KR20240120382A - Temperature calibration method of epitaxial growth device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에피택셜 성장장치의 에피택셜 웨이퍼에 대한 장비간 품질 차이를 극복하기 위해 장비간 온도 편차를 균일하게 보정할 수 있도록 구성한 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에피택셜 성장장치의 온도 보정시, 상기 에피택셜 성장장치의 온도에 따른 웨이퍼의 헤이즈(Haze)를 측정하여 웨이퍼의 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하고, 이후 에피택셜 성장장치를 통해 열 처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정하며, 측정된 헤이즈 값이 상기 상관 관계식에 따른 온도 값과 일치하는지 여부를 판단한 후, 불일치 시 상기 상관 관계식에 따른 온도 값으로 상기 에피택셜 성장장치의 열처리 온도를 보정하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature correction method of an epitaxial growth device configured to uniformly correct temperature differences between devices in order to overcome quality differences between devices for epitaxial wafers of the epitaxial growth device. More specifically, the present invention relates to a method of correcting the temperature of an epitaxial growth device, When correcting the temperature of the epitaxial growth device, the haze of the wafer according to the temperature of the epitaxial growth device is measured to obtain the correlation between the temperature and haze of the wafer, and then the wafer heat-treated through the epitaxial growth device is After measuring the haze and determining whether the measured haze value matches the temperature value according to the correlation equation, if it does not match, the heat treatment temperature of the epitaxial growth device is corrected with the temperature value according to the correlation equation. This relates to a temperature correction method for an epitaxial growth device.
Description
본 발명은 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 관한 것으로서, 특히, 에피택셜 성장장치의 에피택셜 웨이퍼에 대한 장비간 품질 차이를 극복하기 위해 장비간 온도 편차를 균일하게 보정할 수 있도록 구성한 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting the temperature of an epitaxial growth device, and in particular, to an epitaxial growth device configured to uniformly correct temperature differences between devices in order to overcome quality differences between devices for epitaxial wafers of the epitaxial growth device. It relates to a method of temperature compensation of the device.
도 1은 기존 온도 보정 절차를 나타낸 도면이며, 공지의 기술이므로 간략히 설명하도록 한다.Figure 1 is a diagram showing an existing temperature correction procedure, and since it is a known technology, it will be briefly described.
'PM(Preliminary Maintenance)'은 예비 정비로 이해할 수 있다. PM 이후 파이로미터(Pyrometer)를 이용하여 에피택셜 성장장치 챔버 내부의 온도를 측정하고, 온도 보정(Temperature Calibration)이 필요하다면 온도 보정을 실시한다.‘PM (Preliminary Maintenance)’ can be understood as preliminary maintenance. After PM, measure the temperature inside the epitaxial growth device chamber using a pyrometer, and perform temperature calibration if necessary.
'Conditioning'에서는 쿼츠와 SiC 파트들이 함유하고 있는 수분이나 유기물 등을 배출하도록 함으로써, 챔버내의 오염원을 감소시키는 역할을 한다. 또한 열에 의한 내부 파트들의 변형에 의해 파이로미터가 부정확한 온도를 읽지 않도록 안정화하는 역할을 동시에 수행한다.'Conditioning' serves to reduce contaminants in the chamber by discharging moisture and organic substances contained in the quartz and SiC parts. It also plays a role in stabilizing the pyrometer from reading inaccurate temperatures due to deformation of internal parts due to heat.
'2차 검증'은 앞선 conditioning으로 인해 열변형이 발생된 쿼츠, SiC 파트들이 정위치되어 있는지 다시 확인하고 필요시 보정을 한다. 이후 파이로미터로 온도를 다시 한번 보정한다.'Second verification' re-checks whether quartz and SiC parts that have experienced thermal deformation due to previous conditioning are in the correct position and makes corrections if necessary. Afterwards, the temperature is calibrated again with a pyrometer.
이후 한 번 더 'Conditioning'과정을 거쳐 양산 과정에 들어간다.Afterwards, it goes through one more ‘conditioning’ process before entering the mass production process.
이와 같은 종래의 온도 보정 절차는 에피택셜 성장장치의 각 챔버가 가지는 열특성이나 열용량을 고려하지 않고, 동일한 파워, 예컨데 90㎾에서 동일한 온도를 인식하도록 방사율을 조정하는 방식으로 진행되었다. 이와 같이 방사율을 조정함으로써, 동일한 레시피를 사용할 경우 동일한 파워가 주입되지만, 챔버의 열특성은 고려하지 않고 주입되는 인자만 동일하게 유지되는 방식이므로 품질 특성에서는 차이를 유발하게 된다. 특히나, 웨이퍼의 엣지 영역이 온도에 매우 민감하므로 엣지 영역의 평탄도 품질차이 문제가 발생한다.This conventional temperature correction procedure was conducted by adjusting the emissivity to recognize the same temperature at the same power, for example, 90 kW, without considering the thermal characteristics or heat capacity of each chamber of the epitaxial growth device. By adjusting the emissivity in this way, the same power is injected when using the same recipe, but the thermal characteristics of the chamber are not considered and only the injected factor is maintained the same, resulting in differences in quality characteristics. In particular, since the edge area of the wafer is very sensitive to temperature, there is a problem of quality difference in flatness of the edge area.
이전의 헤이즈(Haze)를 이용한 온도 매칭은 실제 에피택셜 성장을 수행한 후에 헤이즈를 측정하였다. 헤이즈의 측정은 실리콘의 성장과 결정면에 의한 테라스 구조의 측정으로써, 테라스 구조에 영향을 주는 경우 헤이즈의 측정값에 영향을 줄 수 있다. 실제 평가에서 헤이즈와 온도의 상관성, 이후 품질과의 관계에서 특이한 경우가 많이 발생하였으며, 특히 헤이즈를 이용한 온도 매칭에 문제가 발생하였다. In the previous temperature matching using haze, haze was measured after actual epitaxial growth was performed. Haze measurement is a measurement of the terrace structure due to the growth of silicon and crystal planes, and if the terrace structure is affected, the haze measurement value can be affected. In actual evaluation, many unusual cases occurred in the relationship between haze and temperature and subsequent quality, and in particular, problems arose in temperature matching using haze.
또한, 챔버 내부 쿼츠들에 의한 국부적인 에피택셜 성장의 차이가 발생하였고, 이로 인한 헤이즈 값의 변동이 발생하였다.In addition, differences in local epitaxial growth occurred due to the quartz inside the chamber, resulting in changes in haze value.
한편, 헤이즈는 기판(Substrate)의 절단 각도(off angle)에 영향을 많이 받으며, 가공장비에 의한 산포가 발생한다. 실제 에피택셜 성장을 진행하는 경우 동일한 기판(웨이퍼)을 획득하는데 어려움이 발생하고, 사전 확인이 불가능하다는 문제점이 있다.Meanwhile, haze is greatly affected by the off angle of the substrate and is dispersed by processing equipment. When actually performing epitaxial growth, there are problems in obtaining the same substrate (wafer) and that prior confirmation is impossible.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 에피택셜 성장장치의 장비간 온도 편차 문제를 해결함으로써, 에피택셜 성장장치의 장비간 온도 편차 및 품질 산포 문제를 개선할 수 있도록 구성한 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 관한 것이다.The technical problem that the present invention aims to solve is temperature correction of the epitaxial growth device configured to improve the temperature difference and quality distribution problems between the equipment of the epitaxial growth device by solving the problem of temperature difference between the devices of the epitaxial growth device. It's about method.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법은, 에피택셜 성장장치의 온도 보정시, 상기 에피택셜 성장장치의 온도에 따른 웨이퍼의 헤이즈(Haze)를 측정하여 웨이퍼의 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하고, 이후 에피택셜 성장장치를 통해 열 처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정하며, 측정된 헤이즈 값이 상기 상관 관계식에 따른 온도 값과 일치하는지 여부를 판단한 후, 불일치 시 상기 상관 관계식에 따른 온도 값으로 상기 에피택셜 성장장치의 열처리 온도를 보정하는 것을 특징으로 한다.The temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention to solve the above technical problem is to measure the haze of the wafer according to the temperature of the epitaxial growth device when correcting the temperature of the epitaxial growth device. Obtain the correlation equation between temperature and haze, then measure the haze of the heat-treated wafer through an epitaxial growth device, determine whether the measured haze value matches the temperature value according to the correlation equation, and if it does not match, determine the correlation It is characterized by correcting the heat treatment temperature of the epitaxial growth device with a temperature value according to the relational equation.
또한, 동일한 절단 각도(Off angle)를 갖는 다수의 웨이퍼를 준비하는 제1 단계; 복수의 에피택셜 성장장치마다 상기 제1 단계를 통해 준비된 웨이퍼 복수 개를 넣고, 동일한 온도 조건에서 열처리 후 웨이퍼 각각의 헤이즈(Haze)를 측정하여 장비별 헤이즈 재현성을 평가하는 제2 단계; 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도와 상기 에피택셜 성장장치의 내부 측정 온도 상호 간에 편차가 없는 표준 에피택셜 성장장치를 준비하는 제3 단계; 상기 제2 단계를 통해 헤이즈 재현성이 확인되면, 상기 제1 단계를 통해 준비된 웨이퍼를 상기 제3 단계를 통해 준비된 상기 표준 에피택셜 성장장치에 넣은 후, 상기 표준 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도에 따른 헤이즈(Haze)를 측정하고, 상기 웨이퍼에 대한 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하는 제4 단계; 및 에피택셜 성장장치를 통해 에피택셜 웨이퍼 제조시, 처리된 웨이퍼에 대한 헤이즈를 측정하고, 측정된 헤이즈 값과 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도가 상기 제4 단계를 통해 구해진 상관 관계식 값과 일치하는지 여부를 판단하여, 불일치 시 상기 상관 관계식 값에 따라 상기 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도를 보정하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Additionally, a first step of preparing a plurality of wafers having the same off angle; A second step of placing a plurality of wafers prepared through the first step into each of a plurality of epitaxial growth devices and measuring the haze of each wafer after heat treatment under the same temperature conditions to evaluate haze reproducibility for each device; A third step of preparing a standard epitaxial growth device with no deviation between the internal set temperature of the epitaxial growth device and the internal measured temperature of the epitaxial growth device; When haze reproducibility is confirmed through the second step, the wafer prepared through the first step is placed into the standard epitaxial growth device prepared through the third step, and then grown according to the internal set temperature of the standard epitaxial growth device. A fourth step of measuring haze and obtaining a correlation between temperature and haze for the wafer; And when manufacturing an epitaxial wafer through an epitaxial growth device, the haze of the processed wafer is measured, and whether the measured haze value and the internal set temperature of the epitaxial growth device match the correlation value obtained through the fourth step. It is characterized by comprising a fifth step of determining whether or not there is a mismatch and correcting the internal set temperature of the epitaxial growth device according to the correlation value.
이때, 상기 제4 단계에서, 상기 표준 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도는, 실제 운용되는 열처리 온도 범위 내에서 일정한 온도 간격으로 설정하여 헤이즈를 측정하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the fourth step, the internal set temperature of the standard epitaxial growth device is set at regular temperature intervals within the actual operating heat treatment temperature range to measure haze.
또한, 상기 설정 온도는 1,100 ~ 1,200℃ 범위 내에서 10℃ 간격으로 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the set temperature is set at intervals of 10°C within the range of 1,100 to 1,200°C.
한편, 전술한 방법으로 운용되는 에피택셜 성장장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, it is characterized by providing an epitaxial growth device operated by the above-described method.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.The above aspects of the present invention are only some of the preferred embodiments of the present invention, and various embodiments reflecting the technical features of the present invention will be described in detail by those skilled in the art. It can be derived and understood based on.
이상에서 설명한 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention described above, the following effects are achieved.
먼저, 레퍼런스 웨이퍼 즉, 기준 기판을 마련하여 온도별 헤이즈값을 정립하여 사용함으로써, 장비별 온도 편차 문제를 해소함은 물론, 장비간 품질 산포 문제를 개선할 수 있다.First, by preparing a reference wafer, that is, a standard substrate, and using it to establish haze values for each temperature, it is possible to not only solve the problem of temperature deviation for each equipment, but also improve the problem of quality distribution between equipment.
또한, 기준 기판은 에피택셜 성장을 하지 않으므로 재사용이 가능하며, 이로 인해 동일한 기판을 이용하여 전체 장비의 산포를 파악하고 제어할 수 있다.Additionally, since the reference substrate does not undergo epitaxial growth, it can be reused, making it possible to identify and control the distribution of the entire equipment using the same substrate.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 기존 온도 보정 절차를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 따른 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 온도 보정 절차를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 동일 온도 기준에서 헤이즈 값 반복성을 검증한 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 표준 에피택셜 성장장치의 헤이즈와 온도의 상관 관계식을 나타낸 그래프,
도 6은 도 5의 상관 관계식 그래프를 이용한 온도 보정 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 종래 대비 개선된 온도 보정 상태를 나타낸 도면.1 is a diagram showing the existing temperature correction procedure,
Figure 2 is a process diagram according to the temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention;
3 is a diagram showing the temperature correction procedure according to the present invention;
Figure 4 is a diagram showing the state in which haze value repeatability was verified at the same temperature standard according to the present invention;
Figure 5 is a graph showing the correlation between haze and temperature of the standard epitaxial growth device according to the present invention;
Figure 6 is a diagram showing the temperature correction state using the correlation graph of Figure 5;
Figure 7 is a diagram showing an improved temperature compensation state compared to the prior art according to the present invention.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시례를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples to specifically explain the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings to aid understanding of the invention.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니며, 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.In the drawings, sizes are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Additionally, the size of each component does not entirely reflect the actual size, and the same reference number indicates the same element throughout the drawing description.
도 2는 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법에 따른 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 온도 보정 절차를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a process diagram according to the temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention, and Figure 3 is a diagram showing the temperature correction procedure according to the present invention.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법을 설명하면 다음과 같으며, 에피택셜 성장장치 자체는 공지의 기술이므로 이에 대한 설명은 편의상 생략하도록 한다.First, the temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Since the epitaxial growth device itself is a known technology, its description will be omitted for convenience.
에피택셜 성장장치는 각각의 장치마다 사용 환경과 사용 기간에 따라 에피택셜 성장을 위한 챔버 내부의 온도 조성에 편차가 발생할 수 있다. 즉, 제어부를 통해 장치 내부의 온도를 예컨데, 1,120℃로 설정해도, 장치 내부의 실제 온도는 설정된 온도와 다를 수 있다. 이는 에피택셜 웨이퍼 성장에 영향을 줄 수 있으므로 이와 같은 온도 편차를 해소시켜 균일한 품질의 에피택셜 웨이퍼를 양산할 필요가 있다.The epitaxial growth device may have differences in the temperature composition inside the chamber for epitaxial growth depending on the usage environment and period of use for each device. That is, even if the temperature inside the device is set to, for example, 1,120°C through the control unit, the actual temperature inside the device may be different from the set temperature. Since this can affect the growth of epitaxial wafers, it is necessary to mass-produce epitaxial wafers of uniform quality by resolving such temperature differences.
이에 따라, 종래에는 단순히 파이로미터(Pyrometer)를 이용하여 챔버 내부의 온도를 측정하고, 이에 대한 온도 보정을 수행하였으나, 미세한 온도 차이에도 결과값에 영향을 받는 에피택셜 웨이퍼 양산에는 여전히 해결해야할 과제로 남아 있다.Accordingly, conventionally, the temperature inside the chamber was simply measured using a pyrometer and temperature compensation was performed for this, but there are still challenges to be solved in the mass production of epitaxial wafers, where the results are affected by even minute temperature differences. remains.
이를 해소하고자 본 발명인 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법은 에피택셜 성장장치의 온도 보정시, 에피택셜 성장장치의 온도에 따른 웨이퍼의 헤이즈(Haze)를 측정하여 웨이퍼의 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하고, 이후 에피택셜 성장장치를 통해 열처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정하며, 측정된 헤이즈 값이 상기 상관 관계식에 따른 온도 값과 일치하는지 여부를 판단한 후, 불일치 시 상기 상관 관계식에 따른 온도 값으로 에피택셜 성장장치의 열처리 온도를 보정한다.To solve this problem, the temperature correction method of the epitaxial growth device of the present invention measures the haze of the wafer according to the temperature of the epitaxial growth device when correcting the temperature of the epitaxial growth device, obtains the correlation between the temperature of the wafer and haze, and , Afterwards, the haze of the heat-treated wafer is measured through an epitaxial growth device, and after determining whether the measured haze value matches the temperature value according to the correlation equation, epitaxial growth is performed at the temperature value according to the correlation equation. Calibrate the heat treatment temperature of the device.
즉, 에피택셜 성장장치(이하, '챔버'라 함) 내부의 열처리 온도에 따라 열처리된 웨이퍼(기판)의 헤이즈는 다르게 나타나며, 온도와 헤이즈는 일정한 상관 관계식을 갖는다. 본 발명은 설정된 온도로 정확히 동작하는 표준 챔버를 통해 열처리(H2 bake)된 웨이퍼의 헤이즈 값을 측정하여 온도값과 헤이즈 값 사이의 상관 관계식을 구하고, 이후 표준 챔버를 포함하여 복수의 다른 챔버를 통해 열처리된 웨이퍼의 헤이즈 값을 측정하여 측정된 헤이즈 값이 상기 상관 관계식을 통해 도출된 값에 대응하는지 여부를 확인한 후 불일치 시 상기 상관 관계식에 따른 값으로 챔버 내부의 열처리 온도를 보정하는 것이다.That is, the haze of the heat-treated wafer (substrate) appears differently depending on the heat treatment temperature inside the epitaxial growth device (hereinafter referred to as 'chamber'), and the temperature and haze have a certain correlation. The present invention measures the haze value of a heat-treated (H2 bake) wafer through a standard chamber that operates accurately at a set temperature to obtain a correlation between the temperature value and the haze value, and then through a plurality of other chambers including the standard chamber. The haze value of the heat-treated wafer is measured to check whether the measured haze value corresponds to the value derived through the correlation equation. If there is a discrepancy, the heat treatment temperature inside the chamber is corrected to the value according to the correlation equation.
이를 위해 본 발명은 제1 단계(S10) ~ 제5 단계(S50)로 구성될 수 있다.To this end, the present invention may be comprised of a first step (S10) to a fifth step (S50).
제1 단계(S10)는 동일한 절단 각도(Off angle)를 갖는 다수의 웨이퍼를 준비하는 단계이다. 잉곳을 낱장의 웨이퍼로 절단시, 절단 각도에 따라 헤이즈 값은 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 동일한 절단 각도, 예컨데 0.10 ~ 0.65(Off angle range)의 절단 각도를 가질 수 있다.The first step (S10) is a step of preparing multiple wafers having the same cutting angle (off angle). When cutting an ingot into a single wafer, the haze value may vary depending on the cutting angle. Therefore, it may have the same cutting angle, for example, a cutting angle of 0.10 to 0.65 (off angle range).
잉곳은 수요자의 요구에 따라 절단 각도를 다르게 설정하여 절단할 수 있으므로, 동일한 절단 각도를 갖는 웨이퍼를 사용하는 것이 중요하다.Since ingots can be cut by setting different cutting angles depending on the needs of the consumer, it is important to use wafers with the same cutting angle.
제2 단계(S20)는 복수의 챔버마다 제1 단계(S)를 통해 준비된 웨이퍼를 복수 개씩 넣고, 동일한 온도 조건에서 열처리 후 웨이퍼 각각의 헤이즈(Haze)를 측정하여 챔버별 헤이즈 재현성을 평가하는 단계이다.The second step (S20) is a step of placing a plurality of wafers prepared through the first step (S) into each of a plurality of chambers, measuring the haze of each wafer after heat treatment under the same temperature conditions, and evaluating haze reproducibility for each chamber. am.
도 4는 본 발명에 따른 동일 온도 기준에서 헤이즈 값 반복성을 검증한 상태를 나타낸 도면으로, 네 개의 챔버에 각각 6개(또는 한 개씩 6번)의 웨이퍼를 넣고 네 개의 챔버 모두 동일한 온도, 예컨데 수소 베이크(H2 Bake) 1,120℃, 150s~200s로 설정한 후 열처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정한 결과 값이다.Figure 4 is a diagram showing a state in which haze value repeatability was verified under the same temperature standard according to the present invention. Six wafers (or one each six times) were placed in four chambers, and all four chambers were heated at the same temperature, such as hydrogen. This is the result of measuring the haze of a heat-treated wafer after setting the bake (H2 Bake) to 1,120°C, 150s to 200s.
도 4를 참조하면, 챔버마다 동일한 열처리 온도와 시간으로 설정해도 헤이즈 값은 다르게 나타남을 알 수 있다. 그러나, 각각의 챔버마다 헤이즈 값은 거의 유사하게 나타나므로, 이를 통해 헤이즈 재현성을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that even if the same heat treatment temperature and time are set for each chamber, the haze value appears different. However, since the haze value for each chamber is almost similar, haze reproducibility can be confirmed through this.
제3 단계(S30)는 챔버의 내부 설정 온도와 챔버의 내부 측정 온도 상호 간에 편차가 없는 표준 에피택셜 성장장치, 즉 표준 챔버를 준비하는 단계이다. 이를 위해 온도 교정용 블랙 바디(Black Body)에 의해 교정된 파이로미터를 사용하여 표준 챔버를 세팅할 수 있다.The third step (S30) is a step of preparing a standard epitaxial growth device, that is, a standard chamber, in which there is no deviation between the internal set temperature of the chamber and the internal measured temperature of the chamber. For this purpose, a standard chamber can be set up using a pyrometer calibrated by a black body for temperature calibration.
제4 단계(S40)는 헤이즈 재현성을 확인 후 제1 단계(S10)를 통해 준비된 웨이퍼를 제3 단계(S30)를 통해 준비된 표준 챔버에 넣은 후, 표준 챔버 내부의 설정 온도를 달리하여 웨이퍼를 열처리하고 헤이즈 측정장비를 이용하여 열처리된 웨이퍼의 헤이즈 값을 측정한다.In the fourth step (S40), after confirming the haze reproducibility, the wafer prepared through the first step (S10) is placed into the standard chamber prepared through the third step (S30), and then the wafer is heat treated by varying the set temperature inside the standard chamber. and measure the haze value of the heat-treated wafer using a haze measurement device.
도 5는 본 발명에 따른 표준 에피택셜 성장장치의 헤이즈와 온도의 상관 관계식을 나타낸 그래프이다.Figure 5 is a graph showing the correlation between haze and temperature of the standard epitaxial growth device according to the present invention.
표준 챔버의 내부 설정 온도는 실제 운용되는 열처리 온도, 예컨데 1,100℃ ~ 1,200℃ 범위 내에서 일정한 온도 간격(일례로, 10℃ 간격)으로 설정할 수 있다.The internal set temperature of the standard chamber can be set at regular temperature intervals (for example, at 10°C intervals) within the actual operating heat treatment temperature, for example, 1,100°C to 1,200°C.
이와 같이 설정하여 열처리온도 별 헤이즈(Haze)를 측정하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 1,100℃에서는 'A'의 헤이즈 값을 갖고, 1,110℃에서는 'B'의 헤이즈 값을 가지며, 1,120℃에서는 'C'의 헤이즈 값을 갖고, 1,130℃에서는 'D'의 헤이즈 값을 가지며, 1,140℃에서는 'E'의 헤이즈 값을 갖고, 1,150℃에서는 'F'의 헤이즈 값을 갖는 것을 알 수 있다.(A ＜ B ＜ C ＜ D ＜ E ＜ F) 즉, 열처리온도와 헤이즈 값은 비례되는 상관 관계를 가지며, 이를 통해 상관 관계식을 도출할 수 있다.When setting like this and measuring the haze for each heat treatment temperature, as shown in Figure 5, at 1,100°C, it has a haze value of 'A', at 1,110°C it has a haze value of 'B', and at 1,120°C. It can be seen that it has a haze value of 'C', a haze value of 'D' at 1,130℃, a haze value of 'E' at 1,140℃, and a haze value of 'F' at 1,150℃. ( A < B < C < D < E < F) In other words, the heat treatment temperature and the haze value have a proportional correlation, through which a correlation equation can be derived.
한편, 헤이즈 값은 일정한 범위 예컨데, 0.1ppm ~ 1.1ppm으로 나타날 수 있다. 또한, 제4 단계(S40)에서 사용되는 웨이퍼는 실제 에피택셜 성장을 진행하지 않고, 열처리만 진행되므로 재사용 가능한 기준 기판으로 사용할 수 있다.Meanwhile, the haze value may appear within a certain range, for example, 0.1 ppm to 1.1 ppm. In addition, the wafer used in the fourth step (S40) does not undergo actual epitaxial growth and only undergoes heat treatment, so it can be used as a reusable reference substrate.
제5 단계(S50)는 에피택셜 웨이퍼를 제조하기 위한 복수의 챔버 운용시, 각각의 챔버에서 열처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정하고, 측정된 헤이즈 값과 챔버의 내부 설정 온도가 제4 단계(S40)를 통해 구해진 상관 관계식의 값과 일치하는지 여부를 판단하여, 불일치 시 상기 상관 관계식 값에 따라 챔버의 내부 설정 온도를 보정하는 단계이다.In the fifth step (S50), when operating a plurality of chambers for manufacturing an epitaxial wafer, the haze of the heat-treated wafer in each chamber is measured, and the measured haze value and the internal set temperature of the chamber are calculated in the fourth step (S40). This is the step of determining whether it matches the value of the correlation equation obtained through and, if it does not match, correcting the internal set temperature of the chamber according to the correlation equation value.
도 6은 도 5의 상관 관계식 그래프를 이용한 온도 보정 상태를 나타낸 도면으로, 이에 대한 실시례를 설명하도록 한다.(a ＜ b ＜ c ＜ d ＜ e ＜ f)FIG. 6 is a diagram showing the temperature correction state using the correlation graph of FIG. 5, and an example thereof will be described (a < b < c < d < e < f).
만약 'A'챔버에서 1,120℃로 열처리한 웨이퍼의 헤이즈를 측정하여 'a'라는 수치의 헤이즈 값을 얻었다면, 이를 도 5의 상관 관계 그래프 값과 비교한다. 즉, 1,120℃로 열처리한 웨이퍼의 헤이즈 값은 'c'값을 가져야 한다. 이는 'A'챔버의 열처리 온도는 1,120℃로 설정하였으나, 실제 챔버 내부의 온도는 1,100℃로 낮게 조성된 것을 의미할 수 있다. 따라서, 이후의 열처리부터는 챔버 내부의 온도를 20℃ 상향 조정하여 웨이퍼를 열처리한 후 다시 열처리된 웨이퍼의 헤이즈 값을 측정하면 노란색 점과 같이 보정된 헤이즈 값을 갖는 것을 알 수 있다.If the haze value of 'a' is obtained by measuring the haze of the wafer heat-treated at 1,120°C in the 'A' chamber, this is compared with the correlation graph value in FIG. 5. In other words, the haze value of a wafer heat-treated at 1,120°C must have a 'c' value. This may mean that the heat treatment temperature of the 'A' chamber was set at 1,120°C, but the actual temperature inside the chamber was set as low as 1,100°C. Therefore, from the subsequent heat treatment, the temperature inside the chamber is adjusted upward by 20°C to heat treat the wafer, and then when the haze value of the heat treated wafer is measured again, it can be seen that it has a corrected haze value as shown in the yellow dot.
또한, 'B'챔버에서 1,120℃로 열처리한 웨이퍼의 헤이즈를 측정하여 'c'와 'd'사이의 헤이즈 값을 얻었다면, 이 역시 도 5의 상관 관계 그래프 값과 비교한다. 즉, 1,120℃로 열처리한 웨이퍼의 헤이즈 값은 'c'값을 가져야 한다. 이는 'B'챔버의 열처리 온도는 1,120℃로 설정하였으나, 실제 챔버 내부의 온도는 1,130℃로 높게 조성된 것을 의미할 수 있다. 따라서, 이후의 열처리부터는 챔버 내부의 온도를 10℃ 하향 조정하여 웨이퍼를 열처리한 후 다시 열처리된 웨이퍼의 헤이즈 값을 측정하면 빨강색 점과 같이 보정된 헤이즈 값을 얻을 수 있다.Additionally, if the haze of the wafer heat-treated at 1,120°C in the 'B' chamber is measured and a haze value between 'c' and 'd' is obtained, this is also compared with the correlation graph value in FIG. 5. In other words, the haze value of a wafer heat-treated at 1,120°C must have a 'c' value. This may mean that the heat treatment temperature of the 'B' chamber was set at 1,120°C, but the actual temperature inside the chamber was set as high as 1,130°C. Therefore, from the subsequent heat treatment, the temperature inside the chamber is lowered by 10°C to heat treat the wafer, and then the haze value of the heat treated wafer is measured again to obtain a corrected haze value as shown in the red dot.
이와 같은 헤이즈 값을 통한 온도 보정 절차는 열처리시마다 매회 진행할 수 있다.This temperature correction procedure using the haze value can be performed every time heat treatment is performed.
도 7은 본 발명에 따른 종래 대비 개선된 온도 보정 상태를 나타낸 도면이며, 전술한 설명은 도 7로 나타낼 수 있다. 또한, 도면 상의 'Substrate'는 웨이퍼와 동일한 의미로 이해할 수 있다.Figure 7 is a diagram showing an improved temperature compensation state compared to the prior art according to the present invention, and the above description can be represented in Figure 7. Additionally, 'Substrate' in the drawing can be understood to have the same meaning as wafer.
즉, 본 발명은 서브스트레이트(Substrate)dml 실리콘 테라스(Si terrace) 구조를 이용한 헤이즈 값 조정(Haze Calibration) 방법을 도입한 것이며, 실리콘 테라스는 온도에 지배되므로 챔버의 열특성을 고려할 수 있다.That is, the present invention introduces a haze calibration method using a substrate silicon terrace structure, and since the silicon terrace is governed by temperature, the thermal characteristics of the chamber can be taken into consideration.
이상에서 설명한 에피택셜 웨이퍼 성장장치의 온도 보정 방법으로 운용되는 에피텍셜 성장장치를 제공함으로써, 레퍼런스 웨이퍼 즉, 기준 기판을 마련하여 온도별 헤이즈값을 정립하여 사용할 수 있으므로 장비별 온도 편차 문제를 해소함은 물론, 장비간 품질 산포 문제를 개선할 수 있으며, 상기 기준 기판은 에피택셜 성장을 하지 않으므로 재사용이 가능하고, 동일한 기판을 이용하여 전체 장비의 산포를 파악하고 제어할 수 있다.By providing an epitaxial growth device operated by the temperature compensation method of the epitaxial wafer growth device described above, a reference wafer, that is, a reference substrate, can be prepared and the haze value for each temperature can be established and used, thereby solving the problem of temperature deviation for each device. Of course, the problem of quality dispersion between equipment can be improved, and since the reference substrate does not undergo epitaxial growth, it can be reused, and the dispersion of the entire equipment can be identified and controlled using the same substrate.
이상에서 실시례들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시례에 포함되며, 반드시 하나의 실시례에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시례에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시례들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시례들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, etc. described in the examples above are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified and implemented in other embodiments by a person with ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
S10: 제1 단계
S20: 제2 단계
S30: 제3 단계
S40: 제4 단계
S50: 제5 단계S10: first stage S20: second stage
S30: Third stage S40: Fourth stage
S50: Stage 5
Claims (5)
상기 에피택셜 성장장치의 온도에 따른 웨이퍼의 헤이즈(Haze)를 측정하여 웨이퍼의 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하고,
이후 에피택셜 성장장치를 통해 열 처리된 웨이퍼의 헤이즈를 측정하며, 측정된 헤이즈 값이 상기 상관 관계식에 따른 온도 값과 일치하는지 여부를 판단한 후,
불일치 시 상기 상관 관계식에 따른 온도 값으로 상기 에피택셜 성장장치의 열처리 온도를 보정하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법.When correcting the temperature of the epitaxial growth device,
Measure the haze of the wafer according to the temperature of the epitaxial growth device to obtain the correlation between the temperature and haze of the wafer,
Afterwards, the haze of the heat-treated wafer is measured through an epitaxial growth device, and it is determined whether the measured haze value matches the temperature value according to the above correlation equation.
A method of correcting the temperature of an epitaxial growth device, characterized in that when there is a discrepancy, the heat treatment temperature of the epitaxial growth device is corrected with a temperature value according to the correlation equation.
복수의 에피택셜 성장장치마다 상기 제1 단계를 통해 준비된 웨이퍼 복수 개를 넣고, 동일한 온도 조건에서 열처리 후 웨이퍼 각각의 헤이즈(Haze)를 측정하여 장비별 헤이즈 재현성을 평가하는 제2 단계;
에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도와 상기 에피택셜 성장장치의 내부 측정 온도 상호 간에 편차가 없는 표준 에피택셜 성장장치를 준비하는 제3 단계;
상기 제2 단계를 통해 헤이즈 재현성이 확인되면, 상기 제1 단계를 통해 준비된 웨이퍼를 상기 제3 단계를 통해 준비된 상기 표준 에피택셜 성장장치에 넣은 후, 상기 표준 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도에 따른 헤이즈(Haze)를 측정하고, 상기 웨이퍼에 대한 온도와 헤이즈의 상관 관계식을 구하는 제4 단계; 및
에피택셜 성장장치를 통해 에피택셜 웨이퍼 제조시, 처리된 웨이퍼에 대한 헤이즈를 측정하고, 측정된 헤이즈 값과 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도가 상기 제4 단계를 통해 구해진 상관 관계식 값과 일치하는지 여부를 판단하여, 불일치 시 상기 상관 관계식 값에 따라 상기 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도를 보정하는 제5 단계를 포함하는 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법.A first step of preparing a plurality of wafers with the same off angle;
A second step of placing a plurality of wafers prepared through the first step into each of a plurality of epitaxial growth devices and measuring the haze of each wafer after heat treatment under the same temperature conditions to evaluate haze reproducibility for each device;
A third step of preparing a standard epitaxial growth device with no deviation between the internal set temperature of the epitaxial growth device and the internal measured temperature of the epitaxial growth device;
When haze reproducibility is confirmed through the second step, the wafer prepared through the first step is placed into the standard epitaxial growth device prepared through the third step, and then grown according to the internal set temperature of the standard epitaxial growth device. A fourth step of measuring haze and obtaining a correlation between temperature and haze for the wafer; and
When manufacturing an epitaxial wafer through an epitaxial growth device, the haze of the processed wafer is measured, and whether the measured haze value and the internal set temperature of the epitaxial growth device match the correlation value obtained through the fourth step. A temperature correction method for an epitaxial growth device comprising a fifth step of determining and correcting the internal set temperature of the epitaxial growth device according to the correlation value when there is a mismatch.
상기 제4 단계에서,
상기 표준 에피택셜 성장장치의 내부 설정 온도는, 실제 운용되는 열처리 온도 범위 내에서 일정한 온도 간격으로 설정하여 헤이즈를 측정하는 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법.According to clause 2,
In the fourth step,
A temperature correction method for an epitaxial growth device in which the internal set temperature of the standard epitaxial growth device is set at regular temperature intervals within the actual operating heat treatment temperature range to measure haze.
상기 설정 온도는 1,100 ~ 1,200℃ 범위 내에서 10℃ 간격으로 설정되는 에피택셜 성장장치의 온도 보정 방법.According to clause 3,
The temperature correction method of the epitaxial growth device in which the set temperature is set at 10°C intervals within the range of 1,100 to 1,200°C.
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