KR100814655B1 - 실리콘 웨이퍼 제조 방법 - Google Patents

실리콘 웨이퍼 제조 방법 Download PDF

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Abstract

웨이퍼를 열처리 또는 기상 상 성장시키기 위해서 배면의 센터 위치를 포함하는 웨이퍼의 특정 영역만을 탑재할 수 있는 탑재면을 갖는 컨베잉 블레이드를 이용해서 기상 상 성장 장치 또는 단일 웨이퍼 열처리 장치의 처리로 내로 또는 처리로로부터 (100) 면 실리콘 웨이퍼를 운반하고, <010> 또는 <001> 방향을 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향에 대해서 소정 각도로 시프트함으로써 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법.
컨베잉 블레이드, 기상 상 성장 장치. 단일 웨이퍼 열처리 장치

Description

실리콘 웨이퍼 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING SILICON WAFER}
도 1은 본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼 제조 공정을 수행하기에 적절한 기상 상 성장 장치의 개략도.
도 2는 <010> 노치 제품의 <011> 방향이 컨베잉 블레이드 (conveying blade) 의 횡단 방향 (d) 과 일치하도록, 처리로에서 가열되는 웨이퍼를 컨베잉 블레이드에 위치시킨 상태를 도시하는 도면이며, (a) 는 평면도 이고 (b) 는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 제조 방법의 설명도이며, 기상 상 성장 장치에서 컨베잉 블레이드의 탑재면 상에 위치된 실리콘 웨이퍼의 운반 상태를 도시한 도면.
도 4는 <010> 노치 제품의 <010> 방향이 컨베잉 블레이드의 횡단 방향 (d) 과 일치하도록, 처리로에서 가열되는 웨이퍼를 컨베잉 블레이드 상에 위치시킨 상태를 도시한 도면이며, (a) 는 평면도이고 (b) 는 측면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 기상 상 성장 장치 2: 처리로
3: 웨이퍼 4: 컨베잉 블레이드
5: 가열 수단 6: 서셉터
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 웨이퍼가 처리로에서 고온으로 가열될 때, 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출되는 웨이퍼의 일부의 하방 만곡양을 특히 감소시킬 수 있는 실리콘 웨이퍼 제조 방법에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
종래의 (100) 면 실리콘 웨이퍼로서, <011> 방향을 나타내는 노치 위치를 갖는 제품 (이하, <011> 노치 제품이라 칭함) 이 주류이다.
최근, 디바이스의 속도를 증가시키려는 목적으로, <010> 또는 <001> 방향을 나타내는 노치 위치를 갖는 제품을 45°로 회전시킴으로써 웨이퍼를 사용하는데 적용하기 시작했다 (이하, <010> 노치 제품이라 칭함).
도 1에 도시한 바와 같이, (100) 면 실리콘 웨이퍼의 제조는 통상적으로 (100) 면 웨이퍼 (3) 를 단일 웨이퍼 열처리 장치 또는 기상 상 성장 장치 (1) 의 처리로 (2) 에 위치시킨 후, 열처리 또는 기상 상 성장 (JP-A-10-294287 참조) 을 행함으로써 수행한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 (3) 를 처리로 (2) 내로 또는 처리로로부터 운반하는 것은 그 배면 (도 2의 그림자 영역 S) 의 센터 위치를 포함하는 웨이퍼 (3) 의 특정 영역만을 탑재할 수 있는 탑재면을 갖는 컨베잉 블레이드 (4) 를 사용함으로써 수행된다.
컨베잉 블레이드 (4) 의 탑재면으로부터 돌출된 웨이퍼 (3) 의 부분 (3a) 이처리로 (2) 에서 고온으로 가열될 때, 부분 (3a) 은 엠프티 웨이트 등과 같은 응력을 더 더함으로써 열변형되고, 그에 의해 이들 부분이 컨베잉 블레이드 (4) 로부터 하방으로 만곡되는 현상이 야기될 수도 있다.
웨이퍼 (3) 의 부분 (3a) 이 컨베잉 블레이드 (4) 로부터 하방으로 만곡되기 때문에, 처리된 웨이퍼 (3) 가 처리로 (2) 로부터 외부로 운반될 때, 이들 만곡된 부분 (3a) 은 사이드 지지부 등과 같은 처리로 주위에 배열된 부재들과 접촉해서 웨이퍼를 손상시킬 수도 있다.
발명의 요약
본 발명자들은 컨베잉 블레이드로부터 돌출된 웨이퍼의 부분의 만곡양에 대해 연구하였고, 컨베잉 블레이드 (4) 의 탑재면의 횡단 방향과 실리콘 웨이퍼의 결정 방향 사이의 관계가 만곡양에 크게 영향을 미친다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향으로부터 웨이퍼의 소정의 결정 방향을 적절하게 시프트함으로써 고온에서 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 (100) 면 실리콘 웨이퍼의 부분의 하방 만곡을 감소시켜서 처리로로부터 외부로 운반시 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼를 열처리 또는 기상 상 성장시키기 위해서 배면의 센터 위치를 포함하는 웨이퍼의 특정 영역만을 탑재할 수 있는 탑재면을 갖는 컨베잉 블레이드를 이용해서 기상 상 성장 장치 또는 단일 웨이퍼 열처리 장치의 처리로 내로 또는 처리로로부터 (100) 면 실리콘 웨이퍼를 운반하고, <010> 또는 <001> 방향을 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향에 대해서 소정 각도만큼 시프트함으로써 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법을 제공한다.
발명의 바람직한 실시형태에서, 소정 각도는 25°이상, 및/또는 실리콘 웨이퍼의 노치 위치는 <010> 또는 <001> 방향이다.
본 발명에 따르면, 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향으로부터 웨이퍼의 소정의 결정 방향을 적절하게 시프트함으로써, 고온에서 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 (100) 면 실리콘 웨이퍼의 부분의 하방 만곡을 감소시켜서 처리로로부터 외부로 운반되는 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
바람직한 실시형태의 설명
본 발명을 첨부한 도면을 참조해서 설명한다.
본 발명에 따른 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 수행하기에 적절한 기상 상 성장 장치를 도 1에 도시하고, 도 3은 컨베잉 블레이드의 탑재면 상에 위치한 실리콘 웨이퍼를 기상 상 성장 장치의 처리로로 운반하는 상태를 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기상 상 성장 장치 (1) 는 실리콘 웨이퍼 (3) 상의 단결정의 에피택셜 성장된 박막을 형성하는 처리로 (반응로; 2), 램프 등과 같은 필름 형성시 웨이퍼 (3) 를 가열하는 가열 수단 (5), 처리로 (2) 에 배열되고 필름 형성 시 웨이퍼 (3) 를 지지하는 서셉터 (6), 웨이퍼 (3) 를 처리로 (2) 내로 또는 처리로로부터 운반하는 컨베잉 블레이드 (4), 및 컨베잉 블레이드 (4) 로부터 리프팅 동작을 통해서 서셉터 (6) 로 웨이퍼 (3) 의 이동을 가이드하는 리프트 핀 (7) 을 주로 구비한다.
본 발명의 구성의 주 특징은 (100) 면 실리콘 웨이퍼의 소정 결정 방향이 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향으로부터 적절하게 시프트된다는 것이다. 보다 구체적으로, <010> 또는 <001> 방향이 소정의 각도 θ만큼 시프트되고, 바람직하게 도 3에 도시한 바와 같이 컨베잉 블레이드 (4) 의 탑재면의 횡단 방향에 대해 25°이상 시프트된다. 이 특징을 이용함으로써, 고온에서 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 웨이퍼의 부분의 하방 만곡을 감소시켜서 반응로로부터 운반시 처리된 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
발명자들은 처리된 웨이퍼가 컨베잉 블레이드에 위치되고 처리로로부터 외부로 운반될 때, 컨베잉 블레이드로부터 돌출된 웨이퍼의 부분이 컨베잉 블레이드로부터 하방으로 만곡될 수도 있고 또는 만곡되지 않을 수도 있다는 지식을 얻었다. 그 후, 발명자들은 추가로 연구를 수행해서 컨베잉 블레이드의 탑재면의 연장 방향과 웨이퍼의 특정 결정 방향 사이에서 정의된 각도를 적절한 범위로 설정하는 것이 충분하다는 것을 발견했고, 그 결과 본 발명이 완성되었다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 <010> 노치 제품의 <011> 방향이 컨베잉 블레이드 (4)의 횡단 방향 (d) 과 일치하도록 처리로에서 가열되는 웨이퍼 (3) 를 컨베잉 블레이드 (4) 상에 위치시킨 상태를 도시하며, 도 4(a) 및 도 4(b)는 <010> 노치 제품의 <010> 방향이 컨베잉 블레이드 (4) 의 횡단 방향 (d) 과 일치하도록 처리로에서 가열되는 웨이퍼 (3) 를 컨베잉 블레이드 (4) 상에 위치시킨 상태를 도시한다. 도 2(a) 및 도 4(a) 각각은 평면도이고, 도 2(b) 및 도 4(b) 각각은 측면도이다. 또한, 도 2(a) 및 도 4(a) 에 도시된 "업"과 "다운"은 웨이퍼가 열변형되어 물결모양으로 (wavy) 만곡되었을 때 마운트 위치 (A) 및 밸리 위치 (B) 에 대응하는 위치를 각각 의미한다.
도 2(a)의 위치 상태에서 도시한 <011> 노치 제품은 도 2(b)에 도시한 바와 같이 탑재면 상에 위치된 웨이퍼의 양 말단부가 하방으로 만곡되고 탑재면 상에 위치된 측면 형태를 가지므로, 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 웨이퍼의 부분이 컨베잉 블레이드로부터 하방으로 만곡되지 않는다.
한편, 도 4(a)의 위치 상태에서 도시한 <010> 노치 제품은 도 4(b)에 도시한 바와 같이 탑재면 상에 위치한 웨이퍼의 양 말단부가 탑재면으로부터 상방으로 만곡된 측면 형태를 갖는다. 이 경우, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 웨이퍼의 부분에서 말단 위치와 센터 위치 사이에 위치한 각각의 중간 부분 (밸리 위치 B에 대응) 이 컨베잉 블레이드 (4) 로부터 하방으로 만곡된다. 도 4(b)에서, 접촉부는 웨이퍼 (3) 의 만곡된 부분이 컨베잉 블레이드 (4) 의 사이드 에지와 접촉하는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명에서, (100) 면 실리콘 웨이퍼의 소정 결정 방향은 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향으로부터 적절하게 시프트되고, 보다 구체적으로 <010> 또는 <001> 방향이 도 3에 도시된 바와 같이 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향에 대해서 소정 각도 θ만큼 시프트됨으로써, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 탑재면 상에 위치한 웨이퍼의 양 말단부가 상방으로 만곡되는 측면 형태의 형성을 방지할 수 있다. 즉, 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 웨이퍼의 부분의 하방 만곡양이 작아질 수 있다 (예를 들면, 5 mm 이하).
비록 본 발명의 일 실시형태에 대해서 상술하였지만, 다양한 변경이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따르면, 컨베잉 블레이드의 탑재면의 횡단 방향으로부터 웨이퍼의 소정 결정 방향을 적절하게 시프트함으로써 고온에서 컨베잉 블레이드의 탑재면으로부터 돌출된 (100) 면 실리콘 웨이퍼의 부분의 하방 만곡을 감소시켜서, 처리로로부터 외부로 운반시 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼를 열처리 또는 기상 상 성장시키기 위해 배면의 센터 위치를 포함한 웨이퍼의 특정 영역만을 탑재할 수 있는 탑재면을 갖는 컨베잉 블레이드 (conveying blade) 를 갖는 기상 상 성장 장치 또는 단일 웨이퍼 열처리 장치의 처리로 내로 및 처리로로부터 (100) 면 실리콘 웨이퍼를 운반하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서,
    <010> 또는 <001> 방향은 상기 컨베잉 블레이드의 상기 탑재면의 횡단 방향에 대해서 소정의 각도만큼 시프트되는, 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 25°이상인, 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실리콘 웨이퍼는 <010> 또는 <001> 방향의 노치 위치를 갖는, 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
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