[发明专利]晶片的热处理方法、硅晶片的制造方法、硅晶片及热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体晶片等的晶片的热处理方法，更详细地说，本发明是涉及一种晶片的热处理方法及热处理装置，这种热处理方法及热处理装置，可在热处理时减低由晶片与晶片支撑部件的接触部发生的滑动位错(slip dislocation)，并且，本发明也涉及一种硅晶片的制造方法及硅晶片，这种硅晶片的制造方法具有前述热处理工序，且制造出滑动位错较少的硅晶片。

背景技术

由单晶硅晶棒切割出的硅晶片，在用来制造组件为止，会经过从晶片的加工工序到组件的形成工序为止的多数个工序。

在这些工序中包括热处理工序。并且，在硅晶片的加工工序中，也会有施加热处理的情况，而施加热处理的目的是为了形成晶片表层处的无缺陷层、以及形成并控制氧析出物。

作为此热处理，先前是采用批式热处理，但是近年来，利用灯退火(lamp anneal)来实行的方法也逐渐广泛，前述利用灯退火来实行的方法是使用一种能在短时间内快速升降温来进行处理的RTA(Rapid Thermal Anneal，快速热退火)装置。

然而，通常的RTA处理是在1100℃以上的高温下进行退火，因此具有会产生滑动位错的问题点。而一旦产生此滑动位错，便会对组件特性造成不良影响，因此会要求在距形成组件的表面数μm的区域中，不要有滑动位错。

此处，滑动位错的主要产生原因，被认为是施加在支撑销与晶片的接触部上的由晶片自身重量所导致的应力、或是在热处理中因热量经由支撑销逸散而使热分布不平均所导致的热应力，所述支撑销是用以支撑硅晶片。

而且，此问题随着晶片的大口径化、自身重量增大而变得越来越明显。又，此问题有着热处理温度越高便越容易发生的倾向。

作为此问题的解决方案，在专利文献1中揭示了一种热处理方法，这种热处理方法在进行RTA处理时，一边控制热处理温度一边进行热处理，且使晶片外周部的温度比中心部的温度更高1～6℃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-34288号公报。

发明内容

[发明所要解决的课题]

然而，本案发明人经过深入研究后的结果，发现利用前述专利文献1所记载的方法并不能抑制自支撑销位置发生的滑动位错。

特别是，在超过1250℃的高温下，会有从晶片背面的支撑销位置发生滑动位错，且滑动位错贯穿至表面为止这样的问题。

此原因，推测为以下所述内容。

图3是晶片外周部的温度高于中心部的温度的情况的示意图。图4是晶片中心部的温度高于外周部的温度的情况的示意图。

根据专利文献1所述，说明了如图4所示的晶片W的中心部(T_i)的温度高于外周部(T_o)的温度的情况(T_i>T_o)下，自晶片中心部经由支撑销12而逸散的热量较大，于是由温度差所导致的热应力TS₄₃相对地大于朝向支撑销的相反侧的热应力TS₄₁或朝向外周部的热应力TS₄₂，而发生滑动位错。

另一方面，说明了若如图3所示的使晶片W的外周部温度高于中心部的情况(T_i<T_o)，自支撑销12逸散的热量较小(此现象被解释为自晶片中心朝向外周的热流减少)，因此由温度差所导致的热应力TS₃₃比图4的TS₄₃小，而谋求防止发生滑动位错。

然而，本申请发明人经过深入研究后的结果，在图3的情况中，因为晶片W的外周部温度T_o提高，故自外周部向中心流动的热流增大，自外周经由支撑销而逸散的热量反而变多。因此，认为由温度差所导致的热应力TS₃₂会变大。

并且，因为这两种效果互相抵消，故推断不具有减低滑动位错的效果。

作为其它问题点，在专利文献1所述的方法中，由于晶片面内的温度分布不平均，不仅氧化膜厚度分布不平均，起因于晶片中心与外周部的温度差而产生的热应力也增大，而容易从晶片外周部发生滑动位错。

特别是，在超过1250℃的高温下，发现到会有滑动位错自晶片周边部显著地发生这样的问题点。