JPH0529324A - シリコンウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコンウエーハの製造方法Info
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- JPH0529324A JPH0529324A JP3205394A JP20539491A JPH0529324A JP H0529324 A JPH0529324 A JP H0529324A JP 3205394 A JP3205394 A JP 3205394A JP 20539491 A JP20539491 A JP 20539491A JP H0529324 A JPH0529324 A JP H0529324A
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- Japan
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- silicon
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- wafer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＥＧ効果を有するシリコンウェーハの製造に
際し、平坦なシリコンウェーハの製造方法を提供する。 【構成】 直径が５インチで、厚さが６２０μｍで、面
方向が（１００）であるシリコンウェーハ１の上面に低
温ＣＶＤによりポリシリコン膜２を厚さ０.５μｍまで
成長させる。この成長温度６４５℃において、シリコン
ウェーハ１は３５μｍ反った。冷却によるポリシリコン
膜２の熱収縮で、シリコンウェーハ１の反りは戻るが、
ポリシリコン膜２の残留応力により、１８μｍの反りが
残っている。次に、乾燥した酸素ガス雰囲気中、酸素ガ
スの温度（熱処理温度）が１１００℃で、処理時間が３
０〜１２０分で熱処理すると、平坦なシリコンウェーハ
１が製造できる。
際し、平坦なシリコンウェーハの製造方法を提供する。 【構成】 直径が５インチで、厚さが６２０μｍで、面
方向が（１００）であるシリコンウェーハ１の上面に低
温ＣＶＤによりポリシリコン膜２を厚さ０.５μｍまで
成長させる。この成長温度６４５℃において、シリコン
ウェーハ１は３５μｍ反った。冷却によるポリシリコン
膜２の熱収縮で、シリコンウェーハ１の反りは戻るが、
ポリシリコン膜２の残留応力により、１８μｍの反りが
残っている。次に、乾燥した酸素ガス雰囲気中、酸素ガ
スの温度（熱処理温度）が１１００℃で、処理時間が３
０〜１２０分で熱処理すると、平坦なシリコンウェーハ
１が製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェーハの製造
方法、例えばポリシリコンを裏面にコーティングしたと
きのシリコンウェーハの反りを低減させるシリコンウェ
ーハの製造方法に関する。
方法、例えばポリシリコンを裏面にコーティングしたと
きのシリコンウェーハの反りを低減させるシリコンウェ
ーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、メガビットメモリの量産化に基づ
いてＤＲＡＭ等の半導体素子の高集積化が要求され、シ
リコンウェーハについてもより一層の高品質化が要望さ
れている。
いてＤＲＡＭ等の半導体素子の高集積化が要求され、シ
リコンウェーハについてもより一層の高品質化が要望さ
れている。
【０００３】従来、シリコンウェーハの製造工程の汚染
防止としてＥＧ法（シリコンウェーハの表面（鏡面）ま
たは裏面に所定の処理を施し、欠陥あるいは有害な不純
物を不活性化させる能力をもたせる方法）が知られてい
る。このＥＧ法にあっても、従来の表面にサンドブラス
トで機械的ダメージを与える方法からシリコンウェーハ
の裏面にパーティクルを発生させない方法に転換しつつ
ある。この方法は、シリコンウェーハの裏面にポリシリ
コン膜をコーティングする方法である。つまり、この方
法によれば、シリコン単結晶ウェーハの欠陥等がシリコ
ン多結晶膜の存在によりシリコンウェーハ裏面側に発生
する歪等によって吸収され、このシリコン単結晶ウェー
ハ表面近くの欠陥をなくすことができるものである。例
えば、インゴットをスライスして得られたシリコンウェ
ーハ（厚さ６００〜７００μｍ）の裏面にＣＶＤ法等を
用いてポリシリコン膜を所定の厚さ（０.５〜１.５μ
ｍ）にコーティングするものである。
防止としてＥＧ法（シリコンウェーハの表面（鏡面）ま
たは裏面に所定の処理を施し、欠陥あるいは有害な不純
物を不活性化させる能力をもたせる方法）が知られてい
る。このＥＧ法にあっても、従来の表面にサンドブラス
トで機械的ダメージを与える方法からシリコンウェーハ
の裏面にパーティクルを発生させない方法に転換しつつ
ある。この方法は、シリコンウェーハの裏面にポリシリ
コン膜をコーティングする方法である。つまり、この方
法によれば、シリコン単結晶ウェーハの欠陥等がシリコ
ン多結晶膜の存在によりシリコンウェーハ裏面側に発生
する歪等によって吸収され、このシリコン単結晶ウェー
ハ表面近くの欠陥をなくすことができるものである。例
えば、インゴットをスライスして得られたシリコンウェ
ーハ（厚さ６００〜７００μｍ）の裏面にＣＶＤ法等を
用いてポリシリコン膜を所定の厚さ（０.５〜１.５μ
ｍ）にコーティングするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法で製造されるシリコンウェーハは、そのポリシ
リコン膜の被着において所定の温度が加えられるため、
その熱応力等により反ってしまった。この反りのため、
シリコンウェーハの搬送工程上または後工程であるフォ
トリソグラフィ工程上不都合が生じていた。
うな方法で製造されるシリコンウェーハは、そのポリシ
リコン膜の被着において所定の温度が加えられるため、
その熱応力等により反ってしまった。この反りのため、
シリコンウェーハの搬送工程上または後工程であるフォ
トリソグラフィ工程上不都合が生じていた。
【０００５】
【課題解決のための知見】そこで、本願の発明者は、こ
の反り（Ｗａｒｐ）は、ポリシリコンをコーティングし
た後の反り（Ｗａｒｐ）PBからポリシリコンをコーティ
ングする前の初期の反り（Ｗａｒｐ）Initialを引いて
求められる。なお、ウェーハ反りの測定は、光学干渉法
によるＦＴ−７を用いている。このようにして求めたシ
リコンウェーハの反り（Ｗａｒｐ）は、図３に示すよう
に、ポリシリコンの成長温度との間で一定の関係を有し
ていることを発見した。よって、ポリシリコン膜のコー
ティング条件を制御することにより、そのシリコンウェ
ーハの反り量をも制御することができる、との知見を得
た。
の反り（Ｗａｒｐ）は、ポリシリコンをコーティングし
た後の反り（Ｗａｒｐ）PBからポリシリコンをコーティ
ングする前の初期の反り（Ｗａｒｐ）Initialを引いて
求められる。なお、ウェーハ反りの測定は、光学干渉法
によるＦＴ−７を用いている。このようにして求めたシ
リコンウェーハの反り（Ｗａｒｐ）は、図３に示すよう
に、ポリシリコンの成長温度との間で一定の関係を有し
ていることを発見した。よって、ポリシリコン膜のコー
ティング条件を制御することにより、そのシリコンウェ
ーハの反り量をも制御することができる、との知見を得
た。
【０００６】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、一面にシリコ
ン多結晶膜を有するシリコン単結晶ウェーハについてそ
の反りを制御することができるシリコンウェーハの製造
方法を提供することを、その目的としている。
ン多結晶膜を有するシリコン単結晶ウェーハについてそ
の反りを制御することができるシリコンウェーハの製造
方法を提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
シリコンウェーハの製造方法は、シリコン単結晶ウェー
ハの一面に所定厚さのシリコン多結晶膜を被着した後、
このシリコン単結晶ウェーハを酸素雰囲気中で熱処理す
るものである。
シリコンウェーハの製造方法は、シリコン単結晶ウェー
ハの一面に所定厚さのシリコン多結晶膜を被着した後、
このシリコン単結晶ウェーハを酸素雰囲気中で熱処理す
るものである。
【０００８】
【作用】本発明方法によれば、シリコン単結晶ウェーハ
の一面にシリコン多結晶膜を例えばＣＶＤ法により所定
の温度条件により所定の厚さに成長させる。この場合の
シリコン多結晶膜はＥＧ効果を生じさせるものである。
この結果、シリコン多結晶膜の被着面が凸状になり、反
りが発生する。さらに、酸素雰囲気中で所定の温度と時
間との条件で熱処理すると、これによる熱応力とシリコ
ン多結晶膜の被着による膜応力との作用で、この反りは
修正され、平坦なシリコンウェーハを製造することとな
る。
の一面にシリコン多結晶膜を例えばＣＶＤ法により所定
の温度条件により所定の厚さに成長させる。この場合の
シリコン多結晶膜はＥＧ効果を生じさせるものである。
この結果、シリコン多結晶膜の被着面が凸状になり、反
りが発生する。さらに、酸素雰囲気中で所定の温度と時
間との条件で熱処理すると、これによる熱応力とシリコ
ン多結晶膜の被着による膜応力との作用で、この反りは
修正され、平坦なシリコンウェーハを製造することとな
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明に係るシリコンウェーハの製造方法
の一実施例を説明するためのものである。
する。図１は本発明に係るシリコンウェーハの製造方法
の一実施例を説明するためのものである。
【００１０】この実施例においては、シリコン単結晶の
塊（インゴット）の成長には、例えばＣＺ法（チョクラ
ルスキ法）を用いる。なお、反り発生に対する酸素析出
の影響をなくすため、初期酸素濃度は０.３〜１.２×１
０18ｃｍ-3としている。この場合、例えば５”φウェー
ハ用の単結晶引き上げ装置を使用している。
塊（インゴット）の成長には、例えばＣＺ法（チョクラ
ルスキ法）を用いる。なお、反り発生に対する酸素析出
の影響をなくすため、初期酸素濃度は０.３〜１.２×１
０18ｃｍ-3としている。この場合、例えば５”φウェー
ハ用の単結晶引き上げ装置を使用している。
【００１１】引き上げに先立って、グラファイト製坩堝
ホルダに保持された石英坩堝の中に高純度の多結晶シリ
コンを原料として入れる。これら全体を縦型の引き上げ
装置の中に納める。引き上げ装置内を１０〜２０Ｔｏｒ
ｒのアルゴンガス雰囲気にし、坩堝ホルダの外周に配置
したグラファイトヒータに直接通電して坩堝を加熱し、
原料の多結晶シリコンを溶融する。装置上方につり下げ
た引き上げシャフト先端のチャックに種結晶を取り付
け、これをシリコン融液に接触させる。その後、引き上
げシャフトを回転させながら、ゆっくり上昇させると、
種結晶から高純度シリコン単結晶が成長して引き上げら
れていく。単結晶の直径を、るつぼ斜め上方にある直径
制御用光センサで監視し、引き上げシャフトの引き上げ
速度を変えて、直径が常に一定になるように調節する。
このようにして、シリコン単結晶のインゴットを成長さ
せる。引き上げられたこのインゴットが、例えば１２０
０℃から８００℃にまで冷却されるその全期間の冷却速
度を０.４℃／分より小さい速度に制御する。
ホルダに保持された石英坩堝の中に高純度の多結晶シリ
コンを原料として入れる。これら全体を縦型の引き上げ
装置の中に納める。引き上げ装置内を１０〜２０Ｔｏｒ
ｒのアルゴンガス雰囲気にし、坩堝ホルダの外周に配置
したグラファイトヒータに直接通電して坩堝を加熱し、
原料の多結晶シリコンを溶融する。装置上方につり下げ
た引き上げシャフト先端のチャックに種結晶を取り付
け、これをシリコン融液に接触させる。その後、引き上
げシャフトを回転させながら、ゆっくり上昇させると、
種結晶から高純度シリコン単結晶が成長して引き上げら
れていく。単結晶の直径を、るつぼ斜め上方にある直径
制御用光センサで監視し、引き上げシャフトの引き上げ
速度を変えて、直径が常に一定になるように調節する。
このようにして、シリコン単結晶のインゴットを成長さ
せる。引き上げられたこのインゴットが、例えば１２０
０℃から８００℃にまで冷却されるその全期間の冷却速
度を０.４℃／分より小さい速度に制御する。
【００１２】そして、このようにして引き上げ形成した
高純度のシリコン単結晶のインゴットを、内周式スライ
サ（カッタ）によりウェーハ状に輪切りにする。例えば
内周円の周縁に工業用ダイヤモンドの粉末を接着したス
チールブレードを外周から強く引っ張って固定し、切削
液をかけながら周速１１００ｍ／分程度になるように高
速回転してこの単結晶インゴットをウェーハ状に輪切り
にする。切断スピードは６０〜７０ｍｍ／分程度で、単
結晶インゴットを横にして切断する。またこのシリコン
ウェーハ１は、直径が５インチで、厚さが６２０μｍ
で、面方向が（１００）になっている。
高純度のシリコン単結晶のインゴットを、内周式スライ
サ（カッタ）によりウェーハ状に輪切りにする。例えば
内周円の周縁に工業用ダイヤモンドの粉末を接着したス
チールブレードを外周から強く引っ張って固定し、切削
液をかけながら周速１１００ｍ／分程度になるように高
速回転してこの単結晶インゴットをウェーハ状に輪切り
にする。切断スピードは６０〜７０ｍｍ／分程度で、単
結晶インゴットを横にして切断する。またこのシリコン
ウェーハ１は、直径が５インチで、厚さが６２０μｍ
で、面方向が（１００）になっている。
【００１３】次に、このシリコンウェーハ１の上面に低
温ＣＶＤによりポリシリコン膜２を厚さ０.５μｍまで
成長させる。この成長温度は、６３０℃〜６５０℃であ
る。なお、この厚さ０.５μｍは、シリコンウェーハ１
の表面近傍の欠陥あるいは汚染等がポリシリコン膜２の
存在によりウェーハ裏面に発生する歪等によって吸収さ
れ、このシリコンウェーハ１の下面近くの欠陥をなくせ
るＥＧ効果を有するような厚さである。ウェーハの反り
（ウェーハを水平台に保持した場合のウェーハ中央部と
ウェーハ外周部との厚さ方向の差）の測定は、光学干渉
法によるＦＴ−７を用いている。成長温度６４５℃にお
いて、シリコンウェーハ１は３５μｍ反った。これは、
シリコンウェーハ１とポリシリコン膜２との熱膨張係数
の差による。冷却によるポリシリコン膜２の熱収縮で、
シリコンウェーハ１の反りは戻るが、ポリシリコン膜２
の残留応力により、１８μｍの反りが残っている。
温ＣＶＤによりポリシリコン膜２を厚さ０.５μｍまで
成長させる。この成長温度は、６３０℃〜６５０℃であ
る。なお、この厚さ０.５μｍは、シリコンウェーハ１
の表面近傍の欠陥あるいは汚染等がポリシリコン膜２の
存在によりウェーハ裏面に発生する歪等によって吸収さ
れ、このシリコンウェーハ１の下面近くの欠陥をなくせ
るＥＧ効果を有するような厚さである。ウェーハの反り
（ウェーハを水平台に保持した場合のウェーハ中央部と
ウェーハ外周部との厚さ方向の差）の測定は、光学干渉
法によるＦＴ−７を用いている。成長温度６４５℃にお
いて、シリコンウェーハ１は３５μｍ反った。これは、
シリコンウェーハ１とポリシリコン膜２との熱膨張係数
の差による。冷却によるポリシリコン膜２の熱収縮で、
シリコンウェーハ１の反りは戻るが、ポリシリコン膜２
の残留応力により、１８μｍの反りが残っている。
【００１４】次に、上記残留応力を除いてシリコンウェ
ーハ１を回復状態にするため熱処理をする。この熱処理
条件は、乾燥した酸素雰囲気中で、酸素ガスの温度（熱
処理温度）が８００〜１１００℃で、処理時間が３０〜
１５０分である。図２中に○印は、上記熱処理条件によ
る反り（Ｗａｒｐ）量を示している。負の数字は、上記
熱処理で反りがより大きくなった量である。正の数字
は、上記熱処理で反りが回復した量である。したがっ
て、ポリシリコン膜２を成長させることによるシリコン
ウェーハ１の反りは、上記熱処理条件で制御できること
になる。１１００℃、３０〜１２０分の熱処理で平坦な
シリコンウェーハ１が製造できることになる。なお、シ
リコンウェーハ１の下の面の研磨工程において反りが発
生するが、それをふまえて上記熱処理工程で反りを残し
ておいてもよい。なお、図４は６”φと８”φシリコン
ウェーハの反りを示したものである。
ーハ１を回復状態にするため熱処理をする。この熱処理
条件は、乾燥した酸素雰囲気中で、酸素ガスの温度（熱
処理温度）が８００〜１１００℃で、処理時間が３０〜
１５０分である。図２中に○印は、上記熱処理条件によ
る反り（Ｗａｒｐ）量を示している。負の数字は、上記
熱処理で反りがより大きくなった量である。正の数字
は、上記熱処理で反りが回復した量である。したがっ
て、ポリシリコン膜２を成長させることによるシリコン
ウェーハ１の反りは、上記熱処理条件で制御できること
になる。１１００℃、３０〜１２０分の熱処理で平坦な
シリコンウェーハ１が製造できることになる。なお、シ
リコンウェーハ１の下の面の研磨工程において反りが発
生するが、それをふまえて上記熱処理工程で反りを残し
ておいてもよい。なお、図４は６”φと８”φシリコン
ウェーハの反りを示したものである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、例えばＥＧ効果を有するシリコンウェーハの製造に
際し、その平坦度を任意に制御することができる。
ば、例えばＥＧ効果を有するシリコンウェーハの製造に
際し、その平坦度を任意に制御することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るシリコンウェーハの断
面図である。
面図である。
【図２】シリコンウェーハの反り回復時の熱処理温度と
熱処理時間との関係を示すグラフである。
熱処理時間との関係を示すグラフである。
【図３】ポリシリコン成長時の炉内温度とシリコンウェ
ーハの反り量との関係を示すグラフである。
ーハの反り量との関係を示すグラフである。
【図４】ポリシリコン成長時の炉内温度と、６”φおよ
び８”φシリコンウェーハの反り量と、の関係を示すグ
ラフである。
び８”φシリコンウェーハの反り量と、の関係を示すグ
ラフである。
１ シリコンウェーハ ２ ポリシリコン膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリコン単結晶ウェーハの一面に所定厚
さのシリコン多結晶膜を被着した後、 このシリコン単結晶ウェーハを酸素雰囲気中で熱処理す
ることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205394A JPH0529324A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウエーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205394A JPH0529324A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウエーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529324A true JPH0529324A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16506101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3205394A Pending JPH0529324A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウエーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529324A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI682524B (zh) * | 2017-07-10 | 2020-01-11 | 日商Ｓｕｍｃｏ股份有限公司 | 矽晶圓 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269571A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Hitachi Ltd | Thermal oxidation method for semiconductor wafer |
| JPS57187941A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-18 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor substrate |
| JPH0247836A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP3205394A patent/JPH0529324A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269571A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Hitachi Ltd | Thermal oxidation method for semiconductor wafer |
| JPS57187941A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-18 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor substrate |
| JPH0247836A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI682524B (zh) * | 2017-07-10 | 2020-01-11 | 日商Ｓｕｍｃｏ股份有限公司 | 矽晶圓 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971202 |