KR20080062013A - 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법은, 반도체 소자의 제조 과정 중 공정의 이상 유무를 주기적으로 점검하고 각각의 공정을 안정적으로 유지하는 역할을 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법으로서, 기판으로 사용될 SiC 웨이퍼와 공정 점검용으로 사용될 실리콘 웨이퍼를 마련하는 단계; 상기 SiC 웨이퍼 상에 실리콘 웨이퍼를 접합시키는 단계; 및 상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계;를 포함한다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법을 설명하기 위한 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼를 설명하기 위한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110,210 : SiC 웨이퍼 220,120 : 실리콘 웨이퍼
130 : 웨이퍼 230 : 테스트 및 모니터링용 웨이퍼
본 발명은 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용 횟수를 증가시켜 반도체 소자의 제조 단가를 절감할 수 있는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.
반도체의 소자를 제조하는 과정 중에서 테스트 및 모니터링용 웨이퍼가 사용 된다. 이러한 테스트 및 모니터링을 이한 웨이퍼는 반도체 제조 공정의 이상 유무를 주기적으로 점검하고 각각의 공정을 안정적으로 유지하는 역할을 한다.
일반적으로, 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼는 반도체 소자를 제조하는 데에 사용되는 프라임(Prime) 웨이퍼에 비해서 결정 결함 및 파티클(Particle)에 의한 오염 수준이 높은 것을 사용하고 있으며, 반도체 소자의 고집적화 및 고기능화 추세에 따라 반도체 소자를 제조하기 위해 수행되는 공정의 수는 점차 증가하게 되어 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용량 또한 증가하고 있다.
현재, 반도체 제조 공정에 사용되고 있는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼는 반도체 소자를 제조하는 데에 사용되는 프라임 웨이퍼와 동일한 방법으로 제조되고 있으며, 웨이퍼의 결정결함이 프라임 웨이퍼에 요구되는 수준보다 높거나 파티클에 의한 오염 수준이 높은 경우에, 웨이퍼의 등급을 강등시켜 테스트 및 모니터링용 웨이퍼로 제조되는 것이다.
즉, 테스트 및 모니터링용 웨이퍼는 외형적으로 반도체 소자를 제조하는 데에 사용되는 프라임 웨이퍼와 동일하다.
이러한 테스트 및 모니터링용 웨이퍼는 반도체 제조 공정 중에서 공정의 이상 유무를 점검하기 위한 공정 점검용으로 주기적으로 사용되는데, 공정 점검 중에 발생하는 열적 스트레스 및 오염으로 인해 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용 횟수가 제한되며, 이는 반도체 소자의 제조단가를 상승시키는 원인이 된다.
따라서, 본 발명은 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용 횟수를 증가시켜 반 도체 소자의 제조 단가를 절감할 수 있는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법은, 반도체 소자의 제조 과정 중 공정의 이상 유무를 주기적으로 점검하고 각각의 공정을 안정적으로 유지하는 역할을 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법으로서, 기판으로 사용될 SiC 웨이퍼와 공정 점검용으로 사용될 실리콘 웨이퍼를 마련하는 단계; 상기 SiC 웨이퍼 상에 실리콘 웨이퍼를 접합시키는 단계; 및 상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼는, 상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼가 접합되어질 면이 경면 연마된 후, 세정된 웨이퍼이다.
상기 실리콘 웨이퍼는 100∼200㎛의 두께를 갖는다.
상기 SiC 웨이퍼 상에 실리콘 웨이퍼를 접합시키는 단계는, 직접 접합법으로 20∼30℃의 온도에서 수행한다.
상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계는, 1200∼1500℃의 온도에서 수행한다.
상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계 후, 상기 접합 및 열처리시 실리콘 웨이퍼 표면에 잔류된 오염 물질이 제거되도록 경면 연마를 수행하는 단계; 및 상기 경면 연마가 수행된 실리콘 웨이퍼를 세정하는 단계;를 더 포함한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명은 반도체 제조 공정의 이상 유무를 주기적으로 점검하고 각각의 공정을 안정적으로 유지하는 역할을 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법에 있어서, 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼를 기판용 SiC 웨이퍼와 공정 점검용 실리콘 웨이퍼를 접합시켜 제조한다.
이렇게 하면, 공정 점검 중에 발생하는 열적 스트레스 및 오염으로 인해 더 이상 사용할 수 없게 된 실리콘 웨이퍼를 제거하고, 기판용 SiC 웨이퍼 상에 다시 새로운 실리콘 웨이퍼를 접합시켜 재사용할 수 있으므로 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용 횟수를 증가시켜 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제작비용을 획기적으로 낮출 수 있으며, 이를 통해, 반도체 소자의 제조단가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법을 설명하기 위한 모식도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판으로 사용될 SiC 웨이퍼(110)와 공정 점검용으로 사용될 실리콘 웨이퍼(120)를 마련한다. 상기 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120)는 웨이퍼간 직접 접합이 가능한 평탄도를 가지기 위해 접합되어질 면을 경면 연마(Mirror Polishing)한 다음에, 접합 결함을 최소화하기 위해 웨이퍼 표면의 오염을 제거하는 세정 공정이 수행된 웨이퍼이다.
이때, 상기 실리콘 웨이퍼(120)은 물리적으로 제작 가능한 최소한의 두께인 200㎛ 정도 미만, 바람직하게는, 100∼200㎛ 정도의 두께를 갖도록 하는데, 상기 실리콘 웨이퍼(120)를 얇게 제작하는 이유는 후속 접합 공정시 발생되는 보이드(Void)와 같은 접합 결함을 감소시킴과 아울러 상기 실리콘 웨이퍼(120)에 사용되는 실리콘의 양이 감소함에 따른 제조비용 절감을 위해서이다.
그 다음, 상기 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120)를 상기 실리콘 웨이퍼(120)가 상부에 위치하도록 접합시킨다. 상기 접합 공정은 기존의 웨이퍼 접합기(Wafer Bonder)를 이용하여 상온에서, 바람직하게는, 20∼30℃ 정도의 온도에서 직접 접합법으로 수행한다.
여기서, 상기 접합된 웨이퍼(130)는 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120)간의 접합면에서 약한 수소 결합(Hydrogen Bonding)으로 접합되어 있다.
계속해서, 상기 접합된 웨이퍼(130)에 대해 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120) 간의 접착력이 향상되도록 1200℃ 이상의 고온 어닐링(High Temperature Annealing), 바람직하게는, 1200∼1500℃ 정도의 온도에서 열처리를 수행한다.
이때, 상기 열처리 공정을 통해 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120)간 접합면에서의 수소 결합(Hydrogen Bond)이 공유 결합(Covalent Bond)으로 변형되면서, 상기 SiC 웨이퍼(110)와 실리콘 웨이퍼(120) 간의 접합력이 강화되는 것이다.
이어서, 상기 접합 및 열처리 공정시 웨이퍼 표면에 잔류된 오염 물질이 제거되도록 상기 접합된 웨이퍼(130)을 경면 연마한다. 상기 경면 연마를 통해 웨이퍼 표면의 평탄도가 개선되며, 접합된 웨이퍼(130)의 가장자리 부분을 라운드 형태로 만들 수 있다. 또한, 상기 경면 연마를 통해 접합된 웨이퍼(130)가 후속 공정 중에 받을 수 있는 물리적 스트레스 및 충격에 강한 특성을 갖게 된다.
그리고 나서, 상기 경면 연마가 수행된 접합된 웨이퍼(130)를 최종적으로 세정해서 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조를 완성한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 테스트 및 모니터링용 웨이퍼(230)는 기판용 SiC 웨이퍼(210)와 공정 점검용 실리콘 웨이퍼(220)가 접합된 형태이며, 상기 실리콘 웨이퍼(220)는 SiC 웨이퍼(210) 보다 얇은 두께를 갖는다.
이때, 상기 기판용 SiC 웨이퍼(210)는 공정 점검용 실리콘 웨이퍼(220)에 비해 고가의 소재이며, 열적 스트레스 및 충격을 잘 견딜 수 있는 특성을 갖기 때문에 재사용이 가능하다.
즉, 공정 점검 중에 발생하는 열적 스트레스 및 오염으로 인해 더 이상 사용할 수 없게 된 실리콘 웨이퍼(220)를 연삭(Grind) 공정으로 제거하고, 남아있는 SiC 웨이퍼(210) 상에 다시 새로운 실리콘 웨이퍼를 접합시키면 상기 SiC 웨이퍼(210)는 기판용으로 재사용이 가능하다.
여기서, 본 발명은 열적 스트레스 및 충격에 잘 견딜 수 있는 기판용 SiC 웨이퍼(210) 상에 공정 점검용 실리콘 웨이퍼(220)를 접합시켜 테스트 및 모니터링용 웨이퍼(230)를 제조함으로써, 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼(230)의 사용 횟수를 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제작비용을 획기적 으로 낮출 수 있으며, 이를 통해, 반도체 소자의 제조단가를 절감할 수 있다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼를 접합시켜 테스트 및 모니터링용 웨이퍼를 제조함으로써, 상기 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 사용 횟수를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해, 반도체 소자의 제조단가를 크게 절감할 수 있다.
Claims (6)
- 반도체 소자의 제조 과정 중 공정의 이상 유무를 주기적으로 점검하고 각각의 공정을 안정적으로 유지하는 역할을 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법으로서,기판으로 사용될 SiC 웨이퍼와 공정 점검용으로 사용될 실리콘 웨이퍼를 마련하는 단계;상기 SiC 웨이퍼 상에 실리콘 웨이퍼를 접합시키는 단계; 및상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼는, 상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼가 접합되어질 면이 경면 연마된 후, 세정된 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 실리콘 웨이퍼는 100∼200㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 SiC 웨이퍼 상에 실리콘 웨이퍼를 접합시키는 단계는,직접 접합법으로 20∼30℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계는, 1200∼1500℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 SiC 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼 간의 접착력이 향상되도록 열처리하는 단계 후,상기 접합 및 열처리시 실리콘 웨이퍼 표면에 잔류된 오염 물질이 제거되도록 경면 연마를 수행하는 단계; 및상기 경면 연마가 수행된 실리콘 웨이퍼를 세정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 및 모니터링용 웨이퍼의 제조방법.
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WO2012177936A1 (en) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Peregrine Semiconductor Corporation | Integrated circuits on ceramic wafers using layer transfer technology |
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2006
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WO2012177936A1 (en) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Peregrine Semiconductor Corporation | Integrated circuits on ceramic wafers using layer transfer technology |
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