KR20000059614A - 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 연마 슬러그(double side polished slug)와 양면 연마 웨이퍼(double side polished wafer)의 산소농도 값이 사용되어 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성(correlation)이 유지될 수 있는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법은 다음과 같다. 제 1 단계에서는 잉곳(ingot)으로부터 양면 연마 슬러그와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼를 취출하고, 제 2 단계에서는 상기 취출된 양면 연마 슬러그의 산소농도를 측정한다. 이후, 제 3 단계에서는 상기 제 2 단계에서 측정된 양면 연마 슬러그의 산소농도 값을 실제 산소농도 값으로 결정한다. 그리고, 제 4 단계에서는 상기 제 1 단계에서 취출된 양면 연마 웨이퍼로부터 웨이퍼의 산소농도를 측정하고, 제 5 단계에서는 상기 제 4 단계에서 측정된 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값을 웨이퍼의 산소농도 값 즉 상관식을 설정한다. 그후, 제 6 단계에서는 상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값이 필요 범위인가를 확인하는 품질보증을 수행한다.

Description

300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법{Optimal oxygen conecentration measuring method with correlation between 300mm semiconductor wafer measuring apparatus}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 산소농도 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 300㎜ 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성(correlation)이 유지될 수 있는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에 있어서 반도체 웨이퍼의 산소농도(oxygen concentration)는 매우 중요한 요소로서 관리되고 있다. 따라서, 반도체 제조공정에서 산소농도는 특별 관리되고 있고, 현재 반도체 제조공정중 반도체 웨이퍼에서의 산소농도는 낮추어지고 있는 추세이다.

한편, 반도체 제조공정에서의 반도체 웨이퍼 산소농도 측정방법은 여러 방법이 제공되고 있지만, 이중 FT-IR(Fourier Transform Infrared) 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기 FT-IR 방법에서는 특정 파장의 흡수율을 이용하여 산소농도의 정량분석을 수행하기 때문에, 시료 웨이퍼(sample wafer) 투과시 시료 웨이퍼의 두께, 시료 웨이퍼 표면의 광도(brightness) 등에 의해 측정값, 예를 들면 산소농도의 값이 영향을 받게 된다.

그리고, 대부분의 반도체 웨이퍼 산소농도 측정장치에서는 시료 웨이퍼의 두께 보정을 위해 소프트웨어 프로그램상에서 보상치를 보상할 수 있는 필드(field)를 별도로 설정하고 있지만, 시료 웨이퍼 표면 광도에 의한 산소농도 측정값의 변동은 고려되지 않고 있다.

따라서, 반도체 웨이퍼 제조업체에서는 300㎜ 반도체 웨이퍼의 산소농도의 품질을 보증하기 위해 각각 다른 방법을 채택하여 사용하고 있다. 상기 제조업체가 사용하고 있는 일반적인 산소농도 측정방법으로는 양면 연마 슬러그(double side polished slug)가 사용되고, 이러한 슬러그 사용 방법은 잉곳(ingot) 상태에서 1차 보증을 수행한다. 상기 1차 보증은 2cm의 슬러그에서 산소농도 측정하여 기준치의 산소농도인가의 여부를 확인하는 과정이다.

그리고, 반도체 웨이퍼의 제조완료 후 단면 연마 웨이퍼(single side polished wafer)에서 직접 산소농도가 측정되거나, 직접 측정이 없이 계산방법에 의해 산소농도가 측정된다.

상기한 바와 같은 300㎜ 반도체 웨이퍼 산소농도 측정장치에서는 측정하고자 하는 시료 웨이퍼의 준비 등 산소농도의 품질을 보증하는 방법에는 어려움이 없었으나 측정장치간의 상관성(correlation)을 고려한 시료 웨이퍼를 준비하여 측정하는 방법이 없었다. 따라서, 측정장치간에 웨이퍼 산소농도의 상관성을 유지할 수 있는 시료 웨이퍼를 준비하여 측정하는 방법이 필요하게 되었다.

그리고, 일반적으로 산소농도 상관성(oxygen concentration correlation)에 사용되는 방법에서는 단면 연마 웨이퍼를 사용하지만, 상기 방법에서는 웨이퍼 표면의 광도(brightness)를 고려하지 않고 있다. 따라서, 웨이퍼의 품질에 문제가 발생할 경우에는 웨이퍼 제조업체와 소자 제조업체 측정장치간의 상관성에 문제가 있어 웨이퍼의 산소농도 값이 각각의 장치와 상관성을 갖지 않는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 양면 연마 슬러그(double side polished slug)와 양면 연마 웨이퍼(double side polished wafer)의 산소농도 값이 사용되어 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성(correlation)이 유지될 수 있는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 300㎜ 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 위한 최적 산소농도 측정을 위하여 양면 연마 슬러그(DSP slug; double side polished slug)와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼(DSP wafer; double side polished wafer)의 취출과정을 나타낸 도면,

도 2는 광 입사 파수(light incidence wavenumber)에 대한 시료 웨이퍼의 광 흡수율(rate of light absorbance)을 나타낸 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법의 동작흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 양면 연마 슬러그(double side polished slug)

11 : 양면 연마 웨이퍼(double side polished wafer)

12 : 잉곳(ingot)

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법은 다음과 같다. 제 1 단계에서는 잉곳으로부터 양면 연마 슬러그와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼를 취출하고, 제 2 단계에서는 상기 취출된 양면 연마 슬러그의 산소농도를 측정한다. 이후, 제 3 단계에서는 상기 제 2 단계에서 측정된 양면 연마 슬러그의 산소농도 값을 실제 산소농도 값으로 결정한다. 그리고, 제 4 단계에서는 상기 제 1 단계에서 취출된 양면 연마 웨이퍼로부터 웨이퍼의 산소농도를 측정하고, 제 5 단계에서는 상기 제 4 단계에서 측정된 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값을 웨이퍼의 산소농도 값 즉 상관식을 설정한다. 그후, 제 6 단계에서는 상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값이 필요 범위인가를 확인하는 품질보증을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 실제 산소농도를 가장 양호하게 나타내는 양면 연마 슬러그와, 웨이퍼 두께에 의한 영향을 용이하게 알 수 있는 양면 연마 웨이퍼가 사용되어 상관성을 갖는 웨이퍼의 산소농도 값이 설정됨으로써 각 제조업체 측정장치간의 상관성이 유지될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 300㎜ 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 위한 최적 산소농도 측정을 위하여 양면 연마 슬러그(DSP slug; double side polished slug)와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼(DSP wafer; double side polished wafer)의 취출과정을 나타낸 도면이다. 동 도면에 있어서, 도면중 참조부호 10은 양면 연마 슬러그, 11은 양면 연마 웨이퍼, 12는 잉곳(ingot)이다.

상기한 바와 같이, 300㎜ 웨이퍼의 산소농도 측정을 위한 필요 범위(range)의 시료 웨이퍼(sample wafer)로서 상기 잉곳(12)으로부터 양면 연마 슬러그(10)와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼(11)가 취출되고, 상기 양면 연마 슬러그(10)와 양면 연마 웨이퍼(11)는 상기 잉곳(12)내에서 상호 인접된 위치로부터 취출된다. 이와 같이, 각 시료가 인접된 위치에서 취출되면, 각 시료간의 실제 산소농도 값의 변동이 최소화된다.

도 2는 광 입사 파수(light incidence wavenumber)에 대한 시료 웨이퍼의 광 흡수율(rate of light absorbance)을 나타낸 그래프이다. 동 그래프에 있어서, 저광 에칭 웨이퍼(low gloss etched wafer)는 광 흡수율이 높고 입사되는 광 파수에 대해 안정성이 없이 파수의 증가에 따라 광 흡수율이 감소되는 문제점을 갖고 있다. 그러나, 상기 저광 에칭 웨이퍼는 소정 파수에 대해 광 흡수율의 급격한 감소를 나타내어 광 파수에 대한 광 흡수율이 검출된다.

또한, 고광 에칭 웨이퍼(high gloss etched wafer)는 광 흡수율은 낮지만 광 파수에 대해 안정성 또한 없이 파수의 증가에 따라 광 흡수율이 감소되는 문제점을 갖고 있다. 그러나, 상기 고광 에칭 웨이퍼는 소정 파수에 대해 광 흡수율의 급격한 증가를 나타내어 광 파수에 대한 광 흡수율이 검출된다.

그리고, 본 발명에 사용된 양면 연마 슬러그는 광 흡수율이 낮고 광 파수에 대한 안정성 또한 우수하다. 또한, 상기 양면 연마 슬러그는 소정 파수에 대한 광 흡수율의 급격한 증가를 나타내어 광 파수에 대한 광 흡수율이 검출된다.

한편, 일반적으로 산소농도 상관성(oxygen concentration correlation)에 사용되는 방법에서는 단면 연마 웨이퍼(single side polished wafer)를 사용하지만, 상기 방법에서는 웨이퍼 표면의 광도(brightness)를 고려하지 않고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서는 실제 산소농도를 가장 양호하게 나타내는 양면 연마 슬러그와, 웨이퍼 두께에 의한 영향을 용이하게 알 수 있는 양면 연마 웨이퍼를 사용하여 상관성을 갖는 웨이퍼의 산소농도 값, 즉 상관식(correlation equation)을 설정하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법의 동작흐름도이다. 먼저, 단계 S1에서는 잉곳으로부터 양면 연마 슬러그와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼를 취출하고, 단계 S2에서는 상기 취출된 양면 연마 슬러그의 산소농도를 측정한다.

이후, 단계 S3에서는 상기 단계 S2에서 측정된 양면 연마 슬러그의 산소농도 값을 실제 산소농도 값으로 결정한다. 그리고, 단계 S4에서는 상기 단계 S1에서 취출된 양면 연마 웨이퍼로부터 웨이퍼의 산소농도를 측정하고, 단계 S5에서는 상기 단계 S4에서 측정된 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값을 웨이퍼의 산소농도 값 즉 상관식을 설정한다.

그후, 단계 S6에서는 상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값이 필요 범위인가를 확인하는 품질보증을 수행한다.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본원의 요지와 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법에 의하면, 양면 연마 슬러그와 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값이 사용되어 상관성을 갖는 웨이퍼의 산소농도 값이 설정됨으로써 각 제조업체 측정장치간의 상관성이 유지될 수 있다.

Claims (3)

1. 잉곳으로부터 양면 연마 슬러그와 이 슬러그에서 가장 가까운 위치의 양면 연마 웨이퍼를 취출하는 단계와;

   상기 양면 연마 슬러그의 산소농도를 측정하는 단계;

   상기 양면 연마 슬러그의 산소농도 값을 실제 산소농도 값으로 결정하는 단계;

   상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도를 측정하는 단계;

   상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값을 웨이퍼의 산소농도 값을 설정하는 단계 및;

   상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값이 필요 범위인가를 확인하는 품질보증을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 양면 연마 슬러그와 상기 양면 연마 웨이퍼가 상기 잉곳내에서 상호 인접된 위치로부터 취출되는 것을 특징으로 하는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 양면 연마 웨이퍼의 산소농도 값은 상관식(correlation equation)으로 설정되는 것을 특징으로 하는 300 미리 반도체 웨이퍼 측정장치간 상관성을 갖는 최적 산소농도 측정방법.