[發明專利]處理單晶硅鑄錠以改善激光散射環狀/核狀圖案的方法

在審

• 申請號: 201880076551.2
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN111406129A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 池浚煥;鄭義成;金正漢;李榮中;趙燦來;崔源進
• 申請（專利權）人: 環球晶圓股份有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B33/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 江葳

本發明揭示一種用于減小單晶硅晶片中的缺陷的大小及密度的方法。所述方法涉及在晶片切割之前使單晶硅鑄錠經受退火。

相關申請案的交叉參考

本申請案主張2017年12月21日申請的美國臨時申請案第62/608,624號的優先權的權利，所述臨時申請案的公開內容以宛如全文闡述引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明的領域大體上涉及一種處理單晶硅鑄錠以便減小從所處理鑄錠切割的單晶硅晶片中的缺陷的大小和密度的方法。

背景技術

通常使用丘克拉斯基(Czochralski)(“CZ”)方法制備單晶材料，其是用于制造許多電子組件(例如半導體裝置和太陽能電池)的起始材料。簡單來說，丘克拉斯基方法涉及在坩堝中熔化多晶源材料(例如多晶硅(polycrystalline silicon)(“多晶硅(polysilicon)”))以形成硅熔體，并且接著從熔體拉出單晶鑄錠。

半導體晶片通常由單晶鑄錠(例如，硅鑄錠)制成，單晶鑄錠經處理以移除種錐和端錐并且接著經修整、任選地經剪切和研磨以具有一或多個平面或凹口以在隨后程序中適當地定向晶片。接著，將鑄錠切割成個別晶片。雖然本文中將參考由硅構成的半導體晶片，但其它材料可用于制備半導體晶片，例如鍺、碳化硅、硅鍺、砷化鎵以及III族和V族元素的其它合金(例如氮化鎵或磷化銦)或II族和VI族組件的合金(例如硫化鎘或氧化鋅)。

大小不斷縮小的現代電子裝置對硅襯底的質量強加挑戰性限制，所述質量至少部分由生長于其中的微缺陷的大小和分布來確定。形成于由丘克拉斯基工藝生長的硅晶體中的大多數微缺陷是硅的固有點缺陷(即，空位和自填隙)或氧化物沉淀的集塊。

嘗試產生基本上無缺陷的單晶硅通常包含控制晶體拉出速率(v)與熔體/晶體界面附近的軸向溫度梯度的量值(G)的比。例如，一些已知方法包含將v/G比控制在臨界v/G值附近，在此情況中，空位和填隙以非常低并且相當的濃度并入到生長晶體鑄錠中，從而彼此相互湮滅并且因此抑制任何微缺陷在較低溫度下的可能形成。然而，如庫爾卡尼(Kulkarni)的美國專利第8,673,248號中描述，將v/G比控制在此臨界v/G值附近可形成具有相對大和/或濃縮凝聚缺陷的環形環或“帶”，其從硅晶體鑄錠的橫向表面或圓周邊緣徑向向內延伸距離，本文中稱為“缺陷邊緣帶”或簡稱為“缺陷帶”。

這一缺陷帶通常具有低于從缺陷帶徑向向內定位的硅晶體鑄錠的其它部分的質量，并且可顯著降低晶體鑄錠的良率。例如，對存儲器裝置的晶片質量越來越嚴格的要求已增加柵極氧化物完整性(GOI)測試的所需崩潰電壓，所述測試用于評估應用于存儲器裝置(例如，SRAM、DRAM)中的硅或半導體晶片的品質。因此，在基本上無缺陷硅晶片的缺陷邊緣帶附近或其內發生更多GOI失敗，從而降低良率。

此背景技術章節旨在向讀者介紹可能與本發明的各種方面相關的本技術的各種方面，所述方面在下文描述和/或主張。據信，此論述有助于向讀者提供背景信息以促進對本發明的各種方面的更好理解。因此，應理解，應以此教示閱讀這些陳述，而非作為現有技術的認可。

發明內容

在一個方面中，本發明涉及一種處理單晶硅鑄錠的方法，所述方法包括：研磨所述單晶硅鑄錠，其中所述單晶硅鑄錠包括種端、與所述種端相對的尾端和所述種端與所述尾端之間的主體，其中所述主體研磨成恒定直徑；退火所述研磨單晶硅鑄錠達足以減小從所述單晶硅鑄錠切割的晶片上的局部激光散射缺陷的大小或數目的溫度和持續時間；和將所述退火單晶硅鑄錠切割成至少兩個單晶硅晶片。