KR20240009938A - 실리콘 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

실리콘 웨이퍼의 제조방법 Download PDF

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KR20240009938A
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유키 타나카
시로 토요다
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 와이어소 또는 밴드소에 의해 실리콘 잉곳을 절단하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법으로서, 상기 주표면(A)을 만들어내는 절단을 행하는 제1의 절단공정과, 상기 주표면(B)을 만들어내는 절단을 행하는 제2의 절단공정을 갖고, 상기 제1의 절단공정에 있어서의 조건과 상기 제2의 절단공정에 있어서의 조건을 상이한 것으로 함으로써, 상기 주표면(A)에 대한 데미지와 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법이다. 이에 따라, 휨을 갖는 실리콘 웨이퍼가 얻어지는, 신규한 실리콘 웨이퍼의 제조방법이 제공된다.

Description

실리콘 웨이퍼의 제조방법
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 웨이퍼 직경의 대형화가 요망되고 있고, 이 직경대형화에 수반하여, 잉곳의 절단에는 와이어소가 사용되고 있다. 와이어소 장치는, 예를 들어, 와이어(고장력 강선)를 고속주행시키고, 여기에 슬러리를 공급하면서, 잉곳(워크)을 눌러서 절단하여, 다수의 웨이퍼를 동시에 잘라내는 장치이다(특허문헌 1 참조). 또한, 잉곳으로부터 웨이퍼를 1매씩 잘라내는 장치로는 예를 들어 밴드소가 있다.
또한, 실리콘 웨이퍼를 에피택셜 성장용 기판으로 하고, 이 에피택셜 성장용 기판 상에 에피택셜층을 성장시키는 경우, 격자부정합 때문에 휨이 발생하는 경우가 있다. 그 대책으로서, 에피택셜 성장용 기판의 연삭 또는 연마가공에 의해, 에피택셜층에 의한 휨과 역방향의 휨을 가진 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법 등이 있다(특허문헌 2). 이 경우, 에피택셜 성장 후에 에피택셜 웨이퍼를 플랫하게 할 수 있다.
또한, 에피택셜 웨이퍼 이외에도, SOI 웨이퍼 등의 첩합기판에서는, 열팽창계수의 차로부터 산화막과 실리콘측의 사이에 응력이 발생하고, 편측만 산화막이 제거되면 휨이 발생하는 문제가 있다. 이와 같이, 에피택셜 성장용 기판이나 SOI 웨이퍼 등의 첩합기판용의 실리콘기판으로서, 미리 휨을 갖는 실리콘 웨이퍼가 요구되고 있었다.
특허문헌 3에는, 와이어소에 의한 워크의 절단에 있어서, 절단시에 공급하는 슬러리의 온도를 변경하는 것에 의해, 롤러의 워크축방위의 변위를 제어함으로써, 워크 전체에 걸쳐 동일한 형상으로 휘게 하여 절단하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 4에는, 와이어소로 워크를 절단할 때에, 파상(波狀) 와이어를 사용하고, 워크의 피드속도를 제어함으로써, 일방향으로 휘어진 워크형상을 제작하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 5에는, 기판에 볼록상의 SORI를 갖는 일방의 면과, 오목상의 SORI를 갖는 타방의 면을 갖고, 두께편차가 3μm 이하인 기판에서, 성막이나 고온열처리를 행해도 변형이 없거나 또는 적은 기판과 그의 제조방법이 기재되어 있다.
특허문헌 6에는, 편면이 와이어소에 의한 절단면이고 다른 일방의 면이 평면연삭면이며, 평연면이 오목상의 5~15μm의 휨을 갖는 압전성 기판으로서, 지지기판에 유기접착층으로 첩합되었을 때에 변형이 없는 평평한 기판과 그의 제조방법이 기재되어 있다.
일본특허공개 H9-262826호 공보 일본특허공개 2008-140856호 공보 일본특허공개 2008-78474호 공보 일본특허공개 2015-156433호 공보 일본특허공개 2018-207097호 공보 일본특허공개 2021-34629호 공보
상기와 같이, 에피택셜 성장의 성장용 기판 등의 용도에 있어서, 휨을 갖는 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 웨이퍼의 제조방법이 요구되고 있었다.
본 발명은, 휨을 갖는 실리콘 웨이퍼가 얻어지는, 신규한 실리콘 웨이퍼의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 와이어소 또는 밴드소에 의해 실리콘 잉곳을 절단하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법으로서, 상기 주표면(A)을 만들어내는 절단을 행하는 제1의 절단공정과, 상기 주표면(B)을 만들어내는 절단을 행하는 제2의 절단공정을 갖고, 상기 제1의 절단공정에 있어서의 조건과 상기 제2의 절단공정에 있어서의 조건을 상이한 것으로 함으로써, 상기 주표면(A)에 대한 데미지와 상기 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
이러한 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 의해, 주표면(A)과 주표면(B)에 상이한 정도의 데미지를 부여할 수 있고, 그 결과, 실리콘 웨이퍼에 휨을 부여할 수 있다.
이때, 상기 제1의 절단공정과 상기 제2의 절단공정에 있어서, 각각 상이한 번수의 지립을 이용하여 절단을 행할 수 있다.
또한, 상기 제1의 절단공정과 상기 제2의 절단공정 중, 어느 일방을 고정지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 하고, 다른 일방을 유리지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 할 수 있다.
주표면(A)과 주표면(B)에 각각 상이한 정도의 데미지를 부여하기 위해서는, 이들 수법을 채용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 상기 와이어소에 의해 상기 실리콘 잉곳의 절단을 행하고, 상기 제1의 절단공정과, 상기 제2의 절단공정을, 각각 1회씩 행할 수 있다.
이러한 방법에 의해 각 절단공정을 행함으로써, 간편한 방법으로 각 절단공정에 있어서 절단조건을 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 상기 밴드소에 의해 상기 실리콘 잉곳의 절단을 행하고, 상기 제1의 절단공정과, 상기 제2의 절단공정을, 교호로 행할 수 있다.
이러한 방법에 의해 각 절단공정을 행함으로써, 상이한 정도의 데미지가 부여된 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를, 실리콘 잉곳으로부터 1매씩 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 상기 제조하는 실리콘 웨이퍼에 있어서의 Bow의 절대값을 10μm 이상으로 할 수 있다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 휨의 지표 파라미터인 Bow의 값을 이와 같이 큰 값으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 상기 제조하는 실리콘 웨이퍼에 있어서의 상기 주표면(A) 및 상기 주표면(B)의 각각을, 광원파장을 532nm로 한 라만분광법으로 측정했을 때의 라만분광 스펙트럼에 있어서의 실리콘의 1차 피크 위치의 차가 0.1cm-1 이상이 되도록 할 수 있다.
이와 같이, 라만분광법에 의해 실리콘 웨이퍼의 각 주표면을 측정함으로써, 간편하게 데미지의 정도를 평가할 수 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 각 주표면에 있어서 상기 피크차를 가짐으로써, 큰 휨을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 의해, 주표면(A)과 주표면(B)에 상이한 정도의 데미지를 부여할 수 있고, 그 결과, 실리콘 웨이퍼에 휨을 부여할 수 있다. 또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 실리콘 웨이퍼에 큰 휨을 발생시킬 수 있다. 이와 같이 하여 제조된 실리콘 웨이퍼는, 예를 들어, 에피택셜 웨이퍼의 제조에 있어서, 에피택셜 성장에 의해 발생하는 휨을 없애도록 이용함으로써, 에피택셜 웨이퍼에 있어서의 휨을 저감할 수 있다. 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 의해 제조된 실리콘 웨이퍼는 휨이 예를 들어 Bow의 절대값으로 10μm 이상으로 큰 값으로 할 수 있기 때문에, 헤테로에피택셜 성장을 행하는 것과 같은 큰 휨을 수반하는 조작을 행하는 경우여도, 휨을 없애도록 본 발명의 제조방법에 의해 제조한 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 있어서의 제1 태양의 일례를 모식적으로 나타내는 개략단면도이다.
도 3은 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법의 다른 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 4는 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 있어서의 제2 태양의 일례를 모식적으로 나타내는 개략단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예의 각각의 실리콘 웨이퍼에 있어서의, 양 주표면 사이의 라만분광 스펙트럼의 실리콘의 1차 피크 위치의 차와 Bow의 관계를 나타내는 그래프이다.
상기 서술한 바와 같이, 종래부터, 휨을 갖는 실리콘 웨이퍼가 얻어지는 실리콘 웨이퍼의 제조방법이 요구되고 있었다.
본 발명자들은, 실리콘 잉곳을 슬라이스하여 실리콘 웨이퍼를 제조할 때에, 웨이퍼의 표리에 데미지차가 발생하면, 웨이퍼를 휘게 하면서 절단이 진행되고, 최종적으로 크게 휘어진 웨이퍼를 얻을 수 있는 것을 발견하였다. 이에 본 발명으로는, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조할 때에, 일방의 주표면(A)을 만들어내는 제1의 절단공정과, 다른 일방의 주표면(B)을 만들어내는 제2의 절단공정에 있어서 데미지차가 발생하도록 절단을 행하는 것을 상도하였다. 본 발명자들은, 이상과 같은 지견을 기초로, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 상기와 같이, 실리콘 잉곳을 절단하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조한다. 이 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 우선, 도 1의 S11에 나타낸 바와 같이, 주표면(A)을 만들어내는 절단을 행하는 제1의 절단공정을 행한다(공정 S11). 다음으로, 도 1의 S12에 나타낸 바와 같이, 주표면(B)을 만들어내는 절단을 행하는 제2의 절단공정을 행한다(공정 S12). 한편, 공정 S11과 공정 S12는, 후술하는 바와 같이, 반복하여 행할 수도 있다. 본 발명에서는, 상기 제1의 절단공정(공정 S11)에 있어서의 조건과 제2의 절단공정(공정 S12)에 있어서의 조건을 상이하게 한다. 이에 따라, 주표면(A)에 대한 데미지와 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 한다.
이와 같이 하여, 실리콘 웨이퍼의 2개의 주표면 중, 주표면(A)에 대한 데미지와 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 함으로써, 이 실리콘 웨이퍼에 휨을 발생시킬 수 있다.
주표면(A)과 주표면(B)에 부여하는 데미지를 상이하게 하도록 절단조건을 설정하면 되고, 설정하는 절단조건의 차이에 대해서는 다양한 것을 채용할 수 있다. 예를 들어, 제1의 절단공정과 제2의 절단공정에 있어서, 각각 상이한 번수의 지립을 이용하여 절단을 행하는 것을 들 수 있다. 또한, 제1의 절단공정과 제2의 절단공정 중, 어느 일방을 고정지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 하고, 다른 일방을 유리지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 할 수도 있다. 또한, 제1의 절단공정 및 제2의 절단공정 모두 가공액은 특별히 한정되지 않는다. 고정지립방식이면 순수여도 문제 없고, 또한 유리지립방식이면 계면활성제 등의 첨가물이 포함되어 있어도 상관없다.
이하, 더욱 구체적으로 본 발명의 태양에 대하여 설명한다.
[제1 태양]
이 태양에서는, 와이어소에 의해 실리콘 잉곳의 절단을 행하고, 제1의 절단공정과, 제2의 절단공정을, 각각 1회씩 행한다. 이 태양에 대하여, 도 1과, 도 2(a)~(d)에 나타낸 개략단면도를 참조하여 설명한다. 이 태양에서는, 우선, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 절단하고자 하는 실리콘 잉곳(10)을 준비하고, 와이어소의 절단을 위해, 빔(41)에 고정한다. 다음으로, 도 1의 S11, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 실리콘 잉곳(10)에 대하여 제1의 절단공정을 행한다. 제1의 절단공정에 있어서의 절단개소(21)는, 주표면(A)을 만들어내는 절단개소이다(후술하는 도 2(d) 참조). 이때의 절단된 실리콘 잉곳(웨이퍼 열)(11)에 있어서의, 웨이퍼두께(이웃하는 절단개소(21)의 간격)는, 최종적으로 제조하는 웨이퍼(31, 32)(후술하는 도 2(d) 참조)의 2배 정도 이상으로 한다.
다음으로, 도 1의 S12, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 제1의 절단공정을 행하여 절단된 실리콘 잉곳(웨이퍼 열)(11)에 대하여 조건을 변경하고 제2의 절단공정을 행한다. 제2의 절단공정에 있어서의 절단개소(22)는, 주표면(B)을 만들어내는 절단개소이다(후술하는 도 2(d) 참조). 제2의 절단공정은, 도 2(b)의 웨이퍼 열(11)을 구성하는 각 웨이퍼를 절반 정도의 두께로 2분할하도록 행한다.
이상과 같이 하여 제1의 절단공정 및 제2의 절단공정의 양방에 의해 절단된 실리콘 잉곳(웨이퍼 열)(12)을 얻는다. 이 절단된 실리콘 잉곳(웨이퍼 열)(12)을 빔(41)으로부터 분리하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 2(d)에는, 도 2(c) 중의 파선부(30)로 둘러싼 부분의 실리콘 웨이퍼(31, 32)를 나타내었다. 도 2(d)에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(31) 및 실리콘 웨이퍼(32)는, 각각 주표면(A)과 주표면(B)을 갖고 있다. 실리콘 웨이퍼(31) 및 실리콘 웨이퍼(32)의 각각의 주표면(A)은 도 2(b)에 나타낸 절단개소(21)에 의해 만들어진 것이며, 이들 주표면(A)은, 도 2(c)의 단계에서는 마주보고 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼(31) 및 실리콘 웨이퍼(32)의 각각의 주표면(B)은 도 2(c)에 나타낸 절단개소(22)에 의해 만들어진 것이다.
이하, 제조된 실리콘 웨이퍼(31)를 대표하여 설명한다. 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 실리콘 웨이퍼(31)는, 각각 상이한 정도의 데미지가 부여된 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(31)에 휨을 발생시킬 수 있다. 주표면(A)에 큰 데미지를 부여하고, 주표면(B)에 주표면(A)보다도 작은 데미지를 부여한 경우, 주표면(A) 측이 볼록하게, 주표면(B) 측이 오목하게 되도록 실리콘 웨이퍼(31)에 휨이 발생한다. 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에 의해 제조된 실리콘 웨이퍼(31)에서는, 휨을 크게 할 수 있고, 특히, 휨의 지표 파라미터인 Bow의 절대값(|Bow|)을 10μm 이상으로 할 수 있다.
Bow의 절대값이 10μm 이상인 실리콘 웨이퍼는, 헤테로에피택셜 성장용의 기판으로도 충분히 이용할 수 있다. 헤테로에피택셜 성장의 경우, 격자부정합이 큰데, 상기와 같이 Bow의 절대값이 10μm 이상이나 있으면, 헤테로에피택셜 성장에 수반하는 기판의 휨을 없애도록 기판을 이용할 수 있다.
또한, 제조한 실리콘 웨이퍼(31)의 휨의 지표를, 라만분광법에 의해 간편하게 평가할 수도 있다. 이 측정방법에서는, 실리콘 웨이퍼(31)에 있어서의 주표면(A) 및 주표면(B)의 각각을, 광원파장을 532nm로 한 라만분광법으로 측정한다. 이 측정은, 광원파장 532nm의 레이저 라만분광 현미경을 이용하여 얻은 스펙트럼으로부터, 실리콘의 1차 피크 위치(520cm-1 부근)를 로렌츠 함수에 의해 피팅함으로써 구할 수 있다. 예를 들어, 라만분광 현미경을 이용하여, 실리콘 웨이퍼의 표면 50개소에서 측정하고, 그 1차 라만 피크 위치의 평균값을 구한다. 이 평균값을 데미지량의 지표로서 이용할 수 있다. 나아가, 이 1차 라만 피크의 위치의 측정을, 주표면(A) 및 주표면(B)의 양면에 대하여 행하고, 그 피크 위치의 차(Δ(A-B)로 나타낼 수 있다.)로 할 수 있다.
본 발명에서는, 이 라만분광 스펙트럼에 있어서의 실리콘의 1차 피크 위치의 차가 0.1cm-1 이상이 되도록 실리콘 웨이퍼(31)를 제조할 수 있다. 라만분광 스펙트럼에 있어서의 실리콘의 1차 피크 위치는, 실리콘 웨이퍼에 대한 데미지의 정도와 상관관계가 있기 때문에, 실리콘 웨이퍼(31)의 휨을 라만분광 스펙트럼에 의해 평가할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(31)에 있어서, 상기 1차 피크위치의 차가 0.1cm-1 이상이면, 대체로, Bow의 절대값도 10μm 이상으로 할 수 있다.
실리콘 웨이퍼의 주표면(A 및 B)을 만들어내는 절단에 있어서 어떠한 절단조건으로 하면, Bow의 절대값이나 라만분광법에 의한 1차 피크 위치의 차가 어느 정도가 될지는, 실험을 행하여 용이하게 결정할 수 있다.
이와 같은 제1 태양을 행할 수 있는 와이어소는 통상의 와이어소 장치를 이용할 수 있다. 단, 상기와 같이 절단개소(21, 22)의 위치를 조정할 필요가 있다. 그러한 절단개소(21, 22)의 위치의 조정은, 예를 들어, 제1의 절단공정에 있어서, 와이어가 권회되어 있는 롤러의 와이어홈의 홀수번에 와이어를 통과시켜 절단을 행하고, 그 후에 제1의 절단공정에 있어서 와이어홈의 짝수번에 통과시켜 절단을 행함으로써 행할 수 있다.
또한, 제1 태양에서는, 통상의 와이어소 장치를 이용할 수 있고, 또한, 제1의 절단공정 및 제2의 절단공정은, 모두, 고정지립방식 또는 유리지립방식 중 어느 것이어도 문제 없다. 또한, 상기와 같이, 제1의 절단공정과 제2의 절단공정에 있어서는, 각각 상이한 번수의 지립을 이용하여 절단을 행할 수 있다. 예를 들어, 제1의 절단공정에서 고번수의 지립, 제2의 절단공정에서 저번수의 지립으로 할 수 있다. 한편, 지립의 번수를 변경하여 절단을 행하는 경우는, 고정지립이 바람직하다. 고정지립이면, 절단을 거쳐도 실효적인 번수가 바뀔 가능성이 거의 변하지 않는다. 유리지립방식의 경우, 지립을 포함하는 가공액이 와이어와 잉곳의 슬라이드이동부에 공급되는데, 가공액을 순환하여 사용하는 것이 일반적이다. 이 경우는 절단을 거쳐 지립이 파쇄되고, 실효적인 번수가 바뀔 가능성이 있다. 단, 그 경우에도, 제1의 절단공정에 있어서의 조건과 제2의 절단공정에 있어서의 조건을 상이한 것으로 함으로써, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1 태양에서는, 제1의 절단공정과 제2의 절단공정 중, 어느 일방을 고정지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 하고, 다른 일방을 유리지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 함으로써, 주표면(A)에 대한 데미지와 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 할 수도 있다. 이 경우, 고정지립을 이용한 절단과, 유리지립을 이용한 절단은, 상이한 번수의 지립일 수도 있고, 동일한 번수의 지립일 수도 있다.
[제2 태양]
이 태양에서는, 밴드소에 의해 실리콘 잉곳의 절단을 행하고, 제1의 절단공정과, 상기 제2의 절단공정을, 교호로 행한다. 이 태양에 대하여, 도 3과, 도 4(a)~(f)에 나타낸 개략단면도를 참조하여 설명한다. 이 태양에서는, 우선, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 절단하고자 하는 실리콘 잉곳(50)을 준비하고, 밴드소의 절단을 위해, 고정부재(81)에 고정한다. 다음으로, 도 3의 S21, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 실리콘 잉곳(50)에 대하여 제1의 절단공정을 행한다(공정 S21). 제1의 절단공정에 있어서의 절단개소(61)는, 주표면(A)을 만들어내는 절단개소이다. 한편, 이 도 4(b)의 제1의 절단공정의 단계에서, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(51)과 함께, 실리콘 웨이퍼(71)가 제작되는데, 이것은 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼가 아니다(도 4(g)도 참조).
다음으로, 도 3의 S22, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 제1의 절단공정을 행하여 일부가 절단된 실리콘 잉곳(51)에 대하여 제2의 절단공정을 행한다(공정 S22). 제2의 절단공정에 있어서의 절단개소(62)는, 주표면(B)을 만들어내는 절단개소이다. 이와 같이 하여, 제1의 절단공정의 절단개소(61) 및 제2의 절단공정의 절단개소(62)에 의해, 실리콘 웨이퍼(72)가 제조된다. 실리콘 웨이퍼(72)는, 도 4(c), (g)에 나타낸 바와 같이, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖고 있다. 또한, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(52)이 남는다.
다음으로, 도 3의 S23, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(52)에 대하여, 재차, 제1의 절단공정을 행한다(공정 S23). 이에 따라, 제2의 절단공정에 있어서의 절단개소(62)와 제1의 절단공정에 있어서의 절단개소(63)에 끼워진 실리콘 웨이퍼(73)가 제조된다. 이 실리콘 웨이퍼(73)도, 상기 실리콘 웨이퍼(72)와 마찬가지로, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖고 있다(도 4(d), (g) 참조). 또한, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(53)이 남는다.
다음으로, 도 3의 S24, 도 4(e)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(53)에 대하여, 재차, 제2의 절단공정을 행한다(공정 S24). 이에 따라, 제1의 절단공정에 있어서의 절단개소(63)와 제2의 절단공정에 있어서의 절단개소(64)에 끼워진 실리콘 웨이퍼(74)가 제조된다. 이 실리콘 웨이퍼(74)도, 상기 실리콘 웨이퍼(72, 73)와 마찬가지로, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖고 있다(도 4(e), (g) 참조). 또한, 도 4(e)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(54)이 남는다.
다음으로, 도 3의 S25, 도 4(f)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(54)에 대하여, 재차, 제1의 절단공정을 행한다(공정 S25). 이에 따라, 제2의 절단공정에 있어서의 절단개소(64)와 제1의 절단공정에 있어서의 절단개소(65)에 끼워진 실리콘 웨이퍼(75)가 제조된다. 이 실리콘 웨이퍼(75)도, 상기 실리콘 웨이퍼(72, 73, 74)와 마찬가지로, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖고 있다(도 4(f), (g) 참조). 또한, 도 4(f)에 나타낸 바와 같이, 일부가 절단된 실리콘 잉곳(55)이 남는다.
이하, 동일한 반복에 의해, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조할 수 있다.
밴드소는, 통상, 고정지립이기 때문에, 제1의 절단공정과 제2의 절단공정에서는, 지립의 번수를 상이하게 할 수 있다.
[기타 태양]
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는, 제1의 절단공정에 있어서의 조건과 제2의 절단공정에 있어서의 조건을 상이한 것으로 함으로써, 주표면(A)에 대한 데미지와 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 하면 되고, 상기 제1 태양 및 제2 태양 이외의 태양이어도 된다. 예를 들어, 제1의 절단공정을 와이어소를 이용하여 행하고, 제2의 절단공정을 밴드소를 이용하여 행할 수도 있다. 이 경우, 와이어소를 이용한 절단은 유리지립으로 행하고, 밴드소를 이용한 절단은 고정지립으로 행하는 것도 가능하다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하는데, 이는 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1~4의 공통조건]
도 1, 도 2(a)~(d)에 나타낸 제1 태양과 같이, 와이어소를 이용하여 실리콘 잉곳의 절단을 행해서, 실리콘 웨이퍼를 제조하였다.
우선, 와이어소에 의해 절단하는 워크로서, 직경 약 300mm의 원기둥상의 실리콘 단결정 잉곳(10)을 준비하였다. 이 실리콘 단결정 잉곳(10)을 빔(41)에 고정하였다(도 2(a) 참조). 와이어소로는, 선직경 120μm인 것을 이용하였다.
다음으로, 도 1의 S11, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 선직경 120μm의 와이어소를 이용하여, 실리콘 잉곳(10)을 절단하였다(공정 S11, 제1의 절단공정). 다음으로, 도 1의 S12, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 선직경 120μm의 와이어소를 이용하여, 절단된 실리콘 잉곳(웨이퍼 열)(11)을 추가로 절단하였다(공정 S12, 제2의 절단공정). 한편, 절단시의 이송속도는 0.25mm/min, 장력은 25N으로 하였다. 와이어의 주행속도에 관해서는, 유리지립인 경우는 800m/min, 고정지립인 경우는 1200m/min로 하였다.
이와 같이 하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조하고, 각 실시예마다 샘플을 5매 취출하였다.
각 실시예의 절단조건은 이하와 같다.
(실시예 1)
제1의 절단공정은 번수 #1000의 고정지립 와이어를 이용하고, 제2의 절단공정은 번수 #1200의 고정지립 와이어를 이용하였다.
(실시예 2)
제1의 절단공정은 번수 #1000의 고정지립 와이어를 이용하고, 제2의 절단공정은 번수 #1500의 고정지립 와이어를 이용하였다.
(실시예 3)
제1의 절단공정은 번수 #1000의 고정지립 와이어를 이용하고, 제2의 절단공정은 번수 #2000의 고정지립 와이어를 이용하였다.
(실시예 4)
제1의 절단공정은 번수 #2000의 유리지립 와이어를 이용하고, 제2의 절단공정은 번수 #2000의 고정지립 와이어를 이용하였다.
[비교예 1]
기본적으로는 실시예 1~4와 동일하게 행하였는데, 제1의 절단공정, 제2의 절단공정 모두, 번수 #1000의 다이아몬드지립의 고정지립으로 동일한 조건에서 절단을 행하였다. 절단위치는 실시예 1~4와 동일하게 하였다.
[측정결과]
(Bow의 절대값)
실시예, 비교예에서 각각 절단하여 제조한 5매의 실리콘 웨이퍼를 정전용량식의 변위계인 코벨코과연제 SWB-330으로 측정하고, 얻어진 직경 프로파일로부터, Bow를 구하였다. 그리고, Bow의 절대값의 5매의 평균값을 산출하였다.
(라만분광법에 의한 측정)
실시예, 비교예에서 각각 절단하여 제조한 5매의 실리콘 웨이퍼에 대하여, 나노포톤사의 라만분광 현미경으로 면 내 3점을 측정하고, 3점×5매=15점의 피크 위치의 평균값을 산출하였다.
각 실시예 및 비교예의 절단조건 및 측정결과를, 표 1 및 도 5에 나타내었다.
[표 1]
[측정결과]
실시예 1~4에서는, 피크차를 0.07cm-1 이상으로 할 수 있고, 또한, Bow의 절대값을 6μm 이상으로 할 수 있었다. 이에 따라, 제조한 실리콘 웨이퍼에 휨을 부여할 수 있었다.
또한, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 및 비교예에 있어서, 주표면(A)과 주표면(B)의 라만 피크 위치의 차가 0.1cm-1를 초과한 경우에 있어서 |Bow|가 10μm를 초과하는 휨을 생성할 수 있었다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 와이어소 또는 밴드소에 의해 실리콘 잉곳을 절단하여, 주표면(A)과 주표면(B)을 갖는 실리콘 웨이퍼를 제조하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법으로서,
    상기 주표면(A)을 만들어내는 절단을 행하는 제1의 절단공정과,
    상기 주표면(B)을 만들어내는 절단을 행하는 제2의 절단공정
    을 갖고,
    상기 제1의 절단공정에 있어서의 조건과 상기 제2의 절단공정에 있어서의 조건을 상이한 것으로 함으로써, 상기 주표면(A)에 대한 데미지와 상기 주표면(B)에 대한 데미지를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 절단공정과 상기 제2의 절단공정에 있어서, 각각 상이한 번수의 지립을 이용하여 절단을 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1의 절단공정과 상기 제2의 절단공정 중, 어느 일방을 고정지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 하고, 다른 일방을 유리지립을 이용한 절단을 행하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이어소에 의해 상기 실리콘 잉곳의 절단을 행하고,
    상기 제1의 절단공정과, 상기 제2의 절단공정을, 각각 1회씩 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드소에 의해 상기 실리콘 잉곳의 절단을 행하고,
    상기 제1의 절단공정과, 상기 제2의 절단공정을, 교호로 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조하는 실리콘 웨이퍼에 있어서의 Bow의 절대값을 10μm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조하는 실리콘 웨이퍼에 있어서의 상기 주표면(A) 및 상기 주표면(B)의 각각을, 광원파장을 532nm로 한 라만분광법으로 측정했을 때의 라만분광 스펙트럼에 있어서의 실리콘의 1차 피크 위치의 차가 0.1cm-1 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
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