KR100822249B1 - 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법, 그리고 실리콘 단결정육성방법 - Google Patents
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Abstract
CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성할 때에, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하는 것과 함께, 탄소를 첨가하여 실리콘 단결정을 인상하는 실리콘 단결정 육성방법으로 한다.
실리콘 웨이퍼, 실리콘 단결정
Description
도 1 은 본 발명의 실리콘 단결정 제조방법을 실시하기에 적합한 CZ 인상로(引上爐)의 종단면도.
도 2 는 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 보다 작은 경우를 나타내는 도면.
도 3 은 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 큰 경우를 나타내는 도면.
도 4 는 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 큰 경우이면서, 또한 수소를 첨가한 경우를 나타내는 도면.
도 5 는 인상 속도와 OSF 링 직경의 관계에 미치는 결함 분포의 영향도를 나타내는 도표.
도 6 은 점결함 농도 및 각종 결함 영역의 발생 조건에 미치는 V/G 의 영향을 나타내는 도면으로서, 수소 첨가에 의한 결함 발생을 위한 임계 V/G 의 시프트를 나타내는 도면.
도 7 은 수소 첨가에 의한 인상 속도 영역의 변화를 나타내는 모식도.
도 8 은 각종 결함의 발생 영역을 V/G 와 수소 농도의 관계에 의해 나타내는 도면으로서, 수소 첨가에 의한 결함 발생을 위한 V/G 영역의 확대를 나타내는 도면.
도 9 는 결정 위치와 Grown-in 결함프리 영역이 얻어지는 인상 속도 범위 (마진) 와의 관계를 나타내는 도면.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-165489호
본 발명은, 반도체 디바이스의 소재인 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법, 그리고 실리콘 웨이퍼의 소재인 실리콘 단결정의 육성방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 에피택셜층을 성장시킨 경우에 발생하는 에피택셜 결함이 적은 웨이퍼를 제공할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본원은, 2005년 5월 25일에 출원된 일본국 특허출원 2005-152054호 및, 2005년 7월 13일에 출원된 일본국 특허출원 2005-204279호에 대하여 우선권을 주장하 며, 그들의 내용을 원용한다.
종래부터 저항률 0.025∼0.008Ω㎝ 의 p＋ 실리콘 단결정에 산화 분위기에서 고온 열처리를 실시하면, 링형상의 산화 유기 적층 결함 (ring likely distributed oxidation-induced stacking faults: 링 OSF) 영역이 결정 내부에 발생한다는 사실이 알려져 있다 (M.Shuren 등, High Purity Silicon Ⅳ, p132, Electrochemical Society (1996)). OSF 의 핵은 결정 육성시에 형성된 사이즈가 큰 산소 석출핵이다.
최근의 연구에 의해, 이러한 링 OSF 를 포함하는 p＋ 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시킨 p/p＋ 웨이퍼에서는, 웨이퍼의 OSF 링 위치에 해당하는 장소에서 에피택셜 결함이 발생하는 것이 밝혀졌다. 디바이스 활성 영역인 에피택셜층에 있어서의 적층 결함이나 전위 등의 에피택셜 결함은 디바이스 동작 불량의 원인이 되어, 양품 수율의 열화로 이어진다.
이 문제를 해결하기 위해, 종래에는, 고온 산화 처리를 실시한 경우에 링 OSF 가 발생하는 영역을 결정 중심에서 퇴축시킨 무결함 실리콘 단결정으로부터 절단된 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시키는 기술이 있었다 (예를 들어, 특허문헌 1).
그러나, 상기 특허문헌 1 에 기재되어 있는 기술에서는, 링 OSF 영역을 결정 중심으로 퇴축시키기 위해 인상 속도를 늦출 필요가 있어, 결정 제조시의 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다. 또한, 무결함 영역이 되는 인상 속도의 제어폭이 매우 좁아, 이 범위 내로 인상 속도를 제어하면서 단결정을 육성하기 위해서는 매우 치밀한 제어성이 요구된다.
본 발명의 목적은, 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 인 실리콘 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시킨 경우에 발생하는 에피택셜 결함이 적은 실리콘 웨이퍼를 생산성을 저하시키지 않고서 얻을 수 있는 실리콘 단결정의 육성방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 그와 같은 실리콘 단결정 육성방법에 의해 제조된 실리콘 단결정으로부터 얻어지는 고품질 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명은, 상기 서술한 p/p＋ 웨이퍼에 있어서의 에피택셜 결함에 관한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 저항률 0.025∼0.008Ω㎝ 의 실리콘 단결정으로부터 제작된 에피택셜 웨이퍼에 있어서도 에피택셜 결함의 발생이 없고, 또한 산소 석출물 밀도의 면내 균일성이 양호하며, IG 효과가 우수한 에피택셜 웨이퍼를 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실리콘 단결정 육성방법은 CZ (Czochralski) 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서, 단결정을 육성하는 불활성 분위기 가스 중에 수소를 첨가하고, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 단결정을 인상한다.
본 발명에서 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 인 p＋ 실리콘 단결정을 대상으로 하는 것은, 고속도, 고성능, 고밀도의 반도체 디바이스를 얻기 위한 실리콘 웨이퍼로서 필요한 성상이기 때문이다.
이러한 실리콘 단결정 육성방법에서는 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 실리콘 단결정을 인상하기 때문에, 수소를 함유하지 않은 불활성 분위기 중에서 실리콘 단결정을 인상하는 경우와 비교하여 실리콘 단결정 내부에 존재하는 OSF 링 영역의 폭이 매우 좁아진다. 웨이퍼의 OSF 링 위치에 해당하는 영역은 에피택셜 결함이 발생하는 영역이기 때문에, OSF 링의 폭이 매우 좁아지면 에피택셜 결함이 발생하는 영역이 매우 좁아진다. 따라서, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 실리콘 단결정을 인상함으로써, 에피택셜 결함이 적은 우수한 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 제공할 수 있다.
또한, 이러한 실리콘 단결정 육성방법에서는 실리콘 단결정 내부에 존재하는 OSF 링의 폭이 매우 좁아지기 때문에, 필요한 성상을 갖는 실리콘 단결정을 인상가능한 속도 범위를 확대할 수 있어, 결정 제조시의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실리콘 단결정 육성방법은 CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하는 것과 함께, 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상한다.
이러한 실리콘 단결정 육성방법에서는 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하기 때문에, 탄소를 첨가하지 않고 실리콘 단결정을 인상하는 경우와 비교하여, 실리콘 단결정으로부터 얻어진 웨이퍼에 에피택셜층을 형성했을 때, 웨이퍼의 OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 저감할 수 있다. 따라서, 에피택셜 결함이 적은 우수한 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 제공할 수 있다.
또한, 이러한 실리콘 단결정 육성방법에서는, OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 저감할 수 있기 때문에, 실리콘 단결정으로부터 제조되는 실리콘 웨이퍼의 품질을 저하시키지 않고서, 실리콘 단결정을 인상가능한 속도 범위를 확대할 수 있어, 결정 제조시의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실리콘 단결정 육성방법은, CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서, 단결정을 육성하는 불활성 분위기 가스 중에 수소를 첨가하고, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하는 것과 함께, 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상한다.
이러한 실리콘 단결정 육성방법에서는, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하기 때문에, 실리콘 단결정 내부에 존재하는 OSF 링 영역의 폭이 매우 좁아지는 효과와, 실리콘 단결정으로부터 얻어진 웨이퍼의, OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 저감하는 효과의 상승(相乘) 효과가 얻어진다.
이 때문에, 에피택셜 결함이 매우 적은 우수한 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 제공할 수 있다. 또한, 실리콘 단결정을 인상가능한 속도 범위를 보다 더 확대할 수 있어, 결정 제조시의 생산성을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실리콘 단결정 육성방법에 있어서는, 상기 불활성 분위기 중에서의 수소 첨가량이 3∼20체적% 의 범위인 방법으로 할 수 있다.
수소 첨가량이 부족하면 OSF 링 폭을 축소시켜서 임계 인상 속도를 올리는 효과가 불충분해지고, 수소 첨가량이 많으면 로 내로 공기가 리크되었을 때에 연소, 나아가 폭발을 일으킬 위험성이 생긴다. 이 때문에 수소 첨가량의 상한과 하한이 규정된다. 수소 첨가량의 하한은 0.1체적% 이상이 바람직하고, 3체적% 이상이 특히 바람직하다. 0.1% 이하이면 OSF 링 폭의 축소 효과가 거의 없고, 또한 3% 미만 0.1% 이상에서는 OSF 링 폭의 축소 효과는 어느 정도 있지만 충분하지 않다. 또, 수소 첨가량은 20체적% 이하가 바람직하다. 수소 농도 또는 후술하는 수소 가스 환산 농도가 50% (수소 분압으로 6.75kPa) 를 초과하면, CZ 로 내에 산소 리크가 생긴 경우 폭발 등의 위험성이 증가하기 때문에 안전상 바람직하지 못하다. 또한, 수소 농도 또는 수소 가스 환산 농도가 20% (수소 분압으로 2.7kPa) 를 초과하면, 폭발하지는 않지만 연소의 위험이 증가하기 때문에 바람직하지 못하다. 수소 농도가 20% 이하이면, 산소 리크 등이 발생한 경우에 예를 들어 로 내에서 연소가 발생하였다고 해도, 연소했을 때의 압력 변동이 1기압을 넘는 일이 없다. 이 때문에, 보다 바람직한 수소 함유 물질 (수소 가스) 의 농도는 3% 이상 20% 이하의 범위이고, 특히 바람직한 농도는 3%∼10% 의 범위이다.
상기 실리콘 단결정을 육성할 때의 분위기를 불활성 가스 중에 수소 함유 물질이 함유되어 이루어지는 수소 함유 분위기로 하고, 상기 수소 함유 분위기 중의 수소 함유 물질의 농도를 수소 가스 환산 농도로 3% 이상 20% 이하인 범위로 할 수 있다.
상기 수소 함유 물질이 수소 가스인 경우, 상기 수소 함유 분위기 중에서의 수소 가스 농도는 3% 이상 20% 이하이다.
여기서, 수소 함유 물질이란 수소 원자를 그 분자 중에 함유하는 물질로서, 실리콘 융액 중에 용해시켰을 때에 열분해되어, 실리콘 융액 중에 수소 원자를 공급할 수 있는 물질이다.
이 수소 함유 물질에는 수소 가스 자체도 포함된다. 이 수소 함유 물질을 불활성 가스에 혼합하여 실리콘 단결정 육성시의 분위기 중에 도입함으로써, 실리콘 융액 중의 수소 농도를 향상시킬 수 있다. 수소 함유 물질의 구체예로는, 수소 가스, H2O, HCl 등의 수소 원자를 함유하는 무기 화합물이나, 실란 가스, CH4, C2H2 등의 탄화수소, 알코올, 카르복실산 등의 수소 원자를 함유하는 유기 화합물을 예시할 수 있다. 수소 함유 물질로는 특히 수소 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 불활성 가스로는 저렴한 Ar 가스가 바람직하고, 이외에도 He, Ne, Kr, Xe 등의 각종 희가스 단체(單體), 또는 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.
수소 함유 분위기 중에서의 수소 함유 물질의 농도는, 수소 가스 환산 농도로 3% 이상 20% 이하인 범위이면 된다. 여기서, 수소 가스 환산 농도로 한 것은, 수소 함유 물질이 열분해되거나 하여 얻어지는 수소 원자의 양이 원래 수소 함유 물질에 함유된 수소 원자의 수량 등에 따라서 좌우되기 때문이다. 예를 들어, H2O 1몰에는 1몰 분의 H2 가 함유되지만, HCl 1몰에는 0.5몰 분의 H2 밖에 함유되지 않는다. 따라서 본 발명에 있어서는, 수소 가스가 3∼20% 의 농도로 불활성 가스 중에 도입되어 이루어지는 수소 함유 분위기를 기준으로 하여, 이 기준이 되는 분위기와 동등한 분위기가 얻어지도록 수소 함유 물질의 농도를 정하는 것이 바람직하다. 이 때의 바람직한 수소 함유 물질의 농도를 수소 가스 환산 농도로서 규정하면, 3% 이상 20% 이하가 된다.
즉, 수소 함유 물질이 실리콘 융액에 용해되고 고온의 실리콘 융액 중에서 열분해되어 수소 원자로 변환되었다고 가정한 다음, 변환 후의 분위기 중의 수소 가스 환산 농도가 3∼20% 의 범위가 되도록 수소 함유 물질의 첨가량을 조정하면 된다.
본 발명의 제조방법에 있어서는, 수소 가스 환산 농도로 3% 이상 20% 이하의 수소 함유 물질이 불활성 가스 중에 함유되어 이루어지는 수소 함유 분위기에서 실리콘 단결정을 형성함으로써, 수소 함유 물질에 유래하는 수소가 실리콘 융액에 녹아 들어가고, 다시 이 수소 원자가, 실리콘이 응고될 때에 실리콘의 격자 사이로 도입된다.
또, 불활성 분위기 중에 산소 가스 (O2) 가 존재하는 경우에는, 수소 분자 환산했을 때의 기체의 농도와 산소 가스 농도의 2배와의 농도차가 3체적% 이상인 농도에서 존재하면 된다. 수소 분자 환산했을 때의 수소 원자 함유 가스의 농도와 산소 가스 농도의 2배와의 농도차가 3체적% 미만이면, 실리콘 결정 중에 도입된 수소 원자에 의한 COP 및 전위 클러스터 등의 Grown-in 결함의 생성을 억제하는 효과가 얻어지지 않는다.
또한, 불활성 가스 중에서 불순물로서의 질소가 고농도가 되면 실리콘 결정 이 유전위화(有轉位化)되기 때문에, 통상적인 로 내압 1.33∼13.3kPa (10∼100Torr) 의 범위에서는 질소 농도는 20% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 수소 원자 함유 물질의 기체로서 수소 가스를 첨가하는 경우에는, 시판되고 있는 수소 가스 봄베, 수소 가스 저장 탱크, 수소 흡장 합금에 수소를 흡장시켜 수소 탱크 등으로부터 전용 배관을 통해 장치 내의 불활성 분위기에 공급할 수 있다.
또한, 상기한 실리콘 단결정 육성방법에 있어서는, 상기 탄소의 실리콘 단결정 중에서의 농도가 5×1015∼5×1017atoms/㎤ (ASTM F123-1981) 가 되도록 탄소를 첨가한 방법으로 해도 된다. 탄소 농도가 5×1015atoms/㎤ 미만이면, OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 저감하는 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 탄소 농도가 5×1017atoms/㎤ 를 초과하면, 실리콘 단결정 육성 중에 단결정이 유전위화될 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
탄소의 농도가 5×1015∼5×1017atoms/㎤ (ASTM F123-1981) 가 되도록 도펀트를 첨가함으로써, OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 한층 더 저감할 수 있어, 보다 에피택셜 결함이 적은 우수한 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 제공할 수 있다. 또한, 실리콘 단결정을 인상가능한 속도 범위를 보다 더 확대할 수 있어, 결정 제조시의 생산성을 한층 향상시킬 수 있다.
실리콘 단결정 중의 탄소 농도로는, 8×1015∼2×1017atoms/㎤ (ASTM F123- 1981) 가 되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실리콘 단결정 육성방법에 있어서는, 보론을 첨가함으로써 상기 저항률이 되도록 하는 방법으로 할 수 있다.
이러한 실리콘 단결정 육성방법으로 함으로써, 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되는 p＋ 실리콘 단결정을 용이하게 육성할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 실리콘 웨이퍼는, 상기 중 어느 하나에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해서 육성된 단결정으로부터 절단된다.
이러한 실리콘 웨이퍼로 함으로써, 에피택셜 결함이 매우 적고, 고품질이며 경제적인 실리콘 웨이퍼가 된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 실리콘 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시켜서 이루어지는 것으로 할 수 있다. 상기한 에피택셜층은 실리콘 에피택셜층으로 할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 웨이퍼에 있어서는, 산소 농도의 범위가 1×1018∼1.4×1018atoms/㎤ (ASTM F121-1979) 인 것으로 할 수 있다.
이러한 실리콘 웨이퍼로 함으로써, 게터링 (gettering) 성능을 충분히 확보할 수 있는 산소 석출물의 밀도가 얻어지고, 또, 충분한 웨이퍼 강도를 확보할 수 있는 우수한 웨이퍼가 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법은, 상기 중 어느 하나에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해 육성된 단결정으로부 터 실리콘 웨이퍼를 절단하는 공정과, 상기 실리콘 웨이퍼를 700℃∼900℃ 의 온도에서 30분∼4시간 어닐하는 어닐링 공정과, 상기 어닐링 공정 후의 상기 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 공정과, 상기 연마 공정 후의 상기 실리콘 웨이퍼의 표면에 에피택셜층을 성장시키는 에피택셜 공정을 구비한다. 여기서, 성장시키는 에피택셜층은 실리콘 에피택셜층으로 할 수 있다.
이러한 제조방법에서는, 실리콘 웨이퍼를 700℃∼900℃ 의 온도에서 30분∼4시간 어닐하는 어닐링 공정을 구비하고 있기 때문에, 실리콘 웨이퍼에 IG (Intrinsic Gettering: 내부 게터링) 효과를 부여할 수 있다. 어닐링 공정을 수반하지 않는 경우, 사이즈가 작은 산소 석출물은 에피택셜 공정의 고온에 의해 소멸된다. 상기 서술한 어닐링 공정을 실시함으로써, 도펀트 (B) 를 핵으로 한 작은 산소 석출핵의 성장이 촉진되기 때문에, 도펀트를 핵으로 하여 성장한 산소 석출핵이 에피택셜 공정에서 소멸되지 않고 잔류하여 산소 석출물 밀도를 증가시킬 수 있어, 게터링 효과의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 어닐링 공정은 연마 공정 전에 실시함으로써, 웨이퍼 지지체인 보트로부터의 흠집을 남기지 않도록 할 수 있다.
어닐링 공정의 조건은, 700℃ 미만의 온도로 한 경우나 30분 미만으로 한 경우, 산소 석출핵의 성장이 촉진되지 않아, 게터링 효과를 향상시키는 효과가 충분히 얻어지지 않을 가능성이 생기기 때문에 바람직하지 않다. 어닐링 온도를 900℃ 가 넘는 온도로 한 경우에는, 산소 석출핵의 성장 촉진 작용보다 석출핵의 소멸 작용이 커져 게터링 효과를 향상시킬 수 없다. 또한, 어닐링 공정이 4시간을 넘는 경우에는, 산소 석출 과다가 되어 에피택셜 결함을 유기(誘起)하기 쉬워지므로 바람직하지 않다. 이 어닐링 공정은, 산소 가스 또는 산소 가스와 불활성 가스 (Ar 가스 등) 의 혼합 가스 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다.
결정 육성시에 CZ 로 내에 Ar 가스를 도입하는 것은, CZ 로 내를 불활성 가스로 치환함으로써 CZ 로 부재로부터 결정에 도입되는 불순물을 억제하기 위함이다. 본 발명에서는 이 Ar 가스에 H2 가스를 체적% 로 3 내지 20% 의 비율로 혼합한다. H2 가스를 상기 비율로 혼합함으로써 결정 내부에 존재하는 OSF 링 영역의 폭을 대폭적으로 축소시키는 것이 가능해지고, 이것에 의해, 에피택셜 결함의 발생 우려가 있는 이 영역이 디바이스가 제작되는 영역에서 차지하는 비율을 대폭 저감시킬 수 있게 된다.
또한, 저항률 0.025∼0.008Ω㎝ 의 실리콘 단결정을 육성할 때에, 실리콘 용융액에 탄소를 단결정 중의 탄소 농도가 5×1015∼5×1017atoms/㎤ 가 되도록 도핑함으로써, 웨이퍼의 OSF 링 위치에 형성되는 에피택셜 결함을 저감하는 것이 가능하다.
에피택셜 성장 전에 700℃ 이상 900℃ 미만의 온도에서 열처리함으로써, 이 열처리가 없으면 고온의 에피택셜 공정에서 소멸되어 버리는 보론 (B) 을 핵으로 한 작은 석출핵의 성장을 촉진시켜, 에피택셜 성장 처리에서 소멸되지 않고 잔류하는 석출물 밀도를 증가시킬 수 있으므로, 게터링 효과의 향상을 꾀할 수 있다. 웨이퍼 지지체인 보트로부터의 흠집을 남기지 않도록 하기 위해서, 열처리는 경면 연마 공정 전에 하는 것이 바람직하다. 또한, 에피택셜 성장 전의 열처리는 에피택셜 공정에서도 소멸되기 어려운 석출물을 웨이퍼에 매립하는 것이 목적이지만, 열처리 시간을 장시간, 구체적으로는 4시간 이상으로 하면 에피택셜 결함을 유기하기 쉬워지므로 이 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 열처리시에는 로부터의 오염이 때때로 발생하는 경우가 있는데, 웨이퍼의 오염 방지를 위해 산화막이 보호막으로서 존재하는 것이 유효하다. 그래서, 이 열처리는 산소와 불활성 가스의 혼합 분위기 중에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 경면 연마 공정 전에 열처리함으로써 이 열처리에 의해 형성되는 산화막이 경면 연마 공정에서 제거되기 때문에, 산화막을 제거하기 위한 특별한 공정, 예를 들어 HF 에 의한 산화막의 제거 공정을 필요로 하지 않는다.
산소 농도의 하한은 산소 농도 부족으로 인한 웨이퍼 강도의 저하를 억제하고, 충분히 IG 효과를 얻기 위해 필요한 산소 석출량을 확보하기 위해, 1.0×1018atoms/㎤ (ASTM F121-1979) 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기한 실리콘 단결정을 슬라이스하여 표면을 연마 세정한 후, 에피택셜층을 형성하여 웨이퍼를 제작한다. 에피택셜층의 형성방법으로는, 기상 성장의 열분해법 등, 결정 결함이 없는 에피택셜층의 형성방법이면 어떠한 방법이어도 상관없다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 관련된 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 실리콘 단결정 제조방법을 실시하기에 적합한 CZ 로의 종단면도이다. CZ 로는, 챔버 내의 중심부에 배치된 도가니 (1) 와, 도가니 (1) 의 외측에 배치된 히터 (2) 를 구비하고 있다. 도가니 (1) 는, 내측에 원료 융액 (3) 을 수용하는 석영 도가니 (1a) 를 외측의 흑연 도가니 (1b) 에 의해 지지하는 이중 구조로, 페디스탈이라고 불리는 지지축에 의해 회전 및 승강 구동된다. 도가니 (1) 의 상방에는 원통형상의 열차폐체 (7) 가 설치되어 있다. 열차폐체 (7) 는, 흑연으로 외각(外殼)을 만들고, 내부에 흑연 펠트를 충전한 구조이다. 열차폐체 (7) 의 내면은, 상단부로부터 하단부에 걸쳐서 내경이 점감하는 테이퍼면으로 되어 있다. 열차폐체 (7) 의 상부 외면은 내면에 대응하는 테이퍼면이고, 하부 외면은 열차폐체 (7) 의 두께를 하방을 향하여 점증시키도록 대략 스트레이트면으로 형성되어 있다.
이 CZ 로는, 예를 들어 목표 직경이 210㎜, 바디 길이가 예를 들어 1200㎜ 인 200㎜ 의 단결정 육성이 가능한 것이다.
열차폐체 (7) 의 사양은 예를 들면 다음과 같다. 도가니에 들어가는 부분의 외경은 예를 들어 470㎜, 최하단에서의 최소 내경 (S) 은 예를 들어 270㎜, 반경 방향의 폭 (W) 은 예를 들어 100mm, 역원추대면 (逆円錐台面) 인 내면의 수직 방향에 대한 경사는 예를 들어 21°로 한다. 또한, 도가니 (1) 의 내경은 예를 들어 550㎜ 이고, 열차폐체 (7) 의 하단의 융액면로부터의 높이 (H) 는 예를 들어 60㎜ 이다.
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 실리콘 단결정을 육성하기 위한 조업 조 건의 설정방법에 관해서 설명한다.
우선, 도가니 내에 고순도 실리콘의 다결정을 예를 들어 130㎏ 장입하고, 결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 p 형 (B, Al, Ga 등) 의 도펀트를 첨가한다.
본 발명에 있어서는, 단결정으로부터 얻어지는 웨이퍼를 p＋ 웨이퍼로 하는 것이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼로서 p＋ 웨이퍼가 바람직한 이유로는, 다음과 같은 디바이스 설계상의 이유가 있다. 디바이스가 동작하는 경우에 생기는 부유 전하가 의도하지 않은 기생 트랜지스터를 동작시키는 래치업 (latch up) 현상이라고 불리는 현상이 있다. 이 래치업 현상은 p＋ 웨이퍼를 사용함으로써 방지할 수 있어, 디바이스의 설계가 용이해진다. 또한, 트렌치 구조의 커패시터를 사용하는 경우에 트렌치 주변의 전압 인가시의 공핍층 확산을 p＋ 웨이퍼를 사용하는 경우에는 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 실리콘 웨이퍼의 산소 농도의 범위가 1×1018∼1.4×1018atoms/㎤ (ASTM F121-1979) 가 되도록 실리콘 단결정을 육성하는 것이 바람직하다.
이러한 실리콘 단결정으로 함으로써, 게터링능을 충분히 확보할 수 있는 산소 석출물의 밀도가 얻어지고, 또한, 충분한 웨이퍼 강도를 확보할 수 있는 우수한 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정이 된다.
또 본 실시형태에 있어서는, 결정 중의 탄소 농도가 5×1015∼5×1017atoms/㎤, 바람직하게는 8×1015∼2×1017atoms/㎤ (ASTM F123-1981) 가 되도록 실리콘 용융액에 도펀트를 첨가한다.
그리고, 장치 내를 불활성 가스 분위기에서, 1.33∼26.7kPa (10∼200torr) 감압으로 하고, 불활성 가스 (Ar 가스등) 중에 수소 가스를 3∼20체적% 가 되도록 혼합하여 로 내에 유입시킨다. 로 내 분위기의 압력은, 1.33kPa (10torr) 이상, 바람직하게는 4∼26.7kPa (30∼200torr), 더욱 바람직하게는 4∼9.3kPa (30∼70torr) 가 좋다. 수소의 분압이 낮아지면, 융액 및 결정 중의 수소 농도가 낮아진다. 이것을 방지하기 위해 상기한 하한의 압력을 규정하였다. 한편, 압력의 상한은 하기한 이유에 의해 규정된다. 로 내의 압력이 증가하면 Ar 등의 불활성 가스의, 융액 상에서의 가스 유속이 저하됨으로써, 카본 히터나 카본부재로부터 탈가스된 탄소나, 융액으로부터 증발된 SiO 등의 반응물 가스가 배기되기 어려워진다. 그 때문에, 결정 중의 탄소 농도가 원하는 값보다 높아지고, 또한, SiO 가 로 내의 융액 상부의 1100℃ 정도 또는 보다 저온 부분에 응집함으로써, 더스트를 발생시키고, 더스트가 융액으로 낙하함으로써 결정의 유전위화를 야기한다. 이들을 방지하기 위해 상기한 상한의 압력을 규정하였다.
이어서, 히터 (2) 에 의해 가열하여 실리콘을 용융시켜 융액 (3) 으로 한다. 다음으로, 시드 척 (5) 에 달린 종결정을 융액 (3) 에 침지하여, 도가니 (1) 및 인 상축 (4) 을 회전시키면서 결정 인상을 실시한다. 결정 방위는 {100}, {111} 또는 {110} 중 어느 하나로 하고, 결정 무전위화를 위한 시드 드로잉을 실시한 후, 쇼울더부를 형성시키고, 쇼울더를 바꿔서 예를 들어 210㎜ 의 목표 바디직경으로 한다.
그 후에는 일정한 인상 속도로 예를 들어 1200㎜ 까지 바디부를 육성하고, 통상적인 조건으로 테일 드로잉을 실시한 후, 결정 성장을 종료한다. 여기서, 인상 속도는, 저항률, 실리콘 단결정 직경 사이즈, 사용하는 단결정 인상장치의 핫 존 구조 (열 환경) 등에 따라서 적절히 선정된다. 정성적으로는 단결정면 내에서 OSF 링이 발생하는 영역이 포함되는 인상 속도가 채용되기 때문에, 인상 속도의 하한으로는, 단결정면 내에 OSF 링 영역이 발생하면서 또한 전위 클러스터가 발생하지 않는 인상 속도 이상을 확보하면 된다. 따라서, OSF 링 영역을 일절 포함하지 않는 무결함 결정 육성과 같은 저속의 인상 속도를 선정할 필요가 없이 고속의 인상 속도를 채용할 수 있어, 높은 생산성으로 실리콘 단결정을 육성할 수 있다.
OSF 링 영역이 발생하고, 또한 전위 클러스터가 발생하지 않는 인상 속도 범위를 구하기 위해서는, 미리 실험적으로 인상 속도를 저하시키면서 실리콘 단결정 직동(直胴)부를 육성하는 실험 (인상 속도 변경 실험) 을 실시한 후, 육성된 단결정을 인상축을 따라서 종분할하여, X 선 토포그래프법 등에 의해 OSF 링의 위치나 각 결함 영역의 분포를 조사함으로써, OSF 링 영역이 발생하고, 또한 전위 클러스터가 발생하지 않는 결정 영역이 얻어지는 인상 속도 범위를 구할 수 있다.
구체적으로는, 인상 속도를 저하시키면서 실리콘 단결정 직동부를 육성하는 실험을 실시하고, 육성된 단결정을 인상축을 따라 종분할하여, 인상축 근방을 포함하는 판형상 시험편을 제작해서, COP, 전위 클러스터, OSF 링의 분포를 관찰하기 위해 Cu 데코레이션을 실시한다. 이들 시험편을 황산구리 수용액에 침지한 후 자연 건조시키고, 질소 분위기 중에서 900℃ 에서 20분 정도 열처리를 실시한다. 그 후, 시험편 표층의 Cu 실리사이드층을 제거하기 위해, HF/HNO3 혼합 용액 중에 침지하여 표층 수 십 마이크론을 에칭 제거한 후, X 선 토포그래프법에 의해 OSF 링의 위치나 각 결함 영역의 분포를 조사한다. 이것에 의해, OSF 링 영역이 발생하고, 또한 전위 클러스터가 발생하지 않는 결정 영역이 얻어지는 인상 속도 범위를 구할 수 있다.
또한, OSF 링 영역이 발생하는 위치는 단결정 중의 저항률에도 의존 (저항률이 낮을수록 OSF 링 직경이 수축한다) 하기 때문에, 목적으로 하는 각 저항률마다 상기 서술한 인상 속도 변경 실험을 실시하여, OSF 링 영역이 발생하고, 또한 전위 클러스터가 발생하지 않는 결정 영역이 얻어지는 인상 속도 범위를 구해 놓는다.
또, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 의 범위에 있는 저저항 p＋ 실리콘 단결정의 육성에 있어서는 원래부터 전위 클러스터의 발생이 억제되기 때문에, 결정 중심부에서의 온도 구배를 결정 외주부에서의 온도 구배보다 크게 하는 조작을 하지 않더라도, 전위 클러스터를 포함하지 않는 실리콘 단결정을 빠른 인상 속도로 육성할 수 있다.
다음으로, 웨이퍼의 제조방법에 관해서 설명한다.
CZ 법에 의해 실리콘 단결정봉이 얻어지면, 이것을 통상적인 가공방법에 따라서 ID 톱 또는 와이어 톱 등의 절단 장치에 의해 슬라이싱해서, 얻어진 실리콘 웨이퍼를 어닐링 (어닐링 공정) 한 후, 표면을 연마·세정 (연마 공정) 하여, 에피택셜층을 성장시키는 에피택셜 공정을 실시한다. 또, 이들 공정 외에도 랩핑, 세정, 연삭 등 각종 공정이 있어, 공정 순서의 변경, 생략 등 목적에 따라서 공정은 적절히 변경하여 사용할 수 있다. 또한, 에피택셜 공정도 하등 한정되지 않고, 상압 CVD 법 등, 지금까지 공지된 기상 성장법을 채용할 수 있다. 에피택셜 공정에서 성장시키는 층은 실리콘 에피택셜층으로 할 수 있다.
여기서의 어닐은, 700℃∼900℃ 의 온도에서 30분∼4시간, 산소와 아르곤 등과 같은 불활성 가스와의 혼합 분위기 중에서 실시하는 열처리를 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 실리콘 웨이퍼에 IG (게터링) 효과를 부여할 수 있다.
또, 어닐에 의해 웨이퍼 표면에 산화막이 형성되는 경우가 있는데, 어닐링 공정 후에 실시되는 연마 공정에 있어서 웨이퍼 표면 상의 산화막이 제거되기 때문에, 예를 들어 HF 등을 사용하여 웨이퍼 표면의 산화막을 제거할 필요는 없다.
본 발명에 있어서 CZ (쵸크랄스키) 법에 의해 수소를 첨가한 실리콘 단결정을 육성하는 경우, 인상법으로는 융액에 자장이 인가되지 않는 CZ 법을 사용해도 되고 융액에 자장을 인가하는 이른바 MCZ 법을 사용해도 된다.
본 실시형태에 있어서는, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 탄소를 첨가하여 실리콘 단결정을 인상하기 때문에, 실리콘 단결정 내부에 존재하는 OSF 링 의 폭이 매우 좁아지는 효과와, OSF 링 위치에 해당하는 영역에 있어서의 에피택셜 결함을 저감하는 효과의 상승 효과가 얻어지고, 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 이고, 에피택셜 결함이 매우 적으며, 고품질이면서 경제적인 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다.
다음으로, 수소 첨가 인상에 의한 OSF 링 폭 축소 효과에 관해서 설명한다.
도 2 는 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 보다 작은 경우를 나타내고 있다. 인상 속도가 빠를 때, OSF 발생 영역은 결정 횡단면에서 링형상을 나타내고, 그 내측에는 적외선 산란체 결함이 발생하는 영역이 관찰된다. 적외선 산란체 결함은 COP (Crystal Originated Particle) 라고도 불린다. 링형상의 OSF 발생 영역의 외측에는, 공공(空孔)형의 Grown-in 결함프리 영역 (PV 영역) 인 산소 석출 촉진 영역, 격자간 실리콘형의 Grown-in 결함프리 영역 (PI 영역) 인 산소 석출 억제 영역이 출현한다. 인상 속도가 저하됨에 따라서 OSF 발생 영역의 직경은 작아지고, 전위 클러스터가 발생하는 전위 클러스터 발생 영역이 나타난다.
도 3 은 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 큰 경우를 나타내고 있다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 결정 인상로에 있어서의 핫 존 구조에 대한 연구에 의해, 응고 직후의 결정을 외면측에서부터 적극적으로 보온하도록 하면, 중심부에서의 온 도 구배 (Gc) 를 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 크게 하는 것이 가능해진다.
도 4 는 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 결함 분포도로, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 큰 경우이면서, 또한 수소를 첨가한 경우를 나타내고 있다. 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 를 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 크게 하도록 고안된 핫 존 구조를 사용하여, 인상 속도를 서서히 저하시키면서 단결정을 성장시켰을 때의 결정 종단면에서의 OSF 발생 영역을 U 자 형상화하는 경우에, 인상로 내로 도입하는 불활성 가스 중에 미량의 수소 가스를 혼입시키면, 그 결정 종단면에 있어서의 결함 분포는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 결함프리화하기 위한 인상 속도 범위 (B'-C') 가 수소 첨가하지 않은 때인 도 3 중의 B-C 와 비교하여 결정축 방향으로 확대된다.
이 인상 속도 범위의 확대는, OSF 링 발생 영역이 결정 중심부에서 소멸하는 임계 속도 (Vo) 가 올라가는 것과, 전위 클러스터가 발생하는 임계 속도 (Vd) 가 저하되는 것에 의해 실현된다. 즉, 결함프리화를 위한 인상 속도 범위 (B'-C') 는, 수소를 첨가하지 않은 때인 도 3 중의 B-C 와 비교하여 고속측 즉 도 3 중의 상방, 및 저속측 즉 도 3 중의 하방으로 확대된다. 이 현상은 도 5 에 의해, 다음과 같이 설명할 수 있다.
도 5 는 인상 속도와 OSF 링 직경의 관계에 미치는 결함 분포의 영향도를 나타내고 있다. 도면 중, 파선은 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 가 결정 외 주부에서의 온도 구배 (Ge) 보다 작은 경우, 즉, 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에서의 OSF 발생 영역의 형상이 밑으로 볼록한 V 자형인 경우이다. 이 경우에는, 인상 속도가 저하됨에 따라서 OSF 링 직경이 서서히 축소되어, 임계 속도 (Vo) 에서 0 으로 수렴된다.
실선 (가는 선) 은, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 를 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 크게 한 경우, 즉, 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 OSF 발생 영역의 형상을 U 자 형상화한 경우로서, 또한 수소를 첨가하지 않은 경우이다. 이 경우에는, OSF 링 직경이 축소되기 시작하는 인상 속도가 저하되고, 그 시작 속도로부터 급격하게 축소가 일어나, 파선의 경우와 거의 동일한 임계 속도 (Vo) 에서 0 으로 수렴한다. 즉, 임계 속도 (Vo) 가 일정한 채로 직경의 감소 구배가 급하게 된다. 이것에 의해, 임계 속도 (Vo) 의 근방에서, 결정 직경 방향 전역에서 전위 클러스터 및 COP 가 존재하지 않는 결함프리 단결정이 육성되는데, 임계 속도 (Vo) 가 올라가는 것은 아니기 때문에, 저속 인상이 불가피하다.
이에 대하여, 실선 (굵은 선) 은, 결정 중심부에서의 온도 구배 (Gc) 를 결정 외주부에서의 온도 구배 (Ge) 와 동일하거나 이보다 크게 한 경우, 즉, 인상 속도를 서서히 저하시키면서 성장시킨 단결정의 종단면에 있어서의 OSF 발생 영역의 형상을 U 자 형상으로 한 경우로서, 또한 수소를 첨가한 경우이다. 이 경우에는, 실선 (가는 선) 과 비교하여 링 직경의 감소 구배가 급구배인 채로 임계 속도가 Vo 에서 Vo' 로 상승된다. 실선 (가는 선) 이 고속측으로 평행이동한 것이 실선 (굵은 선) 이다. 또한, 이 경우에는 OSF 링의 폭이 축소되어 있다.
이와 같이, 결정의 육성에 수소 첨가를 조합함으로써, 링 OSF 영역이 결정 중심부에서 소멸하는 임계 속도가 올라가고, 이것에 의해, As grown 상태에서 결정 직경 방향 전역에 전위 클러스터 및 COP 가 존재하지 않는 Grown-in 결함프리의 단결정이 종래보다 고속으로 인상하는 것에 의해 육성가능해진다. 또, 수소 첨가에 의해, 전위 클러스터가 발생하는 하한의 인상 속도 Vd 가 Vd' 로 저하됨으로써, 결함프리화를 위한 인상 속도 범위가 B-C 에서 B'-C' 로 확대된 결과, 무결함 결정이 안정적으로 육성가능해져, Grown-in 결함프리 결정의 제조 수율이 현저히 향상된다.
수소 첨가를 조합함으로써 Grown-in 결함프리화를 위한 인상 속도 범위가 확대되는 이유, 즉 링 OSF 의 임계 속도 (Vo) 가 증가하고, 전위 클러스터가 발생하는 임계 속도 (Vd) 가 저하되는 이유는 다음과 같이 생각된다.
1300∼1390℃ 의 고온 수소 중에서 실리콘 웨이퍼를 열처리하여 급냉한 경우, 공공 또는 격자간 실리콘과 수소가 반응하여 공공-수소 또는 격자간 실리콘-수소 복합체가 형성된다 (스에자와 마사시 1999년 6월 3일 응용 물리학회 결정공학분과회 제110회 연구회 텍스트 P11). 따라서, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 CZ 결정을 육성한 경우, 결정 냉각 과정의 COP (약 1100℃) 또는 전위 클러스터 (약 1000℃) 등의 Grown-in 결함이 형성되는 온도보다 고온부에 있어서, 실리콘 결정 중에서 과잉으로 존재하는 공공 또는 격자간 실리콘과 수소가 반응하여 공공-수소 또는 격자간 실리콘-수소 등의 복합체가 형성되기 때문에, 공공 및 격자간 실리콘의 농도가 저하되게 된다. 이 때문에, 공공이나 격자간 실리콘의 응집이 억제되어, COP 및 전위 클러스터가 없거나 또는 사이즈가 작은 CZ 결정을 육성할 수 있게 된다.
도 6 은 CZ 결정 육성시의 결정 중심부에 있어서 1100℃ 이상의 온도에서의, 공공 (空孔) 및 격자간 실리콘의 농도 (Cv 및 Ci) 와, 인상 속도 (V) 와 고액 계면 근방에서의 결정측 온도 구배 (G) 의 비 (V/G) 와의 관계로, 수소가 결정 중에 존재하는 경우의 COP 및 전위 클러스터의 생성 억제 효과를 나타내고 있다. 이 도면을 사용하여, COP 및 전위 클러스터의 생성이 억제되는 이유를 설명한다. 여기서, Vo, Vc 및 Vd 는, 각각 링 OSF 영역, COP 및 전위 클러스터가 결정 중심부 또는 직경 방향의 일부에 생성되기 시작하는 임계 속도이고, Cv-OSF, Cv-COP 및 Ci-dis1 은, 각각 OSF 링 영역, COP 및 전위 클러스터가 생성되는 임계 점결함 농도를 나타낸다.
Grown-in 결함프리 결정을 육성할 수 있도록 결정 직경 방향으로 V/G 가, Gc
Ge 의 관계를 만족하도록 설계된 핫 존으로 이루어지는 CZ 로를 사용하여 결정을 육성하는 경우, 수소를 함유하지 않은 분위기에서 CZ 결정 육성을 실시하면 (도 6 의〔H2〕=0 의 경우), 인상 속도를 Vc 보다 크게 한 경우, 공공이 우세한 점결함종인 COP 가 발생한다. 그러나, 수소를 함유하는 분위기 중에서 CZ 결정을 육성하는 경우 (도 6 의 H1, H2 의 경우) 에는 공공과 수소가 복합체를 형성하기 때문에, 자유로운 공공의 농도는 저하된다. 이 자유 공공의 농도 저하는 결정 중의 수소 농도에 의존하여, 수소 농도가 증가할수록 공공 농도의 저하가 커진다. 이 때문에, 수소가 존재하는 경우, OSF 링이 생성되기 위한 인상 속도 (Vo) 는 Vo', Vo'' 와 같이 고속측으로 시프트하고, COP 가 생성되기 위한 인상 속도 (Vc) 도 Vc', Vc'' 와 같이 고속측으로 시프트하게 된다.
한편, 수소를 함유하지 않은 분위기에서 CZ 결정 육성을 실시하는 경우(도 6 의〔H2〕=0 의 경우), 인상 속도를 Vd 보다도 작게 한 경우에는 격자간 실리콘이 우세한 점결함종이 되고, 격자간 실리콘의 농도는 Ci>Ci-dis1 이 되어, 통상적으로 격자간 실리콘의 2차 결함으로서 전위 클러스터가 발생된다. 그러나, 수소를 함유하는 분위기 중에서 육성하는 경우 (도 6 의〔H2〕=H1 또는 H2 경우) 에는, 격자간 실리콘과 수소가 복합체를 형성하기 때문에 자유로운 격자간 실리콘의 농도가 저하된다. 따라서, 전위 클러스터를 생성하기 위한 인상 속도 (Vd) 는, 임계 농도 Ci-dis1 과 일치하도록 보다 저속측의 Vd' 또는 Vd'' 로 시프트하게 된다.
도 6 의〔H2〕=H1, H2 와 같이 수소 농도가 상대적으로 낮은 경우, V/G 가 충분히 커지면, 공공 농도가 COP 를 생성하기 위한 임계 농도 Cv-COP 보다 높아지기 때문에, COP 의 생성이 완전히는 억제되지 않지만, 수소가 존재하지 않는 경우보다 공공 농도가 저하되기 때문에 COP 의 사이즈는 작아진다.
OSF 링 발생의 임계 속도 (Vo' 또는 Vo'') 이하, 및 전위 클러스터 발생의 임계 속도 (Vd' 또는 Vd'') 이상의 인상 속도 범위에는 공공 및 격자간 실리콘의 농도가 충분히 낮기 때문에, COP 및 전위 클러스터는 발생하지 않는다. 또한, 수소를 첨가하지 않은 경우보다 Grown-in 결함프리가 되는 인상 속도의 범위 (마진) 가 현저히 확대되기 때문에, 무결함 결정을 보다 안정적으로 고수율로 육성할 수 있다.
또한 OSF 링이 닫히는 임계 V/G 조건보다 V/G 가 크지만 비교적 근접한 경우에는, 링 OSF 는 결정 중심부에서 닫히지 않고 COP 가 그 내측 영역에 발생하지만, 그 사이즈는 수소 첨가에 의해 공공 농도가 저하되기 때문에 작아진다. 또한, OSF 링의 폭 자체가 축소된다.
또한, 상기 불활성 분위기 중에서의 수소 농도를, 로 내압 4.0∼9.33kPa (30∼70torr) 에 대하여 3% 이상 20% 이하의 범위로 설정할 수 있다. 로 내압은, 1.33kPa (10torr) 이상, 바람직하게는 4.0∼26.7kPa (30torr∼200torr), 더욱 바람직하게는 4.0∼9.3kPa (30torr∼70torr) 가 바람직하다. 이 하한치는, 수소의 분압이 낮아지면 융액 및 결정 중의 수소 농도가 낮아지기 때문에, 이를 방지하기 위해서 상기한 하한의 압력을 규정하였다. 한편, 로 내의 압력이 증가하면 Ar 등과 같은 불활성 가스의 융액 상에서의 가스 유속이 저하됨으로써, 카본 히터나 카본부재로부터 탈가스된 탄소나, 융액으로부터 증발된 SiO 등의 반응물 가스가 배기되기 어려워진다. 그 때문에, 결정 중의 탄소 농도가 원하는 값보다 높아지고, 또한 SiO 가 로 내의 융액 상부의 1100℃ 정도 또는 보다 저온 부분에 응집한다. 응집된 SiO 가 더스트를 발생시키고, 더스트가 융액에 낙하함으로써 결정의 유전위화를 야기한다. 이들을 방지하기 위해서 상기한 상한의 압력을 규정하였다. 수소 분압으로서 40Pa 이상, 400Pa 이하가 되는 것이 바람직하다.
수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성하는 경우에 있어서 실리콘 단결정 중의 수소 농도는, 분위기 중의 수소 분압에 의해 제어할 수 있다. 수소를 결정에 도입하는 것은, 분위기 중의 수소가 실리콘 융액에 용해되어 정상 (평형) 상태가 되고, 또, 결정에 대해서는 응고시의 농도 편석에 의해 액상과 고상 중의 농도가 분배된다.
융액 중의 수소 농도는, 헨리의 법칙으로부터 기상 중의 수소 분압에 따라서 정해지고,
PH2= kCLH2
로 표시된다. 여기서, PH2 는 분위기 중의 수소 분압, CLH2 는 실리콘 융액 중의 수소 농도, k 는 양자간의 계수이다.
한편, 결정 중의 농도는 융액 중 농도와 편석의 관계에 의해 정해지고,
CSH2=k'CLH2=(k'/k)PH2
로 표시된다. 여기서, CSH2 는 결정 중의 수소 농도, k' 는 수소의 실리콘 융액-결정간 편석계수이다.
이상으로부터, 응고 직후의 결정 중 수소 농도는 분위기 중의 수소 분압을 제어함으로써 결정의 축방향으로 일정하게 원하는 농도로 제어할 수 있다.
이러한 실리콘 단결정 육성방법에 의하면, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 실리콘 단결정을 인상함으로써, 결정 직경 방향 전역에 COP 및 전위 클러스터를 함유하지 않고, 또한, 격자간 실리콘 우세 영역 (PI 영역) 의 단결정을 인상가능한 PI 영역 인상 속도의 범위를 확대하여 인상하여, 단결정 직동부를 전위 클러스터를 함유하지 않는 격자간 실리콘 우세 영역 (PI 영역) 으로 할 수 있다. 또한, OSF 링의 폭을 축소할 수 있다. 따라서, 종래에 Grown-in 결함프리 단결정을 인상할 때에는 매우 좁은 범위로 설정하지 않으면 안되었던 PI 영역 인상 속도를 확대하여, 매우 용이하고 또 종래보다 빠른 인상 속도로 Grown-in 결함프리 단결정을 육성하는 것이 가능해진다. 또한, 결정면 내에 OSF 링 영역이 발생하는 조건으로 실리콘 단결정을 인상한 경우에는, OSF 링의 폭을 축소하여 그 영향을 저감하는 것이 가능해진다.
또, 여기서, PI 영역 인상 속도 범위는 수소 분위기 중과 수소가 없는 불활성 분위기 중을 비교할 때에, 상기 서술한 응고 직후의 결정 내 축방향 온도 구배 (G) 의 값이 일정하여 변화하지 않는 상태에서 비교하는 것으로 한다.
구체적으로는, 인상시의 분위기를 수소 분위기로 함으로써, 격자간 실리콘형의 Grown-in 결함프리 영역 (PI 영역) 으로 이루어지는 Grown-in 결함프리 단결정을 인상가능한 PI 영역 인상 속도 범위를 수소가 없을 때와 비교하여 4배 이상, 또는 도 7 에 나타내는 바와 같이 4.5배의 마진으로 확대하여 인상할 수 있어, 이러한 범위의 인상 속도에 의해 원하는 단결정을 인상하는 것이 가능해진다.
이 때, OSF 링의 발생 영역을 작게 할 수 있다. 또, PV 영역 (공공형의 Grown-in 결함프리 영역) 의 크기는 수소 첨가에 의해서 변화하지 않는다.
본 발명에 있어서는, 전술한 바와 같이 수소 첨가를 실시함으로써 OSF 링의 발생 영역을 작게 하여 OSF 링의 폭치수를 축소시킴과 함께, 탄소를 첨가함으로써 OSF 링의 영향도 저감할 수 있기 때문에, 이들의 상승 효과에 의해, 이 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성장시켰을 때에 OSF 링에 기인하는 결함을 저감할 수 있고, 전술 한 원하는 품질을 갖는 단결정을 인상할 수 있으며, 작업 효율을 향상시키고, 실리콘 단결정 또는 이 실리콘 단결정으로부터 제조하는 실리콘 웨이퍼의 제조 비용을 대폭 삭감하는 것이 가능해진다.
다음으로, 수소를 첨가하여 결정을 육성하기 위한 조업 조건의 설정방법에 관해서 설명한다.
우선, 도 1 에 나타내는 CZ 로를 사용하여, 제 1 실시형태와 동일한 방법으로 도가니 내에 고순도 실리콘의 다결정을 장입하고, 결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가한다. 그리고, 장치 내를 불활성 가스 분위기에서, 1.33∼13.3kPa (10∼100torr) 감압으로 하여, 수소 농도와 원하는 결정 상태가 얻어지는 인상 속도의 허용 범위를 파악하기 위해, 불활성 가스 (Ar 가스 등) 중에 수소 가스를 예를 들어 0, 0.1, 3, 5, 8, 10체적% 비율이 되도록 혼합하여 로 내로 유입시킨다.
이어서, 제 1 실시형태와 동일하게, 종결정을 융액 (3) 에 침지하여 결정 인상을 실시한다. 그리고, 바디길이가 예를 들어 300㎜ 에 도달한 시점에서 인상 속도를 임계 속도보다 충분히 큰, 예를 들어 1.0mm/min 으로 조정하고, 그 후, 인상 길이에 따라서 대략 직선적으로 인상 속도를 저하시켜서, 바디길이가 예를 들어 600㎜ 에 도달했을 때에 임계 속도보다 작은, 예를 들어 0.3㎜/min 이 되도록 하고, 그 후에는 이 인상 속도로 예를 들어 1200㎜ 까지 바디부를 육성하여, 통상적인 조건에서 테일 드로잉을 실시한 후, 결정 성장을 종료한다.
이렇게 해서, 상이한 수소 농도에서 육성된 단결정을 인상축을 따라서 종분 할하여 인상축 근방을 포함하는 판형상 시험편을 제작하고, Grown-in 결함, OSF 링의 분포를 관찰하기 위해 Cu 데코레이션을 실시한다. 우선, 각각의 시험편을 황산구리 수용액에 침지한 후 자연 건조시키고, 질소 분위기 중 900℃ 에서 20분 정도 열처리를 실시한다. 그 후, 시험편 표층의 Cu 실리사이드층을 제거하기 위해, HF/HNO3 혼합 용액 중에 침지하여 표층 수 십 마이크론을 에칭 제거한 후, X 선 토포그래프법에 의해 OSF 링의 위치나 각 결함 영역의 분포를 조사한다. 또 이 슬라이스편의 COP 밀도를 예를 들어 OPP 법에 의해, 전위 클러스터의 밀도를 예를 들어 Secco 에칭법에 의해 각각 조사한다.
이와 같이 Gc/Ge
1 을 만족하는 단결정 인상 장치를 사용하여 육성된 결정의 종단면에서의 결함 분포는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 링형상 OSF 가 U 자 상태로 발생하고, 수소 농도가 커지면 무결함이 되는 부위가 도 4 의 B'-C' 와 같이 확대되어, 무결함 결정으로 되는 인상 속도 범위 (마진) 의 확대가 일어난다.
즉, 도 4 의 E'-C' 로 나타내는 바와 같이, 공공형의 Grown-in 결함프리 영역 (PV 영역) 인 산소 석출 촉진 영역과, 격자간 실리콘형의 Grown-in 결함프리 영역 (PI 영역) 인 산소 석출 억제 영역으로 이루어지는 Grown-in 결함프리 단결정 중, 도 4 의 F'-C' 로 나타내는 PI 영역만으로 이루어지는 Grown-in 결함프리 단결정을 인상할 수 있는 격자간 실리콘 우세 영역 인상 속도 범위가 확대된다. 구체적으로는, 도 7 에 나타내는 수소 무첨가의 경우와 비교하여 4배 이상 PI 영역의 마진이 확대된다.
상기한 바와 같은 인상 실험에 의해, COP 영역, OSF 링 영역, V 형 Grown-in 결함프리 영역 (PV 영역) 및 I 형 Grown-in 결함프리 영역 (PI 영역), 전위 클러스터 영역 등 각 결함 영역의 V/G 와 수소 농도와의 관계 (도 8) 가 얻어진다.
또한, 인상 속도를 변화시키는 위치를, 300㎜ 에서 600㎜, 500㎜ 에서 800㎜ 및 700㎜ 에서 1000㎜ 와 같이 다른 부위에서 여러 군데 실시함으로써, Grown-in 결함 제어를 위한 인상 속도 범위 (마진) 와 결정축 방향 위치와의 관계 (도 9) 가 구해진다. 이 도 9 로부터, 수소 첨가에 의해 OSF 링 폭이 작아진 단결정을 얻기 위한 조업 조건의 설정이 가능해진다.
다음으로, 웨이퍼의 제조방법에 관해서 설명한다.
도 9 중의 실선으로 나타내는 속도 범위 내에서 인상 속도를 대응하는 결정 위치에 설정함으로써, 단결정 잉곳의 톱에서 보텀까지 하나의 완전한 Grown-in 결함프리 결정의 육성이 가능해진다. 이에 대응하여, OSF 링이 원하는 반경 방향 위치에 있는 하나의 완전한 결정의 육성이 가능해진다. 그리고, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 수소를 첨가함으로써 Grown-in 결함프리가 되는 인상 속도의 범위 (마진) 가 종래의 수소 무첨가의 점선의 범위로부터 실선에 나타내는 바와 같이 현저하게 확대됨과 함께, OSF 링이 발생하는 경우라도 OSF 링 폭이 축소됨으로써, 제조 수율이 비약적으로 증대된다.
이와 같이 CZ 법에 있어서의 조업 조건을 결정함으로써 원하는 실리콘 단결정봉이 얻어지면, 제 1 실시형태와 동일한 방법으로 하여 웨이퍼가 얻어진다.
본 실시형태에 있어서는, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하여 실리콘 단결정을 인상함으로써, 결정 직경 방향의 원하는 위치에 OSF 가 존재하고, OSF 링의 폭치수가 작은 단결정을 인상할 수 있으며, 저항률 0.025∼0.008Ω㎝ 에서 에피택셜층을 성장시킨 경우에 발생하는 에피택셜 결함이 적은 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 매우 용이하고 종래보다도 큰 인상 속도로 육성할 수 있다.
(실험예)
(샘플 1∼샘플 7)
도가니 내에 고순도 실리콘의 다결정을 장입하고, 결정 중의 저항률이 0.014∼0.010Ω㎝ 가 되도록 B 를 첨가하고, Ar 가스 중에 수소 가스를 0, 1.5, 3, 8, 10체적% 의 비율이 되도록 혼합하여 로 내로 유입시켜서, 결정 육성 속도 1㎜/min 으로 결정 인상을 실시하여 직경 8인치, p 형 (100) 의 실리콘 단결정봉을 육성하였다. 이렇게 해서 육성한 실리콘 단결정봉을 슬라이스하여, 샘플 1∼샘플 7 의 실리콘 웨이퍼를 얻었다.
그리고, 샘플 1∼샘플 7 의 실리콘 웨이퍼를 1100℃, 산화 분위기에서 16시간 어닐한 후, 그 표면을 광학 현미경을 사용하여 관찰해서 각 샘플 웨이퍼 내에 발생한 OSF 링 영역의 폭을 조사하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
(샘플 8∼샘플 12)
도가니 내에 고순도 실리콘의 다결정을 장입하고, 결정 중의 저항률이 0.014∼0.010Ω㎝ 가 되도록 B 를 첨가함과 함께, 탄소 농도가 3.8×1015∼9.8×1016atoms/㎤ 가 되도록 탄소를 첨가하고, Ar 가스 중에 수소 가스를 0, 5.5체적% 비율이 되도록 혼합하여 로 내로 유입시켜서, 결정 육성 속도 1㎜/min 으로 결정 인상을 실시하여 직경 8인치, p 형 (100) 의 실리콘 단결정봉을 육성하였다. 이렇게 해서 육성한 실리콘 단결정봉을 슬라이스하여, 샘플 8∼샘플 12 의 실리콘 웨이퍼를 얻었다.
그리고, 샘플 8∼샘플 12 의 실리콘 웨이퍼를 1100℃, 산화 분위기에서 16시간 어닐한 후, 그 표면을 광학 현미경을 사용하여 관찰하여, 각 샘플 웨이퍼 내에 발생한 OSF 링 영역의 폭을 조사하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 실험예에 있어서 보론 및 탄소의 농도 측정은, 2차 이온 질량 분석장치 (SIMS) 를 사용했을 때의 값이다.
또, 샘플 1, 샘플 3∼샘플 6, 샘플 8∼샘플 9, 샘플 11 의 실리콘 웨이퍼 표면에, 캐리어 가스를 수소로 하여 SiHCl3 을 공급하고 1150℃ 의 온도에서, 저항률 2Ω㎝, 두께 6㎛ 의 실리콘 에피택셜층을 성장시키는 에피택셜 공정을 실시하고, 그 후, 표면 결함 검사장치 (SP-1, KLA-Tencor 사 제조) 를 사용하여 에피택셜 결함의 개수를 조사하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
또한, 샘플 2, 샘플 7, 샘플 10, 샘플 12 의 실리콘 웨이퍼를 850℃ 에서 산소와 아르곤 등의 혼합 분위기 중에서 1시간 어닐한 후, 샘플 1 과 동일하게 에피택셜 공정을 실시하고, 샘플 1 과 동일한 방법으로 에피택셜 결함의 개수를 조사하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
그리고, 실리콘 에피택셜층을 갖는 샘플 1∼샘플 12 의 실리콘 웨이퍼를 1000℃ 에서 16시간 어닐하고, 라이트 에칭액으로 5분간 선택 에칭하여, 광학 현미경으로 에칭 피트 밀도를 조사함으로써 산소 석출물 밀도 (BMD) 를 구하였다. 또, 산소 석출물 밀도 (BMD) 는, 실리콘 웨이퍼의 중심부와 웨이퍼 반경의 1/2 위치와 외주부와의 3점을 측정한 평균치로 하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
표 1 에 나타내는 결과로부터, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정은, 수소를 함유하지 않은 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정과 비교하여, OSF 링 영역의 폭이 좁아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 수소를 3체적% 이상 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정은, 수소를 1.5체적% 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정과 비교하여 OSF 링 영역의 폭이 매우 좁아지는 것을 확인할 수 있었다. 또, OSF 링 영역의 위치는 모든 샘플에서 웨이퍼의 중심으로부터 45㎜∼63㎜ 의 위치이고, 웨이퍼 반경 방향으로 웨이퍼 반경의 1/2 위치였다.
표 1 에 나타내는 결과로부터, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정은, 수소를 함유하지 않은 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정과 비교하여 에피택셜 결함의 개수가 적어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정은, 수소를 함유하지 않은 불활성 분위기 중에서 육성된 실리콘 단결정과 비교하여 에피택셜 결함의 개수가 매우 적어지는 것을 확인할 수 있었다.
표 1 에 나타내는 결과로부터, 에피택셜 공정 전에 850℃ 에서 1시간 어닐한 웨이퍼는 이 어닐을 실시하지 않은 웨이퍼와 비교하여, 에피택셜 성장 처리 후에 있어서 산소 석출물 밀도 (BMD) 가 높은 것이 분명해졌다.
표 1 에 나타내는 결과로부터, 탄소를 첨가하여 육성된 실리콘 단결정은, 탄소를 첨가하지 않고 육성된 실리콘 단결정과 비교하여 에피택셜 결함이 저감되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 수소를 함유하는 불활성 분위기 중에서 탄소를 첨가하여 육성된 실리콘 단결정은, 수소를 함유하지 않은 불활성 분위기 중에서 탄소를 첨가하지 않고 육성된 실리콘 단결정과 비교하여 OSF 링 영역의 폭이 매우 좁아지는 것과 함께, 에피택셜 결함이 저감되는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부한 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
본 발명에 의하면, 에피택셜 결함이 적은 우수한 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 단결정을 제공할 수 있고, 또, 실리콘 단결정을 인상가능한 속도 범위를 확대하여 결정 제조시의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (10)
- CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서,단결정을 육성하는 불활성 분위기 가스 중에 수소를 첨가하고, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 단결정을 인상하며,상기 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼가, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 이 되도록 하는, 실리콘 단결정 육성방법.
- CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서,단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하는 것과 함께, 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하고,상기 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼가, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 이 되도록 하는, 실리콘 단결정 육성방법.
- CZ 법에 의해 실리콘 단결정을 육성하는 방법으로서,단결정을 육성하는 불활성 분위기 가스 중에 수소를 첨가하고, 단결정 중의 저항률이 0.025∼0.008Ω㎝ 가 되도록 도펀트를 첨가하는 것과 함께, 탄소를 첨가한 실리콘 용융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하는, 실리콘 단결정 육성방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,단결정을 육성하는 불활성 분위기 가스 중에 3∼20체적% 의 수소를 첨가하는, 실리콘 단결정 육성방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 실리콘 단결정의 탄소 농도가 ASTM F123-1981 에 의한 분석에서, 5×1015∼5×1017atoms/㎤ 가 되도록 상기 실리콘 융액에 탄소를 첨가하는, 실리콘 단결정 육성방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해서 육성된 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼로서, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 인, 실리콘 웨이퍼.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해서 육성된 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시켜 이루어지는 실리콘 웨이퍼로서, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 인, 실리콘 웨이퍼.
- 제 3 항에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해서 육성된 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼로서, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 인, 실리콘 웨이퍼.
- 제 3 항에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해서 육성된 단결정으로부터 절단된 실리콘 웨이퍼에 에피택셜층을 성장시켜 이루어지는 실리콘 웨이퍼로서, ASTM F121-1979 에 의한 측정에서, 산소 농도의 범위가 1.0×1018∼1.4×1018atoms/㎤ 인, 실리콘 웨이퍼.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 단결정 육성방법에 의해 육성된 단결정으로부터 실리콘 웨이퍼를 절단하는 공정,상기 실리콘 웨이퍼를 700℃∼900℃ 의 온도에서 30분∼4시간 어닐하는 어닐링 공정,상기 어닐링 공정 후의 상기 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 공정, 및상기 연마 공정 후의 상기 실리콘 웨이퍼의 표면에 에피택셜층을 성장시키는 에피택셜 공정을 구비하는, 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
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