KR100827574B1 - Process for producing silicon wafer - Google Patents

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KR100827574B1 KR1020060076124A KR20060076124A KR100827574B1 KR 100827574 B1 KR100827574 B1 KR 100827574B1 KR 1020060076124 A KR1020060076124 A KR 1020060076124A KR 20060076124 A KR20060076124 A KR 20060076124A KR 100827574 B1 KR100827574 B1 KR 100827574B1
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Abstract

규소 단결정 잉곳을 슬라이싱하여 얻어진 단일의 박원판상 실리콘 웨이퍼의 표면에 공급 노즐에 의해 에칭액을 공급하고, 상기 웨이퍼를 회전시킴으로써 상기 공급한 에칭액을 웨이퍼 표면 전체에 확산시켜 에칭하는 매엽식 에칭 공정 (12) 과, 상기 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 공정 (14) 을 이 순서로 포함하고, 매엽식 에칭에 사용되는 에칭액이 산에칭액으로서, 상기 산에칭액이 불산, 질산 및 인산으로 구성되고, 상기 불산, 질산 및 인산이 중량% 로 불산 : 질산 : 인산 = 0.5 ∼ 40% : 5 ∼ 50% : 5 ∼ 70% 의 혼합 비율로 함유된 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.Sheet-fed etching process (12) in which etching liquid is supplied to the surface of a single thin plate-like silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot by a supply nozzle, and the wafer is spread and etched throughout the wafer surface by rotating the wafer. And a polishing step 14 for polishing the surface of the silicon wafer in this order, wherein the etching liquid used for the single wafer etching is an acid etching liquid, and the acid etching liquid is composed of hydrofluoric acid, nitric acid and phosphoric acid. A process for producing a silicon wafer, wherein nitric acid and phosphoric acid are aqueous solutions contained in a weight ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid = 0.5 to 40%: 5 to 50%: 5 to 70%.

매엽식 에칭 공정, 연마 공정, 모따기 공정, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 Single wafer etching process, polishing process, chamfering process, silicon wafer manufacturing method

Description

실리콘 웨이퍼의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING SILICON WAFER}Method for manufacturing silicon wafers {PROCESS FOR PRODUCING SILICON WAFER}

도 1 은 본 실시 형태에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the manufacturing method of the silicon wafer in this embodiment.

도 2 는 매엽식 에칭 장치를 나타내는 도면.2 shows a sheet type etching apparatus.

도 3 은 모따기 공정을 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a chamfering step;

도 4 는 양면 동시 연마 장치를 나타내는 도면.4 shows a double-sided simultaneous polishing apparatus;

도 5 는 실시예 1 의 슬라이싱 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.5 is a diagram showing a wafer surface shape after the slicing step of Example 1. FIG.

도 6 은 실시예 1 의 매엽식 에칭 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.FIG. 6 is a diagram showing a wafer surface shape after a single wafer etching step of Example 1. FIG.

도 7 은 실시예 1 의 양면 동시 연마 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.The figure which shows the wafer surface shape after the double-sided simultaneous polishing process of Example 1. FIG.

도 8 은 비교예 1 의 슬라이싱 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.8 is a view showing a wafer surface shape after a slicing step of Comparative Example 1. FIG.

도 9 는 비교예 1 의 DDSG 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.9 is a view showing the wafer surface shape after the DDSG process of Comparative Example 1. FIG.

도 10 은 비교예 1 의 SDSG 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내 는 도면.10 is a view showing the wafer surface shape after the SDSG process of Comparative Example 1. FIG.

도 11 은 비교예 1 의 양면 동시 연마 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.11 is a view showing a wafer surface shape after a double-sided simultaneous polishing step of Comparative Example 1. FIG.

도 12 는 비교예 2 의 슬라이싱 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.12 is a diagram showing a wafer surface shape after a slicing step of Comparative Example 2. FIG.

도 13 은 비교예 2 의 DDSG 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.The figure which shows the wafer surface shape after the DDSG process of the comparative example 2. FIG.

도 14 는 비교예 2 의 매엽식 에칭 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.14 is a diagram showing a wafer surface shape after a single wafer etching step of Comparative Example 2. FIG.

도 15 는 비교예 2 의 양면 동시 연마 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상을 나타내는 도면.15 is a diagram showing a wafer surface shape after a double-sided simultaneous polishing step of Comparative Example 2. FIG.

도 16 은 종래의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 나타내는 도면.16 is a view showing a conventional method for manufacturing a silicon wafer.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-135464호 (청구항 1, 도 1)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135464 (claim 1, Fig. 1)

본 발명은 연삭이나 래핑 등의 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않고 고평탄화를 달성할 수 있는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a silicon wafer capable of achieving high planarization without performing a planarization step using mechanical polishing such as grinding or lapping.

그 내용이 본 명세서에 참조로서 인용되고, 2005년 8월 17일에 출원된 일본 특허 출원 2005-236255를 우선권 주장한다.The content of which is hereby incorporated by reference, claims Japanese Patent Application 2005-236255, filed August 17, 2005, the priority.

일반적으로 반도체 실리콘 웨이퍼의 제조 공정은 끌어 올린 규소 단결정 잉곳으로부터 잘라내고, 슬라이싱하여 얻어진 웨이퍼를, 모따기, 기계 연마 (래핑이나 연삭), 에칭, 경면 연마 (폴리싱) 및 세정하는 공정으로 구성되며, 고정밀도의 평탄도를 갖는 웨이퍼로서 생산된다.In general, the manufacturing process of a semiconductor silicon wafer consists of a process of chamfering, mechanical polishing (lapping or grinding), etching, mirror polishing (polishing) and cleaning of wafers obtained by cutting from sliced silicon single crystal ingots and slicing, and with high precision. It is produced as a wafer with a flatness of degrees.

그러나, 종래의 방법에서는 에칭을 끝낸 웨이퍼는 경면 연마 공정이 실시되어 그 표면이 경면으로 가공되는데, 에칭 공정을 끝낸 실리콘 웨이퍼의 표리면에서는 래핑이나 연삭 등의 평탄화 공정을 끝냈을 때의 웨이퍼 평탄도가 유지되어 있지 않고, 또 원하는 웨이퍼 표면 조도도 얻을 수 없기 때문에, 이들 웨이퍼 평탄도 및 웨이퍼 표면 조도를 개선하기 위해 경면 연마 공정에서 많은 연마 존을 확보할 필요가 있어 경면 연마 공정에 큰 부하가 걸려 있었다.However, in the conventional method, the wafer which has been etched is subjected to a mirror polishing process and the surface thereof is processed to a mirror surface. On the front and back surfaces of the silicon wafer after the etching process, the wafer flatness at the end of the planarization process such as lapping or grinding is finished. In order to improve these wafer flatness and wafer surface roughness, it is necessary to secure a large number of polishing zones in the mirror polishing process because it is not retained and the desired wafer surface roughness is not obtained. .

여기에서, 기계 연마에 의해 생긴 가공 변형층을 평탄도를 확보하면서 효율적으로 제거할 수 있는 실리콘 웨이퍼 제조 프로세스로서, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 규소 단결정 잉곳을 슬라이싱하는 공정 1 과, 이 슬라이싱 웨이퍼의 단면을 모따기하는 공정 2 와, 반도체 잉곳을 슬라이싱하여 얻어진 웨이퍼의 적어도 표면을 평면 연삭 또는 래핑에 의해 평탄화 가공하는 평탄화 공정 3 과, 평탄화 가공된 웨이퍼의 표면을 스핀에칭에 의해 에칭하는 스핀에칭 공정 4 와, 에칭된 웨이퍼의 표면을 연마하여 경면으로 하는 연마 공정 5 로 이루어지는 반도체 웨이퍼의 제조 방법이 개시되어 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).Here, as a silicon wafer manufacturing process which can efficiently remove the process strain layer produced by mechanical polishing, ensuring flatness, the process of slicing a silicon single crystal ingot as shown in FIG. 16, and of this slicing wafer Step 2 for chamfering the cross section, planarization step 3 for planarizing at least the surface of the wafer obtained by slicing the semiconductor ingot by plane grinding or lapping, and spin etching step 4 for etching the surface of the planarized wafer by spin etching And the manufacturing method of the semiconductor wafer which consists of the grinding | polishing process 5 which polishes the surface of the etched wafer to make a mirror surface is disclosed (for example, refer patent document 1).

그러나, 상기 특허 문헌 1 에 나타나는 방법에서는 평탄화 공정에서 기계 연 마에 의해 연삭 등을 실시할 때의 웨이퍼 유지로 생긴 연삭 자국이나, 웨이퍼 표면에 기복을 일으키고 있고, 이 평탄화 공정에 계속되는 공정에서 가공 변형층 뿐만 아니라, 이 상기 연삭 자국이나 기복을 제거하기 위해 많은 연마 존을 확보할 필요가 있어 역시 연마 공정에 큰 부하가 걸려 있었다.However, in the method shown in the said patent document 1, the grinding mark which arises from wafer hold | maintenance at the time of grinding etc. by mechanical polishing in a planarization process, and the relief of the wafer surface generate | occur | produce, and the process deformation layer in the process following this planarization process In addition, in order to remove the grinding marks and undulations, it is necessary to secure a large number of abrasive zones, which also put a heavy load on the polishing process.

본 발명의 목적은 종래 필수 제조 공정이었던 연삭이나 래핑 등의 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않고 고평탄화를 달성하여 생산성을 향상시킬 수 있는, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing a silicon wafer, which can achieve high flattening and improve productivity without carrying out a planarization step using mechanical polishing such as grinding or lapping, which has been an essential manufacturing process in the past.

본 발명자들은 종래 웨이퍼 제조 공정에서 필수 공정이었던 연삭 등의 기계 연마에 의한 평탄화 공정을 생략하고, 슬라이싱한 웨이퍼를 특정한 조건으로 매엽식 에칭 공정, 연마 공정을 이 순서로 실시함으로써, 종래의 제조 공정과 동일한 정도 또는 그 이상의 고평탄도를 가지며, 또한 생산성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다.The present inventors omit the planarization process by grinding | polishing, such as grinding which was an essential process in the conventional wafer manufacturing process, and performs a sheet-fed etching process and a grinding | polishing process in this order on a sliced wafer in a specific condition, and performs the conventional manufacturing process and It has been found that they have the same degree or higher high flatness and can improve productivity.

청구항 1 에 관련되는 발명은 도 1 에 나타내는 바와 같이, 규소 단결정 잉곳을 슬라이싱하여 얻어진 단일의 박원판상 실리콘 웨이퍼의 표면으로 공급 노즐에 의해 에칭액을 공급하고, 웨이퍼를 회전시킴으로써 공급된 에칭액을 웨이퍼 표면 전체에 확산시켜 에칭하는 매엽식 에칭 공정 12 와, 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 공정 14 를 이 순서로 포함하고, 매엽식 에칭에 사용되는 에칭액이 산에칭액으로서, 산에칭액이 불산, 질산 및 인산으로 구성되고, 불산, 질산 및 인산이 중량% 로 불산 : 질산 : 인산 = 0.5 ∼ 40% : 5 ∼ 50% : 5 ∼ 70% 의 혼합 비율로 함유된 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법이다.As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 supplies an etching solution by a supply nozzle to a surface of a single thin plate-like silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot, and rotates the wafer to supply the etching solution supplied to the entire wafer surface. A single wafer etching step 12 which is diffused and etched into the wafer, and a polishing step 14 of polishing the surface of the silicon wafer, in this order, wherein the etching solution used for the single wafer etching is an acid etching solution, and the acid etching solution is hydrofluoric acid, nitric acid and phosphoric acid. And a hydrofluoric acid, nitric acid, and phosphoric acid in an aqueous solution containing a mixed ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid = 0.5 to 40%: 5 to 50%: 5 to 70% by weight. .

청구항 1 에 관련되는 발명에서는 상기 조건으로 매엽식 에칭 공정 12 및 연마 공정 14 를 실시함으로써, 종래 웨이퍼 제조 공정에 필수 공정이었던 연삭 등에 의한 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않고, 웨이퍼 TTV 가 1㎛ 이하인 고평탄화를 달성할 수 있다.In the invention according to claim 1, the wafer TTV is 1 μm without performing the single wafer etching step 12 and the polishing step 14 under the above conditions, without performing a planarization step using mechanical polishing by grinding or the like, which was an essential step in the conventional wafer manufacturing process. The high leveling which is the following can be achieved.

청구항 2 에 관련되는 발명은 청구항 1 에 관련되는 발명으로서, 매엽식 에칭 공정 12 가 실리콘 웨이퍼 표면을 에칭한 후, 실리콘 웨이퍼 이면을 에칭하는 공정인 방법이다.The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the single wafer etching step 12 is a step of etching a silicon wafer back surface after etching the silicon wafer surface.

청구항 3 에 관련되는 발명은 청구항 1 에 관련되는 발명으로서, 얻어지는 실리콘 웨이퍼 두께의 최대값과 최소값의 차이가 1㎛ 이하인 방법이다.The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the difference between the maximum value and the minimum value of the obtained silicon wafer thickness is 1 μm or less.

청구항 4 에 관련되는 발명은 청구항 1 에 관련되는 발명으로서, 매엽식 에칭 공정 12 와 연마 공정 14 사이에 실리콘 웨이퍼의 단면을 모따기하는 모따기 공정 13 을 추가로 포함하는 방법이다.The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, further comprising a chamfering step 13 for chamfering a cross section of the silicon wafer between the single wafer etching step 12 and the polishing step 14.

다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 먼저, 육성된 규소 단결정 잉곳은 선단부 및 종단부를 절단하여 블록상으로 하고, 잉곳의 직경을 균일하게 하기 위해 잉곳의 외경을 연삭하여 블록체로 한다. 특정한 결정 방위를 나타내기 위해 이 블록체에 오리엔테이션 플랫이나 오리엔테이션 노치를 실시한다. 이 프로세스 후, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 블록체는 봉 축방향에 대해서 소정 각도를 가지고 슬라이싱된다 (공정 11).Next, the best mode for implementing this invention is demonstrated based on drawing. First, the grown silicon single crystal ingot is cut into a block by cutting the front end and the end, and the outer diameter of the ingot is ground to make a block in order to make the diameter of the ingot uniform. Orientation flats or orientation notches are applied to this block to indicate specific crystal orientations. After this process, as shown in FIG. 1, a block body is sliced at a predetermined angle with respect to the rod axial direction (step 11).

종래의 웨이퍼 제조 공정에서는 이어서 슬라이싱 등의 공정에서 생긴 박원판상 실리콘 웨이퍼 표리면의 요철층을 연삭이나 래핑 등의 기계 연마에 의해 깎아 웨이퍼 표리면의 평탄도와 웨이퍼의 평행도를 높였는데, 본 발명의 제조 방법에서는 이 기계 연마에 의한 평탄화 공정을 실시하지 않고, 단일의 실리콘 웨이퍼의 표면으로 공급 노즐에 의해 에칭액을 공급하고, 웨이퍼를 소정의 회전 속도로 스핀시킴으로써 공급된 에칭액을 웨이퍼 표면 전체에 확산시켜 에칭한다 (공정 12). 본 발명의 매엽식 에칭 공정 12 에서는 슬라이싱 등의 공정에서 생긴 실리콘 웨이퍼 표리면의 요철층을 에칭에 의해 평탄화하여 웨이퍼 표리면의 평탄도와 웨이퍼의 평행도를 높인다. 또, 블록 절단, 외경 연삭, 슬라이싱 공정 11 과 같은 기계 가공 프로세스에 의해 도입된 가공 변질층을 완전히 제거한다. 또, 매엽식 에칭에 사용되는 에칭액으로서 산에칭액을 사용함으로써, 웨이퍼의 표면 조도와 텍스처 사이즈를 제어한다.In the conventional wafer fabrication process, the uneven layer of the front and back surface of the thin silicon wafer in the slicing or the like was then cut by mechanical polishing such as grinding or lapping to increase the flatness and parallelism of the front and back surfaces of the wafer. In the method, the etching liquid is supplied to the surface of a single silicon wafer by a supply nozzle without performing the planarization process by mechanical polishing, and the etching liquid supplied is diffused to the entire surface of the wafer by spinning the wafer at a predetermined rotational speed, thereby etching. (Step 12). In the single wafer etching step 12 of the present invention, the uneven layer of the front and back surfaces of the silicon wafer generated in the slicing and the like process is flattened by etching to increase the flatness and parallelism of the front and back surfaces of the wafer. In addition, the processing deterioration layer introduced by the machining process such as block cutting, outer diameter grinding and slicing step 11 is completely removed. Moreover, the surface roughness and the texture size of the wafer are controlled by using an acid etching solution as the etching solution used for single wafer etching.

이 매엽식 에칭 공정에서는 도 2 에 나타내는 매엽식 에칭 장치 (20) 에 실리콘 웨이퍼 (21) 를 장전한다. 즉, 컵 (22) 내에 배치된 진공 흡인식 웨이퍼 척 (23) 에 의해 웨이퍼 (21) 표면이 상면이 되도록 웨이퍼 (21) 를 수평으로 유지한다. 이어서 웨이퍼 (21) 상측에 형성된 에칭액 공급 노즐 (24) 을 도 2 의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 수평으로 이동시키면서 에칭액 공급 노즐 (24) 로부터 에칭액 (26) 을 웨이퍼 (21) 의 상면에 공급하면서 웨이퍼 척 (23) 에 의해 웨이퍼 (21) 를 스핀시킴으로써, 웨이퍼 표면을 에칭 처리하여 웨이퍼 표면의 가공 변질층을 제거한다. 공급 노즐 (24) 의 수평 이동은 0.1 ∼ 20㎜/초의 속도로, 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼의 반경 방향으로 공급 노즐 (24) 단부를 지지점으로 하고, 노즐 (24) 의 수평 구동에 의해 그려지는 원호를 따라 요동함으로써 행해지거나, 또는 웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼의 반경 방향으로 왕복 이동함으로써 행해진다. 웨이퍼 (21) 의 상면에 공급된 에칭액 (26) 은 웨이퍼 회전의 원심력에 의해 웨이퍼 중심측으로부터 웨이퍼 외주연측으로 웨이퍼 표면의 가공 변질층을 에칭하면서 서서히 이동하고, 웨이퍼의 외주연으로부터 액적 (26) 이 되어 비산한다.In this single wafer etching step, the silicon wafer 21 is loaded into the single wafer etching apparatus 20 shown in FIG. 2. That is, the wafer 21 is held horizontally so that the surface of the wafer 21 becomes the upper surface by the vacuum suction wafer chuck 23 arranged in the cup 22. Subsequently, the etching liquid supply nozzle 24 formed on the upper side of the wafer 21 is horizontally moved while supplying the etching liquid 26 from the etching liquid supply nozzle 24 to the upper surface of the wafer 21 while moving horizontally. By spinning the wafer 21 by the wafer chuck 23, the wafer surface is etched to remove the processing altered layer on the wafer surface. The horizontal movement of the supply nozzle 24 is a speed of 0.1 to 20 mm / sec, with the end of the supply nozzle 24 as the support point in the radial direction of the wafer from the center of the wafer, and a circular arc drawn by the horizontal drive of the nozzle 24. It is performed by rocking, or by reciprocating in the radial direction of the wafer from the center of the wafer. The etching liquid 26 supplied to the upper surface of the wafer 21 gradually moves while etching the processing altered layer on the wafer surface from the wafer center side to the wafer outer peripheral side by the centrifugal force of the wafer rotation, and the droplet 26 from the outer peripheral edge of the wafer. This is scattered.

본 발명의 매엽식 에칭 공정에서 사용하는 에칭액 (26) 은 불산, 질산 및 인산을 각각 함유한 수용액이다. 또 수용액 중에 함유되는 불산, 질산 및 인산의 혼합 비율은 중량% 로 불산 : 질산 : 인산 = 0.5 ∼ 40% : 5 ∼ 50% : 5 ∼ 70% 로 규정된다. 상기 혼합 비율로 함으로써 에칭액 (26) 의 점성도가 2 ∼ 40mPa·sec 가, 에칭액 (26) 의 표면 장력이 50 ∼ 70dyne/㎝ 가 되므로, 웨이퍼 표리면의 평탄도와 웨이퍼의 평행도를 높이는 데 바람직하다. 점성도가 하한값 미만이면, 액의 점성이 너무 낮아 웨이퍼 상면에 적하된 에칭액이 원심력에 의해 웨이퍼 표면으로부터 바로 날아가 웨이퍼 표면에 균일하게 또한 충분히 접촉할 수 없기 때문에 충분한 에칭 처리 존을 확보하는데 시간이 걸려 생산성이 저하된다. 점성도가 상한값을 초과하면 웨이퍼 표면에 적하된 에칭액이 웨이퍼 상면에 필요 이상으로 긴 시간 머물기 때문에, 웨이퍼의 면내 및 외주 형상을 컨트롤할 수 없어 웨이퍼 평탄도가 악화되는 문제를 일으킨다. 표면 장력이 하한값 미만이면, 웨이퍼 상면에 적하된 에칭액이 원심력에 의해 웨이퍼 표면으로부터 바로 날아가 웨이퍼 표면에 균일하게 또한 충분히 접촉할 수 없기 때문에 충분한 에칭 처리 존을 확 보하는데 시간이 걸려 생산성이 저하된다. 표면 장력이 상한값을 초과하면 웨이퍼 표면에 적하된 에칭액이 웨이퍼 상면에 필요 이상으로 긴 시간 머물기 때문에, 웨이퍼의 면내 및 외주 형상을 컨트롤할 수 없어 웨이퍼 평탄도가 악화되는 문제를 일으킨다. 에칭액에 함유되는 불산, 질산, 인산 및 물의 혼합 비율은 5 ∼ 20% : 20 ∼ 40% : 20 ∼ 40% : 20 ∼ 40% 가 바람직하다. 이 혼합 비율로 함으로써 에칭액의 점성도는 10 ∼ 25mPa·sec 가, 에칭액의 표면 장력은 55 ∼ 60dyne/㎝ 가 된다. 에칭액 공급 노즐 (24) 로부터의 에칭액 (26) 의 공급량은 2 ∼ 30리터/분이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼가 φ300㎜ 일 때에는 산에칭액 (26) 의 공급량은 5 ∼ 30리터/분이, 실리콘 웨이퍼가 φ200㎜ 일 때에는 산에칭액 (26) 의 공급량은 3 ∼ 20리터/분이 각각 바람직하다.The etching liquid 26 used in the sheet type etching process of this invention is an aqueous solution containing hydrofluoric acid, nitric acid, and phosphoric acid, respectively. Moreover, the mixing ratio of hydrofluoric acid, nitric acid, and phosphoric acid contained in aqueous solution is prescribed | regulated by weight% as hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid = 0.5-40%: 5-50%: 5-70%. By setting it as the said mixing ratio, since the viscosity of the etching liquid 26 becomes 2-40 mPa * sec, and the surface tension of the etching liquid 26 will be 50-70 dyne / cm, it is preferable to raise the flatness of a wafer front and back, and the parallelism of a wafer. If the viscosity is less than the lower limit, the viscosity of the liquid is so low that the etching liquid dropped on the upper surface of the wafer is blown directly from the surface of the wafer by centrifugal force and cannot take uniform and sufficient contact with the surface of the wafer. Is lowered. If the viscosity exceeds the upper limit, the etching liquid dipped on the wafer surface remains longer than necessary on the upper surface of the wafer, resulting in a problem that the in-plane and outer shape of the wafer cannot be controlled and the wafer flatness is deteriorated. If the surface tension is less than the lower limit, the etching liquid dropped on the upper surface of the wafer is blown directly from the surface of the wafer by centrifugal force and cannot be brought into uniform and sufficient contact with the surface of the wafer. If the surface tension exceeds the upper limit value, the etching liquid dropped onto the wafer surface will remain on the upper surface of the wafer for longer than necessary, resulting in a problem that the in-plane and outer shape of the wafer cannot be controlled and the wafer flatness is deteriorated. The mixing ratio of hydrofluoric acid, nitric acid, phosphoric acid and water contained in the etching solution is preferably 5 to 20%: 20 to 40%: 20 to 40%: 20 to 40%. By setting it as this mixing ratio, the viscosity of etching liquid will be 10-25 mPa * sec, and the surface tension of etching liquid will be 55-60 dyne / cm. As for the supply amount of the etching liquid 26 from the etching liquid supply nozzle 24, 2-30 liter / min is preferable. When the silicon wafer is φ300 mm, the supply amount of the acid etching liquid 26 is preferably 5 to 30 liters / minute, and when the silicon wafer is φ200 mm, the supply amount of the acid etching liquid 26 is preferably 3 to 20 liters / minute.

본 발명의 매엽식 에칭 공정 12 에서의 웨이퍼 (21) 의 회전 속도는 100 ∼ 2000rpm 의 범위내로 규정된다. 또한, 웨이퍼 (21) 의 직경이나 에칭액 (26) 의 점성도, 공급 노즐 (24) 의 수평 이동에 의한 에칭액 (26) 의 공급 위치, 공급하는 에칭액 (26) 의 공급 유량에 따라서도 최적의 회전 속도는 다소 전후가 된다. 회전 속도가 하한값 미만이면 웨이퍼의 면내 및 외주 형상을 컨트롤할 수 없어 웨이퍼 평탄도가 악화되는 문제를 일으키고, 회전 속도가 상한값을 초과하면 웨이퍼 표면에 적하된 에칭액이 원심력에 의해 웨이퍼 표면으로부터 바로 날아가 웨이퍼 표면에 균일하게 또한 충분히 접촉할 수 없기 때문에 충분한 에칭 처리 존을 확보하는데 시간이 걸려 생산성이 저하된다. 실리콘 웨이퍼가 φ300㎜ 일 때 회전 속도는 200 ∼ 1500rpm 이 바람직하고, 600rpm 이 더욱 바람직하다. 또, 실리 콘 웨이퍼가 φ200㎜ 일 때 회전 속도는 300 ∼ 2000rpm 이 바람직하고, 800rpm 이 더욱 바람직하다.The rotation speed of the wafer 21 in the single wafer etching process 12 of this invention is prescribed | regulated in the range of 100-2000 rpm. The optimum rotational speed also depends on the diameter of the wafer 21, the viscosity of the etching liquid 26, the supply position of the etching liquid 26 due to the horizontal movement of the supply nozzle 24, and the supply flow rate of the etching liquid 26 to be supplied. Is somewhat back and forth. If the rotational speed is lower than the lower limit, the in-plane and outer circumference of the wafer cannot be controlled, resulting in a problem of deterioration of the wafer flatness. If the rotational speed exceeds the upper limit, the etchant dropped on the surface of the wafer is blown directly from the wafer surface by centrifugal force. Since the surface cannot be uniformly and sufficiently brought into contact with the surface, it takes time to secure a sufficient etching treatment zone and the productivity is lowered. When the silicon wafer is φ300 mm, the rotation speed is preferably 200 to 1500 rpm, more preferably 600 rpm. Moreover, when a silicon wafer is phi 200 mm, 300-2000 rpm is preferable and, as for a rotation speed, 800 rpm is more preferable.

또 이 매엽식 에칭 공정 12 에서는 웨이퍼 표면을 에칭한 후, 이어서 웨이퍼 이면을 에칭함으로써, 웨이퍼 표리면을 균등하게 에칭하므로 웨이퍼의 평행도가 높아진다. 웨이퍼 (21) 표면을 에칭 처리한 후에는 도시하지 않은 린스액 공급 노즐에 의해 순수 등의 린스액을 웨이퍼 (21) 의 상면에 공급하면서 웨이퍼 (21) 를 스핀시킴으로써 웨이퍼 (21) 표면에 잔류하는 에칭액 (26) 을 세정한다. 세정 후에는 린스액의 공급을 정지한 상태에서 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하면서 웨이퍼 (21) 를 스핀시켜 웨이퍼 (21) 를 건조시킨다. 이어서, 웨이퍼 (21) 를 뒤집어 웨이퍼 (21) 이면이 상면이 되도록 웨이퍼 척 (23) 에 웨이퍼 (21) 를 유지하고, 동일하게 하여 에칭 처리, 린스액 세정 처리 및 건조 처리를 실시한다.In this single wafer etching step 12, the wafer surface is etched and then the back surface of the wafer is etched to equally etch the front and back surfaces of the wafer, thereby increasing the parallelism of the wafer. After etching the surface of the wafer 21, spin the wafer 21 while supplying a rinse liquid such as pure water to the upper surface of the wafer 21 by means of a rinse liquid supply nozzle (not shown) remains on the surface of the wafer 21. The etching liquid 26 is washed. After cleaning, the wafer 21 is spun by drying the wafer 21 while supplying an inert gas such as nitrogen gas while the supply of the rinse liquid is stopped. Next, the wafer 21 is held upside down, and the wafer 21 is held on the wafer chuck 23 so that the rear surface of the wafer 21 becomes an upper surface, and the etching process, the rinse liquid cleaning process, and the drying process are performed in the same manner.

이 매엽식 에칭 공정 12 에 있어서의 에칭 처리 존은 편면 5 ∼ 75㎛, 웨이퍼 표리면의 합계 처리 존으로 10 ∼ 150㎛ 가 바람직하다. 에칭 처리 존을 상기 범위로 함으로써, 웨이퍼 표리면의 평탄도와 웨이퍼의 평행도를 높이고, 또한 후에 계속되는 연마 공정에 있어서의 연마 존을 종래의 웨이퍼 제조 공정에 비해 크게 저감할 수 있다. 에칭 처리 존이 하한값 미만에서는 제품으로서 필요한 웨이퍼 표리면의 평탄도와 웨이퍼의 평행도가 얻어지지 않고, 또한 웨이퍼 표면 조도가 충분히 저감되어 있지 않기 때문에, 연마 공정의 부하가 크고, 상한값을 초과하면, 웨이퍼 평탄도가 악화되어 웨이퍼 제조에 있어서의 생산성이 악화된다. 상기 조건으로 매엽식 에칭 공정 12 를 실시함으로써, 웨이퍼의 표면 조도와 텍스처 사이즈를 제어할 수 있기 때문에, 후에 계속되는 연마 공정 14 에서 웨이퍼 표리면에 있어서의 연마 존을 각각 저감하면서, 웨이퍼 평탄도의 유지 및 웨이퍼 표면 조도의 저감의 쌍방을 달성할 수 있다.As for the etching process zone in this single wafer type etching process 12, 10-150 micrometers is preferable as a total processing zone of 5-75 micrometers of single surfaces, and a front and back surface of a wafer. By making an etching process zone into the said range, the flatness of a wafer front and back and the parallelism of a wafer can be raised, and the polishing zone in a subsequent grinding | polishing process can be reduced significantly compared with the conventional wafer manufacturing process. If the etching treatment zone is less than the lower limit, the flatness and the parallelism of the wafer front and back surfaces required as products are not obtained, and the wafer surface roughness is not sufficiently reduced. Therefore, when the load of the polishing process is large and the upper limit is exceeded, the wafer flatness is increased. The degree deteriorates and the productivity in wafer fabrication deteriorates. Since the surface roughness and the texture size of the wafer can be controlled by performing the single wafer etching step 12 under the above conditions, the wafer flatness is maintained while reducing the polishing zones on the front and back surfaces of the wafer in the subsequent polishing step 14. And reduction of wafer surface roughness can be achieved.

다음으로, 도 1 로 돌아와, 매엽식 에칭 공정 12 를 끝낸 웨이퍼는 웨이퍼 주변부의 결함이나 칩을 방지하기 위해 웨이퍼 단면에 모따기 가공한다 (공정 13). 이 모따기를 실시함으로써, 예를 들면 모따기되어 있지 않은 실리콘 웨이퍼 표면 상에 에피택셜 성장할 때 단면에 이상 성장이 일어나 환상으로 부풀어오르는 크라운 현상을 억제할 수 있다. 통상, 래핑이나 평면 연삭 등의 웨이퍼 평탄화 공정에 의해 웨이퍼 주변부에 결함이나 칩이 발생하지 않도록, 웨이퍼의 모따기 가공 공정은 웨이퍼 평탄화 공정 전에 실시되는데, 본 발명에서는 평탄화 공정을 생략한 프로세스이므로, 모따기 가공 공정은 매엽식 에칭 공정의 전후에 있어서 실시할 수 있다. 특히, 매엽식 에칭 공정 후에 모따기 가공 공정을 실시함으로써, 에칭 작용에 의해 웨이퍼의 모따기 형상을 흩뜨리지 않고, 매엽식 에칭 공정에 의한 웨이퍼 단면의 형 (型) 붕괴를 조절하면서 모따기할 수 있다. 구체적으로는 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (21) 는 진공 척 (31) 에 의해 웨이퍼 중심부가 흡인되어 수평으로 유지된다. 진공 척 (31) 과 일체적으로 형성된 회전 구동부에 의해 웨이퍼 (21) 를 스핀시키고, 웨이퍼 단면 (21a) 에 숫돌 (32) 을 스핀시키면서 접촉시킴으로써 모따기 가공을 실시한다. 또, 이 모따기 공정에서는 연마 테이프를 웨이퍼 단면에 대하여 임의의 접촉각으로 접촉시킴으로써 실시해도 된다.Next, returning to FIG. 1, the wafer which has completed the single wafer etching step 12 is chamfered in the wafer end surface in order to prevent defects and chips in the wafer peripheral portion (step 13). By performing this chamfering, for example, when the epitaxial growth is carried out on the chamfered silicon wafer surface, abnormal growth occurs in the cross section and the crown phenomenon which swells in an annular shape can be suppressed. Usually, the wafer chamfering step is performed before the wafer planarization step so that defects or chips do not occur in the wafer periphery by the wafer planarization step such as lapping or planar grinding, but the planarization step is omitted in the present invention. The step can be carried out before or after the single wafer etching step. In particular, by performing the chamfering processing step after the single wafer etching process, the chamfering can be performed while controlling the mold collapse of the wafer cross section by the single wafer etching process without disturbing the chamfer shape of the wafer by the etching action. Specifically, as shown in FIG. 3, the wafer center is sucked by the vacuum chuck 31, and the wafer 21 is held horizontally. The wafer 21 is spun by the rotary drive unit formed integrally with the vacuum chuck 31, and the chamfering process is performed by bringing the grinding wheel 32 into contact with the wafer end face 21a while spinning. In this chamfering step, the polishing tape may be brought into contact with the wafer end face at an arbitrary contact angle.

다음으로, 도 1 로 돌아와, 실리콘 웨이퍼의 표면에 연마를 실시한다 (공정 14). 본 실시 형태에서는 웨이퍼 표리면을 동시에 연마하는 양면 동시 연마에 대하여 설명한다.Next, returning to FIG. 1, polishing of the surface of the silicon wafer is performed (step 14). In this embodiment, double-sided simultaneous polishing for simultaneously polishing the front and back surfaces of the wafer will be described.

양면 동시 연마하는 방법으로는 도 4 에 나타내는 양면 동시 연마 장치 (40) 에 의해 실시된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 먼저 캐리어 플레이트 (41) 를 양면 동시 연마 장치 (40) 의 선기어 (47) 와 인터널 기어 (48) 에 맞물리게 하고, 캐리어 플레이트 (41) 의 홀더 내에 실리콘 웨이퍼 (21) 를 세팅한다. 그 후, 이 실리콘 웨이퍼 (21) 의 양면을 연마면측에 제 1 연마포 (42a) 가 부착된 상부 정반 (42) 과 연마면측에 제 2 연마포 (43a) 가 부착된 하부 정반 (43) 사이에 끼워 넣듯이 유지하고, 노즐 (44) 로부터 연마제 (46) 를 공급함과 함께, 선기어 (47) 와 인터널 기어 (48) 에 의해 캐리어 플레이트 (41) 를 유성 운동시키고, 동시에 상부 정반 (42) 과 하부 정반 (43) 을 상대 방향으로 회전시킴으로써, 실리콘 웨이퍼 (21) 의 양면을 동시에 경면 연마한다. 상기 기술한 매엽식 에칭 공정 12 를 실시한 실리콘 웨이퍼는 평탄화 공정을 끝냈을 때의 웨이퍼 평탄도와 거의 동일한 정도의 평탄도를 유지하고 있음과 함께, 원하는 웨이퍼 표면 조도를 갖고 있기 때문에, 이 양면 동시 연마 공정 14 에서는 웨이퍼 표리면에 있어서의 연마 존을 저감할 수 있음과 함께, 웨이퍼 평탄도의 유지 및 웨이퍼 표면 조도의 저감의 쌍방을 달성할 수 있다. 또, 이 양면 동시 연마 공정 14 에서는 상부 정반 (42) 과 하부 정반 (43) 의 회전수를 각각 제어하면서 실리콘 웨이퍼의 표리면을 동시에 연마함으로써, 웨이퍼의 표리면을 육안으로 식별 가능한 양면 경면 웨이퍼 를 얻을 수 있다. 이 연마 공정 14 에 있어서의 연마 처리 존은 편면 1 ∼ 15㎛, 웨이퍼 표리면의 합계 처리 존으로 2 ∼ 30㎛ 가 바람직하다.As a method of simultaneously double-sided polishing, it is performed by the double-sided simultaneous polishing apparatus 40 shown in FIG. As shown in FIG. 4, first, the carrier plate 41 is engaged with the sun gear 47 and the internal gear 48 of the double-sided simultaneous polishing apparatus 40, and the silicon wafer 21 in the holder of the carrier plate 41. Set. Thereafter, both surfaces of the silicon wafer 21 are interposed between the upper surface plate 42 having the first polishing cloth 42a attached to the polishing surface side and the lower surface plate 43 having the second polishing cloth 43a attached to the polishing surface side. The carrier plate 41 is planetary-moved by the sun gear 47 and the internal gear 48, while the abrasive 46 is supplied from the nozzle 44 while being held in the same manner. Both surfaces of the silicon wafer 21 are mirror-polished simultaneously by rotating the lower surface plate 43 and the lower surface plate 43 in the relative direction. Since the silicon wafer subjected to the single wafer etching step 12 described above maintains the flatness almost the same as the wafer flatness when the flattening step is completed, and has the desired wafer surface roughness, this double-sided simultaneous polishing step 14 In this case, the polishing zone on the front and back surfaces of the wafer can be reduced, and both the maintenance of the wafer flatness and the reduction of the wafer surface roughness can be achieved. In this double-sided simultaneous polishing step 14, the front and back surfaces of the silicon wafer are simultaneously polished while controlling the number of rotations of the upper surface plate 42 and the lower surface plate 43, respectively, so that the front and rear surfaces of the wafer can be visually identified. You can get it. As for the grinding | polishing process zone in this grinding | polishing process 14, 2-30 micrometers is preferable as a total treatment zone of 1-15 micrometers of single surfaces, and the front and back surface of a wafer.

이와 같이 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 실시함으로써, 종래 필수 제조 공정이었던 연삭이나 래핑 등의 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않고 고평탄화를 달성할 수 있다. 따라서, 종래 연삭 등의 기계적인 평탄화 처리를 실시함으로써 생긴 연삭 자국이나 기복이 발생하지 않기 때문에, 경면 연마 공정에서 많은 연마 존을 확보할 필요가 없어지기 때문에, 웨이퍼 제조에 있어서의 생산성이 대폭적으로 개선된다. 본 발명의 제조 방법에 의해 웨이퍼 두께의 최대값과 최소값의 차이가 1㎛ 이하인 실리콘 웨이퍼가 얻어진다.Thus, by implementing the manufacturing method of the silicon wafer of this invention, high planarization can be achieved, without performing the planarization process using mechanical polishing, such as grinding and lapping which were conventionally essential manufacturing processes. Therefore, since grinding marks and undulations caused by mechanical planarization treatment such as conventional grinding do not occur, there is no need to secure a large number of polishing zones in the mirror polishing process, thereby greatly improving the productivity in wafer manufacturing. do. By the manufacturing method of this invention, the silicon wafer whose difference between the maximum value and minimum value of a wafer thickness is 1 micrometer or less is obtained.

또, 본 실시 형태에서는 양면 동시 연마에 의해 웨이퍼의 표리면을 동시에 연마했는데, 이 양면 동시 연마 대신에, 웨이퍼의 표리면을 편면씩 연마하는 편면 연마에 의해 웨이퍼를 연마해도 동일한 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다. 또, 디바이스가 제작되는 웨이퍼 주표면의 마이크로러프니스를 향상시키기 위해 양면 동시 연마를 실시한 웨이퍼의 주표면에 편면 연마를 실시해도 된다.Moreover, in this embodiment, although the front and back surfaces of the wafer were polished simultaneously by double-sided simultaneous polishing, it is said that the same effect can be obtained even if the wafer is polished by single-side polishing in which the front and back surfaces of the wafer are polished one by one instead of double-sided simultaneous polishing. There is no need. In addition, in order to improve the microroughness of the main surface of the wafer on which the device is manufactured, single-side polishing may be performed on the main surface of the wafer on which double-sided simultaneous polishing is performed.

(실시예)(Example)

다음으로, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 상세하게 설명한다.Next, the Example of this invention is described in detail with a comparative example.

<실시예 1><Example 1>

먼저, 규소 단결정 잉곳으로부터 잘라낸 φ300㎜ 의 실리콘 웨이퍼를 5 장 준비하였다. 이어서, 도 2 에 나타내는 매엽식 에칭 장치를 사용하여 실리콘 웨이퍼에 매엽식 에칭을 실시하였다. 에칭액에는 불산, 질산, 인산 및 물의 혼 합 비율을 중량% 로 불산 : 질산 : 인산 : 물 = 7% : 30% : 35% : 28% 로 한 산에칭액을 사용하였다. 또 에칭에 있어서의 웨이퍼 회전 속도를 600rpm, 공급하는 에칭액의 유량을 5.6리터/분으로 각각 제어하고, 90 초간 에칭을 실시하였다. 매엽식 산에칭에 있어서의 에칭 처리 존은 편면 30㎛ 이었다. 에칭한 후에는 웨이퍼를 스핀하면서 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 세정하고, 질소를 웨이퍼 표면에 분무하여 웨이퍼 표면을 건조시켰다. 이어서 웨이퍼를 뒤집어 웨이퍼 이면에 대해서도 동일한 조건으로 매엽식 산에칭을 실시하였다. 다음으로, 웨이퍼의 단면에 도 3 에 나타내는 장치를 사용하여 모따기를 실시하였다. 또한, 도 5 에 나타내는 양면 동시 연마 장치를 사용하고, 양면 동시 연마에서의 연마 처리 존이 편면 10㎛ 가 되도록 상부 정반, 하부 정반, 인터널 기어, 선기어의 각 회전 속도를 조정하여 웨이퍼 표리면에 양면 동시 연마를 실시하였다. 이상의 공정으로 5 장의 샘플을 경면 웨이퍼로 하였다.First, five sheets of φ300 mm silicon wafers cut out from a silicon single crystal ingot were prepared. Subsequently, single wafer etching was performed on the silicon wafer using the single wafer etching apparatus shown in FIG. As the etching solution, an acid etching solution containing a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid, phosphoric acid, and water at a weight% of hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid: water = 7%: 30%: 35%: 28% was used. Moreover, the wafer rotation speed in etching was controlled at 600 rpm and the flow volume of the etching liquid to supply at 5.6 liter / min, respectively, and etching was performed for 90 second. The etching process zone in single wafer acid etching was 30 micrometers on one side. After etching, pure water was supplied to the wafer surface while the wafer was spun while being washed, and nitrogen was sprayed onto the wafer surface to dry the wafer surface. Subsequently, the wafer was flipped over, and the single wafer type etching was performed on the back surface of the wafer under the same conditions. Next, chamfering was performed to the cross section of the wafer using the apparatus shown in FIG. In addition, by using the double-sided simultaneous polishing apparatus shown in FIG. 5, the rotational speeds of the upper surface plate, the lower surface plate, the internal gear, and the sun gear are adjusted to the front and back surfaces of the wafer so that the polishing zone in double-sided simultaneous polishing becomes 10 µm on one side. Double-sided simultaneous polishing was performed. Five samples were made into the mirror surface wafer by the above process.

<비교예 1>Comparative Example 1

먼저, 규소 단결정 잉곳으로부터 잘라낸 φ300㎜ 의 실리콘 웨이퍼를 5 장 준비하였다. 이어서, 평탄화 공정으로서 도시하지 않은 연삭 장치를 사용하여 실리콘 웨이퍼 표리면을 양면 동시 연삭 (Double Disk Surface Grind ; 이하, DDSG 라고 함) 을 실시하였다. 이 DDSG 공정에서의 처리 존을 편면 30㎛ 로 하였다. 이어서, 도시하지 않은 연삭 장치를 사용하여 편면 연삭 공정 (Single Disk Surface Grind ; 이하, SDSG 공정이라고 함) 을 실시하고, 이 SDSG 공정에서의 처리 존을 편면 20㎛ 로 하였다. 또한, 도 5 에 나타내는 양면 동시 연마 장치를 사용하고, 양면 동시 연마에서의 연마 처리 존이 편면 10㎛ 가 되도록, 상부 정반, 하부 정반, 인터널 기어, 선기어의 각 회전 속도를 조정하여 웨이퍼 표리면에 양면 동시 연마를 실시하였다. 이상의 공정으로 5 장의 샘플을 경면 웨이퍼로 하였다.First, five sheets of φ300 mm silicon wafers cut out from a silicon single crystal ingot were prepared. Subsequently, double-sided simultaneous grinding (Double Disk Surface Grind; hereinafter referred to as DDSG) was performed on the front and back surfaces of the silicon wafer using a grinding apparatus (not shown) as the planarization step. The process zone in this DDSG process was 30 micrometers on one side. Subsequently, a single-sided grinding step (hereinafter referred to as a SDSG step) was performed using a grinding device (not shown), and the treatment zone in this SDSG step was set to 20 μm on one side. In addition, by using the double-sided simultaneous polishing apparatus shown in FIG. 5, the rotation speeds of the upper surface plate, the lower surface plate, the internal gear, and the sun gear are adjusted so that the polishing zone in double-sided simultaneous polishing becomes 10 µm on one side. Both surfaces were simultaneously polished. Five samples were made into the mirror surface wafer by the above process.

<비교예 2>Comparative Example 2

먼저, 규소 단결정 잉곳으로부터 잘라낸 φ300㎜ 의 실리콘 웨이퍼를 5 장 준비하였다. 이어서, 평탄화 공정으로서, 래핑 장치를 사용하여 실리콘 웨이퍼 표리면을 DDSG 를 실시하였다. 이 DDSG 공정에서의 처리 존을 편면 30㎛ 로 하였다. 이어서, 도 2 에 나타내는 매엽식 에칭 장치를 사용하여 평탄화를 끝낸 실리콘 웨이퍼에 매엽식 에칭을 실시하였다. 에칭액에는 불산, 질산, 인산 및 물의 혼합 비율이 중량% 로 불산 : 질산 : 인산 : 물 = 7% : 30% : 35% : 28% 로 한 산에칭액을 사용하였다. 또 에칭에 있어서의 웨이퍼 회전 속도를 600rpm, 공급하는 에칭액의 유량을 5.6리터/분으로 각각 제어하고, 60 초간 에칭을 실시하였다. 매엽식 에칭에 있어서의 에칭 처리 존은 편면 20㎛ 이었다. 에칭한 후에는 웨이퍼를 스핀하면서 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 세정하고, 질소를 웨이퍼 표면에 분무하여 웨이퍼 표면을 건조시켰다. 이어서 웨이퍼를 뒤집어 웨이퍼 이면에 대해서도 동일한 조건으로 매엽식 에칭을 실시하였다. 또한, 도 5 에 나타내는 양면 동시 연마 장치를 사용하고, 양면 동시 연마에서의 연마 처리 존이 편면 10㎛ 가 되도록 상부 정반, 하부 정반, 인터널 기어, 선기어의 각 회전 속도를 조정하여 웨이퍼 표리면에 양면 동시 연마를 실시하였다. 이상의 공정으 로 5 장의 샘플을 경면 웨이퍼로 하였다.First, five sheets of φ300 mm silicon wafers cut out from a silicon single crystal ingot were prepared. Subsequently, as a planarization process, DDSG was performed to the front and back of a silicon wafer using the lapping apparatus. The process zone in this DDSG process was 30 micrometers on one side. Subsequently, single wafer etching was performed on the silicon wafer which had been planarized using the single wafer etching apparatus shown in FIG. As the etching solution, an acid etching solution containing a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid, phosphoric acid, and water in a weight% of hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid: water = 7%: 30%: 35%: 28% was used. Moreover, the wafer rotation speed in etching was controlled at 600 rpm and the flow volume of the etching liquid to supply at 5.6 liter / min, respectively, and etching was performed for 60 second. The etching process zone in single wafer etching was 20 micrometers on one side. After etching, pure water was supplied to the wafer surface while the wafer was spun while being washed, and nitrogen was sprayed onto the wafer surface to dry the wafer surface. Subsequently, the wafer was turned upside down, and single wafer etching was performed under the same conditions on the wafer back surface. In addition, by using the double-sided simultaneous polishing apparatus shown in FIG. 5, the rotational speeds of the upper surface plate, the lower surface plate, the internal gear, and the sun gear are adjusted to the front and back surfaces of the wafer so that the polishing zone in double-sided simultaneous polishing becomes 10 µm on one side. Double-sided simultaneous polishing was performed. In the above process, five samples were made into the mirror surface wafer.

<비교 시험 1>Comparative Test 1

실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2 에 있어서의 각 공정 후의 TTV, 그리고 웨이퍼 표면 형상을 측정하였다. TTV 는 각 웨이퍼를 각각 진공 흡착반에 흡착 고정시킨 후, 웨이퍼 두께의 최대값과 최소값을 구하여 그 값의 차이로 하였다. 표 1 ∼ 표 3 에 각 공정 후에 있어서의 TTV 를 나타낸다. 또 샘플 1 ∼ 5 의 평균값과 표준 편차 σ 를 함께 표 1 ∼ 표 3 에 나타낸다. 또한 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2 의 샘플 (1) 에 있어서의 표면 형상을 도 5 ∼ 도 15 에 각각 나타낸다.TTV after each process in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, and wafer surface shape were measured. After TTV adsorption-fixed each wafer to the vacuum suction board, the maximum value and minimum value of the wafer thickness were calculated | required, and it was set as the difference of the value. Tables 1 to 3 show TTVs after each step. Moreover, the average value and standard deviation (sigma) of the samples 1-5 are shown in Tables 1-3. Moreover, the surface shape in the sample (1) of Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2 is shown to FIGS. 5-15, respectively.

Figure 112006057553218-pat00001
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Figure 112006057553218-pat00002
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Figure 112006057553218-pat00003
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표 1 ∼ 표 3 으로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1 에 있어서의 양면 동시 연마 공정 후의 TTV 값은 비교예 1 및 비교예 2 에 있어서의 양면 동시 연마 공정 후의 TTV 값과 손색 없는 결과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또, 도 5 ∼ 도 15 로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1 의 각 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상은 비교예 1 및 비교예 2 의 각 공정 후에 있어서의 웨이퍼 표면 형상과 손색 없는 결과가 얻어져 종래 필수 제조 공정이었던 연삭이나 래핑 등의 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않아도 고평탄화를 달성할 수 있는 것을 알았다.As is clear from Tables 1 to 3, it can be seen that the TTV value after the double-sided simultaneous polishing step in Example 1 is obtained without comparable with the TTV value after the double-sided simultaneous polishing step in Comparative Examples 1 and 2. have. Moreover, as is clear from FIGS. 5-15, the wafer surface shape after each process of Example 1 is inferior to the wafer surface shape after each process of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, Comprising: It is essential in the past It has been found that high flattening can be achieved without performing a flattening step using mechanical polishing such as grinding or lapping which was a manufacturing step.

본 발명의 실리콘 웨이퍼의 제조 방법은 종래 필수 제조 공정이었더 연삭이나 래핑 등의 기계 연마를 이용한 평탄화 공정을 실시하지 않고 고평탄화를 달성할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 종래 연삭 등의 기계적인 평탄화 처리를 실시함으로써 발생하고 있던 연삭 자국이나 기복이 발생하지 않으므로, 경면 연마 공정에서 많은 연마 존을 확보할 필요가 없어지기 때문에, 웨이퍼 제조의 생산성을 향상시킬 수 있다.The manufacturing method of the silicon wafer of this invention has the advantage that high planarization can be achieved, without performing the planarization process using mechanical polishing, such as grinding and lapping, which was the essential manufacturing process conventionally. Therefore, since grinding marks and undulations that have been generated by performing a mechanical planarization treatment such as conventional grinding do not occur, there is no need to secure a large number of polishing zones in the mirror polishing process, thereby improving the productivity of wafer fabrication. .

본 발명의 바람직한 실시형태를 앞에 설명하고 예시하였지만, 이것들은 본 발명의 예시로서 이해해야 하며 한정으로 이해해서는 안된다. 추가, 생략, 치환 및 다른 변경이 본 발명의 범위의 정신을 일탈하지 않고 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것으로 이해되지 않으며, 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.While preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above, these should be understood as illustrative of the invention and not as a limitation. Additions, omissions, substitutions and other changes may be made without departing from the spirit of the scope of the invention. Accordingly, the invention is not to be understood as limited to the foregoing description, but is only limited by the appended claims.

Claims (5)

실리콘 단결정 잉곳으로부터 박원판상의 실리콘 웨이퍼를 슬라이싱하는 슬라이스 공정과,A slice process of slicing a silicon wafer on a thin plate from a silicon single crystal ingot, 상기 슬라이스 공정에 이어서, 단일의 상기 실리콘 웨이퍼의 표면으로 공급 노즐에 의해 에칭액을 공급하고, 상기 웨이퍼를 회전시킴으로써 상기 공급한 에칭액을 웨이퍼 표면 전체에 확산시켜 에칭을 실시하고, 상기 슬라이스 공정에서 상기 실리콘 웨이퍼의 표면에 발생한 요철층 및 가공 변질층을 에칭에 의해 제거하는 매엽식 에칭 공정 (12) 과,Following the slicing step, an etching solution is supplied to the surface of the single silicon wafer by a supply nozzle, and the wafer is rotated to diffuse the etched liquid onto the entire surface of the wafer to perform etching. Single wafer etching step (12) for removing the uneven layer and the processed altered layer generated on the surface of the wafer by etching; 상기 실리콘 웨이퍼의 표면을 연마하는 연마 공정 (14) 을 이 순서로 포함하고, 매엽식 에칭 공정에 사용되는 에칭액이 산에칭액으로서, 상기 산에칭액이 불산, 질산 및 인산으로 구성되고, 상기 불산, 질산 및 인산이 중량 % 로 불산 : 질산 : 인산 = 0.5~40% : 5~50% : 5~70% 의 혼합 비율로 함유된 수용액이고,And a polishing step 14 for polishing the surface of the silicon wafer in this order, wherein the etching solution used in the single wafer etching step is an acid etching solution, and the acid etching solution is composed of hydrofluoric acid, nitric acid, and phosphoric acid. And phosphoric acid is an aqueous solution contained in a mixing ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: phosphoric acid = 0.5 to 40%: 5 to 50%: 5 to 70% by weight%, 상기 매엽식 에칭 공정에서는, 상기 공급 노즐에서 공급되는 상기 에칭액의 공급량은 2~30 리터/분이고, 상기 실리콘 웨이퍼의 회전 속도는 100~2000 rpm 의 범위로 규정되는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.In the single wafer etching process, the supply amount of the etching liquid supplied from the supply nozzle is 2 to 30 liters / minute, and the rotation speed of the silicon wafer is defined in the range of 100 to 2000 rpm. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 매엽식 에칭 공정 (12) 이 실리콘 웨이퍼 표면을 에칭한 후, 실리콘 웨이퍼 이면을 에칭하는 공정인, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.The single wafer etching process (12) is a process of etching a silicon wafer back surface after etching the silicon wafer surface, The manufacturing method of a silicon wafer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 얻어지는 실리콘 웨이퍼 두께의 최대값과 최소값의 차이가 1㎛ 이하인, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.The manufacturing method of a silicon wafer whose difference between the maximum value and minimum value of the silicon wafer thickness obtained is 1 micrometer or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 매엽식 에칭 공정 (12) 과 연마 공정 (14) 의 사이에 실리콘 웨이퍼의 단면을 모따기하는 모따기 공정 (13) 을 추가로 포함하는, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.And a chamfering step (13) for chamfering the cross section of the silicon wafer between the single wafer etching step (12) and the polishing step (14). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 매엽식 에칭 공정 (12) 에 있어서의 처리 존은, 상기 실리콘 웨이퍼의 편면에서 5~75㎛ 인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.The process zone in the single wafer etching step (12) is 5-75 μm on one side of the silicon wafer, wherein the silicon wafer is produced.
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