JPH01143223A - 半導体基板の表面処理方法 - Google Patents

半導体基板の表面処理方法

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JPH01143223A
JPH01143223A JP62300356A JP30035687A JPH01143223A JP H01143223 A JPH01143223 A JP H01143223A JP 62300356 A JP62300356 A JP 62300356A JP 30035687 A JP30035687 A JP 30035687A JP H01143223 A JPH01143223 A JP H01143223A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は半導体基板の表面の加工方法に係り、特に基
板裏面に汚染物質ゲッタリング用の機械的歪を形成する
ようにした半導体基板の表面処理方法に関する。
（従来の技術） 半導体素子の微細化が進むと共に素子製造工程における
種々の汚染による影響を低減することが極めて重要とな
ってくる。例えば、ＣｕやＦｅなどの重金属汚染は少数
キャリアのライフタイムを低下させ、トランジスタ特性
を変えたり、リーク電流を増加させたりする。また、Ｎ
ａ汚染は酸化膜中の可動イオンとなり、素子の動作を不
安定にする。
これらのプロセス汚染を清浄化する方法としていわゆる
ゲッタリングが良く知られている。このゲッタリングに
は製造プロセス中に行われる塩酸酸化やリンゲッタなど
があるが、他方、出発材料であるシリコン基板自体にも
ゲッタリング能力を持たせる技術がある。さらにこの基
板自体のゲッタリングには、基板内部の酸素析出物を利
用するイントリンシック・ゲッタリングや、基板裏面に
機械的歪を与えることによるバックサイドダメージ（以
下、ＢＳＤと称する）がある。
従来、上記ＢＳＤの形成方法としてサンドブラスト法が
ある。これはアルミナ微粒子を分散させた溶液をシリコ
ン基板の裏面に吹付けて機械的歪を形成するものである
。しかし、この方法は機械的に歪を形成させるには有効
であるが、半導体素子製造におけるシリコン基板に要求
される高清浄度ざに欠けるという問題がある。つまり、
アルミナ微粒子を分散させた溶液には極めて微旦ではあ
るが、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎ　ｉ、Ｃｕなどの金属不純物が存
在しており、これらが加工後に基板材料に表面汚染とし
て強固に付着残存することがイオン・マイクロアナライ
ザーなどの表面分析によりしばしば確認されている。ま
た、基板裏面は粗面に仕上げられており、微細な凹凸が
存在する表面状態にされているが、その凹凸面にアルミ
ナを含む溶液を吹付ｔプることにより、アルミナ微粒子
がめり込む状態で付着し、金属不純物の表面汚染と同様
に半導体素子の製造工程においてプロセス不良の原因を
招くという問題が発生する。
さらに、ウェハ基板の加エエ稈は清浄度管理の観点より
クリーンルームで行われることが一般化されているが、
サンドブラスト工程はアルミナ微粒子溶液を使用しかつ
高圧で吹付ける作業であるため、作業環境の清浄度維持
を著しく困難にしている。
（発明が解決しようとする問題点） 従来のようなサンドブラスト法によるＢＳＤの形成は高
清浄度さに欠けるという問題がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、清浄な機械的歪を基板裏面に形成す
ることができる半導体基板の表面処理方法を提供するこ
とにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） このＪ？明の半導体基板の表面処理方法は、超音波を純
水中を介して半導体基板の表面に伝播させることにより
上記基板の一方面にのみ機械的歪を形成するようにした
ことを特徴している。
（作用） この発明では、純水中を伝播する超音波が半導体基板の
裏面に当たることによりそこに機械的歪が形成され、こ
の歪がバックサイドダメージとして作用する。また、ｉ
仮には純水が接触するだけであり、従来のような重金属
やＮａ等の不純物が加工後に基板材料に表面汚染として
付着残存する恐れがない。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の方法を実施例により説
明する。
第１図はこの発明方法を実施するに当って使用される処
理装置の構成を示す正面図であり、第２図はその側面図
である。図において、１０は処理槽であり、この処理槽
１０は超純水１１で満たされるようになっている。上記
処理槽１０の底部には超音波振動子及び振動板からなる
超音波発生部１２が設けられており、ここで発生した超
音波は上記処理…１０内の超純水中１１に伝播されるよ
うになっている。
また、上記処理槽１０内には両面が鏡面加工された複数
枚のシリコン基板１３を垂直状態に収納したウェハキャ
リア１４が浸漬されるようになっている。
なお、このウェハキャリア１４の各基板間には仕切板１
５が設けられている。
上記処理槽１０内の下部には空気もしくは窒素などのガ
スを供給するためのガス供給管１Ｇが設けられている。
このガス供給管１６の途中には上記ウェハキャリア１４
に収納された各シリコン基板１３の各表面側に対向する
ように吐出ノズル１７が股【プられており、これら各ノ
ズル１７から各基板１３の表面にガスが噴出されるよう
になっている。また、処理槽１０の外部において上記ガ
ス供給管１６の途中にはガスフィルタ１８が設けられて
おり、供給ガスに含まれる微細粒子などが除去されるよ
うになっている。
さらに第２図に示すように、上記ウェハキャリア１４に
収納された各シリコン基板１３の外周面と接づるように
図中の矢印の方向に回転する２本の回転軸１９が設けら
れており、この回転軸１９の回転に伴い各基板１３が図
中の矢印の方向に回転されるようになっている。
このような構成の処理装置において、処理槽１０を超純
水１１で満たし、その中に複数枚のシリコン基板１３を
収納したウェハキャリア１４を浸漬させる。
そして、超音波発生部１２を動作させて超音波を発生さ
せ、かつガス供給管１６に所定のガスを供給して処理を
行なう。この場合、超音波出力は５０Ｗ〜５００Ｗの範
囲内で選択され、周波数は１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの
範囲内で選択される。このとぎ、ウェハキャリア１４に
収納された各シリコン基板１３の裏面では超純水中を伝
播する超音波により凹凸状の機械的歪が形成される。
他方、各ノズル１７から噴出されるガスにより各シリコ
ン基板１３のその表面で気泡が発生し、この気泡の存在
により表面における超音波が消滅させられる。また、ウ
ェハキャリア１４の各基板間には仕切板１５が設けられ
ているため、隣からの超音波の伝播はない。従って、基
板の各表面側には煎械的歪は形成されない。また、処理
中は２本の回り軸１９により各シリコン基板１３が回転
させられているので、裏面における機械的歪の形成及び
表面における気泡の回り込みがそれぞれ均一化される。
ここで上記処理装置を使用して、３８ＫＨｚの超音波を
超純水中に伝播させ、１５分間の処理を行なったところ
、各シリコン基板１３の裏面にのみ１Ｘ１０５　（個／
ｃｍ２　）程度の閤械的歪を形成づることができた。ま
た、超純水を使用しているため、裏面に付着している不
純物微粒子は直１子か５インチの基板で１枚当り５個以
下であり、また、ＣＵ、Ｆｅ、Ｎ　ｉ、　Ａｇなどの金
属汚染は２×１０５　（個／ｃｍ２）以下であり、橿め
て清浄であることがその後の分析結果で確認されている
。
第３図はこの発明方法を実施するに当って使用される処
理装置の他の構成を示す正面図である。
図において、２０は処理すべきシリコン基板２１を水平
状態で保持するウェハ台である。このウェハ台２０は回
転駆動部２２によって図示の方向に例えば毎分１００回
で回転されるようになっている。
さらに、上記ウェハ台２０の上方にはノズル２３が設け
られている。このノズル２３の内檗部には超音波撮動子
及び撮動板からなる超音波発生部２４が設けられている
。イして、上記ノズル２３の側壁には超純水を供給ザる
ための供給管２５が設けられており、この供給管２５を
介してノズル内部に超純水が供給されるようになってい
る。また上記ノズル２３はノズルスキャン駆動部２Ｇに
より図示の矢印方向に移動されるようになっている。
このような構成の処理装置において、ウェハ台２０上に
表面を下にし、裏面を上側した状態でシリコン基板２１
を水平状態で保持し、供給管２５からノズル２３に超純
水を供給すると共に超音波発生部２４を動作させ、超音
波を発生させて処理を行なう。
この場合、前記装置と同様に超音波の出力は５０Ｗ〜５
００Ｗの範囲内で選択され、周波数は３８ＫＨ２に選択
した。
超純水がノズル２３内に供給されることにより、超音波
発生部２４からの超音波が伝播する超音波がノズル２３
の先端から噴出され、ウェハ台２０上で回転している基
板２１の裏面に照射される。これにより第４図に示すよ
うに、基板２１では図中斜線を施した領域に超純水が照
射され、この領域には緘的歪が形成される。その後、基
板２１を第４図中の矢印ａの方向に回転しつつ、ノズル
スキャン駆動部２６によりノズル２３を図示の矢印すも
しくはＣの方向に移動させることによって基板２１の裏
面全面に順次、機械的歪を形成させる。
このような処理装置を使用した場合でも、シリコン基板
２１の裏面にのみ１Ｘ１０５　（個７ｃｍ２）程度のべ
械的歪を形成することかできた。しかち、超純水を使用
しているため、舶記装置を使用した場合と同程度に、裏
面に付着している不純物微粒子及び金属汚染を低減する
ことができた。
このように上記方法によれば、超純水中を伝播する超音
波を半導体基板の裏面に伝播させることにより機械的歪
を形成するようにしているので、従来のサンドブラスト
法による形成の場合に比べて清浄度を大幅に向上させる
ことができる。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の方法によれば、清？７Ｉ
な機械的歪を基板裏面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明方法を実施する際に使用される処理装
置の構成を示す正面図、第２図はその側面図、第３図は
この発明方法を実施する際に使用される他の処理装置の
構成を示す正面図、’Ａｓ４図は第３図の処理装置で処
理される基板を示す図である。 １０・・・処理槽、１１・・・超純水、１２・・・超音
波発生部、１３・・・シリコン基板、１４・・・ウェハ
キャリア、１５・・・仕切板、１６・・・ガス供給管、
１７・・・吐出ノズル、１８・・・ガスフィルタ、１９
・・・回転軸、２０・・・ウェハ台、２１・・・シリコ
ン基板、２２・・・回転駆動部、２３・・・ノズル、２
４・・・超音波発生部、２５・・・供給管、２６・・・
ノズルスキャン駆動部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 １１４３図 第　４　図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）超音波を純水中を介して半導体基板の表面に伝播
    させることにより上記基板の一方面にのみ機械的歪を形
    成するようにしたことを特徴する半導体基板の表面処理
    方法。
  2. （２）純水で満たされた容器内に前記基板を垂直に設置
    し、この容器の底部に超音波振動子及び振動板を設置し
    て上記純水中に超音波を伝播させることによって上記基
    板の一方面に機械的歪を形成し、他方面には底部からガ
    スを噴出させることによって超音波の伝播を阻止して機
    械的歪を形成しないようにした特許請求の範囲第１項に
    記載の半導体基板の表面処理方法。
  3. （３）前記機械的歪の形成時に前記基板を回転させるよ
    うにした特許請求の範囲第２項に記載の半導体基板の表
    面処理方法。
  4. （４）前記基板を回転台上に水平に設置し、内部に超音
    波振動子及び振動板が設置されたノズルから上記基板の
    表面に純水を噴射することによつて上記基板の一方面に
    機械的歪を形成するようにした特許請求の範囲第１項に
    記載の半導体基板の表面処理方法。
JP62300356A 1987-11-28 1987-11-28 半導体基板の表面処理方法 Granted JPH01143223A (ja)

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