JP3076202B2 - Ｅｇ用ポリシリコン膜の被着方法 - Google Patents
Ｅｇ用ポリシリコン膜の被着方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＥＧ（Ｅｘｔｒｉｎｓ
ｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）用のポリシリコン膜の被着
方法、詳しくはポリバックシール法におけるＥＧ層とし
てシリコンウェーハ裏面に被着されるポリシリコン膜堆
積の前処理方法に関する。
ｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）用のポリシリコン膜の被着
方法、詳しくはポリバックシール法におけるＥＧ層とし
てシリコンウェーハ裏面に被着されるポリシリコン膜堆
積の前処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】デバイス製造工程中に、金属不純物等の
汚染が生じると、デバイス特性の劣化や歩留まりの低下
を引き起こす。工程中で不純物をシリコンウェーハ表面
の活性領域から取り除くためのゲッタリング技術の一つ
として、ＥＧ法が知られている。このＥＧ法にあって
も、バックサイドダメージ法、リンゲッタ法等ともに、
ポリバックシール法が知られている。ポリバックシール
法は、エッチング処理後のシリコンウェーハの裏面にポ
リシリコン膜を被着、形成し、このポリシリコン膜によ
り汚染不純物、点欠陥等を捕獲する方法である。
汚染が生じると、デバイス特性の劣化や歩留まりの低下
を引き起こす。工程中で不純物をシリコンウェーハ表面
の活性領域から取り除くためのゲッタリング技術の一つ
として、ＥＧ法が知られている。このＥＧ法にあって
も、バックサイドダメージ法、リンゲッタ法等ともに、
ポリバックシール法が知られている。ポリバックシール
法は、エッチング処理後のシリコンウェーハの裏面にポ
リシリコン膜を被着、形成し、このポリシリコン膜によ
り汚染不純物、点欠陥等を捕獲する方法である。
【０００３】これまでのシリコンウェーハ裏面へのポリ
シリコン膜の被着は、以下のように行われていた。ま
ず、混酸エッチングによりウェーハの加工ダメージを完
全に除去する。その後、ＳＣ−２（Ｓｔａｎｄａｒｄ
Ｃｌｅａｎｉｎｇ−２）洗浄や、界面活性剤を含んだ弱
アルカリ性のエッチング液による洗浄を施す。さらにこ
の後、シリコンウェーハの裏面にＣＶＤによりポリシリ
コン膜を堆積していた。
シリコン膜の被着は、以下のように行われていた。ま
ず、混酸エッチングによりウェーハの加工ダメージを完
全に除去する。その後、ＳＣ−２（Ｓｔａｎｄａｒｄ
Ｃｌｅａｎｉｎｇ−２）洗浄や、界面活性剤を含んだ弱
アルカリ性のエッチング液による洗浄を施す。さらにこ
の後、シリコンウェーハの裏面にＣＶＤによりポリシリ
コン膜を堆積していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術にあっては、ポリシリコン膜堆積前のシリ
コンウェーハは、その表裏面に、界面活性剤や環境から
の有機物が付着していた。この結果、ポリシリコン膜の
堆積中に、その堆積膜にごみ等の異物が含まれて汚れ、
突起等の不良を引き起こしていた。
うな従来技術にあっては、ポリシリコン膜堆積前のシリ
コンウェーハは、その表裏面に、界面活性剤や環境から
の有機物が付着していた。この結果、ポリシリコン膜の
堆積中に、その堆積膜にごみ等の異物が含まれて汚れ、
突起等の不良を引き起こしていた。
【０００５】また、ポリシリコン膜とウェーハ裏面との
界面の金属不純物レベルを改善するため、ポリシリコン
膜の堆積前にウェーハ裏面に塩酸処理またはフッ酸処理
を施すことも考えられる。しかし、この処理後、堆積し
たポリシリコン膜は、粒界の大きな多結晶となってしま
い、ゲッタリング能力自体が低下するという課題が生じ
ていた。
界面の金属不純物レベルを改善するため、ポリシリコン
膜の堆積前にウェーハ裏面に塩酸処理またはフッ酸処理
を施すことも考えられる。しかし、この処理後、堆積し
たポリシリコン膜は、粒界の大きな多結晶となってしま
い、ゲッタリング能力自体が低下するという課題が生じ
ていた。
【０００６】そこで、本発明者らは、上記課題を解決す
べく検討を重ねた結果、上記ポリシリコン膜堆積前の酸
化還元処理（ＳＣ−１洗浄または無機アルカリ／Ｈ2Ｏ2
洗浄）の後、ウェーハにフッ酸処理を施し、さらに、こ
のウェーハ裏面に清浄な酸化膜を形成するようにした。
この結果、金属不純物レベルが低く、かつ、粒界の小さ
なポリシリコン膜を収率良く形成することができること
を知見した。また、この清浄な酸化膜の形成には、オゾ
ン溶液またはオゾンガスを使用することが、有効であ
る。さらに、オゾン溶液の液中濃度を、０．５ｐｐｍ以
上とすると、数オングストロームの厚さの清浄な酸化膜
を形成することができることを知見した（図３参照）。
清浄な酸化膜を形成することができる理由は、上記前処
理洗浄においてウェーハ表面に付着した残留有機成分
や、環境から付着した比較的分子量の小さな有機物が、
オゾンの有機物分解特性により、分解除去されるからで
あると、推定される。
べく検討を重ねた結果、上記ポリシリコン膜堆積前の酸
化還元処理（ＳＣ−１洗浄または無機アルカリ／Ｈ2Ｏ2
洗浄）の後、ウェーハにフッ酸処理を施し、さらに、こ
のウェーハ裏面に清浄な酸化膜を形成するようにした。
この結果、金属不純物レベルが低く、かつ、粒界の小さ
なポリシリコン膜を収率良く形成することができること
を知見した。また、この清浄な酸化膜の形成には、オゾ
ン溶液またはオゾンガスを使用することが、有効であ
る。さらに、オゾン溶液の液中濃度を、０．５ｐｐｍ以
上とすると、数オングストロームの厚さの清浄な酸化膜
を形成することができることを知見した（図３参照）。
清浄な酸化膜を形成することができる理由は、上記前処
理洗浄においてウェーハ表面に付着した残留有機成分
や、環境から付着した比較的分子量の小さな有機物が、
オゾンの有機物分解特性により、分解除去されるからで
あると、推定される。
【０００７】よって、ポリシリコン膜堆積前のウェーハ
裏面は、有機物、金属不純物のきわめて少ない清浄面を
保持することができ、同時に数オングストローム程度の
酸化膜を形成した結果、上記ウェーハ裏面の清浄さを保
持したままポリシリコン膜を被着することができる。
裏面は、有機物、金属不純物のきわめて少ない清浄面を
保持することができ、同時に数オングストローム程度の
酸化膜を形成した結果、上記ウェーハ裏面の清浄さを保
持したままポリシリコン膜を被着することができる。
【０００８】そこで、本発明は、有機物等の汚染による
汚れ、突起等がなく、金属不純物レベルが向上し、か
つ、粒界が小さくてゲッタリング能力が低下することも
ない、ＥＧ用ポリシリコン膜を形成することができるポ
リシリコン膜の被着方法を提供することを、その目的と
している。
汚れ、突起等がなく、金属不純物レベルが向上し、か
つ、粒界が小さくてゲッタリング能力が低下することも
ない、ＥＧ用ポリシリコン膜を形成することができるポ
リシリコン膜の被着方法を提供することを、その目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、シリコンウェーハを表面酸化還元処理を施した後、
フッ酸処理を施し、続いてオゾン溶液またはオゾンガス
を使用して酸化処理を施し、さらにこのシリコンウェー
ハの裏面にポリシリコン膜を被着するＥＧ用ポリシリコ
ン膜の被着方法である。ここで、シリコンウェーハに施
される表面酸化還元処理とは、酸化剤と還元剤との両方
を持ち合わせた混合液による処理をいう。例えばＳＣ−
１洗浄、フッ酸／硝酸洗浄などを意味している。また、
フッ酸処理後、上記オゾン溶液またはオゾンガスを使用
して酸化膜を形成する。これは、シリコンウェーハの表
面を親水化することが必要だからである。例えば３オン
グストローム程度の厚さの酸化膜を形成する。
は、シリコンウェーハを表面酸化還元処理を施した後、
フッ酸処理を施し、続いてオゾン溶液またはオゾンガス
を使用して酸化処理を施し、さらにこのシリコンウェー
ハの裏面にポリシリコン膜を被着するＥＧ用ポリシリコ
ン膜の被着方法である。ここで、シリコンウェーハに施
される表面酸化還元処理とは、酸化剤と還元剤との両方
を持ち合わせた混合液による処理をいう。例えばＳＣ−
１洗浄、フッ酸／硝酸洗浄などを意味している。また、
フッ酸処理後、上記オゾン溶液またはオゾンガスを使用
して酸化膜を形成する。これは、シリコンウェーハの表
面を親水化することが必要だからである。例えば３オン
グストローム程度の厚さの酸化膜を形成する。
【００１０】請求項２に記載した発明は、上記オゾン溶
液またはオゾンガスのオゾン濃度は０．５ｐｐｍ以上で
ある請求項１に記載のＥＣ用ポリシリコン膜の被着方法
である。
液またはオゾンガスのオゾン濃度は０．５ｐｐｍ以上で
ある請求項１に記載のＥＣ用ポリシリコン膜の被着方法
である。
【００１１】請求項３に記載した発明は、上記ポリシリ
コン膜の被着はＣＶＤ法による請求項１または請求項２
に記載のＥＧ用ポリシリコン膜の被着方法である。具体
的には減圧ＣＶＤ法による。酸化膜厚とオゾン濃度との
関係から酸化作用が安定するためである。
コン膜の被着はＣＶＤ法による請求項１または請求項２
に記載のＥＧ用ポリシリコン膜の被着方法である。具体
的には減圧ＣＶＤ法による。酸化膜厚とオゾン濃度との
関係から酸化作用が安定するためである。
【００１２】
【００１３】
【作用】請求項１に記載した発明では、シリコンウェー
ハの裏面を例えばＳＣ−１液で洗浄した後、裏面をフッ
酸処理し、さらに、この裏面をオゾン液またはオゾンガ
スで処理して酸化膜を形成する。ＳＣ−１洗浄（表面酸
化還元処理）により、シリコンウェーハの表裏面に付着
した有機物、カーボンなどを除去する。そして、フッ酸
洗浄によりシリコンウェーハの裏面を清浄化する。フッ
酸は、ＳＣ−１洗浄により生成されたシリコン酸化物と
反応し、このシリコン酸化物と共に不純物を除去するこ
ととなる。シリコンウェーハの表裏面は、酸化膜、不純
物などが存在しない清浄な面となる。この後、シリコン
ウェーハをオゾン溶液またはオゾンガスで処理して酸化
膜を形成する。酸化膜により、清浄化した裏面をその状
態に保持するものである。このオゾン処理により、より
清浄な酸化膜を形成することができる。過酸化水素中に
おける酸化処理、気相中での酸化処理などに比較して、
オゾン溶液処理は、適切な酸化力により、最も不純物の
少ない清浄な酸化を行うことができる。オゾン溶液は、
溶媒である超純水にオゾンを溶かしこんでいるからであ
る。そして、この酸化膜上にポリシリコン膜を被着す
る。シリコンウェーハの裏面とこのポリシリコン膜との
界面を清浄に保持しているため、ポリシリコン膜が汚染
されることがない。
ハの裏面を例えばＳＣ−１液で洗浄した後、裏面をフッ
酸処理し、さらに、この裏面をオゾン液またはオゾンガ
スで処理して酸化膜を形成する。ＳＣ−１洗浄（表面酸
化還元処理）により、シリコンウェーハの表裏面に付着
した有機物、カーボンなどを除去する。そして、フッ酸
洗浄によりシリコンウェーハの裏面を清浄化する。フッ
酸は、ＳＣ−１洗浄により生成されたシリコン酸化物と
反応し、このシリコン酸化物と共に不純物を除去するこ
ととなる。シリコンウェーハの表裏面は、酸化膜、不純
物などが存在しない清浄な面となる。この後、シリコン
ウェーハをオゾン溶液またはオゾンガスで処理して酸化
膜を形成する。酸化膜により、清浄化した裏面をその状
態に保持するものである。このオゾン処理により、より
清浄な酸化膜を形成することができる。過酸化水素中に
おける酸化処理、気相中での酸化処理などに比較して、
オゾン溶液処理は、適切な酸化力により、最も不純物の
少ない清浄な酸化を行うことができる。オゾン溶液は、
溶媒である超純水にオゾンを溶かしこんでいるからであ
る。そして、この酸化膜上にポリシリコン膜を被着す
る。シリコンウェーハの裏面とこのポリシリコン膜との
界面を清浄に保持しているため、ポリシリコン膜が汚染
されることがない。
【００１４】また、請求項２に記載の発明においては、
オゾン溶液またはオゾンガスを使用して酸化膜を形成す
る。この場合のオゾン濃度は０．５ｐｐｍ以上である。
このため、清浄さの維持に好適な厚さの酸化膜（３オン
グストローム程度の酸化膜）を容易に形成することがで
きる。
オゾン溶液またはオゾンガスを使用して酸化膜を形成す
る。この場合のオゾン濃度は０．５ｐｐｍ以上である。
このため、清浄さの維持に好適な厚さの酸化膜（３オン
グストローム程度の酸化膜）を容易に形成することがで
きる。
【００１５】請求項３に記載した発明では、ポリシリコ
ン膜の被着をＣＶＤ法で行う。例えば減圧ＣＶＤ法によ
り清浄な環境を維持しつつ、ポリシリコン膜を被着する
ことができることとなる。
ン膜の被着をＣＶＤ法で行う。例えば減圧ＣＶＤ法によ
り清浄な環境を維持しつつ、ポリシリコン膜を被着する
ことができることとなる。
【００１６】
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明方法の実施例に
ついて説明する。図１に示すように、ＣＺ、Ｐ型、（１
００）、６インチウェーハについて、前洗浄としてＳＣ
−１洗浄を行う。ＳＣ−１洗浄は、８５℃のＮＨ4ＯＨ
／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ＝１：１：５の混合溶液中に１０分間
浸漬して行う。次いで、室温での超純水（ＤＩＷ）リン
ス後、室温で体積濃度５％のフッ酸（ＨＦ）洗浄を施
す。さらに、室温での超純水リンス後、室温でのオゾン
溶液（０．５ｐｐｍ）による洗浄、超純水リンスを施
し、裏面に清浄な酸化膜を形成する。なお、オゾン溶液
は、通常の超純水にオゾンガスを溶かし込んだもので、
室温で保持している。そして、この後、減圧ＣＶＤ法に
よりポリシリコン膜を被着する。減圧ＣＶＤ法の条件
は、例えば東京ハイテック（株）の縦型ＬＰ−ＣＶＤシ
ステムを使用し、堆積ガスはモノシラン、堆積温度は６
４０〜６６０℃、成長レートは１５０オングストローム
／分、堆積する膜厚は１．５μｍとする。
ついて説明する。図１に示すように、ＣＺ、Ｐ型、（１
００）、６インチウェーハについて、前洗浄としてＳＣ
−１洗浄を行う。ＳＣ−１洗浄は、８５℃のＮＨ4ＯＨ
／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ＝１：１：５の混合溶液中に１０分間
浸漬して行う。次いで、室温での超純水（ＤＩＷ）リン
ス後、室温で体積濃度５％のフッ酸（ＨＦ）洗浄を施
す。さらに、室温での超純水リンス後、室温でのオゾン
溶液（０．５ｐｐｍ）による洗浄、超純水リンスを施
し、裏面に清浄な酸化膜を形成する。なお、オゾン溶液
は、通常の超純水にオゾンガスを溶かし込んだもので、
室温で保持している。そして、この後、減圧ＣＶＤ法に
よりポリシリコン膜を被着する。減圧ＣＶＤ法の条件
は、例えば東京ハイテック（株）の縦型ＬＰ−ＣＶＤシ
ステムを使用し、堆積ガスはモノシラン、堆積温度は６
４０〜６６０℃、成長レートは１５０オングストローム
／分、堆積する膜厚は１．５μｍとする。
【００１８】図２は、オゾン溶液の濃度と酸化膜の厚さ
との関係を示すグラフである。ＨＦ処理品では酸化膜が
ほとんど除去されるのに対し、上記したようにオゾン濃
度を０．５ｐｐｍ以上に高めた処理（室温、４分間浸
漬）では、その酸化膜の膜厚は５オングストローム以上
となる。膜厚はＥＳＣＡ、エリプソメータで測定した。
このエリプソメータでの測定値は酸化膜（ＳｉＯ2）表
面の有機物を含んでいる。このグラフからオゾン溶液の
濃度が０．５ｐｐｍ以上では清浄な酸化膜が形成される
ことがわかる。
との関係を示すグラフである。ＨＦ処理品では酸化膜が
ほとんど除去されるのに対し、上記したようにオゾン濃
度を０．５ｐｐｍ以上に高めた処理（室温、４分間浸
漬）では、その酸化膜の膜厚は５オングストローム以上
となる。膜厚はＥＳＣＡ、エリプソメータで測定した。
このエリプソメータでの測定値は酸化膜（ＳｉＯ2）表
面の有機物を含んでいる。このグラフからオゾン溶液の
濃度が０．５ｐｐｍ以上では清浄な酸化膜が形成される
ことがわかる。
【００１９】表１は従来方法と本発明方法との比較を示
す。これはポリシリコン膜中の不純物濃度を示すもので
ある。表面分析は、フレームレス原子吸光法によった。
表１に示すように、不純物レベルは１桁改善された。従
来方法は、ＳＣ−１洗浄、純水リンス、ＳＣ−２洗浄、
純水リンス後にポリシリコン膜を被着したものである。
これに対して本発明方法ではＳＣ−１洗浄、ＨＦ洗浄、
オゾン溶液ディップ、ＣＶＤによるポリシリコン膜を被
着している。
す。これはポリシリコン膜中の不純物濃度を示すもので
ある。表面分析は、フレームレス原子吸光法によった。
表１に示すように、不純物レベルは１桁改善された。従
来方法は、ＳＣ−１洗浄、純水リンス、ＳＣ−２洗浄、
純水リンス後にポリシリコン膜を被着したものである。
これに対して本発明方法ではＳＣ−１洗浄、ＨＦ洗浄、
オゾン溶液ディップ、ＣＶＤによるポリシリコン膜を被
着している。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、汚れ、突起等のないポ
リシリコン膜を形成することができる。また、このポリ
シリコン膜を被着する際の生産性が向上する。このポリ
シリコン膜はその不純物グレードが向上している。よっ
て、ゲッタリング能力を高めたポリシリコン膜を形成す
ることができる。
リシリコン膜を形成することができる。また、このポリ
シリコン膜を被着する際の生産性が向上する。このポリ
シリコン膜はその不純物グレードが向上している。よっ
て、ゲッタリング能力を高めたポリシリコン膜を形成す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るＥＧ用ポリシリコン膜
の被着方法を示す工程図である。
の被着方法を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施例に係るオゾン濃度と酸化膜厚
さとの関係を示すグラフである。
さとの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 遠藤 光弘 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−120777（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315144（ＪＰ，Ａ) 前田和夫「最新ＬＳＩプロセス技術」 （昭58−７−25）工業調査会 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/322
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコンウェーハを表面酸化還元処理を
施した後、フッ酸処理を施し、 続いて、オゾン溶液またはオゾンガスを使用して酸化処
理を施し、 さらに、このシリコンウェーハの裏面にポリシリコン膜
を被着するＥＧ用ポリシリコン膜の被着方法。 - 【請求項２】 上記オゾン溶液またはオゾンガスのオゾ
ン濃度は０．５ｐｐｍ以上である請求項１に記載のＥＧ
用ポリシリコン膜の被着方法。 - 【請求項３】 上記ポリシリコン膜の被着はＣＶＤ法に
よる請求項１または請求項２に記載のＥＧ用ポリシリコ
ン膜の被着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06184044A JP3076202B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Ｅｇ用ポリシリコン膜の被着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06184044A JP3076202B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Ｅｇ用ポリシリコン膜の被着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831837A JPH0831837A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3076202B2 true JP3076202B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16146387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06184044A Expired - Fee Related JP3076202B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Ｅｇ用ポリシリコン膜の被着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076202B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19853486A1 (de) * | 1998-11-19 | 2000-05-31 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur naßchemischen Behandlung von Halbleiterscheiben |
| DE10036691A1 (de) * | 2000-07-27 | 2002-02-14 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur chemischen Behandlung von Halbleiterscheiben |
| JP4993810B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2012-08-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP5088993B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2012-12-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| KR100505675B1 (ko) | 2003-02-27 | 2005-08-03 | 삼성전자주식회사 | 전극 표면에 대한 다단계 습식 처리 과정을 도입한커패시터 제조 방법 |
| JP4951872B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2012-06-13 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP5347791B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2013-11-20 | 信越半導体株式会社 | 半導体エピタキシャルウエーハの製造方法 |
| JP5533624B2 (ja) * | 2010-12-16 | 2014-06-25 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
| FR2973159B1 (fr) * | 2011-03-22 | 2013-04-19 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de fabrication d'un substrat de base |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP06184044A patent/JP3076202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 前田和夫「最新ＬＳＩプロセス技術」（昭５８−７−２５）工業調査会 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831837A (ja) | 1996-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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