DE3922563C2

DE3922563C2 -

Info

Publication number: DE3922563C2
Application number: DE3922563A
Authority: DE
Inventors: Sueo Sakata; Toshio Naritomi; Ysunori Saga Jp Oka
Original assignee: Osaka Titanium Co Ltd
Current assignee: Osaka Titanium Co Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1989-07-08
Publication date: 1991-11-07
Also published as: JPH0222822A; DE3922563A1; US5051375A; JPH0529307B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gettern eines Halbleiter-Wafers mittels Sandstrahlen, bei dem Abriebmittel gegen die Rückfläche des Halbleiter-Wafers geblasen werden.

Wafer werden gegettert, um metallische Verunreinigungen eines Wafers insbesondere in der Zone, in der die Halbleiter-Bauelemente hergestellt werden sollen (Bauelementenzone) zu vermeiden.

Verschiedene Getterverfahren sind bekannt (S. M. Sze: "VLSI Technology" McGRAW HILL, 1983, § 1.5.1). Man unterscheidet das Extrinsic-Getter-Verfahren (EG), bei dem die Rückfläche des Wafers durch mechanischen Abrieb (z. B. Sandstrahlen, Läppen oder Anwendung eines fokussierten Laserstrahls) mutwillig beschädigt wird, und das Intrinsic-Getter-Verfahren (IG), bei dem im Inneren des Wafers Mikroschäden mit hoher Dichte hervorgerufen werden, während die die Schäden bildenden Atome (z. B. Sauerstoff), durch Verdampfung aus der Oberfläche des Wafers entfernt werden, um so in der Bauelementzone eine von Defekten freie Zone (DZ) zu bilden.

Die Rückflächenbeschädigung (BD) und die Mikroschäden bilden jeweils Senken für metallische Verunreinigungen. Durch Wärmebehandlung tritt eine Bewegung der Metallatome durch thermische Diffusion zu den Senken hin ein. Befinden sich diese außerhalb der Bauelementenzone, sind sie unschädlich.

Beim Sandstrahlen benutzt man häufig als Abriebmittel solche Elemente, die auch der Wafer aufweist, um zusätzliche Verunreinigungen zu verhindern, bei einem Siliziumwafer also Quarz und Karborund. Die Abriebmittel haben üblicherweise spitze Ecken (vgl. Fig. 6).

Aus der DE 38 04 496 A1 ist es bekannt, als Abriebmittel gefrorene ultrafeine Eispartikel zu verwenden, die ggf. Siliziumpulver enthalten und die mittels eines Stickstoffgases mit einer Strahldüse auf die Rückfläche des Wafers gestrahlt werden. Über die äußere Form der Eispartikel ist nichts weiter gesagt.

Der DE-OS 25 43 019 ist zu entnehmen, daß beim Sandstrahlen für Polierzwecke Abriebmittel mit kugelförmiger Gestalt, für Abriebzwecke jedoch solche mit tetraedrischer Form vorzuziehen sind, da sie maximal scharfe Kanten und Ecken pro Gewichtseinheit haben.

Aus dem Artikel von S. Timoshenko und J. N. Goodier: "Theory of Elasticity", 2. Aufl., McGRAW HILL, 1951, S. 366-375 läßt sich entnehmen, daß beim Bestrahlen flacher Platten mit Partikeln Schäden oder Risse hauptsächlich durch Scherbeanspruchung hervorgerufen werden.

Nach der Theorie von H. Hertz (Journal für die reine und angewandte Mathematik, Bd. 92, 1882, S. 156-171) läßt sich die Verteilung der inneren Spannung eines Wafers berechnen und zwar unter der Voraussetzung, daß drei Arten polyedrischer Abriebmittel vertikal gegen die Rückfläche eines Silizium-Wafers geschleudert werden. Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen die Druckbeanspruchung 4 beim Auftreffen der Partikel und die Fig. 7A′, 7B′ und 7C′ zeigen die Verteilung 14 der Scherbeanspruchung. Die Tiefe des Scherbeanspruchungsmaximums ist im wesentlichen gleich der Berührungsgröße zwischen Wafer und Abriebmittel. Da in allen Fällen das Abriebmittel spitze Ecken hat, ist der Kontaktbereich zwischen Wafer und Abriebmittel sehr klein und das Scherbeanspruchungsmaximum liegt an der Oberfläche der Waferrückseite.

Aus diesem Grund treten Risse hauptsächlich in der Oberfläche auf, in der eine Vielzahl von der Oberfläche abplatzbarer schuppiger Partikel vorhanden sein können, die auch durch eine dem Sandstrahlen nachgeschaltete Ultraschallreinigung nicht vollständig entfernt werden können. Einige der verbleibenden schuppigen Partikel platzen während des Herstellungsprozesses der Bauelemente vom Wafer ab, erreichen die Bauelementenzone und beschädigen diese. Auch eine Reduzierung der Blasintensität beim herkömmlichen Gettern mit Sandstrahlen konnte das Auftreten schuppiger Partikel nicht vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Gettern von Halbleiter-Wafern zu schaffen, mit dem der Getter-Effekt beim Sandstrahlen verbessert und die Anzahl schuppiger Partikel verringert wird.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt bzw. zeigen

Fig. 1A ein Diagramm, das die Verteilung der Druckbeanspruchung während der Zeit wiedergibt, zu der kugelförmige Abriebmittel gemäß der Erfindung gegen einen Halbleiter-Wafer geblasen werden;

Fig. 1B ein Diagramm, das die Verteilung und den Punkt maximaler Scherbeanspruchung im Inneren des Wafers veranschaulicht;

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehungen zwischen der Minoritäts-Ladungsträger-Lebensdauer t_g im Silizium-Wafer und der Zahl der schuppigen Partikel an dessen Oberfläche erläutert;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Veränderungen in der Größe der versetzten oder verlagerten Massen auf der Rückfläche des Silizium-Wafers wiedergibt;

Fig. 4A-C schematische Diagramme, die einen Zustand der Rückfläche eines Wafers in den Fällen erläutern, in denen die kugelförmigen Abriebmittel gegen die Rückfläche gemäß der Erfindung geblasen werden, wobei Fig. 4A den Zustand nach dem Sandblasen erläutert, Fig. 4B einen Zustand der Rückfläche zeigt, nachdem ein Oxidfilm durch Wärmebehandlung entfernt worden ist und 4C einen Zustand der Versetzungsverteilung darstellt, nachdem dem Sandblasen eine Wärmebehandlung und eine selektive Ätzung nachgeschaltet wurden;

Fig. 5A-C schematische Diagramme, die den Zustand der Rückfläche des Wafers in Fällen veranschaulichen, in denen Abriebmittel mit spitzen Ecken gemäß des herkömmlichen Verfahrens gegen die Rückfläche geblasen werden, wobei Fig. 5A den Zustand nach dem Sandblasen, Fig. 5B ein Zustand der Rückfläche darstellt, nachdem ein Oxidfilm durch Wärmebehandlung entfernt worden ist und Fig. 5C einen Zustand der Versetzungsverteilung zeigt, wobei nach dem Sandstrahlen eine Wärmebehandlung und ein selektives Ätzen stattgefunden haben;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm eines Abriebmittels mit spitzen Ecken;

Fig. 7A-C Modelle der Verteilung der Druckbeanspruchung zu dem Zeitpunkt, in dem die Abriebmittel mit den in Fig. 6 gezeigten spitzen Ecken auf den Halbleiter-Wafer treffen, während die Fig. 7A′, 7B′ und 7C′ Modelle von Scherbeanspruchungen darstellen, die der vorerwähnten Verteilung der Kontakt-Druckbeanspruchung entsprechen;

Fig. 8A ein Diagramm, das schematisch eine Vorrichtung zur Messung der Lebensdauer (generation lifetime) gemäß des MOS C-t Verfahrens erläutert;

Fig. 8B ein Diagramm, das schematisch die Gestaltung einer Meßelektrode und einer Schutzelektrode der in Fig. 8A dargestellten Vorrichtung erläutert;

Fig. 9A-C Diagramme, die die Meßergebnisse erläutern, die mit der Vorrichtung gemäß Fig. 8A gemessen bzw. erhalten werden, wobei Fig. 9A eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Elektrodenspannung V und der Zeit t ist, Fig. 9B eine graphische Darstellung ist, die die Beziehungen zwischen der Kapazität C der Meßelektrode und der Zeit t veranschaulicht und Fig. 9C eine graphische Darstellung (Zerbst Graphik) zur Bestimmung der Lebensdauer t_g von Minoritäts-Ladungsträgern ist;

Fig. 10 eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der Ladungsträger-Lebensdauer von der Verwendung unterschiedlicher Abriebmittel erläutert.

Das Rechenergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein mindestens kugelähnliches Abriebmittel 1 gegen die Rückfläche 3 eines Silizium-Monokristall-Wafers 2 mit der dicke D (Poissonscher Beiwert des Siliziums 0,42) geblasen wird, erläutern Fig. 1A und 1B. Die Vorderfläche des Wafers 2 ist mit 3a bezeichnet. Die gestrichelte Linie 4 in Fig. 1A ist der Verlauf der Druckbeanspruchung (Hertzsche Pressung). Die Kontaktfläche 5 zwischen der Rückfläche 3 des Wafers und dem Abriebmittel ist groß und das Maximum x der in Fig. 1B gestrichelt dargestellten Verteilung 14 der Scherbeanspruchung liegt im Inneren des Wafers (in einer Tiefe von etwa 7/10 des Radius der Kontaktfläche 5). Zahlreiche Beschädigungen werden also im Inneren des Wafers hervorgerufen, während die Zahl der Risse an der Oberfläche niedrig ist. Daraus folgt, daß die Anzahl der schuppigen Partikel bemerkenswert klein ist, weswegen das Produktionsergebnis der Bauelemente erheblich verbessert wird.

Beispiel 1 (Vorbereitung der Probestücke)

Eine Vielzahl von Silizium-Wafern (Durchmesser: 127 mm, Dicke; 0,6 mm) die als Hauptfläche eine (100)-Kristallorientierung aufweisen, wurde aus einem Silizium-Monokristallblock gebildet ((Oi)=14×10¹⁷ Atome/cm³ oder weniger, hergestellt nach dem Ziehverfahren (Czochralski-Methode)) und auf der Rückfläche des Silizium-Wafers wurde eine beschädigte Schicht durch Sandblasen gebildet.

Es wurde eine Vielzahl von Silizium-Wafern vorbereitet, die unterschiedliche Grade von Beschädigungen aufwiesen, indem sie zum einen unter Verwendung kugelförmiger Abriebmittel (Größe: einige µm bis mehrere Dutzend µm) gemäß der Erfindung und zum anderen aus Gründen des Vergleiches mittels herkömmlicher Abriebmittel mit spitzen Ecken (Größe: mehrere µm bis mehrere Dutzend µm) gesandstrahlt wurden; die Blasgeschwindigkeit und die Blaszeit und die Dichte der Abriebmittel (Gehalt an Abriebmitteln: 1-20%) wurden dabei verändert.

(Beobachtung durch Raster-Elektronenmikroskop (SEM))

Anschließend wurden die oben beschriebenen verschiedenen Typen von Silizium-Wafern, nachdem ihre Oberflächen durch mechanochemisches Polieren mittels Quarz geschliffen worden waren, für zwei Stunden bei 1000° in trockener Sauerstoff-Atmosphäre (Strömungsgeschwindigkeit des O₂: 5 l/min) einer Wärmebehandlung unterworfen und wurden dann in Flußsäure (Mischungsverhältnis: 50% Flußsäure : reines Wasser=1 : 10) eingetaucht, um so Proben zur Untersuchung des Auftretens und zur Beobachtung des Zustandes der schuppigen Partikel vorzubereiten.

Als Beispiel der Durchführung des genannten Sandstrahlens erläutert Fig. 4A ein schematisches Diagramm von Schußmarken (Auftreffmarken der Abriebmittel) basierend auf einer mikrofotographischen Aufnahme der Rückfläche eines Wafers in Fällen, in denen kugelförmige Abriebmittel aus Al₂O₃ mit einer durchschnittlichen Korngröße von 23 µm gegen den Wafer geblasen wurden. Darüber hinaus zeigt Fig. 5A ein schematisches Diagramm von Schußmarken in Fällen, in denen Abriebmittel mit spitzen Ecken bestehend aus SiO₂ und mit ähnlicher durchschnittlicher Korngröße von 23 µm gegen einen Wafer geblasen worden waren.

Ein Vergleich der beiden Proben ergibt, daß das Beschädigungsmuster, das durch die Schußmarken bei Verwendung der kugelförmigen Abriebmittel gemäß Fig. 4A hervorgerufen wurde, sich deutlich von demjenigen unterscheidet, das sich bei der Verwendung von Abriebmittel mit spitzen Ecken gemäß Fig. 5A ergab.

(Messung der Minoritäts-Ladungsträger-Lebensdauer (generation lifetime))

Um das Ergebnis des Getter-Verfahrens auszuwerten, wurden Bauelemente auf einem Wafer gebildet und deren Eigenschaften wurden gemessen. Zum Verfahren ist zu sagen, daß die Probe-Wafer zuerst in eine 0,5%ige wäßrige Lösung von Flußsäure eingetaucht wurden und dann in einer Reinigungslösung 15 Minuten lang gereinigt wurden. Danach wurde eine wäßrige Lösung, die 1 ppm Ni(NO₃)₂ enthielt, auf die Probe getropft, so daß jede Probe mit Schwermetallen verunreinigt wurde. Nachdem die Proben gedreht und getrocknet worden waren, wurden sie in einem Diffusionsofen einer Wärmebehandlung bei 1000°C für 2 Stunden unterworfen, wodurch auf ihren Oberflächen Oxidfilme von 75 nm gebildet wurden. Danach wurden quadratische Aluminium-Elektroden von 3 mm Seitenlänge auf den Oberflächen der Proben mittels Vakuumablagerung und Lithographie gebildet, wodurch MOS-Kondensatoren (Bauelemente, die eine dreilagige Struktur aus Metall, Oxidfilm und Halbleiter aufweisen) hergestellt wurden. Bezüglich dieser MOS-Kondensatoren wurde die Lebensdauer (generation lifetime) der Minoritäts-Ladungsträger gemäß dem MOS C-t Verfahren.

Das MOS C-t Verfahren wurde wie folgt durchgeführt: gemäß den Fig. 8A und 8B wurde ein Oxidfilm 7 auf der Oberfläche eines Halbleiter-Wafers 6 gebildet; danach wurde eine quadratische Meßelektrode 8 von 3 mm Seitenlänge aus einem metallischen Film und eine diese umgebende Schutzelektrode 9 auf dem Oxidfilm 7 vorgesehen. Die Lebensdauer der Minoritäts-Ladungsträger wurde mit einer Vorrichtung gemessen, in welcher ein Kapazitätsmeßgerät 12, das zwischen der Meßelektrode 8 und einem Spalt 10 vorgesehen war, mit einem Primärrechner 11 verbunden war.

Im Falls eines P-Typ-Wafers, wurden -3 V sowohl an die Meßelektrode 8 als auch an die Schutzelektrode 9 in einer Richtung (Fig. 9A) angelegt und dann die Spannung der Meßelektrode 8 umgekehrt. Dann wurde die Veränderung der Spannung der Probeelektrode als Funktion der Zeit gemessen und die Kapazität C wurde als Funktion der Zeit t (Fig. 9B) erhalten. An Hand dieser in der Fig. 9B dargestellten Kurve wurde -d/dt (Cox/C)² ermittelt und längs der Ordinate aufgetragen, während längs der Abszisse Cf/C-1 (Zerbst Plan) aufgetragen wurde, mit dem Ergebnis, daß sich die in Fig. 9C gezeigte Kurve ergab. Aus der Steigung ihres linearen Teils wurde die Lebensdauer (generation lifetime) der Minoritäts-Ladungsträger bestimmt entsprechend des Zerbst-Verfahrens (M. Zerbst, Z. Angew. Phys., Bd. 22, Heft 1, S. 30-33, 1966). Es ist darauf hinzuweisen, daß Cox eine Oxidfilmkapazität und Cf eine Gleichgewichtskapazität bezeichnet.

Um das Auftreten schuppiger Partikel zu prüfen, wurden die kugelförmigen Abriebmittel aus Al₂O₃ gegen die Rückfläche des Wafers geblasen, der dann einer Wärmebehandlung bei 1000°C für zwei Stunden ausgesetzt wurde, wonach der Oxidfilm entfernt wurde. Fig. 4B zeigt ein schematisches Diagramm, das den Zustand der Rückfläche des Wafers, basierend auf einer Mikrofotografie zeigt, während Fig. 5B ein schematisches Diagramm zeigt, das das Auftreten schuppiger Partikel im Fall von Abriebmitteln aus SiO₂ mit spitzen Ecken erläutert, die auf ähnliche Weise aufgeblasen wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die Menge an auftretenden schuppigen Partikel im Fall der Verwendung von Abriebmitteln mit spitzen Ecken groß ist.

Um Auftreten von schuppigen Partikeln zu prüfen, zeigt Fig. 2 einen Fall, in welchem eine Anzahl schuppiger Partikel (0,25 µm oder größer) auf einem 1,884 mm²-Abschnitt auf dem Wafer von einem Oberflächen-Prüfgerät gezählt und längs der Ordinate aufgetragen wurde, während die Lebensdauer t_g der Minoritäts-Ladungsträger (die Stauzeit des MOS-Kondensators) längs der Abszisse aufgetragen wurde.

Fig. 2 zeigt, daß in Fällen, in denen herkömmliche Abriebmittel mit spitzen Ecken auf die Wafer aufgeblasen wurden und die einem genügenden Getterungseffekt ausgesetzt worden waren, bei einer Lebensdauer t_g über 10^-4 s die Zahl der schuppigen Partikel auf der Oberfläche 10² oder mehr betrug und mit zunehmendem t_g anwuchs. Weiterhin war in Fällen bei denen die Zahl der schuppigen Partikel 10² oder weniger betrug die Lebensdauer t_g 10^-4 s oder weniger. Demgegenüber wiesen in den Fällen in denen kugelförmige Abriebmittel gemäß der Erfindung auf die Wafer aufgeblasen worden waren, die Wafer bei einer Ladungsträger-Lebensdauer t_g von 10^-4 s oder darüber nur 10² oder weniger schuppige Partikel auf der Oberfläche auf.

Es läßt sich erkennen, daß in Fällen in denen Abriebmittel mit spitzen Ecken geblasen worden waren, die Zahl der schuppigen Partikel mit Zunahme des Gettereffektes anstieg, während in Fällen in denen kugelförmige Abriebmittel gegen die Wafer geblasen worden waren sogar dann, wenn der Gettereffekt zunahm, das Auftreten von schuppigen Partikeln unterdrückt werden konnte.

(Beobachtung der Verteilung von Versetzungen)

Zur Ermittlung der mechanischen Beschädigung der - wie oben beschrieben - hergestellten Wafer, wurden diese einer Wärmebehandlung bei 1150°C für zwei Stunden ausgesetzt und ein selektives Ätzen wurde durchgeführt unter Verwendung der sogenannten Spritzerlösung (dash solution) und der Zustand der Verteilung der Versetzungen auf der Rückfläche wurde mittels eines optischen Mikroskopes beobachtet. Die Ergebnisse sind in den Fig. 3 bis 5 gezeigt.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, in welcher die Größe der versetzten Massen längs der Abszisse aufgetragen ist, während die Häufigkeit längs der Ordinate aufgetragen ist. Die Graphik zeigt, daß in Fällen, in denen die Wafer mit spitzeckigen Abriebmitteln beaufschlagt worden waren, eine breitenförmige Verteilung bezüglich der Größe der versetzten Massen vorhanden ist und ihre Größe ungleichförmig ist. Demgegenüber ist in den Fällen, in denen die Wafer mit kugelförmigen Abriebmitteln beaufschlagt worden waren, die Breite der Verteilung der Größe der versetzten Massen gering und ihre Größe ist gleichförmig. Dies ist erkennbar auf die Tatsache zurückzuführen, daß daß der Grad der Anisotropie der Gestalt der kugelähnlichen Abriebmittel klein ist. Bedient man sich dieses Phänomens, ist es möglich, die Größe der versetzten Massen zu steuern. Da weiterhin die Stufung oder Klassifizierung der kugelähnlichen Abriebmittel einfach ist, können die Kontrolleigenschaften bezüglich der Größe der versetzten Massen weiter verbessert werden.

Darauf hinzuweisen ist noch, daß zur Kontrolle der Größe und Tiefe der versetzten Massen es nötig ist, das Material und die Korngröße der verwendeten kugelähnlichen Abtriebmittel auszuwählen.

Als Beispiel der vorerwähnten versetzten Massen, die durch ein Mikroskop beobachtet worden sind, ist in Fig. 4C ein schematisches Diagramm gezeigt für den Fall, daß kugelförmige Abriebmittel aus Al₂O₃ verwendet werden, während ein schematisches Diagramm für den Fall in Fig. 5C gezeigt ist, daß Abriebmittel mit spitzen Ecken aus SiO₂ benutzt wurden. Aus den Ergebnissen erkennt man, daß unzählige Versetzungen (kleine Striche) um die Schußmarken (große schwarze Abschnitte) herum im Fall von Fig. 4C gemäß der Erfindung festzustellen sind und daß der Betrag interner Beschädigung groß ist. Im Gegensatz dazu können im Fall von Fig. 5C unter Verwendung von spitzeckigen Abriebmitteln nicht viele Versetzungen um die Schußmarken herum festgestellt werden, obwohl unzählige kleine Schußmarken vorhanden sind.

Beispiel 2 (Bereitung von Proben)

Eine Vielzahl von Silizium-Wafern (Durchmesser: 152,4 mm, Dicke: 675 µm) mit einer kristallinen (100)-Orientierung als Hauptoberfläche wurde aus einem Silizium-Monokristallblock von (Oi)=14×10¹⁷ Atomen/cm³ oder weniger durch das Ziehverfahren (Czochralski Verfahren) erzeugt. Kugelförmige Abriebmittel aus Al₂O₃ mit einer durchschnittlichen Korngröße von 23 µm wurden mit einer Blasintensität von 10⁵ Pa gegen die Rückfläche von Silizium-Wafern geblasen, die als Proben gemäß der Erfindung verwendet werden. Außerdem wurden spitzeckige Abriebmittel mit einer durchschnittlichen Korngröße von 23 µm bestehend aus SiO₂ mit einer Strahlintensität von 0,4 · 10⁵ Pa gegen die Rückfläche von Silizium-Wafern geblasen, die als Proben eines Vergleichsbeispieles benutzt werden. Durch das Sandstrahlen wurden jeweils bschädigte Schichten an den Rückflächen der Wafer gebildet.

Die Oberflächen der Silizium-Wafer, die den vorgenannten Sand strahlen ausgesetzt worden sind, wurden poliert und dann ge waschen.

Anschließend wurden Proben der Silizium-Wafer genommen, in denen eine Beschädigung in den Rückflächen der Silizium- Wafer unter folgenden Bedingungen vorgesehen war:

○: Gesandstrahlt mit kugelförmigen Abriebmitteln
∆: Gesandstrahlt mit scharfeckigen Abriebmitteln
: nicht gesandstrahlt.

Um den Effekt der vorgenannten Beschädigung der Rückflächen und der Wärmebehandlungen bezüglich der Ladungsträger-Lebensdauer (generation lifetime) zu prüfen, wurden die Wärmebehandlungen folgendermaßen durchgeführt:

Probe Nr. 1:
Oberflächenpoliert und nicht wärmebehandelt

Probe Nr. 2:
(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)

Probe Nr. 3:
(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min) und
(2) wärmebehandelt bei 1000°C während sechs Stunden in einer Stickstoffatmosphäre (N₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)

ProbeNr. 4:
(1) wärmebehandelt bei 1000°C während vier Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min)
(2) wärmebehandelt bei 1200°C während sechs Stunden in einer Stickstoffatmosphäre (N₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min) und
(3) wärmebehandelt bei 1000°C während sechs Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre (O₂ Strömungsgeschwindigkeit: 5 l/min).

Nach der Wärmebehandlung wurden die vorgenannten Proben 2 bis 4 weiterbehandelt durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung von Flußsäure (50% Flußsäure: reines Wasser = 1:1 (volumenmäßig)).

(Messung der Minoritäts-Ladungsträger-Lebensdauer (generation lifetime))

Auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 wurde die Lebensdauer t_g der Minoritäts-Ladungsträger in Wafern gemäß dem MOS C-t Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt.

Fig. 10 ergibt, daß die gemäß der Erfindung mit kugelförmigen Abriebmitteln auf den Rückflächen der Wafer gesandstrahlten Proben eine längere Ladungsträger-Lebensdauer t_g erreicht wird, unabhängig davon, ob eine oder keine Wärmebehandlung stattfindet und daß die Qualität der Proben, die auf den Rückseitenflächen unter anderen Bedingungen beschädigt worden waren, übertroffen wird.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, Wafer herzustellen, in denen die Anzahl schuppiger oder blättriger Partikel an den Rückflächen der Wafer klein ist, ohne eine Abnahme im Gettereffekt in Kauf nehmen zu müssen. Auch ist es möglich die Größe versetzter Massen zu steuern, die an den Rückflächen der Wafer auftreten, um eine gleichmäßige Größe zu erhalten. Demgemäß ist es leicht möglich, gleichmäßig geschädigte Schichten zu bilden, wodurch das Herstellungsergebnis der Bauelemente verbessert wird.

Claims

1. Verfahren zum Gettern eines Halbleiter-Wafers mittels Sandstrahlen bei dem Abriebmittel gegen die Rückfläche des Halbleiter-Wafers geblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebmittel je eine mindestens kugelähnliche Gestalt haben, wodurch eine Scherbeanspruchung erzeugt wird, deren Maximum im Inneren des Wafers liegt, so daß demgemäß eine Beschädigung hauptsächlich im Inneren des Wafers hervorgerufen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebmittel eine im Bereich von 3 µm bis 70 µm liegende Korngröße haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebmittel aus Al₂O₃ oder SiO₂ bestehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wafer aus Silizium besteht.