KR101235419B1 - Surface treatment method of silicon epitaxial wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법은 에피택셜 웨이퍼를 마련하는 단계와, 오존을 발생시키는 단계와, 상기 오존을 분사하여 에피택셜 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성시키는 단계를 포함한다.
상기와 같은 발명은 오존을 사용하여 에피택셜 표면에 산화막을 형성함으로써, 균일하고 안정된 두께의 산화막을 얻을 수 있는 효과가 있다.The epitaxial wafer surface treatment method of the present invention includes preparing an epitaxial wafer, generating ozone, and spraying the ozone to form an oxide film on the surface of the epitaxial wafer.
The invention as described above has an effect that an oxide film having a uniform and stable thickness can be obtained by forming an oxide film on the epitaxial surface using ozone.

Description

에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법{SURFACE TREATMENT METHOD OF SILICON EPITAXIAL WAFER}Surface treatment method of epitaxial wafer {SURFACE TREATMENT METHOD OF SILICON EPITAXIAL WAFER}

본 발명은 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에피택셜 웨이퍼 표면에 형성된 산화막의 신뢰성을 형성시키기 위한 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating a surface of an epitaxial wafer, and more particularly to a method for treating an epitaxial wafer for forming reliability of an oxide film formed on the surface of an epitaxial wafer.

일반적으로, 머큐리씨브이(Hg-CV)는 에피택셜 웨이퍼 표면의 도핑 프로파일(Doping Profile) 및 비저항 등을 계산 출력하여 에피택셜 웨이퍼를 평가한다.In general, MercuryC (Hg-CV) evaluates the epitaxial wafer by calculating and outputting the doping profile and the resistivity of the epitaxial wafer surface.

에피택셜 웨이퍼는 산화막을 완전히 제거해야 비저항 측정이 가능한 P-Type 에피택셜 웨이퍼와, 산화막을 성장시켜야 비저항 측정이 가능한 N-Type 에피택셜 웨이퍼로 나누어질 수 있다.The epitaxial wafer can be divided into a P-type epitaxial wafer capable of measuring resistivity only after the oxide film is completely removed, and an N-type epitaxial wafer capable of measuring resistivity only when the oxide film is grown.

이 중, N-Type 에피택셜 웨이퍼는 비저항의 측정 오차를 줄이기 위해 습식 세정(Wet Cleaning) 예컨대, SC1 및 과산화수소(H2O2)를 이용하여 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리를 수행하였다.Among them, the N-type epitaxial wafer was subjected to the surface treatment of the epitaxial wafer using wet cleaning such as SC1 and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in order to reduce the measurement error of the resistivity.

하지만, 종래 N-Type 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법은 습식 세정을 이용하여 산화막을 성장시키기 때문에 표면 처리 시간이 상당히 오래 걸리는 문제점이 발생된다.However, in the conventional N-type epitaxial wafer surface treatment method, since the oxide film is grown by wet cleaning, the surface treatment time takes a long time.

또한, 습식 세정 공정 후에도 에피택셜 웨이퍼의 표면에 완전히 건조되지 않아 에피택셜 웨이퍼의 산화막 내 수분을 완전히 제거하기 위해 추가적으로 건조 공정을 실시하였다.In addition, even after the wet cleaning process, the surface of the epitaxial wafer was not completely dried, and further drying was performed to completely remove moisture in the oxide film of the epitaxial wafer.

이로 인해 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리 공정 단계가 더욱 늘어나 공정 수율 및 비용 증가의 문제점이 발생된다.This further increases the surface treatment process step of the epitaxial wafer, resulting in increased process yield and cost.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리 시간을 줄이기 위한 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an epitaxial wafer surface treatment method for reducing the surface treatment time of the epitaxial wafer.

또한, 본 발명은 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리 공정 단계를 간소화시키기 위한 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method for treating an epitaxial wafer surface for simplifying the surface treatment process step of the epitaxial wafer.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법은 에피택셜 웨이퍼를 마련하는 단계와, 오존을 발생시키는 단계와, 상기 오존을 분사하여 에피택셜 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성시키는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the epitaxial wafer surface treatment method of the present invention comprises the steps of preparing an epitaxial wafer, generating ozone, and spraying the ozone to form an oxide film on the surface of the epitaxial wafer Steps.

상기 오존은 무성방전법 또는 전해법에 의해 형성될 수 있다.The ozone may be formed by a silent discharge method or an electrolytic method.

상기 오존의 농도는 20g/L 이상일 수 있다.The concentration of ozone may be 20 g / L or more.

상기 산화막은 15Å 내지 25Å 의 두께로 형성될 수 있다.The oxide film may be formed to a thickness of 15 kPa to 25 kPa.

상기 오존은 진공 분위기에서 에피택셜 웨이퍼의 표면에 분사될 수 있다.The ozone may be injected onto the surface of the epitaxial wafer in a vacuum atmosphere.

상기 산화막은 다수의 에피택셜 웨이퍼에 동시에 형성될 수 있다.The oxide film may be simultaneously formed on a plurality of epitaxial wafers.

본 발명은 오존을 사용하여 에피택셜 표면에 산화막을 증착시킴으로써, 균일하고 안정된 두께의 산화막을 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of obtaining an oxide film having a uniform and stable thickness by depositing an oxide film on the epitaxial surface using ozone.

또한, 본 발명은 오존을 사용하여 에피택셜 표면에 산화막을 형성함으로써, 성장 속도를 단축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the growth rate by forming an oxide film on the epitaxial surface using ozone.

또한, 본 발명은 오존을 사용하여 에피택셜 표면에 산화막을 형성함으로써, 별도의 건조 공정을 제거하여 전체 공정 단계를 단축시킬 수 있다.In addition, in the present invention, by forming an oxide film on the epitaxial surface using ozone, it is possible to shorten the entire process step by removing the separate drying process.

또한, 본 발명은 에피택셜 표면에 안정된 산화막을 형성함으로써, 비저항 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the specific resistance measurement reliability by forming a stable oxide film on the epitaxial surface.

도 1은 본 발명에 따른 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법을 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리장치를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 증착 시간 및 증착 두께를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 결합 밀도를 종래와 비교한 수치도.
도 5는 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 면적비를 종래와 비교한 그래프.1 is a block diagram showing a surface treatment method of an epitaxial wafer according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a surface treatment apparatus of an epitaxial wafer according to the present invention.
Figure 3 is a graph showing the deposition time and deposition thickness of the oxide film by ozone in accordance with the present invention.
Figure 4 is a numerical value comparing the bonding density of the oxide film by ozone according to the present invention.
5 is a graph comparing the area ratio of the oxide film by ozone according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 증착 시간 및 증착 두께를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 결합 밀도를 종래와 비교한 수치도이고, 도 5는 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막의 면적비를 종래와 비교한 그래프이다.1 is a block diagram showing a surface treatment method of an epitaxial wafer according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a surface treatment apparatus of an epitaxial wafer according to the present invention, Figure 3 is an oxide film by ozone according to the present invention Figure 4 is a graph showing the deposition time and the deposition thickness of, Figure 4 is a numerical diagram comparing the bonding density of the oxide film by ozone according to the present invention, Figure 5 is the area ratio of the oxide film by ozone according to the present invention and It is a graph comparing.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법은 에피택셜 웨이퍼를 마련하는 단계(S100)와, 상기 에피택셜 웨이퍼를 챔버 내로 인입하는 단계(S200)와, 오존을 발생시키는 단계(S300)와, 상기 오존을 분사하여 에피택셜 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성시키는 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the method for treating a surface of an epitaxial wafer according to the present invention may include preparing an epitaxial wafer (S100), introducing the epitaxial wafer into a chamber (S200), and generating ozone. (S300) and the step of spraying the ozone to form an oxide film on the surface of the epitaxial wafer (S400).

전저리를 마친 n-Type의 에피택셜 웨이퍼는 Hg-CV에 의해 비저항이 측정될 수 있도록 그 표면에 산화막이 형성된다. 이를 위해 먼저, 산화막이 형성되지 않은 다수의 에피택셜 웨이퍼가 마련될 수 있다.(S100)In the n-type epitaxial wafer that has been pretreated, an oxide film is formed on the surface thereof so that the resistivity can be measured by Hg-CV. To this end, first, a plurality of epitaxial wafers without an oxide film may be provided (S100).

상기와 같이 다수의 에피택셜 웨이퍼가 마련되면, 에피택셜 웨이퍼를 표면 처리장치 내로 인입하는 단계(S200)를 수행한다.If a plurality of epitaxial wafers are provided as described above, the step (S200) of introducing the epitaxial wafer into the surface treatment apparatus is performed.

도 2에 도시된 바와 같이, 표면 처리장치는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 일측에 구비된 오존 발생기(Ozone Generator, 300)가 구비될 수 있다.As shown in FIG. 2, the surface treatment apparatus may include a chamber 100 and an ozone generator 300 provided at one side of the chamber 100.

챔버(100)는 내부에 일정 공간이 마련된 원통 또는 다각 형상의 박스 형상으로 형성될 수 있다. 챔버(100)의 일측에는 챔버(100) 내를 진공 분위기로 유지하도록 별도의 압력 발생 장치(미도시)가 구비될 수 있다.The chamber 100 may be formed in a cylindrical or polygonal box shape having a predetermined space therein. One side of the chamber 100 may be provided with a separate pressure generating device (not shown) to maintain the inside of the chamber 100 in a vacuum atmosphere.

챔버(100)의 상부에는 오존 분사구(200)가 형성될 수 있다. An ozone injection hole 200 may be formed at an upper portion of the chamber 100.

오존 분사구(200)는 일정 직경을 가지도록 형성될 수 있으며, PFA 재질의 튜브가 사용될 수 있다.The ozone injection hole 200 may be formed to have a predetermined diameter, and a tube made of PFA may be used.

오존 분사구(200)는 1개의 구멍으로 형성될 수 있으며, 산화막을 균일하게 형성하기 위해 여러 방향으로 공급 가능하도록 다수개가 형성될 수 있다.The ozone injection hole 200 may be formed as one hole, and a plurality of ozone injection holes 200 may be formed to be supplied in various directions to uniformly form the oxide film.

오존 분사구(200)에는 오존 발생기(300)가 연결될 수 있다. 오존 발생기(300)는 오존을 발생시키는 장치로서, 챔버(100)의 외부에서 오존을 발생시켜 오존 분사구(200)를 통해 오존을 챔버(100) 내로 분사할 수 있다.An ozone generator 300 may be connected to the ozone injection hole 200. The ozone generator 300 is a device for generating ozone. The ozone generator 300 may generate ozone from the outside of the chamber 100 to inject ozone into the chamber 100 through the ozone injection hole 200.

상기에서는 오존 발생기(300)를 챔버(100)의 외부에 배치하였으나, 이에 한정되지 않고, 챔버(100)의 내측에 구비될 수도 있다.In the above, the ozone generator 300 is disposed outside the chamber 100, but is not limited thereto, and may be provided inside the chamber 100.

또한, 오존 분사구(200)가 다수개인 경우 그에 대응되는 개수로 오존 발생기(300)를 구비할 수 있으며, 이로 인해 오존을 안정적으로 챔버(100) 내로 공급할 수 있다.In addition, when there are a plurality of ozone injection holes 200, the number corresponding to the ozone generator 300 may be provided, thereby stably supplying ozone into the chamber 100.

챔버(100) 내에는 다수의 에피택셜 웨이퍼(W)가 구비될 수 있으며, 다수의 에피택셜 웨이퍼(W)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 물론, 하나의 에피택셜 웨이퍼(W)가 구비될 수도 있다.A plurality of epitaxial wafers W may be provided in the chamber 100, and the plurality of epitaxial wafers W may be disposed to face each other. Of course, one epitaxial wafer W may be provided.

이를 위해 도시되지는 않았으나, 챔버(100) 내에는 에피택셜 웨이퍼(W)를 지지하도록 웨이퍼 지지부(미도시)가 더 구비될 수 있다.Although not shown for this purpose, a wafer support (not shown) may be further provided in the chamber 100 to support the epitaxial wafer (W).

상기와 같이, 다수의 에피택셜 웨이퍼(W)가 챔버(100) 내에 구비되면 오존 발생기(300)에 의해 오존을 발생시키는 단계(S300)를 수행할 수 있다.As described above, when a plurality of epitaxial wafers W are provided in the chamber 100, an operation of generating ozone by the ozone generator 300 may be performed (S300).

오존은 무성 방전법 또는 전해법에 의해 발생시킬 수 있다.Ozone can be generated by the silent discharge method or the electrolytic method.

예컨대, 무성 방전법은 전극 사이에 유리나 세라믹 같은 유전체를 끼우고, 그 사이에 공기나 산소를 불어 넣으면서 전극에 고압을 가하는 방법이다. 여기서, 전극 사이는 1 내지 3mm의 간격을 유지시킬 수 있으며, 약 6kv 내지 15kv의 고압을 가하여 오존을 발생시킬 수 있다.For example, the silent discharge method is a method of applying a high pressure to an electrode while sandwiching a dielectric such as glass or ceramic between the electrodes and blowing air or oxygen therebetween. Here, the interval between the electrodes can be maintained 1 to 3mm, it is possible to generate ozone by applying a high pressure of about 6kv to 15kv.

또한, 전해법은 물을 전기분해하여 오존을 형성시키는 방법으로서 전해액으로 황산 또는 염산 수용액을 사용할 수 있으며, 그 외 불화붕소산을 전해액으로 사용하여 오존을 발생시킬 수 있다.In addition, in the electrolytic method, sulfuric acid or an aqueous hydrochloric acid solution may be used as an electrolyte as a method of forming ozone by electrolysis of water, and ozone may be generated using other hydrofluoric acid as an electrolyte.

상기에서는 오존을 무상 방전법, 전해법 이외에 자외선(UV)를 이용한 오존 발생장치를 사용할 수도 있다. In the above, ozone generator using ultraviolet (UV) can be used in addition to the free discharge method and the electrolysis method.

하지만, 자외선을 이용하여 오존을 발생시킬 경우, 오존 가스의 발생 농도가 상당히 떨어지기 때문에 산화막 증착의 성능이 떨어지게 된다. 이를 극복하기 위해 UV 발생기와 에피택셜 웨이퍼 사이의 거리를 가깝게 할 수 있으나, 이는 에피택셜 웨이퍼의 표면에 형성되는 산화막의 균일성을 떨어뜨리는 문제점이 발생될 수 있다.However, when ozone is generated using ultraviolet rays, since the generated concentration of ozone gas is considerably lowered, the performance of oxide film deposition is lowered. In order to overcome this problem, the distance between the UV generator and the epitaxial wafer may be made close, but this may cause a problem of reducing the uniformity of the oxide film formed on the surface of the epitaxial wafer.

이에, 오존 발생기(300)는 무성 방전법 또는 전해법에 의해 오존을 발생시키는 것이 효과적이다.Thus, the ozone generator 300 is effective to generate ozone by the silent discharge method or the electrolytic method.

상기와 같이 오존이 발생되면, 오존을 챔버 내로 분사시켜 에피택셜 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성시키는 단계(S400)를 수행한다.When ozone is generated as described above, an ozone is injected into the chamber to form an oxide film on the surface of the epitaxial wafer (S400).

오존 발생기(300)로부터 발생된 오존의 농도는 20g/L 이상으로 형성될 수 있으며, 오존을 일정 시간 예컨대, 1초 내지 5초 동안 분사시켜 15Å 내지 25Å 의 두께를 가지도록 산화막을 형성시킬 수 있다.The concentration of ozone generated from the ozone generator 300 may be formed to be 20 g / L or more, and the oxide film may be formed to have a thickness of 15 μs to 25 μs by spraying ozone for a predetermined time, for example, 1 second to 5 seconds. .

오존 발생기(300)로부터 발생되는 오존의 농도는 충분히 크기 때문에 다수개의 에피택셜 웨이퍼(W)를 동시에 처리하더라도 균일한 산화막을 얻을 수 있다.Since the concentration of ozone generated from the ozone generator 300 is sufficiently large, even if a plurality of epitaxial wafers W are processed at the same time, a uniform oxide film can be obtained.

도 3에 도시된 바와 같이, 오존을 사용하게 되면 에피택셜 웨이퍼에 성장되는 산화막은 약 1분 이후에 안정(Saturation)된 상태를 얻을 수 있는 반면, 종래 SC1을 사용하여 에피택셜 웨이퍼에 산화막을 성장시키면 약 2분 이후에 안정 상태가 되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, when the ozone is used, the oxide film grown on the epitaxial wafer can be stabilized after about 1 minute, while the oxide film is grown on the epitaxial wafer using the conventional SC1. If it is, you can see that it is stable after about 2 minutes.

따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하면 오존에 의한 산화막 증착 속도는 종래 SC1을 사용했을 때 보다 상당히 빨라 산화막의 증착에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the method according to the present invention, the deposition rate of the oxide film by ozone is considerably faster than when using the conventional SC1, thereby reducing the time required for deposition of the oxide film.

또한, 오존을 사용하게 되면 에피택셜 웨이퍼에 성장되는 산화막은 15Å 내지 25Å, 구체적으로는 20Å의 두께를 얻을 수 있으며, 종래 SC1을 사용했을 경우의 최대값인 18Å 보다 안정된 산화막이 형성될 수 있는 효과가 있다.In addition, when ozone is used, an oxide film grown on an epitaxial wafer can have a thickness of 15 kPa to 25 kPa, specifically 20 kPa, and an oxide film more stable than 18 kPa, which is the maximum value of the conventional SC1, can be formed. There is.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오존에 의한 산화막(SiO2)은 종래 SC1에 의해 형성된 산화막(SiO2) 보다 결합 밀도가 상당히 높음을 알 수 있다.As shown in Figure 4, it can be seen that the oxide film (SiO 2 ) by ozone according to the present invention is significantly higher than the oxide film (SiO 2 ) formed by the conventional SC1.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오존에 의해 형성된 산화막의 면적이 종래 SC1에 의해 형성된 산화막의 면적보다 큰 것을 알 수 있다.As shown in Figure 5, it can be seen that the area of the oxide film formed by ozone according to the present invention is larger than the area of the oxide film formed by conventional SC1.

따라서, 본원 발명의 오존에 의한 표면처리 방법은 에피택셜 웨이퍼의 표면에 안정된 두께를 가지는 균일한 산화막을 성장시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, the ozone surface treatment method of the present invention has the effect of growing a uniform oxide film having a stable thickness on the surface of the epitaxial wafer.

상기와 같이, 에피택셜 웨이퍼의 표면에 안정된 산화막이 형성되면, Hg-CV를 사용하여 비저항을 측정 시 측정 오차를 줄여 측정 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, when a stable oxide film is formed on the surface of the epitaxial wafer, there is an effect of improving the measurement efficiency by reducing the measurement error when measuring the specific resistance using Hg-CV.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art that the present invention can be variously modified and changed within the scope without departing from the spirit of the invention described in the claims below I can understand.

100: 챔버 200: 오존 분사구
300: 오존 발생기 W: 웨이퍼100: chamber 200: ozone jet
300: ozone generator W: wafer

Claims (6)

에피택셜 웨이퍼를 마련하는 단계;
무성방전법 또는 전해법에 의해 오존을 발생시키는 단계; 및
상기 오존을 분사하여 에피택셜 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성시키는 단계;
를 포함하는 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법.Preparing an epitaxial wafer;
Generating ozone by an silent discharge method or an electrolysis method; And
Spraying the ozone to form an oxide film on the surface of the epitaxial wafer;
Surface treatment method of the epitaxial wafer comprising a. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 오존의 농도는 20g/L 이상인 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법.The method according to claim 1,
The concentration of the ozone surface treatment method of an epitaxial wafer is 20g / L or more. 청구항 1에 있어서,
상기 산화막은 15Å 내지 25Å 의 두께로 형성되는 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법.The method according to claim 1,
The oxide film is a surface treatment method of an epitaxial wafer is formed to a thickness of 15 ~ 25Å. 청구항 1에 있어서,
상기 오존은 진공 분위기에서 에피택셜 웨이퍼의 표면에 분사되는 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법.The method according to claim 1,
And ozone is sprayed onto the surface of the epitaxial wafer in a vacuum atmosphere. 청구항 1에 있어서,
상기 산화막은 다수의 에피택셜 웨이퍼에 동시에 형성되는 에피택셜 웨이퍼의 표면 처리방법.The method according to claim 1,
And the oxide film is formed on a plurality of epitaxial wafers at the same time.
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