JP2020113580A

JP2020113580A - ゲッタリング層形成方法

Info

Publication number: JP2020113580A
Application number: JP2019001400A
Authority: JP
Inventors: 原田　晴司; Seiji Harada; 晴司原田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2020-07-27

Abstract

【課題】抗折強度の低下を抑制しながらも複数種類の金属を捕獲することができるゲッタリング層を形成できるゲッタリング層形成方法を提供すること。【解決手段】ゲッタリング層形成方法は、表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面にゲッタリング層を形成する方法である。ゲッタリング層形成方法は、ウェーハの裏面に第１の金属塩の水溶液を塗布する第１塗布ステップＳＴ４と、ウェーハを乾燥させてウェーハの裏面に第１の金属をゲッタリングする第１ゲッタリング層を形成する第１乾燥ステップＳＴ５と、第１乾燥ステップＳＴ５を実施した後、第１ゲッタリング層上に第２の金属塩の水溶液を塗布する第２塗布ステップＳＴ６と、ウェーハを乾燥させて第１ゲッタリング層上に第２の金属をゲッタリングする第２ゲッタリング層を形成する第２乾燥ステップＳＴ７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、不純物を捕獲する機能のあるゲッタリング層をウェーハに形成するゲッタリング層形成方法に関する。

ウェーハから分割されて、電子機器等に組み込まれるデバイスチップは、ウェーハの裏面に形成された結晶欠陥、歪み、傷や変質層などにより構成されるゲッタリング層を備えることがある。ゲッタリング層は、銅（Ｃｕ）などの金属を主とする不純物を捕獲して、デバイスチップの不純物による金属汚染を抑制する。ウェーハにゲッタリング層を形成する方法として、種々の加工方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。

特開２０１６−１８２６６９号公報特開２０１５−０４６５５０号公報特開２０１４−０６３７８６号公報

しかしながら、前述したゲッタリング層は、ウェーハの裏面に形成された結晶欠陥、歪み、傷や変質層により構成されているために、ウェーハ即ちデバイスチップの抗折強度を低下させてしまう。また、デバイスチップの汚染源となり得る金属が複数種類あるため、ゲッタリング層は、複数種類の金属を捕獲したいという要望がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、抗折強度の低下を抑制しながらも複数種類の金属を捕獲することができるゲッタリング層を形成できるゲッタリング層形成方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のゲッタリング層形成方法は、表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成方法であって、ウェーハの裏面に第１の金属塩の水溶液を塗布する第１塗布ステップと、該第１塗布ステップを実施した後、ウェーハを乾燥させてウェーハの該裏面に第１の金属をゲッタリングする第１ゲッタリング層を形成する第１乾燥ステップと、該第１乾燥ステップを実施した後、該第１ゲッタリング層上に第２の金属塩の水溶液を塗布する第２塗布ステップと、該第２塗布ステップを実施した後、ウェーハを乾燥させて該第１ゲッタリング層上に第２の金属をゲッタリングする第２ゲッタリング層を形成する第２乾燥ステップと、を備えたことを特徴とする。

前記ゲッタリング層形成方法において、該第１の金属塩の水溶液と該第２の金属塩の水溶液のいずれかまたは両方に含まれる金属は２価の金属であり、該ゲッタリング層は1ｃｍ^２辺り該金属塩を１×１０^１３ａｔｏｍ以上含有してもよい。

前記ゲッタリング層形成方法において、該第１の金属塩の水溶液と該第２の金属塩の水溶液のいずれかまたは両方に含まれる金属は３価の金属であり、該ゲッタリング層は1ｃｍ^２辺り該金属塩を１×１０^１２ａｔｏｍ以上含有してもよい。

本発明のゲッタリング層形成方法は、抗折強度の低下を抑制しながらも複数種類の金属を捕獲することができるゲッタリング層を形成できるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法によりゲッタリング層が形成されたウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたウェーハの一部の断面図である。図３は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法の流れを示すフローチャートである。図４は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の保護部材配設ステップを示す斜視図である。図５は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の研削ステップを示す側面図である。図６は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の研磨ステップを示す側面図である。図７は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第１塗布ステップを示す側面図である。図８は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第１乾燥ステップを示す側面図である。図９は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第２塗布ステップを示す側面図である。図１０は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第２乾燥ステップを示す側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るゲッタリング層形成方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法によりゲッタリング層が形成されたウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたウェーハの一部の断面図である。図３は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法の流れを示すフローチャートである。

実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、図１に示すウェーハ１の基板２の裏面６にゲッタリング層１００を形成する方法である。実施形態１に係るゲッタリング層形成方法によってゲッタリング層１００が形成されるウェーハ１は、シリコン、又はガリウムヒ素などを基板２とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。

ウェーハ１は、図１に示すように、基板２の表面３に格子状に交差した複数の分割予定ライン４が形成され、表面３の複数の分割予定ライン４で区画された領域に、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス５が形成されている。即ち、ウェーハ１は、基板２の表面３にデバイス５が形成されている。ウェーハ１の基板２の表面３の裏側の裏面６上に形成されるゲッタリング層１００は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属を主とする不純物を捕獲して、デバイス５の不純物による金属汚染を抑制するものである。

実施形態１において、ゲッタリング層１００は、図２に示すように、基板２の裏面６上に積層されかつ第１の金属を捕獲（ゲッタリング）する第１ゲッタリング層１０１と、第１ゲッタリング層１０１上に積層されかつ第１の金属と異なる種類の第２の金属を捕獲（ゲッタリング）する第２ゲッタリング層１０２とを備える。実施形態１において、第１の金属と第２の金属は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）のうちいずれかで構成されるが、本発明では、第１の金属と第２の金属は、これらに限定されない。

（ゲッタリング層形成方法）
実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、インゴットから切り出されて表面３にデバイス５が形成されたウェーハ１を薄化した後、裏面６側にゲッタリング層１００を形成して、所定の仕上げ厚さ７のウェーハ１を製造する方法である。実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、図３に示すように、保護部材配設ステップＳＴ１と、研削ステップＳＴ２と、研磨ステップＳＴ３と、第１塗布ステップＳＴ４と、第１乾燥ステップＳＴ５と、第２塗布ステップＳＴ６と、第２乾燥ステップＳＴ７とを備える。

（保護部材配設ステップ）
図４は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の保護部材配設ステップを示す斜視図である。保護部材配設ステップＳＴ１は、ウェーハ１の表面３に保護部材である表面保護テープ８を配設するステップである。なお、実施形態１において、表面保護テープ８は、ウェーハ１と同径の円板状に形成され、合成樹脂から構成され可撓性を有する基材層と、基材層に積層されかつウェーハ１の表面３に貼着する粘着層とを備えるが、本発明では、保護部材として、表面保護テープ８の他に硬質な材料で構成された円板状のプレートでも良い。

保護部材配設ステップＳＴ１では、図４に示すように、ウェーハ１の表面３と表面保護テープ８の粘着層とを対向させた後、ウェーハ１の表面３に粘着層を貼り付けて、ウェーハ１の表面３に表面保護テープ８を貼着する。ゲッタリング層形成方法は、ウェーハ１の表面に表面保護テープ８を貼着すると、研削ステップＳＴ２に進む。

（研削ステップ）
図５は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の研削ステップを示す側面図である。研削ステップＳＴ２は、ウェーハ１の裏面６を研削してウェーハ１を薄化するステップである。

研削ステップＳＴ２では、研削装置１０が、チャックテーブル１１の保持面１２に表面保護テープ８を介してウェーハ１の表面３側を吸引保持する。研削ステップＳＴ２では、図５に示すように、スピンドル１５により研削ホイール１３を回転しかつチャックテーブル１１を軸心回りに回転しながら研削水を供給するとともに、研削用砥石１４をチャックテーブル１１に所定の送り速度で近づけることによって、研削用砥石１４でウェーハ１の裏面６を研削する。

実施形態１において、研削ステップＳＴ２では、研削装置１０が、粗研削用の研削用砥石１４（以下、符号１４−１で示す）を備える粗研削用の研削ホイール１３（以下、符号１３−１で示す）を用いて、ウェーハ１の裏面６を粗研削した後、仕上げ研削用の研削用砥石１４（以下、符号１４−２で示す）を備える仕上げ研削用の研削ホイール１３（以下、符号１３−２で示す）を用いて、ウェーハ１の裏面６を仕上げ研削する。本発明は、研削ステップＳＴ２では、粗研削用の研削ホイール１３−１のみを用いて、ウェーハ１の裏面６を粗研削のみしても良く、仕上げ研削用の研削ホイール１３−２のみを用いて、ウェーハ１の裏面６を仕上げ研削のみしても良い。ゲッタリング層形成方法は、研削ステップＳＴ２において、所定の厚さまでウェーハ１を薄化すると研磨ステップＳＴ３に進む。

（研磨ステップ）
図６は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の研磨ステップを示す側面図である。研磨ステップＳＴ３は、ウェーハ１の裏面６を研磨して、裏面６の研削歪みを除去するステップである。

研磨ステップＳＴ３では、研磨装置２０が、チャックテーブル２１の保持面２２に表面保護テープ８を介してウェーハ１の表面３側を吸引保持する。研磨ステップＳＴ３では、図６に示すように、スピンドル２５により研磨ホイール２３を回転しかつチャックテーブル２１を軸心回りに回転しながら研磨液を供給するとともに、研磨パッド２４をチャックテーブル２１に所定の送り速度で近づけることによって、研磨パッド２４でウェーハ１の裏面６を研磨する。

実施形態１において、研磨ステップＳＴ３では、研磨装置２０が、研磨液として純水を供給しながら固定砥粒を有する研磨パッド２４を用いてウェーハ１の裏面６を研磨するが、本発明では、研磨液としてアルカリ性の研磨液を供給しながら研磨パッド２４を用いて化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）を実施しても良く、研磨液として砥粒を含むスラリーを供給しながらウェーハ１の裏面６を研磨しても良い。また、本発明では、研磨ステップＳＴ３において、研磨装置２０が、研磨液を供給することなく研磨パッド２４を用いて、ウェーハ１の裏面６を研磨（所謂ドライポリッシュ）しても良い。ゲッタリング層形成方法は、研磨ステップＳＴ３において、所定時間、ウェーハ１の裏面６を研磨すると第１塗布ステップＳＴ４に進む。

（第１塗布ステップ）
図７は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第１塗布ステップを示す側面図である。第１塗布ステップＳＴ４は、ウェーハ１の裏面６に第１の金属塩の水溶液１０１−１を供給して、裏面６に第１の金属塩の水溶液１０１−１を塗布し、裏面６に第１の金属塩の水溶液１０１−１からなる皮膜１０１−２を形成するステップである。

実施形態１において、第１塗布ステップＳＴ４では、図７に示すように、まず、ゲッタリング層形成装置３０が円板状の回転テーブル３１の保持面３２に表面保護テープ８を介してウェーハ１の表面３側を吸引保持する。第１塗布ステップＳＴ４では、ゲッタリング層形成装置３０が、回転テーブル３１を軸心回りに回転しながら保持面３２に保持されたウェーハ１の裏面６の中央の上方に位置した供給ノズル３３の先端から第１の金属塩の水溶液１０１−１をウェーハ１の裏面６の中央に滴下する。すると、第１塗布ステップＳＴ４では、回転テーブル３１の回転によって生じる遠心力によって、ウェーハ１の裏面６の中央に滴下された第１の金属塩の水溶液１０１−１が裏面６上で膜厚が均等となるように水平方向に伸ばされる。第１塗布ステップＳＴ４では、ゲッタリング層形成装置３０が、図７に示すように、ウェーハ１の裏面６全体に第１の金属塩の水溶液１０１−１からなる皮膜１０１−２を形成する。

なお、第１塗布ステップＳＴ４における回転テーブル３１の回転速度等は、第１の金属塩の水溶液１０１−１の滴下量及び粘度等に応じて、適宜決められる。ゲッタリング層形成方法は、第１塗布ステップＳＴ４において、裏面６全体に皮膜１０１−２を形成すると、第１乾燥ステップＳＴ５に進む。

（第１乾燥ステップ）
図８は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第１乾燥ステップを示す側面図である。第１乾燥ステップＳＴ５は、第１塗布ステップＳＴ４を実施した後、ウェーハ１の裏面６上の皮膜１０１−２を乾燥させて、ウェーハ１の裏面６に第１ゲッタリング層１０１を形成するステップである。

第１乾燥ステップＳＴ５では、ゲッタリング層形成装置３０が、供給ノズル３３の先端を回転テーブル３１に保持されたウェーハ１の裏面６の中央の上方から退避させて、回転テーブル３１の回転を停止する。第１乾燥ステップＳＴ５では、ゲッタリング層形成装置３０が、図８に示すように、回転テーブル３１の保持面３２の上方に配置された乾燥ユニット３４から回転テーブル３１の保持面３２に保持されたウェーハ１の裏面６に形成された皮膜１０１−２の全体に向けて、乾燥風３５を吹き付ける。

これにより、第１乾燥ステップＳＴ５では、皮膜１０１−２に含有していた溶媒が蒸発し、皮膜１０１−２に含有していた金属塩がウェーハ１の裏面６に残存することにより、ゲッタリング層形成装置３０は、金属塩からなる第１ゲッタリング層１０１を形成する。なお、第１乾燥ステップＳＴ５では、ゲッタリング層形成装置３０は、皮膜１０１−２の全体に対して鉛直方向に沿って乾燥風３５を吹き付けるので、皮膜１０１−２に含まれる液体が水平方向に移動してしまうことに伴い第１ゲッタリング層１０１の水平方向の厚みが不均一化してしまうことを防ぐことができる。ゲッタリング層形成方法は、乾燥風３５を予め所定時間吹き付けて、皮膜１０１−２を乾燥して第１ゲッタリング層１０１を形成すると、第２塗布ステップＳＴ６に進む。

（第２塗布ステップ）
図９は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第２塗布ステップを示す側面図である。第２塗布ステップＳＴ６は、第１乾燥ステップＳＴ５を実施した後、第１ゲッタリング層１０１上に第２の金属塩の水溶液１０２−１を供給して、第１ゲッタリング層１０１上に第２の金属塩の水溶液１０２−１を塗布し、第１ゲッタリング層１０１上に第２の金属塩の水溶液１０２−１からなる皮膜１０２−２を形成するステップである。

実施形態１において、第２塗布ステップＳＴ６では、図９に示すように、ゲッタリング層形成装置３０が回転テーブル３１の保持面３２に表面保護テープ８を介してウェーハ１の表面３側を吸引保持した状態で、回転テーブル３１を軸心回りに回転しながら保持面３２に保持されたウェーハ１の裏面６の中央の上方に位置した第２供給ノズル３６の先端から第２の金属塩の水溶液１０２−１をウェーハ１の裏面６の中央に滴下する。すると、第２塗布ステップＳＴ６では、回転テーブル３１の回転によって生じる遠心力によって、ウェーハ１の裏面６の中央に滴下された第２の金属塩の水溶液１０２−１が裏面６上で膜厚が均等となるように水平方向に伸ばされる。第２塗布ステップＳＴ６では、ゲッタリング層形成装置３０が、図９に示すように、ウェーハ１の裏面６全体に第２の金属塩の水溶液１０２−１からなる皮膜１０２−２を形成する。

なお、第２塗布ステップＳＴ６における回転テーブル３１の回転速度等は、第２の金属塩の水溶液１０２−１の滴下量及び粘度等に応じて、適宜決められる。ゲッタリング層形成方法は、第２塗布ステップＳＴ６において、裏面６全体に皮膜１０２−２を形成すると、第２乾燥ステップＳＴ７に進む。

（第２乾燥ステップ）
図１０は、図３に示されたゲッタリング層形成方法の第２乾燥ステップを示す側面図である。第２乾燥ステップＳＴ７は、第２塗布ステップＳＴ６を実施した後、ウェーハ１の第１ゲッタリング層１０１上の皮膜１０２−２を乾燥させて、第１ゲッタリング層１０１上に第２ゲッタリング層１０２を形成するステップである。

第２乾燥ステップＳＴ７では、ゲッタリング層形成装置３０が、第２供給ノズル３６の先端を回転テーブル３１に保持されたウェーハ１の裏面６の中央の上方から退避させて、回転テーブル３１の回転を停止する。第２乾燥ステップＳＴ７では、ゲッタリング層形成装置３０が、回転テーブル３１の保持面３２の上方に配置された乾燥ユニット３４から回転テーブル３１の保持面３２に保持されたウェーハ１の第１ゲッタリング層１０１上に形成された皮膜１０２−２に向けて、乾燥風３５を吹き付ける。

これにより、第２乾燥ステップＳＴ７では、皮膜１０２−２に含有していた溶媒が蒸発し、皮膜１０２−２に含有していた金属塩が第１ゲッタリング層１０１上に残存することにより、ゲッタリング層形成装置３０は、金属塩からなる第２ゲッタリング層１０２を形成する。なお、第２乾燥ステップＳＴ７では、ゲッタリング層形成装置３０は、皮膜１０２−２の全体に対して鉛直方向に沿って乾燥風３５を吹き付けるので、皮膜１０２−２に含まれる液体が水平方向に移動してしまうことに伴い第２ゲッタリング層１０２の水平方向の厚みが不均一化してしまうことを防ぐことができる。ゲッタリング層形成方法は、乾燥風３５を予め所定時間吹き付けて、皮膜１０２−２を乾燥して第２ゲッタリング層１０２を形成すると、終了する。

なお、実施形態１において、乾燥ステップＳＴ５，ＳＴ７では、乾燥風３５を吹き付けて、皮膜１０１−２，１０２−２を乾燥させたが、本発明は、金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１を供給することなく回転テーブル３１を回転させて、皮膜１０１−２，１０２−２を乾燥させても良い。なお、第１ゲッタリング層１０１と第２ゲッタリング層１０２とを含むゲッタリング層１００が形成されたウェーハ１は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法の後の工程において、分割予定ライン４に沿って個々のデバイス５に分割される。

なお、実施形態１において、ゲッタリング層１０１，１０２を構成する金属塩としては、デバイス５に悪影響を与える銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）又はニッケル（Ｎｉ）等の不純物と金属間結合することにより、前述した金属からなる不純物を適切に捕獲できるものが用いられる。第１ゲッタリング層１０１を構成する金属塩と、第２ゲッタリング層１０２を構成する金属塩とは、互いに異なる。

ゲッタリング層１０１，１０２を構成する金属塩は、捕獲したい金属が銅（Ｃｕ）である場合には、チタン（Ｔｉ）、３価の金属であるアルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ベリリウム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、鉛（Ｐｂ）等に例示される銅との間で金属間結合を形成する金属、すなわち銅とともに合金を形成する金属を含む金属塩であることが好ましい。なお、チタン（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）は、２価の金属である。

また、ゲッタリング層１０１，１０２を構成する金属塩は、捕獲したい金属が鉄（Ｆｅ）である場合には、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、２価の金属であるコバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、３価の金属であるアルミニウム（Ａｌ）等に例示される鉄との間で金属間結合を形成する金属、すなわち鉄とともに合金を形成する金属を含む金属塩であることが好ましい。

また、ゲッタリング層１０１，１０２を構成する金属塩は、捕獲したい金属がニッケル（Ｎｉ）である場合には、２価の金属であるクロム（Ｃｒ）等に例示されるニッケルとの間で金属間結合を形成する金属、すなわちニッケルとともに合金を形成する金属を含む金属塩であることが好ましい。

このように、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、第１の金属塩の水溶液１０１−１と第２の金属塩の水溶液１０２−１のいずれか又は両方に含有される金属が、２価の金属である場合がある。実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、第１の金属塩の水溶液１０１−１と第２の金属塩の水溶液１０２−１のいずれか又は両方に含まれる金属が２価の金属である場合、裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２（すなわち、１ｃｍ^２あたり１×１０^１３個）以上の金属原子（金属塩）を含有するように、金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１の濃度等が調整される。

含有される金属が２価の金属でありかつ裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上の金属原子（金属塩）を含有することにより、ゲッタリング層１０１，１０２は、不純物を適切に捕集して、デバイス５への悪影響を防止することができる。ゲッタリング層１０１，１０２は、含有される金属が２価の金属でありかつ裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２未満の金属原子（金属塩）を含有すると、ゲッタリング性を有しないという不具合を生じるからである。なお、塗布される水溶液１０１−１，１０２−１中の金属の量は、例えば、全反射蛍光Ｘ線分析（Total Reflection X-ray Fluorescence、ＴＸＲＦ）の分析結果及び計算などに基づいて管理することができる。

また、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、第１の金属塩の水溶液１０１−１と第２の金属塩の水溶液１０２−１のいずれか又は両方に含まれる金属が、３価の金属である場合がある。第１の金属塩の水溶液１０１−１と第２の金属塩の水溶液１０２−１のいずれか又は両方に含まれる金属が３価の金属である場合、裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２（すなわち、１ｃｍ^２あたり１×１０^１２個）以上の金属原子（金属塩）を含有するように、金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１の濃度等が調整される。

含有される金属が３価の金属でありかつ裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上の金属原子（金属塩）を含有することにより、ゲッタリング層１０１，１０２は、不純物を適切に捕集して、デバイス５への悪影響を防止することができる。ゲッタリング層１０１，１０２は、含有される金属が３価の金属でありかつ裏面６上に供給された状態の金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１が１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２未満の金属原子（金属塩）を含有すると、ゲッタリング性を有しないという不具合を生じるからである。

また、金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１に用いられる溶媒は、上述した金属塩を溶解できるものであれば、その種類に特段の制限はない。金属塩の１０１−１，１０２−１に用いられる溶媒は、具体的には、金属塩の種類等に応じて、硝酸の水溶液、塩酸（塩化水素の水溶液）、硫酸（水溶液）、酢酸の水溶液、水酸化ナトリウムの水溶液、アンモニア水（アンモニアの水溶液）等が例示される。

実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、ウェーハ１の基板２の裏面６に金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１を供給して裏面６に金属からなるゲッタリング層１０１，１０２を形成する。ウェーハに傷や歪み、変質層等を形成する必要がなく、抗折強度を低下させることがない。その結果、ゲッタリング層形成方法は、裏面６に結晶欠陥、歪み、傷や変質層などを形成することなく、ゲッタリング層１０１，１０２を裏面６に形成できるので、ウェーハ１から分割されたデバイス５の抗折強度の低下を抑制することができるゲッタリング層１００を形成することができる。

また、ゲッタリング層形成方法は、異なる金属に対してそれぞれ金属間結合するのに適した金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１で２つのゲッタリング層１０１，１０２を形成するので、複数種類の金属によるデバイス５の汚染を抑制することができる。よって、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、デバイス５の抗折強度の低下を抑制しながらも複数種類の金属を捕獲することができるゲッタリング層１００をデバイス５に形成できるという効果を奏する。

次に、本発明の発明者は、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法により形成されたゲッタリング層１０１，１０２の効果を確認した。確信した結果を以下の表１に示す。

表１では、アルミニウム標準液（和光純薬社製）、ニッケル標準液（Ｎｉ１００）（和光純薬社製）、チタン標準液（和光純薬社製）、又はスズ標準液（関東化学社製）を裏面６に塗布して、シリコンで構成されたウェーハ（以下、シリコンウェーハと記す）１の裏面６上にアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、又はスズ（Ｓｎ）を含有するゲッタリング層１０１，１０２を形成した。また、表１では、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、又はスズ（Ｓｎ）により、金属塩を１×１０^１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２、１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２、又は１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２含有するゲッタリング層１０１，１０２を形成した。また、表１では、シリコンウェーハ１のゲッタリング層１０１，１０２側に、銅が１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２となるように硫酸銅の水溶液を塗布して強制的に汚染させ、シリコンウェーハ１内で銅が拡散し易いように、硫酸銅の水溶液を乾燥させてから、３５０℃、３時間の条件でシリコンウェーハ１を熱処理した。そして、冷却後のシリコンウェーハ１の表面３に到達した銅の量をＴＸＲＦ（全反射蛍光Ｘ線分析）で測定した。測定においては、テクノス株式会社製全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いた。表１では、テクノス株式会社製全反射蛍光Ｘ線分析装置の検出限界０．５×１０^１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２を超える銅が検出された場合を×とし、検出限界０．５×１０^１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２を超える銅が検出されなかった場合を丸とした。

表１によれば、３価の金属であるアルミニウムによりゲッタリング層１０１，１０２を形成する場合には、ゲッタリング層１０１，１０２が１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上の金属原子（金属塩）を含有することにより、表面３側に銅が到達することを抑制でき、ゲッタリング層１０１，１０２が、不純物を適切に捕集して、デバイス５への悪影響を防止できることが明らかとなった。

また、表１によれば、２価の金属であるニッケル、チタン、又はスズによりゲッタリング層１０１，１０２を形成する場合には、ゲッタリング層１０１，１０２が１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上の金属原子（金属塩）を含有することにより、表面３側に銅が到達することを抑制でき、ゲッタリング層１０１，１０２が、不純物を適切に捕集して、デバイス５への悪影響を防止できることが明らかとなった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。前述したように、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、第１塗布ステップＳＴ４及び第２塗布ステップＳＴ６では、ゲッタリング層形成装置３０として、回転テーブル３１を軸心回りに回転しながらウェーハ１の裏面６に金属塩の１０１−１，１０２−１を塗布する、所謂スピンコート式の塗布装置を用いている。しかしながら、本発明は、塗布ステップＳＴ４，ＳＴ６において、ゲッタリング層形成装置として、裏面６に金属塩の水溶液１０１−１，１０２−１を吹きつけるスプレー式の塗布装置を用いても良く、回転テーブル３１を回転することなく裏面６に金属塩の１０１−１，１０２−１を塗布するポッティンング（滴下）式の塗布装置を用いても良く、インクジェット式の塗布装置を用いても良く、ブラシを裏面６上で移動させながら第１の金属塩の１０１−１，１０２−１を塗布するブラシ式の塗布装置を用いても良い。

また、実施形態１に係るゲッタリング層形成方法は、乾燥ステップＳＴ５，ＳＴ７では、乾燥風３５を吹き付けて水溶液１０１−１，１０２−１の皮膜１０１−２，１０２−２を乾燥する乾燥ユニット３４を用いている。しかしながら、本発明は、乾燥ステップＳＴ５，ＳＴ７において、乾燥ユニットとして、ウェーハ１と共に皮膜１０１−２，１０２−２を加熱するオーブン、ヒーター、ランプ、又はホットプレートを用いても良い。また、本発明は、乾燥ステップＳＴ５，ＳＴ７において、皮膜１０１−２，１０２−２を自然乾燥させても良い。また、本発明は、皮膜１０１−２，１０２−２を乾燥ささせた後、ゲッタリング層１０１，１０２にレーザービームを照射して、ゲッタリング層１０１，１０２にアニール処理を施しても良い。

１ウェーハ
３表面
５デバイス
６裏面
１００ゲッタリング層
１０１第１ゲッタリング層
１０１−１第１の金属塩の水溶液
１０２第２ゲッタリング層
１０２−１第２の金属塩の水溶液
ＳＴ４第１塗布ステップ
ＳＴ５第１乾燥ステップ
ＳＴ６第２塗布ステップ
ＳＴ７第２乾燥ステップ

Claims

表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成方法であって、
ウェーハの裏面に第１の金属塩の水溶液を塗布する第１塗布ステップと、
該第１塗布ステップを実施した後、ウェーハを乾燥させてウェーハの該裏面に第１の金属をゲッタリングする第１ゲッタリング層を形成する第１乾燥ステップと、
該第１乾燥ステップを実施した後、該第１ゲッタリング層上に第２の金属塩の水溶液を塗布する第２塗布ステップと、
該第２塗布ステップを実施した後、ウェーハを乾燥させて該第１ゲッタリング層上に第２の金属をゲッタリングする第２ゲッタリング層を形成する第２乾燥ステップと、を備えたゲッタリング層形成方法。
該第１の金属塩の水溶液と該第２の金属塩の水溶液のいずれかまたは両方に含まれる金属は２価の金属であり、該ゲッタリング層は1ｃｍ^２辺り該金属塩を１×１０^１３ａｔｏｍ以上含有する、請求項１に記載のゲッタリング層形成方法。
該第１の金属塩の水溶液と該第２の金属塩の水溶液のいずれかまたは両方に含まれる金属は３価の金属であり、該ゲッタリング層は1ｃｍ^２辺り該金属塩を１×１０^１２ａｔｏｍ以上含有する、請求項１に記載のゲッタリング層形成方法。