JPH03284848A - シリコンウェーハ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、エンハンスドゲッタリング効果を有するシ
リコンウェーハの改良に係り、裏面に減圧ＣＶＤで窒化
シリコン膜、ポリシリコン膜を順次成膜することにより
、ウェーハの反り量が小さく、かつイントリンシックゲ
ッタリング効果を備えたシリコンウェーハに関スる。

従来の技術 デイバイスプロセスでのゲッタリング手法の一つである
エンハンスドゲッタリングには、ウェーハの裏面にポリ
シリコン膜あるいは窒化シリコン膜の単層膜を成膜した
ものが知られている。

このエンハンスドゲッタリング効果を有するシリコンウ
ェーハは、裏面に設けた膜応力により、ウェーハに反り
が発生し、デイバイスプロセスのフォトリソグラフィの
時に問題となる。

すなわち、ポリシリコン膜の場合は、膜の引張り応力の
ために、シリコンウェーハの鏡面側が凹型に反りが発生
し、窒化シリコン膜の場合は、減圧ＣＶＤでの窒化シリ
コン膜では圧縮能力のためにシリコンウェーハの鏡面が
凸型に反りが発生し、プラズマＣＶＤでの窒化シリコン
膜では引張り応力のため、シリコンウェーハの鏡面が凹
型に反りが発生し、デイバイス・プロセス中に問題とな
る。

この発明は、エンハンスドゲッタリング効果を有スるシ
リコンウェーハにおいて、反りの少すいシリコンウェー
ハの提供を目的としている。

また、この発明は、前述した薄膜によるゲッタリング効
果を、各膜のもつ特性を利用しさらに向上させ得る薄膜
を設けたシリコンウェーハの提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、エンハンスドゲッタリング効果を有するシ
リコンウェーハの反り防止と、ゲッタリング効果の向上
を目的に、薄膜について種々検討した結果、裏面に減圧
ＣＶＤによる窒化シリコン膜、ポリシリコン膜を順次成
膜した２層膜構成とすることにより、薄膜による反りが
著しく減少し、かつ前記２層膜がイントリンシックゲッ
タリング効果（以下ＩＧ効果という）を有することを知
見し、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、 裏面に減圧ＣＶＤによる窒化シリコン膜、ポリシリコン
膜を順次成膜した２層以上の薄膜を有し、イントリンシ
ックゲッタリング効果を備えたことを特徴とするシリコ
ンウェーハである。

また、この発明は、前記の構成において、窒化シリコン
膜厚みが０．０５〜０．１よ、ポリシリコン膜厚みが０
．５〜１．５−であることを特徴とするシリコンウェー
ハである。

発明の構成 この発明によるシリコンウェーハは、その裏面に減圧Ｃ
ＶＤによる窒化シリコン膜、ポリシリコン膜を順次成膜
した２層以上の薄膜を有することを特徴としている。

かかる構成がシリコンウェーハの反りを低減できる機構
を説明すると、まず、ウェーハ裏面に、膜応力が圧縮応
力である減圧ＣＶＤによる窒化シリコン膜を成長させ、
その窒化シリコン膜の上に膜応力が引張応力であるポリ
シリコン膜を成長させることにより、シリコンウェーハ
に与える応力が緩和されシリコンウェーハの反り量が小
さくなる。

反りを低減できる窒化シリコン膜とポリシリコン膜の厚
みには、好ましいい相関関係があり、窒化シリコン膜厚
みが０．０５〜０．１μｍ、ポリシリコン膜厚みが０．
５〜１．５μｍであることが望ましい。

また、減圧ＣＶＤで窒化シリコン膜とポリシリコン膜を
交互に多数成膜する場合も同様効果を得ることができる
が、まず、シリコンウェーハに減圧ＣＶＤによる窒化シ
リコン膜を成膜する必要があり、多層の場合の全厚みは
、前記２層膜構成の全厚みを越えてもよい。

シリコンウェーハの裏面の膜構造が、シリコンウェーハ
／窒化シリコン膜ｌポリシリコン膜ｌどなる場合に限り
、熱処理を施すと、シリコンウェーハの裏面層の１００
１００ｐ：み程度に、酸素析出物の増進が起り、高密度
の析出物が発生する。すなわち、この発明による２層膜
構成とすることにより、ジノコンウェーハに従来以上の
高密度の析出物によるＩＧ効果が与えられ、実施例に示
す如く著しいゲッタリング効果の向上がみられる。

ＩＧ効果を得るための熱処理方法は、１０００℃以上の
雰囲気に１時間以上保持することが必要であり、例えば
１０００℃であれば５時間以上、望ましくは１０時間以
上の熱処理が必要で、実施例に示す如く、１１５０℃×
４時間と、高温雰囲気であれば短時間保持が可能となる
ので、加熱条件を適宜選定する必要ある。

製造方法の一例を示すと、シリコンウェーハ製造工程の
メカノケミカルポリッシング（ＭＣＰ）加工前に、シリ
コンウェーハの全面に、減圧ＣＶＤにて窒化シリコン膜
を、例えば５００Ａ〜２０００！みで成膜し、その窒化
シリコン膜の上にポリシリコン膜を、例えば２００ＯＡ
−１５０００に享みで成膜した後、ジノコンウェーハの
鏡面となるべき表面側をＭＣＰ加工し、前記２層膜構成
を裏面側にのみ残し、その後洗浄を行ない、この発明に
よるシリコンウェーハに仕上げる。

また、鏡面となるべき表面側に所要のマスキングを施し
て、裏面側にのみ成膜してもよく、この場合、ＭＣＰ加
工後にこの発明による前記２層膜構成に成膜してもよい
。

実施例 実施例１ ５インチシリコンウェーハの裏面に、窒化シリコン膜、
ポリシリコン膜をそれぞれ単層で設けた場合の反り発生
量を測定した。

また、窒化シリコン膜とポリシリコン膜の２層構成とし
たこの発明のシリコンウェーハの場合の反り発生量を測
定した。測定結果は、前記単層の場合と合わせて第１表
に示す。なお、表中の入厚みは全成膜厚みである。

第１表に明らかなとおり裏面の膜が１層である場合、窒
化シリコン膜は１３μｍ〜２０μｍの鏡面側が凸型の反
りが発生する。ポリシリコン膜の場合は３０μｍ程の鏡
面側が凹型の反りが発生する。

ところが、この発明による２層構造にすることにより、
シリコンウェーハの反り量が、８〜１０μｍの鏡面側が
凹型タイプの低反りのシリコンウェーハが得られる。

実施例２ ５インチシリコンウェー　ハ（Ｎ（１００）　ｐ　４〜
６Ω−ｃｍ。

［Ｏｉｌ　１５．５Ｘ１０　　ａｔｏｍ／ｃｃ、　Ｃｓ
　１．０Ｘ１０　ａｔｍ／ｃｃ）を用いて、種々条件で
成膜、熱処理（１１５０℃×４時間）を施した場合の裏
面成膜側への析出物状況を顕微鏡観察した。

第１図はシリコンウェーハの裏面に窒化シリコン膜とポ
リシリコン膜の２層構成としたものである。

第２図は裏面に窒化シリコン膜を設けた場合で、 同図ａは窒化シリコン膜を成膜した後、さらにボッシリ
コン膜を設けた場合（本発明）、同図すは窒化シリコン
膜を成膜した後、さらにボッシリコン膜堆積条件による
アニール処理をした場合、 同図Ｃは窒化シリコン膜堆積条件によるアニール処理を
し、さらにポリシリコン膜堆積条件によるアニール処理
をした場合であ る。

第３図は、シリコンウェーハの裏面に、窒化シリコン膜
ｌポリシリコン膜を成膜した後、所要の熱処理を施した
場合であり、これにのみシリコンウェーハの裏面層１０
０１１ｍ程の所まで７×１０７コ１ｃｍ２以上の析出物
が見られる 発明の効果 この発明の２層膜（シリコンウェーハ／窒化シリコン膜
ｌポリシリコン膜）構成としたシリコンウェーハの反り
量は、従来の１層膜時と比べ、４層ｍ−４層μｍ程の反
り量の低下がみられた。

さらに、シリコンウェーハの裏面層の析出物も、１層膜
の場合に比べ、５Ｘ１０３コ／ｃｍ２から７ｘ１０７コ
／ｃｍ２以上へと析出物を著しく増加させることができ
、イントリンシックゲッタリング効果を備えたシリコン
ウェーハを容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図ａ、ｂ、ｃ、第３図はシリコンウェーハ
の縦断面の顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　裏面に減圧ＣＶＤによる窒化シリコン膜、ポリシリ
   コン膜を順次成膜した２層以上の薄膜を有し、イントリ
   ンシックゲッタリング効果を備えたことを特徴とするシ
   リコンウェーハ。 ２　窒化シリコン膜厚みが０．０５〜０．１μｍ、ポリ
   シリコン膜厚みが０．５〜１．５μｍであることを特徴
   とする請求項１記載のシリコンウェーハ。