用于在晶片退火期间防止滑移位错的晶片支撑销以及使用其的晶片退火方法
专利名称：用于在晶片退火期间防止滑移位错的晶片支撑销以及使用其的晶片退火方法
技术领域：
本发明涉及一种在退火晶片中使用的晶片支撑销(wafer support pin )以及利用其的晶片退火方法，并且更具体地i兌涉及一 种晶片支撑销的结构，其能够使施加于晶片的重力应力 (gravitational stress)最小化并且还能够^吏热损失最小化以使滑移 位4晉最小化，以及利用其的晶片退火方法。
背景技术：
在半导体装置制造过程中通常进行退火过程。在硅片(硅晶片， silicon wafer )的情况下，在半导体装置制造过程中进行的退火过程 期间，在晶片中存在的氧形成氧沉淀物(氧沉淀，oxygen precipitate )。此外，在半导体装置制造过程中，超过一定水平的氧 沉淀物相对于可以是污染源的金属杂质作为内部吸气部位 (gettering site ),所以氧沉淀物是不可避免的基本要素(必需元素， essential element )。然而，在用于制造半导体装置的晶片的表面区域 的一定;果度，应确^f呆存在洁净区(除杂区，去棵带，denuded zone )， 在该洁净区不应产生氧沉淀物。因此，作为用于形成洁净区的方法， 晶片制造商使用长时间退火或高温快速加温退火(RTA ),其中洁净 区没有缺陷以及BMD (体微缺陷，bulk micro-defect),该BMD包 含在体区域(bulk region)内超过一定水平的氧沉淀物。尤其是，尽管有许多未解决的问题，4旦近来更多应用高温快速加温退火，这 是由于4交短的处理时间以及获得的高生产率。高温快速力口温退火在1150至1250。C的高温下只于晶片进^亍退火 几秒至几十秒，这不可避免地引起晶片中的滑移位错。如果在高温 退火过程中产生的滑移位错存在于表面上，则在半导体装置制造过 程中会发生电流漏泄，其变成产率降低的一个原因。因此，为了控 制该问题，快速加温退火过程采用了在0.7R内3点支撑点(support point)上平#!"晶片重心的方法。在基于0.7R内3点支撑方法的晶片中，如
图1所示，由石英 制成的三个尖尾销(sharp-ended pin )用来平^f在0.7R内3点支撑 上的晶片的重心。在该方法中，晶片和销以最小面积4妻触，所以可 以将由热损失和热膨胀系数的偏移(按照硅和石英的材料差异)所 引起的热应力降低到最小程度，并且还可以将滑移位错降低到最小 程度。因此，在利用晶片支撑销的0.7R内3点支撑方法中的晶片 目前广泛用于不大于8英寸的晶片的快速加温退火。然而，当晶片变得更大时，晶片的重量也倾向于变得更重。因 此，在8英寸的晶片中不是问题的重力应力，在12英寸的晶片中 变成一个问题，如后面解释的，所以常身见晶片支撑方法现在对于滑 移控制是不适当的。发明内容本发明用来解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的是提 供一种具有改善结构的晶片支撑销以将重力应力和热损失降低到 最小程度，从而能够将滑移位错降低到最小程度；以及利用该支撑 销的晶片退火方法。为了实现上述目的，在本发明的一个方面，才是供了一种晶片支 撑销，其中晶片支撑销的前端(与晶片接触)是扁平或圆形的以将 在退火晶片过程中的重力应力降低到最小程度。优选地，至少晶片支撑销的前端由石英材料制成，并且至少晶 片支撑销的前端还由单晶或多晶硅制成。在至少晶片支撑销的前端由硅材;阵制成的情况下，单晶或多晶硅可以用N或C掺杂以增强机械强度。此外，可以用SiC或Si3N4 表面涂布至少晶片支撑销的前端，以增强晶片支撑销的抗磨性。此外，在根据本发明的用于退火晶片的晶片销中，对前端和晶 片之间的4妄触面积力口以々空制，以致，在退火以后，当在^i"晶片和晶 片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻(Wright etching) 5分钟以 后加以测量时，销标i己(pin mark )具有1 .Ox 1 (T3 cm2的最小截面积。 同时，虽然无需限定此截面积的上限，^旦截面积的上限可以i殳置为 2.0xl0-2cm2，以4更更容易实施。此外，为了获得销标记的截面积， 晶片支撑销的前端优选为扁平或圓形的，4旦支撑销的形状和结构并 没有特别限制，只要截面积是在上述范围内而与支撑销的结构无 关。同时，在本发明的另一个方面，提供了一种晶片退火方法，用 于退火晶片同时支撑晶片，其中通过来自其底部的接触点并利用在 0.7R内3点支撑销上的晶片，其中退火温度是在1150至1250°C的 范围内，晶片具有150 mm或更大的半径，并且晶片具有100g或 更大的质量。此外，还提供了一种晶片退火方法，用于退火晶片同时支撑晶 片，其中通过来自其底部的点接触并利用晶片支撑销，其中，在退火以后，当在对晶片和晶片支撑销之间的4妄触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进4亍测量时，销标记具有1.0x 1 (T3至2.0x 1 (T2 cm2的截面积。 附图i兌明图la是示出了在晶片的快速加温退火中所使用的常规晶片支 撑销的截面图，而图lb是在0.7R内3点支撑上的晶片重心。图2是示出了在利用图lb的晶片支撑销进行两级(两阶段， two-stage)快速加温退火以后的晶片XRT (X射线拓朴图，X-Ray Topography )照片。图3是示出了在利用图1的晶片支撑销进行两级快速加温退火 以后，在对晶片的销接触点进行赖特蚀刻5分钟的情况下，在晶片 的背表面(rear surface )上出现的销标记的照片。图4是示出了在图3的赖特蚀刻以后在晶片的表面上出现的蚀 刻》亢(etching pit)的照片。图5是示出了根据本发明的一种退火过程的示意图，其中将中 间稳定步骤加入两级快速加温退火以便防止滑移位错。图6是按照中间稳定步骤(用于防止图5中的滑移位错)的温 度通过分析晶片表面的滑移所获得的照片。图7是示出了根据本发明的退火过程的示意图，其中将热处理 步骤加入单级( 一步，one-stage )快速加温退火以^^防止滑移位错。图8是示出了根据本发明的晶片支撑销的截面图。图9是示出了在利用图8中的(a)所示的晶片支撑销进行两 级快速加温退火以后，当对晶片的销接触点进行赖特蚀刻5分钟时，在晶片的背表面上出现的销标记的照片，其中图9中的(a)是支 撑销的前端具有的曲率半径为0.4 mm的情况，(b)是曲率半径为 0.7mm的情况，以及(c)是曲率半径为1 mm的情况。图IO是曲线图，其示出了在进行图9的赖特蚀刻以后晶片表 面的无滑移深度(slip-free depth )与销的接触面积的关系曲线。图11示出了在利用支撑销进行快速热氧化以后，Y吏用偏振光 椭圓率测量仪(椭圆计)测得的氧化膜厚度，其中支撑销是通过不 同地变化图8中的(a)所示的支撑销前端的曲率半径而制得的。图12是示出了在利用支撑销进行快速加温退火的情况下，在 晶片的背表面上出现的销标记的照片，其中支撑销由硅制成并且通 过不同地变化图8中的(a)所示的支撑销前端的曲率半径而制得。图13示出了根据销材料的无滑移深度的曲线图。
具体实施方式
在下文，将参照附图详细地描述本发明的优选具体实施方式
。在描述以前，应当理解，在说明书以及所附权利要求中所使用 的术语不应纟皮—见为限于一^:和字典含义，而是应当基于对应于本发 明的技术方面的含义和概念并基于允许本发明人适当定义术语以 便最好地进行解释的原则加以解释。因此，本文提出的描述只是仅 用于i兌明目的的〗尤选实例，而不是用来限制本发明的范围，所以应 当理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对其进行其它 等同替换和改进。在说明根据本发明的晶片支撑销以前，将首先描述利用具有尖锐前端的常规晶片支撑销(参见图la)对8英寸和12英寸晶片进行快速加温退火以后的分析结果。具体地说，相对于8英寸晶片和12英寸晶片，在1120。C下进 行两级快速加温退火3秒钟和在1215。C下进行10秒钟。当时，使 用了图la所示的晶片支撑销，并利用三点支撑法(相同于常规情 况)支撑晶片。在两级退火以后，借助于利用XRT (X射线拓朴 图)和赖特蚀刻的坑7见测(凹点7见测，pit observation )测量了滑移 位错，并测量了无滑移区域。作为针对8英寸晶片的试-验结果，在XRT中没有出现滑移。 此外，与支撑销接触的晶片的背表面部分在截面被切割，并对其进 行赖特蚀刻5分钟。在分析来自其的蚀刻坑以后，发现离表面高达 400至500 jam -殳有滑移。同时，在12英寸晶片的情况下，在以相同方式进4亍分4斤以后， 作为XRT测量的结果，没有发现滑移，只是销标记形成在晶片背 表面上的销4妄触点处。然而，在图3的销标记症置切割晶片并在对 其进4于赖特蚀刻5分钟后利用显孩"免4企查以后，在如图4所示的晶 片表面观察到蚀刻坑。假设由相同快速加温退火方法所引起的热应 力是相同的而与不同直径无关，则8英寸和12英寸晶片的滑移评 估结果如下。即，由于晶片载荷的增加导致重力应力增加，所以在 12英寸晶片的情况下，滑移被移位甚至被移位到晶片表面，虽然在 8英寸晶片中滑移是可控的。如上所述，应当理解，如果常规晶片 支撑销和常^L快速加温退火方法用于质量超过100 g (照现在的样 子)的12英寸晶片，则不可能获得具有期望质量的退火晶片。同时，作为在热方面将热应力降低至最小程度的方案，可以通 过采用比常规温度增加速率/降低速率更低的温度增加速率/降低速率来实现快速加温退火，虽然使用了图la所示的常规支撑销。然而，该方案在生产率方面是不合需要的。因此，作为在无需降^ia 度增加速率/降4氐速率的情况下用来减小热应力的另一个方案，进行 了以下实马全。即，如图5所示，在第一温度T,下进4亍快速加温退火，然后增 加温度并在第二温度T2下进4亍快速加温退火的过4呈中，插入中间稳、 定步骤ts。即，在将温度从第一温度T！增加至第二温度T2的步骤 中，插入在1至10秒钟期间用于稳定在第一和第二温度之间的温 度Ts的步骤，以便在将温度增加至高温的过程中降低热应力，从而 防止滑移。更具体i兌，第一温度T!在900至1200。C的范围内，而在本实 验中为1120。C。第二温度丁2在1120至1250。C的范围内，而在本 实验中为1215。C。此外，中间稳定步骤的温度Ts设置为三种温度 (a) 1130。C、 (b) 1150。C以及(c) 1180。C，从而分别形成热稳定 环境5秒钟。其后，以30。C/秒的降低速率降低温度，然后测量滑 移位错结果。因此，图6是通过进行图5的加温退火过程，接着进行赖特蚀 刻5分钟，然后利用显微镜观察在晶片表面上的蚀刻坑而获得的照 片。图6的(a)、 (b)以及(c)分别是在下述情况下获得的照片 中间稳定步骤的温度Ts分别被设置为(a) 1130。C、 (b) 1150。C以 及(c) 1180。C。参见图6,在晶片表面上出现的蚀刻坑的数目分别 为(a) 6、 (b) 3以及(c) 0,所以应当理解，当中间稳、定步4t的 温度增加时，在晶片表面上的蚀刻坑密度倾向于降低。尤其是，当 中间稳定步骤的温度为1180。C时，在晶片表面上没有滑移。此夕卜，这种中间稳定步骤不仅可以应用于两级快速加温退火而 且可以应用于单级快速加温退火。即，如图7所示，当在1120°C或以上的高温下以 一步法快速退火晶片时，在4吏温度乂人晶片装载温度(loading temperature ) Tl増加至最高目标温度Tt的步骤中，可以 包括在低于最高目标温度的温度Ts下的用于中间稳定的步骤，以减 小施加于晶片的热应力，爿t人而控制滑移。总之，如果利用具有尖锐前端的常规晶片支撑销来快速退火12 英寸或以上的较大直径晶片，则随着晶片载荷的增加重力应力会增 加，所以难以控制滑移。同时，如图5和图7所示，如果在达到最 高目标温度以前，插入在温度低于最高目标温度下的稳定步骤，则 应当理解，虽然使用了常规的晶片支撑销，但因为减小了热应力， 所以在晶片表面上的滑移会被有意义地降低。然而，虽然如上所述 插入中间稳定步骤，但滑移控制效果可能是不足的，其取决于中间 稳定步骤的温度，因而限制了获得足够的无滑移深度，所以需要更 才艮本的解决方案。因此，本发明的发明人改变了晶片支撑销的结构。即，根据本 发明的晶片支撑销具有圆形或扁平的前端，如图8所示。它是用于 增加晶片和支撑销之间的4妻触面积，因而分布载荷，从而降^氐晶片 的重力应力。更具体地说，图8中的(a)所示的晶片支撑销具有圆形前端 和4,形部分(4偉形部，tapered portion )。 4偉形部分^尤选具有2至17 mm 的长度H2，而前端的圓形部分优选具有0.5至1.5 mm的直径小2, 虽然并不限于A匕。jt匕外，圓形部分伊C选具有0.7 mm或更大的曲率 半径Rl。图8中的(b)所示的晶片支撑销类似于图8中的(a)所示的 支撑销，不同之处在于它的前端是扁平的。即，图8中的(b)所 示的支撑销对应于图8中的(a)所示的支撑销，其中它的圆形部 分具有无限大曲率半径。同时，在图8中的(b)所示的支撑销中，前端^尤选具有直径())3为0.2至1.5 mm的扁平部分，并且4偉形部分 优选具有2至17 mm的长度H3，虽然并不限于此。图8所示的晶片支撑销可以由石英制成(如在现有技术中)， 并且它也可以由单晶或多晶>法制成。然而，在材料方面，晶片支撑 销的基本部分(essential portion)是与晶片4妄触的前端，所以至少 前端(或，甚至锥形部分)应当由上述材料制成。此外，在支撑销 由硅制成的情况下，可以在单晶或多晶硅上掺杂N或C以增强机械 强度。另外，至少前端可以用SiC或SbN4表面涂布以增强支撑销 的抗磨性。如上所述，当快速退火较大直径晶片如12英寸晶片时，可以 通过将晶片支撑销的前端制成圓形或扁平形状以减小晶片的重力 应力来控制滑移。在下文中，在利用根据本发明制造的晶片支撑销 对12英寸晶片进行快速加温退火以后，将作为实例解释说明其分 析结果。首先，制造了由石英材料制成的晶片支撑销，其类似于常规的 支撑销4旦具有如图8中的(a)所示的圆形前端。此时，前端^皮i殳 计成具有三种曲率半径(a) 0.4 mm、 (b) 0.7 mm、以及(c) 1 mm。其次，对12英寸晶片进4亍如上所述的两级快速加温退火。即， 在利用如上所述制备的支撑销并在三点支撑12英寸晶片的同时， 进行两级快速加温退火如下在1120。C下为3秒，以及在1215。C 下为10秒。此时，不插入如上所述的中间稳定步骤。在两级退火以后，进行赖特蚀刻5分钟(如上所述)，然后利 用显微镜观察在晶片的背表面上的销标记。因此，如图9所示，在 支撑销和晶片之间的接触面积分别被观测为(a) 0.5xl0—3cm2、 (b)1.0xl0陽3cm2、以及(c) 2.1xl(T3cm2,其是才目只于于具有上述三种曲 率半径的支撑销。此外，为了测量无滑移深度，在销标记的位置在 截面切割晶片，对其进行赖特蚀刻5分钟，然后测量从晶片的背表 面升高(rise)的蚀刻坑的最大高度，以获得在晶片表面上的无滑 移区域。因此，获得了如图10所示的结果。参照图10，应当理解，在(a)曲率半径为0.4 mm以及4妻触面 积为0.5xlCT3 cm2的情况下，无滑移深度基本上为0;在(b)曲率 半径为0.7 mm以及4妾触面积为1.0x10—3 cm2的情况下，无滑移深度 基本上为15 |um;以及在(c)曲率半径为1 mm以及4妄触面积为 2.1xl(^cm2的情况下，无滑移深度超过30 |um。因此，为了获得,人 晶片表面至15pm深度的快速退火的无滑移晶片，优选的是，晶片 支撑销的前端具有至少0.7 mm的曲率半^圣，以及在赖特々虫刻5分 钟以后测得的在晶片和支撑销之间的接触面积为至少1.0x10—3 cm2。 同时，虽然无需限定此截面积的上限，j旦截面积的上限可以i殳置为 2.0x10-2 cm2，以^更更容易实施。同时，参照图10，当4妻触面积/人(a) 0.5x10-3 cm2增力口到(b) l.Oxl(T3 cm2日t,无滑移深度基本上线性增加，而当接触面积从(b) l.Oxl(T3 cm2i曾力口到(c) 2.1xl0—3 cm2EH",无-骨牙多^罙度的i曾力口，页向 于减慢。因此，本发明人在晶片上生长氧化膜，然后检查氧化膜厚 度的变化以便发现其的一个因素。即，在1150。C和02气体流速为 10 slm的条件下进4亍快速热氧化(RTO ) 30秒以在晶片上生长厚度 为IOOA的氧化硅膜，然后利用偏振光椭圓率测量仪获得氧化膜的 厚度偏差(厚度7〉差，thickness deviation )。在测量由快速热氧化形 成的氧化膜的厚度偏差中，间4妾测得在快速加温退火期间的温度偏 差。即，在上述条件(1150。C、 30秒、02气体流速为10slm)下， 生长厚度为IOOA的氧化膜，而当氧化膜的厚度显示0.7A的偏差时， 实际温度偏差计算为1。C。同时，此时使用的晶片支撑销由石英材料制成并具有如图8中的(a)所示的圓形前端，并且将其曲率半径制备成0.4 mm和1 mm,以^更才艮据4妻触面积的差异测量厚度偏差。然后，如图11中的 (a)所示，利用具有不同曲率半径的支撑销同时支撑晶片(在图 11中，A是曲率半4圣为0.4 mm的支4掌销，而B是曲率半径为1 mm 的支撑销)。参照图11中的(b)，其示出了偏4展光椭圓率测量4义的测量结 果，出现两个点A、 B,其中在支撑销的接触部分，氧化膜具有局 部專交薄的厚度，而更大的点出玉见在B点(此处4妾触面积更大)，所 以应当理解，当4妻触面积增加时，氧化膜的厚度偏差会变得更大。 即，当晶片和支撑销之间的4^触面积更大时，则在减小重力应力方 面对滑移控制能产生良好的影响，但更大的接触面积？I起通过接触 点的热损失以引起局部温度偏差，,人而增加热应力。因此，应当理 解，当4妄触面积增加时，无滑移深度的增加倾向于减'l"曼，如图10 所示。因此，为了补偿以下缺点，即增加的接触面积会增加热应力(热 损失)从而降低无滑移深度的增加，本发明人利用在退火过程中与 晶片具有相同导热系数(热导率)和热膨胀系数的硅制作了晶片支 撑销。即，本具体实施方式
的支撑销是如下制造，以致前端由圆形 硅材料制成(如图8中的(a)所示)，并且前端被设计成具有两种 曲率半径，分别为0.4mm和1 mm。利用如上述制备的支撑销进行 了相同于前一种情况的两级快速加温退火(1120。C和3秒；以及 1215°C和10秒)，然后1"吏用相同的赖特蚀刻来测量在晶片的背表面 上的销标记以及晶片表面的无滑移深度。因此，如图12所示，发现在支撑销的曲率半径为0.4mm的情 况下4妄触面积为(a) 0.5xl(T3 cm2，而在支撑销的曲率半径为1 mm 的情况下4妄触面积为(b) 2.1xl0-3cm2。这些结果分别对应于图9中的(a )和(c )。 同时，为了测量无滑移深度，进4亍赖特蚀刻5 分钟，然后利用显微镜观测蚀刻坑。因此，在使用曲率半径为1 mm 的支撑销的情况下，发现无滑移深度为约45 jam。即，如图13所示， 在使用由石英材料制成的支撑销的情况下，随着接触面积的增加， 无滑移深度的增加会减慢，而在使用由硅材料制成的支撑销的情况 下(如在此具体实施方式
中)，无滑移深度与4妄触面积的增加成正 比地线性增加。即，考虑到滑移控制，它意味着，由硅材料制成的 支撑销比由石英材料制成的支撑销更有利。同时，在上述具体实施方式
和实-睑实施例中，利用根据本发明 的晶片支撑销(即具有扁平或圆形前端的支撑销)的快速加温退火 被说明为两级快速加温退火，但利用本发明的晶片支撑销的快速加 温退火并不限于上述两级快速加温退火。即，本发明的晶片支撑销 可以应用于单纟及快速加温退火，并且它还可以用于普通的退火，而 不是快速加温退火。另外，上述晶片支撑销可以用于这样的快速加 温退火，其中插入参照图5和图7所说明的中间稳定步骤。已经详细地描述了本发明。然而，应当理解，详细说明和具体 实施例(虽然指出本发明的优选具体实施方式
)仅是通过说明给出， 因为根据详细描述对本领域技术人员来说，在本发明的精神和范围 内的各种变化和更改将是显而易见的。工业适用性才艮据本发明，用于退火的晶片支撑销具有与晶片4妻触的前端以 致前端一皮制成扁平或圓形的，所以4半随4交大直径晶片的重力应力一皮 减小以有效地控制滑移位错，从而能够生产高质量的退火晶片。此外，才艮据本发明的晶片的快速加温退火方法，在达到退火目 标温度以前，在低于目标温度的温度下进行中间稳定步骤，以便可 以降^f氐施加于晶片的热应力，,人而防止滑移。
权利要求
1.一种用于在退火晶片期间从底部支撑晶片的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销与所述晶片接触的前端是扁平或圆形的。
2. 根据权利要求1所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支才 销的所述前端由石英材料制成。
3. 根据权利要求1所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支撑 销的所述前端由单晶硅或多晶硅制成。
4. 根据权利要求3所述的晶片支撑销，其中，所述单晶硅或多晶 石圭用N或C进4亍纟参杂。
5. 根据权利要求3所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支撑 销的所述前端用SiC或Si3N4进行表面涂敷。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的晶片支撑销，其中，所述 晶片支撑销的所述前端是扁平的并具有锥形形状，并且所述锥 形部分具有2至17 mm的长度。
7. 根据权利要求6所述的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销的 所述前端具有直径为0.2至1.5 mm的扁平部分，以及其中， 在利用所述晶片支撑销退火所述晶片以后，当在对所述晶片和 所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进 行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部分 上的销'才示i己具有l.OxlO-3至2.0xl0-2 cm2的截面禾口、。
8. 根据权利要求1至5中任一项所述的晶片支撑销，其中，所述 晶片支撑销的所述前端是圓形的并具有锥形形状，所述锥形部分具有2至17 mm的长度，而所述圓形部分具有0.7 mm或更 大的曲率半径。
9. 根据权利要求8所述的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销的 所述前端的所述圓形部分具有0.5至1.5 mm的直径，以及其 中，在利用所述晶片支撑销退火所述晶片以后，当在对所述晶 片和所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以 后进行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触 4卩分上的4肖才示i己具有1 .Oxl(T3至2.0xl(T2 cm2的截面禾口、。
10. —种用于在退火晶片期间从所述晶片底部通过点冲妄触来支撑 所述晶片的晶片支撑销，其中，在利用所述晶片支撑销退火所 述晶片以后，当在对所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部 分进4亍赖特蚀刻5分4中以后进4亍测量时，形成在所述晶片和所 述晶片支撑销之间的4妄触部分上的销标记具有l.OxlO-3至 2.0x10-2 cm2的截面积。
11. 根据权利要求10所述的晶片支撑销，其中，所述点接触是0.7R 内3 ,泉4妄角虫。
12. —种晶片退火方法，用于退火晶片同时利用晶片支撑销从所述 晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中，退火温度在1150 至1250。C的范围内，所述晶片具有145 mm或更大的半径， 并且所述晶片具有100 g或更大的质量。
13. 根据权利要求12所述的晶片退火方法，其中，所述点接触是 0.7R内3 ,泉4妄触。
14. 一种晶片退火方法，用于退火晶片同时利用晶片支撑销从所述 晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中，在退火以后，当 在对所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的^妄角虫部分上的销才示i己具有1.0x1CT3至2.0x1 (T2 cm2的截 面积。
15. 根据权利要求14所述的晶片退火方法，其中，所述点接触是 0.7R内3点4妄角虫。
16. —种用于晶片的快速加温退火方法，在1120。C或以上的高温 下进行，同时利用晶片支撑销从所述晶片底部通过点4姿触来支 撑所述晶片，其中，所述晶片支撑销具有前端以与所述晶片接 触，以致所述晶片支撑销的所述前端是扁平或圓形的，以及其 中，在用于将温度增加至最高目标温度的步-骤中，包括在低于 所述最高目标温度的温度下用于中间稳定的步骤。
17. 才艮据冲又利要求16所述的快速加温退火方法，其中，所述点4妻 触是0.7R内3点4姿触。
18. —种用于晶片的'决速加温退火方法，所述方法包4舌在第一温 度下对所述晶片进行快速加温退火，然后增加所述温度，并在 第二温度下对所述晶片进行快速加温退火同时利用晶片支撑 销从所述晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中所述晶片支撑销具有前端以与所述晶片接触，以致 所述晶片支撑销的所述前端是扁平或圓形的，以及其中，在用于将温度A/v所述第一温度增加至所述第二温度的步骤中，包括在所述第一和第二温度之间的温度下的中间 稳定步骤。
19.根据权利要求18所述的快速晶片退火方法，其中，所述第一温度在900至1200。C的范围内，所述第 二温度在1120至1250。C的范围内，并且所述第二温度高于 所述第一温度，以及其中，所述中间稳、定步4聚进4亍1至IO秒。
全文摘要
一种晶片支撑销，具有与晶片接触的前端以致前端是扁平或圆形的。因此，在退火晶片期间重力应力被降低到最小，从而将滑移位错降低到最小。该晶片支撑销适用于晶片的退火，尤其是较大直径晶片的高温快速加温退火。
文档编号C30B33/00GK101275286SQ20071030708
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2006年12月27日
发明者宋京桓, 徐佑泫, 洪镇均, 建 金 申请人:斯尔瑞恩公司
技术领域：
本发明涉及一种在退火晶片中使用的晶片支撑销(wafer support pin )以及利用其的晶片退火方法，并且更具体地i兌涉及一 种晶片支撑销的结构，其能够使施加于晶片的重力应力 (gravitational stress)最小化并且还能够^吏热损失最小化以使滑移 位4晉最小化，以及利用其的晶片退火方法。
背景技术：
在半导体装置制造过程中通常进行退火过程。在硅片(硅晶片， silicon wafer )的情况下，在半导体装置制造过程中进行的退火过程 期间，在晶片中存在的氧形成氧沉淀物(氧沉淀，oxygen precipitate )。此外，在半导体装置制造过程中，超过一定水平的氧 沉淀物相对于可以是污染源的金属杂质作为内部吸气部位 (gettering site ),所以氧沉淀物是不可避免的基本要素(必需元素， essential element )。然而，在用于制造半导体装置的晶片的表面区域 的一定;果度，应确^f呆存在洁净区(除杂区，去棵带，denuded zone )， 在该洁净区不应产生氧沉淀物。因此，作为用于形成洁净区的方法， 晶片制造商使用长时间退火或高温快速加温退火(RTA ),其中洁净 区没有缺陷以及BMD (体微缺陷，bulk micro-defect),该BMD包 含在体区域(bulk region)内超过一定水平的氧沉淀物。尤其是，尽管有许多未解决的问题，4旦近来更多应用高温快速加温退火，这 是由于4交短的处理时间以及获得的高生产率。高温快速力口温退火在1150至1250。C的高温下只于晶片进^亍退火 几秒至几十秒，这不可避免地引起晶片中的滑移位错。如果在高温 退火过程中产生的滑移位错存在于表面上，则在半导体装置制造过 程中会发生电流漏泄，其变成产率降低的一个原因。因此，为了控 制该问题，快速加温退火过程采用了在0.7R内3点支撑点(support point)上平#!"晶片重心的方法。在基于0.7R内3点支撑方法的晶片中，如
图1所示，由石英 制成的三个尖尾销(sharp-ended pin )用来平^f在0.7R内3点支撑 上的晶片的重心。在该方法中，晶片和销以最小面积4妻触，所以可 以将由热损失和热膨胀系数的偏移(按照硅和石英的材料差异)所 引起的热应力降低到最小程度，并且还可以将滑移位错降低到最小 程度。因此，在利用晶片支撑销的0.7R内3点支撑方法中的晶片 目前广泛用于不大于8英寸的晶片的快速加温退火。然而，当晶片变得更大时，晶片的重量也倾向于变得更重。因 此，在8英寸的晶片中不是问题的重力应力，在12英寸的晶片中 变成一个问题，如后面解释的，所以常身见晶片支撑方法现在对于滑 移控制是不适当的。发明内容本发明用来解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的是提 供一种具有改善结构的晶片支撑销以将重力应力和热损失降低到 最小程度，从而能够将滑移位错降低到最小程度；以及利用该支撑 销的晶片退火方法。为了实现上述目的，在本发明的一个方面，才是供了一种晶片支 撑销，其中晶片支撑销的前端(与晶片接触)是扁平或圆形的以将 在退火晶片过程中的重力应力降低到最小程度。优选地，至少晶片支撑销的前端由石英材料制成，并且至少晶 片支撑销的前端还由单晶或多晶硅制成。在至少晶片支撑销的前端由硅材;阵制成的情况下，单晶或多晶硅可以用N或C掺杂以增强机械强度。此外，可以用SiC或Si3N4 表面涂布至少晶片支撑销的前端，以增强晶片支撑销的抗磨性。此外，在根据本发明的用于退火晶片的晶片销中，对前端和晶 片之间的4妄触面积力口以々空制，以致，在退火以后，当在^i"晶片和晶 片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻(Wright etching) 5分钟以 后加以测量时，销标i己(pin mark )具有1 .Ox 1 (T3 cm2的最小截面积。 同时，虽然无需限定此截面积的上限，^旦截面积的上限可以i殳置为 2.0xl0-2cm2，以4更更容易实施。此外，为了获得销标记的截面积， 晶片支撑销的前端优选为扁平或圓形的，4旦支撑销的形状和结构并 没有特别限制，只要截面积是在上述范围内而与支撑销的结构无 关。同时，在本发明的另一个方面，提供了一种晶片退火方法，用 于退火晶片同时支撑晶片，其中通过来自其底部的接触点并利用在 0.7R内3点支撑销上的晶片，其中退火温度是在1150至1250°C的 范围内，晶片具有150 mm或更大的半径，并且晶片具有100g或 更大的质量。此外，还提供了一种晶片退火方法，用于退火晶片同时支撑晶 片，其中通过来自其底部的点接触并利用晶片支撑销，其中，在退火以后，当在对晶片和晶片支撑销之间的4妄触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进4亍测量时，销标记具有1.0x 1 (T3至2.0x 1 (T2 cm2的截面积。 附图i兌明图la是示出了在晶片的快速加温退火中所使用的常规晶片支 撑销的截面图，而图lb是在0.7R内3点支撑上的晶片重心。图2是示出了在利用图lb的晶片支撑销进行两级(两阶段， two-stage)快速加温退火以后的晶片XRT (X射线拓朴图，X-Ray Topography )照片。图3是示出了在利用图1的晶片支撑销进行两级快速加温退火 以后，在对晶片的销接触点进行赖特蚀刻5分钟的情况下，在晶片 的背表面(rear surface )上出现的销标记的照片。图4是示出了在图3的赖特蚀刻以后在晶片的表面上出现的蚀 刻》亢(etching pit)的照片。图5是示出了根据本发明的一种退火过程的示意图，其中将中 间稳定步骤加入两级快速加温退火以便防止滑移位错。图6是按照中间稳定步骤(用于防止图5中的滑移位错)的温 度通过分析晶片表面的滑移所获得的照片。图7是示出了根据本发明的退火过程的示意图，其中将热处理 步骤加入单级( 一步，one-stage )快速加温退火以^^防止滑移位错。图8是示出了根据本发明的晶片支撑销的截面图。图9是示出了在利用图8中的(a)所示的晶片支撑销进行两 级快速加温退火以后，当对晶片的销接触点进行赖特蚀刻5分钟时，在晶片的背表面上出现的销标记的照片，其中图9中的(a)是支 撑销的前端具有的曲率半径为0.4 mm的情况，(b)是曲率半径为 0.7mm的情况，以及(c)是曲率半径为1 mm的情况。图IO是曲线图，其示出了在进行图9的赖特蚀刻以后晶片表 面的无滑移深度(slip-free depth )与销的接触面积的关系曲线。图11示出了在利用支撑销进行快速热氧化以后，Y吏用偏振光 椭圓率测量仪(椭圆计)测得的氧化膜厚度，其中支撑销是通过不 同地变化图8中的(a)所示的支撑销前端的曲率半径而制得的。图12是示出了在利用支撑销进行快速加温退火的情况下，在 晶片的背表面上出现的销标记的照片，其中支撑销由硅制成并且通 过不同地变化图8中的(a)所示的支撑销前端的曲率半径而制得。图13示出了根据销材料的无滑移深度的曲线图。
具体实施方式
在下文，将参照附图详细地描述本发明的优选具体实施方式
。在描述以前，应当理解，在说明书以及所附权利要求中所使用 的术语不应纟皮—见为限于一^:和字典含义，而是应当基于对应于本发 明的技术方面的含义和概念并基于允许本发明人适当定义术语以 便最好地进行解释的原则加以解释。因此，本文提出的描述只是仅 用于i兌明目的的〗尤选实例，而不是用来限制本发明的范围，所以应 当理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对其进行其它 等同替换和改进。在说明根据本发明的晶片支撑销以前，将首先描述利用具有尖锐前端的常规晶片支撑销(参见图la)对8英寸和12英寸晶片进行快速加温退火以后的分析结果。具体地说，相对于8英寸晶片和12英寸晶片，在1120。C下进 行两级快速加温退火3秒钟和在1215。C下进行10秒钟。当时，使 用了图la所示的晶片支撑销，并利用三点支撑法(相同于常规情 况)支撑晶片。在两级退火以后，借助于利用XRT (X射线拓朴 图)和赖特蚀刻的坑7见测(凹点7见测，pit observation )测量了滑移 位错，并测量了无滑移区域。作为针对8英寸晶片的试-验结果，在XRT中没有出现滑移。 此外，与支撑销接触的晶片的背表面部分在截面被切割，并对其进 行赖特蚀刻5分钟。在分析来自其的蚀刻坑以后，发现离表面高达 400至500 jam -殳有滑移。同时，在12英寸晶片的情况下，在以相同方式进4亍分4斤以后， 作为XRT测量的结果，没有发现滑移，只是销标记形成在晶片背 表面上的销4妄触点处。然而，在图3的销标记症置切割晶片并在对 其进4于赖特蚀刻5分钟后利用显孩"免4企查以后，在如图4所示的晶 片表面观察到蚀刻坑。假设由相同快速加温退火方法所引起的热应 力是相同的而与不同直径无关，则8英寸和12英寸晶片的滑移评 估结果如下。即，由于晶片载荷的增加导致重力应力增加，所以在 12英寸晶片的情况下，滑移被移位甚至被移位到晶片表面，虽然在 8英寸晶片中滑移是可控的。如上所述，应当理解，如果常规晶片 支撑销和常^L快速加温退火方法用于质量超过100 g (照现在的样 子)的12英寸晶片，则不可能获得具有期望质量的退火晶片。同时，作为在热方面将热应力降低至最小程度的方案，可以通 过采用比常规温度增加速率/降低速率更低的温度增加速率/降低速率来实现快速加温退火，虽然使用了图la所示的常规支撑销。然而，该方案在生产率方面是不合需要的。因此，作为在无需降^ia 度增加速率/降4氐速率的情况下用来减小热应力的另一个方案，进行 了以下实马全。即，如图5所示，在第一温度T,下进4亍快速加温退火，然后增 加温度并在第二温度T2下进4亍快速加温退火的过4呈中，插入中间稳、 定步骤ts。即，在将温度从第一温度T！增加至第二温度T2的步骤 中，插入在1至10秒钟期间用于稳定在第一和第二温度之间的温 度Ts的步骤，以便在将温度增加至高温的过程中降低热应力，从而 防止滑移。更具体i兌，第一温度T!在900至1200。C的范围内，而在本实 验中为1120。C。第二温度丁2在1120至1250。C的范围内，而在本 实验中为1215。C。此外，中间稳定步骤的温度Ts设置为三种温度 (a) 1130。C、 (b) 1150。C以及(c) 1180。C，从而分别形成热稳定 环境5秒钟。其后，以30。C/秒的降低速率降低温度，然后测量滑 移位错结果。因此，图6是通过进行图5的加温退火过程，接着进行赖特蚀 刻5分钟，然后利用显微镜观察在晶片表面上的蚀刻坑而获得的照 片。图6的(a)、 (b)以及(c)分别是在下述情况下获得的照片 中间稳定步骤的温度Ts分别被设置为(a) 1130。C、 (b) 1150。C以 及(c) 1180。C。参见图6,在晶片表面上出现的蚀刻坑的数目分别 为(a) 6、 (b) 3以及(c) 0,所以应当理解，当中间稳、定步4t的 温度增加时，在晶片表面上的蚀刻坑密度倾向于降低。尤其是，当 中间稳定步骤的温度为1180。C时，在晶片表面上没有滑移。此夕卜，这种中间稳定步骤不仅可以应用于两级快速加温退火而 且可以应用于单级快速加温退火。即，如图7所示，当在1120°C或以上的高温下以 一步法快速退火晶片时，在4吏温度乂人晶片装载温度(loading temperature ) Tl増加至最高目标温度Tt的步骤中，可以 包括在低于最高目标温度的温度Ts下的用于中间稳定的步骤，以减 小施加于晶片的热应力，爿t人而控制滑移。总之，如果利用具有尖锐前端的常规晶片支撑销来快速退火12 英寸或以上的较大直径晶片，则随着晶片载荷的增加重力应力会增 加，所以难以控制滑移。同时，如图5和图7所示，如果在达到最 高目标温度以前，插入在温度低于最高目标温度下的稳定步骤，则 应当理解，虽然使用了常规的晶片支撑销，但因为减小了热应力， 所以在晶片表面上的滑移会被有意义地降低。然而，虽然如上所述 插入中间稳定步骤，但滑移控制效果可能是不足的，其取决于中间 稳定步骤的温度，因而限制了获得足够的无滑移深度，所以需要更 才艮本的解决方案。因此，本发明的发明人改变了晶片支撑销的结构。即，根据本 发明的晶片支撑销具有圆形或扁平的前端，如图8所示。它是用于 增加晶片和支撑销之间的4妻触面积，因而分布载荷，从而降^氐晶片 的重力应力。更具体地说，图8中的(a)所示的晶片支撑销具有圆形前端 和4,形部分(4偉形部，tapered portion )。 4偉形部分^尤选具有2至17 mm 的长度H2，而前端的圓形部分优选具有0.5至1.5 mm的直径小2, 虽然并不限于A匕。jt匕外，圓形部分伊C选具有0.7 mm或更大的曲率 半径Rl。图8中的(b)所示的晶片支撑销类似于图8中的(a)所示的 支撑销，不同之处在于它的前端是扁平的。即，图8中的(b)所 示的支撑销对应于图8中的(a)所示的支撑销，其中它的圆形部 分具有无限大曲率半径。同时，在图8中的(b)所示的支撑销中，前端^尤选具有直径())3为0.2至1.5 mm的扁平部分，并且4偉形部分 优选具有2至17 mm的长度H3，虽然并不限于此。图8所示的晶片支撑销可以由石英制成(如在现有技术中)， 并且它也可以由单晶或多晶>法制成。然而，在材料方面，晶片支撑 销的基本部分(essential portion)是与晶片4妄触的前端，所以至少 前端(或，甚至锥形部分)应当由上述材料制成。此外，在支撑销 由硅制成的情况下，可以在单晶或多晶硅上掺杂N或C以增强机械 强度。另外，至少前端可以用SiC或SbN4表面涂布以增强支撑销 的抗磨性。如上所述，当快速退火较大直径晶片如12英寸晶片时，可以 通过将晶片支撑销的前端制成圓形或扁平形状以减小晶片的重力 应力来控制滑移。在下文中，在利用根据本发明制造的晶片支撑销 对12英寸晶片进行快速加温退火以后，将作为实例解释说明其分 析结果。首先，制造了由石英材料制成的晶片支撑销，其类似于常规的 支撑销4旦具有如图8中的(a)所示的圆形前端。此时，前端^皮i殳 计成具有三种曲率半径(a) 0.4 mm、 (b) 0.7 mm、以及(c) 1 mm。其次，对12英寸晶片进4亍如上所述的两级快速加温退火。即， 在利用如上所述制备的支撑销并在三点支撑12英寸晶片的同时， 进行两级快速加温退火如下在1120。C下为3秒，以及在1215。C 下为10秒。此时，不插入如上所述的中间稳定步骤。在两级退火以后，进行赖特蚀刻5分钟(如上所述)，然后利 用显微镜观察在晶片的背表面上的销标记。因此，如图9所示，在 支撑销和晶片之间的接触面积分别被观测为(a) 0.5xl0—3cm2、 (b)1.0xl0陽3cm2、以及(c) 2.1xl(T3cm2,其是才目只于于具有上述三种曲 率半径的支撑销。此外，为了测量无滑移深度，在销标记的位置在 截面切割晶片，对其进行赖特蚀刻5分钟，然后测量从晶片的背表 面升高(rise)的蚀刻坑的最大高度，以获得在晶片表面上的无滑 移区域。因此，获得了如图10所示的结果。参照图10，应当理解，在(a)曲率半径为0.4 mm以及4妻触面 积为0.5xlCT3 cm2的情况下，无滑移深度基本上为0;在(b)曲率 半径为0.7 mm以及4妾触面积为1.0x10—3 cm2的情况下，无滑移深度 基本上为15 |um;以及在(c)曲率半径为1 mm以及4妄触面积为 2.1xl(^cm2的情况下，无滑移深度超过30 |um。因此，为了获得,人 晶片表面至15pm深度的快速退火的无滑移晶片，优选的是，晶片 支撑销的前端具有至少0.7 mm的曲率半^圣，以及在赖特々虫刻5分 钟以后测得的在晶片和支撑销之间的接触面积为至少1.0x10—3 cm2。 同时，虽然无需限定此截面积的上限，j旦截面积的上限可以i殳置为 2.0x10-2 cm2，以^更更容易实施。同时，参照图10，当4妻触面积/人(a) 0.5x10-3 cm2增力口到(b) l.Oxl(T3 cm2日t,无滑移深度基本上线性增加，而当接触面积从(b) l.Oxl(T3 cm2i曾力口到(c) 2.1xl0—3 cm2EH",无-骨牙多^罙度的i曾力口，页向 于减慢。因此，本发明人在晶片上生长氧化膜，然后检查氧化膜厚 度的变化以便发现其的一个因素。即，在1150。C和02气体流速为 10 slm的条件下进4亍快速热氧化(RTO ) 30秒以在晶片上生长厚度 为IOOA的氧化硅膜，然后利用偏振光椭圓率测量仪获得氧化膜的 厚度偏差(厚度7〉差，thickness deviation )。在测量由快速热氧化形 成的氧化膜的厚度偏差中，间4妾测得在快速加温退火期间的温度偏 差。即，在上述条件(1150。C、 30秒、02气体流速为10slm)下， 生长厚度为IOOA的氧化膜，而当氧化膜的厚度显示0.7A的偏差时， 实际温度偏差计算为1。C。同时，此时使用的晶片支撑销由石英材料制成并具有如图8中的(a)所示的圓形前端，并且将其曲率半径制备成0.4 mm和1 mm,以^更才艮据4妻触面积的差异测量厚度偏差。然后，如图11中的 (a)所示，利用具有不同曲率半径的支撑销同时支撑晶片(在图 11中，A是曲率半4圣为0.4 mm的支4掌销，而B是曲率半径为1 mm 的支撑销)。参照图11中的(b)，其示出了偏4展光椭圓率测量4义的测量结 果，出现两个点A、 B,其中在支撑销的接触部分，氧化膜具有局 部專交薄的厚度，而更大的点出玉见在B点(此处4妾触面积更大)，所 以应当理解，当4妻触面积增加时，氧化膜的厚度偏差会变得更大。 即，当晶片和支撑销之间的4^触面积更大时，则在减小重力应力方 面对滑移控制能产生良好的影响，但更大的接触面积？I起通过接触 点的热损失以引起局部温度偏差，,人而增加热应力。因此，应当理 解，当4妄触面积增加时，无滑移深度的增加倾向于减'l"曼，如图10 所示。因此，为了补偿以下缺点，即增加的接触面积会增加热应力(热 损失)从而降低无滑移深度的增加，本发明人利用在退火过程中与 晶片具有相同导热系数(热导率)和热膨胀系数的硅制作了晶片支 撑销。即，本具体实施方式
的支撑销是如下制造，以致前端由圆形 硅材料制成(如图8中的(a)所示)，并且前端被设计成具有两种 曲率半径，分别为0.4mm和1 mm。利用如上述制备的支撑销进行 了相同于前一种情况的两级快速加温退火(1120。C和3秒；以及 1215°C和10秒)，然后1"吏用相同的赖特蚀刻来测量在晶片的背表面 上的销标记以及晶片表面的无滑移深度。因此，如图12所示，发现在支撑销的曲率半径为0.4mm的情 况下4妄触面积为(a) 0.5xl(T3 cm2，而在支撑销的曲率半径为1 mm 的情况下4妄触面积为(b) 2.1xl0-3cm2。这些结果分别对应于图9中的(a )和(c )。 同时，为了测量无滑移深度，进4亍赖特蚀刻5 分钟，然后利用显微镜观测蚀刻坑。因此，在使用曲率半径为1 mm 的支撑销的情况下，发现无滑移深度为约45 jam。即，如图13所示， 在使用由石英材料制成的支撑销的情况下，随着接触面积的增加， 无滑移深度的增加会减慢，而在使用由硅材料制成的支撑销的情况 下(如在此具体实施方式
中)，无滑移深度与4妄触面积的增加成正 比地线性增加。即，考虑到滑移控制，它意味着，由硅材料制成的 支撑销比由石英材料制成的支撑销更有利。同时，在上述具体实施方式
和实-睑实施例中，利用根据本发明 的晶片支撑销(即具有扁平或圆形前端的支撑销)的快速加温退火 被说明为两级快速加温退火，但利用本发明的晶片支撑销的快速加 温退火并不限于上述两级快速加温退火。即，本发明的晶片支撑销 可以应用于单纟及快速加温退火，并且它还可以用于普通的退火，而 不是快速加温退火。另外，上述晶片支撑销可以用于这样的快速加 温退火，其中插入参照图5和图7所说明的中间稳定步骤。已经详细地描述了本发明。然而，应当理解，详细说明和具体 实施例(虽然指出本发明的优选具体实施方式
)仅是通过说明给出， 因为根据详细描述对本领域技术人员来说，在本发明的精神和范围 内的各种变化和更改将是显而易见的。工业适用性才艮据本发明，用于退火的晶片支撑销具有与晶片4妻触的前端以 致前端一皮制成扁平或圓形的，所以4半随4交大直径晶片的重力应力一皮 减小以有效地控制滑移位错，从而能够生产高质量的退火晶片。此外，才艮据本发明的晶片的快速加温退火方法，在达到退火目 标温度以前，在低于目标温度的温度下进行中间稳定步骤，以便可 以降^f氐施加于晶片的热应力，,人而防止滑移。
权利要求
1.一种用于在退火晶片期间从底部支撑晶片的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销与所述晶片接触的前端是扁平或圆形的。
2. 根据权利要求1所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支才 销的所述前端由石英材料制成。
3. 根据权利要求1所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支撑 销的所述前端由单晶硅或多晶硅制成。
4. 根据权利要求3所述的晶片支撑销，其中，所述单晶硅或多晶 石圭用N或C进4亍纟参杂。
5. 根据权利要求3所述的晶片支撑销，其中，至少所述晶片支撑 销的所述前端用SiC或Si3N4进行表面涂敷。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的晶片支撑销，其中，所述 晶片支撑销的所述前端是扁平的并具有锥形形状，并且所述锥 形部分具有2至17 mm的长度。
7. 根据权利要求6所述的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销的 所述前端具有直径为0.2至1.5 mm的扁平部分，以及其中， 在利用所述晶片支撑销退火所述晶片以后，当在对所述晶片和 所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进 行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部分 上的销'才示i己具有l.OxlO-3至2.0xl0-2 cm2的截面禾口、。
8. 根据权利要求1至5中任一项所述的晶片支撑销，其中，所述 晶片支撑销的所述前端是圓形的并具有锥形形状，所述锥形部分具有2至17 mm的长度，而所述圓形部分具有0.7 mm或更 大的曲率半径。
9. 根据权利要求8所述的晶片支撑销，其中，所述晶片支撑销的 所述前端的所述圓形部分具有0.5至1.5 mm的直径，以及其 中，在利用所述晶片支撑销退火所述晶片以后，当在对所述晶 片和所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以 后进行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触 4卩分上的4肖才示i己具有1 .Oxl(T3至2.0xl(T2 cm2的截面禾口、。
10. —种用于在退火晶片期间从所述晶片底部通过点冲妄触来支撑 所述晶片的晶片支撑销，其中，在利用所述晶片支撑销退火所 述晶片以后，当在对所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部 分进4亍赖特蚀刻5分4中以后进4亍测量时，形成在所述晶片和所 述晶片支撑销之间的4妄触部分上的销标记具有l.OxlO-3至 2.0x10-2 cm2的截面积。
11. 根据权利要求10所述的晶片支撑销，其中，所述点接触是0.7R 内3 ,泉4妄角虫。
12. —种晶片退火方法，用于退火晶片同时利用晶片支撑销从所述 晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中，退火温度在1150 至1250。C的范围内，所述晶片具有145 mm或更大的半径， 并且所述晶片具有100 g或更大的质量。
13. 根据权利要求12所述的晶片退火方法，其中，所述点接触是 0.7R内3 ,泉4妄触。
14. 一种晶片退火方法，用于退火晶片同时利用晶片支撑销从所述 晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中，在退火以后，当 在对所述晶片和所述晶片支撑销之间的接触部分进行赖特蚀刻5分钟以后进行测量时，形成在所述晶片和所述晶片支撑销之间的^妄角虫部分上的销才示i己具有1.0x1CT3至2.0x1 (T2 cm2的截 面积。
15. 根据权利要求14所述的晶片退火方法，其中，所述点接触是 0.7R内3点4妄角虫。
16. —种用于晶片的快速加温退火方法，在1120。C或以上的高温 下进行，同时利用晶片支撑销从所述晶片底部通过点4姿触来支 撑所述晶片，其中，所述晶片支撑销具有前端以与所述晶片接 触，以致所述晶片支撑销的所述前端是扁平或圓形的，以及其 中，在用于将温度增加至最高目标温度的步-骤中，包括在低于 所述最高目标温度的温度下用于中间稳定的步骤。
17. 才艮据冲又利要求16所述的快速加温退火方法，其中，所述点4妻 触是0.7R内3点4姿触。
18. —种用于晶片的'决速加温退火方法，所述方法包4舌在第一温 度下对所述晶片进行快速加温退火，然后增加所述温度，并在 第二温度下对所述晶片进行快速加温退火同时利用晶片支撑 销从所述晶片底部通过点接触来支撑所述晶片，其中所述晶片支撑销具有前端以与所述晶片接触，以致 所述晶片支撑销的所述前端是扁平或圓形的，以及其中，在用于将温度A/v所述第一温度增加至所述第二温度的步骤中，包括在所述第一和第二温度之间的温度下的中间 稳定步骤。
19.根据权利要求18所述的快速晶片退火方法，其中，所述第一温度在900至1200。C的范围内，所述第 二温度在1120至1250。C的范围内，并且所述第二温度高于 所述第一温度，以及其中，所述中间稳、定步4聚进4亍1至IO秒。
全文摘要
一种晶片支撑销，具有与晶片接触的前端以致前端是扁平或圆形的。因此，在退火晶片期间重力应力被降低到最小，从而将滑移位错降低到最小。该晶片支撑销适用于晶片的退火，尤其是较大直径晶片的高温快速加温退火。
文档编号C30B33/00GK101275286SQ20071030708
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2006年12月27日
发明者宋京桓, 徐佑泫, 洪镇均, 建 金 申请人:斯尔瑞恩公司
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