JP2011171414A - シリコンウェーハの熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【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が提供される。
【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、前記ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給し、最高到達温度Ｔ１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７５℃／秒以上１２０℃／秒以下として急速加熱・急速冷却熱処理を行う。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

特開２００６−２６１６３２号公報 特表２００１−５０９３１９号公報 特開２０００−３１１５０号公報

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。

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。

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、前記ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給し、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７５℃／秒以上１２０℃／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。

前記ウェーハの表面に供給する酸素含有ガスの供給量は、前記ウェーハの裏面に供給する酸素含有ガスの供給量よりも多いことが好ましい。

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。

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。 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。 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。 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。 試験２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。

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、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にＲＴＰを施すものであり、前記ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給し、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７５℃／秒以上１２０℃／秒以下としてＲＴＰを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。

上記のように、ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給してＲＴＰを行うことにより、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。

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ため、ＢＭＤが成長するために必要な空孔が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。

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。

また、ウェーハの裏面にも酸素含有ガスを供給するため、ウェーハの裏面側における固溶酸素濃度を高めることができる。これにより、ウェーハの裏面側の強度が向上するため、当該ＲＴＰにおいて発生するスリップをさらに抑制することができる。

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。

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Ｆ_A（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Ｆ_B（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Ｆ_A及び第２の雰囲気ガスＦ_B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用いられる。また、前記第２の雰囲気ガスＦ_Bは、必要に応じてＲＴＰにおける冷却用ガスとしても用いられる。
本発明においては、ＲＴＰにおいて、第１の雰囲気ガスＦ_A、第２の雰囲気ガスＦ_B共に、酸素含有ガスを用いることを特徴とする。

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。

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Ｆ_Aを供給しつつ、ガス排出口２６から第１の雰囲気ガスＦ_Aを排出させ、かつ、ガス供給口２４から第２の雰囲気ガスＦ_Bを供給しつつ、ガス排出口２８から第２の雰囲気ガスＦ_Bを排出させる。そして、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Ｆ_Bの供給量を大きくさせて、所定の降温速度ΔＴｄ（℃／秒）でウェーハＷを急速冷却する。

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Ｆ_Aまたは第２の雰囲気ガスＦ_Bの流量の制御等により行う。

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。

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、前記ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給し、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７５℃／秒以上１２０℃／秒以下としてＲＴＰを行う。

前記ウェーハの表裏面に供給するガスが、非酸化性ガス（例えば、１００％不活性ガスや１００％水素ガス）である場合には、ウェーハ表面にシリコン酸化膜が形成されず、多量の格子間シリコンが生成されない。このため、ウェーハ表層部の結晶欠陥を効率的に消滅させることができず好ましくない。
また、この場合は、ウェーハ内に酸素が注入されず、逆に外方拡散するため、ウェーハの表層部における固溶酸素濃度が減少する。したがって、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難しい。
また、ウェーハの裏面側における固溶酸素濃度についても高めることができないため、ウェーハの裏面側の強度が向上せず、当該ＲＴＰにおいて発生するスリップを抑制することが難しい。

前記酸素含有ガスにおいては、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。

また、前記酸素含有ガス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。

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。

また、前記降温速度が７５℃／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１２０℃／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。

また、前記最高到達温度Ｔ１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。

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。

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。

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。

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。

前記ウェーハの表面に供給する酸素含有ガスの供給量は、前記ウェーハの裏面に供給する酸素含有ガスの供給量よりも多いことが好ましい。
このような構成とすることにより、ウェーハＷの表面Ｗ１に対する圧力が裏面Ｗ２に対する圧力よりも大きくなるため、ＲＴＰ中のサセプタ３２上におけるウェーハＷの移動が抑制されるため、当該ＲＴＰにおいて発生するスリップをより抑制することができる。また、サセプタ回転部３４によりウェーハＷを回転させる際、回転中のウェーハＷの飛びも防止することができる。

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１
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）に対して、シリコンウェーハの表裏面側に酸素１００％（流量１５ｓｌｍ）ガスを供給し、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３、比較例２，３）は、ウェーハの冷却速度を大きくするために、シリコンウェーハの裏面側に供給する酸素１００％ガスの流量を大きくした。

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までのウェーハのバルク部における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。

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。
以上の結果から、降温速度が７５℃／秒以上１２０℃／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１．０×１０¹⁰ｃｍ^-3レベル以上に高密度で成長させることができることが認められた。

（試験２）降温速度とＢＭＤ密度およびスリップ全長との関係２
シリコンウェーハの表面側に酸素１００％（流量１５ｓｌｍ）ガスを、シリコンウェーハの裏面側に酸素１００％（流量５ｓｌｍ）ガスをそれぞれ供給し、その他は、試験１と同様な条件でＲＴＰを行った。

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までのウェーハのバルク部における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２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５に、表２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。

表２および図５のグラフに示した結果から、試験１と同様に、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、試験１と同様に、降温速度が７５℃／秒以上１２０℃／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１．０×１０¹⁰ｃｍ^-3レベル以上に高密度で成長させることができることが認められた。

さらに、得られた結果を試験１と比較すると、前記ウェーハの裏面に供給する酸素含有ガスの供給量を前記ウェーハの表面に供給する酸素含有ガスの供給量より少なくすることにより、ＲＴＰにおけるスリップの低減効果があることが認められた。

（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３に評価結果を示す。

表３に示したように、酸素分圧が５０％以上であり、最高到達温度が１３００℃を超える場合（実施例８〜１０）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％（実施例１１，１２）であっても、ＬＳＴＤを６０％近く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７〜１０）、酸素分圧が５％（比較例１１，１２）、または、アンモニア雰囲気下（比較例１３）では、ＬＳＴＤの消滅率は小さいことが認められた。

１０ チャンバ部
２０ 反応管
３０ ウェーハ支持部
４０ ランプ

Claims (2)

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、
   前記ウェーハの表裏面に酸素含有ガスを供給し、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７５℃／秒以上１２０℃／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。
2. 前記ウェーハの表面に供給する酸素含有ガスの供給量は、前記ウェーハの裏面に供給する酸素含有ガスの供給量よりも多い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。

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