(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法により育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに対して、希ガス雰囲気中、第１の昇温速度で１３００℃以上シリコンの融点以下の第１の温度まで急速昇温し、前記第１の温度を保持した後、第１の降温速度で４００℃以上８００℃以下の第２の温度まで急速降温する第１の熱処理工程と、
前記第１の熱処理工程に続いて、前記希ガス雰囲気から酸素ガスを２０ｖｏｌ．％以上１００ｖｏｌ．％以下含有する酸素含有雰囲気に切り替えた後、第２の昇温速度で前記第２の温度から１２５０℃以上シリコンの融点以下の第３の温度まで急速昇温し、前記第３の温度で保持した後、第２の降温速度で前記第３の温度から急速降温する第２の熱処理工程と、
を備えた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】
前記第１の温度は１３００℃以上１３８０℃以下であり、前記第３の温度は１２５０℃以上１３８０℃以下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。
【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育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに対して熱処理を行うシリコンウェーハの熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの高集積化に伴い、その基板として用いられるシリコンウェーハに対する品質要求が厳しくなってきている。特に、シリコンウェーハのデバイス活性領域におけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減化が強く要求されている。
【０００３】
このようなＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥を低減する方法として、シリコンウェーハに高温の熱処理を施す技術が一般的に知られている。
その一例として、水素及び／または不活性ガス雰囲気下、１０００℃以上１３５０℃以下の温度で５０時間以下の熱処理を行った後、８００℃以上１３５０℃以下の温度範囲で５０時間以下の酸化熱処理を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、シリコン単結晶ウェーハに非酸化性雰囲気下で１１００〜１３００℃の温度の熱処理を１分以上加え、７００℃未満の温度に冷却することなく連続して酸化性雰囲気で７００〜１３００℃の温度の熱処理を１分以上加えることにより表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン単結晶ウェーハを作製する技術が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
また、近年において、ウェーハ表層部がきわめて低欠陥のシリコンウェーハを高生産性でかつ簡単に作製する技術として、シリコンウェーハに、急速加熱・急速冷却熱処理（ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を施す技術が知られている。
【０００６】
その一例として、酸素濃度が１１〜１７×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（ＡＳＴＭＦ１２１−７９）のシリコン単結晶より採取した基板用素材を用い、窒素を９０％以上含有する雰囲気で昇温して１１００〜１２８０℃で０〜６００秒の加熱を施した後、酸素を１０％以上含有する雰囲気に変更して１００〜２５℃／秒の冷却速度で降温する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【０００７】
その他の一例として、ＲＴＰ装置内の温度を第１温度（例えば、１１２０℃〜１１８０℃）まで所定の第１温度上昇率で急激に増加させ、第１温度で一定時間維持し、次に、第２温度（例えば、８００℃）まで所定の第１温度下降率で急激に減少させ、第２の温度で一定時間維持した後、第１温度より高い第３温度（例えば、１２００℃〜１２３０℃）まで所定の第２温度上昇率で急激に増加させ、第３温度で一定時間維持する技術が知られている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２６０６７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４２７５号公報
【特許文献３】特開２００３−１１５４９１号公報
【特許文献４】特開２００５−８６１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２に記載の熱処理技術は、熱処理時間が長時間となるため、生産性が悪く、更に、熱処理時にスリップが発生しやすいという問題があるため好ましいものではなかった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の熱処理技術は、窒素を９０％以上含有する雰囲気中で行うため、シリコンウェーハの表面に窒化膜が形成されてしまい、そ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、製造工程が増加するため好ましいものではなかった。
【００１１】
また、特許文献４に記載の熱処理技術は、シリコンウェーハの表面付近領域に存在する酸素析出物の核の除去、シリコンウェーハのバルク領域に存在する酸素析出物の核形成の加速化及びその成長を目的とするものであり、シリコンウェーハのデバイス活性領域におけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減には限界があるものであった。
【００１２】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、急速加熱・急速冷却熱処理時におけるスリップの発生を抑制しつつ、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることができ、加えて、急速加熱・急速冷却熱処理後、得られるシリコンウェーハの表面荒れも改善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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わ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育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに対して、希ガス雰囲気中、第１の昇温速度で１３００℃以上シリコンの融点以下の第１の温度まで急速昇温し、前記第１の温度を保持した後、第１の降温速度で４００℃以上８００℃以下の第２の温度まで急速降温する第１の熱処理工程と、前記第１の熱処理工程に続いて、前記希ガス雰囲気から酸素ガスを２０ｖｏｌ．％以上１００ｖｏｌ．％以下含有する酸素含有雰囲気に切り替えた後、第２の昇温速度で前記第２の温度から１２５０℃以上シリコンの融点以下の第３の温度まで急速昇温し、前記第３の温度で保持した後、第２の降温速度で前記第３の温度から急速降温する第２の熱処理工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記第１の温度は１３００℃以上１３８０℃以下であり、前記第３の温度は１２５０℃以上１３８０℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、急速加熱・急速冷却熱処理時におけるスリップの発生を抑制しつつ、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることができ、加えて、急速加熱・急速冷却熱処理後、得られるシリコンウェーハの表面荒れも改善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。
【００１６】
したがって、本発明に係る熱処理を施したシリコンウェーハは、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】
【００１７】
【図１】本発明のシリコンウェーハの熱処理方法に用いられるＲＴＰ装置の一例の概要を示す断面図である。
【図２】本発明に係わるシリコンウェーハの熱処理方法に適用される急速加熱・急速冷却熱処理の熱処理シーケンスを示す概念図である。
【図３】本発明のＬＳＴＤ密度が低減されるメカニズムを説明するための概念図である。
【図４】試験３の各条件におけるマイクロラフネスの結果図である。
【図５】試験５での急速加熱・急速冷却熱処理後の各条件におけるＴｏｔａｌスリップ長の発生状況を示す結果図である。
【図６】試験６での急速加熱・急速冷却熱処理後の各条件におけるＴｏｔａｌスリップ長の発生状況を示す結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のシリコンウェーハの熱処理方法に用いられるＲＴＰ装置の一例の概要を示す断面図である。
【００１９】
本発明のシリコンウェーハの熱処理方法に用いられるＲＴＰ装置１０は、図１に示すように、雰囲気ガス導入口２０ａ及び雰囲気ガス排出口２０ｂを備えた反応管２０と、反応管２０の上部に離間して配置された複数のランプ３０と、反応管２０内の反応空間２５にウェーハＷを支持するウェーハ支持部４０とを備える。ウェーハ支持部４０は、ウェーハＷの外周部を支持する環状のサセプタ４０ａと、サセプタ４０ａを支持するステージ４０ｂとを備える。反応管２０は、例えば、石英で構成されている。ランプ３０は、例えば、ハロゲンランプで構成されている。サセプタ４０ａは、例えば、シリコンで構成されている。ステージ４０ｂは、例えば、石英で構成されている。
【００２０】
図１に示すＲＴＰ装置１０を用いてウェーハＷに対して、ＲＴＰを行う場合は、反応管２０に設けられた図示しないウェーハ導入口より、ウェーハＷを反応空間２５内に導入し、ウェーハ支持部４０のサセプタ４０ａ上にウェーハＷを支持し、雰囲気ガス導入口２０ａから後述する雰囲気ガスを導入すると共に、図示しない回転手段によりウェーハＷを回転させながら、ランプ３０によりウェーハＷ表面に対してランプ照射をすることで行う。なお、このＲＴＰ装置１０における反応空間２５内の温度制御は、ウェーハ支持部４０のステージ４０ｂに埋め込まれた複数の放射温度計５０によってウェーハＷの下部のウェーハ径方向におけるウェーハ面内多点（例えば、９点）の平均温度を測定し、その測定された温度に基づいて複数のハロゲンランプ３０の制御（各ランプの個別のＯＮ−ＯＦＦ制御や、発光する光の発光強度の制御等）を行う。
【００２１】
次に、本発明に係わるシリコンウェーハの熱処理方法について図面を参照して説明する。
本発明に係わ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育成したシリコン単結晶インゴットからスライスされたシリコンウェーハに対して、所定の製造条件によりＲＴＰを行う。
【００２２】
チョクラルスキー法によるシリコン単結晶インゴットの育成は周知の方法にて行う。
すなわち、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上方から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引上げ、所望の直径まで拡径して直胴部を育成することでシリコン単結晶インゴットを製造する。
【００２３】
こうして得られたシリコン単結晶インゴットは、周知の方法によりシリコンウェーハに加工される。
すなわち、シリコン単結晶インゴットを内周刃又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、研磨等の加工工程を経て、シリコンウェーハを製造する。なお、ここで記載された加工工程は例示的なものであり、本発明は、この加工工程のみに限定されるものではない。
【００２４】
次に、製造されたシリコンウェーハに対して、所定の製造条件によりＲＴＰを行う。
図２は、本発明に係わるシリコンウェーハの熱処理方法に適用されるＲＴＰの熱処理シーケンスを示す概念図である。
【００２５】
本発明に係わ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は、所望の温度Ｔ0（例えば、５００℃）で保持された図１に示すようなＲＴＰ装置１０の反応管２０内に前記製造されたシリコンウェーハを設置し、第１のガス雰囲気中、第１の昇温速度ΔＴｕ1で、第１の温度Ｔ1まで急速昇温し、前記第１の温度Ｔ1を所定時間ｔ1保持した後、第１の降温速度ΔＴｄ1で、第２の温度Ｔ2まで急速降温し、第２の温度Ｔ2を保持する第１の熱処理工程と、この第１の熱処理工程に続いて、前記第２の温度Ｔ2で、前記第１のガス雰囲気から第２のガス雰囲気に切り替えて、更に、第２の温度Ｔ2を保持した後、第２の昇温速度ΔＴｕ2で第２の温度Ｔ2から第３の温度Ｔ3まで急速昇温し、第３の温度Ｔ3を所定時間ｔ2保持した後、第２の降温速度ΔＴｄ2で第３の温度Ｔ3から急速降温する第２の熱処理工程とを備える。前記第２の温度Ｔ2での保持は所定時間ｔ3で行う。
【００２６】
前記第１の熱処理工程における第１のガス雰囲気は、希ガスであることが好ましい。
前記第１のガス雰囲気として窒素ガスを用いた場合には、ＲＴＰにおいてシリコンウェーハの表面に窒化膜が形成されてしまうため好ましくない。また、前記第１のガス雰囲気として水素ガスを用いた場合には、後述するガス雰囲気の切り替え時において、第２のガス雰囲気に含まれる酸素ガスと混合する可能性があり、爆発の危険性があるため好ましくない。
【００２７】
前記希ガスとしては、他のガスが含まれないガス雰囲気（希ガス１００％）であることがより好ましい。
例えば、前記希ガス雰囲気中に酸素が含まれている場合には、第１の熱処理工程において、シリコンウェーハ表面の酸素濃度が増加するため、当該表面に存在するＣＯＰの内壁に形成された内壁酸化膜に含まれる酸素がシリコンウェーハ内に溶解しにくくなるため、シリコンウェーハ表面のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。
前記希ガス雰囲気には、アルゴンガスが好適に用いられる。
【００２８】
第１の温度Ｔ1は、１３００℃以上シリコンの融点以下であることが好ましい。なお、ここでいう第１の温度Ｔ1は、図１に示すようなＲＴＰ装置１０内にウェーハＷを設置した場合において、ウェーハＷの下部のウェーハ径方向におけるウェーハ面内多点（本実施形態では９点）の平均温度のことをいう。
前記第１の温度Ｔ1が１３００℃未満である場合には、ＲＴＰにおけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。
前記第１の温度Ｔ1は、装置寿命の観点から１３００℃以上１３８０℃以下であることがより好ましい。
【００２９】
第２の温度Ｔ2は、４００℃以上８００℃以下であることが好ましい。
ここでいう第２の温度Ｔ2は、第１の温度Ｔ1と同様に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０内にウェーハＷを設置した場合において、ウェーハＷの下部のウェーハ径方向におけるウェーハ面内多点（本実施形態では９点）の平均温度のことをいう。
前記第２の温度Ｔ2が４００℃未満である場合には、ＲＴＰとしての生産性が悪くなるため好ましくない。前記第２の温度Ｔ2が８００℃を超える場合には、シリコンウェーハの表面荒れが大きくなるため好ましくない。
【００３０】
前記第２の熱処理工程における第２のガス雰囲気は、酸素ガスを２０ｖｏｌ．％以上１００ｖｏｌ．％以下含有する酸素含有雰囲気を用いることが好ましい。
なお、ここでいう「ｖｏｌ．％含有する」とは、図１を用いて説明すると反応管２０内に供給する際の酸素含有雰囲気中に含まれる酸素ガスの含有率（ｖｏｌ．％）のことをいう。
前記酸素ガスの含有率が２０ｖｏｌ．％未満である場合には、ＲＴＰにおけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。
前記酸素含有雰囲気中に含まれる酸素以外のガスは希ガスであることが好ましい。また、前記希ガスは、アルゴンガスを好適に用いることができる。
【００３１】
前記第１のガス雰囲気から前記第２のガス雰囲気に切り替えるタイミングは、前記第２の温度Ｔ2で行うことが好ましい。すなわち、前記ガスの切り替えを、８００℃を超える温度で行うとシリコンウェーハの表面荒れが大きくなるという問題があるため好ましくない。
なお、前記ガスの切り替えを８００℃以下で行うのであれば、第１の熱処理工程における降温時、又は、第２の熱処理工程における昇温時に行ってもよい。なお、前記ガスの切り替えが８００℃以下であっても、第１の熱処理工程の昇温時や、第２の熱処理工程の降温時で行う場合には、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい（前者の場合はシリコンウェーハ表面の酸素濃度が増加するため、後者の場合は導入される格子間シリコン（以下、ｉ−Ｓｉという）が少ないため）。
【００３２】
第３の温度Ｔ3は、１２５０℃以上シリコンの融点以下であることが好ましい。
なお、ここでいう第３の温度Ｔ3は、第１の温度Ｔ1と同様に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０内にウェーハＷを設置した場合において、ウェーハＷの下部のウェーハ径方向におけるウェーハ面内多点（本実施形態では９点）の平均温度のことをいう。
前記第３の温度Ｔ3が１２５０℃未満である場合には、ＲＴＰにおけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。
前記第３の温度Ｔ3は、装置寿命の観点から１３００℃以上１３８０℃以下であることがより好ましい。
【００３３】
次に、本発明のＬＳＴＤ密度が低減されるメカニズムについて図３を用いて考察する。
第１の熱処理工程で、希ガス雰囲気中でＲＴＰを行うと、シリコンウェーハの表面の酸素は外方拡散されると共に、１３００℃以上シリコンの融点以下の高温時においてＣＯＰの内壁酸化膜に含まれる酸素がシリコンウェーハ内に溶解する（図３（ａ））。この状態で第２の熱処理工程において、雰囲気ガスを酸素ガスが２０ｖｏｌ．％以上１００ｖｏｌ．％以下含有する酸素含有雰囲気に切り替えることで、シリコンウェーハ内に急激に酸素が固溶し、かつ、ｉ−Ｓｉが多く導入される（図３（ｂ））。このｉ−Ｓｉが、前記内壁酸化膜が除去されたＣＯＰ内に埋まることによってＣＯＰが消滅し、いわゆるＤＺ（Ｄｅｎｕｔｅｄ  Ｚｏｎｅ）層が形成される（図３（ｃ））。
【００３４】
なお、形成されたＤＺ層には、前記固溶酸素（Ｏｉ）が残存する状態となる（図３（ｃ））。従って、前記ＤＺ層における固溶酸素濃度が高くなるため、ＲＴＰ後の熱処理（例えば、デバイス工程における熱処理）において、ウェーハ裏面等から発生した転位が前記固溶酸素によりピンニングされるため、転位の伸張を抑制することができる。
【００３５】
また、前記ＤＺ層はｉ−Ｓｉの導入により格子間シリコン過飽和の状態となるため、ＲＴＰ後の熱処理（例えば、デバイス工程における熱処理）において、前記ＤＺ層内に固溶酸素が再析出されるのを防止することができる。
【００３６】
第１の昇温速度ΔＴｕ1は、１０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
前記第１の昇温速度ΔＴｕ1が１０℃／ｓｅｃ未満である場合には、生産性が悪いという問題がある。また、前記第１の昇温速度ΔＴｕ1が１５０℃／ｓｅｃを超える場合には、急激すぎる温度変化に耐えられずシリコンウェーハにスリップが発生する問題がある。
【００３７】
第１の温度Ｔ1を保持する時間ｔ1は、１ｓｅｃ以上６０ｓｅｃ以下であることが好ましい。これより、生産性が高いＲＴＰを実現できる。
【００３８】
第１の降温速度ΔＴｄ1は、２０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
第１の降温速度ΔＴｄ1が２０℃／ｓｅｃ未満である場合は、ＲＴＰにおけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。第１の降温速度ΔＴｄ1が、１５０℃／ｓｅｃを超える場合には、急激すぎる温度変化に耐えられずシリコンウェーハにスリップが発生する問題がある。
【００３９】
第２の温度Ｔ2を保持する時間ｔ3は、１ｓｅｃ以上６０ｓｅｃ以下であることが好ましい。これより、生産性が高いＲＴＰを実現できる。
【００４０】
第２の昇温速度ΔＴｕ2は、２０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
前記第２の昇温速度ΔＴｕ2が２０℃／ｓｅｃ未満である場合には、ＲＴＰにおけるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の低減力を向上させることが難しい。また、前記第２の昇温速度ΔＴｕ2が１５０℃／ｓｅｃを超える場合には、急激すぎる温度変化に耐えられずシリコンウェーハにスリップが発生する問題がある。
【００４１】
第３の温度Ｔ3を保持する時間ｔ2は、１ｓｅｃ以上６０ｓｅｃ以下であることが好ましい。これより、生産性が高いＲＴＰを実現できる。
【００４２】
第２の降温速度ΔＴｄ2は、１０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
第２の降温速度ΔＴｄ2が１０℃／ｓｅｃ未満である場合は、生産性が悪いという問題がある。第２の降温速度ΔＴｄ2が、１５０℃／ｓｅｃを超える場合には、急激すぎる温度変化に耐えられずシリコンウェーハにスリップが発生するという問題がある。
【実施例】
【００４３】
次に、実施例により本発明の効果について具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（試験１）
ＣＺ法により、Ｐ型、結晶面方位（００１）、固溶酸素濃度［Ｏｉ］１．２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（１９７０−１９７９年度版Ｏｌｄ  ＡＳＴＭによる換算係数からの算出値）、抵抗２３〜２５Ω／ｃｍであるシリコン単結晶インゴットを作製した。
この際、窒化珪素膜で被膜されたシリコンウェーハを投入する窒素ドープ処理を行い、引上速度を平均で１．２ｍｍ／ｍｉｎに調整すると共に、シリコン単結晶の育成時に転位クラスタが発生しないように、引上速度Ｖと、１３００℃における結晶軸方向の温度勾配Ｇを制御することでＶ／Ｇを制御しながら引き上げを行った。
次に、得られたシリコン単結晶インゴットを、ワイヤソーによりウェーハ状に切断し、ベベル加工、ラッピング、エッチング、研磨を施して、両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
【００４４】
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、図２に示すような熱処理シーケンスにて、第１の温度Ｔ1及び第３の温度Ｔ3をそれぞれ振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。
【００４５】
その他の共通条件は下記の通りである。
・第１のガス雰囲気：アルゴン１００ｖｏｌ．％
・第２のガス雰囲気：酸素１００ｖｏｌ．％
・Ｔ0：５００℃
・Ｔ2：６００℃
・ΔＴｕ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｕ2：２５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ2：２５℃／ｓｅｃ
・ｔ1：１５ｓｅｃ
・ｔ2：１５ｓｅｃ
・ｔ3：１５ｓｅｃ
【００４６】
次に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、ＬＳＴＤ密度を測定した。ＬＳＴＤ密度は、レイテックス社製ＭＯ６０１を用い、レーザ波長を６８０ｎｍ、進入深さを５μｍに調整して測定した。また、ＲＴＰを行っていない研磨後のシリコンウェーハのＬＳＴＤ密度においても測定し、これを参考例とした。
更に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、Ｔｏｔａｌスリップ長を評価した。この評価はウェーハ全体をＸ線トポグラフィ（リガク社製ＸＲＴ３００、００４回折）で測定し、ウェーハ全体で確認された複数のスリップの各々の長さを測定し、すべてのスリップの長さの合計値をＴｏｔａｌスリップ長として評価した。
【００４７】
表１に、試験１の各条件におけるＬＳＴＤ密度の結果図を示す。
【００４８】
【表１】
0005542383.tif 000002
【００４９】
表１に示すように、第１の温度Ｔ1が１３００℃以上で、第３の温度Ｔ3が１２５０℃以上で、ＬＳＴＤ密度が大きく減少することが認められた。
また、Ｔｏｔａｌスリップ長については、すべての条件においてスリップの発生は認められず０ｍｍであった。
【００５０】
（試験２）
試験１と同様な方法で両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、図２に示すような熱処理シーケンスにて、第２のガス雰囲気の酸素含有量を１０％から１００％の範囲でそれぞれ振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。なお、第２のガス雰囲気の酸素以外のガスとしては、アルゴンガスを用いた。
【００５１】
なお、その他の共通条件は下記の通りである。
・第１のガス雰囲気：アルゴン１００ｖｏｌ．％
・Ｔ0：５００℃
・Ｔ2：６００℃
・Ｔ1、Ｔ3：１３００℃
・ΔＴｕ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｕ2：２５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ2：２５℃／ｓｅｃ
・ｔ1：１５ｓｅｃ
・ｔ2：１５ｓｅｃ
・ｔ3：１５ｓｅｃ
【００５２】
次に、急速加熱・急速冷却熱処理を行ったシリコンウェーハに対して、試験１と同様な方法で、ＬＳＴＤ密度及びＴｏｔａｌスリップ長を評価した。
【００５３】
表２に、試験２の各条件におけるＬＳＴＤ密度の結果図を示す。
【００５４】
【表２】
0005542383.tif 000003
【００５５】
表２に示すように、第２のガス雰囲気の酸素含有量（％）が２０ｖｏｌ．％以上１００ｖｏｌ．％以下で、ＬＳＴＤ密度が大きく減少することが認められた。
また、Ｔｏｔａｌスリップ長については、すべての条件においてスリップの発生は認められず０ｍｍであった。
【００５６】
（試験３）
試験１と同様な方法で両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、図２に示すような熱処理シーケンスにて、第２の温度Ｔ2を３００℃から９００℃の範囲でそれぞれ振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。
【００５７】
なお、その他の共通条件は下記の通りである。
・第１のガス雰囲気：アルゴン１００ｖｏｌ．％
・第２のガス雰囲気：酸素１００ｖｏｌ．％
・Ｔ0：５００℃
・Ｔ1、Ｔ3：１３００℃
・ΔＴｕ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ1：５０℃／ｓｅｃ
・ΔＴｕ2：２５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ2：２５℃／ｓｅｃ
・ｔ1：１５ｓｅｃ
・ｔ2：１５ｓｅｃ
・ｔ3：１５ｓｅｃ
【００５８】
次に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、表面粗さを測定した。ＡＦＭ（原子間力顕微鏡：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用い、測定範囲３μｍ□で評価した。また、試験１と同様な方法で、Ｔｏｔａｌスリップ長も評価した。
【００５９】
図４は、試験３の各条件におけるマイクロラフネスの結果図である。
図４の横軸は第２温度Ｔ2（℃）であり、縦軸は表面粗さ：ＲＭＳ（ｎｍ）である。
表１に示すように、第２の温度Ｔ2（℃）が８００℃以下で、表面粗さが大きく減少することが認められた。
また、Ｔｏｔａｌスリップ長については、すべての条件においてスリップの発生は認められず０ｍｍであった。
【００６０】
（試験４）
試験１と同様な方法で両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、図２に示すような熱処理シーケンスにて、第１の雰囲気から第２の雰囲気における切り替えタイミングを振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。
なお、その他の共通条件は実施例１と同様である。
次に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、試験１と同様な方法でＬＳＴＤ密度を、試験３と同様な方法で表面粗さをそれぞれ測定した。
【００６１】
表３に、試験４の各条件におけるＬＳＴＤ密度及び表面粗さの結果を示す。
【表３】
0005542383.tif 000004
【００６２】
表２に示すように、第１の温度保持Ｔ1時及び、第３の温度Ｔ3保持時にガス切り替えを行った場合には、ＬＳＴＤ密度も高く、表面粗さも悪化する傾向が認められた。
【００６３】
（試験５）
試験１と同様な方法で両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
【００６４】
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、第１の熱処理工程における降温速度トＴｄ1を振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。ＲＴＰにおける製造条件は下記の通りである。
【００６５】
・第１のガス雰囲気：アルゴン１００ｖｏｌ．％
・第２のガス雰囲気：酸素１００ｖｏｌ．％
・Ｔ0：５００℃
・Ｔ1、Ｔ3：１３００℃
・Ｔ2：６００℃
・ΔＴｕ1：７５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ1：１０〜１７０℃／ｓｅｃでの範囲で計１５条件
・ΔＴｕ2：２５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ2：２５℃／ｓｅｃ
・ｔ1：１５ｓｅｃ
・ｔ2：１５ｓｅｃ
・ｔ3：１５ｓｅｃ
【００６６】
次に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、試験１と同様な方法で、Ｔｏｔａｌスリップ長を評価した。
【００６７】
図５は、試験５でのＲＴＰ後の各条件におけるＴｏｔａｌスリップ長の発生状況を示す結果図である。
【００６８】
図５に示すように、第１の熱処理工程における第１の降温速度ΔＴｄ1が１５０℃／ｓｅｃを超えるとＴｏｔａｌスリップ長が急激に増加する傾向が認められた。
【００６９】
また、第１の降温速度ΔＴｄ1が２０℃／ｓｅｃ未満の場合には、ＬＳＴＤ密度の低減効果が低いことが確認された。これは、第１の降温速度ΔＴｄ1が遅いため、シリコン結晶中の酸素が再びＣＯＰの内壁に集まり、内壁酸化膜を形成してしまうため、第２の熱処理工程において、ｉ−Ｓｉを注入してもＣＯＰが消滅しにくくなっているためと考えられる。
【００７０】
従って、本発明においては、ＬＳＴＤ密度の低減効果が高く、かつ、スリップが発生しない第１の熱処理工程における第１の降温速度ΔＴｄ1は、２０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましいことが認められる。
なお、以上の結果のうち上限値（１５０℃／ｓｅｃ以下）については、第２の熱処理工程における第２の降温速度ΔＴｄ2にも、同様に適用することができるものと考えられる。
【００７１】
（試験６）
試験１と同様な方法で両面研磨された直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを作製した。
【００７２】
次に、図１に示すようなＲＴＰ装置１０を用いて、第２の熱処理工程における昇温速度ΔＴｕ2を振って、前記作製したシリコンウェーハのＲＴＰを行った。ＲＴＰにおける製造条件は下記の通りである。
【００７３】
・第１のガス雰囲気：アルゴン１００ｖｏｌ．％
・第２のガス雰囲気：酸素１００ｖｏｌ．％
・Ｔ0：５００℃
・Ｔ1、Ｔ3：１３００℃
・Ｔ2：６００℃
・ΔＴｕ1：７５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｄ1：２５℃／ｓｅｃ
・ΔＴｕ2：１０〜１７０℃／ｓｅｃでの範囲で計１５条件
・ΔＴｄ2：２５℃／ｓｅｃ
・ｔ1：１５ｓｅｃ
・ｔ2：１５ｓｅｃ
・ｔ3：１５ｓｅｃ
【００７４】
次に、ＲＴＰを行ったシリコンウェーハに対して、試験１と同様な方法で、Ｔｏｔａｌスリップ長を評価した。
【００７５】
図６は、試験６でのＲＴＰ後の各条件におけるＴｏｔａｌスリップ長の発生状況を示す結果図である。
【００７６】
図６に示すように、第２の熱処理工程における第２の昇温速度ΔＴｕ2が１５０℃／ｓｅｃを超えるとＴｏｔａｌスリップ長が急激に増加する傾向が認められる。
【００７７】
また、第２の昇温速度ΔＴｕ2が２０℃／ｓｅｃ未満の場合には、同様に、ＬＳＴＤ密度の低減効果が低いことが確認された。これは、第２の昇温速度ΔＴｕ2が遅いため、Ｓｉ結晶中の酸素が再びＣＯＰの内壁に集まり、内壁酸化膜を形成してしまうため、第２の熱処理工程において、格子間Ｓｉを注入してもＣＯＰが消滅しにくくなっているためと考えられる。
【００７８】
従って、本発明においては、ＬＳＴＤ密度の低減効果が高く、かつ、スリップが発生しない第２の熱処理工程における第２の昇温速度ΔＴｕ2は、２０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましいことが認められる。
なお、以上の結果のうち上限値（１５０℃／ｓｅｃ以下）については、第１の熱処理工程における第１の昇温速度ΔＴｕ1にも、同様に適用することができるものと考えられる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ＲＴＰ装置
２０  反応管
３０  ランプ
４０  ウェーハ支持部
【図１】
0005542383.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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