TW491914B - Method for heat treatment of silicon wafers and silicon wafer - Google Patents

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TW491914B
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hydrogen
silicon
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TW088122675A
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Norihiro Kobayashi
Shoji Akiyama
Yuuichi Matsumoto
Masaro Tamatsuka
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Shinetsu Handotai Kk
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A7 B7 491914 '.惠
It:發明:說矿tJi ) 技術領域 本發明係有關一種砂晶圓的熱處理方法,尤其是有關 於可取得安全性優,高品質的矽晶圓之矽晶圓的熱處理方 法。 背景技術 欲製造半導積體電路等之半導體裝置的晶圓,主要是 採用矽晶圓。就該半導體裝置製造而言,使良品率降低的 主要原因之一,舉例而言爲,留在COP (Ci*y st) al Originated Particle)等的晶圓表層部的結晶缺陷。若此種 缺陷留在晶圓表層部.,就是造成晶圓電氣特性劣化的原因 ,例如,就Μ 0 S電晶體而言,對於被形成在晶圓表面的 閘氧化膜等之熱氧化膜,施加高電壓時,造成發生氧化膜 絕緣破壞的原因。 進而,使半導體裝置製造良品率惡化的主要原因,舉 例而言其爲,晶圓表面的微小凹凸。據知留在晶圓表面的 微小凹凸,會使閘氧化膜正下方的載體移動度,受到不良 影響(參照Shinya Yamakawa,Hirai Ueno,Kenji Taniguchi, Chihixo Hamaguch, Kazuo Miyatsuji, Umbert Ravaioli, J. Appl.Phys.79 9 1 1.1 995 )。就半導體裝置而言,若其積體度 增加,相應於此,必須提高載體的移動度。而近年來, C P U的驅動頻率愈來愈高,隨之而來的是,記憶體的寫 入及讀取速度也被要求高速化,欲提高載體的移動度,減 少微小凹凸,就被視爲更重要了。 -^1 ·ϋ ϋ ·ϋ ϋ ϋ 1- ϋ a— n 0 ϋ n I ·ϋ 1 Jr、 n I ϋ ϋ ·ϋ n ϋ I · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4 - 491914 A7 __B7 __ 五、發明說明(2 ) 減低矽晶圓表層部的結晶缺陷之方法,是以退火熱處 理等,來實施消減缺陷。其代表性案例有,高溫氫退火, 此方法是在高溫的氫氣氛中,執行退火熱處理,藉此消減 結晶缺陷之方法(參照特開平第6 — 3 4 9 8 3 9號公報 但雖然氫氣氛中的熱處理,可 陷,但卻有因熱處理引起晶圓表面 以1 2 0 0 °C,執行6 0分鐘熱處 會被蝕刻掉0 . 5 // m的矽。因此, 的部分(無缺陷層)的厚度很薄。 進而,將高濃度的氫氣,在此 處理,是非常危險的,若不解決安 用化。 於是,也考慮藉由於氣氛中, ,來執行熱處理,除去晶圓表層部 方法雖不會蝕刻晶圓表層部,卻會 表面的微小凹凸,比熱處理前更惡 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 消減晶圓表層的結晶缺 被蝕刻的缺點。例如, 理時,晶圓表層部大約 晶圓表層部結晶缺陷少 種高溫狀態,經長時間 全性的問題,就無法實 採用氬氣等非活性氣體 結晶缺陷之方法。但此 除去結晶缺陷,使晶圓 化的缺點。 ,易引起局部性的蝕刻 ,於晶圓表面中,具有 主要爲,以利用雷射的 面,且予以測定其亂反 ,成爲晶圓全面的霧度 0 ϋ tt i^i i-i 1_1 imm->、i It aammt mmm— I eammm I _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而因受到氣氛中微量氧的影響 ,也會發生霧度障礙。 此例,霧度爲表面粗度的指標 數〜數十n m左右的周期性彎曲。 粒子計數器,用雷射來掃描晶圓全 射強度,藉此,以準定量性來評詁 位準之表面粗度。 491914 Α7 Β7 五、發明說明(3 ) 欲回避氫氣危險性的其他方法,也考慮倂用利用氫氣 氛的熱處理、和利用氬等非活性氣體氣氛之熱處理的方法 。此係爲先在非活性氣體氣氛中,執行令晶圓熱處理之工 程,然後包含氫的氣氛中,施行熱處理之方法(參照特開 平第4— 167433號公報)。 但於非活性氣體氣氛中,施行熱處理之後,以相同溫 度,在包含氫的氣氛中,施行熱處理,結果卻會鈾刻晶圓 表面,造成無缺陷層之厚度薄者。 另一方面,於特開平第7 — 2 3 5 5 0 7號公報揭示 ,熱處理係利用在非活性氣氛中執行的,於其熱處理的昇 溫或降溫時’於氣氛中’導入氣之方法。因而’此方法係 藉由在昇溫或降溫時,自非活性氣體,導入熱傳導率高的 氫,防止晶圓產生滑動轉位的目的,無法執行去除留在晶 圓表層部的結晶缺陷或改善晶圓表面的微小凹凸。 亦即,此方法爲,昇降溫時,每分鐘只導入一公升的 氫,由於不淸楚昇降溫時的最適當熱處理氣氛的組成,即 使用此方法,還是會令晶圓表面的鈾刻量提升,或使微小 凹凸惡化,無法同時改善晶圓的結晶缺陷和表面粗度。 此種習知之熱處理方法,不會蝕刻晶圓表層部,而且 不會使晶圓的微凹凸惡化,減少氫的使用量,而沒有減低 晶圓表層部結晶缺陷之方法,希望開發出有效的方法。 進而,通常氫退火,乃於氫氣氛下,以1〜1 0 °C / m i η的昇溫速度來昇溫,且以9 5 0 °C〜矽融點以 下的溫度,保持數小時後,以2〜5 °C / m i η的降溫速 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .··------- -訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 491914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(4 ) 度來降溫,藉此執行熱處理(例如特公平第5 -1 8 2 5 4號公報,特開平第6 — 2 9 5 9 1 2號公報) 。但以此熱處理方法,卻有熱處理需要長時間之缺點。 於是,爲縮短此熱處理時間等,提案一採用急速加熱 、急速冷卻(Rapid Thermal Annealer,以下簡稱R ΤΑ裝-置)。例如本發明人等,先就特願平第10-82606 號揭示,針對矽晶圓,使用R Τ Α裝置,在還原氣氛下, 執行熱處理之方法,特別提案一能減低矽晶圓表面C〇P 密度之熱處理方法。 此方法,乃將矽晶圓,在還原性氣氛下1 2 0 0 °C〜 矽融點以下的溫度範圍,執行1〜6 0秒鐘熱處理,而此 時的還原性氣氛,爲1 0 0 %氫,或氫與氬的混合氣氛, 熱處理時間爲1〜3 0秒鐘更爲理想。 而硏判按此方法,矽晶圓表面的C〇P密度顯著地減 少,且電氣特性的氧化膜耐壓(Time Zero Dielectric Breakd〇wn:T D D B )也顯著被改善。 但此方法,就熱處理後的晶圓表面而言,卻有所謂使 , 前述所稱的霧度之表面粗度惡化之問題。 而如前所述,使氧化膜耐壓或載體移動度等之電氣特 性大受影響的主要成因,據知晶圓表面的霧度等的表面粗 度,會密切地關係到裝置的性能和可靠性(參照Appl.Phys. 7 9,9 1 1.1 996 ),晶圓表面的霧度成爲一大問題。 於是,本發明人等,提案一解決此問題之方法,而於 特願平第1 0 - 1 7 6 6 9 3號案中,分成複數段來執行 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .·· «! 訂---------#φ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(5 ) R T A熱處理之方法。此方法不在前段的熱處理,完成減 低C〇P之目的。而是在後段的熱處理,完成改善霧度等 晶圓表面的表面粗度。 由於此方法能減低C 0 P,且充分地改善霧度,是非 常有益的方法。但由於須將複數段的高溫熱處理,於 R T A裝置來執行,故有導致工程煩雜的缺點。由於工程 煩雜化會因生產率降低,連帶使成本提高,故要求更進一 步改善。 發明之揭示 本發明係爲有鑑於此種問題點之發明,其目的在於提 供一不蝕刻晶圓表層部,且不使晶圓的微小凹凸惡化,減 少氫的使用量,可減低晶圓表層部的結晶缺陷之熱處理方 法。、 加上,本發明就使用急速加熱、急速冷卻裝置的熱處 理而,其目的在於提供一能以更簡單的方法,減低晶圓表 面的C〇P和霧度之矽晶圓熱處理方法。 爲解決上述課題之本發明,就矽晶圓之熱處理方法而 言,對矽晶圓,於非活性氣體氣氛中,以1 0 0 0 °c以上 矽融點以下的溫度,施行熱處理,且該熱處理降溫時,以 含有容量1〜6 0%的氫之氣氛中來降溫爲特徵之矽晶圓 熱處理方法。 此種,藉由對矽晶圓,於非活性氣體氣氛中,以 1 0 0 0 t以下矽融點以下的溫度,施行熱處理,先除去 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _··--------訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(6 ) 晶圓表層部的結晶缺陷,更藉由於熱處降溫時,在含有容 量1〜6 0 %的氫之氣氛中來降溫,即可根據晶圓表面的 矽原子之移動,來改善微小凹凸。此時,由於氫氣的使用 量爲少量,故熱處理工程的安全性也提高。 此時,前述非活性氣體氣氛,以氬氣氛或1含容量 3 0 %以下的氫之氬氣氛組成爲佳。 氫係容易處理,即使含氫,其濃度爲容量3 0%以下 的情況下,幾乎不會因氣氛中的氫引起蝕刻,反之爲改善 晶圓表面的微小凹凸的效果高。 又,本發明係用急速加熱、急速冷卻裝置,在含有氫 的還原性氣氛下,將矽晶圓做熱處理之方法中,其特徵爲 :從熱處理的最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度爲2 0 °C / s e c以下之矽晶圓熱處理方法。 此種使用急速加熱、急速冷卻裝置,在含有氫的還原 性氣氛下,將矽晶圓做熱處理之方法中,只是從熱處理的 最高溫度至7 0 CTC的降溫速度,爲2 0 t: / s e c以下 的簡單方法,即可減低晶圓表面的C〇P,又可改善霧度 〇 此時,熱處理中,未滿7 0 0 °C的降溫速度,則以比 從最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度快爲佳。 此種利用熱處理中,未滿7 0 0 °C的降溫速度,比從 最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度快,縮短整個熱處理時間 ,而更進一步的提升熱處理的效率。 此時,含有前述氫之還原性氣氛,以氫1 0 〇 %或氫 -i^i a^i —ϋ ·ϋ ϋ ϋ —ϋ ϋ n - ·ϋ 1_1 1^— ·ϋ ·ϋ _ϋ i^i ^1 an ϋ ϋ -^1 1-— ϋ I _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(7 ) 與氬及/或氮的混合氣體氣氛爲佳。 若爲此種熱處理氣氛,即能確實地減低晶圓表面的 COP密度,改善霧度。 又,因利用上述本發明之方法被熱處理的矽晶圓,乃 以簡易的方法,減低晶圓表面的C〇P密度,且霧度小, 故氧化膜耐壓、載體移動度等的電氣特性提升,可得到極 高的品質,又可以高生產性取得矽晶圓。 因此,例如就矽晶圓而言,晶圓主體部的結晶缺陷密 度爲1. 0X104個/ cm3以上,且表面至深度〇 · 5 // m的晶圓表層部的結晶缺陷,爲1 · 〇 X 1 〇 4 個/ c m 3以下1 · 〇 X 1 〇 4個/ c m 3以,晶圓表面的 結晶缺陷密度爲0 · 1 5個/ c m 2以下,表面粗度爲P -V値,並成爲1 . 0 n m以下的砂晶圓。 再者,此例所謂的晶圓主體部,係爲從晶圓表面,超 過0 · 5//m的深度區。 即使此種本發明之矽晶圓,於矽單結晶育成時,爲結 晶缺陷密度高的矽晶圓,還是爲從表面至深度0 · 5 // m 的層,晶圓表層部的結晶缺陷密度爲1 · 0 X 1 0 4 個/ c m 3以下的低缺陷密度,表面粗度爲P — V値,而爲 1 . 0 n m以下的微小凹凸少的砂晶圓。且於主體中,具 有將重金屬等雜質予以除氣所必要的結晶缺陷之故’使用 本發明之矽晶圓,製造半導體裝置,即可製成氧化膜耐壓 特性或載體移動度優,可使裝置製造的良品率提升。 如以上所做之說明,本發明乃針對將矽晶圓做熱處理 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
· n ϋ I ϋ .^1 ϋ n I ϋ i^i I ϋ _ϋ n ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 Α7 Β7 五、發明說明(8 ) 之方法,藉由限制最適當的熱處理氣氛的組成,取得晶圓 表面的結晶缺陷少,晶圓表層部的無缺陷層厚度厚,且晶 圓表面的微小凹凸少的矽晶圓。因而,使裝置製造的良品 率提升。加上,由於本發明之方法,能令氫的使用量減至 最小限度,故可確保熱處理作業的安全性。 加上,本發明係針對使用急速加熱、急速冷卻裝置, 將矽晶圓做熱處理之方法中,藉由加上改良熱處理的降溫 速度,兼具消減晶圓表面的c 0 P等缺陷之效果和改善霧 度的效果,能非常簡便地執行熱處理,比習知更能以簡單 且低成本取得高品質的矽晶圓。 【用以實施本發明之最佳形態】 以下就本發明做更詳細的敘述。 本發明乃針對本發明人對矽晶圓的熱處理條件,特別 是熱處理氣氛的組成,對各種定量重新硏究的結果,發現 最適當的條件,根據其結果直至完成的發明。 首先,本發明人等針對熱處理昇溫時及降溫時的氣氛 條件,使晶圓狀態受到的影響,進行實驗調查。首先準備 複數枚同款的矽晶圓,並插入熱處理爐內,進行以昇溫速 度lot: / mi η,予以加熱至1 200 °C,並在 1 2 0 0 °C,保持6 0分鐘後,以降溫速度3 °C / m i η ,予以冷卻之熱處理實驗。於此昇溫、降溫時,針對各個 晶圓,使氣氛變化,來施行熱處理,熱處理後的晶圓微小 凹凸,則以測定Ρ - V値,來評估。測定係使用A F Μ ( (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 1 Mmmt ϋ. I emme n I-_、· ·1 ϋ l ϋ 1·— ϋ aai I i 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(9 ) 原子間力顯微鏡)。測定2 // m角。於第1圖表示測定結 果。 自第1圖硏判,如由習知即知,僅以氬氣氛,進行熱 處理時的P - V値,乃比僅以氫氣氛,施行熱處理的情形 ,約惡化四倍。此外,亦硏判此傾向,即使昇溫時,分別 將氣氛改爲其他的氣氛,也完全不受影響。 另一方面,降溫時,改變氣氛的情形不同,從氫氣氛 ,改爲氬氣氛,並降溫時,雖在氫氣氛執行熱處理,但P - V値還是惡化,從氬氣氛,改爲氫氣氛,並降溫時,反 之,雖在氬氣氛,執行熱處理,但硏判P - V値,還是與 在氫氣氛,施行熱處理的情形相同程度的値。 由此硏判,晶圓的微小凹凸,完全不受昇溫時的氣氛 影響,反之,降溫時的氣氛條件,是決定晶圓的微小凹凸 。亦即,即使在氬氣氛,施行熱處理,降溫時,還是要變 更爲氫氣氛,藉此,即可取得與在氫氣氛,施行熱處理的 情形,同等的晶圓表面。 但降溫時,氣氛中的氫濃度太高時,晶圓被蝕刻的量 增大,並不理想。於是,本發明人等,針對熱處理氣氛, 再進行實驗檢討。與上述實驗相同,準備複數枚矽晶圓, 進行以昇溫速度1 0 t: / c m,予以加熱,且在1 2 0 0 °C,保持6 0分鐘後,以降溫速度3 °C / c m,予以冷卻 的實驗。在昇溫及定溫保持之際的氣氛,則採用1 0 0 % 的氬。降溫時,每個晶圓,於氬氣氛中,在容量1〜 1 0 0 %的範圍,來變化或混入氫,進行熱處理。就施行 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J·· 訂---------##. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(10) 熱處理的晶圓之微小凹凸而言,乃藉由晶的P — V値,做 評估。於第2圖表示其結果。 自第2圖硏判,降溫時的氫混入量,若爲容量1 %以 上,即具改善晶圓表面粗度的效果。若由此在氬等非活性 氣氛內,施行熱處理,於降溫時,混入容量1 %以上的氫 ,進行降溫,即能以最小限的氬使用量,來改善晶圓的微 小凹凸。 反之,若氫混入量不滿容量1 %,由於改善晶圓表面 粗度的效果,顯著減少,故硏判氫混入量爲容量1 %以上 ,是很重要的。 進而,本發明人等,也針對晶圓的霧度,進行同樣的 測定。於第3圖表示結果。自第3圖硏判,也針對晶圓的 霧度,與微小凹凸相同,於降溫時,導入容量1 %以上的 氫,進行降溫,藉此即具改善晶圓霧度的效果。 加上,本發明人等,也針對降溫時的氣氛之氫濃度和 晶圓的蝕刻量之關係,進行測定。蝕刻量的評估,則藉由 月旲厚爲1 //m的S〇I (Silicon On Insulator)晶圓,來測 定熱處理前與熱處理後的S 0 I膜厚,求得其差異,做〜 評估。於第4圖表示測定結果。第4圖之縱軸,係表示任 單單位(Arbitrary Unit)以氫濃度1 〇 0 %的蝕刻量爲標 準。 如第4圖所示,降溫時氣氛的氫濃度,爲容量3 〇 % 以下時,晶圓表面幾乎不會引起飩刻。但硏判,若氫濃度 超過容量3 0 %,即開始產生飩刻,若超過容量6 %,晶 ---------------Μ------- —訂------ (請先閱讀背面之注音2事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 491914 A7 ____ B7 五、發明說明(11) 圓的蝕刻量,即急遽增大。 若綜合以上的硏判,熱處理後的晶圓表面狀態,可對 熱處理降溫時的氣氛,導入氫,而加以改善,若其氫濃度 爲容量1 %,舉例而言十足改善晶圓的微小凹凸及霧度。 又,氫的濃度,若爲容量6 0 %以下,即硏判晶圓的蝕刻 量是在容許範圍。 另一方面,本發明人等,也針對熱處理方面的熱處理 溫度保持時的氣氛組成,進行檢討。就晶圓表面粗度而言 ,由於如上所述,硏判若對降溫時的氣氛,導入適量氫, 即可加以改善,定溫保持時,以氬爲熱處理氣氛,也沒問 題。本發明人等,針對晶圓的蝕刻量和熱處理溫度保持時 的氣氛組成之關係,進行實驗、檢討。 準備複數枚膜厚爲1 // m的S Ο I晶圓,並插入熱處 理爐內,進行以昇溫速度1 0 °C / m i η,予以加熱至 1 2 0 CTC,且在1 2〇0 °C,保持6 0分鐘後,以降溫 速度3 °C / m i η,予以冷卻的熱處理實驗。在此定溫保 持時,針對各個晶圓,對氬氣氛,改變氫混入量,並施行 熱處理,測定熱處理後的S 0 I晶圓的蝕刻量。再者,昇 降溫時,爲氬氣氛。於第5圖表示測定結果。 自第5圖硏判,就定溫保持時的熱處理氣氛中的氫濃 度而言,若氫濃度爲容量30%以下,在1 200 °C,施 行6 0分鐘的熱處理後,也幾乎不會引起晶圓表面的蝕刻 。因而,對此定溫保持時的氣氛,導入容量3 0 %以下的 氫,藉此不會產生飩刻,連定溫保持時,也可改善晶圓的 --I---------- ----訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -14- 491914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(12) 表面粗度。另一方面,若氫導入量超過容量3 0%,因晶 圓表面的蝕刻量增大,故硏判以不超過此値爲佳。 進而,本發明人等,乃針對使用急速加熱、急速冷卻 裝置的熱處理方法,是以較習知簡單的方法,減少留在矽 晶圓表面的C 0 P密度,提升氧化膜耐壓的同時,有關可 減小霧度,並提升載體移動度的熱處理條件,做種種實驗 性的硏究。其結果,本發明人等,發現若以熱處理方面的 最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度,爲2 CTC / s e c以下 較的速度,即可減少C 0 P密度,霧度也減少。 習知,在含有氫的還原性氣氛下,予以熱處理,並令 晶圓表面改質的效果,不管用不用R 丁 A裝置,認爲其熱 處理的最高溫度及其溫度,主要都是利用保持時間來決定 的,就不考慮最高溫度的昇溫速度,或從最高溫度開始降 溫的速度。 尤其使用R T A裝置時,由於昇降溫度所需的時間, 比普通電阻加熱式的熱處理爐還要短,昇降溫度對晶圓表 面的影響而言,則完全不被考慮,通常採用3 0〜6 0 °C / s e c的昇降溫速度。 於是,本發明人等,採用日本特開平第1 0 — 8 2 6 0 6號所揭示的熱處理方法,來進行令矽晶圓熱處 理的實驗。其結果發現,即使爲採用R T A裝置的熱處理 ,若自熱處理的最高溫度之降溫速度不同,熱處理後的晶 圓表面狀態,特別是霧度就有很大的差異。 本發明人等,爲確定矽晶圓採用R T A裝置的熱處理 I----------Φ0------- 訂--------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -15- 491914 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(13) 方面之適當的降溫條件,而進行如下的實驗。 針對利用C Z法(Czochralski method)所得到的矽晶 圓,採用R TA裝置,並在1 〇 〇%氫氣氛下,進行 1 2 0 0 °C,1 0秒的熱處理,改變熱處理的最高溫度開 始降溫之際的降溫速度,來測定晶圓表面的霧度。 於熱處理使用RTA裝置(急速加熱、急速冷卻裝置 ’ SHUTEIATSUKU MAIKUROTETSUKU 國際社製 S H S — 2 8 0 0 型)。 矽晶圓係採用,以一般採行的方法來切割利用C Ζ法 製造的矽碇,並予鏡面加工之直徑6英吋,結晶方位< 1 0 0 > 者。 又,霧度之測定用爲粒子計數器的L S — 6 0 3 0 ( 日立電子ENJINIARINGU社製商品名),以測定電壓7 0 0 V波段,來測定。 於第6圖表示測定結果。第6圖係表示降溫速度與霧 度的關係圖。第6圖的縱軸係表示霧度位準,單位爲 bits。 自第6圖硏判,降溫速度愈慢就慢,晶圓表面的霧度 位準減低。例如,降溫速度爲2 0 °C / s e c時,霧度位 準5 0 b 1 t s以下,此乃在裝置特性沒有問題的位準。 又,硏判降溫速度爲5 t: / s e c時,爲2 5 b i t s極 小的値。 加上,本發明人等,針對熱處理方面的降溫速度和降 溫中的溫度範圍之關係,做詳細的調查。就與上述同樣的 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) #·1 訂----------着·_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -16- 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印制衣 491914 A7 _ B7 五、發明說明(14) 熱處理實驗而言,自最高溫度1 2 0 0 °C開始的降溫速度 爲5 t: / s e c,且於降溫中,達到預定溫度時,令降溫 速度加速至6 0°C/s e c,並進行降溫。並且,與上述 同樣地予以測定熱處理後的晶圓表面之霧度。於第7圖表 示測定結果。 第7圖係表示將降溫速度切換至高速的溫度和晶圓表 面的霧度之關係圖。如第7圖所示,若在到1 2 0 0〜 7 5 0 °C附近的溫度範圍,將降溫速度,切換至高速,晶 圓表面的霧度位準,就會自維持低速降溫速度的情況開始 惡化。可是,降溫到未滿7 0 0 °C的溫度範圍之後,切換 至高速時,即使之後,令降溫速度加速,硏判晶圓表面的 霧度,還是完全不受影響。 亦即,晶圓表面的霧度,以自熱處理方面的最高溫度 至7 0 〇 t的降溫速度爲2 0 t: / s e c以下,藉此即足 以令之改善,未滿7 0 0 °C之溫度範圍的降溫速度則不存 在。 對於產生此種現象的詳細原因並不淸楚,但認爲是根 據以下的理由。 亦即,例如,若以1 2 0 0 °C以上的高溫,進行含有 氫的還原性氣氛之熱處理,就易在其表面產生階狀。 此階狀係爲以原子位準來產生與晶圓初期面方位不同 的面方位,但在最高溫度所產生的階狀,在降溫速度加快 時’維持其形狀。但若降溫速度不慢,的確會根據移動的 效果’向著表面能量穩定的方向,被平坦化。其結果,認 ----------_·- —I ϋ n tmt )eJ iai ϋ taf ϋ ϋ n n I #· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明説明(15) 爲會因降溫速度,於熱處理後的霧度位準產生差異。 因而’目忍爲右從熱處理最局溫度開始慢慢降溫到 7 0 0 °C程度,除此以外的溫度,完全不會產生移動,故 加快降溫速度且急冷,也不會影響到晶圓的霧度位準。 由以上的硏究硏判,針對使用急速加熱、急速冷卻裝 置,在含有氫的還原性氣氛下,令矽晶圓做熱處理的方法 ,可藉由從熱處理方面的最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度 ,爲2 0 °C / s e c以下的簡易方法,來改善晶圓表面的 C〇P和霧度。因本發明之方法,乃如前述的特願平第 1 0 - 1 7 6 6 9 3號的複數段熱處理,並不是改變高溫 熱處理本身的條件,而只是改變降溫速度,亦即冷卻強度 ,故爲極簡便的熱處理方法。 而,因本發明之熱處理方法,係略微減慢降溫速度, 而擔心熱處理效率降低,但假設針對最高溫度從1 2 0 ◦ C開始降溫的情況’ 一'般以3 0〜6 0 °C / s e c來降温 的情形,降溫到室溫,大槪要花2 0〜4 0秒,但以2 0 °C / s e c來降溫的情形,約6 0秒鐘弱,連以5 °C / s e c來降溫的情形,只要4分鐘弱。不用R T A裝 置的一般熱處理法(例如電阻加熱方式),若與一周期的 熱處理,需要7〜8小時做比較,也關係到晶圓裝在裡面 的枚數,但藉由利用本發明之方法,可縮短相當於一枚的 處理時間。 欲達到熱處理時間縮短化的情形,只要熱處理方面未 滿7 0 0 °C的降溫速度,比自最高溫度至7 〇 〇 °C的降溫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 18- -ϋ 11 1_ϋ ·ϋ ϋ ϋ. ϋ mmmMK —ϋ —·ρ · ϋ 11 emmMm ϋ ϋ an I-_、I 11 ^1 ϋ ϋ 1 1 I (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 491914 A7 B7 五、發明說明(16) 速度快即可。例如從最高溫度1 2 0 0 °C至7 0 〇 °C,以 降溫速度5 t: / s e c來降溫後,只要未滿7 〇 〇 〇c,以 6 0 °C / s e c來降溫即可,可得到與降溫只要2分鐘弱 ’整個溫度區’以5 C / s e c來降溫同程度的霧度位準 的晶圓表面。而爲7 0 0。(:時,利用將燈源〇F F,也可 爲7 〇 °C / s e c以上的降溫速度。 另一方面,就使用該急速加熱、急速冷卻裝置之情形 下的熱處理時之氣氛而言,可使用氫1 〇 〇%或氫與氬及 /或氮的混合氣體氣氛。若提高氫濃度,改善晶圓表面的 C〇P或霧度等之面粗度的效果就增高,若增加氬或氮的 度,即具處理谷易之長處。 以下,針對本發明,邊參照圖面進而邊做一說明,但 本發明並不以此爲限。 第8圖係表示進行有關本發明的熱處理之熱處理裝置 一例之槪略圖。如第8圖所示,熱處理裝置1 〇具有在內 部進行熱處理之真空室1,於真空室1內配置供載置被熱 處理的晶圓之支撐台2。 於真空室1配置圍繞真空室1周圍之加熱器3。又於 真空室1的吸氣口 4,係連接通過混合器6的氬供給源7 及氫供給源8,製成能於真空室1內,將任一之氣體單獨 或預定的混合比之氣氛氣體予以導入。進而,真空室1具 有排氣口 5,欲由此排氣。 其次,就使用上述熱處理裝置1 0,令晶圓W做熱處 理之方法做一說明。首先,在支撐台2載置晶圓W,且令 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .si 訂---------##. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 B7 五、發明說明(17) 之配置在真空室1內。其次,使氬從氬供給源7,通過吸 氣口 4,並送入真空室1內。此時,亦可將氫從氫供給源 8,通過混合器6加以混合的混合氣體氣氛。此時,如前 所述,爲防止晶圓蝕刻,氫的混合比以容量3 0 %以下爲 佳。 若真空室1內的空氣,足夠利用預定的氣氛氣體被置 換,就增加加熱器3的供給電力,使真空室1加熱到預定 溫度。並以預定時間保持此溫度。此中所謂保持溫度,乃 爲徹底保持在熱處理溫度區內之意,於熱處理中,對應需 求,即使溫度有所增減也沒關係。 在結束晶圓W熱處理之際,爲減低晶圓W表面的微小 凹凸,須對應要求,增加氣氛的氫濃度。此時,利用混合 器6,自氫供給源8,增加氫的混合比,使氣氛中的氫濃 度控制在容量1〜6 0 %。並將具有此預定氫濃度的混合 氣體,一面從吸氣口 4開始送入,一面停止或減低供給至 加熱器3的電力,並以預定的降溫速度,予以降溫。若降 溫到足夠的溫度,即從真空室1取出晶圓W及支撐台2。 如上所述,對矽晶圓,施行熱處埋,藉此可取得,晶 圓表層部的無缺陷層厚很厚’晶圓表面的微小凹凸及霧度 被改善的矽晶圓。進而,若按本發明之方法,由於熱處理 溫時,僅使用極少量的氫即可’故也可確保熱處理工程的 安全性。 又,針對使用本發明之R A裝置的另一實施形態’做 一說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #·· 訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -20- 491914 A7 B7 五、發明說明(18) 首先,本發明所用之矽晶圓的急速加熱、急速冷卻裝 置,舉例而言,可利用熱輻射的燈具加熱器之裝置。又市 售者,舉修!!而言,恢fj$[]可爲SHUTEIATSUKU MAIKUROTETSUKU國際社製SHS — 2 8 0 0型之裝置, 該等不特別複雜,也不昂貴。 以此例表示本發明所用的矽單結晶晶圓的急速加熱、 急速冷欲裝置(RT A裝置)之一例。第9圖係RT A裝 置之槪略圖。 第9圖之熱處理裝置2 0,係具有以石英製成之真空 室1 1,且令之在該真空室1 1內·對晶圓做熱處理。加 熱則利用從上下左右圍繞真空室1 1的方式,被配置之加 熱燈具1 2來進行的。該燈具可各別控制獨立供給之電力 0 氣體的供給側,則連接圖未表示的氫氣體供給源、氬 供給源及氮氣體供給源,以任意的混合比,混合該等,並 供給至真空室1 1內。 氣體排氣側,則裝備有自動調節板1 3,藉以封鎖外 氣。流切斷器1 3則設有構成可利用閘閥開關之圖未表示 的晶圓插入口。又’於溢流切斷1 3設有氣體排氣口’藉 以調整爐內氣氛壓力。 而晶圓W,係被配置在形成於石英托盤1 4的三點支 撐部1 5之上。在托盤1 4的氣體導入口側,裝設石英製 的緩衝器1 6,防止導入氣體直接接觸到晶圓W。 又,於真空室1 1,裝設圖未表示的溫度測定用特殊 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) δ------- —訂--------- #· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -21 - 491914 A7 B7 五、發明說明(19) 窗’利用被設在真空室1 1外部的高溫計1 7,通過該特 殊窗,來測定晶圓W的濫度。 利用如上般的熱處理裝置2 0,並將晶圓W如以下般 進f了急速加熱、急速冷卻之處理。 首先,利用鄰接並配置在熱處理裝置2 0之圖未表示 的晶圓搬運裝置,將晶圓W從插入口,送入真空室1 1內 ,配置在托盤1 4後,關上自動調節板1 3。真空室1 1 內’係充滿含有預定的氫之還原性氣氛。 然後,對加熱燈具1 2,供給電力,將晶圓W,昇溫 到例如1 1 0 0 °C〜矽融點,特別是1 3 0 0 °C以下的預 定溫度。此時到達目的溫度所要的時間,例如爲2 0秒左 右。接著,針對該溫度,保持預定時間,藉此,對晶圓w 增加高溫熱處理。 若經過預定時間,結束高溫熱處理,燈具1 2輸出會 降低,晶圓W的溫度也會降低。本發明之熱處理方法,係 爲從熱處理方面的最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度,爲 2 0 °C / s e c以下的方法,但實施此方法時,只要以高 溫計1 7,來測定晶圓W的溫度,經習知2 0〜4 0秒左 右的時間,以降溫速度3 0〜6 0 t: / s e c,來降溫’ 適當地調整燈具1 2的輸出,令降溫速度降低至2 0 °C / s e c以下即可。因而,習知所用的R T A裝置幾乎不加 改造,即可實施本發明之方法。 最後,若晶圓降溫結束,即利用晶圓搬運裝置,取出 晶圓’藉此即結束熱處理。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) δ------- —訂--------- ## 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -22- 491914 A7 B7 五、發明說明(2〇) 欲縮短降溫時間時,以高溫計1 7所測定的晶圓W的 溫度,若未滿7 0 0 °C,例如只要燈具1 2的輸出爲 〇F F,令晶圓W急冷即可。或者,利用晶圓搬運裝置, 取出晶圓W,使之移動到室溫的空間,藉此也可加快未滿 7 ◦ 0 °C的降溫速度,縮短降溫時間。 以下,舉例具體地說明本發明之實施例及比較例,但 本發明並不限於此。 (實施例1、比較例1〜5 ) 準備複數枚同款的矽晶圓,並插入熱處理爐內,進行 以昇溫速度1 0 °C / s e c,加熱至1 2 0 0 °C,以 1 2 0 0 °C保持6 0分鐘後,以降溫速度3 °C / s e c來 冷卻之熱處理。針對各晶圓,改變昇溫、定溫保持時的氣 氛和降溫時的氣份條件,來進行熱處理。然後,針對熱處 理後的各晶圓,來測定晶圓表面的P - V値、白色霧狀、 C 〇 P (Crystal Originated Particle)密度、及距離晶圓表 面0 · 5 // m深度之C〇P密度,加以評估熱處理的效果。 石夕晶圓係採用,以一般採行的方法來切割,利用c Z 法製造的矽碇,並予鏡面加工之直徑8英吋,結晶方位< 1〇〇 > 者。
P — V 値的測疋係以 A F M ( Atomic Force Microscope ,原子間力顯微鏡,N a η o S c o p e — π/數據 INSUTSURUMENTO社製商品名)來進行,2 // m角的面積,爲測定範圍。霧度的測定,係採用K L A 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·#·------- —訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 491914 A7 B7 五、發明說明(21) TENKO — RE社製之SP— 1 ,來進行。 晶圓表面的C Ο P之測定,以粒子計數器(L S -6 0 3 0 日立電子ENJ INIARINGU社製商品 名)的7 0 0 V波段,針對留在晶圓表面大小0 · 1 // m以 上的C〇P,計數C〇P數,藉此來測定。 又,距離晶圓表面0 . 5深度的C〇P密度之測定, 則是在晶圓表面成長約1 // m的熱氧化膜,自該氧化膜上 ,以前述粒子計數器來測定,藉此予以進行。亦即,氧化 膜前後的測定値的增加部分,因包含自原來的矽表面至深 度約0 . 5 // m的C〇P總數,依此求得C〇P密度。 於表1表示,按此所得的測定結果。 (表1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦·--------訂| 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 昇溫·定溫時 降溫時之 霧度 P-V値 COP 密度($ 0.1 // m ) 之氣氛條件 氣氛條件 (ppm) (nm) 表面 深度0.5 # m (個 /cm2) (個 /cm3) 實施例1 100% 氬 1%氫 0.40 0.73 0.15 1.5 X 103 99%氬 比較例1 無熱處理 無熱處理 0.30 0.80 2.20 1.5 X 104 比較例2 100% 氫 100% 氫 0.31 0.76 0.14 2.0X 1〇3 比較例3 100% 氬 100% 氬 1.42 1.33 0.15 1.5 X 103 比較例4 100% 氬 100% 氫 0.35 0.71 0.15 2.0X 1〇3 比較例5 100%M 80%氫 0.37 0.72 0.15 1.9X 1〇3 20%氬 -24 - #· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 491914 A7 B7 五、發明說明(22) 自表1硏判’利用本發明之熱處理方法,施行熱處理 的矽晶圓(實施例1 ),係有與只用氫氣氛,來進行熱處 理時(比較例2 )的晶圓同程度之良好的p - v値及霧度 ,晶圓表面則微小凹凸少,平坦度優。 又’該晶圓係有與只用氬氣氛,來進行熱處理時(比 較例3 )的晶圓同程度之良好的表面c〇P密度,進而, 就距離0.5 //m深度的C〇P密度而言,也表示與只用氬 氣氛時同程度的値。亦即,儘管此晶圓採用降溫時的氣氛 爲含氫的氣氛,依然有厚的無缺陷層,推定幾乎不引起矽 晶圓表面的蝕刻。 由以上硏判,施行本發明之熱處理的晶圓,比熱處理 前的晶圓(比較例1 ),更不會使晶圓表面的微小凹凸等 惡化,而爲除去晶圓面表及表層部的結晶缺陷的高品質之 石夕晶圓。 另一方面,以氬氣氛,進行昇溫、降溫保持,以氫容 量1 0 0 %予以降溫的晶圓(比較例4 ),或氫容量8 0 %,氬容量2 0 %予以降溫的晶圓(比較例5 ),雖然P 一 V値和霧度良好,但距離晶圓表面0 . 5 # πί涂度的 C〇P密度,則爲比本發明之晶圓惡化的値。 此乃由於降溫時,氣氛的氫濃度很高,會發生晶圓表 面的蝕刻,故考慮使晶圓表層的無缺陷層厚,減少至0 · 5 // m以下。 (實施例2 ) ϋ ϋ ϋ n I* I 1 I ϋ I 1 I ϋ ϋ jrg· ϋ ϋ Λί I n I (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -25- 491914 A7 B7 五、發明說明(23) 對利用C Z法所得的矽晶圓,使用R τ A裝置,在 1 0 0%氫氣氛下,進行1 2 0 0°C,1 〇秒的熱處理。 自熱處理的最高溫度開始降溫之際的降溫速度,係按照本 發明之方法,爲2 0 °C / s e c。然後測定熱處理後的砂 晶圓表面的霧度。 熱處理係採用前述的RT A裝置(急速加熱、急速冷 谷 P 裝置,SHUTEIATSUKU M AIKUROTETSUKU 國際社製 SHS — 2800 型)。 矽晶圓係採用,以一般採行的方法來切割,利用C Ζ 法製造的矽碇,並予鏡面加工之直徑6英吋,結晶方位< 1〇0 >者。 又,霧度的測定,係使用粒子計數器的L S -6030 (日立電子ENJ INIARINGU社製商品 名)的7 0 0 V波段來測定,霧度位準爲單位b i t s來 表示。 測定結果,實施例2的晶圓霧度位準,約爲4 9 b i t s,此係比高速冷卻的情形更顯著被改善的同時, 爲裝置製造上沒有問題的霧度。又,連熱處理時間,自習 知方法中,以6 0 °C / s e c來降溫的情況,僅需4 0秒 弱,不會使生產性受到太大的影響,且比電阻加熱方式更 能提昇生產性。 (實施例3 ) 就實施例2之熱處理而言,從最高溫度1 2 0 〇 °C至 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — — — — — — ## 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -26- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 491914 A7 ________B7 五、發明說明(24) 7 0 0 °C的降溫速度,爲5 °C / s e c,未滿7 ◦ 〇艺的 降溫速度’爲6 0 °C / s e c,並對矽晶圓,施行熱處理 。除此以外的條件’則與實施例2相同的來進行熱處理、 霧度測定。 測定結果’實施例3的晶圓霧度位準,約爲2 5 b i t s,霧度位準顯著的被改善,也足以對應將來裝置 之高積體化。 (比較例6 ) 就實施例2之熱處理而言,自最高溫降1 2 0 0 t開 始的降溫速度,爲5 0 °C / s e c,並對矽晶圓施行熱處 理。除此以外的條件,則與實施例2相同的來進行熱處理 、霧度測定。 測定結果,比較例晶圓的霧度位準,大於9 5 b i t s ,預料晶圓氧化膜耐壓和載體的移動度等之電氣 特性降低。 再者,本發明並不限於上述實施形態。上述實施形態 爲例示,具有實質上與記載在本發明請求項的範圍之技術 思想同一的構成,且達到同樣的效果者,均包含在本發明 的技術範圍。 例如,上述實施形態,係以在施行熱處理之前,對包 含許多C〇P等結晶缺陷的矽晶圓做熱處理的情況爲中心 所做的說明,但本發明之熱處理方法,就連結晶缺陷少的 矽晶圓,也適用在改善晶圓表面的微小凹凸之目的。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -27- ^1 ϋ ϋ ϋ β— ί ϋ ϋ · ϋ ϋ I ϋ ϋ ϋ ϋ J,J i_i ϋ n ·ϋ ϋ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 491914 A7 ___B7____ 五、發明說明(25 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,使用上述R T A裝置的實施形態,是以減低晶圓 的C〇P,跟改善晶圓表面的霧度之效果爲中心做一說明 ’但本發明之熱處理方法的效果,不僅可改善霧度’也可 改善晶圓表面的P - V値(峰和谷的最大値)或以其他形 式表示晶圓的表面狀態,且也可改善晶圓表面的平坦度。 又,上述係針1對直徑6英吋或8英吋的矽晶圓’施 行熱處理,但本發明當然並不因晶圓的直徑,而完全適用 之,且足以適用今後1 2〜1 6英吋,或其以上的大直徑 晶圓。 【圖面之簡單說明】 第1圖係表示熱處理昇溫時及降溫時的氣氛條件、和 熱處理後的晶圓P — V値之關係圖。 第2圖係表示熱處理降溫時的氣氛之氫濃度、和熱處 理後的晶圓P — V値之關係圖。 第3圖係表示熱處理降溫時的氣氛之氫濃度、和熱處 理後的晶圓霧度之關係圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖係表示熱處理降溫時的氣氛之氫濃度、和熱處 理後的晶圓蝕刻量之關係圖。 第5圖係表示熱處理定溫保持時的氣氛組成、和熱處 理後的晶圓飩刻量之關係圖。 第6圖係表示利用R T A裝置的熱處理之降溫速度和 霧度之關係圖。 第7圖係表示將降溫速度換至高速的溫度和晶圓表面 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) · 28 - 491914 A7 _B7_ 五、發明說明(26 ) 之關係圖。 第8圖係表示爲了進行有關本發明之熱處理的熱處理 裝置一例之槪略圖。 第9圖係表示可將矽晶圓急速加熱、急速冷卻的裝置 一例之槪略斷面圖。 【符號之說明】 W :晶圓 1 :真空室 2 :支撐台 1 0 :熱處理裝置 1 2 :加熱燈具 1 7 :高溫計 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I ϋ ϋ n ϋ ·.1 JuI MM am IW I I MM I 44 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 29-

Claims (1)

  1. 491914 I® 々範利40辠 泰-Ϊ ,v六 表 88 88 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種矽晶圓之熱處理方法,乃屬於矽晶圓之熱處 理方法,其特徵爲:對矽晶圓,於非活性氣體氣氛中,以 1〇0 0 °c以上矽融點以下的溫度,施行熱處理,且該熱 處理降溫時,以含有容量1〜6 0%的氫之氣氛中來降溫 〇 2 ·如申請專利範圍第1項所述之矽晶圓之熱處理方 法,其中,前述非活性氣體氣氛,以氬氣氛或1含容量 3 0 %以下的氫之氬氣氛組成。 3 . —種矽晶圓之熱處理方法,乃屬於用急速加熱、 急速冷卻裝置,在含有氫的還原性氣氛下,將矽晶圓做熱 處理之方法中,其特徵爲:從熱處理的最高溫度至7 0 0 °C的降溫速度爲2 0 °C / s e c以下。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之矽晶圓之熱處理方 法,其中,熱處理中,未滿7 〇 〇 t的降溫速度,則以比 從最高溫度至7 0 0 t的降溫速度快。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之矽晶圓之熱處理方 法,其中,含有前述氫之還原性氣氛,爲氫1 0 0 %或氫 與氬及/或氮的混合氣體氣氛。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之砂晶圓之熱處理方 法,其中,含有前述氫之還原性氣氛,爲氫1 〇 〇 %或氫 與氬及/或氮的混合氣體氣氛。 7 · —種砍晶圓,利用申請項第1項至第6項之任一 項所記載之方法,被熱處理。 8 · —矽晶圓,乃屬於矽晶圓,其特徵爲:晶圓主體 張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) (請先閱讀背面之注音2事項再填寫本頁) T . ϋ emmt team i_i «ϋ 1_ 1 emam —Hi ·ϋ ϋ· ϋ I I 4e 491914 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 部的結晶缺陷密度爲1 . Ο X 1 0 4個/ c m 3以上,且表 面至深度0 . 5 // m的晶圓表層部的結晶缺陷,爲1 .〇 X 1 0 4個/ c m 3以下,晶圓表面的結晶缺陷密度爲 〇· 15個/cm2以下,而表面粗度爲P — V値,1 · 〇 n m以下。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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