KR20020030458A - 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼의 결정 구조가 변형되는 슬립 라인이 발생하는 원인을 종합적으로 평가하기 위한 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법이 개시되어 있다. 웨이퍼의 소정 부위에 침전되는 산소로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 웨이퍼 표면의 평편도로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 상기 웨이퍼 각각이 제조 장치에 이송되는 위치로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 단위 공정을 수행하는 각각의 제조 장치로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 웨이퍼를 가열하는 온도로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 웨이퍼를 결정 성장시키는 형태로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 웨이퍼의 밴더 차이로 인하여 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다. 따라서 슬립 라인이 발생할 수 있는 원인에 대한 항목들을 7가지로 선정하고, 이를 종합적으로 확인하여 평가함으로서 슬립 라인의 발생 원인 및 발생 여부를 명확하게 판단할 수 있다.
Description
본 발명은 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 결정 구조가 변형되는 슬립 라인(slip line)이 발생하는 원인을 종합적으로 평가하기 위한 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.
그리고 상기 제조 기술의 발전과 더불어 수율적 측면 또한 강조되고 있다. 이에 따라 반도체 장치를 제조하기 위한 웨이퍼의 직경이 300mm로 대구경화되고 있고, 상기 대구경의 웨이퍼를 사용한 제조 공정에서 불량 발생의 최소화에 많은 노력을 기울이고 있다.
이러한 300mm 웨이퍼의 경우에는 상기 제조 공정 중에 발생하는 불량에 있어 기존의 200mm 웨이퍼와는 차이가 있다. 즉, 상기 200mm 웨이퍼를 사용한 제조 공정에서는 크게 부각되지 않는 불량 항목이 상기 300mm 웨이퍼의 경우에는 치명적인 불량으로 작용할 수 있기 때문이다.
이 중에서도 상기 300mm 웨이퍼를 사용한 제조 공정 특히, 열처리 공정에서 상기 웨이퍼의 결정 구조가 변형되고, 상기 결정 구조가 변형된 부위는 함몰하는 형태를 갖는 슬립 라인의 확인 여부는 200mm 웨이퍼의 제조 공정과는 달리 중요한 평가 항목으로 자리잡고 있다.
그러나 상기 슬립 라인의 확인을 위한 평가 항목은 기존 200mm 웨이퍼에 대한 평가 항목을 기준으로 하고 있다. 때문에 상기 300mm 웨이퍼에 해당하는 슬립 라인의 평가 항목에 대한 정확한 기준이 제시되지 않는 실정이다. 그리고 상기 기준이 제시되더라도 종합적으로 제시되지 않고, 필요에 따라 한정된 기준만이 제시되고 있다.
이와 같이 대구경화되는 웨이퍼를 사용한 제조 공정에서 슬립 라인을 포함하는 불량의 원인을 정확하게 평가하지 못함으로서 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 웨이퍼를 사용한 반도체 장치의 제조에서 슬립 라인의 발생 원인을 정확하게 평가할 수 있는 항목들을 제시하기 위한 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법은, ⅰ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 도중에 상기 웨이퍼의 소정 부위에 침전되는 산소로 인하여 상기 웨이퍼의 결정 구조가 변형되는 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅱ) 상기 웨이퍼 표면의 평편도로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅲ) 상기 웨이퍼 각각이 제조 장치에 이송되는 위치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅳ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 각각의 제조 장치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅴ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 도중에 상기 웨이퍼를 가열하는 온도로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅵ) 상기 웨이퍼를 결정 성장시키는 형태로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계와, ⅶ) 상기 웨이퍼의 밴더 차이로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계를 포함한다.
상기 웨이퍼는 300mm의 직경을 갖는 웨이퍼로 구성되고, 상기 단위 공정은 열처리에 해당되고, 상기 열처리는 기상 소스로서 산소 가스를 사용한다. 그리고 상기 온도 분포는 열처리 장치에 따라 서로 달리할 수 있고, 상기 웨이퍼의 이송되는 위치에 따라 달리할 수 있다. 또한 상기 웨이퍼는 폴리시드 웨이퍼 및 에피텍셜 웨이퍼 형태를 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 슬립 라인의 발생 여부를 평가하는 항목들을 7가지 단계로 설정하고, 이를 근거로 상기 슬립 라인의 발생 여부를 확인한다. 때문에 상기 슬립 라인에 대한 평가를 정확하게 수행할 수 있다. 따라서 대구경화되어 가고 있는 반도체 장치의 제조에서 상기 슬립 라인으로 인하여 발생되는 불량을 최소화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 슬립 라인은 웨이퍼 자체의 결함으로 인하여 이후에 반도체 제조를 위한 단위 공정들의 수행을 위한 공정 조건 등에 의해 발생된다. 따라서 상기 슬립 라인의 확인은 웨이퍼 자체 뿐만 아니라 반도체 제조를 위한 모든 단위 공정들에서 이루어져야 한다. 그리고 상기 단위 공정들 중에서 웨이퍼를 열처리하는 공정을 수행할 때 주로 상기 슬립 라인이 많이 발생한다. 때문에 상기 슬립 라인의 평가는 상기 웨이퍼 자체의 요소 및 상기 열처리의 공정 조건들에 의한 요소 등을 항목으로 설정하고, 상기 항목에 의한 결과를 확인함으로서 용이하게 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 1은 슬립 라인을 발생시키는 원인이 되는 항목을 설정하고, 상기 항목들에 의거하여 슬립 라인의 발생 여부를 확인하는 방법을 나타내고 있다. 그리고 반도체 제조를 위한 단위 공정들 중에서 상기 슬립 라인이 발생하는 원인을 빈번하게제공하는 열처리 공정을 대상으로 한다. 또한 상기 슬립 라인의 평가 대상이 되는 웨이퍼는 300mm 직경을 갖는 웨이퍼로 구성된다. 이는 전술한 바와 같이 200mm 웨이퍼에서는 영향을 끼치지 않는 항목들이 300mm 직경을 갖는 웨이퍼에는 영향을 끼칠 수 있기 때문이다.
먼저, 상기 웨이퍼를 사용하는 열처리 공정을 수행한다. 그리고 상기 열처리 공정은 다수의 열처리를 장치를 사용한다. 여기서 상기 다수의 장치를 사용하는 열처리는 동일한 공정 조건으로 수행된다. 또한 상기 웨이퍼는 보트(boat)에 다수매의 웨이퍼를 적재하고, 상기 보트를 열처리 장치에 투입한다.
그리고 상기 열처리를 수행한 다음 상기 웨이퍼에 슬립 라인이 발생하였는 가를 확인하고, 이를 평가한다.
상기 평가는 먼저, 상기 열처리에서 기상 소스로 제공되는 산소 가스가 상기 웨이퍼 소정 부위에 침전됨으로 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S10 단계)
그리고 웨이퍼 표면 자체의 평편도가 갖는 결함으로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S12 단계) 즉, 상기 결함은 베어 웨이퍼 자체에 이미 형성되어 있고, 이러한 결함이 상기 열처리를 수행한 결과 슬립 라인의 원인으로 작용하는 가를 확인하는 것이다.
상기 열처리 장치에 이송되는 웨이퍼의 위치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S14 단계) 즉, 상기 장치에 투입되는 웨이퍼는 보트 단위로 투입되기 때문에 각각의 웨이퍼가 위치하는 부위의 온도는 서로 다른 분포를 갖는다. 이러한 온도의 차이가 슬립 라인의 발생 원인으로 작용하는 가를 확인하는 것이다.
그리고 상기 열처리 장치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S16 단계) 즉, 상기 열처리를 위한 장치는 다수대가 구비되는데, 어떠한 장치에서 슬립 라인이 주로 발생하는 가를 확인하는 것이다. 이는 각각의 장치마다 온도 제어가 이루어지지만, 미세한 온도 차이가 인정되기 때문이다.
또한 상기 열처리를 위한 공정 조건이 온도 조건으로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S18 단계) 즉, 상기 온도 조건에서 어느 온도 대역에서 주로 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 것이다.
상기 웨이퍼 자체의 결정 성장의 차이로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S20 단계) 즉, 상기 웨이퍼가 폴리시드(polished) 웨이퍼 또는 에피텍셜(epitaxial) 웨이퍼인 지를 확인하고, 상기 웨이퍼들 중에서 어떤 웨이퍼에 슬립 라인이 주로 발생하는 가를 확인하는 것이다.
마지막으로 상기 웨이퍼의 밴드(vendor) 차이로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인한다.(S22 단계) 이는 상기 웨이퍼를 제조하는 도중에 상호 차이점에 의하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 것이다.
이와 같이, 상기 슬립 라인의 발생 여부를 확인하고, 이에 따른 조치를 취하는 것이다. 즉, 어떤 항목에서, 어떤 공정 조건 중에서 주로 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하고, 상기 확인 결과를 토대로 이후에 슬립 라인의 발생을 최소화하기 위한 조치를 취하는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 슬립 라인이 발생할 수 있는 원인에 대한 항목들을 7가지로 선정하고, 이를 종합적으로 확인하여 평가함으로서 상기 슬립 라인의 발생 원인 및 발생 여부를 명확하게 판단할 수 있다. 때문에 상기 슬립 라인에 대한 평가를 정확하게 수행하고, 이에 대한 조치를 신속하게 취함으로서 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (8)
- ⅰ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 도중에 상기 웨이퍼의 소정 부위에 침전되는 산소로 인하여 상기 웨이퍼의 결정 구조가 변형되는 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계;ⅱ) 상기 웨이퍼 표면의 평편도로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계;ⅲ) 상기 웨이퍼 각각이 제조 장치에 이송되는 위치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계;ⅳ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 각각의 제조 장치로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계;ⅴ) 상기 웨이퍼를 사용하는 단위 공정을 수행하는 도중에 상기 웨이퍼를 가열하는 온도로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계;ⅵ) 상기 웨이퍼를 결정 성장시키는 형태로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계; 및ⅶ) 상기 웨이퍼의 밴더(vendor) 차이로 인하여 상기 슬립 라인이 발생하는 가를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계에서 상기 단위 공정은 열처리에 해당되고,상기 열처리는 기상 소스로서 산소 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅱ) 단계에서 상기 웨이퍼 표면의 평편도는 베어 웨이퍼 표면의 평편도로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅲ) 단계에서 상기 제조 장치는 열처리 장치에 해당되고, 상기 웨이퍼가 이송되는 위치에 따라 온도 분포가 서로 다른 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계에서 상기 제조 장치는 열처리 장치에 해당하고, 각각의 열처리 장치는 서로 다른 온도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅴ) 단계에서 상기 단위 공정은 열처리에 해당되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 ⅵ) 단계에서 상기 웨이퍼를 결정 성장시키는 형태는 폴리시드(polished) 웨이퍼 및 에피텍셜(epiteaxial) 웨이퍼 형태를 포함하는 것을특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 슬립 라인의 발생을 확인하기 위한 웨이퍼는 직경이 300mm로 구성되는 웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 슬립 라인 검사 방법.
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| WO2017122921A1 (ko) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 분석 방법 |
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2000
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