[发明专利]硅晶片的原子级平坦化表面处理方法及热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制成IC、LSI等半导体装置的硅晶片表面的平坦化处理方法。

背景技术

用于制成IC、LSI等半导体装置的硅晶片表面的凹凸，例如是像非专利文献1所示那样妨碍MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的电流驱动能力提高的主要原因，要求对其表面极力地进行平坦化。

另一方面，据报道，在1200℃的Ar环境下对硅晶片进行热处理时，能够形成显现原子水平的台阶和平台结构的终极的平坦表面(非专利文献2)。

但是，考虑在1200℃这样的高温处理下进行批量生产的情况下，是不现实的。

与此相对，专利文献1中记载了通过在高纯度Ar气的环境中在850℃进行热处理，从而能够使200mmφ的晶片表面进行无滑移线的原子级平坦化的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开号WO2011/096417A1

非专利文献

非专利文献1：T.Ohmi，K.Kotani，A.Teramoto，and M.Miyashita，IEEE Elec.Dev.Lett.，12，652(1991).

非专利文献2：L.Zhong，A.Hojo，Y.Matsushita，Y.Aiba，K.Hayashi，R.Takeda，H.Shirai，and H.Saito，Phy.Rev.B.54，2304(1996).

发明要解决的问题

但是，根据专利文献1的方法，确实记载了即使在高纯度Ar气的环境中在850℃的低温下对如200mmφ那样的大口径硅晶片进行热处理，也不会形成被称作滑移线的结晶缺陷，但是，专利文献1中并未提及是否适于批量生产、是否能够适用到更大口径的硅晶片，假使能够适用，那么成品率是否为适于大量生产的程度的高成品率，等等。

即，专利文献1并未公开在对多数的大口径硅晶片进行连续地、持续地处理和批量生产的情况下是否也能够防止结晶缺陷的形成。

发明内容

本发明本着对无滑移线的被原子级平坦化的大口径硅晶片进行批量生产时的课题，想要实现批量生产化。

具体而言，本发明的目的之一在于提供一种硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其即使在200mmφ以上的大口径的情况下也会成品率较佳地进行无滑移线的原子级平坦化处理，并且即使重复使用热处理装置也能够以高成品率得到与初期的晶片具有同等的原子级表面平坦性的硅晶片。

本发明的又一目的在于提供一种硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其通过使用纯度更高的热处理环境气体，从而能够对更大口径的晶片在更低温下以更少的气体使用量更快速地以高成品率进行原子级平坦化表面处理。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的第一方案，提供一种硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其特征在于，其采用热处理装置对硅晶片进行热处理，所述热处理装置具有双重空间结构，所述双重空间结构通过将气体输送路在其与所述热处理装置连接的连接部分离而成，所述气体输送路用于从外部向热处理装置的硅晶片的热处理空间导入热处理环境气体，该双重空间结构是内空间与上述热处理空间连通、外空间不与上述热处理空间连通而将所输送的气体排出到外部的结构，在硅晶片的热处理过程中，使所述热处理环境气体流向上述内空间，使上述热处理环境气体或与上述热处理环境气体同等的气体流向所述外空间。

根据本发明的第二方案，提供一种硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其为利用表面热处理进行的硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其特征在于，向热处理装置内的设置有硅晶片的热处理空间导入水分含量为0.2vol.ppb以下、氧含量为0.1vol.ppb以下的纯度的热处理环境气体，同时在热处理温度900℃以下进行热处理。

根据本发明的第三方案，提供一种硅晶片的原子级平坦化表面处理方法，其特征在于，在上述第二方案中，导入水分含量为0.01vol.ppb以下、氧含量为0.02vol.ppb以下的纯度的热处理环境气体，同时在热处理温度900℃以下进行热处理。

发明的效果

根据本发明，能够提供即使为200mmφ以上的大面积的晶片也具有原子级的表面平坦性并且不存在滑移线的硅晶片。

另外，根据本发明，通过持续地使用纯度更高的热处理环境气体，能够对更大口径的晶片在更低温下以更少气体使用量更快速地以高成品率进行原子级平坦化表面处理。

附图说明