[發(fā)明專利]晶棒表面之調(diào)質(zhì)方法及其晶棒

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210011835.8
• 申請(qǐng)日: 2012-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103194802A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳炤彰;鄭世隆;劉建億;陳鈺麟;黃國(guó)維;鄭守智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆山中辰矽晶有限公司
• 主分類號(hào): C30B33/02
• 分類號(hào): C30B33/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

一、技術(shù)領(lǐng)域

一種調(diào)質(zhì)方法，尤指一種針對(duì)晶棒表面進(jìn)行改質(zhì)的調(diào)質(zhì)設(shè)備及其晶棒。

二、背景技術(shù)

晶棒在機(jī)械加工的過(guò)程中會(huì)由于所受到的機(jī)械切削力量，進(jìn)而產(chǎn)生晶棒表面的損傷層，而損傷層對(duì)于單晶棒或多晶棒而言屬于排列較為混亂而無(wú)秩序的部分；同樣地，晶圓在鉆石輪磨的過(guò)程中會(huì)由于切削力及熱沖擊，進(jìn)而產(chǎn)生晶圓內(nèi)之殘留應(yīng)力，而殘留應(yīng)力會(huì)造成晶圓表面凸起或凹下等現(xiàn)象；這種現(xiàn)象將增加后續(xù)加工過(guò)程的困難，如在后續(xù)加工時(shí)會(huì)因殘留應(yīng)力過(guò)大而造成硅晶圓表面破裂，或因表面凸起或凹下導(dǎo)致加工后平坦度變差。

退火是治金材料制程中常見(jiàn)之一種制程技術(shù)，其主要目的是消除材料(尤其是金屬材料)中因缺陷而累積之內(nèi)應(yīng)力。退火使用的方法則是將欲進(jìn)行退火之材料置于適當(dāng)高溫下一段時(shí)間，利用熱能使材料內(nèi)原子有能力進(jìn)行晶格位置的重排，以降低材料內(nèi)的缺陷密度，包括晶粒界面、差排及各種點(diǎn)缺陷。一種所熟知的技術(shù)稱做快速熱退火制程(rapid?thermal?annealing，RTP)，其于加工期間大量地減少了半導(dǎo)體組件暴露在高溫下的時(shí)間。傳統(tǒng)的快速熱加工技術(shù)可包括以足夠的能量照射晶圓，用以快速地升高晶圓的溫度并維持在該溫度一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間使能順利地完成制程。

但以現(xiàn)有技術(shù)而言，目前的退火爐均是針對(duì)薄片狀的晶圓所設(shè)計(jì)，由于熱量的傳遞對(duì)于晶圓與晶棒而言是不同影響，例如熱量對(duì)薄片狀晶圓與柱狀晶棒所造成的變形現(xiàn)象就有相當(dāng)大的差異，也就是說(shuō)，在現(xiàn)有的退火爐無(wú)法適用于晶棒之退火處理的情況下，故提供一種有效針對(duì)晶棒(或非薄板狀之加工件)進(jìn)行退火處理的裝置。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明之目的之一，在于提供一種晶棒表面之調(diào)質(zhì)方法，其可利用熱退火的方式消除晶棒表面之損傷層。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種晶棒表面之調(diào)質(zhì)方法，包含以下步驟：

步驟一：提供一晶棒，并以一蓋體罩蓋該晶棒；

步驟二：利用一加熱單元將該晶棒加熱至一預(yù)定溫度并持溫一段時(shí)間；

步驟三：進(jìn)行一冷卻步驟，以將該晶棒冷卻；

其中，該蓋體至少具有一部分的透明區(qū)域，使該加熱單元的熱輻射透過(guò)該透明區(qū)域而對(duì)該晶棒進(jìn)行加熱。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種調(diào)質(zhì)后的晶棒，該晶棒之表面硬度的軟化率介于3％至7％。

本發(fā)明具有以下有益的效果：本發(fā)明主要利用熱退火方法將晶棒之至少一表面進(jìn)行表面改質(zhì)/調(diào)質(zhì)，以消除晶棒之表面上因加工所殘留的損傷層，藉以達(dá)到晶棒的有序化，而從晶棒表面的特性觀之，經(jīng)過(guò)本發(fā)明之調(diào)質(zhì)方法改善后，晶棒表面的硬度下降，尤其晶棒中不會(huì)因?yàn)闊崃考性斐蔁釕?yīng)變的問(wèn)題。

為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明之特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明之詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。

四、附圖說(shuō)明

圖1系為本發(fā)明之調(diào)質(zhì)設(shè)備的立體示意圖。

圖2系為本發(fā)明之調(diào)質(zhì)設(shè)備的蓋體罩蓋于晶棒之示意圖。

圖3系為本發(fā)明之調(diào)質(zhì)設(shè)備的剖面示意圖。

圖4顯示本發(fā)明之調(diào)質(zhì)方法將晶棒加熱至300℃及450℃，并維持10秒到150秒的條件下，晶棒之表面硬度的軟化率曲線。

主要組件符號(hào)說(shuō)明：

1???????調(diào)質(zhì)設(shè)備

11??????蓋體????????????????110?????腔體

????????????????????????????111?????側(cè)面

????????????????????????????112?????頂面

????????????????????????????113?????進(jìn)氣口

????????????????????????????114?????出氣口

11A?????開(kāi)口部

12??????加熱單元????????????121?????金屬板件

????????????????????????????122?????快速加熱組件

13??????保護(hù)氣體輸送單元

14??????冷卻單元

15??????控制單元????????????151?????傳感器

16??????晶棒支撐座

I???????晶棒

A、B????仿真曲線

五、具體實(shí)施方式