JP2010515261A - 平滑なウェハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の1つの要旨は、おもて面および裏面を有する半導体ウェハの表面粗さを減少させる方法を対象とする。その方法は、ウェハのおもて面を研磨することを含むが、約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、研磨工程はウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させない。不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含む雰囲気において、少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約5分間の時間、その研磨したウェハを熱的にアニールする。
本発明の幾つかの態様では、半導体ウェハの表面を粗研磨および熱的にアニールして、仕上げ研磨せずにグレード1品質のウェハを製造する。幾つかの態様では、図1および図2を参照して、半導体ウェハの表面を研磨するが、“粗”と示す粗さより小さい粗さにはしない。次に、ウェハを熱的にアニールして、限定するわけではなく例えば、図1に “粗&アニール”と印す粗さまで、また、図2に“粗&1200C/Ar”および/または“粗&1200C/25%H2”と印す粗さまで、表面粗さを減少させる。
チョクラルスキー法で製造した単結晶インゴットからスライスした45枚のウェハを両面研磨し(Peter Wolters AC2000P2;ドイツ、レンツブルグ)、サブグループに分けた。両面研磨した22枚のウェハを、アルゴン中において1200℃で1時間アニールした(ASM Model A412;オランダ、ビルソーブン)。両面研磨した23枚のウェハを仕上げ研磨した(Lapmaster LGP−708XJ;イリノイ州マウントプロスペクト)。仕上げ研磨した23枚のウェハ全てを、アルゴン中において1200℃で1時間アニールした(ASM Model A412;オランダ、ビルソーブン)。
チョクラルスキー法で製造した単結晶インゴットからスライスしたウェハを両面研磨し(Peter Wolters AC2000 polisher;ドイツ、レンツブルグ)、サブグループに分けた。2枚のウェハは、アルゴンが75体積%および水素が25体積%の雰囲気において1200℃で1時間アニールし(ASM Model A412;オランダ、ビルソーブン)、2枚は100%アルゴンの雰囲気において1200℃で1時間アニールした(ASM Model A412;オランダ、ビルソーブン)。1枚のウェハは、熱的にアニールをしなかった。図2を参照すると、各ウェハの表面粗さ(RMS)を2ヶ所で、6つの異なるスキャンサイズで測定し、各サブグループ(粗研磨およびアルゴン雰囲気において熱的にアニールしたウェハ(“粗&1200C/Ar”)、粗研磨およびアルゴンが75%水素が25%の雰囲気において熱的にアニールしたウェハ(“粗&1200C/25%H2”)、粗研磨は行なったが、熱的なアニールは行なわなかったウェハ(“粗”))の平均値を求めた。図2は、粗研磨および仕上げ研磨は行なったが、熱的なアニールは行なわなかったウェハ(“仕上げ”)からの以前に得た表面粗さのデータも含んでいる。
チョクラルスキー法で製造した単結晶インゴットからスライスしたウェハを両面研磨した(Peter Wolters AC2000 polisher;ドイツ、レンツブルグ)。チョクラルスキー法で製造した単結晶インゴットからスライスした第2のウェハを両面研磨および仕上げ研磨した(Lapmaster;イリノイ州マウントプロスペクト)。仕上げ研磨中に、表面層から0.1μmより多くの材料を取り除いた。
数セットのウェハを粗研磨し(Peter Wolters AC2000P2;ドイツ、レンツブルグ)、数セットを粗研磨および仕上げ研磨した(LapmasterLGP−708XJ;イリノイ州マウントプロスペクト)。
Claims (50)
- おもて面および裏面を有する半導体ウェハの表面粗さを減少させる方法であって、該方法は:
ウェハのおもて面を研磨することであって、約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、該研磨工程は、ウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させないこと;および
不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約5分間の時間、研磨したウェハを熱的にアニールすること
を含む方法。 - ウェハを約1350℃以下の温度で熱的にアニールする、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも約1150℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールして、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項2に記載の方法。
- 少なくとも約1200℃の温度で少なくとも約1時間の時間、ウェハを熱的にアニールして、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項2に記載の方法。
- スクラッチ、粗さおよび表面欠陥によって生じ、また、直径が約45nmより大きい、ウェハのおもて面の局所光散乱体を、熱アニールは約25以下に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールする、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.9Åの間に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.7Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.9Åに減少させる、請求項1に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、研磨工程は、ウェハのおもて面の粗さを約1.9Å以下に減少させない、請求項1に記載の方法。
- 研磨工程は、ウェハのおもて面の表面の厚さを約1μm〜約20μm除去する、請求項1に記載の方法。
- 研磨工程はウェハの裏面を研磨することを含み、約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールはウェハの裏面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項1に記載の方法。
- おもて面および裏面を有する半導体ウェハの表面粗さを減少させる方法であって、該方法は:
ウェハのおもて面を研磨することであって、該研磨工程は、約10μm×約10μmのスキャンサイズで測定する場合、ウェハのおもて面の粗さを約1.3Å以下に減少させないこと;
不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約5分間の時間、研磨したウェハを熱的にアニールすること
を含む方法。 - ウェハを約1350℃以下の温度で熱的にアニールする、請求項16に記載の方法。
- 少なくとも約1150℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールし、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項17に記載の方法。
- 少なくとも約1200℃の温度で少なくとも約1時間の時間、ウェハを熱的にアニールし、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項17に記載の方法。
- スクラッチ、粗さおよび表面欠陥によって生じ、また、直径が約45nmより大きい、ウェハのおもて面にある局所光散乱体を、熱アニールは約25以下に減少させる、請求項16に記載の方法。
- 少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールする、請求項16に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.9Åの間に減少させる、請求項16に記載の方法。
- 研磨工程は、ウェハのおもて面の表面の厚さを約1μm〜約20μm除去する、請求項16に記載の方法。
- 研磨工程はウェハの裏面を研磨することを含み、約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールはウェハの裏面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項16に記載の方法。
- おもて面および裏面を有する半導体ウェハの表面粗さを減少させる方法であって、該方法は、
ウェハのおもて面を研磨することであって、約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、該研磨工程はウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させないこと;および
研磨したウェハを熱的にアニールすることであって、約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、該熱アニールはウェハのおもて面の表面粗さを約1.5Å以下に減少させること
を含む方法。 - 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項25に記載の方法。
- 不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、ウェハを約1050℃〜約1350℃の温度で熱的にアニールする、請求項26に記載の方法。
- 少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約5分間の時間、ウェハを熱的にアニールする、請求項26に記載の方法。
- 少なくとも約1050℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールする、請求項26に記載の方法。
- 少なくとも約1150℃の温度で少なくとも約10分間の時間、ウェハを熱的にアニールし、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項26に記載の方法。
- 少なくとも約1200℃の温度で少なくとも約1時間の時間、ウェハを熱的にアニールし、ウェハのおもて面に、少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を形成する、請求項26に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、研磨工程は、ウェハのおもて面の粗さを約1.9Å以下に減少させない、請求項26に記載の方法。
- 研磨工程は、ウェハのおもて面の表面の厚さを約1μm〜約20μm除去する、請求項26に記載の方法。
- 研磨工程はウェハの裏面を研磨することを含み、約1μm×約1μmから約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハの裏面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項26に記載の方法。
- スクラッチ、粗さおよび表面欠陥によって生じ、また、直径が約45nmより大きい、ウェハのおもて面にある局所光散乱体を、熱アニールは約25以下に減少させる、請求項26に記載の方法。
- 不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、ウェハを約1050℃〜約1350℃の温度で熱的にアニールする、請求項25に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.7Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項25に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.9Åに減少させる、請求項25に記載の方法。
- おもて面および裏面を有する半導体ウェハの表面粗さを減少させる方法であって、得られるウェハは、ウェハのおもて面に少なくとも約10μmの厚さの実質的にボイドのない領域を含んでおり、該方法は、
ウェハのおもて面を研磨することであって、約1μm×約1μm〜約100μm×約100μmのスキャンサイズで測定する場合、研磨工程は、ウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させないこと、および
不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、少なくとも約1150℃の温度で少なくとも約10分間の時間、研磨したウェハを熱的にアニールすること
を含む方法。 - 不活性ガス、水素またはそれらの混合物を含んで成る雰囲気において、少なくとも約1200℃の温度で少なくとも約1時間の時間、研磨したウェハを熱的にアニールする、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項39に記載の方法。
- ウェハを約1350℃以下の温度で熱的にアニールする、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約1.5Å以下に減少させる、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.9Åの間に減少させる、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.6Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.7Å〜約1.5Åの間に減少させる、請求項39に記載の方法。
- 約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハのおもて面の粗さを約0.9Åに減少させる、請求項39に記載の方法。
- 研磨工程はウェハの裏面を研磨することを含み、約1μm×約1μm〜約30μm×約30μmのスキャンサイズで測定する場合、熱アニールは、ウェハの裏面の粗さを約1.9Å以下に減少させる、請求項39に記載の方法。
- スクラッチ、粗さおよび表面欠陥によって生じ、また、直径が約45nmより大きい、ウェハのおもて面にある局所光散乱体を、熱アニールは約25未満に減少させる、請求項39に記載の方法。
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