KR101276317B1 - Method of controlling wafer warpage by SiGe layer deposition and Wafer manufactured thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Si1 - xGex층의 증착에 의해 웨이퍼의 휨을 조절하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 웨이퍼를 개시한다. 본 발명에 따른 Si1 - xGex층의 증착에 의한 웨이퍼의 휨 조절 방법은, (a) 반복적인 실험을 통해 웨이퍼 휨 정도에 따라 휨을 상쇄하기 위해 필요한 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 형성 두께를 정량화하는 단계; (b) 휨 조절이 필요한 웨이퍼를 Si1-xGex층의 증착 챔버에 로딩하는 단계; 및 (b) 가공면이 아닌 웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착하는 단계를 포함하고, 상기 Si1-xGex층의 증착 시 상쇄해야 하는 웨이퍼의 휨 정도에 따라 상기 (a) 단계에서 정량화된 Ge 몰 함량 %와 두께로 Si1-xGex층을 증착하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a method of controlling warpage of a wafer by deposition of a Si 1 - x Ge x layer and a wafer made by the method. The warpage control method of the wafer by the deposition of the Si 1 - x Ge x layer according to the present invention, (a) Ge mol of the Si 1-x Ge x layer required to cancel the warpage according to the degree of warpage of the wafer through repeated experiments. Quantifying the content% and the formation thickness of the Si 1-x Ge x layer; (b) loading the wafer in need of warpage control into a deposition chamber of a Si 1-x Ge x layer; And (b) depositing a Si 1-x Ge x layer on the back surface of the wafer, not the process surface, and according to the degree of warpage of the wafer to be offset when the Si 1-x Ge x layer is deposited. The Si 1-x Ge x layer is deposited by the Ge molar content% and thickness quantified in the step).

본 발명에 따르면, Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께를 조절하여 Si1-xGex층에 의해 유발되는 휨의 정도를 정량적으로 제어할 수 있으므로 종래에 비해 비교적 간단하게 웨이퍼의 휨을 제거할 수 있고, 금속 실리사이드층을 형성하여 웨이퍼의 휨을 상쇄하던 종래기술에 비해 오염 물질이 야기되지 않는다는 장점이 있다.In accordance with the present invention, controlling the molar content% and the Si 1-x Ge x layer thickness of the Ge and it is possible to quantitatively control the amount of deflection caused by the Si 1-x Ge x layer relatively simply compared to conventional There is an advantage that the warpage of the wafer can be eliminated, and contaminants are not caused as compared with the prior art, which forms a metal silicide layer to offset the warpage of the wafer.

웨이퍼, warpage, 휨 상쇄 Wafer, warpage, warpage offset

Description

SiGe층의 증착에 의해 웨이퍼의 휨을 조절하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 웨이퍼{Method of controlling wafer warpage by SiGe layer deposition and Wafer manufactured thereof}Method of controlling the warpage of a wafer by deposition of a silicon layer and a wafer manufactured by the method {Method of controlling wafer warpage by SiGe layer deposition and Wafer manufactured Technical}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.

도 1은 보우 값이 (-)인 휨이 발생된 실리콘 웨이퍼의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a silicon wafer in which warpage with a bow value of (−) occurs.

도 2는 보우 값이 (+)인 휨이 발생된 실리콘 웨이퍼의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a silicon wafer in which warping with a positive bow value occurs.

도 3은 실리콘 웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착할 때 Ge의 몰 함량 %에 따른 보우 값의 변화 양상을 보인 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing changes in bow values according to the molar content of Ge when the Si 1-x Ge x layer is deposited on the back surface of the silicon wafer.

도 4는 실리콘 웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착할 때 Si1-xGex층의 두께에 따른 보우 값의 변화 양상을 보인 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the change of bow values of the Si 1-x Ge x layer thickness at the time of depositing the Si 1-x Ge x layer on the back surface of the silicon wafer.

도 5는 Ge의 몰 함량 %에 따른 Si1 - xGex층의 열팽창 계수를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the thermal expansion coefficient of the Si 1 - x Ge x layer according to the molar content of Ge.

도 6은 Si1-xGex층의 형성 온도에 따른 Si1-xGex층의 열팽창 계수를 도시한 그 래프이다. 6 is a graph showing the thermal expansion coefficient of the Si 1-x Ge x layer with the formation temperature of the Si 1-x Ge x layer.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼의 휨 조절 방법을 도시한 공정 단면도들이다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating a method of controlling warpage of a wafer according to a first embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼의 휨 조절 방법을 도시한 공정 단면도들이다.9 and 10 are cross-sectional views illustrating a method of controlling warpage of a wafer according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조번호><Main reference number in drawing>

W: 웨이퍼 G: Si1-xGexW: Wafer G: Si 1-x Ge x Layer

A: 웨이퍼 가공면A: wafer processing surface

본 발명은 웨이퍼의 휨(warpage) 정도를 조절하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 일면에 Si1-xGex층을 증착하여 Si1-xGex층 내의 Ge 함유량이나 Si1 - xGex층의 두께 조정에 의해 웨이퍼의 휨 정도를 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the degree of bending (warpage) of the wafer, and more particularly, the Ge content in the Si 1-x Ge x layer by depositing a Si 1-x Ge x layer on a surface of a wafer or a Si 1 - It relates to a method that can adjust the degree of warpage of the wafer by adjusting the thickness of the x Ge x layer.

반도체 제조 공정에서 웨이퍼의 휨 정도는 웨이퍼의 척킹(Chucking)과 핸들링 과정에서 여러 가지 문제의 원인이 되므로, 제어하지 않으면 안 되는 웨이퍼의 품질 중 하나이다. 특히, 반도체 제조 과정에서 Si 웨이퍼 위에 Si 이외의 물질이 에피택셜하게 성장될 경우, 웨이퍼 상에 성장된 물질층과 Si과의 결정격자 상수 차 이와 열팽창 계수의 차이로 인해 응력이 발생한다. 웨이퍼의 휨은 바로 이러한 응력을 완화(release)하기 위해 발생하는 현상이다. 또한 저저항의 Si 웨이퍼 위에 고저항의 Si 에피택셜층(epitaxial layer)을 형성한 에피택셜 웨이퍼의 경우도 웨이퍼와 에피택셜층에 주입되는 도판트(dopant) 농도에 따라 저저항 웨이퍼와 에피택셜층간의 결정격자 부정합과 열팽창 계수의 차이가 발생하게 되며, 이러한 경우에도 응력이 유발되어 웨이퍼의 휨 현상이 발생한다.In the semiconductor manufacturing process, the degree of warpage of the wafer is one of the quality of the wafer that must be controlled because it causes various problems in the chucking and handling of the wafer. In particular, when a material other than Si is epitaxially grown on a Si wafer during semiconductor manufacturing, stress is generated due to a difference in crystal lattice constant between the material layer and Si grown on the wafer and a difference in thermal expansion coefficient. Warping of the wafer is a phenomenon that occurs to release this stress. In the case of an epitaxial wafer in which a high-resistance Si epitaxial layer is formed on a low-resistance Si wafer, the low-resistance wafer and the epitaxial layer are formed depending on the dopant concentration injected into the wafer and the epitaxial layer. The difference between the crystal lattice mismatch and the coefficient of thermal expansion occurs, and in this case, the stress is induced and the warpage of the wafer occurs.

종래에는 웨이퍼의 휨 현상을 방지하기 위해 웨이퍼의 배면에서 웨이퍼가 휘는 방향의 역방향으로 응력을 가하여 웨이퍼의 휨을 서로 상쇄하는 방법이 주로 사용되었다. 이러한 방법의 일예로서 미국특허 제4,631,804호는 Si 웨이퍼의 전면에 폴리 실리콘을 형성하여 웨이퍼의 휨 정도를 최소화시키는 방법을 개시하고 있다. 하지만 804 특허에 의한 방법은 폴리 실리콘의 그라인딩 단계 등이 수반되어야 하므로 웨이퍼의 휨 정도를 조절하기 위한 공정이 복잡하다는 단점이 있다. 다른 종래 기술로서 미국특허 제4,830,984호는 웨이퍼 전면에 형성된 물질에 의해 야기된 웨이퍼의 휨을 웨이퍼의 배면에 금속 실리사이드(silicide) 물질을 증착하여 상쇄하는 방법을 개시하고 있다. 하지만 984 특허에서와 같이 웨이퍼의 휨 정도를 상쇄하기 위해 금속 실리사이드를 이용하면 금속 실리사이드를 증착하는 과정에서 금속 오염이 발생될 가능성이 있으므로 오염 레벨을 철저히 관리해야 하는 반도체 소자 제조 공정에 적용하기에는 한계가 있다.Conventionally, in order to prevent the warpage of the wafer, a method of canceling the warpage of the wafers by applying a stress in the reverse direction of the wafer bending direction on the back surface of the wafer has been mainly used. As an example of this method, US Patent No. 4,631,804 discloses a method of forming polysilicon on the entire surface of a Si wafer to minimize the degree of warpage of the wafer. However, the method according to the 804 patent has a disadvantage in that the process for adjusting the warping degree of the wafer is complicated because the grinding step of polysilicon should be accompanied. As another prior art, US Pat. No. 4,830,984 discloses a method of offsetting the warpage of a wafer caused by a material formed on the front surface of a wafer by depositing a metal silicide material on the back side of the wafer. However, as described in the 984 patent, the use of metal silicides to offset the warpage of wafers may cause metal contamination during the deposition of metal silicides, which is not suitable for the semiconductor device manufacturing process that requires thorough control of contamination levels. have.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 웨 이퍼의 휨을 상쇄할 수 있는 물질막을 웨이퍼에 증착하여 웨이퍼의 휨을 조절하되 웨이퍼의 휨을 조절하는 메카니즘이 복잡하지 않으면서도 물질막 증착 과정에서 오염원을 야기하지 않는 웨이퍼 휨 조절 방법과 이 방법에 의해 제조된 웨이퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and deposits a material film that can offset the warpage of the wafer onto the wafer to control the warpage of the wafer, but does not require a complicated mechanism for controlling the warpage of the wafer. It is an object of the present invention to provide a wafer warpage control method which does not cause contamination in the process and a wafer manufactured by the method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 따른 Si1-xGex층의 증착에 의한 웨이퍼의 휨 조절 방법은 (a) 반복적인 실험을 통해 웨이퍼 휨 정도에 따라 휨을 상쇄하기 위해 필요한 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 형성 두께를 정량화하는 단계; (b) 휨 조절이 필요한 웨이퍼를 Si1-xGex층의 증착 챔버에 로딩하는 단계; 및 (b) 가공면이 아닌 웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착하는 단계를 포함하고, 상기 Si1-xGex층의 증착 시 상쇄해야 하는 웨이퍼의 휨 정도에 따라 상기 (a) 단계에서 정량화된 Ge 몰 함량 %와 두께로 Si1-xGex층을 증착하는 것을 특징으로 한다.The warpage control method of the wafer by the deposition of the Si 1-x Ge x layer according to the present invention for achieving the above technical problem is (a) Si 1-x necessary to offset the warpage according to the degree of warpage of the wafer through repeated experiments the step of quantifying the Ge mole% and the content of 1-x Ge x layer is formed Si thickness of the Ge x layer; (b) loading the wafer in need of warpage control into a deposition chamber of a Si 1-x Ge x layer; And (b) depositing a Si 1-x Ge x layer on the back surface of the wafer, not the process surface, and according to the degree of warpage of the wafer to be offset when the Si 1-x Ge x layer is deposited. The Si 1-x Ge x layer is deposited by the Ge molar content% and thickness quantified in the step).

본 발명에 있어서, 상기 Si1-xGex층의 증착시 증착 온도를 추가적으로 제어하여 웨이퍼의 휨 정도를 상쇄시킬 수 있다.In the present invention, the deposition temperature of the Si 1-x Ge x layer may be further controlled to offset the degree of warpage of the wafer.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 가공면이 위로 향하였을 때 웨이퍼의 중앙이 위로 볼록하게 휨이 발생된 웨이퍼이고, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께를 소정의 임계값 미만으로 조절한다. 예컨대, 상 기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 대한 임계값은 각각 30% 및 1um일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the wafer is a wafer in which the center of the wafer is warped convexly when the processing surface of the wafer is facing upward, the Si mole content% of the Si 1-x Ge x layer and Si 1 It regulates the -x Ge x layer thickness to less than the predetermined threshold value. For example, the threshold for the group 1-x Ge x layer Ge Si mol% and the content of 1-x Ge x layer thickness of Si in a may be respectively 30% and 1um.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 가공면이 위로 향하였을 때 웨이퍼의 중앙이 아래로 볼록하게 휨이 발생된 웨이퍼이고, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께가 소정의 임계값을 초과하도록 조절한다. 예컨대, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 대한 임계값은 각각 30% 및 1um일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the wafer is a wafer in which the center of the wafer is warped downward when the processing surface of the wafer is turned upward, and the% Ge mole content of the Si 1-x Ge x layer and Si Adjust the thickness of the 1-x Ge x layer to exceed a predetermined threshold. For example, the threshold for the 1-x Ge x layer Ge Si mol% and the content of 1-x Ge x layer thickness of Si in a may be respectively 30% and 1um.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 Si1-xGex층에 의해 휨이 상쇄된 웨이퍼는, 제1방향으로 제1크기의 응력이 유발된 반도체 웨이퍼; 및 상기 웨이퍼 가공면의 배면에 증착된 Si1-xGex층을 포함하고, 상기 Si1-xGex층은 상기 제1방향과 반대 방향이고 상기 제1크기와 동일한 크기의 응력을 반도체 웨이퍼의 배면에 인가하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a wafer whose warpage is canceled by a Si 1-x Ge x layer includes: a semiconductor wafer in which a first magnitude of stress is induced in a first direction; And a Si 1-x Ge x layer deposited on the back side of the wafer processing surface, wherein the Si 1-x Ge x layer is in a direction opposite to the first direction and exerts a stress of the same magnitude as the first size. It is characterized in that applied to the back.

바람직하게, 상기 Si1-xGex층에 의해 유발되는 응력의 크기는 Ge의 몰 함량 %와 Si1 - xGex층의 두께에 의해 조절된다.Preferably, the magnitude of the stress caused by the Si 1-x Ge x layer is controlled by the molar content of Ge and the thickness of the Si 1 - x Ge x layer.

바람직하게, 상기 Si1-xGex층에 의해 유발되는 응력의 방향은 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 의해 조절된다.Preferably, the direction of stress caused by the Si 1-x Ge x layer is controlled by the molar content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer.

본 발명에 있어서, 상기 웨이퍼는 가공면에 반도체 소자가 집적된 Si 웨이 퍼, 가공면에 에피택셜층이 성장된 Si 에피택셜 웨이퍼 또는 가공면에 스트레인드 실리콘 막이 증착된 완화 SiGe 웨이퍼일 수 있다.In the present invention, the wafer may be a Si wafer in which a semiconductor device is integrated on a processing surface, a Si epitaxial wafer on which an epitaxial layer is grown on a processing surface, or a relaxed SiGe wafer on which a strained silicon film is deposited on the processing surface.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

본 발명자는 Si 웨이퍼의 휨을 상쇄시키기 위한 물질의 종류로서 Si1-xGex를 선택하였다. 그런 다음 Si 웨이퍼 위에 Si1-xGex층을 형성할 때 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 형성 두께를 조절하면서 Si 웨이퍼의 휨 정도를 보우 값에 의해 정량적으로 평가하였다. 그 결과 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께 조절을 통해 Si 웨이퍼의 휨 정도의 크기가 변화할 뿐만 아니라 Si 웨이퍼의 중심부가 볼록해지는 방향이 변화되는 것을 발견하였다. 참고로, 보우 값은 한국 기술 표준원 고시 제02-386호 "Si 웨이퍼의 두께, 두께 변화 및 보우의 측정 방법(2002. 5. 29.)"에 기재된 방법에 의해 측정하였다.The present inventors selected Si 1-x Ge x as a kind of material for canceling the warpage of the Si wafer. And then adjusting the Ge mole Amount% and Si forming the thickness of the 1-x Ge x layer in forming the Si 1-x Ge x layer on the Si wafer was evaluated in the bending amount of Si wafer quantitatively by the bow value. As a result, it was found that not only the amount of warpage of the Si wafer was changed but also the direction in which the center of the Si wafer was convex was changed by controlling the molar content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer. For reference, the bow value was measured by the method described in Korean Patent Standard Publication No. 02-386, "Measurement of Thickness, Thickness Change, and Bow of Si Wafer (May 29, 2002)".

다음 표 1은 Ge의 몰 함량 %와 Si1 - xGex층의 형성 두께에 따른 Si 웨이퍼의 보우 값 변화 추이를 나타낸다. Si1 - xGex층은 화학기상증착법을 이용하여 형성하였으며, 반응 소스가스로는 SiCl2H2 가스와 GeH4 가스가 사용되었다. 하지만 본 발명은 Si1-xGex층을 형성하는 방법에 의해 한정되지 않는다. 따라서 Si1 - xGex층은 에피택셜 성장법, 금속유기화학증착법 등의 방법으로 증착할 수 있다. Si1 - xGex층을 형성한 Si 웨이퍼의 직경은 200mm이고 두께는 725um이었다. 표의 칼럼 중 DCS 칼럼은 Ge의 몰 함량 %를 제어하기 위해 공급한 Ge 소스가스의 공급 유량(단위: sccm)을 나타낸다.Table 1 below shows the change in the bow value of the Si wafer according to the% mole content of Ge and the formation thickness of the Si 1 - x Ge x layer. The Si 1 - x Ge x layer was formed using chemical vapor deposition, and SiCl 2 H 2 gas and GeH 4 gas were used as the reaction source gas. However, the present invention is not limited by the method of forming the Si 1-x Ge x layer. Therefore, the Si 1 - x Ge x layer may be deposited by epitaxial growth, metal organic chemical vapor deposition, or the like. The Si wafer on which the Si 1 - x Ge x layer was formed was 200 mm in diameter and 725 um in thickness. In the column of the table, the DCS column represents the supply flow rate (unit: sccm) of the Ge source gas supplied to control the mole content% of Ge.

Sample #Sample # DCSDCS Ge%Ge% Thickness
(㎛)
Thickness
(Μm)
Bow
(㎛)
Bow
(Μm)
#1#One 3030 14.4814.48 0.64 0.64 22.9422.94 #2#2 3030 25.7525.75 0.73 0.73 8.1168.116 #3# 3 3030 42.5242.52 0.93 0.93 -4.424-4.424 #4#4 6060 8.628.62 1.18 1.18 18.85718.857 #5# 5 6060 16.1616.16 1.23 1.23 19.12919.129 #6# 6 6060 26.6326.63 1.39 1.39 3.3583.358 #7# 7 6060 43.7143.71 1.72 1.72 -29.018-29.018

상기 표 1에서 보우 값은 (+) 또는 (-) 값을 가지는데, 보우 값의 부호가 어떻게 되느냐에 따라 Si 웨이퍼 중앙의 볼록한 방향이 바뀐다.In Table 1, the bow value has a (+) or (−) value, and the convex direction of the center of the Si wafer is changed depending on what the sign of the bow value is.

구체적으로, 도 1은 보우 값이 (-)일 때의 웨이퍼 단면도이고 도 2는 보우 값이 (+)일 때의 웨이퍼 단면도이다. 보우 값이 (-)이면 Si1-xGex층(G)이 증착된 웨이퍼(W)의 면을 위로 향한 상태에서 웨이퍼(W)의 단면을 보았을 때 웨이퍼(W)는 아래로 볼록한 모양을 가진다. 그리고 보우 값이 (+)이면 Si1-xGex층(G)이 증착된 웨이퍼(W)의 면을 위로 향한 상태에서 웨이퍼(W)의 단면을 보았을 때 웨이퍼(W)는 위로 볼록한 모양을 가진다. 아울러 보우 값의 절대 값이 크면 클수록 웨이퍼(W)의 변형 정도는 더 커진다.Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view of the wafer when the bow value is (-) and FIG. 2 is a cross-sectional view of the wafer when the bow value is (+). If the bow value is (-), the wafer W is convex downward when the cross section of the wafer W is viewed with the Si 1-x Ge x layer G faced up on the deposited wafer W. Have If the bow value is (+), the wafer W has a convex shape when the cross-section of the wafer W is viewed with the Si 1-x Ge x layer G facing the surface of the wafer W deposited thereon. Have In addition, the larger the absolute value of the bow value, the greater the degree of deformation of the wafer W.

도 3은 상기 표 1에 나타난 Si 웨이퍼의 보우 값 측정 결과에서 Si1 - xGex층의 Ge 몰 함량 %를 기준으로 Si 웨이퍼의 보우 값 변화 양상을 도시한 그래프이고, 도 4는 상기 표 1에 나타난 Si 웨이퍼의 보우 값 측정 결과에서 Si1 - xGex층의 두께를 기준으로 Si 웨이퍼의 보우 값 변화 양상을 도시한 그래프이다.FIG. 3 is a graph illustrating a change in bow value of Si wafers based on the% Ge mole content of the Si 1 - x Ge x layer in the bow value measurement results of the Si wafers shown in Table 1 above, and FIG. It is a graph showing the change of the bow value of the Si wafer on the basis of the thickness of the Si 1 - x Ge x layer in the measurement result of the bow value of the Si wafer.

도 3 및 도 4에서, ◆는 Si1-xGex층의 증착 시 사용한 SiCl2H2 가스의 유량을 30sccm로 설정한 경우이고, ■는 Si1-xGex층의 증착 시 사용한 SiCl2H2 가스의 유량을 60sccm으로 설정한 경우이다.In Figures 3 and 4, ◆ is the case where the flow rate of SiCl 2 H 2 gas used for the deposition of the Si 1-x Ge x layer is set to 30sccm, ■ is SiCl 2 used for the deposition of the Si 1-x Ge x layer This is the case when the flow rate of the H 2 gas is set to 60 sccm.

도 3 및 도 4를 참조하면, Si 웨이퍼 상에 Si1-xGex층이 증착될 경우 Si1-xGex층 내에 포함된 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 따라서 웨이퍼의 휨 정도가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 즉 Ge의 몰 함량 %가 증가할수록 또는 Si1-xGex층의 두께가 증가할수록 보우(bow) 값이 (-) 방향으로 증가하는 경향이 나타난다. 구체적으로, Si1-xGex층의 몰 함량 %가 30%를 초과하고 Si1-xGex층의 두께가 1um을 초과하면 보우 값은 (-)가 된다. 보우 값이 (-)가 되면 웨이퍼의 중앙이 아래로 볼록해 진다. 반대로, Ge의 함량 %가 감소할수록 또는 Si1 - xGex층의 두께가 감소할수록 보우 값은 (+) 방향으로 증가하는 경향이 나타난다. 구체적으로, Si1-xGex층의 몰 함량 %가 30% 미만이고 Si1-xGex층의 두께가 1um 미만이면 보우 값은 (+)가 된다. 보우 값이 (+)가 되면 웨이퍼의 중앙이 위로 볼록해 진다.3 and 4, the Si 1-x Ge x layer, if this be deposited Si 1-x Ge x layers of Ge molar content% and Si 1-x Ge x layer thickness of contained within on a Si wafer Therefore, it can be seen that the warping degree of the wafer is changed. That is, as the molar content% of Ge increases or as the thickness of the Si 1-x Ge x layer increases, the bow value increases in the negative direction. Specifically, when it is more than 30% of the molar content% 1-x Ge x layer and the Si has a thickness of the Si 1-x Ge x layer exceeds 1um bow value - is a (). If the bow value is negative, the center of the wafer will be convex down. Conversely, as the% content of Ge decreases or the thickness of the Si 1 - x Ge x layer decreases, the bow value tends to increase in the (+) direction. Specifically, the mol% of the content of 1-x Ge x layer is Si and less than 30% and the thickness of the Si 1-x Ge x layer is less than 1um bow value (+). When the bow value becomes positive, the center of the wafer becomes convex upward.

상술한 표 1과 도 3 및 도 4를 참조하면, Si 웨이퍼에 Si1 - xGex층을 증착하면 Ge 몰 함량 %와 Si1 - xGex층의 두께를 제어함으로써, 보우 값을 기준으로 웨이퍼의 휨 정도를 +20 ~ -30um 정도로 조절하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1 and FIGS. 3 and 4 described above, when the Si 1 - x Ge x layer is deposited on a Si wafer, the Ge mole content% and the thickness of the Si 1 - x Ge x layer are controlled, based on the Bow value. It can be seen that it is possible to adjust the warping degree of the wafer to about +20 ~ -30um.

도 5는 Ge의 몰 함량 %에 따른 Si1-xGex의 열팽창 계수의 변화 양상을 27℃에서 측정하고 그 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 Ge의 몰 함량 % 별로 온도에 따른 Si1-xGex의 열팽창계수의 변화 양상을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the measured and as a result a change of the thermal expansion coefficient of the Si 1-x Ge x according to the mol% of the content of Ge in 27 ℃, 6 is Si 1- due to temperature for each mol% of the content of Ge It is a graph showing the change of thermal expansion coefficient of x Ge x .

도 5 및 도 6을 참조하면, Si1-xGex의 열팽창계수는 동일한 온도 조건에서는 Ge의 몰 함량 %가 증가함에 따라 커지게 되며, 특히 Ge의 몰 함량 %가 0.85%를 넘어서면 열팽창 계수의 증가 기울기가 더 커진다. 그리고 Ge의 몰 함량 %가 고정된 조건에서는 온도가 증가할수록 열팽창 계수가 커지며, 동일 온도 조건에서는 Ge의 몰 함량이 증가할수록 Si의 열팽창 계수(X=0)와 Si1-xGex의 열팽창 계수 차이가 점차 증가되는 것을 확인할 수 있다. 도 5에 도시된 바에 따르면, Ge의 몰 함량 %가 낮을 때에는 Si1-xGex와 Si 간의 열팽창 계수 차가 크지 않으므로 열팽창 계수의 차이보다는 Si1-xGex와 Si 간의 격자상수 부정합이 웨이퍼의 휨을 야기하는 주요한 원인이 되지만, Ge의 몰 함량 %가 증가하면 Si1-xGex와 Si 간의 열팽창 계수 차가 증가하게 되므로 Si1-xGex와 Si 간의 격자상수 부정합 보다는 열팽창 계수의 차이가 웨이퍼의 휨을 야기하는 주요한 원인이 된다. 따라서 Ge의 몰 함량 %가 큰 경우는 Si1-xGex층이 형성되는 온도의 경우도 Si 웨이퍼의 휨을 제어할 수 있는 인자가 될 수 있다는 것을 알 수 있다.5 and 6, the thermal expansion coefficient of Si 1-x Ge x increases as the molar content of Ge increases at the same temperature, and especially when the molar content of Ge exceeds 0.85%. The increasing slope of becomes larger. Under the condition that the molar content of Ge is fixed, the coefficient of thermal expansion increases as the temperature increases, and as the molar content of Ge increases, the coefficient of thermal expansion of Si (X = 0) and the coefficient of thermal expansion of Si 1-x Ge x It can be seen that the difference gradually increases. As shown in FIG. 5, when the mole content% of Ge is low, the difference in thermal expansion coefficient between Si 1-x Ge x and Si is not large, so that the lattice constant mismatch between Si 1-x Ge x and Si is less than the difference in thermal expansion coefficient. Although the main cause of warpage, the increase in the mole content of Ge increases the difference in coefficient of thermal expansion between Si 1-x Ge x and Si, so that the difference in thermal expansion coefficient is higher than the lattice constant mismatch between Si 1-x Ge x and Si. It is a major cause of bending. Therefore, it can be seen that the large mole content of Ge can be a factor that can control the warpage of the Si wafer even at the temperature at which the Si 1-x Ge x layer is formed.

그러면, 상술한 바를 기초로 Si 웨이퍼에 Si1-xGex층을 증착할 때 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 따라 웨이퍼의 휨 형태가 달라지는 메카니즘을 설명하면 다음과 같다. 먼저 Si 웨이퍼에 Si1-xGex층을 증착할 때 Ge의 몰 함량이 30% 보다 작고 Si1-xGex층의 두께가 1um 보다 작으면, Si1-xGex와 Si 간의 열팽창 계수의 차이에 의해 발생되는 응력보다 Si와 Si1-xGex의 결정격자 부정합에 따라 발생되는 응력이 지배적인 영향을 미친다. 따라서 고온(600~1200도)에서 Si1-xGex층을 증착한 후 상온으로 냉각시키더라도 열팽창 계수의 차이보다는 격자상수 부정합에 의한 응력에 의해 웨이퍼가 위로 볼록하게 변형된다. 이와 반대로, Si 웨이퍼에 Si1-xGex층을 증착할 때 Ge의 몰 함량이 30% 보다 높고 Si1-xGex층의 두께가 1um 보다 크면, Si과 Si1-xGex의 격자 부정합에 따른 응력의 영향보다는 Si와 Si1-xGex의 열팽창 계수 차이에 의해 발생되는 응력이 지배적이다. 따라서 고온(600~1200도)에서 Si1-xGex층을 증착한 후 상온으로 냉각시키는 과정에서 웨이퍼가 아래로 볼록하게 변형된다.Then, on the basis of the above description, when the Si 1-x Ge x layer is deposited on the Si wafer, the mechanism in which the warpage shape of the wafer varies according to the mole content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer is as follows. same. When first depositing a Si 1-x Ge x layer on a Si wafer, if the molar content of Ge is less than 30% and the thickness of the Si 1-x Ge x layer is less than 1 um, then the thermal expansion coefficient between Si 1-x Ge x and Si The stress generated by the crystal lattice mismatch between Si and Si 1-x Ge x dominates more than the stress caused by the difference of. Therefore, even when the Si 1-x Ge x layer is deposited at a high temperature (600 to 1200 degrees) and cooled to room temperature, the wafer is convexly deformed upward due to the stress caused by lattice constant mismatch, rather than the difference in thermal expansion coefficient. In contrast, when depositing a Si 1-x Ge x layer on a Si wafer, if the molar content of Ge is greater than 30% and the thickness of the Si 1-x Ge x layer is greater than 1 um, the lattice of Si and Si 1-x Ge x Rather than the effect of stress due to mismatch, the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient of Si and Si 1-x Ge x is dominant. Therefore, after depositing the Si 1-x Ge x layer at a high temperature (600-1200 degrees) and cooling to room temperature, the wafer is convexly deformed downward.

한편 Si 웨이퍼의 표면에 Si1-xGex층을 증착함에 있어서 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 따른 웨이퍼의 보우 값은 웨이퍼의 직경과 웨이퍼의 두께 등에 의해 영향을 받는다. 따라서 보우 값이 (+)에서 (-)로 전환되는 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 대한 임계값은 얼마든지 변경될 수 있음은 자명하다.Meanwhile, in depositing a Si 1-x Ge x layer on the surface of a Si wafer, the bow value of the wafer according to the% mole content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer is affected by the diameter of the wafer and the thickness of the wafer. Receive. Therefore, it is obvious that the threshold value for the thickness of the Si 1-x Ge x layer and the mole content% of Ge in which the bow value is converted from (+) to (-) can be changed.

본 발명에 따른 웨이퍼 휨 조절 방법을 실제 공정에 적용할 때에는, 실제로 휨이 발생된 웨이퍼에 대해 반복적인 테스트-런 과정을 통해 휨을 정확하게 상쇄할 수 있는 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께를 정량적으로 산출한 후 산출된 조건에 따라서 웨이퍼에 Si1-xGex층을 증착하여 웨이퍼에 발생된 휨을 상쇄시키면 된다. 이 때 Si1-xGex층은 웨이퍼 가공면의 배면에 형성하며, Si1-xGex층은 웨이퍼의 휨을 야기한 응력과는 반대 방향의 동일 크기 응력을 웨이퍼의 배면에 인가한다. 여기서 웨이퍼의 가공면이라 함은 각종 반도체 소자가 집적되는 웨이퍼의 표면을 의미한다. 상기 테스터-런 과정은 본 발명의 구성을 인식한 당업자라면 용이하게 수행할 수 있다는 것은 자명하다. 또한 상술한 바에 따르면 Si1-xGex층이 형성되는 온도의 경우 Ge의 몰 함량 %가 클 경우는 웨이퍼의 휨을 상쇄시킬 수 있는 주요한 인자가 될 수 있으므로 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 형성 두께를 고정시킨 상태에서 Si1-xGex층의 형성 온도를 달리하여 Si1-xGex층을 증착하는 테스트-런을 반복적으로 실시하여 상쇄 가능한 웨이퍼의 휨 정도를 Si1-xGex층의 형성온도에 따라서도 정량화할 수 있다. 이렇게 되면 Si1-xGex층의 형성 온도의 경우도 웨이퍼의 휨을 상쇄할 수 있는 제어 인자가 됨은 자명하다.When the wafer warpage control method according to the present invention is applied to the actual process, the molar content of Ge and Si 1-x Ge x which can accurately cancel the warpage through an iterative test-run process on the wafer where the warpage actually occurs. After calculating the thickness of the layer quantitatively, the Si 1-x Ge x layer may be deposited on the wafer according to the calculated conditions to offset the warpage generated in the wafer. At this time, the Si 1-x Ge x layer is formed on the back side of the wafer processing surface, and the Si 1-x Ge x layer applies the same size stress to the back side of the wafer in a direction opposite to the stress that caused the warpage of the wafer. Herein, the processed surface of the wafer means a surface of a wafer on which various semiconductor devices are integrated. It is apparent that the tester-run process can be easily performed by those skilled in the art with the configuration of the present invention. In addition, according to the above, when the molar content of Ge is high at the temperature at which the Si 1-x Ge x layer is formed, it may be a major factor that can cancel the warpage of the wafer, and thus the molar content of Ge and Si 1-x test depositing a 1-x Ge x layer Si by varying the Si-forming temperature of 1-x Ge x layer, while it is fixed to form the thickness of the Ge x layer, the warpage degree of the wafer as possible to offset conducted repeatedly run Si It can also be quantified depending on the formation temperature of the 1-x Ge x layer. In this case, it is obvious that the formation temperature of the Si 1-x Ge x layer also becomes a control factor that can cancel the warpage of the wafer.

한편 본 발명은 Si 웨이퍼에 대해서만 적용할 수 있는 것은 아니며, Si1-xGex층의 증착을 통해 웨이퍼의 보우 값을 정량적으로 조절 가능하다면 어떠한 웨이퍼에도 적용 가능하다. 따라서 본 발명의 기술적 사상의 요지는 웨이퍼에 Si1-xGex층을 증착할 때 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께(추가적으로는, Si1-xGex층의 형성 온도)를 제어함으로써 웨이퍼의 휨이 보우 값 기준으로 0이 되도록 웨이퍼의 휨을 상쇄시키는데 있음을 이해하여야 할 것이다.Meanwhile, the present invention is not only applicable to Si wafers, but can be applied to any wafer if the bow value of the wafer can be quantitatively controlled through deposition of a Si 1-x Ge x layer. Accordingly, the technical idea of the present invention is that when depositing a Si 1-x Ge x layer on a wafer, the molar content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer (additionally, formation of a Si 1-x Ge x layer) It is to be understood that by controlling the temperature), the warpage of the wafer is to offset the warpage of the wafer such that the warpage of the wafer is zero based on the bow value.

그러면 이하에서는 구체적인 실시예를 들어 본 발명의 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to specific embodiments.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 웨이퍼의 휨 정도를 조절하는 방법을 도시하는 공정 단면도이다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating a method of controlling the degree of warpage of a wafer according to the first embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, Si 웨이퍼(W) 표면에 반도체 소자가 집적됨에 따라 반도체 소자 집적 표면(A)을 위로 향하였을 때 아래로 볼록하게 웨이퍼(W)의 휨이 발생되었다. 이러한 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, Si 웨이퍼(W)의 배면에 Si1-xGex층(G)을 증착함으로써 웨이퍼(W)의 휨을 야기한 응력을 상쇄시킨다. 이러한 응력 상쇄를 위한 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께는 휨이 야기된 웨이퍼(W)의 보우 값에 따라 구체적으로 결정된다. 바람직하게, 웨이퍼(W)의 보우 값별로 응력을 상쇄시키기 위한 Ge의 몰 함량과 Si1-xGex층의 두께를 반복적인 실험을 통하여 미리 산출하여 둔 후 이를 참조한다. 제1실시예의 경우, Ge의 몰 함량을 30% 초과 범위에서 조절하고 Si1-xGex층의 두께는 1um 초과 범위에서 조절할 수 있다. 선택적으로, Ge의 몰 함량 %가 큰 경우는 웨이퍼의 휨을 상쇄하기 위한 제어 인자로서 Si1-xGex층의 형성온도가 더 고려될 수 있다. 이러한 경우 웨이퍼의 휨 정도에 따른 Si1-xGex층의 형성온도에 대한 정량화가 선행되어야 함은 자명한다. 이에 대해서는 이미 상술한 바 있으므로 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7, as the semiconductor device is integrated on the surface of the Si wafer W, the warpage of the wafer W is convex downward when the semiconductor device integration surface A is turned upward. In this case, as shown in FIG. 8, the Si 1-x Ge x layer G is deposited on the back surface of the Si wafer W to offset the stress causing the warp of the wafer W. FIG. The molar content of Ge for this stress cancellation and the thickness of the Si 1-x Ge x layer are specifically determined according to the bow value of the wafer W in which warpage is caused. Preferably, the mole content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer for compensating stress for each Bow value of the wafer W are calculated in advance through repeated experiments, and then referred to this. In the case of the first embodiment, the molar content of Ge can be adjusted in the range above 30% and the thickness of the Si 1-x Ge x layer can be adjusted in the range above 1um. Optionally, when the molar content of Ge is large, the formation temperature of the Si 1-x Ge x layer may be further considered as a control factor for canceling the warpage of the wafer. In this case, it is apparent that the quantification of the formation temperature of the Si 1-x Ge x layer should be preceded by the degree of warpage of the wafer. Since this has already been described above, a detailed description thereof will be omitted.

한편 상술한 제1실시예와 같이 가공면을 위로 향하였을 때 웨이퍼(W)의 중앙이 아래로 볼록한 경우는, N 타입의 고농도 Si 웨이퍼 위에 N 타입의 저 농도 실리콘 에피택셜층을 성장시킨 Si 에피택셜 웨이퍼와 상부에 스트레인드(strained) 실리콘층을 성장시킨 완화(relaxed) SiGe 웨이퍼도 이에 해당된다.On the other hand, in the case where the center of the wafer W is convex downward when the processing surface faces upward as in the first embodiment described above, Si epitaxially grown N type low concentration silicon epitaxial layer on the N type high concentration Si wafer. The same applies to tactile wafers and relaxed SiGe wafers grown with strained silicon layers thereon.

이러한 경우도 제1실시예와 마찬가지로 웨이퍼(W)의 배면에 Si1-xGex층(G)을 증착하여 웨이퍼(W)의 휨을 상쇄할 수 있다. 이 때 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층(G)의 두께(추가적으로 Si1-xGex층의 형성 온도) 조절 방법은 제1실시예의 경우와 실질적으로 동일하다.Also in this case, as in the first embodiment, the Si 1-x Ge x layer G may be deposited on the back surface of the wafer W to offset the warpage of the wafer W. FIG. At this time, the molar content% of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer (G) (additionally, the formation temperature of the Si 1-x Ge x layer) are controlled in the same manner as in the first embodiment.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따라 웨이퍼의 휨 정도를 조절하는 방법을 도시하는 공정 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views illustrating a method of controlling the degree of warpage of a wafer according to a second embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, Si 웨이퍼(W) 표면에 반도체 소자가 집적됨에 따라 반도체 소자 집적 표면(A)을 위로 향하였을 때 위로 볼록하게 웨이퍼(W)의 휨이 발생되었다. 이러한 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, Si 웨이퍼(W)의 배면에 Si1-xGex층(G)을 증착함으로써 웨이퍼(W)의 휨을 야기한 응력을 상쇄시킨다. 이러한 응력 상쇄를 위한 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층(G)의 두께는 휨이 야기된 웨이퍼(W)의 보우 값에 따라 구체적으로 결정된다. 바람직하게, 웨이퍼(W)의 보우 값별로 응력을 상쇄시키기 위한 Ge의 몰 함량과 Si1-xGex층의 두께를 반복적인 실험을 통하여 미리 산출하여 둔 후 이를 참조한다. 예를 들어, 도 10에 도시된 웨이퍼(W)는 위로 볼록한 형상을 가지고 있으므로 Ge의 몰 함량을 30% 미만 범위에서 조절하고 Si1-xGex층의 두께는 1um 미만 범위에서 조절할 수 있다.Referring to FIG. 9, when the semiconductor device is integrated on the surface of the Si wafer W, the warpage of the wafer W is convex upward when the semiconductor device integration surface A is turned upward. In this case, as shown in FIG. 10, the Si 1-x Ge x layer G is deposited on the back surface of the Si wafer W to offset the stress causing the warp of the wafer W. FIG. The molar content of Ge for this stress cancellation and the thickness of the Si 1-x Ge x layer (G) are specifically determined according to the bow value of the wafer W in which warpage is caused. Preferably, the mole content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer for compensating stress for each Bow value of the wafer W are calculated in advance through repeated experiments, and then referred to this. For example, since the wafer W shown in FIG. 10 has a convex shape upward, the molar content of Ge may be controlled in the range of less than 30%, and the thickness of the Si 1-x Ge x layer may be adjusted in the range of less than 1 μm.

한편 상술한 제2실시예와 같이 가공면을 위로 향하였을 때 웨이퍼(W)의 중앙이 위로 볼록한 경우는, P 타입의 고농도 Si 웨이퍼 위에 P 타입의 저 농도 실리콘 에피택셜층을 성장시킨 Si 에피택셜 웨이퍼와 상부에 열산화막을 형성한 Si 웨이퍼도 이에 해당할 수 있다.On the other hand, in the case where the center of the wafer W is convex upward when the processing surface is facing upward as in the second embodiment described above, the Si epitaxial layer in which the P type low concentration silicon epitaxial layer is grown on the P type high concentration Si wafer. The Si wafer having a thermal oxide film formed thereon may also correspond to the wafer.

이러한 경우도 제2실시예와 마찬가지로 웨이퍼(W)의 배면에 Si1-xGex층(G)을 증착하여 웨이퍼(W)의 휨을 상쇄할 수 있다. 이 때 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층(G)의 두께 조절 방법은 제2실시예의 경우와 실질적으로 동일하다.Also in this case, as in the second embodiment, the Si 1-x Ge x layer G may be deposited on the back surface of the wafer W to offset the warpage of the wafer W. FIG. At this time, the molar content% of Ge and the thickness adjusting method of the Si 1-x Ge x layer (G) are substantially the same as in the second embodiment.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

본 발명에 따르면, 휨이 발생된 웨이퍼의 배면에 Si1 - xGex층을 증착하여 웨이퍼의 휨을 상쇄시킬 수 있다. Si1 - xGex층은 화학기상증착법을 이용하여 형성하므로 비교적 공정이 간단하며, Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께(추가적으로, Si1-xGex층의 형성온도)를 조절하여 Si1-xGex층에 의해 유발되는 휨의 정도를 정량적으로 제어할 수 있으므로 종래에 비해 비교적 간단하게 웨이퍼의 휨을 제거할 수 있고, 금속 실리사이드층을 형성하여 웨이퍼의 휨을 상쇄하던 종래기술에 비해 오염 물질이 야기되지 않는다는 장점이 있다.According to the present invention, the Si 1 - x Ge x layer may be deposited on the back surface of the wafer where warpage has occurred to offset the warpage of the wafer. Si 1 - x Ge x layer is relatively process simply because formed by a chemical vapor deposition method, a molar content% and Si 1-x Ge x layer thickness of the Ge (Additionally, Si 1-x Ge x layer forming temperature ), The degree of warpage caused by the Si 1-x Ge x layer can be quantitatively controlled, so that the warpage of the wafer can be removed relatively simply, and the metal silicide layer is formed to offset the warpage of the wafer. Compared to the prior art, there is an advantage that no contaminants are caused.

Claims (11)

웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착하여 웨이퍼의 휨을 조절하는 방법에 있어서,In the method of controlling the warpage of the wafer by depositing a Si 1-x Ge x layer on the back of the wafer, (a) 반복적인 실험을 통해 웨이퍼 휨 정도에 따라 휨을 상쇄하기 위해 필요한 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 형성 두께를 정량화하는 단계;(a) quantifying the percent Ge molar content of the Si 1-x Ge x layer and the formation thickness of the Si 1-x Ge x layer necessary to offset the warpage according to the degree of wafer warpage through repeated experiments; (b) 휨 조절이 필요한 웨이퍼를 Si1-xGex층의 증착 챔버에 로딩하는 단계; 및(b) loading the wafer in need of warpage control into a deposition chamber of a Si 1-x Ge x layer; And (c) 가공면이 아닌 웨이퍼의 배면에 Si1-xGex층을 증착하는 단계를 포함하고,(c) depositing a Si 1-x Ge x layer on the back side of the wafer that is not a process surface, 상기 Si1-xGex층의 증착 시 상쇄해야 하는 웨이퍼의 휨 정도에 따라 상기 (a) 단계에서 정량화된 Ge 몰 함량 %와 두께로 Si1-xGex층을 증착하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.In accordance with the deflection amount of the wafer to be offset during the deposition of the Si 1-x Ge x layer wafer, characterized in that the deposition of the Ge mole Amount% and Si 1-x Ge x layer with a thickness quantified in step (a) How to control the warp. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 가공면이 위로 향하였을 때 웨이퍼의 중앙이 위로 볼록하게 휨이 발생된 웨이퍼이고,The wafer is a wafer in which the center of the wafer is bent upward when the processing surface of the wafer is facing upward, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께를 소정의 임계값 미만으로 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.Deflection control method of the wafer, characterized in that adjusting the Si 1-x Ge x layer Ge content mol%, and 1-x Ge x layer thickness of Si of less than a predetermined threshold value. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 대한 임계값은 각각 30% 및 1um인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.A threshold value for said 1-x Ge x layer Ge Si mol% and the content of 1-x Ge x layer thickness of Si in the way of wafer deflection control, characterized in that respectively 30% and 1um. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 가공면이 위로 향하였을 때 웨이퍼의 중앙이 아래로 볼록하게 휨이 발생된 웨이퍼이고,The wafer is a wafer in which the center of the wafer is warped downward when the processing surface of the wafer faces upward, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께가 소정의 임계값을 초과하도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.Deflection control method of the wafer, characterized in that the Si-Ge 1-x Ge x layers and Si molar content% Thickness of the 1-x Ge x layer is greater than a predetermined threshold. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 Si1-xGex층의 Ge 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 대한 임계값은 각각 30% 및 1um인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.A threshold value for said 1-x Ge x layer Ge Si mol% and the content of 1-x Ge x layer thickness of Si in the way of wafer deflection control, characterized in that respectively 30% and 1um. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 (a) 단계에서, Si1-xGex층의 형성온도를 제어 인자로 더 추가하여, Ge의 몰 함량 %, Si1-xGex층의 형성두께 및 Si1-xGex층의 형성온도에 따라서 상쇄 가능한 웨이퍼의 휨 정도를 정량화하고,In step (a), Si 1-x and Ge x layer to add more forming temperature as the controlling factor of, Ge molar content%, Si 1-x Ge x layer is formed thick and the Si 1-x Ge x layers of the Quantify the warpage of the wafer can be offset according to the formation temperature, 상기 (c) 단계에서, 정량화된 데이터를 참고하여 웨이퍼의 휨 정도에 대응되는 Ge의 몰 함량 %, Si1-xGex층의 형성두께 및 Si1-xGex층의 형성온도에 의해 공정을 제어하여 Si1-xGex층을 증착하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.The (c), reference to the quantified data from steps molar content% in Ge that corresponds to the bending degree of the wafer, Si 1-x Ge x layer is formed thick and the Si process by the forming temperature of the 1-x Ge x layer of Method of controlling the warp of the wafer, characterized in that to deposit a Si 1-x Ge x layer by controlling. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 웨이퍼는 웨이퍼의 가공면에 반도체 소자가 집적된 Si 웨이퍼, 상부면에 에피택셜층이 형성된 Si 에피택셜 웨이퍼 또는 상부에 스트레인드 실리콘 막이 형성된 완화 SiGe 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 휨 조절 방법.And the wafer is a Si wafer in which semiconductor elements are integrated on a processing surface of the wafer, a Si epitaxial wafer having an epitaxial layer formed on an upper surface thereof, or a relaxed SiGe wafer having a strained silicon film formed thereon. 제1방향으로 제1크기의 응력이 유발된 반도체 웨이퍼; 및A semiconductor wafer having a first magnitude of stress induced in a first direction; And 상기 웨이퍼 가공면의 배면에 증착된 Si1-xGex층을 포함하고,A Si 1-x Ge x layer deposited on the back side of the wafer processing surface, 상기 Si1-xGex층은 상기 제1방향과 반대 방향이고 상기 제1크기와 동일한 크기의 응력을 반도체 웨이퍼의 배면에 인가하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼.And wherein the Si 1-x Ge x layer is in a direction opposite to the first direction and applies a stress of the same magnitude to the back surface of the semiconductor wafer. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 Si1-xGex층에 의해 유발되는 응력의 크기는 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 의해 조절된 것을 특징으로 하는 웨이퍼.The magnitude of the stress caused by the Si 1-x Ge x layer is controlled by the molar content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 Si1-xGex층에 의해 유발되는 응력의 방향은 Ge의 몰 함량 %와 Si1-xGex층의 두께에 의해 조절된 것을 특징으로 하는 웨이퍼.The direction of the stress caused by the Si 1-x Ge x layer is controlled by the molar content of Ge and the thickness of the Si 1-x Ge x layer. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 웨이퍼는 가공면에 반도체 소자가 집적된 Si 웨이퍼, 가공면에 에피택셜층이 성장된 Si 에피택셜 웨이퍼 또는 가공면에 스트레인드 실리콘 막이 증착된 완화 SiGe 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨이퍼.Wherein the wafer is a Si wafer in which semiconductor elements are integrated on a processing surface, a Si epitaxial wafer on which an epitaxial layer is grown on a processing surface, or a relaxed SiGe wafer on which a strained silicon film is deposited on the processing surface.
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