KR20150034351A - 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 웨이퍼를 준비하는 단계, 상기 웨이퍼의 에지 영역을 그라인딩하는 단계, 에피텍셜 공정에 의하여 상기 웨이퍼의 상에 에피층을 성장시키는 단계, 및 상기 에피층이 성장된 웨이퍼의 에지 영역에 적외선을 투과하여 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계를 포함한다.
Description
실시 예는 웨이퍼 에지 가공에 기인하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법에 관한 것이다.
단결정 잉곳을 성장시키고, 성장된 단결정 잉곳에 대한 잉곳 그라인딩 공정 및 크로핑(cropping) 공정, 및 슬라이싱 공정을 수행함으로써 반도체용 웨이퍼를 생산할 수 있다.
잉곳 그라인딩, 크로핑(cropping), 및 슬라이싱 공정에서 기인되는 손상(damage)를 제거하기 위하여 웨이퍼는 표면(예컨대, 전면 또는 후면)에 대하여 래핑(lapping), 그라인딩(grinding), 및 폴리싱(polishing) 공정이 수행될 수 있다. 상기 공정들에 기인하는 손상은 웨이퍼 표면에 수직 방향으로 도입된 손상의 전파 깊이(depth)를 확인하는 손상 깊이 평가법에 의하여 평가될 수 있다.
예컨대, 슬라이싱 공정 및 래핑 공정의 경우에 발생하는 손상은 기계적인 크랙(mechanical crack) 형태의 손상일 수 있으며, 이는 손상 깊이 평가법에 의하여 확인 또는 평가할 수 있다. 손상 깊이(damage depth) 평가법은 웨이퍼 표면에 앵글 폴리싱 및 선택적 식각(preferential etching)을 수행한 후 광학 현미경을 통하여 손상의 깊이를 확인하는 방법이다.
반도체용 웨이퍼의 표면 이외에 웨이퍼 에지 영역도 고객으로부터의 요청에 의하여 다양한 형태로 가공될 수 있으며, 이러한 가공에는 에지 그라인딩 및 에지 폴리싱이 있을 수 있다.
에지 그라인딩 공정은 잉곳 그라인딩 공정 및 크로핑 공정에서 기인하는 손상을 제거하거나, 에지 형태(R-type 또는 F-type)를 제어할 수 있다. 에지 폴리싱 공정은 에지 그라인딩 공정에서 발생할 수 있는 손상을 제거할 수 있는 에지 최종 가공 공정일 수 있다.
웨이퍼 에지 손상은 고객이 수행하는 열 공정에서 깨짐원(broken source)으로 작용할 수 있다. 또한 웨이퍼 에지 손상은 고객이 수행하는 열 공정에서 슬립(slip), 또는 미스핏(misfit)으로 전이될 수 있다. 여기서 슬립 및 미스핏은 모두 격자 왜곡(lattice distortion)에 기인하는 격자 결함일 수 있다. 이렇게 전이된 슬립 또는 미스핏은 리키지 소스(leakage source), 또는 디포커싱 소스(defocusing source)로 작용할 수 있다. 고객이 수행하는 열 공정이란 디바이스 제조시 적용될 수 있는 고속 열처리(Rapid Thermal Processing), 어닝링 공정, 또는 CVD 공정 등일 수 있다.
웨이퍼 에지 그라인딩 공정은 휠(wheel)을 이용하는 기계적인 가공 공정으로 휠 메쉬(wheel mesh)에 따른 손상의 유의차를 예상할 수 있으나, 웨이퍼 표면에 대한 손상 깊이 평가법을 웨이퍼 에지 영역에는 적용할 수 없다. 왜냐하면, 웨이퍼 에지 영역의 경우 앵글 연마를 적용할 수 없기 때문이다. 이러한 이유로 인하여 웨이퍼 에지 가공 휠을 이용하여 웨이퍼 표면을 가공한 후, 가공된 웨이퍼 표면의 손상 깊이 평가를 통하여 간접적으로 웨이퍼 에지에 대한 손상을 확인하는 방법을 사용하고 있다.
실시 예는 에지 그라인딩 휠의 메시의 종류에 따른 유의 차를 정량적으로 평가할 수 있고, 고객이 수행하는 열 공정에 기인하는 손상을 사전에 확인할 수 있는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법을 제공한다.
실시 예에 따른 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법은 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 웨이퍼의 에지 영역을 그라인딩(grinding)하는 단계; 에피텍셜(epitaxial) 공정에 의하여 상기 웨이퍼의 상에 에피층을 성장시키는 단계; 및 상기 에피층이 성장된 웨이퍼의 에지 영역에 적외선을 투과하여 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 그라인딩 단계 완료 후 상기 단계 이전에, 상기 웨이퍼의 에지 영역에 대하여 폴리싱(polishing) 공정을 수행하는 단계를 더 포함하 수 있다.
상기 준비되는 웨이퍼는 단결정 잉곳에 대한 슬라이싱 공정을 수행하여 얻어지는 반도체용 웨이퍼이거나, 또는 상기 반도체용 웨이퍼의 표면에 대하여 래핑(lapping) 공정, 그라인딩 공정, 또는 폴리싱 공정 중 적어도 하나를 수행한 웨이퍼일 수 있다.
상기 에피층을 성장하는 단계는 상기 에피텍셜 공정 시 열적 스트레스에 의하여 상기 에피층 내에 격자 결함이 발생하지 않도록 상기 웨이퍼의 중앙 영역과 에지 영역 사이의 온도 구배를 조절할 수 있다.
상기 준비되는 웨이퍼에는 불순물이 도핑되고, 상기 성장되는 에피층의 두께는 2㎛미만인 웨이퍼일 수 있다.
상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계는 SIRD(Scanning Infra Red Depolarization) 장비를 이용하여 상기 웨이퍼의 근접 에지 영역에 대한 BFA(Bad Cell Fration Analysis)를 획득하는 단계; 및 획득된 BFA에 기초하여 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 근접 에지 영역은 상기 웨이퍼의 에지 영역과 상기 웨이퍼의 에지 영역으로부터 8mm ~ 10mm 이내인 영역을 포함할 수 있다.
상기 BFA가 1% 미만일 경우에 상기 웨이퍼의 에지 영역의 결함이 없는 것으로 판단할 수 있다.
상기 그라인딩하는 단계는 그라인딩 휠(wheel)의 메쉬(mesh)의 입도를 달리하여 수행할 수 있다.
실시 예는 에지 그라인딩 휠의 메시의 종류에 따른 유의 차를 정량적으로 평가할 수 있고, 고객이 수행하는 열 공정에 기인하는 손상을 사전에 확인할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법에 관한 플로차트를 나타낸다.
도 2는 웨이퍼의 표면 및 에지 영역을 나타낸다.
도 3은 도 1에 따라 웨이퍼 상에 성장된 에피층을 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 에피층의 두께와 웨이퍼의 비저항 간의 상관 관계에 따라 발생하는 결함을 나타낸다.
도 5는 서로 다른 입도의 메쉬를 갖는 휠들 각각으로 에지 그라인딩 공정을 수행할 경우에 발생하는 웨이퍼 에지의 손상에 대한 BFA 값을 나타낸다.
도 6은 일반적인 선택적 식각 및 광학 현미경을 통한 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타낸다.
도 7은 일반적인 엑스선 회절기를 이용하는 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타낸다.
도 8은 일반적인 라만 분광법을 이용하여 측정되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 거칠기를 나타낸다.
도 2는 웨이퍼의 표면 및 에지 영역을 나타낸다.
도 3은 도 1에 따라 웨이퍼 상에 성장된 에피층을 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 에피층의 두께와 웨이퍼의 비저항 간의 상관 관계에 따라 발생하는 결함을 나타낸다.
도 5는 서로 다른 입도의 메쉬를 갖는 휠들 각각으로 에지 그라인딩 공정을 수행할 경우에 발생하는 웨이퍼 에지의 손상에 대한 BFA 값을 나타낸다.
도 6은 일반적인 선택적 식각 및 광학 현미경을 통한 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타낸다.
도 7은 일반적인 엑스선 회절기를 이용하는 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타낸다.
도 8은 일반적인 라만 분광법을 이용하여 측정되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 거칠기를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 손상 평가 방법을 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법에 관한 플로차트를 나타내고, 도 2는 웨이퍼의 표면(201), 및 에지 영역(202)을 나타낸다.
웨이퍼의 표면(201)은 웨이퍼의 전면 또는 뒷면일 수 있고, 웨이퍼의 에지 영역(202)은 제1 베벨(B1), 꼭지점(A), 및 제2 베벨(B2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베벨(B1, B2)은 웨이퍼(205)의 표면(201)의 가장 자리로부터 에지 영역의 뾰족한 부분(Apex, A)까지의 영역일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 웨이퍼를 준비한다(S110).
여기서 준비되는 웨이퍼는 단결정 잉곳을 성장시키고, 성장된 단결정 잉곳에 대한 잉곳 그라인딩 공정 및 크로핑(cropping) 공정, 및 슬라이싱 공정을 수행하여 얻어지는 반도체용 웨이퍼일 수 있다.
또는 준비되는 웨이퍼는 반도체용 웨이퍼의 표면(201, 예컨대, 웨이퍼의 전면 또는 후면)에 대하여 래핑(lapping) 공정, 그라인딩(grinding) 공정, 또는 폴리싱(polishing) 공정 중 적어도 하나를 수행한 웨이퍼일 수 있다.
다음으로 준비된 웨이퍼의 에지 영역(202)에 대하여 그라인딩 공정을 수행한다(S120).
그라인딩 휠(wheel)의 종류를 달리하거나, 그라인더(grinder)의 회전 속도를 변경하여 웨이퍼 에지 영역(202)에 대한 그라인딩 공정을 수행할 수 있다.
예컨대, 거친 가공을 위해서는 800 메쉬(mesh)의 입도를 갖는 휠을 사용하여 웨이퍼 에지 영역(202)을 가공할 수 있고, 미세 가공을 위해서는 2000 메쉬 또는 3000 메쉬의 입도를 갖는 휠을 사용하여 웨이퍼 에지 영역(202)을 가공할 수 있다.
다음으로 그라인딩 공정이 완료된 웨이퍼 에지 영역(202)에 대하여 폴리싱 공정을 수행한다(S120). 예컨대, 슬러리(slurry) 및 패드를 이용하여 웨이퍼 그라인딩 공정에서 발생할 수 있는 마이크로 크기의 손상, 예컨대, 크랙(crack) 또는 칩(chip) 등을 제거할 수 있다.
다음으로 웨이퍼 에지 폴리싱 공정이 완료된 웨이퍼 표면에 대하여 폴리싱 공정을 수행한다(S130). 이는 웨이퍼 표면의 영향에 의한 노이즈(noise)를 배제하기 위함이다.
다음으로 에피텍셜(epitaxial) 공정에 의하여 표면에 대한 폴리싱 공정이 완료된 웨이퍼 상에 에피층(epitaxial layer), 예컨대, 실리콘층을 형성한다(S140).
도 3은 도 1에 따라 웨이퍼(205) 상에 성장된 에피층(301)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 에피층(301)은 웨이퍼(205)의 표면(201)은 물론, 웨이퍼의 에지 영역(202)에도 성장될 수 있다.
예컨대, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 에피층을 웨이퍼 상에 성장시킬 수 있다.
에피층 형성 공정(S140)은 1100℃ 이상의 고온 공정일 수 있으며, 열적 스트레스(thermal stress)에 의한 손상 확장 효과를 기대할 수 있다. 예컨대, 실리콘층이 성장됨에 따라 손상이 상대적으로 더 확장되는 효과를 기대할 수 있다.
웨이퍼 에지 그라인딩 공정에 기인하는 손상에 따른 유의 차를 확인하고, 에피텍셜 공정에 기인하는 결함을 배제하기 위하여 다음과 같은 에피 성장 조건이 요구된다.
에피텍셜 반응기의 챔버 내의 결함 프리 조건, 예컨대, 슬립 프리(slip free) 조건의 온도 구배가 전제되어야 한다.
에피텍셜 공정 진행시 웨이퍼의 중앙 부분과 양 에지 영역 간에는 온도 구배가 나타날 수 있다. 예컨대, 웨이퍼의 중앙선을 기준으로 웨이퍼 위쪽 영역의 중앙 부분과 양 에지 영역 사이, 및 웨이퍼 아래 영역의 중앙 부분과 양 에지 영역 사이에는 온도 구배가 나타날 수 있다.
이러한 중앙 영역과 양 에지 영역 간의 온도 구배가 클 경우에는 상대적으로 높은 온도 및 파워(power)가 집중되는 영역에서 열적 스트레스에 기인하는 결함, 예컨대, 슬립(slip), 또는 미스핏과 같은 격자 결함이 발생할 수 있다.
여기서 결함 프리 조건의 온도 구배란 에피텍셜 공정시 열적 스트레스에 의한 격자 결함(예컨대, 슬립)이 발생하지 않을 웨이퍼의 중앙 영역과 양 에지 영역 간의 온도 구배를 의미할 수 있다.
이러한 결함 프리 조건의 온도 구배는 웨이퍼의 중앙 영역, 에지 영역, 및 웨이퍼의 반지름의 2분의 1인 영역에 가해지는 파워의 비로 조절할 수 있으나, 에피텍셜 반응기의 상태, 및 웨이퍼의 상태 또는 물성에 따라 달라질 수 있다.
웨이퍼에는 보론 등과 같은 불순물이 도핑될 수 있으며, 불순물이 도핑된 웨이퍼는 일정 값, 예컨대, 5mΩ-㎝ ~ 20mΩ-㎝의 비저항을 가질 수 있다.
웨이퍼의 비저항과 에피층의 두께에 따라서 성장하는 에피층 내에 결함 발생 유무가 결정될 수 있다. 불순물이 도핑된 웨이퍼의 비저항 및 결함의 유무를 고려하여 성장되는 에피층(301)의 두께는 2㎛ 미만으로 제한될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 에피층(301)의 두께와 웨이퍼(205)의 비저항 간의 상관 관계에 따라 발생하는 결함을 나타낸다. 여기서 결함은 피스핏(misfit)일 수 있다.
도 4를 참조하면, 에피층(301)의 두께가 2㎛ 미만이고, 웨이퍼(205)의 비저항이 3mΩ-㎝ 이상일 경우에는 웨이퍼(205)의 비저항과 에피층(301)의 두께 간의 상관 관계에 의한 결함, 예컨대, 전위 등이 발생하지 않음을 알 수 있다.
일반적으로 보론이 도핑된 웨이퍼의 경우 통상 비저항이 5mΩ-㎝ ~ 20mΩ-㎝인 점을 고려하면, 에피층(301)의 두께가 2㎛ 미만인 경우에는 결함, 예컨대, 미스핏(misfit)이 발생하지 않을 수 있다.
반면에 에피층(301)의 두께가 2㎛ 이상일 경우에는 웨이퍼(205)의 비저항과 에피층(301)의 두께 간의 상관 관계에 의한 결함이 발생할 수 있다.
다음으로 에피층(301)이 성장된 웨이퍼의 에지 영역(202)에 적외선(Infrared Ray, IR)을 투과하여 웨이퍼 에지 영역(202)의 손상(damage)을 측정한다(S150).
SIRD(Scanning Infra Red Depolarization)를 이용하여 에피층(301)이 성장된 웨이퍼 에지 영역(202)의 결함을 측정할 수 있다.
SIRD 장비는 에피층(301)이 성장된 웨이퍼(205) 내에 존재하는 결함 영역을 필드 형태로 나타낼 수 있다. 여기서 결함 영역은 전위(dislocation), 슬립(slip), 스크래치(scratch), 또는 라지 핏(large fit)일 수 있다.
SIRD 장비는 에피층(301)이 성장된 웨이퍼(205)에 적외선 광을 조사하고, 조사된 적외선 광은 에피층(301) 또는 웨이퍼(205) 내에 존재하는 격자 왜곡 결함에 의하여 광 경로가 바뀔 수 있다.
광 경로가 바뀜에 따라 검출기(detector)로 수신되는 적외선 광 신호가 변화할 수 있으며, 이러한 적외선 광 신호의 변화를 이용하여 결함 영역을 확인할 수 있다.
이러한 SIRD는 애플리케이션(application)으로는 BFA(Bad cell Fration Analysis)를 포함할 수 있다.
BFA는 웨이퍼의 근접 에지 영역 내 결함의 밀도를 분석하는 것을 의미할 수 있다. 이때 근접 에지 영역이라 함은 웨이퍼의 에지 영역 및 웨이퍼의 에지 영역으로부터 8mm ~ 10mm 이내의 영역을 포함할 수 있다.
BFA는 관심되는 근접 에지(near edge) 영역을 복수의 셀들로 구분하고, 복수의 셀들 중 결함을 갖는 셀들을 체크하고, 전체 셀들의 수에 대비 결함을 갖는 셀들의 수의 비로 나타낼 수 있다.
예컨대, 복수의 셀들로 구분하기 위하여 근접 에지 영역에 그리드(grid)를 그린 후에, 기준 문턱(threshold) 값을 넘어서는 결함을 갖는 셀에 대응하는 그리드를 마킹(marking)하고, 전체 그리드의 수에서 마팅된 그리드의 수의 비로 BFA를 나타낼 수 있다. BFA는 전체 그리드 중 마킹된 그리드 수를 백분율(%)로 나타낼 수 있으며, 에피텍셜 공정시 결함 프리 조건 설정 및 품질 지표로 주로 활용될 수 있다.
여기서 기준 문턱 값은 SIRD 장비 고유의 정량 산출 값[DU] ± 40[DU]일 수 있다. 여기서 정량 산출 값은 웨이퍼 전체 결과의 평균 값일 수 있으며, 이는 열처리, 손상, 및 스트레스 등의 요인에 의하여 변할 수 있다.
여기서 DU는 SIRD 장비의 특유의 값을 탈분극(depolarization) 값으로 정의한 것일 수 있다. 예컨대, DU는 웨이퍼로 조사되는 적외선의 전체 신호 대비 웨이퍼를 투과한 후 검출기로 들어가는 적외선 신호의 비일 수 있다.
SIRD(Scanning Infra Red Depolarization) 장비를 이용하여 웨이퍼의 근접 에지 영역에 대한 BFA를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 BFA에 기초하여 웨이퍼 에지 영역(202)의 손상(damage)을 측정할 수 있다.
BFA가 0%일 경우에 웨이퍼의 에지 영역에 결함이 없다고 판단하는 것이 맞지만, 실질적으로 에피텍셜 공정 이외에 다른 요인에 의하여 결함이 발생할 수도 있기 때문에 이러한 요인을 고려하여 슬립 프리 조건의 BFA를 약 1% 미만으로 할 수 있다. 즉 BFA가 1% 미만일 경우에는 웨이퍼의 에지 영역에 결함이 없다고 판단할 수 있다.
도 5는 서로 다른 입도의 메쉬를 갖는 휠들 각각으로 에지 그라인딩 공정을 수행할 경우에 발생하는 웨이퍼 에지의 손상에 대한 BFA 값을 나타낸다. 이때 #800, #2000, 또는 #3000은 휠 메쉬의 입도를 나타낸다.
Case 1은 슬립이 발생하지 않는 온도 구배 조건, 즉 결함 프리 조건의 온도 구배를 갖는 경우일 수 있고, Case 2 및 Case 3는 슬립이 발생하는 온도 구배를 갖는 경우일 수 있다. 예컨대, Case 2는 에지 영역에 비하여 중앙 영역에 파워가 더 집중되거나, 에지 영역에 비하여 중앙 영역이 상대적으로 온도가 높은 경우일 수 있다. Case 3는 중앙 영역에 비하여 에지 영역에 파워가 더 집중되거나, 중앙 영역에 비하여 에지 영역이 상대적으로 온도가 높은 경우일 수 있다.
도 5를 참조하면, Case 2에서는 BFA의 수준 차가 0.1% 이내임을 알 수 있다. 반면에 실시 예에 따른 Case 1에서는 그라인등 휠들 각각의 메쉬에 따른 BFA 값의 수준차가 case 2보다는 증가할 수 있다. 즉 그라인딩 휠들 각각의 메쉬에 따른 BFA 값의 수준차는 Case 2에 비하여 Case 1이 큰 것으로 확인될 수 있다. 따라서 실시 예는 에지 그라인딩 공정의 휠 메시 종류에 따른 웨이퍼 에지 손상의 유의 차를 정량적으로 확인할 수 있다.
Case 3에서는 에지 그라인딩 공정에 기인하는 손상, 및 에피텍셜 공정에 기인하는 에지 손상 부분도 일부 포함된다고 볼 수 있어, 에지 그라인딩에만 기인한 에지 손상을 파악할 수 없다. 다만, 에피텍셜 공정 조건이 동일하고, 에지 그라인딩 가공에 의한 손상을 고려할 때, BFA 값이 낮은 #3000의 경우가 상대적으로 에지 스트레스가 적다는 것을 알 수 있다.
도 6은 일반적인 선택적 식각 및 광학 현미경을 통한 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타내고, 도 7은 일반적인 엑스선 회절기를 이용하는 관찰되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 손상을 나타내고, 도 8은 일반적인 라만 분광법을 이용하여 측정되는 웨이퍼 에지 그라인딩 휠의 종류에 따른 거칠기의 수준을 나타낸다.
도 6의 경우는 에지 그라인딩 공정에 의한 손상은 연삭 가공에 의하여 야기되는 손상으로 단순 벽개(cleavage) 및 선택적 식각을 통해서는 확인이 불가하다.
도 7의 경우는 특정 조건하에서 손상의 유무 및 정성적인 손상의 대소 정도는 파악이 가능하지만, 에지 그라인딩 휠의 종류의 변경에 따른 손상 정도의 유의 차를 확인할 수 없다.
도 8의 경우는 레이저를 이용하여 웨이퍼의 에지 영역의 거칠기(roughness)에 대한 평가 결과를 나타낸다. 도 8의 방법은 노말스키 프리즘(Normalski prism)에서 레이저 스팟(laser spot)이 두 개로 분리되고, 분리된 두 개의 스팟이 웨이퍼 에지 표면 상에 포커싱(focusing)될 때의 기울기를 전기적 신호로 변환하여 거칠기를 산출할 수 있으나, 웨이퍼의 손상 깊이의 측정이 불가하다.
실시 예는 에지 그라인딩 공정에 기인하는 손상을 평가하기 위하여 결함 프리 조건 하에서 에피를 성장시키는 공정을 적용함으로써, 기존의 결함의 크기가 작아 확인할 수 없었던 에지 그라인딩 휠의 메시의 종류에 따른 유의 차를 정량적으로 평가할 수 있고, 고객이 수행하는 열 공정에 기인하는 웨이퍼 에지 손상을 사전에 확인할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
201: 웨이퍼의 표면 202: 에지 영역
205: 웨이퍼 301: 에피층.
205: 웨이퍼 301: 에피층.
Claims (8)
- 웨이퍼를 준비하는 단계;
상기 웨이퍼의 에지 영역을 그라인딩(grinding)하는 단계;
에피텍셜(epitaxial) 공정에 의하여 상기 웨이퍼의 상에 에피층을 성장시키는 단계; 및
상기 에피층이 성장된 웨이퍼의 에지 영역에 적외선을 투과하여 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 그라인딩 단계 완료 후 상기 단계 이전에, 상기 웨이퍼의 에지 영역에 대하여 폴리싱(polishing) 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 준비되는 웨이퍼는 단결정 잉곳에 대한 슬라이싱 공정을 수행하여 얻어지는 반도체용 웨이퍼이거나, 또는 상기 반도체용 웨이퍼의 표면에 대하여 래핑(lapping) 공정, 그라인딩 공정, 또는 폴리싱 공정 중 적어도 하나를 수행한 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 에피층을 성장하는 단계는,
상기 에피텍셜 공정 시 열적 스트레스에 의하여 상기 에피층 내에 격자 결함이 발생하지 않도록 상기 웨이퍼의 중앙 영역과 에지 영역 사이의 온도 구배를 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 준비되는 웨이퍼에는 불순물이 도핑되고, 상기 성장되는 에피층의 두께는 2㎛미만인 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계는,
SIRD(Scanning Infra Red Depolarization) 장비를 이용하여 상기 웨이퍼의 근접 에지 영역에 대한 BFA(Bad Cell Fration Analysis)를 획득하는 단계; 및
획득된 BFA에 기초하여 상기 웨이퍼의 에지 영역의 손상을 측정하는 단계를 포함하며,
상기 근접 에지 영역은 상기 웨이퍼의 에지 영역 및 상기 웨이퍼의 에지 영역으로부터 8mm ~ 10mm 이내인 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 BFA가 1% 미만일 경우에 상기 웨이퍼의 에지 영역의 결함이 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 그라인딩하는 단계는,
그라인딩 휠(wheel)의 메쉬(mesh)의 입도를 달리하여 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130114304A KR20150034351A (ko) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법 |
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| KR20130114304A KR20150034351A (ko) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 웨이퍼 에지의 손상을 측정하는 방법 |
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| KR20150034351A true KR20150034351A (ko) | 2015-04-03 |
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ID=53031179
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| KR (1) | KR20150034351A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170015060A (ko) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 기판에서의 결함의 존재 및 위치 검출 방법 |
| US11939698B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-03-26 | Senic Inc. | Wafer manufacturing method, epitaxial wafer manufacturing method, and wafer and epitaxial wafer manufactured thereby |
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2013
- 2013-09-26 KR KR20130114304A patent/KR20150034351A/ko not_active Application Discontinuation
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