KR20230080428A - Manufacturing Method of High Resistance Silicon Handle Wafers to Enabling Formation of Hybrid Substrate Structures - Google Patents

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KR20230080428A
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grinding
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패이비 시에빌라
사무리 시에베넨
유카-페카 레텐마키
카리 만네르마
요엘 살미
앗테 합알린나
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옥메틱 오와이
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Abstract

하이브리드 기판 구조체(336)의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼(230)의 제조 방법(100). 본 방법은 결정 배향 식별자(crystal orientation identifier)(210)를 갖는 웨이퍼(212)를 생성하는 단계, 생성된 웨이퍼를, 박형화된 웨이퍼(222)를 얻기 위해 박형화하는 단계, 박형화된 웨이퍼의 전면(221) 상에 표면 패시베이션층(229)을 제공하는 단계, 및 하이브리드 기판 구조체를 형성하기 위해 웨이퍼의 폴리싱된 전면(232)이 활성층 접합을 가능하게 하도록 패시베이션층을 폴리싱하는 단계를 포함한다. 박형화하는 단계는 생성된 결정 배향 식별자 포함 웨이퍼(218)를 척 배열체에 의해 제어 단면 고정 연마 그라인딩하는 단계를 포함하여, 하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위해 원하는 서브미크론의 총 두께 편차를 갖는 웨이퍼를 제조하기 위해, 식별자에 의해 야기되는 비원형 비대칭 효과의 적어도 대부분을 제거한다.A method (100) of fabricating a high resistivity silicon handle wafer (230) to enable the formation of a hybrid substrate structure (336). The method includes the steps of producing a wafer 212 having a crystal orientation identifier 210, thinning the resulting wafer to obtain a thinned wafer 222, the front side 221 of the thinned wafer. ), and polishing the passivation layer to enable active layer bonding to the polished front side 232 of the wafer to form a hybrid substrate structure. The thinning step includes subjecting the resulting wafer 218 with crystal orientation identifiers to a controlled-side fixed abrasive grinding by means of a chuck arrangement, having a desired submicron total thickness variation to enable formation of a hybrid substrate structure. To fabricate the wafer, it removes at least most of the non-circular asymmetry effect caused by the identifier.

Description

하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼의 제조 방법Manufacturing Method of High Resistance Silicon Handle Wafers to Enabling Formation of Hybrid Substrate Structures

본 출원은 일반적으로 하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼의 제조 방법, 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼, 및 하이브리드 기판 구조에 관한 것이다.This application generally relates to a method of manufacturing a high resistivity silicon handle wafer, a high resistivity silicon handle wafer, and a hybrid substrate structure to enable the formation of a hybrid substrate structure.

하이브리드 웨이퍼들 상에 제조되는 디바이스들은 단결정 실리콘 핸들 웨이퍼에 접합되고 이에 대해 박형화되는 활성층을 이용한다. 핸들 웨이퍼는 표준 실리콘 웨이퍼 가공을 위해 설계된 발전적 툴로 하이브리드 물질의 신뢰성 있는 핸들링을 가능하게 하고, 이는 기계적 안정성을 제공하며, 반도체 제조에 사용되는 화학물질들 및 청정도와 양립할 수 있다. 이러한 디바이스들의 일례는 압전음향 박막 표면 음향파(thin film surface acoustic wave, TF-SAW) 필터들이며, 이들은 예를 들어, 압전 물질로 만들어지는 박형 활성층을 이용하도록 설계된다.Devices fabricated on hybrid wafers utilize an active layer that is bonded to and thinned to a monocrystalline silicon handle wafer. Handle Wafer is an advanced tool designed for standard silicon wafer processing, enabling reliable handling of hybrid materials, which provides mechanical stability and is compatible with the chemicals and cleanliness used in semiconductor manufacturing. One example of such devices are thin film surface acoustic wave (TF-SAW) filters, which are designed to use a thin active layer made of, for example, a piezoelectric material.

수백 MHz 내지 수십 GHz의 무선 주파수(RF)에서 동작하는 디바이스들에 사용되는 하이브리드 웨이퍼 구조체들은 핸들 웨이퍼와 RF 신호의 상호작용을 최소화하기 위해, 추가적인 기생 전류 억제 표면 패시베이션층을 특징으로 하는, 초고저항률(5000 Ω-cm 초과)의 실리콘 기판들의 사용을 필요로 한다.Hybrid wafer structures used in radio frequency (RF) operating devices of hundreds of MHz to tens of GHz are ultra-high resistivity, featuring an additional parasitic current suppression surface passivation layer to minimize the interaction of the handle wafer with the RF signal. (greater than 5000 Ω-cm) silicon substrates.

박형화된 활성층에 대한 이들 디바이스들의 성능은 이들의 기하구조 정확도에 의해 크게 제한된다. 최종 디바이스 기하구조가 디바이스의 제조 공정과 기판 공정에서의 활성층의 두께 제어 양자에 의해 정의된다. 리소그래피를 사용하여 디바이스 제조 공정의 정확도가 정의되므로, 최신 공정들로 달성가능한 정확도는 매우 높다. 이는 이러한 치수가 동일한 방식으로 제어될 수 없으므로, 활성층 두께 편차의 상대적인 중요성을 증가시킨다.The performance of these devices for thinned active layers is greatly limited by their geometric accuracy. The final device geometry is defined by both the fabrication process of the device and the thickness control of the active layer in the substrate process. Since the accuracy of the device manufacturing process is defined using lithography, the accuracy achievable with state-of-the-art processes is very high. This increases the relative importance of the active layer thickness variation, since these dimensions cannot be controlled in the same way.

핸들 웨이퍼의 기하구조는 박형화된 활성층의 기하구조에 상당한 영향을 미쳐, 통상적으로 절대 항들(μm)에서 대략 동일한 두께 편차를 초래한다. 활성층이 핸들 웨이퍼 두께에 비해 매우 얇으므로, 비례적인 기하구조 편차는 상당히 더 높아진다. 이에 따라, 핸들 웨이퍼에 대한 평탄도 요건은 표준 실리콘 기판의 평탄도 요건보다 훨씬 더 크다. SEMI M1에 따르면, 총 두께 편차(total thickness variation, TTV)는 150 mm 직경을 갖는 625 μm 두께의 폴리싱된 웨이퍼에 대해 10 μm로서 정의된다.The geometry of the handle wafer has a significant effect on the geometry of the thinned active layer, typically resulting in approximately equal thickness variations in absolute terms (μm). Since the active layer is very thin compared to the handle wafer thickness, the proportional geometry variation becomes significantly higher. Accordingly, the flatness requirements for handle wafers are much greater than those of standard silicon substrates. According to SEMI M1, the total thickness variation (TTV) is defined as 10 μm for a 625 μm thick polished wafer with a 150 mm diameter.

TTV는 웨이퍼 표면에 걸쳐 비원형 대칭으로 보일 때 특히 중요한데, 이는 추가의 회전 활성층 박형화 공정은 반경 방향에서 비교적 용이하게 조정될 수 있지만, 다른 형상들을 수정하는 것은 훨씬 더 복잡하기 때문이다.TTV is particularly important when viewing non-circular symmetry across the wafer surface, since the additional rotational active layer thinning process can be relatively easily tuned in the radial direction, but modifying other shapes is much more complex.

전술한 결점들은 박형화된 활성층을 갖는 기존의 디바이스들의 성능을 상당히 제한하였다.The aforementioned drawbacks have significantly limited the performance of existing devices with thinned active layers.

본 발명의 목적은 알려져 있는 솔루션들의 결점들을 제거하고, 생성된 결정 배향 식별자의 기하구조 영향을 보상하고 150-200 mm 직경의 실리콘 핸들 웨이퍼의 더 높은 평탄도를 가능하게 하는 고저항의 표면 패시베이션된 실리콘 핸들 웨이퍼를 위한 제조 방법을 제공하는 것이다. 이러한 제조된 실리콘 핸들 웨이퍼는 하이브리드 기판 구조체의 형성에 사용되고, 이어서, 형성된 하이브리드 기판 구조체는 반도체 디바이스(구성요소)를 제조하기 위해, 프론트 엔드 및 백 엔드 방법들과 같은 디바이스 제조 방법들에 사용될 수 있다.It is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of known solutions, to provide a high-resistance surface passivated substrate that compensates for the geometrical effect of the resulting crystal orientation identifier and enables higher flatness of 150-200 mm diameter silicon handle wafers. To provide a fabrication method for a silicon handle wafer. This fabricated silicon handle wafer is used in the formation of a hybrid substrate structure, and then the formed hybrid substrate structure can be used in device fabrication methods, such as front-end and back-end methods, to fabricate a semiconductor device (component). .

본 발명의 목적은 독립항들에 따른 제조 방법, 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼, 및 하이브리드 기판 구조체를 제공함으로써 달성된다.The object of the present invention is achieved by providing a manufacturing method according to the independent claims, a high resistance silicon handle wafer, and a hybrid substrate structure.

본 발명의 실시예들은 독립항들에 따른 제조 방법, 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼, 및 하이브리드 기판 구조체에 의해 구체화된다.Embodiments of the present invention are embodied by a manufacturing method, a high resistivity silicon handle wafer, and a hybrid substrate structure according to the independent claims.

하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼의 하나의 제조 방법은 결정 배향 식별자 및 특정 두께를 갖는 웨이퍼를 생성하는 단계를 포함한다. 본 방법은 생성된 웨이퍼를, 박형화된 웨이퍼를 얻기 위해 특정 두께로부터 웨이퍼의 원하는 두께로 박형화하는 단계를 더 포함한다. 본 방법은 박형화된 웨이퍼의 전면 상에 특정 층 두께를 갖는 표면 패시베이션층을 제공하는 단계를 더 포함한다. 본 방법은 하이브리드 기판 구조체를 형성하기 위해 웨이퍼의 폴리싱된 전면이 활성층 접합(활성층의 접합)을 가능하게 하도록 패시베이션층을 특정 층 두께로부터 패시베이션 층의 원하는 최종 층 두께로 폴리싱하는 단계를 더 포함한다. 박형화하는 단계는 생성된 결정 배향 식별자 포함 웨이퍼를 척 배열체에 의해 제어 단면 고정 연마 그라인딩하는 단계를 포함하여, 하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위해 원하는 서브미크론의 총 두께 편차를 갖는 웨이퍼를 제조하기 위해, 식별자에 의해 야기되는 비원형 비대칭 효과의 적어도 대부분을 제거한다.One method of fabricating a high resistivity silicon handle wafer to enable the formation of a hybrid substrate structure includes creating a wafer having a crystal orientation identifier and a specific thickness. The method further includes thinning the resulting wafer from a specified thickness to a desired thickness of the wafer to obtain a thinned wafer. The method further includes providing a surface passivation layer having a specific layer thickness on the front surface of the thinned wafer. The method further includes polishing the passivation layer from a specified layer thickness to a desired final layer thickness of the passivation layer such that the polished front side of the wafer enables active layer bonding (bonding of the active layer) to form a hybrid substrate structure. The step of thinning includes the step of subjecting the resulting wafer with crystal orientation identifiers to a controlled cross-section fixed abrasive grinding by means of a chuck arrangement to produce a wafer having a desired submicron total thickness deviation to enable formation of a hybrid substrate structure. To do so, at least most of the non-circular asymmetry effect caused by the identifier is removed.

하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위한 하나의 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼는 이전의 방법의 단계들에 따라 제조된다.One high resistivity silicon handle wafer for enabling the formation of a hybrid substrate structure is fabricated according to the steps of the previous method.

하나의 하이브리드 기판 구조체는 이전의 핸들 웨이퍼에 따른 고저항 실리콘을 포함한다.One hybrid substrate structure includes high resistivity silicon according to the previous handle wafer.

본 발명의 예시적인 실시예들은 다음의 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1a-1b는 핸들 웨이퍼의 제조 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 2a-2b는 제조 방법 동안 어떻게 핸들 웨이퍼가 가공되는지를 나타낸다.
도 3a-3b는 프론트 엔드 제조 방법으로 하이브리드 기판 구조체를 형성하기 위해 어떻게 제조된 핸들 웨이퍼에 활성층이 접합되고 박형화되는 지를 나타낸다.
Exemplary embodiments of the present invention are described with reference to the following accompanying drawings.
1A-1B shows a flow diagram of a method of manufacturing a handle wafer.
2a-2b show how a handle wafer is processed during a fabrication method.
3A-3B show how an active layer is bonded and thinned to a fabricated handle wafer to form a hybrid substrate structure with a front-end fabrication method.

도 1a 및 도 1b는 하이브리드 기판 구조체(336)의 형성(제조)에 사용될 준비가 된(제조된) 고저항 실리콘(high-resistivity silicon, HRS) 핸들 웨이퍼(230)의 제조 방법(100)의 제조 단계들이 어떻게 진행하는지를 나타내고, 본 방법 단계들 옆에, 도 2a 및 도 2b는 각 방법 단계가 웨이퍼(230)에 어떻게 영향을 미치는지를 나타낸다.1A and 1B show a fabrication method 100 of a high-resistivity silicon (HRS) handle wafer 230 that is ready to be used (fabricated) for forming (manufacturing) a hybrid substrate structure 336. Next to the method steps, FIGS. 2A and 2B show how each method step affects the wafer 230 .

웨이퍼(230)의 제조는 하이브리드 기판 구조체(336)의 형성 전에 그리고 형성된 하이브리드 기판 구조체(336)가 적어도 하나의 디바이스 제조 방법(공정)에 노출되는 디바이스 제조 단계 전에 수행된다. 예를 들어, 프론트 엔드 방법(공정) 및 백 엔드 방법(가공)을 포함하는 디바이스 제조 방법(들)은 반도체 디바이스(구성요소)를 얻기 위한(제조하기 위한, 가공하기 위한) 하이브리드 기판 구조체(336)에 관한 것이다.Fabrication of the wafer 230 is performed prior to formation of the hybrid substrate structure 336 and prior to a device fabrication step in which the formed hybrid substrate structure 336 is exposed to at least one device fabrication method (process). For example, the device fabrication method(s) including a front-end method (process) and a back-end method (fabrication) may be a hybrid substrate structure 336 for obtaining (manufacturing, processing) a semiconductor device (component). ) is about.

도 3a 및 도 3b는 하이브리드 기판 구조체(336)를 나타내며, 이 구조체는 가공된 웨이퍼(230)를 핸들 웨이퍼로서 사용함으로써 프론트 엔드 방법으로 제조되고, 압전음향 박막 표면 음향파(TF-SAW) 필터 또는 다른, 예를 들어, 사파이어 온 실리콘, III-IV 하이브리드 기판 구조체, 또는 II-VI 하이브리드 기판 구조체 ― 이는 박형화된 물질층들을 기반으로 함 ― 를 제조하는 데 사용될 수 있다. 하이브리드 기판 구조체(336)는 박형 활성층(334)을 이용하며, 이 활성층은 사파이어 또는 화합물 반도체 물질로 만들어지고, 프론트 엔드 방법 동안 도 3a에 따라 융합 접합되고 도 3b에 따라 웨이퍼(230)에 대해 박형화된다.3A and 3B show a hybrid substrate structure 336, which is fabricated in a front-end method by using a processed wafer 230 as a handle wafer, and a piezoacoustic thin film surface acoustic wave (TF-SAW) filter or Other, for example, sapphire on silicon, III-IV hybrid substrate structures, or II-VI hybrid substrate structures, which are based on thinned material layers, can be used to fabricate. The hybrid substrate structure 336 utilizes a thin active layer 334, which is made of sapphire or a compound semiconductor material, fusion bonded according to FIG. 3A during the front end method and thinned to the wafer 230 according to FIG. 3B. do.

단계(108)에서, 플로트 존(float zone, FZ) 또는 마그네틱 쵸크랄스키(Magnetic Czochralski, MCz) 실리콘 결정 성장 중 어느 하나에 적합한 결정 인상기(crystal puller)가 결정 성장에서 사용된다. 초저불순물 결정 성장에 필요한 특별한 제조, 예를 들어, 결정 성장 챔버의 초고청정도 상태의 검증, 초고순도 불활성 가스의 이용가능성, 및 사용될 폴리실리콘 충전물에 첨가되는 불순물의 매우 타이트한 제거가 수행된다.In step 108, a crystal puller suitable for either float zone (FZ) or magnetic Czochralski (MCz) silicon crystal growth is used in the crystal growth. Special fabrication required for ultra-low impurity crystal growth, eg verification of ultra-clean conditions of the crystal growth chamber, availability of ultra-high purity inert gas, and very tight removal of impurities added to the polysilicon charge to be used is performed.

이어서, 단계(108)에서, 150-210 mm, 예를 들어, 150, 160, 170, 180, 190, 또는 200 mm의 타겟 직경(d)을 갖는 HRS 잉곳이 웨이퍼(230)의 제1 생성 단계로서 성장 챔버 내에서 인상된다. 성장된 HRS 잉곳은 결정 배향 식별자(210)를 생성하기 위해 절단 및 그라인딩되며, 이 식별자는 HRS의 잉곳의 측면을 따라, 예를 들어, HRS 잉곳의 직경(d)이 150 mm일 때는 기본 평탄부이거나, 직경(d)이 200 mm일 때는 노치이다.Then, in step 108, an HRS ingot having a target diameter d of 150-210 mm, e.g., 150, 160, 170, 180, 190, or 200 mm, is a first generation step of wafer 230. As it is pulled up in the growth chamber. The grown HRS ingot is cut and ground to create a crystal orientation identifier 210, which is along the side of the ingot of the HRS, for example, when the diameter (d) of the HRS ingot is 150 mm, a basic flat portion. , or a notch when the diameter (d) is 200 mm.

이러한 도면들에서 식별자(210)의 예로서 사용되는 기본 평탄부(210)는 150 mm 실리콘 웨이퍼(230)에 대한 표면 배향을 식별하기 위한 표준 식별자로서 사용된다. 실리콘 웨이퍼(230)의 표면 배향은 통상적으로 최대 0.5도 허용오차에 의해, 정확하게 {111}이거나 이에 매우 근접하거나, 또는 정확하게 {100}이거나 이에 매우 근접할 것이 요구된다. 기본 편평부(210)는 그라인딩 및 폴리싱 단계들(116, 122)와 같은 웨이퍼 제조에 통상적으로 사용되는 기계적 박형화 단계들에서 평탄도 저하를 일정불변하게 야기하는 실리콘 웨이퍼(230)의 둥근 형상의 변칙이다.The base flat portion 210 used as an example identifier 210 in these figures is used as a standard identifier to identify a surface orientation for a 150 mm silicon wafer 230. The surface orientation of the silicon wafer 230 is typically required to be exactly {111} or very close to exactly {111}, or exactly {100} or very close to it, by a maximum 0.5 degree tolerance. Basic flat portion 210 is an anomaly in the round shape of silicon wafer 230 that invariably causes a decrease in flatness in mechanical thinning steps commonly used in wafer fabrication, such as grinding and polishing steps 116 and 122. am.

방법(100)은 식별자(210)의 영향을 보상하고, 실리콘 웨이퍼(230), 예를 들어, 150 mm 직경 실리콘 웨이퍼(230)에 대해(이의 사양은 통상적으로 이러한 웨이퍼 크기에 대한 공정 툴 요건들로 인해 기본 평탄부(210)를 필요로 함), 및 200 mm 직경 실리콘 웨이퍼(230)에 대해 더 높은 평탄도를 가능하게 한다.Method 100 compensates for the effect of identifier 210, and for a silicon wafer 230, e.g., a 150 mm diameter silicon wafer 230 (the specification of which is typically the process tool requirements for this wafer size). requires basic planarization 210), and enables higher flatness for a 200 mm diameter silicon wafer 230.

단계(112)에서, 생성된 HRS 잉곳으로부터 HRS 웨이퍼들(212)이 예를 들어, 현재의 산업 표준에 따른 다중 와이어 슬라이싱에 의해 슬라이싱된다. 슬라이싱 공정은 물질을 제거하기 위해 기계적 힘을 가하고, 슬라이싱된 웨이퍼(212)의 전면(상면)(209) 내에 그리고 하에 표면하 결정 격자 손상을 초래한다. 물론, 유사한 결정 격자 손상이 또한 슬라이싱된 웨이퍼들(212)의 후면(211) 내에 그리고 하에도 편입된다. 결정 격자 손상 편입은 슬라이싱된 웨이퍼들(212)의 전면(상면)에 불규칙한 격자 손상 구역(213)을 초래하고, 슬라이싱된 웨이퍼들(212)의 후면 내에 다른 불규칙한 격자 손상 구역(도면에 도시되지 않음)을 초래한다.In step 112, HRS wafers 212 are sliced from the resulting HRS ingot by, for example, multi-wire slicing according to current industry standards. The slicing process applies mechanical forces to remove material and causes subsurface crystal lattice damage in and under the front (top) 209 of the sliced wafer 212 . Of course, similar crystal lattice damage is also incorporated into and under the back surface 211 of the sliced wafers 212 . The crystal lattice damage incorporation results in an irregular lattice damage region 213 on the front surface (top surface) of the sliced wafers 212, and another irregular lattice damage region (not shown in the figure) within the back surface of the sliced wafers 212. ) causes

각 슬라이싱된 웨이퍼(212)는 단결정 실리콘, 식별자(210), 및 제1 두께(h1) ― 이는 전면과 후면(209, 211) 사이의 거리임 ― 를 포함한다.Each sliced wafer 212 includes single crystal silicon, an identifier 210, and a first thickness h1, which is the distance between the front and back surfaces 209, 211.

단계(114)에서, 슬라이싱된 웨이퍼(212)는 슬라이싱에 따른 결정 손상, 즉 불규칙한 구역(213)을 적어도 부분적으로 제거하기 위해 래핑(lapping)에 의해 적어도 그 전면으로부터 박형화될 수 있고, 래핑된 웨이퍼(212)는 세정될 수 있다.In step 114, the sliced wafer 212 may be thinned from at least its front surface by lapping to at least partially remove the crystal damage resulting from the slicing, i.e., the irregular region 213, the lapped wafer 212 may be cleaned.

래핑 공정 또한 슬라이싱된 웨이퍼(212)에 기계적으로 일부 표면하 결정 격자 손상을 편입시키므로, 래핑된 웨이퍼(212)는 불규칙한 구역(213)을 포함한다. 대안적으로, 슬라이싱에 따른 결정 손상이 래핑된 웨이퍼(212)에 적어도 부분적으로 유지되는 것으로 의도된다면, 래핑 공정을 수정하여 슬라이싱에 따른 불규칙한 구역(213)의 적어도 일부가 잔류하는 것이 가능하며, 그 결과 래핑된 웨이퍼(212)가 슬라이싱 및 래핑에 따른 결정 손상을 포함하게 된다.The lapping process also mechanically incorporates some subsurface crystal lattice damage into sliced wafer 212 , so that wrapped wafer 212 includes irregular regions 213 . Alternatively, if crystal damage upon slicing is intended to be at least partially retained in the wrapped wafer 212, it is possible to modify the lapping process so that at least a portion of the irregular region 213 following slicing remains, The resulting lapped wafer 212 will contain crystal damage from slicing and lapping.

이어서, 단계(114)에서, 래핑된 웨이퍼(212)는 생성된 결정 손상(들)을 적어도 부분적으로 제거하기 위해 산 에칭(acid etching)될 수 있고, 이어서, 에칭된 웨이퍼(212)는 육안으로 검사되고, 세정되며, 열 도너(thermal donor) 어닐링에 의해 가공된다.Then, at step 114, the lapped wafer 212 may be acid etched to at least partially remove the resulting crystal damage(s), and then the etched wafer 212 may be visually inspected. It is inspected, cleaned and processed by thermal donor annealing.

단계(116)에서, 가공된 식별자(210)를 포함하는 웨이퍼(212)는 그라인딩기의 척 배열체에 부착되고, 웨이퍼(212)의 전면 상의 그 전면(209)만이 그라인딩기의 회전 그라인딩 휠에 의해 수행되는 제어 단면 고정 연마 그라인딩에 노출된다.In step 116, the wafer 212 containing the machined identifier 210 is attached to the chuck arrangement of the grinder, and only the front surface 209 on the front surface of the wafer 212 is placed on the rotating grinding wheel of the grinder. A control section carried out by fixed abrasive grinding is exposed.

고정 연마 그라인딩 공정의 결과로서, 웨이퍼(218)의 두께는 제1 두께(h1)로부터 제3 두께(h3)로 약 거리 h2만큼 감소하여, 그 전면(217)이 웨이퍼(218)의 후면에 상기의 거리 h2만큼 접근하게 된다. 또한, 고정 연마 그라인딩 공정은 그라인딩된 웨이퍼(218)의 전면(217) 내에 그리고 하에 다시 일부 표면하 결정 격자 손상을 기계적으로 편입하고, 그라인딩된 웨이퍼(218)의 전면 내에 (존재하지 않는다면) 불규칙한 구역(213)을 생성한다.As a result of the fixed abrasive grinding process, the thickness of the wafer 218 decreases from the first thickness h1 to the third thickness h3 by about a distance h2 so that its front surface 217 is above the rear surface of the wafer 218. is approached by a distance h2 of The fixed abrasive grinding process also mechanically incorporates some subsurface crystal lattice damage into and back into and under the front surface 217 of the ground wafer 218, and irregular areas (if not present) within the front surface of the ground wafer 218. (213).

효과적이고 짧은 제어 루프 제어 고정 연마 그라인딩 공정은 그라인딩된 웨이퍼(218)의 전면(217)으로부터의 식별자(210)에 의해 적어도 부분적으로 야기되는 비대칭 편차(비원형 비대칭)의 효과의 적어도 부분, 사실상 적어도 과반(대부분, 상당히, 실질적으로 완전히)을 소멸시켜, 웨이퍼(218) 상에서 원하는 총 두께 편차(TTV)를 얻는 것이 가능하게 된다. TTV는 도 2a에 따라 웨이퍼(218, 222, 230)의 최소(최저) 두께와 최대(최고) 두께 간의 차를 정의한다. 제어 고정 연마 그라인딩 공정은 식별자로 인한 비대칭 편차를 제거하거나, 또는 적어도 이러한 비대칭 편차를 매우 미미하게 최소화하여, TTV에 미치는 효과를 제거한다.An effective and short control loop controlled stationary abrasive grinding process can achieve at least part of the effect of an asymmetry deviation (non-circular asymmetry) caused at least in part by the identifier 210 from the front side 217 of the ground wafer 218, in fact at least By quenching the majority (mostly, significantly, substantially completely), it becomes possible to obtain the desired total thickness variation (TTV) on the wafer 218 . TTV defines the difference between the minimum (lowest) and maximum (highest) thickness of wafers 218, 222, 230 according to FIG. 2A. The controlled fixed abrasive grinding process eliminates the asymmetry variations due to identifiers, or at least minimizes these asymmetry variations to a very small degree, eliminating their effect on the TTV.

단계(118)에서, 고정 연마 그라인딩 공정 동안, 광학 측정(장비, 시스템) 및 전하 운반체 조정 커패시티브 측정(설비, 시스템) 중 적어도 하나에 의해 연속 모니터링되고, 적어도 하나의 그라인딩 파라미터가 연속 제어된다.At step 118, during the fixed abrasive grinding process, at least one grinding parameter is continuously monitored by at least one of an optical measurement (equipment, system) and a charge carrier steering capacitive measurement (equipment, system), and is continuously controlled. .

HRS 웨이퍼들(212, 218)에 대해, 표준 커패시티브 측정은 측정될 물질의 전도성의 부족으로 인해 신뢰성 있게 적용될 수 없다. 또한, 달성가능한 두께 정확도의 제어는 충분하지 않다. 이에 따라, 하이브리드 기판 구조체(336)에서 사용되는 웨이퍼들(230)에 대한 두께 편차 요건들을 충족시키기 위해, 더 높은 정확도를 가능하게 하는 광학 또는 전하 운반체 조정 커패시티브 측정의 사용이 요구된다.For HRS wafers 212 and 218, standard capacitive measurements cannot be reliably applied due to the lack of conductivity of the material being measured. Also, the control of achievable thickness accuracy is not sufficient. Accordingly, to meet the thickness variation requirements for the wafers 230 used in the hybrid substrate structure 336, the use of optical or charge carrier steering capacitive measurements enabling higher accuracy is required.

커패시티브 측정을 사용할 때, 유효 정전기 방전(effective electrostatic discharging, ESD)이 측정 장비에 통합된다. 광학적 그리고 적절하게 수정된 커패시티브 기하구조 측정의 상호 상관은 이들 기술들이 서로 보완하기 때문에 전체적으로 측정 시스템을 향상시킨다. 초고저항 실리콘에 대해서도 전체 웨이퍼 기하구조의 정확한 고해상도의 데이터를 신뢰성 있게 제공하는 측정 시스템은 요구되는 정밀한 기하구조 제어를 얻는 데 필요한 효과적인 짧은 피드백 루프를 가능하게 한다. 방법(100)에 의하면, 통상적으로 TTV에서 1 내지 2 μm의 성능을 요청하는 실리콘 웨이퍼들(212)의 단면 그라인딩을 위한 통상적인 상용 툴에서 발견될 수 있는 통합 및 자동화된 평탄도 제어 특징부에 비해 분명히 우수한 평탄도 성능을 달성하는 것이 가능하다.When using capacitive measurements, effective electrostatic discharging (ESD) is incorporated into the measurement equipment. The cross-correlation of optical and appropriately corrected capacitive geometry measurements enhances the measurement system as a whole because these techniques complement each other. A measurement system that reliably provides accurate, high-resolution data of the entire wafer geometry, even for ultra-high resistivity silicon, enables the effective short feedback loops needed to obtain the precise geometry control required. Method 100 is directed to integrated and automated flatness control features that can be found in typical off-the-shelf tools for face grinding of silicon wafers 212, which typically require 1-2 μm performance in TTV. It is possible to achieve an obviously superior flatness performance compared to

그라인딩 파라미터(들)는 척 배열체의 냉각수 온도, 척 배열체의 그라인딩 척 경사, 및 그라인딩 휠의 그라인딩 공급 레이트 중 적어도 하나를 포함한다.The grinding parameter(s) includes at least one of a cooling water temperature of the chuck arrangement, a grinding chuck inclination of the chuck arrangement, and a grinding feed rate of the grinding wheel.

단계(120)에서, 미리 결정된 그라인딩 계획 또는 모니터링의 결과로서 발생한 필요성으로 인해 그라인딩 파라미터(들)를 조정할 필요가 있다면, 상기의 그라인딩 파라미터(들)는 원하는 TTV를 달성하기 위해 고정 연마 그라인딩 공정 동안 조정된다.In step 120, if it is necessary to adjust the grinding parameter(s) due to a need arising as a result of a predetermined grinding plan or monitoring, the grinding parameter(s) are adjusted during the fixed abrasive grinding process to achieve the desired TTV. do.

예를 들어, 냉각수 온도의 허용오차는 ±1°C 이상의 범위이다. 웨이퍼(212)와 그라인딩 휠 간의 그라인딩 척의 경사는 예를 들어, 일정한 작동에서 시간당 0.5 내지 2로 일정하게 모니터링되고 짧은 피드백 루프로 조정된다. 유입되는 TTV는 1 내지 5 μm의 범위에 있다. 고품질 표면을 얻고 그라인딩 휠에 대한 안정적인 절단 효율을 가능하게 하기 위해, 그라인딩 공급 레이트는 초당 0.15 내지 1 μm의 범위 내이다. 또한, 다이아몬드 크기 및 그라인딩 휠의 유형은 처리량, 견고성, 및 표면 품질의 최상의 조합을 위해 선택된다. 유입되는 웨이퍼(218)의 입자 청정도는 국부적인 과잉 물질 제거의 발생을 방지하기에 충분해야 한다.For example, the tolerance for coolant temperature is ±1°C or better. The inclination of the grinding chuck between the wafer 212 and the grinding wheel is constantly monitored and adjusted with a short feedback loop, for example 0.5 to 2 per hour in constant operation. The incoming TTV ranges from 1 to 5 μm. In order to obtain a high-quality surface and enable a stable cutting efficiency for the grinding wheel, the grinding feed rate is in the range of 0.15 to 1 μm per second. Also, the diamond size and type of grinding wheel are selected for the best combination of throughput, firmness, and surface quality. The particle cleanliness of the incoming wafers 218 should be sufficient to prevent localized excess material removal from occurring.

단계(122)에서, 단면 그라인딩된 웨이퍼(218)는 폴리싱기의 웨이퍼 캐리어에 부착되고, 웨이퍼(218)의 전면 상의 그 그라인딩 전면(217)만이 폴리싱기의 회전 폴리싱 패드에 의해 수행되는 제어 폴리싱에 노출된다.In step 122, the single side ground wafer 218 is attached to the wafer carrier of the polisher, and only its grinding front surface 217 on the front side of the wafer 218 is subject to the controlled polishing performed by the rotary polishing pad of the polisher. Exposed.

폴리싱 공정의 결과로서, 웨이퍼(222)의 두께뿐만 아니라 그 격자 손상 구역(213)이 제3 두께(h3)로부터 제5 두께(h5)로 약 제4 거리(h4)만큼 감소하여, 그 폴리싱된 전면(222)이 웨이퍼(222)의 후면에 제4 거리(h4)만큼 접근하게 된다. 또한, 폴리싱 공정은 폴리싱된 웨이퍼(218)의 전면(221) 아래의 표면하 결정 격자 손상을 제거한다.As a result of the polishing process, the thickness of the wafer 222 as well as its lattice damage region 213 are reduced from the third thickness h3 to the fifth thickness h5 by about a fourth distance h4, so that the polished The front surface 222 approaches the rear surface of the wafer 222 by a fourth distance h4. The polishing process also removes subsurface crystal lattice damage under the front surface 221 of the polished wafer 218 .

폴리싱 공정은 폴리싱된 웨이퍼(222)로부터의 두께 편차의 제거를 완료하여 폴리싱된 웨이퍼(222)가 원하는 TTV 레벨을 충족하도록 한다.The polishing process completes the removal of thickness variations from the polished wafer 222 so that the polished wafer 222 meets the desired TTV level.

웨이퍼(222, 230)의 원하는 TTV는 600 nm 미만, 예를 들어, 200, 300, 400, 또는 500 nm이다.The desired TTV of wafers 222 and 230 is less than 600 nm, for example 200, 300, 400, or 500 nm.

단계(124)에서, 폴리싱 공정 동안, 마키오 미러(Makyoh mirror), 광학 측정(장비) 또는 기하구조 모니터링 적합 운반체 조정 커패시티브 측정(장비, 시스템)에 의해 연속 모니터링되고, 표면 스캐닝 장비(시스템) 및 적어도 하나의 폴리싱 파라미터가 연속 제어된다.In step 124, continuous monitoring is performed during the polishing process by Makoh mirrors, optical measurements (equipment) or geometry monitoring suitable carrier adjustment capacitive measurements (equipment, system), and surface scanning equipment (system). and at least one polishing parameter is continuously controlled.

폴리싱 파라미터(들)는 웨이퍼(222) 및 폴리싱 패드의 폴리싱 압력, 웨이퍼(222) 및 폴리싱 패드의 회전 속도, 및 웨이퍼(222)의 폴리싱 패드에 대한 위치 중 적어도 하나의 를 포함한다.The polishing parameter(s) includes at least one of a polishing pressure of the wafer 222 and the polishing pad, a rotation speed of the wafer 222 and the polishing pad, and a position of the wafer 222 relative to the polishing pad.

단계(126)에서, 미리 결정된 폴리싱 계획 또는 모니터링의 결과로서 발생된 필요성으로 인해 폴리싱 파라미터(들)를 조정할 필요가 있다면, 상기의 적어도 하나의 폴리싱 파라미터는 원하는 TTV를 달성하여, 박형화 단계들(116, 122)을 완료하기 위해 폴리싱 공정 동안 조정되어 박형화된 웨이퍼(222)가 무선 주파수들(RF)에서 기생 전류를 억제하는 처리를 위해 준비되도록 한다.In step 126, if it is necessary to adjust the polishing parameter(s) due to a need arising as a result of a predetermined polishing plan or monitoring, the at least one polishing parameter achieves the desired TTV, so that thinning steps 116 , 122) so that the thinned wafer 222 is ready for processing to suppress parasitic current at radio frequencies (RF).

단계(128)에서, 박형화된 웨이퍼(222)는 증착기의 증착 챔버 내로 셋팅되고, 그 전면(221) 상에 적어도 하나의 폴리실리콘층(229)이 화학 기상 증착(CVD) 공정에 의해 증착된다. 증착된 폴리실리콘층(들)(229)은 총 층 두께(h6)를 갖는 매우 균일한 폴리실리콘 막을 포함한다.In step 128, the thinned wafer 222 is set into a deposition chamber of an evaporator, and at least one polysilicon layer 229 is deposited on the front surface 221 thereof by a chemical vapor deposition (CVD) process. The deposited polysilicon layer(s) 229 comprises a highly uniform polysilicon film having a total layer thickness h6.

증착 공정의 결과로서, 웨이퍼(222)의 두께는 제1 두께(h5)로부터 제7 두께(h7)로, 총 층 두께(h6)와 동일한 약 제6 거리 h6만큼 증가하여, 그 전면(223)이 웨이퍼(222)의 후면으로부터 상기의 거리 h6만큼 접근하게 된다.As a result of the deposition process, the thickness of the wafer 222 increases from a first thickness h5 to a seventh thickness h7 by about a sixth distance h6 equal to the total layer thickness h6, so that its front surface 223 The rear surface of the wafer 222 is approached by the above distance h6.

단계(130)에서, 증착된 폴리실리콘층(들)(229)을 포함하는 웨이퍼(222)는 화학-기계적 폴리싱에 적합한 폴리싱기의 웨이퍼 운반체에 부착되고, 웨이퍼(222)의 전면 상의 이의 증착된 전면(223)만이 폴리싱기의 회전 폴리싱 패드에 의해 수행되는 제어 화학-기계적 폴리싱에 노출된다.In step 130, the wafer 222 including the deposited polysilicon layer(s) 229 is attached to the wafer carrier of a polisher suitable for chemical-mechanical polishing and its deposited polysilicon layer(s) 229 on the front side of the wafer 222. Only the front surface 223 is exposed to the controlled chemical-mechanical polishing performed by the rotary polishing pad of the polisher.

화학-기계적 폴리싱 공정의 결과로서, 웨이퍼(230)의 두께는 제7 두께(h7)로부터 제10 두께(h10)로 약 제8 거리(h8)만큼 감소하고, 증착된 폴리실리콘층(들)(229)의 두께는 제6 두께(h6)로부터 제9 두께(h9)로 상기의 제8 거리(h8)만큼 감소하여, 그 전면(232)이 웨이퍼(230)의 후면에 상기의 제8 거리(h8)만큼 접근하게 된다. 또한, 화학-기계적 폴리싱 공정은 폴리실리콘층(들)(229)을 원하는 두께(h9)로 그리고 미러 폴리싱 전면(232)을 제공하며, 이는 전단 방법에서 하이브리드 기판 구조체(336)를 융합 접합시키기에 적합하다.As a result of the chemical-mechanical polishing process, the thickness of the wafer 230 decreases from the seventh thickness h7 to the tenth thickness h10 by about an eighth distance h8, and the deposited polysilicon layer(s) ( 229) is reduced from the sixth thickness h6 to the ninth thickness h9 by the eighth distance h8, so that the front surface 232 is attached to the rear surface of the wafer 230 by the eighth distance ( h8). In addition, the chemical-mechanical polishing process takes the polysilicon layer(s) 229 to a desired thickness h9 and provides a mirror polished front surface 232, which is suitable for fusion bonding the hybrid substrate structure 336 in a shear method. Suitable.

단계(134)에서, 화학-기계적 폴리싱 공정은 폴리싱된 웨이퍼들(230)을, 가시광선(VIS)으로부터 근적외선(NIR)까지의 광학 파장 범위를 사용하여, 광학 측정(장비), 예를 들어, 간섭측정법, 반사측정법, 또는 타원측정법으로 측정함으로써 연속 모니터링되고, 적어도 하나의 화학-기계적 폴리싱 파라미터가 연속 제어된다.At step 134, the chemical-mechanical polishing process takes the polished wafers 230 to optical measurements (instrumentation), e.g., using an optical wavelength range from the visible (VIS) to near infrared (NIR), It is continuously monitored and at least one chemical-mechanical polishing parameter is continuously controlled by measuring interferometry, reflectometry, or ellipsometry.

광학 측정의 동작 원리는 전면(223) 및 폴리실리콘층(들) 계면으로부터의 광대역 광을 반사하고, 결과적인 스펙트럼으로부터 층 두께를 계산하는 것에 기초한다. 반사된 광은 층 두께 대 파장에 기초한 주기적 간섭 스펙트럼을 나타내고, 두께는 정합 주기를 갖는 층에 대한 이론적 모델을 사용함으로써 신호로부터 계산된다. 다-단결정 실리콘 계면은 다 및 단결정 실리콘 물질들의 굴절률의 작은 차이로 인해 약한 반사만을 생성한다. 스펙트럼의 가시 부분에서는 중간 정도의 차이가 여전히 나타나지만, 동일한 파장 영역에서 실리콘에서의 광 흡수는 높다. 찾아진 최적의 스펙트럼 범위는 600 nm 내지 900 nm이다.The operating principle of the optical measurement is based on reflecting broadband light from the front surface 223 and the interface of the polysilicon layer(s), and calculating the layer thickness from the resulting spectrum. The reflected light exhibits a periodic interference spectrum based on layer thickness versus wavelength, and the thickness is calculated from the signal by using a theoretical model for a layer with a matching period. The multi-monocrystalline silicon interface produces only weak reflections due to the small difference in refractive index of the poly and monocrystalline silicon materials. Moderate differences are still present in the visible part of the spectrum, but light absorption in silicon is high in the same wavelength region. The optimal spectral range found is between 600 nm and 900 nm.

화학-기계적 폴리싱 파라미터(들)는 웨이퍼(222)의 전면(223)으로부터의 물질의 제거 레이트 및 웨이퍼(222)의 전면(223)의 폴리싱 시간 중 적어도 하나를 포함한다.The chemical-mechanical polishing parameter(s) includes at least one of a removal rate of material from the front side 223 of the wafer 222 and a polishing time of the front side 223 of the wafer 222 .

단계(136)에서, 미리 결정된 폴리싱 계획 또는 모니터링의 결과로서 발생된 필요성으로 인해 화학-기계적 폴리싱 파라미터(들)를 조정할 필요가 있다면, 상기의 화학-기계적 폴리싱 파라미터(들)는 폴리실리콘 층(들)(229)의 원하는 최종 층 두께(h9)를 달성하고 폴리싱 단계(130)를 완료하기 위해 화학-기계적 폴리싱 공정 동안 조정되어 가공된 웨이퍼(230)가 프론트 엔드 방법으로 하이브리드 기판 구조체(336)를 형성하기 위해 도 3a에 따라 활성층(334)과 융합 접합할 준비가 되도록 한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 백 엔드 방법(공정)에서 웨이퍼(230)의 후면 상에 다른 구조체가 형성(가공)될 수 있다.In step 136, if it is necessary to adjust the chemical-mechanical polishing parameter(s) due to a need arising as a result of the predetermined polishing plan or monitoring, the chemical-mechanical polishing parameter(s) are adjusted to the polysilicon layer(s). ) 229 and to complete the polishing step 130, the processed wafer 230 adjusts during the chemical-mechanical polishing process to form the hybrid substrate structure 336 in a front-end manner. to be ready for fusion bonding with the active layer 334 according to FIG. 3A to form. Alternatively or additionally, other structures may be formed (processed) on the back side of the wafer 230 in a back end method (process).

이 방법(100)은 원형 대칭 고정 연마 그라인딩 공정으로 웨이퍼 형상 정의의 대부분 물질 제거를 수행함으로써 웨이퍼(230)의 매우 중요한 기하구조, 특히 이의 비원형 대칭 편차를 다룬다. 이러한 유형의 공정의 양면 변형은 300 mm 직경 웨이퍼를 제조하는데 있어서 매우 타이트한 기하구조에 도달하기 위해 널리 사용되지만, 단결정 실리콘 웨이퍼(230)에 접합되는 기판들과 관련된 더 작은 웨이퍼 크기들에 대해서는 가능하지 않다.The method 100 addresses the very important geometry of the wafer 230, particularly its non-circular symmetry deviations, by performing most material removal of the wafer shape definition in a circularly symmetric fixed abrasive grinding process. A double-sided variant of this type of process is widely used to reach very tight geometries for fabricating 300 mm diameter wafers, but not possible for smaller wafer sizes involving substrates bonded to monocrystalline silicon wafer 230. not.

이러한 웨이퍼 크기들에 대해 단면 그라인딩 툴들이 상용가능하지만, 통상적인 공정들은 필요한 기하학적 정확도를 가질 수 없다. 방법(100)은 매우 정확하게 정의된 기하구조체들을 제조하기 위해 매우 잘 제어되는 단면 그라인딩을 사용하여, 통상적으로 웨이퍼(230)에서 500 nm 레벨의 TTV를 생성한다. 중요하게는, 방사상 가공으로 인해, 이러한 편차는 주로 원형 대칭 형상으로서 나타나며, 두께 편차의 비대칭 부분은 200 nm 정도로 낮다.Although face grinding tools are commercially available for these wafer sizes, conventional processes cannot have the required geometrical accuracy. Method 100 uses very well-controlled single-sided grinding to fabricate very precisely defined geometries, typically producing TTV at the 500 nm level in wafer 230. Importantly, due to the radial processing, these deviations mainly appear as circularly symmetric shapes, and the asymmetric part of the thickness deviation is as low as 200 nm.

본 발명은 상술된 예시적인 실시예들을 참조하여 위에서 설명되었고, 본 발명의 몇몇 이점들이 입증되었다. 본 발명은 이러한 실시예들에만 제한되는 것이 아니라, 다음의 청구항의 범위 내에서 모든 가능한 실시예들을 포함하는 것이 명백하다.The invention has been described above with reference to the above-described illustrative embodiments, and several advantages of the invention have been demonstrated. It is clear that the present invention is not limited to these embodiments only, but includes all possible embodiments within the scope of the following claims.

Claims (17)

하이브리드 기판 구조체(336)의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼(230)의 제조 방법(100)으로서,
결정 배향 식별자(crystal orientation identifier)(210) 및 특정 두께(h1)를 갖는 웨이퍼(212)를 생성하는 단계(108, 112, 114),
상기 생성된 웨이퍼를, 박형화된 웨이퍼(222)를 얻기 위해 상기 특정 두께로부터 상기 웨이퍼(222)의 원하는 두께(h5)로 박형화하는 단계(116, 122),
박형화된 웨이퍼의 전면(221) 상에 특정 층 두께(h6)를 갖는 표면 패시베이션층(229)을 제공하는 단계(128), 및
상기 하이브리드 기판 구조체를 형성하기 위해 상기 웨이퍼(230)의 폴리싱된 전면(232)이 활성층 접합을 가능하게 하도록 상기 패시베이션층을 상기 특정 층 두께로부터 상기 패시베이션 층의 원하는 최종 층 두께(h9)로 폴리싱하는 단계(130)를 포함하며,
상기 박형화하는 단계는 생성된 결정 배향 식별자 포함 웨이퍼(218)를 척 배열체에 의해 제어 단면 고정 연마 그라인딩하는 단계(116, 118, 120)를 포함하여, 상기 하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위해 원하는 서브미크론의 총 두께 편차를 갖는 상기 웨이퍼(218, 222)를 제조하기 위해, 상기 식별자에 의해 야기되는 비원형 비대칭 효과의 적어도 대부분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 방법.
A method (100) of manufacturing a high resistivity silicon handle wafer (230) to enable the formation of a hybrid substrate structure (336), comprising:
producing (108, 112, 114) a wafer (212) having a crystal orientation identifier (210) and a specified thickness (h1);
Thinning (116, 122) the produced wafer from the specific thickness to a desired thickness h5 of the wafer 222 to obtain a thinned wafer 222;
providing (128) a surface passivation layer (229) having a specified layer thickness (h6) on the front side (221) of the thinned wafer; and
polishing the passivation layer from the specified layer thickness to a desired final layer thickness h9 of the passivation layer such that the polished front side 232 of the wafer 230 enables active layer bonding to form the hybrid substrate structure. comprising step 130;
The thinning step includes steps 116, 118, and 120 of controlling end-fixed polishing grinding of the generated wafer 218 including crystal orientation identifiers by means of a chuck arrangement to enable formation of the hybrid substrate structure. characterized by eliminating at least most of the non-circular asymmetry effect caused by the identifier to produce the wafer (218, 222) with a desired submicron total thickness variation.
제1항에 있어서, 상기 제어 그라인딩 단계는 상기 원하는 총 두께 편차를 달성하기 위한, 상기 제어 그라인딩(116) 동안의 적어도 하나의 그라인딩 파라미터의 연속 제어(118), 및 필요한 때, 상기 적어도 하나의 그라인딩 파라미터의 조정(120)을 포함하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the step of controlled grinding comprises continuous control (118) of at least one grinding parameter during the control grinding (116), and, when necessary, the at least one grinding step, to achieve the desired total thickness deviation. A method comprising adjusting (120) a parameter. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그라인딩 파라미터의 연속 제어 단계는 상기 척 배열체의 냉각수 온도, 상기 척 배열체의 그라인딩 척 경사, 및 그라인딩 휠의 그라인딩 공급 레이트 중 적어도 하나의 제어(118)를 포함하는 것인, 방법.3. The method of claim 2, wherein the step of continuously controlling the at least one grinding parameter comprises controlling (118) at least one of a coolant temperature of the chuck arrangement, a grinding chuck inclination of the chuck arrangement, and a grinding feed rate of a grinding wheel. Including, how. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그라인딩 파라미터의 연속 제어 단계는 광학 측정 및/또는 전하 운반체 조정 커패시티브 측정에 의한 상기 제어 그라인딩의 모니터링(118)을 포함하는 것인, 방법.4. The method according to claim 2 or 3, wherein the step of continuously controlling the at least one grinding parameter comprises monitoring (118) of the controlled grinding by means of optical measurements and/or charge carrier steering capacitive measurements. . 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박형화하는 단계는 상기 웨이퍼의 전면의 상태를 제어하기 위해 상기 단면 고정 연마 그라인딩 웨이퍼(218)를 그 그라인딩 전면(217)으로부터 제어 폴리싱하는 단계(122, 124, 126)를 더 포함하는, 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the thinning step comprises control polishing the single-sided fixed abrasive grinding wafer (218) from its grinding front surface (217) to control the condition of the front surface of the wafer. (122, 124, 126). 제5항에 있어서, 상기 제어 폴리싱하는 단계는 상기 단면 고정 연마 그라인딩된 핸들 웨이퍼를 폴리싱하는 단계(122, 124, 126)를 포함하는 것인, 방법.6. The method of claim 5, wherein the step of controlled polishing includes polishing (122, 124, 126) the single-sided fixed abrasive ground handle wafer. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제어 폴리싱하는 단계는 상기 웨이퍼의 상기 원하는 두께를 달성하기 위한, 상기 제어 폴리싱(122) 동안의 적어도 하나의 폴리싱 파라미터의 연속 제어(124), 및 필요한 때, 상기 적어도 하나의 폴리싱 파라미터의 조정(126)을 포함하는 것인, 방법.7. The method of claim 5 or 6, wherein the step of control polishing comprises continuous control (124) of at least one polishing parameter during the control polishing (122) to achieve the desired thickness of the wafer, and when necessary. , adjusting (126) the at least one polishing parameter. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 폴리싱 파라미터의 연속 제어 단계는 상기 웨이퍼(222) 및 폴리싱 패드의 폴리싱 압력, 상기 웨이퍼 및 상기 폴리싱 패드의 회전 속도, 및 상기 웨이퍼의 상기 폴리싱 패드에 대한 위치 중 적어도 하나의 제어(124)를 포함하는 것인, 방법.8. The method of any one of claims 5 to 7, wherein the step of continuously controlling the at least one polishing parameter includes polishing pressure of the wafer (222) and the polishing pad, rotation speed of the wafer and the polishing pad, and control (124) of at least one of a position of a position relative to the polishing pad. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 폴리싱 파라미터의 연속 제어 단계는 마키오 미러(Makyoh mirror), 기하구조 모니터링을 위한 운반 조절 커패시티브 측정 장비 또는 광학 측정 장비, 및 표면 스캐닝 장비에 의한 상기 제어 폴리싱의 모니터링(124)을 포함하는 것인, 방법.9. The method according to any one of claims 5 to 8, wherein the step of continuous control of the at least one polishing parameter comprises a Makoh mirror, a transport control capacitive or optical measurement instrument for monitoring the geometry, and monitoring (124) the controlled polishing by surface scanning equipment. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 직경(d)은 150-200 mm이고, 상기 핸들 웨이퍼의 표면 배향은 {111}이며, 완성되는 상기 웨이퍼의 상기 원하는 총 두께 편차는 600 nm 미만인 것인, 방법.10. The method of any one of claims 1 to 9, wherein the diameter (d) of the wafer is 150-200 mm, the surface orientation of the handle wafer is {111}, and the desired total thickness variation of the finished wafer is is less than 600 nm. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 패시베이션층의 생성 단계는 화학 기상 증착 공정에 의해 상기 박형화된 웨이퍼(222)의 전면(221) 상에 상기 특정 층 두께(h6)를 갖는 적어도 하나의 폴리실리콘층(229)의 증착(128)을 포함하는 것인, 방법.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the step of generating the surface passivation layer is to form the specific layer thickness (h6) on the front surface (221) of the thinned wafer (222) by a chemical vapor deposition process. deposition (128) of at least one polysilicon layer (229) having 제11항에 있어서, 상기 표면 패시베이션층을 폴리싱하는 단계는 상기 웨이퍼(230)의 전면(232)이 화학-기계적 폴리싱되도록 상기 적어도 하나의 증착된 폴리실리콘층을 상기 적어도 하나의 증착된 폴리실리콘층의 특정 층 두께로부터 상기 제조되는 웨이퍼(222) 상에서의 상기 적어도 하나의 증착된 폴리실리콘층의 원하는 최종 층 두께(h9)로 화학-기계적 폴리싱 공정에 의해 제어 폴리싱하는 단계(130)를 포함하는 것인, 방법.12. The method of claim 11, wherein the step of polishing the surface passivation layer comprises removing the at least one deposited polysilicon layer such that the front surface (232) of the wafer (230) is chemical-mechanically polished. controlled polishing (130) by a chemical-mechanical polishing process from a specified layer thickness of R to a desired final layer thickness (h9) of said at least one deposited polysilicon layer on said wafer (222) being produced. in, how. 제12항에 있어서, 상기 화학-기계적 제어 폴리싱하는 단계는 상기 원하는 최종 층 두께를 달성하기 위한, 상기 화학-기계적 제어 폴리싱(130) 동안의 적어도 하나의 화학-기계적 폴리싱 파라미터의 연속 제어(132), 및 필요한 때, 상기 적어도 하나의 화학-기계적 폴리싱 파라미터의 조정(134)을 포함하는 것인, 방법.13. The method of claim 12, wherein the step of chemical-mechanical control polishing comprises continuous control (132) of at least one chemical-mechanical polishing parameter during the chemical-mechanical control polishing (130) to achieve the desired final layer thickness. and, when necessary, adjusting (134) the at least one chemical-mechanical polishing parameter. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 화학-기계적 폴리싱 파라미터의 연속 제어 단계는 상기 웨이퍼의 전면(223, 232)으로부터의 제거 레이트 및 상기 웨이퍼의 전면의 폴리싱 시간의 제어(132)를 포함하는 것인, 방법.14. The method of claim 13, wherein the step of continuously controlling the at least one chemical-mechanical polishing parameter comprises controlling (132) a removal rate from the front side (223, 232) of the wafer and a polishing time of the front side of the wafer. in, how. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 화학-기계적 폴리싱 파라미터의 연속 제어 단계는 가시 내지 근적외선(visible to near-infrared, VIS-NIR) 범위의 광학 파장을 사용하는 광학 측정 장비에 의한 상기 제어 화학-기계적 폴리싱의 모니터링(134)을 포함하는 것인, 방법.15. The method according to claim 13 or 14, wherein the step of continuous control of the at least one chemical-mechanical polishing parameter is performed by an optical measuring instrument using optical wavelengths in the visible to near-infrared (VIS-NIR) range. monitoring (134) the controlled chemical-mechanical polishing. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법(100)의 단계들에 의해 제조되는 하이브리드 기판 구조체(336)의 형성을 가능하게 하기 위한 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼(230)로서,
결정 배향 식별자(210),
원하는 두께(h10), 및
상기 하이브리드 기판 구조체의 형성을 가능하게 하기 위해 폴리싱된 전면(232)을 확립하기 위해 원하는 서브미크론의 총 두께 편차를 갖는 단면, 고정 연마 그라인딩된 웨이퍼의 전면(221) 상에서 원하는 최종 층 두께(h9)를 갖는 폴리싱된 표면 패시베이션층(229)을 포함하며,
상기 식별자에 의해 야기되는 비원형 비대칭 효과의 적어도 대부분이 상기 웨이퍼로부터 제거된 것인, 고저항 실리콘 핸들 웨이퍼(230).
A high resistivity silicon handle wafer (230) for enabling the formation of a hybrid substrate structure (336) produced by the steps of a method (100) according to any one of claims 1 to 15,
crystal orientation identifier 210;
the desired thickness (h10), and
Desired final layer thickness (h9) on the front surface (221) of a fixed abrasive ground wafer, cross-section having a desired submicron total thickness deviation to establish a polished front surface (232) to enable formation of the hybrid substrate structure. A polished surface passivation layer 229 having
wherein at least most of the non-circular asymmetry effect caused by the identifier has been removed from the wafer.
제16항에 따른 고저항 실리콘 웨이퍼(230)를 포함하는 하이브리드 기판 구조체(336).A hybrid substrate structure (336) comprising a high resistivity silicon wafer (230) according to claim 16.
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