JPH05335317A - 半導体基板の処理方法 - Google Patents
半導体基板の処理方法Info
- Publication number
- JPH05335317A JPH05335317A JP14295992A JP14295992A JPH05335317A JP H05335317 A JPH05335317 A JP H05335317A JP 14295992 A JP14295992 A JP 14295992A JP 14295992 A JP14295992 A JP 14295992A JP H05335317 A JPH05335317 A JP H05335317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- gettering
- laser
- energy density
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は半導体基板素子を歩留り良く製造す
るレーザゲッタリングを施したシリコンウェハーにかか
わり、半導体製造工程の熱処理過程で生ずる反りの発生
を抑えたウェハーを提供するものである。 【構成】 半導体基板の裏面にエネルギー密度で２．５
Ｊ／ｃｍ2 以下のＹＡＧレーザービームを照射すること
により歪み場を形成し、不純物をゲッタリングする。 【効果】 本発明により作られたレーザーゲッタリング
ウェハーは反りが少ないので、半導体素子製造工程での
ウェハー搬送時にかかわるトラブルの発生がなくなるば
かりでなく、半導体素子を加工する上においても精度の
向上が期待でき、歩留りが向上する。
るレーザゲッタリングを施したシリコンウェハーにかか
わり、半導体製造工程の熱処理過程で生ずる反りの発生
を抑えたウェハーを提供するものである。 【構成】 半導体基板の裏面にエネルギー密度で２．５
Ｊ／ｃｍ2 以下のＹＡＧレーザービームを照射すること
により歪み場を形成し、不純物をゲッタリングする。 【効果】 本発明により作られたレーザーゲッタリング
ウェハーは反りが少ないので、半導体素子製造工程での
ウェハー搬送時にかかわるトラブルの発生がなくなるば
かりでなく、半導体素子を加工する上においても精度の
向上が期待でき、歩留りが向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基板素子を歩留り
良く製造するレーザーゲッタリングを施したシリコンウ
ェハーにかかわり、半導体製造工程の熱処理過程で生ず
る反りの発生を抑えたウェハーを提供するものである。
良く製造するレーザーゲッタリングを施したシリコンウ
ェハーにかかわり、半導体製造工程の熱処理過程で生ず
る反りの発生を抑えたウェハーを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体の基板中に重金属不純物
が取り込まれると、基板中に形成される半導体素子の電
気的特性、とりわけ雑音特性を悪化させることが知られ
ている。かかる有害な重金属不純物をゲッタリングする
方法として、（１）微粒子を吹付けて歪み層を形成する
サンドブラスト法、（２）高濃度のリンを拡散したリン
拡散法、（３）多結晶のシリコン膜を堆積したポリシリ
コン法等がある。
が取り込まれると、基板中に形成される半導体素子の電
気的特性、とりわけ雑音特性を悪化させることが知られ
ている。かかる有害な重金属不純物をゲッタリングする
方法として、（１）微粒子を吹付けて歪み層を形成する
サンドブラスト法、（２）高濃度のリンを拡散したリン
拡散法、（３）多結晶のシリコン膜を堆積したポリシリ
コン法等がある。
【０００３】しかしながら、前記（１）のサンドブラス
ト法は使用粒子の形状や吹付け条件により歪み層の形成
がばらつくことが多く、またパーティクルも発生しやす
いという欠点もあった。（２）のリン拡散法は高温でか
つ長時間の熱処理で行うために、ウェハーに反りが発生
したり、また酸素の析出が起こること等で適用できる範
囲が極めて限定されるという欠点があった。（３）のポ
リシリコン法はゲッタリングサイトとしての結晶粒界が
熱処理により双晶化するために、熱処理の進行とともに
ゲッタリング能力が低減するという欠点があった。
ト法は使用粒子の形状や吹付け条件により歪み層の形成
がばらつくことが多く、またパーティクルも発生しやす
いという欠点もあった。（２）のリン拡散法は高温でか
つ長時間の熱処理で行うために、ウェハーに反りが発生
したり、また酸素の析出が起こること等で適用できる範
囲が極めて限定されるという欠点があった。（３）のポ
リシリコン法はゲッタリングサイトとしての結晶粒界が
熱処理により双晶化するために、熱処理の進行とともに
ゲッタリング能力が低減するという欠点があった。
【０００４】また、レーザーによるゲッタリング法も提
案されている。この方法はゲッタリング能力に優れ、歪
み付加に対する制御性もよく、かつクリーンであるとい
う特徴もあり、注目されている。しかしながらこの方法
を適用するにあたって、例えばレーザーにＹＡＧレーザ
ーを使用して検討したものでは、ゲッタリングに効果と
して現れるのは、レーザービームのエネルギー密度が１
０〜１５Ｊ／cm2 あたりであるとしている。しかし、前
記のエネルギー密度でレーザービームを照射した場合に
は、熱処理時において、実際には副作用としての反りや
スリップ転位の発生することが分かった。このスリップ
転位はウェハーの板厚を完全に貫通していることが多
く、デバイス活性面に悪影響を及ぼすことは必至であ
る。したがって、前記エネルギー密度の照射によってゲ
ッタリングする方法は、確かにゲッタリング能力に優れ
ていても副作用が発生するという面で実用的には問題が
あると言える。
案されている。この方法はゲッタリング能力に優れ、歪
み付加に対する制御性もよく、かつクリーンであるとい
う特徴もあり、注目されている。しかしながらこの方法
を適用するにあたって、例えばレーザーにＹＡＧレーザ
ーを使用して検討したものでは、ゲッタリングに効果と
して現れるのは、レーザービームのエネルギー密度が１
０〜１５Ｊ／cm2 あたりであるとしている。しかし、前
記のエネルギー密度でレーザービームを照射した場合に
は、熱処理時において、実際には副作用としての反りや
スリップ転位の発生することが分かった。このスリップ
転位はウェハーの板厚を完全に貫通していることが多
く、デバイス活性面に悪影響を及ぼすことは必至であ
る。したがって、前記エネルギー密度の照射によってゲ
ッタリングする方法は、確かにゲッタリング能力に優れ
ていても副作用が発生するという面で実用的には問題が
あると言える。
【０００５】本発明の目的は、このような問題点を解決
した半導体基板の処理方法を提供することにある。
した半導体基板の処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、半導体基板の裏面にエネルギー密度で２．５Ｊ／
cm2 以下のＹＡＧレーザービームを照射することにより
歪み場を形成し、不純物をゲッタリングすることを特徴
とする半導体基板の処理方法にある。
ろは、半導体基板の裏面にエネルギー密度で２．５Ｊ／
cm2 以下のＹＡＧレーザービームを照射することにより
歪み場を形成し、不純物をゲッタリングすることを特徴
とする半導体基板の処理方法にある。
【０００７】
【作用】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１はシリコンウェハーを熱処理したときに生ずる
ウェハー反りの量を、レーザービームのエネルギー密度
で表したものである。エネルギー密度を２．５Ｊ／cm2
以下にすることで反りの量を非常に小さく抑えることが
できる。ウェハーの反りはレーザー照射で発生した転位
がその後の熱処理によって密度が増加したり、または転
位の深さが深くなることによって起こるとされている。
レーザーのエネルギー密度が２．５Ｊ／cm2 以下で反り
が小さく抑えられたのは、このような比較的低いレベル
でのエネルギー密度では転位が熱処理によっても殆ど増
殖することがなかった効果のためである。また、反りの
発生を非常に小さく抑えることができるために、反り起
因に基づくスリップ転位の発生が防止できる。
る。図１はシリコンウェハーを熱処理したときに生ずる
ウェハー反りの量を、レーザービームのエネルギー密度
で表したものである。エネルギー密度を２．５Ｊ／cm2
以下にすることで反りの量を非常に小さく抑えることが
できる。ウェハーの反りはレーザー照射で発生した転位
がその後の熱処理によって密度が増加したり、または転
位の深さが深くなることによって起こるとされている。
レーザーのエネルギー密度が２．５Ｊ／cm2 以下で反り
が小さく抑えられたのは、このような比較的低いレベル
でのエネルギー密度では転位が熱処理によっても殆ど増
殖することがなかった効果のためである。また、反りの
発生を非常に小さく抑えることができるために、反り起
因に基づくスリップ転位の発生が防止できる。
【０００８】エネルギー密度を低く抑えることはパーテ
ィクルの発生を抑えるためにも効果がある。図２はシリ
コンウェハーに形成されたレーザー照射痕の表面凹凸の
量を、レーザービームのエネルギー密度で表したもので
ある。照射痕の一般的な形状は照射痕の周辺部で盛り上
がり、中心部付近で凹んだすり鉢状となるが、その凹凸
の度合いはエネルギー密度の増加にともなって大きくな
る。中央部で凹んだ大部分のシリコン結晶は高エネルギ
ーのレーザービームによって蒸発して飛散し、これが冷
却・再結晶によりパーティクルとなってウェハー表面に
飛来して付着することとなる。パーティクルはデバイス
において断線の原因となるので極力低減せねばならな
い。低いエネルギーレベルでのレーザー照射はパーティ
クルの発生を抑制する上でも効果がある。
ィクルの発生を抑えるためにも効果がある。図２はシリ
コンウェハーに形成されたレーザー照射痕の表面凹凸の
量を、レーザービームのエネルギー密度で表したもので
ある。照射痕の一般的な形状は照射痕の周辺部で盛り上
がり、中心部付近で凹んだすり鉢状となるが、その凹凸
の度合いはエネルギー密度の増加にともなって大きくな
る。中央部で凹んだ大部分のシリコン結晶は高エネルギ
ーのレーザービームによって蒸発して飛散し、これが冷
却・再結晶によりパーティクルとなってウェハー表面に
飛来して付着することとなる。パーティクルはデバイス
において断線の原因となるので極力低減せねばならな
い。低いエネルギーレベルでのレーザー照射はパーティ
クルの発生を抑制する上でも効果がある。
【０００９】
【実施例】実施例により本発明を具体的に説明する。格
子間酸素濃度２０ppma、結晶方位〈１００〉、不純物濃
度１×１０15atoms／cm3 、厚さ０．６mmの５インチシ
リコンウェハーに、単位面積当たり７個／mm 2 、レーザ
ーのエネルギー密度を１〜２０Ｊ／cm2 の範囲で変えた
条件でレーザーを照射したゲッタリングウェハーをそれ
ぞれ作製した。
子間酸素濃度２０ppma、結晶方位〈１００〉、不純物濃
度１×１０15atoms／cm3 、厚さ０．６mmの５インチシ
リコンウェハーに、単位面積当たり７個／mm 2 、レーザ
ーのエネルギー密度を１〜２０Ｊ／cm2 の範囲で変えた
条件でレーザーを照射したゲッタリングウェハーをそれ
ぞれ作製した。
【００１０】これらのゲッタリングウェハーを、酸素雰
囲気中で１０００℃、１時間、熱処理し、冷却後、ウェ
ハーの反り量を測定した。結果を図１に示す。その結
果、熱処理によって転位が増殖したエネルギー密度１５
Ｊ／cm2 のものは、反り値は３０μｍであったが、転位
が増殖しなかった２Ｊ／cm2 の反りは８μｍと極めて小
さくなった。
囲気中で１０００℃、１時間、熱処理し、冷却後、ウェ
ハーの反り量を測定した。結果を図１に示す。その結
果、熱処理によって転位が増殖したエネルギー密度１５
Ｊ／cm2 のものは、反り値は３０μｍであったが、転位
が増殖しなかった２Ｊ／cm2 の反りは８μｍと極めて小
さくなった。
【００１１】次に、ゲッタリング能力について調べた。
エネルギー密度が２Ｊ／cm2 ならびに１５Ｊ／cm2 のゲ
ッタリング処理をしたウェハーと、これにレーザー照射
をしなかったゲッタリング処理なしのウェハーについ
て、スピンコート法によりＣｕ５０ppmを 、主加工面に
意図的に汚染し、１０００℃、２０分の拡散熱処理を行
った後、主加工面の残留Ｃｕ量を原子吸光法により分析
した。残留Ｃｕ量が少なくなるほどゲッタリング能力が
高いこととなる。結果を図３に示す。
エネルギー密度が２Ｊ／cm2 ならびに１５Ｊ／cm2 のゲ
ッタリング処理をしたウェハーと、これにレーザー照射
をしなかったゲッタリング処理なしのウェハーについ
て、スピンコート法によりＣｕ５０ppmを 、主加工面に
意図的に汚染し、１０００℃、２０分の拡散熱処理を行
った後、主加工面の残留Ｃｕ量を原子吸光法により分析
した。残留Ｃｕ量が少なくなるほどゲッタリング能力が
高いこととなる。結果を図３に示す。
【００１２】その結果、表面の残留Ｃｕ量は、なにもゲ
ッタリング処理をしなかったウェハーで５００ｎｇであ
るのに対して、エネルギー密度を２Ｊ／cm2 で照射した
ゲッタリングウェハーでは２００ｎｇであった。これは
ゲッタリング能力が高いとされる１５Ｊ／cm2 のエネル
ギー密度で照射したゲッタリングウェハーの結果とほぼ
同等の成績である。
ッタリング処理をしなかったウェハーで５００ｎｇであ
るのに対して、エネルギー密度を２Ｊ／cm2 で照射した
ゲッタリングウェハーでは２００ｎｇであった。これは
ゲッタリング能力が高いとされる１５Ｊ／cm2 のエネル
ギー密度で照射したゲッタリングウェハーの結果とほぼ
同等の成績である。
【００１３】
【発明の効果】本発明により作られたレーザーゲッタリ
ングウェハーは反りが少ないので、半導体素子製造工程
でのウェハー搬送時にかかわるトラブルの発生がなくな
るばかりでなく、半導体素子を加工する上においても精
度の向上が期待でき、歩留りが向上する。
ングウェハーは反りが少ないので、半導体素子製造工程
でのウェハー搬送時にかかわるトラブルの発生がなくな
るばかりでなく、半導体素子を加工する上においても精
度の向上が期待でき、歩留りが向上する。
【図１】レーザーのエネルギー密度とシリコンウェハー
の反りの関係を示す図である。縦軸はウェハーの反り量
であり、横軸はレーザーのエネルギー密度である。
の反りの関係を示す図である。縦軸はウェハーの反り量
であり、横軸はレーザーのエネルギー密度である。
【図２】レーザーのエネルギー密度とシリコンウェハー
におけるレーザー照射痕の表面凹凸の量を示す図であ
る。縦軸はレーザー照射痕の表面凹凸の量であり、横軸
はレーザーのエネルギー密度である。
におけるレーザー照射痕の表面凹凸の量を示す図であ
る。縦軸はレーザー照射痕の表面凹凸の量であり、横軸
はレーザーのエネルギー密度である。
【図３】ゲッタリングの処理条件とシリコンウェハーの
表面の残留Ｃｕ量の関係を示す図である。縦軸はウェハ
ー表面の残留Ｃｕ量であり、横軸はゲッタリングの処理
条件である。
表面の残留Ｃｕ量の関係を示す図である。縦軸はウェハ
ー表面の残留Ｃｕ量であり、横軸はゲッタリングの処理
条件である。
フロントページの続き (72)発明者 南田 勝宏 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 新日 本製鐵株式会社エレクトロニクス研究所内 (72)発明者 石橋 彰 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 株式 会社日鉄エレックス内
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板の裏面にエネルギー密度で
２．５Ｊ／cm2 以下のＹＡＧレーザービームを照射する
ことにより歪み場を形成し、不純物をゲッタリングする
ことを特徴とする半導体基板の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14295992A JPH05335317A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体基板の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14295992A JPH05335317A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体基板の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335317A true JPH05335317A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15327642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14295992A Withdrawn JPH05335317A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 半導体基板の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335317A (ja) |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP14295992A patent/JPH05335317A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |