(57)【要約】【課題】デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥を消滅させることができ、バルク部においてはＢＭＤを高密度で形成させることができ、さらに、ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制することができるシリコンウェーハの熱処理方法を提供する。【解決手段】チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコンウェーハを熱処理する方法において、酸素含有雰囲気下、最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とし、前記最高到達温度からの降温速度を５０℃／秒以上１４５℃／秒以下として、急速加熱・急速冷却熱処理を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコンウェーハを熱処理する方法において、
酸素含有雰囲気下、最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とし、前記最高到達温度からの降温速度を５０℃／秒以上１４５℃／秒以下として、急速加熱・急速冷却熱処理を行うことを特徴とするシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項２】
前記降温速度が５０℃／秒以上７０℃／秒以下であることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項３】
前記降温速度が９０℃／秒以上１４５℃／秒以下であることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項４】
前記酸素含有雰囲気において、酸素分圧を２０％以上１００％以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項５】
前記熱処理するウェーハが、前記シリコン単結晶インゴットのうち、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域からスライスして得られたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコンウェーハを半導体デバイスに適用するために施される熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス形成用基板として用いられるシリコンウェーハ（以下、単に、ウェーハともいう）は、デバイス活性領域となるウェーハの表面近傍（以下、表面部という）において、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle）等の結晶欠陥が存在しないことが要求されている。
【０００３】
このようなシリコンウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）によるシリコン単結晶育成時において、結晶欠陥が存在しない無欠陥領域を有するシリコン単結晶インゴットを育成し、該無欠陥領域からスライスする方法や、ウェーハを高温で熱処理することにより、ウェーハの表面部に無欠陥層を形成する方法等により製造することができる。
【０００４】
このうち、ウェーハを高温で熱処理する方法としては、不活性ガスや還元性ガス雰囲気中、１２５０℃以上の高温下で１時間以上熱処理を行うことにより、ウェーハの表面部の固溶酸素を外方拡散させて、ＣＯＰやＢＭＤ（Balk Micro Defect）等を消滅させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような熱処理方法は、長時間熱処理を行うため、生産性が低下し、かつ、熱処理における製造コストが増加する。
また、長時間熱処理を行ったウェーハの表面部は、酸素の外方拡散によりシリコン中の固溶酸素濃度が低下するため、このようなウェーハをデバイスプロセスにおいて使用した場合、デバイスプロセスで生じる応力や歪の印加によって発生した転位が、その後の熱処理において伸長しやすく、デバイス歩留が低下する要因となる。
また、熱処理が長時間となるため、当該熱処理時においても、ウェーハにスリップが発生しやすいという問題もあった。
【０００６】
このため、近年では、シリコンウェーハに対して、１１５０℃以上の高温で秒単位の急速加熱・急速冷却熱処理（以下、単にＲＴＰ（Rapid Thermal Process）ともいう）を施すことにより、デバイス活性領域となるウェーハの表面部に無欠陥層を形成する技術が用いられるようになった（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載されているような技術を用いて製造されるシリコンウェーハは、ウェーハ内部（以下、バルク部という）に形成されるＢＭＤ密度が、最大でも５．０×１０9ｃｍ-3程度であり、バルク部におけるＢＭＤ密度の向上には限界がある。
また、特許文献２においては、当該熱処理においてウェーハに発生するスリップを抑制することができることは記載されていない。
【０００８】
一方、特許文献３には、ＣＺ法により製造されたシリコン基板を、窒素１００％または酸素１００％、あるいはまた、酸素と窒素の混合雰囲気下、最大保持温度を１１２５℃以上シリコンの融点以下とし、保持時間を５秒以上として熱処理を行った後、最大保持温度から８℃／秒以上の冷却速度で急速冷却することにより、酸素濃度を制御することなく、所望の酸素析出特性を有するシリコン基板を得ることができる技術が開示されている。
この技術を用いることにより、内部欠陥密度（バルク部のＢＭＤ密度）が最大で１．０×１０10ｃｍ-3程度の高密度のＢＭＤを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２６１６３２号公報
【特許文献２】特表２００１−５０９３１９号公報
【特許文献３】特開２０００−３１１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３には、ウェーハの表面部において無欠陥層を形成させる点や、当該熱処理においてウェーハに発生するスリップを抑制することができることは記載されていない。
【００１１】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥を消滅させることができ、バルク部においてはＢＭＤを高密度で形成させることができ、さらに、ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制することができるシリコンウェーハの熱処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法は、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコンウェーハを熱処理する方法において、酸素含有雰囲気下、最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とし、前記最高到達温度からの降温速度を５０℃／秒以上１４５℃／秒以下として、急速加熱・急速冷却熱処理を行うことを特徴とする。
このような方法を用いることにより、デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥を消滅させることができ、バルク部においてはＢＭＤを高密度に形成させることができ、さらに、ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制することができる。
なお、本発明でいう表面部とは、半導体デバイスが形成される表面から深さが約５〜２５μｍまでの表層領域のことを指し、バルク部とは、前記表面部より深い下層の領域のことを指す。
【００１３】
前記降温速度は５０℃／秒以上７０℃／秒以下であることが好ましい。
このような範囲に降温速度を制御することにより、ＲＴＰにおいて発生するスリップを大きく抑制しつつ、バルク部においてはＢＭＤを高密度で形成させることができる。
【００１４】
あるいはまた、前記降温速度は、９０℃／秒以上１４５℃／秒以下であることが好ましい。
このような範囲に降温速度を制御した場合も、ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制しつつ、バルク部においてはＢＭＤをより高密度で形成させることができる。
【００１５】
また、前記酸素含有雰囲気においては、酸素分圧を２０％以上１００％以下とすることが好ましい。
上記範囲内の酸素分圧とすることにより、ウェーハの表面部における結晶欠陥の消滅力を高めることができる。
【００１６】
前記熱処理するシリコンウェーハは、前記シリコン単結晶インゴットのうち、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域からスライスして得られたものであることが好ましい。
このようなシリコンウェーハを用いれば、シリコン単結晶インゴットの育成時における引上速度を大きくすることができるため、生産性が向上するとともにインゴット育成コストが低下する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法によれば、デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥を消滅させることができ、バルク部においてはＢＭＤを高密度で形成させることができ、さらに、ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制することができるシリコンウェーハの熱処理方法が提供される。
したがって、本発明に係る方法による熱処理を施したシリコンウェーハは、半導体デバイスプロセスにおける歩留の向上に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法に用いられるＲＴＰ装置のチャンバ部の概要を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るシリコンウェーハの熱処理方法に適用されるＲＴＰにおける熱処理シーケンスの一例を説明するための概念図である。
【図３】シリコン単結晶インゴット製造時におけるＶ／Ｇと結晶欠陥の発生位置との関係を模式的に示した図である。
【図４】試験１における降温速度とＢＭＤ密度およびスリップ全長との関係を示すグラフである。
【図５】試験１の所定の降温速度におけるＩＲトモグラフィ像である。
【図６】試験２の各降温速度でのウェーハ中心における深さ方向の酸素濃度プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明について、図面を参照して、より詳細に説明する。
本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法は、ＣＺ法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたシリコンウェーハにＲＴＰを施すものであり、ＲＴＰを酸素含有雰囲気下、最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とし、前記最高到達温度からの降温速度を５０℃／秒以上１４５℃／秒以下として行うことを特徴とするものである。
このような熱処理を行うことにより、デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥を消滅させることができ、バルク部においてはＢＭＤを１．０×１０10ｃｍ-3レベルの高密度でＢＭＤを形成させることができ、さらに、ＲＴＰにおいてウェーハに発生するスリップを抑制することができる。
【００２０】
上記のように、ＲＴＰを酸素含有雰囲気下で行うことにより、ウェーハ表面にシリコン酸化膜が形成される。この際、シリコン酸化膜およびシリコン界面に多量の格子間シリコンが生成される。ＲＴＰ温度が高温であれば、これらの格子間シリコンは、ウェーハ内部へ拡散し、特に、ウェーハの表面部に存在するＣＯＰを埋めるため、ウェーハ表面部の結晶欠陥を消滅させることができる。
また、ウェーハ内に酸素が注入されるため、ウェーハの表面部における固溶酸素濃度を高めることができる。このため、上記のような熱処理を施したウェーハをデバイスプロセスにおいて使用する際、デバイスプロセスで生じる応力や歪の印加によって発生した転位の伸長を抑制することができる。
【００２１】
また、ＲＴＰにおける最高到達温度からの降温速度を高速化して上記範囲に制御することにより、スリップの発生を抑制しつつ、拡散速度の速い格子間シリコンは外方拡散するが、ＢＭＤが成長するために必要な空孔は、残存する深さ領域を形成することができる。
これにより、ウェーハのバルク部に存在する空孔が、前記格子間シリコンによって埋められて対消滅することを防止し、バルク部に残留する空孔濃度を高めることができるため、ウェーハのバルク部のＢＭＤ密度を向上させることができる。
【００２２】
さらに、ＲＴＰにおいて最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とすることにより、ウェーハ内に存在するＣＯＰの内壁酸化膜を効率よく溶解させることができる。
このため、ウェーハの表面部では、格子間シリコンが埋めることによるＣＯＰの消滅力を高めることができ、一方、ウェーハのバルク部では、空孔を多く形成することができるため、ＢＭＤを高密度で形成させることができる。
【００２３】
上記のような本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法は、例えば、図１に示すようなＲＴＰ装置により、好適に行うことができる。
図１は、本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法に用いられるＲＴＰ装置のチャンバ部の概要を示す断面図である。
図１に示すＲＴＰ装置のチャンバ部１０は、ウェーハＷを収容する反応管２０と、前記反応管２０内に配設され、前記ウェーハＷが載置されるウェーハ支持部３０と、前記ウェーハＷを光照射により加熱する複数のランプ４０とを備えている。
【００２４】
前記反応管２０は、前記ウェーハＷの半導体デバイスが形成される表面Ｗ１側の第１の空間２０ａに第１の雰囲気ガスＦA（図中実線矢印）を供給するガス供給口２２と、前記第１空間２０ａからガスを排出するガス排出口２６と、前記ウェーハＷの裏面Ｗ２側の第２の空間２０ｂに第２の雰囲気ガスＦB（図中点線矢印）を供給するガス供給口２４と、前記第２空間２０ｂからガスを排出するガス排出口２８とを備える。
前記第１の雰囲気ガスＦAは、ウェーハＷのＲＴＰにおける熱処理時の雰囲気ガスとして、前記第２の雰囲気ガスＦBは、必要に応じてＲＴＰにおける冷却用ガスとして用いられる。すなわち、本発明においては、第１の雰囲気ガスＦAは酸素含有雰囲気ガスである。
【００２５】
以下、図１に示すＲＴＰ装置を用いた本発明に係るシリコンウェーハの熱処理方法の一例を説明する。図２は、本実施形態に係るシリコンウェーハの熱処理方法に適用されるＲＴＰにおける熱処理シーケンスの一例を説明するための概念図である。
【００２６】
図２に示す熱処理シーケンスにおいては、まず、温度Ｔ０（例えば、６００℃）に保持された反応管２０内のウェーハ支持部３０のサセプタ３２上に、ウェーハＷの裏面Ｗ２の外周部を載置して支持させる。そして、ガス供給口２２から第１の雰囲気ガスＦAを供給しつつ、ガス排出口２６から第１の雰囲気ガスＦAを排出させて、サセプタ回転部３４によりサセプタ３２を回転させながら、ランプ４０からの光照射によりウェーハＷを最高到達温度Ｔ１（℃）まで所定の昇温速度ΔＴｕ（℃／秒）で急速加熱する。
次に、前記最高到達温度Ｔ１を所定時間ｔ（秒）保持する。
その後、必要に応じて、ガス供給口２４から第２の雰囲気ガスＦBを供給するとともに、ガス排出口２８から第２の雰囲気ガスＦBを排出させて、所定の降温速度ΔＴｄ（℃／秒）でウェーハＷを急速冷却する。
【００２７】
なお、上記熱処理シーケンスにおけるウェーハＷの温度測定は、例えば、ウェーハＷの下方に配置された放射温度計（図示せず）により行う。また、前記昇温速度および降温速度の制御は、上記のようにして測定した温度に基づいて制御手段（図示せず）により、ランプ４０の個別の出力制御や、第１の雰囲気ガスＦAまたは第２の雰囲気ガスＦBの流量の制御等により行う。
【００２８】
本発明においてＲＴＰを行うウェーハは、ＣＺ法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハである。
ＣＺ法によるシリコン単結晶インゴットの製造は、周知の方法にて行うことができる。具体的には、石英ルツボに充填した多結晶シリコンを加熱してシリコン融液とし、このシリコン融液の液面に種結晶を接触させて、種結晶と石英ルツボを回転させながら種結晶を引き上げ、所望の直径まで拡径して直胴部を形成し、その後、シリコン融液から切り離すことにより、シリコン単結晶インゴットを育成する。
次に、このようにして得られたシリコン単結晶インゴットを、周知の方法により、シリコンウェーハに加工する。具体的には、シリコン単結晶インゴットを内周刃またはワイヤソー等によりウェーハ状にスライスした後、外周部の面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨等の加工を行う。
【００２９】
上記のようにして得られた鏡面研磨されたシリコンウェーハに対して、図１に示すようなＲＴＰ装置を用いて、酸素含有雰囲気下、最高到達温度を１３００℃以上シリコンの融点以下とし、前記最高到達温度からの降温速度を５０℃／秒以上１４５℃／秒以下として、ＲＴＰを行う。
前記最高到達温度が１３００℃未満である場合には、デバイス活性領域となるウェーハの表面部においてＣＯＰ等の結晶欠陥の消滅力を高めることが難しい。
一方、前記最高到達温度がシリコン融点を超える場合には、熱処理するシリコンウェーハが融解してしまうため好ましくない。
なお、前記最高到達温度の上限値は、ＲＴＰ装置としての装置寿命の観点から、１３８０℃以下であることがより好ましい。
【００３０】
また、前記降温速度が５０℃／秒未満である場合には、ウェーハのバルク部のＢＭＤ密度を１．０×１０10ｃｍ-3レベルにまで高めることが難しい。
一方、前記降温速度が１４５℃／秒を超える場合には、ウェーハ内部のＢＭＤ密度をより高めることができるものの、ＲＴＰにおいてウェーハに発生するスリップを抑制することが困難となるため好ましくない。
前記降温速度は、５０℃／秒以上７０℃／秒以下または９０℃／秒以上１４５℃／秒以下であることがより好ましい。
降温速度を上記範囲内に制御することにより、ＲＴＰにおいて発生するスリップを大きく抑制しつつ、バルク部においてはＢＭＤを高密度で形成させることができる。
特に、前記降温速度を９０℃／秒以上１４５℃／秒以下とした場合には、バルク部におけるＢＭＤ密度を３．０×１０10ｃｍ-3程度まで向上させることができる。
【００３１】
前記酸素含有雰囲気においては、酸素分圧を２０％以上１００％以下とすることが好ましい。
前記酸素分圧が２０％未満である場合には、ＣＯＰを埋める格子間シリコンの濃度が減少するため、ウェーハの表面部においてＣＯＰの消滅力が低下するため好ましくない。
【００３２】
また、前記酸素含有雰囲気における酸素ガス以外のガスは、不活性ガスであることが好ましい。
前記酸素ガス以外のガスとして窒素ガスを用いる場合には、ＲＴＰにおいてウェーハ表面に窒化膜が形成され、この窒化膜の除去のため、新たにエッチング工程等を増やさなければならず、工程が増加するため好ましくない。また、水素ガスは、酸素および水素の混合ガスは爆発の危険性があるため、用いることは好ましくない。また、アンモニア系ガスは、ＣＯＰ等の結晶欠陥の消滅力が低下するため好ましくない。
前記不活性ガスとしては、アルゴンガスを用いることが好ましい。アルゴンガスを用いることにより、窒化膜等の他の膜の形成や化学的反応等が生じることがなく、ＲＴＰを行うことができる。
【００３３】
一方、前記ウェーハＷの裏面Ｗ２側の第２の空間２０ｂに供給される第２の雰囲気ガスＦBは、熱伝導率の大きいヘリウムであることが好ましい。
このような冷却効果の高いガスを用いることにより、降温速度の高速化を容易に図ることができ、ＢＭＤの高密度化に寄与することができる。
【００３４】
前記ＲＴＰの熱処理シーケンスにおける昇温速度は、１０℃／秒以上１５０℃／秒以下であることが好ましい。
前記昇温速度が１０℃／秒未満である場合には、生産性が低下するため好ましくない。
一方、前記昇温速度が１５０℃／秒を超える場合には、急激すぎる温度変化に耐えられず、ウェーハにスリップが発生するおそれがある。
【００３５】
また、前記最高到達温度を保持する保持時間ｔは、１秒以上６０秒以下であることが好ましい。
前記保持時間ｔが１秒未満である場合は、ＲＴＰの本来の目的である結晶欠陥の低減やＢＭＤ密度の向上等を達成することが難しい。
一方、前記保持時間ｔが６０秒を超える場合は。生産性が低下するため好ましくない。
【００３６】
本発明においてＲＴＰを行うウェーハは、上述したように、ＣＺ法により製造したシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたものであるが、前記シリコン単結晶インゴットのうち、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域からスライスして得られたものであることが好ましい。
以下、シリコン単結晶インゴット中の欠陥領域について、図３に基づいて説明する。
【００３７】
図３は、シリコン単結晶インゴット製造時におけるｖ／Ｇと結晶欠陥の発生位置との関係を模式的に示したインゴットの断面図である。ここで、ｖは引上速度、Ｇは単結晶内の引上軸方向の温度勾配Ｇを表す。また、［Ｖ］は空孔型点欠陥が支配的に存在する領域（以下、［Ｖ］領域という）、［Ｉ］は格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域（以下、［Ｉ］領域という）、［Ｎ］は格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体が存在しない領域（以下、［Ｎ］領域という）、［ＯＳＦ］は前記［Ｖ］領域に属し、シリコン単結晶インゴットをシリコンウェーハの状態で熱酸化処理をした際にＯＳＦ（Oxidation-induced Stacking Fault）が発生する領域（以下、［ＯＳＦ］領域という）である。
【００３８】
本発明において熱処理するウェーハは、図３においては、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域、すなわち、［Ｖ］領域のみ、または、［ＯＳＦ］領域と［Ｖ］領域のみを含む位置からスライスされたものであることが好ましい。
［Ｎ］領域からスライスされたウェーハには、バルク部でＢＭＤ核が成長するために必要な空孔が存在しないため、ＢＭＤ密度を高めるには限界がある。また、［Ｉ］領域からスライスされたウェーハは、半導体デバイス形成用基板として使用することができないことは周知である。
【００３９】
上記のように、［Ｖ］領域のみ、または、［ＯＳＦ］領域と［Ｖ］領域のみを含む位置からスライスされたウェーハであれば、ＣＺ法におけるシリコン単結晶インゴットの育成時において、ｖ／Ｇを大きく、すなわち、引上速度ｖを大きくして製造することができるため、生産性が向上するとともに、インゴット育成コストを低減させることができる。さらに、バルク部にＢＭＤ核が成長するために必要な空孔を多く形成することができるため、後のＲＴＰにおいてＢＭＤを高密度で形成することができる。
より好ましくは、ウェーハ全体が、［ＯＳＦ］領域を含まない［Ｖ］領域のみからなるようにスライスされたものが用いられる。［ＯＳＦ］領域を含まないウェーハであれば、上記効果に加えて、ＢＭＤ密度のウェーハ面内における均一化を図ることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
（試験１）降温速度とＢＭＤ密度およびスリップ全長との関係
ＣＺ法によりｖ／Ｇを制御して空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を有するシリコン単結晶インゴットを製造し、該領域からスライスして得られた両面が鏡面研磨されたシリコンウェーハ（直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ）を、酸素１００％（流量２０ｓｌｍ）雰囲気下、温度Ｔ０：６００℃、昇温速度７０℃／秒、最高到達温度１３５０℃、その保持時間１５秒間にて、降温速度を表１に示すように変化させてＲＴＰを行った。
なお、降温速度が１２０℃／秒以上の場合（実施例４，５、比較例３，４）は、ウェーハの冷却速度を大きくするために、ウェーハ裏面側に熱伝導率の大きいヘリウムガスを導入した。
【００４１】
得られたアニールウェーハに対して、ＢＭＤ析出熱処理（７８０℃×３時間＋１０００℃×１６時間）を施した後、表面から深さ１８０μｍまでのウェーハ表層部におけるＢＭＤ密度をＩＲトモグラフィ（株式会社レイテックス製  ＭＯ−４１１）にて測定した。
また、上記において得られたアニールウェーハに対して、スリップ全長をＸ線トポグラフィ（株式会社リガク製  ＸＲＴ３００）にて測定した。
表１に、各降温速度におけるＢＭＤ密度およびスリップ全長の測定結果を示す。また、図４に、表１の結果に基づいて、降温速度とＢＭＤ密度およびスリップ全長との関係をグラフにして示す。
また、図５に、所定の降温速度におけるＩＲトモグラフィ像を示す。
【００４２】
【表１】
2010212333.tif 000003
【００４３】
表１および図４のグラフに示した結果から、ＲＴＰにおける降温速度が増大するにつれて、ウェーハのＢＭＤ密度が増加し、かつ、熱応力によるスリップ長が増加する傾向が認められた。
また、図５のＩＲトモグラフィ像から、降温速度が増大すると、ＢＭＤ存在領域がウェーハ表面側に近づき、かつ、ウェーハのバルク部におけるＢＭＤ密度が増加する傾向が認められた。
【００４４】
以上の結果から、降温速度が５０℃／秒以上１４５℃／秒以下の範囲内であれば、ＲＴＰにおいて発生するスリップを許容範囲に抑制しつつ、バルク部においてＢＭＤ密度を高密度で成長させることができる。特に、降温速度が５０℃／秒以上７０℃／秒以下の範囲内においては、ＢＭＤ密度を高密度で形成させつつ、前記スリップを最低限に抑制することができ、また、降温速度が９０℃／秒以上１４５℃／秒以下の範囲内においては、ＲＴＰにおいて発生するスリップを許容範囲に抑制しつつ、ＢＭＤをより高密度で成長させることができることが認められた。
【００４５】
（試験２）降温速度とウェーハとの酸素濃度の関係
ＣＺ法によりｖ／Ｇを制御して空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を有するシリコン単結晶インゴットを製造し、該領域からスライスして得られた両面が鏡面研磨されたウェーハ（直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ）を、縦型拡散炉を用いてＡｒ雰囲気下、１２００℃で１時間熱処理をおこない、ウェーハ表層の酸素を外方拡散させた。
その後、酸素１００％（流量２０ｓｌｍ）雰囲気下、温度Ｔ０：６００℃、昇温速度７０℃／秒、最高到達温度１３５０℃、その保持時間１５秒間にて、降温速度を変化させてＲＴＰを行った（比較例５：１２．５℃／秒、比較例６：２５℃／秒、実施例６：５０℃／秒、実施例７：１２０℃／秒）。
得られた各アニールウェーハのウェーハ中心における深さ方向の酸素濃度プロファイルを二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ；Ｃａｍｅｃａ社製  Ｉｍｓ−６ｆ）にて評価した。
【００４６】
図６に、これらの評価結果のグラフを示す。酸素濃度は、ｏｌｄ−ＡＳＴＭ換算値である。なお、図６中、「ＡＴ」とは、上記ＲＴＰを行わず、縦型拡散炉による熱処理のみを行った後のウェーハであり、「ＰＷ」とは、上記縦型拡散炉による熱処理前の鏡面研磨されたウェーハである。
【００４７】
図６にグラフに示した結果から、降温速度が増大すると、降温時間が短縮されることにより、酸素の外方拡散が抑制され、ＰＷよりも表面部において固溶酸素濃度が高いウェーハが得られることが認められた。特に、降温速度が５０℃／秒以上の場合（実施例６，７）は、５０℃／秒未満の場合（比較例５，６）よりも、ウェーハの表面部の酸素濃度が顕著に増加することが認められた。
【００４８】
（試験３）雰囲気および最高到達温度の比較
ＣＺ法によりｖ／Ｇを制御して空孔型点欠陥が支配的に存在する領域を有するシリコン単結晶インゴットを製造し、該領域からスライスして得られた両面が鏡面研磨されたウェーハ（直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ）を、温度Ｔ０：６００℃、昇温速度７０℃／秒、最高到達温度での保持時間３０秒間、降温速度１２０℃／秒にて、熱処理雰囲気における酸素分圧やガスの種類、最高到達温度を変化させて、ＲＴＰを行った。
得られた各アニールウェーハの半導体デバイスが形成される表面から深さ５μｍまでのウェーハ表面部における前記ＲＴＰ前後のＬＳＴＤ減少率をＬＳＴＤスキャナ（株式会社レイテックス製  ＭＯ−６０１）にて評価した。表２に評価結果を示す。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
表２に示したように、酸素１００％雰囲気下、最高到達温度１３００℃の場合（実施例８）は、ＬＳＴＤを７０％近く消滅させることができることが認められた。また、酸素分圧が２０％以上（実施例９）であっても、ＬＳＴＤを６０％消滅させることができることが認められた。
一方、最高到達温度・℃・が１３００℃未満である場合（比較例７）、酸素分圧が１５％（比較例８）、または、アンモニア雰囲気下（比較例９）では、ＬＳＴＤの消滅率は小さいことが認められた。
【符号の説明】
【００５１】
１０  チャンバ部
２０  反応管
３０  ウェーハ支持部
４０  ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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