MIPOX 하프 인치 웨이퍼의 에지 처리에 대해

반도체 제조의 비용 절감 및 생산 효율의 향상 등을 주요 목표로 대 구경화 일로를 걸어온 반도체용 기판 (실리콘 웨이퍼 등)이지만, 다른 한편으로 소량 생산 및 프로토 타입에 적합한 극 소경 치수 규격 웨이퍼 (하프 인치)를 이용한 공법이 있고, 그 존재감은 해마다 증가하고 있습니다. 이 용도 전용 생산 설비에도 주력 할 수있게되어, 최근 개최된 반도체 장비 · 재료 관련 전시회에서도 주목했습니다.

하프 인치 웨이퍼를 사용하는 이유는 "반도체 제조에 필요한 유틸리티 비용 (클린 환경의 유지 등)의 저감」 「시작시의 처리 비용 혜택」 「설비 투자가 매우 적어 끝나, 동종 업계에 신규 진입을 용이하게 활성화시키는 '등 많은 있다고 알려져 있습니다.
다방면에서 기대되는 하프 인치 웨이퍼이지만, 한편으로 그 장점을 최대한 활용하는 데 보여 온 과제 (문제점)도 확인되고 있습니다. 해결 수단의 하나로서 Mipox 연마 필름 방식에 의한 에지 가공 기술이 적용되는 사례가 증가하고 있기 때문에 그 부분을 3 점 소개합니다.

(1) 미리 박막화 된 하프 인치 웨이퍼의 파손 방지
하프 인치 웨이퍼 직경 (면적)이 작기 때문에 그 과정에서 발생하는 변형의 영향이나 핸들링시 파손 위험이 낮은 것으로 되어 있습니다. 일반 규격의 웨이퍼를 이용하는 경우에 필수적인 후속 공정 (백 그라인드 · BG)을 의식 할 필요성이 낮고, 미리 박화된 웨이퍼를 전 공정에 투입하는 방법 (구상)이 주류를 이루고 있습니다. 따라서 BG시의 가장자리 트리밍 처리 등이 불필요 해지는 한편, 박막화 된 웨이퍼에 R 모따기 에지 미러 처리를 실시해야하므로 기계적인 부하를 최대한 피하고 상응 제거 효율과 표면 거칠기 저감을 양립시켜야한다 난이도가 높은 에지 가공이 요구됩니다. 단결정 실리콘은 물론, 취성 파괴하기 쉬운 GaAs 등의 웨이퍼에 대해 특히 높은 효과를 얻을 수 있습니다. 또한 현재 유통되고있는 하프 인치 웨이퍼는 다른 규격 웨이퍼에서 도려내 (잘라)하여 제조되는 것도 많습니다만, 가장자리에 깊게 새겨진 절단 흉터 제거 모따기 미러링이 필요 되므로 위의 내용처럼 가장자리의 관리가 중요합니다.

(2) 스핀 코팅 (포토 레지스트 도포 공정)의 가장자리 크라운 방지 

하프 인치 웨이퍼 직경 치수가 작은 것이 화가 되어 스핀 과정시 필요한 원심력을 못 번다 (벌기 어려운)라는 단점을 가지고 있습니다. 특히 문제가 되는 것이 많은 프로세스가 "포토 레지스트 도포 공정」이며, 하프 인치 웨이퍼 가장자리 부근에 볼록이 고조된 부분 (가장자리 크라운)이 발생하기 쉬운 것이 일반적입니다. 이 현상은 가뜩이나 작은 한정된 이 웨이퍼의 유효 면적을 더욱 좁혀 버리는 것이되므로 용도 및 상태에 따라 치명적인 문제입니다. 해결하는 수단 으로서는 웨이퍼 표면과 가장자리를 연결하는 부분의 곡률을 선형으로 변화시키고 둥근 모서리 형상화기와 미러링이 활성화 (포토 레지스트를 흐르기 쉽게하는)이며, Mipox 연마 필름 식 에지 연마 가공의 장점을 크게 발휘할 수있는 공정의 하나가 되고 있습니다.


(3) 에지 클리닝 공정으로의 활용
하프 인치 웨이퍼뿐만 아니라 일반 규격 (2 ~ 12 인치 등)에 대해서도 웨이퍼의 외주부 (가장자리) 및 그 주변은 에칭 공정 등으로 생긴 균열이나 성막 도금 등의 각 공정에 묻은 잔여 물이 남기 쉬운 (세척하기 어려운) 부분이며, 따라서 후 공정에 다양한 문제를 일으킵니다. 하프 인치 웨이퍼 외주부와 코어부 (웨이퍼 중심)가 너무 가깝기 때문에, 전술의 영향을 직접적으로 받기 쉬운 상태에 있습니다. 그 영향을 경감시키기 위해서는 미리 가장자리를 미러링시켜 잔류물이 부착하기 어렵게하는 방법과 붙어 버린 찌꺼기를 웨이퍼에 부하를 최대한주지 않고 제거하는 클리닝 처리의 두 가지가 주류이며 어느 방법도 Mipox 연마 필름식 에지 연마로 대응하는 것이 가능합니다 (②에서 소개 한 포토 레지스트 도포 공정에서 생긴 (뿌리 칠 수 없었다) 잔류 물 제거에도 효과적입니다).

다양한 용도로 응용 가능한 'Mipox 연마 필름식 에지 연마 과정'을 활용 해 주시면 감사하겠습니다.