KR20090068586A - 화학기상증착용 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

화학기상증착용 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

화학기상증착용 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 반응가스가 공급되는 고온분위기의 반응챔버내에 구비되는 서셉터의 포켓에 탑재되어 적어도 하나이상의 금속유기물이 증착면에 증착되는 웨이퍼에 있어서, 상기 포켓에 탑재되는 웨이퍼 몸체의 하부면에는 상기 포켓의 바닥면과 접촉되는 외측테두리로부터 상기 웨이퍼 몸체의 중심으로 향하여 상기 포켓의 바닥면과의 일정간격을 서서히 증대시키도록 경사지는 이격부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 격자상수 및 열팽창율의 차이에 기인하는 휨변형에 관계없이 전체면적이 고르게 가열되어 증착면에 성장층을 균일하게 증착하고, 응력집중에 의한 파손을 방지할 수 있다.
화학기상증착, 서셉터, 웨이퍼, 휨변형, 곡률, 평면연마, 곡면연마

Description

화학기상증착용 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법{Wafer for Chemical Vapor Deposition and Method for Fabricating the Same}
본 발명은 화학기상증착설비에서 금속성장층의 증착이 이루어지는 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼(wafer)상에 박막을 형성하는 기술 중에 화학적 방식을 이용하는 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition; CVD)은 소스 물질의 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 표면상에 반도체 박막이나 절연막 등을 형성한다. 이러한 화학 기상 증착 방법은, 현재 웨이퍼 상에 실리콘 막, 산화물 막, 실리콘 질화물 막, 또는 실리콘 산질화물 막, 텅스텐 막 등과 같은 다양한 박막들을 증착하기 위해 이용되고 있다. 이들 화학 기상 증착에 사용되는 웨이퍼 로딩 장치로는 진공방식의 서셉터(susceptor)가 많이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 화학기상증착설비를 도시한 개략도로서, 이러한 장치(30)는 일정크기의 내부공간을 갖는 챔버(31)와, 상기 챔버(31)내에 회전가능하게 배치되어 증착대상물인 웨이퍼(2)가 올려지는 포켓(32a)을 구비하는 서셉터(suscepter)(32)와, 상기 서셉터(32)의 하부에 배치되어 열을 제공하는 히 터(33), 상기 챔버(31)내부로 반응가스를 공급하는 가스유입구(34) 및 반응이 종료된 폐가스를 외부배출하는 가스배기구(미도시)를 포함하여 구성한다.
이러한 장치(30)는 상기 가스유입구(34)를 통하여 반응가스인 소스 가스(source gas)와 캐리어 가스(carrier gas)가 서셉터(32)의 상부면과 접촉함과 동시에 상기 히터(33)에 의해서 가열되는 서셉터(32)를 통해 웨이퍼(2)가 고온으로 가열됨으로서, 유입되는 반응가스가 높은 온도의 웨이퍼(2)의 증착면인 상부면에서 화학적 증착반응으로 인해 웨이퍼(2)의 표면에 질화물 박막을 형성하고, 반응이 종료된 가스는 분산물과 더불어 배기구를 통하여 외부배출되는 것이다.
여기서, 소스가스인 3족가스로는 트리메틸갈륨(TMGa), 트리에틸갈륨(TEGa), 트리메틸인듐(TMIn) 및 트리메틸알루미늄(TMAl)등이 사용될 수 있고, 캐리어가스로는 암모니아등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 서셉터(32)의 포켓(32a)에 올려진 웨이퍼(2)를 증착하는 과정에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼(2)의 상부면(2a)인 증착면은 반응가스와 접하도록 외부노출되는 반면에 웨이퍼(2)의 하부면(2b)은 서셉터(32)에 접하기 때문에 상기 웨이퍼의 하부면(2b)은 상부면(2a)에 비하여 상대적으로 높은 온도로 가열되고, 이로 인하여 상기 웨이퍼(2)는 외주측이 상부로 휘어지는 휨변형이 발생된다.
이러한 웨이퍼(2)의 휨변형은 증착중 격자상수 및 열팽창율 차이에 의해서 발생되고, 웨이퍼의 증착면에 대한 온도 균일도에 악영향을 미치게 되어 파장균일도에 악영향을 미치게 될 뿐만 아니라 응력집중에 의하여 웨이퍼가 파손되는 문제 점이 있었다.
즉, 웨이퍼(2) 증착면에 막이 증착되는 동안, 상기 서셉터(32)상에 놓인 웨이퍼(2)에 열이 균일하게 전달되지 않을 경우, 가열된 열이 서셉터의 내주 및 외주 방향에 동일하게 전달되지 않게 되므로, 포켓에 안착된 웨이퍼에서의 물질막 증착 효율이 저하된다.
그리고, 상기 웨이퍼가 발광다이오드 제조용 사파이어 기판인 경우, 웨이퍼상에서도 영역에 따라 서로 다른 발광 파장영역을 갖는 발광 다이오드가 생산될 수있다.
이는 상기 서셉터(32)상에 올려진 웨이퍼(2)의 가열상태가 전체 웨이퍼에 걸쳐 다르기 때문에 하나의 웨이퍼에 형성되는 물질막인 질화막의 두께도 영역에 따라 심한 편차를 나타내고 이러한 편차에 따라 발광 다이오드 반도체 소자의 발광 파장 특성이 다르게 나타나게 된 것이다.
이와 같이, 하나의 서셉터 상에서 장착된 웨이퍼로부터 생산되는 발광 다이오드의 발광 파장영역이 균일하지 않고, 다양하게 나타나므로 이를 균일화시킬 수 있는 서셉터가 요구된다.
또한, 이러한 문제점을 야기시키는 웨이퍼의 휨변형은 웨이퍼의 직경이 대형화되는 추세에 따라 점차 커지게 되고 웨이퍼의 대형화에 가장 큰 장해로 대두되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 격자상수 및 열팽창율의 차이에 기인하는 휨변형에 관계없이 전체면적이 고르게 가열되어 증착면에 성장층을 균일하게 증착하고, 응력집중에 의한 파손을 방지할 수 있는 화학기상증착용 웨이퍼 및 이를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 기술적인 수단으로서, 본 발명은 반응가스가 공급되는 고온분위기의 반응챔버내에 구비되는 서셉터의 포켓에 탑재되어 적어도 하나이상의 금속유기물이 증착면에 증착되는 웨이퍼에 있어서, 상기 포켓에 탑재되는 웨이퍼 몸체의 하부면에는 상기 포켓의 바닥면과 접촉되는 외측테두리로부터 상기 웨이퍼 몸체의 중심으로 향하여 상기 포켓의 바닥면과의 일정간격을 서서히 증대시키도록 경사지는 이격부를 구비함을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼를 제공한다.
바람직하게, 상기 이격부는 일정크기의 곡률을 갖는 호형단면상으로 구비된다.
바람직하게, 상기 이격부와 상기 서셉터의 바닥면간의 최대 들뜸높이는 상기 웨이퍼 몸체의 최대두께에 대하여 20 내지 40% 의 크기로 구비된다.
바람직하게, 상기 웨이퍼 몸체의 외주면과 상기 포켓의 내주면사이에는 일정크기의 간격을 형성한다.
바람직하게, 상기 웨이퍼 몸체의 외측테두리는 상기 서셉터의 바닥면과 선접촉되거나 면접촉된다.
바람직하게, 상기 웨이퍼 몸체의 상부면은 평면상으로 구비된다.
또한 본 발명은 일정두께의 웨이퍼 몸체를 제공하는 단계 ;상기 웨이퍼몸체의 일측면을 고정판에 고정하여 외부노출되는 웨이퍼 몸체의 타측면을 평면 연마재로서 평탄하게 연마하여 증착면을 형성하는 단계 ; 및 상기 웨이퍼 몸체의 증착면을 고정판에 고정하여 외부노출되는 웨이퍼몸체의 일측면을 곡면 연마재로서 일정크기의 곡률을 갖도록 곡면가공하는 단계 ; 를 포함하는 화학기상증착용 웨이퍼 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 곡면 연마재 상기 웨이퍼 몸체의 일측면과 대응하는 전면이 일정크기의 곡률반경을 갖는 곡면상의 원반으로 구비된다.
바람직하게, 상기 곡면 연마재는 상기 구동축을 상기 웨이퍼 몸체측으로 가압하는 가압력에 의해서 상기 웨이퍼 몸체의 중심측으로 볼록하게 탄성변형되는 원반상의 탄성판으로 구비된다.
바람직하게, 상기 웨이퍼 몸체의 일측면에 곡면연마되는 이격부와 상기 웨이퍼 몸체가 탑재되는 서셉터의 바닥면간의 최대 들뜸높이는 상기 웨이퍼 몸체의 최대두께에 대하여 20 내지 40%의 크기로 구비된다.
상기한 구성의 본 발명에 의하면, 서셉터의 포켓에 탑재되는 웨이퍼 몸체의 하부면에 포켓의 바닥면과 접촉되는 외측테두리로부터 웨이퍼 몸체의 중심으로 향 하여 포켓의 바닥면과의 일정간격을 서서히 증대시키는 이격부를 구비함으로서, 증착시 웨이퍼 몸체의 상부면에 증착되는 금속성장층과 웨이퍼 몸체의 격자상수차이 및 열팽창율차이에 의해서 휨변형이 발생되지만 웨이퍼 몸체의 하부면에 곡면가공된 이격부가 포켓의 바닥면에 면접촉하면서 웨이퍼몸체를 전체적으로 균일하게 가열하기 때문에, 웨이퍼의 표면온도를 균일하게 하여 응력집중에 의한 파손을 방지하고, 증착을 균일한 두께로 형성하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
이하 본 발명에 대해서 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼를 도시한 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼가 서셉터에 탑재된 상태도이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼(100)는 고온분위기의 내부공간으로 반응가스가 공급되는 반응챔버(30)에 회전가능하게 배치되는 서셉터(32)의 포켓(32a)에 탑재되어 적어도 하나이상의 금속화합물이 증착되는 증착대상물이다.
이러한 웨이퍼(100)는 성장층이 형성되는 상부면과 포켓의 바닥면과 대응하는 하부면을 가지며, 일정크기의 외경을 갖는 원반형 기판으로 구비되는 웨이퍼 몸체(101)를 포함하며, 이는 질화물 반도체 발광소자의 에피택셜(epitaxial) 성장층이 증착되는 사파이어 기판으로 구비될 수도 있다.
상기 웨이퍼(101의 상부면은 평면상으로 구비되고, 상기 포켓(32a)에 탑재되는 웨이퍼 몸체(101)의 하부면(120)에는 상기 포켓(32a)의 바닥면(32b)과 접촉되는 외측테두리(121)로부터 상기 웨이퍼 몸체(101)의 중심(O)으로 향하여 상기 포 켓(32a)의 바닥면(32a)과의 이격거리를 서서히 증대시키도록 경사지는 이격부(122)를 구비한다.
여기서, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 중심과 상기 이격부(122)의 중심은 서로 일치되며, 상기 이격부(122)의 외경크기는 상기 웨이퍼몸체(101)의 외경크기와 같거나 상대적으로 작게 구비될 수도 있다.
이러한 상기 이격부(122)는 일정크기의 곡률(R)을 갖는 호형단면상으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면인 이격부(122)와 상기 서셉터(32)의 바닥면(32b)사이에 측정되는 최대 들뜸높이(h)는 상기 웨이퍼 몸체(101)의 최대두께 또는 평균두께(T)에 대하여 20 내지 40%의 크기로 구비되는 것이 바람직하다.
만일, 상기 최대들뜸높이가 기준 범위 이하이면, 가공에 의한 응력 저감효과가 작으며, 기준 범위 이상이면 응력이 다시 증가할 뿐만 아니라 곡면가공시 웨이퍼가 파손될 수 있다.
도 8은 8인치의 외경 및 500㎛ 의 두께를 갖는 웨이퍼의 들뜸높이(h)에 따른 응력의 변화를 도시한 그래프로서 것으로서, 최대 들뜸높이(h)가 높아지면서 응력이 작아짐을 알 수 있으며, 특히 상기 웨이퍼 몸체(101)의 최대두께 또는 평균두께(T)에 대하여 20 내지 40%의 크기일 때 응력이 가장 낮게 나타남을 알수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 외주면과 상기 포켓(32)의 내주면사이에는 일정크기의 간격을 형성하는 것이 바람직하며, 이는 상기 포켓(32)을 통하여 웨이퍼 몸체(101)로 전달되는 열에 위한 휨변형시 상기 웨이퍼 몸체(101)의 외측테두리 가 포켓의 내주면에 접하여 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 외측테두리(121)는 상기 포켓(32a)의 바닥면(32b)과 선접촉되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 포켓(32a)의 바닥면(32b)과 면접촉되어 이를 통하여 일부 열이 전달될 수 있도록 구비될 수도 있다.
도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼를 제조하는 공정을 도시한 순서도이다.
본 발명의 웨이퍼(100)를 제조하기 위해서 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 일정크기의 외경을 갖는 원반상의 웨이퍼 몸체(101)를 준비하고, 상기 웨이퍼몸체(101)의 일측면을 고정판(102)에 확고히 고정한다.
이러한 상태에서, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 타측면에는 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 일정크기의 외경을 갖는 원반상의 평면 연마재(104)를 배치하고, 상기 평면 연마재(104)는 일방향으로 회전구동이 가능하고, 상기 고정판(102)측으로 왕복직선이동이 가능한 구동축(105)의 선단에 장착된다.
그리고, 상기 평면 연마재(104)의 전면을 상기 웨이퍼 몸체(101)의 타측면에 면접촉시킨 다음, 상기 구동축(105)을 일방향으로 회전시킴과 동시에 상기 구동축을 고정판측으로 가압함으로서 상기 웨이퍼 몸체의 타측면을 평탄하게 평면연마하여 평탄한 증착면(110)을 형성하게 된다.
이어서, 상기 평면연마재(104)로서 타측면을 증착면이 되도록 평면연마된 웨이퍼 몸체(101)는 상기 고정판(102)으로부터 분리한 다음, 상기 웨이퍼 몸체(101) 의 타측면인 증착면(110)을 상기 고정판(102)에 확고히 고정한다.
이러한 상태에서, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 타측면에는 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 원반상의 곡면 연마재(114)를 대응 배치하고, 상기 곡면 연마재(114)는 일방향으로 회전구동이 가능하고, 상기 고정판(102)측으로 왕복직선이동이 가능한 구동축(115)의 선단에 장착된다.
여기서, 상기 평면 연마재(104)와 곡면 연마재(114)는 서로 다른 구동축(105,115)에 각각 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 2개의 구동축(105,115) 중 어느 하나에 교체가능하도록 구비될 수 있다.
이어서, 상기 곡면 연마재(114)의 전면을 상기 웨이퍼 몸체(101)의 일측면에 면접촉시킨 다음, 상기 구동축(115)을 일방향으로 회전시킴과 동시에 상기 구동축을 고정판(102)측으로 일정세기의 가압력으로 가압함으로서 상기 웨이퍼 몸체(101)의 일측면을 일정크기의 곡률반경을 갖는 곡면으로 가공하게 된다.
여기서, 상기 곡면 연마재(114)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 일측면과 대응하는 전면이 일정크기의 곡률반경을 갖는 곡면상의 원반으로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 곡면 연마재(114)는 상기 구동축(115)을 상기 웨이퍼 몸체(101)측으로 가압하는 가압력에 의해서 상기 웨이퍼 몸체(101)의 중심측으로 볼록하게 탄성변형되는 원반상의 탄성판으로 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 곡면 연마재(114)로서 일측면을 곡면연마한 웨이퍼 몸체(101)를 상기 고정판(102)으로부터 분리하게 되면, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 일측면인 하부면(120)에는 상기 포켓(32a)의 바닥면(32b)과 접촉되는 외측테두리(121)로부터 웨이퍼 몸체(101)의 중심(O)으로 향하여 상기 포켓(32a)의 바닥면(32b)과의 이격거리를 서서히 증대시키는 이격부(122)를 구비한 웨이퍼(100)를 제조완성하게 된다.
이때, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면(120)인 이격부(122)와 상기 서셉터(32)의 바닥면(32b)사이에 측정되는 최대 들뜸높이(h)는 상기 웨이퍼 몸체(101)의 최대두께 또는 평균두께(T)에 대하여 20 내지 40% 크기로 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 제조된 웨이퍼(100)를 반응챔버(30)내에 구비되는 서셉터(32)의 포켓(32a)에 탑재한 다음, 서셉터(32)근방에 배치된 히터에서 제공되는 열을 상기 웨이퍼(100)에 전달함과 동시에 고온분위기의 반응챔버(30)내로 반응가스를 공급하게 되면, 상기 포켓(32a)에 올려진 웨이퍼 몸체의 상부면에 금속물 성장층이 증착하게 된다.
이때, 증착초기에 상기 포켓(32a)에 올려진 웨이퍼 몸체(101)의 상부면(110)은 도 7(a)에 도시한 바와 같이 포켓(32a)의 바닥면(32b)과 나란하도록 수평면으로 구비되고, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면(120)중 외측테두리(121)는 포켓(32a)의 바닥면(32b)에 접하는 반면에 나머지 대부분은 일정크기의 곡률을 갖도록 곡면가공된 이격부(122)에 의해서 포켓(32a)의 바닥면(32b)로부터 이격되어 분리되어 있다.
이러한 상태에서, 상기 서셉터를 통하여 전달되는 열에 의해서 웨이퍼 몸체가 가열됨과 동시에 반응가스가 웨이퍼 몸체의 상부면에 접촉하게 되면, 화학반응에 의해서 GaN 과 같은 질화물 금속성장층이 일정두께로 증착하게 된다.
연속하여, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 상기 웨이퍼 몸체(101)와 그 상부면인 증착면에 증착되는 금속성장층간의 격자상수 및 열팽창계수차이 및 상기 웨이퍼 몸체(101)의 상부면과 하부면간의 온도차이에 의해서 상기 웨이퍼 몸체(101)는 중심영역은 하부로 서서히 변형되고, 외주영역은 상부로 서서히 변형되는 휨변형이 발생된다.
그러나, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 휨변형이 발생됨과 동시에 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면(120)은 도 7(c)에 도시한 바와 같이, 곡면가공된 이격부(122)의 곡률반경이 서서히 일직선에 근접하도록 커지면서 포켓(32a)의 바닥면(32b)에 접하게 된다.
반면에, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면(110)은 상기 이격부(122)의 곡률반경이 서서히 일직선에 근접하도록 커지는 만큼 하부로 볼록하도록 곡면상으로 변형된다.
이러한 경우, 상기 웨이퍼 몸체(101)의 하부면은 포켓의 바닥면과의 접촉상태를 안정적으로 그대로 유지함으로서, 상기 서셉터를 통하여 상기 웨이퍼 몸체로 열을 일정하게 전달할 수 있고, 이로 인하여 웨이퍼 몸체(2)의 증착면에 금속성장층이 증착되는 동안 웨이퍼 몸체(101)를 전체 면적에 걸쳐서 고르게 가열할 수 있는 것이다.
이러한 경우, 상기 웨이퍼(2)에 열이 균일하게 전달되면서 웨이퍼의 증착효율을 증가시킬 수 있고, 웨이퍼에 형성되는 금속물질막인 질화물 금속성창층의 막두께도 영역에 관계없이 발광 파장 특성이 균일하게 나타나게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 일반적인 화학기상증착설비를 도시한 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따른 웨이퍼가 탑재된 서셉터를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼를 도시한 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼가 서셉터에 탑재된 상태도이다.
도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼를 제조하는 공정을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼를 제조하는데 사용되는 곡면 연마재를 도시한 구성도이다.
도 7(a)(b)(c)은 본 발명에 따른 화학기상증착용 웨이퍼의 증착시 상태변화를 도시한 단면도이다.
도 8은 웨이퍼 들뜸높이에 따른 응력변화를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 반응챔버 32 : 서셉터
33 : 히터 100 : 웨이퍼
101 : 웨이퍼 몸체 102 ; 고정판
104 : 평면 연마재 105,115 : 구동축
114 : 곡면 연마재 120 : 이격부

Claims (10)

  1. 반응가스가 공급되는 고온분위기의 반응챔버내에 구비되는 서셉터의 포켓에 탑재되어 적어도 하나이상의 금속유기물이 증착면에 증착되는 웨이퍼에 있어서,
    상기 포켓에 탑재되는 웨이퍼 몸체의 하부면에는 상기 포켓의 바닥면과 접촉되는 외측테두리로부터 상기 웨이퍼 몸체의 중심으로 향하여 상기 포켓의 바닥면과의 일정간격을 서서히 증대시키도록 경사지는 이격부를 구비함을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이격부는 일정크기의 곡률을 갖는 호형단면상으로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이격부와 상기 서셉터의 바닥면간의 최대 들뜸높이는 상기 웨이퍼 몸체의 최대두께에 대하여 20 내지 40%의 크기로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  4. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 몸체의 외주면과 상기 포켓의 내주면사이에는 일정크기의 간격을 형성함을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  5. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 몸체의 외측테두리는 상기 서셉터의 바닥면과 선접촉되거나 면접촉됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  6. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 몸체의 상부면은 평면상으로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼.
  7. 일정두께의 웨이퍼 몸체를 제공하는 단계 ;
    상기 웨이퍼몸체의 일측면을 고정판에 고정하여 외부노출되는 웨이퍼 몸체의 타측면을 평면 연마재로서 평탄하게 연마하여 증착면을 형성하는 단계 ; 및
    상기 웨이퍼 몸체의 증착면을 고정판에 고정하여 외부노출되는 웨이퍼몸체의 일측면을 곡면 연마재로서 일정크기의 곡률을 갖도록 곡면가공하는 단계 ; 를 포함하는 화학기상증착용 웨이퍼 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 곡면 연마재 상기 웨이퍼 몸체의 일측면과 대응하는 전면이 일정크기의 곡률반경을 갖는 곡면상의 원반으로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 곡면 연마재는 상기 구동축을 상기 웨이퍼 몸체측으로 가압하는 가압력에 의해서 상기 웨이퍼 몸체의 중심측으로 볼록하게 탄성변형되는 원반상의 탄성판으로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 웨이퍼 몸체의 일측면에 곡면연마되는 이격부와 상기 웨이퍼 몸체가 탑재되는 서셉터의 바닥면간의 최대 들뜸높이는 상기 웨이퍼 몸체의 최대두께에 대하여 20 내지 40%의 크기로 구비됨을 특징으로 하는 화학기상증착용 웨이퍼 제조방법.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101276747B1 (ko) * 2011-11-14 2013-06-19 김선국 곡면 복원 장치 및 곡면 복원 방법
KR20160032337A (ko) * 2014-09-15 2016-03-24 삼성디스플레이 주식회사 화학기상증착장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH065485A (ja) * 1992-06-19 1994-01-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH07249573A (ja) * 1994-03-14 1995-09-26 Nippon Steel Corp 半導体基板の製造方法
JPH1154437A (ja) * 1997-07-30 1999-02-26 Kyocera Corp 化合物半導体膜の形成方法
JP2006278523A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Dowa Mining Co Ltd ウェハ及びその製造方法、並びに半導体基板及びその製造方法
JP2007214368A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Hitachi Cable Ltd Ｍｏｖｐｅ用化合物半導体ウェハ、その製造方法及びｍｏｖｐｅ用化合物半導体エピタキシャルウェハの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101276747B1 (ko) * 2011-11-14 2013-06-19 김선국 곡면 복원 장치 및 곡면 복원 방법
KR20160032337A (ko) * 2014-09-15 2016-03-24 삼성디스플레이 주식회사 화학기상증착장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치 제조방법

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