[发明专利]退火圆片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能抑制在氩气气氛下的退火的圆片表面附近的硼浓度增加所引起的电阻变化的退火圆片的制造方法。

背景技术

众所周知，对于CZ硅片存在COP(Crystal Originated Particle)或氧析出物等的所谓称作Grown-in缺陷的晶体缺陷。但是，作为消去这种圆片表面附近的Grown-in缺陷的方法，曾提出有进行在氢气气氛下进行热处理(以下称为氢气退火)以制造退火圆片的方法。由于这种热处理需要在1000℃以上的高温下使用氢气，所以必须有安全措施，并且必须有用于提高气密性的密封结构及防备爆炸时的防爆设备。

另一方面，最近也知道一种即使用氩气气氛进行热处理(以下称Ar气退火)也能与氢气退火同样能消去Crown-in缺陷的报导。由于Ar气退火没有爆炸性、比氢气安全，并具有不需要安全方面的措施的优点。但是与此相反，也已经知道对于硅片引起特征性动作的情况。作为其一例可举出在进行Ar气退火的圆片表面上容易形成微小的坑。

这是由于在原料中所含的极少量的作为杂质的氧或水分，或者在热处理工序中从反应管的炉口进入的外气中氧或水形成氧化膜，该氧化膜与硅(Si)发生下述反应：

结果，硅被腐蚀而其部分就成坑被观察到。这些坑就造成圆片的表面的局部性表面粗糙(微粗糙)及长期性的表面粗糙(雾状)恶化的原因。这样，由于氩气对于微量的杂质或温度不均等微小环境变化很敏感，所以存在难于处理的缺点。

然而，如按特开平10-144697号公报所公开的技术，作为掺杂剂在含有硼的硅片上进行上述氢气退火或氩气退火时，则在氢气退火时圆片内的硼向外扩散降低了圆片表面附近的硼浓度，但是在Ar气退火时就没有这样的现象，圆片表面的硼浓度不降低。

也就是说，Ar气退火不仅在安全方面有优点，而且涉及在退火后圆片表面附近的电阻不变化的圆片特性方面也具有氢气退火没有的优点，所以提高其重要性。

但是，在通过的氩为代表的惰性气体或氢气氛制造退火圆片时，通常，准备用于退火的镜面研磨圆片，由湿法清洗除去附着在其表面的重金属及有机物等的污染物并经干燥后，投入到热处理炉。

在清洗硅镜面研磨圆片时，虽然能使用各种组成的清洗液(药剂)，但是作为一般的清洗方法，是使用SC-1(氨、过氧化氢、水的混合液)清洗、DHF(稀氟酸水溶液)清洗、SC-2(氯化氢、过氧化氢、水的混合液)清洗作适当组合进行清洗的方法。

通常，作为最后阶段的清洗工序使用SC-1或SC-2，进行由清洗形成自然氧化膜的亲水性表面加工。这与涉及把上述退火圆片投入到热处理炉前的湿法清洗也同样，在通过清洗进行形成自然氧化膜的亲水性表面加工之后投入到热处理炉中。

但是，本发明者们在反复进行Ar气退火的实验中发现了与在氢气退火时所见到的圆片表面附近的硼浓度降低现象完全相反的现象。即，在进行Ar气退火时，圆片表面附近的硼浓度有增加的倾向，并且了解到增加量依各退火批次有微妙不同的倾向。这种现象引起在圆片表面附近的电阻变动，由于对设备特性发生不良影响，所以需尽量地抑制。

由此，本发明者们对于这种Ar气退火后使圆片表面的硼浓度增加的污染源进行调查，结果查明污染源不是热处理炉本身，而是在退火前圆片表面上所附着的硼造成的，即，完成清洗后的圆片在投入到热处理炉前之间，暴露在无尘室中的环境(空气)中，但是从为了净化该空气所设置的过滤器产生硼，并附着到圆片表面成为硼污染(例如，参照特开平5-253447号公报)。这种附着在圆片表面的硼在Ar气退火中向圆片表面附近扩散，被认为使硼浓度提高。

然而，关于这种无尘室中的硼污染的现象，在过去已有报导。例如，在特开平7-58303号公报记载有在结合型基板的结合界面，检测出起因于无尘室内空气的硼污染。另外，在本申请人的另外申请的特願平11-277255号报导，在圆片表面堆积多晶硅膜时，有在其界面检出硼污染的问题。