KR20040046208A - method of recycling wafer and apparatus for polishing in thereof - Google Patents

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KR20040046208A KR1020020074047A KR20020074047A KR20040046208A KR 20040046208 A KR20040046208 A KR 20040046208A KR 1020020074047 A KR1020020074047 A KR 1020020074047A KR 20020074047 A KR20020074047 A KR 20020074047A KR 20040046208 A KR20040046208 A KR 20040046208A
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Abstract

PURPOSE: A substrate recycling method and a polishing apparatus applied to the same are provided to be capable of obtaining a recycled substrate having a rounded edge region. CONSTITUTION: A lapping or etching process is carried out on the upper surface of a substrate for removing a thin film containing a failure pattern(S110). A grinding process is carried out on the resultant structure for rounding the sharp tip formed at the edge region of the substrate due to the failure pattern removing process(S140). A polishing process is carried out on the edge region and the upper surface of the substrate for removing the scratches generated at the substrate(S150). Preferably, the thin film is made of one selected from a group consisting of conductive material, dielectric material, and insulation material.

Description

기판 재생 방법 및 이에 적용되는 폴리싱 장치{method of recycling wafer and apparatus for polishing in thereof}Substrate regeneration method and polishing apparatus applied thereto

본 발명은 기판의 재생 방법 및 이에 적용되는 폴리싱 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 발생되는 불량 기판을 연마하여 재생 기판을 형성하기 위한 기판의 재생 방법 및 상기 불량 기판을 폴리싱할 때 적용되는 폴리싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate regeneration method and a polishing apparatus applied thereto, and more particularly, to a substrate regeneration method for polishing a defective substrate generated in a semiconductor manufacturing process to form a regenerated substrate, and to polish the defective substrate. When the polishing apparatus is applied.

근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 소자도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 반도체 메모리 소자는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구됨에 따라 소자의 집적도, 신뢰성 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 장치의 제조 기술이 발전되어 왔다. 상기와 같이 장치의 고집적화 및 응답속도 등을 향상시키기 위한 반도체 장치의 제조 방법은 기판 상에 절연막 또는 도전막을 형성한 후 식각, 확산 등의 단위 공정을 반복적으로 수행함으로서 형성할 수 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor memory devices are also rapidly developing. In terms of its function, as semiconductor memory devices are required to operate at a high speed and have a large storage capacity, semiconductor device manufacturing techniques have been developed to improve the degree of integration, reliability, and response speed of devices. As described above, a method of manufacturing a semiconductor device for improving integration and response speed of a device may be formed by repeatedly performing unit processes such as etching and diffusion after forming an insulating film or a conductive film on a substrate.

상기와 같이 반도체 장치를 형성하기 위해서 마련되는 기판, 즉 실리콘과 같은 반도체물질로 이루어진 웨이퍼가 필요하다. 상기 웨이퍼의 종류에는 여러 가지가 있는데 웨이퍼는 용도에 따라 크게 세 가지 즉 프라임 웨이퍼(prime wafer), 테스트 웨이퍼(Test wafer), 및 더미 웨이퍼(Dummy wafer)로 분류할 수 있다. 여기서, 프라임 웨이퍼는 실제의 반도체 장치를 형성하기 위해 미세 패턴들이 형성되는 웨이퍼를 말하고, 테스트 웨이퍼는 각각의 단위공정을 불량 또는 진행 상태를 모니터링 하는데 사용되는 웨이퍼를 말한다. 그리고, 더미 웨이퍼는 배치(batch) 타입으로 진행되는 단위공정 즉, 로(furnace)를 사용하는 확산공정 또는 챔버를 사용하는 식각 및 증착 공정등을 진행할 때 프라임 웨이퍼의 수가 배치 사이즈(batch size)보다 적을 경우 추가로 사용하는 웨이퍼를 말한다.As described above, a substrate provided to form a semiconductor device, that is, a wafer made of a semiconductor material such as silicon is required. There are various kinds of wafers. The wafers can be classified into three types, namely, a prime wafer, a test wafer, and a dummy wafer, depending on the purpose. Here, the prime wafer refers to a wafer on which fine patterns are formed to form an actual semiconductor device, and the test wafer refers to a wafer used to monitor a defect or progress of each unit process. In addition, when the dummy wafer is subjected to a batch process, that is, a diffusion process using a furnace or an etching and deposition process using a chamber, the number of prime wafers is larger than the batch size. If less, it refers to the wafer to be used additionally.

상기 반도체 제조 공정에서는 프라임 웨이퍼 상에 형성되는 패턴 및 금속배선에 원하지 않는 결과가 발생함으로 인해 불량 웨이퍼가 생성되는데 이렇게 생성된 불량 웨이퍼는 이후 반도체 장치의 제조 공정으로 넘어가지 않고, 분석장치의 분석 시편으로 사용되거나 폐기처분된다. 또한, 더미 웨이퍼 및 테스트 웨이퍼들도 1회 또는 수회에 걸쳐서 사용된 후 폐기처분된다. 이로 인해, 불량 웨이퍼들의 폐기처분은 제조 공정의 비용을 상승시키기는 문제점이 야기되었다. 이 때문에 반도체 장치의 제조 원가중 웨이퍼가 차지하는 비용을 보다 낮추기 위한 노력으로 상기 불량 웨이퍼들의 재활용하기 위한 웨이퍼 재생 방법이 미합중국 특허공보 제5,622,875호(Lawrense) 및 제5,855,735호에 개시되어 있다.In the semiconductor manufacturing process, a defective wafer is generated due to an undesirable result in the pattern and the metallization formed on the prime wafer. The defective wafer thus generated is not transferred to the manufacturing process of the semiconductor device, and analytical specimens of the analysis apparatus are used. Used or discarded. In addition, dummy wafers and test wafers are also discarded after being used once or several times. As a result, disposal of defective wafers has caused a problem of raising the cost of the manufacturing process. For this reason, wafer recycling methods for recycling the defective wafers in an effort to further lower the cost of the wafer in the manufacturing cost of the semiconductor device are disclosed in US Pat. Nos. 5,622,875 (Lawrense) and 5,855,735.

종래의 일반적인 기판의 재생 방법은 먼저 패턴의 불량이 발생한 외부 물질층을 제거할 수 있도록 먼저 기판의 상면을 래핑(lapping)한다.(S10) 이어서, 래핑된 기판의 상면을 식각액을 이용하여 식각한다.(S20) 이어서, 기판의 엣지영역 및 기판의 상면을 폴리싱한다(S30,S40) 그리고, 상기 폴리싱 공정에서 발생되는 파티클들을 제거하기 위해 상기 기판을 세정 및 표면상태를 검사(S50,S60)함으로서 불량이 발생한 웨이퍼를 반도체 장치 제조에 재사용 할 수 있도록 형성하는데 있다.In a conventional regeneration method of a conventional substrate, first, the upper surface of the substrate is wrapped to remove the external material layer in which the defect of the pattern occurs. (S10) Then, the upper surface of the wrapped substrate is etched using an etchant. (S20) Then, the edge region of the substrate and the upper surface of the substrate are polished (S30, S40), and the substrate is cleaned and inspected (S50, S60) to remove particles generated in the polishing process. The defective wafer is formed to be reused in the manufacture of semiconductor devices.

그러나 상기와 같은 방법으로 형성되는 재생 기판은 엣지 영역과 기판의 상면이 만나는 면에 날카로운 팁이 형성되어 있기 때문에 이후 제조공정의 열적 스트레스로 인해 상기 날카로운 팁을 갖는 엣지 영역에서 파티클이 발생하게 된다. 그리고, 이렇게 생성되는 파티클은 상기 반도체 장치의 제조 공정에서 불량을 초래하여 반도체 장치의 수율 감소 및 제조 비용의 증가를 초래한다.However, since the sharp tip is formed on the surface where the edge region and the upper surface of the substrate meet, the recycled substrate formed as described above generates particles in the edge region having the sharp tip due to thermal stress of the manufacturing process. In addition, the particles thus produced cause defects in the manufacturing process of the semiconductor device, resulting in a decrease in yield of the semiconductor device and an increase in manufacturing cost.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 불량 기판을 재활용하기 위한 공정에서 기판의 엣지 영역이 라운딩된 재생 기판을 형성하기 위한 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a method for forming a recycled substrate having rounded edge regions of a substrate in a process for recycling a defective substrate.

본 발명의 제2 목적은 불량 웨이퍼를 재활용하기 위해 공정에서 기판의 엣지 영역이 라운딩되게 폴리싱하기 위해 적용되는 폴리싱 장치를 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a polishing apparatus which is applied to polish the edge area of a substrate to be rounded in a process for recycling a defective wafer.

도 1은 종래의 재생 기판의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.1 is a process flow chart for explaining a conventional method for forming a recycled substrate.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 재생 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.2 is a process flowchart illustrating a regeneration method of a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 방법으로 형성되는 재생 기판의 형상을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating the shape of a recycled substrate formed by the method shown in FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 재생하는데 적용되는 폴리싱 장치를 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining a polishing apparatus applied to regenerating a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판을 재생하는데 적용되는 폴리싱 장치를 설명하기 위한 도이다.5 is a view for explaining a polishing apparatus applied to regenerating a substrate according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing

50 : 실리콘 기판60 : 박막50: silicon substrate 60: thin film

100 : 폴리싱 장치110 : 원통형 롤러100: polishing apparatus 110: cylindrical roller

120 : 제1연마부130 : 제2연마부120: first polishing unit 130: second polishing unit

140a : 제1폴리싱 패드140b : 제2폴리싱 패드140a: first polishing pad 140b: second polishing pad

200 : 지지부200: support

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은 불량 패턴을 포함하는 박막이 형성되어 있는 기판의 상면을 래핑(lapping) 또는 식각(Etching)함으로서 상기 불량 패턴이 포함되어 있는 박막을 제거하는 단계; 상기 불량 패턴을 포함하는 박막을 제거됨으로 인해 상기 기판의 엣지 영역에 형성된 날카로운 팁을 라운딩되도록 그라인딩하는 단계; 및 상기 기판의 엣지 영역 및 기판의 상면에 형성된 스크레치를 제거하기 위해 상기 기판의 엣지 영역 및 기판의 상면을 폴리싱하는 방법을 포함하는 재생 기판의 형성 방법을 제공하는데 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of removing the thin film including the defective pattern by lapping or etching the upper surface of the substrate on which the thin film including the defective pattern is formed; Grinding the sharp tip formed in the edge region of the substrate as the thin film including the defective pattern is removed; And a method of polishing an edge region of the substrate and an upper surface of the substrate to remove scratches formed on the edge region of the substrate and the upper surface of the substrate.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판의 특정 영역과 접촉하기 위한 플레이트와 상기 플레이트의 일측면에 부착되고, 상기 기판의 손상 없이 상기 기판의 엣지 영역에 형성된 날카로운 팁이 라운딩되도록 폴리싱하기 위해 소프트한재질을 갖는 제1연마부와 하드한 재질을 갖는 제2연마부로 구성되어 있는 폴리싱 패드를 포함하는 폴리싱 장치를 제공하는데 있다.The present invention for achieving the second object is attached to one side of the plate and a plate for contacting a specific area of the substrate, and polished so that the sharp tip formed in the edge region of the substrate rounded without damaging the substrate The present invention provides a polishing apparatus including a polishing pad including a first polishing portion having a soft material and a second polishing portion having a hard material.

따라서, 본 발명의 방법에 의해 형성되는 재생 기판은 이후 반도체 제조 공정에 적용될 때 파티클이 발생하지 않기 때문에 반도체 장치를 제조하는데 적용되는 출발 기판으로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정의 프로세스를 모니터링하는 기판으로도 사용할 수 있다. 따라서 상기와 같이 파티클이 발생하는 않는 불량 기판을 재활용함으로 인해 반도체 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.Therefore, the recycled substrate formed by the method of the present invention can be recycled to the starting substrate applied to manufacture the semiconductor device because the particles are not generated when it is subsequently applied to the semiconductor manufacturing process, as well as the substrate to monitor the process of the manufacturing process. Can also be used as Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced by recycling the defective substrate in which particles are not generated as described above.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 기판의 재생 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a regeneration method of a substrate will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 재생 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이고, 도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 방법으로 형성되는 재생 기판의 형상을 설명하기 위한 단면도들이다.2 is a flowchart illustrating a method of regenerating a substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a shape of a regenerated substrate formed by the method illustrated in FIG. 2.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 먼저 불량 패턴을 포함하고 있는 적어도 1개의 박막(60)이 적층되어 있는 실리콘 기판(50), 상기 실리콘 기판(50)의 표면상에 적층된 박막(60)의 종류에 따라 상기 기판들을 분류한다(S100). 예를 들면, 실리콘 기판의 표면에 실리콘 산화막이 형성된 기판과, 실리콘 질화막이 형성된 기판은 서로 다른 종류의 기판으로 분류한다.2 and 3A, first, a silicon substrate 50 having at least one thin film 60 including a defective pattern stacked thereon, and a thin film 60 stacked on a surface of the silicon substrate 50. The substrates are classified according to a type (S100). For example, a substrate on which a silicon oxide film is formed on a surface of a silicon substrate and a substrate on which a silicon nitride film is formed are classified into different kinds of substrates.

이어서, 박막의 종류에 따라 분류된 기판들에 형성된 박막(60)의 일부분을 제거하기 위한 래핑(lapping)공정 또는 연삭(grinding)공정을 실시함으로서 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 불량패턴을 포함하는 박막(60)을 제거한다(S110) 이때상기 래핑 및 연삭 공정으로 인해 상기 기판의 엣지 영역에는 날카로운 팁(A)이 형성된다.Subsequently, a lapping process or a grinding process for removing a portion of the thin film 60 formed on the substrates classified according to the types of thin films may be performed to include the defective pattern as illustrated in FIG. 3B. The thin film 60 is removed (S110). At this time, a sharp tip A is formed in the edge region of the substrate due to the lapping and grinding process.

상기 본 발명의 일 실시예로 적용되는 상기 래핑 및 연삭 공정은 주로 실리콘 기판 상에 형성된 수십 ㎛ 정도의 두꺼운 박막을 제거하기 위한 경우 및 실리콘 기판 상에 다수개의 박막 및 미세패턴을 형성하는 공정에서 불량이 발생하는 경우에 주로 적용된다. 그러나, 상기 래핑 및 연삭 공정은 하나의 단위공정 또는 반도체소자를 제조하기 위해 초기의 공정 단계에서 불량이 발생한 경우 실리콘 기판(50) 상에 형성된 박막의 두께가 수 ㎛에 불과하므로 상기 래핑 및 연삭 공정을 생략할 수 있다.The lapping and grinding process applied in one embodiment of the present invention is mainly for removing thick films of several tens of micrometers formed on a silicon substrate and in the process of forming a plurality of thin films and fine patterns on the silicon substrate. It is mainly applied when this occurs. However, the lapping and grinding process is a lapping and grinding process because the thickness of the thin film formed on the silicon substrate 50 is only a few μm when a defect occurs in an initial process step to manufacture a unit process or a semiconductor device Can be omitted.

이어서, 도 2에는 도시하지 않았지만 공정의 편의를 위해 상기 래핑 공정이 완료된 기판 또는 박막에 따른 분류작업이 완료된 기판의 소정영역에 각각의 기판을 구분하기 위한 식별기호를 형성하는 라벨링 공정을 더 실시할 수 있다. 상기 라벨링 공정은 레이저를 이용하여 식별기호를 형성하는 방법이 널리 사용된다.Subsequently, although not shown in FIG. 2, a labeling process for forming an identification symbol for classifying the respective substrates may be further performed in a predetermined region of the substrate on which the lapping process is completed or the classification process according to the thin film, for convenience of the process. Can be. In the labeling process, a method of forming an identification symbol using a laser is widely used.

이어서, 상기 래핑 및 연삭 공정이 완료된 후 잔류된 물질층의 불량 패턴 및 불순물들을 완전히 제거되지 않았다면, 식각공정을 더 수행한다.(S120) 상기 식각 공정은 단일단계 또는 다단계 공정으로 수행되어지며, 이 공정은 상기 기판의 1종 이상의 알칼리 또는 산을 포함하는 식각액을 사용하는 방법과 중성분자 또는 이온으로부터의 공격에 의한 플라즈마 에칭방법을 사용한다. 여기서, 기판의 종류에 따라 래핑 공정 및 식각공정을 선택적으로 수행할 수 있다.Subsequently, if the defective pattern and impurities of the remaining material layer are not completely removed after the lapping and grinding process is completed, the etching process is further performed. (S120) The etching process is performed in a single step or a multi-step process. The process uses a method of using an etchant containing at least one alkali or acid of the substrate and a plasma etching method by attack from heavy molecules or ions. Here, the lapping process and the etching process may be selectively performed according to the type of the substrate.

이때 상기 식각 공정에 사용되는 식각액은 기판 표면에 잔존하는 박막의 종류에 따라 정해진다. 예를 들면, 박막이 실리콘 산화막일 경우에는 불산(HF) 용액 또는 완충산화막 식각용액(buffered oxide etchant;BOE)을 사용하여 제거하고, 박막이 실리콘 질화막인 경우에는 인산(H3PO4) 용액을 사용하여 제거한다. 특히, 식각 공정은 상기 래핑 공정에 의해 완전히 제거되지 않는 손상 패턴 및 오염을 포함하는 박막을 모두 제거하기 위하여 최종 식각단계에서 약 5 내지 10㎛ 두께의 단결정을 실리콘 기판에서 제거하는 것이 바람직하다.At this time, the etching liquid used in the etching process is determined according to the type of thin film remaining on the substrate surface. For example, when the thin film is a silicon oxide film, it is removed using a hydrofluoric acid (HF) solution or a buffered oxide etchant (BOE), and when the thin film is a silicon nitride film, a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution is removed. To remove. In particular, the etching process preferably removes about 5 to 10 μm thick single crystals from the silicon substrate in the final etching step in order to remove all of the thin films including damage patterns and contamination that are not completely removed by the lapping process.

이와 같이 식각공정을 완료하고 나면, 실리콘 기판(50)의 표면이 완전히 노출되었는지 확인하는 작업을 수행한다.(S130). 실리콘 기판 표면의 노출상태를 확인하는 방법으로는 실리콘 기판(50) 표면을 육안으로 검사하는 방법 및 실리콘 기판을 탈 이온수에 담군 후 꺼내어 실리콘 기판 표면에 탈 이온수가 잔류하는지의 여부를 검사하는 방법 등이 있다. 상기와 같은 원리는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등이 친수성이 매우 강하기 때문에 탈 이온수가 실리콘 기판의 표면에 잔류하는 것을 보고 알 수 있다. 그리고 상기한 육안으로 검사하는 방법은 막층의 두께에 따라 고유의 색깔을 보이는 특성을 이용하는 방법으로서 특히 실리콘 산화막의 경우에 유용한 방법이다.After the etching process is completed as described above, the operation of checking whether the surface of the silicon substrate 50 is completely exposed is performed. As a method of confirming the exposed state of the surface of the silicon substrate, a method of visually inspecting the surface of the silicon substrate 50 and a method of inspecting whether deionized water remains on the surface of the silicon substrate after dipping the silicon substrate into deionized water and the like There is this. The above principle can be seen from the fact that the deionized water remains on the surface of the silicon substrate because the silicon oxide film or the silicon nitride film is very hydrophilic. In addition, the above-mentioned visual inspection is a method of using a characteristic showing an inherent color according to the thickness of the film layer, which is particularly useful in the case of silicon oxide film.

이때, 상술한 방법에 의해 실리콘 기판(50)의 표면상태를 확인한 결과 실리콘 기판의 표면이 완전히 노출되지 않은 경우에는 실리콘 기판(50)의 표면에 잔존하는 박막의 종류에 따라 기판을 다시 분류하고, 식각공정을 및 기판의 표면상태 확인 공정을 재실시 해야 한다.At this time, as a result of confirming the surface state of the silicon substrate 50 by the above-described method, if the surface of the silicon substrate is not completely exposed, the substrate is classified again according to the type of thin film remaining on the surface of the silicon substrate 50, The etching process and the surface condition checking of the substrate must be performed again.

이어서, 불량 패턴이 포함되어 있는 박막(60)이 제거된 후 실리콘 기판(50)의 엣지 영역에 형성되어 있는 날카로운 팁이 라운딩되도록 상기 엣지 영역을 그라인딩하는 공정을 수행한다.(S140) 이때, 상기 엣지 영역에 형성된 날카로운 팁(A)을 라운딩되도록 그라인딩하기 위해서는 연삭기의 연삭휠을 약 45 내지 60°틸트시켜 엣지영역을 그라인딩 해야한다. 이는 연삭휠의 연삭각도(θ)가 45°미만이면, 상기 기판의 엣지영역 뿐만 아니라 실리콘 기판(50)의 표면까지 연마하여 상기 실리콘 기판에 불량을 초래할 수 있고, 60°이상이면 엣지 영역이 라운딩되지 않기 때문이다.Subsequently, after the thin film 60 including the defective pattern is removed, the process of grinding the edge region so that the sharp tip formed in the edge region of the silicon substrate 50 is rounded is performed (S140). In order to round the sharp tip A formed at the edge region, the grinding wheel of the grinding machine must be tilted by about 45 to 60 degrees to grind the edge region. If the grinding angle θ of the grinding wheel is less than 45 °, it may cause not only the edge region of the substrate but also the surface of the silicon substrate 50 to cause defects in the silicon substrate. Because it is not.

그리고, 상기 그라인딩 공정에서 사용하는 연삭휠 대신 하기 도 4 및 도 5에 도시된 폴리싱 장치를 적용하여 기판의 엣지 영역을 연마하는 것도 가능하다.In addition, instead of the grinding wheel used in the grinding process, it is also possible to apply the polishing apparatus shown in FIGS. 4 and 5 to polish the edge region of the substrate.

여기서, 상기 엣지 영역에 그라인딩 공정을 수행하는 이유는 상기 래핑 또는 식각 공정에 의해 실리콘 기판(50)의 표면상에 존재한 박막이 제거됨에 따라 상기 엣지 영역과 실리콘 기판(50)의 상면이 만나는 점에서 날카로운 팁(A)이 형성된다. 이로 인해 상기 날카로운 팁(A)을 갖는 실리콘 기판(50)은 반도체 장치를 형성하기 위한 어닐링 공정 및 증착공정에 열적 스트레스를 받아 상기 팁의 강도는 매우 취약해져 이후 공정에서 많은 파티클이 발생하기 때문이다. 즉 반도체 장치의 오염을 발생시켜 장치의 불량을 초래할 수 있기 때문에 상기 실리콘 기판을 재생하여 다시 사용하기 전에 엣지 영역의 날카로운 팁(A)을 미리 제거하는데 있다.The reason for performing the grinding process on the edge region is that the edge region and the upper surface of the silicon substrate 50 meet as the thin film existing on the surface of the silicon substrate 50 is removed by the lapping or etching process. At the sharp tip A is formed. As a result, the silicon substrate 50 having the sharp tip A is subjected to thermal stress during annealing and deposition processes for forming a semiconductor device, and thus the strength of the tip is very weak and many particles are generated in a subsequent process. . In other words, since the semiconductor device may be contaminated to cause a defect of the device, the sharp tip A of the edge region is removed before the silicon substrate is regenerated and reused.

이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이 엣지 영역에 날카로운 팁이 형성되지 않도록 그라인딩된 실리콘 기판(50b)을 형성한 이후 미립자 연마물질을 매입시킨 연마포 또는 무기 마모물질의 현탁액 또는 콜로이드를 함유한 수용성 마모제를 함유한 연마포를 사용하여 상기 엣지 영역의 거친면(스크레치)을 미세하게 연마 되도록 제1폴리싱 공정을 더 수행한다.(S150)Subsequently, as shown in FIG. 3C, a water-soluble wear containing a colloidal suspension or colloid of an abrasive cloth or an inorganic abrasive material in which a particulate abrasive material is embedded after forming the ground silicon substrate 50b so that a sharp tip is not formed in the edge region. The first polishing process is further performed to finely polish the rough surface (scratch) of the edge region by using the abrasive cloth containing the agent. (S150)

이어서, 엣지 영역이 연마된 실리콘 기판(50b)의 표면에 존재하는 스크래치 및 기판의 하부 영역을 제거하기 위해 제2폴리싱 공정을 수행한다.(S160). 이때, 상기 폴리싱 공정으로는 화학적 기계연마(chemical mechanical polishing;CMP) 공정을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 실리콘 기판(50b)의 표면을 연마하는 깊이는 폴리싱 하고자 하는 실리콘 기판(50b)의 표면에 형성된 불순물의 종류에 따라 선택적으로 조절할 수 있다.Subsequently, a second polishing process is performed to remove the scratches and the lower region of the substrate, which are present on the surface of the polished silicon substrate 50b. In this case, it is preferable to use a chemical mechanical polishing (CMP) process as the polishing process. The depth of polishing the surface of the silicon substrate 50b may be selectively adjusted according to the type of impurities formed on the surface of the silicon substrate 50b to be polished.

이어서, 상기 폴리싱 공정이 완료된 후 실리콘 기판(50b)의 표면에 잔류하는 이물질 및 파티클을 제거하기 위한 세정공정을 수행한다.(S170)Subsequently, after the polishing process is completed, a cleaning process for removing foreign substances and particles remaining on the surface of the silicon substrate 50b is performed.

세정공정은 화학용액을 사용하는 화학적 세정 단계 및 브러쉬를 사용하는 물리적 세정 단계로 이루어진다. 여기서, 화학적 세정단계는 유기오염물질을 제거하는 능력이 우수한 수산화암모니움(NH4OH) 용액을 함유하는 제1화학용액 및 무기오염물질을 제거하는 능력이 우수한 염산(HCl) 용액을 함유하는 제2화학용액을 사용하여 실시할 수 있다. 상기 물리적 세정단계는 상기 화학적 세정단계를 거친 실리콘 기판(50b)의 표면에 잔존하는 파티클을 제거하기 위한 세정단계로서, 실리콘 기판의 표면에 탈 이온수를 공급함과 아울러 실리콘 기판(50b)의 앞면 및 뒷면을 각각 서로 다른 브러쉬로 동시에 문지르면서 세정한다.The cleaning process consists of a chemical cleaning step using a chemical solution and a physical cleaning step using a brush. Here, the chemical cleaning step includes a first chemical solution containing ammonium hydroxide (NH 4 OH) solution having excellent ability to remove organic pollutants and a hydrochloric acid (HCl) solution having excellent ability to remove inorganic pollutants. 2 Can be carried out using a chemical solution. The physical cleaning step is a cleaning step for removing particles remaining on the surface of the silicon substrate 50b that has been subjected to the chemical cleaning step. The deionized water is supplied to the surface of the silicon substrate 50b and the front and rear surfaces of the silicon substrate 50b. Clean by scrubbing with different brushes at the same time.

이어서, 세정 공정이 완료된 실리콘 기판(50b)의 상태 및 두께를 측정하기 위한 기판 검사공정을 수행한다.(S180). 상기 실리콘 기판의 두께를 측정할 때 각각의 실리콘 기판(50b)에 대한 변형정도, 예컨대 두께의 균일도, 휨 정도, 및 평균 두께 등을 함께 측정한다. 여기서, 상기 실리콘 기판(50b)의 두께 및 변형정도가 원하는 범위의 값을 보이는 경우에는 실리콘 기판(50b)의 오염도(파티클 수 및 금속원자에 의한 오염도 등)를 더 검사할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 검사에 의해 실리콘 기판(50b)의 오염도가 일정 범위 내의 값을 보이면, 테스트 웨이퍼, 더미 웨이퍼 또는 프라임 웨이퍼로 재활용할 수 있다.Subsequently, a substrate inspection process for measuring the state and thickness of the silicon substrate 50b in which the cleaning process is completed is performed (S180). When measuring the thickness of the silicon substrate, the degree of deformation of each silicon substrate 50b, for example, the uniformity of the thickness, the degree of warpage, the average thickness, and the like are measured together. In this case, when the thickness and the degree of deformation of the silicon substrate 50b show a value within a desired range, the contamination degree (such as particle number and contamination by metal atoms) of the silicon substrate 50b may be further examined. Therefore, when the contamination degree of the silicon substrate 50b shows a value within a predetermined range by the above inspection, it can be recycled into a test wafer, a dummy wafer or a prime wafer.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 재생하는데 적용되는 폴리싱 장치를 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining a polishing apparatus applied to regenerating a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1폴리싱 장치(100a)는 연마 플레이트에 해당하는 원통형 롤러(110) 및 소프트한 재질의 제1연마부(120)와 하드한 재질의 제2연마부(130)로 이루어진 제1폴리싱 패드(140a)를 포함하고 있다. 상기 기판과 접촉을 하는 원통형 롤러(110)의 측면에는 제1폴리싱패드(140a)가 부착되어 있는데 상기 제1폴리싱 패드(140a)는 하드한 재질의 연마포로 이루어진 제2연마부(130)와 소프트한 재질의 연마포로 이루어진 제1연마부(120)가 적층된 구조를 갖고 있다. 즉, 상기 제1폴리싱 패드(140a)에서는 상기 원통형 롤러(110)와 면접되는 부위에는 제2연마부(130)가 위치해 있고, 상기 기판과 접촉되는 부위에는 제1연마부(120)가 위치해 있다. 이와 같은 구조를 갖는 제1폴리싱 패드(140a)는 소프트한 재질을 갖는 연마포의 일측부에 상기 기판을 마모시킬 수 있는 물질을 코팅시킴으로서 형성할 수 있다.As shown in FIG. 4, the first polishing apparatus 100a of the present invention includes a cylindrical roller 110 corresponding to a polishing plate, a first polishing portion 120 of a soft material, and a second polishing portion of a hard material ( And a first polishing pad 140a made of 130. A first polishing pad 140a is attached to a side surface of the cylindrical roller 110 in contact with the substrate, and the first polishing pad 140a is formed of a hard polishing cloth with a second polishing portion 130 and soft material. The first polishing part 120 made of a polishing cloth of a material is laminated. That is, in the first polishing pad 140a, a second polishing portion 130 is positioned at a portion that is in contact with the cylindrical roller 110, and a first polishing portion 120 is positioned at a portion in contact with the substrate. . The first polishing pad 140a having such a structure may be formed by coating a material that may wear the substrate on one side of the polishing cloth having a soft material.

상기와 같은 구성을 갖는 제1폴리싱 패드(140a)가 포함하는 제1폴리싱 장치(100a)를 약 45 내지 60°각도로 틸트시켜 상기 지지부(200)에 놓여진 기판(W)의 엣지 영역을 폴리싱할 때 날카로운 팁을 갖는 기판의 엣지 영역은 하드한 연마포로 이루어진 제2연마부(130)에 접촉하여 보다 빨리 연마될 수 있고, 그 이외에 영역은 소프트한 연마포로 이루어진 제1연마부(120)에 접촉하여 부드럽게 연마된다. 이로 인해 상기 기판의 엣지 영역은 라운딩된 형상을 갖는다.Tilt the first polishing apparatus 100a included in the first polishing pad 140a having the above configuration at an angle of about 45 to 60 ° to polish the edge region of the substrate W placed on the support 200. When the edge region of the substrate having a sharp tip is in contact with the second polishing portion 130 made of a hard polishing cloth can be polished faster, the area is in contact with the first polishing portion 120 made of a soft polishing cloth Are gently polished. As a result, the edge region of the substrate has a rounded shape.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판을 재생하는데 적용되는 폴리싱 장치를 설명하기 위한 도이다.5 is a view for explaining a polishing apparatus applied to regenerating a substrate according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2폴리싱 장치(100b)는 원통형 롤러(110) 및 소프트한 재질의 제1연마부(120)와 하드한 재질의 제2연마부(130)로 이루어진 제2폴리싱 패드(140b)를 포함하고 있다. 상기 기판(W)과 접촉을 하는 원통형 롤러(110)의 측면에 위치한 제2폴리싱 패드(140b) 소프트한 재질의 연마포로 이루어진 제1연마부(120) 및 하드한 재질의 연마포로 이루어진 제2연마부가 일정한 크기를 갖고, 상기 원통형 롤러 측면에서 서로 반복적으로 배치되어 있다. 즉, 상기 원통형 롤러(110)의 측면에 부착되는 제2폴리싱 패드(140b)는 제1연마부(120), 제2연마부(130), 제1연마부(120), 제2연마부(130)등의 순서로 반복적으로 배치되어 있는 형상을 갖는다.As shown in FIG. 5, the second polishing apparatus 100b of the present invention includes a cylindrical roller 110, a first polishing part 120 made of soft material, and a second polishing part 130 made of hard material. And two polishing pads 140b. The second polishing pad 140b positioned on the side of the cylindrical roller 110 in contact with the substrate W. The first polishing portion 120 made of a soft cloth and the second polishing made of a hard cloth. The portions have a constant size and are arranged repeatedly from each other on the cylindrical roller side. That is, the second polishing pad 140b attached to the side surface of the cylindrical roller 110 may include a first polishing unit 120, a second polishing unit 130, a first polishing unit 120, and a second polishing unit ( 130) is repeatedly arranged in order.

따라서, 상기와 같은 구조를 갖는 제2폴리싱 패드(140b)를 포함하는 제2폴리싱 장치(100b)를 약 45 내지 60°각도로 틸트시켜 상기 지지부(200)에 놓여진기판(W)의 엣지 영역을 폴리싱 할 때 날카로운 팁을 갖는 기판의 엣지 영역에는 제1연마부(120)와 제2연마부(130)가 순차적으로 접촉하게됨으로 상기 기판의 엣지 영역을 안정적이면서 보다 빨리 연마할 수 있다.Therefore, the second polishing apparatus 100b including the second polishing pad 140b having the above structure is tilted at an angle of about 45 to 60 ° so that the edge region of the substrate W placed on the support part 200 is opened. When polishing, the edge region of the substrate having a sharp tip is sequentially contacted with the first polishing portion 120 and the second polishing portion 130, thereby making it possible to stably and quickly polish the edge region of the substrate.

본 발명에 의하면, 기판을 재생하기 위한 공정 중에서 기판의 엣지 영역에서 발생되는 날카로운 팁을 제거함으로서 엣지 영역이 라운딩된 재생 기판을 형성하는데 있다. 상기 엣지 영역이 라운된 재생 기판은 이후 반도체 제조 공정에 적용될 때 상기 기판의 엣지 영역에서 파티클이 발생되지 않아 반도체 제조 공정의 프로세스를 모니터링하는 웨이퍼로 사용할 수 있다. 따라서 상기와 같이 불량 기판을 재활용할 수 있어 반도체 장치의 수율증가 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, in the process for regenerating the substrate, a sharp tip generated in the edge region of the substrate is removed to form a regenerated substrate having a rounded edge region. The recycled substrate having the edge region rounded thereafter may be used as a wafer for monitoring a process of the semiconductor manufacturing process because particles are not generated in the edge region of the substrate when applied to the semiconductor manufacturing process. Therefore, the defective substrate can be recycled as described above, thereby increasing the yield and manufacturing cost of the semiconductor device.

또한, 본 발명의 하드한 연마부 및 소프트한 연마부를 포함하는 폴리싱 부재를 사용하여 상기 기판의 엣지 영역을 폴리싱하면, 상기 기판의 엣지 영역에 형성되어 있는 날카로운 팁 갖는 기판을 기판의 손상 없이 보다 라운딩하게 폴리싱할 수 있다.In addition, when polishing the edge region of the substrate using a polishing member including the hard polishing portion and the soft polishing portion of the present invention, the substrate having the sharp tip formed on the edge region of the substrate is more rounded without damaging the substrate. Can be polished.

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.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (10)

(a) 불량 패턴을 포함하는 박막이 형성되어 있는 기판의 상면을 래핑(lapping) 또는 식각(Etching)함으로서 상기 불량 패턴이 포함되어 있는 박막을 제거하는 단계;(a) removing the thin film including the defective pattern by lapping or etching the upper surface of the substrate on which the thin film including the defective pattern is formed; (b) 상기 불량 패턴을 포함하는 박막을 제거함으로 인해 상기 기판의 엣지 영역에 형성된 날카로운 팁을 라운딩되도록 그라인딩하는 단계; 및(b) grinding the sharp tip formed in the edge region of the substrate to round by removing the thin film including the defective pattern; And (c) 상기 기판의 엣지 영역 및 기판의 상면에 형성된 스크레치를 제거하기 위해 상기 기판의 엣지 영역 및 기판의 상면을 폴리싱하는 단계를 포함하는 기판의 재생 방법.(c) polishing an edge region of the substrate and an upper surface of the substrate to remove scratches formed on the edge region of the substrate and the upper surface of the substrate. 제1항에 있어서, 상기 박막은 반도체 장치에 사용되는 도전물질, 유전물질 및 절연물질들로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 기판의 재생 방법.The method of claim 1, wherein the thin film is formed of at least one material selected from the group consisting of a conductive material, a dielectric material, and an insulating material used in a semiconductor device. 제1항에 있어서, 상기 엣지 영역의 그라인딩 및 폴리싱 각도는 45 내지 60°인 것을 특징으로 하는 기판의 재생 방법.The method of claim 1, wherein the grinding and polishing angle of the edge region is 45 to 60 degrees. 제1항에 있어서, 상기 폴리싱 공정은 소프트한 재질을 갖는 제1연마포와 하드한 재질을 갖는 제2연마포를 포함하는 폴리싱 패드를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판의 재생 방법.The method of claim 1, wherein the polishing process comprises using a polishing pad including a first abrasive cloth having a soft material and a second abrasive cloth having a hard material. 제1항에 있어서, (c)단계 이후 상기 기판에 존재하는 불순물을 제거하는 세정공정 및 상기 기판의 상태를 검사하는 검사공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 기판의 재생 방법.The method of claim 1, further comprising, after step (c), a cleaning process for removing impurities present in the substrate and an inspection process for inspecting the state of the substrate. 기판의 특정 영역과 접촉하기 위한 플레이트; 및A plate for contacting a particular area of the substrate; And 상기 플레이트의 일측면에 부착되고, 상기 기판의 손상 없이 상기 기판의 엣지영역에 형성된 날카로운 팁이 라운딩되도록 폴리싱하기 위해 소프트한 재질을 갖는 제1연마부와 하드한 재질을 갖는 제2연마부로 구성되어 있는 폴리싱 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.It is attached to one side of the plate, and consists of a first polishing portion having a soft material and a second polishing portion having a hard material to polish so that the sharp tip formed in the edge region of the substrate is rounded without damaging the substrate. A polishing apparatus comprising a polishing pad. 제6항에 있어서, 상기 특정 영역은 기판의 엣지 영역인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.7. A polishing apparatus according to claim 6, wherein said specific region is an edge region of a substrate. 제6항에 있어서, 상기 플레이트는 원통형상을 갖는 롤러인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.7. A polishing apparatus according to claim 6, wherein said plate is a roller having a cylindrical shape. 제6항에 있어서, 상기 폴리싱 패드는 플레이트에 면접하는 제2연마부 상에 제1연마부가 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.7. The polishing apparatus according to claim 6, wherein the polishing pad has a structure in which a first polishing portion is stacked on a second polishing portion in contact with a plate. 제6항에 있어서, 상기 폴리싱 패드는 제1연마부 및 제2연마부가 플레이트의 상면에 면접되고, 서로 반복적으로 배치되어 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.7. The polishing apparatus according to claim 6, wherein the polishing pad has a structure in which the first polishing portion and the second polishing portion are interviewed on the upper surface of the plate and are repeatedly arranged with each other.
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