KR20080113479A - 웨이퍼 재활용 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에서는 웨이퍼 재활용 방법에 관해 개시된다.
실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법은 웨이퍼에 증착된 반도체층을 온도 및 압력 조건을 변화시켜 제거하는 단계; 상기 웨이퍼에 잔존하는 반도체층을 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 세정하는 단계가 포함된다.
웨이퍼, 재활용

Description

웨이퍼 재활용 방법{METHOD FOR RECYCLING A WAFER}
도 1은 웨이퍼에 증착된 반도체층을 예시한 도면.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 온도와 압력에 따른 GaN의 상변화 그래프의 일부를 도시한 도면.
실시예에서는 웨이퍼 재활용 방법에 관해 개시된다.
반도체 소자는 웨이퍼 상에 복수의 반도체층을 형성함으로써 제조된다.
예를 들어, 발광 다이오드는 웨이퍼 상에 제1 도전형의 질화물 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층이 증착되어 형성된다.
한편, 상기 웨이퍼 상에 반도체층을 형성한 후, 공정상의 오류, 장비의 오작동 등의 이유로 반도체 소자의 동작이 불가능한 경우가 있다. 이 경우 상기 웨이퍼는 폐기되거나 상기 웨이퍼 상에 형성된 반도체층을 제거하여 재활용된다.
또한, 반도체 소자의 동작이 가능하더라도 다른 이유로 상기 웨이퍼에 증착된 반도체층을 제거하여 재활용할 필요가 있는 경우가 있다.
실시예는 웨이퍼 재활용 방법을 제공한다.
실시예는 웨이퍼 상에 증착된 반도체층을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 재활용 방법을 제공한다.
실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법은 웨이퍼에 증착된 반도체층을 온도 및 압력 조건을 변화시켜 제거하는 단계; 상기 웨이퍼에 잔존하는 반도체층을 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 세정하는 단계가 포함된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 웨이퍼에 증착된 반도체층을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(10) 상에는 버퍼층(11)과 질화물 반도체층(12)이 형성될 수 있다. 상기 질화물 반도체층(12)은 GaN(갈륨 나이트라이드)를 포함한다.
한편, 상기 GaN은 구조적으로 매우 단단한 결합 구조를 가지고 있다.
예를 들어, 상기 GaN의 녹는 조건(Melting condition)은 2490K, 60,000 bar이다.
실시예에서는 웨이퍼(10) 상에 증착된 GaN을 온도와 압력 조건을 가변하여 Ga와 N으로 분리시키고, 잔존하는 반도체층은 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거하는 웨이퍼 재활용 방법을 제공한다.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 온도 및 압력 조건을 가변하여 GaN을 Ga와 N으로 분리한다(S100).
상기 GaN의 분리는 온도 및 압력을 변화시킬 수 있는 모든 장비에서 이루어질 수 있으며, 예를 들어 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비에서 이루어질 수 있다.
또한, 압력 설정을 위한 캐리어 가스(carrier gas)로 수소, 질소, 아르곤 가스 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
도 3은 온도와 압력에 따른 GaN의 상변화 그래프의 일부를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, GaN은 온도와 압력의 변화에 따라 경계선(20)을 기준으로 단단한 결합 구조를 갖는 GaN으로 존재하거나, 액체 상태의 Ga와 기체 상태의 N으로 분리된다.
예를 들어, 온도가 2000K, 압력이 1000bar인 경우, 상기 GaN은 액체 상태의 Ga와 기체 상태의 N으로 분리된다.
또한, 온도가 1500K, 압력이 10000bar인 경우, 상기 GaN은 단단한 결합 구조를 갖는 고체 상태로 존재한다.
실시예에 따른 웨이퍼 재활용 방법은 상기 웨이퍼(10) 상에 증착된 GaN을 온도와 압력 조건을 변화시켜 액체 상태의 Ga와 기체 상태의 N으로 분리시켜 제거한다.
예를 들어, 온도를 400~3000℃, 압력을 10-9~107torr 사이로 조절하여 상기 GaN의 결합구조를 분리시킬 수 있다.
다음, 상기 웨이퍼(10) 상에 잔존하는 반도체층을 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거한다(S110).
예를 들어, 상기 버퍼층(11)을 습식 식각 또는 건식 식각으로 제거하거나, 폴리싱(polishing) 방법으로 제거할 수 있다. 이때, 상기 폴리싱 방법으로는 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing;CMP) 공정을 이용할 수 있다.
마지막으로, 상기 웨이퍼(10)를 세정한다(S120).
세정공정은 화학용액을 사용하는 화학적 세정 단계 또는 브러쉬를 사용하는 물리적 세정 단계가 포함될 수 있다.
여기서, 화학적 세정단계는 유기오염물질을 제거하는 능력이 우수한 수산화암모니움(NH4OH) 용액을 함유하는 제1 화학용액 또는 무기오염물질을 제거하는 능력이 우수한 염산(HCl) 용액을 함유하는 제2 화학용액을 사용하여 이루어질 수 있다.
이와 같이, 세정 공정이 완료되면 반도체층의 증착 전의 웨이퍼만 남게되어 상기 웨이퍼를 재활용 할 수 있게 된다.
실시예에서는 질화물 박막 제거를 통한 웨이퍼의 재활용에 관해 개시되어 있으나, 질화물 박막의 제거에 한정된 것은 아니고, 다른 물질로 형성된 박막의 경우에도 실시예에 따라 제거될 수 있어 웨이퍼의 재활용이 가능하다.
실시예는 웨이퍼 재활용 방법을 제공할 수 있다.
실시예는 웨이퍼 상에 증착된 반도체층을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 재활용 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 웨이퍼에 증착된 제1 반도체층을 온도 및 압력 조건을 변화시켜 제거하는 단계;
    상기 웨이퍼에 잔존하는 제2 반도체층을 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거하는 단계; 및
    상기 웨이퍼를 세정하는 단계가 포함되는 웨이퍼 재활용 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층은 질화물 반도체층을 포함하는 웨이퍼 재활용 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 질화물 반도체층은 GaN을 포함하는 웨이퍼 재활용 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 온도를 400~3000℃, 압력을 10-9~107torr 사이로 조절하여 상기 GaN을 액체 상태의 Ga와 기체 상태의 N으로 분리하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화학적 방법은 건식 식각 또는 습식 식각이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 물리적 방법은 화학기계적 연마 공정이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세정은 화학적 세정 방법 또는 물리적 세정 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 화학적 세정 방법은 수산화암모니움(NH4OH) 용액을 포함하는 제1 화학용액 또는 염산(HCl) 용액을 포함하는 제2 화학용액이 사용되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 물리적 세정 방법은 브러쉬를 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 재활용 방법.
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