KR100856323B1 - 더미 웨이퍼 재생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더미 웨이퍼 재생방법에 관한 것으로서, 실리콘 웨이퍼에 확산 방지용 질화막을 증착 하는 단계, 상기 질화막 위에 확산 및 도핑된 폴리 실리콘 잔유물을 제거하기 위한 버퍼 옥사이드 막을 증착 하는 단계, 더미 웨이퍼를 사용하는 단계, 케미칼을 사용하여 도프드 폴리 실리콘을 제거하는 단계, 및 옥사이드 막을 스트립하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 의해서 더미 웨이퍼에 나이트라이드 필름과 옥사이드 필름을 증착하여 실리콘 웨이퍼에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 요인을 제거할 수 있으며, 이를 통해 더미 웨이퍼의 사용 주기 연장 및 공정의 안정화를 이룰 수 있으며 또한 원가 절감을 할 수 있다.

더미 웨이퍼, 재생, 질화막, 산화막

Description

더미 웨이퍼 재생방법{Method of Recycling dummy wafer}

도1 및 도2는 종래의 기술에 의한 더미 웨이퍼 재생방법

도3은 본 발명에 의한 더미 웨이퍼 재생방법

본 발명은 더미 웨이퍼 재생방법에 관한 것으로서, 특히 일정기간 사용된 후 폐기되는 더미 웨이퍼의 사용주기 연장을 위해 더미 웨이퍼 제작시 특정 프로세스를 진행하여 더미 웨이퍼의 사용주기를 연장하기 위한 더미 웨이퍼 재생방법에 관한 것이다.

일반적으로 더미 웨이퍼는 반도체 제조 장치가 스타팅될 때 조건을 잡고, 조정하는데 사용되는 것을 말하며, 이는 각종 사용 조건에 맞게 반복적으로 사용되고 있다.

한편, 일반적인 반도체 제조공정은 특정의 조건이 형성된 공정 분위기 내에서 진행되는데, 저압 화학 기상 증착 공정 동안에 양산에 적용되는 제품용 웨이퍼 뿐만 아니라 프로세스 조건을 안정화시키기 위해 같이 투입된 더미 웨이퍼에도 반복적으로 증착이 이루어지게 된다. 이렇게 증착된 막은 공정이 진행되는 동안 막 자체내의 스트레스(stress)로 인하여 공정 진행 중 웨이퍼의 디펙트(defect) 요인이 된다.

이러한 디펙트 요인의 감소를 위해 일정 시간 공정이 진행된 후 장비에 대한 공정 관리를 실시하며, 더불어 이 주기와 병행되어 일정 주기로 더미 웨이퍼에 대한 관리가 이루어지고 있다.

더미 웨이퍼는 일정 주기로 세정과 스트립을 요하게 되는데, D-Poly 프로세스(도프드 폴리실리콘막 형성공정)의 경우 더미 웨이퍼에 일정 두께의 누적막이 형성되면 폐기를 하는 경우가 많고, 이로 인해 더미 웨이퍼에 대한 소요량이 많아 원가를 증가시키는 원인이 되고 있다.

D-poly 프로세스의 더미 웨이퍼를 관리하는 방법은 여러가지가 있으며, 아래에 일부를 기재한다.

1. OXIDE + D-POLY : NH₄OH + H₂O₂(1:1)에서 스트립

2. OXIDE + D-POLY : FEP(FILM ETCH POLY) HNO₃ +HF + DI(6:1:3)에서 스트립

3. OXIDE + D-POLY : 일정 BATCH 사용 후 폐기

일적으로는 더미 웨이퍼의 관리는 상기와 같은 방식으로 운영을 하고 있으나, 1번의 경우 전체적으로 누적막이 고르게 제거되지 않아 재생된 더미 웨이퍼에 얼룩이 남아 추후 공정 진행 시 디펙트를 발생시킬 수 있는 소스 역할을 할 수 있 으며, 2번의 경우 사용되는 케미칼의 식각 속도가 너무 빨라 실리콘 웨이퍼 자체에 직접적인 데미지를 일으켜 프로세스 진행시 1번과 마찬가지로 디펙트의 소스가 되거나 데미지가 누적되었을 경우 웨이퍼가 깨지는 일이 발생할 수 있다.

도1 및 도2는 종래 더미 웨이퍼의 재생 처리 방법을 개략적으로 도시한 설명도이며, 상기에서 설명한 것과 같이 사용할 경우 디펙트에 대한 문제 뿐만 아니라 웨이퍼에 대한 직접적인 데미지로 인해 도프드 폴리 실리콘 형성에 사용되는 더미는 오래 사용되어 질 수 없다.

물론 도프드 폴리 뿐만 아니라 웨이퍼 위에 증착되는 필름의 종류에 따라서 더미 웨이퍼의 사용주기가 결정되기도 하며, 특히 도프드 폴리 실리콘에 사용되는 PH₃ 가스의 경우 실리콘 웨이퍼에 직접적인 데미지를 주게 되어 도프드 폴리 실리콘 공정에 사용 되는 더미 웨이퍼는 사용주기가 다른 저압 기상증착 공정보다 더욱 짧다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래의 기술이 가지는 단점을 개선하기 위하여 일정기간 사용된 후 폐기되어 지는 더미 웨이퍼의 사용주기 연장을 위해 더미 웨이퍼 제작시 특정 프로세스를 진행하여 더미 웨이퍼의 사용주기 연장을 가능하도록 하는 더미 웨이퍼 재생방법을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 D-폴리 더미 웨이퍼 재생방법에 있어서, 실리콘 웨이퍼에 확산 방지용 질화막을 증착하는 단계, 상기 질화막 위에 확산 및 도핑된 폴리 실리콘 잔유물을 제거하기 위한 버퍼 옥사이드 막을 증착하는 단계, 더미 웨이퍼를 사용하는 단계, 케미칼을 사용하여 도프드 폴리 실리콘을 제거하는 단계, 및 옥사이드 막을 스트립하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 질화막과 버퍼 옥사이드 막은 1000Å이상의 두께로 증착되며, 도프드 폴리 실리콘을 제거하는 케미칼은 FEP인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

대부분 도프드 폴리 실리콘 공정에 사용되는 더미 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼 위에 옥사이드 막을 성장시킨 후 사용하고 있는데 이런 플로우로 사용을 하다 보면 도프드 폴리 실리콘에 도핑된 이온들이 옥사이드 막을 지나 실리콘 웨이퍼에 까지 확산이 되는 경우가 발생을 하게 된다.

또 이런 웨이퍼를 후처리 할 경우 옥사이드 막 성장시 일반 실리콘 웨이퍼 보다 더 많이 실리콘 웨이퍼에서 옥사이드 막이 성장하게 되고, 스트립시 스트립 되는 옥사이드 필름으로 인해 실리콘 웨이퍼가 식각되어 점점 얇아져 깨지기 쉬워진다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 다음과 같은 공정에 의해 D-폴리 더미 웨이퍼를 재생한다.(도3 참조)

1. 더미 웨이퍼로 사용되어 질 웨이퍼에 저압 기상 증착 화학 공정을 통한 나이트라이드 필름막을 증착한다. 이 필름막은 도프드 폴리 실리콘에서 확산되는 이온들이 실리콘 웨이퍼로 확산되는 것을 방지하고 나이트라이드 필름 위에 다시 증착되는 옥사이드 필름의 제거시 케미칼에 의한 실리콘 웨이퍼의 식각을 막아주는 역할을 하게 된다. 상기 나이트라이드 필름막은 실리콘질화막으로 형성될 수 있다.

2. 나이트라이드가 증착된 더미 웨이퍼 위에 저압 기상 증착 화학 공정을 통해 옥사이드 필름을 증착한다. 이 필름은 나이트라이드 필름과 도프드 실리콘 필름 사이의 확산층으로 버퍼막 역할을 하며, 나이트라이드 필름 위의 모든 옥사이드 필름을 제거하여 스트립시 제거되지 않은 도프드 폴리 실리콘의 잔유물을 제거하는데 쓰인다. 상기 옥사이드 필름은 실리콘산화막으로 형성될 수 있다.

3. 상기와 같은 공정으로 더미 웨이퍼를 구성한 후 도프드 폴리 실리콘 공정에 사용한다.

4. 적용하는 공정에 따라 일정 누적막이 되거나 일정 사용기간이 끝난 후 도프드 폴리 실리콘을 FEP 케미칼을 사용하여 제거한다.

5. 상기 4번에서 제거되지 않거나 버퍼막으로 형성시킨 옥사이드 막을 스트립하여 실리콘 웨이퍼 상에 나이트라이드 필름만을 남겨 다시 더미 웨이퍼로 사용한다.

상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변 형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 더미 웨이퍼 재생방법에 의해서 더미 웨이퍼에 나이트라이드 필름과 옥사이드 필름을 증착하여 실리콘 웨이퍼에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 요인을 제거 할 수 있으며, 이를 통해 더미 웨이퍼의 사용 주기 연장 및 공정의 안정화를 이루고 또한 원가 절감을 할 수 있다.

Claims (3)

1. 더미 웨이퍼 재생방법에 있어서,

   실리콘 웨이퍼에 확산 방지용 질화막을 증착하는 단계;

   상기 질화막 위에 확산 및 도핑된 폴리 실리콘 잔유물을 제거하기 위한 옥사이드 막을 증착하는 단계;

   더미 웨이퍼를 사용하는 단계;

   케미칼을 사용하여 도프드 폴리 실리콘을 제거하는 단계; 및

   상기 옥사이드 막을 스트립하는 단계를 포함하며,

   상기 질화막은 실리콘질화막이며, 상기 옥사이드 막은 실리콘산화막인 것을 포함하는 더미 웨이퍼 재생방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 질화막과 옥사이드 막은 1000Å 이상의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 더미 웨이퍼 재생방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 도프드 폴리 실리콘을 제거하는 케미칼은 FEP인 것을 특징으로 하는 더미 웨이퍼 재생방법.

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