KR20230169113A - 반도체 웨이퍼의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 적어도, 웨이퍼의 주연부를 연삭해, 웨이퍼 엣지부 및 웨이퍼 노치부를 포함하는 모따기부를 형성하는 모따기 공정, 양면 연마 공정, 경면 모따기 공정 및 경면 연마 가공 공정을 포함하고, 경면 모따기 공정이, 양면 연마 공정 전에 모따기부의 웨이퍼 노치부를 연마하는 제1 경면 모따기 가공, 및 양면 연마 공정 후에 웨이퍼 노치부 및 웨이퍼 엣지부를 연마하는 제2 경면 모따기 가공을 포함하고, 제2 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를 제1 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법이다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼 제조에 있어서 경면 모따기 공정에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트에 기인하는 웨이퍼 노치부의 표면 조도의 악화를 억제할 수 있는 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 제조 방법으로, 단결정 잉곳으로부터 박판 웨이퍼를 잘라내는 슬라이스 공정, 웨이퍼의 주연부의 조각이나 크랙을 방지하기 위한 모따기 공정, 웨이퍼의 두께 편차를 없애 평탄화하기 위한 랩핑 공정 혹은 양면 연삭 공정, 상기 랩핑이나 양면 연삭에서 생긴 웨이퍼의 뒤틀림이나 오염물을 제거하기 위한 에칭 공정, 고정밀 웨이퍼의 평탄도 품질이나 나노토포그래피(nanotopography) 품질을 얻기 위해 표리 양쪽의 주면을 동시에 연마하는 양면 연마 공정, 모따기부를 경면(鏡面)으로 하는 경면 모따기 공정, 웨이퍼의 주면을 경면으로 하는 경면 연마 공정 등을 위와 같은 순서로 실시하는 것이 일반적이다.
웨이퍼 주연부의 경면 모따기는 반도체 디바이스의 집적도가 향상됨에 따라 보다 미세한 가공이 요구되고 있으며, 모따기부를 경면화해 조도를 개선하는 것에 의해 후공정에서의 모따기부로부터의 분진 발생을 억제함으로써 반도체 디바이스의 수율을 향상시키는데 필요한 공정이다.
웨이퍼 노치부의 연마는 상기 경면 모따기 공정에서 행해진다. 경면 모따기 공정은 웨이퍼 노치부, 웨이퍼 엣지부의 경면화를 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 가공 조건의 조정이 행해지지만, 가공 후의 조도는 연마포의 종류, 연마 슬러리의 종류, 가공 시간, 연마포의 회전 속도, 연마포의 가압력에 좌우된다.
상기 경면 모따기 공정에서는 경면 모따기기의 생산성 유지를 위해, 비교적 연마 레이트가 큰 조건이 사용되고 있어, 조도가 악화되는 원인이 되고 있다. 특허 문헌 1에 의하면, 가공시의 부하 혹은 연마 레이트가 클수록 가공 후의 조도는 악화된다. 또한, 연마를 복수 회 실시하고, 순차적으로 연마 레이트를 작게 함으로써 조도가 개선된다.
경면 모따기 공정에서는 통상적으로, 생산성을 고려해 웨이퍼 노치부, 웨이퍼 엣지부의 가공이 순서를 불문하고 동일 경면 모따기기 내에서 행해진다. 이로 인해, 웨이퍼 엣지부의 연마에서의 가공 시간을 크게 상회하는 웨이퍼 노치부의 연마 시간을 설정하는 것은, 경면 모따기기 내에서의 웨이퍼 체류 시간의 증대로 이어저 생산성이 악화되게 된다.
따라서, 종래, 웨이퍼 노치부의 연마 시간은 웨이퍼 엣지부의 연마 시간 정도가 되고 있어, 충분한 연마 삭제량을 얻기 위해서는 연마 레이트가 과도하게 큰 가공 조건을 사용해야만 하여, 충분히 개선된 노칭 조도를 얻지 못하고 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 반도체 웨이퍼 제조에 있어서 경면 모따기 공정에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트에 기인하는 웨이퍼 노치부의 표면 조도 악화를 억제할 수 있는 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
적어도, 웨이퍼 노치부를 갖는 웨이퍼의 주연부를 연삭해, 웨이퍼 엣지부 및 상기 웨이퍼 노치부를 포함하는 모따기부를 형성하는 모따기 공정과, 상기 웨이퍼의 양쪽 주면을 연마하는 양면 연마 공정과, 상기 모따기부를 연마해 경면(鏡面)화하는 경면 모따기 공정과, 상기 양쪽 주면의 적어도 한 쪽을 경면 연마하는 경면 연마 가공 공정을 포함하고,
상기 경면 모따기 공정이,
상기 양면 연마 공정 전에 상기 모따기부의 상기 웨이퍼 노치부를 연마하는 제1 경면 모따기 가공과,
상기 양면 연마 공정 후에 상기 웨이퍼 노치부 및 상기 웨이퍼 엣지부를 연마하는 제2 경면 모따기 가공을 포함하고,
상기 제2 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를, 상기 제1 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 의하면, 생산성을 유지하면서, 반도체 웨이퍼 제조에 있어서 경면 모따기 공정에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트에 기인하는 웨이퍼 노치부의 표면 조도의 악화를 억제할 수 있다.
예를 들면, 상기 반도체 웨이퍼를 실리콘 웨이퍼로 할 수 있다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 따라 제조할 수 있는 반도체 웨이퍼는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 실리콘 웨이퍼를 제조할 수 있다.
상기 제1 경면 모따기 가공 및 상기 제2 경면 모따기 가공에서의 상기 웨이퍼 노치부의 연마에 있어서, 상기 웨이퍼 노치부에 원형 연마포를 웨이퍼면에 대해 수직으로 밀어넣어 연마를 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 경면 모따기 공정에 있어서 웨이퍼 노치부를 확실하게 연마할 수 있고, 원하는 형상, 표면 상태 및 조도로 할 수 있다.
상기 웨이퍼 노치부의 단면은,
상기 웨이퍼의 한 쪽의 주면으로부터 연속되면서 그 한 쪽의 주면으로부터 경사진 제1 경사부와,
상기 웨이퍼의 다른 한 쪽의 주면으로부터 연속되면서 그 다른 한 쪽의 주면으로부터 경사진 제2 경사부와,
상기 웨이퍼의 최외주부를 구성하는 단부를 포함하고,
상기 제2 경면 모따기 가공에 있어서, 상기 웨이퍼 노치부의 상기 단면의 상기 제1 경사부, 상기 제2 경사부 및 상기 단부의 모두를 연마하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 경면 모따기 공정에 있어서 웨이퍼 노치부를 보다 확실하게 연마할 수 있고, 원하는 형상, 표면 상태 및 조도로 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 의하면, 반도체 웨이퍼를 제조할 때, 주면의 양면 연마 공정의 전후에서 경면 모따기 가공을 실시하고, 양면 연마 공정 이후의 제2 경면 모따기시의 연마 레이트를 작게 함으로써, 생산성을 유지함과 함께 충분한 연마 삭제량을 얻으면서, 큰 연마 레이트에 기인하는 웨이퍼 노치부의 표면 조도 악화를 억제할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 노치부의 표면 조도가 뛰어난 반도체 웨이퍼를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로 제조할 수 있는 반도체 웨이퍼의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 모따기 공정 후의 웨이퍼 노치 형상을 설명하는 모식적인 개략도이다.
도 4는 모따기 공정 후의 웨이퍼 노치부의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예에서 얻어진 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 노치부의 표면 조도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 모따기 공정 후의 웨이퍼 노치 형상을 설명하는 모식적인 개략도이다.
도 4는 모따기 공정 후의 웨이퍼 노치부의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예에서 얻어진 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 노치부의 표면 조도를 나타내는 그래프이다.
전술한 바와 같이, 경면 모따기 공정에서는 웨이퍼 노치부, 웨이퍼 엣지부의 경면화를 실시하며, 이를 위해 가공 조건의 조정이 행해지지만, 가공 후의 조도는 연마포의 종류, 연마 슬러리의 종류, 가공 시간, 연마포의 회전 속도, 연마포의 가압력에 좌우된다.
경면 모따기 공정의 본래의 목적은 모따기부의 흠집 등을 제거해, 조도를 개선하는 것이다. 흠집 등을 제거하기 위해서는, 일정 이상의 연마 삭제량이 요구되며, 삭제량을 늘릴수록 가공 후의 흠집도 적어진다. 따라서, 연마 레이트가 큰 조건으로 경면 모따기 가공을 실시하면, 단시간에 흠집 등을 제거하는 효과를 얻을 수 있지만, 전술한 바와 같이 큰 연마 레이트에서의 가공은 조도를 악화시키는 경우가 있어, 종래의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에서는 흠집의 제거와 충분한 조도의 개선의 양립이 곤란했다.
즉, 경면 모따기 공정에 있어서, 웨이퍼 노치부의 연마 레이트에 의해 웨이퍼 노치부 표면 조도가 악화되는 경우가 있기 때문에, 이들 문제를 해결할 수 있는 웨이퍼의 제조 방법이 요구되고 있다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 실시했다. 그 결과, 양면 연마 공정의 전후에서 경면 모따기 가공을 실시하는 조건하에서, 양면 연마 공정 이전에 행하는 제1 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 양면 연마 공정 이후에 행하는 제2 경면 연마 가공 공정에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를 작게 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아내, 본 발명의 웨이퍼의 제조 방법을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
적어도, 웨이퍼 노치부를 갖는 웨이퍼의 주연부를 연삭해, 웨이퍼 엣지부 및 상기 웨이퍼 노치부를 포함하는 모따기부를 형성하는 모따기 공정과, 상기 웨이퍼의 양쪽 주면을 연마하는 양면 연마 공정과, 상기 모따기부를 연마해 경면화하는 경면 모따기 공정과, 상기 양쪽 주면의 적어도 한 쪽을 경면 연마하는 경면 연마 가공 공정을 포함하고,
상기 경면 모따기 공정이,
상기 양면 연마 공정 전에 상기 모따기부의 상기 웨이퍼 노치부를 연마하는 제1 경면 모따기 가공과,
상기 양면 연마 공정 후에 상기 웨이퍼 노치부 및 상기 웨이퍼 엣지부를 연마하는 제2 경면 모따기 가공을 포함하고,
상기 제2 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를, 상기 제1 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법이다.
한편, 특허 문헌 1 및 2에는 웨이퍼의 모따기부를 연마하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 웨이퍼의 노치부의 연마 방법 및 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1∼3의 어느 것도, 웨이퍼의 양쪽 주면에 대한 양면 연마 공정의 전후에 웨이퍼의 모따기부의 경면 가공을 실시하고, 또한 양면 연마 공정 이전에 행하는 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 양면 연마 공정 이후에 행하는 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를 작게 하는 것은, 기재도 시사도 하고 있지 않다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 하지만, 본 발명이 이것들로 한정되는 것은 아니다.
[반도체 웨이퍼]
우선, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로 제조할 수 있는 반도체 웨이퍼의 예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로 제조할 수 있는 반도체 웨이퍼의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼(W)는 경면인 제1 주면(11), 및 그 이면인 제2 주면(12)을 갖는다. 반도체 웨이퍼(W)의 주연부(13)에는 모따기부(1)가 형성되어 있다. 모따기부(1)는 주연부(13)를 따라 형성된 웨이퍼 엣지부(3), 및 웨이퍼 엣지부(3)의 일부에 형성된 웨이퍼 노치부(2)를 포함한다.
[반도체 웨이퍼의 제조 방법]
다음으로, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법을, 도 2를 참조하면서 예를 들어 설명한다. 한편, 이하에서는, 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼를 다시 참조하면서 설명한다.
도 2는 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
본 예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법은, 웨이퍼 노치부(2)를 갖는 웨이퍼(1)의 주연부(13)를 연삭해, 웨이퍼 엣지부(3) 및 웨이퍼 노치부(2)를 포함하는 모따기부(1)를 형성하는 모따기 공정과, 모따기부(1)의 웨이퍼 노치부(2)를 연마하는 제1 경면 모따기 가공과, 웨이퍼(1)의 양쪽 주면(11, 12)을 연마하는 양면 연마 공정과, 웨이퍼 노치부(2) 및 웨이퍼 엣지부(3)를 연마하는 제2 경면 모따기 가공과, 양쪽 주면(11, 12)의 적어도 한 쪽을 경면 연마하는 경면 연마 가공 공정을 포함한다. 즉, 주면(11, 12)의 양면 연마 공정 전에, 모따기부(1)의 웨이퍼 노치부(2)를 연마하는 제1 경면 모따기 가공을 실시하고, 주면(11, 12)의 양면 연마 공정 후에, 모따기부(1)의 웨이퍼 노치부(2) 및 웨이퍼 엣지부(3)의 양쪽 모두를 연마하는 제2 경면 모따기 가공을 실시한다. 또한, 모따기부의 제2 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 제1 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트보다 작게 한다. 제1 경면 모따기 가공 및 제2 경면 모따기 가공이 모따기부를 연마해 경면화하는 경면 모따기 공정에 포함된다.
이와 같은 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 의하면, 양면 연마 공정 전의 제1 경면 모따기 가공에서 웨이퍼 노치부(2)의 충분한 연마 삭제량이 얻어지면, 제2 경면 모따기 가공시의 연마 레이트를 작게 해도 웨이퍼 노치부(2)에 대해 최종적으로 충분한 연마 삭제량을 얻을 수 있기 때문에, 제2 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 작게 할 수 있다.
또한, 제2 경면 모따기 가공시의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 제1 경면 모따기의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트보다 작게 함으로써, 웨이퍼 노치부(2)의 표면 조도를 개선할 수 있다.
제1 경면 모따기 가공에 있어서, 가공시의 가공 시간, 연마포 회전 속도, 가압력은 임의로 설정할 수 있지만, 이들이 클수록 연마 삭제량이 커져 흠집 등을 제거하는 효과는 커진다.
제2 경면 모따기 가공에 있어서도, 가공시의 가공 시간, 연마포 회전 속도, 가압력은 임의로 설정할 수 있지만, 이들이 클수록 가공 후의 표면 조도는 악화된다. 따라서, 제2 경면 모따기 가공에서는 이들을 작게 하는 것이 바람직하다. 제2 경면 모따기 가공에서의 이들 조건을 제1 경면 모따기 가공의 조건보다 작게 하는 것에 의해, 제2 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 제1 경면 모따기 가공의 연마 레이트보다 작게 할 수 있다. 가공에 시간이 걸려 생산성이 악화되는 것을 방지할 수 있을 정도로, 제2 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 작게 하는 것이 바람직하다.
상기 제1 경면 모따기 가공과 상기 제2 경면 모따기 가공에서 설정하는 가공 조건은, 제2 경면 모따기 가공이 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트가 작아지도록 해야 하지만, 각각에서 임의의 조건을 설정해도 된다. 이것은, 상기 제1 경면 모따기 가공의 목적이 표면의 흠집 등을 제거하는 목적인데 비해, 상기 제2 경면 모따기 가공의 목적은 상기 제1 경면 모따기 가공 직후보다 조도를 개선하는 것에 있기 때문이며, 이들 목적이 완수된다면 가공 조건은 각각 임의로 해도 무방하다.
제1 경면 모따기 가공 및 제2 경면 모따기 가공은, 각각, 1회씩 행해도 되고, 또는 복수 회 행해도 된다.
또한, 웨이퍼 노치부(2)의 구체적인 연마 방법으로서, 상기 제1 경면 모따기 가공에서는, 원형 연마포의 연마면에 대해 웨이퍼(W)를 수직으로 하고, 노치의 최심부까지 연마포를 밀어넣어 웨이퍼(W)의 면방향으로 트래버스(traverse) 시키면서 연마를 실시하고, 상기 제2 경면 모따기 가공에서는, 상기 제1 경면 모따기 가공에서의 연마 레이트보다 작은 가공 조건으로 같은 기구의 연마를 실시함으로써, 웨이퍼 노치부(2)를 확실하게 연마할 수 있고, 원하는 형상, 표면 상태, 조도로 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 주면(11, 12)의 양면 연마 공정 전후에서 웨이퍼 엣지부(13)를 경면 모따기하는 웨이퍼 제조 방법에서 특히 바람직하게 이용할 수 있다. 상기 제1 경면 모따기 가공에서 웨이퍼 노치부(2), 웨이퍼 엣지부(3)의 연마를 실시함으로써 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있고, 양면 연마 공정에서의 흠집의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 양면 연마 공정에서 발생하는 캐리어 홀 내벽과의 접촉으로 발생하는 웨이퍼 엣지부(13)의 흠집도 상기 제2 경면 모따기 가공으로 제거할 수 있다. 이 프로세스에서 본 발명은, 생산성의 면에서 특히 효율적으로 이용할 수 있고, 수율 향상과 웨이퍼 노치부(2)의 표면 조도 개선 효과의 양쪽 모두를 얻을 수 있다.
본 발명의 웨이퍼의 제조 방법은, 단결정 실리콘 잉곳으로부터 얻어지는 단결정 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에서 특히 바람직하게 이용할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 구체적인 예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 설명에서는 도 1 및 도 2를 다시 참조한다.
본 예에서는, 우선, 단결정 잉곳을 슬라이스해, 웨이퍼 노치부(2)를 갖는 슬라이스 웨이퍼(W)를 얻는다. 이때 단결정 잉곳으로는, 이후에 웨이퍼 노치부(2)가 되는 홈이 주연부에 형성된 단결정 실리콘 잉곳을 이용할 수 있다. 본 발명의 웨이퍼의 제조 방법은, 반도체 웨이퍼, 특히, 단결정 실리콘 잉곳으로부터 얻어지는 단결정 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에서 특히 바람직하게 이용할 수 있다.
다음으로, 상기 공정에서 얻어진 웨이퍼의 주연부를 연삭해, 웨이퍼 엣지부(3) 및 웨이퍼 노치부(2)를 포함하는 모따기부(1)를 형성하는 모따기 가공(모따기 공정)을 실시한다. 모따기 공정은, 일반적으로 행해지고 있는 모든 공정을 적용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
여기에서, 모따기 가공을 실시한 후의 웨이퍼 노치부 형상에 대해, 도 3 및 도 4를 참조해 설명한다. 도 3은 웨이퍼 노치부(2)의 주연부를 웨이퍼(W)의 주면(11) 방향에서 본 것을 나타내고 있다. 웨이퍼 노치부(2)는 대략적으로 바닥부(2a)와 직선부(2b)로 크게 나뉜다. 여기에서, 노치 바닥부(2a)는 웨이퍼 노치부(2)의 가장 깊은 위치에서 윤곽이 곡선인 부분이고, 노치 직선부(2b)는 바닥부의 양단에 위치하는 윤곽이 직선으로 되어 있는 부분이다. 또한, 웨이퍼 노치부(2)의 단면의 웨이퍼 두께 방향의 단면도를 도 4에 나타낸다. 여기에서, 단면이란, 웨이퍼(W)의 최외주에 위치하고, 웨이퍼(W)의 주면(11, 12)과 대략 수직이 되는 부분에 상당한다. 단면 형상은, 웨이퍼의 한 쪽의 주면인 제1 주면(11)으로부터 연속되면서 그 제1 주면(11)으로부터 경사진 제1 경사부(21)를 갖고 있다. 또한, 이 모따기 단면 형상은, 웨이퍼(W)의 다른 한 쪽의 주면인 제2 주면(12)으로부터 연속되면서 그 제2 주면(12)으로부터 경사진 제2 경사부(22)를 갖고 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 최외주 단부를 구성하는 단부(23)를 갖고 있다. 종래, 단부(23) 부분은 적지만 경사를 갖고 있다. 이들 단면 형상은 웨이퍼 노치부(2)의 바닥부(2a) 및 직선부(2b), 그리고 도 1에 나타내는 웨이퍼 엣지부(3)에 공통된다.
위와 같이 모따기 공정을 실시한 후, 이 웨이퍼(W)의 주면(11, 12)에 랩핑 또는 양면 연삭 가공을 실시할 수 있다. 랩핑이나 양면 연삭 가공은, 일반적으로 행해지는 모든 공정을 적용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 모따기나 랩핑 등의 가공에서 생긴 가공 뒤틀림을 제거하기 위해, 상기 가공을 실시한 웨이퍼(W)에 에칭 가공을 실시할 수 있다. 에칭 가공은, 일반적으로 행해지는 모든 공정을 적용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 본 발명에서는, 웨이퍼 노치부(2)의 충분한 연마 삭제량을 확보하기 위해, 제1 경면 모따기 가공을 실시한다. 적어도 웨이퍼 노치부(2)의 바닥부(2a) 및 직선부(2b) 대해, 원형 연마포를 접촉시켜 모따기부의 경면 연마를 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같은 제1 경면 모따기 가공에서는, 예를 들면 웨이퍼 노치부(2)에 원형 연마포를 웨이퍼(W)의 주면(11, 12)에 대해 수직의 각도로 밀어넣는 기구를 사용한다. 웨이퍼 노치부(2)에 대해, 소정의 회전수, 회전 방향을 갖는 원형 연마포를, 연마 슬러리를 공급하면서 웨이퍼 노치부(2)에 밀어넣고, 웨이퍼 노치부(2)의 바닥부(2a)에 대해 가압함으로써 연마를 실시한다. 또한 가공중에, 원형 연마포가 웨이퍼(W)의 주면(11, 12)의 면 안쪽 방향 좌우로 트래버스 하는 것에 의해 웨이퍼 노치부(2)의 직선부(2b)의 연마도 충분히 실시한다. 또한 가공중에, 웨이퍼(W)를 소정의 각도로 기울임으로써, 도 4에 나타내는 제1 경사부(21), 제2 경사부(22) 및 단부(23)의 모든 연마를 충분히 실시하는 것이 가능하다. 제1 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트는, 예를 들면 0.20 ㎛/초 이상 0.30 ㎛/초 이하로 할 수 있다.
제1 경면 모따기 가공에서는, 웨이퍼 엣지부(3)의 경면 연마는 임의로, 실시해도 되고, 실시하지 않아도 무방하다.
제1 경면 모따기 가공을 실시한 후, 웨이퍼(W)의 양쪽 주면(11, 12)을 연마하는 양면 연마 공정을 실시한다. 양면 연마 공정은, 일반적으로 행해지는 모든 공정을 적용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
양면 연마 공정을 실시한 후, 웨이퍼 노치부(2)의 표면 조도 개선 및 웨이퍼 엣지부(3)의 경면화를 목적으로 하는 제2 경면 모따기 가공을 실시한다. 제2 경면 모따기 가공은, 제1 경면 모따기 가공과 같은 기구를 사용해 가공을 실시할 수 있지만, 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트를 제1 경면 모따기 가공의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트보다 작게 한다. 예를 들면, 가공 시간, 연마포의 회전수, 웨이퍼로의 가압력을 모두 제1 경면 모따기 가공의 조건보다 작게 한다. 이에 따라, 가공시의 부하, 연마 레이트를 작게 할 수 있다. 제2 경면 모따기 가공에서의 웨이퍼 노치부(2)의 연마 레이트는, 예를 들면 0.10 ㎛/초 이상 0.18 ㎛/초 이하로 할 수 있다. 웨이퍼 엣지부(3)에서의 경면 모따기 가공에는 종래와 같은 조건을 이용할 수 있다.
제2 경면 모따기 가공에 있어서, 예를 들면 도 4에 나타내는 웨이퍼 노치부(2)의 단면의 제1 경사부(21), 제2 경사부(22) 및 단부(23)를 모두 연마하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 경면 모따기 공정에서 웨이퍼 노치부(2)를 보다 확실하게 연마할 수 있고, 원하는 형상, 표면 상태 및 조도로 할 수 있다.
이상에서 설명한 제1 경면 모따기 가공 및 제2 경면 모따기 가공이, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에서의 경면 모따기 공정에 포함된다.
마지막으로, 웨이퍼(W)의 주면(11, 12)의 적어도 한 쪽을 경면 연마하는 경면 연마 가공 공정을 실시한다. 이 공정은 일반적인 방법에 의해 실시하면 된다.
이상과 같은 공정을 거쳐, 제품이 되는 웨이퍼(W)를 제조한다. 이와 같은 웨이퍼(W)의 제조 방법에 의하면, 생산성을 유지하면서, 경면 모따기 공정에서의 연마 삭제량을 충분히 확보하고, 또한 작은 연마 레이트에 의한 노치부 표면 조도의 개선 효과를 얻을 수 있어, 보다 고품질의 웨이퍼를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 모따기 공정의 단계에서, 경면 모따기 공정에서의 형상 변화량을 추가한 가공을 실시하면 되고, 상기 이외의 각종 공정을 포함해도 된다. 예를 들면, 필요에 따라, 세정 공정이나 열처리 공정 등을 상기 각 공정의 전후에 통상적인 방법으로 실시해도 된다.
《실시예》
이하, 실시예 및 비교예를 이용해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하지만, 본 발명이 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
슬라이스, 모따기 공정, 랩핑 및 에칭의 각 처리를 순차적으로 실시해 얻은 웨이퍼 노치부를 갖는 웨이퍼에 대해, 제1 경면 모따기 가공을 실시했다. 모따기 공정에서는, 웨이퍼 엣지부 및 웨이퍼 노치부를 포함하는 모따기부를 형성하고, 웨이퍼 노치부는 도 3 및 도 4에 개략적으로 나타내는 형상을 갖고 있었다. 제1 경면 모따기 가공에서는, 흠집 등을 충분히 제거할 수 있는 삭제량을 확보하는 조건하에서, 스테이지 1 및 스테이지 2의 두 단계로 웨이퍼 노치부만 연마했다. 구체적으로는, 하기 표 1에 나타내는 조건으로 제1 경면 모따기 가공을 실시했다.
제1 경면 모따기 가공 이후, 웨이퍼의 양쪽 주면을 연마하는 양면 연마를 실시했다. 구체적으로는, 하기 표 2에 나타내는 조건으로 양면 연마를 실시했다.
계속해서, 제2 경면 모따기 가공을 실시했다. 제2 경면 모따기 가공에서는 웨이퍼 노치부의 조도를 제1 경면 모따기 가공 직후보다 개선하는 것을 목적으로 하여, 웨이퍼 노치부에 대한 연마 레이트 및 부하가 작은 가공을 스테이지 1 및 스테이지 2의 두 단계로 실시했다. 구체적으로는, 제1 경면 모따기 가공과 같은 기구를 이용해 제1 경면 모따기 가공과 동일하게, 도 3에 나타내는 웨이퍼 노치부(2)의 바닥부(2a) 및 직선부(2b)에서의, 도 4에 나타내는 제1 경사부(21), 제2 경사부(22) 및 단부(23)의 연마를 실시하는데, 이때의 가공 시간, 연마포 회전수 및 연마포 가압력은 모두 제1 경면 모따기 가공의 조건보다 작게 설정했다. 구체적으로는, 하기 표 1에 나타내는 조건으로 제2 경면 모따기 가공을 실시했다. 종래 제조 프로세스에서 필수인 웨이퍼 엣지부의 경면 모따기 가공은, 종래와 같은 기구, 동일한 조건으로 제2 경면 모따기 가공에서 실시했다.
마지막으로, 웨이퍼의 주면에 경면 연마 가공 공정을 실시했다.
경면 연마 가공 공정의 종료후에, 웨이퍼 노치부의 표면 조도를 측정했다. 조도 측정에는 코벨코과연(Kobelcokaken) 제품 LSM을 사용했다. 조도에는 거시적인 조도와, 그 중에 있는 미시적인 조도가 존재한다. 본 발명에서의 조도는 미시적인 조도를 상정하고 있으며, 얻어진 측정 데이터를 해석할 때에는 거시적인 조도 성분을 제거하고, 미시적인 조도 성분만을 평가하도록 했다. 조도의 평가 기준도 복수 개 존재하지만, 본 발명에서는 임의로 선택한 에어리어 내의 조도 총합을 선택 에어리어 면적으로 나눈 것을 사용했다. 여기에서 임의의 선택 에어리어란, 연마에 의한 영향이 충분히 미치고 있는 범위를 나타내며, 웨이퍼간의 평가에서는 같은 위치, 같은 면적의 에어리어에서 평가를 실시하도록 했다. 평가 에어리어는 웨이퍼 노치부의 바닥부에서의, 도 4에 나타내는 제1 경사부(21), 제2 경사부(22) 및 단부(23)로 하고, 각각 4장의 웨이퍼의 평균 조도를 산출했다.
조도 측정의 결과, 웨이퍼 노치부의 바닥부에서의 표면 조도는, 도 5 및 하기 표 5에 나타내는 바와 같이, 제1 경사부(21)에서 6.85㎚, 제2 경사부(22)에서 9.42㎚, 단부(23)에서 4.26㎚였다.
(비교예 1)
종래의 반도체 웨이퍼 제조와 마찬가지로, 슬라이스, 모따기 공정, 랩핑, 에칭, 주면의 양면 연마, 제2 경면 모따기 가공, 주면의 경면 연마 가공 공정의 각 처리를 순차적으로 실시하여 4장의 웨이퍼를 얻었다. 즉, 비교예에서는, 양면 연마 전에 경면 모따기 가공을 실시하지 않았다. 그리고, 비교예의 경면 모따기 공정에서는, 흠집 등을 충분히 제거할 수 있는 삭제량을 확보하기 위해, 또한 실시예와 동일한 정도의 시간에 반도체 웨이퍼를 제조하기 위해, 웨이퍼 노치부에 대해, 가공 시간, 연마포 회전수 및 연마포 가압력은, 하기 표 3에 나타내는 바와 같이, 모두 실시예의 제1 경면 모따기 가공의 조건과 동일하게 설정해 경면 모따기 가공을 실시했다. 한편, 슬라이스, 모따기 공정, 랩핑 및 에칭의 각 처리는, 실시예와 같은 조건으로 실시했다. 또한, 주면의 양면 연마도, 실시예 1과 마찬가지로, 상기 표 2에 나타낸 조건으로 실시했다.
이와 같이 하여 얻어진 4장의 웨이퍼에 대해, 실시예와 마찬가지로 웨이퍼 노치부의 조도를 측정하고, 평균 조도를 산출했다. 얻어진 측정 데이터로부터의 조도 산출 방법도 실시예와 동일하고, 상기 선택 에어리어도 실시예와 같은 위치, 같은 면적으로 선택했다.
(비교예 2)
비교예 2에서는, 하기 표 4에 나타내는 바와 같이, 제2 경면 모따기 가공의 조건을 제1 경면 모따기 가공의 조건과 같게 한 것 외에는 실시예와 동일하게 하여 4장의 웨이퍼를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 4장의 웨이퍼에 대해, 실시예와 마찬가지로 웨이퍼 노치부의 조도를 측정하고, 평균 조도를 산출했다. 얻어진 측정 데이터로부터의 조도 산출 방법도 실시예와 동일하고, 상기 선택 에어리어도 실시예와 같은 위치, 같은 면적으로 선택했다.
하기 표 5에, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 얻어진 각 웨이퍼의 웨이퍼 노치부에 있어서의, 도 4에 나타낸 제1 경사부(21), 제2 경사부(22) 및 단부(23)의 표면 조도를 나타낸다.
비교예 1에서의 제조 프로세스에서는, 제조 프로세스 내에서 주면의 양면 연마 후에 실시한 경면 모따기 가공에서의 연마 레이트, 부하가 실시예와 비교해 크기 때문에, 가공 후의 조도가 크다(도 5 및 표 5). 그 결과, 비교예 1에서의 가공 후의 웨이퍼 노치부의 표면 조도는, 도 5 및 표 5에 나타내는 바와 같이, 도 4에 나타내는 제1 경사부(21)에서 13.02㎚, 제2 경사부(22)에서 17.58㎚, 단부(23)에서 12.54㎚로, 모두 실시예보다 커져 있어, 실시예의 제조 프로세스로 가공한 경우가 생산성을 유지하면서 노치부의 표면 조도가 개선된 웨이퍼를 제작할 수 있었다.
또한, 비교예 2에서의 제조 프로세스에서는, 주면의 양면 연마 공정 이후에 실시한 제2 경면 모따기 가공의 조건을 양면 연마 공정 이전에 행한 제1 경면 모따기 가공의 조건과 같게 했다. 그 결과, 비교예 2에서의 가공 후의 웨이퍼 노치부의 표면 조도는, 도 5 및 표 5에 나타내는 바와 같이, 도 4에 나타내는 제1 경사부(21)에서 10.77㎚, 제2 경사부(22)에서 10.07㎚, 단부(23)에서 5.25㎚로, 모두 실시예보다 커져 있어, 실시예의 제조 프로세스로 가공한 경우가 노치부의 표면 조도가 개선된 웨이퍼를 제작할 수 있었다.
한편, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 형태는 예시에 불과하며, 본 발명의 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
Claims (4)
- 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
적어도, 웨이퍼 노치부를 갖는 웨이퍼의 주연부를 연삭해, 웨이퍼 엣지부 및 상기 웨이퍼 노치부를 포함하는 모따기부를 형성하는 모따기 공정과, 상기 웨이퍼의 양쪽 주면을 연마하는 양면 연마 공정과, 상기 모따기부를 연마해 경면화하는 경면 모따기 공정과, 상기 양쪽 주면의 적어도 한 쪽을 경면 연마하는 경면 연마 가공 공정을 포함하고,
상기 경면 모따기 공정이,
상기 양면 연마 공정 전에 상기 모따기부의 상기 웨이퍼 노치부를 연마하는 제1 경면 모따기 가공과,
상기 양면 연마 공정 후에 상기 웨이퍼 노치부 및 상기 웨이퍼 엣지부를 연마하는 제2 경면 모따기 가공을 포함하고,
상기 제2 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트를, 상기 제1 경면 모따기 가공의 상기 웨이퍼 노치부의 연마 레이트보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 웨이퍼를 실리콘 웨이퍼로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 경면 모따기 가공 및 상기 제2 경면 모따기 가공에서의 상기 웨이퍼 노치부의 연마에 있어서, 상기 웨이퍼 노치부에 원형 연마포를 웨이퍼면에 대해 수직으로 밀어넣어 연마를 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨이퍼 노치부의 단면은,
상기 웨이퍼의 한 쪽의 주면으로부터 연속되면서 그 한 쪽의 주면으로부터 경사진 제1 경사부와,
상기 웨이퍼의 다른 한 쪽의 주면으로부터 연속되면서 그 다른 한 쪽의 주면으로부터 경사진 제2 경사부와,
상기 웨이퍼의 최외주부를 구성하는 단부를 포함하고,
상기 제2 경면 모따기 가공에 있어서, 상기 웨이퍼 노치부의 상기 단면의 상기 제1 경사부, 상기 제2 경사부 및 상기 단부 모두를 연마하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조 방법.
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