KR100369767B1 - Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer - Google Patents

Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer Download PDF

Info

Publication number
KR100369767B1
KR100369767B1 KR10-2000-0062133A KR20000062133A KR100369767B1 KR 100369767 B1 KR100369767 B1 KR 100369767B1 KR 20000062133 A KR20000062133 A KR 20000062133A KR 100369767 B1 KR100369767 B1 KR 100369767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
region
silicon
heat treatment
silicon wafer
Prior art date
Application number
KR10-2000-0062133A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020031574A (en
Inventor
히로시 고야
히사시 후루야
요지 스쯔끼
유끼오 무로이
다까아끼 시오따
Original Assignee
미쯔비시 마테리알 실리콘 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔비시 마테리알 실리콘 가부시끼가이샤 filed Critical 미쯔비시 마테리알 실리콘 가부시끼가이샤
Priority to KR10-2000-0062133A priority Critical patent/KR100369767B1/en
Publication of KR20020031574A publication Critical patent/KR20020031574A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100369767B1 publication Critical patent/KR100369767B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28525Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising semiconducting material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28556Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)인 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층을 670 ℃±30 ℃의 온도에서 화학증착법에 의해 형성하는 공정과, 상기 폴리실리콘층이 부착된 실리콘 웨이퍼를 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하는 공정을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 관한 것이다. 상기 폴리실리콘층이 형성되지 않은 실리콘 웨이퍼는 상기한 바와 같이 열처리되면 웨이퍼 중심부에 산화 유도 적층 결함(OSF)이 나타난다. OSF 출현 열처리를 하여도 OSF 및 COP가 없고, 웨이퍼의 모든 면에서 산소 석출이 균일하게 이루어져 웨이퍼 테두리부 및 웨이퍼 중심부 사이에서 편차가 없는 균일한 게터링 효과를 발휘한다.In the present invention, particles and invasive dislocations due to crystals do not occur in the wafer surface, and a thickness of 0.1 to 1.6 µm is provided on the back surface of the silicon wafer having an oxygen concentration of 1.2 x 10 18 atoms / cm 3 or less (formerly ASTM). Forming a polysilicon layer by chemical vapor deposition at a temperature of 670 ° C. ± 30 ° C., heat-treating the silicon wafer with the polysilicon layer at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. under an oxygen atmosphere for 2 to 5 hours, Subsequently, the present invention relates to a heat treatment method of a silicon wafer, which includes a step of heat treatment for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ° C ± 30 ° C. When the silicon wafer without the polysilicon layer is formed as described above, an oxide induced stacking defect (OSF) appears in the center of the wafer. Even when OSF appearance heat treatment is performed, there is no OSF and COP, and evenly deposits oxygen on all sides of the wafer, thereby providing a uniform gettering effect without variation between the wafer edge and the center of the wafer.

Description

실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 및 이 방법으로 열처리한 웨이퍼 {Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer}Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer

본 발명은, 쵸크랄스키법(이하, CZ 법이라고 함)에 의해 만들어지고 반도체 집적 회로를 제조하기 위하여 사용되는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 및 이 방법으로 열처리된 웨이퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment method of a silicon wafer made by the Czochralski method (hereinafter referred to as a CZ method) and used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a wafer used in the method, and a wafer heat treated by the method. will be.

최근 반도체 집적 회로를 제조하는 공정에서 수율을 저하시키는 원인으로서, 산화 유도 적층 결함(Oxidation Induced Stacking Fault, 이하 OSF라 함)의 핵이 되는 산소 석출물의 미소 결함, 결정에 기인한 파티클(Crystal Originated Particle, 이하 COP라 함), 침입형 전위(Interstitial-type Large Dislocation, 이하 L/D 라 함)의 존재를 들 수 있다. OSF는, 결정 성장시에 그 핵이 되는 미소 결함이 도입되어 반도체 디바이스를 제조할 때의 산화 공정 등으로 나타나고, 제작한 디바이스의 누설 전류의 증가 등의 불량의 원인이 된다. 또한 거울면 연마후의 실리콘 웨이퍼를 암모니아와 과산화수소의 혼합액으로 세정하면 웨이퍼 표면에 피트 (pit)가 형성되고, 이 웨이퍼를 파티클 카운터로 측정하면, 피트도 원래의 파티클과 함께 파티클로서 검출된다. 상기 피트는 결정에 기인한 것으로, 원래의 파티클과 구별하기 위하여 COP라고 한다. 이 웨이퍼 표면의 피트인 COP는 전기적 특성, 예를 들면 산화막의 시간 경과 절연 파괴 특성(Time Dependent dielectric Breakdown, TDDB), 산화막 내압 특성(Time Zero Dielectric Breakdovn, TZDB) 등을 손상시키는 원인이 된다. 또한 COP가 웨이퍼 표면에 존재하면 디바이스의 배선 공정에서 단차를 발생시키고, 이 단차는 단선의 원인이 될 수 있다. 그리고 소자 분리 부분에서도 누설 등의 원인이 되어 제품의 수율을 저하시킨다.As a cause of lowering the yield in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit in recent years, micro-defects of oxygen precipitates, which are nuclei of an oxide induced stacking fault (OSF), and particles due to crystals (Crystal Originated Particle) , Hereinafter referred to as COP), and the presence of interstitial-type large dislocation (hereinafter referred to as L / D). The OSF is introduced in a microdefect that becomes its nucleus at the time of crystal growth and appears in an oxidation process or the like when manufacturing a semiconductor device, and causes a defect such as an increase in leakage current of the manufactured device. When the silicon wafer after the mirror polishing is washed with a mixture of ammonia and hydrogen peroxide, pits are formed on the wafer surface. When the wafer is measured by a particle counter, pits are also detected as particles with the original particles. The pit is due to the crystal and is called COP to distinguish it from the original particle. COP, which is a pit on the wafer surface, causes damage to electrical characteristics, for example, time-dependent dielectric breakdown (TDDB), oxide breakdown voltage (TZDB), and the like of the oxide film. In addition, if COP exists on the wafer surface, a step is generated in the wiring process of the device, and this step may cause disconnection. In addition, leakage of the device may also cause leakage of the device, thereby reducing the yield of the product.

L/D는 전위 클러스터라고도 하거나, 이 결함을 발생시킨 실리콘 웨이퍼를 불화수소산을 주성분으로 하는 선택 에칭액에 침지하면 피트를 발생시키기 때문에 전위 피트라고도 한다. L/D도 전기적 특성, 예를 들면 누설 특성, 절연 특성 등을 손상시킨다.L / D is also called dislocation cluster, or it is also called dislocation pit because pit is generated when the silicon wafer which caused this defect is immersed in the selective etching liquid containing hydrofluoric acid as a main component. L / D also impairs electrical characteristics, such as leakage characteristics and insulation characteristics.

이런 이유로, 반도체 집적 회로의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼로부터 OSF, COP 및 L/D를 감소시키는 것이 요구되고 있다.For this reason, it is desired to reduce OSF, COP and L / D from silicon wafers used in the manufacture of semiconductor integrated circuits.

이 OSF, 전위 클러스터(L/D) 등을 발생시키지 않는 무결함의 실리콘 단결정 제조 방법이 특개평 8-330316호 공보 및 특개평 11-1393호 공보에 개시되어 있다. 특개평 8-330316호 공보에 개시된 방법은, 실리콘 웨이퍼 상태에서 열산화 처리를 했을 때에 링 형태로 발생하는 OSF가 웨이퍼 중심부에서 소멸되며, 웨이퍼 전면에서 전위 클러스터(L/D)가 배제되도록 저속으로 실리콘 단결정을 육성하는 방법이다.A method for producing a defect-free silicon single crystal that does not generate OSF, dislocation clusters (L / D), and the like is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-330316 and 11-1393. In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-330316, the OSF generated in a ring form when thermal oxidation is performed on a silicon wafer is extinguished at the center of the wafer, and at a low speed so that dislocation clusters (L / D) are removed from the front surface of the wafer. It is a method of growing a silicon single crystal.

그러나 이 방법의 경우, 무결함의 실리콘 단결정을 제조하기 위한 실리콘 단결정의 인상(引上) 속도의 범위 및 축방향의 결정내 온도 구배의 범위가 둘다 비교적 좁고, 인상중인 실리콘 단결정의 직경이 커짐에 따라 무결함의 실리콘 단결정을 제조하기가 곤란해져, 인상 속도의 변동 등에 의해 웨이퍼로 만들었을 때에 OSF가 링 형태가 아니라, 웨이퍼 중심부에 모여 나타나는 경우도 발생한다. 이 OSF는 상술한 바와 같이 접합 누설 특성을 악화시키기 때문에 개선이 요망되고 있었다.However, in this method, both the range of the pulling rate of the silicon single crystal and the range of the temperature gradient in the axial direction of the silicon single crystal for producing an intact silicon single crystal are relatively narrow and the diameter of the pulling silicon single crystal increases as the diameter increases. It is difficult to produce a defect-free silicon single crystal, and when the wafer is formed into a wafer due to fluctuations in pulling speed or the like, OSFs sometimes appear in the center of the wafer rather than in a ring shape. As described above, the OSF deteriorates the junction leakage characteristic, and thus improvement has been desired.

또, 특개평 11-1393호 공보에 개시되는 방법은, 간극형 점결함의 응집체 및 격자간 실리콘형 점결함의 응집체가 각각 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 [P]라 할 때, 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 실리콘 단결정 잉곳을 실리콘 용융액으로부터 인상하는 방법이다. 이 잉곳으로부터 잘라낸 (sliced) 실리콘 웨이퍼는 퍼펙트 영역 [P]로 이루어진다. 퍼펙트 영역 [P]는, 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역 [I]과, 실리콘 단결정 잉곳내에서 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역 [V] 사이에 끼어있다. 이 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 실리콘 웨이퍼는, 잉곳의 인상 속도를 V(mm/분)라 하고, 실리콘 용융액과 잉곳과의 계면 근방에서의 잉곳 수직 방향의 온도 구배를 G(℃/㎜)라 할 때, 열산화 처리를 하였을 때에 링 모양으로 발생하는 OSF가 웨이퍼 중심부에서 소멸하도록 V/G(㎟/분·℃)의 값을 결정하여 만들어진다.Moreover, the method disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 11-1393 consists of a perfect area [P], when the perfect area | region where an aggregate of a gap type | mold defect and an aggregate of a lattice silicon type point defect do not exist respectively is called [P]. It is a method of pulling a silicon single crystal ingot from a silicon melt. The silicon wafer sliced from this ingot consists of a perfect region [P]. The perfect region [P] is sandwiched between the region [I] where the interstitial silicon type defects dominate, and the region [V] where the gap type defects dominate in the silicon single crystal ingot. In the silicon wafer composed of the perfect region [P], the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient in the ingot vertical direction near the interface between the silicon melt and the ingot is G (° C / mm). In this case, the value of V / G (mm 2 / min · ° C.) is determined so that the OSF generated in a ring shape during thermal oxidation treatment disappears at the center of the wafer.

한편 반도체 디바이스 메이커 중에는, OSF, COP 및 LD를 갖지 않는 데다가 디바이스 공정에서 발생하는 금속 오염을 게터링하는 능력까지 갖춘 실리콘 웨이퍼를 요구하는 메이커가 있다. 게터링 능력이 충분히 갖추어져 있지 않은 웨이퍼에서는 디바이스 공정에서 금속에 의해 오염되면, 접합 누설 또는 금속 불순물에 의한 트랩 준위에 의한 디바이스의 동작 불량 등을 발생시키고, 이것에 의해 제품의 수율이 저하된다. 이 점을 해결하기 위하여 디바이스 메이커의 디바이스 공정에서의 열처리로 인트린식 게터링(intrinsic gettering, 이하 IG) 효과를 발휘하는 실리콘 웨이퍼가 요망되고 있다.Some semiconductor device manufacturers, on the other hand, require silicon wafers that do not have OSF, COP, and LD, as well as the ability to getter metal contamination from device processes. If the wafer is not sufficiently equipped with gettering capability, contamination by metal in the device process may result in defects in operation of the device due to junction leakage or trap levels caused by metal impurities, and the yield of the product may be lowered. In order to solve this problem, a silicon wafer that exhibits an intrinsic gettering (IG) effect by heat treatment in a device process of a device maker is desired.

그러나, 상술한 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼는 OSF, COP 및 L/D를 가지고 있지 않지만, 디바이스 제조 공정의 열처리에 의해 웨이퍼 내부에서 산소 석출이 반드시 일어나지 않는 것은 아니고, 따라서 IG 효과가 충분히 얻어지지 않는 결점이 있었다.However, the silicon wafer cut out from the ingot made of the perfect region [P] described above does not have OSF, COP, and L / D, but oxygen precipitation does not necessarily occur inside the wafer due to the heat treatment of the device manufacturing process, thus IG There was a drawback that the effect was not sufficiently obtained.

종래 디바이스 공정에서 실리콘 웨이퍼에 IG 효과를 발휘시키기 위한 실리콘 웨이퍼의 처리법은 웨이퍼의 내부에 미리 결함을 만들거나 불순물을 고의로 첨가해 두는 방법이다. 이 방법으로 처리된 실리콘 웨이퍼는 그 후의 프로세스 도중에 발생하는 오염을 웨이퍼에 미리 만든 결함 주변에 흡수한다. 이에 따라 디바이스를 만드는 웨이퍼 표면의 근방 영역에 결함 또는 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the conventional device process, a silicon wafer treatment method for exerting an IG effect on a silicon wafer is a method in which defects or impurities are deliberately added to the inside of the wafer in advance. Silicon wafers treated in this way absorb the contamination that occurs during subsequent processes around defects previously made in the wafer. As a result, defects or contaminations can be prevented from occurring in the vicinity of the wafer surface from which the device is made.

한편, 근래의 디바이스의 고집적화에 의해 디바이스 공정에서의 열처리 온도가 1000 ℃ 이하로 낮아지는 경향에 있고, 이 저온화에 따라 전(前)공정인 IG 처리에서도 저온화가 강력히 요망되고 있다.On the other hand, in recent years, due to the high integration of devices, the heat treatment temperature in the device process tends to be lowered to 1000 ° C. or lower, and as a result of this low temperature, a low temperature is strongly demanded even in the pre-process IG treatment.

이 때문에 실리콘 단결정 잉곳으로부터 잘라내어 연삭 연마(grinded and polished)한 직후의 실리콘 웨이퍼를 500 내지 800 ℃에서 0.5 내지 20 시간 유지하여 웨이퍼 내에 산소 석출핵(precipitation nuclei of oxygen)을 도입하는 공정과, 이 산소 석출핵을 포함하는 실리콘 웨이퍼를 실온으로부터 800 내지 1000 ℃까지 급속 가열하여 0.5 내지 20분간 유지하는 공정과, 급속 가열하여 0.5 내지 20분간 유지한 실리콘 웨이퍼를 다시 실온까지 방치,냉각하는 공정과, 이렇게 냉각된 실리콘 웨이퍼를 500 내지 700 ℃에서 2 내지 10 ℃/분의 속도로 800 내지 1100 ℃까지 가열하고 그 온도에서 2 내지 48 시간 유지하는 공정을 포함하는 IG 처리법이 개시되어 있다(특개평8-45945).For this reason, the step of introducing a precipitation nuclei of oxygen into the wafer by holding the silicon wafer immediately after being cut out from the silicon single crystal ingot and ground and polished at 500 to 800 ° C. for 0.5 to 20 hours, and the oxygen A step of rapidly heating a silicon wafer containing precipitated nuclei from room temperature to 800 to 1000 ° C. for 0.5 to 20 minutes, and a step of leaving the silicon wafer rapidly heated to 0.5 room temperature for 20 minutes to cool to room temperature, and thus An IG treatment method is disclosed that includes heating a cooled silicon wafer from 500 to 700 ° C. at a rate of 2 to 10 ° C./minute and maintaining it at that temperature for 2 to 48 hours. 45945).

이 처리 방법에서는, 상기 온도 조건으로 급속 가열하면, 웨이퍼 표면은 물론, 웨이퍼 내부도 일시적으로 열평형 농도 이하가 되고, 격자간 실리콘 원자(interstitial silicon atom)가 결핍 상태가 되어 산소 석출핵이 안정적으로 성장하기 쉬운 환경이 된다. 동시에 이 결핍된 격자간 실리콘 원자를 보충하여 안정 상태가 되기 위하여 웨이퍼 표면에서는 격자간 실리콘 원자의 생성이 일어나고, 생성된 격자간 실리콘 원자는 웨이퍼 내부로 확산되기 시작한다. 격자간 규소 원자의 결핍 상태에 있던 웨이퍼 표면 부근은 격자간 실리콘 원자의 생성으로 곧 포화 상태가 되고, 산소 석출핵은 소멸을 시작한다. 그러나, 웨이퍼 표면에서 생성된 격자간 실리콘 원자가 웨이퍼 내부로까지 확산되기 위해서는 어느 정도의 시간을 요하기 때문에, 웨이퍼 표면에서 내부로 깊이 들어갈수록 산소 석출핵이 성장하기 쉬운 환경이 오래 지속된다. 따라서, 웨이퍼 표면에 가까울수록 산소 석출핵의 밀도는 낮고, 또한 이 열처리 시간(0.5 내지 20분)이 길수록 산소 석출핵, 즉 결함이 형성되지 않는 층(Denuded Zone, 이하, DZ라 함)의 두께는 커진다. 또한 800 내지 1000 ℃의 범위에서 온도가 높을수록 격자간 실리콘 원자의 확산 계수가 커서 단시간에 DZ의 두께는 커진다.In this processing method, when rapidly heated at the above temperature conditions, not only the surface of the wafer but also the inside of the wafer are temporarily below the thermal equilibrium concentration, and interstitial silicon atoms are deficient, resulting in stable oxygen precipitation nuclei. It is easy to grow. At the same time, the lattice silicon atoms are generated on the wafer surface in order to compensate for these deficient interstitial silicon atoms and become stable, and the resulting interstitial silicon atoms begin to diffuse into the wafer. The vicinity of the wafer surface, which was in the state of lack of interstitial silicon atoms, becomes saturated immediately due to the formation of interstitial silicon atoms, and the oxygen precipitate nuclei start to disappear. However, the interstitial silicon atoms generated on the wafer surface require some time to diffuse to the inside of the wafer, so that the environment where the oxygen precipitation nuclei tend to grow longer as the deeper from the wafer surface goes into the inside. Therefore, the closer to the wafer surface, the lower the density of the oxygen precipitation nuclei, and the longer the heat treatment time (0.5 to 20 minutes), the thickness of the oxygen precipitation nuclei, i.e., the layer where defects are not formed (hereinafter referred to as DZ). Becomes large. In addition, the higher the temperature in the range of 800 to 1000 ° C., the larger the diffusion coefficient of interstitial silicon atoms is, so that the thickness of DZ increases in a short time.

급속 가열하여, 실온에 방치하여 냉각한 후에 800 내지 1100 ℃까지 다시 가열하면, 급속 가열로 살아 남은 웨이퍼 내부의 산소 석출핵은 성장하여 산소 석출물이 되어 안정한 IG원이 된다. 본 명세서에서는 산소 석출물을 이하, BMD(Bulk Micro Defect)라 한다.When heated rapidly and left at room temperature to cool, and then heated again to 800 to 1100 ° C., oxygen precipitate nuclei in the wafer survived by rapid heating grow to become oxygen precipitates, and become stable IG sources. In the present specification, the oxygen precipitate is hereinafter referred to as BMD (Bulk Micro Defect).

그러나, 상기 IG 처리법은 IG원을 생성하기 위한 전처리로서, 연삭 연마한 직후의 실리콘 웨이퍼를 500 내지 800 ℃에서 0.5 내지 20 시간 유지하여 웨이퍼내에 산소 석출핵을 도입하는 공정을 필요로 하며, 나아가 급속 가열을 행한 후에 웨이퍼 내부의 산소 석출핵을 BMD에 성장시키기 위한 열처리를 필요로 하였다. 이 때문에, 웨이퍼 상태에서의 열처리 횟수가 많은 문제점이 있었다.However, the IG treatment method is a pretreatment for generating an IG source, and requires a step of introducing oxygen precipitation nuclei into the wafer by maintaining the silicon wafer immediately after grinding and polishing at 500 to 800 ° C. for 0.5 to 20 hours, and further rapidly. After heating, heat treatment for growing oxygen precipitated nuclei in the wafer into BMD was required. For this reason, there existed a problem that the frequency | count of heat processing in a wafer state has many.

본 발명의 제1 목적은 종래의 OSF 출현 열처리를 했을 때에 웨이퍼 중심부에 OSF가 모여 나타나는 웨이퍼를 사용하더라도, 이 열산화에 의해 OSF가 발생하지 않으며, COP가 없는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공하는 것이다.A first object of the present invention is to provide a heat treatment method for a silicon wafer without COP, which does not generate OSF due to thermal oxidation, even when a wafer in which OSFs are collected at the center of a wafer when a conventional OSF appearance heat treatment is used. .

본 발명의 제2의 목적은 웨이퍼의 모든 면에서 산소 석출이 균일하게 이루어지고, 웨이퍼의 테두리부 및 웨이퍼 중심부와의 사이에서 편차가 없는 균일한 게터링 효과가 얻어지는, 폴리실리콘층이 부착된 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is silicon with a polysilicon layer, in which the deposition of oxygen is uniform on all sides of the wafer and a uniform gettering effect is obtained without variation between the edge of the wafer and the center of the wafer. It is to provide a wafer and a method of manufacturing the same.

본 발명의 제3의 목적은 영역 [Pv]과 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지는, 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼일지라도, 점결함의 응집체가 존재하지 않는 데 더하여 산소 석출핵을 충분히 발현하여 디바이스 제조 공정의 열처리에 의해 IG 효과를 발휘하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공하는 것이다.A third object of the present invention is a silicon wafer cut out from an ingot having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM), which consists of a mixed region of region [P v ] and region [P I ]. Even if the aggregate of point defects does not exist, an oxygen precipitation nucleus is fully expressed and the heat processing method of the silicon wafer which exhibits the IG effect by the heat processing of a device manufacturing process is provided.

본 발명의 제4의 목적은 산소 도너 킬러 처리 공정을 필요로 하지 않는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공하는 것이다.A fourth object of the present invention is to provide a heat treatment method for a silicon wafer that does not require an oxygen donor killer treatment step.

본 발명의 제5의 목적은 실리콘 웨이퍼 상태에서의 열처리 횟수가 적어도 되며, 950 ℃ 이하의 열처리로 높은 IG 효과를 발휘하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공하는 것이다.A fifth object of the present invention is to provide a heat treatment method for a silicon wafer which has a minimum number of heat treatments in a silicon wafer state and exhibits a high IG effect by heat treatment at 950 ° C. or lower.

본 발명의 제6의 목적은 이 방법으로 만들어진 높은 IG 효과를 발휘하는 실리콘 웨이퍼를 제공하는 것이다.A sixth object of the present invention is to provide a silicon wafer exhibiting a high IG effect made by this method.

본 발명의 제7의 목적은 이 높은 IG 효과를 발휘하는 실리콘 웨이퍼를 만들어 내는 실리콘 단결정 잉곳을 제공하는 것이다.A seventh object of the present invention is to provide a silicon single crystal ingot that produces a silicon wafer exhibiting this high IG effect.

도 1은 본 발명 제1 실시 형태의 보론코프 (Voronkov)의 이론을 바탕으로 한, V/G비와 간극형 점결함 농도 또는 격자간 실리콘형 점결함 농도의 관계를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the relationship between V / G ratio, gap type defect defect, or interstitial silicon type defect defect concentration based on the theory of Voronkov of 1st Embodiment of this invention.

도 2는 목적으로 하는 인상(引上) 속도 프로파일을 결정하기 위한 인상 속도의 변화를 나타내는 특성도.Fig. 2 is a characteristic diagram showing a change in pulling speed for determining a pulling speed profile of interest.

도 3은 본 발명 제1 실시 형태에 의한 기준 잉곳의 간극형 점결함이 우세한 영역, 격자간 실리콘형 점결함이 우세한 영역 및 퍼펙트 영역을 나타내는 X선 단층 촬영의 개략도.Fig. 3 is a schematic diagram of X-ray tomography showing a region where the gap type point defect of the reference ingot is predominant, the area where the lattice silicon type point defect is predominant and the perfect area according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 위치 P1에 대응하는 실리콘 웨이퍼 W1에 OSF가 출현하는 상황을 나타내는 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a situation in which OSF appears in a silicon wafer W 1 corresponding to the position P 1 in FIG. 3.

도 5는 도 3의 위치 P2에 대응하는 잉곳의 축 중심을 지나 축방향으로 자른 단면도.5 is a cross-sectional view cut axially past the axial center of the ingot corresponding to position P 2 of FIG. 3.

도 6은 도 3의 위치 P2에 대응하는 실리콘 웨이퍼 W2의 중심부에 OSF가 출현하는 상황을 나타내는 도면.FIG. 6 is a view showing a situation in which OSF appears in the center of the silicon wafer W 2 corresponding to the position P 2 of FIG. 3.

도 7는 본 발명 제2 및 3 실시 형태의 보론코프의 이론을 바탕으로 한, V/G비와 간극형 점결함 농도 또는 격자간 실리콘형 점결함 농도의 관계를 나타내는 도면.Fig. 7 shows the relationship between the V / G ratio and the interstitial point defect concentration or interstitial silicon type point defect concentration, based on the theory of the boronkov of the second and third embodiments of the present invention.

도 8은 본 발명 제2 및 3 실시 형태에 의한 기준 잉곳의 간극형 점결함이 우세한 영역, 격자간 실리콘형 점결함이 우세한 영역 및 퍼펙트 영역을 나타내는 X선 단층 촬영의 개략도.Fig. 8 is a schematic diagram of X-ray tomography showing a region where the gap type point defects prevail in the reference ingot, the area where the lattice silicon type point defects prevail, and the perfect area according to the second and third embodiments of the present invention.

도 9는 도 8의 위치 P3에 대응하는 실리콘 웨이퍼 W3의 평면도.9 is a plan view of a silicon wafer W 3 corresponding to position P 3 of FIG. 8.

도 10은 본 발명 제4 실시 형태에 의한 기준 잉곳의 간극형 점결함이 우세한 영역, 격자간 실리콘형 점결함이 우세한 영역 및 퍼펙트 영역을 나타내는 X선 단층 촬영의 개략도.Fig. 10 is a schematic diagram of an X-ray tomography showing a region where the gap type point defects of the reference ingot predominate, the area where the lattice silicon type point defects prevail, and the perfect area according to the fourth embodiment of the present invention.

도 11은 도 10의 위치 P1에 대응하는 실리콘 웨이퍼 W1에 OSF 링이 출현하는 상황을 나타내는 도면.FIG. 11 is a view showing a situation in which an OSF ring appears in a silicon wafer W 1 corresponding to position P 1 in FIG. 10.

도 12는 도 10의 위치 P2에 대응하는 잉곳의 축 중심을 지나 축방향으로 자른 단면도.12 is a cross-sectional view cut axially past the axis center of the ingot corresponding to position P 2 of FIG. 10.

도 13은 도 10의 위치 P2에 대응하는 실리콘 웨이퍼 W2의 중심부에 OSF가 출현하는 상황을 나타내는 도면.FIG. 13 is a view showing a situation in which OSF appears in the center of the silicon wafer W 2 corresponding to the position P 2 in FIG. 10.

도 14는 실시예 1 및 비교예 1의 각 실리콘 웨이퍼에 대하여 반도체 디바이스 공정의 열처리를 본 뜬 제1 열처리 전후에서의 웨이퍼면내의 △[Oi]의 상황을나타내는 도면.FIG. 14 is a diagram showing a situation of Δ [Oi] in the wafer surface before and after the first heat treatment, in which the heat treatment in the semiconductor device process is performed for each silicon wafer of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

도 15는 실시예 1 및 비교예 1의 각 실리콘 웨이퍼에 대하여 반도체 디바이스 공정의 열처리를 본 뜬 제2 열처리 전후에서의 웨이퍼면내의 △[Oi]의 상황을 나타내는 도면.Fig. 15 is a diagram showing a situation of Δ [Oi] in the wafer surface before and after the second heat treatment in which the silicon wafers of Example 1 and Comparative Example 1 are subjected to heat treatment in a semiconductor device process.

도 16a는 실시예 2의 웨이퍼 W3을 Fe 오염시키고, Fe를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 16A is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Fe contamination of the wafer W 3 of Example 2 and dispersion of Fe in the bulk; FIG.

도 16b는 실시예 2의 웨이퍼 W3을 Cr 오염시키고, Cr을 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.16B is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Cr contamination of the wafer W 3 of Example 2 and the dispersion of Cr into bulk;

도 16c는 실시예 2의 웨이퍼 W3을 Ni 오염시키고, Ni를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 16C is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Ni contamination of the wafer W 3 of Example 2 and dispersion of Ni in the bulk; FIG.

도 16d는 실시예 2의 웨이퍼 W3을 Cu 오염시키고, Cu를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.16D is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Cu contamination of the wafer W 3 of Example 2 and dispersion of Cu in the bulk;

도 17a는 비교예 2의 웨이퍼 W3을 Fe 오염시키고, Fe를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 17A is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Fe contamination of wafer W 3 of Comparative Example 2 and dispersion of Fe in bulk; FIG.

도 17b는 비교예 2의 웨이퍼 W3을 Cr 오염시키고, Cr을 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 17B is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Cr contamination of the wafer W 3 of Comparative Example 2 and dispersion of Cr into bulk; FIG.

도 17c는 비교예 2의 웨이퍼 W3을 Ni 오염시키고, Ni를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 17C is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Ni contamination of wafer W 3 of Comparative Example 2 and dispersion of Ni into bulk; FIG.

도 17d는 비교예 2의 웨이퍼 W3을 Cu 오염시키고, Cu를 벌크 속에 분산시킨 후 헤이즈의 유무를 나타내는 광학 현미경 사진도.FIG. 17D is an optical micrograph showing the presence or absence of haze after Cu contamination of wafer W 3 of Comparative Example 2 and dispersion of Cu in bulk; FIG.

도 18은 실시예 18의 가속 가열 후의 웨이퍼내의 산소 석출물(BMD)의 상황을 나타내는 현미경 사진도.18 is a micrograph showing the state of oxygen precipitates (BMD) in the wafer after accelerated heating in Example 18. FIG.

본 발명의 제1의 측면은, 웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)인 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층을 670 ℃±30 ℃의 온도에서 화학증착법에 의해 형성하는 공정과,상기 폴리실리콘층이 부착된 실리콘 웨이퍼를 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하는 공정을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법이다.The first aspect of the present invention is a back surface of a silicon wafer in which particles and intrusive potentials due to crystals do not occur in the wafer surface, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (old ASTM). Forming a polysilicon layer having a thickness of 0.1 to 1.6 μm by chemical vapor deposition at a temperature of 670 ° C. ± 30 ° C., and forming the silicon wafer with the polysilicon layer at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. under an oxygen atmosphere. A heat treatment method for a silicon wafer including the step of heat treatment for 5 hours and then heat treatment for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ° C ± 30 ° C.

상기 폴리실리콘층이 형성되지 않은 실리콘 웨이퍼는 상기와 같이 열처리되면 웨이퍼 중심부에는 OSF가 나타난다.When the silicon wafer in which the polysilicon layer is not formed is heat treated as described above, OSF appears in the center of the wafer.

본 발명의 제2의 측면은, 웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)이고, 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리한 후에 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 웨이퍼 중심부에 산화 유도 적층 결함이 나타나는 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층이 형성되어 있는 폴리실리콘층 부착 실리콘 웨이퍼이다.In the second aspect of the present invention, particles and interstitial dislocations due to crystals do not occur in the wafer surface, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (old ASTM), and under oxygen atmosphere After annealing for 2 to 5 hours at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C., and subsequently heat treating for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ° C. ± 30 ° C., a thickness of 0.1 to 1.6 μm on the back surface of the silicon wafer, in which an oxidation-induced lamination defect appears at the center of the wafer A silicon wafer with a polysilicon layer on which a polysilicon layer is formed.

본 발명의 제1 및 제2 측면에 관한 실리콘 웨이퍼는 그 중심부에 OSF가 나타나는 조건에서 CZ 법에 의해 만들어지는 웨이퍼로서, 그 중심부에서는 산소 석출핵을 비교적 많이 가지며, 그 이외의 부분에서는 산소 석출핵을 거의 갖지 않는다. 또 그 중심부 이외에서는 COP가 없다. 이 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 폴리실리콘층을 형성하면 CVD 과정에서 웨이퍼 전면에 BMD가 형성된다. 이 결과, 웨이퍼의 모든 면에서 산소 석출이 균일하게 이루어져 웨이퍼 중심부 및 그 이외의 부분 사이에서 편차가 없는 균일한 IG 효과를 발휘한다.The silicon wafers according to the first and second aspects of the present invention are wafers made by the CZ method under the condition that OSF appears in the center thereof, and the centers have a relatively large amount of oxygen precipitation nuclei, and in other parts, the oxygen precipitation nuclei. Rarely have There is no COP outside the center. When a polysilicon layer is formed on the back side of the silicon wafer, BMD is formed on the front side of the wafer during the CVD process. As a result, the deposition of oxygen is uniform on all the surfaces of the wafer, thereby exhibiting a uniform IG effect without variation between the center of the wafer and other portions.

본 발명의 제3의 측면은, 실리콘 단결정 잉곳내에서의 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [I]라 하고, 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [V]라 하며, 격자간 실리콘형 점결함의 응집체 및 간극형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 [P]라 하고, 상기 영역 [I]에 인접하며, 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 침입형 전위를 형성할 수 있는 최저의 격자간 실리콘 농도 미만의 영역을 [PI]라 하고, 상기 영역 [V]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 COP 또는 FPD를 형성할 수 있는 간극 농도 이하의 영역을 [Pv]라 할 때,In the third aspect of the present invention, the region where the interstitial silicon type defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot is referred to as [I], and the region in which the interstitial type defects predominantly exist is referred to as [V], and the lattice The perfect region in which the aggregates of interstitial silicon-type defects and the aggregates of gap type defects do not exist is called [P], adjacent to the region [I], and belonging to the perfect region [P] to form an invasive dislocation. A region below the lowest interstitial silicon concentration is referred to as [P I ], and a region below the gap concentration capable of forming COP or FPD adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] is [P v]. ]

상기 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 잉곳으로부터 잘라낸 점결함의 응집체가 존재하지 않는 실리콘 웨이퍼를 열처리하는 방법이다.It is a method of heat-processing the silicon wafer in which the aggregate of the point defects cut out from the ingot which consists of said perfect region [P] does not exist.

이 방법의 특징은, 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며, 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,This method is characterized by a silicon single crystal ingot with a mixed region of the region [P v ] and region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM). and,

상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 600 내지 850 ℃에서 30 내지 90 분간 유지하는 것이다.The silicon wafer cut out from the ingot is kept at 600 to 850 ° C. for 30 to 90 minutes under nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof.

본 발명의 제4의 측면은, 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며, 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,A fourth aspect of the present invention is a silicon single crystal composed of a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM). Raise the ingot,

상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 600 내지 850 ℃에서 120 내지 250 분간 유지하는 것이다.The silicon wafer cut out from the ingot is held at 600 to 850 ° C. for 120 to 250 minutes in an atmosphere of nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas thereof.

본 발명의 제5의 측면은, 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며, 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,A fifth aspect of the present invention is a silicon single crystal composed of a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM). Raise the ingot,

상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 실온에서 1150 내지 1200 ℃까지 10 내지 150 ℃/초의 승온 속도로 가열하고, 1150 내지 1200 ℃에서 0 내지 30 초간 유지하는 것이다.The silicon wafer cut out from the ingot was heated at a temperature rising rate of 10 to 150 ° C / sec from room temperature to 1150 to 1200 ° C under nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof, and held at 1150 to 1200 ° C for 0 to 30 seconds. It is.

본 발명의 제3 내지 제5의 측면에 관한 발명에서는 잉곳의 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 경우로서, 실리콘 웨이퍼가 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어질 때에는 이 잉곳에서 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 상기 조건에서 열처리하면, 결정 성장시에 산소 석출핵이 도입되지 않는 영역 [PI]에도 산소 석출핵이 발현되고, 동시에 결정 성장시에 산소 석출핵이 도입되어 있는 [Pv]에서는 그 산소 석출핵의 밀도가 높아진다. 따라서, 상기 열처리를 한 웨이퍼를 반도체 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공정에서 열처리하면, 상기 산소 석출핵이 BMD로 성장하여 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지는 웨이퍼라도 웨이퍼 전면에 걸쳐 IG 효과를 갖게 된다.In the invention according to the third to fifth aspects of the present invention, when the oxygen concentration of the ingot is 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM), the silicon wafer has a region [P v ] and a region [ When the silicon wafer cut out from this ingot is heat-treated under the above conditions when the mixed region of P I ] is formed, oxygen precipitated nuclei are expressed in the region [P I ] where oxygen precipitated nuclei are not introduced during crystal growth, and at the same time, In [P v ] in which the oxygen precipitation nuclei are introduced, the density of the oxygen precipitation nuclei increases. Therefore, when the wafer subjected to the heat treatment is subjected to heat treatment in a device manufacturing process of a semiconductor device manufacturer, the oxygen precipitate nuclei grow into BMD, and even a wafer including a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] is spread over the entire wafer surface. It has an IG effect.

본 발명의 제6의 측면은,실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 인상하는 공정과,열산화 처리를 했을 때에 웨이퍼 총면적의 25 % 이상에 산화 유도 적층 결함이 발생하며, 또한 전위 발생을 동반하지 않는 산소 석출물을 1×105내지 3×107개/㎤ 포함하는 실리콘 웨이퍼를 상기 잉곳으로부터 제작하는 공정과,상기 실리콘 웨이퍼를 실온에서 650 내지 950 ℃까지 10 ℃/분 이상의 승온 속도로 급속 가열하고, 0.5 내지 30 분간 유지하는 공정을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법이다.According to a sixth aspect of the present invention, an oxygen-induced lamination defect occurs at 25% or more of the total area of the wafer when the silicon single crystal ingot is pulled from the silicon melt, and the thermal oxidation treatment causes oxygen that does not cause dislocations. Manufacturing a silicon wafer containing precipitates from 1 × 10 5 to 3 × 10 7 / cm 3 from the ingot, and rapidly heating the silicon wafer from room temperature to 650 to 950 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min or more, It is a heat treatment method of a silicon wafer including the process hold | maintained for 0.5 to 30 minutes.

본 발명의 제6의 측면에 관한 방법에서는 웨이퍼가 되었을 때에 상기 비율로 존재하는 OSF 영역에 소정 밀도의 BMD를 포함하는 잉곳을 사용함으로써 종래의 웨이퍼내에 산소 석출핵을 도입하는 전 열처리 공정 및 산소 석출핵의 BMD로의 성장 공정이 불필요해져 잉곳으로부터 잘라내어 연삭 연마한 직후의 웨이퍼를 상기 조건에서 급속히 가열함으로써 높은 IG 효과를 발휘한다.In the method according to the sixth aspect of the present invention, a pre-heat treatment step for introducing oxygen precipitation nuclei into a conventional wafer and oxygen precipitation by using an ingot containing a BMD having a predetermined density in the OSF region present at the ratio when the wafer becomes a wafer The process of growing a nucleus into BMD is unnecessary, and a high IG effect is exerted by rapidly heating the wafer immediately after cutting out from the ingot and grinding and polishing.

[A] 본 발명의 제1 실시 형태[A] First embodiment of the present invention

본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태의 실리콘 웨이퍼는, CZ법에 의해 고온대역 노(爐)내의 실리콘 융액으로부터 잉곳을 보론코프(Voronkov)의 이론을 바탕으로 한 소정의 인상 속도 프로파일로 인상한 후, 이 잉곳을 잘라 제작된다.The silicon wafers of the first to fourth embodiments of the present invention are obtained by pulling ingots from a silicon melt in a high-temperature band furnace by a CZ method at a predetermined pulling speed profile based on the theory of Boronkov. Then, this ingot is cut and produced.

일반적으로 CZ법에 의해 고온대역 (hot zone) 노(爐)내의 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정의 잉곳을 인상한 경우는, 실리콘 단결정에서의 결함으로서 점결함(point defect)과 점결함의 응집체(agglomerates: 삼차원 결함)가 발생한다. 점결함은 간극형 점결함과 격자간 실리콘형 점결함이라는 두가지의 일반적인 형태가 있다. 간극형 점결함은 하나의 실리콘 원자가 실리콘 결정 격자에서 정상적인 위치의 하나로부터 이탈된 것이다. 이러한 간극이 간극형 점결함이 된다. 한편, 원자가 실리콘 결정의 격자점 이외의 위치(격자간 위치)에서 발견되면 이것이 격자간 실리콘형 점결함이 된다.In general, when a silicon single crystal ingot is pulled from a silicon melt in a hot zone furnace by the CZ method, agglomerates of point defects and point defects as defects in the silicon single crystal are three-dimensional defects. ) Occurs. There are two general types of point defects: gap point defects and interstitial silicon type point defects. Gap type defects are those in which one silicon atom deviates from one of its normal positions in the silicon crystal lattice. This gap becomes a gap type point defect. On the other hand, if atoms are found at positions other than the lattice points of the silicon crystals (inter-lattice positions), they become interstitial silicon type defects.

점결함은 일반적으로 실리콘 용융액(용융 실리콘)과 잉곳(고체상 실리콘) 사이의 접촉면에서 형성된다. 그러나, 잉곳을 지속적으로 인상함으로써 접촉면이던 부분은 인상과 동시에 냉각되기 시작한다. 냉각 동안, 간극형 점결함 또는 격자간 실리콘형 점결함은 각각 확산에 의해 서로 합병하여, 간극형 점결함의 응집체(vacancy agglomerates) 또는 격자간 실리콘형 점결함의 응집체(interstitial agglomerates)가 형성된다. 바꿔 말하면, 응집체는 점결함의 합병에 기인하여 발생하는 삼차원 구조이다.Point defects are generally formed at the contact surface between the silicon melt (melted silicon) and the ingot (solid silicon). However, by continuously pulling the ingot, the portion that was the contact surface begins to cool at the same time as the pull. During cooling, the interstitial agglomerates or interstitial silicon type defects merge with each other by diffusion, thereby forming vacancy agglomerates or interstitial agglomerates of interstitial silicon type defects. In other words, aggregates are three-dimensional structures that arise due to the merging of point defects.

간극형 점결함의 응집체는 전술한 COP 외에, LSTD(Laser Scattering Tomograph Defects) 또는 FPD(Flow Pattern Defects)라는 결함을 포함하며, 격자간 실리콘형 점결함의 응집체는 전술한 L/D라는 결함을 포함한다. FPD란, 잉곳을 잘라 제작된 실리콘 웨이퍼를 30 분간 무교반으로 세코 에칭(Secco etching, K2Cr2O7: 50 % HF: 순수한 물= 44 g: 2000 cc : 1000 cc의 혼합액에 의한 에칭) 했을 때에 나타나는 특이한 플로우 패턴을 나타내는 흔적의 근원이다. LSTD란, 실리콘 단결정내에 적외선을 조사했을 때에 실리콘과는 다른 굴절율을 가져 산란광을 발생하는 원인이다.In addition to the COP described above, the agglomerates of the gap type defects include defects called Laser Scattering Tomograph Defects (LSTD) or Flow Pattern Defects (FPD), and the agglomerates of interstitial silicon type defects include the defects described above L / D. FPD is a silicon wafer made by cutting an ingot without etching for 30 minutes by unstirring (Secco etching, K 2 Cr 2 O 7 : 50% HF: pure water = 44 g: 2000 cc: 1000 cc: mixed by a mixed solution) It is the source of traces that show the unusual flow pattern that appears. LSTD is a cause of scattered light having a refractive index different from that of silicon when irradiated with infrared rays in a silicon single crystal.

보론코프의 이론은, 결함의 수가 적은 고순도 잉곳을 성장시키기 위하여, 잉곳의 인상 속도를 V(mm/분), 고온대역 구조로 잉곳-실리콘 융액의 접촉면의 온도 구배를 G(℃/㎜)라 할 때, V/G(㎟/분·℃)을 제어하는 것이다. 이 이론에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, V/G를 가로 축으로 잡고, 간극형 점결함 농도와 격자간 실리콘형 점결함 농도를 동일한 세로 축으로 잡아, V/G와 점결함 농도와의 관계를 도식적으로 표현하여 간극 영역과 격자간 실리콘 영역의 경계가 V/G에 의해서 결정되는 것을 설명하고 있다. 보다 상세하게는, V/G 비가 임계점 이상에서는 간극형 점결함 농도가 우세한 잉곳이 형성되는 반면, V/G 비가 임계점 이하에서는 격자간 실리콘형 점결함 농도가 우세한 잉곳이 형성된다.Boronkov's theory is that in order to grow a high-purity ingot with a small number of defects, the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient of the contact surface of the ingot-silicon melt in a high temperature band structure is G (° C / mm). In this case, V / G (mm 2 / min · ° C.) is controlled. In this theory, as shown in Fig. 1, V / G is taken as the horizontal axis, and the gap type point defect concentration and the interstitial silicon type point defect concentration are set as the same longitudinal axis, and the relationship between V / G and the point defect concentration is shown schematically. In the description, the boundary between the gap region and the lattice silicon region is determined by V / G. More specifically, an ingot having a predominantly gap-type point defect concentration is formed at a V / G ratio above a critical point, while an ingot having a predominantly silicon-type point defect concentration between lattice is formed at a V / G ratio below a critical point.

제1 실시 형태의 소정의 인상 속도 프로파일은, 잉곳이 고온대역 노내의 실리콘 용융물로부터 인상할 때, 온도 구배에 대한 인상 속도의 비(V/G)가 격자간 실리콘형 점결함 응집체의 발생을 방지하는 제1 임계비((V/G)1)이상으로서, 간극형 점결함 응집체를 잉곳의 중앙에 있는 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역내로 제한하는 제2 임계비((V/G)2) 이하로 유지되도록 정해진다.The predetermined pulling rate profile of the first embodiment is such that the ratio (V / G) of the pulling rate to the temperature gradient prevents the occurrence of interstitial silicon type point defect agglomerates when the ingot is pulled from the silicon melt in the hot zone furnace. Above the first critical ratio (V / G) 1 , below the second critical ratio (V / G) 2 , which limits the interstitial point defect aggregates into the region where the interstitial point defects predominantly exist in the center of the ingot. Is determined to remain.

이 인상 속도의 프로파일은, 실험적으로 기준 잉곳을 축방향으로 자르거나,실험적으로 기준 잉곳을 웨이퍼로 자르거나 또는 이러한 기술을 조합함으로써, 시뮬레이션에 의해 상기 보론코프의 이론에 기초하여 결정된다. 즉 이 결정은, 시뮬레이션 후, 잉곳의 축 방향 조각 및 잘린 웨이퍼를 확인하고 다시 시뮬레이션를 반복함으로써 이루어진다. 시뮬레이션를 위하여 여러 종류의 인상 속도가 소정의 범위에서 결정되고, 여러 개의 기준 잉곳이 성장된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 시뮬레이션을 위한 인상 속도 프로파일은 1.2 mm/분과 같은 높은 인상 속도(a)로부터 0.5 mm/분의 낮은 인상 속도(c)로 조정되고, 이는 다시 높은 인상 속도(d)로 조정된다. 상기 낮은 인상 속도는 0.4 mm/분 또는 그 이하인 것도 있을 수 있으며, 인상 속도(b) 및 (d)에서의 변화는 선형적인 것이 바람직하다.The profile of this pulling speed is determined based on the theory of the Voronkov by simulation by experimentally cutting the reference ingot axially, experimentally cutting the reference ingot with a wafer, or by combining these techniques. In other words, this determination is made by checking the axial pieces of the ingot and the cut wafer after the simulation and repeating the simulation again. Various kinds of pulling speeds are determined in a predetermined range for the simulation, and several reference ingots are grown. As shown in Fig. 2, the pulling speed profile for the simulation is adjusted from a high pulling speed a, such as 1.2 mm / min, to a low pulling speed c of 0.5 mm / min, which in turn leads to a high pulling speed d. Adjusted. The low pulling speed may be 0.4 mm / min or less, and the change in the pulling speeds b and d is preferably linear.

다른 속도로 인상하여, 여러 개의 기준 잉곳은 각기 다른 축방향으로 잘린다. 최적의 V/G가 축 방향의 슬라이스, 웨이퍼의 확인 및 시뮬레이션 결과의 상관 관계로부터 결정되고, 계속해서 최적인 인상 속도 프로파일이 결정되며, 그 프로파일에서 잉곳이 제조된다. 실제의 인상 속도 프로파일은 목적으로 하는 잉곳의 직경, 사용되는 특정한 고온대역 노 및 실리콘 용융물의 품질 등을 포함하며, 이것으로 한정되지 않은 많은 변수에 의존한다.At different speeds, several reference ingots are cut in different axial directions. The optimal V / G is determined from the correlation of the axial slice, the identification of the wafer and the simulation result, and then the optimum pulling speed profile is determined, from which the ingot is produced. Actual pull rate profiles include, but are not limited to, the diameter of the target ingot, the particular hot band furnace used and the quality of the silicon melt, and the like, but not limited to this.

인상 속도를 서서히 저하시켜 V/G를 연속적으로 저하시켰을 때의 잉곳의 단면도를 그려 보면, 도 3으로 표시된다는 사실을 알 수 있다. 도 3에 있어서, [V]는 잉곳내에서의 간극형 점결함이 지배적이고 간극형 점결함의 응집체가 존재하는 영역을 나타내며, [I]는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적이고 격자간 실리콘형 점결함의 응집체가 존재하는 영역을 나타내며, [P]는 간극형 점결함의 응집체 및 격자간 실리콘형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 나타낸다.It can be seen that when the pulling speed is gradually lowered and the cross section of the ingot is drawn when the V / G is continuously lowered, it is shown in FIG. 3. In FIG. 3, [V] represents a region where the gap type point defects dominate in the ingot and agglomerates of the gap type point defects exist, and [I] indicates the aggregates of the lattice silicon type point defects and the interstitial silicon type point defects. Denotes a region in which P is present, and [P] denotes a perfect region in which the aggregate of gap type point defects and the aggregate of interstitial silicon type point defects do not exist.

또, COP 또는 L/D 등의 점결함의 응집체는 검출 방법에 의해서 검출 감도, 검출 하한값이 다른 값을 나타내는 수가 있다. 그 때문에, 본 명세서에 있어서, '점결함의 응집체가 존재하지 않는다'는 의미는, 거울면 가공된 실리콘 단결정을 무교반 세코 에칭을 실시한 후에 광학 현미경으로, 관찰 면적과 에칭 제거값의 곱을 검사 체적으로 하여 관찰하였을 때에, 플로우 패턴(간극형 결함) 및 전위 클러스터(격자간 실리콘형 점결함)의 각 응집체가 1×10-3㎤의 검사 체적에 대하여 1개 결함이 검출된 경우를 검출 하한값(1×103개/㎤)로 할 때, 점결함 응집체의 수가 상기 검출 하한값 이하인 것을 말한다.Moreover, the aggregate of point defects, such as COP or L / D, can show the value from which a detection sensitivity and a detection lower limit differ by a detection method. Therefore, in this specification, the meaning of "agglomerates of point defects does not exist" means that the product of the observation area and the etching removal value is measured by an optical microscope after unstirred saeco etching of the mirror-finished silicon single crystal. When observed, the lower limit value (1 ×) was detected in the case where one defect was detected for each of the aggregates of the flow pattern (gap defect) and dislocation cluster (silicon type interfacial lattice) at an inspection volume of 1 × 10 −3 cm 3. 10 3 pieces / cm 3), the number of the caking defect aggregates is less than or equal to the detection lower limit.

도 3에 나타내는 바와 같이, 잉곳의 축 방향 위치 P1은, 중앙에 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P2는 P1에 비하여 중앙에 작은 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P4는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 링 영역 및 중앙의 퍼펙트 영역을 포함한다. 또한 위치 P3은 중앙에 간극형 점결함도 없고, 테두리부에 격자간 실리콘형 점결함도 없으므로 모두 퍼펙트 영역이다.3, the axial position P 1 of the ingot, and the central region comprises a gap-type point defects exist dominantly. The position P 2 comprises a region in which a small gap type point defect predominantly exists in the center compared to P 1 . The position P 4 comprises a central perfect region and a ring region in which interstitial silicon type defects dominate. Further, the positions P 3 are all perfect regions because there are no gap type defects in the center and no lattice type silicon defects in the edge portion.

도 3로부터 명확한 바와 같이, 위치 P1에 대응한 웨이퍼 W1은 중앙에 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P2에 대응한 웨이퍼 W2는 웨이퍼 W1에 비해 중앙에 작은 면적으로 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P4에 대응한 웨이퍼 W4는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 링 및 중앙의 퍼펙트 영역을 포함한다. 또한 위치 P3에 대응한 웨이퍼 W3은 중앙에 간극형 점결함도 없고, 테두리부에 격자간 실리콘형 점결함도 없으므로 모두 퍼펙트 영역이다.As is apparent from FIG. 3, the wafer W 1 corresponding to the position P 1 includes a region where the gap type point defect predominantly exists in the center. The wafer W 2 corresponding to the position P 2 includes a region where the gap type point defects predominantly exist in a small area in the center of the wafer W 1 . Wafer W 4 corresponding to position P 4 includes a central perfect region and a ring in which interstitial silicon type defects predominantly exist. In addition, a wafer W 3 corresponding to the position P 3 is no gap-type point defects at the center, since there is also a silicon type point defects in the interstitial rim portion all perfect area.

이 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역의 퍼펙트 영역과 접하는 약간의 영역은, 웨이퍼면 내에서 COP도 L/D도 발생하지 않는 영역이다. 그러나 이 실리콘 웨이퍼에 대하여 종래의 OSF 출현 열처리에 따른 산소 분위기하의 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도 범위에서 1 내지 16 시간 열처리하면 OSF가 발생한다. 도 4에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 W1에서는 웨이퍼 반경의 1/2 부근에 OSF 링이 발생한다. 이 OSF 링으로 둘러싸여진 간극형 점결정이 지배적으로 존재하는 영역은 COP가 출현하는 경향이 있이다. 이에 대하여 웨이퍼 W2에서는 OSF는 링형이 되지 않고, 웨이퍼 중심부에만 발생한다. 제1 실시 형태에서 사용되는 실리콘 웨이퍼는 이 웨이퍼 W2이다. 즉, 제1 실시 형태의 실리콘 웨이퍼 W2는 도 5에 나타내는 바와 같이 OSF가 링 형태가 아니라, 중심부에만 출현하도록 선정하여 결정된 인상 속도 프로파일에서 성장한 잉곳을 잘라내어 제작된다. 도 6은 그 평면도이다. 이 실리콘 웨이퍼 W2에서는 OSF가 링형을 형성하지 않기 때문에 COP가 없다. 또 침입형 전위의 발생도 없다.Some of the areas in contact with the perfect areas of the areas where the gap type point defects predominantly exist are areas in which neither COP nor L / D occurs in the wafer surface. However, when the silicon wafer is heat-treated for 2 to 5 hours at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. under an oxygen atmosphere according to the conventional OSF appearance heat treatment, and subsequently heat-treated for 1 to 16 hours at a temperature range of 1130 ° C. ± 30 ° C., the OSF becomes Occurs. As shown in FIG. 4, in the wafer W 1 , an OSF ring is generated near half of the wafer radius. The predominantly located gap-type point crystal surrounded by the OSF ring tends to exhibit COP. In contrast, in the wafer W 2 , the OSF does not become ring-shaped, but only occurs in the center of the wafer. The silicon wafer used in the first embodiment is this wafer W 2 . That is, the first embodiment of a silicon wafer W 2 is produced to cut the ingot is grown at a pulling rate profile is determined as the OSF ring type, selected so that only the center appearance as shown in FIG. 6 is a plan view thereof. In this silicon wafer W 2 , since OSF does not form a ring shape, there is no COP. There is no occurrence of an invasive potential.

제1 실시 형태의 실리콘 웨이퍼는 또한 웨이퍼 중의 산소 농도가 제어된다. CZ법에서 고온대역 노내에 공급하는 아르곤의 유량, 실리콘 용융물을 저장하는 석영 도가니의 회전 속도, 고온대역 노내의 압력 등을 변경함으로써 웨이퍼 내의 산소 농도가 제어된다. 웨이퍼 내부의 산소 농도를 1.2×1018원자/㎤ 이하(구 ASTM)로 제어된다. 이 산소 농도로 만들기 위해서는 예를 들면 아르곤의 유량을 80 내지 150 리터/분, 실리콘 용융물을 저장하는 석영 도가니의 회전 속도를 4 내지 9 rpm, 고온대역 노내의 압력을 15 내지 60 Torr가 되도록 제어한다. 제1 실시 형태의 실리콘 웨이퍼가 그 산소 농도를 1.2×1018원자/㎤ 이하(구 ASTM)로 하는 것은 산소 석출핵의 석출 과다를 방지하기 위해서이다.In the silicon wafer of the first embodiment, the oxygen concentration in the wafer is also controlled. In the CZ method, the oxygen concentration in the wafer is controlled by changing the flow rate of argon supplied into the hot zone furnace, the rotational speed of the quartz crucible storing the silicon melt, the pressure in the hot zone furnace, and the like. The oxygen concentration inside the wafer is controlled to 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (formerly ASTM). In order to achieve this oxygen concentration, for example, the flow rate of argon is controlled to be 80 to 150 liters / minute, the rotation speed of the quartz crucible for storing the silicon melt is 4 to 9 rpm, and the pressure in the high temperature zone furnace is 15 to 60 Torr. . The silicon wafer of the first embodiment has an oxygen concentration of 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (formerly ASTM) in order to prevent excessive precipitation of oxygen precipitation nuclei.

상기 조건에서 인상된 잉곳을 잘라 제작된 실리콘 웨이퍼의 표면에는, CVD법에 의해 예를 들면 SiH4를 사용하여 670 ℃±30 ℃의 온도에서 폴리실리콘층이 두께 0.1 내지 1.6 ㎛로 형성된다. 폴리실리콘층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면 폴리실리콘층에 의한 효과가 떨어지고, 1.6 ㎛를 초과하면 생산성이 저하되는 문제점을 발생시킨다. 바람직하게는 1.0 내지 1.6 ㎛이다. 폴리실리콘층 형성 전에는 웨이퍼면 내에서 산소 농도가 균일하여도 웨이퍼 중심부에서 산소 석출이 일어나기 쉽고, 그 이외의 부분에서 산소 석출이 잘 되지 않았던 것이 폴리실리콘층을 형성함으로써 웨이퍼면 내에서의 산소 석출 상황이 균일화된다.On the surface of the silicon wafer cut out of the ingot pulled under the above conditions, a polysilicon layer was formed with a thickness of 0.1 to 1.6 mu m at a temperature of 670 ° C ± 30 ° C by, for example, SiH 4 by CVD. If the thickness of the polysilicon layer is less than 0.1 μm, the effect of the polysilicon layer is inferior. If the thickness of the polysilicon layer is more than 1.6 μm, the productivity is lowered. Preferably it is 1.0-1.6 micrometers. Even before the polysilicon layer was formed, even if the oxygen concentration was uniform in the wafer surface, oxygen precipitation was likely to occur at the center of the wafer, and oxygen precipitation was not well performed at other portions. Thus, the oxygen precipitation situation in the wafer surface was formed by forming the polysilicon layer. Is homogenized.

이에 따라, 반도체 디바이스 공정에서 상기 폴리실리콘층이 부착된 실리콘 웨이퍼를 열처리했을 때에 웨이퍼 중에 산소 석출핵이 존재하고 있어도 이 핵은 성장하지 않게 되고, 종래의 OSF 출현 열처리를 하여도 OSF가 발생하지 않게 된다.Accordingly, when the silicon wafer with the polysilicon layer is thermally treated in the semiconductor device process, even if oxygen precipitate nuclei exist in the wafer, the nuclei do not grow, and the OSF does not occur even when the conventional OSF appearance heat treatment is performed. do.

[B] 본 발명의 제2 실시 형태[B] Second Embodiment of the Present Invention

본 발명의 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 보론코프의 이론에 기초하여, 실리콘 융액으로부터 실리콘 잉곳이 인상된다. 본 발명 제2 실시 형태의 소정의 인상 속도 프로파일은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 잉곳이 고온대역 노내의 실리콘 용융물로부터 인상될 때, 온도 구배에 대한 인상 속도의 비(V/G)가 격자간 실리콘형 점결함의 응집체의 발생을 방지하는 제3 임계비((V/G)3) 이상으로서, 간극형 점결함의 응집체를 잉곳의 중앙에 있는 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역내로 제한하는 제4 임계비((V/G)4) 이하로 유지되도록 결정된다. 도 7에서, [I]는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적이고 격자간 실리콘형 점결함이 존재하는 영역((V/G)3이하)을 나타내며, [V]는 잉곳내에서의 간극형 점결함이 지배적이고 간극형 점결함의 응집체가 존재하는 영역((V/G)4이상)을 나타내며, [P]는 간극형 점결함의 응집체 및 격자간 실리콘형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역((V/G)3내지 (V/G)4)을 나타낸다. 영역 [P]에 인접하는 영역 [V]에는 OSF 핵을 형성하는 영역 [OSF]((V/G)4내지 (V/G)5)가 존재한다.In the second embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, the silicon ingot is pulled out of the silicon melt based on the theory of boronkop. As shown in Fig. 7, the predetermined pulling speed profile according to the second embodiment of the present invention shows that when the ingot is pulled from the silicon melt in the high temperature zone furnace, the ratio (V / G) of the pulling speed to the temperature gradient is between the lattice. A fourth threshold ratio ((V / G) 3 ) or more, which prevents the occurrence of agglomerates of silicon type defects, wherein the fourth limiting the agglomerates of the gap type defects into a region where the gap type defects in the center of the ingot predominantly exist; It is determined to remain below the threshold ratio (V / G) 4 . In Fig. 7, [I] denotes an area where interstitial silicon type defects are dominant and interstitial silicon type defects are present ((V / G) 3 or less), and [V] denotes a gap type defect in an ingot. And a region in which agglomerates of interstitial point defects are present ((V / G) 4 or more), and [P] indicates a perfect region ((V / G) in which agglomerates of interstitial point defects and agglomerates of interstitial silicon type point defects do not exist. ) 3 to (V / G) 4 ). In the region [V] adjacent to the region [P], there are regions [OSF] ((V / G) 4 to (V / G) 5 ) which form an OSF nucleus.

상기 퍼펙트 영역 [P]는 다시 영역 [PI]와 영역 [Pv]로 분류된다. [PI]는 V/G 비가 상기(V/G)3로부터 임계점까지의 영역이고, [Pv]는 V/G 비가 임계점에서 상기 (V/G)4까지의 영역이다. 즉, [PI]은 영역 [I]에 인접하며, 침입형 전위를 형성할 수 있는 최저의 격자간 실리콘형 점결함 농도 미만의 격자간 실리콘형 점결함 농도를 갖는 영역이고, [Pv]는 영역 [V]에 인접하며, OSF를 형성할 수 있는 최저의 간극형 점결함 농도 미만의 간극형 점결함 농도를 갖는 영역이다.The perfect region [P] is further classified into a region [P I ] and a region [P v ]. [P I ] is the area from the above (V / G) 3 to the critical point, and [Pv] is the area from the critical point to the above (V / G) 4 . That is, [P I ] is a region adjacent to the region [I] and having a lattice silicon type defect defect concentration below the lowest interstitial silicon type defect defect concentration capable of forming an invasive potential, and [Pv] is an area [ It is a region adjacent to V] and having a gap type defect defect concentration below the lowest gap type defect defect concentration capable of forming OSF.

인상 속도를 서서히 저하시켜 V/G를 연속적으로 저하시켰을 때의 잉곳의 단면도를 그려보면, 도 8에 표시되는 사실을 알 수 있다. 도 8에는 잉곳내에서의 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역이 [V], 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역이 [I], 및 간극형 점결함의 응집체 및 격자간 실리콘형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역이 [P]로서 각각 표시된다. 상술한 바와 같이 퍼펙트 영역 [P]는 다시 영역 [PI]와 영역 [Pv]로 분류된다. 영역 [Pv]는 퍼펙트 영역 [P] 중에서도 응집체가 되지 않는 간극형 점결함이 존재하는 영역이고, 영역 [PI]은 퍼펙트 영역 [P] 중에서도 응집체가 되지 않는 격자간 실리콘형 점결함이 존재하는 영역이다.Drawing the cross sectional view of the ingot when the pulling speed is gradually lowered and the V / G is continuously lowered, the fact shown in FIG. 8 is understood. Fig. 8 shows the region in which the interstitial point defects predominantly exist in the ingot [V], the region in which the interstitial silicon point defects predominantly exist [I], and the aggregates of the interstitial point defects and the interstitial silicon type point defects. Perfect regions where no aggregates are present are indicated as [P], respectively. As described above, the perfect area [P] is further classified into an area [P I ] and an area [P v ]. Region [Pv] is a region in which interstitial point defects do not become aggregated in the perfect region [P], and region [P I ] is a region in which lattice interstitial silicon defects do not form aggregates in the perfect region [P]. .

도 8에 나타내는 바와 같이, 잉곳의 축방향 위치 P1은 중앙에 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P4는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 링 영역 및 중앙의 퍼펙트 영역을 포함한다. 또 위치 P3은 제2 실시 형태와 관련되는 중앙에 간극형 점결함의 응집체도 없고, 테두리 부분에 격자간 실리콘형 점결함의 응집체도 없으므로 모두 퍼펙트 영역이다.As shown in Figure 8, the axial position of the ingot P 1 includes the area which is present in the predominant gap-type point defects at the center. The position P 4 comprises a central perfect region and a ring region in which interstitial silicon type defects dominate. In position P 3 is a second no aggregates of the gap-type point defects at the center according to the second embodiment, since there is also the aggregate of silicon type point defects in the interstitial rims of both the perfect area.

도 8에서 알 수 있듯이 위치 P1에 대응한 웨이퍼 W1은 중앙에 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함한다. 위치 P4에 대응한 웨이퍼 W4는 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 링 및 중앙의 퍼펙트 영역을 포함한다. 또 위치 P3에 대응한 웨이퍼 W3은 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼로서, 중앙에 간극형 점결함의 응집체도 없고, 테두리 부분에 격자간 실리콘형 점결함의 응집체도 없으므로 모두 퍼펙트 영역으로서, 영역 [PV]와 영역 [PI]가 혼재하는 영역이다. 이 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역의 퍼펙트 영역과 접하는 약간의 영역(도 7의 (V/G)4내지 (V/G)5)은 웨이퍼면 내에서 COP도 LD도 발생하지 않는 영역이다. 그러나, 이 실리콘 웨이퍼 W1에 대하여 종래의 OSF 출현 열처리에 따른 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 OSF가 발생한다. 제1 실시 형태에서 설명한 도 4에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 W1에서는, 웨이퍼 반경의 1/2 부근에 OSF 링이 발생한다. 이 OSF 링으로 둘러싸인 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역은 COP가 출현하는 경향이 있다.As can be seen in FIG. 8, the wafer W 1 corresponding to the position P 1 includes a region where a gap type point defect predominantly exists in the center. Wafer W 4 corresponding to position P 4 includes a central perfect region and a ring in which interstitial silicon type defects predominantly exist. In addition, the wafer W 3 corresponding to the position P 3 is the wafer according to the second embodiment, and there are no aggregates of interstitial point defects in the center, and there are no aggregates of interstitial silicon type defects in the edges, so all of them are perfect regions. V ] and the region [P I ] are mixed. Some regions ((V / G) 4 to (V / G) 5 in FIG. 7) in contact with the perfect region of the region where the gap type defect defect predominantly exist are regions in which neither COP nor LD occurs in the wafer surface. . However, the silicon wafer W 1 is heat-treated for 2 to 5 hours at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. under an oxygen atmosphere according to the conventional OSF appearance heat treatment, and then heat-treated for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ° C. ± 30 ° C. OSF occurs. As illustrated in FIG. 4 described in the first embodiment, in the wafer W 1 , an OSF ring is generated in the vicinity of half the wafer radius. The region where the gap type point defect surrounded by this OSF ring predominantly exists tends to exhibit COP.

제2 실시 형태의 실리콘 웨이퍼는 상술한 웨이퍼 W3으로서, 그 평면도는 도 9에 표시된다. 웨이퍼 W3은 제2 실시 형태의 열처리에 의해 이 웨이퍼 W3에 목적으로 하는 밀도 이상의 산소 석출핵을 발생시키기 때문에 그 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 것이 필요하다.The silicon wafer of the second embodiment is the above-described wafer W 3 , the plan view of which is shown in FIG. 9. Since the wafer W 3 generates oxygen precipitation nuclei having a desired density or higher on the wafer W 3 by the heat treatment of the second embodiment, the oxygen concentration is 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM). It is necessary.

이어서, 상기 실리콘 웨이퍼 W3의 열처리에 대하여 설명한다. 이 열처리는 웨이퍼 W3을 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 600 내지 850 ℃에서 30 내지 90 분간 유지하거나 600 내지 850 ℃에서 120 내지 250 분 유지함으로써 이루어진다. 가열은 600 내지 850 ℃로 유지된 열처리 노(爐)에 웨이퍼를 50 내지 100 ℃/분의 속도로 도입하여 행하는 것이 바람직하다. 유지 온도가 600 ℃ 미만 또는 유지 시간이 30 분 미만인 경우에는 산소 석출핵이 충분히 증가되지 않아 반도체 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공정에서 열처리를 했을 때에 IG 효과를 발휘시키는 데 필요한 BMD 밀도가 얻어지지 않는다. 유지 온도가 850 ℃를 초과하는 경우에는 영역 [PI]의 산소 석출핵 밀도가 낮기 때문에 디바이스 제조 공정에서 열처리를 했을 때에 IG 효과를 나타내는 데 필요한 BMD 밀도가 얻어지지 않는다. 유지 온도가 600 내지 850 ℃이고 유지 시간이 90 분 초과 120 분 미만인 경우에는 산소 삭출핵 형성에 따른 격자간형 점결함의 과다에 의해 산소 석출핵의 석출량의 억제를 발생시킨다. 유지 시간이 250 분 이상이면 생산성이 저하된다.Next, the heat treatment of the silicon wafer W 3 will be described. This heat treatment is performed by maintaining the wafer W 3 for 30 to 90 minutes at 600 to 850 ° C. or 120 to 250 minutes at 600 to 850 ° C. under nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof. The heating is preferably performed by introducing the wafer into a heat treatment furnace maintained at 600 to 850 ° C. at a rate of 50 to 100 ° C./min. If the holding temperature is less than 600 ° C. or the holding time is less than 30 minutes, the oxygen precipitation nuclei are not sufficiently increased, and the BMD density necessary for exerting the IG effect is not obtained when heat treatment is performed in the device manufacturing process of the semiconductor device manufacturer. When the holding temperature exceeds 850 ° C., the density of oxygen precipitation nuclei in the region [P I ] is low, so that the BMD density necessary for exhibiting the IG effect is not obtained when the heat treatment is performed in the device manufacturing process. In the case where the holding temperature is 600 to 850 ° C. and the holding time is more than 90 minutes and less than 120 minutes, the excessive amount of interstitial lattice defects due to the formation of the oxygen cutting nuclei causes the suppression of the precipitation amount of the oxygen precipitation nuclei. Productivity will fall when holding time is 250 minutes or more.

이 열처리 조건은 웨이퍼의 뒷면에 CVD법으로 폴리실리콘층을 형성할 때의 열처리 조건(유지 온도 650 ℃±30 ℃, 유지 시간 5 내지 300 분)에 포함된다. 이 때문에 이 CVD법에 의해 웨이퍼 뒷면에 폴리실리콘층을 형성할 때에 상기 열처리 조건에 따라 행하면, 폴리실리콘층의 형성에 의해 본 발명 제2 실시 형태의 목적을달성할 수가 있다. 이 때의 폴리실리콘층의 두께는 0.1 내지 2.0 ㎛이다. 폴리실리콘층을 웨이퍼의 뒷면에 형성함으로써 폴리실리콘층과 접하는 웨이퍼 뒷면 근방에 산소 석출물이 더 한층 증대되게 된다. 또한, 이 웨이퍼의 형태는 폴리실리콘층을 그대로 잔존시켜도 좋고, 또는 불화수소산 및 질산의 혼합산을 물 또는 아세트산으로 희석한 산 에칭액, 또는 KOH 또는 NaOH를 물에 희석한 알칼리 에칭액에 의해 폴리실리콘층을 제거하여도 좋다.These heat treatment conditions are included in heat treatment conditions (holding temperature 650 ° C. ± 30 ° C., holding time 5 to 300 minutes) when the polysilicon layer is formed on the back surface of the wafer by CVD. Therefore, when the polysilicon layer is formed on the back surface of the wafer by the CVD method according to the heat treatment conditions, the object of the second embodiment of the present invention can be achieved by forming the polysilicon layer. The thickness of the polysilicon layer at this time is 0.1-2.0 micrometers. By forming the polysilicon layer on the back side of the wafer, the oxygen precipitates are further increased in the vicinity of the back side of the wafer in contact with the polysilicon layer. The wafer may be left in the polysilicon layer as it is, or the polysilicon layer may be an acid etchant obtained by diluting a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid with water or acetic acid, or an alkali etchant diluting KOH or NaOH in water. May be removed.

또한 상기 열처리를 행함으로써 웨이퍼 프로세스 중의 산소 도너 킬러 처리가 불필요해진다.In addition, by performing the heat treatment, the oxygen donor killer treatment in the wafer process is unnecessary.

[C] 본 발명의 제3 실시 형태[C] Third Embodiment of the Invention

본 발명의 제3 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 보론코프의 이론에 기초하여, 실리콘 융액으로부터 실리콘 잉곳이 인상된다. 본 발명 제3 실시 형태의 소정의 인상 속도 프로파일은 제2 실시 형태와 같다.In the third embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, the silicon ingot is pulled from the silicon melt based on the theory of the boron cope. The predetermined pulling speed profile of the third embodiment of the present invention is the same as that of the second embodiment.

제3 실시 형태의 실리콘 웨이퍼는 도 8 및 도 9에 나타낸 웨이퍼 W3이다. 웨이퍼 W3은 제3 실시 형태의 열처리에 의해 이 웨이퍼 W3에 목적으로 하는 밀도 이상의 산소 희석핵을 발생시키기 위하여, 그 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤ (구 ASTM)인 것이 필요하다.The silicon wafer of the third embodiment is a wafer W 3 shown in Figs. The wafer W 3 has an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (formerly ASTM) in order to generate an oxygen dilution nucleus having a desired density or higher on the wafer W 3 by the heat treatment of the third embodiment. It is necessary to be.

이 실리콘 웨이퍼 W3의 열처리는 웨이퍼 W3을 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에서 실온에서 1150 내지 1200 ℃까지 10 내지 150 ℃/초의 승온 속도로 가열하고, 1150 내지 1200 ℃에서 0 내지 30 초간 유지함으로써 이루어진다. 즉, 제3 실시 형태의 열처리는 급속 가열이다. 여기에서 유지 시간이 0초간이란, 승온만 행하고 유지하지 않는 것을 의미한다. 가열은 실온으로 유지된 열처리 노(爐), 또는 연속 운전의 경우에는 여열로 수백도로 되어 있는 열처리 노의 내부에 웨이퍼를 도입하고, 10 내지 150 ℃/초, 바람직하게는 50 내지 100 ℃/초의 속도로 1150 내지 1200 ℃까지 승온한다. 승온 속도가 10 ℃ 미만이면 산소 석출핵은 증가하지만, 처리 능력이 떨어져 실용적이지 않다. 또 1150 ℃ 미만이면, 산소 석출핵이 충분히 증가하지 않아 반도체 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공정에서 열처리를 했을 때에 IG 효과를 발휘하는 데 필요한 BMD 밀도가 얻어지지 않는다. 유지 온도가 1200 ℃를 초과하거나 유지 시간이 30 초를 초과하는 경우에는 슬립 (slip)이 발생하거나 열처리의 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다. 또, 승온 속도가 150 ℃/초를 초과하면 자중 응력 또는 면내 온도 분포의 편차에 의해 슬립이 발생하는 문제점이 생긴다.The heat treatment of the silicon wafer W 3 heats the wafer W 3 in a nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or mixed gas atmosphere at a temperature rising rate of 10 to 150 ° C./sec from room temperature to 1150 to 1200 ° C., at 1150 to 1200 ° C. By holding for 0 to 30 seconds. That is, the heat treatment of the third embodiment is rapid heating. Here, the holding time for 0 seconds means that only the temperature is raised but not maintained. The heat is introduced into a heat treatment furnace maintained at room temperature, or in the case of continuous operation, in the heat treatment furnace which is several hundreds of degrees in excess heat, and a wafer of 10 to 150 deg. C / sec, preferably 50 to 100 deg. C / sec. It heats up to 1150-1200 degreeC by speed. Oxygen precipitation nuclei increase when the temperature increase rate is less than 10 ° C., but the treatment ability is poor, which is not practical. Moreover, if it is less than 1150 degreeC, oxygen precipitation nuclei will not fully increase and the BMD density required for exposing IG effect will not be obtained when heat processing in the device manufacturing process of a semiconductor device manufacturer is carried out. If the holding temperature exceeds 1200 ° C. or the holding time exceeds 30 seconds, a slip occurs or the productivity of the heat treatment decreases. Moreover, when a temperature increase rate exceeds 150 degree-C / sec, a problem arises that a slip generate | occur | produces by self-weight stress or the deviation of in-plane temperature distribution.

또한 상기 열처리를 함으로써 웨이퍼 프로세스 중의 산소 도너 킬러 처리가 불필요해진다.Further, the heat treatment eliminates the need for the oxygen donor killer treatment in the wafer process.

[D] 본 발명의 제4 실시 형태[D] Fourth Embodiment of the Invention

본 발명의 제4 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 보론코프의 이론에 기초하여, 실리콘 융액으로부터 실리콘 잉곳이 인상된다. 본 발명 제4 실시 형태의 소정의 인상 속도 프로파일은 제1 실시 형태와 같다. 제4 실시 형태를 보다 잘 설명하기 위하여 도 3에 대응하는 도 10을 나타낸다. 도 10의 각 부호는 도 3의 각 부호에 대응한다. 제4 실시 형태의 특징은 위치 P2에 대응한 웨이퍼 W2가 웨이퍼 W1에 비하여 중앙에 웨이퍼 총면적의 1/2의 면적(50 %)에서 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 포함하는 것이다.In the fourth embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, the silicon ingot is pulled out of the silicon melt based on the theory of boronkop. The predetermined pulling speed profile of the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment. In order to better describe 4th embodiment, FIG. 10 corresponding to FIG. 3 is shown. Each code in FIG. 10 corresponds to each code in FIG. A feature of the fourth embodiment is that the wafer W 2 corresponding to the position P 2 includes an area where the gap type point defect predominantly exists at an area (50%) of half the total area of the wafer as compared to the wafer W 1 . .

이 간극형 점결점이 지배적으로 존재하는 영역의 퍼펙트 영역과 접하는 약간의 영역은 웨이퍼면 내에서 COP도 LD도 발생하지 않은 영역이다. 그러나, 이 실리콘 웨이퍼에 대하여 종래의 OSF 출현 열처리 방식에 따라 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 OSF가 발생한다. 도 11에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 W1에서는 웨이퍼의 테두리 부근에 OSF 링이 발생한다. 이 OSF 링으로 둘러싸인 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역은 COP가 출현하는 경향이 있다. 이에 대하여 웨이퍼 W2에서는 OSF는 링 형태가 되지 않고, 웨이퍼 중심부에만 디스크 모양으로 발생한다. 제4 실시 형태에서 사용되는 실리콘 웨이퍼는 이 웨이퍼 W2이고, 웨이퍼 총면적의 25 % 이상에 OSF가 발생한다. OSF가 웨이퍼 총면적의 25 % 미만이면 BMD의 발생 영역이 좁아 IG 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 바람직하게는 50 내지 80 %이다.Some of the areas in contact with the perfect areas of the areas where the gap point defects predominantly exist are areas in which neither COP nor LD occurs in the wafer surface. However, according to the conventional OSF appearance heat treatment method, the silicon wafer is heat-treated at an temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C. for 2 to 5 hours, and subsequently heat-treated at 1130 ° C. ± 30 ° C. for 1 to 16 hours. Occurs. As shown in FIG. 11, in the wafer W 1 , an OSF ring is generated near the edge of the wafer. The region where the gap type point defect surrounded by this OSF ring predominantly exists tends to exhibit COP. On the other hand, in the wafer W 2 , the OSF does not have a ring shape, but only occurs in a disk shape at the center of the wafer. The silicon wafer used in the fourth embodiment is this wafer W 2 , and OSF is generated in 25% or more of the total wafer area. If the OSF is less than 25% of the total wafer area, the generation area of the BMD is narrow and the IG effect is not sufficiently exhibited. Preferably it is 50 to 80%.

제4 실시 형태의 실리콘 웨이퍼 W2는 도 12에 나타내는 바와 같이, OSF가 링 형태가 아니라 중심부에 나타나도록 선정하여 결정된 인상 속도 프로파일에서 성장한 잉곳을 잘라 제작된다. 도 13은 그 평면도이다. 이 실리콘 웨이퍼 W2에서는OSF가 링 형태를 형성하지 않기 때문에 COP가 없다. 또 LD(침입형 전위)의 발생도 없다. 본 발명의 실리콘 웨이퍼 W2를 만들어내는 잉곳은 전위 발생을 수반하지 않는 BMD를 1×105내지 3×107개/㎠의 비율로 포함한다. 이 때문에 특개평8-45945호 공보에 개시된 바와 같이 급속 가열 전에 웨이퍼의 상태로 500 내지 800 ℃의 비교적 저온에서 0.5 내지 20 시간 유지하고, 웨이퍼내에 고밀도로 산소 석출핵을 도입하지 않아도 좋다. BMD 밀도가 1×105개/㎠ 미만이면 웨이퍼 상태에서 급속 가열을 행했을 때에 충분한 IG 효과를 얻기 어렵다. 또 3×107개/㎠는 OSF 영역에 발생할 수 있는 최대의 BMD 밀도이다.Fourth Embodiment As shown in the silicon wafer W 2 is 12, and is cut making an ingot grown at a pulling rate profile as determined by the OSF selected to appear in the center, rather than a ring shape. Fig. 13 is a plan view thereof. In this silicon wafer W 2 , since the OSF does not form a ring shape, there is no COP. Also, there is no occurrence of LD (intercalation potential). The ingot to produce a silicon wafer W 2 of the present invention includes the BMD is not accompanied by a potential generated at a rate of 1 × 10 5 to 3 × 10 7 gae / ㎠. For this reason, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-45945, it is not necessary to maintain the wafer state at a relatively low temperature of 500 to 800 ° C. for 0.5 to 20 hours before rapid heating and introduce oxygen precipitate nuclei into the wafer at high density. When the BMD density is less than 1 × 10 5 / cm 2, sufficient IG effect is hardly obtained when rapid heating is performed in a wafer state. 3 × 10 7 cells / cm 2 is the maximum BMD density that can occur in the OSF region.

제4 실시 형태의 가열 방법은, 전위 발생을 수반하지 않는 BMD를 상기 비율로 포함하는 실온의 실리콘 웨이퍼를 650 내지 950 ℃의 온도로 가열한 노에 재빨리 넣는 방법이 바람직하다. 또한, 전위 발생을 수반하지 않는 BMD를 상기 비율로 포함하는 실온의 실리콘 웨이퍼를 고열 발생 가능한 램프를 사용한 고속 가열 노내에 배치하고, 램프 스위치를 켜서 가열을 개시하여 650 내지 950 ℃의 온도로 급속히 가열시키는 방법도 이용할 수 있다. 즉, 제4 실시 형태의 열처리도 급속 가열이다. 제4 실시 형태에서의 급속 가열이란, 10 ℃/분 이상, 바람직하게는 30 ℃/분 이상의 승온 속도로 열처리하는 것을 말한다. 램프 광조사로 급속 가열하는 경우에는 웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있기 때문에 미리 가열한 노에 넣는 경우와 비교하여 웨이퍼가 보다 휘기 어렵다는 이점이 있다. 급속 가열하여 도달하는 최종 온도가 650 ℃ 미만이면 웨이퍼 표면 근방에서의 BMD의 소멸이 불충분하여 DZ를 충분히 확보할 수 없다. 또, 950 ℃를 초과하면 웨이퍼 표면 근방의 BMD가 소멸하기 전에 전위가 발생하여 DZ를 충분히 확보할 수 없다. 바람직하게는 800 내지 900 ℃이다. 또 유지 시간이 0.5 분 미만이면 웨이퍼 표면에서의 BMD를 축소시키는 시간이 너무 짧아 웨이퍼 표면에서의 BMD의 소멸이 불충분하여 DZ를 충분히 확보할 수 없다. 또 30 분을 초과하면 필요 이상의 두께의 DZ가 얻어지며, 생산성에 악영향을 미친다. 이 때문에 유지 시간은 0.5 내지 30 분으로 정해진다. 바람직하게는 10 내지 30 분이다. 급속 가열은 질소 분위기 중, 산소 분위기 중 또는 대기중에서 이루어진다. 바람직하게는 질소 분위기에서 수행된다.As for the heating method of 4th Embodiment, the method of quickly putting the silicon wafer of room temperature containing BMD which does not involve dislocation generation in the said ratio in the furnace heated at the temperature of 650-950 degreeC is preferable. In addition, a silicon wafer at room temperature containing BMDs with no potential generation in the above ratio is placed in a high-speed heating furnace using a lamp capable of generating high heat, the lamp is turned on to start heating, and rapidly heated to a temperature of 650 to 950 ° C. It is also possible to use a method. That is, the heat treatment of the fourth embodiment is also rapid heating. Rapid heating in 4th Embodiment means heat processing at the temperature increase rate of 10 degreeC / min or more, Preferably it is 30 degreeC / min or more. In the case of rapid heating by lamp light irradiation, since the wafer can be heated uniformly, there is an advantage in that the wafer is more difficult to be bent as compared with the case where the wafer is heated in advance. If the final temperature reached by rapid heating is less than 650 DEG C, the disappearance of BMD in the vicinity of the wafer surface is insufficient, and DZ cannot be sufficiently secured. If the temperature exceeds 950 ° C, dislocations are generated before the BMD near the wafer surface disappears, so that DZ cannot be sufficiently secured. Preferably it is 800-900 degreeC. If the holding time is less than 0.5 minutes, the time for reducing the BMD on the wafer surface is too short, and the disappearance of the BMD on the wafer surface is insufficient, so that DZ cannot be sufficiently secured. Moreover, if it exceeds 30 minutes, DZ of thickness more than necessary will be obtained, and it will adversely affect productivity. For this reason, the holding time is set at 0.5 to 30 minutes. Preferably it is 10 to 30 minutes. Rapid heating takes place in a nitrogen atmosphere, in an oxygen atmosphere or in the atmosphere. It is preferably carried out in a nitrogen atmosphere.

이 급속 가열 후, 실리콘 웨이퍼를 실온까지 방치하여 냉각하면 웨이퍼 표면에서 1 내지 100 ㎛의 깊이에 걸쳐 DZ가 형성되고, 이 DZ보다 깊은 부분의 BMD 밀도가 1×105내지 3×107개/㎠인 IG 웨이퍼가 얻어진다.After the rapid heating, when the silicon wafer is left to cool to room temperature and cooled, DZ is formed on the surface of the wafer over a depth of 1 to 100 μm, and the BMD density of the portion deeper than this DZ is 1 × 10 5 to 3 × 10 7 / An IG wafer of cm 2 is obtained.

이어서, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명한다.Next, the Example of this invention is described with a comparative example.

<실시예 1><Example 1>

도 3에 나타내는 위치 P2에 대응하는 영역을 잉곳 전체 길이에 걸쳐 육성하 도록 잉곳을 인상하였다. 이 때 잉곳 중의 산소 농도를 억제하기 위하여 아르곤의 유량을 약 110 리터/분, 실리콘 용융물을 저장하는 석영 도가니의 회전 속도를 약 5 내지 10 rpm, 고온대역 노내의 압력을 약 60 Torr로 유지하였다. 이렇게 하여 인상된 잉곳으로부터 잘린 실리콘 웨이퍼를 래핑하여 모떼기 (chamfer) 가공을 실시한 후 화학 에칭 처리에 의해 웨이퍼 표면의 손상을 제거하고, 웨이퍼 뒷면에 CVD법에 의해 SiH4를 사용하여 680 ℃에서 1.5 ㎛의 두께로 폴리실리콘층을 형성하였다. 그 후, 거울면 연마함으로써 직경 8 인치, 두께 725 ㎛의 실리콘 웨이퍼를 준비하였다.The ingot was pulled up so that the area corresponding to the position P 2 shown in FIG. 3 was grown over the entire length of the ingot. At this time, in order to suppress the oxygen concentration in the ingot, the flow rate of the argon was about 110 liters / minute, the rotation speed of the quartz crucible storing the silicon melt was maintained at about 5 to 10 rpm, and the pressure in the hot zone furnace was about 60 Torr. In this way, the silicon wafers cut from the raised ingots are wrapped, subjected to chamfer processing, and then the surface of the wafer is removed by chemical etching, and SiH 4 is used on the back side of the wafer at 680 ° C. for 1.5 A polysilicon layer was formed to a thickness of 탆. Then, the silicon wafer of 8 inches in diameter and 725 micrometers in thickness was prepared by mirror-polishing.

<비교예 1>Comparative Example 1

폴리실리콘층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같은 실리콘 웨이퍼를 비교예 1이라 하였다.The same silicon wafer as in Example 1 was referred to as Comparative Example 1 except that no polysilicon layer was formed.

<비교 평가 1><Comparative Evaluation 1>

실시예 1의 실리콘 웨이퍼와 비교예 1의 실리콘 웨이퍼를 반도체 디바이스 공정에서의 열처리를 본 뜬 제1 열처리를 행하였다. 즉 이러한 웨이퍼를 산소 분위기하에 800 ℃의 온도에서 4 시간 열처리하고, 계속해서 1000 ℃의 온도에서 16 시간 열처리하였다. 이러한 실시예 1과 비교예 1의 웨이퍼 중심부로부터 테두리부까지에 걸친 웨이퍼 표면의 산소 농도를 푸우리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)에 의해 측정하였다. 열처리 전후의 산소 농도차인 △[Oi]를 도 14에 나타냈다.The silicon wafer of Example 1 and the silicon wafer of Comparative Example 1 were subjected to a first heat treatment in accordance with the heat treatment in a semiconductor device process. That is, the wafer was heat-treated at 800 ° C. for 4 hours in an oxygen atmosphere, and then heat-treated at 1000 ° C. for 16 hours. Oxygen concentration of the wafer surface from the center of the wafer to the edge portion of Example 1 and Comparative Example 1 was measured by Fuier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Δ [Oi], which is the oxygen concentration difference before and after the heat treatment, is shown in FIG. 14.

실시예 1의 별도의 실리콘 웨이퍼와 비교예 1의 별도의 실리콘 웨이퍼를 반도체 디바이스 공정에서의 열처리를 본 뜬 제2 열처리를 행하였다. 즉, 이러한 웨이퍼를 산소 분위기하에 700 ℃의 온도에서 8 시간 열처리하고, 계속해서 1000 ℃의 온도에서 12 시간 열처리하였다. 이러한 실시예 1과 비교예 1의 웨이퍼 중심부로부터 테두리부까지에 걸친 웨이퍼 표면의 산소 농도를 FT-IR에 의해 측정하였다. 열처리 전후의 산소 산소 농도차인 △[Oi]를 도 15에 나타냈다.The other silicon wafer of Example 1 and the other silicon wafer of Comparative Example 1 were subjected to a second heat treatment, which is modeled after the heat treatment in the semiconductor device process. That is, such a wafer was heat-treated at 700 ° C. for 8 hours in an oxygen atmosphere, and then heat-treated at 1000 ° C. for 12 hours. Oxygen concentrations of the wafer surface from the wafer center to the edge portion of these Example 1 and Comparative Example 1 were measured by FT-IR. Δ [Oi], which is the oxygen oxygen concentration difference before and after the heat treatment, is shown in FIG. 15.

도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 중심부로부터 40 ㎜까지 사이에서 비교예 1의 실리콘 웨이퍼의 열처리 전후의 산소 농도차 △[Oi]는 크게 변동하였는 데 반해, 실시예 1의 실리콘 웨이퍼의 열처리 전후의 산소 농도차 △[Oi]는 웨이퍼 중심부로부터 90 ㎜ 정도까지 사이에서 완만하게 감소할 뿐이고 웨이퍼면내에서 균일하였다.As shown in FIG. 14 and FIG. 15, the oxygen concentration difference Δ [Oi] before and after the heat treatment of the silicon wafer of Comparative Example 1 varied greatly from the center of the wafer to 40 mm, whereas the heat treatment of the silicon wafer of Example 1 The oxygen concentration difference [Delta] [Oi] before and after decreased only gently between about 90 mm from the center of the wafer and was uniform in the wafer surface.

또, 실시예 1의 또 다른 실리콘 웨이퍼와 비교예 1의 또 다른 실리콘 웨이퍼에 대하여 1000 ℃의 온도에서 4시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃의 온도에서 3 시간 열처리(열산화 처리)하여 육안으로 OSF가 나타나고 있는지 여부를 조사하였다. 그 결과, 비교예 1의 실리콘 웨이퍼가 웨이퍼 중심부에 희끄무레한 OSF가 출현하였다. 이에 대하여 실시예 1의 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼면 내에서 OSF는 출현하지 않았다.Further, another silicon wafer of Example 1 and another silicon wafer of Comparative Example 1 were heat-treated at a temperature of 1000 ° C. for 4 hours, and then heat-treated (thermal oxidation treatment) at 1130 ° C. for 3 hours to visually OSF. It was investigated whether or not was shown. As a result, a whitish OSF appeared in the center of the wafer of the silicon wafer of Comparative Example 1. In contrast, in the silicon wafer of Example 1, no OSF appeared in the wafer surface.

<실시예 2><Example 2>

실리콘 단결정 인상 장치를 사용하여 붕소(B)가 도핑된 직경 8 인치의 p형 실리콘 잉곳을 인상하였다. 이 잉곳은 직통부의 길이가 1200 ㎜, 직경 방위가 (100), 저항율이 약 10 Ω㎝, 산소 농도가 1.0×1018원자/ ㎤(구 ASTM)이었다. 잉곳은 인상시의 V/G를 0.24 ㎟/분 ℃에서 0.18 ㎟/분 ℃까지 연속적으로 감소시키면서 동일 조건에서 2개 육성하였다. 그 중의 1개의 잉곳은 도 8에 나타내는 바와 같이 인상 방향으로 잉곳 중심을 절단하고, 각 영역의 위치를 조사하여 다른 1개로부터 도 8의 P3에 대응하는 위치의 실리콘 웨이퍼 W3을 잘라내어 시편으로 삼았다. 이 예에서 시편 웨이퍼는 중심부에 영역 [PV]를 가지며, 그 주변에 영역 [PI]를 가지며, 다시 그 주변에 [PV]를 갖는 도 9에 나타내는 웨이퍼 W3이다.A silicon single crystal pulling apparatus was used to pull up a p-type silicon ingot of 8 inches in diameter doped with boron (B). The ingot had a length of 1200 mm in diameter, a diameter direction of (100), a resistivity of about 10 Ωcm, and an oxygen concentration of 1.0 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM). Two ingots were grown under the same conditions while continuously decreasing V / G from 0.24 mm 2 / min ° C to 0.18 mm 2 / min ° C. One ingot cuts the center of the ingot in the pulling direction as shown in FIG. 8, examines the position of each region, and cuts the silicon wafer W 3 at the position corresponding to P 3 of FIG. 8 from the other to the specimen. I made it. In this example, the specimen wafer is a wafer W 3 shown in FIG. 9 having a region [P V ] at its center, a region [P I ] at its periphery, and [P V ] at its periphery.

잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 이 웨이퍼 W3을 질소 분위기하에 650 ℃에서 30 분간 유지하는 열처리를 행하였다.The wafer W 3 cut out from the ingot and subjected to mirror polishing was subjected to a heat treatment for 30 minutes at 650 ° C. under a nitrogen atmosphere.

<실시예 3><Example 3>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 650 ℃, 유지 시간을 90 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 650 ° C and the holding time was 90 minutes.

<실시예 4><Example 4>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 650 ℃, 유지 시간을 120 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 650 ° C and the holding time was 120 minutes.

<실시예 5>Example 5

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 750 ℃, 유지 시간을 60 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 750 ° C and the holding time was 60 minutes.

<실시예 6><Example 6>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 750 ℃, 유지 시간을 90 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 750 ° C and the holding time was 90 minutes.

<실시예 7><Example 7>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 850 ℃, 유지 시간을 30 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 850 ° C and the holding time was 30 minutes.

<실시예 8><Example 8>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 850 ℃, 유지 시간을 120 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 850 ° C and the holding time was 120 minutes.

<비교예 2>Comparative Example 2

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리를 하지 않았다.The heat treatment of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 and mirror-polished was not performed.

<비교예 3>Comparative Example 3

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 650 ℃, 유지 시간을 100 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 650 ° C and the holding time was 100 minutes.

<비교예 4><Comparative Example 4>

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 750 ℃, 유지 시간을 20 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 750 ° C and the holding time was 20 minutes.

<비교예 5>Comparative Example 5

실시예 2와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 800 ℃, 유지 시간을 100 분으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 2 was 800 ° C and the holding time was 100 minutes.

<비교 평가 2><Comparative Evaluation 2>

실시예 2 내지 8 및 비교예 2 내지 5의 웨이퍼 W3를 각 4장 준비하고, 이들 4장의 웨이퍼 W3의 표면에 Fe, Cr, Ni, Cu의 금속 원소를 각각 포함하는 4 종류의 용액을 각각 적하하고, 스핀 코팅함으로써 4장의 웨이퍼 전면을 각각 Fe, Cr, Ni, Cu로 강제적으로 오염시켰다. 오염된 모든 웨이퍼 W3을 900 ℃에서 2시간 열처리한 후, 1000 ℃에서 0.5 시간, 다시 800 ℃에서 1.5 시간 열처리하여 각각의 금속 원소를 웨이퍼의 벌크 중에 분산시켰다. 이 오염 후의 열처리는 반도체 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공정의 열처리에 상응한다.Four wafers W 3 of Examples 2 to 8 and Comparative Examples 2 to 5 were prepared, and four kinds of solutions containing metal elements of Fe, Cr, Ni, and Cu, respectively, on the surfaces of these four wafers W 3 . By dropping and spin-coating respectively, the four wafer front surfaces were forcibly contaminated with Fe, Cr, Ni, and Cu, respectively. All the contaminated wafers W 3 were heat-treated at 900 ° C. for 2 hours, and then heat-treated at 1000 ° C. for 0.5 hours and again at 800 ° C. for 1.5 hours to disperse each metal element in the bulk of the wafer. The heat treatment after this contamination corresponds to the heat treatment of the device manufacturing process of the semiconductor device maker.

오염된 금속의 IG 효과를 확인하기 위하여 이들 웨이퍼를 세코 에칭 용액으로 두께 약 2 ㎛만 에칭하고, 집광등 아래에서 헤이즈 (haze)의 유무를 관찰하였다. 실시예 2 내지 8 및 비교예 2 내지 5의 헤이즈 유무의 상황을 표 1에 나타냈다. 또 실시예 2의 광학 현미경 사진을 도 16a 내지 도 16b에, 비교예 2의 광학 현미경 사진을 도 17a 내지 도 17b에 각각 나타냈다. 도 16a 및 도 17a는 Fe 오염된 실시예 2 및 비교예 2의 웨이퍼의 4 분의 1을 각각 나타냈다. 이하 마찬가지로 도 16b 및 도 17b는 Cr 오염, 도 16c 및 도 17c는 Ni 오염, 도 16d 및 도 17d는 Cu 오염된 실시예 2 및 비교예 2의 웨이퍼의 4분의 1을 각각 나타냈다.In order to confirm the IG effect of the contaminated metal, these wafers were etched only about 2 μm in thickness with a sachet etching solution, and the presence or absence of haze was observed under the light collecting lamp. The situation with or without the haze of Examples 2-8 and Comparative Examples 2-5 was shown in Table 1. Moreover, the optical micrograph of Example 2 was shown to FIG. 16A-FIG. 16B, and the optical micrograph of the comparative example 2 was shown to FIG. 17A-FIG. 17B, respectively. 16A and 17A show a quarter of the wafers of Fe-contaminated Example 2 and Comparative Example 2, respectively. Likewise, FIGS. 16B and 17B show Cr contamination, FIGS. 16C and 17C show Ni contamination, and FIGS. 16D and 17D show one-fourth the wafers of Example 2 and Comparative Example 2, respectively, which are Cu-contaminated.

열처리 조건Heat treatment condition 헤이즈 유무Haze presence 온도 (℃)Temperature (℃) 시간 (분)Time (min) 영역 (PV)Area (P V ) 영역(PI)Area P I 실시예 2Example 2 650650 3030 없음none 없음none 실시예 3Example 3 650650 9090 없음none 없음none 실시예 4Example 4 650650 210210 없음none 없음none 실시예 5Example 5 750750 6060 없음none 없음none 실시예 6Example 6 750750 9090 없음none 없음none 실시예 7Example 7 850850 3030 없음none 없음none 실시예 8Example 8 850850 120120 없음none 없음none 비교예 2Comparative Example 2 -- -- 없음none 있음has exist 비교예 3Comparative Example 3 650650 100100 없음none 있음has exist 비교예 4Comparative Example 4 750750 2020 없음none 있음has exist 비교예 5Comparative Example 5 800800 100100 없음none 있음has exist

표 1, 도 16a 내지 도 16d 및 도 17a 내지 도 17d에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 2 내지 5의 웨이퍼 영역 [PI]에만 헤이즈가 나타났다. 이것은 비교예 2 내지 5의 열처리 조건에서는 웨이퍼의 산소 석출핵 밀도가 낮기 때문에 오염 후의 열처리에 의해 IG 효과를 발휘하지 않기 때문이라고 생각된다. 이에 대하여 실시예 2 내지 8의 웨이퍼에서는 헤이즈가 나타나지 않고 영역 [PV] 및 [PI]의 전면에 걸쳐 산소 석출핵 밀도가 높아 IG 효과를 발휘하고 있다는 것을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1, FIGS. 16A to 16D, and FIGS. 17A to 17D, haze appeared only in the wafer region [P I ] of Comparative Examples 2 to 5. FIG. It is considered that this is because under the heat treatment conditions of Comparative Examples 2 to 5, the oxygen precipitation nuclei density of the wafer is low, so that the IG effect is not exerted by the heat treatment after contamination. On the other hand, it was found that the wafers of Examples 2 to 8 had no haze and high oxygen precipitation nuclei density over the entire areas [P V ] and [P I ], thereby exhibiting the IG effect.

<실시예 9>Example 9

실리콘 단결정 인상 장치를 사용하여 붕소(B)가 도핑된 직경 8 인치의 p형 실리콘 잉곳을 인상하였다. 이 잉곳은 직통부의 길이가 1200 ㎜, 직경 방위가 (100), 저항율이 약 10 Ω㎝, 산소 농도가 1.0×1018원자/ ㎤(구 ASTM)이었다. 잉곳은 인상시의 V/G를 0.24 ㎟/분 ℃에서 0.18 ㎟/분 ℃까지 연속적으로 감소시키면서 동일 조건에서 2개 육성하였다. 그 중의 1개의 잉곳은 도 8에 나타내는 바와 같이 인상 방향으로 잉곳을 절단하여 각 영역의 위치를 조사하고, 다른 1개로부터 도 8의 P3에 대응하는 위치의 실리콘 웨이퍼 W3을 잘라내어 시료로 삼았다. 이 예에서는 시료가 되는 웨이퍼는 중심부에 영역 [PV]를 가지며, 그 주변에 영역 [PI]를 가지며, 다시 그 주변에 [PV]를 갖는 도 9에 나타내는 웨이퍼 W3이다.A silicon single crystal pulling apparatus was used to pull up a p-type silicon ingot of 8 inches in diameter doped with boron (B). The ingot had a length of 1200 mm in diameter, a diameter direction of (100), a resistivity of about 10 Ωcm, and an oxygen concentration of 1.0 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM). Two ingots were grown under the same conditions while continuously decreasing V / G from 0.24 mm 2 / min ° C to 0.18 mm 2 / min ° C. As shown in FIG. 8, one of the ingots was cut in the ingot in the pulling direction to examine the position of each region, and the silicon wafer W 3 at the position corresponding to P 3 of FIG. 8 was cut out from the other one as a sample. . In this example, the wafer serving as the sample is a wafer W 3 shown in FIG. 9 having a region [P V ] at the center, a region [P I ] at the periphery thereof, and [P V ] at the periphery thereof.

잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 이 웨이퍼 W3을 질소 분위기의 실온에서 1150 ℃까지 약 50 ℃/초의 승온 속도로 가열하여 1150 ℃에서 유지하지 않고 열처리를 행하였다.By heating the wafer W 3 that is cut from the ingot surface mirror polished to about 50 ℃ / sec rate of temperature rise up to 1150 ℃ at room temperature in a nitrogen atmosphere, was subjected to heat treatment without maintaining at 1150 ℃.

<실시예 10><Example 10>

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 시간의 유지 시간을 5초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 1150 ℃에서 열처리하였다.The heat treatment was carried out at 1150 ° C. in the same manner as in Example 9 except that the holding time of the heat treatment time of the wafer W 3 cut out from the ingot same as that of Example 9 and mirror-polished was 5 seconds.

<실시예 11><Example 11>

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 시간의유지 시간을 30초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 1150 ℃에서 열처리하였다.The heat treatment was carried out at 1150 ° C. in the same manner as in Example 9 except that the holding time of the heat treatment time of the wafer W 3 cut out from the ingot same as that of Example 9 and mirror-polished was 30 seconds.

<실시예 12><Example 12>

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1200 ℃로 한 것 이외에는 1200 ℃로 유지하지 않고 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was carried out in the same manner as in Example 9, except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 was changed to 1200 ° C.

<실시예 13>Example 13

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 시간을 1200 ℃, 유지 시간을 5초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment time of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 and the mirror surface polishing was 1200 ° C. and the holding time was 5 seconds.

<실시예 14><Example 14>

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1200 ℃, 유지 시간을 30초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the ingot same as that of Example 9 was 1200 ° C and the holding time was 30 seconds.

<비교예 6>Comparative Example 6

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리를 하지 않았다.The heat treatment of the wafer W 3 which was cut out from the same ingot as in Example 9 and mirror-polished was not performed.

<비교예 7>Comparative Example 7

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1100 ℃, 유지 시간을 5초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 was 1100 ° C and the holding time was 5 seconds.

<비교예 8><Comparative Example 8>

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1100 ℃, 유지 시간을 30초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the ingot same as that of Example 9 was 1100 ° C and the holding time was 30 seconds.

<비교예 9>Comparative Example 9

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1100 ℃, 유지 시간을 60초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the ingot same as that of Example 9 was 1100 ° C and the holding time was 60 seconds.

<비교예 10>Comparative Example 10

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 시간을 60초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 1150 ℃에서 열처리하였다.The heat treatment was performed at 1150 ° C. in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment time of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 and mirror-polished was 60 seconds.

<비교예 11>Comparative Example 11

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1200 ℃, 유지 시간을 60초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 and the mirror surface polished was 1200 ° C and the holding time was 60 seconds.

<비교예 12>Comparative Example 12

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1250 ℃, 유지 시간을 5초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 was 1250 ° C and the holding time was 5 seconds.

<비교예 13>Comparative Example 13

실시예 9와 같은 잉곳에서 잘라내 거울면 연마한 웨이퍼 W3의 열처리 온도를 1250 ℃, 유지 시간을 30초로 한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 열처리하였다.The heat treatment was performed in the same manner as in Example 9 except that the heat treatment temperature of the wafer W 3 cut out from the same ingot as in Example 9 was 1250 ° C and the holding time was 30 seconds.

<비교 평가 3><Comparative Evaluation 3>

반도체 디바이스 메이커의 디바이스 제조 공정에서의 열처리를 본 떠 실시예 9 내지 14 및 비교예 6 내지 13의 웨이퍼를 각각 산소 분위기하의 800 ℃에서 4 시간 유지한 후, 산소 분위기의 1000 ℃에서 16시간 유지하는 열처리를 하였다. 열처리한 후, 각 웨이퍼를 쪼개고, 다시 웨이퍼 표면을 라이트(Wright) 에칭액으로 선택 에칭하고, 광학 현미경의 관찰에 의해 웨이퍼 표면에서 깊이 350 ㎛에서의 영역 [Pv] 및 영역 [P1]에 상당하는 부분의 BMD 면적 밀도 및 슬립 (slip)의 유무를 측정하였다. 이러한 결과를 표 2에 나타냈다.The wafers of Examples 9 to 14 and Comparative Examples 6 to 13 are each held at 800 ° C. under an oxygen atmosphere for 4 hours, and then held at 1000 ° C. for 16 hours in an oxygen atmosphere. Heat treatment was performed. After the heat treatment, each wafer was cleaved, and the wafer surface was again selectively etched with a bright etching solution and corresponded to an area [P v ] and an area [P 1 ] at a depth of 350 μm from the wafer surface by observation with an optical microscope. The BMD area density and the presence or absence of the slip of the part to be measured were measured. These results are shown in Table 2.

열처리 조건Heat treatment condition BMD 면적 밀도 (/㎠)BMD area density (/ ㎠) 슬립의 유무Whether slip 온도 (℃)Temperature (℃) 시간 (초)Time in seconds 영역 (PV)Area (P V ) 영역 (PI)Area P I 실시예 9Example 9 11501150 00 3.6 x 10⁴3.6 x 10⁴ 3.5 x 10⁴3.5 x 10⁴ 없음none 실시예 10Example 10 11501150 55 2.4 x 10⁴2.4 x 10⁴ 2.3 x 10⁴2.3 x 10⁴ 없음none 실시예 11Example 11 11501150 3030 1.2 x 10⁴1.2 x 10⁴ 1.0 x 10⁴1.0 x 10⁴ 없음none 실시예 12Example 12 12001200 00 532.0 x 10⁴532.0 x 10⁴ 411.0 x 10⁴411.0 x 10⁴ 없음none 실시예 13Example 13 12001200 55 412.0 x 10⁴412.0 x 10⁴ 356.0 x 10⁴356.0 x 10⁴ 없음none 실시예 14Example 14 12001200 3030 37.7 x 10⁴37.7 x 10⁴ 77.3 x 10⁴77.3 x 10⁴ 없음none 비교예 6Comparative Example 6 미처리Untreated 40.0 x 10⁴40.0 x 10⁴ 0.1 x 10⁴0.1 x 10⁴ 없음none 비교예 7Comparative Example 7 11001100 55 1.0 x 10⁴1.0 x 10⁴ 0.1 x 10⁴0.1 x 10⁴ 없음none 비교예 8Comparative Example 8 11001100 3030 2.2 x 10⁴2.2 x 10⁴ 0.1 x 10⁴0.1 x 10⁴ 없음none 비교예 9Comparative Example 9 11001100 6060 2.2 x 10⁴2.2 x 10⁴ 0.1 x 10⁴0.1 x 10⁴ 없음none 비교예 10Comparative Example 10 11501150 6060 0.5 x 10⁴0.5 x 10⁴ 0.1 x 10⁴0.1 x 10⁴ 있음has exist 비교예 11Comparative Example 11 12001200 6060 125.0 x 10⁴125.0 x 10⁴ 0.5 x 10⁴0.5 x 10⁴ 있음has exist 비교예 12Comparative Example 12 12501250 55 73.5 x 10⁴73.5 x 10⁴ 68.5 x 10⁴68.5 x 10⁴ 있음has exist 비교예 13Comparative Example 13 12501250 3030 65.4 x 10⁴65.4 x 10⁴ 58.8 x 10⁴58.8 x 10⁴ 있음has exist

표 2에서 밝혀진 바와 같이, 비교예 6 내지 11의 웨이퍼 영역 [PI]에 상당하는 부분에서는 그 BMD 면적 밀도가 IG 효과를 나타낸다는 BMD 면적 밀도(1×104개/㎠, 바람직하게는 2×104개/㎠)에 달하지 않았다. 또 비교예 12 및 13에 대해서는영역 [Pv] 및 영역 [P1]에 상당하는 부분의 BMD 면적 밀도가 2×104개/㎠를 초과하였으나 슬립이 발생하였다. 또한, 비교예 10 및 11의 웨이퍼도 슬립이 나타났다. 이에 반해 실시예 9, 10, 12 내지 14의 웨이퍼에서는 영역 [Pv] 및 영역 [P1]에 상당하는 부분의 BMD 면적 밀도가 2×104개/㎠를 초과하며, 슬립은 발생하지 않았다. 특히 실시예 12 내지 14의 웨이퍼에서는 보다 높은 BMD 면적 밀도가 얻어졌다. 또한 실시예 11의 웨이퍼에서는 BMD 면적 밀도가 2×104개/㎠보다 낮으나, 웨이퍼면내의 석출 분포가 균일하였다.As shown in Table 2, in the portion corresponding to the wafer region [P I ] in Comparative Examples 6 to 11, the BMD area density (1 × 10 4 pieces / cm 2, preferably 2) indicates that the BMD area density exhibits the IG effect. X10 4 pieces / cm 2). In Comparative Examples 12 and 13, although the BMD area density of the portions corresponding to the regions [P v ] and the regions [P 1 ] exceeded 2 × 10 4 pieces / cm 2, slip occurred. In addition, the wafers of Comparative Examples 10 and 11 also exhibited slip. In contrast, in the wafers of Examples 9, 10 and 12 to 14, the BMD area density of the portions corresponding to the regions [P v ] and the regions [P 1 ] exceeded 2 × 10 4 / cm 2, and no slip occurred. . In particular, higher BMD area densities were obtained with the wafers of Examples 12-14. Further, in the wafer of Example 11, the BMD area density was lower than 2 × 10 4 / cm 2, but the deposition distribution in the wafer surface was uniform.

<실시예 15><Example 15>

웨이퍼 상태에서 산소 분위기의 1000 ℃에서 2시간 열처리하고, 계속해서 1100 ℃의 온도에서 12 시간 열처리했을 때에 웨이퍼 총면적의 25 %에 OSF가 발생하도록 도 1에 나타낸 V/G가 임계점 이상의 (V/G)1이상 (V/G)2이하의 영역에서 실리콘 용융액에서 실리콘 단결정 잉곳을 인상하였다. 이 잉곳은 그 전체 길이가 도 10에 나타낸 위치 P2에 대응한다. 인상된 잉곳에서 슬라이스된 실리콘 웨이퍼를 래핑하고, 모떼기 가공을 실시한 후 화학 에칭 처리에 의해 웨이퍼 표면의 충격을 제거하여 거울면 웨이퍼를 얻었다.The V / G shown in FIG. 1 is greater than or equal to the threshold point so that OSF is generated at 25% of the total area of the wafer when heat-treated at 1000 ° C. in an oxygen atmosphere for 2 hours in a wafer state, and subsequently heat-treated at 12 ° C. for 12 hours. ) In the region of 1 or more (V / G) 2 or less, the silicon single crystal ingot was pulled up from the silicon melt. This ingot corresponds to the position P 2 whose total length is shown in FIG. The silicon wafer sliced in the ingot which was raised was wrapped, the chamfering process was performed, and the impact of the wafer surface was removed by chemical etching treatment to obtain a mirror surface wafer.

이 거울면 웨이퍼를 승온 속도 30 ℃/분으로 실온에서 850 ℃까지 승온하고, 5 분간 유지한 후 실온까지 방치하여 냉각하였다.This mirror surface wafer was heated up from room temperature to 850 degreeC at the temperature increase rate of 30 degree-C / min, hold | maintained for 5 minutes, and cooled to room temperature.

<실시예 16><Example 16>

웨이퍼 총면적의 50 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 것 이외에는 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 5 분간 가열하였다.A wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15, except that the ingot was raised to generate OSF in 50% of the total wafer area.

<실시예 17><Example 17>

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 0.5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 0.5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 18>Example 18

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 19>Example 19

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 10 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 10 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 20>Example 20

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 20 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 20 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 21>Example 21

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 30 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 30 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 22><Example 22>

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 700 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 700 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 23><Example 23>

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 800 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 800 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<실시예 24><Example 24>

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 950 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 950 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<비교예 14>Comparative Example 14

웨이퍼 총면적의 15 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 15% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<비교예 15>Comparative Example 15

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 640 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 640 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<비교예 16>Comparative Example 16

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 1000 ℃, 5 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 1000 ° C. for 5 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<비교예 17>Comparative Example 17

웨이퍼 총면적의 80 %에 OSF가 발생하도록 잉곳을 인상한 후 실시예 15와 동일하게 가공한 웨이퍼를 실시예 15와 같은 승온 속도로 850 ℃, 40 분간 가열하였다.After raising the ingot so that OSF was generated in 80% of the total wafer area, the wafer processed in the same manner as in Example 15 was heated at 850 ° C. for 40 minutes at the same heating rate as in Example 15.

<비교 평가 4><Comparative Evaluation 4>

실시예 15 내지 24 및 비교예 14 내지 17의 각 실리콘 웨이퍼를 쪼개고, 다시 웨이퍼 표면을 라이트(Wright) 에칭액으로 선택 에칭을 하고, 광학 현미경의 관찰에 의해 DZ의 폭과 웨이퍼 표면에서 깊이 250 ㎛에서의 BMD 밀도를 측정하였다. 이러한 결과를 표 3에 나타냈다. 또 실시예 18의 급속 가열 후의 웨이퍼내의 BMD를 50,000배로 확대한 현미경 사진을 도 18에 나타냈다.Each of the silicon wafers of Examples 15 to 24 and Comparative Examples 14 to 17 was cleaved, and the wafer surface was then selectively etched with a bright etching solution, and observed by an optical microscope at a width of DZ and a depth of 250 μm at the wafer surface. The BMD density of was measured. These results are shown in Table 3. Moreover, the microscope picture which expanded 50,000 times the BMD in the wafer after the rapid heating of Example 18 was shown in FIG.

OSF 영역의 총면역 비율(%)% Of total immunity in OSF sector IG 열처리 조건IG heat treatment condition BMD 밀도 (x106/㎤)BMD density (x10 6 / cm 3) DZ의 폭 (㎛)Width of DZ (μm) 온도 (℃)Temperature (℃) 시간 (분)Time (min) 실시예 15Example 15 2525 850850 55 2.62.6 4040 실시예 16Example 16 5050 850850 55 3.43.4 4040 실시예 17Example 17 8080 850850 0.50.5 10.010.0 1515 실시예 18Example 18 8080 850850 55 10.010.0 3535 실시예 19Example 19 8080 850850 1010 11.011.0 4545 실시예 20Example 20 8080 850850 2020 10.010.0 6565 실시예 21Example 21 8080 850850 3030 12.012.0 8585 실시예 22Example 22 8080 700700 55 23.023.0 2020 실시예 23Example 23 8080 800800 55 22.022.0 3535 실시예 24Example 24 8080 950950 55 24.024.0 5555 비교예 14Comparative Example 14 1515 850850 55 1.0 미만Less than 1.0 100 이상More than 100 비교예 15Comparative Example 15 8080 640640 55 20.020.0 00 비교예 16Comparative Example 16 8080 10001000 55 5.05.0 100 이상More than 100 비교예 17Comparative Example 17 8080 850850 4040 12.012.0 100 이상More than 100

표 3에서 밝혀졌듯이 IG 열처리 후에 비교예 14에서는 OSF 영역이 15 %로 너무 적기 때문에 BMD 밀도가 IG 효과를 발휘한다는 106/㎤ 대가 되지 않았다. 또 비교예 15에서는 열처리 온도가 640 ℃로 너무 낮기 때문에 웨이퍼 표면에 DZ를 형성할 수 없었다. 또 비교예 16에서는 열처리 온도가 1000 ℃로 너무 높기 때문에 필요 이상으로 폭 넓은 DZ가 형성되었다. 또한 비교예 17에서는 열처리 시간이 40 분으로 너무 길기 때문에 역시 필요 이상으로 폭 넓은 DZ가 형성되었다.As shown in Table 3, in Comparative Example 14 after the IG heat treatment, the OSF region was so small as 15% that the BMD density did not become 10 6 / cm 3, which shows the IG effect. In Comparative Example 15, DZ could not be formed on the wafer surface because the heat treatment temperature was too low at 640 ° C. In Comparative Example 16, since the heat treatment temperature was too high at 1000 ° C, a wider DZ was formed than necessary. In Comparative Example 17, since the heat treatment time was too long (40 minutes), too wide DZ was formed.

이에 대하여 실시예 15 내지 24의 실리콘 웨이퍼에서는 BMD 밀도가 IG 효과를 발휘한다는 106내지 107/㎤ 대를 나타냈다. 특히 OSF 영역이 80 %인 실시예 17 내지 22에서는 BMD 밀도는 107/㎤ 대이고, 그 중 열처리 시간이 10 내지 30 분인 실시예 19 내지 21 및 열처리 온도가 950 ℃인 실시예 24에서는 45 내지 85 ㎛의 폭 넓은 DZ가 얻어졌다.In contrast, the silicon wafers of Examples 15 to 24 exhibited a band of 10 6 to 10 7 / cm 3, in which the BMD density exhibits the IG effect. In particular, in Examples 17 to 22 having an OSF area of 80%, the BMD density was in the range of 10 7 / cm 3, among which Examples 19 to 21 having a heat treatment time of 10 to 30 minutes and Examples 24 to 45 in a heat treatment temperature of 950 ° C. A wide DZ of 85 μm was obtained.

또 도 18의 현미경 사진에 의해 급속 가열 처리 후의 웨이퍼 중에 존재하는BMD는 전위를 동반한다는 것을 알 수 있었다.Moreover, the micrograph of FIG. 18 showed that BMD which exists in the wafer after rapid heating process is accompanied by electric potential.

본 발명은 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법은 OSF를 발생시키는 열처리를 하여도 OSF 및 COP가 없고 웨이퍼의 모든 면에서 산소 석출이 균일하게 이루어져 웨이퍼 테두리부 및 웨이퍼 중심부 사이에서 편차가 없는 균일한 게터링 효과를 발휘한다.In the present invention, the heat treatment method of the silicon wafer has no OSF and COP even after heat treatment to generate OSF, and evenly precipitates oxygen on all sides of the wafer, thus providing a uniform gettering effect without deviation between the wafer edge and the center of the wafer. Exert.

Claims (12)

웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)이고, 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리한 후에 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 웨이퍼 중심부에 산화 유도 적층 결함이 나타나는 실리콘 웨이퍼를 준비하는 공정과,Particles and interstitial dislocations due to crystals do not occur in the wafer surface, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (old ASTM), and at an oxygen atmosphere of 1000 ° C. ± 30 ° C., 2 After the heat treatment for 5 hours to continue the heat treatment for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ℃ ± 30 ℃ to prepare a silicon wafer in which the oxidation induced lamination defect appears in the center of the wafer, 상기 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층을 670 ℃±30 ℃의 온도에서 화학증착법에 의해 형성하는 공정과,Forming a polysilicon layer having a thickness of 0.1 to 1.6 μm on the back side of the silicon wafer by chemical vapor deposition at a temperature of 670 ° C. ± 30 ° C., 상기 폴리실리콘층이 부착된 실리콘 웨이퍼를 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리하고, 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하는 공정Heat-treating the silicon wafer with the polysilicon layer under an oxygen atmosphere for 2 to 5 hours at a temperature of 1000 ° C. ± 30 ° C., and then for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ° C. ± 30 ° C. 을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.Heat treatment method of a silicon wafer comprising a. 웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)이고, 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리한 후에 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 웨이퍼 중심부에 산화 유도 적층 결함이 나타나는 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층이 형성되어 있는 폴리실리콘층 부착 실리콘 웨이퍼.Particles and interstitial dislocations due to crystals do not occur in the wafer surface, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (old ASTM), and at an oxygen atmosphere of 1000 ° C. ± 30 ° C., 2 After the heat treatment for 5 hours and then heat treatment for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ℃ ± 30 ℃ poly-silicon layer having a thickness of 0.1 to 1.6 ㎛ formed on the back surface of the silicon wafer where the oxidation induced lamination defects appear in the center of the wafer Silicon wafer with a silicon layer. 웨이퍼면 내에서 결정에 기인한 파티클 및 침입형 전위가 발생하지 않고, 산소 농도가 1.2×1018원자/㎤ 이하(구(舊) ASTM)이고, 산소 분위기하에 1000 ℃±30 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 열처리한 후에 계속해서 1130 ℃±30 ℃의 온도에서 1 내지 16 시간 열처리하면 웨이퍼 중심부에 산화 유도 적층 결함이 나타나는 실리콘 웨이퍼를 준비하는 공정과,Particles and interstitial dislocations due to crystals do not occur in the wafer surface, and the oxygen concentration is 1.2 × 10 18 atoms / cm 3 or less (old ASTM), and at an oxygen atmosphere of 1000 ° C. ± 30 ° C., 2 After the heat treatment for 5 hours to continue the heat treatment for 1 to 16 hours at a temperature of 1130 ℃ ± 30 ℃ to prepare a silicon wafer in which the oxidation induced lamination defect appears in the center of the wafer, 상기 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 두께 0.1 내지 1.6 ㎛의 폴리실리콘층을 화학증착법에 의해 형성하는 공정Forming a polysilicon layer having a thickness of 0.1 to 1.6 ㎛ on the back surface of the silicon wafer by chemical vapor deposition 을 포함하는 폴리실리콘층 부착 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.Method for producing a silicon wafer with a polysilicon layer comprising a. 실리콘 단결정 잉곳내에서의 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [I]라 하고, 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [V]라 하며, 격자간 실리콘형 점결함의 응집체 및 간극형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 [P]라 하고, 상기 영역 [I]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 침입형 전위를 형성할 수 있는 최저의 격자간 실리콘 농도 미만의 영역을 [PI]라 하고, 상기 영역 [V]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 COP 또는 FPD를 형성할 수 있는 간극 농도 이하의 영역을 [Pv]라 할 때,The region where the interstitial silicon type defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot is called [I], and the region where the interstitial type defects predominantly exist is called [V]. A perfect region where no aggregate of point defects is present is called [P], and a region below the lowest interstitial silicon concentration that is adjacent to the region [I] and belongs to the perfect region [P] to form an invasive dislocation. When [P I ] is called, [P v ] is a region below the gap concentration adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] to form COP or FPD. 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,A silicon single crystal ingot composed of a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM), 상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 600 내지 850 ℃에서 30 내지 90 분간 유지하는 것을 포함하는, 상기 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 잉곳으로부터 잘라낸, 점결함의 응집체가 존재하지 않는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.The silicon wafer cut out from the ingot is cut out from the ingot composed of the perfect region [P], which is maintained for 30 to 90 minutes at 600 to 850 ° C. under nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof. A method of heat treatment of a silicon wafer in which no aggregates exist. 제4항에 있어서, 열처리가 화학증착법에 의해 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 폴리실리콘층을 형성할 때의 열처리인 열처리 방법.The heat treatment method according to claim 4, wherein the heat treatment is a heat treatment at the time of forming a polysilicon layer on the back side of the silicon wafer by chemical vapor deposition. 실리콘 단결정 잉곳내에서의 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [I]라 하고, 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [V]라 하며, 격자간 실리콘형 점결함의 응집체 및 간극형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 [P]라 하고, 상기 영역 [I]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 침입형 전위를 형성할 수 있는 최저의 격자간 실리콘 농도 미만의 영역을 [PI]라 하고, 상기 영역 [V]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 COP 또는 FPD를 형성할 수 있는 간극 농도 이하의 영역을 [Pv]라 할 때,The region where the interstitial silicon type defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot is called [I], and the region where the interstitial type defects predominantly exist is called [V]. A perfect region where no aggregate of point defects is present is called [P], and a region below the lowest interstitial silicon concentration that is adjacent to the region [I] and belongs to the perfect region [P] to form an invasive dislocation. When [P I ] is called, [P v ] is a region below the gap concentration adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] to form COP or FPD. 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,A silicon single crystal ingot composed of a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM), 상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 600 내지 850 ℃에서 120 내지 250 분간 유지하는 것을 포함하는, 상기 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 잉곳으로부터 잘라낸, 점결함의 응집체가 존재하지 않는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.The silicon wafer cut out from the ingot is cut out from the ingot composed of the perfect region [P], which is maintained at 600 to 850 ° C. for 120 to 250 minutes in a nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or mixed gas atmosphere thereof. A method of heat treatment of a silicon wafer in which aggregates do not exist. 제6항에 있어서, 열처리가 화학증착법에 의해 실리콘 웨이퍼의 뒷면에 폴리실리콘층을 형성할 때의 열처리인 열처리 방법.The heat treatment method according to claim 6, wherein the heat treatment is a heat treatment at the time of forming a polysilicon layer on the back surface of the silicon wafer by chemical vapor deposition. 실리콘 단결정 잉곳내에서의 격자간 실리콘형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [I]라 하고, 간극형 점결함이 지배적으로 존재하는 영역을 [V]라 하며, 격자간 실리콘형 점결함의 응집체 및 간극형 점결함의 응집체가 존재하지 않는 퍼펙트 영역을 [P]라 하고, 상기 영역 [I]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 침입형 전위를 형성할 수 있는 최저의 격자간 실리콘 농도 미만의 영역을 [PI]라 하고, 상기 영역 [V]에 인접하며 상기 퍼펙트 영역 [P]에 속하여 COP 또는 FPD를 형성할 수 있는 간극 농도 이하의 영역을 [Pv]라 할 때,The region where the interstitial silicon type defects predominantly exist in the silicon single crystal ingot is called [I], and the region where the interstitial type defects predominantly exist is called [V]. A perfect region where no aggregate of point defects is present is called [P], and a region below the lowest interstitial silicon concentration that is adjacent to the region [I] and belongs to the perfect region [P] to form an invasive dislocation. When [P I ] is called, [P v ] is a region below the gap concentration adjacent to the region [V] and belonging to the perfect region [P] to form COP or FPD. 상기 영역 [Pv]와 영역 [PI]의 혼합 영역으로 이루어지며 산소 농도가 0.8×1018내지 1.4×1018원자/㎤(구 ASTM)인 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고,A silicon single crystal ingot composed of a mixed region of the region [P v ] and the region [P I ] and having an oxygen concentration of 0.8 × 10 18 to 1.4 × 10 18 atoms / cm 3 (old ASTM), 상기 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼를 질소, 아르곤, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 가스 분위기하에 실온에서 1150 내지 1200 ℃까지 10 내지 150 ℃/초의 승온 속도로 가열하고, 1150 내지 1200 ℃에서 0 내지 30 초간 유지하는 것을 포함하는, 상기 퍼펙트 영역 [P]로 이루어지는 잉곳으로부터 잘라낸, 점결함의 응집체가 존재하지 않는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.The silicon wafer cut out from the ingot was heated at a temperature rising rate of 10 to 150 ° C / sec from room temperature to 1150 to 1200 ° C under nitrogen, argon, hydrogen, oxygen or a mixed gas atmosphere thereof, and held at 1150 to 1200 ° C for 0 to 30 seconds. The method of heat-treating a silicon wafer which does not have an aggregate of point defects cut out from the ingot which consists of said perfect region [P] containing the thing. 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 인상하는 공정과,Pulling up the silicon single crystal ingot from the silicon melt; 열산화 처리를 했을 때에 웨이퍼 총면적의 25 % 이상에 산화 유도 적층 결함이 발생하며, 또한 전위 발생을 동반하지 않는 산소 석출물을 1×105내지 3×107개/㎤ 포함하는 실리콘 웨이퍼를 상기 잉곳으로부터 제작하는 공정과,Oxidation-induced lamination defects occur at 25% or more of the total wafer area during thermal oxidation, and ingots of silicon wafers containing 1 × 10 5 to 3 × 10 7 pieces / cm 3 of oxygen precipitates not accompanied by dislocations Manufacturing process from 상기 실리콘 웨이퍼를 실온에서 650 내지 950 ℃까지 10 ℃/분 이상의 승온 속도로 급속 가열하고, 0.5 내지 30 분간 유지하는 공정Rapid heating of the silicon wafer from room temperature to 650 to 950 ° C. at a rate of temperature rise of 10 ° C./min or more and holding for 0.5 to 30 minutes 을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.Heat treatment method of a silicon wafer comprising a. 제9항에 있어서, 실리콘 단결정 잉곳을, 실리콘 웨이퍼 상태에서 열산화 처리를 했을 때에 웨이퍼 총면적의 25 % 이상에 산화 유도 적층 결함이 발생하며, 전위 발생을 동반하지 않는 산소 석출물을 1×105내지 3×107개/㎤ 포함하도록 실리콘 용융액으로부터 인상하는 방법.10. The method according to claim 9, wherein when the silicon single crystal ingot is thermally oxidized in a silicon wafer state, an oxide-induced lamination defect occurs at 25% or more of the total area of the wafer, and an oxygen precipitate containing 1 to 10 5 to no dislocations is generated. Pulling from the silicon melt to contain 3 × 10 7 pieces / cm 3. 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 인상하고, 이 잉곳으로부터 제작된 실리콘 웨이퍼를 실온에서 650 내지 950 ℃까지 10 ℃/분 이상의 승온 속도로 급속 가열하고, 0.5 내지 30 분간 유지함으로써 제조된, 산소 석출물이 형성되지 않은 층이 웨이퍼 표면으로부터 1 내지 100 ㎛의 깊이에 걸쳐 형성되고, 상기 층보다 깊은 부분에 1×105내지 3×107개/㎤의 산소 석출물을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.Oxygen precipitate formed by pulling a silicon single crystal ingot from a silicon melt, rapidly heating a silicon wafer fabricated from this ingot at a temperature rising rate of 10 ° C./min or more from room temperature to 650 to 950 ° C., and holding for 0.5 to 30 minutes. Wherein the unused layer is formed over a depth of 1 to 100 μm from the wafer surface, and has an oxygen precipitate of 1 × 10 5 to 3 × 10 7 atoms / cm 3 at a portion deeper than the layer. 실리콘 웨이퍼 상태에서 열산화 처리를 했을 때에 웨이퍼 총면적의 25 % 이상에 산화 유도 적층 결함이 발생하며, 전위 발생을 동반하지 않는 산소 석출물을 1×105내지 3×107개/㎤ 포함하도록 실리콘 용융액으로부터 인상함으로써 제조된 실리콘 단결정 잉곳.Oxidation-induced lamination defects occur at 25% or more of the total wafer area when thermal oxidation is performed in a silicon wafer state, and the silicon melt contains 1 × 10 5 to 3 × 10 7 atoms / cm 3 without oxygen generation. Single crystal silicon ingot prepared by pulling from.
KR10-2000-0062133A 2000-10-21 2000-10-21 Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer KR100369767B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0062133A KR100369767B1 (en) 2000-10-21 2000-10-21 Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0062133A KR100369767B1 (en) 2000-10-21 2000-10-21 Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020031574A KR20020031574A (en) 2002-05-02
KR100369767B1 true KR100369767B1 (en) 2003-01-30

Family

ID=37479848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0062133A KR100369767B1 (en) 2000-10-21 2000-10-21 Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100369767B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4868880B2 (en) * 2006-02-15 2012-02-01 富士通株式会社 Silicon wafer processing method and wafer processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020031574A (en) 2002-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100369761B1 (en) Silicon Wafer and Heat Treatment Method of the Same
KR100581047B1 (en) Method for producing silicon single crystal wafer and silicon single crystal wafer
US6413310B1 (en) Method for producing silicon single crystal wafer and silicon single crystal wafer
US8529695B2 (en) Method for manufacturing a silicon wafer
KR20070075349A (en) Expitaxial wafer and method for production of epitaxial wafer
KR100971163B1 (en) Annealed wafer and annealed wafer manufacturing method
JP2001217251A (en) Method of heat-treating silicon wafer
JP3731417B2 (en) Method for producing silicon wafer free of agglomerates of point defects
JP4131077B2 (en) Silicon wafer manufacturing method
US6682597B2 (en) Silicon wafer, and heat treatment method of the same and the heat-treated silicon wafer
US6428619B1 (en) Silicon wafer, and heat treatment method of the same and the heat-treated silicon wafer
JP4107628B2 (en) Pre-heat treatment method for imparting IG effect to silicon wafer
KR100369767B1 (en) Silicon Wafer, Heat Treatment Method of the Same, and the Heat-treated Silicon Wafer
JP3903655B2 (en) IG processing method of silicon wafer
JP4089137B2 (en) Method for producing silicon single crystal and method for producing epitaxial wafer
JP3687403B2 (en) Silicon wafer
JP3855531B2 (en) Silicon wafer with polysilicon layer and method for manufacturing the same
JP4442955B2 (en) Epitaxial wafer manufacturing method
JP3687456B2 (en) Heat treatment method for imparting IG effect to silicon wafer and IG wafer imparted with IG effect by this method
JP2001102385A (en) Silicon wafer without aggregate of dot-like defect
JP2002134517A (en) Method for heat-treating silicon wafer
JP3855527B2 (en) Heat treatment method for silicon wafer
JP4259708B2 (en) Manufacturing method of SOI substrate
JP4003351B2 (en) IG processing method
JP4748178B2 (en) Method for producing silicon wafer free of agglomerates of point defects

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130110

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170106

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180105

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190107

Year of fee payment: 17