JP2004312033A - Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer - Google Patents
Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004312033A JP2004312033A JP2004168714A JP2004168714A JP2004312033A JP 2004312033 A JP2004312033 A JP 2004312033A JP 2004168714 A JP2004168714 A JP 2004168714A JP 2004168714 A JP2004168714 A JP 2004168714A JP 2004312033 A JP2004312033 A JP 2004312033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- crystal silicon
- single crystal
- silicon wafer
- layer
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、エクストリンシックゲッタリングサイトを有する単結晶シリコンウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a single crystal silicon wafer having an extrinsic gettering site.
近年、半導体素子の高集積化に対応するため、半導体基板に対するより一層の高品質化が要求されている。前記半導体基板として一般的に用いられている単結晶シリコンウェーハにおいて、デバイス工程中に誘起される欠陥、不純物などをデバイスが形成される活性領域から除去する手段として、イントリンシックゲッタリング(以下IGという)、エクストリンシックゲッタリング(以下EGという)などが挙げられる。IGは、単結晶シリコンウェーハに所定の熱処理を施すことによって前記ウェーハの内部にバルク微小欠陥を形成させ、デバイス工程でウェーハ内に侵入する重金属不純物や点欠陥などの捕獲拠点として利用する方法である。一方、EGの代表的な手法としては、単結晶シリコンウェーハの裏面にバックサイドダメージのような機械的歪を故意に与えて汚染不純物や点欠陥などの捕獲拠点とする手法と、ポリシリコン層をウェーハの裏面に形成して歪層を付与する手法とがある。 In recent years, in order to cope with higher integration of semiconductor elements, higher quality of semiconductor substrates has been required. In a single crystal silicon wafer generally used as the semiconductor substrate, as a means for removing defects, impurities, and the like induced during a device process from an active region in which a device is formed, intrinsic gettering (hereinafter referred to as IG) is used. ) And extrinsic gettering (hereinafter referred to as EG). IG is a method in which a single crystal silicon wafer is subjected to a predetermined heat treatment to form a bulk minute defect inside the wafer, and is used as a trapping point for heavy metal impurities or point defects that enter the wafer in a device process. . On the other hand, typical methods of EG include a method in which mechanical strain such as backside damage is intentionally applied to the back surface of a single-crystal silicon wafer to serve as a trapping base for contamination impurities and point defects, and a method in which a polysilicon layer is used. There is a method of forming a strain layer on the back surface of a wafer.
単結晶シリコンウェーハの裏面にポリシリコンによるEG層を付与するための従来の加工プロセスは、図3に示す通りである。すなわち、図3(a)のように単結晶シリコンインゴットをスライスして加工歪フリーのウェーハ1とし、必要に応じて面取り加工した後、図3(b)で前記ウェーハ1をラッピング加工し、図3(c)で酸化膜のエッチングを行う。次に、図3(d)で前記ウェーハ1にCVD処理などを施してポリシリコン層3を形成し、歪層とする。図3(e)でウェーハ1の表面を鏡面研磨し、最後にこのウェーハを洗浄する。また、ポリシリコンのコーティングに代えてウェーハ裏面にサンドブラストなどを施して機械的歪を発生させる場合もある。
A conventional processing process for providing an EG layer of polysilicon on the back surface of a single crystal silicon wafer is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3 (a), a single crystal silicon ingot is sliced into a
ウェーハの裏面に歪層としてポリシリコン層を形成した場合、このポリシリコン層はデバイス工程におけるウエル拡散熱処理のような高温領域で単結晶化する方向にあることが確認されている。また、前記単結晶化していく過程でゲッタリングサイトも減少するため、ゲッタリング効果が低下してしまう。このことは、前記ウェーハをFeで故意汚染した後に測定したバルクの汚染度が高いことから見ても明らかである。また、EG層を付与するための従来の加工プロセスは、単結晶シリコンをスライスした後ラッピングを行い、その形状をくずさないようにしてエッチングし、鏡面研磨工程で所定の平坦度に造り上げている。前記エッチング後、鏡面研磨工程に至るまでにウェーハ表面に対する平坦化加工がなされない。そして、エッチドウェーハにおけるTTV(total thickness variation)は3μm程度以上であるため、鏡面研磨時の負荷が大きく、高平坦度規格に対する歩留りが悪い。更に、エッチドウェーハのTTVが大きいため、鏡面研磨工程での研磨代も大きくなり、平坦度が悪化する要因となっている。 When a polysilicon layer is formed as a strained layer on the back surface of a wafer, it has been confirmed that this polysilicon layer is oriented in a direction of single crystallization in a high-temperature region such as a well diffusion heat treatment in a device process. Further, gettering sites are reduced in the process of the single crystallization, so that the gettering effect is reduced. This is also apparent from the high bulk contamination measured after the wafer was intentionally contaminated with Fe. Further, in a conventional processing process for providing an EG layer, single crystal silicon is sliced, lapping is performed, etching is performed so as not to lose its shape, and a predetermined flatness is formed by a mirror polishing process. After the etching, the wafer surface is not flattened before the mirror polishing step. And, since the TTV (total thickness variation) of the etched wafer is about 3 μm or more, the load at the time of mirror polishing is large, and the yield to the high flatness standard is poor. Furthermore, since the TTV of the etched wafer is large, the polishing allowance in the mirror polishing step is increased, which is a factor of deteriorating the flatness.
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、ポリシリコンによるEG層を有する単結晶シリコンウェーハにおいて、ゲッタリング効果および平坦度をともに向上させることができるような単結晶シリコンウェーハの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. In a single crystal silicon wafer having an EG layer made of polysilicon, a single crystal silicon wafer capable of improving both the gettering effect and the flatness is provided. It is intended to provide a manufacturing method.
上記目的を達成するため、本発明に係る単結晶シリコンウェーハの製造方法は、単結晶シリコンウェーハの裏面を平面研削して機械的歪層を付与した後、引き続いてこの裏面にポリシリコン層を形成することを特徴とし、単結晶シリコンウェーハの平面研削に際し、所定の平坦度を有する平板上に前記ウェーハの表面を吸着した上、前記ウェーハの裏面を平面研削する構成とした。また、本発明に係る単結晶シリコンウェーハは、エクストリンシックゲッタリングサイトとして、ウェーハの裏面に機械的歪層と、ポリシリコンの被覆による歪層とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a single crystal silicon wafer according to the present invention is to form a polysilicon layer on the rear surface of the single crystal silicon wafer after surface grinding and applying a mechanical strain layer to the rear surface. In the surface grinding of a single crystal silicon wafer, the surface of the wafer is sucked on a flat plate having a predetermined flatness, and the back surface of the wafer is ground. Further, the single crystal silicon wafer according to the present invention is characterized in that a mechanically strained layer and a strained layer made of polysilicon are provided on the back surface of the wafer as an extrinsic gettering site.
上記のように構成された単結晶シリコンウェーハの製造方法では、平面研削による機械的歪層と、ポリシリコンのコーティングによる歪層とをウェーハの裏面に併せて付与することにしたので、このようなウェーハでは従来のウェーハよりもゲッタリング効果を高めることができるとともに、ゲッタリング効果の持続性が向上する。また、サンドブラストより平坦度の精度が1桁高い平面研削を実施することによってウェーハの平坦度を向上させ、これに加えて取り代の特に少ない鏡面研磨を施すことにしたので、ウェーハの高平坦度化を実現することができる。 In the method of manufacturing a single-crystal silicon wafer configured as described above, a mechanically strained layer formed by surface grinding and a strained layer formed by coating with polysilicon are applied together to the back surface of the wafer. The gettering effect of the wafer can be higher than that of the conventional wafer, and the sustainability of the gettering effect is improved. In addition, the flatness of the wafer is improved by performing an order of magnitude higher than that of sandblasting, thereby improving the flatness of the wafer. Can be realized.
以下に、本発明に係る単結晶シリコンウェーハの製造方法の実施例について、図面を参照して説明する。図1は本発明による単結晶シリコンウェーハの製造工程の説明図で、図1(a)に示すように単結晶シリコンインゴットをスライスしてウェーハ1とし、必要に応じて面取り加工した後、図1(b)で前記ウェーハ1の両面をラッピングし、図1(c)で酸化膜をエッチングする。ここまでは従来の製造工程と同一である。次に、図1(d)に示すように、加工歪フリーに仕上げられている前記ウェーハ1の表面を、所定の平坦度を有する平板上に強力に吸着し、ダイヤモンド砥石を取り付けた平面研削盤で前記ウェーハ1の裏面を高平坦度に研削する。この研削加工によって、ウェーハ1の裏面には機械的歪層2が付与される。この状態で、図1(e)に示すようにCVD装置を用いてポリシリコン層3を形成すると、平面研削による機械的歪層2とポリシリコン層3の形成による歪層とが前記ウェーハ1の裏面に積層して付与される。その後、図1(f)でウェーハ1の表面がヘイズフリーの鏡面となるように超低取り代の鏡面研磨加工を施す。超低取り代の鏡面研磨は、ウェーハ1の裏面を高平坦度に研削したことによって可能となる。最後にこのウェーハを洗浄する。
Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing a single crystal silicon wafer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a manufacturing process of a single-crystal silicon wafer according to the present invention. As shown in FIG. 1A, a single-crystal silicon ingot is sliced into a
図2は、本発明による単結晶シリコンウェーハ製造方法の一実験例として製造したシリコンウェーハ(CMOS熱処理前)の裏面近傍の断面について、透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。前記実験例として6インチのFZウェーハを用い、前記製造工程に従ってラッピング、エッチングを施した後、#2000のダイヤモンド砥石で平面研削を行い、図2に示すように機械的歪層2を付与した。このウェーハに650°Cでモノシランガスによる減圧CVDを行い、膜厚約1μmのポリシリコン層3を形成した後、ウェーハ表面を鏡面研磨した。このような処理を施したFZウェーハの表面を1013atoms/cm2 のFeにより故意汚染し、1000°C、1時間の拡散熱処理を施した上、SPV法によりFe濃度測定を行った。その結果は表1に示す通りで、本実験例のウェーハにはダイヤモンド砥石を用いた平面研削による機械的歪とポリシリコンの被覆による歪とのダブルゲッタリングサイトが形成されているため、ゲッタリング効果が大きく、従来の技術によるEGウェーハに比べてバルクのFe濃度が低い。また、このウェーハはゲッタリング効果の持続期間が長い。
FIG. 2 is a diagram showing the results of observing a cross section near the back surface of a silicon wafer (before CMOS heat treatment) manufactured as an experimental example of the method for manufacturing a single crystal silicon wafer according to the present invention by a transmission electron microscope. Using a 6-inch FZ wafer as an experimental example, lapping and etching were performed according to the above manufacturing process, and then surface grinding was performed with a # 2000 diamond grindstone to provide a
表2は、8インチのCZウェーハを用い、従来の方法でEG処理を施した場合と本実験例とについて、鏡面研磨後のTTVを比較した表である。ただし、本実験例によるウェーハに関してはCMOS熱処理後の測定値である。TTVの平均値、バラツキ、最大値とも従来の1/3前後に低減していることが分かる。また表3は、本実験例によるウェーハの発塵性について、エッチドウェーハ、従来のEGウェーハと比較した表である。この表は、粒径0.2μm以上のパーティクル数について、ウェーハの最終洗浄後に行った第1回目の測定結果と、SC−1洗浄液(NH4 OH+H2 O2 )による洗浄後に行った第2回目の測定結果との差を示している。本実験例によるウェーハは、機械的歪をもっているにもかかわらず発塵性は従来のEGウェーハと変わらない。 Table 2 is a table comparing the TTV after mirror polishing between the case where the EG treatment was performed by the conventional method and the present experimental example using an 8-inch CZ wafer. However, for the wafer according to this experimental example, the measured value is after the CMOS heat treatment. It can be seen that the average value, variation and maximum value of the TTV are reduced to about 1/3 of the conventional value. Table 3 is a table comparing the dust generation of the wafer according to this experimental example with an etched wafer and a conventional EG wafer. This table shows the results of the first measurement performed after the final cleaning of the wafer and the results of the second measurement performed after cleaning with the SC-1 cleaning solution (NH4 OH + H2 O2) for the number of particles having a particle diameter of 0.2 μm or more. This shows the difference from. Although the wafer according to the present experimental example has mechanical distortion, the dusting property is not different from the conventional EG wafer.
本実施例では、エッチング済みのシリコンウェーハの裏面に平面研削とポリシリコンのコーティングとを施したが、応用例として、ウェーハの裏面に平面研削のみによってゲッタリングサイトを形成してもよい。 In this embodiment, the back surface of the etched silicon wafer is subjected to surface grinding and polysilicon coating. However, as an application example, a gettering site may be formed on the back surface of the wafer only by surface grinding.
1 ウェーハ
2 機械的歪層
3 ポリシリコン層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004168714A JP2004312033A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004168714A JP2004312033A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27600194A Division JPH08115918A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Single-crystal silicon wafer, and manufacture of single crystal silicon wafer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004312033A true JP2004312033A (en) | 2004-11-04 |
Family
ID=33475718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004168714A Pending JP2004312033A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004312033A (en) |
-
2004
- 2004-06-07 JP JP2004168714A patent/JP2004312033A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5018066B2 (en) | Method for manufacturing strained Si substrate | |
EP2539928B1 (en) | Method for reducing the width of the unbonded region in soi structures | |
JP3534207B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor wafer | |
KR20090037319A (en) | Method for producing bonded wafer | |
US9496130B2 (en) | Reclaiming processing method for delaminated wafer | |
WO2001006556A1 (en) | Process for fabricating semiconductor wafers with backside gettering | |
JP6441088B2 (en) | Silicon wafer manufacturing method and semiconductor device manufacturing method | |
KR20110052456A (en) | Method for wafer bonding | |
JP2007214256A (en) | Soi wafer | |
TWI313483B (en) | ||
JPH03295235A (en) | Manufacture of epitaxial wafer | |
JP2010034128A (en) | Production method of wafer and wafer obtained by this method | |
CN110060959B (en) | Method for manufacturing bonded wafer | |
JP2011071193A (en) | Lamination soi wafer and manufacturing method of the same | |
JPH09260619A (en) | Soi substrate and its manufacture | |
CN109690733B (en) | Method for manufacturing bonded SOI wafer | |
EP1956641A1 (en) | Method for grinding surface of semiconductor wafer and method for manufacturing semiconductor wafer | |
JPH11354761A (en) | Soi substrate and its production | |
JP2004312033A (en) | Method of manufacturing single crystal silicon wafer and single crystal silicon wafer | |
JPH08115918A (en) | Single-crystal silicon wafer, and manufacture of single crystal silicon wafer | |
EP3809448A1 (en) | Bonded soi wafer and method for manufacturing bonded soi wafer | |
US20100144119A1 (en) | Method of producing bonded wafer | |
JP2000211997A (en) | Production of epitaxial wafer | |
JP5597915B2 (en) | Manufacturing method of bonded wafer | |
JP3584824B2 (en) | High flatness semiconductor wafer and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080311 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080508 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081028 |