KR102483501B1 - 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 - Google Patents

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글로벌웨어퍼스 재팬 가부시키가이샤
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Abstract

실리콘 웨이퍼의 불활성 가스 분위기 하에서의 열처리에 있어서, 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있어, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공한다. 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에서, 웨이퍼를 5 초 이상 30 초 이하의 시간 유지함과 더불어, 웨이퍼 회전수를 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 하고, 챔버 내에 있어서의 불활성 가스의 공급을, 가스 치환율이 90% 이상이 되도록 제어한다.

Description

실리콘 웨이퍼의 열처리 방법
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 관한 것으로, 특히 불활성 분위기 하에서의 열처리에 있어서, 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행하여, 열처리 챔버 내에서의 SiOx 고체의 퇴적을 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고집적화에 따라, 실리콘 웨이퍼(이하 단순히 「웨이퍼」라고도 함) 등의 반도체 기판에 대한 고품질화가 요구되고 있다. 특히, 디바이스가 형성되는 활성 영역에 있어서의 결정 결함의 저감은, 필수 사항이다. 예컨대 실리콘 웨이퍼는, 실리콘 단결정의 육성과 각종 가공에 의해 제조되는데, 단결정의 육성 단계에서 발생하는 결정 결함이 가공 후의 웨이퍼에 있어서 내재된다.
상기 실리콘 웨이퍼에 내재된 결정 결함을 단시간의 열처리로 저감하는 방법으로서, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 RTP(Rapid Thermal Process) 장치(급속 승강온 열처리 장치)를 이용하는 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1에 개시되는 방법은, 상기 RTP 장치에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 아르곤 가스 분위기 하에서 1300℃ 이상 실리콘 융점 이하의 온도 범위에서 가열한 후, 400℃ 이상 800℃ 이하의 온도까지 냉각하고, 계속해서 산소 분위기로 전환하여, 1250℃ 이상 실리콘 융점 이하의 온도에서 열처리를 행하는 것이다.
그러나, 아르곤 가스 분위기 하에서 열처리를 행하면, 웨이퍼 표면에 형성되어 있는 자연 산화막이 용해되어, SiO 가스로서 탈리(脫離)된다. 발생한 SiO 가스는, 전부가 배기되지 않아, 고온에서 실리콘 표면을 가스 에칭하고, 온도가 낮은 챔버 내벽이나 다른 부재 표면에 SiOx 고체로서 퇴적된다. 그리고, 상기 SiOx 고체는, 열처리 중의 웨이퍼에 부착되는 파티클의 원인이 된다고 하는 과제가 있었다.
또한, 일반적으로 매엽식 열처리 장치에서 처리 중의 실리콘 웨이퍼는, 비접촉식 방사 온도계 등으로 웨이퍼 이면의 복수점을 계측하면서 처리 온도를 제어하지만, 상기한 SiOx 등의 반응 생성물이 방사 온도계 상에 퇴적된 경우에는, 정확한 온도 계측을 할 수 없어, 처리 중의 웨이퍼 온도가 불균일해지고, 슬립 결함이 발생한다고 하는 과제가 있었다.
전술한 SiO 가스로부터의 반응 생성물에 의한 과제에 대하여, 특허문헌 2에는, 실리콘 웨이퍼와 방사 온도계 사이의 공간에 기류를 발생시켜, 상기 방사 온도계 상으로의 반응 생성물의 퇴적 속도를 저하시키는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 웨이퍼 회전을 어느 정도 빠른 속도(예컨대 250∼350 rpm)로 회전시킴으로써, 웨이퍼 상에 반응 생성물을 퇴적시키지 않고, 슬립 결함을 억제할 수 있다고 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 제2011-29429호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공표 제2002-507250호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허공개 제2011-233556호 공보
그러나, 특허문헌 2에 개시된 방법에 있어서는, 방사 온도계 상으로의 반응 생성물의 퇴적량을 저감할 수 있어도, 퇴적을 완전히 억제할 수 있는 것은 아니었다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 방법에 있어서는, 웨이퍼 상으로의 반응 생성물의 퇴적의 억제에는 유효하지만, 자연 산화막의 탈리에 의해 발생하는 SiO 가스가 챔버 내에서 배출되기 어려워지기 때문에, 연속적으로 처리를 행하면, 챔버 내에 SiOx 등의 반응 생성물이 퇴적되어 버린다고 하는 과제가 있었다.
이러한 사정 하에, 본 발명자는, 예의 연구한 결과, 불활성 가스 분위기 하에서 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서 열처리할 때, 1300℃ 이상에 도달하기 전에, 웨이퍼 표면으로부터 SiO 가스가 발생하는 온도대(900℃ 이상 1100℃ 이하)에서의 웨이퍼 회전수와 가스 치환율을 제어함으로써, SiO 가스의 열처리 챔버로부터의 배기 효율이 향상되고, 챔버 내에 있어서의 SiOx 등의 반응 생성물의 퇴적을 방지할 수 있는 것을 지견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 실리콘 웨이퍼에 내재된 결정 결함을 단시간에 저감하기 위한 불활성 가스 분위기 하에서의 열처리에 있어서, 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있어, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진, 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법은, 챔버 내에서 회전 가능하게 유지된 실리콘 웨이퍼에 대하여 불활성 가스 분위기 하에서 급속 승강온 열처리하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법으로서, 상기 챔버 내에 있어서의 열처리 온도가 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에 있어서, 웨이퍼를 5 초 이상의 시간 유지함과 더불어, 웨이퍼 회전수를 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 하고, 상기 챔버 내에 있어서의 불활성 가스의 공급을, 가스 치환율이 90% 이상이 되도록 제어하는 것에 특징을 갖는다.
또한, 상기 챔버 내에 있어서의 열처리 온도가 1300℃ 이상에 도달하기 전에, 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에 있어서, 웨이퍼를 5 초 이상 30 초 이하의 시간 유지함과 더불어, 웨이퍼 회전수를 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에 있어서, 상기 챔버 내의 압력은 1 kPa 이하로 하는 것이 바람직하다.
이러한 열처리 방법에 의해, 실리콘 웨이퍼를 불활성 가스 분위기 하에서 열처리하는 경우에, 웨이퍼 회전수와 챔버 내의 가스 치환율을 제어함으로써, 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있다. 그 결과, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼의 불활성 가스 분위기 하에서의 열처리에 있어서, 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있어, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법이 적용되는 RTP 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법의 시퀀스를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예의 결과를 나타낸 다른 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예의 결과를 나타낸 다른 그래프이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 이용되는 RTP 장치의 일례의 개요를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 이용되는 RTP 장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 분위기 가스 도입구(20a) 및 분위기 가스 배출구(20b)를 구비하는 챔버(반응관)(20)와, 챔버(20)의 상부에 이격되어 배치되는 복수의 램프(30)와, 챔버(20) 내의 반응 공간(25)에 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지부(40)를 구비한다. 또한, 도시하지 않지만, 웨이퍼(W)를 그 중심축 주위로 소정 속도로 회전시키는 회전 수단을 구비한다.
웨이퍼 지지부(40)는, 웨이퍼(W)의 외주부를 지지하는 환형의 서셉터(40a)와, 서셉터(40a)를 지지하는 스테이지(40b)를 구비한다. 챔버(20)는, 예컨대, 석영으로 구성된다. 램프(30)는, 예컨대, 할로겐 램프로 구성된다. 서셉터(40a)는, 예컨대, 실리콘으로 구성된다. 스테이지(40b)는, 예컨대, 석영으로 구성된다.
도 1에 도시된 RTP 장치(10)를 이용하여 웨이퍼(W)에 대하여 RTP를 행하는 경우는, 챔버(20)에 설치되는 도시하지 않은 웨이퍼 도입구로부터, 웨이퍼(W)를 반응 공간(25) 내로 도입하여, 웨이퍼 지지부(40)의 서셉터(40a) 상에 웨이퍼(W)를 지지한다. 그리고, 분위기 가스 도입구(20a)로부터 후술하는 분위기 가스를 도입함과 더불어, 도시하지 않은 회전 수단에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 램프(30)에 의해 웨이퍼(W) 표면에 대하여 램프 조사를 함으로써 행한다.
또한, 이 RTP 장치(10)에 있어서의 반응 공간(25) 내의 온도 제어는, 웨이퍼 지지부(40)의 스테이지(40b)에 매립되는 복수의 방사 온도계(50)에 의해 웨이퍼(W)의 하부의 웨이퍼 직경 방향에 있어서의 웨이퍼 면내 다점(예컨대, 9점)의 평균 온도를 측정하고, 그 측정된 온도에 기초하여 복수의 할로겐 램프(30)의 제어(각 램프의 개별 ON-OFF 제어나, 발광하는 빛의 발광 강도의 제어 등)를 행한다.
다음에, 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법은, 초크랄스키법에 의해 육성한 실리콘 단결정 잉곳으로부터 슬라이스된 실리콘 웨이퍼에 대하여, 소정의 제조 조건에 따라 RTP를 행한다.
초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정 잉곳의 육성은 주지의 방법에 의해 행한다.
즉, 석영 도가니에 충전한 다결정 실리콘을 가열하여 실리콘 융액으로 하고, 이 실리콘 융액의 액면 위쪽으로부터 종결정을 접촉시켜, 종결정과 석영 도가니를 회전시키면서 들어올려, 소망의 직경까지 직경을 확대하여 직동부(直胴部)를 육성함으로써 실리콘 단결정 잉곳을 제조한다.
이렇게 해서 얻어진 실리콘 단결정 잉곳은, 주지의 방법에 의해 실리콘 웨이퍼로 가공된다.
즉, 실리콘 단결정 잉곳을 내주날 또는 와이어톱 등에 의해 웨이퍼형으로 슬라이스한 후, 외주부의 모따기, 랩핑, 에칭, 연마 등의 가공 공정을 거쳐 실리콘 웨이퍼를 제조한다. 또한, 여기서 기재된 가공 공정은 예시적인 것이며, 본 발명은, 이 가공 공정만으로 한정되는 것은 아니다.
다음에, 제조된 실리콘 웨이퍼에 대하여, 소정의 제조 조건에 의해 RTP를 행한다.
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 적용되는 RTP의 열처리 시퀀스를 나타낸 개념도이다.
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 적용되는 RTP에 있어서의 열처리 시퀀스는, 도 1에 도시된 바와 같은 RTP 장치(10)에 있어서, 소망의 온도(T0)(예컨대, 500℃)에서 유지되는 챔버(20) 내에 상기 제조한 실리콘 웨이퍼를 설치한다.
챔버(20) 내는, 분위기 가스 도입구(20a)로부터 분위기 가스(예컨대 아르곤 가스)를 도입하여, 불활성 가스 분위기로 한다.
그리고, 할로겐 램프(30)에 의해 챔버(20) 내를 가열하고, 도 2의 그래프에 나타낸 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대 T1에 도달할 때까지는 소정의 승온 속도로 급속 승온한다.
여기서 상기 온도대 T1은, 소정 시간(tp1)(바람직하게는 5 초 이상 30 초 이하) 동안, 그 온도 범위가 유지되도록 제어한다. 상기 온도대 T1을 초과할 때까지의 승온 패턴은, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 패턴 1, 2, 3이 주로 채용될 수 있다.
또한, 열처리 공간으로부터의 SiO 가스의 배출을 촉진하기 위해, 상기 온도대 T1에 있어서의 챔버 내의 기압을, 1 kPa 이하가 되도록 제어한다.
온도대 T1이 900℃ 이상 1100℃ 이하인 이유는, 온도대 T1이 1100℃보다 높으면, 웨이퍼 표면의 자연 산화막은 제거할 수 있지만, 유지 온도가 너무 높아, 발생한 SiO 가스가 실리콘 표면을 순식간에 에칭하는 현상이 발생하기 때문이다. 또한, 온도대 T1이 900℃보다 낮으면, 자연 산화막을 충분히 분해하기 위한 온도에 도달하지 않아, 웨이퍼 표면의 자연 산화막을 충분히 제거할 수 없기 때문이다.
또한, 상기 온도대 T1을 유지하는 시간(tp1)을 5 초 이상 30 초 이하로 하는 이유는, 웨이퍼(W) 표면에 형성되는 자연 산화막 두께에는 개체차가 있지만, 유지 시간(tp1)이 5 초 이상에서 충분한 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 유지시간(tp1)을 30 초 이하로 함으로써, 웨이퍼(W) 표면에 파티클이 부착될 확률을 낮게 억제할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 온도대 T1에서의 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 제어한다.
또한, 불활성 가스의 도입량이 부족한 경우에 SiO 가스를 충분히 배출할 수 없을 우려가 있기 때문에, 1분간으로 챔버 내를 90% 이상, 가스 치환할 수 있는 유량(30 L/min 이상 100 L/min 이하)으로써 불활성 가스를 도입한다.
이것에 의해, 자연 산화막 용해에 의해 웨이퍼(W)의 표면으로부터 SiO 가스가 발생했을 때, SiO 가스의 배출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 가스 치환율을 90%로 하는 경우에, 챔버내 압력을 감압, 구체적으로는 10 kPa 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, 챔버내 압력을 1 kPa 이하로 하면, 5 초 이내에 가스 치환율을 90%로 할 수 있어, 보다 효율적으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 회전수를 80 rpm보다 낮게 한 경우, 웨이퍼(W)의 면내 온도의 불균일이 생겨, 처리 중의 웨이퍼(W)가 휘어, 서셉터(40a)로부터 멀어지는 등의 문제점이 발생한다.
한편, 웨이퍼(W)의 회전수를 120 rpm보다 크게 하면, SiO 가스의 배기 효율이 저하되어, 웨이퍼의 바로 위 바로 아래에 SiO 가스가 정체하기 쉽고, 1100℃를 초과하는 고온까지 잔류하는 경우에 순식간에 실리콘 표면을 에칭하기 때문에, 처리 챔버 내에 반응 생성물이 퇴적된다고 하는 문제점이 발생한다.
상기 소정 시간(tp1)이 경과하여, 챔버(20) 내의 온도가 상기 온도대 T1을 초과하면, 또한 소정의 승온 속도로 T2(바람직하게는 1300℃)까지 급속 승온하여, 예컨대 30 초 유지한다.
계속해서, 소정의 강온 속도로 T3(예컨대 600℃)까지 강온한 후, 챔버 내를 산화성 분위기로 전환한다.
챔버 내가 산화성 분위기로 전환되면, 소정의 승온 속도로 T4(예컨대 1250℃)까지 승온하여, 30 초 유지한 후, 소정의 강온 속도로 T5(예컨대 600℃)까지 강온하고, RTP를 종료한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시형태에 의하면, 실리콘 웨이퍼를 불활성 가스 분위기 하에서 열처리하는 경우에, 웨이퍼 회전수와 챔버 내의 가스 치환율을 제어함으로써, 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있다. 그 결과, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 불활성 가스로서 아르곤 가스를 예로 설명하였으나, 그 밖의 불활성 가스를 챔버 내에 도입한 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
실시예
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법에 대해서, 실시예에 기초하여 더 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 실시형태에 기초하여 이하의 실험을 행하였다.
본 실시예에서는, 챔버 내에 수평으로 유지한 웨이퍼를, 그 표면측에서 램프가열하고, 웨이퍼 온도를 이면측에서 방사 온도계로 측정하면서 제어하는 매엽 방식의 RTP 장치를 이용하였다. 이 RTP 장치에 있어서, 직경 300 mm의 단결정 실리콘 양면 연마 웨이퍼 1000∼1500장에 대하여 열처리를 행하고, 처리 웨이퍼의 산화막 두께의 추이와 슬립 길이(X선 토포그래피에 의해 측정)의 추이를 평가하였다.
공통의 열처리 조건으로서, 챔버 내를 아르곤 분위기로 하고, 1300℃까지 급속 승온하여 30 초 유지한 후, 600℃까지 강온하여, 챔버로부터 웨이퍼를 꺼내지 않고, 산화성 분위기로 전환한 후, 1250℃로 급속 승온하여 30 초 유지하였다.
또한 챔버 내의 조건을 이하와 같이 실시예, 및 비교예마다 설정하였다. 또한, 이하의 조건에서 나타낸 온도대 T1(℃)은, 도 2의 그래프에 있어서의 온도대 T1에 대응하는 타이밍에서의 온도 범위이다.
(a) 온도대 T1(℃)
(b) 온도대 T1에 있어서의 웨이퍼 회전수(rpm)
(c) 온도대 T1에 있어서의 유지 시간 또는 승온 시간(초)
(d) 온도대 T1에 있어서의 가스 치환율(%)
(e) 온도대 T1에 있어서의 압력(kPa)
표 1, 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 (a)∼(e)의 조건에 의해 실시예 1∼13, 및 비교예 1∼6을 설정하여 평가하였다.
표 1의 판정란에 있어서, A(우량)는 연속 처리에서의 산화막 두께의 증가가 확인되지 않아, 챔버 내의 SiOx 반응 생성물의 현저한 퇴적이 보이지 않았던 것을 나타낸다. B(양호)는 챔버 내의 SiOx 반응 생성물의 현저한 퇴적은 보이지 않았지만, 열처리 중에 웨이퍼가 서셉터로부터 떨어지는 등의 문제점이 확인된 것을 나타낸다. C(불량)는 웨이퍼의 처리 매수의 증가에 따라, 산화막 두께의 증가, 및 슬립의 발생이 확인된 것을 나타낸다.
또한, 표 2에 있어서는 챔버 내의 압력(kPa)이, 가스 치환율 90% 이상이 될 때까지의 시간에 미치는 영향에 대해서 평가하였다.
Figure 112021044592630-pct00001
Figure 112021044592630-pct00002
표 1의 실시예 10에 나타낸 바와 같이, 온도대 T1에 있어서의 유지 시간이 길어지면(45 초), 웨이퍼 표면에 파티클이 부착될 확률이 높아지고, 현저하지 않지만 챔버 내의 SiOx 반응 생성물의 퇴적을 볼 수 있었다(판정 B). 그 때문에, 온도대 T1에 있어서의 유지 시간은 30 초 이하가 바람직한 것을 확인하였다.
또한, 표 1의 비교예 4에 나타낸 바와 같이, 유지 온도가 높으면(1150℃), 웨이퍼 표면의 자연 산화막은 제거할 수 있지만, 유지 온도가 너무 높기 때문에, 발생한 SiO 가스가 실리콘 표면을 순식간에 에칭하는 현상이 발생하였다(판정 C). 그 때문에, 유지 온도는 1100℃ 이하가 바람직한 것을 확인하였다.
또한, 표 1의 비교예 3에 나타낸 바와 같이, 유지 온도가 낮으면(850℃), 웨이퍼 표면의 자연 산화막을 충분히 제거할 수 없었다(판정 C). 이것은, 자연 산화막을 충분히 용해하기 위한 온도에 도달하지 않았기 때문이라고 생각되었다. 그 때문에, 유지 온도는 900℃ 이상이 바람직한 것을 확인하였다.
상기 결과를 감안하여, 표 1로부터, 챔버 내의 온도 900℃ 이상 1100℃ 이하에 있어서, 웨이퍼 회전수를 0 rpm 이상 120 rpm 이하(바람직하게는 80 rpm 이상 120 rpm 이하)로 하고, 그 때의 유지 시간을 5 초 이상 30 초 이하로 하며, 또한 가스 치환율을 90% 이상으로 하는 것이 바람직한 것을 확인하였다.
또한, 표 2에 나타낸 바와 같이 가스 치환율을 90%로 하는 경우에, 챔버내 압력을 1 kPa 이하로 함으로써, 5 초 이내에 가스 치환율을 90%로 할 수 있어, 보다 효율적으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것을 확인하였다.
또한, 표 1에 나타낸 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2에 대해서, 처리 매수에 대한 60 nm보다 큰 부착 파티클수(개/웨이퍼), 합계 슬립 길이(mm), 산화막 두께 증가율(%)의 변화를 각각 도 3, 도 4, 도 5의 그래프에 나타낸다.
도 3의 그래프에 있어서, 횡축은 처리 매수, 종축은 부착 파티클수(개/웨이퍼)이다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이, 비교예 1, 2에서는 처리 매수가 증가하면 부착 파티클수가 증가하였지만, 실시예 1에서는 처리 매수에 관계없이 부착 파티클수가 낮게 억제되었다.
또한, 도 4의 그래프에 있어서, 횡축은 처리 매수, 종축은 합계 슬립 길이(mm)이다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이 비교예 1, 2에서는 슬립의 발생이 현저하지만, 실시예 1에서는 슬립은 전혀 발생하지 않았다.
또한, 도 5의 그래프에 있어서, 횡축은 처리 매수, 종축은 산화막 두께 증가율(%)이다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이 비교예 1, 2에서는 처리 매수의 증가와 함께 산화막 두께가 커졌지만, 실시예 1에서는 산화막 두께의 증가율은 낮게 억제되었다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막이 용해될 때에 발생하는 SiO 가스의 배기를 효율적으로 행할 수 있어, 열처리 챔버 내로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하고, 슬립의 악화를 방지할 수 있다고 확인하였다.
10: RTP 장치 20: 챔버
20a: 분위기 가스 도입구 20b: 분위기 가스 배출구
25: 반응 공간 30: 램프
40: 웨이퍼 지지부

Claims (3)

  1. 챔버 내에서 회전 가능하게 유지되는 실리콘 웨이퍼에 대하여 불활성 가스 분위기 하에서 급속 승강온 열처리하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법으로서,
    상기 챔버 내에 있어서의 열처리 온도가 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에서, 웨이퍼를 5 초 이상 30 초 이하의 시간 유지함과 더불어, 웨이퍼 회전수를 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 하고,
    상기 챔버 내에 있어서의 불활성 가스의 공급을, 가스 치환율이 90% 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내에 있어서의 열처리 온도가 1300℃ 이상에 도달하기 전에, 900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에 있어서, 웨이퍼를 5 초 이상 30 초 이하의 시간 유지함과 더불어, 웨이퍼 회전수를 80 rpm 이상 120 rpm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    900℃ 이상 1100℃ 이하의 온도대에서, 상기 챔버 내의 압력은 1 kPa 이하로 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법.
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