KR20090077245A - Wafer's defect control method - Google Patents

Wafer's defect control method Download PDF

Info

Publication number
KR20090077245A
KR20090077245A KR1020080003084A KR20080003084A KR20090077245A KR 20090077245 A KR20090077245 A KR 20090077245A KR 1020080003084 A KR1020080003084 A KR 1020080003084A KR 20080003084 A KR20080003084 A KR 20080003084A KR 20090077245 A KR20090077245 A KR 20090077245A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
chamber
epitaxial
control method
susceptor
Prior art date
Application number
KR1020080003084A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이경선
Original Assignee
주식회사 실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 실트론 filed Critical 주식회사 실트론
Priority to KR1020080003084A priority Critical patent/KR20090077245A/en
Publication of KR20090077245A publication Critical patent/KR20090077245A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Abstract

A wafer defect control method is provided, which prevents the defect from being generated from the second wafer in the backside surface of wafer. The wafer defect control method controlling defect of the wafer(101) surface is as follows. Etchant is supplied to the inside of the chamber and the inner surface of the chamber is etched. The etched inner surface of the chamber is coated by supplying the coating agent to the inside of the chamber. The supplying period of the coating agent is 40-60 seconds. The supplying period of etchant is 40-60 seconds. The inner temperature of the chamber is 1100-1200 deg.C. Etchant includes the hydrochloride.

Description

웨이퍼 결함 제어방법{Wafer’s defect control method}Wafer defect control method

본 발명은 웨이퍼의 결함 제어방법에 관한 것으로서, 에픽텍셜 공정 시 발생하는 헤이즈(Haze)와 헤일로(Halo) 및 빗살무늬 선 결함을 제어할 수 있는 웨이퍼 결함 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer defect control method, and to a wafer defect control method capable of controlling haze, halo, and comb line defects generated during an epitaxial process.

오늘날 반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)는 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 결정 실리콘 박판을 말한다.Today, a silicon wafer, which is widely used as a material for manufacturing a semiconductor device, refers to a crystalline silicon thin film made of polycrystalline silicon as a raw material.

실리콘 웨이퍼는 처리 방법에 따라 폴리시드 웨이퍼(polished wafer), 에피택셜 웨이퍼(epitaxial wafer), SOI 웨이퍼(silicon on insulator wafer), 디퓨즈드 웨이퍼(diffused wafer) 및 하이 웨이퍼(HI wafer) 등으로 구분된다.Silicon wafers are classified into polished wafers, epitaxial wafers, silicon on insulator wafers, diffused wafers, and high wafers, depending on the processing method. .

이 중에서 에피택셜 웨이퍼는 기판으로 실리콘 단결정 폴리쉬드 웨이퍼(PW; Ploished Wafer) 표면에 화학 기상 증착 방법을 이용한 기판과 동일한 실리콘 단결정을 1 ~ 100um 내외로 쌓아 박막을 형성한 웨이퍼를 의미한다. 이때 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 방법은 실리콘 원료를 기상 상태인 가스로 공급 하여 고온 에너지 원으로부터 반응 가스를 라디칼 원자로 분해하여 기판 웨이퍼의 표면에 증착 시키기 때문에 기판으로 사용되는 웨이퍼의 상태와 반응관 내의 분위기, 즉 유체 흐름과 에너지원의 전달방식, 기판 웨이퍼를 지지하는 카본(Carbon) 파트류(서셉터, 리프트 핀) 등이 모두 주요 관리 인자로 사용된다.The epitaxial wafer refers to a wafer in which a thin film is formed by stacking a silicon single crystal, which is the same as a substrate using a chemical vapor deposition method, on the surface of a silicon single crystal polished wafer (PW) as a substrate to about 1 to 100 μm. At this time, the chemical vapor deposition method supplies a silicon raw material to a gas in a gaseous state and decomposes the reaction gas into radical atoms from a high-temperature energy source and deposits it on the surface of the substrate wafer. The atmosphere inside, that is, the flow of fluid and energy sources, and the carbon parts (susceptor, lift pin) that support the substrate wafer are all used as main management factors.

도1 은 웨이퍼 로딩 시에 온도 차로 인해 발생하는 웨이퍼 힘을 설명하기 위해 도시한 개략도이고, 도 2는 화학 기상 증착에 의한 에피택셜 웨이퍼를 제조시 발생하는 오토도핑 현상을 설명하기 위해 도시한 개략도이다.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a wafer force generated due to a temperature difference when loading a wafer, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an autodoping phenomenon generated when manufacturing an epitaxial wafer by chemical vapor deposition. .

최근 DRAM 이나 CMOS Logic 소자 적용을 위한 대구경화 및 얇은 에피층을 가지는 앞/뒷면 모두 거울상(Mirror like) 에피택셜 웨이퍼의 수요가 높아지면서 이에 대한 기술개발이 시급한 상황이나, 웨이퍼 뒷면에 산화막(LTO; Low Temperature Oxide) 및 폴리(Poly)와 같은 보호막이 도포되지 않을 경우, 화학 기상 증착이 1100℃ 이상의 고온에서 진행됨을 감안할 때, 고온 공정으로 인한 여러 문제가 발생할 수 있다. 즉, 도 1을 참조하면, 웨이퍼(1)가 서셉터(2)에 로딩될 때, 웨이퍼(1)와 챔버 간의 온도 차이로 인한 웨이퍼(1) 휘어짐으로 웨이퍼(1)의 접촉면에 열충격이 생기면서 뒷면(Back side)에 타격(Damage)을 입을 수 있다. 도 1에서 각 구성요소들의 온도 차이를 살펴보면, T1 > T2 > T3 > T4 > T5 임을 알 수 있다.Recently, as the demand for mirror-like epitaxial wafers with large diameters and thin epitaxial layers for application of DRAM or CMOS logic devices increases, there is an urgent need for technology development. However, oxide film (LTO; When the protective film such as Low Temperature Oxide) and Poly is not applied, various problems may occur due to the high temperature process, considering that chemical vapor deposition proceeds at a high temperature of 1100 ° C. or more. That is, referring to FIG. 1, when the wafer 1 is loaded on the susceptor 2, thermal shock occurs on the contact surface of the wafer 1 due to the warpage of the wafer 1 due to the temperature difference between the wafer 1 and the chamber. It can cause damage to the back side. Looking at the temperature difference of each component in Figure 1, it can be seen that T1> T2> T3> T4> T5.

또한, 도2에 도시된 바와 같이, 챔버 내에 열원(5)을 이용하여 열이 공급되면, 에피탁시(Epitaxy) 주 반응 외에 부 반응으로서, 오토도핑(Auto-Doping)현상이 발생할 수 있다. 이러한 오토도핑의 예로써, 경로Ⅰ 및 Ⅱ와 같이 웨이퍼(1)로부터 에피층(3)으로 외확산 및 내확산되거나, 경로Ⅲ과 같이 서셉터(2)로부터 상기 웨이퍼(1)로 내확산되거나, 또는 경로Ⅳ와 같이 상기 서셉터(2)로부터 상기 에피층(3)으로 외확산되는 경우가 있다. 여기서, 상기 서셉터(2)의 둘레에는 프리 힛 링(4)이 위치하여 상기 서셉터(2)에 열을 제공하거나, 또는 상기 서셉터(2)를 보온시킨다.In addition, as shown in FIG. 2, when heat is supplied using the heat source 5 in the chamber, auto-doping may occur as a side reaction in addition to the epitaxy main reaction. Examples of such autodoping include external diffusion and diffusion into the epi layer 3 from the wafer 1 as in paths I and II, or diffusion into the wafer 1 from the susceptor 2 as in path III. Alternatively, as in the path IV, it may be externally diffused from the susceptor 2 to the epi layer 3. In this case, a pre-tuck ring 4 is positioned around the susceptor 2 to provide heat to the susceptor 2 or to keep the susceptor 2 warm.

이러한, 오토도핑은 결과적으로, 에피층의 농도 제어를 방해하고, 반응기 시스템의 불순물 등을 침입시켜 상기 웨이퍼(1)에 결함을 발생시킨다.This auto-doping consequently interferes with the concentration control of the epi layer, invades impurities and the like in the reactor system, and causes defects in the wafer 1.

도 3은 웨이퍼 뒷면에 헤일로(Halo)가 발생하는 장면을 도시한 사시도이고, 도 4는 웨이퍼 뒷면에 스크래치성 디펙트(Defect)가 발생한 장면을 도시한 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view illustrating a scene in which a halo is generated on the back side of the wafer, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a scene in which a scratchable defect occurs on the back side of the wafer.

이에 도시한 바 와 같이, 웨이퍼(1)는 서셉터(Susceptor)에 안착(Loading)시 온도 차에 의해 웨이퍼 휘어짐이 발생한다. 즉, 상기 웨이퍼(1)는 열충격에 취약하다. 그리고, 에피층을 형성하는 증착 스텝에서 서셉터 내에서 코팅된 부 반응 물질의 외확산으로 인해 상기 웨이퍼(1)의 뒷면에도 코팅(Coating)이 발생하며, 또한 챔버(Chamber)내 존재하는 수분기로 인한 헤이즈(Haze), 또는 헤일로(Halo)를 유발시킨다. 또한, 챔버 에칭에 사용되던 염화수소 가스(HCl Gas) 및 반응가스인 TCS 로부터 Cl-기가 유발되어 상기 웨이퍼(1)의 뒷면에는 에치 핏(Etch Pit)이 형성되며, 이로 인해 빗살무늬 선결함이 발생한다. 이러한 결함들은 결과적으로, 웨이퍼의 수율저하를 가져오고, 생산비의 증가를 불러일으킨다.As shown in the drawing, the wafer 1 is warped due to a temperature difference when the wafer 1 is loaded in the susceptor. That is, the wafer 1 is vulnerable to thermal shock. In addition, in the deposition step of forming the epitaxial layer, the coating occurs on the back surface of the wafer 1 due to the external diffusion of the negative reaction material coated in the susceptor, and the water branch existing in the chamber. To cause haze, or halo. In addition, the Cl- group is induced from the hydrogen chloride gas (HCl Gas) and the reaction gas TCS used for the chamber etching to form an etch pit on the back surface of the wafer 1, thereby causing a comb-tooth pattern defect. do. These defects result in lower wafer yields and increase production costs.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼의 뒷면에 발생한 헤이즈(Haze), 헤일로(Halo), 또는 빗살무늬 선결함 등을 방지하여 수율을 높일 수 있는 웨이퍼 결함 제어방법을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a wafer defect control method that can increase the yield by preventing haze, halo, or comb-patterned defects generated on the back of the wafer.

본 발명의 다른 목적은 챔버의 내면을 식각 후에 진행되는 코팅 시간을 조절하여 웨이퍼의 뒷면 결함을 제어할 수 있는 웨이퍼 결함 제어방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer defect control method capable of controlling the defects on the back side of the wafer by adjusting the coating time after etching the inner surface of the chamber.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 웨이퍼 결함 제어방법은 상기 챔버의 내부로 식각제를 공급하여 상기 챔버의 내면을 식각하는 단계 및 상기 챔버의 내부로 코팅제를 공급하여 식각된 상기 챔버의 내면을 코팅하는 단계를 포함하다. 여기에서 상기 코팅제를 공급하는 시간은 약 40 내지 60sec 가 바람직하다. 그리고, 상기 식각제는 약 40 내지 60 sec동안 공급되는 것이 좋다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the wafer defect control method of the present invention by supplying an etchant into the interior of the chamber to etch the inner surface of the chamber and the coating agent into the interior of the chamber Coating the inner surface of the chamber by supplying and etching. Here, the time for supplying the coating agent is preferably about 40 to 60 sec. And, the etchant is preferably supplied for about 40 to 60 sec.

한편, 본 발명에서의 상기 챔버의 내부온도는 약 1100 내지 1200℃로 유지되는 것이 바람직하다.On the other hand, the internal temperature of the chamber in the present invention is preferably maintained at about 1100 to 1200 ℃.

또한, 본 발명의 상기 식각제는 염화수소(HCl)를 포함하나, 이외에도 상기 챔버의 내부면을 식각할 수 있는 다른 물질들을 사용할 수 있다.In addition, the etchant of the present invention includes hydrogen chloride (HCl), in addition to other materials capable of etching the inner surface of the chamber may be used.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 여러 장의 웨이퍼를 순차적으로 에피택셜 공정을 하는 경우에 첫 번째 웨이퍼의 에피택셜 공정을 마친 후 웨이퍼가 저장된 프로세서 챔버의 내면을 약 40 ~ 60sec 동안 코팅함으로써, 두 번째 웨이퍼부터는 첫 번째 웨이퍼와 같이 웨이퍼의 뒷면에 결함이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in the case of sequentially epitaxial processing of a plurality of wafers by coating the inner surface of the processor chamber in which the wafer is stored after the epitaxial process of the first wafer for about 40 to 60 seconds, From the second wafer, like the first wafer, there is an effect of preventing defects on the back side of the wafer.

또한, 프로세서 챔버의 내면을 식각한 후에 별도의 퍼징(Purging)을 하지 않거나 또는 퍼징 시간(Purging time)을 단축하더라도 에피택셜 공정시 웨이퍼의 뒷면에 헤이즈(Haze), 헤일로(Halo) 또는 선 결함 등이 발생하지 않도록 할 수 있다.In addition, even if no purging is performed after the inner surface of the processor chamber is etched or the purging time is shortened, haze, halo or line defects may be formed on the back side of the wafer during the epitaxial process. You can prevent this from happening.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations 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.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택셜 웨이퍼 제조 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6 은 도 5의 프로세스 챔버를 설명하기 위한 측면도이다. 그 리고, 도 7은 프로세스 챔버에서의 에피택셜 공정을 설명하기 위해 도시한 그래프이고, 도 8은 웨이퍼 로딩 전 퍼징 타임에 따른 웨이퍼 뒷면 상태를 설명하기 위해 도시한 사시도이며, 도 9는 챔버 식각 공정 후 코팅을 실시하지 않은 웨이퍼의 뒷면 상태를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating an epitaxial wafer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view illustrating the process chamber of FIG. 5. FIG. 7 is a graph illustrating an epitaxial process in a process chamber, FIG. 8 is a perspective view illustrating a wafer back side state according to a purging time before wafer loading, and FIG. 9 is a chamber etching process. It is a perspective view shown in order to demonstrate the back surface state of the wafer which is not coated after.

본 발명의 웨이퍼 제조 장치(1)는 에피택셜 성장(Epitaxial Growth)을 위한 장치뿐만 아니라, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD), 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD), 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)과 같은 증착 장치에도 적용이 가능할 것이다.The wafer manufacturing apparatus 1 of the present invention is not only an apparatus for epitaxial growth, but also chemical vapor deposition (CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), and plasma chemistry. It may also be applied to deposition apparatuses such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

이하에서는, 상기 웨이퍼 제조 장치의 일 예로서 에피탁셜(epitaxial) 웨이퍼 제조 장치와 제조방법을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, an epitaxial wafer manufacturing apparatus and a manufacturing method will be described as an example of the wafer manufacturing apparatus.

도면을 참조하면, 웨이퍼 제조 장치는 인터페이스(Interface)(10), 로드락 챔버(load-lock chamber)(20), 트랜스퍼 챔버(Transfer chamber)(30) 및 프로세스 챔버(process chamber)(50)를 포함한다. 그리고, 웨이퍼(101)의 로딩 및 언로딩을 위한 블레이드(Blade)(40)가 구비된다.Referring to the drawings, the wafer manufacturing apparatus includes an interface 10, a load-lock chamber 20, a transfer chamber 30, and a process chamber 50. Include. In addition, a blade 40 for loading and unloading the wafer 101 is provided.

상기 인터페이스(10)는 다수의 웨이퍼(101)를 수용하여 이송 가능한 유닛의 자동 개폐를 담당한다. 예를 들어, 상기 웨이퍼(101)의 수용 유닛은 FOUP(front opening unified pod)(6)이다. 즉, 상기 인터페이스(10)은 상기 FOUP(6)과 상기 로드락 챔버(20)를 연결시켜 주며, 핸들링 로봇에 의해 상기 웨이퍼(101)를 상기 로드락 챔버(20)로 이송할 수 있다.The interface 10 is responsible for the automatic opening and closing of the transferable unit to accommodate a plurality of wafers (101). For example, the receiving unit of the wafer 101 is a front opening unified pod (FOUP) 6. That is, the interface 10 connects the FOUP 6 and the load lock chamber 20, and transfers the wafer 101 to the load lock chamber 20 by a handling robot.

상기 로드락 챔버(20)는 웨이퍼 제조 장치 내로 상기 웨이퍼(101)를 유입 및 반출시킨다.The load lock chamber 20 introduces and exports the wafer 101 into the wafer fabrication apparatus.

여기서, 웨이퍼 제조 공정은 진공 상태에서 수행될 수 있다. 이를 위해 상기 웨이퍼 제조 장치 내부는 진공 상태가 유지되는데, 상기 웨이퍼(101)의 출입 시 상기 웨이퍼 제조 장치의 진공이 파괴될 수 있다. 따라서, 상기 로드락 챔버(20)는 상기 웨이퍼 제조 장치의 진공을 파괴하지 않고 상기 웨이퍼(101)의 출입시키기 위한 완충영역을 형성한다.Here, the wafer manufacturing process may be performed in a vacuum state. To this end, the inside of the wafer manufacturing apparatus is maintained in a vacuum state, and the vacuum of the wafer manufacturing apparatus may be destroyed when the wafer 101 enters and exits. Thus, the load lock chamber 20 forms a buffer region for entering and exiting the wafer 101 without breaking the vacuum of the wafer manufacturing apparatus.

그러나, 상기 웨이퍼 제조 공정이 진공 상태가 아닌 상압(atmospheric pressure)에서 수행되는 경우, 상기 로드락 챔버(20)는 진공이 형성되지 않을 수 있다.However, when the wafer fabrication process is performed at atmospheric pressure instead of vacuum, the load lock chamber 20 may not be vacuumed.

상기 로드락 챔버(20)는 상, 하부로 구성되어 있는데 상부에서는 상기 인터페이스(10)의 핸들링 로봇에 의해 유입된 웨이퍼를 받아들인다. 즉, 상기 로드락 챔버(20)의 상부에서는 웨이퍼 제조 공정이 수행되기 전의 상기 웨이퍼(101)를 투입하고, 공정이 수행되기 전까지 상기 웨이퍼(101)를 대기시키는 역할을 한다. 그리고, 상기 로드락 챔버(20)의 하부에서는 온도를 하강시키기 위한 저온 장치가 장착되어, 웨이퍼 제조 공정이 완료된 웨이퍼(101)를 충분히 식힌 후 반출하는 역할을 한다.The load lock chamber 20 is composed of upper and lower parts, and the upper part receives the wafer introduced by the handling robot of the interface 10. That is, in the upper portion of the load lock chamber 20, the wafer 101 before the wafer manufacturing process is performed is put in, and serves to hold the wafer 101 until the process is performed. In addition, the lower portion of the load lock chamber 20 is equipped with a low-temperature device for lowering the temperature, and serves to cool and take out the wafer 101 after the wafer manufacturing process is completed.

상기 트랜스퍼 챔버(30)는 상기 로드락 챔버(20)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에서 상기 웨이퍼(101)를 이송한다. 여기서, 상기 트랜스퍼 챔버(30) 내부는 소정의 진공이 제공된다. 특히, 상기 트랜스퍼 챔버(30) 내부는 상기 프로세스 챔 버(50)와 유사한 정도의 진공이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 트랜스퍼 챔버(30)의 온도는 상온과 유사한 온도인 20 내지 25℃ 정도가 유지된다.The transfer chamber 30 transfers the wafer 101 between the load lock chamber 20 and the process chamber 50. Here, a predetermined vacuum is provided inside the transfer chamber 30. In particular, the inside of the transfer chamber 30 is preferably formed with a vacuum similar to the process chamber 50. In addition, the temperature of the transfer chamber 30 is maintained at a temperature similar to room temperature 20 to 25 ℃.

상기 트랜스퍼 챔버(30) 내부에는 상기 웨이퍼(101)를 파지하여 상기 로드락 챔버(10)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에서 이송하는 블레이드(40)가 구비된다. 상기 블레이드(40)는 직선이동 또는 회전이동이 가능한 통상의 로봇암(robot arm) 또는 핸들러(handler) 등이 사용될 수 있으며, 상기 블레이드(40)의 방식 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.The transfer chamber 30 is provided with a blade 40 for holding the wafer 101 to transfer between the load lock chamber 10 and the process chamber 50. The blade 40 may be a conventional robot arm (handler) or a handler (handler) capable of linear movement or rotational movement, the invention is limited or limited by the manner and structure of the blade 40 It is not.

상기 트랜스퍼 챔버(30)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에는 슬릿 밸브(미도시)가 구비되어 상기 트랜스퍼 챔버(30)와 상기 프로세스 챔버(50)의 공간을 분리시키는 역할을 한다. 즉, 상기 슬릿 밸브는 상기 웨이퍼 제조 공정 동안 상기 프로세스 챔버(50)를 격리시키기 위해 상기 프로세스 챔버(50)의 입구를 선택적으로 폐쇄하고, 상기 웨이퍼(101)의 출입이 가능하도록 상기 프로세스 챔버(50)를 개방한다.A slit valve (not shown) is provided between the transfer chamber 30 and the process chamber 50 to serve to separate the space between the transfer chamber 30 and the process chamber 50. That is, the slit valve selectively closes the inlet of the process chamber 50 to isolate the process chamber 50 during the wafer manufacturing process, and allows the process chamber 50 to enter and exit the wafer 101. Open).

상기 프로세스 챔버(50)는 상기 웨이퍼(101)를 수용하여, 상기 웨이퍼(101)의 표면에 소정 물질의 단결정층(이하, 에피택셜층)을 성장시키는 에피택셜 공정이 수행된다.The process chamber 50 receives the wafer 101, and an epitaxial process is performed to grow a single crystal layer (hereinafter, an epitaxial layer) of a predetermined material on the surface of the wafer 101.

상세하게는, 도 6을 참조하면, 상기 프로세스 챔버(50)는 상기 웨이퍼(101)가 수용되어 에피택셜 공정이 수행되는 반응공간(51)과, 서셉터(53) 및 히터(55)를 포함한다.In detail, referring to FIG. 6, the process chamber 50 includes a reaction space 51 in which the wafer 101 is accommodated and an epitaxial process is performed, and a susceptor 53 and a heater 55. do.

상기 반응공간(51)은 상기 웨이퍼(101)가 수용되어 소정 분위기에서 에피택 셜 공정이 수행된다. 상기 반응공간(51)에서는 상기 웨이퍼(101)가 투입되어 소정의 공정온도로 상기 웨이퍼(101)가 가열되고, 수소가스와 더불어 실리콘을 포함하는 소스가스를 제공함으로써 상기 웨이퍼(101) 상에 실리콘 에피택셜층을 성장시킨다.In the reaction space 51, the wafer 101 is accommodated, and an epitaxial process is performed in a predetermined atmosphere. In the reaction space 51, the wafer 101 is introduced and the wafer 101 is heated to a predetermined process temperature, and silicon on the wafer 101 is provided by providing a source gas containing silicon together with hydrogen gas. The epitaxial layer is grown.

예를 들어, 상기 소스가스는 사염화규소(SiCl4), 삼염화실란(SiHCl3, Trichlorosilane, TCS) 또는 이염화실란(SiH2Cl2, Dichlorosilane) 또는 실란(SiH4) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 삼염화실란을 소스가스로 하여 에피택셜층을 성장시키기 위한 공정온도는 1100 내지 1200℃이다. 한편, 상기 삼염화실란 이외에 이염화실란이나 실란 등을 소스가스로 하여 에피택셜층을 성장시킬 때는 상기한 공정온도보다 낮은 온도에서 에피택셜층이 성장된다.For example, the source gas may be silicon tetrachloride (SiCl 4), trichlorosilane (SiHCl 3, Trichlorosilane, TCS) or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2, Dichlorosilane) or silane (SiH 4). The process temperature for growing the epitaxial layer using the trichlorosilane as a source gas is 1100 to 1200 ° C. On the other hand, when the epitaxial layer is grown using dichlorosilane or silane as a source gas in addition to the trichlorosilane, the epitaxial layer is grown at a temperature lower than the above-described process temperature.

본 실시예서는 이와 같은 에피택셜층 성장 공정의 일 예로서 삼염화실란을 소스가스로 이용하는 에피택셜층 성장 공정에 대해 설명하기로 한다. 그러나, 삼염화실란 이외의 다른 소스가스를 이용하여 에피택셜층을 성장시킬 때는 온도 조건이 달라지는 것으로 본 실시예의 다른 효과는 동일하게 작용할 수 있다.In the present embodiment, an epitaxial layer growth process using trichlorosilane as a source gas will be described as an example of such an epitaxial layer growth process. However, when the epitaxial layer is grown by using a source gas other than trichlorosilane, the temperature conditions are different, and the other effects of the present embodiment may work in the same manner.

상기 히터(55)는 상기 반응공간(51) 내에 구비되어 상기 서셉터(53) 및 상기 웨이퍼(101)를 상기 공정온도까지 가열한다.The heater 55 is provided in the reaction space 51 to heat the susceptor 53 and the wafer 101 to the process temperature.

상기 서셉터(53)는 상기 반응공간(51) 내에 구비되어 에피택셜 공정 동안 상기 웨이퍼(101)를 고정시킨다.The susceptor 53 is provided in the reaction space 51 to fix the wafer 101 during the epitaxial process.

상기 서셉터(53)에는 상기 웨이퍼(101)의 로딩/언로딩 시에 상기 웨이퍼(101)를 승하강시키는 리프트 핀(57)이 구비된다. 예를 들어, 상기 리프트 핀(57)은 상기 웨이퍼(101)를 안정적으로 지지할 수 있도록 3 지점에 배치된다.The susceptor 53 is provided with a lift pin 57 for raising and lowering the wafer 101 when loading / unloading the wafer 101. For example, the lift pins 57 are disposed at three points to stably support the wafer 101.

도 7을 참조하면, 도 6에서와 같이 웨이퍼(101)가 프로세서 챔버(50) 내의 서셉터(53)에 안착되기 전, 이전의 웨이퍼 공정으로부터 실리콘 증착 시에 웨이퍼 뿐만 아니라 프로세서 챔버(50) 및 서셉터(53)에도 실리콘이 증착되기 때문에, 상기 프로세서 챔버(50) 상태를 깨끗하게 해주기 위해 상기 프로세서 챔버(50)의 식각(Etching) 및 실리콘 코팅(Coating) 공정이 진행된다. 상기 프로세서 챔버(50)의 식각은 에피탁시 런(Epitaxy Run) 진행 후 프로세서 챔버(50)의 벽면 및 서셉터(53)에 코팅된 부반응 물질을 제거해 주기 위함이다.Referring to FIG. 7, before the wafer 101 is seated in the susceptor 53 in the processor chamber 50, as in FIG. 6, the processor chamber 50 and the wafer as well as the wafer during the deposition of silicon from the previous wafer process. Since silicon is also deposited on the susceptor 53, etching and coating of the process chamber 50 are performed to clean the state of the processor chamber 50. The etching of the processor chamber 50 is to remove the side reaction material coated on the wall of the processor chamber 50 and the susceptor 53 after the epitaxy run.

이후 실리콘 코팅은 식각 후에 상기 서셉터(53) 및 프로세서 챔버(50)로부터 과잉 식각되어 열공정 진행 시 외확산에 의한 상기 웨이퍼(101)에 불순물이 오토도핑(Auto-Doping) 되는 것을 막고자 보호막을 입히기 위해 실시한다. 상기 웨이퍼(101)가 상기 프로세서 챔버(50)에 안착한 후에는 약 1100 ~ 1200℃ 상이에서 수소(H2)를 이용하여 열 처리(Baking) 스텝을 진행하게 되는데, 이는 에피탁시 성장을 위한 자연 산화막(Native Oxide)의 제거, 유기(Organic) 불순물 제거 및 웨이퍼에서 형성된 BMD(Bulk Micro Defect)로 인해 일정한 DZ(Denuded Zone)을 형성하는데 매우 중요한 스텝이다. 열처리 스텝이 완료된 후 에피웨이퍼 파티클 수준에 따라 증착 전 표면 식각(pre-etching, Surface Etching)을 실시하기도 하나, 일반적으로 바로 에피층 형성공정으로 바로 진행하게 된다. 상압하에서의 에피층의 성장은 1100 ~ 1150℃에서 이루어진다. 여기에, 상기 프로세서 챔버(50)의 내부로 공급되는 원료 가스(Source Gas)로는 TCS(Trichlorosilane, SiHCl3)를 공급하며, 에 피 비저항을 제어하기 위해 도펀트 가스(B2H6)를 첨가하게 된다. 이후 상기 프로세서 챔버(50)를 식각 및 코팅하는 단계를 지난 후에, 상기 서셉터(53)에 상기 웨이퍼(101)를 안착 전에 퍼징(Purging)을 실시하는데, 상기 퍼징 시간에 따라 웨이퍼 뒷면의 상태는 차이가 발생한다. 즉, 상기 웨이퍼(101)의 연속 런을 진행 시, 첫 번째 장과 두 번째 장부터의 웨이퍼 뒷면의 양상이 달라진다. 이를 자세히 살펴보면 다음과 같다.After etching, the silicon coating is excessively etched from the susceptor 53 and the processor chamber 50 after etching to protect the wafer 101 from auto-doping impurities due to external diffusion during thermal processing. To coat. After the wafer 101 is seated in the processor chamber 50, a heat treatment step is performed using hydrogen (H 2) at about 1100 to 1200 ° C., which is a natural oxide film for epitaxial growth. (Native Oxide) removal, organic impurities removal and Bulk Micro Defect (BMD) formed on the wafer is a very important step to form a constant dezoned zone (DZ). After the heat treatment step is completed, the surface etching (pre-etching, surface etching) before the deposition depending on the level of epi-wafer particles, but generally proceeds directly to the epi layer formation process. Growth of the epi layer under normal pressure is carried out at 1100 ~ 1150 ℃. In addition, TCS (Trichlorosilane, SiHCl 3) is supplied as a source gas supplied into the processor chamber 50, and a dopant gas B 2 H 6 is added to control epitaxial resistance. Thereafter, after the process of etching and coating the processor chamber 50, purging is performed before the wafer 101 is seated in the susceptor 53. The difference occurs. That is, when the continuous run of the wafer 101 proceeds, the aspect of the back surface of the wafer from the first sheet and the second sheet is changed. Looking at it in detail as follows.

도 8a는 퍼징 시간을 약 480sec동안 실시한 웨이퍼의 뒷면을 나타낸 도면이다. 도 8a와 같이, 연속 런 진행시에 첫 번째 웨이퍼(101)는 상기 프로세서 챔버(50)의 식각 및 코팅 단계를 완료 후에 충분한 퍼징(Purging)이 이루어진 상태하에서 안착된 것으로, 이전의 결함들로부터 자유로운 거울상을 얻을 수 있다.8A is a view of the back side of the wafer with a purging time of about 480 sec. As shown in FIG. 8A, during the continuous run, the first wafer 101 is seated under sufficient purging after completing the etching and coating steps of the processor chamber 50, and is free from previous defects. A mirror image can be obtained.

그리고, 도 8b에 도시된 두 번째 웨이퍼(101)는 첫 번째 웨이퍼(101)가 에피택셜 공정을 실시한 후에 퍼징을 하지 않은 상태에서 공정이 진행된 웨이퍼이며, 도 8c는 첫 번째 웨이퍼의 에피택셜 공정을 실시한 후에 퍼징을 약 120sec 동안 실시한 상태에서 공정이 진행된 웨이퍼이다. 도 8b 및 도 8c에서의 웨이퍼(101)는 두 번째 장부터 해당되는 웨이퍼로써, 퍼징을 하지 않거나, 또는 퍼징 시간이 충분치 못한 경우에 해당되는 웨이퍼이다. 이는 상기 프로세서 챔버(50)를 식각 및 코팅하는 단계가 완료되는 시기에 동시에 안착되거나, 완료되는 시간으로부터 짧은 시간이 지난 후에 안착되는 경우로써, 이러한 상기 웨이퍼(101)의 뒷면에는 짙은 헤이즈(Haze) 및 빗살무늬 결함이 발생한다.In addition, the second wafer 101 illustrated in FIG. 8B is a wafer in which a process is performed without purging after the first wafer 101 performs an epitaxial process, and FIG. 8C illustrates an epitaxial process of the first wafer. The wafer is processed after being purged for about 120 sec. The wafer 101 in FIGS. 8B and 8C corresponds to a wafer from the second sheet, and is a wafer in which no purging is performed or the purging time is insufficient. This is the case where the process of etching and coating the processor chamber 50 is completed at the same time, or after a short time from the completion time, the haze (Haze) on the back of the wafer 101 And comb defects occur.

이러한 결과는 상기 프로세서 챔버(50) 내의 조건이 상기 웨이퍼(101)의 뒷 면 결함을 발생하는 주요 인자임을 말해준다.These results indicate that the condition in the processor chamber 50 is a major factor in generating the back defect of the wafer 101.

표 1은 다양한 공정 변수에 따른 웨이퍼의 뒷면결함에 대한 테스트 결과이며, 이때의 퍼징 조건으로서 퍼징 시간은 0sec이다.Table 1 shows the test results for the backside defect of the wafer according to various process parameters, and the purging time is 0 sec as the purging condition at this time.

Figure 112008002188821-PAT00001
Figure 112008002188821-PAT00001

표 1에서는 표준(Standard) 조건에서 테스트를 실시하고, 이어 각 공정 변수를 변화시키면서 나타나는 웨이퍼의 뒷면 결함의 발생유무 및 발생 정도를 보여준다.Table 1 shows the occurrence and extent of defects on the back side of the wafer as the test is performed under standard conditions, followed by changing each process variable.

테스트 진행 결과 상기 웨이퍼(101)의 뒷면에 결함을 발생시키는 주요 인자는 Cl-으로 확인할 수 있다. 이는 4번 조건에서 도 8과 같이 상기 웨이퍼(101)의 뒷면이 더 악화된 것을 보면 알 수 있다. 상기 프로세서 챔버(50)를 식각하기 위해 과도한 염화수소 가스(HCl)를 사용하는데, 이로부터 발생한 Cl-이 상기 웨이퍼(101)의 뒷면을 식각시키기 때문이다. 반면, 상기 프로세서 챔버(50)의 내면에 실리콘의 코팅량을 증가시키면 상기 웨이퍼(101)의 뒷면 결함이 감소된다. 이는 상기 프로세서 챔버(50)내 실리콘 코팅량이 증가하면서 원치 않는 불순물(Cl-을 포함한 잔존 성분들)의 부반응이 발생하지 않도록 막기 때문이다.As a result of the test, the main factor causing defects on the back surface of the wafer 101 can be identified as Cl −. This can be seen from the fourth condition as shown in FIG. 8 that the back side of the wafer 101 is further deteriorated. Excess hydrogen chloride gas (HCl) is used to etch the processor chamber 50, since Cl- generated therefrom etches the back side of the wafer 101. On the other hand, increasing the coating amount of silicon on the inner surface of the processor chamber 50 reduces the back defects of the wafer 101. This is because the amount of silicon coating in the processor chamber 50 increases to prevent side reactions of unwanted impurities (remaining components including Cl −) from occurring.

이로부터 앞서, 상기 프로세서 챔버(50)의 식각 및 코팅 단계 후에 퍼징을 하지 않거나, 또는 퍼징 시간을 늘리지 않더라도 상기 프로세서 챔버(50)의 코팅 조건을 강화함으로써 상기 웨이퍼(101)의 뒷면결함을 제어할 수 있다.From this, the backside defect of the wafer 101 may be controlled by enhancing the coating conditions of the processor chamber 50 without purging after the etching and coating step of the processor chamber 50 or increasing the purging time. Can be.

본 발명에서는 상기 프로세서 챔버(50)의 내면을 실리콘으로 약 40 ~ 60 sec 동안 코팅한다. 이때 상기 프로세서 챔버(50)의 내면에 코팅되는 코팅제의 코팅 두께는 약 2.5 ~ 3㎛ 이다.In the present invention, the inner surface of the processor chamber 50 is coated with silicon for about 40 to 60 sec. At this time, the coating thickness of the coating agent coated on the inner surface of the processor chamber 50 is about 2.5 ~ 3㎛.

이와 같이, 식각된 상기 프로세서 챔버(50)의 내면을 코팅함으로써 첫 번째 웨이퍼를 에피택셜 공정을 한 후에 퍼징하지 않거나, 또는 퍼징 시간을 단축하더라도, 에피택셜 공정이 완료된 두 번째부터의 웨이퍼는 그 뒷면에 헤이즈(Haze), 헤일로(Halo) 또는 선결함 등이 발생하지 않도록 할 수 있다.As such, even if the first wafer is not purged after the epitaxial process by coating the inner surface of the etched processor chamber 50, or the purging time is shortened, the second wafer from the second epitaxial process is completed on the rear surface thereof. Haze, halo or predecessors may be prevented from occurring.

도 1은 웨이퍼 로딩시 온도 차로 인해 발생하는 웨이퍼 힘을 설명하기 위해 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a wafer force generated due to a temperature difference during wafer loading.

도 2는 화학 기상 증착에 의한 에피택셜 웨이퍼를 제조시 발생하는 오토도핑 현상을 설명하기 위해 도시한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an autodoping phenomenon generated during the manufacture of an epitaxial wafer by chemical vapor deposition.

도 3은 웨이퍼 뒷면에 헤일로(Halo)가 발생하는 장면을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a scene in which a halo is generated on the back surface of a wafer.

도 4는 웨이퍼 뒷면에 스크래치성 디펙트(Defect)가 발생한 장면을 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a scene in which scratchable defects are generated on a back surface of a wafer.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택셜 웨이퍼 제조 장치를 설명하기 위한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating an epitaxial wafer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 5의 프로세스 챔버를 설명하기 위한 측면도이다.6 is a side view for describing the process chamber of FIG. 5.

도 7은 프로세스 챔버에서의 에피택셜 공정을 설명하기 위해 도시한 그래프이다.7 is a graph depicting the epitaxial process in the process chamber.

도 8은 웨이퍼 로딩 전 퍼징 타임에 따른 웨이퍼 뒷면 상태를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.8 is a perspective view illustrating a wafer back side state according to a purging time before wafer loading.

도 9는 챔버 식각 공정 후 코팅을 실시한 웨이퍼의 뒷면 상태를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.9 is a perspective view illustrating a back side of a wafer coated with a chamber after an etching process.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 웨이퍼 2: 서셉터1: wafer 2: susceptor

3: 에피 층 4: 프리 힛 링3: epi layer 4: pre- 힛 ring

5: 열원 6: FOUP5: heat source 6: FOUP

10: 인터페이스 20: 로드락 챔버10: interface 20: load lock chamber

30: 트랜스퍼 챔버 40: 블레이드30: transfer chamber 40: blade

50: 프로세스 챔버 53: 서셉터50: process chamber 53: susceptor

55: 히터 57: 리프트 핀55: heater 57: lift pin

101: 웨이퍼101: wafer

Claims (4)

웨이퍼 표면의 결함을 제어하는 웨이퍼 결함 제어방법에 있어서,In a wafer defect control method for controlling defects on a wafer surface, 상기 챔버의 내부로 식각제를 공급하여 상기 챔버의 내면을 식각하는 단계; 및Supplying an etchant into the chamber to etch the inner surface of the chamber; And 상기 챔버의 내부로 코팅제를 공급하여 식각된 상기 챔버의 내면을 코팅하는 단계;Supplying a coating agent into the chamber to coat an inner surface of the etched chamber; 를 포함하고, 상기 코팅제의 공급시간은 40 내지 60sec인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 결함 제어방법.To include, wherein the supply time of the coating agent is a wafer defect control method, characterized in that 40 to 60sec. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각제의 공급시간은 40 내지 60sec인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 결함 제어방법.The supply time of the etchant is a wafer defect control method, characterized in that 40 to 60sec. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버의 내부온도는 1100 내지 1200℃인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 결함 제어방법.The internal temperature of the chamber is a wafer defect control method, characterized in that 1100 to 1200 ℃. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 식각제는 염화수소(HCl)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 결함 제어방법.The etchant comprises hydrogen chloride (HCl) characterized in that the wafer defect control method.
KR1020080003084A 2008-01-10 2008-01-10 Wafer's defect control method KR20090077245A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003084A KR20090077245A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Wafer's defect control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003084A KR20090077245A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Wafer's defect control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090077245A true KR20090077245A (en) 2009-07-15

Family

ID=41335763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080003084A KR20090077245A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Wafer's defect control method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090077245A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4492840B2 (en) Improved receptor for use in chemical vapor deposition processes.
KR100828622B1 (en) Epitaxially coated silicon wafer
US9869019B2 (en) Substrate processing apparatus including processing unit
US9593415B2 (en) Substrate processing apparatus including auxiliary gas supply port
US8071477B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
US8709156B2 (en) Methods for producing epitaxially coated silicon wafers
US9620395B2 (en) Apparatus for processing substrate for supplying reaction gas having phase difference
US8268708B2 (en) Epitaxially coated silicon wafer and method for producing epitaxially coated silicon wafers
US8846500B2 (en) Method of forming a gettering structure having reduced warpage and gettering a semiconductor wafer therewith
KR20130015223A (en) Equipment for manufacturing semiconductor
JP2010219494A (en) Vertical heat processing device and heat processing method
US20130305991A1 (en) Substrate processing apparatus
WO2000054893A1 (en) Method and apparatus for metal oxide chemical vapor deposition on a substrate surface
TWI626730B (en) Method of manufacturing epitaxial wafer
JP2010153483A (en) Film deposition apparatus and film deposition method
JP2008294217A (en) Vapor phase growth device and vapor phase growth method
KR20090077245A (en) Wafer&#39;s defect control method
JPH04177825A (en) Epitaxial growth method and chemical vapor growth device
US10796915B2 (en) Method for forming epitaxial layer at low temperature
KR20090062892A (en) Apparatus for manufacturing epitaxial wafer
JP2004186376A (en) Apparatus and method for manufacturing silicon wafer
KR20100033197A (en) Wafer deposition apparatus and method having same
KR20090062891A (en) Transfer method for epitaxial wafer
KR20130071633A (en) Apparatus for manufacturing wafer and wand unit thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application