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KR20190002673A - Manufacturing Method of Silicon Wafer - Google Patents

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KR20190002673A
KR20190002673A KR1020187035058A KR20187035058A KR20190002673A KR 20190002673 A KR20190002673 A KR 20190002673A KR 1020187035058 A KR1020187035058 A KR 1020187035058A KR 20187035058 A KR20187035058 A KR 20187035058A KR 20190002673 A KR20190002673 A KR 20190002673A
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osf
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히로유키 마츠야마
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가부시키가이샤 사무코
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Abstract

실리콘 웨이퍼의 제조 방법은, 초크랄스키법에 의해, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 육성하는 육성 공정과, 실리콘 단결정으로부터 취득된 평가 웨이퍼의 OSF의 발생 상황을 평가하는 OSF 평가 공정과, 평가 웨이퍼에 OSF가 존재하는 경우, 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 평가 웨이퍼에 OSF가 존재하지 않는 경우, 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 미만의 조건으로 RTO 처리를 행하는 열 처리 공정을 포함한다.A manufacturing method of a silicon wafer includes a growing step of growing a silicon single crystal not containing a COP and dislocation clusters by a Czochralski method, an OSF evaluation step of evaluating the generation status of OSF of an evaluation wafer obtained from a silicon single crystal, , And when the OSF is present on the evaluation wafer, the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the evaluation wafer is subjected to the RTO treatment under the condition of 1310 캜 or higher. When OSF is not present in the evaluation wafer, And a heat treatment step of performing RTO treatment under the condition of

Description

실리콘 웨이퍼의 제조 방법Manufacturing Method of Silicon Wafer

본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a silicon wafer.

반도체 디바이스의 기판으로서 이용되는 실리콘 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 하는 경우가 있음)는, 일반적으로 초크랄스키법(이하, 「CZ법」이라고 하는 경우가 있음)에 의해 육성된 실리콘 단결정으로부터 잘라내져, 연마 등의 공정을 거쳐 제조된다. CZ법에 의해 육성된 결정에는, grown-in 결함이라고 칭해지는 결정 결함이 발생하는 경우가 있다.A silicon wafer (hereinafter sometimes referred to as a " wafer ") used as a substrate of a semiconductor device is cut out from a silicon single crystal grown by a Czochralski method (hereinafter also referred to as " CZ method " Polishing, and the like. A crystal grown by the CZ method may have a crystal defect called a grown-in defect.

도 1은, 인상된 실리콘 단결정의 종단면도이며, 결함 분포와 V/G의 관계의 일 예를 개략적으로 나타낸다. V는 실리콘 단결정의 인상 속도이고, G는 인상 직후에 있어서의 실리콘 단결정의 성장 방향의 온도 구배이다.1 is a vertical cross-sectional view of a pulled-up silicon single crystal and schematically shows an example of a relationship between a defect distribution and V / G. V is the pulling rate of the silicon single crystal, and G is the temperature gradient in the growth direction of the silicon single crystal immediately after pulling.

온도 구배(G)는, CZ로(furnace)의 핫 존 구조(hot-zone structure)의 열적 특성에 의해 대체로 일정하다고 간주된다. 이 때문에, 인상 속도(V)를 조정함으로써, V/G를 제어할 수 있다. 또한, 도 1은, V/G를 서서히 저하시키면서 성장시킨 실리콘 단결정을, 그의 중심축을 따라 절단하여, 그의 단면에 Cu를 부착시키고, 열 처리 후, X선 토포그래피법으로 관찰한 결과를 개략적으로 나타낸다.The temperature gradient G is considered to be substantially constant due to the thermal properties of the hot zone structure of the furnace CZ. Therefore, V / G can be controlled by adjusting the pulling speed V. 1 shows a schematic view of a silicon single crystal grown while gradually lowering V / G along a central axis thereof, Cu attached to its cross section, and the result of observation by X-ray topography after heat treatment .

도 1에 있어서, COP(Crystal Originated Particle)는, 실리콘 단결정 육성 시에 결정 격자를 구성해야 할 원자가 결여된 공공(空孔)의 응집체이다. 또한, 전위 클러스터는, 결정 격자 간에 과잉으로 취입된 격자 간 실리콘의 응집체이다.In FIG. 1, COP (Crystal Originated Particle) is an aggregate of vacancies lacking atoms which should constitute a crystal lattice when silicon single crystal is grown. The dislocation cluster is an aggregate of interstitial silicon that is excessively blown between crystal lattices.

이러한 COP가 웨이퍼 표면을 열 산화할 때에 산화막에 취입되면, 반도체 소자의 GOI(Gate Oxide Integrity) 특성이 열화해 버린다. 또한, 전위 클러스터도, 디바이스의 특성 불량의 원인이 된다.If such COPs are blown into the oxide film at the time of thermally oxidizing the surface of the wafer, GOI (Gate Oxide Integrity) characteristics of the semiconductor device deteriorate. In addition, the dislocation cluster also causes a defective characteristic of the device.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 인상 속도(V) 등을 조정하여, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 육성하는 것이 고려된다.To solve such a problem, it is considered that the pulling speed (V) or the like is adjusted to grow the silicon single crystal not including the COP and dislocation clusters.

이러한 실리콘 단결정에는, 도 1에 나타내는 OSF(Oxidation induced Stacking Fault: 산소 유기 적층 결함) 영역, PV 영역, PI 영역 중 적어도 1개의 영역이 포함되게 된다. PV 영역은, 공공의 응집체인 COP에 가까우며, 공공형 점 결함이 우세한 무결함 영역이다. 또한, PI 영역은, 전위 클러스터에 인접하며, 격자 간 실리콘형 점 결함이 우세한 무결함 영역이다.Such a silicon single crystal includes at least one region of an OSF (Oxidation Induced Stacking Fault) region, a P V region, and a P I region shown in FIG. The P V region is a defect-free region which is close to COP, which is a public agglomerate, and is dominated by vacancy-type point defects. The P I region is a defect-free region adjacent to the dislocation cluster and dominated by interstitial silicon-type point defects.

그러나, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 무결함 영역으로 이루어지는 웨이퍼라도, 완전한 무결함 웨이퍼라는 것은 아니다.However, even a wafer composed of a defect-free region that does not include COPs and dislocation clusters is not a completely defect-free wafer.

PI 영역은, as-grown 상태에서 거의 산소 석출핵을 포함하지 않아, 열 처리를 실시해도 산소 석출물이 발생하기 어렵다.The P I region contains almost no oxygen precipitation nuclei in the as-grown state, and it is difficult for oxygen precipitates to be generated even when heat treatment is performed.

그러나, OSF 영역은, 무결함 영역이라도, COP가 발생하는 영역에 인접하고 있고, as-grown 상태에서 판 형상 산소 석출물(OSF핵)을 포함하고 있다. 이 때문에, 고온(일반적으로는 1000℃ 내지 1200℃)에서 열 산화 처리한 경우, OSF핵이 OSF로서 현재화해 버린다. 또한, PV 영역은, as-grown 상태에서 산소 석출핵을 포함하고 있어, 저온 및 고온(예를 들면, 800℃와 1000℃)의 2단계의 열 처리를 실시한 경우, 산소 석출물이 발생하기 쉽다.However, even in the defect-free region, the OSF region is adjacent to the region where the COP is generated, and includes the plate-shaped oxygen precipitates (OSF nuclei) in the as-grown state. For this reason, when the thermal oxidation treatment is performed at a high temperature (generally, 1000 ° C to 1200 ° C), the OSF nuclei are presently present as OSFs. Further, the P V region contains oxygen precipitation nuclei in an as-grown state, and oxygen precipitates tend to occur when the two-step heat treatment is performed at a low temperature and a high temperature (for example, 800 DEG C and 1000 DEG C) .

이러한 OSF 영역이나 PV 영역에 잠재적으로 존재하는 결함은, as-grown 상태의 웨이퍼에 대하여, 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching: RIE)을 실시함으로써, OSF핵과 PV 영역에 존재하는 산소 석출핵을 에칭면 상의 돌기로서 현재화시킴으로써 검출할 수 있다. 이후, RIE로 검출할 수 있는 결함을, RIE 결함이라고 한다.The defects potentially present in the OSF region and the P V region can be obtained by performing reactive ion etching (RIE) on the as-grown wafers to remove oxygen precipitation nuclei existing in the OSF nucleus and the P V region It can be detected by making it current as a projection on the etching surface. Hereinafter, a defect that can be detected by RIE is referred to as an RIE defect.

그런데, 웨이퍼에 잠재적으로 존재하는 RIE 결함은, 특정의 조건으로 열 처리한 경우에 발생하지만, 디바이스의 수율에 미치는 영향을 무시할 수 없게 되어 있다. 예를 들면, OSF가 웨이퍼의 표면에 생성된 경우, 리크 전류의 원인이 되어 디바이스 특성이 열화해 버린다. 또한, PV 영역의 산소 석출핵이 디바이스 제조 프로세스에서의 열 처리 과정에서 산소 석출물을 생성하고, 이 산소 석출물이 디바이스의 소자의 활성층에 남아 버리면, 디바이스에 리크 전류가 발생할 우려가 있다.However, the RIE defects potentially present on the wafer occur when heat treatment is performed under specific conditions, but the influence on the yield of the device can not be ignored. For example, when the OSF is formed on the surface of the wafer, the leak current is caused and the device characteristics are deteriorated. Further, if the oxygen precipitate nuclei in the P V region generate oxygen precipitates in the heat treatment process in the device manufacturing process, and this oxide precipitate remains in the active layer of the device of the device, a leakage current may be generated in the device.

그래서, 디바이스의 수율에 미치는 영향을 억제할 수 있는 웨이퍼의 제조 방법이 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).Therefore, a manufacturing method of a wafer capable of suppressing the influence on the yield of a device has been studied (see, for example, Patent Document 1).

특허문헌 1의 제조 방법에서는, PV 영역 및 PI 영역의 중 적어도 한쪽의 영역만을 포함하는 실리콘 단결정을 육성하고, 이 실리콘 단결정으로부터 잘라낸 웨이퍼에 대하여 1300℃보다 높고 1400℃ 이하에서 급속 열 처리를 행함으로써, 웨이퍼 표면으로부터 적어도 1㎛의 깊이에 걸쳐 RIE 결함을 소멸시키고 있다.In the manufacturing method of Patent Document 1, a silicon single crystal containing only at least one of the P V region and the P I region is grown, and the wafer cut out from the silicon single crystal is subjected to rapid thermal annealing at 1300 ° C or higher and 1400 ° C or lower , The RIE defect is eliminated from the wafer surface over a depth of at least 1 mu m.

일본특허공보 제5578172호Japanese Patent Publication No. 5578172

그러나, 특허문헌 1과 같은 제조 방법에서는, 웨이퍼의 품질을 불문하고 모든 웨이퍼에 대하여 1300℃보다도 높은 온도에서 열 처리를 행해기 때문에, 예를 들면, Ta℃에서의 열 처리로 충분히 RIE 결함을 저감 가능한 웨이퍼에 대하여, Ta℃보다도 낮은 Tb℃나 상당히 높은 Tc℃에서 열 처리가 행해질 우려가 있다. Tb℃에서 열 처리하는 경우에는, RIE 결함을 충분히 저감할 수 없고, Tc℃에서 열 처리하는 경우에는, RIE 결함을 충분히 저감할 수 있지만 필요 이상의 가열에 의해 열 처리 장치에 불필요한 부하가 걸려, 웨이퍼의 품질에 따라서 적절한 온도에서 열 처리가 행해지지 않을 우려가 있다.However, in the manufacturing method as in Patent Document 1, since heat treatment is performed on all the wafers at a temperature higher than 1300 ° C regardless of the quality of the wafers, for example, heat treatment at Ta ° C sufficiently reduces RIE defects There is a possibility that heat treatment may be performed at Tb ° C lower than Ta ° C or significantly higher than Tc ° C for possible wafers. In the case of performing heat treatment at Tb 占 폚, the RIE defects can not be sufficiently reduced, and when the heat treatment is performed at Tc 占 폚, the RIE defects can be sufficiently reduced. However, unnecessary load is applied to the heat treatment apparatus due to excessive heating, There is a possibility that the heat treatment may not be performed at an appropriate temperature depending on the quality of the product.

본 발명의 목적은, RIE 결함이 충분히 저감된 실리콘 웨이퍼를 열 처리 전의 품질에 따른 적절한 열 처리에 의해 제조 가능한 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a silicon wafer which can be manufactured by a suitable heat treatment according to the quality before heat treatment of a silicon wafer with sufficiently reduced RIE defects.

본 발명자는, 예의 연구를 거듭한 결과, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 웨이퍼에서는, 열 처리 전의 OSF의 발생 상황에 따라 RIE 결함을 충분히 저감 가능한 열 처리 조건이 상이한 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.As a result of intensive studies, the present inventors have found that, in a silicon wafer not including COPs and dislocation clusters, heat treatment conditions capable of sufficiently reducing RIE defects are different depending on the occurrence of OSF before heat treatment, It has come to completion.

즉, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법은, 초크랄스키법에 의해, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 육성하는 육성 공정과, 상기 실리콘 단결정으로부터 취득된 평가 웨이퍼의 OSF의 발생 상황을 평가하는 OSF 평가 공정과, 상기 평가 웨이퍼에 상기 OSF가 존재하는 경우, 상기 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 상기 평가 웨이퍼에 상기 OSF가 존재하지 않는 경우, 상기 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 미만의 조건으로 RTO 처리를 행하는 열 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.That is, the present invention provides a method of manufacturing a silicon wafer, comprising: a step of growing a silicon single crystal not containing COP and dislocation clusters by the Czochralski method; And performing a RTO process on a silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the evaluation wafer at 1310 캜 or higher when the OSF is present on the evaluation wafer, And a heat treatment step of performing an RTO treatment on the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the evaluation wafer under a condition of less than 1310 캜.

여기에서, RTO(Rapid Thermal Oxidation) 처리란, 산화성 분위기하에서 행하는 급속 가열·급속 냉각 열 처리이다.Here, the RTO (Rapid Thermal Oxidation) process is a rapid heating / rapid cooling heat process performed in an oxidizing atmosphere.

본 발명에 의하면, OSF의 유무에 따른 상이한 조건의 RTO 처리에 의해, 어느 경우에도, RIE 결함을 충분히 저감시킬 수 있다. 따라서, RIE 결함이 충분히 저감된 실리콘 웨이퍼를 열 처리 전의 품질에 따른 적절한 열 처리에 의해 제조할 수 있다.According to the present invention, in any case, the RIE defects can be sufficiently reduced by the RTO process under different conditions depending on the presence or absence of the OSF. Therefore, the silicon wafer with sufficiently reduced RIE defects can be manufactured by appropriate heat treatment according to the quality before the heat treatment.

본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 있어서, 상기 OSF가 존재하지 않는 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 얻어진 다른 평가 웨이퍼의 RIE 결함 밀도를 평가하는 RIE 결함 밀도 평가 공정을 포함하고, 상기 열 처리 공정은, 상기 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 이상인 경우, 상기 다른 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1270℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 상기 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 미만인 경우, 상기 다른 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1250℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, an RIE defect density evaluation step of evaluating an RIE defect density of another evaluation wafer obtained from the same silicon single crystal as the evaluation wafer on which no OSF is present, wherein when the RIE defect density of not less than 5 × 10 6 gae / ㎤, more than 1270 ℃ conditions for the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal and the other evaluation wafer performs a RTO process, the RIE defect density of 5 × 10 6 gae / Cm < 3 >, it is preferable that the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the other evaluation wafers is subjected to the RTO treatment under the condition of 1250 DEG C or higher.

본 발명에 의하면, OSF가 존재하지 않는 실리콘 웨이퍼에 대하여, RIE 결함 밀도에 따른 상이한 조건의 RTO 처리에 의해, 어느 경우에도, RIE 결함을 충분히 저감할 수 있다.According to the present invention, RIE defects can be sufficiently reduced in any case by RTO treatment of silicon wafers on which no OSF exists, under different conditions depending on the RIE defect density.

도 1은 실리콘 단결정에 있어서의 결함 분포와 V/G의 관계의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 인상 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 상기 일 실시 형태에 있어서의 열 처리 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 상기 일 실시 형태에 있어서의 RTO 처리의 온도 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실험 1에 있어서의 RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 상기 실시예의 실험 2에 있어서의 RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 관계를 나타내는 도면이다.
1 is a schematic diagram showing an example of a relationship between a defect distribution and V / G in a silicon single crystal.
2 is a schematic view showing a configuration of a pulling apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a configuration of a heat treatment apparatus in the above embodiment.
4 is a view showing the temperature profile of the RTO process in the above embodiment.
5 is a graph showing the relationship between the RTO treatment temperature in Experiment 1 and the maximum in-plane RIE defect density before and after the RTO treatment according to the embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the relationship between the RTO treatment temperature in Experiment 2 of the above embodiment and the maximum in-plane RIE defect density before and after the RTO treatment.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

본 발명의 일 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시 형태의 웨이퍼의 제조 방법은, CZ법에 의해, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 육성하는 육성 공정과, 실리콘 단결정으로부터 취득된 평가 웨이퍼의 OSF의 발생 상황을 평가하는 OSF 평가 공정과, OSF가 존재하지 않는 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 얻어진 다른 평가 웨이퍼의 RIE 결함 밀도를 평가하는 RIE 결함 밀도 평가 공정과, OSF 평가 공정 및 RIE 결함 밀도 평가 공정에서의 평가 결과에 기초하여, 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 RTO 처리를 행하는 열 처리 공정을 포함하고 있다.The wafer manufacturing method of the present embodiment is a wafer manufacturing method that includes a growing step of growing a silicon single crystal not containing COPs and dislocation clusters by the CZ method and an OSF evaluation step of evaluating the generation status of OSFs of the evaluation wafers acquired from the silicon single crystal And an RIE defect density evaluation step of evaluating the RIE defect density of another evaluation wafer obtained from the same silicon single crystal as that of the evaluation wafer in which OSF is not present and the evaluation result in the OSF evaluation step and the RIE defect density evaluation step And a heat treatment step of performing an RTO treatment on the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the wafer.

이하에 있어서, 육성 공정에서 이용하는 인상 장치, 열 처리 공정에서 이용하는 열 처리 장치에 대해서 설명하고, 그 후, 웨이퍼의 제조 방법의 상세에 대해서 설명한다.Hereinafter, the pulling apparatus used in the growing process and the heat treatment apparatus used in the heat treatment process will be described, and then the details of the method of manufacturing the wafer will be described.

[장치의 구성] [Configuration of the apparatus]

〔인상 장치의 구성〕 [Configuration of Pull Up Apparatus]

도 2에 나타내는 바와 같이, 인상 장치(1)는, CZ법에 이용되는 장치로서, 인상 장치 본체(2)와, 제어부(3)를 구비하고 있다.As shown in Fig. 2, the pulling-up device 1 is a device used in the CZ method, and includes a pulling-up device main body 2 and a control part 3. [

인상 장치 본체(2)는, 챔버(21)와, 이 챔버(21) 내의 중심부에 배치된 도가니(22)와, 이 도가니(22)에 열을 방사하여 가열하는 가열부로서의 히터(23)와, 단열통(24)과, 케이블(25)과, 열 차폐체(26)를 구비하고 있다.The pulling device body 2 includes a chamber 21, a crucible 22 disposed in a central portion of the chamber 21, a heater 23 serving as a heating portion for heating and heating the crucible 22, A heat insulating cylinder 24, a cable 25, and a heat shield 26. [

챔버(21)의 상부에는, Ar 가스 등의 불활성 가스를 챔버(21) 내에 도입하는 가스 도입구(21A)가 형성되어 있다. 챔버(21)의 하부에는, 도시하지 않는 진공 펌프의 구동에 의해, 챔버(21) 내의 기체를 배출하는 가스 배기구(21B)가 형성되어 있다.A gas inlet 21A for introducing an inert gas such as Ar gas into the chamber 21 is formed in the upper portion of the chamber 21. [ In the lower portion of the chamber 21, a gas exhaust port 21B for exhausting the gas in the chamber 21 is formed by driving a vacuum pump (not shown).

챔버(21) 내에는, 제어부(3)의 제어에 의해, 챔버(21) 상부의 가스 도입구(21A)로부터, 불활성 가스가 소정의 가스 유량으로 도입된다. 그리고 도입된 가스가, 챔버(21) 하부의 가스 배기구(21B)로부터 배출됨으로써, 불활성 가스가 챔버(21) 내의 상방으로부터 하방을 향하여 흐르는 구성으로 되어 있다.Under the control of the control section 3, inert gas is introduced into the chamber 21 from the gas inlet 21A above the chamber 21 at a predetermined gas flow rate. The introduced gas is discharged from the gas exhaust port 21B in the lower portion of the chamber 21 so that the inert gas flows downward from above in the chamber 21. [

도가니(22)는, 웨이퍼의 원료인 실리콘을 융해하여, 실리콘 융액(M)으로 하는 것이다. 도가니(22)는, 소정의 속도로 회전 및 승강이 가능한 지지축(27)에 지지되어 있다. 도가니(22)는, 바닥이 있는 원통 형상의 석영 도가니(221)와, 이 석영 도가니(221)를 수납하는 흑연 도가니(222)를 구비하고 있다.The crucible 22 melts silicon, which is a raw material of the wafer, into a silicon melt (M). The crucible 22 is supported by a support shaft 27 capable of rotating and lifting at a predetermined speed. The crucible 22 includes a cylindrical quartz crucible 221 having a bottom and a graphite crucible 222 for accommodating the quartz crucible 221 therein.

히터(23)는, 도가니(22)의 외측에 배치되어 있고, 도가니(22)를 가열하여, 도가니(22) 내의 실리콘을 융해한다.The heater 23 is disposed outside the crucible 22 and heats the crucible 22 to melt the silicon in the crucible 22. [

단열통(24)은, 도가니(22) 및 히터(23)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다.The heat insulating cylinder 24 is arranged so as to surround the crucible 22 and the heater 23.

케이블(25)은, 한끝이, 도가니(22) 상방에 배치된 도시하지 않는 인상 구동부에 접속되고, 다른 한끝에, 종 결정(SC: Seed Crystal)이 부착된다. 케이블(25)은, 제어부(3)에 의한 인상 구동부의 제어에 의해, 소정의 속도로 승강함과 함께, 당해 케이블(25)의 축을 중심으로 하여 회전한다.One end of the cable 25 is connected to a pulling driver (not shown) disposed above the crucible 22, and a seed crystal (SC: Seed Crystal) is attached to the other end. The cable 25 ascends and descends at a predetermined speed under the control of the pull-up driving section by the control section 3 and rotates about the axis of the cable 25. [

열 차폐체(26)는, 히터(23)로부터 상방을 향하여 방사되는 복사열을 차단한다.The heat shield 26 blocks radiant heat radiated from the heater 23 upward.

제어부(3)는, 도시하지 않는 메모리에 기억된 제어 프로그램이나 작업자의 설정 입력 등에 기초하여, 챔버(21) 내의 가스 유량이나 로 내압, 히터(23)에 의한 챔버(21) 내의 가열 온도, 도가니(22)나 실리콘 단결정(SM)의 회전수, 종 결정(SC)의 승강 타이밍 등을 제어하여, 실리콘 단결정(SM)을 제조한다.The control unit 3 controls the gas flow rate and the furnace inside pressure in the chamber 21, the heating temperature in the chamber 21 by the heater 23, The number of revolutions of the silicon single crystal SM and the timing of raising and lowering the seed crystals SC are controlled to produce the silicon single crystal SM.

〔열 처리 장치의 구성〕 [Configuration of Heat Treatment Apparatus]

도 3에 나타내는 바와 같이, 열 처리 장치(5)는, 챔버(51)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 3, the heat treatment apparatus 5 includes a chamber 51.

챔버(51) 내에는, 웨이퍼 트레이(52)와, 이 웨이퍼 트레이(52) 상에 배치된 베이스판(53)과, 이 베이스판(53) 상에 세워 설치된 3개의 지지핀(54)이 형성되어 있다. 3개의 지지핀(54)은, 원형의 (실리콘)웨이퍼(W)를 수평으로 지지하기 위해, 상면으로부터 보아 120° 간격으로 배치되어 있다.In the chamber 51, a wafer tray 52, a base plate 53 disposed on the wafer tray 52, and three support pins 54 erected on the base plate 53 are formed . The three support pins 54 are arranged at intervals of 120 DEG from the upper surface in order to support the circular (silicon) wafer W horizontally.

또한, 챔버(51) 밖에는, 상측 가열부(55)와, 하측 가열부(56)와, 파이로미터(57)가 형성되어 있다.An upper heating section 55, a lower heating section 56 and a pyrometer 57 are formed outside the chamber 51. [

상측 가열부(55)는, 챔버(51)의 상측에 배치된 복수의 상측 가열 램프(551)를 구비하고, 하측 가열부(56)는, 챔버(51)의 하측에 배치된 복수의 하측 가열 램프(561)를 구비하고 있다. 상측 가열 램프(551) 및 하측 가열 램프(561)는, 할로겐 램프이며, 각각의 발광 상태가 독립적으로 제어 가능하게 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 상측 가열 램프(551) 및 하측 가열 램프(561)를 개별로 제어함으로써, 웨이퍼(W)면 내의 온도 분포를 제어할 수 있다.The upper heating section 55 includes a plurality of upper heating lamps 551 disposed on the upper side of the chamber 51 and the lower heating section 56 includes a plurality of lower heating And a lamp 561 are provided. The upper heating lamp 551 and the lower heating lamp 561 are halogen lamps, and the respective light emitting states are independently controllable. With this configuration, the temperature distribution in the surface of the wafer W can be controlled by controlling the upper heating lamp 551 and the lower heating lamp 561 individually.

파이로미터(57)는, 하측 가열부(56)의 하측에 배치되고, 웨이퍼(W)의 온도를 측정한다.The pyrometer 57 is disposed below the lower heating section 56 and measures the temperature of the wafer W. [

또한, 챔버(51)에는, 불활성 가스나 반응 가스 등을 챔버(51) 내에 도입하는 가스 도입구(51A)와, 챔버(51) 내의 가스를 배출하는 가스 배기구(51B)와, 웨이퍼(W)를 챔버(51) 밖으로 반송하기 위한 개구부(51C)가 형성되어 있다. 개구부(51C)는, 웨이퍼(W)가 챔버(51) 내에 반송되면, 도시하지 않는 오토 셔터(automatic shutter)에 의해 덮개가 덮인다.The chamber 51 is provided with a gas introducing port 51A for introducing an inert gas or a reactive gas into the chamber 51, a gas exhaust port 51B for discharging the gas in the chamber 51, An opening 51C for transporting the wafer W to the outside of the chamber 51 is formed. When the wafer W is transported into the chamber 51, the opening 51C is covered with an automatic shutter, not shown.

[웨이퍼의 제조 방법] [Manufacturing method of wafers]

웨이퍼를 제조할 때에, 우선, 도 2에 나타내는 인상 장치(1)를 이용하여 육성 공정을 행한다.In manufacturing a wafer, first, a growth process is performed using the pulling apparatus 1 shown in Fig.

이 육성 공정에서는, 도가니(22) 내에 실리콘을 투입하고, 이 실리콘을 Ar 가스 분위기 중에서 가열하여 용융시킨다. 다음으로, 케이블(25)에 부착된 종 결정(SC)을 실리콘 융액(M)에 침지하고, 종 결정(SC) 및 도가니(22)를 회전시키면서 종 결정(SC)을 서서히 인상함으로써, 실리콘 단결정(SM)을 제조한다.In this growing step, silicon is injected into the crucible 22, and the silicon is heated and melted in an Ar gas atmosphere. Subsequently, the seed crystals SC attached to the cable 25 are immersed in the silicon melt M, and the seed crystals SC are gradually pulled up while the seed crystals SC and the crucible 22 are rotated, (SM).

이때, 실리콘 단결정(SM)의 산소 농도가, 9.5×1017atoms/㎤ 이상이 되도록, 제조 조건을 제어하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to control the manufacturing conditions so that the oxygen concentration of the silicon single crystal (SM) is 9.5 x 10 17 atoms / cm 3 or more.

또한, 인상할 때에 있어서는, 인상 속도(V)와, 인상 직후의 실리콘 단결정(SM)의 성장 방향에 있어서의 온도 구배(G)의 비 V/G가, 도 1의 A에 상당하는 값과 C에 상당하는 값의 사이에 들어가도록 제조 조건을 제어하는 것이 바람직하다. 이에 따라, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정(SM)을 제조할 수 있다. 또한, 비 V/G가, 도 1의 A에 상당하는 값과 B에 상당하는 값의 사이에 들어가도록 제조 조건을 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정(SM)을 제조할 수 있다. 또한, 이러한 실리콘 단결정(SM)은, 흑연 도가니(222), 히터(23), 단열통(24), 열 차폐체(26)가 배치된 핫 존 구조를 개량하여, 인상 직후의 실리콘 단결정(SM)의 성장 방향에 있어서의 온도 구배(G)의 지름 방향 분포를 조정할 수 있는 인상 장치(1)에 의해 제조할 수 있다.Further, when pulling up, the ratio V / G of the pulling rate V and the temperature gradient G in the growth direction of the silicon single crystal SM immediately after pulling is smaller than the value corresponding to A in Fig. 1 and C The manufacturing conditions are preferably controlled so as to fall between the values corresponding to the " Thus, a silicon single crystal (SM) containing no COP and dislocation clusters can be produced. Further, it is more preferable to control the production conditions so that the ratio V / G is between the value corresponding to A in Fig. 1 and the value corresponding to B. Thus, a silicon single crystal (SM) not containing OSF, COP and dislocation clusters can be manufactured. Such a silicon single crystal SM improves the hot zone structure in which the graphite crucible 222, the heater 23, the heat insulating cylinder 24 and the heat shield 26 are disposed, and the silicon single crystal SM immediately after the pulling- (1) capable of adjusting the radial distribution of the temperature gradient (G) in the growth direction of the substrate (1).

다음으로, 웨이퍼(W)의 취득 공정을 행한다.Next, the step of obtaining the wafer W is performed.

이 취득 공정에서는, 실리콘 단결정(SM)을 복수의 블록으로 절단한 후, 슬라이스, 랩핑, 화학 에칭, 경면 연마, 그 외의 처리를 행함으로써, 웨이퍼(W)를 얻을 수 있다.In this obtaining step, the wafer W can be obtained by cutting the silicon single crystal (SM) into a plurality of blocks, and then performing slicing, lapping, chemical etching, mirror polishing, and other treatments.

다음으로, 취득 공정에서 취득된 웨이퍼(W)로부터 평가 웨이퍼를 선출하고, 당해 평가 웨이퍼의 OSF의 발생 상황을 평가한다(OSF 평가 공정).Next, an evaluation wafer is selected from the wafer W acquired in the acquisition step, and the occurrence status of the OSF of the evaluation wafer is evaluated (OSF evaluation step).

OSF의 발생 상황 평가 방법으로서는, 산소 분위기하, 평가 웨이퍼에 대하여, 1000℃±30℃의 온도에서 2시간 이상 5시간 이하의 열 처리를 행하고, 계속해서 1130℃±30℃의 온도에서 1시간 이상 16시간 이하의 열 처리를 행한 후, 세코 에칭(Secco's etching)을 행하고 나서 현미경 관찰을 행하는 방법을 예시할 수 있다.As a method for evaluating the occurrence of OSF, there is a method in which an evaluation wafer is subjected to a heat treatment at a temperature of 1000 占 폚 占 30 占 폚 for 2 hours to 5 hours at an atmosphere of oxygen and then at a temperature of 1130 占 폚 占 30 占 폚 for 1 hour or more A method of conducting a heat treatment for 16 hours or less, conducting Secco's etching, and then observing under a microscope can be exemplified.

다음으로, OSF가 존재하지 않는 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정(SM)으로부터 다른 평가 웨이퍼를 얻어, 이 평가 웨이퍼의 RIE 결함 밀도를 평가한다(RIE 결함 밀도 평가 공정). RIE 결함 밀도 평가 방법으로서는, 이하의 방법을 예시할 수 있다.Next, another evaluation wafer is obtained from the same silicon single crystal (SM) as the evaluation wafer in which OSF is not present, and the RIE defect density of the evaluation wafer is evaluated (RIE defect density evaluation step). As a method for evaluating the RIE defect density, the following methods can be exemplified.

우선, 평가 웨이퍼를 반응성 이온 에칭 장치 내에 장입하고, HBr/Cl2/He+O2 혼합 가스 분위기 중에서, Si/SiO2의 선택비가 100 이상이 되도록 설정하여 약 5㎛의 에칭을 행한다. 다음으로, 반응성 이온 에칭 후의 평가 웨이퍼를 불산 수용액으로 세정하고, 반응성 이온 에칭 시에 부착된 반응 생성물을 제거한 후, 에칭된 면에 있어서의 복수 개소의 RIE 결함 밀도를 측정한다. 그리고, 그 최댓값을 평가 웨이퍼의 RIE 결함 밀도로서 평가한다.First, an evaluation wafer is loaded into a reactive ion etching apparatus, and a selection ratio of Si / SiO 2 is set to 100 or more in an HBr / Cl 2 / He + O 2 mixed gas atmosphere to etch about 5 탆. Next, the evaluation wafer after the reactive ion etching is washed with a hydrofluoric acid aqueous solution, the reaction product adhered to the reactive ion etching is removed, and the RIE defect density at a plurality of locations on the etched surface is measured. Then, the maximum value is evaluated as the RIE defect density of the evaluation wafer.

다음으로, OSF 평가 공정, RIE 결함 밀도 평가 공정에서의 평가 결과에 기초하여, 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정(SM)으로부터 취득된 웨이퍼(W)에 대한 열 처리 공정을 행한다.Next, the wafer W obtained from the same silicon single crystal (SM) as the evaluation wafer is subjected to a heat treatment process based on the evaluation results in the OSF evaluation process and the RIE defect density evaluation process.

이 열 처리 공정에서는, 도 3에 나타내는 열 처리 장치(5)를 이용하여, 도 4에 나타내는 조건으로, 웨이퍼(W)에 대한 RTO 처리를 행한다. 기본적인 RTO 처리는, 이하와 같이 하여 행해진다.In this heat treatment process, the RTO process is performed on the wafer W under the conditions shown in Fig. 4 by using the heat treatment apparatus 5 shown in Fig. The basic RTO process is performed as follows.

우선, 상측 가열부(55) 및 하측 가열부(56)의 제어에 의해 온도 T2로 보존유지(保持)된 챔버(51) 내의 지지핀(54) 상에, 웨이퍼(W)를 올려놓는다.First, the wafer W is placed on the support pins 54 in the chamber 51, which is held at the temperature T2 under the control of the upper heating section 55 and the lower heating section 56.

그리고, 가스 도입구(51A)로부터 가스를 도입함과 함께, 이 가스를 가스 배기구(51B)로부터 배출함으로써, 챔버(51) 내를 산화성 분위기로 한 후, 상측 가열부(55) 및 하측 가열부(56)를 제어함으로써, 웨이퍼(W)를 처리 온도 T3까지 승온 속도 ΔTu로 급속 가열한다. 또한, 산화성 분위기로서는, 산소 100%로 하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 산소와 불활성 가스의 혼합 가스 분위기라도 좋다.Then the gas is introduced from the gas inlet 51A and the gas is discharged from the gas outlet 51B so that the inside of the chamber 51 is oxidized and thereafter the upper and lower heating portions 55, The wafer W is rapidly heated to the processing temperature T3 at the heating rate? Tu. The oxidizing atmosphere is preferably 100% oxygen, but is not limited thereto. For example, a mixed gas atmosphere of oxygen and an inert gas may be used.

다음으로, 온도 T3을 보존유지 시간(K)만큼 보존유지한다.Next, the temperature T3 is stored and held for the storage holding time (K).

이후, 상측 가열부(55) 및 하측 가열부(56)를 제어함으로써, 웨이퍼(W)를 온도 T1까지 강온 속도 ΔTd로 급속 냉각하고, 그 후, 실온까지 냉각함으로써, RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼(W)가 얻어진다.Thereafter, by controlling the upper heating section 55 and the lower heating section 56, the wafer W is rapidly cooled down to the temperature decreasing rate? Td to the temperature T1 and thereafter cooled to room temperature, (W) is obtained.

이상의 RTO 처리에 있어서,In the RTO process described above,

·OSF가 존재하는 경우· OSF exists

·OSF가 존재하지 않고, 또한, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도가There is no OSF and the RIE defect density before RTO treatment is

5×106개/㎤ 이상인 경우5 × 10 6 / cm 3 or more

·OSF가 존재하지 않고, 또한, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도가There is no OSF and the RIE defect density before RTO treatment is

5×106개/㎤ 미만인 경우When it is less than 5 × 10 6 / cm 3

의 처리 온도 T3은, 이하의 표 1에 나타내는 바와 같다.Is as shown in Table 1 below.

또한, 보존유지 시간(K)으로서는, 10초 이상 60초 이하가 바람직하고, 생산성의 관점에서 30초 이하가 보다 바람직하다.The storage holding time K is preferably 10 seconds or more and 60 seconds or less, and more preferably 30 seconds or less from the viewpoint of productivity.

Figure pct00001
Figure pct00001

OSF가 존재하는 경우, 처리 온도 T3은, 1310℃ 이상이면 좋지만, 열 처리 장치의 내용(耐用) 수명(service life)의 관점에서 1350℃ 미만이 바람직하다.When OSF is present, the treatment temperature T3 may be 1310 占 폚 or higher, but it is preferably lower than 1350 占 폚 in terms of the service life of the heat treatment apparatus.

여기에서, 일반적으로, RTO 처리는, 복수의 지지핀으로 실리콘 웨이퍼의 외주부를 지지하여 행해진다. 이 경우, 지지핀과의 접촉점에 작용하는 실리콘 웨이퍼의 자중에 의한 응력이나, 온도 분포에 의한 열응력 등이 원인으로, 지지핀과의 접촉 부분에 슬립 전위(slip dislocation)가 발생하는 경우가 있다.Here, generally, the RTO process is performed by supporting the outer peripheral portion of the silicon wafer with a plurality of support pins. In this case, a slip dislocation may occur at a contact portion with the support pin due to the stress due to the self-weight of the silicon wafer acting on the contact point with the support pin or the thermal stress due to the temperature distribution .

이러한 슬립 전위의 발생 억제의 관점에서, OSF의 유무나 RIE 결함 밀도에 관계없이, 처리 온도 T3은, 상기 범위 중에서도 보다 낮은 온도가 보다 바람직하다.From the viewpoint of suppressing the generation of such slip dislocations, the treatment temperature T3 is more preferably lower than the above range regardless of the presence or absence of the OSF and the RIE defect density.

이상과 같이, 평가 웨이퍼의 OSF의 유무나, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도에 따른 상이한 조건의 RTO 처리에 의해, 어느 경우에도, RIE 결함을 충분히 저감시킬 수 있다.As described above, in any case, the RIE defects can be sufficiently reduced by the RTO process of the presence or absence of the OSF of the evaluation wafer and the RTO process under different conditions depending on the RIE defect density before the RTO process.

여기에서, 상술한 바와 같은 RTO 처리에 의해 RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼(W)가 얻어지는 이유를 보충해 둔다.Here, the reason why a wafer W sufficiently reduced in RIE defects by the RTO process as described above is obtained will be supplemented.

통상, CZ법에 의해 육성된 실리콘 단결정(SM)에는, 1018atoms/㎤ 정도의 산소가 불순물로서 포함되어 있다. 이 산소는, 실리콘의 융점 부근에서는 결정 격자 간에 고용되어 있지만, 실리콘 단결정(SM)으로부터 잘라내진 웨이퍼(W)에서는, 산소의 일부가 산화 실리콘(SiO2)으로서 석출하여, PV 영역의 산소 석출핵과 같은 결정 결함을 형성한다.Generally, the silicon single crystal (SM) grown by the CZ method contains oxygen of about 10 18 atoms / cm 3 as an impurity. This oxygen is dissolved in the crystal lattices near the melting point of silicon but part of the oxygen is precipitated as silicon oxide (SiO 2 ) in the wafer W cut out from the silicon single crystal SM and oxygen precipitates in the P V region To form crystal defects such as nuclei.

이러한 웨이퍼(W)에 대하여 산화성 분위기 중에서 RTO 처리를 행하면, 웨이퍼(W) 내부의 결정 결함 중의 산화 실리콘은, 그것을 구성하는 산소 원자가 결정 격자 내로 이동함으로써 소멸한다. 그리고, 산화 실리콘이 소멸한 후에는, 공공이 남는다. RTO 처리는 산화성 분위기 중에서 행해지기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면측으로부터 격자 간 실리콘이 주입되어, 공공이 메워진다. 그 결과, OSF핵에 기인하는 OSF나 PV 영역의 산소 석출핵에 기인하는 RIE 결함이 소멸 또는 저감한다.When the wafer W is subjected to the RTO treatment in the oxidizing atmosphere, the silicon oxide in the crystal defects in the wafer W disappears by moving the oxygen atoms constituting the crystal defects into the crystal lattice. Then, after the silicon oxide disappears, a hole remains. Since the RTO process is performed in an oxidizing atmosphere, interstitial silicon is injected from the surface side of the wafer W to fill the voids. As a result, the RIE defects attributed to the oxygen precipitation nuclei in the OSF and P V regions due to the OSF nuclei are eliminated or reduced.

실시예Example

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 하등 한정되는 것이 아니다.Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited by these examples.

[실험 1: OSF를 포함하고 COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 웨이퍼에 있어서의, RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 RIE 결함의 발생 상황의 관계][Experiment 1: Relation between the RTO treatment temperature and the occurrence status of RIE defects before and after the RTO treatment in a wafer including OSF and not containing COP and dislocation clusters]

우선, 상술한 인상 장치(1)를 이용하여 V/G를 제어함으로써, OSF를 포함하고 COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 제조했다. OSF의 발생 상황은, 상기 실시 형태에서 예시한 방법으로 확인했다. 다음으로, 이 실리콘 단결정으로부터 웨이퍼를 잘라내어, 상기 실시 형태에서 예시한 방법으로 웨이퍼의 복수 개소의 RIE 결함 밀도를 측정하고, 그의 최댓값을 면 내 최대 RIE 결함 밀도로서 구했다.First, a V / G was controlled using the lifting device 1 described above to produce a silicon single crystal containing OSF and containing no COP and dislocation clusters. The occurrence of the OSF was confirmed by the method exemplified in the above embodiment. Next, wafers were cut out from the silicon single crystal, and the RIE defect density at a plurality of portions of the wafer was measured by the method described in the above embodiment, and the maximum value thereof was obtained as the maximum in-plane RIE defect density.

면 내 최대 RIE 결함 밀도의 측정 결과를 표 2에 나타낸다.Table 2 shows the measurement results of the maximum RIE defect density in the plane.

Figure pct00002
Figure pct00002

표 2에 나타나 있는 바와 같이, OSF를 포함하고 COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실험예 1∼18의 모든 면 내 최대 RIE 결함 밀도는, 검출 한계(8×104개/㎤)보다도 큰 값이었다.As shown in Table 2, all of the in-plane maximum RIE defect densities of OSF-containing, COP-free and dislocation-free Examples 1 to 18 were larger than the detection limit (8 × 10 4 / cm 3) .

또한, 실험예 1∼5, 실험예 6∼11, 실험예 12∼14, 실험예 15∼16, 실험예 17∼18의 샘플은, 각각 동일한 실리콘 단결정으로부터 잘라낸 웨이퍼이기 때문에, 실험예 1, 실험예 6, 실험예 12, 실험예 15, 실험예 17의 RTO 처리 전의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 값을, 실험예 2∼5, 실험예 7∼11, 실험예 13∼14, 실험예 16, 실험예 18의 값으로서 이용했다.In addition, since the samples of Experimental Examples 1 to 5, Experimental Examples 6 to 11, Experimental Examples 12 to 14, Experimental Examples 15 to 16, and Experimental Examples 17 to 18 are wafers cut from the same silicon single crystal, The values of the maximum in-plane RIE defect density before the RTO treatment in Examples 6, 12, 15 and 17 were measured in Experimental Examples 2 to 5, Experimental Examples 7 to 11, Experimental Examples 13 to 14, Experimental Examples 16, Was used as the value of Experimental Example 18.

다음으로, 상술한 열 처리 장치(5)를 이용하여, 실험예 1∼18의 샘플에 대하여, 이하의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 이 RTO 처리 후의 샘플에 대하여, 상기 방법으로 면 내 최대 RIE 결함 밀도를 측정했다.Next, using the above-described heat treatment apparatus 5, the samples of Experimental Examples 1 to 18 were subjected to RTO treatment under the following conditions. The samples after the RTO treatment were subjected to the maximum RIE defects in the plane The density was measured.

온도 T1: 600℃ Temperature T1: 600 ° C

온도 T2: 800℃ Temperature T2: 800 DEG C

처리 온도 T3: 표 2 참조 Treatment temperature T3: See Table 2

보존유지 시간(K): 10초 Holding time (K): 10 seconds

승온 속도 ΔTu: 50℃/초Heating rate ΔTu: 50 ° C./sec

강온 속도 ΔTd: 33℃/초Deceleration rate ΔTd: 33 ° C / sec

또한, RTO 처리에는, RIE 결함 밀도 측정 후의 웨이퍼가 아니라, 이것과 동일한 실리콘 단결정으로부터 잘라낸 웨이퍼로서, RIE 결함 밀도 측정을 행하고 있지 않은 것을 이용했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 관계를 도 5에 나타낸다. 또한, 도 5에서는, 데이터수가 표 1보다도 상당히 적지만, RTO 처리 전후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 동일한 샘플이 존재하기 때문이다.In the RTO process, not a wafer after RIE defect density measurement but a wafer cut out from the same silicon single crystal as that used in the RIE defect density measurement was used. The results are shown in Table 2. FIG. 5 shows the relationship between the RTO treatment temperature and the maximum in-plane RIE defect density before and after the RTO treatment. In FIG. 5, the number of data is considerably smaller than in Table 1, but there exist samples having the same maximum RIE defect density in the plane before and after the RTO process.

표 2 및 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 처리 온도 T3이 1310℃ 이상인 실험예 2∼5, 8∼18의 경우, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도에 관계없이, 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 검출 한계 이하인 웨이퍼, 즉 RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼가 얻어졌다. 한편, 처리 온도 T3이 1310℃ 미만(1290℃, 1300℃)인 실험예 1, 6, 7의 경우, 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 검출 한계보다도 큰 웨이퍼, 즉 RIE 결함이 충분히 저감되어 있지 않은 웨이퍼가 얻어졌다.As shown in Table 2 and FIG. 5, in Experimental Examples 2 to 5 and 8 to 18 in which the treatment temperature T3 was 1310 ° C or higher, irrespective of the RIE defect density before the RTO treatment, the maximum in-plane RIE defect density was below the detection limit A wafer, that is, a wafer in which RIE defects were sufficiently reduced was obtained. On the other hand, in the case of Experimental Examples 1, 6 and 7 in which the treatment temperature T3 is less than 1310 占 폚 (1290 占 폚, 1300 占 폚), wafers having the maximum in-plane maximum RIE defect density larger than the detection limit, .

이상의 점에서, 실험예 2∼5, 8∼18이 본 발명의 실시예에 상당하고, 실험예 1, 6, 7이 비교예에 상당하고, OSF를 포함하고 COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 웨이퍼의 경우, 1310℃ 이상의 처리 온도 T3에서 RTO 처리를 행함으로써, RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.In view of the above, Experimental Examples 2 to 5 and 8 to 18 correspond to Examples of the present invention, Experimental Examples 1, 6 and 7 correspond to Comparative Examples, and wafers including OSF and COP and dislocation clusters , It was confirmed that a wafer with sufficiently reduced RIE defects can be manufactured by carrying out the RTO treatment at the treatment temperature T3 of 1310 DEG C or higher.

[실험 2: OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 웨이퍼에 있어서의, RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 RIE 결함의 발생 상황의 관계][Experiment 2: Relation between the RTO treatment temperature and the occurrence status of RIE defects before and after RTO treatment in wafers not containing OSF, COP and dislocation clusters]

우선, 상술한 인상 장치(1)의 V/G를 제어함으로써, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 제조했다. 그리고, 상기 실험 1과 동일하게 하여 실험예 19∼61의 샘플(웨이퍼)을 제조하여, RTO 처리 전의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 측정을 행했다. 그 결과를 표 3∼5에 나타낸다.First, by controlling the V / G of the pulling-up device 1 described above, a silicon single crystal not including OSF, COP and dislocation clusters was produced. Samples (wafers) of Experimental Examples 19 to 61 were prepared in the same manner as in Experiment 1, and the maximum in-plane RIE defect density before the RTO treatment was measured. The results are shown in Tables 3 to 5.

또한, 실험예 19∼53에 있어서, RTO 처리 전의 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 동일한 것에 대해서는, 실험 1과 동일하게, 1개의 샘플의 값을 다른 샘플의 값으로서 이용했다.In Experimental Examples 19 to 53, the values of one sample were used as the values of the other samples in the same manner as in Experiment 1, in which the in-plane maximum RIE defect density before RTO treatment was the same.

Figure pct00003
Figure pct00003

Figure pct00004
Figure pct00004

Figure pct00005
Figure pct00005

표 3, 4에 나타내는 바와 같이, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실험예 19∼53에 있어서, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도는, 5×106개/㎤ 이상이었다. 한편, 표 5에 나타나 있는 바와 같이, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실험예 54∼61에 있어서, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도는, 5×106개/㎤ 미만이었다.As shown in Tables 3 and 4, in Experimental Examples 19 to 53 which do not include OSF, COP and dislocation clusters, the RIE defect density before RTO treatment was 5 x 10 6 / cm 3 or more. On the other hand, as shown in Table 5, in Experimental Examples 54 to 61 which did not include OSF, COP and dislocation clusters, the RIE defect density before the RTO treatment was less than 5 x 10 6 / cm 3.

다음으로, 실험 1과 동일하게, 실험예 19∼61의 샘플을 얻은 실리콘 단결정으로부터 잘라낸 웨이퍼로서, RIE 결함 밀도 측정을 행하고 있지 않은 것을 이용하여, RTO 처리, RTO 처리 후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 측정을 행했다. 그 결과를 표 3∼5에 나타낸다. 또한, RTO 처리 온도와 RTO 처리 전후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도의 관계를 도 6에 나타낸다.Next, as in Experiment 1, the wafer cut out from the silicon single crystal obtained from the samples of Experimental Examples 19 to 61 was subjected to the RTO treatment and the RIE defect density of the in-plane maximum RIE defect density after the RTO treatment Measurement was carried out. The results are shown in Tables 3 to 5. The relationship between the RTO treatment temperature and the maximum in-plane RIE defect density before and after the RTO treatment is shown in Fig.

또한, RTO 처리에 대해서는, 처리 온도 T3을 표 3∼5에 나타내는 조건으로 한 것 이외는, 실험 1과 동일하게 했다.The RTO treatment was carried out in the same manner as in Experiment 1, except that the treatment temperature T3 was set under the conditions shown in Tables 3 to 5.

표 3, 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 실험예 19∼53에 있어서는, 처리 온도 T3이 1270℃ 이상인 실험예 22, 23, 27, 28, 32, 33, 37, 38, 42, 43, 47, 48, 52, 53의 경우, RTO 처리 후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 검출 한계 이하였지만, 처리 온도 T3이 1270℃ 미만인 상기 이외의 실험예의 경우, 검출 한계보다도 큰 값이 되었다.23, 27, 28, 32, 33, 37, 38, 42, 43 and 47 in which the treatment temperature T3 was 1270 DEG C or higher in Experimental Examples 19 to 53 as shown in Tables 3 and 4 and FIG. , 48, 52 and 53, the maximum in-plane RIE defect density after the RTO treatment was below the detection limit, but in the case of the other experimental examples in which the treatment temperature T3 was less than 1270 ° C,

이상의 점에서, 실험예 22, 23, 27, 28, 32, 33, 37, 38, 42, 43, 47, 48, 52, 53이 본 발명의 실시예에 상당하고, 실험예 19∼21, 24∼26, 29∼31, 34∼36, 39∼41, 44∼46, 49∼51이 비교예에 상당하고, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않고, 또한, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 이상인 웨이퍼의 경우, 1270℃ 이상의 처리 온도 T3에서 RTO 처리를 행함으로써, RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.In this respect, Experimental Examples 22, 23, 27, 28, 32, 33, 37, 38, 42, 43, 47, 48, 52 and 53 correspond to the examples of the present invention, 26, 29 to 31, 34 to 36, 39 to 41, 44 to 46 and 49 to 51 correspond to comparative examples, and no OSF, COP and dislocation clusters were included, and the RIE defect density before RTO treatment was 5 It was confirmed that a wafer with sufficiently reduced RIE defects can be manufactured by performing the RTO treatment at a treatment temperature T3 of 1270 DEG C or higher in the case of a wafer of x10 6 / cm3 or more.

한편, 표 5 및 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 실험예 54∼61의 모두에 있어서, RTO 처리 후의 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 검출 한계 이하였다. 또한, 실험예 19∼53의 결과로부터, 처리 온도 T3이 높을수록, 면 내 최대 RIE 결함 밀도가 작아진다고 추측할 수 있다.On the other hand, as shown in Table 5 and FIG. 6, in all of Examples 54 to 61, the maximum in-plane RIE defect density after the RTO treatment was below the detection limit. From the results of Experimental Examples 19 to 53, it can be inferred that the higher the treatment temperature T3, the smaller the maximum RIE defect density in the plane.

이들 점에서, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 미만인 경우, 1250℃의 처리 온도 T3에서 RIE 결함이 충분히 저감되는 것이기 때문에, 처리 온도 T3이 1250℃를 초과하는 경우에서도, RIE 결함이 충분히 저감된다고 추정할 수 있다.In this respect, when the RIE defect density before the RTO treatment is less than 5 x 10 < 6 > / cm < 3 >, the RIE defect is sufficiently reduced at the treatment temperature T3 of 1250 DEG C, It can be estimated that the defects are sufficiently reduced.

이상의 점에서, 실험예 54∼61이 본 발명의 실시예에 상당하고, OSF, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않고, 또한, RTO 처리 전의 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 미만인 웨이퍼의 경우, 1250℃ 이상의 처리 온도 T3에서 RTO 처리를 행함으로써, RIE 결함이 충분히 저감된 웨이퍼를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.In view of the above, Experimental Examples 54 to 61 correspond to Examples of the present invention, and in the case of wafers not containing OSF, COP and dislocation clusters and having a RIE defect density before RTO treatment of less than 5 x 10 6 / cm 3 , And the RTO treatment was performed at a treatment temperature T3 of 1250 占 폚 or more, it was confirmed that a wafer with sufficiently reduced RIE defects could be produced.

SM : 실리콘 단결정
W : 웨이퍼
SM: silicon single crystal
W: Wafer

Claims (2)

초크랄스키법에 의해, COP 및 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 육성하는 육성 공정과,
상기 실리콘 단결정으로부터 취득된 평가 웨이퍼의 OSF의 발생 상황을 평가하는 OSF 평가 공정과,
상기 평가 웨이퍼에 상기 OSF가 존재하는 경우, 상기 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 상기 평가 웨이퍼에 상기 OSF가 존재하지 않는 경우, 상기 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1310℃ 미만의 조건으로 RTO 처리를 행하는 열 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
A growing step of growing a silicon single crystal not containing COPs and dislocation clusters by the Czochralski method,
An OSF evaluation step of evaluating the occurrence status of OSFs of the evaluation wafers acquired from the silicon single crystal;
Wherein when the OSF is present on the evaluation wafer, an RTO process is performed on the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the evaluation wafer at 1310 캜 or higher, and if the OSF does not exist on the evaluation wafer, And a heat treatment step of performing an RTO treatment on a silicon wafer obtained from the same silicon single crystal under a condition of less than 1310 占 폚.
제1항에 있어서,
상기 OSF가 존재하지 않는 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 얻어진 다른 평가 웨이퍼의 RIE 결함 밀도를 평가하는 RIE 결함 밀도 평가 공정을 포함하고,
상기 열 처리 공정은, 상기 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 이상인 경우, 상기 다른 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1270℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하고, 상기 RIE 결함 밀도가 5×106개/㎤ 미만인 경우, 상기 다른 평가 웨이퍼와 동일한 실리콘 단결정으로부터 취득된 실리콘 웨이퍼에 대하여 1250℃ 이상의 조건으로 RTO 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And an RIE defect density evaluation step of evaluating an RIE defect density of another evaluation wafer obtained from the same silicon single crystal as that of the evaluation wafer on which no OSF exists,
Wherein the RIE defect density is 5 x 10 < 6 > / cm < 3 > or more, the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the other evaluation wafers is subjected to RTO treatment at 1270 DEG C or higher, Is less than 5 x 10 < 6 > / cm < 3 >, the silicon wafer obtained from the same silicon single crystal as the other evaluation wafers is subjected to RTO treatment at 1250 DEG C or higher.
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