KR20030053084A - 실리콘 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 12인치 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 단면 지름이 12인치인 실리콘 단결정 봉을 성장시킨 후 슬라이싱하여 베어 웨이퍼를 형성하는 절단공정과; 상기 베어 웨이퍼 가장자리의 형상을 일정하게 하기 위한 연마공정과; 상기 연마공정 후, 상기 베어 웨이퍼 표면의 손상을 제거하기 위한 식각공정과; 상기 식각공정 후, 상기 베어 웨이퍼의 표면 두께차를 감소시키고 평탄도를 향상하기 위한 양면 동시연삭공정과; 상기 양면 동시 연삭공정 후 , 상기 베어 웨이퍼의 표면 거칠기를 감소시키고 경면화하기 위한 양면 동시 연마 공정을 포함하여 이루어진다.

따라서 실리콘 웨이퍼를 제조하는 공정이 단순화되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

실리콘 웨이퍼의 제조방법{Method for fabricating silicon wafer}

본 발명은 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로, 특히 12인치 실리콘 웨이퍼의 가공 공정중에 식각공정과 양면 연삭 공정을 추가 실시하여 고품질 실리콘 웨이퍼를 제조하기 위한실리콘 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼상에 형성되며 이때 사용되는 웨이퍼들 중, 8인치의 지름을 가지는 웨이퍼를 형성하는 방법은 다음과 같다.

먼저 초크랄스키(Czochralski) 결정성장법 또는 플로트존(Float zone) 결정 성장법에 의해서 형성된 단결정 실리콘 봉을 와이어소우, I.D 소우, O.D소우등을 사용하여 얇게 슬라이싱하는 공정을 실시하여 베어 웨이퍼를 형성한다(S1).

베어 웨이퍼의 가장자리가 일정한 형상을 가지도록 가장자리 연삭공정을 실시한다(S2).

그리고 와이어를 이용한 절단 공정 후 절단공정에서 발생되는 베어 웨이퍼의 표면손상을 감소시키고 베어 웨이퍼 표면의 평탄도를 향상시키기 위하여 슬러리를 사용하여 베어 웨이퍼 전, 후면을 일정한 두께로 연마하는 래핑공정을 실시한다(S3). 이때 래핑공정으로 베어 웨이퍼의 두께가 70㎛감소된다.

이후 래핑공정이 완료된 후 래핑공정에서 발생된 미세균열이나 표면 결함이 여전히 존재하므로 이를 제거하기 위해 화학적 반응을 이용하여 베어 웨이퍼를 식각한다(S4). 이때 식각공정으로 베어 웨이퍼가 30㎛감소된다.

그리고 식각 공정 후에 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 단면 연삭공정(S5)을 실시한다. 이때 단면 연삭 공정으로 인해 5~10㎛의 베어 웨이퍼 두께가 감소된다.

마지막으로 베어 웨이퍼 표면을 경면화하기 위해 연마 공정(S6)을 실시하여 실리콘 웨이퍼를 제조한다.

그러나 이러한 종래 기술에 따른 일련의 공정은 절단공정에서 폴리싱 공정까지 실시하여 실리콘 웨이퍼를 제조하는 과정에서 베어 웨이퍼의 두께가 감소되는 문제점이 있었다. 이때 감소되는 베어 웨이퍼의 두께는 100㎛이상으로 실리콘 웨이퍼의 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었다.

그리고 래핑공정시 베어 웨이퍼의 가장자리 부분이 캐리어(carrier)와 접촉되어 스크래치(SCRATCH), 딤플(DIMPLE), 블로큰(BROKEN)등의 가공불량 현상을 발생시켜 실리콘 웨이퍼의 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한 래핑공정 후 베어 웨이퍼의 두께 편차(TTV)가 크게 되어 베어 웨이퍼의 형상을 후속공정인 연마공정에 적합하게 제어하기 곤란하여 단면 연삭 공정이 추가적으로 필요하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 실리콘 웨이퍼를 제조하는 공정시 베어 웨이퍼의 두께 감소량을 최소화하고, 실리콘 웨이퍼의 가장자리의 특성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조방법은 단면 지름이 12인치인 실리콘 단결정 봉을 성장시킨 후 슬라이싱하여 베어 웨이퍼를 형성하는 절단공정과; 상기 베어 웨이퍼 가장자리의 형상을 일정하게 하기 위한 연마공정과; 상기 연마공정 후, 상기 베어 웨이퍼 표면의 손상을 제거하기 위한 식각공정과; 상기 식각공정 후, 상기 베어 웨이퍼의 표면 두께차를 감소시키고 평탄도를 향상하기 위한 양면 동시연삭공정과; 상기 양면 동시 연삭공정 후 , 상기 베어 웨이퍼의 표면 거칠기를 감소시키고 경면화하기 위한 양면 동시 연마 공정을 포함하여 이루어진다.

제 1도는 종래 기술에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 도시한 순서도.

제 2도는 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 도시한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 12인치 베어 웨이퍼에 가장자리 연마공정, 식각공정, 양면 동시 연삭공정, 양면 동시 연마공정을 순차적으로 실시하여 이루어진다.

도1은 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조방법을 개략적으로 도시한 공정 순서도이다.

먼저 도1에 도시된 바와같이, 초크랄스키 결정성장법 또는 플로트존 결정 성장법에 의해서 형성된 단면 지름이 12인치인 단결정 실리콘 봉을 와이어소우, I.D 소우,O.D소우등을 사용하여 얇게 슬라이싱하는 공정을 실시하여 베어 웨이퍼를 형성한다.

본 발명에 따라 제조된 실리콘 웨이퍼와, 본 발명에 따른 가공공정이 완료되지 않은 웨이퍼를 구분하기 위해서 가공공정을 실시하지 않은 웨이퍼를 편의상 베어 웨이퍼(bare wafer)라 하고 가공 공정이 완료된 웨이퍼를 실리콘 웨이퍼라 칭한다.

베어 웨이퍼의 가장자리가 일정한 형상을 가지도록 가장자리 연삭 공정을 실시한다(S101).

그리고 웨이퍼의 표면 손상이나 미세결함을 제거하기 위해서 화학적 반응을 이용하여 베어 웨이퍼의 표면을 식각한다. 이때 베어 웨이퍼의 두께는 30㎛ 정도 감소된다(S102).

식각이 완료된 후 베어 웨이퍼의 평탄도를 향상시키고 연마 공정에 적합한 베어 웨이퍼 형상으로 하기 위한 양면 동시 연삭공정을 진행한다(S103).

양면 동시 연삭공정은 다이아몬드 휠이 부착된 연삭기를 이용하여 베어 웨이퍼의 전, 후면을 동시에 연삭하여 베어 웨이퍼의 평탄도를 향상시킨다. 이때 베어 웨이퍼의 두께는 30~60㎛정도 감소된다.

양면 동시 연삭공정이 완료된 후 베어 웨이퍼의 표면을 경면화하기 위해 양면 동시 연마공정을 진행하여 실리콘 웨이퍼를 완성한다(S104).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 래핑공정을 실시하지 않아 공정을 단순화시키면서 웨이퍼 가장자리의 손상을 감소시킨다.

그리고 양면 동시 연삭공정은 래핑공정과 달리 슬러리를 사용하지 않으므로 슬러리의 사용에 따른 제조비용이 추가되지 않으므로, 실리콘 웨이퍼의 제조단가를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 연마공정에 필요한 평탄도를 향상시키고 웨이퍼 형상으로 제어가 가능하여 고품질 실리콘 웨이퍼를 생산할 수 있다.

또한 종래의 실리콘 웨이퍼 제조시 보다 실리콘 웨이퍼의 두께의 제거량이 10㎛이상 감소됨으로 실리콘 웨이퍼의 제조원가를 대폭 절감시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 실리콘 단결정 봉을 성장시킨 후 슬라이싱하여 베어 웨이퍼를 형성하는 절단공정과;

   상기 베어 웨이퍼 가장자리의 형상을 일정하게 하기 위한 가장자리 연삭공정과;

   상기 연마공정 후, 상기 베어 웨이퍼 표면의 손상을 제거하기 위한 식각공정과;

   상기 식각공정 후, 상기 베어 웨이퍼의 표면 두께차를 감소시키고 평탄도를 향상하기 위한 양면 동시 연삭 공정과;

   상기 양면 동시 연삭공정 후 , 상기 베어 웨이퍼의 표면 거칠기를 감소시키고 경면화하기 위한 양면 동시 연마 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실리콘 단절봉은 단면 지름이 12인치인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.