(57)【要約】【課題】少なくとも、Ｎ領域のＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を、簡単かつ時間をかけずに正確に判定することができるシリコン単結晶ウエーハの評価方法、およびこれを用いたシリコン単結晶の製造方法を提供する。【解決手段】ＣＺ法を用いて作製したシリコン単結晶ウエーハの品質を評価する方法であって、少なくとも、前記シリコン単結晶ウエーハを酸化性雰囲気下で熱処理した後、選択エッチングにより浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該形成したエッチピットから、少なくとも、無欠陥領域のＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域を判別するシリコン単結晶ウエーハの評価方法。【選択図】図２
2008222505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＺ法を用いて作製したシリコン単結晶ウエーハの品質を評価する方法であって、少なくとも、前記シリコン単結晶ウエーハを酸化性雰囲気下で熱処理した後、選択エッチングにより浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該形成したエッチピットから、少なくとも、無欠陥領域のＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域を判別することを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの評価方法。
【請求項２】
前記少なくとも、無欠陥領域のＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域の判別は目視で判別することを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶ウエーハの評価方法。
【請求項３】
前記酸化性雰囲気下の熱処理として、ドライ酸素雰囲気下、９００℃以上１１００℃以下で１時間以上５時間以下の熱処理を行い、その後、ウェット酸素雰囲気下、１１００℃以上１２００℃以下で１時間以上３時間以下の熱処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリコン単結晶ウエーハの評価方法。
【請求項４】
前記シリコン単結晶ウエーハのＯＳＦ領域も判別することを特徴とする請求項３に記載のシリコン単結晶ウエーハの評価方法。
【請求項５】
前記評価するシリコン単結晶ウエーハを、酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満のものとすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリコン単結晶ウエーハの評価方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶ウエーハの評価方法によって、半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域となるシリコン単結晶の製造条件を導き出し、該導き出した製造条件に基づいてシリコン単結晶を製造することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＺ（チョクラルスキー）法によるシリコン単結晶ウエーハの品質を評価する方法およびシリコン単結晶の製造方法であって、特には、無欠陥領域の評価に関するシリコン単結晶ウエーハの評価方法およびシリコン単結晶の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シリコン単結晶ウェーハを製造する場合には、まず、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を引き上げるのが通例である。このシリコン単結晶の引き上げにおいては、引き上げ速度Ｖと固液界面近傍の温度勾配Ｇの比、Ｖ／Ｇによって単結晶中の点欠陥の種類および濃度が決定されることが知られている。
【０００３】
図３は、Ｖ／Ｇ値と欠陥分布の関係の一例を示している。単結晶育成時の引き上げ速度Ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ）を変化させることによって、シリコン融点から１３００℃までの温度範囲における引き上げ軸方向の結晶内温度勾配の平均値Ｇ（℃／ｍｍ）との比であるＶ／Ｇを変化させた場合のものである。
【０００４】
まず、図３（Ａ）の縦割りサンプルの概略図に示すように、引き上げ速度Ｖが比較的高速な領域ではベーカンシー（Ｖａｃａｎｃｙ：以下Ｖａともいう）と呼ばれる点欠陥である空孔が凝集したボイドと考えられているＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）やＦＰＤ（Ｆｌｏｗ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｄｅｆｅｃｔ）とよばれる空孔型のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が結晶径全域に存在し、Ｖ−Ｒｉｃｈ領域（Ｖ領域）と呼ばれている。
【０００５】
これより引き上げ速度Ｖが少し遅くなると、結晶の周辺からＯＳＦがリング状に発生し（ＯＳＦ領域）、引き上げ速度Ｖが低下するにしたがってＯＳＦは中心に向かってシュリンクしていき、ついには結晶中心でＯＳＦは消滅する。
さらに引き上げ速度Ｖを遅くすると、Ｖａやインタースティシャルシリコン（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：以下Ｉともいう）と呼ばれる格子間型の点欠陥の過不足が少ないニュートラル（Ｎｅｕｔｒａｌ：以下Ｎともいう）領域が存在する。このＮ領域はＶａやＩの偏りはあるが飽和濃度以下であるため、前記ＣＯＰやＦＰＤのように凝集した欠陥としては存在しないか、あるいは現在の欠陥検出方法では欠陥の存在が検出できないことが判明してきた。
このＮ領域はＶａが優勢なＮ（Ｖ）領域とＩが優勢なＮ（Ｉ）領域に分別される。
【０００６】
引き上げ速度Ｖを更に遅くするとＩが過飽和となり、その結果Ｉが凝集した転位ループと考えられるＬ／Ｄ（Ｌａｒｇｅ  Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ：格子間転位ループの略語、ＬＳＥＰＤ、ＬＥＰＤ等）の欠陥が低密度に発生し、この領域はＩ−Ｒｉｃｈ領域（Ｉ領域）と呼ばれている。
【０００７】
また、図３（Ｂ）に、図３（Ａ）の縦割りサンプルの各位置から切り出したウエーハの面内の欠陥領域の分布を示す。このように、各切断位置によって、ウエーハ面内の欠陥領域の分布が変化していることが判る。
【０００８】
これらのような結晶欠陥の領域の判定に関して、例えばＮ領域とＶ領域の判定については、セコエッチング後の光学顕微鏡によるＦＰＤ密度の観察とＯＳＦ熱処理後のＯＳＦ密度を併用することにより決定していた。
また、Ｉ領域とＮ領域は、Ｉ領域に観察される転位クラスターがセコエッチング後にピットとして観察されることから判別していた。
【０００９】
ところで、近年、上記Ｎ領域（ＣＯＰおよび転位ループフリー領域）結晶の要求が増えてきていると同時に、酸素析出も非常に重要になってきている。Ｎ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域では酸素析出特性が大きく異なる。Ｎ（Ｖ）領域では酸素析出物を形成しやすいが、Ｎ（Ｉ）領域では酸素析出物を形成しにくいという特徴がある。
【００１０】
そこで、面内の酸素析出物密度が均一なウエーハを製造するにあたっては、Ｎ（Ｖ）領域或いはＮ（Ｉ）領域に限定して製造する必要がある。このようなＮ（Ｖ）領域或いはＮ（Ｉ）領域となる単結晶の製造条件の決定は、予め引上げ速度の漸減テストを行い、縦割りサンプルを作製して酸素析出熱処理を行い、Ｘ線トポグラフやウェーハライフタイムによりＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を判別して欠陥分布を確認していた。
例えば、ＯＳＦが形成される領域では、格子間酸素の析出が起こらないため、ＢＭＤ密度が低くライフタイムは高い値を示す。また、成長欠陥のないＮ領域では、酸素析出したＢＭＤが多いＮ（Ｖ）領域、ＢＭＤが少ないＮ（Ｉ）領域として判別される。
【００１１】
しかしながら、この方法は、特に酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上でないとＮ（Ｖ）領域に充分な酸素析出物が形成できないため、１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満の場合はＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域の境界にコントラストをつけることができず、これらの領域を判別することはできなかった。また、この方法を量産品に適用して日常管理をする場合には、製造された単結晶から切り出されたウェーハで、長時間の酸素析出熱処理（例えば、１０００℃で１６時間）が必要な上、その後、測定して各欠陥領域を判別するのに１枚あたり３０分程度も時間が掛かるので現実的ではなかった。
【００１２】
なお、特許文献１にはシリコン単結晶ウェーハの品質評価方法が開示されており、これはシリコンウェーハの表面をＦｅで汚染して、シリコン単結晶の無欠陥領域を目視で判定するものであるが、単に無欠陥領域（Ｎ領域）を判別するための方法であって、そのＮ領域のなかのＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を判別できる方法とは異なる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−２７８８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、少なくとも、Ｎ領域のＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を、簡単かつ時間をかけずに正確に判定することができるシリコン単結晶ウエーハの評価方法、およびこれを用いたシリコン単結晶の製造方法を提供することを目的とする。特には、酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満であっても、判定可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、ＣＺ法を用いて作製したシリコン単結晶ウエーハの品質を評価する方法であって、少なくとも、前記シリコン単結晶ウエーハを酸化性雰囲気下で熱処理した後、選択エッチングにより浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該形成したエッチピットから、少なくとも、無欠陥領域のＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域を判別することを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの評価方法を提供する（請求項１）。
【００１６】
このような本発明の評価方法であれば、シリコン単結晶ウェーハを酸化性雰囲気下で熱処理した後、選択エッチングによりシャローピットを形成し、該シャローピットから少なくともＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域を判別できるため、従来法のように、わざわざＸ線トポグラフやウェーハライフタイムによりＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を判別する必要がなくなり、これらの測定に掛かる作業量や時間を大幅に軽減および短縮することができる。しかも、酸素析出熱処理ほど長時間の熱処理を必要としない。
【００１７】
なお、前記少なくとも、無欠陥領域のＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域の判別は目視で判別することができ（請求項２）、これらの領域の判別を極めて容易に行うことができる。
【００１８】
このとき、前記酸化性雰囲気下の熱処理として、ドライ酸素雰囲気下、９００℃以上１１００℃以下で１時間以上５時間以下の熱処理を行い、その後、ウェット酸素雰囲気下、１１００℃以上１２００℃以下で１時間以上３時間以下の熱処理を行うのが好ましい（請求項３）。特には、このとき、前記シリコン単結晶ウエーハのＯＳＦ領域も判別することが可能である（請求項４）。
【００１９】
このような酸化性雰囲気下の熱処理を行えば、Ｎ（Ｉ）領域にシャローピットを確実に形成することができるとともに、ＯＳＦ領域にＯＳＦを確実に発生させることができる。すなわち、評価サンプルにおける各欠陥領域のコントラストが一層明確になり、極めて容易に、欠陥領域の分布を判別することができる。
【００２０】
そして、前記評価するシリコン単結晶ウエーハを、酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満のものとすることができる（請求項５）。
上述したように、Ｘ線トポグラフやウェーハライフタイムを用いた従来法では、酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満の場合、Ｎ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域とで十分なコントラストをつけることができず、これらの領域の判別はできなかった。しかしながら、本発明では、酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満であっても、精度良く判別することができる。この場合、１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上の範囲であれば容易にこれらの領域の判別を行うことが可能である。
【００２１】
また、本発明は、前記のシリコン単結晶ウエーハの評価方法によって、半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域となるシリコン単結晶の製造条件を導き出し、該導き出した製造条件に基づいてシリコン単結晶を製造することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法を提供する（請求項６）。
【００２２】
このように、前記の本発明のシリコン単結晶ウエーハの評価方法によって、半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域となるシリコン単結晶の製造条件を導き出し、この製造条件に基づいてシリコン単結晶を製造すれば、容易かつ確実に半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域となるシリコン単結晶を製造することが可能な条件を見出すことができる。したがって、この条件に基づいてシリコン単結晶を製造すれば、ＣＯＰがフリーな領域のシリコン単結晶を得ることができるとともに、近年重要視されている酸素析出が面内において均一なシリコン単結晶を製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
このような本発明のシリコン単結晶ウエーハの評価方法であれば、従来法のように、Ｘ線トポグラフを用いたりウェーハライフタイムの測定を行う必要がないため、これらの作業に費やす手間や時間をなくすことができるとともに、例えばＣＣＤカメラ等による光学的な画像処理や目視で簡単に各欠陥領域の判別を行うことができるので、評価効率を大幅に向上することができる。
そして、このようなシリコン単結晶ウエーハの評価方法を用いたシリコン単結晶の製造方法であれば、極めて容易かつ確実に、半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域となるシリコン単結晶を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に本発明のシリコン単結晶ウエーハの評価方法の手順の一例の概略を示す。
図１に示すように、まず、ＣＺ法によるシリコン単結晶ウエーハを準備する（工程１）。次に、この準備したシリコン単結晶ウエーハを酸化性雰囲気下で熱処理を施し（工程２）、選択エッチングを行う（工程３）。これにより、シャローピットを形成し、このシャローピットに基づいてＮ（Ｖ）領域やＮ（Ｉ）領域等の各種欠陥領域の分布を目視で判別し、シリコン単結晶ウエーハの品質評価を行う（工程４）。
【００２５】
（工程１：シリコン単結晶ウエーハの準備）
工程１では、ＣＺ法によるシリコン単結晶ウエーハを準備するが、これは、例えば従来のシリコン単結晶引き上げ装置を用い、従来と同様の方法によりシリコン単結晶を引き上げれば良い。このときの製造条件は、評価内容等に応じて適宜決定することができる。そして、引き上げたシリコン単結晶をワイヤソー等を用いてスライスし、シリコン単結晶ウエーハを得る。
【００２６】
なお、ここでは、シリコン単結晶ウエーハの引き上げにおいて、故意に引き上げ速度を遅くしていき、シリコン単結晶を縦割りしたときに図３（Ａ）のような欠陥領域の分布が得られるようにした。以下の説明では、図３（Ａ）のような縦割りサンプルを用いた場合について説明するが、本発明は当然これに限定されず、評価したい内容に応じたシリコン単結晶ウエーハを用意することができる。
【００２７】
また、スライス後、例えば純水をシリコン単結晶ウエーハに掛け流して洗浄を行っても良いし、混酸（ＨＦ、ＨＮＯ３系）を用いてミラーエッチングを行うこともできる。工程１後に行う、工程２の酸化工程や、工程３の選択エッチング工程が適切に行われて正確にシリコン単結晶ウエーハの評価ができるように、適宜これらの処理を追加することができる。
【００２８】
（工程２：酸化性雰囲気下の熱処理）
次に、工程２では、上記シリコン単結晶ウエーハに対して酸化性雰囲気下での熱処理を施す。
ここで、この工程２における酸化性雰囲気下の熱処理の意味について、本発明の評価方法の特徴と合わせて説明する。
評価サンプルを熱処理炉で熱処理すると、評価サンプル表面は熱処理炉からのニッケル等の金属によって汚染される。
このとき、例えばゲッタリング能力のないＮ（Ｉ）領域ではこの汚染金属が除去されず、このニッケル等の金属による汚染を起因として欠陥が析出し、後の工程３での選択エッチングを施した場合に、上記析出欠陥部にシャローピットが形成されることになる。このシャローピットの形成により、シャローピットが形成された領域では白濁化して見える。
一方、例えばゲッタリング能力のあるＮ（Ｖ）領域（さらにはＩ領域）では、この汚染金属が除去される。僅かなゲッターサイトがあるだけで、工程３での選択エッチングを施した場合に、白濁化することもない。
【００２９】
本発明の評価方法ではこのような現象を利用しており、このシャローピットの形成による白濁化の有無により、工程４において、少なくとも、隣接するＮ（Ｖ）領域およびＮ（Ｉ）領域を目視で簡単に判別することができる。また、さらには、工程２での酸化熱処理の内容によって、ＯＳＦ領域等の判別をもより確実なものとすることができる。
【００３０】
具体的には、例えば、ドライ酸素雰囲気下、９００℃以上１１００℃以下で１時間以上５時間以下の熱処理を行い、その後、ウェット酸素雰囲気下、１１００℃以上１２００℃以下で１時間以上３時間以下の熱処理を行うのが好ましい。
まず、最初のドライ酸素雰囲気下での熱処理によって、熱処理炉からのニッケル等の金属をシリコン単結晶ウエーハ内に拡散させ、さらには拡散した金属を起因として、Ｎ（Ｉ）領域で欠陥を析出させる。また、次のウェット酸素雰囲気下での熱処理（ＯＳＦ処理にあたる）により、ＯＳＦが確実に形成されるので、集光ランプ下での観察でＯＳＦの存在とその領域を確認することができる。
【００３１】
すなわち、上記のような酸化性雰囲気下の熱処理を工程２で施すことにより、Ｖ領域、Ｎ（Ｖ）領域、Ｉ領域では上記金属を起因とする欠陥が析出されずにいる一方で、Ｖ領域とＮ（Ｖ）領域の間に位置するＯＳＦ領域、および、Ｎ（Ｖ）領域とＩ領域の間に位置するＮ（Ｉ）領域において、より確実に欠陥を形成させることができる。
【００３２】
なお、この酸化性雰囲気下の熱処理条件は特に限定されないが、少なくとも、Ｎ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域を後の工程３、４により簡単に判別できるように、熱処理からのニッケル等の金属を十分にシリコン単結晶ウエーハ内に拡散させて欠陥を形成させることができれば良い。所望の評価内容（評価したい欠陥領域）や準備したシリコン単結晶ウエーハに応じて適宜決定することができる。
【００３３】
（工程３：選択エッチング）
次に、工程２で酸化熱処理されたシリコン単結晶ウエーハに対し、工程３として選択エッチングを行う。
なお、前処理として、工程２でシリコン単結晶ウエーハの表面に形成された酸化膜を、例えばフッ酸を用いて除去することができるし、さらに純水を用いた洗浄等を適宜行うことができる。このように、選択エッチングを適切に行えるように、シリコン単結晶ウエーハに前処理を行うことができる。
【００３４】
そして、シャローピットを顕在化するための選択エッチング液として、例えば特開２００４−６３７２１には混酸（ＨＦ、ＨＮＯ３系）やセコ液等が開示されているが、クロムを含有していない混酸（例えばＮＩＴ液）を利用することが好ましい。ただし、この選択エッチング液は特に限定されず、その都度適切なものを用いることができる。
このような選択エッチング液にシリコン単結晶ウエーハを浸漬等させることによって選択エッチングを行う。
【００３５】
この選択エッチングを施すことにより、上述したように、ニッケル等の汚染金属を起因とした欠陥が存在するＮ（Ｉ）領域、さらにはＯＳＦ領域では欠陥が顕在化する。すなわち、Ｎ（Ｉ）領域はシャローピットの顕在化により白濁化し、ＯＳＦ領域は集光ランプ下でＯＳＦの存在とその領域を確認することができる。
これに対し、上記汚染金属を起因とした欠陥が発生しないＮ（Ｖ）領域、さらにはＶ領域やＩ領域においては、シャローピットは形成されず白濁化しない。
【００３６】
（工程４：目視による品質評価）
工程４では、工程３での選択エッチング後のシリコン単結晶ウエーハの品質を評価する。本発明では、目視によりＮ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域等の分布を容易に判別することができる。
図２に、シリコン単結晶の縦割りサンプルに対して、Ｘ線トポグラフを用いた従来の評価方法の場合（図２（Ａ））と、本発明の評価方法を用いた場合（図２（Ｂ））のシリコン単結晶ウエーハの観察図の一例を示す。
【００３７】
どちらも、図の上方から順に、Ｖ領域、ＯＳＦ領域、Ｎ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域、Ｉ領域が広がっているサンプルであるが、従来法も本発明の評価方法も、これらの欠陥領域を判別できていることが判る。
図２（Ｂ）の本発明の場合から判るように、特にはＮ（Ｉ）領域の白濁化が極めて顕著であり、そのため白濁化していないＮ（Ｖ）領域とのコントラストが明確で、これらの領域の判別が実に容易に可能であることが判る。
しかも、本発明では、従来法のようなＸ線トポグラフ等による測定作業を要さず、集光ランプのもと、目視で各欠陥領域の判別を行うことができるので極めて簡単だし、時間もかけずに済む。このため、評価効率を大幅に向上することが可能である。
【００３８】
また、図２に示す例は、シリコン単結晶ウエーハ中の酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のサンプルを用いたものである。従来法では、酸素濃度が１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上でないと、Ｎ（Ｖ）領域に十分な酸素析出物が形成できないために、コントラストをつけてＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域の境界を判別することができない。すなわち、従来法の場合、図２（Ａ）よりもＮ（Ｖ）領域とＮ（Ｉ）領域の境界がぼやけてしまい、これらの領域の区別をつけられなくなる。
【００３９】
しかしながら、本発明の評価方法では、１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上という、１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満の低酸素濃度であっても、コントラストを明確につけてこれらのＮ（Ｖ）領域およびＮ（Ｉ）領域の判別を行うことが可能である。
【００４０】
なお、この図２は、それぞれサンプルを市販のスキャナーで読み込んだものであるが、集光下での観察では、ＯＳＦ領域も明確に確認することができ、他の領域と区別することができる。
【００４１】
そして、本発明のシリコン単結晶の製造方法においては、まず、上記本発明のシリコン単結晶ウエーハの評価方法を用いて、工程１での製造条件、工程４での評価結果から、半径方向の全面がＮ（Ｖ）領域またはＮ（Ｉ）領域のシリコン単結晶を引き上げるための最適な製造条件（特には、Ｖ／Ｇの制御条件）を導き出すことができるので、その条件に基づいて、Ｎ（Ｖ）結晶、またはＮ（Ｉ）結晶を容易に得ることができる。Ｎ領域の中でも、Ｎ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域のそれぞれを確認できるので、Ｖ／Ｇの大小の調整の判断を正確にでき、無駄に不良品を発生させることもない。
【００４２】
このような製造方法により、簡単かつ確実に、ＣＯＰおよび転位ループがフリーであるとともに、酸素析出が均一なシリコン単結晶、さらにはこれを切り出してシリコン単結晶ウエーハを製造することが可能である。
ウェーハ全面がＮ（Ｖ）領域のみにできればゲッタリング能力に優れたウェーハとなる。一方、Ｎ（Ｖ）領域のウェーハにＲＴＡ熱処理を施すと、急冷によって空孔が注入され、非常に析出しやすく、酸化膜耐圧特性を劣化させてしまうので、Ｎ（Ｉ）領域のみにできれば、ＲＴＡ熱処理を施す場合の最適なウェーハとすることができる。
【００４３】
また、当然、目的に応じてＶ領域、ＯＳＦ領域、Ｉ領域等のシリコン単結晶ウエーハを得ることもできる。
ウエーハの使用目的等により、適宜、本発明の評価方法から所望の製造条件を決定し、目的に適ったシリコン単結晶ウエーハを製造することができる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１、２、比較例１）
直径２００ｍｍで酸素濃度を５水準に振って引上げ速度を漸減させたシリコン単結晶から縦割りサンプルを切り出し、本発明の評価方法または従来法により、ＯＳＦ領域、Ｎ（Ｖ）領域、Ｎ（Ｉ）領域、Ｉ領域が判別可能かどうか評価する。酸素濃度は、９．５ｐｐｍａ、１０．０ｐｐｍａ、１３．５ｐｐｍａ、１４．０ｐｐｍａ、１５．０ｐｐｍａ（いずれもＪＥＩＤＡ）とした。
【００４５】
単結晶から切り出したサンプルに純水を２分間掛け流して洗浄した後、ミラーエッチングを行った。このミラーエッチングは、混酸（ＨＦ  ８％、ＨＮＯ３  ４８．３％、ＣＨ３ＣＯＯＨ  １４．６％、Ｈ２Ｏ  ２９．１％）に１０分間浸けて行った。
この後、拡散炉を用いてサンプルを酸化性雰囲気のもと熱処理を行った。すなわち、ドライ酸素雰囲気下、１０００℃で１８０分の熱処理（第１熱処理）と、その後、ウェット酸素雰囲気下、１１５０℃で１００分の熱処理（第２熱処理）を行った。このとき、サンプル表面に酸化膜が形成された。
【００４６】
次に、ＨＦ液（濃度５０％）に約２分浸けることによりサンプル表面の酸化膜を除去した後、純水を２分間掛け流して洗浄を行った。
そして、選択エッチングのため、ＮＩＴ液（ＨＦ  ３．７％、ＨＮＯ３  ４０％、ＣＨ３ＣＯＯＨ  １０％、Ｈ２Ｏ  ４６．３％）に５分間浸けて７μｍエッチオフし、純水を用いて２分間洗浄を行った。
このようにして得られたサンプルを、集光ランプ下、目視で欠陥分布を評価した（実施例１）。
【００４７】
また、第２熱処理を、ドライ酸素雰囲気下、１１５０℃で１００分の熱処理とする以外は、実施例１と同様にして本発明の評価方法を実施した（実施例２）。
また、実施例１、２と同様のサンプルを用意し、酸素析出熱処理（１０００℃で１６時間）を施し、Ｘ線トポグラフを用いた従来法により評価した（比較例１）。
【００４８】
これらの実施例１、２、比較例１の評価結果を表１に示す。
実施例１より、酸素濃度が１０．０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のとき、すなわち１４．０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満であっても、Ｎ（Ｉ）領域は白濁化し、Ｎ（Ｖ）領域と明確に目視で区別することができた。また、ＯＳＦも発生していることから、これらＮ（Ｉ）領域、ＯＳＦ領域を、Ｖ領域、Ｎ（Ｖ）領域、Ｉ領域と区別することができた。それぞれの欠陥領域の境界をはっきりと識別できた。
なお、９．５ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）のときは、充分にはＯＳＦが形成されず、また酸素濃度が低すぎてＮ（Ｖ）領域、Ｖ領域でも充分な重金属のゲッタリング効果が発揮されず全体的に薄く白濁し、Ｎ（Ｉ）領域の識別もやや困難であった。
【００４９】
また、実施例２では、Ｎ（Ｉ）領域は白濁化し、目視でＮ（Ｖ）領域と判別できたものの、ＯＳＦは発生せず、Ｖ領域とＯＳＦ領域、ＯＳＦ領域とＮ（Ｖ）領域との区別は困難であった。
このため、ＯＳＦ領域に欠陥を析出させ、選択エッチングでシャローピットを形成させるには、第２熱処理がウェット雰囲気である必要があることが判った。
【００５０】
一方、比較例１の結果は、酸素濃度が１４．０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上ではＯＳＦは発生し、Ｎ（Ｉ）領域は白濁化して、各欠陥領域の判別を行うことができたものの、１４．０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）未満の低酸素濃度の場合は白濁化したものの、それらの境界は極めてぼけていて、また、ＯＳＦは発生せず、これらの欠陥領域を判別することができなかった。
また、この比較例１の従来法では、目視ですぐに評価が可能な本発明とは異なり、Ｘ線トポグラフに１枚あたり３０分程度の時間および作業を要してしまうため、時間も手間もかかってしまい、本発明に比べて評価効率やコストが悪かった。
【００５１】
【表１】
2008222505.tif 000003
【００５２】
（実施例３〜６）
酸素濃度が１４．０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）のサンプルを用い、実施例１と同様にして評価を行った（実施例３）。
また、第２熱処理の熱処理温度を１１００℃（実施例４）、１０００℃（実施例５）、６００℃（実施例６）とする以外は、実施例３と同様にしてサンプルの評価を行った。
【００５３】
実施例３〜６の結果を表２に示す。このように、いずれもＮ（Ｉ）領域は白濁化してＮ（Ｖ）領域と明確に区別できた。ＯＳＦ領域においては、集光ランプ下ではっきりと確認することができ、明確にＶ領域、Ｎ（Ｖ）領域と判別可能なのは、第２熱処理の熱処理温度が１１００℃以上の実施例３、４であった。これより、ＯＳＦ領域でも確実にＯＳＦを発生させ、これらの領域を目視で確実に判別できるようにするには、第２熱処理において１１００℃以上とするのが好ましいことが判る。なお、１２００℃程度もあれば十分である。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
（実施例７）
実施例１の評価結果から、Ｎ（Ｖ）領域の単結晶を引き上げることができる製造条件（Ｖ／Ｇ値）を求め、このＶ／Ｇ値に基づいて、Ｎ（Ｖ）結晶の引き上げを試みた。
引き上げた単結晶からシリコン単結晶ウエーハを切り出し、欠陥領域の分布の調査を行ったところ、所望のように、Ｎ（Ｖ）結晶であった。
また、Ｎ（Ｉ）領域、さらには他の欠陥領域においても同様の手順でシリコン単結晶を引き上げたところ、それぞれ目標とする欠陥領域の単結晶を得ることができた。
【００５６】
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。
【００５７】
例えば、ＣＣＤカメラ等で集光ランプ下で上記欠陥領域を画像としてとらえ、その画像をディジタル化し、種々の画像処理を行うことで上記欠陥領域を判別することも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のシリコン単結晶ウエーハの評価方法の手順の一例を示すフロー図である。
【図２】シリコン単結晶の縦割りサンプルに対して、（Ａ）Ｘ線トポグラフを用いた従来法の場合と、（Ｂ）本発明の評価方法を用いた場合のシリコン単結晶ウエーハの観察図の一例である。
【図３】Ｖ／Ｇ値と欠陥分布の関係の一例を示す説明図である。（Ａ）縦割りサンプルにおける欠陥分布の一例である。（Ｂ）縦割りサンプルの各位置から切り出したウエーハの面内の欠陥領域の分布の一例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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