KR0157030B1 - 치환형 탄소농도 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 측정방법 - Google Patents

치환형 탄소농도 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 측정방법 Download PDF

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Abstract

실리콘 웨이퍼 제조방법이 (a)인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)을 평행편광을 브뤼스터 각에서 인상 실리콘 웨이퍼로 입사하므로서 측정하는 제1공정단계와, (b)표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 구멍이 있는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)를 평행편광을 브뤼스터각으로 부유대역 실리콘 웨이퍼로 입사하므로서 측정하는 제2공정단계와, (c)제1공정단계동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)와 제2공정단계동안 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 근거로 해서 치환형 탄소 농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계와, (d)제3공정단계동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]를 기준치와 비교하는 제4공정단계와, (e)제4공정단계동안 비교된 결과로서 인상 실리콘 웨이퍼를 그것의 치환형 탄소농도[Csc]가 기준치로 벗어나면 불량이므로 제거하는 제5공정단계로 구성되어 있다.

Description

치환형 탄소농도 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 측정방법
제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 바람직한 실리콘 웨이퍼 측정방법을 수행하기 위한 장치를 나타내는 개략도.
제2도는 본 발명의 실시예에서 사용되는 반송장치를 도시하는 개략도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시 설명하는 도표.
제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시 설명하는 도표.
제5도는 본 발명의 다른 실시예를 도시 설명하는 도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 측정장치 11 : 광원
12 : 마이클슨 간섭계 12A : 반투명경
12B : 가동경 12C : 고정경
R : 부유대역 실리콘 웨이퍼 M : 샘플
20 : 반송장치 13 : 편광자
14 : 검출기 15 : 계산장치
7A,17B : 반사경 21 : 압출부재
22 : 반송벨트 23 : 파지장치
23A : 회전장치 T21,T22,T23,T24 : 반송용기
본 발명은 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 평행편광을 브뤼스터(Brewster)각도로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서 측정되는 광투과 특성과, 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역(浮遊帶域)실리콘 웨이퍼에 평행편광을 브뤼스터 각도로 입사하므로서 측정되는 또 다른 광투과 특성에 기초해서, 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도가 계산되는 인상 실리콘 웨이퍼 제조방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼를 제조하는 종래의 방법 중 이러한 유형의 경우, 인상 실리콘 웨이퍼를 측정하기 위하여 인상 실리콘 웨이퍼가 생산라인에서 채택된다. 인상 실리콘 웨이퍼가 채택될 때 그 인상 실리콘 웨이퍼의 처리조건에 따라, 예를 들면 그 표리양면의 경면연마와 화학연마에 의해, 실제로 인상 실리콘 웨이퍼와 같은 광학 행동을 할 수 있도록, 부유대역(floating zone)실리콘 웨이퍼를 기준 실리콘 웨이퍼로서 준비한다.
특히, 기준 실리콘 웨이퍼는 채택된 실리콘 웨이퍼에 일치하도록 처리되어야 한다. 그 다음에 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도를 계산하기 위해, 동시에 인상 실리콘 웨이퍼와 기준 실리콘 웨이퍼 양쪽 내부로 적외선을 투입하여 인상 실리콘 웨이퍼와 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성을 측정한다.
이렇게 계산된 치환형 탄소농도 값에 따라서, 인상 실리콘 웨이퍼의 불량 여부를 결정한다.
인상 실리콘 웨이퍼와 부유대역 실리콘 웨이퍼는 실제로 같은 광학처리를 하기 때문에 상기와 같은 종래의 실리콘 웨이퍼 제조방법은 다음과 같은 결점이 있다.
1) 많은 시간과 복잡한 측정조작이 필요하다.
2) 생산라인 상에서 모든 인상 실리콘 웨이퍼를 검출하는 것이 실제로 불가능하다.
3) 더하여, 불필요함에도 불과하고 불량한 인상 실리콘 웨이퍼도 그 뒤따른 후속 처리 동안 계속 기계가공되는 것을 막을 수 없다.
4) 결과로서, 생산라인의 생산율을 개선하기가 어렵다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 어떤 추가적인 처리없이 표리양면이 모두 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼가 기준 실리콘 웨이퍼로서 사용될 수 있는 실리콘 웨이퍼 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 측정조작이 간단한 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도 측정방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 생산라인 상에서 모든 인상 실리콘 웨이퍼가 치환형 탄소농도에 대해 검출될 수 있는 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도를 측정하기 위한 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼 측정방법은
(a) 인상 실리콘 웨이퍼에 평행편광을 브뤼스터 각도로 입사하므로서 인상 실리콘의 광투과 특성(IOBS)을 측정하는 제1공정단계와 (b) 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 작용하는 부유대역 실리콘 웨이퍼 내로 평행편광을 브뤼스터 각으로 입사하므로서 그 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 측정하는 제2공정단계와 (c) 상기 제1공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)과 상기 제2공정단계 중 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 기초로 하여 치환형 탄소농도(Csc)를 계산하는 제3공정단계를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명에 의하면, 실리콘 웨이퍼 제조방법에서, 인상 실리콘 단결성에서 절단된 인상 실리콘 웨이퍼는 다음의 일련의 처리를 거친다. (a) 인상 실리콘 웨이퍼 내로 평행편광을 브뤼스터 각도로 입사하므로써 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)을 측정하는 제1공정단계와, (b) 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로써 작용하는 부유대역 실리콘 웨이퍼에 평행편광을 브뤼스터 각도로 입사하므로써 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IO)을 측정하는 제2공정단계와, (c) 제1공정단계중 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)과 제공정단계중 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IO)을 기초로 하여 치환형 탄소농도(CSC)를 계산하는 제3공정단계를 포함하여 구성된다.
상기 일련의 처리공정단계는, 기계적인 절단(슬라이싱), 기계적인 연마(랩핑), 화학적인 연마(에칭), 경면연마, 검출, 제거, 세척 및 게터링(gettering, 수득공정)을 포함한다.
본 발명의 방법은 다음 공정단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
(d) 제3공정단계중 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)를 기준값과 비교하는 제4공정단계와, (e) 제4공정단계중 비교된 결과 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)가 기준값에서 벗어날 때 불량으로 되도록 하여 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계를 포함하고 있다.
제1공정단계중에, 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성을 여러 가지 방법으로 측정할 수 있다. 인상 실리콘 웨이퍼의 한예는, 표면(앞면)은 경면연마되고, 이면(뒷면)은 비연마된다. 또 다른 한예로서 표리양면이 모두 화학연마되지만 경면연마되지는 않는다.
평행편광이란 용어는, 연마 웨이퍼와 비연마 웨이퍼와 같은 입사대상의 입사표면이나 입사면에 평행한 성분만을 가진 편광을 의미한다. 연마 웨이퍼는 예는 편면연마 웨이퍼나 양면연마 웨이퍼와, 또한 기계적연마, 화학적연마 및/또는 경면연마된 인상 실리콘 웨이퍼, 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 인상 실리콘 웨이퍼는 인상법이나 소위 쵸크랄스키 방법에 의해 제조된 인상 실리콘 단결정으로부터 절단한 다음 필요하다면 여러 가지 방식으로 처리된 실리콘 웨이퍼를 말한다. 이러한 실리콘 웨이퍼는, 본 발명이 여기에 국한되지는 않으나, 보통 절단(슬라이싱), 기계연마(랩핑), 화학연마(에칭), 경면연마의 일련의 공정단계를 순서대로 거치므로서 제조된다. 단결정의 절단 공정단계 중에 형성된 실리콘 웨이퍼의 표리양면에서의 손상된 층을 제거하기 위하여, 기계적 연마공정 단계 다음에 화학적 연마공정단계가 실시된다. 부가하여 부유대역 실리콘 웨이퍼는 부유대역 용융법에 의해 제조된 실리콘 단결정에서 절단된 실리콘 웨이퍼를 말한다.
본 발명은 다음의 이점을 가진다.
(1) 표리양면이 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼를 추가적인 처리없이 그대로 사용할 수 있다.
(2) 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)를 측정하는 조작이 간단하다.
(3) 모든 웨이퍼를 검출하기 위해서, 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)측정 공정단계가 생산라인 상의 필요한 위치에서 행해질 수 있다.
(4) 생산라인에서 생산률이 개선될 수 있다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예 1을, 제1도를 참조로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예 1에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조방법은, 생산라인 상에서 실리콘 웨이퍼에 대한 화학연마 공정단계에 수반되는 세척공정단계 후에 게터링(수득공정)과 경면연마 공정단계에 앞서서, 치환형 탄소농도 측정단계의 공정단계를 포함한다.
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼 제조방법에서 측정공정단계는, 생산라인에서 화학 연마 공정단계 도중 표리양면이 화학연마되고 그 다음에 세정공정단계에서 세정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(여기서 투과광 강도(IOBS)라고 한다)을, 인상 실리콘 웨이퍼에 평행편광을 브뤼스터 각도(B)로 입사하므로서 측정하는 제1공정단계와, 기준 실리콘 웨이퍼로서 작용하는 표리양면이 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(이하 투과광 강도(Io)라고 한다)을, 기준 실리콘 웨이퍼 혹은 부유 대역 실리콘 웨이퍼에 브뤼스터 각도(B)로 평행편광을 입사하므로서 측정하는 제2공정단계와, 상기 제1공정단계중 측정된 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(IOBS)와 상기 제2공정단계중 측정된 경면연마 부유대역 실리콘 웨이퍼 혹은 기준 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 기초로 하여 치환형 탄소농도(Csc)를 계산하는 제3공정단계와, 상기 제3공정단계중 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도를 기준값과 비교하는 제4공정단계와, 상기 제4공정단계에서 비교된 결과에 비추어 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)가 기준값을 벗어나면 불량이 되도록하여 그 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계를 포함하여 구성된다.
상기 제1 및 제2공정단계 중에는, 평행편광이 브뤼스터 각도(B)로 화학연마 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사된다. 이것은, 평행 편광이 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사 및 출사할 때 실제적인 반사를 피하기 위해서이고, 따라서 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼 내에서 다중반사가 피해질 수 있다.
제2공정단계중, 부유대역 실리콘 웨이퍼는 기준 실리콘 웨이퍼로서 사용되고 있으며, 그 이유는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도(Csc)가 인상 실리콘 웨이퍼의 것보다 아주 작기 때문이다.
또한 입사광이나 평행편광이 부유대역 실리콘 웨이퍼의 앞 뒤 양면에서 산란되는 것을 막기 위해서, 그 앞뒤양면이 경면연마된다.
제3공정단계중에, 제1공정단계중에 측정된 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(IOBS)와 제2공정단계중 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 기초로 하여, 어떻게 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도를 계산하는가를 이하에 설명한다.
첫째, 현재 1.1×1017개/cm2이라고 보는 변환계수(k)와 인상 실리콘 웨이퍼 내의 치환형 탄소의 진동에서 야기되는 광흡수계수(E)를 사용하므로서 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]는 다음 식으로 표시할 수 있다.
브뤼스터 각(B)으로 입사되는 평행편광의 광로(L=1.042d)와 치환형 탄소의 진동에서 유도되는 607cm-1의 파수를 갖는 두께(d)를 갖는 실리콘 웨이퍼의 흡광도(A)를 사용하므로서, 인상 실리콘 웨이퍼의 광흡수계수(E)를 램버트-비어 법칙에 따라 다음과 같이 표시할 수 있다.
표리양면이 경면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(I)와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 사용하여 인상 실리콘 웨이퍼의 흡광도(A)를 다음과 같이 표시할 수 있다.
따라서 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(IOBS), 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io), 정면표면에서 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광산란 특성이나 산란광 강도(IS1)와, 후면표면에서 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광산란 특성이나 산란광 강도(IS2)를 사용하여 흡광도(A)를 다음과 같이 표시할 수 있다.
따라서 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]는 다음과 같다.
Ln[(IOBS+IS1+IS2)/Io]-1은, 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성 혹은 투과광 강도(IOBS)와, 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 정면표면에서의 광산란 특성 혹은 산란광 강도(IS1)와, 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 후면 표면에서의 광산란 특성 혹은 산란광 강도(IS2)와의 합의, 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성 혹은 투과광 강도(Io)에 대한 비율의 자연대수의 역수인 흡광도 특성에서 구해진다.
예를들어, 제3도에 도시한 바와같이 치환형 탄소농도[Csc]가 0이 아닐 때 실선으로 나타난 광흡수 특성의 607cm-1의 파수의 경우의 피크값과, 치환형 탄소농도[Csc]가 0일 때 경사진 점선으로 표시된 흡광특성의 607cm-1의 파수의 경우의 값을 사용하므로서 Ln[(IOBS+IS1+IS2)/Io]-1의 값이 산출된다.
본 발명의 실시예 1을 이루는 장치를 다음에 설명한다.
제1도와 제2도를 보면, 실시예 1을 달성하기 위한 측정장치(10)는 글로브 등(Globar lamp)과 같은 광원(11)과, 광이 광분할기와 같은 반투명경 또는 반경(12A)에 의해 분리되고 나서 가동경(12B)과 고정경(12C)에 의해 반사된 다음 광원(11)으로부터 인가된 두 개의 별개의 광을 중첩시키므로서 간섭광을 형성하는 마이클슨 간섭계(12)와, 샘플 또는 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼(M)와 기준 실리콘 웨이퍼 또는 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼(R)에, 샘플(M)이 반송장치(20)에 의해 반송되어지는 마이클슨 간섭계(12)에 의해 주어진 간섭광으로부터 편광된 평행편광을 공급하기 위한 편광자(13)와, 샘플(M)의 광투과 특성(평행편광의 투과광 강도(IOBS))과 대조(R)의 광투과 특성(평행편광의 투과광 강도(Io))을 검출하기 위한 검출기(14)와, 광흡수 특성이 샘플(M)의 투과광 강도(IOBS) 또는 광투과 특성과 대조(R)의 투과광 강도(Io)또는 광투과 특성을 기초로 계산된 후에 샘플(M)의 치환형 탄소농도를 계산하기 위해 검출기(14)에 연결된 계산장치(15)와, 계산장치(15)에 의해 계산된 치환형 탄소농도 값과 기준값을 비교하기 위한 장치로 구성되어져 있다.
바란다면, 반사경(17A,17B)이 샘플(M)과 검출기(14)사이 및/또는 대조(R)와 검출기(14)사이에 설치된다. 또한, 반사경(도시생략됨)이 마이클슨 간섭계(12)와 편광자(13)사이에 배치될 수 있다.
반송장치(20)는, 다수의 반송용기(T11,T12)로부터 샘플(M)과 대조(R)를 하나씩 하나씩 압출하기 위한 압출부재(21), 압출부재(21)에 의해 압출된 샘플(M)과 대조(R)를 일단부로부터 타단부로 하나씩 하나씩 반송하기 위한 반송벨트(22)와, 샘플(M)과 대조(R)를 반송벨트(22)의 타단부에서 하나씩 하나씩 파지(holding)한 다음 샘플(M)과 대조(R)가 그들의 평행편광에 대하여 브뤼스터 각(B)으로 유지될 때까지 회전장치(23A)에 의해 회전되는 측정영역으로 그것을 반송하기 위한 파지부재(23)로 구성된다. 그것의 치환형 탄소농도가 측정된 후에, 샘플(M)과 대조(R)가, 그들의 원위치로 돌아가서 그런 다음 측정영역으로부터 이동하도록 하기 위해 회전부재(23A)에 의해 다시 회전된다. 반송장치(20)는 또한 파지부재(23)에 의해 측정영역으로부터 벗어난 샘플(M)과 대조(R)를 받은 다음 여러 개의 반송용기(T21,T22)가 놓여 있는 회전벨트(24)의 일단부로부터 타단부로 그것을 반송하기 위한 또 다른 반송벨트(24)를 더 포함하여 구성된다.
비록 구체적 실시예에서는, 대조(R)가 반송용기(T12)에 포함되어 있을지라도, 대조(R)와 샘플(M)이 함께 반송용기(T11)에 포함될 수 있다. 이 경우에, 반송용기(T12)는 생략될 수 있다.
예를들면, 반송용기(T21,T22,T23)는 각각, 기준치보다 더 높은 치환형 탄소농도의 값을 가진 불량한 샘플(M)을 수용하기 위한 반송용기와, 기준치보다 적은 치환형 탄소농도 값을 가진 적당한 샘플(M)을 수용하기 위한 반송용기와, 대조(R)를 수용하기 위한 반송용기로서 사용된다. 이런 반송용기(T21,T22,T23)는 측정장치(10)에서 비교장치(16)의 비교결과에 따라 샘플(M)을 받도록 고안되어졌다. 이들 반송용기는 반송벨트(24)의 타단부로 이동되어서 대조(R)를 수용하게 된다.
측정장치(10)에서, 마이클슨 간섭계(12)는 광원(11)으로부터 광을 받은 다음 간섭광을 산출한다. 이 간섭광은 편광자(13)에 의해 평행편광을 얻기 위해 필터된다. 그후, 평행편광은, 반송용기(T11,T12)로부터 하나씩 하나씩 압출된 후에 반송장치(20)에 의해 측정영역으로 반송된 샘플(M)과 대조(R)에 브뤼스터 각(B)으로 입사한다.
광은 광학특성에 따라 샘플(M)과 대조(R)에서 흡수되고 산란된다. 그러므로, 검출기(14)에 의해 검출된 신호를 근거로 계산장치(15)에 의해 계산될 수 있는 광흡수 특성이 예로서 제3도에서 도시된다.
제3도나 그것에 상당하는 표에 따르면, 계산장치(15)는 다음 식을 계산한다.
Ln[(IOBS+IS1+IS2)/Io]-1
그후, 계산장치(15)는 다음 식에 의해 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광흡수계수(E)를 계산한다.
첨가해서, 계산장치는 다음 식에 의해 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼(M)의 샘플(M)의 치환형 탄소농도[Csc]를 계산한다.
그후, 비교장치(16)는, 계산장치(15)에 의해 계산된 샘플 또는 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼(M)의 치환형 탄소농도[Csc]의 값과 기준치를 비교한다.
비교장치(16)의 비교된 결과가, 샘플(M)과 대조(R)를 반송용기(T21,T22,T23)에 수용하는 작동동안 사용되기 위하여 반송장치(20)를 조절하기 위한 장치로 보내진다.
[실행예 1~7]
실시예 1의 실험예가, 본 발명에 따라 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법을 완전히 이해하게 할 것이다.
표 1에서 도시된 바와같이 여러 개의 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가 본 발명에 따라 측정된다. 각 실리콘 웨이퍼가 화학연마된 표리양면을 가지고 있다.
그후, 인상 실리콘 웨이퍼의 표리양면이 경면연마된다. 그런 경면연마 조건에서, 각 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]*가 본 발명에 따라 측정되어졌다.
화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 경면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]*의 측정결과가 제4도에 Y-축과 X-축을 따라 도시되어졌다. 이 그래프는, 테스트 결과가 X=Y선을 따라 위치하도록 전자가 후자에 이해가능하게 대응함을 보여준다.
실행예 1~7에서, 본 발명에 따라 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼가 샘플과 대조로서 사용됨으로서, 생산라인 상에서 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]를 직접 측정할 수 있음이 분명하다.
본 발명은 마이클슨 간섭계(12)가 사용된 그런 실시예로 제한되지 않는다. 예를들면, 마이클슨 간섭계 대신 분광계(spectrometer)를 사용할 수 있다.
상기 실시예에서 치환형 탄소농도[Csc]는 화학적 연마공정에 따르는 게터링(수득)공정 이전에 측정되지만, 본 발명은 그런 실시예에만 한정되지는 않는다. 예를들면, 치환형 탄소농도[Csc]는 화학적 연마 공정단계 후 경면연마 공정단계에 앞서 어떤 위치나 장소에서도 측정될 수 있다.
예를들면, 치환형 탄소농도[Csc]는 실리콘 웨이퍼 검출 공정단계 동안 측정될 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 실시예 2는 그것의 구성과 작동에 관하여 이하에 설명될 것이다.
본 발명의 실시예 2는, 실제로 수득공정 단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정 공정단계에 덧붙여서 치환형 탄소농도 측정 공정단계가 수득 공정단계 후에 수행되어지는 것을 제외하고 실시예 1과 같은 구성이다.
수득 공정단계 후의 치환형 탄소농도 측정공정단계는, 실시예 1에서의 측정공정단계에 대응하는 수득공정단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정공정단계와 같은 구성을 가진다.
실시예 2의 작동은 실시예 1을 고려하여 쉽게 이해될 수 있으므로 설명이 생략된다.
[실시예 3]
본 발명의 실시예 3은 구성과 작동에 관하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예 3은, 실제로 수득공정단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정공정단계 대신, 치환형 탄소농도 측정공정단계가 수득공정단계 후에 시행되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 구성이다.
수득공정단계 후의 치환형 탄소농도 측정공정단계는, 실시예 1에서 측정공정단계와 동일한 구성을 가진다.
실시예 3의 작동이 실시예 1을 고려해서 쉽게 이해될 수 있으므로 그 설명이 생략된다.
[실시예 4,5,6]
본 발명의 실시예 4,5,6은, 실시예 1,2,3의 4번째 비교공정단계와 5번째의 제거공정단계가 생략되는 것을 제외하고 각각 실시예 1,2,3과 동일한 구성을 가진다.
실시예 4,5,6의 작동이 각각의 실시예 1,2,3을 고려하므로써 쉽게 이해될 수 있다.
[실시예 7]
본 발명의 실시예 7은, 그것을 측정하는 공정단계동안 샘플이 경면연마된 앞표면과 비연마된 뒷표면을 가지는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다. 다음 처리 동안 실리콘 웨이퍼의 앞뒷면을 확인하기 위해, 뒷면은 연마되지 않는다. 측정공정 단계는, 생산라인 내에서 경면연마 공정단계 동안 단지 앞표면만이 경면연마된 다음 세정공정단계 동안 세정된 인상 실리콘 웨이퍼(여기서는 편면연마 실리콘 웨이퍼)의 광투과 특성이나 투과광 강도(I)를, 평행편광을 브뤼스터 각(B)으로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서 측정하는 제1공정단계와, 표리양면 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를, 평행편광을 브위스터 각(B)으로 기준 실리콘 웨이퍼나 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서 측정하는 제2공정단계와, 제1공정단계 동안 측정된 편면연마 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(I)와 제2공정단계 동안 측정된 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼나 기준 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 근거로 치환형 탄소농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계와, 제3공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 기준치를 비교하는 제4공정단계와, 제4공정단계에서 비교된 결과에서 만일 그것의 치환형 탄소농도[Csc]가 기준치로부터 벗어난다면 불량이므로 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계로 이루어졌다.
제1과 제2공정단계 동안, 평행편광이 편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼로 입사 및 출사될 때 실제적인 반사가 피해지므로 편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼에서의 다중반사가 피해질 수 있기 때문에, 평행편광이 편면연마 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마 부유대역 실리콘 웨이퍼 둘다에 브뤼스터 각(B)으로 입사된다.
제3공정단계동안, 편면연마 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가, 제1공정단계동안 측정된 화학연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(I)와 제2공정단계동안 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 근거로 해서 어떻게 계산되는지는, 흡광도(A)가 다음과 같이 표현되는 것을 제외하고 실시예 1과 실제로 같다.
인상 실리콘 웨이퍼의 앞면이 경면연마되기 때문에, 단지 편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 후면에 대한 광산란 특성 또는 산란광 강도(Is)가 사용되고, 편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 정면에 대한 광산란 특성이나 산란광 강도는 무시된다.
[실행예 8~13]
실시예 7의 실행예는 본 발명에 따르는 실리콘 웨이퍼의 제조방법이 완전히 이해되도록 설명될 것이다.
표 2에서 도시된 바와같이 여러 개의 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가 본 발명에 따라 측정된다. 첫째로, 앞표면만 경면연마된 실리콘 웨이퍼, 측 편면연마된 실리콘 웨이퍼가 치환형 치환형 탄소농도[Csc]에 관하여 측정되어졌다.
그후, 인상 실리콘 웨이퍼가 경면연마되었다. 그것의 표리양면이 경면연마된 조건에서, 각 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]*가 본 발명에 따라 측정되어졌다.
편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 양면 경면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]*의 측정결과가 제5도에서 각각 Y-축과 X-축에 따라 도시된다. 그러므로 테스트 결과가 X=Y선을 따라 위치되도록 전자가 후자에 이해가능하게 대응한다.
실행예 8~13에서, 본 발명에 따라, 편면연마 인상 실리콘 웨이퍼와 경면연마 부유대역 실리콘 웨이퍼는, 생산라인 상에서 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]를 직접 측정하도록 하기 위해, 각각 샘플과 대조로서 사용될 수 있는 것이 분명하다.
본 발명은 마이클슨 간섭계(12)가 사용된 구체예로 제한되지 않는다.
비록, 상기 구체적 설명에서, 치환형 탄소농도[Csc]가 경면연마 공정단계를 따르는 수득공정단계 전과 후에 측정되어질 지라도, 본 발명은 단지 그런 구체적 설명으로 제한되지 않는다. 예를들면, 치환형 탄소농도[Csc]는, 화학연마 공정단계 후에 어떤위치나 장소에서도 측정될 수 있다.
예를들면, 치환형 탄소농도[Csc]가 실리콘 웨이퍼가 이동되기 직전에 실리콘 웨이퍼 검출공정단계 동안 측정될 수 있다.
[실시예 8]
본 발명의 실시예 8이 그것의 작동과 구성에 관하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예 8은, 그 수득공정단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정 공정단계에 덧붙여서 치환형 탄소농도 측정공정단계가 수득공정단계 후에 수행되어지는 것을 제외하고 실시예 7의 그것과 동일한 구성을 갖는다.
수득공정단계에 연이어 실제적인 탄소농도 측정공정단계는, 실시예 7에서의 측정공정단계에 대응하는 수득 공정단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정공정단계의 그것과 동일한 구성을 갖는다.
실시예 8의 작동을 실시예 7을 고려하므로써 쉽게 이해될 수 있으므로 그 설명은 생략한다.
[실시예 9]
본 발명의 실시예 9는 작동과 구성에 관하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예 9는, 수득공정단계에 앞선 치환형 탄소농도 측정공정단계 대신에, 치환형 탄소농도 측정공정단계가 수득공정단계 후에 수행되어지는 것을 제외하고 실시예 7의 그것과 실제로 동일한 구성을 갖는다.
수득공정단계 후의 치환형 탄소농도 측정공정단계는 실시예 7에서의 측정공정단계의 그것과 동일한 구성을 갖는다.
실시예 9의 작동이 실시예 7의 작동을 고려하므로써 쉽게 이해되어질 수 있으므로 그 설명은 생략되어진다.
[실시예 10,11,12]
본 발명의 실시예 10, 11, 12는 실시예 7, 8, 9의 4번째 비교공정단계와 5번째 제거공정단계가 생략되는 것을 제외하고 실제로 각각의 실시예 7, 8, 9의 그것과 동일한 구성을 갖는다.
실시예 10, 11, 12의 작동은 각각의 실시예 7, 8, 9의 작동을 고려하여 쉽게 이해될 수 있다.
편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 경면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc] 의 측정 결과가 제5도에서 Y-축과 X-축을 따라 각각 도시된다. 그러므로 테스트 결과가 X=Y선을 따라 위치하도록 전자가 후자에 이해가능하게 대응한다.

Claims (11)

  1. 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도 측정방법에 있어서, (a) 평행편광을 브뤼스터 각으로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)을 측정하는 제1공정단계와, (b) 평행편광을 브뤼스터 각으로 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 측정하는 제2공정단계와, (c) 제1공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBs)과 제2공정단계 동안 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 근거로 해서 치환형 탄소농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계로 구성된 것을 특징으로 하는 치환형 탄소농도 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, (d) 제3공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 기준치를 비교하는 제4공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 치환형 탄소농도 측정방법.
  3. 제2항에 있어서, (e) 만일 상기 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가 기준치 내가 아니면 불량이므로 그 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 치환형 탄소농도 측정방법.
  4. 실리콘 웨이퍼 제조방법에서, 인상 실리콘 단결정으로부터 절단된 인상 실리콘 웨이퍼가 다음의, (a) 평행편광을 브뤼스터 각으로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)을 측정하는 제1공정단계와, (b) 평행편광을 브뤼스터 각으로 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 측정하는 제2공정단계와, (c) 제1공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(IOBS)과 제2공정단계 동안 측정된 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성(Io)을 근거로 해서 치환형 탄소농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계를 포함하는 일련의 처리공정단계를 거치는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 일련의 처리공정단계는 기계적 절단, 기계적 연마, 화학연마, 경면연마, 검출, 제거, 세정과 수득공정단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
  6. 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법에 있어서, (a) 평행편관을 브뤼스터 각(B)으로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 생산라인 내에서 표리양면이 화학연마되고 그런 다음 세정된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(IOBS)를 측정하는 제1공정단계와, (b) 평행편광을 브뤼스터 각(B)으로 기준 실리콘 웨이퍼나 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 측정하는 제2공정단계와, (c) 제1공정단계 동안 측정된 화학연마 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성 또는 투과광 강도(IOBS)와 제2공정단계 동안 측정된 경면연마 부유대역 실리콘 웨이퍼 또는 기준 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 근거로 해서 치환형 탄소농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계로 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
  7. 제6항에 있어서, (d) 제3공정단계 동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]를 기준치와 비교하는 제4공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
  8. 제7항에 있어서, (e) 상기 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가 기준치로부터 벗어나면 불량이므로 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
  9. 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법에 있어서, (a) 평행편광을 브뤼스터 각(B)으로 인상 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 생산라인 내에서 단지 앞표면만이 경면연마되고 세정된 편면연마 인상 실리콘 웨이퍼의 투과 광 강도(IOBS) 또는 광투과 특성을 측정하는 제1공정단계와, (b) 평행편광을 브뤼스터 각(B)으로 기준 실리콘 웨이퍼나 부유대역 실리콘 웨이퍼에 입사하므로서, 표리양면이 경면연마된 기준 실리콘 웨이퍼로서 기능하는 부유대역 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 측정하는 제2공정단계와, (c) 제1공정단계 동안 측정된 편면연마된 인상 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성 또는 투과광 강도(IOBS)와 제2공정단계 동안 측정된 경면연마된 부유대역 실리콘 웨이퍼나 기준 실리콘 웨이퍼의 광투과 특성이나 투과광 강도(Io)를 근거로 해서 치환형 탄소농도[Csc]를 계산하는 제3공정단계로 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
  10. 제9항에 있어서, (d) 제3공정단계동안 측정된 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]와 기준치를 비교하는 제4공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
  11. 제10항에 있어서, (e) 상기 인상 실리콘 웨이퍼의 치환형 탄소농도[Csc]가 기준치로부터 벗어나면 불량이므로 인상 실리콘 웨이퍼를 제거하는 제5공정단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인상 실리콘 웨이퍼 측정방법.
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