(57)【要約】【課題】異なる直径のシリコン基板を処理する横型熱処理において、生産性が高く、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハの製造方法及びシリコン単結晶ウェーハを提供する。【解決手段】ＣＺシリコン単結晶ウェーハに、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガスのいずれかの熱処理ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分のアニール処理を行なう製造方法であって、アニール処理を行なう横型熱処理炉内に配置された処理管内に、処理管の直径の７２％以下の直径を有するシリコン単結晶ウェーハを載置した、処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備する支持治具を、処理管内で遮蔽板が炉開口部側に位置するように炉開口部から搬入し、アニール処理を行なった後、支持治具を炉開口部から搬出することを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの製造方法及びシリコン単結晶ウェーハ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法により作製されたシリコン単結晶ウェーハに、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガスのいずれかの熱処理ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分のアニール処理を行なうシリコン単結晶ウェーハの製造方法であって、少なくとも、前記アニール処理を行なう横型熱処理炉内に配置された処理管内に、前記処理管の直径の７２％以下の直径を有するシリコン単結晶ウェーハを載置した、前記処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備する支持治具を、前記処理管内で前記遮蔽板が前記炉開口部側に位置するように、前記炉開口部から搬入し、前記アニール処理を行なった後、前記支持治具を前記炉開口部から搬出することを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記支持治具を前記処理管に搬入し又は前記処理管から搬出する時間内に前記処理管に導入する前記熱処理ガスの総量を、前記処理管の容積の５倍以上１０倍以下とすることを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記処理管に導入する前記熱処理ガスの流速を、２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記シリコン単結晶ウェーハの窒素濃度を、１×１０１３〜５×１０１５個／ｃｍ３とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記シリコン単結晶ウェーハの直径を、１５０ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法により製造されたシリコン単結晶ウェーハ。
【請求項７】
前記シリコン単結晶ウェーハは、表面の窪み欠陥の密度が２個／ｃｍ２以下のものであることを特徴とする請求項６に記載のシリコン単結晶ウェーハ。
【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て作製されたシリコン単結晶基板をアニール処理したシリコン単結晶ウェーハの製造方法及びシリコン単結晶ウェーハに関するものであり、特に高品質な表面及び表層を有するシリコン単結晶ウェーハを高生産性で製造する方法及びシリコン単結晶ウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の半導体デバイスの作製には、主にチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という）によって育成されたシリコン単結晶から作製した基板が用いられる。このようにＣＺ法で育成されたシリコン結晶中には、点欠陥の凝集体や石英製坩堝から混入する酸素に関連する欠陥が存在する。一般的に、生産性を高くするため、結晶成長速度が比較的大きめであり内部に空孔が優勢に存在するシリコン結晶が広く用いられている。この場合、結晶成長中に点欠陥である空孔の凝集体（ボイド）が形成される。また、この結晶から加工された研磨シリコン基板表面にボイドが露出した場合はＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ばれ、パーティクルカウンター等の検査装置で容易に検出される。特に、このＣＯＰやシリコン基板表面近傍のボイドは、半導体シリコンデバイスの耐圧特性を劣化させる。そのため、ボイド低密度やボイドフリーのシリコン基板が最近強く要求されてきている。これに対して、シリコン基板にアニール処理を施したシリコンアニールウェーハは、不活性ガス雰囲気下の高温熱処理により表面及び表層のＣＯＰ・ボイドを消滅・減少させたものであり、需要が最近急激に高まっている。この高温熱処理は、例えばアルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガスのいずれかの熱処理ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分のアニール処理を行なうものである。
【０００３】
このような熱処理を行なうためのバッチ式の熱処理装置としては、ウェーハを載置する支持治具（ボート）を水平に配置する横型熱処理炉と垂直に配置する縦型熱処理炉がある。いずれの熱処理炉においても、通常は熱処理するシリコン基板の直径に応じたサイズの熱処理炉を使用する。しかし、熱処理炉の兼用化等の要求のために、一つの熱処理炉で異なる直径のシリコン基板を熱処理する場合がある。このような場合は、縦型熱処理炉に比べて横型熱処理炉の方が効率的である。なぜなら、縦型熱処理炉では、異なる直径のシリコン基板を熱処理する場合には、シリコン基板を炉内の処理管に搬送するための搬送系の調整・交換とボート交換の両方を必要とするのに対して、横型熱処理炉ではボート交換のみで対応可能であるからである。この場合、炉内の処理管としてはその熱処理炉で熱処理するシリコン基板のうち最大直径のものに応じた内部直径のものを用いることが望ましい。
【０００４】
一方、横型熱処理炉において、シリコン基板を処理管に搬入、搬出する際に、処理管へのエアの巻き込みが生じ、所望しない酸化膜や不均一な面内膜厚分布の酸化膜が形成されることがあり、これを防止するためにボートに整流板を配置した横型熱処理炉が開示されている（例えば、特許文献１〜２）。このような対策を講じたとしても、近年需要の高まっている１５０ｍｍ以上のシリコン基板では効果が不十分なものとなっている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１３０４１８号公報
【特許文献２】特開平４−１６２５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、異なる直径のシリコン基板をアニール処理する横型熱処理において、生産性が高く、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハの製造方法及びシリコン単結晶ウェーハ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】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明は、チョクラルスキー法により作製されたシリコン単結晶ウェーハに、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガスのいずれかの熱処理ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分のアニール処理を行なうシリコン単結晶ウェーハの製造方法であって、少なくとも、前記アニール処理を行なう横型熱処理炉内に配置された処理管内に、前記処理管の直径の７２％以下の直径を有するシリコン単結晶ウェーハを載置した、前記処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備する支持治具を、前記処理管内で前記遮蔽板が前記炉開口部側に位置するように、前記炉開口部から搬入し、前記アニール処理を行なった後、前記支持治具を前記炉開口部から搬出することを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの製造方法を提供する（請求項１）。
【０００８】
このように、横型熱処理炉内の処理管の直径の７２％以下の直径を有するようなシリコン単結晶ウェーハの表面及び表層のＣＯＰ・ボイドを消滅、減少させるアニール処理を行なう場合に、それを載置するための支持治具（ボート）を、処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備するものとする。そして、処理管内で遮蔽板が炉開口部側に位置するように支持治具を炉開口部から搬入すれば、遮蔽板により炉内ガスの流れを整流でき、処理管への炉開口部からのエア（外気）の流入が抑制される。また、アニール処理を行なった後、支持治具を炉開口部から搬出する際も、遮蔽板により処理管への炉開口部からのエアの流入が抑制される。すなわち、搬入及び搬出時の処理管へのエアの流入が抑制されるので、横型熱処理炉で処理管と比較して小直径のウェーハをアニール処理する場合であっても、表面の窪み欠陥の発生が抑制され、表面及び表層のＣＯＰ・ボイドが減少・消滅した、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハを高生産性で製造できる。
【０００９】
この場合、前記支持治具を前記処理管に搬入し又は前記処理管から搬出する時間内に前記処理管に導入する前記熱処理ガスの総量を、前記処理管の容積の５倍以上１０倍以下とすることが好ましい（請求項２）。
このように、搬入又は搬出の時間内に処理管に導入する熱処理ガスの総量を、処理管の容積の５倍以上１０倍以下とすれば、搬入及び搬出時の処理管へのエアの流入が確実に防止される。
【００１０】
また、前記処理管に導入する前記熱処理ガスの流速を、２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい（請求項３）。
このように、処理管に導入する熱処理ガスの流速を２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下とすれば、搬入及び搬出時の処理管へのエアの混入が確実に防止され、また市販の質量流量制御器（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＭＦＣ）を用いて正確かつ安定した流速に制御することができる。
【００１１】
また、前記シリコン単結晶ウェーハの窒素濃度を、１×１０１３〜５×１０１５個／ｃｍ３とすることが好ましい（請求項４）。
このように、シリコン単結晶ウェーハの窒素濃度を１×１０１３〜５×１０１５個／ｃｍ３とすれば、ボイドの成長が抑えられるので、表面及び表層のＣＯＰ・ボイドがより少ない、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハを製造できる。
【００１２】
また、前記シリコン単結晶ウェーハの直径を、１５０ｍｍ以上とすることが好ましい（請求項５）。
このように、シリコン単結晶ウェーハの直径を、１５０ｍｍ以上とすれば、高品質の半導体デバイスを収率よく製造するのに適したシリコン単結晶ウェーハを製造できる。特に近年需要が高まっている２００ｍｍや３００ｍｍ、あるいはそれ以上の大直径シリコン単結晶ウェーハを製造できるし、また、このような大直径ウェーハと、それより小直径のウェーハとを同じ熱処理炉で処理でき、装置コストを低減できる。
【００１３】
また、本発明は、前記のいずれかの方法により製造されたシリコン単結晶ウェーハを提供する（請求項６）。
【００１４】
このように、前記のいずれかの方法により製造されたシリコン単結晶ウェーハであれば、表面の窪み欠陥が極めて少なく、ＣＯＰ・ボイドが減少・消滅した、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハとできる。
【００１５】
この場合、前記シリコン単結晶ウェーハは、表面の窪み欠陥の密度が２個／ｃｍ２以下のものとできる（請求項７）。
このように、本発明のシリコン単結晶ウェーハは、表面の窪み欠陥の密度が２個／ｃｍ２以下と極めて低密度のものとできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るシリコン単結晶ウェーハの製造方法あれば、横型熱処理炉で処理管と比較して小直径のウェーハをアニール処理する場合であっても、表面の窪み欠陥の発生が抑制され、表面及び表層のＣＯＰ・ボイドが減少・消滅した、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハを高生産性で製造できる。
また、本発明に係るシリコン単結晶ウェーハであれば、表面の窪み欠陥が極めて少なく、ＣＯＰ・ボイドが減少・消滅した、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について詳述する。
前述のように、表層部のＣＯＰ・ボイドを消滅・減少させるアニール処理を施したシリコンアニールウェーハの需要は急激に高まっているが、このアニール処理を行なう際に、特に近年需要が高まっている大直径ウェーハに対応するために、一つの横型熱処理炉で異なる直径のシリコン基板をアニール処理する場合がある。
【００１８】
しかし、シリコン基板の直径に対して内径の大きな処理管を用いてアニール処理を行なった場合に、アニールウェーハ表面に凹み形状欠陥（窪み欠陥）が発生する問題が生じた。この窪み欠陥は直径１０μｍ程度、深さ２〜３ｎｍ程度の欠陥であり、パーティクルカウンターではほとんど検出されず、光学顕微鏡や触針式形状測定器等で観察、測定が可能なものである。
【００１９】
この窪み欠陥は、シリコン基板をボートにより処理管内に搬入、搬出する際に処理管内の高温ガス雰囲気が炉開口部から放出されてガス圧が低下する等の理由によりエアが流入し、エアに含まれる水分や酸素に起因する酸化膜が基板表面に形成されることにより発生すると考えられ、炉開口部側に置かれたシリコン基板に発生しやすいものである。
【００２０】
本発明者らは、このような窪み欠陥が発生する条件について鋭意検討を行なった。そして、この窪み欠陥は、シリコン基板直径の処理管内径に対する比がある値より小さい場合に発生することを見出した。そして、従来の、横型熱処理炉の炉口側に整流板（バッフルとも呼ばれる）を配置することで、エア等の巻き込みを減少させ、酸化膜厚等の面内分布を改善する方法を応用できることに想到した。そして、処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備するウェーハ載置用支持治具を、処理管内で遮蔽板が炉開口部側に位置するようにすれば、処理管内部の断面積の５０％以上の断面積を有する遮蔽板により炉内ガスの流速を速めることでガスの流れを整流でき、炉開口部から搬入、搬出する際の炉開口部からのエア流入を抑制することで、炉内に流入するエア量を低減させ、窪み欠陥形成を抑制可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００２１】
以下では、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
本発明で熱処理するシリコン単結晶ウェーハは、従来のＣＺ法により育成されたシリコン単結晶から作製したものである。このシリコン単結晶は、生産性を高めるために結晶成長速度を比較的大きめにしたもので、内部に空孔が優勢に存在し、結晶中にボイドが形成されていることがある。この場合、シリコン単結晶を育成する際に窒素を添加し、窒素濃度を１×１０１３〜５×１０１５個／ｃｍ３とすることが好ましい。窒素濃度を１×１０１３個／ｃｍ３以上とすれば、ボイドの成長の抑制効果が明らかであり、５×１０１５個／ｃｍ３以下とすれば、単結晶引き上げ時の単結晶化の妨げとなったり、連続操業の不安定化を引き起こしたりすることもない。窒素の添加は、例えば石英坩堝に収容されたシリコン原料多結晶中に、予め表面に窒化膜が形成されたシリコン基板等の窒化物を投入しておくことにより容易に行うことができる。そしてこうして育成したシリコン単結晶を通常用いられる方法によりスライス切断した後に表面を研削、研磨し、シリコン単結晶ウェーハを作製する。
【００２３】
なお、育成するシリコン単結晶の直径を１５０ｍｍ以上とし、そこから作製するシリコン単結晶ウェーハの直径を１５０ｍｍ以上とすることが好ましい。このようにすれば、高品質の半導体デバイスを収率よく製造するのに適したシリコン単結晶ウェーハを製造できる。特に近年需要が高まっている２００ｍｍや３００ｍｍ、あるいはそれ以上の大直径シリコン単結晶ウェーハを製造できる。
【００２４】
次に、このようにして作製されたシリコン単結晶ウェーハに、表層部のＣＯＰ・ボイドを消滅・減少させるアニール処理を行なう。このアニール処理は、例えば、アルゴンガス、水素ガス、またはこれらの混合ガスのいずれかの熱処理ガス雰囲気下、１１００〜１３５０℃の温度で１０〜６００分だけ行なうというものである。
【００２５】
ここで、このアニール処理を行なう横型熱処理炉について説明する。図１は、本発明で用いる横型熱処理炉の一例を示す断面概略図である。この横型熱処理炉１０は、例えば耐熱性の高い炭化ケイ素からなる処理管１と、それを囲むように配置された抵抗加熱体等のヒーター２とからなる。処理管１はシリコン単結晶ウェーハを搬入、搬出するための炉開口部３と、炉開口部３を閉塞するための例えば炭化ケイ素からなるキャップ４と、前述の熱処理ガスを処理管１に導入するためのガス導入口５とからなる。ガス導入口５は熱処理ガスを供給するガス供給装置６に接続されており、ガス供給装置６によりガス導入口５から導入されるガスの流速は、図示しないＭＦＣを用いて制御することができる。
【００２６】
処理管の内径は、アニール処理するシリコン単結晶ウェーハのうち最大直径のものに応じた内径のものを用いる。例えば、直径２００ｍｍのウェーハをアニール処理する場合には、例えば処理管の内径を２７０ｍｍのものを用いることができる。しかし、この熱処理炉を用いて例えば直径１５０ｍｍのウェーハのアニール処理を行なおうとする場合、ウェーハの直径は処理管の内径の５６％であるので、このままアニール処理を行なうとウェーハ表面に窪み欠陥が発生する。
【００２７】
本発明では、このような処理管の直径の７２％以下の直径を有するウェーハをアニール処理する場合には、前記処理管内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する遮蔽板を少なくとも一端に具備するボートにウェーハを載置して、処理管内で遮蔽板が炉開口部側に位置するように炉開口部から処理管へ搬入し、アニール処理後搬出するので、エアの流入が抑制され、窪み欠陥が発生しないようにできる。ここで、ウェーハの直径が処理管の直径の７２％より大きければウェーハ自身の整流効果により遮蔽板を具備しなくてもエアの流入がある程度抑制される。また、遮蔽板の断面積が処理管内部の断面積の５０％未満であれば十分な整流効果が得られず、エアの流入の抑制効果が十分なものとならない。なお、遮蔽板はボートの少なくとも一端に具備されるが、より整流効果を高めるために、例えばボートの両端や、載置されるウェーハの間にも具備させてもよい。また図１では遮蔽板を１枚としているが、５〜１０枚くらい並べるとより効果的である。
【００２８】
以下、ウェーハの搬入、アニール処理、搬出の各工程について説明する。
まず、遮蔽板８を一端に備えたボート９にウェーハ７を載置する。ボート９は、従来の横型熱処理炉で用いられるボートなら特に限定はされず、遮蔽板８も、処理管１の内部の断面積の５０％以上１００％未満の断面積を有する板状のものであれば形状等特に限定はされない。また、いずれも石英や炭化ケイ素からなるものとできるが、シリコンからなるものであれば、耐熱性が十分であり、ウェーハに対する汚染源とならない高純度のものとできるので好ましい。特に、遮蔽板８として、例えばシリコン単結晶ウェーハを用いれば、極めて高純度のものが用意できるのでより好ましい。
【００２９】
ウェーハの搬入前には、処理管１はキャップ４により閉塞されており、内部にはガス供給装置６から供給される熱処理ガスがガス導入口５から所定の流速で導入されており、ヒーター２により７００〜９００℃程度に加熱されている。
【００３０】
そして、キャップ４を取り外し、ウェーハ７を載置したボート９を、処理管内で遮蔽板８が炉開口部３側に位置するように炉開口部３から搬入する。このとき、遮蔽板８により炉内ガスの流れを整流でき、炉開口部３からのエアの流入が抑制される。この搬入に掛かる時間内に処理管１に導入する熱処理ガスの総量を、処理管の容積の５倍以上１０倍以下とすれば、搬入時の処理管１へのエアの混入が確実に防止されるので好ましい。このような総量にするには、ＭＦＣを用いて熱処理ガスの流速を２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下に制御すればよい。なお、通常、搬入は１０〜２０分程度の時間で完了できる。
【００３１】
そして、ボート９の搬入終了後、キャップ４を取り付けて処理管１を閉塞し、ヒーター２の出力を増加させ、炉内温度を１１００〜１３５０℃として１０〜６００分のアニール処理を行なう。処理温度及び処理時間は上記範囲内で適宜設定することができるが、例えば１２００℃で１時間程度とすることができる。アニール処理中に導入する熱処理ガスの流速も、２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下とすることができる。
【００３２】
そして、アニール処理終了後、ヒーター２の出力を減少させ、炉内温度を７００〜９００℃として、キャップ４を取り外し、ウェーハ７を載置したボート９を搬出する。このときも、遮蔽板８により炉内ガスの流れを整流でき、炉開口部３からのエアの流入が抑制される。この搬入に掛かる時間内に処理管１に導入する熱処理ガスの総量も、処理管の容積の５倍以上１０倍以下とすることが好ましい。このような総量にするには、前述のようにＭＦＣを用いて熱処理ガスの流速を２５ｌ／ｍｉｎ以上６０ｌ／ｍｉｎ以下に制御すればよい。なお、通常、搬出も１０〜２０分程度の時間で完了できる。
【００３３】
このようにしてアニール処理したシリコン単結晶ウェーハは、表面の窪み欠陥が極めて少なく、ＣＯＰ・ボイドが減少・消滅した、高品質な表層部を有するシリコン単結晶ウェーハとなり、表面の窪み欠陥の密度が２個／ｃｍ２以下と極めて低密度のものとできる。窪み欠陥の密度については、例えば光学顕微鏡で観察することにより測定することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に本発明の実施例及び比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１、比較例１）
内径２７０ｍｍの処理管において、直径１５０ｍｍ、窒素濃度５×１０１３個／ｃｍ３のシリコン単結晶ウェーハを、アルゴン雰囲気下、１２００℃の温度で１時間のアニール処理をした場合の、シリコンの遮蔽板がある場合とない場合での窪み欠陥密度を顕微鏡観察により調べた。遮蔽板はボートの一端にのみ設け、その直径は２００ｍｍであり、その断面積は処理管内部の断面積に対して約５５％程度であった。なお、アルゴンガスの流速は２５ｌ／ｍｉｎで一定とした。比較例１の遮蔽板のない場合の欠陥密度が２０個／ｃｍ２であったのに対して、実施例１の遮蔽板のある場合は２個／ｃｍ２以下となった。
【００３５】
（実施例２、比較例２）
内径２８０ｍｍの処理管において、直径２００ｍｍ、窒素濃度５×１０１３個／ｃｍ３のシリコン単結晶ウェーハを、アルゴン雰囲気下、１２００℃の温度で１時間のアニール処理をした場合の、シリコンの遮蔽板がある場合とない場合での窪み欠陥密度を顕微鏡観察により調べた。遮蔽板はボートの一端にのみ設け、その直径は２０７ｍｍであり、その断面積は処理管内部の断面積に対して約５５％程度であった。なお、アルゴンガスの流速は２５ｌ／ｍｉｎで一定とした。比較例１の遮蔽板のない場合の欠陥密度が７個／ｃｍ２であったのに対して、実施例１の遮蔽板のある場合は２個／ｃｍ２以下となった。
【００３６】
（比較例３）
比較のため、内径２７０ｍｍの処理管において、直径２００ｍｍ、窒素濃度５×１０１３個／ｃｍ３のシリコン単結晶ウェーハを、アルゴン雰囲気下、１２００℃の温度で１時間のアニール処理をした場合の、シリコンの遮蔽板がない場合での窪み欠陥密度を顕微鏡観察により調べた。なお、アルゴンガスの流速は２５ｌ／ｍｉｎで一定とした。しかし、この場合はウェーハの直径が処理管の内径の約７４％であり、窪み欠陥は観察されなかった。
【００３７】
（比較例４）
比較のため、内径２７０ｍｍの処理管において、直径１５０ｍｍ、窒素濃度５×１０１３個／ｃｍ３のシリコン単結晶ウェーハを、アルゴン雰囲気下、１２００℃の温度で１時間のアニール処理をした場合の、断面積の小さいシリコンの遮蔽板がある場合での窪み欠陥密度を顕微鏡観察により調べた。遮蔽板はボートの一端にのみ設け、その直径は１８０ｍｍであり、その断面積は処理管内部の断面積に対して約４４％程度であった。なお、アルゴンガスの流速は２５ｌ／ｍｉｎで一定とした。この場合、遮蔽板がある場合でも窪み欠陥密度が２０個／ｃｍ２であった。
【００３８】
（実施例３、４、比較例５）
内径２２４ｍｍの処理管において、直径１５０ｍｍ、窒素濃度は５×１０１３個／ｃｍ３のシリコン単結晶ウェーハを、アルゴン雰囲気下、１２００℃の温度で１時間のアニール処理をする際に、ウェーハを処理管に搬入、搬出する際のアルゴンガスの流速を変えた場合のそれぞれの窪み欠陥密度を顕微鏡観察により調べた。シリコンの遮蔽板はボートの一端にのみ設け、その直径は１６０ｍｍであり、その断面積は処理管内部の断面積に対して約５１％程度であった。搬入、搬出時間はいずれも約１７分であり、処理管の容積は約１０１リットルであった。アルゴンガスの流速を２０ｌ／ｍｉｎ（比較例５）、３０ｌ／ｍｉｎ（実施例３）、４０ｌ／ｍｉｎ（実施例４）とした場合の窪み欠陥密度、搬入時間内の導入ガス総量、導入ガス総量と処理管の容積との比を表１に示す。なお、各実施例とも、窪み欠陥密度については、アニール処理したウェーハのうち３つのサンプルを選び、その平均値を示した。その結果、導入ガス総量が多くなるほど窪み欠陥の平均密度が低下した。特にガス総量と処理管容積の比が約６．７の場合には、欠陥の平均密度が０．２５個／ｃｍ２にまで低下した。従って、ガス総量が処理管容積の５倍以上となるようにガスを流せば窪み欠陥を特に低減できることが判った。但し、１０倍程度流せば十分であり、それ以上流してもコスト上の問題が発生する。
【００３９】
【表１】
2005276875.tif 000002
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明で用いる横型熱処理炉の一例を示す断面概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…処理管、  ２…ヒーター、  ３…炉開口部、  ４…キャップ、  ５…ガス導入口、
６…ガス供給装置、  ７…シリコン単結晶ウェーハ、  ８…遮蔽板、  ９…ボート、
１０…横型熱処理炉。
【図１】
2005276875.tif 000003