KR20080075508A - 반도체 웨이퍼의 평면연삭방법 및 제조방법 - Google Patents

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마사시 이치카와
토시아키 오타카
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 박판상으로 슬라이스 된 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하는 방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정 공정을 행하고, 이 세정공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법을 제공한다.
이것에 의해, 반도체 웨이퍼의 표면에 부착되어 있는 오염물, 예를 들면, Cu 등의 중금속을 효과적으로 저감할 수 있는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법 및 제조 방법이 제공된다.
웨이퍼, 평면 연삭, 세정, 중금속,

Description

반도체 웨이퍼의 평면연삭방법 및 제조방법{Method for Grinding Surface of Semiconductor Wafer and Method for Manufacturing Semiconductor Wafer}
본 발명은, 실리콘 등의 반도체 웨이퍼를 제조하는 공정에서 행해지는 평면연삭방법 및 이 평면연삭 방법을 이용한 반도체 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체 기판(웨이퍼)의 제조공정 중에 부착되는 중금속 오염물질을 효과적으로 저감하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에서는, 웨이퍼 자체에 중금속이나 웨이퍼 표면에 미립자의 오염물이 존재한 경우, 디바이스의 성능 특성에 악영향을 미치는 일이 있다.
반도체 디바이스에 이용되는 반도체 기판(웨이퍼)은, 주로 인상법(쵸크랄스키법, CZ법)으로 육성된 잉고트 블록을 경면(鏡面)상의 박판으로 가공하는 것으로 제조된다.
이 가공공정은 주로 잉고트 블록을 웨이퍼상으로 슬라이스 하는 슬라이스 공정과 이 슬라이스 된 웨이퍼의 외주부를 면취하는 면취공정과 이 면취된 웨이퍼를 랩핑 또는 평면연삭 등을 이용하여 평탄화하는 평탄화공정과 이 평탄화된 웨이퍼의 가공변형(歪)를 제거하기 위한 에칭공정과 이 에칭된 웨이퍼의 양면, 또는 한 면을 연마하는 연마공정으로 이루어진다.
또한, 열처리 공정이나 검사 공정, 각종 세정공정 등을 포함한다.
반도체 기판의 세정(洗淨)이나 열 산화공정의 전(前) 세정, CVD 공정의 전 세정, 또는 인그라스 제거 등에 있어서의 반도체 웨이퍼의 세정에는, 종래부터 (1) NH4OH＋H2O2＋H2O 혼합액침지처리(1:1:5, 80℃, 10분 ), (2) 순수 린스, (3) HF＋H2O 침지 처리(HFl% 함유), (4) 순수 린스, (5)HCl＋H2O2＋H2O 혼합액침지처리(1：1：6, 80℃, 10분 ), (6) 순수 린스, (7) 건조까지를 연속하여 행하는 이른바 RCA 세정법(W.Kern et.al.: RCA Reveiw, 31, p.187, 1970)을 기본으로 하여, 각각의 처리액의 혼합 비율이나 침지시간, 가열 온도, 또한, 상기(1), (2) 및 (3)의 세정액에 의한 세정 처리의 순서를 바꿔 넣는 등, 공정에 맞춰 적당하게 선택하여 이용하는 세정 방법이 일반적이다.
여기서, (1) NH4OH＋H2O2＋H2O 혼합액을 이용한 세정(SC-1 세정)은 유기물 등의 이물 제거 및 중금속 제거 등에 효과가 있고, (3)HF＋H2O는 산화막의 제거와 동시에 기판 표면 상에 부착된 이물의 제거에 효과가 있고, 또한, (5) HCl＋H2O2＋H2O 혼합액을 이용한 세정(SC-2 세정)은 중금속 제거에 효과가 있다고 여겨지고 있다.
종래, 상기와 같은 세정은 반도체 기판(웨이퍼)의 제조공정 중에서도 후공정에 가까운 경면연마된 웨이퍼에 대해서 실시되어 왔다(예를 들면, 일본특개평 8－ 115894 호 공보 참조).
왜냐하면, RCA 세정은 공정도 길고, 최종적으로 경면 연마된 웨이퍼가 청정하면 되어, 가공도중의 웨이퍼에 적용하는 것이 실질상 무의미하다고 생각되고 있기 때문이다.
그리고, 가공도중에 있어서의 오염의 영향은, 일반적으로 그 후의 연마나 세정에 의해 적어진다.
또한. 오염물을 포획하기 위한 각종 게터링 기술에 의해 디바이스에 영향을 주지 않도록 하는 디바이스 제조가 되고 있다.
그러나, 근년, 연마 전, 특히 에칭 공정에서의 오염물의 영향도 중요하게 되고 있다. 에칭 공정에서는 표면이 활성인 상황이 되어 있고, 또한 이용하는 에천트 중에도 오염물질을 많이 포함하고 있기 때문에, 오염물이 웨이퍼 표면에 부착 및 내부로 확산할 가능성 등이 염려된다.
특히, 가공도중에 웨이퍼 표면이 중금속 오염되면, 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하거나, 또한 디바이스 프로세스의 저온화에 의한 게터링 능력 부족의 문제에 의해, 종래부터, 웨이퍼의 오염 레벨을 보다 낮게 하는 것이 필요하게 되어 왔다.
본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 웨이퍼에 부착되어 있는 오염물, 특히 중금속을 효과적으로 저감할 수 있는 반도체 웨이퍼의 평면연삭 방법 및 최종적으로 청정하고 고품질인 웨이퍼를 제조하는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 박판상으로 슬라이스 된 반도체 웨이퍼를 평면연삭하는 방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면연삭 하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고, 이 세정 공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면연삭 방법을 제공한다.
이와 같이, 반도체 웨이퍼를 평면연삭 하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하는 것으로, 웨이퍼에 부착된 중금속을 제거한 후에 평면연삭을 행할 수 있다. 따라서, 평면연삭과 같이 기계적 작용이 크고 발열하는 공정에 있어서, 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없어, 최종적으로 얻어지는 웨이퍼의 오염 레벨을 낮게 할 수 있다.
이 경우, 상기 중금속을 제거하는 세정공정으로서, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행할 수 있다.
이와 같이, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행하는 것으로, 평면연삭 전에 중금속을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 연삭하는 웨이퍼를, 슬라이스 후에 에칭한 웨이퍼로 하는 것이 바람직하다.
에칭 공정에서는 웨이퍼 표면이 활성인 상황이 되어 있고, 또한 이용하는 에천트 중에도 오염물질을 많이 포함하고 있기 때문에, 오염물이 웨이퍼 표면에 부착 할 우려가 높다.
에칭 공정에서 오염물이 부착된 웨이퍼를 세정하여 중금속을 제거한 다음에 평면연삭을 행하면, 평면연삭에 의해 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없고, 결과적으로 웨이퍼의 오염 레벨을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은, 적어도 평면연삭 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고, 이 세정공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
이와 같이, 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하는 것으로, 웨이퍼에 부착된 중금속을 제거한 다음에 평면연삭을 행할 수 있다. 따라서, 평면연삭에 의해 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없어, 오염 레벨이 낮은 웨이퍼를 제조할 수 있다.
이 경우, 상기 중금속을 제거하는 세정 공정으로서, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행할 수 있다.
이와 같이, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정중의 어느 것이든 하나 이상을 행하는 것으로, 평면연삭 전에 중금속을 효과적으로 제거하여, 평면연삭 중에 중금속을 내부로 확산시키는 일이 없어, 오염 레벨이 낮은 웨이퍼를 제조할 수 있다.
또한, 상기 연삭하는 웨이퍼를, 슬라이스 후에 에칭한 웨이퍼로 하는 것이 바람직하다.
에칭 공정에서는 웨이퍼 표면이 활성인 상황이 되어 있고, 또한 이용하는 에천트 중에도 오염물질을 많이 포함하고 있기 때문에, 오염물이 웨이퍼 표면에 부착 될 우려가 높다.
에칭 공정에서 오염물이 부착된 웨이퍼를 세정하여 중금속을 제거한 다음에 평면연삭을 행하면, 평면연삭에 의해 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없어, 오염 레벨이 낮은 웨이퍼를 제조할 수가 있다.
또한, 상기 평면 연삭공정을 행한 후에, 적어도 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마 공정을 행하고, 이 연마 공정 후에 세정공정을 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 세정 후에 평면 연삭공정을 행한 후에, 적어도 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마공정을 행하고, 이 연마공정 후에 RCA 세정 등의 세정공정을 행하면, 평탄도가 우수하고, 보다 확실히 오염 레벨이 낮은 웨이퍼를 제조할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 중금속을 제거하는 세정공정을 행하여 웨이퍼의 중금속의 오염 레벨을 낮게 한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법 및 제조방법이 제공된다. 이와 같이 평면연삭의 전에 세정을 행하는 것으로, 웨이퍼에 부착된 중금속을 효과적으로 제거할 수가 있어, 이어지는 기계적 작용이 큰 평면 연삭공정에 의해 중금속이 웨이퍼 내부로 확산할 가능성을 저감할 수 있다. 따라서, 최종적으로 청정도가 높은 고품질의 웨이퍼를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법 및 제조방법의 일례를 설명하는 개략도이다.
도 2는 실시예 1, 2와 비교예 1, 2의 웨이퍼에 대하여, 표면의 Cu 불순물 농도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다(종축은 상대치).
도 3은 실시예 3과 비교예 3, 4의 웨이퍼에 대하여, 표면의 Cu 불순물 농도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다(종축은 상대치).
도 4는 평탄화 공정으로서 랩핑 공정을 행한 웨이퍼와 평면 연삭공정을 행한 웨이퍼에 대하여, 표면의 Cu 불순물 농도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다(종축은 상대치).
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
종래, 반도체 웨이퍼의 제조에 있어서, 슬라이스 웨이퍼의 평탄화와 가공 변질층의 제거를 목적으로 한 랩핑이 행해지고 있다. 그러나, 근년에는 보다 가공정도(精度) 및 가공효율이 높은 평면 연삭이 이용되는 일이 많아지고 있다.
본 발명자들은, 반도체 웨이퍼의 제조에 있어서, 슬라이스 공정 후의 평탄 화 공정으로서 랩핑 대신에 평면연삭을 행하면, 얻어지는 웨이퍼의 중금속 오염 농도가 높아지는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명자들은, 랩핑을 행하는 가공 플로우(슬라이스→랩핑-에칭→연마→세정) 및 평면연삭을 행하는 가공 플로우(슬라이스→평면연삭→에칭→연마 →세 정)에 의해 제조된 각각의 웨이퍼에 대하여, Cu의 불순물 농도를 측정하였다.
측정 방법으로서는, 불질산에 의해 웨이퍼 표면을 약 0.1㎛ 에칭하고, 그 액을 원자흡광에 의해 분석하였다. 얻어진 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4로부터, 평면연삭에 의해 평탄화를 행하여 얻은 웨이퍼의 Cu 불순물 농도가 높은 것을 알 수 있다. 어느 가공 플로우도 최후에 웨이퍼를 세정하고 있음에도 불구하고, 얻어진 웨이퍼 표면의 Cu 불순물 농도에 차이가 생기고 있다.
따라서, 평면 연삭공정에서, Cu를 웨이퍼 표면 뿐만 아니라 내부로 확산시킬 가능성이 높은 것을 알 수 있었다.
본 발명자들은, 이러한 문제점을 감안하여, 랩핑을 행하는 경우와 동등한 Cu 불순물 농도가 낮은 웨이퍼를 얻을 수 있는 평면연삭 공정을 찾기 위하여 예의검토를 행하였다.
그리고, 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고 나서 평면연삭을 행하면, Cu 불순물 농도가 낮은 웨이퍼를 얻을 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법은, 박판 상으로 슬라이스 된 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하는 방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고, 이 세정공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 반도체 웨이퍼를 평면 연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하는 것으로, 웨이퍼에 부착된 중금속을 제거한 다음에 평면연삭을 행할 수 있다.
따라서, 평면연삭과 같이 기계적 작용이 크고 발열하는 공정에 있어서, 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없어, 최종적으로 얻어지는 웨이퍼의 오염 레벨을 낮게 할 수 있다.
여기서, 도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조방법 및 평면 연삭방법의 일례를 설명하는 개략도이다.
우선, 쵸크랄스키법 등에 의해 인상된 실리콘 단결정 잉고트를 슬라이스 하여 박원판상의 웨이퍼로 가공한다[슬라이스 공정, 도 1(a)].
이어서, 웨이퍼에 부착되어 있는 중금속을 제거하는 세정공정을 행한다[중금속을 제거하는 세정공정, 도 1(b)]. 이 세정에 의해, 미리 웨이퍼에 부착된 중금속을 제거하여 두면, 후공정의 평면연삭에 의해 오염물이 웨이퍼 내부로 확산하는 일이 없다. 따라서, 웨이퍼의 오염 레벨을 낮게 할 수 있다.
이 세정 공정은, 특히 한정되지 않고 종래 행해지고 있는 것을 사용할 수 있다.
예를 들면, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행할 수 있다.
SC-1 세정의 세정액의 농도는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면 암모니아 1~10%(용량%), 과산화수소수 1~10%(용량%)로 할 수 있다. 약액(藥液) 온도는 60℃~90℃으로 하는 것이 바람직하다.
SC-2세정의 세정액의 농도에 대해서도, 특히 한정되지 않고, 예를 들면 염산 1~10%(용량%), 과산화수소수 1~10%(용량%)로 할 수 있다. 약액 온도는 60℃~90℃으로 하는 것이 바람직하다.
구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액의 농도에 대해서도, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 구연산 농도 0.005%~0.5%(용량%), 과산화수소의 농도가 0.01%~1.0%(용량%)로 할 수 있다. 약액 온도는 20℃~60℃으로 하는 것이 바람직하다.
세정 시간에 대해서는, 공정의 상황(오염의 상황)이나 약액 농도, 처리 온도에 의해 적절히 설정하면 되지만, 상기와 같은 세정 조건으로 실시한 경우, 60초 이상 처리하면 충분한 효과를 얻을 수 있다. 더욱 처리 시간을 늘려 180초 정도 행하면, 보다 안정한 세정효과를 얻을 수 있다. 단, 너무 길게 해도, 그 이상 효과가 상승하지 않기 때문에, 10분 이하로 하는 것이 좋다.
세정방식은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 반도체 웨이퍼를 세정액 중에 침지시켜 행할 수 있다.
이상의 SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정은, 어느 것이든 단독으로 행하여도 좋고, 둘 이상을 조합하여 행하여도 좋다.
다음에, 슬라이스 공정에서의 절단 가공에 의해 웨이퍼 표층에 유기(誘起)된 가공 변질층을 제거함과 함께 웨이퍼를 평탄화하기 위하여, 웨이퍼를 평면연삭[양두(兩頭)연삭을 포함]한다[평면연삭 공정, 도 1(c)].
평면 연삭공정은, 예를 들면, 웨이퍼의 편면을 진공 흡착에 의해 유지하고, 이 웨이퍼 및 컵 형상의 미세 다이아몬드 지석을 회전시키면서 서로 접촉시켜 행할 수 있다.
또한, 평면 연삭공정으로서 양두 연삭을 행한 것이면, 웨이퍼의 외주를 3점으로 유지하여 회전시켜, 웨이퍼의 양측에서 각각 다이아몬드 지석을 접촉시켜 연삭을 행할 수 있다.
게다가, 상기의 공정으로 웨이퍼 표층에 생긴 가공변형을 제거하기 위하여, 웨이퍼를 알칼리 에칭한다[알칼리 에칭공정, 도 1(d)].
에천트는 특히 한정되지 않고, 예를 들면 농도 30~60%의 NaOH 수용액이나 KOH 수용액을 이용하여 행할 수 있다.
다음에, 웨이퍼를 연마하는 연마공정을 행하여, 웨이퍼의 표면을 보다 고도로 평탄화한다[도 1(e)]. 연마방법은 특히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되고 있는 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 매엽방식으로, 연마 헤드에 웨이퍼를 유지하여, 회전시키면서 연마포를 부착한 연마정반에 연마 액을 공급하면서 접접(摺接)하는 것으로, 대구경 웨이퍼를 경면연마할 수 있다.
상기 연마 후, 최종적으로 웨이퍼를 세정하는 세정공정을 실시한다[도 1(f)]. 세정 방법은 특히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되고 있는 방법인 RCA 세정을 적용할 수가 있다. 예를 들면, (1) NH4OH＋H2O2＋H2O 혼합액침지처리(1:1:5, 80℃, 10분 ), (2) 순수 린스, (3) HF＋H2O 침지처리(HF l% 함유), (4) 순수 린스, (5)HCl＋H2O2＋H2O 혼합액침지처리(1：1：6, 80℃, 10분), (6) 순수 린스, (7) 건조 까지를 연속하여 행할 수 있다.
이상과 같은 제조방법 및 평면 연삭방법에 의해, 반도체 웨이퍼를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 웨이퍼에 부착된 중금속을 세정공정에 의해 제거한 다음에 평면연삭을 행한다. 이와 같이, 중금속 오염을 제거한 후에 연삭하므로, 중금속 불순물을 웨이퍼내로 확산시켜 버리는 일도 없고, 결과적으로 청정하고 고품질인 웨이퍼를 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 상기 슬라이스 공정의 후에 랩핑공정이나 에칭 공정을 행하고, 그 후에 중금속을 제거하는 세정공정 및 평면 연삭공정을 행하여, 슬라이스 후에 에칭 한 웨이퍼를 연삭하도록 해도 좋다.
에칭공정에서는 표면이 활성인 상황이 되어 있고, 또한 이용하는 에천트 중에도 오염물질을 많이 포함하고 있기 때문에, 오염물이 웨이퍼 표면에 부착될 가능성이 크다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법 및 제조방법이면, 에칭 후에 웨이퍼 표면에 부착된 중금속을 세정한 후, 평면연삭을 행하기 때문에, 중금속 불순물을 웨이퍼내로 확산시켜 버리는 일도 없어, 청정하고 고품질인 웨이퍼를 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 상기에서는 본 발명에 필수의 중금속을 제거하는 세정공정 및 평면연삭공정 이외에, 알칼리 에칭공정, 연마공정 및 세정공정을 행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이들 공정은 생략해도 좋다.
또한, 이 그 밖에도 면취·랩핑·세정·열처리 등의 공정이 더해져도 좋고, 일부 공정의 생략·바꿔 넣기·반복 등 본 발명에 있어서도 종래 행해지고 있는 여러 가지의 공정을 채용할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
먼저, 쵸크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정 잉고트를 와이어 소우를 이용하여 슬라이스 하여 박원판상의 웨이퍼(직경 300mm, P형, 방위＜100＞)로 가공처리 했다[슬라이스 공정, 도 1(a)].
이어서, 웨이퍼에 부착되어 있는 중금속을 SC-1 세정에 의해 제거하였다(중금속을 제거하는 세정공정, 도 1(b)]. SC-1 세정액은, 암모니아, 과산화수소와 순수의 혼합용액이고, 농도는 암모니아 3%(용량%), 과산화수소수 3%(용량%)가 되도록 조정했다. 조정 후, 약액 온도를 80℃로 하여 180초의 세정을 행하였다. 세정 후, 순수 린스 중에서 헹구고, 스핀 건조에 의해 회전시켜 건조하였다.
다음에, 슬라이스 공정에서의 절단 가공에 의해 웨이퍼 표층에 유기된 가공 변질층을 제거함과 함께 웨이퍼를 평탄화하기 위하여, 웨이퍼를 평면연삭하였다[평면연삭공정, 도 1(c)]. 지석에 의해 웨이퍼의 한면씩을 연삭하고, 양면 평면연삭을 행하였다.
또한, 상기한 공정으로 웨이퍼 표층에 생긴 가공변형을 제거하기 위하여, 웨이퍼를 알칼리 에칭하였다[알칼리 에칭공정, 도 1(d)].
에천트로서 농도 52%의 NaOH 수용액을 이용하고 액온은 80℃으로 하였다. 그 후, 웨이퍼를 연마하는 연마 공정을 행하였다[도 1(e)].
최후로, RCA 세정에 의해 마무리 세정을 행하였다[세정 공정, 도 1(f)].
(비교예 1)
비교예로서 중금속을 제거하는 세정공정을 실시하지 않은 것 이외는, 실시 예 1과 동일한 조건으로 슬라이스 공정·평면 연삭공정·알칼리 에칭공정·연마공정·세정공정을 행하였다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 조건으로, 슬라이스 공정을 행했다.
그 후, 유리(遊離) 지립을 이용한 랩핑가공에 의해 웨이퍼를 평탄화하였다(랩핑공정).
다음에, 래핑공정에서 웨이퍼 표층에 생긴 가공변형을 제거하기 위하여, 웨이퍼를 에칭하였다(에칭공정). 에천트로서 농도 52%의 NaOH 수용액을 이용하고, 액온은 80℃으로 하였다.
이어서, 실시예 1과 동일한 조건으로, 중금속을 제거하는 세정공정, 평면 연삭공정, 알칼리 에칭공정, 연마 공정, 세정 공정을 행하였다.
(비교예 2)
비교예로서, 중금속을 제거하는 세정공정을 행하지 않은 것 이외는, 실시예 2와 동일한 조건으로 슬라이스 공정·랩핑공정·에칭공정·평면 연삭공정·알칼리 에칭공정·연마공정·세정공정을 행했다.
상기, 실시예 1, 2 및 비교 예 1, 2에서 얻어진 실리콘 웨이퍼에 대하여, Cu의 불순물 농도를 측정하였다.
측정 방법은, 불질산에 의해 웨이퍼 표면을 약 0.1㎛에칭하고, 그 액을 원자흡광에 의해 분석하였다. 얻어진 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 있어서, 비교예 1 및 실시예 1, 비교예 2 및 실시예 2로부터, 평면연삭 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하는 것으로, Cu 불순물 농도가 저감하고 있다는 것이 확인되었다.
(실시예 3)
중금속을 제거하는 세정공정에 있어서의 세정액을, 아래와 같은 다른 3조건으로 한 이외는, 실시예 2와 동일한 조건으로, 슬라이스 공정·랩핑공정·에칭공정·중금속을 제거하는 세정공정·평면 연삭공정·알칼리 에칭공정·연마공정·세정 공정을 행하였다.
(1) SC-1 세정액： 암모니아, 과산화수소, 순수의 혼합 용액이고, 농도는 암모니아 3%(용량%), 과산화수소수 3%(용량%)로 조정하였다(실시예 2와 동일).
약액 온도는 80℃이고, 세정시간은 180초로 하였다.
(2) SC-2 세정액： 염산, 과산화수소, 순수의 혼합 용액이고, 농도는 염산 3%(용량%), 과산화수소수 3%(용량%)로 조정하였다. 약액 온도는 80℃이고, 세정 시간은 180초로 하였다.
(3) 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액: 구연산, 과산화수소, 순수의 혼합 용액(이하 이 액을 구연산/과수로 약칭하는 경우가 있다)이고, 농도는 구연산 0.05%(용량%), 과산화 수소(H2O2) 0.1%(용량%)가 되도록 조정하였다. 약액 온도는 30℃이고, 세정 시간은 180초로 하였다.
(비교예 3)
비교예 2와 완전히 동일한 공정을 행하였다. 즉, 중금속을 제거하는 세정 공정을 행하지 않고, 슬라이스 공정·랩핑공정·에칭공정·평면 연삭공정·알칼리 에칭 공정·연마공정·세정공정을 행하였다.
(비교예 4)
비교예 4로서 비교예 1의 평면 연삭공정 대신에 랩핑공정을 실시한 것 이외는, 비교예 1과 동일한 조건으로 슬라이스 공정·랩핑공정·알칼리 에칭공정·연마 공정·세정공정의 순서로 행하였다.
상기, 실시예 3 및 비교예 3, 4에서 얻어진 실리콘 웨이퍼에 대하여, Cu의 불순물 농도를 측정하였다.
측정 방법은, 불질산에 의해 웨이퍼 표면을 약 0.1㎛ 에칭하고, 그 액을 원자흡광에 의해 분석하였다. 얻어진 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 있어서, 비교예 3 및 실시예 3으로부터, 평면연삭 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산/과수 세정의 어느 것을 행하더라도, 평면연삭 전 세정을 행하지 않은 비교예 3과 비교하여 Cu 불순물 농도가 저감 되고 있는 것이 확인되었다. 특히, 실시예 3에서 SC-2 세정 및 구연산/과수 세정을 행한 경우에는, Cu 불순물 농도가 크게 저감되어 있고, 평면연삭을 행하지 않고 랩핑만을 행한 비교예 4와 동일한 레벨까지 개선되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들면, 본 발명의 평면 연삭방법 및 제조방법은, 실리콘 웨이퍼 뿐만 아니라 화합물 반도체 등의 여러 가지의 반도체 웨이퍼에 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (7)

  1. 박판상으로 슬라이스 된 반도체 웨이퍼를 평면연삭하는 방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면연삭 하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고, 이 세정공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 중금속을 제거하는 세정공정으로서, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연삭하는 웨이퍼를, 슬라이스 후에 에칭한 웨이퍼로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 평면 연삭방법
  4. 적어도 평면연삭 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 제조방법으로서, 적어도, 상기 반도체 웨이퍼를 평면연삭하기 전에 중금속을 제거하는 세정공정을 행하고, 이 세정공정을 행한 후에 평면 연삭공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법
  5. 제4항에 있어서, 상기 중금속을 제거하는 세정 공정으로서, SC-1 세정, SC-2 세정, 구연산·과산화수소수를 함유한 혼합액에 의한 세정 중의 어느 것이든 하나 이상을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 연삭하는 웨이퍼를, 슬라이스 후에 에칭한 웨이퍼로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법
  7. 제4항에서 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 평면 연삭공정을 행한 후에, 적어도 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마공정을 행하고, 이 연마공정 후에 세정공정을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법
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