JP3264367B2 - サンドブラスト処理剤、それを用いて処理されたウェーハ及びその処理方法 - Google Patents
サンドブラスト処理剤、それを用いて処理されたウェーハ及びその処理方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサンドブラスト処理
剤、それを用いたウェーハのサンドブラスト処理方法及
びその方法で処理されたウェーハに関する。
剤、それを用いたウェーハのサンドブラスト処理方法及
びその方法で処理されたウェーハに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程でウェーハの
素子形成面上における汚染物質に起因する結晶欠陥の発
生を抑制する手段として、素子形成工程で重金属を主と
する汚染不純物を、素子形成領域外に形成した歪場に集
めてしまうゲッタリング方法がある。
素子形成面上における汚染物質に起因する結晶欠陥の発
生を抑制する手段として、素子形成工程で重金属を主と
する汚染不純物を、素子形成領域外に形成した歪場に集
めてしまうゲッタリング方法がある。
【０００３】ゲッタリングの方法の最も容易な手段とし
ては、サンドブラスト法がある。この方法は、主として
ウェーハの素子形成面とは反対側の裏面に微粒子状のサ
ンドブラスト処理剤（研磨剤）を吹き付けて、機械的な
歪を付与する方法である。このサンドブラスト法として
は、天然石英粉や合成石英粉等をそのまま粉末状でウェ
ーハに吹き付ける方法（ドライ式）やこれらに純水を加
えてスラリーとしたものをウェーハに吹き付ける方法
（ウェット式）が用いられる。なお、合成石英粉では必
要とするＯＳＦ（Oxidation induced Stacking Fault）
密度が得られないことや、コストが高くなる等の理由
で、天然石英粉を用いる方が有利である。
ては、サンドブラスト法がある。この方法は、主として
ウェーハの素子形成面とは反対側の裏面に微粒子状のサ
ンドブラスト処理剤（研磨剤）を吹き付けて、機械的な
歪を付与する方法である。このサンドブラスト法として
は、天然石英粉や合成石英粉等をそのまま粉末状でウェ
ーハに吹き付ける方法（ドライ式）やこれらに純水を加
えてスラリーとしたものをウェーハに吹き付ける方法
（ウェット式）が用いられる。なお、合成石英粉では必
要とするＯＳＦ（Oxidation induced Stacking Fault）
密度が得られないことや、コストが高くなる等の理由
で、天然石英粉を用いる方が有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、天然石
英粉はコスト等で有利であるが、天然石英粉の中にはＦ
ｅイオン、Ｎｉイオン、Ｃｕイオン、Ｚｎイオン、Ａｌ
イオン等の金属イオンが微量ではあるが含まれている。
このように金属イオンを含有する天然石英粉に純水を加
えてスラリーとした場合、特にＣｕイオンはイオン化傾
向が小さいので、Ｃｕがウェーハ表面に析出し易い。ま
た、Ｃｕは代表的な半導体材料であるＳｉ中での拡散係
数が高いので、ウェーハ内部に侵入し易く、ウェーハに
対する金属汚染の寄与度が大きい。
英粉はコスト等で有利であるが、天然石英粉の中にはＦ
ｅイオン、Ｎｉイオン、Ｃｕイオン、Ｚｎイオン、Ａｌ
イオン等の金属イオンが微量ではあるが含まれている。
このように金属イオンを含有する天然石英粉に純水を加
えてスラリーとした場合、特にＣｕイオンはイオン化傾
向が小さいので、Ｃｕがウェーハ表面に析出し易い。ま
た、Ｃｕは代表的な半導体材料であるＳｉ中での拡散係
数が高いので、ウェーハ内部に侵入し易く、ウェーハに
対する金属汚染の寄与度が大きい。
【０００５】金属汚染が生じると、デバイスの製造工程
においてウェーハが種々の熱処理を受けた際に結晶中の
上記金属不純物等によって様々の結晶欠陥が誘起され
る。これらの欠陥はウェーハの表面及び表面近傍にも発
生するため、得られたデバイスのリーク電流の増大を招
き、デバイス特性の劣化と歩留りの低下をもたらす。
においてウェーハが種々の熱処理を受けた際に結晶中の
上記金属不純物等によって様々の結晶欠陥が誘起され
る。これらの欠陥はウェーハの表面及び表面近傍にも発
生するため、得られたデバイスのリーク電流の増大を招
き、デバイス特性の劣化と歩留りの低下をもたらす。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、金属イオンによる汚染を防止することができ
るサンドブラスト処理剤及びそれを用いたウェーハのサ
ンドブラスト処理方法を提供することを目的とする。
たもので、金属イオンによる汚染を防止することができ
るサンドブラスト処理剤及びそれを用いたウェーハのサ
ンドブラスト処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１記載の発
明は、キレート剤を含有することを特徴とするサンドブ
ラスト処理剤を提供する。
明は、キレート剤を含有することを特徴とするサンドブ
ラスト処理剤を提供する。
【０００８】本願の請求項２記載の発明は、請求項１に
おいて、前記キレート剤が下記（１）〜（４）又はこれ
らの塩から選択されたものであるサンドブラスト処理剤
を提供する。 （１）ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ：nitrilotriacetic aci
d） （２）エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ：ethylenedi
aminetetraacetic acid） （３）ジエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−五酢
酸（ＤＴＰＡ：diethylenediamine-N,N,N",N"-pentaace
tic acid） （４）シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ：cy
clohexanediaminetetraacetic acid）
おいて、前記キレート剤が下記（１）〜（４）又はこれ
らの塩から選択されたものであるサンドブラスト処理剤
を提供する。 （１）ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ：nitrilotriacetic aci
d） （２）エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ：ethylenedi
aminetetraacetic acid） （３）ジエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−五酢
酸（ＤＴＰＡ：diethylenediamine-N,N,N",N"-pentaace
tic acid） （４）シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ：cy
clohexanediaminetetraacetic acid）
【０００９】本願の請求項３記載の発明は、請求項１又
は請求項２において、前記キレート剤のモル濃度が４．
２８×１０-4モル／リットル以上であるサンドブラスト
処理剤を提供する。
は請求項２において、前記キレート剤のモル濃度が４．
２８×１０-4モル／リットル以上であるサンドブラスト
処理剤を提供する。
【００１０】本願の請求項４記載の発明は、請求項１又
は請求項２において、前記キレート剤のモル濃度が２．
５７×１０-3モル／リットル以上であるサンドブラスト
処理剤を提供する。
は請求項２において、前記キレート剤のモル濃度が２．
５７×１０-3モル／リットル以上であるサンドブラスト
処理剤を提供する。
【００１１】本願の請求項５記載の発明は、請求項１な
いし請求項４のいずれか１項において、天然石英粉を主
成分とするサンドブラスト処理剤を提供する。
いし請求項４のいずれか１項において、天然石英粉を主
成分とするサンドブラスト処理剤を提供する。
【００１２】本願の請求項６記載の発明は、請求項１な
いし請求項４のいずれか１項において、天然石英粉を純
水に添加したスラリーであるサンドブラスト処理剤を提
供する。
いし請求項４のいずれか１項において、天然石英粉を純
水に添加したスラリーであるサンドブラスト処理剤を提
供する。
【００１３】本願の請求項７記載の発明は、請求項１な
いし請求項６のいずれか１項記載のサンドブラスト処理
剤で処理されたことを特徴とするウェーハを提供する。
いし請求項６のいずれか１項記載のサンドブラスト処理
剤で処理されたことを特徴とするウェーハを提供する。
【００１４】本願の請求項８記載の発明は、請求項１な
いし請求項６のいずれか１項記載のサンドブラスト処理
剤を用いてウェーハをサンドブラスト処理することを特
徴とするウェーハのサンドブラスト処理方法を提供す
る。
いし請求項６のいずれか１項記載のサンドブラスト処理
剤を用いてウェーハをサンドブラスト処理することを特
徴とするウェーハのサンドブラスト処理方法を提供す
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のサンドブラスト処理剤
は、キレート剤を含有することを特徴とする。キレート
剤は、金属イオンと錯体を形成するので、キレート剤を
含有するサンドブラスト処理剤を用いてサンドブラスト
処理を行うことにより、金属イオンがウェーハに析出し
てウェーハ内に拡散するのを防止することができる。
は、キレート剤を含有することを特徴とする。キレート
剤は、金属イオンと錯体を形成するので、キレート剤を
含有するサンドブラスト処理剤を用いてサンドブラスト
処理を行うことにより、金属イオンがウェーハに析出し
てウェーハ内に拡散するのを防止することができる。
【００１６】金属イオンと安定な錯体を形成して金属イ
オンによる汚染防止効果が高いキレート剤としては、例
えば下記（１）〜（４）又はこれらの塩から選択された
ものが挙げられる。 （１）下記化学式
オンによる汚染防止効果が高いキレート剤としては、例
えば下記（１）〜（４）又はこれらの塩から選択された
ものが挙げられる。 （１）下記化学式
【化１】 で表されるニトリロ三酢酸（ＮＴＡ：nitrilotriacetic
acid） （２）下記化学式
acid） （２）下記化学式
【化２】 で表されるエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ：ethyle
nediaminetetraacetic acid） （３）下記化学式
nediaminetetraacetic acid） （３）下記化学式
【化３】 で表されるジエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−
五酢酸（ＤＴＰＡ：diethylenediamine-N,N,N",N"-pent
aacetic acid） （４）下記化学式
五酢酸（ＤＴＰＡ：diethylenediamine-N,N,N",N"-pent
aacetic acid） （４）下記化学式
【化４】 で表されるシクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴ
Ａ：cyclohexanediaminetetraacetic acid）
Ａ：cyclohexanediaminetetraacetic acid）
【００１７】上記キレート剤の添加量は、モル濃度が
４．２８×１０-4モル／リットル以上であるのが好まし
く、より好ましくは２．５７×１０-3モル／リットルで
ある。キレート剤のモル濃度が４．２８×１０-4モル／
リットル未満では、金属不純物による汚染防止効果が十
分とは言えず、少なくともＣｕイオンがスラリー中に残
存しないようにするためには上記濃度以上であることが
望ましい。また、Ｆｅイオンを含むほぼ全ての金属イオ
ンがスラリー中に残存しないようにするためには、キレ
ート剤のモル濃度は２．５７×１０-3モル／リットル以
上であるのが望ましい。
４．２８×１０-4モル／リットル以上であるのが好まし
く、より好ましくは２．５７×１０-3モル／リットルで
ある。キレート剤のモル濃度が４．２８×１０-4モル／
リットル未満では、金属不純物による汚染防止効果が十
分とは言えず、少なくともＣｕイオンがスラリー中に残
存しないようにするためには上記濃度以上であることが
望ましい。また、Ｆｅイオンを含むほぼ全ての金属イオ
ンがスラリー中に残存しないようにするためには、キレ
ート剤のモル濃度は２．５７×１０-3モル／リットル以
上であるのが望ましい。
【００１８】本発明のサンドブラスト処理剤は、例えば
天然石英粉を主成分とし、これに上記キレート剤を添加
したものであり、典型的には、天然石英粉を純水に添加
したスラリーに上記キレート剤を添加したものが挙げら
れる。天然石英粉は、そのほとんどがＳｉＯ2である
が、その他に極微量のＡｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ等
が含まれている。また、天然石英粉の粒径は１〜８μｍ
程度である。この天然石英粉を用いてスラリーとする場
合は、例えば天然石英粉１．０ｋｇに純水を加えて１
０．０リットルとしたスラリーを用いることができる。
天然石英粉を主成分とし、これに上記キレート剤を添加
したものであり、典型的には、天然石英粉を純水に添加
したスラリーに上記キレート剤を添加したものが挙げら
れる。天然石英粉は、そのほとんどがＳｉＯ2である
が、その他に極微量のＡｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ等
が含まれている。また、天然石英粉の粒径は１〜８μｍ
程度である。この天然石英粉を用いてスラリーとする場
合は、例えば天然石英粉１．０ｋｇに純水を加えて１
０．０リットルとしたスラリーを用いることができる。
【００１９】上記サンドブラスト処理剤を用いてウェー
ハをサンドブラスト処理する方法では、例えばウェーハ
をその裏面を上方に向けてベルトコンベアに載置し、そ
の上方に上記サンドブラスト処理剤（スラリー）を下方
に噴射するノズル（複数でもよい。）を設け、コンベア
の速度を例えば１．０ｍ／分程度に設定してシリコンウ
ェーハを移動させながら、ノズルの位置をコンベアの移
動方向に対して垂直且つ水平方向にウェーハの直径以上
の振り幅で７０ｒｐｍ程度のサイクルで往復運動させな
がら０．６〜０．９ｋｇ／ｃｍ2の噴射圧力でスラリー
をシリコンウェーハの裏面に向けて噴射する。
ハをサンドブラスト処理する方法では、例えばウェーハ
をその裏面を上方に向けてベルトコンベアに載置し、そ
の上方に上記サンドブラスト処理剤（スラリー）を下方
に噴射するノズル（複数でもよい。）を設け、コンベア
の速度を例えば１．０ｍ／分程度に設定してシリコンウ
ェーハを移動させながら、ノズルの位置をコンベアの移
動方向に対して垂直且つ水平方向にウェーハの直径以上
の振り幅で７０ｒｐｍ程度のサイクルで往復運動させな
がら０．６〜０．９ｋｇ／ｃｍ2の噴射圧力でスラリー
をシリコンウェーハの裏面に向けて噴射する。
【００２０】
【実施例】（配合例）表１に示す割合で各成分を含有
し、表２に示す粒径分布を有する天然石英粉に純水を加
え、１０リットル当たり１．０ｋｇの天然石英粉を含有
するスラリーを得た。このスラリー各８０リットルに対
し、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸（以下Ｅ
ＤＴＡと略称する。）をそれぞれ０．０１ｇ、１０ｇ、
５０ｇ、６０ｇ及び１２０ｇ添加し、濃度の異なるＥＤ
ＴＡ含有スラリーを得た。これらＥＤＴＡの濃度が異な
る各ＥＤＴＡ含有スラリー及びＥＤＴＡを添加していな
いスラリー中の各種残存金属イオンを調べた結果を表３
に示す。
し、表２に示す粒径分布を有する天然石英粉に純水を加
え、１０リットル当たり１．０ｋｇの天然石英粉を含有
するスラリーを得た。このスラリー各８０リットルに対
し、キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸（以下Ｅ
ＤＴＡと略称する。）をそれぞれ０．０１ｇ、１０ｇ、
５０ｇ、６０ｇ及び１２０ｇ添加し、濃度の異なるＥＤ
ＴＡ含有スラリーを得た。これらＥＤＴＡの濃度が異な
る各ＥＤＴＡ含有スラリー及びＥＤＴＡを添加していな
いスラリー中の各種残存金属イオンを調べた結果を表３
に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】表３に示すように、ＥＤＴＡの添加量が１
０ｇ（モル濃度：４．２８×１０-4モル／リットル）の
場合は、Ｆｅイオンは残存していたものの、それ以外の
金属イオンはＣｕイオンを含めその残存は認められなか
った。また、６０ｇ（モル濃度：２．５７×１０-3モル
／リットル）では、Ｆｅイオンも含む全ての金属イオン
の残存が認められなかった。
０ｇ（モル濃度：４．２８×１０-4モル／リットル）の
場合は、Ｆｅイオンは残存していたものの、それ以外の
金属イオンはＣｕイオンを含めその残存は認められなか
った。また、６０ｇ（モル濃度：２．５７×１０-3モル
／リットル）では、Ｆｅイオンも含む全ての金属イオン
の残存が認められなかった。
【００２５】（実施例）前記配合例で得たスラリー（Ｅ
ＤＴＡ添加前）８０リットルにＥＤＴＡを１２０ｇ添加
してＥＤＴＡ含有スラリー（モル濃度：５．１４×１０
-3モル／リットル）を得た。上記ＥＤＴＡ含有スラリー
を用い、直径２００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（サン
プル数４）の裏面をサンドブラスト処理した後、加熱処
理６５０℃、２０分を行った。
ＤＴＡ添加前）８０リットルにＥＤＴＡを１２０ｇ添加
してＥＤＴＡ含有スラリー（モル濃度：５．１４×１０
-3モル／リットル）を得た。上記ＥＤＴＡ含有スラリー
を用い、直径２００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（サン
プル数４）の裏面をサンドブラスト処理した後、加熱処
理６５０℃、２０分を行った。
【００２６】（比較例）前記配合例で得たＥＤＴＡ添加
前のスラリーをそのまま用いて実施例と同じ処理を行っ
た（ウェーハサンプル数４）。
前のスラリーをそのまま用いて実施例と同じ処理を行っ
た（ウェーハサンプル数４）。
【００２７】実施例及び比較例の処理を行った各４枚の
サンプルウェーハの表面のＣｕを分析した。図１は、そ
の結果を示す。ＥＤＴＡを含有しないスラリーを用いて
サンドブラスト処理を行った場合はいずれもＣｕによる
汚染が確認されたが、ＥＤＴＡ含有スラリーを用いてサ
ンドブラスト処理を行った場合はＣｕの汚染量は検出下
限以下であり、実質的にＣｕによる汚染は確認されなか
った。また、ゲッタリング能力に影響するＯＳＦ密度も
十分であり、酸化膜耐圧等の電気特性も良好であった。
サンプルウェーハの表面のＣｕを分析した。図１は、そ
の結果を示す。ＥＤＴＡを含有しないスラリーを用いて
サンドブラスト処理を行った場合はいずれもＣｕによる
汚染が確認されたが、ＥＤＴＡ含有スラリーを用いてサ
ンドブラスト処理を行った場合はＣｕの汚染量は検出下
限以下であり、実質的にＣｕによる汚染は確認されなか
った。また、ゲッタリング能力に影響するＯＳＦ密度も
十分であり、酸化膜耐圧等の電気特性も良好であった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、シリ
コンウェーハのサンドブラスト処理を行う際に金属イオ
ンによるウェーハの汚染を防止することができる。
コンウェーハのサンドブラスト処理を行う際に金属イオ
ンによるウェーハの汚染を防止することができる。
【図１】サンドブラスト処理及び熱処理後のシリコンウ
ェーハのＣｕ濃度を分析した結果を示すグラフである。
ェーハのＣｕ濃度を分析した結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 601 B24C 11/00
Claims (8)
- 【請求項１】 キレート剤を含有することを特徴とする
サンドブラスト処理剤。 - 【請求項２】 前記キレート剤は下記（１）〜（４）又
はこれらの塩から選択されたものである請求項１記載の
サンドブラスト処理剤。 （１）ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ：nitrilotriacetic aci
d） （２）エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ：ethylenedi
aminetetraacetic acid） （３）ジエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−五酢
酸（ＤＴＰＡ：diethylenediamine-N,N,N",N"-pentaace
tic acid） （４）シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ：cy
clohexanediaminetetraacetic acid） - 【請求項３】 前記キレート剤のモル濃度が４．２８×
１０-4モル／リットル以上である請求項１又は請求項２
記載のサンドブラスト処理剤。 - 【請求項４】 前記キレート剤のモル濃度が２．５７×
１０-3モル／リットル以上である請求項１又は請求項２
記載のサンドブラスト処理剤。 - 【請求項５】 天然石英粉を主成分とする請求項１ない
し請求項４のいずれか１項記載のサンドブラスト処理
剤。 - 【請求項６】 天然石英粉を純水に添加したスラリーで
ある請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のサン
ドブラスト処理剤。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
記載のサンドブラスト処理剤で処理されたことを特徴と
するウェーハ。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
記載のサンドブラスト処理剤を用いてウェーハをサンド
ブラスト処理することを特徴とするウェーハのサンドブ
ラスト処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP29212098A JP3264367B2 (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | サンドブラスト処理剤、それを用いて処理されたウェーハ及びその処理方法 |
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| KR1020007006439A KR20010033078A (ko) | 1998-10-14 | 1999-10-12 | 샌드블라스팅 처리제, 그것으로 처리한 웨이퍼 및 그처리방법 |
| PCT/JP1999/005600 WO2000021716A1 (fr) | 1998-10-14 | 1999-10-12 | Agent de sablage, galette traitee par cet agent et procede de traitement correspondant |
| TW088117567A TW513765B (en) | 1998-10-14 | 1999-10-12 | Sandblasting agent, wafer treated with the same, and method of treatment with the same |
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|---|---|---|---|
| JP29212098A JP3264367B2 (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | サンドブラスト処理剤、それを用いて処理されたウェーハ及びその処理方法 |
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| JP3264367B2 true JP3264367B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=17777810
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JPH0786289A (ja) * | 1993-07-22 | 1995-03-31 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウェハおよびその製造方法 |
| US5593339A (en) * | 1993-08-12 | 1997-01-14 | Church & Dwight Co., Inc. | Slurry cleaning process |
| US5662769A (en) * | 1995-02-21 | 1997-09-02 | Advanced Micro Devices, Inc. | Chemical solutions for removing metal-compound contaminants from wafers after CMP and the method of wafer cleaning |
| US5765322A (en) * | 1995-09-29 | 1998-06-16 | Bridgestone Corporation | Seismic isolation apparatus |
| US5634982A (en) * | 1996-02-16 | 1997-06-03 | Corpex Technologies, Inc. | Process for decontaminating surfaces of nuclear and fissile materials |
| US5916819A (en) * | 1996-07-17 | 1999-06-29 | Micron Technology, Inc. | Planarization fluid composition chelating agents and planarization method using same |
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| DE10102292C1 (de) * | 2001-01-19 | 2002-09-05 | Stephan Gropp | Scheinwerfereinheit für einspurige Zweiradfahrzeuge |
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1998
- 1998-10-14 JP JP29212098A patent/JP3264367B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-12 EP EP99970350A patent/EP1053831A4/en not_active Withdrawn
- 1999-10-12 US US09/555,836 patent/US6582280B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-10-12 KR KR1020007006439A patent/KR20010033078A/ko not_active Application Discontinuation
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