbon-added CZ silicon single crystal in the present invention.
As shown in FIG. 10, the flow of the gettering capability evaluation experiment is based on the epitaxial wafer preparation step S01, forced metal contamination step S02, forced metal contamination measurement step S03, metal contamination diffusion heat treatment step S04, and gettering capability measurement step S05. It was.

エピタキシャルウェーハ準備工程S01においては、石英ルツボ内にシリコン結晶の原料であるポリシリコンを積層配置し、このポリシリコンの表面上にグラファイト粉を適量塗布してボロンを添加し、チョクラルスキー法(CZ法)に従って、炭素を添加し酸素濃度を制御した炭素添加CZシリコン単結晶を作製した。この際、上述したp−タイプのボロン濃度、炭素濃度が0.5×1016〜10×1016atoms/cm 、酸素濃度が1.0×1018〜1.0×1019atoms/cm とした。 In the epitaxial wafer preparation step S01, polysilicon, which is a raw material for silicon crystals, is laminated in a quartz crucible, an appropriate amount of graphite powder is applied on the surface of the polysilicon, boron is added, and the Czochralski method (CZ The carbon-added CZ silicon single crystal in which carbon was added and the oxygen concentration was controlled was prepared according to (Method). At this time, the above-described p-type boron concentration, carbon concentration is 0.5 × 10 16 to 10 × 10 16 atoms / cm 3 , and oxygen concentration is 1.0 × 10 18 to 1.0 × 10 19 atoms / cm. It was set to 3 .

次いで、図1(b)に示したように、上記の炭素添加ボロンCZシリコン単結晶をシリコン基板W0とした。   Next, as shown in FIG. 1B, the carbon-added boron CZ silicon single crystal was used as a silicon substrate W0.

その表面を鏡面加工してから、SC1およびSC2を組み合わせたRCA洗浄を行い、その後、エピタキシャル成長炉に装入し、これにB濃度がpタイプのボロン濃度とされたシリコンエピタキシャル層を膜厚4.5μmとしてCVD法にて形成した。なお、CVD法は、SiHCl(トリクロロシラン)およびSiH(モノシラン)を原料ガスとして行った。
次いで、本願発明における酸素析出物の発生を促進する熱処理として炭素と酸素による複合体を形成しゲッタリングシンクを形成する600〜800℃で0.25〜3時間のプレアニール工程処理(低温熱処理)をおこなった。
After the surface is mirror-finished, RCA cleaning combining SC1 and SC2 is performed, and thereafter, the silicon epitaxial layer is charged into an epitaxial growth furnace, and a silicon epitaxial layer having a B concentration of p-type boron concentration is formed with a film thickness of 4. A thickness of 5 μm was formed by a CVD method. The CVD method was performed using SiHCl 3 (trichlorosilane) and SiH 4 (monosilane) as source gases.
Next, as a heat treatment for promoting the generation of oxygen precipitates in the present invention, a pre-annealing process treatment (low temperature heat treatment) is performed at 600 to 800 ° C. for 0.25 to 3 hours to form a composite of carbon and oxygen to form a gettering sink. I did it.

また、比較のために、この条件とは、ボロン濃度、炭素濃度、DK処理条件の有無等において、条件の異なるシリコンエピタキシャルウェーハを用意した。   For comparison, silicon epitaxial wafers having different conditions in terms of boron concentration, carbon concentration, presence / absence of DK treatment conditions, and the like were prepared.

強制金属汚染工程S2においては、Ni、または、Cuを汚染源として、ウェーハ表面に強制的に金属汚染させた。汚染レベルは、Ni、Cuのいずれにおいても、1×1012atoms/cm程度と、1×1013atoms/cm程度の2種類のものを用意した。 In the forced metal contamination step S2, the wafer surface was forcibly contaminated with metal using Ni or Cu as a contamination source. Two types of contamination levels of about 1 × 10 12 atoms / cm 2 and about 1 × 10 13 atoms / cm 2 were prepared for both Ni and Cu.

強制金属汚染測定工程S03では、原子吸光分析法で汚染を測定した。   In the forced metal contamination measurement step S03, contamination was measured by atomic absorption spectrometry.

金属汚染拡散熱処理工程S04においては、実際のデバイスプロセスを摸して、図6に示すように、5段階のステップで熱処理を行った。
図6に示す処理温度、処理時間、昇降温速度、雰囲気条件は、それぞれのステップにおいて、
保持温度600℃で30分、3%O含有のN雰囲気
昇温速度5℃/min、
保持温度750℃で60分、N雰囲気
保持温度900℃で10秒、N雰囲気
降温速度750℃から1℃/min、その後、8℃/min、N雰囲気
保持温度900℃で30min、乾燥O雰囲気
降温速度3℃/min、N雰囲気
保持温度650℃で30分、N雰囲気
である。
In the metal contamination diffusion heat treatment step S04, heat treatment was performed in five steps as shown in FIG. 6 in consideration of an actual device process.
The processing temperature, processing time, temperature increasing / decreasing speed, and atmospheric conditions shown in FIG.
30 minutes at a holding temperature of 600 ° C., 3% O 2 -containing N 2 atmosphere heating rate 5 ° C./min,
Holding temperature 750 ° C. for 60 minutes, N 2 atmosphere holding temperature 900 ° C. for 10 seconds, N 2 atmosphere cooling rate 750 ° C. to 1 ° C./min, then 8 ° C./min, N 2 atmosphere holding temperature 900 ° C. for 30 min, drying O 2 atmosphere temperature drop rate 3 ° C./min, N 2 atmosphere holding temperature 650 ° C. for 30 minutes, N 2 atmosphere.

ゲッタリング能測定工程S05においては、図6に示すステップの熱処理が終了したウェーハの表面汚染レベルを、強制金属汚染測定工程S03と同様に原子吸光分析法で汚染を測定し、表面汚染レベルが検出限界(Niでは1×1010atoms/cm かその半分程度の5×10atoms/cm、Cuでは1×10atoms/cm)にまで低減しているかでゲッタリング能を判定した。 In the gettering ability measurement step S05, the surface contamination level of the wafer after the heat treatment in the step shown in FIG. 6 is measured by atomic absorption spectrometry in the same manner as in the forced metal contamination measurement step S03, and the surface contamination level is detected. was determined gettering capability on whether you are reduced to the limit (Ni in 1 × 10 10 atoms / cm 2 or half about 5 × 10 9 atoms / cm 2 , the Cu 1 × 10 9 atoms / cm 2) .

その結果、ゲッタリング能力は、25枚中、炭素添加なしエピウェーハで50%で上記のレベルまで汚染レベルが低下していたが、これに対し、炭素添加エピウェーハでは、80%、炭素添加エピウェーハ+低温熱処理では、100%のウェーハでゲッタリング能が確認できた。引き上げた炭化添加CZシリコン単結晶からスライスしたシリコンウェーハに形成された複合体の析出を促進する低温熱処理をおこなうプレアニール工程とを有することで、炭素、酸素等による複合体形成により、充分に高いゲッタリング能を有し、金属汚染の影響を低減可能なシリコンウェーハを提供でき、これにより、製造コスト、デバイス工程におけるパーティクル発生などの問題点を解決できるという効果を奏することができることがわかる。   As a result, the gettering ability was 50% for 25 wafers with epiwafer without carbon addition, and the contamination level was reduced to the above level. On the other hand, with carbon-added epiwafer, 80%, carbon-added epiwafer + low temperature In the heat treatment, gettering ability was confirmed with 100% of the wafers. And a pre-annealing step that performs low-temperature heat treatment that promotes the precipitation of the composite formed on the silicon wafer sliced from the carbonized CZ silicon single crystal that has been pulled up, thereby forming a sufficiently high getter by forming the composite with carbon, oxygen, etc. It can be seen that a silicon wafer having a ring ability and capable of reducing the influence of metal contamination can be provided, thereby achieving an effect that problems such as manufacturing costs and generation of particles in the device process can be solved.

W0,W3…シリコンウェーハ
W0a…エピタキシャル層
W0, W3 ... Silicon wafer W0a ... Epitaxial layer

Claims (4)

最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるデバイスプロセス熱処理工程を経てデバイスが表面に形成された後、裏面を除去する薄厚化工程によってウェーハ厚み寸法を30μm〜10μmまで薄厚化した際にもゲッタリング層が形成されて重金属の捕獲効率の高い薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法であって、
CZ法により、前記炭素化合物成長層の炭素濃度が0.5×1016〜10×1016atoms/cm 、酸素濃度が1.0×1018〜1.0×1019atoms/cm となるように単結晶を引き上げる引き上げ工程と、
引き上げた単結晶をスライスしてシリコンウェーハとするウェーハ加工工程と、
炭素と酸素による複合体を形成しゲッタリングシンクを形成する600〜800℃で0.25〜3時間のプレアニール工程と、
前記析出熱処理工程後にシリコンウェーハ表面にシリコンエピタキシャル層を形成するエピタキシャル工程と、
最高到達温度が900℃以下で30秒以下の熱処理とされるデバイスプロセス熱処理工程と、
を有することを特徴とする薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法。
After the device was formed on the front surface through a device process heat treatment step where the maximum temperature reached 900 ° C. or less and a heat treatment of 30 seconds or less, the thickness of the wafer was reduced to 30 μm to 10 μm by a thinning step of removing the back surface. In particular, a method for producing a silicon wafer for a thinned device element in which a gettering layer is formed and the capture efficiency of heavy metals is high,
By the CZ method, the carbon concentration of the carbon compound growth layer is 0.5 × 10 16 to 10 × 10 16 atoms / cm 3 , and the oxygen concentration is 1.0 × 10 18 to 1.0 × 10 19 atoms / cm 3 . A pulling process for pulling up the single crystal so that
A wafer processing step to slice the pulled single crystal into a silicon wafer;
A pre-annealing step of 600 to 800 ° C. for 0.25 to 3 hours to form a composite of carbon and oxygen to form a gettering sink;
An epitaxial step of forming a silicon epitaxial layer on the silicon wafer surface after the precipitation heat treatment step;
A device process heat treatment step in which the highest temperature is 900 ° C. or lower and the heat treatment is 30 seconds or shorter;
A method for producing a silicon wafer for a thinned device element, comprising:
前記引き上げ工程において、水素雰囲気として引き上げることを特徴とする請求項1記載の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法。   The method of manufacturing a silicon wafer for a thinned device element according to claim 1, wherein in the pulling step, a hydrogen atmosphere is pulled up. 前記デバイスプロセス熱処理工程が、700℃30秒RTA、600℃3分のRTO、700℃45秒RTA、とされる一連の熱処理を有するか、あるいは、この一連の熱処理とシリコンウェーハ内部における酸素析出にたいする寄与が同等な熱処理条件を有するものとされることを特徴とする請求項1または2記載の薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハの製造方法。   The device process heat treatment step includes a series of heat treatments of 700 ° C. for 30 seconds RTA, 600 ° C. for 3 minutes RTO, 700 ° C. for 45 seconds RTA, or this series of heat treatments and oxygen precipitation inside the silicon wafer. 3. The method for producing a silicon wafer for a thinned device element according to claim 1, wherein the contribution has the same heat treatment condition. 請求項1から3のいずれか記載の製造方法により製造されたシリコンウェーハであって、
デバイス領域となる表面から深さ方向2μm程度までのデバイス領域と、このデバイス領域より深い領域が、大きさ10〜100nmのBMDが密度1.0×1006〜1.0×1009atoms/cmで存在するゲッタリング層とされてなることを特徴とする薄厚化デバイス素子用シリコンウェーハ。
A silicon wafer manufactured by the manufacturing method according to claim 1,
A device region from the surface to be a device region to a depth direction of about 2 μm, and a region deeper than the device region, a BMD having a size of 10 to 100 nm has a density of 1.0 × 10 06 to 1.0 × 10 9 atoms / cm 3. A silicon wafer for a thinned device element, characterized in that the gettering layer exists in 3 .
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