TW563174B - Method for heat treatment of silicon wafer and silicon wafer heat-treated by the method - Google Patents

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563174 五、發明説明（1 ) 發明背景 _ 發明領域： 本發明係有關一種對矽晶圓加以熱處理的方法，該方 法能減少矽晶圓表面之晶體原始粒子（以下稱C 0 P )的 4 密度並防止滑動差排的產生。. 相關技術之敘述： 爲了改善矽晶圓的電子特性，如時間零點絕緣擊穿（ 以下稱TZDB)、有裝置裝於其上的矽晶圓表層等，必 須沒有瑕疵。具有規則八面結構的晶體瑕疵稱爲C 0 P， 在結晶成長期間被引進單一矽結晶，存在於矽晶圓表層， 以至於破壞矽晶圓的電子特性。 爲了改善TZDB，許多報告證明氫退火爲有效。（ 例如，日本已公開特許案第5 - 1 8 2 5 4號和第6 -2 9 5 9 1 2號）實施氫退火時，矽晶圓在一氫氣環境下 被施以高溫數小時。 爲了改善熱處理的效果，可以採用諸如縮短熱處理時 間的方法，這裡有一方法，使用了快速高溫退火裝置（以 下稱R T A )。例如，日本已公開特許案第7 — 1 6 1 7 0 7號提出了一改善TADB的方法，係在攝氏 9 5 0度至1 2 0 0度的相對低溫下，實施1秒至6 0秒 的短時間熱處理。 。 但是，如日本已公開特許案第7 - 1 6 1 7 0 7號所 提出之習知熱處理方法，熱處理條件需視T Z D B而定。 4、纸乐尺度適用中國因窣d· ( CNS ) Λ4“:ϋΐΟ ϋ ) 563174 五、發明説明（2 ) 同時，在其所描述的實施例中，雖然將內部微缺陷（以下 稱B M D )之密度考慮進去，卻未考慮存在於晶圓表面的 COP。該COP直接影響裝置的電子特性。 本發明的發明人實驗硏究上述習知的熱處理方法並發 現習知方法雖然稍微改善了 T.Z D B，但是未能有效且令 人滿意地改善C 0 P的密度。也就是說，習知熱處理方法 ，除了可治TZDB外，對矽晶圓電子特性的改良並不十 分有效。例如，照習知熱處理方法所提出的，將一矽晶圓 於溫度攝氏1 0 5 0度下氫退火3 0秒，COP密度並沒 有減少，而且作爲表面粗糙度指標的煙霧水準在某些情況 下會因氫氣腐蝕矽化物而毀損。同時，即使在攝氏 1 1 0 0度，氫退火也無法有效地消除C 0 P。因此，習 知的熱處理條件對於C 0 P密度的改善並沒有令人滿意的 效果。 爲了解決這個問題，本發明的發明人在曰本第9 -9 2 9 5 2號特許申請案中提出一對矽晶圓加以熱處理的 方法，該方法使用R T A減少氣壓，特別是減少矽晶圓表 面的C〇P密度。 根據此提出的方法，對一矽晶圓在矽晶圓熔點附近的 攝氏1 2 0 0度下施以1至6 0秒減少大氣成分的熱處理 。該 減少大氣成分宜爲100%的氫氣或氫氬混合氣體 ，而熱處理的時間宜爲1至3 0秒。 所提出的方法已被證明能大大降低矽晶圓表面C〇P 的密度且改善如T Z D B和時間依賴絕緣擊穿（以下稱 本纸張尺度適用中國®家代羋（CNS )八4⑴ί,· ( 210^：^ Λ；； ) ~ 563174 五、發明説明（3 ) TDD B )等電子特性。同時，本發明的發明人證實，即 使一儀器製造的過程包含氧化熱處理，易於矽晶圓表面產 生COP，和習知的熱處理方法相比，COP較不可能發 生。也就是說，所提出之方法可阻止C 0 P的產生且促使 欲製造之儀器保留良好的電子特性。再者，RTA的使用 可阻止熱處理中氧化沈澱的發生和矽晶圓的變形。 由於後來關於氫退火的硏究，本發明的發明人證實， 如同日本已公開特許案第7 — 1 6 1 7 0 7所揭示，在減 少大氣成分的熱處理條件下，不但未能充分地減低C〇P 的密度，而且還會導致矽晶圓表面的溫差。這是一種 R T A的特性，很有可能產生滑動差排。 同時，已發現在減少大氣成分的熱處理條件下，如曰 本特許申請案第9 一 9 2 9 5 2所揭示，可以大大地減低 C〇P的密度，進而改善矽晶圓諸如TZDB、TDDB 等等的電子特性。然而，此種熱處理方法並不見得能免除 得了滑動差排的問題，亦即，該熱處理方法可以減少 C〇P的密度，但在某些情況下會產生滑動差排。 由於產生滑動差排的矽晶圓會在製造儀器的過程中毀 壞且對儀器的電子特性有不良影響，所以必須想出一種方 法，該方法可以對矽晶圓加以熱處理但不伴隨滑動差排的 發生。 發明摘要： 本發明已解決上述的問題，本發明之目的在於提供一 本纸浓尺度適用中國因窣牦冬（CNS ) Λ4Η:.格（210x2V*：:、. g -6 - 563174 五、發明説明U ) 種對矽晶圓加以熱處理的方法，該方法使用R τ A來減少 大氣空氣。此方法降低矽晶圓表面的C 0 P密度，進而改 善如T Z D B和T D D B等矽晶圓電子特性，並且阻止滑 動差排的發生而使矽晶圓不至損壞，又利用RTA本身的 優點，如生產的改良和減少氫氣的使用等等。 爲了達到上述的目的，本發明提供一種對矽晶圓加以 熱處理的方法，其中矽晶圓在經由快速高溫退火裝置所產 生的大氣空氣減少的環境中被施以熱處理，在此方法中， 矽晶圓置於攝氏1 1 5 0度至1 3 0 0度溫度下的氫氬混 合氣體中，被施以1至6 0秒的熱處理，其中氫在混合氣 體中佔所有體積的1 0%至8 0%。 快速高溫退火可以下列方式來完成，將矽晶圓快速放 入在溫度範圍在上述範圍之內的熱處理爐，並經過上述的 熱處理時間之後，立刻將移出爐外。或者，將矽晶圓置於 熱處理爐中一預定的位置，然後再用一諸如加熱燈之類的 加熱器快速加熱。關於「將矽晶圓快速放入熱處理爐中且 在熱處理之後立刻移出爐外」之敘述，係指將矽晶圓放入 熱處理爐中且移出爐外，而未做任何習知的在預定時間內 將溫度升高或降低的控制，或者不需要將矽晶圓慢慢地移 入或移出熱處理爐。當然，將矽晶圓置入熱處理爐中一預 定的位置需要花一些時間，可能是幾秒鐘至幾分鐘，視運 送矽晶圓儀器之性能而定。 ％ 如上所述，藉由R Τ A的使用減少大氣成分，將矽晶 圓置於攝氏1 1 5 0度至1 3 0 0度之氫氬混合氣體（氫 木纸張尺度適用中S®家d ( CNS^ A4i^~( 210x?vfλ ") 563174 五、發明説明（5 ) 的體積佔10%至80%)中加熱1至60秒。因此，矽 晶圓上的C 0 P密度可以大大地降低且抑制滑動差排的產 生。即使產生了滑動差排，其滑動的長度（所產生滑動差 排的總長度）也相當短，所以可以得到缺陷極少而結晶完 整無缺的矽晶圓。 氫氬混合氣體中氫氣最好佔所有體積的2 0%至4 0 %。選取了氫氣濃度的範圍，便很難產生滑動差排。 本發明亦提供了一種矽晶圓，可以承受本發明之熱處 理方法。比方，如此熱處理過的矽晶圓所具有的C 0 P密 度不超過0 . 1 6個/平方公分，且沒有滑動差排產生。 於是，經由此種矽晶圓所製造出來的電子裝置可以呈現更 佳的電子特性。同時，生產裝置製程之產量亦可增加。 在本發明中，使用R T A方法在高溫加熱一矽晶圓， 使得矽晶圓可以在一減少大氣成分的環境下被加熱，該環 境爲一氫氬混合氣體，其中氫氣佔了體積的1 0%至8 0 %。因此，矽晶圓上C 0 P的密度可以大大地降低且抑制 滑動差排和粗糙表面的產生，由此得到諸如T Z D B、 ;v々 部 中 欠 *?· 又:】 \\ X 消 合 i] 印 T D D B等極佳的電子特性和極佳的結晶。亦即，即使因 爲C〇P在其晶體成長期間被引入或由於晶體成長之後熱 處理的關係，而導致矽晶圓的C 0 P產生，本發明的熱處 理方法亦能消除此種C 0 P。再者，即使在熱處理期間產 生滑動差排，滑動差排並不導致。矽晶圓斷裂，因爲該滑動 長度很小。 由於經由此種熱處理的矽晶圓在其表面的缺陷很少， 本纸乐尺度適用中國國家代卑（CNS ) Λ4Α；.^( 210^7^ /；) -8- 563174 五、發明説明（6 ) 此矽晶圓可以用來作爲粒子監視器。 和習知諸如內除氣熱處理等之批量型熱處理形成對比 ，本發明之熱處理使用了單矽晶圓型態之R T A，使得氧 沈澱不會在熱處理期間發生，被熱處理的矽晶圓免於扭曲 4 和滑動差排的產生，且可在一短暫的熱處理矽晶圓而提高 大量生產的效果。再者，由於可以減少氫氣的使用，安全 性提高。 圖示之簡要敘述： 圖1爲一圖表，顯示在1氫氣和氬氣混合氣體的環境 下，使用RTA之熱處理之後，熱處理溫度、熱處理時間 和C〇P數目之間的關係。 圖2爲一圖表，顯示在混合氣體中使用RTA時，氫 氬混合氣體中氫濃度和熱處理之後C 0 P數目的之間的關 係。 圖3爲一圖表，顯示氫氬混合氣體中氫濃度和熱處理 之後煙霧水平之間的關係。

Μ;Γ部中丈Sr w^;n,t消贽合仃、Η印R 圖4爲一圖表，顯示氫氬混合氣體中氫濃度和熱處理 之滑動差排總長度之間的關係。 圖5爲一槪略的剖面圖，顯示實施本發明之熱處理方 法的一範例R T A。 主要元件對照表： 1 鐘型罩 2 下加熱器 木纸浓尺度適用中國囚家代卑（CNS ) Λ4ηΐ彳ft ( 210X ) -9- 563174 五、發明説明（7 ) 2， 上加熱器 3 外殻 4 冷卻室 5 基板 6 支持軸 7 平台 8 砂晶圓 9 馬達 10 熱處理儀器 \ 較佳實施例之詳細敘述： 以下將詳細敘述本發明。 本發明的發明人實驗硏究一矽晶圓的熱處理條件，嘗 試獲得可減低矽晶圓表面C 0 P密度之且有效阻止滑動差 排產生之熱處理條件。該發明人發現，經由一氫氬混合氣 體環境下的熱處理，可得一具有低C 0 P濃度且無滑動差 排之矽晶圓。和習知的熱處理方法相比，氫活動因氬氣的 加入而稍微減弱。再者，該發明人調查出完成本發明的其 他條件。 第一，本發明之發明人已找出在熱處理矽晶圓時產生 滑動差排的原因。透過RTA的使用（A S T公司產品 SHS-2800)，試圖以下面的實驗獲得適當的熱處 理條件。 用於實驗的矽晶圓以下列步驟取得：以習知的方法， 即Czochralski方法將一矽錠切片，對已切片的矽晶圓拋光 ，然後該矽晶圓的直徑爲8英吋。，晶體取向爲< 1 〇 〇 > 〇 矽晶圓在接受熱處理之前，先測量表面的C 0 P密度 4、祕尺㈣财酬（d· ( CNS ) A4U；.^ ( 210x?^7；>；； ~ 563174 五、發明説明（8 ) ，發現爲3 0 0 - 6 0 0個/每矽晶圓，平均COP密度 爲5 0 0個/每矽晶圓。按照慣例，使用一粒子計數器（ LS6000，日立工程公司）來測量COP密度，該計 數器在700福特下工作，計算〇 · 12μιη至 < 0 · 2 0 μ m大小的粒子。 關於滑動差排，不止其移位是一個問題，滑動的長度 也會在矽晶圓上造成嚴重的斷裂。因此，必須檢查矽晶圓 上是否有滑動差排的產生並量測其滑動的長度。嘗試獲得 有效阻止滑動差排產生之熱處理條件，或者說，即使產生 了滑動差排仍可將其滑動長度減至不影響矽晶圓特性的程 度之熱處理條件，已被實驗硏究出來。 上述的實驗硏究揭露，運用於本發明的RTA易在矽 晶圓表面產生溫差，結果導致滑動差排產生的可能。該實 驗硏究亦揭露，在1 0 0%氫氣環境中實施的熱處理，雖 然可以完成消除C〇P，但容易產生滑動差排。 例如，將一矽晶圓置於一溫度攝氏1 2 0 0度，1 0 0 %的氫氣環境中加以熱處理1 0秒，該矽晶圓將以高速 產生滑動差排，如果產生滑動長度的話，該滑動長度會相 當長。因此，1 0 0 %氫氣環境的熱處理導致矽晶圓品質 不穩定。相反地，在一 100%氬氣·的環境中做熱處理雖 然不會有滑動差排的產生，C〇P卻不能滿意地消除，且 矽晶圓表面變粗糙。 t 於是，推測在熱處理時，空氣的組成會大大地影響滑 動差排的產生，本發明之發明人硏究出此種空氣組成。 本纸张尺度適用中( CNS ) ( 210/ ) -11 · 563174 五、發明説明（9 ) 矽晶圓可在各種大氣環境下被熱處理，但熱處理的溫 度和時間被固定在攝氏1 2 0 0度和3 0秒。該實驗揭露 ’在水蒸氣、氧氣和氬氣環境中沒有滑動差排的產生，但 在1 0 0%的氫氣環境中，在矽晶圓的周邊產生了滑動差 排，且其滑動長度足以導致矽晶圓斷裂。 在上述實驗中，除了氣體成分改變外，矽晶圓在固定 的條件，例如使用相同的熱處理順序、相同的氣體流動速 率下被加以熱處理。即使如此，在1 0 0%氫氣環境下做 熱處理的矽晶圓仍產生滑動差排。所以，可推測氫氣和滑 動差排的產生有關，而滑動差排可以藉由降低氫活動來阻 止。本發明之發明人於是想出，可把氫氣其他不會導致滑 動差排的氣體混合，特別是身爲鈍氣的氬氣，氬氣的安全 性高，容易處理，可得出熱處理時最佳的氣體組成。爲了 試圖得到最佳的氣體組成，以使矽晶圓之C 0 P密度降低 ，而不產生滑動差排和粗糙的表面，發明人做了以下的實 驗。 在攝氏1 2 0 0度的氫氬混合氣體中對矽晶圓做熱處 理，該混合氣體的氫體積濃度在1 〇%至1 〇 〇%之間變 化。對如此熱處理之矽晶圓，量測其C 0 P密度、煙霧和 所產生的滑動差排。其結果顯示於圖2、3和4。 詳細地說’檢查熱處理之後的矽晶圓所得到的結果， 顯示於圖2。在圖2中，橫軸代奉氫濃度，縱軸代表 C〇P所減少的百分比，即熱處理之後的C 0 P相對於熱 處理之前C Ο P的百分比。如圖2所示，在氫氬混合氣體 木纸张尺度適用中國國窣d ( CNS ) ) -12- 563174 五、發明説明（10 ) 中熱處理，當氫濃度不小於1 0 %，特別是不小於2 0 % 時，COP密度可以減至原來數値（大約5 0個粒子）的 十分之一或更少。當氫濃度增加時，C 0 P密度減少，顯 示氫氣的存在有助於消除COP。 C〇P密度宜低，但若C .0 P密度如本發明所示，未 超過每8英吋5 0個粒子或〇 · 1 6個/平方公分，矽晶 圓之諸如TZDB、TDD B等電子特性便能大大地改善 〇 其次，檢查熱處理後矽晶圓的煙霧，其結果顯示於圖 3。在圖3中，橫軸代表氫濃度，縱軸代表煙霧的數目（ 位元）。如圖3所示，氫濃度不小於20%時，煙霧在一 適當且穩定的水平。 煙霧係一種表面粗糙度，代表幾毫米至幾十毫米的表 面波度。使用粒子計數器（LS — 600 0，日立工程公 司產品），可用一雷射光束掃瞄矽晶圓表面以量測I來自表 面的不規則反射強度，於是矽晶圓表面粗度可大約以其表 面的煙霧水平量測出來。 最後，檢查熱處理之後矽晶圓所產生的差排，該結果 顯示於圖4。在圖4中，橫軸代表滑動差排的總長度。如 圖4所示，在氫濃度爲〇 %至4 0 %之間，觀察不到滑動 差排的產生。即使產生滑動差排，在氫濃度到達8 0 %的 時候，滑動長度（滑動差排的總長度）也不會超過 5 0 m m，所以未導致實際的問題。我們期望沒有滑動差 排的產生，但，即使產生了，滑動長度也不會超過 本纸乐尺度適用中國因家代卑（CNS ) ( ） 563174 五、發明説明（11 ) 5 Omm，所以不會導致矽晶圓的斷裂而在可接受的範圍 內。然而，在氫濃度超過4 0%時’滑動長度顯示一明顯 隨著氫濃度的增加而增加。由於矽晶圓在氫濃度增加時很 容易斷裂，熱處理矽晶圓時’氫濃度不宜大於4 0%。 < 如前所述，在氫退火時，採用高於傳統溫度範圍攝氏 9 5 0度至1 2 0 0度等等的熱處理溫度，亦即，採用攝 氏1 2 0 0度至矽熔點之間的溫度，可以有效地減少 C〇P密度。爲了證實混合氣體對於矽晶圓特性的效果， 在溫度攝氏1 1 0 0度至1 3 0 0度之間，各種不同氣體 組成的環境下，對矽晶圓加以熱處理。熱處理時間由1秒 至6 0秒不等。而使用原實驗的熱處理，其混合的氣體爲 氫（25%)和氬（75%)。 圖1顯示熱處理之後所測量C 0 P數量和熱處理溫度 之間的關係。如圖1所示，當熱處理溫度增加超過攝氏 1 1 5 0度且熱處理時間增加超過1秒時，COP密度便 大大地降低。在這些熱處理條件下，未觀察到滑動差排的 產生，而煙霧水平如圖3那麼低。 上述的實驗發現摘述如下。當矽晶圓經由RTA的使 用在減少大氣成分的環境下，在單矽晶圓基底上加以熱處 理時，其熱處理條件宜設定如下：熱處理溫度-攝氏 1150度至1300度，熱處理時間一1至60秒，氣 體成分一含氫體積濃度1 0%至。8 0%之氫氬混合氣體。 在此條件下熱處理，可得一矽晶圓，其熱處理之後C 0 P 密度不高於熱處理之前的1 0%，具有一可接受的煙霧水 本紙张尺度適用中國S家代皐（CNS ) ( 210x ) •14- 563174 五、發明説明（12 ) 平，沒有滑動差排，若有，其滑動長度也不會大於 5 Omm而導致實際的問題產生。混合氣體的氫體積濃度 宜在2 0 %至4 0 %之間。在此種情況下，可得一矽晶圓 ，其不具有滑動差排，C 0 P密度不大於熱處理之前的 4 1 0%，且其表面粗度在良好的水平上。 以下將配合圖示敘述本發明一實施例。然而，本發明 的範圍不限於此。 在本發明中，使用一 RTA來熱處理矽晶圓。此種 R T A的例子包括傳統熱輻射型加熱燈和市面上可獲得的 儀器如SHS — 2800，AST公司之產品。這些儀器 既不複雜也不昂貴。 圖5爲一槪略的剖面圖，顯示實施本發明之熱處理方 法的一範例R T A。 在圖5中，一熱處理儀器（1 〇)包括一由諸如炭化 矽或石英組成的鐘型罩（1)。一矽晶圓在鐘型簟（1) 中加以熱處理。下加熱器（2 )和上加熱器（2 ’）安排係 爲圍繞鐘型罩（1 )並用來加熱矽晶圓。上加熱器（2，） 和下加熱器（2 )被分隔開來，爲了使供給至上加熱器（ 2 ’）的電源和供給至下加熱器（2 )能分開控制。'當然， 加熱系統並不限於此種。亦可使用輻射加熱或射頻熱傳導 。一外殼（3)被裝設於下加熱器（2)和上加熱器（2, )的外面，用來一熱屏障。 。 一冷卻室（4)和一基板（5)被設置在鐘型罩（1 )的下方，以將鐘型罩（1 )的內部和大氣隔離。一矽晶 本纸乐尺度適用中國因家代41· ( CNS ) Λ4丨d ( 2丨Ox c ) -15· 563174 五、發明説明（13 ) 圓（8)被放置在一平台（7)上。平台（7)依附於一 支持軸（6 )的頂端，被馬達（9 )驅動時可上下移動。 冷卻室（4 )具有一未顯示的矽晶圓進出埠’使得砂晶圓 可以水平載入或移出該冷卻室（4) 。矽晶圓進出埠由 一閥門開啓或關閉。基板（5 )具有一氣體入口和一排氣 口，可在鐘型罩（1 )內調整氣體組成。 使用上述的熱處理儀器（1 〇 )，一矽晶圓可以下列 的方式退火。 第一，將鐘型罩（1 )的內部加熱至一預定溫度’例 如以下加熱器（2 )和上加熱器（2 Ο加熱至攝氏 1 1 5 0度至1 3 0 0度，且維持在那個溫度。經由下加 熱器（2 )和上加熱器（2 ’）之電源的獨立控制，可在鐘 型罩（1 )內沿著鐘型罩（1 )高度的方向建立一想要的 溫度分佈。於是，一矽晶圓的熱處理溫度可由平台（7 ) 的位置來決定，或由支持軸（6)嵌入鐘型罩（1 )的數 量來決定。 當鐘型罩（1 )的內部維持在一欲達溫度時，一矽晶 圓經由形成於冷卻室（4 )的矽晶圓進出埠用熱處理儀器 (1 0)旁一未顯示之矽晶圓抓持儀器載入冷卻室（4) 。如此被載入的矽晶圓被放置於平台（7)，平台（7) 位於其垂直最大動作最低的位置。由於冷卻室（4 )和基 板（5 )受到水冷卻，位於冷卻·.室（4 )之內的矽晶圓並 未被加熱到高溫。 完成了矽晶圓在平台（7 )上的擺置，支持軸（6 ) 本紙浓尺度適用中國S家代準（CNS )八4化仏· ( 210,v ~' 563174 五、發明説明（14 ) 直接由馬達（9)來驅動並嵌入鐘型罩（1 )中，以使平 台（7)的位置提高至相對應於攝氏1 1 50度至 1 3 0 0度之欲達溫度，然後使置於平台（7 )上的矽晶 圓受到高溫的熱處理。在此種情況下，將矽晶圓宜入，例 如僅二十秒，從位於冷卻室（.4 )內平台（7 )最低等待 位置到一相對應於欲達溫度的位置。於是，矽晶圓被迅速 加熱。 然後，平台（7 )固定在該欲達溫度的位置，停留一 預定的時間（1至6 0秒），然後在此時間內將矽晶圓施 以高溫的熱處理。在預定時間內完成高溫熱處理之後，支 持軸（6 )立刻受到馬達（9 )的驅動且從鐘型罩（1 ) 撤回，然後降低冷卻室（4 )內的平台（7 )到最低等待 位置。這個下降的動作可以在譬如二十秒內完成。於是， 平台（7 )上的砂晶圓因爲冷卻室（4)和基板（5 )被 冷卻的關係亦很快被冷卻。最後，經由矽晶圓抓持儀器的 使用，矽晶圓從冷卻室（4)被釋放出來，完成熱處理。 當有更多的矽晶圓需要熱處理時，因爲熱處理儀器（ 1 0 )被維持在熱處理溫度，所以矽晶圓可以一個一個被 放進熱處理儀器（1 0)接受連續的熱處理。 範例： 以下將以範例來敘述本發明..，但本發明不應被視爲只 限於這些範例。 範例= 本纸張尺度適用中國國家d- ( CNS ) ( 210〆 ·ϋ:'、、《;· Τ -17- 563174 五、發明説明（15 ) 本發明的熱處理方法以下列的砂晶圓來實施，該砂晶 圓從一由C z方法長成的矽錠切片，其晶體取向爲 <1〇〇>，直徑爲8英吋。使用RTA，即SHS — 2800(AST公司之產品），在攝氏1200度的氫 ·< 氬混合氣體（氫氣佔2 5%，氬氣佔7 5%)環境中對砍 晶圓施以快速高溫退火1 〇秒。 對矽晶圓熱處理之前，先測量其C 0 P密度且發現其 平均密度爲5 0 0個/每砂晶圓。 熱處理之後，COP密度降低至2 5個/每矽晶圓。 同時，未觀察到該熱處理矽晶圓有滑動差排的產生。 比較範例一： έ.-·;>κ部中欠代Ή.Χ消作合仿打印w 在除了氣體成分爲1 0 0 %氫氣外，和範例類似的條 件下熱處理矽晶圓，結果，COP密度降至1 〇個/每矽 晶圓。然而，可觀察到熱處理之後的矽晶圓滿是滑動差排 ，特別是有些矽晶圓產生了兩條長長的滑動，每一個大約 長40mm(總滑動長度約爲80mm)。同時，所形成 的矽晶圓，其差排延伸到欲製裝置的表面。產生滑動差排 的矽晶圓容易斷裂。 在除了氣體成分爲1 0 0%氬氣外，和範例類似的條 件下熱處理矽晶圓，結果，未觀察到滑動差排的產生。但 是，指示表面粗度的煙霧可觀察到，且COP並未降低。 本發明並不限於上述的實施例。上述實施例只是一個 例子而已，如本發明專利範圍所述，和本發明基本上具有 木紙張尺度適用中國國心优準（CNS ) Λ川1½ ( ) -18- 563174 五、發明説明（16 ) 相同構造且提供相似動作與功效者，皆包括在本發明的範 圍內。 例如，上述的實施例使用圖5的熱處理儀器（1 0 ) ，但實施本發明的儀器並不限於此。只要可以對矽晶圓施 t 以快速退火且將矽晶圓加熱至攝氏1 1 5 0度以上，任何 熱處理儀器皆可使用。 本發明的熱處理方法可以應用在對於晶膜生長過程的 預處理，該過程和上述的熱處理相似。 敘述以上實施例時，提及一 8英吋矽晶圓的熱處理。 然而，本發明並不限於此，而可應用在任何直徑的矽晶圓 上，例如1 0至1 6英吋甚至更大。 適 度 尺 紙 S N C 準 -19·

Claims (1)

1. 563174 ； ' A8 Η，、 ll ___— I_D8_ '六、申請專利範圍 第87 1 1 763 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國92_5%§曰^^ 1 · 一種對矽晶圓加以熱處理的方法，該ϋΐίϋ ^ 速高溫退火裝置來減少大氣成分，其中矽晶圓置於攝氏 1 1 5 0度至1 3 0 0度溫度下的氫氬混合氣體中，被施 以1至6 0秒的熱處理，其中氫在混合氣體中佔所有體積 的 20% 至 80%。 2 ·如申請專利範圍第丨項之對矽晶圓加以熱處理的 方法，其中氫在混合氣體中佔所有體積的2 0%至4 0% 〇 3 ·如申請專利範圍第1項之方法加以熱處理的矽晶 圓，其中晶體原始粒子密度不超過〇 · 1 6個/平方公分 ’且未產生任何滑動差排。 4 ·如申請專利範圍第2項之方法加以熱處理的矽晶 圓，其中晶體原始粒子密度不超過〇 · 1 6個/平方公分 ’且未產生任何滑動差排。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製