KR20030015769A - 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법 - Google Patents

배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030015769A
KR20030015769A KR1020010049666A KR20010049666A KR20030015769A KR 20030015769 A KR20030015769 A KR 20030015769A KR 1020010049666 A KR1020010049666 A KR 1020010049666A KR 20010049666 A KR20010049666 A KR 20010049666A KR 20030015769 A KR20030015769 A KR 20030015769A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
single crystal
silicon wafer
crystal silicon
gettering
Prior art date
Application number
KR1020010049666A
Other languages
English (en)
Inventor
이보영
이동건
황돈하
Original Assignee
주식회사 실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 실트론 filed Critical 주식회사 실트론
Priority to KR1020010049666A priority Critical patent/KR20030015769A/ko
Publication of KR20030015769A publication Critical patent/KR20030015769A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
    • H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

본 발명의 단결정 실리콘 웨이퍼 제조방법은 반도체 소자 형성 공정에서 불순물들을 게터링하는 게터링 사이트로 이용될 수 있는 미소한 결정 결함을 웨이퍼 배면에 형성하기 위한 것이다.
본 발명의 단결정 실리콘 웨이퍼 제조는, 실리콘 단결정 잉곳을 얇게 절단하고, 표면을 그라인딩 하여 어느 정도 평탄화하고, 세정하고, 열처리하는 공정을 마친 웨이퍼를 양면을 폴리싱하되 일면은 그라인딩 단계에서 발생된 미소한 결정 결함들이 전부 깎여 나가게 하고 다른 면은 미소한 결정 결함들이 일부 남아 있게 하는 폴리싱 공정을 포함한다. 양면 폴리싱 공정은 웨이퍼의 일면은 결함존재 영역이 사라질 수 있는 수십 마이크로미터 정도의 두께를 연마하고, 다른 면은 이보다 적은 양을 연마하여, 웨이퍼의 배면으로부터 깊이 1-3 마이크로미터 정도 영역에 결정 결함이 존재하도록 한다.

Description

배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법{A Single Crystal Silicon Wafer having a gettering means and a Method for making thereof}
본 발명은 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 소자 형성 공정에 있어서 고 집적화 된 소자의 제작을 위하여 저온 공정과 저 산소 웨이퍼를 사용하는 경우에 야기되는 웨이퍼 자체의 게터링 능력 저하를 향상시키기 위하여 웨이퍼에 게터링 수단을 보강하는 제조 방법과 이러한 방법으로 제작된 웨이퍼에 관한 것이다.
반도체 집적회로 소자의 집적도가 보다 고밀도화 되어 감에 따라 디자인 룰(design rule)이 보다 작아짐으로 인해서 반도체 소자 형성 공정이 어려워 지고 있다. 반도체 패브리케이션 수율을 높이고 반도체 디바이스의 신뢰성을 높이기 위하여 웨이퍼 자체의 품질 향상이 요구되고 있다.
이러한 요구 중 하나는 반도체 소자가 형성될 웨이퍼의 활성영역(active region)에결함이 없는 완벽한 단결정 실리콘 층을 가진 웨이퍼가 필요하다는 것이다. 그래서 반도체 소자 형성 영역에 결함(예: COP: Crystal Originated Particle)이 없는 웨이퍼의 생산이 필요하게 되고, COP 결함이 없는 웨이퍼의 개발에 많은 노력이 집중되고 있다.
또 웨이퍼에 반도체 소자를 형성하는 공정 중에 디바이스에 치명적인 결함을 유발하는 전이금속(Transition metal)들을 흡수하기 위하여 게터링 수단을 가진 웨이퍼가 필요하게 된다. 일반적으로 게터링은 반도체 공정 시에 야기될 수 있는 전이금속(transition metal)의 유입을 효과적으로 제어하기 위하여 웨이퍼 내에서 이러한 전이금속을 흡착(trap)하기 위한 결함을 만들어 주는 일련의 과정을 의미한다. 이 과정은 크게 IG(intrinsic gettering) 과 EG(extrinsic gettering) 두 가지로 나누어 진다. 종래에는 주로 실리콘 웨이퍼를 만드는 과정에서 Oi(Oxygen interstitial)의 양을 조절하여 반도체 소자 공정 시에 게터링사이트(gettering site)에 흡수 될 수 있는 BMD(bulk micro defect)를 만들었으나, 소자 공정에서 열처리 온도가 점점 낮아지고, 디바이스 활성층 영역에 불필요한 BMD의 형성을 억제하기 위하여 낮은 Oi의 wafer를 요구하고 있는 추세에서 wafer내부에서 필요한 BMD의 생성이 오히려 힘들어지고 있다. EG의 방법으로써 PBS(Poly-silicon Back Seal) 또는 BSD(Back Side Damage) 그리고 High energy Implantation등이 있으나, 경제성이나, 오염을 조절하기에 부적합한 부분들이 있게 된다.
한국 공개 특허공보 특2001-0003616호에 게터링 개념을 적용한 실리콘 웨이퍼 제조 방법이 공개된 바 있다.
또한 웨이퍼를 고품질화 하기 위하여는 웨이퍼의 평활도(flatness)가 중요하게 다루어지고 있으며, 웨이퍼의 평활도 제어의 목적을 적절히 달성하기 위하여 웨이퍼 제조 공정 중에 양면 연마(DSP : Double Side Polishing)공정이 필수적으로 부가된다. 이 폴리싱 공정은 웨이퍼의 표면을 거울처럼 평탄하게 만드는 연마 공정을 말한다.
본 발명의 목적은 반도체 소자 형성 공정에서 불순물들을 게터링하는 게터링 사이트로 이용될 수 있는 미소한 결정 결함을 웨이퍼 배면에 형성하기 위한 것이다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명에서는 웨이퍼 제조 공정 중 양면 폴리싱 공정(DSP)에서 전단계까지의 공정에서 웨이퍼 양면에 발생된 미소한 결정 결함들을 소자 형성면인 전면에서는 모두 연마 하여 제거하고, 배면에는 일부분 그대로 남겨 주는 방법을 이용한다.
본 발명의 단결정 실리콘 웨이퍼 제조 방법은, 실리콘 단결정 잉곳을 얇게 절단하고, 표면을 그라인딩 하여 어느 정도 평탄화하고, 세정하여 열처리하는 공정을 마친 웨이퍼를 양면을 폴리싱하되, 일면은 그라인딩 단계에서 발생된 미소한 결정 결함들이 전부 깎여 나가게 하고 다른 면은 미소한 결정 결함들이 일부 남아 있게 하는 폴리싱 공정을 포함한다.
이런 공정으로 제작된 단결정 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼 절단 공정과 그라인딩 공정에서 발생되는 미소한 결정 경함들이 웨이퍼 배면에 일부분 남아 있어서, 이 결함들이 반도체 소자 형성 공정에서 불순물을 흡착하는 게터링 역할을 하게 되는 것이다.
도1 내지 도4는 본 발명을 설명하기 위하여 개략적으로 보인 웨이퍼 단면도이다.
이하에서 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
먼저 실리콘 잉곳을 절단하여 도1과 같은 웨이퍼로 만든다. 이 웨이퍼에는 잉곳을 슬라이싱 할 때 발생된 많은 요철이 표면에 존재하게 된다.
이러한 거친 표면을 평탄한 표면으로 만들기 위하여 랩핑 또는 그라인딩 하여 도2에서 보인 바와 같이 만들고, 표면에 부착된 파티클 들과 오염물질들을 제거하기 위하여 크리닝 공정을 실시하여 웨이퍼를 만든다. 이 공정에서는 SC1 세정용액 (NH4OH:H2O2:H2O) 처리와 필요에 따라서는 HF 처리가 첨가된 세정을 진행한다
다음에는 도3에서 보인 바와 같이 그라인딩 공정에서 생긴 결정 손상(damage)들과 써멀 도너(thermal donor: 산소들이 뭉친 것)의 제거를 위하여 열처리를 진행한다. 이 열처리 공정은 열처리로의 온도는 600도 내지 950도 정도로 열처리한다. 열처리로는 확산로를 사용하거나 급속열처리(RTP)장비를 사용한다. 열처리시의 분위기는 N2분위기 가스 내에서 하거나, O2분위기 가스 내, 또는 N2+ O2분위기 가스에서 실시하게 된다.
이렇게 열처리 공정을 마친 웨이퍼에는 수 마이크로미터 정도의 영역에 손상들(미세한 결정 크랙들)이 남아 있게 되는데 양면 폴리싱 공정을 실시하여 한쪽 면은 수십 마이크로미터 정도 연마하여 이러한 손상들을 모두 없애고, 다른 한면은 이보다 적은 양을 연마하여, 도 4에서 보인 바와 같이, 표면으로부터 1-3 마이크로미터 깊이 정도의 영역에 손상(damage)이 남아 있게 한다. 이렇게 남아 있는 결정 손상들이 이후에 실시되는 반도체 소자 형성 공정에서의 불순물들을 흡수하는 게터링 수단으로 작용하는 역할을 한다.
이후의 공정은 일반적인 최종적인 세정 공정이 실시된다.
이상 설명한 바와 같은 방법으로 제조된 웨이퍼는 반도체 소자 형성 영역이 있는 반대편 표면에 작은 결정 결함들이 남아 있게 되고, 이러한 결함이 소자 형성 공정 시에 불순물을 흡수하는 게터링 역할을 하게 되므로 신뢰성 있는 반도체 소자가 형성될 수 있어서 고품질의 웨이퍼로 된다.

Claims (4)

  1. 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    실리콘 단결정 잉곳을 얇게 절단하고, 표면을 그라인딩 하여 어느 정도 평탄화하고, 세정하고, 열처리하는 공정을 마친 웨이퍼를 양면을 폴리싱하되, 일면은 전 공정에서 발생된 미소한 결정 결함들이 전부 깎여 나가게 하고, 다른 면은 미소한 결정 결함들이 일부 남아 있게 하는 폴리싱 공정을 포함하는 단결정 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리싱 공정에서 웨이퍼의 일측 면은 결정 결함이 완전히 없어지는 정도까지 연마하고, 다른 면은 표면에서부터 약 1-3 마이크로미터 깊이 영역에까지 결정 결함이 존재하도록 하는 것이 특징인 실리콘 웨이퍼 제조 방법.
  3. 반도체 소자들이 형성되는 전면과 그 반대면인 배면을 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼에 있어서,
    웨이퍼 절단 공정과 그라인딩 공정에서 발생되는 미소한 결정 결함들이 웨이퍼 배면에 일부분 남아 있어서, 이 결함들이 반도체 소자 형성 공정에서 불순물을 흡착하는 게터링 역할을 하게 하는 것이 특징인 단결정 실리콘 웨이퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 배면에 일부분 남아 있는 손상들은 표면으로부터 약 1-3 마이크로미터 정도의 깊이까지의 영역에 분포되어 있는 것이 특징인 단결정 실리콘 웨이퍼.
KR1020010049666A 2001-08-17 2001-08-17 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법 KR20030015769A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010049666A KR20030015769A (ko) 2001-08-17 2001-08-17 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010049666A KR20030015769A (ko) 2001-08-17 2001-08-17 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030015769A true KR20030015769A (ko) 2003-02-25

Family

ID=27719609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010049666A KR20030015769A (ko) 2001-08-17 2001-08-17 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030015769A (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143218A (ja) * 1987-11-28 1989-06-05 Toshiba Corp 半導体基板の加工方法
JPH04218921A (ja) * 1990-07-05 1992-08-10 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH06104229A (ja) * 1992-09-18 1994-04-15 Mitsubishi Materials Corp ウェーハの製造方法
WO2000036637A1 (en) * 1998-12-16 2000-06-22 Memc Electronic Materials, Inc. Method of processing semiconductor wafers to build in back surface damage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143218A (ja) * 1987-11-28 1989-06-05 Toshiba Corp 半導体基板の加工方法
JPH04218921A (ja) * 1990-07-05 1992-08-10 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH06104229A (ja) * 1992-09-18 1994-04-15 Mitsubishi Materials Corp ウェーハの製造方法
WO2000036637A1 (en) * 1998-12-16 2000-06-22 Memc Electronic Materials, Inc. Method of processing semiconductor wafers to build in back surface damage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100423752B1 (ko) 실리콘 반도체 웨이퍼 및 그 제조 방법
US4390392A (en) Method for removal of minute physical damage to silicon wafers by employing laser annealing
KR101499486B1 (ko) 반도체 기판의 제작 방법 및 반도체 장치의 제작 방법
JP2006156770A (ja) 直接接合ウェーハの製造方法及び直接接合ウェーハ
US7582540B2 (en) Method for manufacturing SOI wafer
US4878988A (en) Gettering process for semiconductor wafers
JP2003347176A (ja) 貼り合わせウェーハの製造方法
JPH0472735A (ja) 半導体ウエーハのゲッタリング方法
US7871904B2 (en) Wafer processing method for improving gettering capabilities of wafers made therefrom
JP5865057B2 (ja) 半導体基板の再生方法、及びｓｏｉ基板の作製方法
KR20030015769A (ko) 배면에 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법
JP6604294B2 (ja) シリコン接合ウェーハの製造方法
JP3787485B2 (ja) 薄板の加工方法
KR20030015770A (ko) 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법
KR20030030620A (ko) 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법
JPH09293845A (ja) Ｓｏｉウェ−ハおよびその製造方法
KR20030031616A (ko) 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그 제조방법
JP5584959B2 (ja) シリコンウェーハの製造方法
KR20030030712A (ko) 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법
KR20030032448A (ko) 게터링 수단을 가진 단결정 실리콘 웨이퍼 및 그제조방법
WO2013120867A1 (en) Method for forming a gettering layer
JP6834932B2 (ja) 貼り合わせウェーハ用の支持基板の製造方法および貼り合わせウェーハの製造方法
JPH1167777A (ja) 半導体ウェハの製造方法
JP2010199337A (ja) シリコンウェーハの製造方法
KR20030032701A (ko) 반도체 웨이퍼 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application