(57)【要約】【課題】熱処理の効果を損なうことなく、スリップ転位の伸展を効果的に抑制可能なシリコンウェーハの熱処理方法を提供する。【解決手段】本発明によるシリコンウェーハの熱処理方法は、８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを一定温度に保持することなく、シリコンウェーハを昇温させる昇温区間とシリコンウェーハを降温させる降温区間からなる昇降温プロセスを複数回繰り返すことを特徴とする。本発明によれば、スリップ転位が伸展しやすい８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを一定温度に保持することなく昇降温を行っていることから、スリップ転位の伸展を抑制することが可能となる。しかも、昇降温プロセスを複数回繰り返していることから、加熱時における積算時間の確保も可能となり、シリコンウェーハに十分な高温熱履歴を与えることが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを一定温度に保持することなく、前記シリコンウェーハを昇温させる昇温区間と前記シリコンウェーハを降温させる降温区間からなる昇降温プロセスを複数回繰り返す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】
前記昇温区間における昇温レート及び前記降温区間における降温レートがいずれも１０℃／ｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項３】
前記昇温区間における昇温レート及び前記降温区間における降温レートがいずれも２００℃／ｓ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項４】
前記昇温区間及び降温区間の少なくとも一方において、前記シリコンウェーハの温度が高い領域ほど昇温レート又は降温レートを小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項５】
前記昇降温プロセスによって、前記シリコンウェーハ内に原子空孔を注入することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項６】
前記昇降温プロセスによって、前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの熱処理方法。
【請求項７】
請求項５に記載のシリコンウェーハの熱処理方法によって、内部に前記原子空孔が注入されたことを特徴とするシリコンウェーハ。
【請求項８】
請求項６に記載のシリコンウェーハの熱処理方法によって、表面に前記エピタキシャル層が形成されたことを特徴とするシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの熱処理方法に関し、特に、スリップ転位の伸展を抑制可能なシリコンウェーハの熱処理方法に関する。また、本発明は、このような熱処理を経て製造されたシリコンウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣデバイスの作製に用いられるシリコンウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）などによって引き上げられたシリコン単結晶のインゴットをスライスし、鏡面加工などを施すことによって製造される。
【０００３】
しかしながら、引き上げ直後（as-grown）のシリコン単結晶には結晶成長導入欠陥（grown-in欠陥）が含まれており、このような欠陥がシリコンウェーハの表層に存在するとＩＣデバイスが正しく動作しないおそれがある。このため、シリコンウェーハの表層から欠陥を消滅させることを目的として、急速昇降温熱処理が行われる。シリコンウェーハに対してこのような熱処理を行うと、シリコンウェーハの表層に存在するgrown-in欠陥が消滅し、欠陥をほとんど含まない無欠陥層（Denuded Zone）を形成することができる。
【０００４】
また、ＣＺ法により製造されたシリコンウェーハにはシリコンの格子間に多くの酸素が含まれているため、シリコンウェーハを急速加熱及び急速冷却すると、急速加熱によってシリコンウェーハに注入された原子空孔が急速冷却によって内部で凍結する。凍結された原子空孔は、その後の熱処理によってＢＭＤ（Bulk Micro Defect）と呼ばれる酸素析出物を形成するため、シリコンウェーハの内部にＩＧ（Intrinsic Gettering）層を形成することが可能となる。
【０００５】
したがって、シリコンウェーハを急速加熱及び急速冷却する熱処理を行うと、シリコンウェーハの表層には欠陥をほとんど含まないDenuded Zoneが形成され、シリコンウェーハの内部には高密度のＢＭＤを含むＩＧ層が形成することが可能となり、シリコンウェーハの品質を高めることが可能となる。
【０００６】
シリコンウェーハに対するこのような熱処理は、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）装置を用いて行われる。ＲＴＡ装置は、赤外線ランプなどを用いてシリコンウェーハを急速加熱及び急速冷却する装置であり、装置内においては、シリコンウェーハの裏面が複数のサポートピンによって支持される。このため、シリコンウェーハの裏面はサポートピンとの接触部において僅かなダメージを受け、微小な転位クラスタが生じる。このようして形成された転位クラスタ自体は実害がないが、熱処理によって転位クラスタに強い熱応力がかかると、転位クラスタが拡大してスリップ転位となる。スリップ転位は熱処理中にも徐々に伸展する。
【０００７】
特に、近年広く用いられている直径３００ｍｍの大口径シリコンウェーハでは、自重による応力も大きいことから、小径のシリコンウェーハと比べると、スリップ転位の伸展が顕著である。もちろん、直径４５０ｍｍといったより大口径のシリコンウェーハにおいては、自重によるスリップ転位の伸展がいっそう顕著となる。
【０００８】
このようにしてシリコンウェーハの裏面にスリップ転位が形成されると、シリコンウェーハの強度が低下したり、シリコンウェーハに反りが生じたりする。また、スリップ転位はＩＣデバイスにおけるリーク電流の原因ともなることから、ＩＣデバイスの歩留まりを低下させるという問題も生じる。このため、熱処理によるスリップ転位の発生及び伸展を抑制することは、シリコンウェーハの製造プロセスにおける重要な課題の一つである。
【０００９】
熱処理によるスリップ転位の伸展を抑制する方法として、特許文献１にはランピングレート（降温レート）を大きくすることにより、スリップ転位の伸展を抑制することができると記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２９０９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者らによる研究によれば、単に降温レートを大きくするだけではスリップ転位の伸展を十分に抑制することが難しいということが判明した。また、単に降温レートを大きくするだけでは、熱処理の効果が不十分となるケースがあることも判明した。つまり、シリコンウェーハに十分な量の原子空孔を注入するためには、シリコンウェーハを所定以上の温度領域に加熱し、この状態を一定時間保持する必要がある。しかしながら、降温レートを大きくすると、シリコンウェーハが所定以上の温度領域を通過する時間が減少するため、シリコンウェーハに注入される空孔濃度が不足し、その結果、ＢＭＤが十分に析出しないという問題が生じるのである。本発明は、このような問題を解決すべくなされたものである。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、熱処理の効果を損なうことなく、スリップ転位の伸展を効果的に抑制可能なシリコンウェーハの熱処理方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、このような熱処理を経て製造されたシリコンウェーハを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、熱処理の効果を損なうことなく、スリップ転位の伸展を効果的に抑制可能なシリコンウェーハの熱処理方法について鋭意研究を重ねた結果、スリップ転位の伸展は、シリコンウェーハが高温状態であるほど生じやすく、しかも、シリコンウェーハが一定温度に保たれている状態が最も伸展を生じさせやすいことが明らかとなった。一方で、熱処理の効果を十分に得るためには、シリコンウェーハが所定以上の温度領域を通過する積算時間を確保する必要がある。このため、上記の課題を解決するためには、スリップ転位が伸展しやすい温度状況を避けつつ積算時間を確保することが重要である。本発明は、このような技術的知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
本発明によるシリコンウェーハの熱処理方法は、８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを一定温度に保持することなく、シリコンウェーハを昇温させる昇温区間とシリコンウェーハを降温させる降温区間からなる昇降温プロセスを複数回繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、スリップ転位が伸展しやすい８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを一定温度に保持することなく昇降温を行っていることから、スリップ転位の伸展を抑制することが可能となる。しかも、昇降温プロセスを複数回繰り返していることから、加熱時における積算時間の確保も可能となり、シリコンウェーハに十分な高温熱履歴を与えることが可能となる。これにより、シリコンウェーハ内に十分な量の原子空孔を注入しつつ、スリップ転位の伸展を効果的に抑制することが可能となる。但し、本発明はシリコンウェーハに原子空孔を注入するための熱処理に限定されず、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成するための熱処理であっても構わない。
【００１５】
本発明においては、昇温区間における昇温レート及び降温区間における降温レートがいずれも１０℃／ｓ以上であることが好ましい。これによれば、昇温レートや降温レートを１０℃／ｓ未満とした場合と比べて、スリップ転位の伸展をより効果的に抑制することができるからである。
【００１６】
本発明においては、昇温区間における昇温レート及び降温区間における降温レートがいずれも２００℃／ｓ未満であることが好ましい。昇温レートや降温レートが２００℃／ｓ以上であると、十分な積算時間を確保するためには昇降温プロセスを多数回繰り返す必要が生じ、制御が複雑となる。しかも、昇温レートや降温レートを２００℃／ｓ以上とすると、チャンバ内でシリコンウェーハが動いてしまい、その結果、サポートピンとの衝突によってシリコンウェーハが割れてしまう可能性もある。これに対し、昇温レート及び降温レートを２００℃／ｓ未満とすれば、昇降温プロセスの繰り返し回数を少なくすることができ、制御が容易となる。
【００１７】
本発明においては、昇温区間及び降温区間の少なくとも一方において、シリコンウェーハの温度が高い領域ほど昇温レート又は降温レートを小さくすることが好ましい。これによれば、より短期間で十分な高温熱履歴を与えることが可能となる。
【００１８】
また、本発明によるシリコンウェーハは、上記の熱処理方法によって内部に原子空孔が注入されたことを特徴とする。さらに、本発明によるシリコンウェーハは、上記の熱処理方法によって表面にエピタキシャル層が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、熱処理の効果を損なうことなく、スリップ転位の伸展を効果的に抑制することが可能となる。また、本発明によれば、このような熱処理を経て製造された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、熱処理を行うためのＲＴＡ装置の構造を示す模式図である。
【００２２】
図１に示すＲＴＡ装置１０は、石英板１１からなるチャンバ１２を有し、このチャンバ１２内でシリコンウェーハ１３を熱処理する装置である。シリコンウェーハ１３への加熱は、チャンバ１２を上下から囲繞するよう配置された赤外線ランプ１４によって行う。シリコンウェーハ１３は、石英テーブル１５に形成された３個のサポートピン１６によって保持される。サポートピン１６の代わりに、円環状のサセプタを用いても構わない。シリコンウェーハ１３は裏面１３ａ側から支持されており、シリコンウェーハ１３の主面１３ｂにはいずれの部材も接触していない。
【００２３】
チャンバ１２には、熱処理用の不活性ガスＧを導入するためのガス導入口１７と、不活性ガスＧを排気するためのガス排気口１８が設けられている。また、チャンバ１２の外部には、図示しない赤外線温度計が設けられており、これによってシリコンウェーハ１３の温度が非接触で測定される。
【００２４】
図２は、シリコンウェーハ１３とサポートピン１６との接触位置を説明するための模式図である。
【００２５】
図２に示すように、サポートピン１６は、シリコンウェーハ１３の裏面１３ａの外周近傍における３箇所にて接触している。このため、シリコンウェーハ１３の裏面１３ａはサポートピン１６との接触部において僅かなダメージを受け、微小な転位クラスタが生じる。このようなダメージは、シリコンウェーハ１３が３００ｍｍ以上の大口径である場合、自重による応力が大きいことからより顕著となる。形成された転位クラスタは、熱処理によって生じるスリップ転位の起点となる。
【００２６】
図３は、ＲＴＡ装置１０を用いた熱処理方法を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、シリコンウェーハ１３をチャンバ１２内に入れ、裏面１３ａを３個のサポートピン１６によって保持する（ステップＳ１）。次に、一定のガス雰囲気にてシリコンウェーハ１３を熱処理すべく、所定の不活性ガスＧをガス導入口１７から連続的にチャンバ１２へ導入し、ガス排気口１８から連続的に排気する（ステップＳ２）。これにより、チャンバ１２の内部は、不活性ガス雰囲気に保たれる。不活性ガスＧとしては、窒素ガスなどを用いることができる。この状態で赤外線ランプ１４を点灯し、シリコンウェーハ１３を加熱する（ステップＳ３）。
【００２８】
図４は、熱処理プロセスにおけるシリコンウェーハ１３の温度変化の一例を示すグラフである。図４において横軸は時間、縦軸は温度を表している。以後説明するグラフについても同様である。
【００２９】
図４に示すように、本実施形態では、シリコンウェーハ１３の温度をＶ字昇降させている。具体的には、赤外線ランプ１４によってシリコンウェーハ１３を温度Ｔ１から温度Ｔ２（＞Ｔ１）まで昇温させる昇温区間Ｈと、シリコンウェーハ１３を温度Ｔ２から温度Ｔ１まで降温させる降温区間Ｃからなる昇降温プロセスＰが複数回繰り返される。したがって、温度Ｔ１は昇温区間Ｈの起点かつ降温区間Ｃの終点であり、温度Ｔ２は降温区間Ｃの起点かつ昇温区間Ｈの終点である。このような昇降温制御は、赤外線ランプ１４の出力を制御することによって行う。
【００３０】
温度Ｔ１，Ｔ２の値については熱処理の目的によるが、ＢＭＤを形成するための原子空孔注入であれば、温度Ｔ１は８００℃程度とすることが好ましく、温度Ｔ２は１２００℃程度とすることが好ましい。これは、８００℃を超える温度領域ではスリップ転位の伸展が生じやすいからであり、１２００℃程度まで加熱しないと高密度の原子空孔が注入されないからである。
【００３１】
ここで、図４に示すように、８００℃を超える温度領域においてはシリコンウェーハが一定温度に保持されることなく、常に昇降温が行われている。８００℃を超える温度領域は、スリップ転位が伸展しやすい温度であり、この温度領域において一定温度に保持されると、スリップ転位の伸展が顕著となる。つまり、シリコンの延性及び脆性遷移温度は６００℃近辺に存在するため、６００℃程度の温度では転位はほとんど伸展しない。そして、温度の上昇とともに転位の伸展速度は速くなり、８００℃以上になると種々の手法で評価できる程度まで伸展速度が上昇する。特に限定されるものではないが、本実施形態においては、温度Ｔ１が８００℃に設定されている。
【００３２】
このように、スリップ転位が伸展しやすい８００℃を超える温度領域においてシリコンウェーハを常に昇降温させていることから、サポートピン１６との接触部に生じている転位クラスタを起点としたスリップ転位の伸展が抑制される。
【００３３】
また、昇降温プロセスＰを１回だけ行うのではなく、複数回繰り返し行っていることから、原子空孔の注入に必要な温度領域を通過する積算時間を十分に確保することが可能となる。これにより、シリコンウェーハ１３に十分な高温熱履歴を与えることが可能となる。
【００３４】
また、特に限定されるものではないが、昇温区間Ｈにおける昇温レート及び降温区間Ｃにおける降温レートは、いずれも１０℃／ｓ以上、２００℃／未満であることが好ましい。これは、昇温レート及び降温レートが遅いほどスリップ転位の伸展が顕著となることから、１０℃／ｓ以上に設定することによりスリップ転位の伸展を効果的に抑制することが可能となるからであり、また、２００℃／ｓ以上であると十分な積算時間を確保するためには昇降温プロセスＰを多数回繰り返す必要が生じ、制御が複雑となるからである。しかも、昇温レートや降温レートを２００℃／ｓ以上とすると、チャンバ１２内でシリコンウェーハ１３が動いてしまい、その結果、サポートピン１６との衝突によってシリコンウェーハ１３が割れてしまう可能性もあるからである。
【００３５】
また、昇温レートをＲＨ、降温レートをＲＣとした場合、ＲＨ＜ＲＣに設定することが好ましい。これは、昇温時よりも降温時の方がスリップ転位の伸展が生じやすいため、降温レートＲＣを相対的に大きく設定することにより、スリップ転位の伸展を抑制できるからである。また、昇温レートＲＨを相対的に小さく設定することにより、原子空孔の注入に必要な温度領域を通過する積算時間が確保しやすくなる。
【００３６】
図３に戻って、Ｖ字昇降を行った後は赤外線ランプ１４による加熱を停止し、急速冷却を行う（ステップＳ４）。これにより、シリコンウェーハ１３の表層に存在する原子空孔は外部に拡散して消失し、内部のみに多量の原子空孔が凍結される。シリコンウェーハ１３の内部に凍結された原子空孔は、その後の熱処理によってＢＭＤを形成し、ゲッタリング効果をもたらす。
【００３７】
最後に、チャンバ１２からシリコンウェーハ１３を取り出せば（ステップＳ５）、一連の熱処理プロセスが完了する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、８００℃を超える温度領域で昇降温プロセスＰを複数回繰り返していることから、原子空孔の注入に必要な温度領域を通過する積算時間を十分に確保しつつ、サポートピン１６との接触部に生じている転位クラスタを起点としたスリップ転位の伸展を効果的に抑制することが可能となる。
【００３９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４０】
例えば、上記実施形態では温度Ｔ１を８００℃、温度Ｔ２を１２００度に設定しているが、８００℃を超える温度領域において常に昇降温を行う限り、昇温区間Ｈの起点かつ降温区間Ｃの終点温度であるＴ１や、降温区間Ｃの起点かつ昇温区間Ｈの終点である温度Ｔ２の値については限定されない。したがって、図５（ａ）に示すように、温度Ｔ１が８００℃を超える温度であっても構わないし、図５（ｂ）に示すように、温度Ｔ１が８００℃未満であっても構わない。
【００４１】
さらには、温度Ｔ１が一定温度であることも必須でなく、図６（ａ）に示すように、昇降温プロセスＰごとに変化させても構わない。図６（ａ）では、昇降温プロセスＰが進むにつれて、温度Ｔ１を上昇させている例を示している。同様に、温度Ｔ２についても一定温度であることも必須でなく、図６（ｂ）に示すように、昇降温プロセスＰごとに変化させても構わない。図６（ｂ）では、昇降温プロセスＰが進むにつれて、温度Ｔ２を上昇させている例を示している。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、昇温レートＲＨ及び降温レートＲＣを一定としているが、図７に示すように、昇温区間Ｈから降温区間Ｃへ切り替わる前後における温度変化を緩やかとしても構わない。換言すれば、シリコンウェーハ１３の温度が高い領域ほど、昇温レートＲＨ及び降温レートＲＣの少なくとも一方が小さくなるよう制御しても構わない。これによれば、原子空孔の注入に必要な温度領域を通過する積算時間が長くなることから、より短期間で十分な高温熱履歴を与えることが可能となる。しかも、高温領域における急速な温度変化は、シリコンウェーハ１３に割れが生じる危険性を高めるが、図７に示す温度制御を行えば、このような危険性も抑制することもできる。
【００４３】
また、上記実施形態では、シリコンウェーハ１３に原子空孔を注入するための熱処理を例に説明したが、本発明の対象となる熱処理がこれに限定されるものではなく、他の熱処理、例えば、シリコンウェーハ１３の表面にエピタキシャル層を形成するための熱処理に適用することも可能である。シリコンウェーハ１３の表面にエピタキシャル層を形成するための熱処理に適用する場合は、温度Ｔ１は８００℃程度とすることが好ましく、温度Ｔ２は１１００℃程度とすることが好ましい。また、昇温レートについては１５℃／ｓ程度とし、降温レートについては１０℃／ｓ程度とすればよい。さらには、本発明をＩＣデバイスの製造プロセスに含まれる熱処理に適用することも可能である。つまり、デバイスプロセス温度は、８００℃近辺の熱処理が多いため、本発明による熱処理方法を適用することでスリップの伸展が抑制され、その結果、ＩＣデバイスの歩留まりを高めることが可能となる。
【実施例】
【００４４】
評価用のシリコンウェーハとして、直径２００ｍｍ、酸素濃度Ｉｎ［Ｏｉ］＝１１．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（Ｏｌｄ  ＡＳＴＭ）のシリコンウェーハを複数枚用意し、図１に示したＲＴＡ装置１０と同様の構造を有するＲＴＡ装置内に投入し、それぞれ急速昇降温熱処理を行った。熱処理中に導入する不活性ガスは窒素ガスとした。
【００４５】
評価用のシリコンウェーハのうち実施例１〜３のサンプルについては、常温から８００℃まで加熱した状態でしばらく待機し、図４に示したように、温度Ｔ１を８００℃、温度Ｔ２を１２００℃として昇降温プロセスを複数回繰り返した。昇降温プロセスの繰り返し回数は、実施例１〜３のサンプルについてそれぞれ２回、３回、５回とし、いずれも昇温レートを５０℃／ｓ、降温レートを７５℃／ｓとした。いずれのサンプルにおいても、８００℃〜１２００℃の温度範囲では一定温度に保持することなく、常に昇温又は降温を行った。
【００４６】
一方、比較例１〜３として、図８に示すように昇降温プロセスの繰り返し回数を１回のみとし、実施例１〜３とそれぞれ等しい高温熱履歴が与えられるよう、所定の時間ｔだけ１２００℃に保持させて熱処理を行った。具体的には、昇降温プロセスを２回、３回、５回繰り返した実施例１〜３に対して、比較例１〜３のサンプルは、それぞれ１２００℃で４秒間、６秒間、１０秒間保持した。昇温レート及び降温レートについては、実施例１〜３と同様、それぞれ５０℃／ｓ及び７５℃／ｓとした。
【００４７】
熱処理が完了した後、シリコンウェーハをＲＴＡ装置から取り出し、サポートピンとの接触部を起点として伸展したスリップ転位の長さを測定した。測定は、二クロム酸カリウム、水及び沸酸の混合溶液に熱処理後のシリコンウェーハを５０分浸漬し、表裏面をエッチングした後、光学顕微鏡によりシリコンウェーハ表面のピット長を観察することにより行った。結果を図９に示す。
【００４８】
図９に示すように、等価的に同じ熱履歴を与えたシリコンウェーハ同士を比較すると、一定時間１２００℃に保持したサンプル（比較例）よりも、昇降温プロセスを複数回繰り返したサンプル（実施例）の方が、スリップ長が短いことが確認された。
【００４９】
また、各サンプルとも、その後８００℃で４時間及び１０００℃で１６時間の析出熱処理を行った。その結果、実施例１及び比較例１ではいずれも１．６×１０６個／ｃｍ３、実施例２及び比較例２ではいずれも１．９×１０６個／ｃｍ３、実施例３及び比較例３ではいずれも２．４×１０６個／ｃｍ３のＢＭＤが形成されており、対応する実施例と比較例とでＢＭＤ密度に差がないことが確認された。尚、ＢＭＤ密度の測定は、エッチング液にて２μｍの選択エッチングを施した後、光学顕微鏡でＢＭＤの蝕像をカウントすることにより行った。
【００５０】
次に、別の評価用のシリコンウェーハとして、直径２００ｍｍ、酸素濃度Ｉｎ［Ｏｉ］＝１５．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（Ｏｌｄ  ＡＳＴＭ）のシリコンウェーハを複数枚用意し、図１に示したＲＴＡ装置１０と同様の構造を有するＲＴＡ装置を用いて急速昇降温熱処理を行った。熱処理中に導入する不活性ガスは窒素ガスとした。熱処理は、上述した比較例３と同様、１２００℃で１０秒間保持することにより行った（図８参照）。昇温レート及び降温レートについては、下記の表１に示すとおり、各サンプル１〜９で異なるレートに設定した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
熱処理後、セコエッチング液に漬けこんで３分間撹拌し、表面に現れたスリップの長さを光学顕微鏡にて計測した。結果を図１０に示す。
【００５３】
図１０に示すように、昇温レート又は降温レートが８℃／ｓであるサンプル１，６においては非常に長いスリップが形成されていたが、昇温レート及び降温レートが１０℃／ｓ以上である他のサンプルでは、スリップ長がサンプル１，６の１／２〜１／３程度に激減した。これにより、昇温区間における昇温レート及び降温区間における降温レートをいずれも１０℃／ｓ以上とすることによって、昇温レートや降温レートを１０℃／ｓ未満とした場合と比べ、スリップ転位の伸展が効果的に抑制されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】熱処理を行うためのＲＴＡ装置１０の構造を示す模式図である。
【図２】シリコンウェーハ１３とサポートピン１６との接触位置を説明するための模式図である。
【図３】ＲＴＡ装置１０を用いた熱処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】熱処理プロセスにおけるシリコンウェーハ１３の温度変化の一例を示すグラフである。
【図５】熱処理プロセスにおけるシリコンウェーハ１３の温度変化の他の例を示すグラフである。
【図６】熱処理プロセスにおけるシリコンウェーハ１３の温度変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図７】熱処理プロセスにおけるシリコンウェーハ１３の温度変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図８】比較例によるシリコンウェーハの温度変化を示すグラフである。
【図９】スリップ転位の測長結果を示すグラフである。
【図１０】昇温レート及び降温レートとスリップ長との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１０      ＲＴＡ装置
１１      石英板
１２      チャンバ
１３      シリコンウェーハ
１３ａ    シリコンウェーハの裏面
１３ｂ    シリコンウェーハの主面
１４      赤外線ランプ
１５      石英テーブル
１６      サポートピン
１７      ガス導入口
１８      ガス排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010123588.tif 000006
【図４】
2010123588.tif 000007
【図５】
2010123588.tif 000008
【図６】
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【図７】
2010123588.tif 000010
【図８】
2010123588.tif 000011
【図９】
2010123588.tif 000012
【図１０】
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