硅晶片及其制造方法技术

本发明专利技术的硅晶片的制造方法具备对硅晶片进行表面处理的晶片准备工序、设定在晶片上施加的应力的应力设定工序、检查晶片面上存在的伤痕的检查工序、以及判断晶片是否满足基准的判定工序，能够制造即使是利用FLA退火处理进行毫秒退火也能耐受开裂的晶片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硅晶片及其 制造方法，特别是涉及适用于被施加会发生高的内部应力的热处理的硅晶片的技术。本申请根据2009年3月25日提出申请的日本专利申请第2009-074947号要求优先权，在这里引用其内容。
技术介绍
由于器件的高集成化，在器件制造工艺中越来越多采用急速升降温工序，存在短时间化、最高温度高温化的倾向。特别是从45nm节点(hp65)以后，有时采用被称为FLA (闪光灯退火；Flash Lamp Annealing)、LSA(激光瞬间退火；Laser Spike Anneal)、LTP(激光热力口工；Laser Thermal Process)的退火工序。这其中，在FLA热处理的情况下，晶片升温到400 V 600 V的初始温度，用的Xe 灯等短波长光对晶片进行全面照射，只将晶片极表层急速加热到iioo°c以上、硅熔点附近然后急速冷却。热处理时间从微秒到毫秒单位(数量级)。在以下文献中公开有与FLA处理相关的技术。专利文献1 日本特表2008-515200号公报专利文献2 日本特开2008-98640号公报这样的热处理中，在晶片表面与背面产生数百摄氏度的温度差，与以前实施的 RTA(快速热退火；Rapid Thermal Annealing)相比，承受非常高的应力。但是，由于承受这样高的应力，在上述FLA那样的毫秒退火中，存在晶片容易开裂的问题。而且像专利文献2的W042]段的记载那样，为了抑制杂质的扩散，在FLA之后的工序不进行700°C以上的热处理等、在器件的制造工序中处理条件的制约很多，因此在制造器件之前的硅晶片中，存在想要解决这种问题的要求。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供即使是利用上述FLA退火处理进行毫秒退火也能够耐受开裂的晶片。由于在FLA，LSA中处理温度(峰值温度)高，在极短的时间内升温、降温，施加于晶片的应力大，晶片容易发生开裂，为此专利技术人探求提供能够耐受这种情况的晶片的手段。 首先了解到，在RTA时作为防止开裂手段采用的利用晶片中的氧析出物防止打滑伸长以防止开裂的方法，在上述热处理的温度条件下过酷过严，因此几乎都是无效的。又，在FLA，LSA 中，各种热处理的加热方法在晶片中产生的应力(stress)的发生状态不同，因此有必要采取与这些加热方法对应的防止开裂的对策。因此，在这样的条件下的热处理中，为了避免在晶片上发生开裂，对晶片表面有无伤痕(裂纹)与发生开裂的关系进行调查。其结果发现，如下述实施例所述，相应于晶片表面(背面)存在的伤痕(裂纹)的大小、其位置、以及FLA热处理条件，在晶片表面(背面)附近的内部发生的应力之间，与发生开裂有一定的关系本专利技术的硅晶片的制造方法，具备将硅单晶锭(ingot)切片，对该切片后的硅晶片进行表面处理的晶片准备工序、设定在所述晶片准备工序中准备的所述硅晶片上施加的应力S(MPa)的应力设定工序、检查所述硅晶片表面或背面存在的伤痕的检查工序、以及判定在所述检查工序中检查过的硅晶片是否满足下述式(A)的基准，将满足基准的硅晶片判定为合格，将不满足基准的硅晶片判定为不合格的判定工序，应力SX 伤痕的大小 C 彡 3500 (MPa · μ m)... (A)C 硅晶片表面或背面存在的伤痕的大小(μ m)。在本专利技术中，也可以在所述应力S与热处理有关时，在所述硅晶片的制造方法中，设定所述热处理的处理条件为，处理温度在1100°C 以上、硅的熔点以下，处理时间为1μ s到IOOms左右。在所述的硅晶片的制造方法中，也可以在判定所述检查工序中某硅晶片的背面的大小2μπι以上的LPD为10个以下时，判定为在所述判定工序中该硅晶片满足所述(A)的基准。在所述硅晶片的制造方法中，也可以对在所述判定工序中判定为不满足所述(A) 的基准的硅晶片，在所述晶片准备工序中再次进行表面处理。 在所述硅晶片的制造方法中，也可以将所述硅晶片的氧浓度Oi设定为5 X IO17 20 X IO17 原子 /cm3 (Old-ASTM)。本专利技术的硅晶片可以利用上述硅晶片的制造方法制造。本专利技术的硅晶片是经过镜面加工，提供给具有最高温度为1100°C以上且硅的熔点以下、处理时间从1 μ S到IOOms左右的条件的热处理工序的半导体器件的制造工艺的硅晶片，将因上述热处理在硅晶片的各点产生的应力记为S(MPa)、硅晶片背面存在的伤痕的大小记为C(ym)时，也可以设定上述伤痕的大小，以满足下式(A)，即应力SX 伤痕的大小 C 彡 3500 (MPa · μ m)... (A)在本专利技术中，硅晶片背面的大小为2 μ m以上的LPD为10个以下则更理想。本专利技术也可以上述硅晶片的氧浓度Oi在5X IO17 20X IO17原子/cm3(Old-ASTM) 范围内。又，本专利技术的硅晶片的制造方法，是提供给对硅晶片进行镜面加工后，具有最高温度1100°C以上、硅熔点以下，处理时间从1 μ S到IOOms左右的条件的热处理工序的半导体器件的制造工艺的硅晶片的制造方法，在所述方法中，将因上述热处理在硅晶片的各点产生的应力记为S(MPa)、硅晶片背面存在的伤痕的大小记为C(ym)时，能够设定上述伤痕的大小，以满足下述式(A)，即应力SX伤痕的大小C彡3500 (MPa · μ m)…(A)。又，在本专利技术中，也可以采用在实施上述热处理时硅晶片背面的大小为2μπι以上的LPD为10个以下的手段。本专利技术的硅晶片是经过镜面加工后，提供给具有最高温度为1100°C以上且硅的熔点以下、处理时间从1 μ S到IOOms左右的条件的热处理工序的半导体器件的制造工艺的硅曰t±" 曰曰/Τ，将因上述热处理在硅晶片的各点产生的应力记为S(MPa)、硅晶片背面存在的伤痕的大小记为C(ym)时，设定上述伤痕的大小，以满足下式(A)，即应力SX 伤痕的大小 C ( 3500 (MPa · μ m)…(A)，由此能够提供在具有与RTA相比发生的应力更大的FLA等热处理工序的半导体器件的制造工艺中能够防止发生开裂的硅晶片。在45nm节点(hp6Q，作为MOSFET的退火工序，进行与以往的RTA相比温度更高， 时间更短的退火。如图3所示，这是因为邻接用符号Mos表示的MOS FET的源极Ms、漏极 Md，在离基板表面的深度(接合深度)Xi为20nm左右的浅杂物扩散区域、即极浅接合Mex 中，图4所示的箱形的杂质轮廓、即极浅接合Mex区域内的杂质浓度的均勻性与在边界上的急剧变化状态的实現是必要的。这样，能够利用高加热温度使掺杂进来的杂质充分激活，降低电阻，同时利用短时间加热抑制杂质不必要的扩散，并且同时避免已经激活的杂质失去活性(deactivation)。这样，为了实现45nm节点(hp65)所要求的低于20nm的接合深度Xi，实施FLA 或LSA等，在上述FLA是预先将晶片升温到400°C 600°C以下的初始温度，用Xe闪光灯等短波长光对晶片的整个表面照射，用毫秒(ms)单位的热处理时间只对晶片的极表层进行900°C 1350°C左右的急速加热、急速冷却，在上述LSA是将晶片放在热板上升温到400°C 600°C的初始温度，照射连续振荡激光，用光点对晶片进行扫描，急速加热到 1100°C以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅晶片的制造方法，其特征在于，具备：将硅单晶锭切片，对该切片后的硅晶片进行表面处理的晶片准备工序；设定在所述晶片准备工序中准备的所述硅晶片上施加的应力Ｓ（ＭＰａ）的应力设定工序；检查所述硅晶片的表面或背面存在的伤痕的检查工序；以及判定在所述检查工序中检查过的硅晶片是否满足下式（Ａ）的基准，将满足基准的硅晶片判定为合格，将不满足基准的硅晶片判定为不合格的判定工序，应力Ｓ×伤痕的大小Ｃ≤３５００（ＭＰａ·μｍ）．．．（Ａ）Ｃ：硅晶片表面或背面存在的伤痕的大小（μｍ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野敏昭，木原誉之，星野由美，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP