KR20110119610A - Silicon wafer having proximity gettering ability at low-temperature processes and manufacturing method therefor - Google Patents

Silicon wafer having proximity gettering ability at low-temperature processes and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
KR20110119610A
KR20110119610A KR1020110107706A KR20110107706A KR20110119610A KR 20110119610 A KR20110119610 A KR 20110119610A KR 1020110107706 A KR1020110107706 A KR 1020110107706A KR 20110107706 A KR20110107706 A KR 20110107706A KR 20110119610 A KR20110119610 A KR 20110119610A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon wafer
hours
bmd
wafer
heat treatment
Prior art date
Application number
KR1020110107706A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101383608B1 (en
Inventor
정정규
이기상
박형국
Original Assignee
주식회사 엘지실트론
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 주식회사 엘지실트론 filed Critical 주식회사 엘지실트론
Priority to KR1020110107706A priority Critical patent/KR101383608B1/en
Publication of KR20110119610A publication Critical patent/KR20110119610A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101383608B1 publication Critical patent/KR101383608B1/en

Links

Images

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
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • 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
    • H01L21/322Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections

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)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A silicon wafer with an adjacent gathering ability in a low temperature process and a manufacturing method thereof are provided to perform annealing processing after rapid thermal processing on the silicon wafer, thereby easily arranging high density BMD(Bulk Micro Defects) in a surface adjacent region with a low thermal history. CONSTITUTION: A silicon wafer with a front surface, a rear surface, a boundary edge part, and an area between the front surface and rear surface is prepared. The density and distribution of bit defects are controlled by rapid thermal processing for 1 second to 2 minutes with respect to the silicon wafer. An oxygen precipitates nucleus is grown by annealing 2 to 8 hours at a temperature lower than the temperature of rapid thermal processing.

Description

저온 공정에서 근접 게터링 능력을 갖는 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법 {Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor}Silicon Wafer Having Proximity Gettering Capability in Low Temperature Process and Manufacturing Method therefor {Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor}

본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 제조 공정에서 생성되는 BMD(Bulk Micro Defects)의 농도와 분포를 제어하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon wafer used in the manufacture of a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique for controlling the concentration and distribution of BMDs (Bulk Micro Defects) produced in a semiconductor device manufacturing process.

일반적으로 실리콘 웨이퍼는, 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 공정, 잉곳을 원반형의 웨이퍼로 슬라이싱(slicing)하는 슬라이싱 공정, 웨이퍼 표면을 경면화하는 연마(폴리싱) 공정을 통해 제조되어, 반도체 소자의 제조에 제공되게 된다. 그런데, 실리콘 단결정의 성장 과정에서 성장 이력에 따른 결정 결함 및 원하지 않는 불순물로서 특히 산소가 실리콘 단결정에 포함되게 된다. 이렇게 함입된 산소는 반도체 소자의 제조 공정에서 가해지는 열에 의해 산소 침전물(oxygen precipitates)로 성장하게 되는데, 이 산소 침전물은 실리콘 웨이퍼의 강도를 보강하고 금속 오염 원소를 포획하는 등 내부 게터링(Internal Gettering) 사이트로서 작용하는 등 유익한 특성을 보이기도 하지만, 반도체 소자의 누설전류 및 불량(fail)을 유발하는 유해한 특성을 보인다.Generally, a silicon wafer is manufactured through a process of growing a silicon single crystal ingot, a slicing process of slicing the ingot into a disk-shaped wafer, and a polishing (polishing) process of mirror-mirroring the wafer surface to provide a semiconductor device. Will be. However, in the growth process of the silicon single crystal, oxygen is included in the silicon single crystal, in particular, as crystal defects and unwanted impurities in accordance with the growth history. This impregnated oxygen grows into oxygen precipitates due to the heat applied in the manufacturing process of the semiconductor device. The oxygen precipitates reinforce the strength of the silicon wafer and capture metal contaminants, such as internal gettering. It also shows beneficial properties, such as acting as a c-site, but also shows harmful properties that cause leakage current and failure of semiconductor devices.

따라서, 반도체 소자가 형성될 웨이퍼 표면으로부터 소정 깊이까지의 디누드 존(denuded zone)에는 이러한 산소 침전물이 실질적으로 존재하지 않으면서도, 소정 깊이 이상의 벌크 영역에서는 소정의 밀도 및 분포로 존재하는 웨이퍼가 요구된다. 반도체 소자 제조 공정에서 이렇게 벌크 영역에 생성되는 산소 침전물들과 벌크 적층 결함(Bulk Stacking Fault)들을 포함하여 통상 BMD(Bulk Micro-Defects)라 하며, 이하에서는 벌크 영역의 산소 침전물과 BMD를 구분하지 않고 사용하기로 한다. Accordingly, a wafer that exists at a predetermined density and distribution in a bulk region of a predetermined depth is required while substantially no oxygen deposit is present in a denuded zone from a wafer surface on which a semiconductor element is to be formed to a predetermined depth. do. In the semiconductor device manufacturing process, these are commonly referred to as bulk micro-defects (BMDs) including oxygen deposits and bulk stacking faults generated in the bulk region. Hereinafter, the oxygen deposits in the bulk region and BMD are not distinguished. I will use it.

이러한 BMD의 농도 및 분포가 제어된 웨이퍼를 제공하기 위한 기술로서는, 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킬 때 공정 변수인 시드(seed) 회전속도, 도가니 회전속도, 융액(melt) 표면과 열차폐체(heat shield)간의 간격인 멜트 갭(melt gap), 잉곳의 인상속도(pull speed), 핫 존(hot zone)의 디자인 변경, 질소나 탄소 등의 제3의 원소 도핑 등을 통해 초기 산소 농도와 결정 결함 농도를 조절함으로써 BMD 농도를 제어하는 기술들이 제안되었다. As a technique for providing a wafer in which the concentration and distribution of the BMD is controlled, process variables such as seed rotation speed, crucible rotation speed, melt surface and heat shield when growing a silicon single crystal ingot The initial oxygen concentration and crystal defect concentration can be determined by the melt gap, the gap between the ingot, the pull speed, the hot zone design change, and the third element doping such as nitrogen or carbon. Techniques for controlling BMD concentration by regulating have been proposed.

또한, 이러한 성장 공정 변수나 성장 이력을 제어하는 방법 이외에 웨이퍼 가공 공정(wafering process) 중에 열처리를 통해 BMD 농도 및 분포를 조절하고자 하는 기술로서 다음과 같은 기술들이 알려져 있다.In addition, the following techniques are known as techniques for controlling BMD concentration and distribution through heat treatment during a wafer processing process in addition to the method of controlling the growth process variable or the growth history.

먼저, 대한민국 등록특허 제395391호에서는, 웨이퍼에 대해 1150℃를 넘는 온도에서 수초~수십초간의 급속 열처리(Rapid Thermal Process; RTP 또는 Rapid Thermal Annealing; RTA)를 통해, 웨이퍼의 중심면(벌크 영역)에서 피크 농도가 되고 웨이퍼의 전면 방향으로 대체로 감소하는 결정격자 베이컨시 농도 프로파일을 가지는 웨이퍼를 제공하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제450676호에서는, 1100~1200℃의 온도에서 5초~수십초간의 급속 열처리를 통해, 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 M자 모양의 산소 침전물 농도 프로파일을 가지는 웨이퍼를 제공하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제531552호에서는, 각각 1120~1180℃ 및 1200~1230℃의 온도에서 각각 1~5초 및 1~10초간의 2 단계 급속 열처리를 통해, 산소 침전물과 벌크 적층 결함을 포함하는 BMD의 농도가, 도 2에 도시된 바와 같은 프로파일을 보이는 웨이퍼를 제공하고 있다.First, in Korean Patent No. 395391, the center surface (bulk region) of the wafer through a rapid thermal process (RTP) or rapid thermal annealing (RTA) for several seconds to several tens of seconds at a temperature exceeding 1150 ° C for the wafer. There is provided a wafer having a crystal lattice vacancy concentration profile that peaks at and decreases generally in the front direction of the wafer. In addition, Republic of Korea Patent No. 450676, through a rapid heat treatment for 5 seconds to several tens of seconds at a temperature of 1100 ~ 1200 ℃, as shown in Figure 1, to provide a wafer having a concentration profile of the oxygen precipitate of approximately M shape Doing. In addition, the Republic of Korea Patent No. 531552, through the two-step rapid heat treatment for 1 to 5 seconds and 1 to 10 seconds at a temperature of 1120 ~ 1180 ℃ and 1200 ~ 1230 ℃, respectively, containing oxygen deposits and bulk deposition defects The concentration of BMD provides a wafer with a profile as shown in FIG. 2.

여기서, 언급해 둘 것은, 도 1 및 도 2에 도시된 BMD의 분포와 농도는 웨이퍼 제조 직후에 나타나는 것이 아니라, 웨이퍼 상에 반도체 소자를 제조하는 공정에서 가해지는 열(적극적인 가열처리에 의해 가해지는 열과, 특정 공정이 소정의 온도에서 수행됨으로써 웨이퍼에 부하되는 열을 포함하는 열 이력(thermal budget)으로서, 이하에서는 '후속 열 이력'이라 한다)에 의해 형성된다는 점이다. 따라서, 웨이퍼 제조사는 제조된 웨이퍼가 반도체 소자 제조사의 BMD 요구사양에 부합하는지를 확인하기 위해, 제조된 웨이퍼를 샘플링하여 후속 열 이력을 모사한 등가 열처리(통상, 800℃ 4시간 + 1000℃ 16시간)를 수행하게 된다. 도 1 및 도 2의 BMD 농도와 분포는 이러한 등가 열처리에 의해 확인된 결과일 뿐으로, 반도체 소자의 제조시 가해지는 후속 열 이력이 변화하면 전혀 다른 결과가 나올 수 있다.It should be noted that the distribution and concentration of the BMDs shown in FIGS. 1 and 2 do not appear immediately after wafer fabrication, but rather the heat applied by the process of manufacturing a semiconductor element on the wafer (exposed by active heat treatment). Thermal budget, which includes heat and heat that is loaded onto the wafer by performing a particular process at a predetermined temperature, hereinafter referred to as 'following thermal history'. Thus, the wafer manufacturer has sampled the manufactured wafers to simulate the subsequent thermal history to verify that the manufactured wafers meet the BMD requirements of the semiconductor device manufacturer (equivalent to 800 ° C 4 hours + 1000 ° C 16 hours). Will be performed. The BMD concentrations and distributions of FIGS. 1 and 2 are only results confirmed by such an equivalent heat treatment. If the subsequent thermal history applied during fabrication of the semiconductor device changes, a totally different result may be obtained.

한편, 최근 반도체 소자의 소형화, 고속화, 대용량화, 저전력화, 저가격화에 대한 요구가 증가하고 있으며, 반도체 소자 제조 기술은 소자구조 및 재료 변경, 공정조건 변화 등을 통해 미세화, 고집적화 되고 있다. 예를 들어, 반도체 소자의 금속 배선을 종래의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 대신에 구리 또는 구리 합금으로 형성하는 기술이 채용되고 있으며, 공정 온도도 약 800~900℃ 이하의 낮은 열 이력으로 변화되고 있다. 또한, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), MP3, PMP(Portable Multimedia Player), 3G 휴대폰 등의 모바일 기기에서는 소형화, 고속화, 대용량화, 저전력화, 저가격화를 위해 낸드 플래시(NAND flash), 노아 플래시(NOR flash), 모바일 디램(Mobile DRAM) 등 서로 다른 종류의 반도체 칩을 적층하여 패키징하는 MCP(Multi-Chip Package)를 채택하고, 이에 따라 반도체 소자 제조 공정에 후면 연삭 공정(Back grinding) 후 웨이퍼의 최종 두께가 50μm 이하로 감소 있다.On the other hand, there is an increasing demand for miniaturization, high speed, large capacity, low power, and low price of semiconductor devices, and semiconductor device manufacturing technologies have been miniaturized and highly integrated through device structure, material change, and process condition change. For example, the technique of forming the metal wiring of a semiconductor element from copper or a copper alloy instead of the conventional aluminum or aluminum alloy is employ | adopted, and process temperature is changing with the low thermal history of about 800-900 degreeC or less. In addition, mobile devices such as personal digital assistants (PDAs), MP3s, Portable Multimedia Players (PMPs), and 3G mobile phones are designed for small size, high speed, large capacity, low power, and low cost. Multi-Chip Package (MCP), which stacks and packages different types of semiconductor chips, such as flash and mobile DRAM, is adopted.As a result, the wafer is finished after back grinding in the semiconductor device manufacturing process. The thickness is reduced to 50 μm or less.

이와 같은 구리 배선의 채용에 따른 금속 불순물 오염원의 증가, 후속 열 이력의 저온화 및 소자의 최종 두께 감소 등의 변화에 따라, 반도체 소자의 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼는 평탄도, 파티클 등과 같은 물리적 특성 외에 저온 공정에서의 근접 게터링(Proximity Gettering) 능력이라는 새로운 품질 특성이 요구되고 있다. As a result of the increase of metal impurity contaminants, the subsequent thermal history lowering, and the final thickness reduction of the device due to the adoption of such copper wiring, the silicon wafer used as the substrate of the semiconductor device has physical characteristics such as flatness and particles. In addition, new quality features are required, called proximity gettering capability in low temperature processes.

전술한 선행기술들은 종래의 고온 공정(높은 열 이력)을 이용하고 디누드 존의 두께와 소자의 최종 두께가 두꺼운 소자의 제조에 사용하기 위한 웨이퍼를 제공하는 기술들로서, 이러한 선행기술들로는 구리 배선의 채용, 후속 열 이력의 저온화 등 변화된 소자 제조 공정 및 얇아진 소자 두께에 대응하기 어렵다. 즉, 전술한 선행기술들에 의한 웨이퍼를 위와 같이 변화된 공정과 소자의 제조에 사용하게 되면, 게터링 사이트로 작용하는 BMD가 생성되지 않거나 불충분하게 생성되어 게터링 능력이 매우 부족하게 된다. The foregoing prior arts are techniques that use a conventional high temperature process (high thermal history) and provide a wafer for use in the fabrication of devices having a thick thickness of the denude zone and the final thickness of the device. It is difficult to cope with the changed device fabrication process and thinner device thickness, such as the adoption, the lowering of the subsequent heat history. That is, when the wafer according to the above-described prior arts is used in the above-described process and fabrication of the device, the BMD serving as a gettering site is not generated or is insufficiently generated, and the gettering capability is very insufficient.

따라서, 상술한 요구에 부응하기 위해 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 낮은 열 이력을 갖는 반도체 소자 제조 공정에서 표면 근접 영역에 고밀도의 BMD가 생성될 뿐만 아니라, 낮은 열 이력에서도 BMD 생성이 용이한 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.Therefore, in order to meet the above-described needs, the technical problem to be solved by the present invention is not only to generate a high density BMD in the vicinity of the surface in a semiconductor device manufacturing process having a low thermal history, but also to easily generate a BMD even at a low thermal history. A silicon wafer and its manufacturing method are provided.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 후속 열 이력에 의해 BMD가 되는 점결함을 제어하는 급속 열처리에 이어, 점결함으로부터 산소 석출 핵을 성장시키는 어닐링(annealing) 처리를 수행한다.In order to achieve the above technical problem, in the present invention, an annealing treatment is performed in which an oxygen precipitation nucleus is grown from the point defect, followed by a rapid heat treatment to control the point defect which becomes a BMD by a subsequent heat history.

즉, 본 발명의 일측면에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조 방법은, 전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는 실리콘 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 실리콘 웨이퍼에 대하여 1초~2분간 급속 열처리하여 후속 열 이력에 의해 BMD가 되는 점결함의 밀도와 분포를 제어하는 단계; 및 상기 급속 열처리시의 온도보다 낮은 온도에서 2~8시간 어닐링하여 상기 점결함으로부터 산소 석출 핵을 성장시키는 단계;를 포함한다.That is, the method of manufacturing a silicon wafer according to an aspect of the present invention comprises the steps of preparing a silicon wafer having a front, rear, edge edge portion and the area between the front and rear; Rapidly heat treating the silicon wafer for 1 second to 2 minutes to control the density and distribution of point defects that become BMDs by subsequent thermal history; And annealing for 2 to 8 hours at a temperature lower than the temperature during the rapid heat treatment to grow an oxygen precipitate nucleus from the point defects.

여기서, 상기 급속 열처리는, 제1온도(1100~1200℃)에서 1~60초간 급속 열처리하는 저온 급속 열처리 단계; 및 상기 제1온도보다 높은 제2온도(1200~1300℃)에서 1~60초간 급속 열처리하는 고온 급속 열처리 단계;를 포함할 수 있다.Here, the rapid heat treatment, the low temperature rapid heat treatment step of rapid heat treatment for 1 to 60 seconds at the first temperature (1100 ~ 1200 ℃); And a high temperature rapid heat treatment step of rapid heat treatment for 1 to 60 seconds at a second temperature (1200 to 1300 ° C.) higher than the first temperature.

또한, 상기 어닐링은, 제3온도(700~900℃)에서 1~4시간 어닐링하는 저온 어닐링 단계; 및 상기 제3온도보다 높은 제4온도(900~1100℃)에서 1~4시간 어닐링하는 고온 어닐링 단계;를 포함할 수 있다.The annealing may include a low temperature annealing step of annealing for 1 to 4 hours at a third temperature (700 to 900 ° C.); And a high temperature annealing step of annealing for 1 to 4 hours at a fourth temperature (900 to 1100 ° C.) higher than the third temperature.

나아가, 상기 급속 열처리와 어닐링을 거친 실리콘 웨이퍼에 대하여 800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 범위에서 열처리하여 BMD를 생성하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.Furthermore, the method may further include heat treating the silicon wafer subjected to the rapid heat treatment and annealing at 800 ° C. for 2 hours and at 1000 ° C. for 4 hours.

본 발명의 다른 측면에 따른 실리콘 웨이퍼는, 전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는 실리콘 웨이퍼에 있어서, 상기 전면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제1 디누드 존; 상기 후면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제2 디누드 존; 및 상기 제1 및 제2 디누드 존 사이에 형성된 벌크 영역;을 포함하고, 800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 30nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a silicon wafer includes: a silicon wafer having a front surface, a rear surface, an edge edge portion, and an area between the front surface and the rear surface, the silicon wafer comprising: a first denude zone formed to a predetermined depth from a surface of the front surface; A second denude zone formed from a surface of the rear surface to a predetermined depth; And a bulk region formed between the first and second dinude zones, wherein a BMD having a size of 30 nm or more is generated in the bulk region by thermal history within 2 hours at 800 ° C. and 4 hours at 1000 ° C. It is characterized by.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 실리콘 웨이퍼는, 전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는, 반도체 소자의 제조에 투입되기 전의 실리콘 웨이퍼에 있어서, 상기 전면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제1 디누드 존; 상기 후면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제2 디누드 존; 및 상기 제1 및 제2 디누드 존 사이에 형성된 벌크 영역;을 포함하고, 상기 벌크 영역에 30nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a silicon wafer according to another aspect of the present invention has a front surface, a back surface, an edge edge portion, and a region between the front surface and the rear surface, wherein the silicon wafer is predetermined from a surface of the front surface in a silicon wafer before being put into manufacture of a semiconductor device. A first denude zone formed to a depth; A second denude zone formed from a surface of the rear surface to a predetermined depth; And a bulk region formed between the first and second denude zones, wherein a BMD having a size of 30 nm or more is generated in the bulk region.

여기서, 상기 800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 생성되는 BMD의 밀도가 4x108 ea/cm3 이상이 되는 것이 바람직하고, 상기 제1 및 제2 디누드 존의 깊이는 각각 상기 전면 및 후면으로부터 30μm 이내인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the density of BMD generated in the bulk region is greater than or equal to 4 × 10 8 ea / cm 3 by the heat history of 2 hours at 800 ° C. and 4 hours at 1000 ° C., and the first and second di The depth of the nude zone is preferably within 30 μm from the front and rear surfaces, respectively.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 실리콘 웨이퍼에 대하여 급속 열처리에 이어 어닐링 처리를 함으로써 낮은 열 이력에 의해서도 표면 근접 영역에 고밀도의 BMD가 용이하게 생성될 수 있는 실리콘 웨이퍼, 나아가 반도체 소자 제조 공정에 투입되기 전에 이미 BMD가 생성된 실리콘 웨이퍼를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 웨이퍼는 후속 열 이력이 저온화(저온 공정화)되고 있는 반도체 소자의 제조에 특히 적합하게 사용되어 반도체 소자의 수율 향상에 기여할 수 있고, 나아가 반도체 소자 제조 공정의 초기 오염에 대해서도 탁월한 게터링 능력을 발휘할 수 있다.As described above, according to the present invention, the silicon wafer is subjected to annealing followed by annealing, so that a high density BMD can be easily generated in the vicinity of the surface even by a low thermal history, and thus, the silicon wafer is introduced into a semiconductor device manufacturing process. It is possible to provide a silicon wafer previously produced with a BMD. Therefore, the wafer of the present invention is particularly suitably used for the manufacture of semiconductor devices in which the subsequent thermal history is being lowered (low temperature process), which can contribute to the improvement of the yield of the semiconductor devices, and furthermore, excellent in the initial contamination of the semiconductor device manufacturing process. Can get gettering ability

도 1은 종래기술에 따른 급속 열처리가 실시된 실리콘 웨이퍼의 산소 침전물 농도 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 2는 다른 종래기술에 따라 2 단계 급속 열처리가 실시된 웨이퍼의 산소 침전물과 벌크 적층 결함을 포함하는 BMD(Bulk Micro-Defect)의 농도 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 과정을 도시한 전체 공정 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 과정 중 열처리 공정의 공정 다이어그램이다.
도 5는 종래기술에 따라 급속 열처리만 실시하고 BMD를 생성한 뒤 BMD 분포를 촬영한 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 급속 열처리와 어닐링을 실시하고 BMD를 생성한 뒤 BMD 분포를 촬영한 현미경 사진이다.
1 is a graph illustrating an oxygen precipitate concentration profile of a silicon wafer subjected to rapid heat treatment according to the prior art.
FIG. 2 is a graph showing a concentration profile of a bulk micro-defect (BMD) including an oxygen precipitate and a bulk deposition defect of a wafer subjected to a two-step rapid heat treatment according to another conventional technology.
3 is an overall process flow diagram illustrating a manufacturing process of a wafer according to an embodiment of the present invention.
4 is a process diagram of a heat treatment process during fabrication of a wafer according to an embodiment of the present invention.
5 is a micrograph of the BMD distribution after the rapid heat treatment according to the prior art to generate the BMD.
6 is a photomicrograph of the BMD distribution after the rapid heat treatment and annealing according to an embodiment of the present invention after generating the BMD.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a silicon wafer and a method of manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 과정을 도시한 전체 공정 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예의 실리콘 웨이퍼 제조 방법은 크게, 웨이퍼를 준비하는 공정(S110 및 S120), BMD를 제어하기 위한 열처리 공정(S130 및 S140), BMD를 생성하고 필요에 따라 검사하는 공정(S150), 및 연마, 세정 등의 후처리 및 출하 공정(S160)으로 이루어진다. 여기서, 본 발명의 주요한 부분은 공정 S130~S150으로서, 이 공정은 도 4에 도시된 공정 다이어그램과 함께 상세히 설명된다. 한편, 나머지 공정들(S110, S120 및 S160)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 통상의 방법에 따라 수행하면 되므로 간략하게 설명된다.3 is an overall process flow diagram illustrating a manufacturing process of a wafer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the silicon wafer manufacturing method of this embodiment is largely a process of preparing a wafer (S110 and S120), a heat treatment process (S130 and S140) to control a BMD, a process of generating a BMD and inspecting it as necessary. (S150) and post-processing and shipping steps (S160) such as polishing and washing. Here, the main part of the present invention is the process S130-S150, which process is explained in detail with the process diagram shown in FIG. On the other hand, the remaining processes (S110, S120 and S160) will be described briefly because it can be carried out according to a conventional method known in the art.

먼저, 실리콘 웨이퍼를 준비하는 공정으로서, 통상의 쵸크랄스키(Czochralski:CZ)법 등의 방법에 의해 잉곳 형태의 실리콘 단결정을 성장시킨다(S110). 즉, 도가니에 용융된 실리콘 융액에 씨드 결정(seed crystal)을 담그고 결정 인상 속도(V)와 융액 계면에서의 성장 방향의 온도 구배(G)를 조절하면서 인상하여 실리콘 단결정을 성장시킨다. First, as a step of preparing a silicon wafer, an ingot-type silicon single crystal is grown by a method such as a Czochralski (CZ) method (S110). That is, a seed crystal is immersed in the melted silicon melt in the crucible, and the silicon single crystal is grown by pulling while adjusting the crystal pulling rate V and the temperature gradient G in the growth direction at the melt interface.

이때, 초크랄스키법으로 성장된 단결정 실리콘은 인상 속도(V) 및 융액 계면에서의 온도 구배(G) 제어 결과에 따른 점결함 특성에 따라, 베이컨시-리치 영역(Vacancy rich region), 인터스티셜-리치 영역(Interstitial rich region), 베이컨시-퓨어 영역(Vacancy pure region), 인터스티셜-퓨어 영역(Interstitial pure region) 등의 결함 영역으로 구분된다. 이중 베이컨시-리치 영역(Vacancy rich region)과 인터스티셜-리치 영역(Interstitial rich region)에서 성장된 잉곳은 웨이퍼 제조 후 각각 COP(Crystal Originated precipitate) 및 전위 루프(Dislocation loop)가 발생하여 반도체 소자에 영향을 미치므로 주로 베이컨시-퓨어 영역(Vacancy pure region)과 인터스티셜-퓨어 영역(Interstitial pure region)만 존재하도록 성장하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 결함 영역의 제어는 용이하지 않으며 잉곳(웨이퍼)의 길이 및 반경 방향에 따라 결함 영역이 균일하지 않게 되므로, 잉곳의 길이 방향으로(슬라이싱된 위치에 따라 웨이퍼 마다) BMD가 균일하지 못하고 또한 BMD가 웨이퍼 반경 방향으로 균일하지 못하며, 밀도가 낮게 형성되는 문제가 있다. 그리고, 웨이퍼의 디누드 존은 약 30~50㎛ 이상으로 깊게 형성되며 BMD의 수직 분포는 웨이퍼의 중심에서 피크를 가지므로 낮은 근접 게터링 효율을 나타낸다. 따라서, 후술하는 BMD 제어를 위한 열처리가 필요하다.At this time, the single crystal silicon grown by the Czochralski method has a vacancy-rich region and interstitial according to the point defect characteristics according to the result of controlling the pulling speed (V) and the temperature gradient (G) at the melt interface. It is divided into a defective area such as an interstitial rich region, a vacancy pure region, an interstitial pure region, and the like. Ingots grown in the double vacancy-rich region and the interstitial rich region have a semiconductor originated precipitate (COP) and dislocation loops after wafer fabrication. It is desirable to grow so that mainly only the vacancy-pure region and the interstitial pure region exist. However, the control of such a defect area is not easy and the defect area becomes uneven along the length and radial direction of the ingot (wafer), so that the BMD is not uniform in the longitudinal direction of the ingot (per wafer depending on the sliced position) and also BMD is not uniform in the radial direction of the wafer, there is a problem that the density is formed low. In addition, the denude zone of the wafer is deeply formed at about 30 to 50 µm or more, and the vertical distribution of the BMD has a peak at the center of the wafer, thereby showing low proximity gettering efficiency. Therefore, heat treatment for BMD control described later is required.

이어서, 성장된 실리콘 단결정인 잉곳을 원반 형태의 웨이퍼로 가공한다(S120). 즉, 잉곳을 원반 형태로 슬라이싱 하고, 슬라이싱 공정에 기인하는 결함을 제거하고 두께와 평탄도를 제어하기 위해 웨이퍼를 기계적으로 연마하는 래핑(lapping) 공정을 거친다. 또한, 래핑 공정에 기인하는 결함을 화학적으로 제거하는 에칭(etching) 공정을 거친다.Next, the grown silicon single crystal ingot is processed into a disk-shaped wafer (S120). That is, the ingot is sliced into a disk shape, and a lapping process is performed to mechanically polish the wafer to remove defects caused by the slicing process and to control thickness and flatness. It also undergoes an etching process to chemically remove the defects due to the lapping process.

이어서, 본 발명의 실시예에 따라 BMD를 제어하기 위한 열처리 공정(S130, S140)을 거치게 되는데, 이 공정은 별도의 공정으로서 행해질 수도 있으나, 이른바 도너 킬링(Donor Killing) 단계에서 수행되는 것이 바람직하다. 도너 킬링이란, 전술한 대한민국 등록특허 제450676호에 의하면, 잉곳 내부에 함입된 산소가 이온 형태로 존재하여 반도체 소자 제조시 주입되는 불순물에 대하여 도너 역할을 하는 것을 방지하기 위한 것으로, 통상 700℃ 정도에서 30초 이상 급속 열처리하거나, 750℃ 정도에서 30분 정도 확산열처리함으로써 이온 형태의 산소를 산소 침전물로 만들어주는 과정이다. Subsequently, the heat treatment process (S130, S140) for controlling the BMD in accordance with an embodiment of the present invention, but may be performed as a separate process, it is preferably performed in the so-called donor killing (Donor Killing) step. . Donor killing, according to the Republic of Korea Patent No. 450676 described above, is to prevent the oxygen contained in the ingot in the form of ions to act as a donor to the impurities injected during the manufacturing of semiconductor devices, usually about 700 ℃ Rapid heat treatment at 30 seconds or diffusion heat treatment at about 750 ℃ for about 30 minutes to make oxygen in the form of oxygen precipitates.

본 실시예에 따른 BMD 제어를 위한 열처리 공정(S130, S140)은 구체적으로 다음과 같이 수행된다.Heat treatment processes (S130 and S140) for BMD control according to the present embodiment are specifically performed as follows.

먼저, 급속 열처리(S130)를 수행한다. 상기와 같이 전처리된 웨이퍼를 상온 또는 T0(500~700℃)으로 예열된 급속 열처리 장비에 로딩하고, 1단계 저온(여기서, 저온이라 함은 후술하는 2단계 급속 열처리에 비해 저온에서 수행된다는 의미이다) 급속 열처리를 위해 T1(1100~1200℃)까지 소정의 승온률(예컨대 5℃/sec)로 온도를 증가시킨다. 장비 내의 온도가 T1에 도달하면 비교적 짧은 소정의 시간 t1(예컨대 1~60초. 더욱 바람직하게는 1~10초 정도) 동안 T1을 유지하며, 질소 함유 기체 및/또는 아르곤이나 헬륨 등의 불활성 기체를 흘려준다. First, rapid heat treatment (S130) is performed. The pre-processed wafer is loaded into a rapid heat treatment apparatus preheated to room temperature or T 0 (500-700 ° C.), and the first stage low temperature (here, low temperature means that the wafer is performed at a lower temperature than the two stage rapid heat treatment described later). The temperature is increased to a predetermined temperature increase rate (eg 5 ° C./sec) up to T 1 (1100˜1200 ° C.) for rapid heat treatment. When the temperature in the equipment reaches T 1 relatively short predetermined time t 1, and maintaining T 1 for a (e.g. 1 to 60 seconds and more preferably from 1 to about 10 seconds), the nitrogen-containing gas and / or argon or helium, etc. Flow inert gas of.

이어서, 2단계 고온 급속 열처리를 위해 T1보다 높은 T2(1200~1300℃. 바람직하게는 1200~1230℃)까지 소정의 승온률(예컨대 5℃/sec)로 온도를 증가시킨다. 장비 내의 온도가 T2에 도달하면 비교적 짧은 소정의 시간 t2(예컨대 1~60초. 더욱 바람직하게는 1~20초 정도) 동안 T2를 유지하며, 질소 함유 기체 및/또는 아르곤이나 헬륨 등의 불활성 기체를 흘려준다.The temperature is then increased at a predetermined rate of increase (eg 5 ° C./sec) to T 2 (1200-1300 ° C., preferably 1200-1230 ° C.) higher than T 1 for a two-step high temperature rapid heat treatment. When the temperature in the equipment reaches T 2 a relatively short predetermined period of time t 2 and kept at the T 2 while (e.g. 1 to 60 seconds and more preferably from 1 to 20 seconds), the nitrogen-containing gas and / or argon or helium, etc. Flow inert gas of.

그러면, 후속 열 이력에 의해 BMD가 되는 점결함인 베이컨시의 밀도와 분포가 제어된다. 즉, 1, 2단계 급속 열처리의 온도, 시간, 분위기 가스 등을 조절함으로써 점결함들을 웨이퍼 표면에 근접한 영역에 고밀도로 분포시킬 수 있고, 웨이퍼 수직 방향 즉, 웨이퍼 전면으로부터 후면까지 및 웨이퍼 반경 방향으로 균일하게 분포시킬 수 있다. Subsequently, the density and distribution of the bacon defect, which is a point defect that becomes a BMD, are controlled by subsequent heat history. That is, by adjusting the temperature, time, atmospheric gas, etc. of the first and second stages of rapid heat treatment, point defects can be distributed in a high density in an area close to the wafer surface, and uniform in the wafer vertical direction, that is, from the front surface of the wafer to the rear surface and in the radial direction of the wafer. Can be distributed.

이어서, 급속 열처리에 비해 상대적으로 장시간 열처리하는 어닐링(S140)을 수행한다. 통상적으로 급속 열처리와 어닐링은 다른 열처리 장비에서 수행하게 되므로, 급속 열처리를 마친 웨이퍼를 급속 열처리 장비에서 언로딩하고, 상온 또는 T3(700~900℃. 보다 바람직하게는 750~850℃)으로 예열된 확산로(diffusion furnace) 등의 어닐링 장비에 웨이퍼를 로딩한다. 이어서, 비교적 긴 소정의 시간 t3(예컨대 1~4시간. 더욱 바람직하게는 1.5~3시간) 동안 T3을 유지함으로써 1단계 저온 어닐링을 수행한다. Subsequently, annealing (S140) for relatively long heat treatment is performed as compared to rapid heat treatment. In general, rapid heat treatment and annealing are performed in other heat treatment equipment. Thus, unloading the wafer after rapid heat treatment in the rapid heat treatment equipment and preheating to room temperature or T 3 (700 to 900 ° C., more preferably 750 to 850 ° C.) The wafer is loaded into annealing equipment such as a diffusion furnace. Subsequently, one-step low temperature annealing is performed by holding T 3 for a relatively long predetermined time t 3 (eg 1-4 hours, more preferably 1.5-3 hours).

이어서, 어닐링 장비 내의 온도를 T4(900~1100℃. 보다 바람직하게는 950~1050℃)으로 승온한 다음, 비교적 긴 소정의 시간 t4(예컨대 1~4시간. 더욱 바람직하게는 1.5~3시간) 동안 T4을 유지 유지함으로써 2단계 고온 어닐링을 수행한다. The temperature in the annealing equipment is then raised to T 4 (900-1100 ° C., more preferably 950-1050 ° C.), followed by a relatively long predetermined time t 4 (eg 1-4 hours, more preferably 1.5-3). by keeping the holding time T 4 for a) performs a 2-step high-temperature annealing.

그러면, 급속 열처리(S130)에 의해 웨이퍼의 벌크 영역에 그 밀도와 분포가 제어된 점결함(베이컨시)은 어닐링(S140)에 의해 산소 석출 핵으로 성장되어 안정화된다. Then, the point defects (baconcies) whose density and distribution are controlled in the bulk region of the wafer by the rapid heat treatment (S130) are grown and stabilized as oxygen precipitation nuclei by annealing (S140).

이어서, BMD 생성 및 검사 공정(S150)을 수행한다. BMD 생성 및 검사 공정(S150)은 먼저, 반도체 소자 제조 공정에서의 후속 열 이력을 모사한 열처리를 수행한다. 이때, 후속 열 이력을 모사한 열처리는 종래의 일반적인 후속 열처리(통상, 800℃ 4시간 + 1000℃ 16시간)보다 짧은 시간 즉, 낮은 열 이력으로 수행한다. 이 열처리는 예를 들어 800℃ 2시간 + 1000℃ 4시간 정도로 진행한다.Subsequently, the BMD generation and inspection process S150 is performed. In the BMD generation and inspection process S150, first, a heat treatment that simulates a subsequent thermal history in a semiconductor device manufacturing process is performed. At this time, the heat treatment that simulates the subsequent heat history is performed in a shorter time than that of a conventional general subsequent heat treatment (usually, 800 ° C. 4 hours + 1000 ° C. 16 hours). This heat treatment proceeds, for example, about 800 degreeC 2 hours + 1000 degreeC 4 hours.

도 5 및 도 6은, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 각각 종래의 급속 열처리만을 수행한 웨이퍼 및 본 발명에 따라 급속 열처리 + 어닐링을 수행하고, 800℃ 2시간 + 1000℃ 4시간의 후속 열처리를 수행한 다음, 실제 BMD 생성 여부 및 그 밀도와 분포를 확인한 결과의 현미경 사진이다. 구체적으로, 각각 도 5 및 도 6에 도시된 종래기술 및 본 발명의 웨이퍼에는, 먼저 공통적으로 두 단계의 급속 열처리(1120~1180℃에서 약 5초 정도 + 1200~1230℃에서 약 20초 정도)가 수행되었다. 이어서, 도 6에 도시된 본 발명의 웨이퍼에 대해서만 두 단계의 어닐링(약 800℃에서 약 2시간 + 약 1000℃에서 약 2시간)을 수행하였다. 이어서 두 웨이퍼에 대하여 공통적으로 800℃ 2시간 + 1000℃ 4시간의 후속 열 이력을 모사한 후속 열처리를 수행한 다음, 웨이퍼를 수직 방향으로 절단하여 그 단면에 대해 라이트(Wright) 에칭 용액으로 5분간 에칭한 후 광학현미경으로 단면을 관찰하였다. 5 and 6, in order to confirm the effect of the present invention, the wafer and the rapid heat treatment + annealing according to the present invention, which performs only the conventional rapid heat treatment, respectively, and the subsequent heat treatment of 800 ℃ 2 hours + 1000 ℃ 4 hours Next, a micrograph of the result of confirming the actual BMD generation and its density and distribution. Specifically, in the wafer of the prior art and the present invention shown in Figures 5 and 6, respectively, first of all, two steps of rapid heat treatment (about 5 seconds at 1120-1180 ° C + about 20 seconds at 1200-1230 ° C) Was performed. Subsequently, two steps of annealing (about 2 hours at about 800 ° C. plus about 2 hours at about 1000 ° C.) were performed on only the wafer of the present invention shown in FIG. 6. Subsequently, a subsequent heat treatment was performed to simulate the subsequent thermal history of 800 DEG C 2 hours + 1000 DEG C 4 hours in common for both wafers, and then the wafer was cut in the vertical direction for 5 minutes with a bright etching solution for the cross section. After etching, the cross section was observed with an optical microscope.

그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 급속 열처리만 수행한 웨이퍼의 경우는 BMD가 거의 생성되지 않거나 관찰되지 않을 정도의 작은 크기(약 30nm 이하)로 매우 불충분하게 생성되어 저온 공정에서 매우 낮은 게터링 능력밖에 갖지 않음을 예측할 수 있다. 반면, 본 발명에 따라 급속 열처리와 어닐링을 수행한 웨이퍼의 경우는, 도 6에 도시된 바와 같이, 벌크 영역에 고밀도(4x108 ea/cm3 이상)로 균일하게 30nm 이상(보다 바람직하게 50nm 이상)의 크기를 갖는 BMD가 생성되어 있음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 급속 열처리와 어닐링을 수행한 웨이퍼는 반도체 소자 제조 공정에서의 낮은 열 이력에도 BMD가 쉽게 생성됨을 알 수 있다.As a result, as shown in FIG. 5, in the case of the wafer subjected to the rapid heat treatment, the wafer is very insufficiently formed in a small size (about 30 nm or less) that BMD is hardly produced or observed, and thus very low gettering in the low temperature process. It can be predicted to have only ability. On the other hand, in the case of a wafer subjected to rapid heat treatment and annealing according to the present invention, as shown in Figure 6, uniformly 30nm or more (more preferably 50nm or more) at a high density (4x10 8 ea / cm 3 or more) in the bulk region It can be seen that the BMD having the size of) is generated. In other words, it can be seen that the wafers subjected to rapid heat treatment and annealing according to the present invention easily generate BMDs even with low thermal history in the semiconductor device manufacturing process.

한편, 소자 두께의 감소에 따라 디누드 존의 깊이(BMD 등 결함이 없는 층의 두께)도 종래에 비해 작아져야 하는데, 도 5와 도 6의 웨이퍼 모두 약 20μm 내외로 만족할 만한 수준으로 나타났다. 이 디누드 존의 깊이는 전술한 급속 열처리 공정(S130)에서의 온도, 시간, 분위기 가스 등의 공정 조건을 조절함으로써 30μm 이하(보다 바람직하게는 15μm 이하)로 조절할 수 있다.On the other hand, as the thickness of the device decreases, the depth of the denude zone (thickness of a layer without defects such as BMD) should also be smaller than in the related art, and the wafers of FIG. 5 and FIG. The depth of this denude zone can be adjusted to 30 micrometers or less (more preferably 15 micrometers or less) by adjusting process conditions, such as temperature, time, and atmospheric gas, in the rapid heat processing process (S130) mentioned above.

이 BMD 생성 및 검사 공정(S150)은 본 발명의 효과를 확인할 수 있는 선택적인 공정으로서, 이 공정을 생략하고 전술한 급속 열처리(S130)와 어닐링(S140)을 마친 웨이퍼를 바로 연마, 세정 등의 후처리를 한 후 제품으로서 출하(S160)하여 반도체 소자 제조 공정에 제공할 수 있다. BMD 생성 및 검사 공정(S150)이 생략되어 출하된 이 실리콘 웨이퍼는, 전술한 바와 같이, 반도체 소자 제조 공정의 낮은 후속 열 이력에 의해서도 쉽게 BMD가 생성될 수 있는 웨이퍼이다.This BMD generation and inspection step (S150) is an optional step that can confirm the effect of the present invention, omitting this step and immediately polishing, cleaning, etc. of the wafer after the rapid heat treatment (S130) and annealing (S140) After the post-treatment, the product may be shipped as a product (S160) and provided to a semiconductor device manufacturing process. This silicon wafer shipped with the BMD generation and inspection process S150 omitted, is a wafer in which BMDs can be easily generated even by the low subsequent thermal history of the semiconductor device manufacturing process, as described above.

또한, 전술한 낮은 열 이력의 후속 열처리를 수행함으로써 BMD를 생성시킨 웨이퍼를 제품으로서 출하할 수도 있다. 이러한 웨이퍼는 반도체 소자 제조 공정에 투입되기 전에 이미 벌크 영역에 고밀도(4x108 ea/cm3 이상)로 균일하게 30nm 이상(보다 바람직하게 50nm 이상)의 크기를 갖는 BMD가 생성되어 있기 때문에, 반도체 소자 제조 공정의 초기부터 오염원을 게터링할 수 있게 된다. 나아가, 반도체 소자 제조 공정의 열 이력을 고려하여, 전술한 후속 열처리(800℃에서 2시간 + 1000℃에서 2시간)의 온도 및/또는 시간을 줄일 수도 있다. 즉, 반도체 소자 제조 공정에서 가해지는 열 이력의 일부에 해당하는 만큼 전술한 BMD 생성을 위한 후속 열처리(S150)로서 수행한 후 제품으로서 출하할 수 있다. It is also possible to ship the wafer on which the BMD is generated as a product by performing the subsequent heat treatment of the low thermal history described above. Since such wafers have already produced a BMD having a size of 30 nm or more (more preferably, 50 nm or more) uniformly at a high density (4x10 8 ea / cm 3 or more) in the bulk region before being introduced into the semiconductor device manufacturing process, It is possible to getter the source of contamination from the beginning of the manufacturing process. Further, in consideration of the thermal history of the semiconductor device manufacturing process, the temperature and / or time of the above-described subsequent heat treatment (2 hours at 800 ° C + 2 hours at 1000 ° C) may be reduced. That is, as much as a part of the heat history applied in the semiconductor device manufacturing process may be performed as a subsequent heat treatment (S150) for generating the above-described BMD can be shipped as a product.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

예를 들어, 전술한 실시예에서 급속 열처리(S130)와 어닐링(S140)은 각각 두 단계로 수행하였으나, 각각 한 단계로 수행할 수도 있고, 급속 열처리(S130)와 어닐링(S140) 중 어느 하나는 두 단계로 하고 다른 하나는 한 단계로 할 수도 있다. 나아가, 두 단계로 수행되는 급속 열처리의 1, 2단계 사이에 또 다른 온도의 급속 열처리 단계를 삽입할 수도 있다. 또한, 전술한 급속 열처리(S130)와 어닐링(S140)의 시간이나 온도는 본 발명의 목적이 달성되는 한 전술한 범위를 벗어나 조절될 수도 있다.For example, in the above-described embodiment, the rapid heat treatment (S130) and the annealing (S140) were performed in two steps, respectively, but may be performed in one step, respectively, any one of the rapid heat treatment (S130) and annealing (S140) You can do it in two steps and the other in one step. Furthermore, a rapid heat treatment step of another temperature may be inserted between the first and second steps of the rapid heat treatment performed in two steps. In addition, the time or temperature of the above-described rapid heat treatment (S130) and annealing (S140) may be adjusted outside the above-described range as long as the object of the present invention is achieved.

Claims (11)

전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는 실리콘 웨이퍼를 준비하는 단계;
상기 실리콘 웨이퍼에 대하여 1초~2분간 급속 열처리하여 후속 열 이력에 의해 BMD가 되는 점결함의 밀도와 분포를 제어하는 단계; 및
상기 급속 열처리시의 온도보다 낮은 온도에서 2~8시간 어닐링하여 상기 점결함으로부터 산소 석출 핵을 성장시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
Preparing a silicon wafer having a front surface, a back surface, an edge edge portion, and an area between the front surface and the back surface;
Rapidly heat treating the silicon wafer for 1 second to 2 minutes to control the density and distribution of point defects that become BMDs by subsequent thermal history; And
And annealing at a temperature lower than the temperature during the rapid heat treatment for 2 to 8 hours to grow an oxygen precipitated nucleus from the point defects.
전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는 실리콘 웨이퍼에 있어서,
상기 전면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제1 디누드 존;
상기 후면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제2 디누드 존; 및
상기 제1 및 제2 디누드 존 사이에 형성된 벌크 영역;을 포함하고,
800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 30nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
A silicon wafer having a front side, a back side, an edge edge portion, and an area between the front side and the back side,
A first denude zone formed from a surface of the front surface to a predetermined depth;
A second denude zone formed from a surface of the rear surface to a predetermined depth; And
And a bulk region formed between the first and second denude zones.
A silicon wafer, wherein a BMD having a size of 30 nm or more is produced in the bulk region by thermal history within 2 hours at 800 ° C. and within 4 hours at 1000 ° C.
제2항에 있어서,
상기 800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 생성되는 BMD의 밀도가 4x108 ea/cm3 이상이 되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method of claim 2,
The silicon wafer, characterized in that the density of the BMD generated in the bulk region is more than 4x10 8 ea / cm 3 by the heat history of 2 hours at 800 ℃ and 4 hours at 1000 ℃.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 50nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 2 or 3,
And a BMD having a size of 50 nm or more in the bulk region by thermal history within 2 hours at 800 ° C. and within 4 hours at 1000 ° C.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디누드 존의 깊이는 각각 상기 전면 및 후면으로부터 30μm 이내인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 2 or 3,
And the depths of the first and second denude zones are within 30 μm from the front and rear surfaces, respectively.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디누드 존의 깊이는 각각 상기 전면 및 후면으로부터 15μm 이내인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 2 or 3,
And the depths of the first and second denude zones are less than 15 μm from the front and rear surfaces, respectively.
전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 가지는, 반도체 소자의 제조에 투입되기 전의 실리콘 웨이퍼에 있어서,
상기 전면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제1 디누드 존;
상기 후면의 표면으로부터 소정 깊이까지 형성된 제2 디누드 존; 및
상기 제1 및 제2 디누드 존 사이에 형성된 벌크 영역;을 포함하고,
상기 벌크 영역에 30nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되어 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
A silicon wafer having a front surface, a back surface, an edge edge portion, and an area between the front surface and the back surface, wherein the silicon wafer before being put into manufacture of the semiconductor device,
A first denude zone formed from a surface of the front surface to a predetermined depth;
A second denude zone formed from a surface of the rear surface to a predetermined depth; And
And a bulk region formed between the first and second denude zones.
A BMD having a size of 30 nm or more is formed in the bulk region.
제7항에 있어서,
상기 BMD의 밀도가 4x108 ea/cm3 이상이 되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method of claim 7, wherein
The silicon wafer, characterized in that the density of the BMD is 4x10 8 ea / cm 3 or more.
제7항 또는 제8항에 있어서,
800℃에서 2시간 및 1000℃에서 4시간 이내의 열 이력에 의해 상기 벌크 영역에 50nm 이상의 크기를 갖는 BMD가 생성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 7 or 8,
A silicon wafer having a size of 50 nm or more in said bulk region by thermal history within 2 hours at 800 ° C and within 4 hours at 1000 ° C.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디누드 존의 깊이는 각각 상기 전면 및 후면으로부터 30μm 이내인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 7 or 8,
And the depths of the first and second denude zones are within 30 μm from the front and rear surfaces, respectively.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디누드 존의 깊이는 각각 상기 전면 및 후면으로부터 15μm 이내인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
The method according to claim 7 or 8,
And the depths of the first and second denude zones are less than 15 μm from the front and rear surfaces, respectively.
KR1020110107706A 2011-10-20 2011-10-20 Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor KR101383608B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110107706A KR101383608B1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110107706A KR101383608B1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090046214A Division KR101089994B1 (en) 2009-05-26 2009-05-26 Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110119610A true KR20110119610A (en) 2011-11-02
KR101383608B1 KR101383608B1 (en) 2014-04-10

Family

ID=45391127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110107706A KR101383608B1 (en) 2011-10-20 2011-10-20 Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101383608B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503594B2 (en) * 1997-02-13 2003-01-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Silicon wafers having controlled distribution of defects and slip
JP4405082B2 (en) 1998-09-02 2010-01-27 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド Thermally annealed wafers with improved internal getterability
DE60224099T2 (en) 2002-04-10 2008-04-03 Memc Electronic Materials, Inc. SILICON WAFER AND METHOD FOR CONTROLLING THE DEPTH OF A DEFECT-FREE ZONE FROM A SILICON WAFER WITH IDEAL OXYGEN LAYER BEHAVIOR
KR101313326B1 (en) * 2006-12-29 2013-09-27 에스케이하이닉스 주식회사 Silicon Wafer with Controlled Distribution of Embryos Which Become Oxygen Precipitates by Succeeding Annealing

Also Published As

Publication number Publication date
KR101383608B1 (en) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6342725B2 (en) Silicon on insulator structure having a low defect density handler wafer and process for the preparation thereof
US8642449B2 (en) Silicon wafer
CN107210223B (en) Method for manufacturing silicon wafer
JP5976030B2 (en) Heat treatment method for silicon wafer
EP1758154A1 (en) Silicon wafer manufacturing method and silicon wafer
KR101822479B1 (en) Method for producing silicon wafer
JP2005086195A (en) Silicon wafer and method of fabricating the same
KR20140021543A (en) Method of manufacturing silicon substrate and silicon substrate
JP2004503086A (en) Method and apparatus for manufacturing a silicon wafer having a denuded area
JP2003115491A (en) Method for heat treating silicon semiconductor substrate
WO2010131412A1 (en) Silicon wafer and method for producing the same
WO2002049091A1 (en) Anneal wafer manufacturing method and anneal wafer
KR101089994B1 (en) Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor
JP2005060168A (en) Method for producing wafer
JPH11204534A (en) Manufacture of silicon epitaxial wafer
JP2013048137A (en) Method for manufacturing silicon wafer
KR101383608B1 (en) Silicon Wafer Having Proximity Gettering Ability at Low-Temperature Processes and Manufacturing Method Therefor
JP2013030723A (en) Method of manufacturing silicon wafer
JP2001077120A (en) Manufacture of epitaxial silicon wafer
JP2007180427A (en) Manufacturing method of epitaxial silicon wafer
JP4069554B2 (en) Epitaxial silicon wafer manufacturing method
JP2002076005A (en) Single crystal silicon wafer
JP4144163B2 (en) Epitaxial wafer manufacturing method
TWI585250B (en) Thermal processing method for wafer (2)
JP5434239B2 (en) Silicon wafer manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
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: 20170328

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180319

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 6