JP3167542B2 - 埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法 - Google Patents
埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、埋め込み絶縁膜を有す
る半導体の製造方法に関し、特に埋め込み絶縁膜を有す
るシリコンウェハにおいて、絶縁膜に存在する電流パス
欠陥（絶縁層を横切る電流路）を低減した半導体の製造
方法に関する。
る半導体の製造方法に関し、特に埋め込み絶縁膜を有す
るシリコンウェハにおいて、絶縁膜に存在する電流パス
欠陥（絶縁層を横切る電流路）を低減した半導体の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】埋め込み絶縁膜を有する半導体、特にシ
リコンウェハ内部に絶縁膜を形成した半導体は、集積回
路の構成要素である個々のトランジスタを絶縁物で完全
に分離できるので集積回路用のウェハとして理想的な構
造である。図１は、この埋め込み絶縁膜を有するシリコ
ンウェハの断面構造を示す図面で、シリコンウェハ内
が、埋め込み絶縁膜２によって、下部シリコン層１と、
トランジスタなどの素子が形成される表面シリコン層３
とに電気的に分離・絶縁されている 従来、埋め込み絶縁膜を形成するには、シリコンウェハ
に酸素・窒素などをイオン注入してシリコンと化合させ
ることにより表面シリコン層を残して埋め込み絶縁膜を
形成していた。しかし、埋め込み絶縁膜を横切って電流
パスが存在し、電流パスの上部に形成したトランジスタ
は絶縁されずに動作異常となり、動作異常トランジスタ
を含む集積回路は正常に機能しなかった。
リコンウェハ内部に絶縁膜を形成した半導体は、集積回
路の構成要素である個々のトランジスタを絶縁物で完全
に分離できるので集積回路用のウェハとして理想的な構
造である。図１は、この埋め込み絶縁膜を有するシリコ
ンウェハの断面構造を示す図面で、シリコンウェハ内
が、埋め込み絶縁膜２によって、下部シリコン層１と、
トランジスタなどの素子が形成される表面シリコン層３
とに電気的に分離・絶縁されている 従来、埋め込み絶縁膜を形成するには、シリコンウェハ
に酸素・窒素などをイオン注入してシリコンと化合させ
ることにより表面シリコン層を残して埋め込み絶縁膜を
形成していた。しかし、埋め込み絶縁膜を横切って電流
パスが存在し、電流パスの上部に形成したトランジスタ
は絶縁されずに動作異常となり、動作異常トランジスタ
を含む集積回路は正常に機能しなかった。
【０００３】埋め込み絶縁膜の電流パス４の発生原因の
１つが、図２に示すように、イオン注入の際にシリコン
ウェハ表面に付着した粒子５が注入イオンを遮蔽するた
めの注入量の局部的な不足によることは、既に知られて
いる。この際、埋め込み絶縁膜の厚み０．５〜０．１μ
ｍの数分の１の大きさの粒子まで悪影響を及ぼす。
１つが、図２に示すように、イオン注入の際にシリコン
ウェハ表面に付着した粒子５が注入イオンを遮蔽するた
めの注入量の局部的な不足によることは、既に知られて
いる。この際、埋め込み絶縁膜の厚み０．５〜０．１μ
ｍの数分の１の大きさの粒子まで悪影響を及ぼす。
【０００４】ビーム広がりにより金属性のビームライン
の内壁がスパッタリングされ、金属・有機物などの粒子
がウェハに付着する。対策としてビームラインの内側を
シリコン・石英・シリコンカーバイトなどで覆うと、構
成元素の質量数が軽いため、スパッタリング量が増して
シリコン・シリコン酸化物・シリコンカーバイトなどの
粒子が増し、粒子の総量が却って増加するという難点が
あった。なお、覆いを取り付けられていない部分からは
従来どおり金属・有機物の粒子が発生する。
の内壁がスパッタリングされ、金属・有機物などの粒子
がウェハに付着する。対策としてビームラインの内側を
シリコン・石英・シリコンカーバイトなどで覆うと、構
成元素の質量数が軽いため、スパッタリング量が増して
シリコン・シリコン酸化物・シリコンカーバイトなどの
粒子が増し、粒子の総量が却って増加するという難点が
あった。なお、覆いを取り付けられていない部分からは
従来どおり金属・有機物の粒子が発生する。
【０００５】また、注入装置を長期間使用するとビーム
ラインの下流部にスパッタリングにより発生した異物が
累積してウェハに付着する粒子が増す。この対策として
真空を破りビームラインを磨くと、磨きにより作られた
粒子が完全には除去できないため、あるいは、磨けない
部分の酸化が進み粒子を発生するため、一時的に粒子が
増えて元の状態に戻すために数日間の空運転が必要であ
った。
ラインの下流部にスパッタリングにより発生した異物が
累積してウェハに付着する粒子が増す。この対策として
真空を破りビームラインを磨くと、磨きにより作られた
粒子が完全には除去できないため、あるいは、磨けない
部分の酸化が進み粒子を発生するため、一時的に粒子が
増えて元の状態に戻すために数日間の空運転が必要であ
った。
【０００６】以上のように粒子を安定的に低減すること
は困難であった。
は困難であった。
【０００７】また、埋め込み絶縁膜の電流パスの他の原
因として、イオンビームの走査の不均一のため、注入量
が最適値からズレることに因ることも知られている。こ
の際、±１０％の不均一性が電流パス発生率を増す原因
となる。
因として、イオンビームの走査の不均一のため、注入量
が最適値からズレることに因ることも知られている。こ
の際、±１０％の不均一性が電流パス発生率を増す原因
となる。
【０００８】このため、注入装置から粒子が発生し難い
ように、また、ビームの走査を均一にするように、注入
装置の改良が進められている。しかし、現用の埋め込み
絶縁膜を製作するための注入装置の粒子発生率が通常の
半導体用の注入装置の１桁以上は低い上に、さらに１桁
以上も粒子発生を低減させることは技術的に容易ではな
い。装置開発には、多大な出費と長期間を要し、未だ十
分な性能の装置が得られていない。したがって、低コス
トで安定的な電流パスの低減法が待望されていた。
ように、また、ビームの走査を均一にするように、注入
装置の改良が進められている。しかし、現用の埋め込み
絶縁膜を製作するための注入装置の粒子発生率が通常の
半導体用の注入装置の１桁以上は低い上に、さらに１桁
以上も粒子発生を低減させることは技術的に容易ではな
い。装置開発には、多大な出費と長期間を要し、未だ十
分な性能の装置が得られていない。したがって、低コス
トで安定的な電流パスの低減法が待望されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、大面
積の半導体チップを製造するに十分な程度までは、埋め
込み絶縁膜を横切る電流パスが未だ低減されていないと
いう問題があった。
積の半導体チップを製造するに十分な程度までは、埋め
込み絶縁膜を横切る電流パスが未だ低減されていないと
いう問題があった。
【００１０】たとえば、従来の技術による電流パスの密
度は１個／ｃｍ2 程度であり、１ｃｍ□の集積回路チッ
プにつき１個の割合となる。したがって、チップ内のト
ランジスタが占有する面積の比率が通常３０％程度であ
るから、電流パスによる集積回路の歩留まりは７０％と
なる。集積回路は多数の工程を経て製作させ、各工程で
の歩留まり落ちがあることを考慮すると、出発ウェハ起
因の７０％歩留まりは不十分であり、埋め込み絶縁膜を
有するウェハを実用化する際の障害の１つとなってい
る。
度は１個／ｃｍ2 程度であり、１ｃｍ□の集積回路チッ
プにつき１個の割合となる。したがって、チップ内のト
ランジスタが占有する面積の比率が通常３０％程度であ
るから、電流パスによる集積回路の歩留まりは７０％と
なる。集積回路は多数の工程を経て製作させ、各工程で
の歩留まり落ちがあることを考慮すると、出発ウェハ起
因の７０％歩留まりは不十分であり、埋め込み絶縁膜を
有するウェハを実用化する際の障害の１つとなってい
る。
【００１１】そこで、本発明は、シリコンウェハの取扱
い法を改善し、低コストで安定的に電流パスを低減する
ことができる埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法
を提供することを目的としている。
い法を改善し、低コストで安定的に電流パスを低減する
ことができる埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法
を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法
において、シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イ
オンを注入する工程の途中で、シリコンウェハを少なく
とも１回以上洗浄する洗浄工程を有することを特徴とす
る埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法である。
の本発明は、埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法
において、シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イ
オンを注入する工程の途中で、シリコンウェハを少なく
とも１回以上洗浄する洗浄工程を有することを特徴とす
る埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法である。
【００１３】本発明においては、前記洗浄工程が、シリ
コンウェハに高周波の超音波を印加した水流を噴射する
ジェット洗浄を用いることを特徴とする。
コンウェハに高周波の超音波を印加した水流を噴射する
ジェット洗浄を用いることを特徴とする。
【００１４】また、本発明においては、前記洗浄工程
が、アンモニア水と過酸化水素水とを混合したアルカリ
性水溶液を用いることを特徴とする。
が、アンモニア水と過酸化水素水とを混合したアルカリ
性水溶液を用いることを特徴とする。
【００１５】また、本発明においては、前記洗浄工程
が、塩酸と過酸化水素水とを混合した酸性水溶液を用い
ることを特徴とする。
が、塩酸と過酸化水素水とを混合した酸性水溶液を用い
ることを特徴とする。
【００１６】また、本発明においては、前記洗浄工程
が、シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イオンを
注入する工程の前に予めシリコン酸化膜を形成してお
き、このシリコン酸化膜を希弗酸水溶液により除去する
により行われることを特徴とする。
が、シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イオンを
注入する工程の前に予めシリコン酸化膜を形成してお
き、このシリコン酸化膜を希弗酸水溶液により除去する
により行われることを特徴とする。
【００１７】また、本発明においては、前記洗浄工程
が、シリコンウェハに高周波の超音波を印加した水流を
噴射するジェット洗浄、アンモニア水と過酸化水素水と
を混合したアルカリ性水溶液を用いる洗浄、塩酸と過酸
化水素水とを混合した酸性水溶液を用いる洗浄、および
シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イオンを注入
する工程の前に予めシリコン酸化膜を形成しておき、こ
のシリコン酸化膜を希弗酸水溶液により除去するにより
行われる洗浄のうち、いずれか２つ以上を組み合わせて
用いることを特徴とする絶縁膜を有する半導体の製造方
法。
が、シリコンウェハに高周波の超音波を印加した水流を
噴射するジェット洗浄、アンモニア水と過酸化水素水と
を混合したアルカリ性水溶液を用いる洗浄、塩酸と過酸
化水素水とを混合した酸性水溶液を用いる洗浄、および
シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イオンを注入
する工程の前に予めシリコン酸化膜を形成しておき、こ
のシリコン酸化膜を希弗酸水溶液により除去するにより
行われる洗浄のうち、いずれか２つ以上を組み合わせて
用いることを特徴とする絶縁膜を有する半導体の製造方
法。
【００１８】また、本発明においては、前記洗浄工程後
の酸素イオンあるいは窒素イオンの注入は、シリコンウ
ェハを面内で回転して、注入することを特徴とする。
の酸素イオンあるいは窒素イオンの注入は、シリコンウ
ェハを面内で回転して、注入することを特徴とする。
【００１９】
【作用】上述のように構成された本発明による半導体の
製造方法は、埋め込み絶縁膜形成のためのイオン注入の
途中で、少なくとも１回以上ウェハを洗浄して付着粒子
を除去することで、その後のイオン注入では、イオンが
付着粒子によって遮蔽されないため、注入量の局部的な
低下は注入途中に洗浄しない場合に比べ、洗浄回数分の
１に留まる。
製造方法は、埋め込み絶縁膜形成のためのイオン注入の
途中で、少なくとも１回以上ウェハを洗浄して付着粒子
を除去することで、その後のイオン注入では、イオンが
付着粒子によって遮蔽されないため、注入量の局部的な
低下は注入途中に洗浄しない場合に比べ、洗浄回数分の
１に留まる。
【００２０】本発明における洗浄法としては、付着粒子
の種類（Ｓｉ粒、石英粒、ＳｉＣ粒、有機物、金属な
ど）に応じ、以下のような数種の洗浄法を用いる。
の種類（Ｓｉ粒、石英粒、ＳｉＣ粒、有機物、金属な
ど）に応じ、以下のような数種の洗浄法を用いる。
【００２１】洗浄法として、高周波の超音波を印加した
水流を噴射するジェット洗浄を用いると、シリコンウェ
ハ表面の粒子は高周波超音波の強制振動でウェハ表面か
ら離されて水流により再付着することなく運び去られ、
しかもシリコンウェハは傷付かない。
水流を噴射するジェット洗浄を用いると、シリコンウェ
ハ表面の粒子は高周波超音波の強制振動でウェハ表面か
ら離されて水流により再付着することなく運び去られ、
しかもシリコンウェハは傷付かない。
【００２２】洗浄法として、アンモニア水と過酸化水素
水とを混合したアルカリ水溶液を用いると、有機物の粒
子の表面が数十ｎｍ溶解し遊離・除去される。
水とを混合したアルカリ水溶液を用いると、有機物の粒
子の表面が数十ｎｍ溶解し遊離・除去される。
【００２３】洗浄法として、塩酸と過酸化水素水とを混
合した酸性水溶液を用いると、金属の粒子の表面が数十
ｎｍ溶解し遊離・除去される。
合した酸性水溶液を用いると、金属の粒子の表面が数十
ｎｍ溶解し遊離・除去される。
【００２４】洗浄法として、酸化膜をマスクとして用い
るべく、注入前にシリコンウェハ表面にシリコン酸化膜
を形成しておくと、注入の途中で弗酸の水溶液でシリコ
ン酸化膜を溶解すると、シリコン酸化膜の表面の粒子が
シリコン酸化膜と共に除去される。
るべく、注入前にシリコンウェハ表面にシリコン酸化膜
を形成しておくと、注入の途中で弗酸の水溶液でシリコ
ン酸化膜を溶解すると、シリコン酸化膜の表面の粒子が
シリコン酸化膜と共に除去される。
【００２５】また本発明では、注入により付着する粒子
の種類に応じ、以上の数種の洗浄法を組み合わせて少な
くとも１回以上洗浄することで、各種の粒子を効果的に
低減でき、しかも、シリコンウェハは悪影響を受けな
い。すなわち、Ｓｉ粒、ＳｉＣ粒、石英粒に対しては、
ジェット洗浄、酸化膜マスクが有効であり、有機物に対
してはジェット洗浄、アルカリ洗浄、酸化膜マスクが有
効であり、金属に対しては、ジェット洗浄、酸洗浄、酸
化膜マスクが有効である。上記のように、粒子の種類に
応じて洗浄することにより注入イオンが付着粒子で遮蔽
されることが低減できるので埋め込み絶縁膜の電流パス
が低減する。
の種類に応じ、以上の数種の洗浄法を組み合わせて少な
くとも１回以上洗浄することで、各種の粒子を効果的に
低減でき、しかも、シリコンウェハは悪影響を受けな
い。すなわち、Ｓｉ粒、ＳｉＣ粒、石英粒に対しては、
ジェット洗浄、酸化膜マスクが有効であり、有機物に対
してはジェット洗浄、アルカリ洗浄、酸化膜マスクが有
効であり、金属に対しては、ジェット洗浄、酸洗浄、酸
化膜マスクが有効である。上記のように、粒子の種類に
応じて洗浄することにより注入イオンが付着粒子で遮蔽
されることが低減できるので埋め込み絶縁膜の電流パス
が低減する。
【００２６】さらに本発明では、シリコンウェハを注入
の途中で回転し、イオンビーム走査の向きを変え、走査
方向による注入量の不均一性を軽減し、ウェハ面内での
注入量の均一性を改善した。
の途中で回転し、イオンビーム走査の向きを変え、走査
方向による注入量の不均一性を軽減し、ウェハ面内での
注入量の均一性を改善した。
【００２７】
（実施例１）シリコンウェハに、酸素イオンを１８０ｋ
ｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り
出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄し、次に、アンモニア水・過酸化水素
水・水を１：１：５の比で混合したアルカリ性水溶液で
洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を０．２：１：
１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、次に、１．５
ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１００
０ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジェット
洗浄し、さらに、酸素イオンを１８０ｋｅＶで２×１０
17／ｃｍ2 注入した。
ｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り
出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄し、次に、アンモニア水・過酸化水素
水・水を１：１：５の比で混合したアルカリ性水溶液で
洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を０．２：１：
１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、次に、１．５
ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１００
０ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジェット
洗浄し、さらに、酸素イオンを１８０ｋｅＶで２×１０
17／ｃｍ2 注入した。
【００２８】その結果、アニール後の埋め込み酸化膜
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の５０％に減
少した。
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の５０％に減
少した。
【００２９】なお、図３は本実施例１における上記工程
を示す流れ図である。
を示す流れ図である。
【００３０】（実施例２）シリコンウェハに、酸素イオ
ンを１８０ｋｅＶで１．３×１０17／ｃｍ2 注入した
後、注入機から取り出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加
した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシ
リコンウェハに噴射してジェット洗浄し、次に、アンモ
ニア水・過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合した
アルカリ性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水
・水を０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗
浄し、次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍ
ｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハ
に噴射してジェット洗浄した。
ンを１８０ｋｅＶで１．３×１０17／ｃｍ2 注入した
後、注入機から取り出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加
した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシ
リコンウェハに噴射してジェット洗浄し、次に、アンモ
ニア水・過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合した
アルカリ性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水
・水を０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗
浄し、次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍ
ｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハ
に噴射してジェット洗浄した。
【００３１】さらに、酸素イオンを１８０ｋｅＶで１．
３×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り出し、
１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を
１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジ
ェット洗浄し、次に、アンモニア水・過酸化水素水・水
を１：１：５の比で混合したアルカリ性水溶液で洗浄
し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を０．２：１：１０
の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、次に、１．５ＭＨ
ｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒ
ｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジェット洗浄
した。
３×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り出し、
１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を
１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジ
ェット洗浄し、次に、アンモニア水・過酸化水素水・水
を１：１：５の比で混合したアルカリ性水溶液で洗浄
し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を０．２：１：１０
の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、次に、１．５ＭＨ
ｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒ
ｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジェット洗浄
した。
【００３２】さらに、酸素イオンを１８０ｋｅＶで１．
３×１０17／ｃｍ2 注入した。
３×１０17／ｃｍ2 注入した。
【００３３】その結果、アニール後の埋め込み酸化膜
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の３０％に減
少した。
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の３０％に減
少した。
【００３４】なお、図４は本実施例２における上記工程
を示す流れ図である。
を示す流れ図である。
【００３５】（実施例３）まず、熱酸化により膜厚７０
ｎｍの熱酸化膜を形成し、酸素イオンを１８０ｋｅＶで
２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り出し、
１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を
１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジ
ェット洗浄し、次に、弗酸・水を１：１０の比で混合し
た希弗酸液で熱酸化膜を除去し、次に、アンモニア水・
過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合したアルカリ
性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を
０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、
次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄し、さらに、酸素イオンを１８０ｋｅ
Ｖで２×１０17／ｃｍ2注入した。
ｎｍの熱酸化膜を形成し、酸素イオンを１８０ｋｅＶで
２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注入機から取り出し、
１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの水流を
１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射してジ
ェット洗浄し、次に、弗酸・水を１：１０の比で混合し
た希弗酸液で熱酸化膜を除去し、次に、アンモニア水・
過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合したアルカリ
性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を
０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、
次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄し、さらに、酸素イオンを１８０ｋｅ
Ｖで２×１０17／ｃｍ2注入した。
【００３６】その結果、アニール後の埋め込み酸化膜
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の３０％に減
少した。
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の３０％に減
少した。
【００３７】なお、図５は本実施例３における上記工程
を示す流れ図である。
を示す流れ図である。
【００３８】（実施例４）シリコンウェハに、酸素イオ
ンを１８０ｋｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注
入機から取り出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２
Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコン
ウェハに噴射してジェット洗浄し、次に、アンモニア水
・過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合したアルカ
リ性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を
０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、
次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄した。
ンを１８０ｋｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注入した後、注
入機から取り出し、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２
Ｌ／ｍｉｎの水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコン
ウェハに噴射してジェット洗浄し、次に、アンモニア水
・過酸化水素水・水を１：１：５の比で混合したアルカ
リ性水溶液で洗浄し、次に、塩酸・過酸化水素水・水を
０．２：１：１０の比で混合した酸性水溶液で洗浄し、
次に、１．５ＭＨｚの超音波を印加した２Ｌ／ｍｉｎの
水流を１０００ｒｐｍで回転したシリコンウェハに噴射
してジェット洗浄した。
【００３９】ウェハを９０度回転してセットし、さら
に、酸素イオンを１８０ｋｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注
入した。本実施例の場合、縦方向の走査は磁場掃引によ
るイオンビームの偏向でウェハ面内の注入量の縦方向の
均一性は±５％であり、横方向の走査はウェハ回転によ
る機械走査でウェハ面内の横方向の注入量の均一性は±
２％であるが、ウェハ回転によりウェハ全面での注入量
の均一性は±３％と改善された。
に、酸素イオンを１８０ｋｅＶで２×１０17／ｃｍ2 注
入した。本実施例の場合、縦方向の走査は磁場掃引によ
るイオンビームの偏向でウェハ面内の注入量の縦方向の
均一性は±５％であり、横方向の走査はウェハ回転によ
る機械走査でウェハ面内の横方向の注入量の均一性は±
２％であるが、ウェハ回転によりウェハ全面での注入量
の均一性は±３％と改善された。
【００４０】その結果、アニール後の埋め込み酸化膜
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の４０％に減
少した。
（絶縁膜）の電流パスは、洗浄しない場合の４０％に減
少した。
【００４１】なお、図６は本実施例４における上記工程
を示す流れ図である。
を示す流れ図である。
【００４２】以上の各実施例において、電流パスの密度
は、表面シリコン層の１部が数種類の面積の電極となる
よう周囲の表面シリコン層を除去あるいは部分酸化して
絶縁化した後、これら電極と基板との間の導通を調べ、
面積に対して導通する確率がポアソン分布をすることを
用いて求めた。
は、表面シリコン層の１部が数種類の面積の電極となる
よう周囲の表面シリコン層を除去あるいは部分酸化して
絶縁化した後、これら電極と基板との間の導通を調べ、
面積に対して導通する確率がポアソン分布をすることを
用いて求めた。
【００４３】
【発明の効果】以上の通り、本発明は、イオン注入の途
中でウェハを洗浄・回転することにより、埋め込み絶縁
膜の電流パスを低減できる。
中でウェハを洗浄・回転することにより、埋め込み絶縁
膜の電流パスを低減できる。
【００４４】電流パスを低減することにより、埋め込み
絶縁膜を有する半導体を用いる際、チップ面積を広くし
ても集積回路の製造歩留まりが向上する。
絶縁膜を有する半導体を用いる際、チップ面積を広くし
ても集積回路の製造歩留まりが向上する。
【図１】 埋め込み絶縁膜を有するシリコンウェハの断
面構造を示す図面である。
面構造を示す図面である。
【図２】 埋め込み絶縁膜の欠陥である電流パスの断面
構造を示す図面である。
構造を示す図面である。
【図３】 実施例１の工程の流れ図である。
【図４】 実施例２の工程の流れ図である。
【図５】 実施例３の工程の流れ図である。
【図６】 実施例４の工程の流れ図である。
１…シリコンウェハ下部、 ２…埋め込み絶縁膜、３…
表面シリコン層、 ４…埋め込み絶縁膜の電流パ
ス、５…付着粒子。
表面シリコン層、 ４…埋め込み絶縁膜の電流パ
ス、５…付着粒子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−72522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−130532（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−26120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51624（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/26 - 21/268 H01L 21/304 H01L 21/322 - 21/326 H01L 21/70 - 21/74 H01L 21/76 - 21/768 H01L 21/77 H01L 27/12
Claims (7)
- 【請求項１】 埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方
法において、 シリコンウェハに酸素イオンあるいは窒素イオンを注入
する工程の途中で、シリコンウェハを少なくとも１回以
上洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする埋め込み
絶縁膜を有する半導体の製造方法。 - 【請求項２】 前記洗浄工程が、シリコンウェハに高周
波の超音波を印加した水流を噴射するジェット洗浄を用
いることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み絶縁膜
を有する半導体の製造方法。 - 【請求項３】 前記洗浄工程が、アンモニア水と過酸化
水素水とを混合したアルカリ性水溶液を用いることを特
徴とする請求項１に記載の埋め込み絶縁膜を有する半導
体の製造方法。 - 【請求項４】 前記洗浄工程が、塩酸と過酸化水素水と
を混合した酸性水溶液を用いることを特徴とする請求項
１に記載の埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法。 - 【請求項５】 前記洗浄工程が、シリコンウェハに酸素
イオンあるいは窒素イオンを注入する工程の前に予めシ
リコン酸化膜を形成しておき、このシリコン酸化膜を希
弗酸水溶液により除去するにより行われることを特徴と
する請求項１に記載の埋め込み絶縁膜を有する半導体の
製造方法。 - 【請求項６】 前記洗浄工程が、シリコンウェハに高周
波の超音波を印加した水流を噴射するジェット洗浄、ア
ンモニア水と過酸化水素水とを混合したアルカリ性水溶
液を用いる洗浄、塩酸と過酸化水素水とを混合した酸性
水溶液を用いる洗浄、およびシリコンウェハに酸素イオ
ンあるいは窒素イオンを注入する工程の前に予めシリコ
ン酸化膜を形成しておき、このシリコン酸化膜を希弗酸
水溶液により除去するにより行われる洗浄のうち、いず
れか２つ以上を組み合わせて用いることを特徴とする請
求項１に記載の絶縁膜を有する半導体の製造方法。 - 【請求項７】 前記洗浄工程後の酸素イオンあるいは窒
素イオンの注入は、シリコンウェハを面内で回転して、
注入することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つ
に記載の埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21399094A JP3167542B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21399094A JP3167542B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878647A JPH0878647A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3167542B2 true JP3167542B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16648435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21399094A Expired - Lifetime JP3167542B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 埋め込み絶縁膜を有する半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167542B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302985A1 (en) * | 2000-05-30 | 2003-04-16 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | Method for producing bonded wafer and bonded wafer |
| WO2004010505A1 (ja) * | 2002-07-18 | 2004-01-29 | Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. | Ｓｏｉウェーハおよびその製造方法 |
| US7524771B2 (en) | 2002-10-29 | 2009-04-28 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing method using alkaline solution and acid solution |
| JP2005086041A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハのイオン注入方法 |
| DE05762078T1 (de) * | 2005-07-22 | 2008-08-21 | Sumco Corp. | Verfahren zur herstellung eines simox-wafers und durch ein solches verfahren hergestellter simox-wafer |
| JP5766901B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2015-08-19 | 株式会社Sumco | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP21399094A patent/JP3167542B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0878647A (ja) | 1996-03-22 |
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