KR20170038809A - 게르마늄 웨이퍼의 연마방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 표면이 게르마늄으로 이루어진 게르마늄 웨이퍼의 연마에 있어서, 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성 수용액인 제1의 연마슬러리에 과산화수소수를 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마방법으로서, 제1의 연마슬러리에 과산화수소수를, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 연마하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법이다. 이에 따라, 연마 후의 Ge 표면의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 있어, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에도 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 있는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법이 제공된다.

Description

게르마늄 웨이퍼의 연마방법{METHOD FOR POLISHING GERMANIUM WAFER}
본 발명은, 게르마늄 웨이퍼의 연마방법에 관한 것이다.
게르마늄(Ge) 단결정은, 실리콘(Si) 단결정보다 전자·정공의 이동도가 높고, GeOI(Germanium On Insulator)는 차세대 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)용 기판으로서 유용한 것으로 여겨지고 있다. 종래, GeOI의 제작방법으로서 수많은 방법이 제안되어 왔다.
제1의 공지의 GeOI의 제작방법은, 이온주입 박리법을 이용하는 방법으로, 게르마늄 단결정으로 이루어진 도너 웨이퍼로부터의 층 전사를 사용하는 것이다(특허문헌 1 참조). 실리콘 단결정으로 이루어진 핸들 웨이퍼(지지기판)의 산화된 표면은 도너 웨이퍼에 접합된다. 도너 웨이퍼 및 핸들 웨이퍼는 뒤이어, Ge의 박층이 산화 실리콘 상에 남도록 벽개면을 따라 분리(박리)된다. 단, 전사된 Ge층의 표면 거칠기를 CMP(화학기계연마)에 의해 가공할 필요가 있어, 막두께 균일성이 양호한 Ge층을 형성하는 것은 곤란하다.
또한, 제2의 공지의 방법은, 실리콘 도너 웨이퍼에 SiGe 그레이디드층을 에피택셜 성장시키고, 또한 SiGe 그레이디드층 상에 Ge층을 에피택셜 성장시키는 것이다(특허문헌 2 참조). 이어서 이온주입 박리법에 의해 핸들 웨이퍼 상에 Ge층 또는 SiGe/Ge층이 전사된다. 그러나, SiGe 그레이디드층 위에 성장되는 Ge층의 관통 전위밀도는 106~108cm-2 정도여서, 디바이스의 성능을 저하시키는 요인이 된다. 또한, 전사 후의 SiGe/Ge층으로부터 Ge층을 노출하므로, 높은 Ge 함유량을 가지는 SiGe 그레이디드의 전사층만을 선택 에칭하는 것은 곤란하다.
이 두가지 방법은, 모두 Ge의 표면을 지지기판과 접합하는 공정이 필요하기 때문에, Ge 표면의 표면거칠기는, 지지기판과 접합하여 Ge 박막을 박리했을 때에, 보이드나 블리스터 등의 계면 결함이 발생하지 않을 정도로 평탄하게 연마 가공해 둘 필요가 있다. 또한, 제1의 방법인 경우에는, Ge 박막을 박리한 후에도 Ge 표면을 CMP(화학기계연마)에 의해 가공할 필요가 있다.
그런데, Ge 단결정 기판의 연마방법으로는, 예를 들어, 비특허문헌 1에 기재된 방법이 알려져 있다. 비특허문헌 1의 결론(비특허문헌 1의 p.106)으로, Ge 기판의 연마제(슬러리)로서, 콜로이달 실리카를 포함하고, 차아염소산나트륨을 산화제, 혹은, 연마촉진제로서 포함하는 슬러리가 양호한 연마 표면을 부여하는 것이 기재되어 있다.
일본특허공개 H5-211128호 공보 일본특허공개 2008-141206호 공보 일본특허공개 2007-5562호 공보
코시야마 이사무, 외 3명, 「게르마늄 단결정 기판의 화학적 기계적 연마에 있어서의 산화제의 효과」, 지립가공학회지, Vol.50, No.2, 2006년 2월, p.102-106
그러나, 차아염소산나트륨을 산화제로 이용한 산성 슬러리는, 연마기가 내산성이 아니기 때문에 녹슬어 버릴 우려가 있다. 또한, 방청 대책을 위해, 방대한 개조비가 들기 때문에 현실적이지 않다.
또한, 비특허문헌 1에서는, 과산화수소를 산화제로서 이용하여 연마하는 것도 기재되어 있으나, 과산화수소의 첨가량으로는, 1, 5, 20vol%가 개시되어 있을 뿐이며(비특허문헌 1의 도 7), 또한, 5vol% 이상 첨가하여도 연마능률은 거의 변하지 않아 연마촉진의 효과가 작다고 기재되어 있고, 과산화수소를 산화제로서 이용하는 것에 부정적으로 기재되어 있다. 이는, 연마 대상이 Ge 단결정 기판이고, 연마 마진(代)에 실질적인 제한이 없으므로, 연마레이트를 높임으로써 효율 좋게 평탄화하는 것을 의도하고 있기 때문인 것으로 추측된다.
그러나, 실제로 과산화수소를 이 농도들로 첨가하여 Ge 표면을 연마하면, 연마면의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 없으므로, 접합용 웨이퍼로서 이용하면 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생이 다발한다.
한편, 특허문헌 3에는, 콜로이달 실리카, 과산화수소, 유기 포스폰산을 포함하는 알칼리성의 슬러리로 게르마늄 웨이퍼를 연마하는 것이 기재되어 있으나, 그 실시예에서의 연마 후의 표면거칠기(Ra)는 최소 0.385nm이므로, 비특허문헌 1과 마찬가지로, 이러한 표면거칠기의 Ge 표면을 접합해 박리하여 Ge 박막을 형성하면, 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 없다.
이상 설명한 바와 같이, Ge 표면을 종래의 연마방법으로 연마를 행하면, 연마 후의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 없으므로, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에, 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 연마 후의 Ge 표면의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 있고, 이에 따라, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에도 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 있는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 표면이 게르마늄으로 이루어진 게르마늄 웨이퍼의 연마에 있어서, 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성 수용액인 제1의 연마슬러리에 과산화수소수를 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 상기 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법으로서, 상기 제1의 연마슬러리에 상기 과산화수소수를, 상기 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 상기 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법을 제공한다.
콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성 수용액인 연마슬러리(본 발명에서의 제1의 연마슬러리)는, 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마에 일반적으로 이용되고 있고, 양산 기술도 확립되어 있다. 이 슬러리를 이용하여, 과산화수소를 첨가하지 않고 Ge 표면을 연마하고자 하여도 연마가 전혀 진행되지 않으나, 여기에 미량의 과산화수소, 즉, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 과산화수소를 첨가한, 제2의 연마슬러리를 이용하여 Ge 표면의 연마를 행하면, 연마가 진행되어, 표면거칠기가 작은 Ge 표면이 확실히 얻어진다. 또한, 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마에 일반적으로 이용되고 있는 연마슬러리에, 상기 농도의 미량의 과산화수소를 첨가하는 것만으로 Ge 표면을 연마할 수 있으므로, 양산기술이 확립되어 있는 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마설비를 그대로 사용할 수 있다는 이점이 있고, 예를 들면, 직경 300mm의 대직경 웨이퍼에 있어서의 Ge 표면의 연마에도 대응할 수 있다. 한편, 첨가하는 과산화수소수의 용량의 하한값은, 0.001vol% 이상이 바람직하고, 0.003vol% 이상이 보다 바람직하다.
이때, 상기 과산화수소수를, 상기 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0.005vol% 이상, 0.05vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하는 것이 바람직하다.
특히, 30wt%의 과산화수소수를 0.005vol% 이상, 0.05vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가한 연마슬러리를 이용함으로써, 표면거칠기를 보다 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또 이때, 상기 게르마늄 웨이퍼를, 실리콘 단결정 웨이퍼 상의 최표면에 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층을 형성한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 연마방법은, 특히 이러한 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층을 가지는 게르마늄 웨이퍼의 연마에 호적하게 이용할 수 있다.
이때, 상기 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층의 두께를 1μm 이하로 할 수 있다.
본 발명의 연마방법은, 게르마늄층의 두께가 1μm 이하로 얇고, 연마 마진이 한정되어 있는 경우여도, 호적하게 실시할 수 있다.
또 이때, 상기 연마하고자 하는 게르마늄 웨이퍼를, 그 표면의 면거칠기(RMS)가 0.20nm 이하인 것으로 할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는, 어느 정도, 양호한 표면거칠기를 갖고 있는 게르마늄 웨이퍼의 표면이어도, 표면거칠기를 더욱 작게 하는 연마를 행할 수 있다.
본 발명의 게르마늄 웨이퍼의 연마방법에 따르면, 연마 후의 Ge 표면의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 있고, 특히, 게르마늄 웨이퍼를 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우여도 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 있는 게르마늄 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 게르마늄 웨이퍼의 연마방법의 일 예를 설명하는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 게르마늄 웨이퍼의 연마방법에 있어서 사용할 수 있는 연마장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 실시예 1, 2, 비교예 1, 2에서 측정된, 연마 후의 게르마늄 웨이퍼 표면의 면거칠기(RMS)를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이, Ge 표면을 종래의 연마방법으로 연마를 행하면, 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 없으므로, 특히, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에, 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 없다는 문제가 있었다.
이에, 본 발명자들은, 이러한 문제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 종래의 실리콘 단결정 기판의 연마용 연마슬러리에, 과산화수소수를, 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하여, 연마에 사용함으로써 양호한 표면거칠기를 가지는 게르마늄 웨이퍼를 얻을 수 있는 것을 깨달아, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하나, 여기에서는, 도 1에 나타내는 플로우도를 따라, 본 발명의 게르마늄 웨이퍼의 연마방법의 일 예를 설명한다.
도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 먼저, 연마 대상이 되는 게르마늄 웨이퍼를 준비한다. 여기서, 본 발명에서 말하는 게르마늄 웨이퍼란, 적어도 연마되는 표면이 게르마늄으로 이루어진 웨이퍼를 의미한다. 이는, 예를 들어, 전체가 게르마늄 단결정으로 이루어진 게르마늄 단결정 기판을 연마 대상으로 할 수도 있고, 실리콘 단결정 웨이퍼 상의 최표면에 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층을 형성한 것, 혹은, 실리콘 단결정 웨이퍼 등의 지지기판 상에 절연막을 개재하여 게르마늄층이 형성된 GeOI 웨이퍼로 할 수도 있다.
최표면에 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층을 형성한 웨이퍼는, 예를 들어, 실리콘 단결정 웨이퍼나 SOI 웨이퍼 상에, SiGe층 등의 격자상수를 완화시키는 버퍼층을 형성한 후에, 게르마늄층을 에피택셜 성장시킴으로써 얻을 수 있다. 본 발명은, 특히, 이러한 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층의 표면의 연마에 호적하다.
이때, 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층의 두께를 1μm이하로 할 수 있다. 이처럼, 게르마늄층의 두께가 1μm 이하로 얇고, 연마 마진이 한정되어 있는 경우여도, 본 발명은 호적하게 실시할 수 있다.
또한, 연마하고자 하는 게르마늄 웨이퍼를, 그 표면의 면거칠기(RMS)가 0.20nm 이하인 것으로 할 수 있다.
Ge층을 에피택셜 성장에 의해 제작하는 경우에는, 경면 연마면을 가지는 기판 상에 에피택셜 성장을 행하는 것이 일반적이므로, Ge의 에피택셜층의 표면은, 본래(연마 전의 단계에서), 어느 정도, 양호한 표면거칠기(RMS≤0.20nm)를 갖고 있다. 이와 같이 Ge층을 성장시킨 게르마늄 웨이퍼를, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에, 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 최대한 저감하기 위해서는, 일단, Ge층의 표면을 미량으로 연마함으로써, 표면거칠기를 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이 경우여도, 본 발명에 따르면, 연마에 의해 표면거칠기를 더욱 작게 저감할 수 있다.
다음에, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 게르마늄 웨이퍼를 연마할 때에 이용하는 제2의 연마슬러리를 제작한다. 본 발명의 연마방법에서는, 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성 수용액인 제1의 연마슬러리에, 과산화수소수를 첨가함으로써, 제2의 연마슬러리를 제작하고, 이 제2의 연마슬러리를 이용하여 게르마늄 웨이퍼를 연마한다. 제1의 연마슬러리로는, 종래부터 실리콘 단결정 기판의 연마에 사용되고 있는 것을 이용할 수 있다. 여기서, 과산화수소수는, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 농도가 30wt%인 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가한다. 이러한 농도로 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 연마에 사용함으로써, 게르마늄 웨이퍼 표면의 면거칠기를 연마에 의해 작게 할 수 있다. 한편, 과산화수소수는 농도가 30wt%로 제공되는 경우가 많기 때문에, 여기에서는 30wt%의 농도인 것을 이용하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지는 않으며, 이보다 진한 농도의 것, 혹은, 묽은 농도인 것을 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 첨가하는 용량을 조정한다면, 본 발명에서 규정하는 농도에 상당하는 농도로 간단히 할 수 있다.
또한, 과산화수소수는, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 농도가 30wt%인 과산화수소수를 0.005vol% 이상, 0.05vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 농도로 과산화수소수를 첨가한다면, 표면거칠기를 한층 더 작게 할 수 있는 연마슬러리를 제작할 수 있다. 이상과 같이 하여, 게르마늄 웨이퍼의 연마에 이용하는 제2의 연마슬러리를 제작한다.
계속해서, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 도 1의 (b)에서 제작한 제2의 연마슬러리를 이용하여, 게르마늄 웨이퍼를 연마한다.
여기서, 먼저, 게르마늄 웨이퍼의 연마에 사용할 수 있는 연마장치에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 연마장치(1)는, 주로, 연마패드(4)가 붙어 있는 테이블(3)과, 연마슬러리 공급기구(5)와, 연마헤드(2) 등으로 구성된 편면 연마장치로 할 수 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 게르마늄 웨이퍼의 연마헤드(2)로의 로드, 연마헤드(2)로부터의 언로드, 및 연마헤드(2)의 세정을 행하기 위한 스테이지(9)나, 연마패드(4)를 드레싱하기 위한 브러시(10) 등을 구비하고 있을 수도 있다. 연마헤드(2)는, 예를 들어 세라믹제인 것 등으로 할 수 있다. 또한, 연마패드(4)의 재질은, 예를 들어 스웨이드재 등으로 할 수 있다.
이러한 연마장치(1)에서는, 연마헤드(2)로 연마 대상이 되는 게르마늄 웨이퍼를 유지(保持)하고, 연마슬러리 공급기구(5)로부터 연마패드(4) 상에, 제2의 연마슬러리(7)를 공급함과 함께, 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마패드(4)에 대고 가압하면서, 게르마늄 웨이퍼와 테이블(3)을 상대적으로 움직이게 함으로써, 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마한다.
또한, 게르마늄 웨이퍼의 연마를 실시하는 동안에는, 항상 연마패드(4)의 표면이 제2의 연마슬러리로 덮여 있도록, 제2의 연마슬러리(7)를 저장하기 위한 탱크(6), 탱크(6) 내의 제2의 연마슬러리(7)를 연마패드(4) 상에 내보내는 펌프(8) 등을 구비한 연마슬러리 공급기구(5)에서 연속적으로 제2의 연마슬러리(7)를 공급하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명의 연마방법은, 연마시에, 상기 농도로 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마함으로써, 연마 후의 Ge 표면의 표면거칠기를 충분히 작게 할 수 있고, 이에 따라, 특히, 접합용 웨이퍼로서 이용한 경우에도 보이드나 블리스터 등의 계면 결함의 발생을 충분히 억제할 수 있는 게르마늄 웨이퍼를 얻을 수 있다. 또한, 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마로서 일반적으로 이용되고 있는 제1의 연마슬러리에, 상기 농도의 미량의 과산화수소를 첨가하는 것만으로 Ge 표면을 연마할 수 있으므로, 특별한 방청 대책을 하지 않고서, 양산기술이 확립되어 있는 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마설비(예를 들어, 도 2에 나타내는 바와 같은 연마장치(1))를 그대로 사용할 수 있다는 이점이 있어, 예를 들어, 직경 300mm의 대직경 웨이퍼의 Ge 표면의 연마에도 대응할 수 있다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 플로우도에 따라 게르마늄 웨이퍼의 연마를 실시하였다. 먼저, 게르마늄 웨이퍼는 이하와 같은 웨이퍼를 준비하였다.
(게르마늄 웨이퍼)
게르마늄 웨이퍼로는, 직경 200mm의 실리콘 단결정 웨이퍼 상의 최표면에 버퍼층을 개재하여, 두께 500nm의 Ge 단결정층을 에피택셜 성장한 게르마늄 웨이퍼를 준비하였다. 이 게르마늄 웨이퍼의 Ge 단결정층의 표면거칠기 RMS는 0.147nm, Ra는 0.112nm였다.
상기 게르마늄 웨이퍼의 연마에 사용한 제2의 연마슬러리는 이하와 같이 제작하였다.
(제1의 연마슬러리)
과산화수소수를 첨가하는 제1의 연마슬러리로는 G3900RS(콜로이달 실리카 함유, 후지미 주식회사제)를, 순수로 20배 희석한 것(23℃, pH9)을 사용하였다.
(과산화수소수)
상기 제1의 연마슬러리에 첨가하는 과산화수소수로는 농도가 30wt%(질량%)인 것을 사용하였다.
(제2의 연마슬러리)
농도가 30wt%인 과산화수소수를 상기 제1의 연마슬러리에, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 0.005vol%, 0.015vol%, 0.050vol%, 0.100vol%의 농도로 첨가한 4종류의 것을 각각 연마에 사용하였다.
또한, 게르마늄 웨이퍼의 연마는, 제작한 제2의 연마슬러리를 도 2에 나타내는 연마장치(1)에 있어서 사용하여 행하였다. 이때의 연마하중은 100gf/cm2로 하였다. 또한, 연마패드 상으로의 슬러리 공급량은 200cc/min로 하였다.
연마 종료 후의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기를, AFM(원자간력 현미경)으로, 측정영역을 30μm×30μm로 하여 측정하였다.
실시예 1 및 후술하는 비교예 1에서 측정된 표면거칠기 RMS(nm) 및 Ra(nm)를 표 1, 도 3에 나타낸다.
표 1, 도 3로부터 알 수 있는 바와 같이, 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기는 연마 전과 동등하거나, 그보다 작아 양호한 값으로 되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 과산화수소수를 첨가한 연마슬러리를 사용한다면, 연마 전의 표면거칠기가 작은 Ge 표면(RMS≤≤0.20nm)을 연마하는 경우여도, 표면거칠기를 대폭 악화시키는 일 없이 연마할 수 있고, 연마 전보다 표면거칠기를 저감하여, 보다 양호한 값으로 할 수 있는 것도 확인되었다.
(비교예 1)
제1의 연마슬러리에 첨가하는 30wt%의 과산화수소수의 첨가량을, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 0vol%(첨가하지 않음), 0.120vol%, 0.150vol%, 0.249vol%로 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 제2의 연마슬러리를 제작하여 게르마늄 웨이퍼의 연마에 사용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 후의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기를 측정하였다.
표 1, 도 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨가하는 과산화수소수의 농도가, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 0.100vol%보다 크면, 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기는 연마 전보다 대폭 악화되는 것이 확인되었다. 또한, 과산화수소수를 첨가하지 않은 경우, 게르마늄 웨이퍼 표면의 연마가 거의 진행되지 않았다.
Figure pct00001
(실시예 2)
제1의 연마슬러리로서, G3900RS(콜로이달 실리카 함유, 후지미 주식회사제)를, 순수로 10배 희석한 것(23℃, pH9)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 제2의 연마슬러리를 제작하여 게르마늄 웨이퍼의 연마에 사용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 후의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기 RMS를 측정하였다. 한편, 연마하기 전의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기 RMS는 0.131nm였다.
실시예 2 및 후술하는 비교예 2에서 측정된 표면거칠기 RMS(nm)를 표 2, 도 3에 나타낸다.
표 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기는 연마 전과 동등하거나, 이보다 작아 양호한 값으로 되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 과산화수소수를 첨가한 연마슬러리를 사용한다면, 연마 전의 표면거칠기가 작은 Ge 표면(RMS≤≤0.20nm)을 연마하는 경우여도, 표면거칠기를 대폭 악화시키는 일 없이 연마할 수 있고, 연마 전보다 표면거칠기를 저감하여, 보다 양호한 값으로 할 수 있는 것도 확인되었다.
(비교예 2)
제1의 연마슬러리에 첨가하는 30wt%의 과산화수소수의 첨가량을, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 0vol%(첨가하지 않음), 0.120vol%, 0.150vol%, 0.249vol%로 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 조건으로 제2의 연마슬러리를 제작하여 게르마늄 웨이퍼의 연마에 사용하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 연마 후의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기를 측정하였다. 한편, 연마하기 전의 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기 RMS는 0.131nm였다.
그 결과, 표 2, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨가하는 과산화수소수의 농도가, 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 0.100vol%보다 크면, 게르마늄 웨이퍼의 표면거칠기는 연마 전보다 대폭 악화되는 것이 확인되었다. 또한, 과산화수소수를 첨가하지 않은 경우, 게르마늄 웨이퍼 표면의 연마가 거의 진행되지 않았을 뿐만 아니라, 표면거칠기를 악화시켰다.
Figure pct00002
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 예를 들어, 실시예 1, 2에서는, 간단히 나타내기 위해, 첨가하는 과산화수소수의 농도를 30wt%로 하여 본 발명의 연마방법을 실시하고 있으나, 30wt% 이외의 농도의 과산화수소를 사용해도 됨은 물론이다. 이 경우, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하도록 하면 된다.

Claims (5)

  1. 표면이 게르마늄으로 이루어진 게르마늄 웨이퍼의 연마에 있어서, 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성 수용액인 제1의 연마슬러리에 과산화수소수를 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 상기 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법으로서,
    상기 제1의 연마슬러리에 상기 과산화수소수를, 상기 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0vol%보다 크고 0.1vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하고, 이 과산화수소수를 첨가한 제2의 연마슬러리를 이용하여 상기 게르마늄 웨이퍼의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과산화수소수를, 상기 제1의 연마슬러리의 용량에 대하여, 30wt%의 과산화수소수를 0.005vol% 이상, 0.05vol% 이하의 용량으로 첨가한 농도에 상당하는 농도로 첨가하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 게르마늄 웨이퍼를, 실리콘 단결정 웨이퍼 상의 최표면에 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층을 형성한 것으로 하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 게르마늄으로 이루어진 에피택셜층의 두께를 1μm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마하고자 하는 게르마늄 웨이퍼를, 그 표면의 표면거칠기(RMS)가 0.20nm 이하인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 게르마늄 웨이퍼의 연마방법.
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