JPS63244629A - 半導体ウエハ背面への格子欠陥導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造プロセスに関し、特に不純物
原子のゲッタリングのための格子欠陥を半導体ウェハ背
面に導入する装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図を参照して、半導体ウェハの背面に格子欠陥を導
入するためにバックサイドダメージを与える方法が概略
的に図解されている。半導体ウェハ２は、石英ブラシま
たは５ｉｎ２粒子の噴射装置２２によってバックサイド
ダメージ３が与えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来のバックサイドダメージ形成方法にお
いては、噴射された５ｉ０２粒子やその破片または石英
ブラシの摩耗粒子が残存し、これらが後のプロセスにお
いてウェハの汚染源となるなどの問題があった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもの
で、ウェハの汚染源を全く残存させないで高密度で深い
バックサイドダメージを形成する方法を提供することを
目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明による方法は、氷の粒子を半導体ウェハの背面に
噴射することによってバックサイドダメージを形成する
ようにしたもので、かつ氷粒子をイオン化するための放
電部と、イオン化した氷粒子を加速させるための加速部
を設けたものである。

［作用］ この発明における超純水で作られた氷粒子は放電部によ
りイオン化される。さらに加速部（電場）により加速さ
れウェハ背面に打ち込まれる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

まずこの発明の基礎概念について第２図を参照して説明
する。第２図は半導体ウェハの背面に格子欠陥を導入す
るためのバックサイドダメージを与える装置を概略的に
図解したものである。２は半導体ウェハ、３はバックサ
イドダメージ、１１は製氷容器、１２は液体窒素源、１
３は液体窒素、１４は散気管、１５は熱交換器、１６は
ノズル、１７は純水源、１８は氷の粒子、１９はスクリ
ュフィーダ、２０はホッパ、２１はブラスト装置である
。

たとえば、断面が４００Ｘ４００ｍｍ２で高さが１２０
０ｍｍの容器１１は、液体窒素源１２から供給された液
体窒素１３によって高さ５００ｍｍまで満たされている
。この液体窒素１３において、散気管１４から窒素ガス
を３００１／ｍ２　　・ｍｉｎの割合で吹き出すことに
よって、液体窒素１３の表面に数ｍｍの波を生じさせる
。この窒素ガスは液体窒素源１２から熱交換器１５を介
して与えられる。一方、容器１１の上部に設けられたノ
ズル１６には、純水源１７から１．２ｋｇ／ｃｍ２Ｇの
圧力と０．１１／ｍｉｎの流量で純水が供給されるとと
もに、１．２ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力と４．５ＮＩｌ／ｍ
ｉｎの流量で窒素ガスが供給される。そして、純水がノ
ズル１６から霧状に噴射される。こうして液体窒素３内
に噴射された純水の霧は瞬時に微細な氷の粒子１８とな
る。上記の噴射条件では約７０〜８０μｍレベルの氷の
粒子が得られるが、これらの微細な氷の粒径は純水の噴
射条件や液体窒素中の滞在時間などを調節することによ
って種々に制御することができる。

こうして製造された氷の粒子１Ｂは、たとえばスクリュ
フィーダ１９によってホッパ２Ｇ内に輸送される。ホッ
パ２０内の氷粒子は次にブラスト装置２１に供給される
。このブラスト装置２１はたとえば高圧気体エジェクタ
方式のものであって、５ｋｇ／ｃｍ２Ｇの高圧でＩＮｌ
／ｍｉｎの流量の窒素ガスによって、氷粒子を０．３１
／ｍｉｎの割合で噴射させる。この噴射された氷粒子を
半導体ウェハの背面に衝突させる衝撃によって格子欠陥
を導入してバックサイドダメージを形成する。

このように、この方法によれば、格子欠陥を導入する衝
撃粒子として微細な氷粒子を用いるので、後の工程で汚
染源となるような粒子や摩耗物を残存させることがない
。また、超純水に炭酸ガスを含ませることによってＩＭ
Ω・ｃｍ以下の比抵抗に下げられた氷から製氷された氷
粒子を噴射する。

この場合、低抵抗の水が静電気を解放するように作用す
るので、噴射衝撃時における静電気による汚染物の吸着
などの心配を解消させる。

しかし以上述べた方法では、バックサイドダメージを形
成する目的でウェハ背面に氷粒子を噴射する際、氷粒子
のエネルギはガスの噴流による慣性力に依存しており、
本方法では高密度で深いバックサイドダメージを形成す
ることが難しいなどの問題点がある。そこでこの発明で
は、バックサイドダメージを形成するための手段を下記
のように構成して、上記問題点を解消した。

次にこの発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は半導体ウェハの背面に高密度で深いバックサイ
ドダメージを形成する装置を概略的に図解したものであ
る。

１は第２図の１１から２０を含む氷を準備する手段、２
はウェハ、３はバックサイドダメージ、４は放電部、５
は加速部、６は試料室、７はポンプ、８．９はバルブで
ある。

次に動作について説明する。まずバルブ８が開かれ、ポ
ンプ７により放電部４、加速部５、試料室６は１〜１Ｏ
−６Ｔｏｒｒレベルに減圧される。

次にバルブ９が開かれ、氷準備手段内の氷粒子が放電部
４に吸引される。このとき放電部には高電圧（５０〜５
００Ｖ）がかかつており、コロナ放電により氷粒子はイ
オン化され電荷を持つ。電荷を持った氷粒子は、加速部
５により加速され半導体ウェハ２に打ち込まれる。以上
の過程によりバックサイドダメージ３が形成される。ま
た加速部５は高周波交流電源により切換わる複数個のリ
ング状の電極で構成されており、各電極の氷粒子運動方
向に対する長さは、高周波、氷粒子の速度に同調可能と
なるように調整されている。なおここで使用する氷粒子
の粒径は１〜５０μｍであることが好ましい。これはあ
まり大きな粒径にするとウェハ上にダメージ（シリコン
転位）以上に傷が入るためである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、格子欠陥導入装置を氷
を準備し、その氷粒子をイオン化し、それらを電場によ
り加速することにより半導体ウェハの背面に打ち込むよ
うに構成したので、ウェハ背面に清浄かつ、より密で深
いバックサイドダメージを形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体ウェハ背面へ
の格子欠陥導入装置の模式図を、第２図はこの発明の基
礎になった半導体ウェハ背面への格子欠陥導入装置の模
式図を、第３図は従来の半導体ウェハ背面への格子欠陥
の導入方法を示す概略図である。 図において１は氷を準備する手段、２はウェハ、３はバ
ックサイドダメージ、４は放電部、５は加速部、６は試
料室、７はポンプ、８．９はバルブ、１１は製氷容器、
１２は液体窒素源、１３は液体窒素、１４は散気管、１
５は熱交換器、１６はノズル、１７は純水源、１８は氷
の粒子、１９はスクリューフィーダ、２０はホッパ、２
１はブラスト装置を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）氷粒子を準備する手段と、前記氷粒子を搬送する
   手段と、前記氷粒子をイオン化して加速する手段と、前
   記加速された氷粒子の前方において、格子欠陥を導入す
   べき半導体ウエハを設置する手段とからなる半導体ウエ
   ハ背面への格子欠陥導入装置。
2. （２）前記氷粒子を搬送する手段として、減圧時におけ
   る圧力差により氷粒子を噴射することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の格子欠陥導入装置。
3. （３）前記氷粒子はエレクトロンシャワー （電子衝撃）によりイオン化されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の格子欠陥導入装
   置。
4. （４）前記氷粒子は１〜５０μｍの粒径であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載の格子欠陥導入装置。