KR910005738B1 - 결정결함 평가용 부식액 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 부식속도의 비저항 의존성을 나타낸 특성도.
제2도는 본 발명의 부식액에 의한 부식후의 OSF 밀도와, Wright 부식액에 의한 OSF 밀도의 대응관계를 나타낸 특성도.
제3도는 본 발명의 부식액에 의한 부식후의 BMD 밀도와, Wright 부식에 의한 BMD 밀도와의 대응관계를 나타낸 특성도.
제4도는 부식액에 1% 질산은을 첨가했을 때 부식속도에 대한 효과를 나타낸 특성도이다.
본 발명은 결정결함 평가용 부식액에 관한 것으로서 특히 실리콘웨이퍼(Silicon Wafer)의 OSF(산화유기적층결함)나 BMD(벌크미세결합; bulk micro defect)를 선택적으로 부식시키는데 사용되는 부식액에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 실리콘웨이퍼의 습식부식은 기계가공에 의한 표면요철을 제거하거나, 선택부식을 이용한 미세가공, 또는 결정결함의 관찰등에 이용되고 있다.
이러한 습식부식은 알카리에 의한 부식법과 산화제와 플루오르화 수소산의 혼합물에 의한 부식법으로 대별되는데, 결정결함의 관찰에는 주로 후자인 산화제와 플루오르화 수소산의 혼합물에 의한 부식법이 사용되는 바, 이때, 부식반응은 산화제에 의한 실리콘의 산화와 플루오르화 수소산에 의한 산화규소의 용해로 이루어진다.
종래, 결정결함 평가용 부식액으로서는 Dash 부식(부식액 1), Sirt1 부식(부식액 2), Secco 부식(부식액 3), Wright 부식(부식액 4) 등이 주로 사용되어 왔는데, 상기 부식액 1은 산화제로서 질산을 사용하고, 부식액 2 내지 4는 산화제로서 6가 크롬을 사용한다.
이러한 종래의 부식액은 다음과 같은 특징을 가지고 있는 바, 우선 부식액 1은 플루오르화수소 : 질산 : 아세트산이 1 : 3 : 12의 조성으로 되어 있고, 결정의 면방위에 관계없이 검출해 낼 수 있기는 하지만 부식을 장시간(30분 이상)동안 시켜야 하는 단점이 있다.
부식액 2 내지 4는 상기 부식액 1의 단점을 개선시킨 것으로서, 부식액 2의 조성은 H2O : 플루오르화수소 : CrO2가 1 : 0.4 : 0.2이고, 부식속도는 ∼1㎛/min로서, (111),(110)면에는 적용시킬 수 있지만 (100)면에서는 피트(pit)가 생기기 어렵다. 또한, 부식액 3의 조성은 플루오르화 수소 100cc, K2CrO7수용액(0.15mol%) 50cc로 되어있고, 부식속도는 ∼1.2㎛/min으로 비교적 빠르지만 거품이 달라붙기 쉽기 때문에 초음파세척을 행할 필요가 있다. 마지막으로 부식액 4는 플루오루화수소 60cc, 질산 30cc, CrO3수용액(5mol%) 30cc, 질산구리 2g, 아세트산 60cc, H2O 60cc의 조성으로 되어있고, 부식속도는 ∼1㎛/min이며, 모든 결정면에 대하여 적용할 수 있고, 부식피트의 형태가 샤프(sharp)하여 쉽게 볼 수 있기 때문에 현재 가장 널리 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 부식액은 다음과 같은 문제점을 가지고 있는 바, 즉 부식액 1은 장시간의 부식시간이 필요하고, 부식액 2 내지 4는 부식시간은 짧지만 6가 크롬을 포함하고 있기 때문에 취급자의 건강관리에 주의를 요하는 등, 환경위생상 중대한 결점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 고려하여 단시간내에 부식이 가능하고, 6가 크롬을 포함하고 있지 않은 결정결함 평가용 부식액을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 실리콘웨이퍼의 결정결함을 평가하는데 사용되는 부식액에 있어서, 상기 부식액이 아세트산, 플루오르화수소, 질산, 질산구리 및 질산은을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 부식액은 단시간내에 부식이 가능하고, 6가 크롬을 포함하고 있지 않기 때문에 취급자의 위생환경을 크게 개선시킬 수 있는 것이다.
본 발명에 있어서, 아세트산이 너무 적으면 부식속도(etching rate)가 너무 빨라져서 부식면이 거칠게 될 우려가 있고, 반대로 아세트산이 너무 많으면 산화제의 농도가 낮아져서 산화작용이 저하되어 좋지 않다. 또한, 플루오르화수소가 너무 많으면 부식속도가 빨라져서 부식면이 거칠게 되기 쉽고, 질산이 너무 많으면 부식속도가 늦어져서 부식면이 거칠게 되며, OSF, BMD를 관찰하기 어렵게 된다.
한편, 질산은이 너무 많으면 부식속도가 빨라져서 부식량이 과도하게 되는 것을 제어하기가 어렵게 되고 반대로, 너무 적어지면 부식속도가 늦어져서 효율이 낮아지게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 있어서, 부식액의 조성은 다음과 같이 한다.
(가) 아세트산; 300ml
(나) 농도가 49%인 플루오르화수소; 25ml
(다) 함량이 70%인 질산(상품명 질산; 引田化學 공업주식회사 製); 100ml
(라) 1% 질산은; 5ml
(마) 질산구리; 1g
우선 면방위가(100)인 실리콘웨이퍼를 건조 O2로 100℃에서 16시간동안 산화하여 OSF, BMD를 발생시킨다.
제1도는 상기 부식액의 부식속도를 비저항에 대하여 도시한 그래프로서 상기 도면에 따르면 부식속도는 비저항에 거의 의존하지 않고, 대략 1.5 내지 2.2㎛/min인 것을 알 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 부식액의 OSF, BMD에 대한 특성을 평가하기 위하여 Wright 부식액에 의한 부식과 본 발명에 따른 부식액에 의한 부식결과를 서로 비교하였다. 이때 OSF에 대해서는 우선 웨이퍼를 2등분 한후, 그 한쪽부분을 Wright 부식액으로 2분간 부식시키고, 다른 한쪽부분은 본 발명의 부식액으로 1분동안 부식시킨다음, 미분간섭현미경으로 각각의 OSF를 계수하고, OSF 밀도의 대응관계를 서로 비교하였다.
제2도는 본 발명에 따른 부식액을 사용하여 실리콘웨이퍼를 부식시킨후의 OSF 밀도와, Wright 부식에 의한 OSF 밀도와의 대응관계를 나타낸 도면으로서, 이 도면에 따르면 OSF의 검출에 대해서는 Wright 부식액과 본 발명의 부식액이 거의 동일한 정도인 것을 알 수 있다.
한편, BMD 에 대해서는 웨이퍼를(110)면으로 벽개(Cleavage)하고, 그 한쪽부분은 Wright 부식액으로 2분동안 부식시키고, 다른 한쪽부분은 본 발명기의 부식액으로 1분동안 부식시킨다음, 미분간섭현미경으로 각각의 BMD를 계수하고, BMD 밀도의 대응관계를 비교하였다.
제3도는 본 발명에 따른 부식액을 사용한 부식후의 BMD 밀도와, Wright 부식에 의한 BMD 밀도와의 대응관계를 나타낸 도면으로서, 이 도면에 의하면 BMD의 검출에 대해서도 Wright 부식액과 본 발명의 부식액이 거의 동일한 정도인 것을 알 수 있다.
제4도는 아세트산 300ml, 질산100ml, 플루오르화수소 25ml, 질산구리 1g에 1% 질산은을 첨가했을 때 1% 질산은 첨가량에 따라 부식속도가 어떻게 변화하는가 하는 것을 나타낸 것인바, 이 도면에 따르면 질산은을 첨가함에 따라 부식속도가 증가한다는 것을 알 수 있다.
여기서 아세트산 300ml, 질산 100ml, 플루오르화수소 25ml, 질산구리 1g을 첨가한 경우의 BMD 미분간섭현미경을 조사해보면(참고로 질산구리를 첨가하지 않은 경우의 벽개면(Cleavage plane)의 부식속도도 나타낸다.) 질산구리를 첨가함에 따른 부식속도의 증가는 관찰되지 않지만, BMD에 대한 선택성이 분명하게 증가된다는 것을 알 수 있다.
상기 제2도, 제3도에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 부식액은 종래에 OSF, BMD 밀도를 산출하는데 사용되어온 Wright 부식과 비교해 볼 때 OSF, BMD 밀도의 대응관계는 거의 1 : 1이다. 따라서 BMD, OSF에 대한 검출능력은 종래 부식액과 거의 동등하다 하겠으나, 그 부식속도는 종래 부식액에 비하여 훨씬 빠르게 개선되어 있는 것이다.
또한, 본 발명에서는 질산은을 첨가함으로서 부식속도의 증가를 기대할 수 있을 뿐만아니라, 질산은 및 질산구리의 존재에 의해서 선택성도 기대된다.
그리고, 6가 크롬이 포함되어 있지 않기 때문에 종래의 부식액보다 그 취급이 용이하고, 취급자의 위생환경도 개선된 것이다.
한편, 상기 실시예에 있어서, 각 성분의 조성은 상술한 내용에만 국한되지 않고, 여러 가지 조합이 고려될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 단시간내에 부식이 가능하고, 또한 6가 크롬이 포함되어 있지 않아서 취급자의 위생환경이 크게 개선되도록 된 결정결함 평가용 부식액을 제공할 수 있다.
Claims (2)
- 실리콘웨이퍼의 결정결함을 평가하는 부식액에 있어서, 아세트산, 플루오르화수소, 질산, 질산구리 및 질산은이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 결정결함평가용 부식액.
- 제1항에 있어서, 부식액은 아세트산 250 내지 300ml, 플루오르화수소 20내지 30ml, 질산 60내지 120ml, 질산구리 0.1내지 1.2g, 질산은 수용액 1내지 5ml의 범위내에서 각 물질의 양이 임의로 함유되어진 것을 특징으로 하는 부식액.
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