JPH0235456B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0235456B2 JPH0235456B2 JP61013301A JP1330186A JPH0235456B2 JP H0235456 B2 JPH0235456 B2 JP H0235456B2 JP 61013301 A JP61013301 A JP 61013301A JP 1330186 A JP1330186 A JP 1330186A JP H0235456 B2 JPH0235456 B2 JP H0235456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- semiconductor
- groove
- single crystal
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P36/00—Gettering within semiconductor bodies
- H10P36/03—Gettering within semiconductor bodies within silicon bodies
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体単結晶ウエハーの製造にかか
り、特に薄状のウエハー形状に切断した半導体単
結晶ウエハーに存在する変形形状並びに当変形量
を制御すると共に該半導体単結晶ウエハー内に存
在する結晶欠陥量を減少させる方法に関するもの
である。集積回路等の半導体装置は一般に棒状半
導体単結晶を薄状に切断した半導体ウエハー表面
上に構成される。ここで該棒状半導体単結晶製造
の際には、半導体の導電型（Ｐ型又はＮ型）を決
める有効不純物を当半導体単結晶内に混入する
が、同時に不必要な不純物例えば、酸素、炭素原
子も、微量であるが混入する。更に該半導体基体
内には、製造段階に於ける熱応力歪、機械的損傷
歪み、及び半導体基体への不純物混入による半導
体単結晶不整合等に起因して生じる結晶欠陥、並
びにその後の工程にて発生する微小欠陥の源泉と
なる欠陥核が共に導入される。
り、特に薄状のウエハー形状に切断した半導体単
結晶ウエハーに存在する変形形状並びに当変形量
を制御すると共に該半導体単結晶ウエハー内に存
在する結晶欠陥量を減少させる方法に関するもの
である。集積回路等の半導体装置は一般に棒状半
導体単結晶を薄状に切断した半導体ウエハー表面
上に構成される。ここで該棒状半導体単結晶製造
の際には、半導体の導電型（Ｐ型又はＮ型）を決
める有効不純物を当半導体単結晶内に混入する
が、同時に不必要な不純物例えば、酸素、炭素原
子も、微量であるが混入する。更に該半導体基体
内には、製造段階に於ける熱応力歪、機械的損傷
歪み、及び半導体基体への不純物混入による半導
体単結晶不整合等に起因して生じる結晶欠陥、並
びにその後の工程にて発生する微小欠陥の源泉と
なる欠陥核が共に導入される。
前記導入された結晶欠陥並びに欠陥核は、次に
述べる上記棒状半導体単結晶を薄状に切断した半
導体ウエハー内にも残留し、該半導体ウエハー表
面に形成する半導体装置に有害な影響を与える。
述べる上記棒状半導体単結晶を薄状に切断した半
導体ウエハー内にも残留し、該半導体ウエハー表
面に形成する半導体装置に有害な影響を与える。
更に前記棒状半導体単結晶の薄状切断時にも、
該半導体ウエハーに機械的力が加わり、半導体ウ
エハー内に機械的損傷欠陥が導入されると共に、
当ウエハーの制御し難い微小形状変形が生じる。
これ等も同様に上記半導体装置に有害な影響を与
える。
該半導体ウエハーに機械的力が加わり、半導体ウ
エハー内に機械的損傷欠陥が導入されると共に、
当ウエハーの制御し難い微小形状変形が生じる。
これ等も同様に上記半導体装置に有害な影響を与
える。
前記結晶欠陥並びに半導体ウエハーの無制御な
形状変形の半導体装置への悪影響は、該半導体装
置の高密度集積化、半導体ウエハーの大型化と共
により増大する。即ち、半導体ウエハー表面の微
細加工技術を駆使し高密度集積化された半導体装
置の個々の半導体素子の特性は、該半導体表面の
結晶欠陥に敏感となり、劣化し易くなる。更に
は、大型化された半導体ウエハー表面の加工に於
いても、微細加工化と共にウエハーの微小形状変
形による悪影響は増加する。
形状変形の半導体装置への悪影響は、該半導体装
置の高密度集積化、半導体ウエハーの大型化と共
により増大する。即ち、半導体ウエハー表面の微
細加工技術を駆使し高密度集積化された半導体装
置の個々の半導体素子の特性は、該半導体表面の
結晶欠陥に敏感となり、劣化し易くなる。更に
は、大型化された半導体ウエハー表面の加工に於
いても、微細加工化と共にウエハーの微小形状変
形による悪影響は増加する。
そこでこれ等の問題を解決しようとする従来技
術には、半導体ウエハー裏面にレーザー照射をす
るか、他の種々の方法で当裏面に機械的損傷を与
え、これにより惹起する裏面結晶応力歪で以つて
該半導体ウエハー表面に存在する結晶欠陥を捕獲
する方法、又は、半導体ウエハー内に故意に欠陥
を導入し当欠陥で発生する応力場で以つて結晶欠
陥を捕獲する方法があり、半導体装置の製造にも
一部適用されている。更に該半導体ウエハーの形
状変形制御に関しては、ウエハー裏面に体積熱膨
張率を異にする物質を形成する方法、又は、上記
半導体ウエハー内への混入酸素原子量を制御し、
当ウエハー形状変形を制御する方法等が存在す
る。しかし現在のところ、何れの方法も上記半導
体ウエハー表面欠陥の減少と該ウエハー形状変形
の制御を同時に効果的に行える方法となつていな
い。
術には、半導体ウエハー裏面にレーザー照射をす
るか、他の種々の方法で当裏面に機械的損傷を与
え、これにより惹起する裏面結晶応力歪で以つて
該半導体ウエハー表面に存在する結晶欠陥を捕獲
する方法、又は、半導体ウエハー内に故意に欠陥
を導入し当欠陥で発生する応力場で以つて結晶欠
陥を捕獲する方法があり、半導体装置の製造にも
一部適用されている。更に該半導体ウエハーの形
状変形制御に関しては、ウエハー裏面に体積熱膨
張率を異にする物質を形成する方法、又は、上記
半導体ウエハー内への混入酸素原子量を制御し、
当ウエハー形状変形を制御する方法等が存在す
る。しかし現在のところ、何れの方法も上記半導
体ウエハー表面欠陥の減少と該ウエハー形状変形
の制御を同時に効果的に行える方法となつていな
い。
本発明は上記半導体ウエハー表面の欠陥減少と
形状変形の制御を同時に行うことができ、微細加
工技術を駆使した半導体装置の高密化に適合する
大型の半導体ウエハーの製造を提供するものであ
る。
形状変形の制御を同時に行うことができ、微細加
工技術を駆使した半導体装置の高密化に適合する
大型の半導体ウエハーの製造を提供するものであ
る。
このため本発明に於いては、該半導体ウエハー
裏面全面又は一部領域に選択的に該裏面結晶を蝕
刻し深さが1μｍ〜10μｍ、幅および間隔がともに
10μｍ〜100μｍの溝を設ける。その後、前記半導
体ウエハーの熱処理を行うとウエハー裏面が凹状
に表面が凸状に制御可能な形態で変形されると共
に、該ウエハー裏面に形成された溝領域に強い結
晶応力場が発生し、半導体装置を形成する半導体
ウエハー表面の結晶欠陥は、該裏面溝領域に捕獲
され、無欠陥に近い結晶層がウエハー表面に生成
される。
裏面全面又は一部領域に選択的に該裏面結晶を蝕
刻し深さが1μｍ〜10μｍ、幅および間隔がともに
10μｍ〜100μｍの溝を設ける。その後、前記半導
体ウエハーの熱処理を行うとウエハー裏面が凹状
に表面が凸状に制御可能な形態で変形されると共
に、該ウエハー裏面に形成された溝領域に強い結
晶応力場が発生し、半導体装置を形成する半導体
ウエハー表面の結晶欠陥は、該裏面溝領域に捕獲
され、無欠陥に近い結晶層がウエハー表面に生成
される。
次に実施例で以つて本発明の詳細な説明を行
う。以下シリコン単結晶ウエハーに本発明を適用
した場合について、第１図〜第３図を参照して説
明するが、他の半導体ウエハーの場合にも本発明
を適用すれば同様の効果が生じる。第１図（平面
図）及び第２図（断面図）に示すように、シリコ
ン単結晶ウエハー１１の裏面に、ホトレジスト技
術及びプラズマエツチング法、スパツターエツチ
ング法又は化学薬品エツチヤントによる化学的エ
ツチング法などを用いて同心円状に溝１２を形成
する。ここで該溝の深さ1μｍ〜10μｍとし更にそ
の幅は10μｍ〜100μｍ、溝間隔も10μｍ〜100μｍ
とする。
う。以下シリコン単結晶ウエハーに本発明を適用
した場合について、第１図〜第３図を参照して説
明するが、他の半導体ウエハーの場合にも本発明
を適用すれば同様の効果が生じる。第１図（平面
図）及び第２図（断面図）に示すように、シリコ
ン単結晶ウエハー１１の裏面に、ホトレジスト技
術及びプラズマエツチング法、スパツターエツチ
ング法又は化学薬品エツチヤントによる化学的エ
ツチング法などを用いて同心円状に溝１２を形成
する。ここで該溝の深さ1μｍ〜10μｍとし更にそ
の幅は10μｍ〜100μｍ、溝間隔も10μｍ〜100μｍ
とする。
次に前記ウエハー１１を窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等の不活性ガス雰囲気中、温度400℃〜1200
℃で熱処理する。そうすると、第３図に示す如
く、前記ウエハー１１の裏面が凹状に、表面が凸
状に変形し、それぞれの溝１２の周囲１３近辺に
前述した強い結晶応力場が生じる。しかし、当領
域が前記ウエハーの表面領域１４部に存在する結
晶欠陥の補獲中心となる。
ウム等の不活性ガス雰囲気中、温度400℃〜1200
℃で熱処理する。そうすると、第３図に示す如
く、前記ウエハー１１の裏面が凹状に、表面が凸
状に変形し、それぞれの溝１２の周囲１３近辺に
前述した強い結晶応力場が生じる。しかし、当領
域が前記ウエハーの表面領域１４部に存在する結
晶欠陥の補獲中心となる。
又、本発明の如く、制御よく前記ウエハー裏面
を凹状に表面を凸状にすることで、ウエハー表面
の加工に必要なホトレジスト技術による集積回路
パターンの該ウエハー表面へのパターン転写が容
易となる。即ち、公知のホトレジスト技術に於け
るパターン転写は、ガラス板上に作画された集積
回路パターン原像を該ガラス板に対向して配置さ
れた半導体ウエハー表面に露光で焼き付ける方法
をとる。この時、鮮明像を前記ウエハー表面に焼
き付けるためには、平板状のガラス面に対し前記
ウエハーを平行にする必要が生じる。このため、
ウエハーを金属製のステージに吸着するが、この
時、前記ウエハー裏面が凸状に表面が凹状に変形
していると、ステージへの吸着が良好になされ
ず、パターン転写が困難となる。これは、転写パ
ターンがより微細化すると共により顕著となり、
ウエハー表面の微細加工が困難となる。これに対
し本発明の如く、半導体ウエハー裏面を凹状に表
面を凸状に変形しておくと、ステージへの吸着の
際、ウエハー周囲からの空気漏れがなく、良好な
吸着がなされ、微細ホトレジストパターンの転写
及びウエハー表面の微細加工が容易となる。
を凹状に表面を凸状にすることで、ウエハー表面
の加工に必要なホトレジスト技術による集積回路
パターンの該ウエハー表面へのパターン転写が容
易となる。即ち、公知のホトレジスト技術に於け
るパターン転写は、ガラス板上に作画された集積
回路パターン原像を該ガラス板に対向して配置さ
れた半導体ウエハー表面に露光で焼き付ける方法
をとる。この時、鮮明像を前記ウエハー表面に焼
き付けるためには、平板状のガラス面に対し前記
ウエハーを平行にする必要が生じる。このため、
ウエハーを金属製のステージに吸着するが、この
時、前記ウエハー裏面が凸状に表面が凹状に変形
していると、ステージへの吸着が良好になされ
ず、パターン転写が困難となる。これは、転写パ
ターンがより微細化すると共により顕著となり、
ウエハー表面の微細加工が困難となる。これに対
し本発明の如く、半導体ウエハー裏面を凹状に表
面を凸状に変形しておくと、ステージへの吸着の
際、ウエハー周囲からの空気漏れがなく、良好な
吸着がなされ、微細ホトレジストパターンの転写
及びウエハー表面の微細加工が容易となる。
本発明による半導体ウエハーの制御された形状
変形量及び結晶応力の強さは、溝の深さの増大、
溝パターンの平面密度の増加と共に増大する。と
くに該溝の深さを１〜10μｍ、溝幅、間隔を共に
10〜100μｍ程度にすることによつて、直径100
mm、厚さ500μｍのシリコン単結晶ウエハーの変
形曲率半径は100〜200ｍとなり、最大変形高低差
は20〜40μｍとなる。又この時、シリコン裏面の
一部領域には107〜108dyn／cm2のシリコン結晶応
力場が発生する。市販されているウエハーには通
常1μｍ程度の凹凸が存在しているので、ウエハ
ーを球面上に変形させるためには深さ1μｍ以上
の溝を形成する必要があり、また溝の深さを10μ
ｍ以上とするとウエハーの厚さが500μｍ程度の
場合ウエハー内で局部的異常変形を生じ、ウエハ
ーの球面状変形が不可能となる。また溝幅、溝間
隔を10μｍ以下とすると、溝内への異物の埋没等
が生じ易くなり素子の製造工程でのパーテイクル
問題を生じさせ、実用上使用できなくなり、また
これらの間隔を100μｍ以上とすると、ウエハー
の肉厚が約500μｍであり、溝の深さが浅い場合
は応力歪み効果が低下すると共に、ウエハー変形
の一様性が損なわれウエハーの球面形状の変形制
御が急に悪くなる。
変形量及び結晶応力の強さは、溝の深さの増大、
溝パターンの平面密度の増加と共に増大する。と
くに該溝の深さを１〜10μｍ、溝幅、間隔を共に
10〜100μｍ程度にすることによつて、直径100
mm、厚さ500μｍのシリコン単結晶ウエハーの変
形曲率半径は100〜200ｍとなり、最大変形高低差
は20〜40μｍとなる。又この時、シリコン裏面の
一部領域には107〜108dyn／cm2のシリコン結晶応
力場が発生する。市販されているウエハーには通
常1μｍ程度の凹凸が存在しているので、ウエハ
ーを球面上に変形させるためには深さ1μｍ以上
の溝を形成する必要があり、また溝の深さを10μ
ｍ以上とするとウエハーの厚さが500μｍ程度の
場合ウエハー内で局部的異常変形を生じ、ウエハ
ーの球面状変形が不可能となる。また溝幅、溝間
隔を10μｍ以下とすると、溝内への異物の埋没等
が生じ易くなり素子の製造工程でのパーテイクル
問題を生じさせ、実用上使用できなくなり、また
これらの間隔を100μｍ以上とすると、ウエハー
の肉厚が約500μｍであり、溝の深さが浅い場合
は応力歪み効果が低下すると共に、ウエハー変形
の一様性が損なわれウエハーの球面形状の変形制
御が急に悪くなる。
本発明に於いては、ウエハーの裏面の溝の平面
形状が同心円状に形成された場合について詳述し
たが、当平面形状が矩形、円形、等の他の形状の
場合にも上記実施例の場合と同様の効果がある。
形状が同心円状に形成された場合について詳述し
たが、当平面形状が矩形、円形、等の他の形状の
場合にも上記実施例の場合と同様の効果がある。
第１図〜第３図は本発明に於ける半導体ウエハ
ーの裏面処理方法と変形形状を示す平面図及び断
面図である。 １１……シリコン単結晶ウエハー、１２……前
記ウエハーの裏面の溝、１３……溝の周囲、１４
……シリコン単結晶ウエハーの表面。
ーの裏面処理方法と変形形状を示す平面図及び断
面図である。 １１……シリコン単結晶ウエハー、１２……前
記ウエハーの裏面の溝、１３……溝の周囲、１４
……シリコン単結晶ウエハーの表面。
Claims (1)
- １ 厚さ約500μｍの半導体単結晶ウエハーの裏
面領域の全面又は少なくとも一部を選択的に触刻
し、溝の深さが1μｍ〜10μｍ、溝幅、溝間隔が共
に10μｍ〜100μｍのパターニングされた溝を形成
する工程と、前記半導体単結晶ウエハーを熱処理
する工程とを含むことを特徴とする半導体単結晶
ウエハーの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013301A JPS61198637A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 半導体単結晶ウエハ−の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61013301A JPS61198637A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 半導体単結晶ウエハ−の製法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9669980A Division JPS5721826A (en) | 1980-07-15 | 1980-07-15 | Manufacture of semiconductor single crystal wafer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198637A JPS61198637A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH0235456B2 true JPH0235456B2 (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=11829359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61013301A Granted JPS61198637A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 半導体単結晶ウエハ−の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198637A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0339203U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-16 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4904922B2 (ja) * | 2006-05-26 | 2012-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体基板製造方法及び半導体基板 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5487066A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor wafer |
| JPS5721826A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-04 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor single crystal wafer |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP61013301A patent/JPS61198637A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0339203U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61198637A (ja) | 1986-09-03 |
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