KR100919932B1 - Manufacturing method and etching device for silicon epitaxial single-crystal substrate - Google Patents

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Abstract

실리콘 에피택셜 단결정 기판을 제조하는 방법은 단결정 기판에 산화막을 형성하는 단계, 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계, 단결정 기판 중 산화막이 형성된 면의 반대면을 경면 연마하는 단계를 구비하며, 상기 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계는 단결정 기판의 일면을 흡착하기 위한 척을 제공하며, 척에는 단결정 기판보다 작은 면적을 정의하는 실링재를 형성하고, 단결정 기판에서 산화막이 형성된 면을 척에 흡착하고, 실링재를 경계로 외부에 노출된 부분을 에칭으로 제거한다.

Figure R1020070100527

에피택셜, 에칭, 엣지, 산화막, 오토 도핑

A method of manufacturing a silicon epitaxial single crystal substrate includes forming an oxide film on a single crystal substrate, removing a portion of the oxide film by etching, and mirror polishing the opposite surface of the surface on which the oxide film is formed in the single crystal substrate, Removing some of the etching by etching provides a chuck for adsorbing one surface of the single crystal substrate, forming a sealing material defining the area smaller than that of the single crystal substrate, adsorbing the surface on which the oxide film is formed in the single crystal substrate to the chuck, Etching removes the part exposed to the outside at the boundary of the sealing material.

Figure R1020070100527

Epitaxial, etched, edged, oxide, auto-doped

Description

실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법 및 에칭장치 {MANUFACTURING METHOD AND ETCHING DEVICE FOR SILICON EPITAXIAL SINGLE-CRYSTAL SUBSTRATE}Method for manufacturing silicon epitaxial single crystal substrate and etching apparatus {MANUFACTURING METHOD AND ETCHING DEVICE FOR SILICON EPITAXIAL SINGLE-CRYSTAL SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 소자 제조용 실리콘 단결정기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 기상에서 에피택셜층을 형성시킨 실리콘 에피택셜용 실리콘 단결정 기판의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a silicon single crystal substrate for semiconductor device manufacturing, and more particularly, to a method for manufacturing a silicon epitaxial silicon substrate for epitaxial layer in which an epitaxial layer is formed in a gaseous phase.

일반적으로 실리콘 에피택셜용 실리콘 기판으로 고농도의 도펀트를 도핑한 저저항율 기판이 사용되고 있으며, 억셉터로는 보론(B)을, 도너로는 인(P), 비소(As), 또는 안티몬(Sb)이 도펀트로 첨가될 수 있다. 상기 에피택셜용 실리콘 기판은 잉곳을 절단(slicing), 에칭(etching), 연마(polishing) 등을 통해 제조될 수 있다.Generally, a low resistivity substrate doped with a high concentration of dopant is used as a silicon epitaxial silicon substrate, and boron (B) is used as an acceptor, phosphorus (P), arsenic (As), or antimony (Sb) as a donor. This may be added as a dopant. The epitaxial silicon substrate may be manufactured by slicing, etching, or polishing an ingot.

저저항률의 실리콘 단결정 기판 위에 고저항율의 실리콘 에피택셜층을 기상 성장시킨 실리콘 에피택셜 웨이퍼는, 높은 게터링 능력과 낮은 래치업(latch-up)특성, 그리고 고온에서 슬립(slip)에 강한 특징을 가지고 있어, 최근에 MOS 디바이스뿐만 아니라 로직(Logic) 디바이스용 웨이퍼로서 널리 이용되고 있다. 일반적으로 실리콘 에피택셜 웨이퍼는 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용하여 제작되고 있는데, 이 장치 안의 서셉터 위에 실리콘 단결정 기판을 배치하고 적정온도로 가열하여 반응가스를 흘려주면 실리콘 단결정 기판 위에서 실리콘이 에피택셜 성장하게 된다.Silicon epitaxial wafers obtained by vapor phase growth of a high resistivity silicon epitaxial layer on a low resistivity silicon single crystal substrate have high gettering capability, low latch-up characteristics, and high slip resistance at high temperatures. In recent years, it has been widely used as a wafer for logic devices as well as MOS devices. In general, silicon epitaxial wafers are manufactured by using a chemical vapor deposition (CVD) apparatus, in which a silicon single crystal substrate is placed on a susceptor and heated to an appropriate temperature to flow a reaction gas. From above, silicon is epitaxially grown.

이와 같이 CVD장치를 이용하여 고농도(1019원자/cm3 ~ 1021원자/cm3)의 도펀트를 도핑한 저저항율의 실리콘 단결정 기판 위에 저농도(1014원자/cm3 ~ 1017원자/cm3)의 도펀트를 도핑한 고저항율의 실리콘 에피택셜층을 기상 성장시키는 경우에는, 실리콘 단결정 기판의 배면으로부터 실리콘 단결정 기판내의 도펀트가 분위기 중에 방출되어 실리콘 에피택셜층에 도핑되는 현상, 즉, 오토도핑(auto-doping)이 발생하게 된다. 따라서, 기상성장을 실시하기 전에 실리콘 단결정기판의 배면, 즉 실리콘 에피택셜층이 형성되지 않는 표면에 오토도핑 방지용 실리콘 산화막을 형성하는 기술이 널리 이용되고 있다. 이러한 오토도핑 방지용 실리콘 산화막은 상압CVD법이나 플라즈마 CVD법으로 형성할 수 있다.As such, a low concentration (10 14 atoms / cm 3 to 10 17 atoms / cm 3) was deposited on a low resistivity silicon single crystal substrate doped with a high concentration (10 19 atoms / cm 3 to 10 21 atoms / cm 3 ) using a CVD apparatus. In the case of vapor phase growth of a high resistivity silicon epitaxial layer doped with a dopant, the dopant in the silicon single crystal substrate is released into the atmosphere from the back surface of the silicon single crystal substrate, that is, the doping of the silicon epitaxial layer, that is, the auto doping ( auto-doping) occurs. Therefore, a technique for forming an auto-doping prevention silicon oxide film on the back surface of the silicon single crystal substrate, that is, the surface on which the silicon epitaxial layer is not formed before vapor phase growth has been widely used. The silicon oxide film for autodoping prevention can be formed by an atmospheric pressure CVD method or a plasma CVD method.

CVD장치를 이용하여 기판배면에 산화 막을 형성시킨 실리콘 단결정 기판 위에 실리콘 에피택셜 층을 형성할 경우, 실리콘 단결정 기판의 가장자리에 형성된 산화 막은 열 스트레스 때문에 미세한 균열이 발생되고, 균열 틈새를 반응 가스가 흘러 들어가 다결정 실리콘이 비정상적으로 성장할 수 있다. 그 결과 노듈(nodule)이 형성될 수 있다.When a silicon epitaxial layer is formed on a silicon single crystal substrate having an oxide film formed on the back surface of the substrate using a CVD apparatus, the oxide film formed at the edge of the silicon single crystal substrate generates fine cracks due to thermal stress, and the reaction gas flows through the crack gap. Polycrystalline silicon may grow abnormally. As a result, a nodule may be formed.

노듈은 실리콘 단결정 기판을 카세트에 담아 이동하거나 에피택셜층을 형성시킨 후 떨어질 수 있으며, 떨어진 노듈은 웨이퍼 표면에 파티클오염을 발생시키는 원인이 될 수 있다.The nodule may be transported by placing a silicon single crystal substrate in a cassette or falling after forming an epitaxial layer. The fallen nodule may cause particle contamination on the wafer surface.

또한, 반도체 디바이스 공정에서 불산 수용액으로 산화막을 제거하였을 경우 제거되지 않고 남아있는 노듈은 파티클을 발생시키는 원인이 되기도 하고, 실리콘 기판의 배면의 외주면에 단차를 형성시키기 때문에 리소그라피 공정에서 에피택셜 웨이퍼를 진공척에 흡착시켰을 때 웨이퍼 표면의 평탄도를 악화시키는 원인이 되기도 한다.In addition, when an oxide film is removed with an aqueous hydrofluoric acid solution in a semiconductor device process, the remaining nodules may cause particles and a step may be formed on the outer circumferential surface of the back surface of the silicon substrate, thereby vacuuming the epitaxial wafer in the lithography process. When adsorbed on the chuck, it may cause the flatness of the wafer surface to deteriorate.

본 발명은 실리콘 에피택셜 기판을 제조하는 공정에서 노듈에 의한 오염 및 파티클 생성을 줄일 수 있는 실리콘 에피택셜용 단결정 기판의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a single crystal substrate for silicon epitaxial that can reduce contamination and particle generation by nodule in the process of manufacturing a silicon epitaxial substrate.

본 발명은 실리콘 에피택셜 기판을 제조하는 공정에서 산화막이 불필요한 부분과 필요한 부분을 효과적으로 차단할 수 있는 실리콘 에피택셜용 단결정 기판의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a single crystal substrate for silicon epitaxial that can effectively block the unnecessary portion and the necessary portion of the oxide film in the process of manufacturing a silicon epitaxial substrate.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 실리콘 에피택셜 단결정 기판을 제조하는 방법은, 단결정 기판에 산화막을 형성하는 단계, 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계, 단결정 기판 중 산화막이 형성된 면의 반대면을 경면 연마하는 단계를 구비한다. 오토 도핑을 방지하기 위해 산화막 중 일부를 제거하게 되는데, 이때 산화막의 일부를 외부와 차단하고 나머지 일부를 노출시켜 에칭으로 제거할 수 있다. 에칭을 통해 일률적으로 산화막을 제거하기 때문에 경계를 정확하게 정의할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of manufacturing a silicon epitaxial single crystal substrate includes forming an oxide film on a single crystal substrate, removing a portion of the oxide film by etching, and opposing the surface on which the oxide film is formed in the single crystal substrate. Mirror polishing the surface. In order to prevent auto doping, a part of the oxide film is removed, and at this time, a part of the oxide film may be blocked by the outside and the remaining part may be exposed to be removed by etching. Since the oxide film is uniformly removed through etching, the boundary can be accurately defined.

산화막 중 일부를 에칭으로 제거하기 위해서, 단결정 기판의 산화막 중 제거되는 부분과 남는 부분을 실링재로 정의할 수 있다. 구체적으로 단결정 기판의 일면을 흡착하기 위한 척을 제공하며, 척에는 단결정 기판보다 작은 면적을 정의하는 실링재를 형성하고, 단결정 기판에서 산화막이 형성된 면을 척에 흡착하고, 실링재를 경계로 외부에 노출된 부분을 에칭으로 제거할 수 있다.In order to remove a part of the oxide film by etching, the part removed and the remaining part of the oxide film of the single crystal substrate can be defined as a sealing material. Specifically, a chuck for adsorbing one surface of a single crystal substrate is provided, and a chuck is formed with a sealing material defining an area smaller than that of the single crystal substrate, the surface on which the oxide film is formed on the single crystal substrate is adsorbed to the chuck, and the sealing material is exposed to the outside. The removed portion can be removed by etching.

실링재는 대략 링 형상으로 형성될 수 있으며, 복수개로 제공되어 2중 또는 3중의 실링 영역을 제공할 수 있다.The sealing material may be formed in a substantially ring shape and may be provided in plural to provide a double or triple sealing area.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 실리콘 에피택셜 단결정 기판을 취급하는 에칭장치는 에칭 용액을 저장하기 위한 에칭 용기, 단결정 기판의 일면을 흡착하기 위한 척 및 척에 형성되며 단결정 기판보다 작은 면적을 정의하는 실링재를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, an etching apparatus for handling a silicon epitaxial single crystal substrate is formed in an etching vessel for storing an etching solution, a chuck and a chuck for adsorbing one side of the single crystal substrate, and has an area smaller than that of the single crystal substrate. It includes the sealing material to define.

상술한 바와 같이, 실링재는 흡착되는 단결정 기판 및 척과 함께 내외로 폐쇄된 실링 영역을 형성할 수 있으며, 폐쇄된 실링 영역을 이용하여 내부의 산화막을 보호할 수 있다. 외부의 산화막은 에칭에 의해서 제거되며 의도와 일치하는 경계를 갖기 때문에 오토 도핑 등을 효과적으로 차단할 수 있다.As described above, the sealing material may form a sealing region closed in and out together with the single crystal substrate and the chuck to be adsorbed, and protect the internal oxide film by using the closed sealing region. Since the external oxide film is removed by etching and has a boundary consistent with the intention, auto doping or the like can be effectively blocked.

또한, 원하는 영역만을 균일하게 에칭할 수 있도록 실리콘기판을 회전, 유지가 가능한 척 가장자리에 실리콘 단결정 기판보다 작은 직경을 가진 실링재를 구비 하여 원하는 부분의 산화막만을 균일하게 에칭, 제거할 수 있다.In addition, a sealing material having a diameter smaller than that of the silicon single crystal substrate is provided at the edge of the chuck which can rotate and hold the silicon substrate so that only the desired region can be uniformly etched.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법 및 에칭장치를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a method and an etching apparatus for manufacturing a silicon epitaxial single crystal substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 에칭장치(100)는 에칭용기(110), 척(120) 및 실링재(130)를 포함한다. 상기 에칭장치(100)는 산화막(20)이 형성된 기판(10)에서 정해진 영역 이외의 산화막을 제거하기 위한 것으로서, 남겨진 산화막(25)은 오토 도핑을 방지하기 위한 용도로 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the etching apparatus 100 according to the present embodiment includes an etching vessel 110, a chuck 120, and a sealing member 130. The etching apparatus 100 is for removing an oxide film other than a predetermined region from the substrate 10 on which the oxide film 20 is formed. The remaining oxide film 25 may be used to prevent auto doping.

구체적으로, 에칭용기(110)는 불산용액과 같은 에칭 용액(112)을 수용할 수 있으며, 척(120)은 기판을 일시적으로 홀딩한 상태로 에칭 용액(112) 상에서 상하로 이동될 수 있으며, 경우에 따라서는 회전할 수도 있다.Specifically, the etching vessel 110 may accommodate an etching solution 112 such as hydrofluoric acid solution, the chuck 120 may be moved up and down on the etching solution 112 in a state of temporarily holding the substrate, In some cases, it may rotate.

척(120)에서 기판(10)과 접하는 흡착면에는 다수의 홀이 형성될 수 있으며, 척(120)은 외부의 펌핑 장치(미도시)와 연결되어 감압 또는 가압 작용을 할 수 있다. 감압의 경우 흡착력으로 기판(10)을 흡착면에 일시적으로 부착시킬 수 있으며, 가압의 경우 불활성 기체 등을 이용하여 기판(10)을 흡착면으로부터 쉽게 분리시킬 수 있다. 이 외에도 척은 기판을 일시적으로 부착 또는 분리하기 위한 다양한 원리 및 방식을 적용할 수가 있다.A plurality of holes may be formed in the suction surface of the chuck 120 in contact with the substrate 10, and the chuck 120 may be connected to an external pumping device (not shown) to perform a pressure or pressure action. In the case of reduced pressure, the substrate 10 may be temporarily attached to the adsorption surface by adsorption force, and in the case of pressurization, the substrate 10 may be easily separated from the adsorption surface by using an inert gas or the like. In addition, the chuck can apply various principles and methods for temporarily attaching or detaching a substrate.

척(120)의 흡착면에는 실링재(130)가 형성될 수 있다. 실링재(130)는 상기 기판(10) 및 척(120)의 흡착면과 함께 폐쇄된 실링 영역을 형성할 수 있으며, 척(120)과 기판(10)이 에칭 용액 내로 잠긴 이후에도 실링재(130)는 실링 영역 내로 에칭 용액이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이때 실링재(130)에 의해서 정의되는 실링 영역은 기판(10)의 면적보다 작은 면적을 갖는 것이 바람직하며, 원형의 링 형상으로 형성되는 것이 일반적이지만 그 외에도 타원형 또는 비정형 등과 같이 다양한 형상으로 형성되어 실링 영역을 정의할 수가 있다.The sealing material 130 may be formed on the suction surface of the chuck 120. The sealing material 130 may form a closed sealing area together with the adsorption surfaces of the substrate 10 and the chuck 120, and the sealing material 130 may be formed even after the chuck 120 and the substrate 10 are locked into the etching solution. Penetration of the etching solution into the sealing region can be prevented. In this case, the sealing area defined by the sealing material 130 preferably has an area smaller than the area of the substrate 10, and is generally formed in a circular ring shape, but in addition, the sealing area is formed in various shapes such as elliptical or irregular shape You can define an area.

실링재(130)에 의해서 산화막 중 에칭이 되는 부분과 에칭되지 않고 남는 부분의 경계가 명확하게 정의될 수 있기 때문에, 에칭 후 산화막에 의해서 오토 도핑 현상이 발생하는 것을 효과적으로 차단할 수 있으며, 오토 도핑의 양상을 균일하게 조절할 수도 있다.Since the boundary between the portion of the oxide film to be etched and the portion remaining unetched by the sealing material 130 can be clearly defined, the auto doping phenomenon can be effectively prevented from occurring by the oxide film after etching. Can be adjusted uniformly.

도 2를 참조하면, 척(120)과 기판(10)이 상호 흡착된 상태로 에칭 용액(112) 내에 잠겨 있으며, 그 결과 외부로 노출된 산화막의 일부는 제거될 수 있다. 실링재(130)에 의해서 실링 영역과 그 외부가 상호 차단되기 때문에 내부에 있는 산화막(20)은 에칭 과정 이후에도 기판(10) 상에 남아 있을 수 있다.Referring to FIG. 2, the chuck 120 and the substrate 10 are immersed in the etching solution 112 while being mutually adsorbed, and as a result, a portion of the oxide film exposed to the outside may be removed. Since the sealing region 130 and the outside thereof are blocked by the sealing material 130, the oxide layer 20 inside may remain on the substrate 10 even after the etching process.

물론, 에칭이 진행되는 동안 척(120)은 기판(10)에 대해 흡착력을 지속적으로 제공하며, 흡착력은 척(120)과 기판(10)이 에칭 용액(112)으로부터 안전하게 분리되고 세척될 때까지 지속될 수 있다.Of course, during the etching process, the chuck 120 continuously provides the attraction force to the substrate 10, and the absorption force is maintained until the chuck 120 and the substrate 10 are safely separated and cleaned from the etching solution 112. Can last.

참고로, 에칭장치(100)는 세정 유니트를 더 포함할 수 있으며, 기판(10)을 에칭한 후 척(120)과 기판(10)을 순수(DI-Water) 등이 있는 세정조에 담그거나 순수를 분사함으로써 척(120)과 기판(10)에 있는 에칭 용액을 세정할 수 있다.For reference, the etching apparatus 100 may further include a cleaning unit. After etching the substrate 10, the etching apparatus 100 may immerse the chuck 120 and the substrate 10 in a cleaning tank having DI water or the like. By spraying the etch solution in the chuck 120 and the substrate 10 can be cleaned.

본 실시예에 따라 에피택셜용 실리콘 단결정 기판을 제조하는 방법은, 단결정 기판에 산화막을 형성하는 단계, 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계, 단결정 기판 중 산화막이 형성된 면의 반대면을 경면 연마하는 단계를 포함할 수 있다.According to the present embodiment, a method for manufacturing an epitaxial silicon single crystal substrate includes forming an oxide film on a single crystal substrate, removing a portion of the oxide film by etching, and performing mirror polishing on the opposite surface of the surface on which the oxide film is formed in the single crystal substrate. It may include a step.

일반적으로 실리콘 기판(10)의 배면에 화학기상증착(CVD) 등의 방법으로 산화막(20)을 성장시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 산화막(20) 중 기판(10)의 전면 부분과 배면 중 엣지 부분을 제거하게 되는데, 전면 부분에는 에피택셜층이 형성될 수가 있다. 에피택셜층을 형성하기 전에 기판(10)의 전면을 경면 연마할 수가 있는데, 이때 경면 연마는 종래의 방식 및 대체할 수 있는 다양한 방식이 적용될 수가 있다.In general, the oxide film 20 may be grown on the back surface of the silicon substrate 10 by chemical vapor deposition (CVD). As described above, the edge portion of the front side and the back side of the substrate 10 of the oxide film 20 is removed, but an epitaxial layer may be formed on the front side. Before the epitaxial layer is formed, the entire surface of the substrate 10 may be mirror polished. In this case, a conventional method and various alternative methods may be applied.

이러한 방법에 따르면 화학기상증착으로 산화막(20)을 형성한 후, 단결정 기판(10)의 배면을 제외한 부분, 즉 반응가스가 흘러 들어가서 생성된 실리콘 기판(10)의 정면과 배면의 가장자리에 형성된 산화막을 화학 에칭법으로 제거할 수 있다. 이때 노듈(nodule)뿐만 아니라 경면 연마 시 불균일한 연마에 의해서 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있다. 또한 불필요한 부분의 산화막만을 제거하고 필요로 하는 산화막이 존재하기 때문에 오토 도핑문제를 해결할 수 있다.According to this method, after the oxide film 20 is formed by chemical vapor deposition, an oxide film formed at the edges of the front and rear surfaces of the silicon substrate 10 generated by the reaction gas flow, except for the back surface of the single crystal substrate 10. Can be removed by chemical etching. In this case, it is possible to prevent problems caused by non-uniform polishing during mirror polishing as well as nodule. In addition, the problem of auto doping can be solved because only the oxide film of the unnecessary portion is removed and the oxide film is required.

산화막이 제거된 영역에서는 가공에 의한 손상(damage)를 주지 않기 때문에 나중에 손상(damage)을 제거하기 위해 공정을 추가할 필요가 없다. 상기 제조방법 및 에칭장치는 매엽식으로 실리콘 단결정 기판을 에칭하는 용도로 사용될 수 있기에 300mm이상 사이즈의 큰 웨이퍼를 처리하는데 유리한 장점이 있다.In the region where the oxide film is removed, no damage is caused by processing, so it is not necessary to add a process later to remove the damage. The manufacturing method and the etching apparatus can be used for etching a silicon single crystal substrate in a single-leaf type, which is advantageous in processing a large wafer having a size of 300 mm or more.

도 3은 도 1의 척과 실링재를 설명하기 위한 사시도이다.3 is a perspective view for explaining the chuck and the sealing member of FIG.

도 3을 참조하면, 척(120)의 저면에는 원형이면서 평평한 흡착면(122)이 형성되어 있으며, 흡착면(122) 상에는 링 형상의 실링재(130)가 테두리를 따라 제공될 수가 있다. 상기 실링재(130)는 불소수지재질과 같이 에칭 용액에 반응하지 않는 재질로 형성되는 것이 좋다. 이때 에칭 용액으로는 불산 수용액 등이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 3, a circular and flat suction surface 122 is formed on the bottom of the chuck 120, and a ring-shaped sealing material 130 may be provided along the rim on the suction surface 122. The sealing material 130 is preferably formed of a material that does not react to the etching solution, such as a fluorine resin material. In this case, an aqueous solution of hydrofluoric acid may be used as the etching solution.

척(120)의 흡착면(122)에는 복수개의 홀(124)이 형성되어 있다. 홀(124)를 통해서 척(120)은 기판(10)에 흡착력 등을 제공할 수 있으며, 이를 위해 척(120)은 외부의 진공펌프 등과 공간적으로 연동이 가능하게 연결될 수가 있다. 상기 홀(124)을 통해 진공흡착 시 균일하게 기판을 척(120)에 흡착시킬 수 있으며, 분리 시에는 질소가스와 같은 불활성가스를 불어내어 척(120)으로부터 기판(10)을 쉽게 분리시킬 수 있다.A plurality of holes 124 are formed in the suction surface 122 of the chuck 120. The chuck 120 may provide a suction force to the substrate 10 through the hole 124, and for this purpose, the chuck 120 may be connected to an external vacuum pump and the like to be spatially interoperable. The substrate may be uniformly adsorbed to the chuck 120 during vacuum adsorption through the hole 124, and the substrate 10 may be easily separated from the chuck 120 by blowing an inert gas such as nitrogen gas. have.

도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)은 에칭 용액(112)에 수평하게 침적될 수 있으며, 그 외에도 수직 또는 경사진 자세로 침적될 수가 있다. 이는 원하는 에칭 방식에 따라 선택될 수 있는 것으로서, 척(120)에서 기판(10)에 흡착된 부분을 회전 가능하게 하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 2, the substrate 10 may be deposited horizontally in the etching solution 112, and in addition, it may be deposited in a vertical or inclined posture. This may be selected according to a desired etching method, and it is also possible to rotate the portion adsorbed to the substrate 10 in the chuck 120.

도 4는 도 3의 척 및 기판과 유사한 다른 실시예에 따른 척 및 기판을 설명하기 위한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a chuck and a substrate according to another embodiment similar to the chuck and the substrate of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 척(121)은 흡착면(122) 및 홀(124)을 포함하지만, 도 3과는 다르게 이중으로 형성된 실링재(130, 135)를 포함한다. 실링재(131, 135)가 2중 으로 되어 있어 바깥에 있는 실링재(130)에서 실링이 실패하더라도 부식성이 강한 에칭 용액이 척(121) 내부로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있고, 감압하여 흡착시킨 기판을 척(121)에서 용이하게 탈착할 수 있다.Referring to FIG. 4, the chuck 121 includes an adsorption surface 122 and a hole 124, but differently from FIG. 3, the chuck 121 includes sealing members 130 and 135. Since the sealing materials 131 and 135 are doubled, even if the sealing fails in the outer sealing material 130, the highly corrosive etching solution can be prevented from flowing into the chuck 121, and the substrate is adsorbed under reduced pressure. It can be easily detached from the chuck 121.

필요에 따라서는 실링재를 2개 이상을 설치할 수 있다. 또한 척(121)은 회전이 가능하도록 설계될 수 있으며, 척(121)을 원하는 자세 및 위치로 움직이게 하기 위한 로보트에 연결하여 사용할 수 있다.As needed, two or more sealing materials can be provided. In addition, the chuck 121 may be designed to be rotatable, and may be used by being connected to a robot for moving the chuck 121 to a desired posture and position.

상술한 바와 같이, 에칭장치는 세정유니트를 더 포함할 수 있으며, 에칭 한 다음 즉시 기판(10)과 척(120)을 세정할 수 있도록 할 수 있다. 세정한 다음 척(120)을 회전시킴으로써 간단히 건조시키는 것도 가능하다.As described above, the etching apparatus may further include a cleaning unit, and may immediately clean the substrate 10 and the chuck 120 after etching. It is also possible to simply dry by washing and then rotating the chuck 120.

상기 내용에 따르면, 척을 자유롭게 움직일 수 있는 로보트에 연결하여 사용한다면 기판(10)의 로딩부터 시작해서 에칭, 세정, 건조 그리고 언로딩까지 전자동으로 처리할 수 있으므로 효율적으로 에피택셜용 실리콘 기판을 얻을 수 있다.According to the above, if the chuck is connected to a robot which can move freely, the process can be performed automatically from the loading of the substrate 10 to the etching, cleaning, drying and unloading, so that an epitaxial silicon substrate can be efficiently obtained. Can be.

또한, 종래에는 실리콘 기판의 배면에 산화막을 형성시킨 후 화학적 또는 기계적 연마방법으로 산화막을 제거하는 종래의 방식에 따르면, 산화막이 기판의 전면에서 제거되지 않을 수 있으며, 실리콘 결정의 연마특성이 상이함으로 인해 기판의 전면을 경면 연마 시 국부적으로 불 균일하게 연마되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 실리콘 기판 위에 에피택셜층을 성장시킬 경우 면이 울퉁불퉁하여 헤이즈로 관찰되는 문제가 있다.In addition, according to the conventional method of forming an oxide film on the back surface of a silicon substrate and then removing the oxide film by a chemical or mechanical polishing method, the oxide film may not be removed from the entire surface of the substrate, and the polishing properties of the silicon crystals are different. This may cause local uneven polishing of the entire surface of the substrate. When the epitaxial layer is grown on the silicon substrate, there is a problem that the surface is uneven and observed as haze.

하지만, 본 실시예에서는 실리콘 기판 전면을 에칭용액에 침적시켜 에칭을 행하기 때문에 에칭이 완료되었을 때 실리콘 기판 표면에 산화막이 남아있지 않으 며, 후(後)공정인 연마공정에서 연마를 실시함으로써 평탄하게 경면 연마된 실리콘 기판을 얻을 수 있다.However, in this embodiment, since the entire surface of the silicon substrate is etched by etching solution, the oxide film does not remain on the surface of the silicon substrate when the etching is completed, and the surface is polished by polishing in a subsequent polishing step. A mirror polished silicon substrate can be obtained.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법 및 에칭장치를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a method and an etching apparatus for manufacturing a silicon epitaxial single crystal substrate according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 1의 척과 실링재를 설명하기 위한 사시도이다.3 is a perspective view for explaining the chuck and the sealing member of FIG.

도 4는 도 3의 척 및 기판과 유사한 다른 실시예에 따른 척 및 기판을 설명하기 위한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a chuck and a substrate according to another embodiment similar to the chuck and the substrate of FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100：에칭장치 110：에칭용기100: etching apparatus 110: etching container

112：에칭 용액 120：척112: etching solution 120: chuck

122：흡착면 124：홀122: adsorption surface 124: hole

130, 135：실링재130, 135: Sealing material

Claims (9)

실리콘 에피택셜 단결정 기판을 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a silicon epitaxial single crystal substrate, 단결정 기판에 산화막을 형성하는 단계;Forming an oxide film on the single crystal substrate; 상기 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계;Removing some of the oxide film by etching; 상기 단결정 기판 중 상기 산화막이 형성된 면의 반대면을 경면 연마하는 단계;Mirror polishing the opposite surface of the single crystal substrate on which the oxide film is formed; 를 구비하고, 상기 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계에서, 상기 단결정 기판의 일면을 흡착하기 위한 척을 제공하며, 상기 척에는 상기 단결정 기판보다 작은 면적을 정의하는 실링재를 형성하고, 상기 단결정 기판에서 상기 산화막이 형성된 면을 상기 척에 흡착하고, 상기 실링재를 경계로 외부에 노출된 부분을 에칭으로 제거하는 것을 특징으로 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법.And a step of removing a portion of the oxide film by etching to provide a chuck for adsorbing one surface of the single crystal substrate, wherein the chuck is formed with a sealing material defining an area smaller than the single crystal substrate, and the single crystal substrate. And adsorbing the surface on which the oxide film is formed on the chuck, and removing a portion exposed to the outside by the sealing material by etching. 삭제delete 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 실링재는 링 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법.The sealing material is a method for producing a silicon epitaxial single crystal substrate, characterized in that provided in a ring shape. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 실링재는 복수개로 제공되는 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법.The sealing material is a method for producing a silicon epitaxial single crystal substrate, characterized in that provided in plurality. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 실링재는 불소수지재질인 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법.The sealing material is a method for producing a silicon epitaxial single crystal substrate, characterized in that the fluorine resin material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화막 중 일부를 에칭으로 제거하는 단계에서,In the step of removing a part of the oxide film by etching, 상기 단결정 기판을 수평, 수직 또는 경사지게 침적시켜 에칭을 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 제조방법.And etching the single crystal substrate horizontally, vertically, or obliquely to etch the single crystal substrate. 실리콘 에피택셜 단결정 기판을 취급하는 에칭장치에 있어서,An etching apparatus for handling a silicon epitaxial single crystal substrate, 에칭 용액을 저장하기 위한 에칭 용기;An etching vessel for storing the etching solution; 단결정 기판의 일면을 흡착하기 위한 척; 및A chuck for adsorbing one surface of the single crystal substrate; And 상기 척에 형성되며 상기 단결정 기판보다 작은 면적을 정의하는 실링재;A sealing material formed in the chuck and defining an area smaller than the single crystal substrate; 를 구비하고, 상기 실링재는 상기 척의 흡착면과 함께 폐쇄된 실링 영역을 형성하고 실링 영역 내로 에칭 용액이 침투하는 것을 방지하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 에칭장치.And the sealing material forms a closed sealing region together with the suction surface of the chuck and prevents the etching solution from penetrating into the sealing region. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 척의 흡착면에는 다수의 홀이 형성되며, 상기 척은 상기 홀을 통해 감압 또는 가압으로 상기 단결정 기판을 흡착 또는 탈착하는 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 에칭장치.A plurality of holes are formed in the suction surface of the chuck, the chuck is a device for etching the silicon epitaxial single crystal substrate, characterized in that for adsorbing or desorption of the single crystal substrate by pressure or pressure through the hole. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 척은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 실리콘 에피택셜 단결정 기판의 에칭장치.And the chuck is rotatable. An etching apparatus for a silicon epitaxial single crystal substrate.
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