退火晶片的制造方法以及退火晶片技术

本发明专利技术提供一种退火晶片的制造方法，在氩气、氢气、或上述气体的混合气体环境下，以１１００至１３５０℃的温度对以拉晶（ＣＺ）法制作出的单晶硅晶片，进行１０至６００分钟的高温退火的退火晶片，其特征在于：在进行退火时，通过支持机构对上述单晶硅晶片仅支持距离晶片外周端不小于５ｍｍ的晶片中心侧的区域，且在进行上述高温退火之前，以未满上述高温退火的温度进行预退火，使氧析出物生长。由此，可提供一种即使为不小于３００ｍｍ的大口径单晶硅晶片，也可抑制在进行高温退火时所产生的滑动位错的退火晶片的制造方法以及退火晶片。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种退火晶片的制造方法以及退火晶片，特别涉及一种即使是大口径晶片，也可降低滑动位错产生的退火晶片的制造方法以及退火晶片。
技术介绍
近年来，推动器件工艺的高积体化、微细化，对硅晶片而言，谋求提升捕获表层的器件活性区域的完全性与内部(bulk)中的氧析出物构成的内部微小缺陷(BMD)的增加等引起的金属等杂质的吸附能力。对上述要求而尝试各种方法。例如，为了消除晶片表面的缺陷(主要是生长(Grown in)缺陷)，对于用切克劳斯基法(CZ法)而获得的晶片而言，在氩气、氢气或上述气体的混合气体环境中，以1100至1350℃进行10至600分钟左右的高温热处理(退火)。在该高温退火中，将高温退火温度设为1100℃以上的原因是为了有效消除缺陷，又通过设为1350℃以下，可防止晶片的变形与金属污染等问题。然而，对直径不小于200mm的硅晶片进行上述高温退火时，明显产生从晶片背面贯通表面的滑动位错(スリツプ転位)，可以目测检查或微粒计数器检测出来。这种滑动位错已知主要是因自身重量引起而产生的，这种滑动位错是晶片的口径愈大有愈容易产生的倾向。即，与对直径200mm的晶片施加高温退火时相比，对直径不小于300mm的大口径硅晶片施加高温退火时，使滑动位错明显增加，以致要防止该滑动位错的产生极为困难。这种滑动位错在器件工序进一步生长，而导致成为器件工序不良的原因，也成为产率降低的要因。另外，一般在进行高温退火时，为了支持晶片而使用晶片支持机构(晶舟)，通常使用3点支持或4点支持的支持机构。然而，以4点支持的晶舟支持晶片时，理论上施加在1点的应力应小于3点支持，但是实际上在观看退火晶片的滑动位错产生的倾向时，是从4点中的3点产生滑动位错。因此，晶片的支持不是将应力平均施加于4点，主要是以4点中的3点予以支持，可知应力为不均匀地施加于晶片。此外，使用3点支持的晶舟支持晶片时，由于对3点施加均匀的应力，故与4点支持的晶舟相比应力分散，使进行高温退火的退火晶片产生滑动位错。控制这种滑动位错的方法，一般已知有最适化升温速度的方法等。然而，通过最适化升温速度，使升温速度变慢，实质上与高温的退火时间变长相等，不是根本的滑动位错控制策略。再者，由于拖延退火工序所花费的时间，结果将导致生产性恶化。
技术实现思路
本专利技术是有鉴于上述问题点而研创的，目的在于提供一种退火晶片的制造方法以及退火晶片，即使为不小于300mm的大口径单晶硅晶片，也可抑制在进行高温退火时产生的滑动位错。为达成上述目的，本专利技术提供一种退火晶片的制造方法，在氩气、氢气、或上述气体的混合气体环境下，以1100至1350℃的温度对用切克劳斯基法(CZ)法制作出的单晶硅晶片，进行10至600分钟的高温退火，其特征在于在进行退火时通过支持机构对上述单晶硅晶片仅支持距离晶片外周端不小于5mm晶片中心侧的区域，且在进行上述高温退火之前，以未满上述高温退火的温度进行预退火，使氧析出物生长。如此，通过在进行上述高温退火时，通过支持机构对上述单晶硅晶片仅支持距离晶片外周端不小于5mm的晶片中心侧的区域，可防止从氧析出量低的晶片外周端至5mm以内的晶片周边区域的滑动位错的产生。另外，由于通过增大氧析出物的尺寸而可抑制滑动位错，故在进行高温退火之前，以未满高温退火的温度进行预退火，由此以使晶片中的氧析出物大幅生长，由此，可控制晶片中心侧的区域的晶片与支持机构的接触部的滑动位错的产生。此时，在950至1050℃的温度范围内进行1至16小时使上述氧析出物生长的预退火。如此，通过将进行使氧析出物生长的预退火的温度范围设为不低于950℃以上，不致花费时间而可有效地使氧析出物生长，另外，通过设为1050℃以下，滑动位错将不会产生，而可使氧析出物生长。而且，通过进行预退火1小时以上，为了抑制滑动位错以使氧析出物生长至所需的尺寸。然而，此外，当进行预退火超过16小时使氧析出物生长时，由于容易因氧析出效果引起晶片变形，故预退火时间以在16小时以内为佳。再者，将通过支持机构支持上述单晶硅晶片的区域，设在距离晶片中心不小于晶片半径的60％的外侧为佳。如此，通过将通过支持机构支持上述单晶硅晶片的区域，设于距离晶片中心不小于晶片半径的60％的外侧，可使施加于晶片的应力均匀分散。再者，此时，使进行上述预退火的单晶硅晶片为，以1×1013至5×1015atoms/cm3的浓度掺杂氮，晶格间氧设为含有10至25ppma(JEIDA日本电子工业振兴协会规格)的单晶硅晶片。如此，通过晶片的氮浓度在1×1013cm3以上，可容易获得用以抑制滑动位错的有效氧析出物密度(例如1×109cm3以上)，另外，通过氮浓度为5×1015atoms/cm3以下，也不致妨碍在拉制CZ单结晶时的单结晶化。而且，通过晶片的氧浓度为10至25ppma(JEIDA日本电子工业振兴协会规格)，不致因氧析出物引起滑动位错，可因氮掺杂效果获得足够的氧析出密度。然后，根据本专利技术，即使进行上述预退火的单晶硅晶片为直径不小于300mm的大口径晶片，也可抑制因高温退火所产生的滑动位错的产生。再者，根据本专利技术，提供一种进行高温退火的高品质晶片，可抑制滑动位错的产生。如以上所说明，根据本专利技术，提供一种在进行1100℃以上的高温退火时，通过支持机构仅支持单晶硅晶片距离晶片外周端不低于5mm的晶片中心侧的区域，且在进行高温退火之前，通过以未满高温退火的温度进行预退火，可以提供一种直径不小于300mm的大口径单晶硅晶片也无滑动位错的退火晶片。附图说明图1是通过支持机构支持硅晶片时的晶片与支持机构的接触部分的图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式，但本专利技术并不定于此。已知，在使用氩气或氢气等进行高温(1100至1350℃)热处理的高温退火中，对直径不小于200mm或300mm的大口径晶片进行热处理时，有晶片背面贯通于表面的滑动位错明显产生的问题。因此，本专利技术人等，因这种退火晶片所产生的滑动位错是从晶片与晶片的支持机构的接触部分产生，故在单晶硅晶片进行高温退火时，若可在硅晶片与支持机构的接触部上有效控制滑动位错的产生，则推测可降低在晶片产生的滑动位错，根据重复的精辟检讨，而完成本专利技术。即，对于切割用CZ法育成的单结晶晶锭并经研磨的镜面晶片而言，在氩气、氢气或上述气体的混合气体环境中，以1100至1350℃进行10至600分钟左右的高温热处理(退火)时，在高温热处理炉投入单结晶晶片，通过支持机构仅支持距离单晶的外周端不低于5mm的晶片中心侧的区域，且在进行高温退火之前，以未满高温退火的温度进行预退火，使氧析出物生长，由此制作出可降低产生滑动位错的退火晶片。利用CZ法育成的硅晶棒所获得的硅晶片，晶片周边部为氧浓度较低的部分，因而，该周边部的氧析出量也为较低的区域。该氧析出量的较低区域的大部分，一般是从晶片外周端至5mm以内的晶片周边区域。氧析出物具有抑制滑动位错的产生的效果，因此，硅晶片在这种氧析出较低的区域通过支持机构加以支持进行高温退火时，与氧析出量较多的区域相比，将降低滑动位错的抑制效果，且使退火晶片的滑动位错的产生频率变高。从而，通过仅在距离其外周端至不小于5mm的晶片中心侧区域上支持单晶硅晶片，可防止晶片周边区域的滑动位错的产生。另外，此时为了确实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种退火晶片的制造方法，在氩气、氢气、或上述气体的混合气体环境下，以１１００至１３５０℃的温度对用ＣＺ法制作出的单晶硅晶片，进行１０至６００分钟的高温退火者，其特征在于，在进行退火时，通过支持机构对上述单晶硅晶片仅支持距离晶片外周端不小于５ｍｍ的晶片中心侧的区域，且在进行上述高温退火之前，以未满上述高温退火的温度进行预退火，使氧析出物生长。

【技术特征摘要】
JP 2001-8-30 260777/20011.一种退火晶片的制造方法，在氩气、氢气、或上述气体的混合气体环境下，以1100至1350℃的温度对用CZ法制作出的单晶硅晶片，进行10至600分钟的高温退火者，其特征在于，在进行退火时，通过支持机构对上述单晶硅晶片仅支持距离晶片外周端不小于5mm的晶片中心侧的区域，且在进行上述高温退火之前，以未满上述高温退火的温度进行预退火，使氧析出物生长。2.如权利要求1的退火晶片的制造方法，其特征为，在950至1050℃的温度范围内进行1至16小时使上述氧析出物生长的预退火。...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林德弘，玉正郎，名古屋孝俊，曲伟峰，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]