換頻率的增加而導(dǎo)致的成本增加。這期間若是400小時(shí)以下，則能夠更切實(shí)地抑制滑移位錯(cuò)O
[0039]或者，也可以先測(cè)量熱處理后的晶圓的滑移位錯(cuò)的量，并將這個(gè)量超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值為止的期間作為上述一定期間。
[0040]此處，針對(duì)通過(guò)發(fā)明人的研究而明白的發(fā)生滑移位錯(cuò)的原因，在下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]與晶圓接觸的支撐構(gòu)件的表面狀態(tài)，會(huì)大幅影響滑移位錯(cuò)的發(fā)生。特別是由于實(shí)施了 CVD-SiC覆蓋的支撐構(gòu)件的表面較為粗糙，因此若將晶圓載置于支撐構(gòu)件上，晶圓會(huì)在微小的隆起狀部上以點(diǎn)接觸的方式被支撐。因此，被認(rèn)為晶圓本身的重量所導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)局部性地變大，而容易發(fā)生滑移位錯(cuò)。
[0042]因支撐構(gòu)件的長(zhǎng)期間持續(xù)使用而使得滑移位錯(cuò)的發(fā)生增加的現(xiàn)象，被認(rèn)為是因?yàn)橹螛?gòu)件的表面的粗糙形狀變化所引起的。
[0043]在一般的熱處理中，將一種高純度的氣體供給到爐內(nèi)，或是將多種高純度的氣體混合并供給到爐內(nèi)。作為用于半導(dǎo)體晶圓的熱處理的代表性的氣體，可以使用氧氣、氮?dú)?、氫氣、氬氣等。到目前為止，因長(zhǎng)期間使用而產(chǎn)生的支撐構(gòu)件表面的形狀變化，一直被認(rèn)為是與這些氣體種類無(wú)關(guān)的共通現(xiàn)象。實(shí)際上，利用氬氣氛圍和氧氣氛圍進(jìn)行了熱處理的情況的任一者中，都發(fā)現(xiàn)了在各自的支撐構(gòu)件上滑移位錯(cuò)的發(fā)生有所增加。
[0044]但是，發(fā)明人在實(shí)際地詳細(xì)調(diào)查熱處理后的支撐構(gòu)件的表面狀態(tài)后，發(fā)現(xiàn)根據(jù)氣體種類的不同，表面狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生差異。
[0045]原先在被CVD-SiC覆蓋的支撐構(gòu)件的表面上，存在有尺寸是I?5μπι左右的粒塊，粒塊各自呈現(xiàn)尖銳的形狀。像這樣的支撐構(gòu)件表面，若是在氬氣等的稀有氣體(惰性氣體)氛圍下長(zhǎng)時(shí)間接受熱處理的話，尖銳的粒塊的前端部分會(huì)產(chǎn)生弧度。另一方面，若是在氧氣氛圍下長(zhǎng)時(shí)間接受熱處理的話，此前端部分會(huì)變成更尖銳的形狀。這樣，在氬氣氛圍與氧氣氛圍下所產(chǎn)生的前端形狀的變化，各自顯示出相反的傾向。
[0046]對(duì)此，滑移位錯(cuò)的發(fā)生被認(rèn)為不管在哪一種氛圍的情況下都有增加的傾向。乍看之下被認(rèn)為是互相矛盾，但可以如以下般地解釋。
[0047]在稀有氣體氛圍下長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施熱處理的情況，如上述，由于在支撐構(gòu)件表面上的粒塊的前端部分會(huì)變得帶有弧度，因此與該前端部分接觸的接觸面積會(huì)增加。由此，晶圓與支撐構(gòu)件彼此在橫向上偏移時(shí)的摩擦?xí)兇?。?shí)際上，熱處理中的晶圓會(huì)因熱膨脹而相對(duì)于支撐構(gòu)件在橫向上偏移。被認(rèn)為此時(shí)摩擦小的話，兩者會(huì)變得平滑地偏移，但若摩擦大的話，則到開始偏移為止的橫向的應(yīng)力增加，且會(huì)因?yàn)榇藨?yīng)力而導(dǎo)致滑移位錯(cuò)增加。
[0048]對(duì)此，在氧氣氛圍下，由于粒塊的前端部分尖銳化，因此每一個(gè)點(diǎn)的接觸面積較低而摩擦也較低。但是，被認(rèn)為在各接觸點(diǎn)中的因晶圓本身的重量所導(dǎo)致的垂直方向的應(yīng)力集中增加，且會(huì)因?yàn)樵搼?yīng)力而導(dǎo)致滑移位錯(cuò)增加。
[0049]像這樣，滑移位錯(cuò)的惡化機(jī)制在稀有氣體氛圍和在氧氣氛圍這兩種氛圍下是不同的，且各自有相反的特征。
[0050]因此，若是如本發(fā)明這樣，切換所使用的支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件來(lái)進(jìn)行熱處理的話，能使支撐構(gòu)件表面的粒塊的形狀變化，在圓弧形狀與尖銳形狀之間進(jìn)行切換，換言之，對(duì)于表面狀態(tài)能產(chǎn)生再生效果。如此一來(lái)，基于上述粒塊的形狀變化，能夠有效地降低滑移位錯(cuò)的發(fā)生。若是這樣的方法，只要切換所使用的支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件就能抑制滑移位錯(cuò)，因此與使用新制品來(lái)替換支撐構(gòu)件的情況相比，能夠以低成本來(lái)實(shí)施，同時(shí)也能夠提高生產(chǎn)性。
[0051 ] 實(shí)施例
[0052]下面，示出本發(fā)明的實(shí)施例及比較例來(lái)更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0053](實(shí)施例)
[0054]依據(jù)本發(fā)明的熱處理方法，進(jìn)行單晶硅晶圓的高溫?zé)崽幚?。使用兩個(gè)如圖1所示的縱型熱處理爐，在各自的縱型熱處理爐中，分別進(jìn)行第一條件的熱處理和第二條件的熱處理。設(shè)置在兩個(gè)縱型熱處理爐中的支撐構(gòu)件，是設(shè)成被CVD-SiC覆蓋的4點(diǎn)支撐型的SiC制且是同一樣式的支撐構(gòu)件。
[0055]第一條件的高溫?zé)崽幚硎且韵率鰲l件來(lái)實(shí)施:氬氣氛圍、最高溫度是1200°C、最高溫度的保持時(shí)間是I小時(shí)，且包含在最高溫度的保持時(shí)間前后的升降溫的步驟。第二條件的高溫?zé)崽幚硎且韵率鰲l件來(lái)實(shí)施:氧氣氛圍、最高溫度是1050°C、最高溫度的保持時(shí)間是I小時(shí)，且包含在最高溫度的保持時(shí)間前后的升降溫的步驟。
[0056]第一條件和第二條件的熱處理各自持續(xù)300小時(shí)后，將2個(gè)縱型熱處理爐之間的支撐構(gòu)件交換，進(jìn)一步持續(xù)各自進(jìn)行相同條件的熱處理。并且調(diào)查此期間內(nèi)的滑移位錯(cuò)的發(fā)生狀況。作為滑移位錯(cuò)的評(píng)價(jià)方法，是根據(jù)X光衍射影像來(lái)判斷滑移位錯(cuò)，并將晶圓中所含有的滑移位錯(cuò)的機(jī)率作為滑移量來(lái)加以量化。
[0057]在圖2中表示實(shí)施了第一條件的高溫?zé)崽幚砗蟮木A的滑移量與處理批次數(shù)之間的關(guān)系。在圖3中表示實(shí)施了第二條件的高溫?zé)崽幚砗蟮木A的滑移量與處理批次數(shù)之間的關(guān)系。此外，圖2、圖3的橫軸的處理批次數(shù)，是設(shè)成每個(gè)批次都相當(dāng)于10次熱處理來(lái)表示；另外，省略了支撐構(gòu)件的使用初期的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，而只表示從滑移位錯(cuò)開始增加的前面一點(diǎn)的時(shí)點(diǎn)起的數(shù)據(jù)。
[0058]在圖2與圖3的任一者中，都顯示了雖然在支撐構(gòu)件的使用初期，滑移量少，但是之后，由于持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用，因此滑移量增加。在圖2與圖3中所示的虛線是表示交換了支撐構(gòu)件的時(shí)間點(diǎn)，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之后，各自的滑移量大幅減少。另外，此減少效果在之后也持續(xù)了很長(zhǎng)的期間。
[0059]像這樣，可以確認(rèn)到依據(jù)本發(fā)明的熱處理方法，通過(guò)切換支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件來(lái)進(jìn)行熱處理，能夠降低滑移位錯(cuò)。
[0060]此外，預(yù)測(cè)在如先前所述那樣不進(jìn)行切換而繼續(xù)使用支撐構(gòu)件的情況下，滑移位錯(cuò)會(huì)進(jìn)一步持續(xù)增加。
[0061]此外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式僅為例示，只要是與本發(fā)明的權(quán)利要求書所記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上具有相同構(gòu)成，并能實(shí)現(xiàn)同樣作用功效者，無(wú)論何者都包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱處理方法，其將多片半導(dǎo)體晶圓各自水平載置于以碳化硅覆蓋的支撐構(gòu)件上，并在縱型熱處理爐內(nèi)實(shí)行熱處理，其中，該熱處理方法的特征在于， 將所述支撐構(gòu)件，在第一條件或第二條件中的任一種條件的熱處理中持續(xù)使用了一定期間后，在所述第一條件和第二條件中的另一種條件的熱處理中持續(xù)使用特定期間，以此方式將所述支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件切換來(lái)進(jìn)行熱處理； 并且，所述第一條件的熱處理，是以1000°c以上的溫度，在含有稀有氣體且不含有氧氣的氛圍下進(jìn)行的熱處理;所述第二條件的熱處理，是以1000°c以上的溫度，在含有氧氣且不含有稀有氣體的氛圍下進(jìn)行的熱處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，將所述稀有氣體設(shè)成氬氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的熱處理方法，其特征在于，將所述第一條件和第二條件的熱處理各自持續(xù)的所述一定期間，設(shè)成200小時(shí)以上且400小時(shí)以下。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱處理方法，其中，將所述支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件的切換重復(fù)多次。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱處理方法，其將多片半導(dǎo)體晶圓各自水平載置于以碳化硅覆蓋的支撐構(gòu)件上，并在縱型熱處理爐內(nèi)實(shí)行高溫?zé)崽幚?，其中，該熱處理方法的特征在于，將所述支撐?gòu)件，在第一條件或第二條件中任一種條件的高溫?zé)崽幚碇谐掷m(xù)使用了一定期間后，在所述第一條件和第二條件中的另一種條件的高溫?zé)崽幚碇谐掷m(xù)使用一定期間，以此方式將所述支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件切換來(lái)進(jìn)行熱處理；并且，所述第一條件的高溫?zé)崽幚?，是?000℃以上的溫度，在含有稀有氣體且不含有氧氣的氛圍下進(jìn)行的熱處理；所述第二條件的高溫?zé)崽幚?，是?000℃以上的溫度，在含有氧氣且不含有稀有氣體的氛圍下進(jìn)行的熱處理。由此，能夠抑制滑移位錯(cuò)。
【IPC分類】H01L21/677, H01L21/22, H01L21/324
【公開號(hào)】CN105580119
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480052178
【發(fā)明人】加藤正弘
【申請(qǐng)人】信越半導(dǎo)體株式會(huì)社
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月27日
【公告號(hào)】EP3035373A1, WO2015079621A1