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特開2022-37415アニール処理方法、微細立体構造形成方法及び微細立体構造
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022037415
(43)【公開日】2022-03-09
(54)【発明の名称】アニール処理方法、微細立体構造形成方法及び微細立体構造
(51)【国際特許分類】
H01L 21/268 20060101AFI20220302BHJP
【ＦＩ】
H01L21/268 J
H01L21/268 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020141542
(22)【出願日】2020-08-25
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、中小企業庁、「戦略的基盤技術高度化支援事業 ミニマルレーザ水素アニール装置と原子レベルアンチエイリアス（ＡＡＡ）技術の研究開発」支援事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(71)【出願人】
【識別番号】591023734
【氏名又は名称】坂口電熱株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】金森 義明
(72)【発明者】
【氏名】中山 吉之
(72)【発明者】
【氏名】千葉 貴史
(72)【発明者】
【氏名】寺田 昌男
(72)【発明者】
【氏名】濱田 健吾
(72)【発明者】
【氏名】原 史朗
(72)【発明者】
【氏名】クンプアン ソマワン
(72)【発明者】
【氏名】石田 夕起
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 和重
(72)【発明者】
【氏名】田中 宏幸
(72)【発明者】
【氏名】加瀬 雅
(57)【要約】 （修正有）
【課題】サイクルタイムが短いアニール処理方法、アニール処理により表面が平滑化した微細立体構造及びその形成方法を提供する。
【解決手段】アニール処理装置１は、レーザ加熱によりウエハＷを短時間で高温に、例えば、１秒以内で１０００℃以上に加熱することができる。また、レーザ加熱によりウエハを集中的に加熱し、チャンバー１１等の周辺部材の加熱が抑えられるため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間が短く、アニール処理のサイクルタイムが短い。直径が４インチ以下のウエハは、体積が小さいため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間を短くすることができる。
【選択図】図１
【解決手段】アニール処理装置１は、レーザ加熱によりウエハＷを短時間で高温に、例えば、１秒以内で１０００℃以上に加熱することができる。また、レーザ加熱によりウエハを集中的に加熱し、チャンバー１１等の周辺部材の加熱が抑えられるため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間が短く、アニール処理のサイクルタイムが短い。直径が４インチ以下のウエハは、体積が小さいため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間を短くすることができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコンウエハに対し、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で、内接円の直径が前記シリコンウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるレーザを照射してアニール処理を施すことを特徴とするアニール処理方法。
【請求項2】
前記シリコンウエハ上面の表面粗さ（ＲＭＳ）を１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のアニール処理方法。
【請求項3】
前記シリコンウエハを１０００℃以上に加熱することを特徴とする請求項１または２に記載のアニール処理方法。
【請求項4】
水素ガス圧力が１０ｋＰａ以上の条件下で行うことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のアニール処理方法。
【請求項5】
前記シリコンウエハの直径が、４インチ以下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アニール処理方法。
【請求項6】
金属製のチャンバー内で行うことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のアニール処理方法。
【請求項7】
ガス流量が、チャンバーの体積（Ｖ）に対して０．１Ｖ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のアニール処理方法。
【請求項8】
微細凹部が形成されたシリコンウエハに対し、請求項１～７のいずれかに記載のアニール処理方法を施し、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）を、１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする微細立体構造形成方法。
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）を、１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする微細立体構造形成方法。
【請求項9】
前記微細凹部の上縁角の曲率半径を、０．９μｍ以上とすることを特徴とする請求項８に記載の微細立体構造形成方法。
【請求項10】
前記微細凹部の底縁角の曲率半径を、１．４μｍ以上とすることを特徴とする請求項８または９に記載の微細立体構造形成方法。
【請求項11】
前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする請求項８または９に記載の微細立体構造形成方法。
【請求項12】
シリコンウエハ上に微細凹部が形成されており、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする微細立体構造。
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする微細立体構造。
【請求項13】
前記微細凹部の上縁角が、曲率半径０．９μｍ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の微細立体構造。
【請求項14】
前記微細凹部の底縁角が、曲率半径１．４μｍ以上であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の微細立体構造。
【請求項15】
前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする請求項１２または１３に記載の微細立体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ加熱によるアニール処理方法と、アニール処理による微細立体構造形成方法と微細立体構造に関する。
【背景技術】
【0002】
高温状態におけるＳｉ結晶表面では、原子の表面自己拡散が活発になる。特に、水素雰囲気下、またはアルゴン（不活性ガス）雰囲気下で高温加熱（水素アニール処理、またはアルゴンアニール処理。以下、アニール処理ともいう）することにより、Ｓｉの融点（１４１４℃）以下の温度でも、Ｓｉ原子は表面エネルギーの高い状態から低い状態へ移動することが知られている。すなわち、アニール処理により、Ｓｉ原子は、表面積を小さくする方向へ移動し、結晶表面は平滑化（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）して、面が平坦化（ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ）するとともに、角が丸くなる（ｒｏｕｎｄｉｎｇ）。
【0003】
アニール処理を施すことにより、表面に無欠陥層を生成したアニールシリコンウエハが知られている。アニール処理は、石英製のチャンバー内に被処理物を載置し、チャンバーの外部に設置したヒータを用いてチャンバーごと加熱することにより行われている。ヒータを利用してチャンバーごと加熱するアニール処理は、昇温、降温に時間がかかるため、チャンバー内にシリコンウエハを載置し、アニール処理を行い、チャンバーからシリコンウエハを取り出すまでのサイクルタイムが長いという問題がある。
さらに、水素ガスは、高温になるほど速い速度で石英をエッチングする作用を有しているため、水素アニール中に石英（チャンバー）がエッチングされ、石英中に含まれる微量の金属不純物が、ウエハを汚染してしまう場合がある。この汚染を防ぐために、例えば、特許文献１には、石英ガラス質熱処理用治具を、使用する前にフッ化水素酸溶液でエッチングする方法、特許文献２には、ウエハ載置部とチャンバーの間に隔壁を設け、水素ガスに運ばれる不純物とウエハとの接触を抑える方法、特許文献３には、１１００～１３００℃で熱処理を行なった後、水素ガス濃度が２５％未満のエッチングが生じない雰囲気下で１０００℃以下の温度まで降温する方法、が提案されている。
しかし、半導体デバイスの微細化が進むにつれて、これらの方法では不純物濃度低減の要求に対応することが困難となっている。
さらに、水素ガスは、高温になるほど速い速度で石英をエッチングする作用を有しているため、水素アニール中に石英（チャンバー）がエッチングされ、石英中に含まれる微量の金属不純物が、ウエハを汚染してしまう場合がある。この汚染を防ぐために、例えば、特許文献１には、石英ガラス質熱処理用治具を、使用する前にフッ化水素酸溶液でエッチングする方法、特許文献２には、ウエハ載置部とチャンバーの間に隔壁を設け、水素ガスに運ばれる不純物とウエハとの接触を抑える方法、特許文献３には、１１００～１３００℃で熱処理を行なった後、水素ガス濃度が２５％未満のエッチングが生じない雰囲気下で１０００℃以下の温度まで降温する方法、が提案されている。
しかし、半導体デバイスの微細化が進むにつれて、これらの方法では不純物濃度低減の要求に対応することが困難となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１０－１１４５３２号公報
【特許文献2】特開２００１－００７０３６号公報
【特許文献3】特開２００３－３３２３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
サイクルタイムが短いアニール処理方法と、表面が平滑化した微細立体構造とその形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の課題を解決するための手段は、以下の通りである。
１．シリコンウエハに対し、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で、内接円の直径が前記シリコンウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるレーザを照射してアニール処理を施すことを特徴とするアニール処理方法。
２．前記シリコンウエハ上面の表面粗さ（ＲＭＳ）を１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする１．に記載のアニール処理方法。
３．前記シリコンウエハを１０００℃以上に加熱することを特徴とする１．または２．に記載のアニール処理方法。
４．水素ガス圧力が１０ｋＰａ以上の条件下で行うことを特徴とする１．～３．のいずれかに記載のアニール処理方法。
５．前記シリコンウエハの直径が、４インチ以下であることを特徴とする１．～４．のいずれかに記載のアニール処理方法。
６．金属製のチャンバー内で行うことを特徴とする１．～５．のいずれかに記載のアニール処理方法。
７．ガス流量が、チャンバーの体積（Ｖ）に対して０．１Ｖ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする１．～６．のいずれかに記載のアニール処理方法。
８．微細凹部が形成されたシリコンウエハに対し、１．～７．のいずれかに記載のアニール処理方法を施し、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）を、１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする微細立体構造形成方法。
９．前記微細凹部の上縁角の曲率半径を、０．９μｍ以上とすることを特徴とする８．に記載の微細立体構造形成方法。
１０．前記微細凹部の底縁角の曲率半径を、１．４μｍ以上とすることを特徴とする８．または９．に記載の微細立体構造形成方法。
１１．前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする８．または９．に記載の微細立体構造形成方法。
１２．シリコンウエハ上に微細凹部が形成されており、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする微細立体構造。
１３．前記微細凹部の上縁角が、曲率半径０．９μｍ以上であることを特徴とする１２．に記載の微細立体構造。
１４．前記微細凹部の底縁角が、曲率半径１．４μｍ以上であることを特徴とする１２．または１３．に記載の微細立体構造。
１５．前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする１２．または１３．に記載の微細立体構造。
１．シリコンウエハに対し、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で、内接円の直径が前記シリコンウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるレーザを照射してアニール処理を施すことを特徴とするアニール処理方法。
２．前記シリコンウエハ上面の表面粗さ（ＲＭＳ）を１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする１．に記載のアニール処理方法。
３．前記シリコンウエハを１０００℃以上に加熱することを特徴とする１．または２．に記載のアニール処理方法。
４．水素ガス圧力が１０ｋＰａ以上の条件下で行うことを特徴とする１．～３．のいずれかに記載のアニール処理方法。
５．前記シリコンウエハの直径が、４インチ以下であることを特徴とする１．～４．のいずれかに記載のアニール処理方法。
６．金属製のチャンバー内で行うことを特徴とする１．～５．のいずれかに記載のアニール処理方法。
７．ガス流量が、チャンバーの体積（Ｖ）に対して０．１Ｖ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする１．～６．のいずれかに記載のアニール処理方法。
８．微細凹部が形成されたシリコンウエハに対し、１．～７．のいずれかに記載のアニール処理方法を施し、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）を、１．５ｎｍ以下とすることを特徴とする微細立体構造形成方法。
９．前記微細凹部の上縁角の曲率半径を、０．９μｍ以上とすることを特徴とする８．に記載の微細立体構造形成方法。
１０．前記微細凹部の底縁角の曲率半径を、１．４μｍ以上とすることを特徴とする８．または９．に記載の微細立体構造形成方法。
１１．前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする８．または９．に記載の微細立体構造形成方法。
１２．シリコンウエハ上に微細凹部が形成されており、
前記微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）が、１．５ｎｍ以下であることを特徴とする微細立体構造。
１３．前記微細凹部の上縁角が、曲率半径０．９μｍ以上であることを特徴とする１２．に記載の微細立体構造。
１４．前記微細凹部の底縁角が、曲率半径１．４μｍ以上であることを特徴とする１２．または１３．に記載の微細立体構造。
１５．前記微細凹部が、前記シリコンウエハを貫通していることを特徴とする１２．または１３．に記載の微細立体構造。
【発明の効果】
【0007】
本発明のアニール処理方法は、レーザ加熱によりウエハを短時間で高温に、例えば、１秒以内で１０００℃以上に加熱することができる。また、本発明のアニール処理方法は、レーザ加熱によりウエハを集中的に加熱し、チャンバー等の周辺部材の加熱が抑えられるため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間が短く、アニール処理のサイクルタイムが短い。直径が４インチ以下のウエハは、体積が小さいため、昇温と降温、特に、降温にかかる時間を短くすることができる。
本発明のアニール処理方法は、チャンバー等の加熱が抑えられているため、汚染物質の放出が少なく、ウエハの汚染を抑えることができる。また、本発明のアニール処理方法は、汚染物質の放出が抑えられているため、金属製のチャンバー内でも行うことができる。
本発明のアニール処理方法により、表面が平滑化した、面が平坦で、角が丸みを帯びている微細立体構造を形成することができる。
本発明のアニール処理方法は、チャンバー等の加熱が抑えられているため、汚染物質の放出が少なく、ウエハの汚染を抑えることができる。また、本発明のアニール処理方法は、汚染物質の放出が抑えられているため、金属製のチャンバー内でも行うことができる。
本発明のアニール処理方法により、表面が平滑化した、面が平坦で、角が丸みを帯びている微細立体構造を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】アニール処理装置の一例の概略図。
【図2】アニール処理装置によるウエハ下面への赤外線レーザ照射時の状態を（Ａ）下方から（Ｂ）側方から見た一例の模式図。
【図3】水素アニール処理前の微細凹部の上縁角の電子顕微鏡画像。
【図4】標準条件での水素アニール処理後の微細凹部の上縁角の電子顕微鏡画像。
【図5】水素アニール処理の温度に対する、表面粗さ（ＲＭＳ）と上縁角の曲率半径の値を示す図。
【図6】水素アニール処理の水素圧力に対する、表面粗さ（ＲＭＳ）と上縁角の曲率半径の値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
・アニール処理方法
本発明のアニール処理方法は、シリコンウエハに対し、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で、内接円の直径がシリコンウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるレーザを照射してアニール処理を施すことを特徴とする。
本発明のアニール処理方法は、レーザを、シリコンウエハ（以下、ウエハともいう）に照射することにより、ウエハを短時間で高温に、例えば、１秒以内で１０００℃以上に加熱することができるため、昇温にかかる時間を大幅に短くすることができ、サイクルタイムを短縮することができる。また、本発明のアニール処理方法は、ウエハを集中的に加熱し、チャンバー等の周辺部材が高温となることを抑えられるため、特に、降温にかかる時間が短く、サイクルタイムを短縮することができる。
本発明のアニール処理方法は、シリコンウエハに対し、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で、内接円の直径がシリコンウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるレーザを照射してアニール処理を施すことを特徴とする。
本発明のアニール処理方法は、レーザを、シリコンウエハ（以下、ウエハともいう）に照射することにより、ウエハを短時間で高温に、例えば、１秒以内で１０００℃以上に加熱することができるため、昇温にかかる時間を大幅に短くすることができ、サイクルタイムを短縮することができる。また、本発明のアニール処理方法は、ウエハを集中的に加熱し、チャンバー等の周辺部材が高温となることを抑えられるため、特に、降温にかかる時間が短く、サイクルタイムを短縮することができる。
【0010】
以下、本発明のアニール処理方法を、ミニマルファブ装置を用いて説明する。なお、ミニマルファブ装置とは、直径０．５インチ（１２．５ｍｍ）のウエハを用いる局所クリーン化した超小型デバイス生産システム（ミニマルファブ：特許第５３６１００２号公報、特許第５７８０５３１号公報等参照）を構成する装置である。
ミニマルファブ装置は、直径が０．５インチ（１２．５ｍｍ）のウエハを取り扱うものであるが、本発明のアニール処理方法が処理するウエハの直径は０．５インチに限定されず、直径が１０ｍｍのものから４５０ｍｍ、もしくはそれ以上のものまでを対象とすることができる。ただし、ウエハの直径は１０ｍｍ以上４インチ以下であることが好ましく、３インチ以下であることがより好ましく、２インチ以下であることが更に好ましい。ウエハの直径が小さいと、ウエハの体積が小さくなるため、昇温と降温、特に降温にかかる時間が短くなり、サイクルタイムを短くすることができる。なお、ウエハの直径が４インチを超えても、アニール処理後にクリーン化した窒素ガスを大量に流す等により、降温にかかる時間を短くすることができる。
ミニマルファブ装置は、直径が０．５インチ（１２．５ｍｍ）のウエハを取り扱うものであるが、本発明のアニール処理方法が処理するウエハの直径は０．５インチに限定されず、直径が１０ｍｍのものから４５０ｍｍ、もしくはそれ以上のものまでを対象とすることができる。ただし、ウエハの直径は１０ｍｍ以上４インチ以下であることが好ましく、３インチ以下であることがより好ましく、２インチ以下であることが更に好ましい。ウエハの直径が小さいと、ウエハの体積が小さくなるため、昇温と降温、特に降温にかかる時間が短くなり、サイクルタイムを短くすることができる。なお、ウエハの直径が４インチを超えても、アニール処理後にクリーン化した窒素ガスを大量に流す等により、降温にかかる時間を短くすることができる。
【0011】
図１に、ミニマルファブ装置であるアニール処理装置１の一例の概略図を示す。
アニール処理装置１は、レーザ加熱処理を行うチャンバー１１を有し、このチャンバー１１内にホルダ１２が固定されている。ホルダ１２は、等間隔に設けられた６本のアーム１３を備え、このアーム１３がハーフインチサイズのシリコンウエハＷを支持している。
チャンバー１１には、給気ライン１４、排気ライン１５が接続されている。給気ライン１４は、その上流に図示せぬ流量計を備え、水素とアルゴンとを、任意の量、任意の比率で給気することができる。チャンバー１１には、圧力測定センサ（図示せず）が接続されている。また、チャンバー１１には、窒素ガス供給ライン、ウエハＷの表面状態を視認または撮影するための窓、ウエハ表面の温度を測定するための放射温度計の熱線透過窓等を設けることができる。
アニール処理装置１は、レーザ加熱処理を行うチャンバー１１を有し、このチャンバー１１内にホルダ１２が固定されている。ホルダ１２は、等間隔に設けられた６本のアーム１３を備え、このアーム１３がハーフインチサイズのシリコンウエハＷを支持している。
チャンバー１１には、給気ライン１４、排気ライン１５が接続されている。給気ライン１４は、その上流に図示せぬ流量計を備え、水素とアルゴンとを、任意の量、任意の比率で給気することができる。チャンバー１１には、圧力測定センサ（図示せず）が接続されている。また、チャンバー１１には、窒素ガス供給ライン、ウエハＷの表面状態を視認または撮影するための窓、ウエハ表面の温度を測定するための放射温度計の熱線透過窓等を設けることができる。
【0012】
チャンバー１１は、ステンレス製であり、ウエハＷを出し入れするためのゲート（図示せず）と、石英製の透過窓１１１を有する。透過窓の材質としては、使用するレーザの波長に対する透過率が９０％以上の材質であれば特に限定されず、石英のほかに、ＢａＦ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、サファイア、ＺｎＳｅ、ガラス等を用いることができる。
【0013】
本発明のアニール処理方法は、レーザでウエハを集中的、効率的に加熱するものであり、チャンバー等の周辺部材の加熱が抑えられる。例えば、図１に示すアニール処理装置を用いて、レーザを照射し続け、ウエハを１時間１０００℃以上に加熱した後であっても、チャンバーの温度は１００℃程度である。本発明のアニール処理方法は、チャンバーの加熱が抑えられているため、ステンレス製チャンバーからの金属原子等の汚染物質の放出が抑制される。また、石英製チャンバーを利用した場合も、石英のエッチングによる汚染物質の放出を抑えることができる。そのため、本発明のアニール処理方法において、チャンバーの材質は特に制限されず、ステンレス、アルミニウム等の金属、石英、ガラス等を用いることができ、これらの中で安価で加工が容易であり、大型のチャンバーも作製することができるため、ステンレス、アルミニウム等の金属が好ましい。また、本発明のアニール処理方法は、チャンバーの加熱が抑えられるため、必要に応じてチャンバーに放熱板を設ける程度で十分であり、水冷や空冷等の冷却装置を設ける必要性は小さい。
【0014】
ここで、従来、アニール処理は、加熱されたチャンバー等から放出された汚染物質をチャンバー内から取り除くために、大量のガスを流しながら行われていた。本発明のアニール処理方法は、チャンバー等の周辺部材から放出される汚染物質の量が非常に少ないため、ガス流量を少なくすることができる。本発明のアニール処理において、ガス流量は、チャンバーの体積をＶとして、０．１Ｖ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．０５Ｖ／ｍｉｎ以下であることがより好ましく、０．０３Ｖ／ｍｉｎ以下であることが更に好ましく、０．０１Ｖ／ｍｉｎ以下であることが最も好ましい。なお、ウエハＷを支持するアーム１３は、アニール処理時にウエハＷから熱が伝わり高温となってしまう場合がある。アーム１３から放出されるおそれのある汚染物質が、ウエハＷに到達することを防ぐために、ウエハＷは、ガスの給気箇所と排気箇所の間に位置することが好ましい。
【0015】
アニール処理装置１は、その頂点位置がアーム１３の下面に位置する正六角形のレーザ光Ｌａを照射するレーザ光照射装置１６ａと、ウエハＷの外周縁部のみを照射する円環状（リング状）のレーザ光Ｌｂを照射するレーザ光照射装置１６ｂを有する。
レーザ光照射装置１６ａ、ｂは、少なくとも半導体レーザ発振器と、レーザ光の形状を調整する光学系を備える。半導体レーザ発振器は、連続発振高出力半導体レーザ発振器やパルス発振する公知の半導体レーザ発振器等を採用することができる。レーザ光の波長は、ウエハを加熱できる波長であれば特に限定されず、例えば、４００ｎｍ～１６００ｎｍ（可視光～赤外線）が好ましく、７８０ｎｍ～１２００ｎｍ（赤外線）であることがより好ましく、８００ｎｍ～１０００ｎｍがさらに好ましい。
半導体レーザ発振器にて発生したレーザ光は、非球面レンズやロッドレンズ等の各種レンズ、ホモジナイザ、エキスパンダ等の複数の光学素子を備える光学系により、所定の形状に整形された均一なレーザ光Ｌａ、Ｌｂに調整される。また、カメラでウエハＷの位置を確認し、ウエハＷの位置に合わせてレーザの照射位置を、光学系または駆動系（図示せず）により調整することもできる。
レーザ光照射装置１６ａ、ｂは、少なくとも半導体レーザ発振器と、レーザ光の形状を調整する光学系を備える。半導体レーザ発振器は、連続発振高出力半導体レーザ発振器やパルス発振する公知の半導体レーザ発振器等を採用することができる。レーザ光の波長は、ウエハを加熱できる波長であれば特に限定されず、例えば、４００ｎｍ～１６００ｎｍ（可視光～赤外線）が好ましく、７８０ｎｍ～１２００ｎｍ（赤外線）であることがより好ましく、８００ｎｍ～１０００ｎｍがさらに好ましい。
半導体レーザ発振器にて発生したレーザ光は、非球面レンズやロッドレンズ等の各種レンズ、ホモジナイザ、エキスパンダ等の複数の光学素子を備える光学系により、所定の形状に整形された均一なレーザ光Ｌａ、Ｌｂに調整される。また、カメラでウエハＷの位置を確認し、ウエハＷの位置に合わせてレーザの照射位置を、光学系または駆動系（図示せず）により調整することもできる。
【0016】
レーザ光照射装置１６ａ、ｂのそれぞれから出射した２つのレーザ光ＬａとＬｂは、バンドパスフィルター１７により１つのレーザ光として重ね合わせられて、透過窓１１１を通してウエハＷの下面に照射される。この１つのレーザ光は、ウエハＷの下面に対して垂直に照射することが好ましいが、均一に照射可能な範囲において、ウエハＷの下面に対して斜めに照射することもできる。
バンドパスフィルター１７によって２つのレーザ光を１つのレーザ光とする場合、一方のレーザ光の波長と他方のレーザ光の波長とは３０ｎｍ以上異なることが好ましい。なお、バンドパスフィルターと同様の作用を示す材料として、ダイクロイックミラー、ショートパスフィルター等を使用することもできる。また、１つのレーザ光源からのレーザ光を、ビームスプリッター等で分割した後、別々の光学系で形状を整えた後に、１つのレーザ光に重ね合わせることもできる。
バンドパスフィルター１７によって２つのレーザ光を１つのレーザ光とする場合、一方のレーザ光の波長と他方のレーザ光の波長とは３０ｎｍ以上異なることが好ましい。なお、バンドパスフィルターと同様の作用を示す材料として、ダイクロイックミラー、ショートパスフィルター等を使用することもできる。また、１つのレーザ光源からのレーザ光を、ビームスプリッター等で分割した後、別々の光学系で形状を整えた後に、１つのレーザ光に重ね合わせることもできる。
【0017】
チャンバー１１の外部には、ウエハＷの下面に対して斜方から向けられた、ウエハの中央部の温度を測定する放射温度計１８ａと、ウエハの外周縁部の温度を測定する放射温度計１８ｂが設けられている。放射温度計１８ａ、ｂは、透過窓１１１を通してウエハＷ下面の温度を測定しているが、透過窓１１１とは別の熱線透過窓を設けることもできる。放射温度計１８ａ、ｂは、公知のものを用いることができる。なお、放射温度計は、ウエハＷの上面の温度を測定するように設けることもでき、ウエハＷの下面と上面の両方の温度を測定するように設けることもできる。
アニール処理装置１は、この放射温度計１８ａと１８ｂにより、ウエハＷ下面の中央部と外周縁部の温度を同時に測定しながら、放射温度計１８ａと１８ｂのいずれか、または両方における測定値と目標とする温度を基にして、ウエハＷ下面の温度が均一、かつ目標とする温度になるように、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御を行い、赤外線レーザ光Ｌａ、Ｌｂのいずれか、または両方の強度を調整することができる。アニール処理装置１は、２本のレーザ光の強度を調整することにより、より厳密な温度制御が可能である。
アニール処理装置１は、この放射温度計１８ａと１８ｂにより、ウエハＷ下面の中央部と外周縁部の温度を同時に測定しながら、放射温度計１８ａと１８ｂのいずれか、または両方における測定値と目標とする温度を基にして、ウエハＷ下面の温度が均一、かつ目標とする温度になるように、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御を行い、赤外線レーザ光Ｌａ、Ｌｂのいずれか、または両方の強度を調整することができる。アニール処理装置１は、２本のレーザ光の強度を調整することにより、より厳密な温度制御が可能である。
【0018】
【0019】
アーム１３は、先端にウエハＷを支持する平坦部と、平坦部から連続して外方に向かって上方に傾斜した傾斜部を備える。アーム１３が傾斜部を備えることにより、ウエハＷが多少ずれた位置に載置されても、ウエハＷは傾斜部を滑り落ちてアームの所定位置（平坦部）に正確に支持される。
ホルダ１２は、石英製であり、アーム１３と一体に形成されている。なお、ホルダとアームは、別体で形成した後、溶接等でホルダに固定することもできる。別体で形成する場合、アームとホルダは同一の材質であることが好ましい。ホルダとアームの材質は、熱膨張しにくく、耐熱性、耐熱衝撃性に優れることが好ましい。このような材質としては、例えば、石英、サファイア、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリコン、ＳｉＣコートグラファイト等を用いることができ、石英が好ましい。
ホルダ１２は、石英製であり、アーム１３と一体に形成されている。なお、ホルダとアームは、別体で形成した後、溶接等でホルダに固定することもできる。別体で形成する場合、アームとホルダは同一の材質であることが好ましい。ホルダとアームの材質は、熱膨張しにくく、耐熱性、耐熱衝撃性に優れることが好ましい。このような材質としては、例えば、石英、サファイア、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリコン、ＳｉＣコートグラファイト等を用いることができ、石英が好ましい。
【0020】
レーザ光Ｌａは、その照射域にわたり強度が均一な正六角形であり、その内接円の直径がウエハの直径と等しい。レーザ光ＬｂはウエハＷの外周縁部に相当する範囲に対応した円環状である。
アニール処理装置１は、等間隔に配置された６本のアーム１３に支持されたウエハＷの下面に、レーザ光Ｌａとレーザ光Ｌｂを合成して得られた１本のビームであるレーザ光を照射する。
アニール処理装置１は、等間隔に配置された６本のアーム１３に支持されたウエハＷの下面に、レーザ光Ｌａとレーザ光Ｌｂを合成して得られた１本のビームであるレーザ光を照射する。
【0021】
レーザは、その内接円の直径がウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であればよく、その外形は円形、多角形等とすることができる。なお、レーザが円形のとき、レーザの直径が内接円の直径に等しい。これらの中で、円形、または、図２（Ａ）に示すように、ウエハを支持するアームの下面に頂点が位置する多角形とすることが好ましい。円形のレーザは、ウエハに照射されない部分の面積を小さくすることができ、チャンバー等の周辺部材の加熱を抑えることができる。アームの下面に頂点が位置する多角形のレーザは、アームのウエハ近傍部も加熱されるため、ウエハとアームとの温度差が小さくなり、ウエハからアームへの熱逃げを少なくすることができ、ウエハ温度の面内均一性を高くすることができる。多角形の場合は、頂点の数は４以上８以下であることが好ましく、６であることがさらに好ましい。また、正多角形であることが好ましい。
【0022】
本発明のアニール処理方法は、レーザの内接円の直径がウエハの直径の１．０倍以上１．２倍以下であるため、レーザの大部分がウエハに照射される。本発明のアニール処理方法は、ウエハ以外の周辺部材に照射されるレーザが少ないため、チャンバー等の周辺部材が加熱されにくく、周辺部材から金属原子等の汚染物質の放出を抑えることができ、ウエハの汚染を防止することができる。また、本発明のアニール処理方法は、照射されるレーザのエネルギーの大部分がウエハの加熱に利用されるため、エネルギーの無駄が少ない。レーザは、その内接円の直径が、ウエハ直径の１．１倍以下であることが好ましく、１．０５倍以下であることがより好ましく、１．０１倍以下であることがさらに好ましく、１倍であることが最も好ましい。
【0023】
ここで、ウエハＷは、中央部は上下面のみが露出しているが、外周縁部は上下面に加えて側面も露出している。そのため、ウエハＷは、中央から外周縁部に向かうほど、温度が低くなりやすい。加熱温度が高温となるほど、また、ガス給気量（排気量）が多くなるほど、この傾向が顕著となる。そのため、ガス雰囲気下で高温に加熱するアニール処理時には、外周縁部は中央部よりも低温になりやすい。
【0024】
レーザ光Ｌａは、その照射域にわたり強度が均一である。レーザ光Ｌｂは、レーザ光Ｌａと一体となって、ウエハＷの中央部よりも外周縁部に照射されるレーザ光の強度を強くする。ウエハＷの外周縁部のみを照射する円環状（リング状）のレーザ光Ｌｂを照射することにより、ウエハＷの外周縁部の温度が中央部の温度よりも低くなることを防止できる。すなわち、レーザ光Ｌｂは、レーザ光Ｌａのみを照射した際に、ウエハＷの外周縁部が、ウエハの中央部よりも多く放熱する熱量に相当する熱量を供給するものであり、ウエハＷの全面を均一に照射するレーザ光Ｌａに、ウエハＷの外周縁部のみを照射する円環状のレーザ光Ｌｂを重ね合わせることにより、ウエハＷの外周縁部から放熱される熱を補い、結果的に均一に加熱することができる。
【0025】
水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下でのアニール処理により、Ｓｉ原子は表面積を小さくする方向へ移動する。なお、この表面積を小さくするように働く張力が、表面張力である。表面張力は、シリコン１２４０ｍＮ／ｍ、水銀４７６ｍＮ／ｍであり、シリコン結晶は、水素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下でのアニール処理時に、水銀液滴のよう振る舞う。そのため、本発明のアニール処理により、ウエハは、結晶表面が平滑化（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）して滑らかになり、面が平坦化（ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ）して凹凸が小さくなり、角が丸みをおびる（ｒｏｕｎｄｉｎｇ）。
【0026】
アニール処理の条件は、処理後に求めるウエハ表面の平滑さや、角の丸さ、無欠陥層の清純度等に応じて調整することができる。
ウエハの加熱温度は、１０００℃以上であることが好ましく、１０２０℃以上であることがより好ましく、１０５０℃以上であることがさらに好ましい。１０００℃以上に加熱することで、Ｓｉ原子の移動が促進され、サイクルタイムを短くすることができる。また、短い処理時間で、面が平坦となるとともに、角が丸くなる。
ガス圧力は、１０ｋＰａ以上であることが好ましく、１２ｋＰａ以上であることがより好ましく、１５ｋＰａ以上であることが更に好ましい。また、６０ｋＰａ以下であることが好ましく、５５ｋＰａ以下であることがより好ましい。このような圧力条件下でアニール処理を施すことにより、Ｓｉ原子の移動が促進され、サイクルタイムを短くすることができる。また、短い処理時間で、面が平坦となるとともに、角が丸くなる。
アニール処理後のシリコンウエハ上面の表面粗さ（ＲＭＳ）は、１．５ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。なお、アニール処理時にウエハが不純物で汚染されると、吸着した汚染物質が離脱する際にシリコン表面が荒れて、面が曇ってしまう。本発明のアニール処理は、汚染物質の放出が少ないため、アニール処理前の表面粗さ（ＲＭＳ）が１．０ｎｍ以下程度と平滑であっても、アニール処理によりさらに表面粗さ（ＲＭＳ）の小さい、極めて平滑で曇りのない鏡面状の表面を得ることができる。
ウエハの加熱温度は、１０００℃以上であることが好ましく、１０２０℃以上であることがより好ましく、１０５０℃以上であることがさらに好ましい。１０００℃以上に加熱することで、Ｓｉ原子の移動が促進され、サイクルタイムを短くすることができる。また、短い処理時間で、面が平坦となるとともに、角が丸くなる。
ガス圧力は、１０ｋＰａ以上であることが好ましく、１２ｋＰａ以上であることがより好ましく、１５ｋＰａ以上であることが更に好ましい。また、６０ｋＰａ以下であることが好ましく、５５ｋＰａ以下であることがより好ましい。このような圧力条件下でアニール処理を施すことにより、Ｓｉ原子の移動が促進され、サイクルタイムを短くすることができる。また、短い処理時間で、面が平坦となるとともに、角が丸くなる。
アニール処理後のシリコンウエハ上面の表面粗さ（ＲＭＳ）は、１．５ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。なお、アニール処理時にウエハが不純物で汚染されると、吸着した汚染物質が離脱する際にシリコン表面が荒れて、面が曇ってしまう。本発明のアニール処理は、汚染物質の放出が少ないため、アニール処理前の表面粗さ（ＲＭＳ）が１．０ｎｍ以下程度と平滑であっても、アニール処理によりさらに表面粗さ（ＲＭＳ）の小さい、極めて平滑で曇りのない鏡面状の表面を得ることができる。
【0027】
・微細立体構造
アニール処理により、面が平坦化し、角が丸くなった微細立体構造を形成することができる。面の平坦化は、上面のみならず、壁面でも発生する。例えば、ボッシュプロセスで深掘りエッチングを行うと、形成された微細凹部の壁面には、スキャロップと呼ばれる凹凸が形成される。この微細凹部が形成されたウエハにアニール処理を施すと、壁面は、凹凸（スキャロップ）が均されて平坦化する。なお、本発明の微細立体構造形成方法により、アニール処理を施す被処理物は、微細凹部が形成されているものであればよく、微細凹部の形成方法は限定されず、また、微細凹部は、ウエハを貫通していてもよい。
アニール処理により、面が平坦化し、角が丸くなった微細立体構造を形成することができる。面の平坦化は、上面のみならず、壁面でも発生する。例えば、ボッシュプロセスで深掘りエッチングを行うと、形成された微細凹部の壁面には、スキャロップと呼ばれる凹凸が形成される。この微細凹部が形成されたウエハにアニール処理を施すと、壁面は、凹凸（スキャロップ）が均されて平坦化する。なお、本発明の微細立体構造形成方法により、アニール処理を施す被処理物は、微細凹部が形成されているものであればよく、微細凹部の形成方法は限定されず、また、微細凹部は、ウエハを貫通していてもよい。
【0028】
微細凹部が形成されたシリコンウエハに、アニール処理を施す場合、処理後の微細凹部の壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）は、１．５ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
微細立体構造の壁面の表面粗さが小さく、すなわち平坦になると、加工精度が高まるとともに、歩留まりが改善する。また、この微細立体構造をデバイスに用いると、ＭＥＭＳでは機械特性、微小光学部品や微小光回路では光学特性、Ｘ線用光学素子では各種特性、ナノインプリントでは離型性が向上する。さらに、ＳＯＮ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｎｏｔｈｉｎｇ）のような新規微細加工技術の開発が期待できる。
微細立体構造の壁面の表面粗さが小さく、すなわち平坦になると、加工精度が高まるとともに、歩留まりが改善する。また、この微細立体構造をデバイスに用いると、ＭＥＭＳでは機械特性、微小光学部品や微小光回路では光学特性、Ｘ線用光学素子では各種特性、ナノインプリントでは離型性が向上する。さらに、ＳＯＮ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｎｏｔｈｉｎｇ）のような新規微細加工技術の開発が期待できる。
【0029】
微細凹部が形成されたシリコンウエハに、アニール処理を施す場合、処理後の微細凹部の上縁角の曲率半径は、０．９μｍ以上であることが好ましく、１．２μｍ以上であることがより好ましく、１．５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、微細凹部が貫通しておらず底面を備える場合は、その底縁角の曲率半径は、１．４μｍ以上であることが好ましく、１．７μｍ以上であることがより好ましく、２．０μｍ以上であることがさらに好ましい。なお、上縁角の曲率半径とは、シリコンウエハの上面と微細凹部の上部壁面の間の丸みを帯びている部分の曲率半径であり、底縁角の曲率半径とは、微細凹部の底面と微細凹部の下部壁面との間の丸みを帯びている部分の曲率半径である。
微細立体構造において、角の曲率半径が大きくなると、電解集中による断線、短絡等の故障が起こりにくくなる。また、ＭＥＭＳの場合は変形可能範囲が大きくなり、ＭＯＳＦＥＴの場合は耐圧や信頼性が向上し、光共振器の場合はＱ値が向上する。
微細立体構造において、角の曲率半径が大きくなると、電解集中による断線、短絡等の故障が起こりにくくなる。また、ＭＥＭＳの場合は変形可能範囲が大きくなり、ＭＯＳＦＥＴの場合は耐圧や信頼性が向上し、光共振器の場合はＱ値が向上する。
【実施例0030】
「実験１」
国際公開第２０１７／１５０６２８号を参考にして、ミニマルファブ装置を利用して、ハーフインチサイズ（１２．５ｍｍ）のウエハに、レジストパターンを形成した後、下記条件でサイクルタイム１０秒のボッシュプロセスを１８０サイクル行い、深さ５０μｍの微細凹部を形成した。
プラズマデポジション工程 ：４．０秒
インターバル ：１．０秒
除去工程 ：２．０秒
等方性エッチング工程 ：２．０秒
インターバル ：１．０秒
サイクル数 ：１８０回
圧力 ：１０Ｐａ
高周波電力の周波数 ：１００Ｈｚ
高周波電力の大きさ ：４０Ｗ
バイアス電力 ：２Ｗ(ＶＰＰ４００Ｖ、Ｄｕｔｙ比２０％)
エッチング ：ＳＦ６、８ｍｌ／ｍｉｎ
プラズマデポジション ：Ｃ４Ｆ８、８ｍｌ／ｍｉｎ
その後、アッシャー装置を用いてレジストパターンを除去し、微細凹部を形成した。
国際公開第２０１７／１５０６２８号を参考にして、ミニマルファブ装置を利用して、ハーフインチサイズ（１２．５ｍｍ）のウエハに、レジストパターンを形成した後、下記条件でサイクルタイム１０秒のボッシュプロセスを１８０サイクル行い、深さ５０μｍの微細凹部を形成した。
プラズマデポジション工程 ：４．０秒
インターバル ：１．０秒
除去工程 ：２．０秒
等方性エッチング工程 ：２．０秒
インターバル ：１．０秒
サイクル数 ：１８０回
圧力 ：１０Ｐａ
高周波電力の周波数 ：１００Ｈｚ
高周波電力の大きさ ：４０Ｗ
バイアス電力 ：２Ｗ(ＶＰＰ４００Ｖ、Ｄｕｔｙ比２０％)
エッチング ：ＳＦ６、８ｍｌ／ｍｉｎ
プラズマデポジション ：Ｃ４Ｆ８、８ｍｌ／ｍｉｎ
その後、アッシャー装置を用いてレジストパターンを除去し、微細凹部を形成した。
【0031】
得られた微細凹部の壁面について、分子間力顕微鏡（株式会社日立ハイテクサイエンス、Ｎａｎｏｃｕｔｅ）を用いて表面形状を測定した。測定条件は以下の通りである。
解析ソフトウエア：ＡＦＭ５０００
カンチレバー ：センサー内蔵型ＰＲＣ－ＤＦ４０Ｐ
測定エリア ：１０μｍ×１０μｍ
解像度 ：２５６×２５６
画像処理 ：フラット（Ｘ，Ｙ １次）等の傾き補正
微細凹部壁面のＲＭＳは２０．３ｎｍであった。また、壁面に形成されたスキャロップの周期は３００ｎｍ、深さは４５ｎｍであった。
解析ソフトウエア：ＡＦＭ５０００
カンチレバー ：センサー内蔵型ＰＲＣ－ＤＦ４０Ｐ
測定エリア ：１０μｍ×１０μｍ
解像度 ：２５６×２５６
画像処理 ：フラット（Ｘ，Ｙ １次）等の傾き補正
微細凹部壁面のＲＭＳは２０．３ｎｍであった。また、壁面に形成されたスキャロップの周期は３００ｎｍ、深さは４５ｎｍであった。
【0032】
ウエハを破断し、露出した微細凹部の断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、上縁角の曲率半径と底縁角の曲率半径とを算出した。上縁角の曲率半径は０．２７μｍ、底縁角の曲率半径は１．０μｍであった。上縁角の電子顕微鏡画像を、図３に示す。
【0033】
この微細凹部が形成されたシリコンウエハに対し、図１に示すミニマルファブ装置であるアニール処理装置を用いて、正六角形のレーザ（８８０ｎｍ、１３０Ｗ）と、円環状のレーザ（９４０ｎｍ、８０Ｗ）をウエハの下面に照射し、水素アニール処理を行い、微細立体構造を形成した。なお、このアニール処理装置のチャンバーの体積は、４６７ｃｃである。
【0034】
水素アニール処理は、１１００℃、３０分、水素圧力２０ｋＰａ、水素流量３０ｃｃ／ｍｉｎを標準条件として、各条件を変化させて行った。
ウエハを入れて２０ｋＰａに昇圧するのに４分程度を要した。次にウエハの所定温度（７５０℃～１１００℃）への加熱は、１秒以内に終わり、水素アニール処理後の降温に１分程度、更に排気に１分程度を要した。図１に示すミニマルファブ装置であるアニール処理装置では、ウエハの出し入れにそれぞれ１分程度かかるため、ウエハを装置に入れ、アニール処理し、装置から取り出すまでのサイクルタイムを、アニール処理時間＋８分程度（２０ｋＰａの場合）とすることができた。
ウエハを入れて２０ｋＰａに昇圧するのに４分程度を要した。次にウエハの所定温度（７５０℃～１１００℃）への加熱は、１秒以内に終わり、水素アニール処理後の降温に１分程度、更に排気に１分程度を要した。図１に示すミニマルファブ装置であるアニール処理装置では、ウエハの出し入れにそれぞれ１分程度かかるため、ウエハを装置に入れ、アニール処理し、装置から取り出すまでのサイクルタイムを、アニール処理時間＋８分程度（２０ｋＰａの場合）とすることができた。
【0035】
水素アニール処理後のウエハは、いずれも微細凹部の間に残存する上面は荒れておらず、鏡面状であった。水素アニール処理後に、上記と同様にして、微細凹部壁面の表面粗さ（ＲＭＳ）と、上縁角の曲率半径を求めた。また、処理後のウエハの一部について、底縁角の曲率半径を求めた。結果を表１に示す。
また、標準条件の上縁角の電子顕微鏡画像を図４に、水素アニール処理の温度、または水素圧力に対する、表面粗さ（ＲＭＳ）と上縁角の曲率半径の値を、それぞれ図５、６に示す。
また、標準条件の上縁角の電子顕微鏡画像を図４に、水素アニール処理の温度、または水素圧力に対する、表面粗さ（ＲＭＳ）と上縁角の曲率半径の値を、それぞれ図５、６に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
水素アニール処理の温度が高くなるほど、微細凹部の壁面は平坦となり、上縁角も丸くなった。条件１－１～７と標準条件において、１０００℃以上で加熱することで、壁面のＲＭＳを１．５ｎｍ以下、上縁角の曲率半径が０．９μｍ以上とすることができた。
条件３－１～７と標準条件において、水素ガス圧力１０ｋＰａ以上で水素アニール処理することで、壁面を平坦に、角を丸くすることができた。１５ｋＰａ～５０ｋＰａでは、壁面のＲＭＳは０．４１ｎｍ以下、上縁角の曲率半径は１μｍ以上となった。水素ガス圧力の１５ｋＰａ～５０ｋＰａの範囲では、圧力の値が変化しても、壁面のＲＭＳ、上縁角の曲率半径の値は、あまり変わらなかった。
条件３－１～７と標準条件において、水素ガス圧力１０ｋＰａ以上で水素アニール処理することで、壁面を平坦に、角を丸くすることができた。１５ｋＰａ～５０ｋＰａでは、壁面のＲＭＳは０．４１ｎｍ以下、上縁角の曲率半径は１μｍ以上となった。水素ガス圧力の１５ｋＰａ～５０ｋＰａの範囲では、圧力の値が変化しても、壁面のＲＭＳ、上縁角の曲率半径の値は、あまり変わらなかった。
【0038】
「実験２」
実験１と同様にして、未処理のウエハに対して水素アニール処理を行い、ウエハ上面について、分子間力顕微鏡（株式会社日立ハイテクサイエンス、Ｎａｎｏｃｕｔｅ）を用いて表面形状を測定した。
また、ウエハの上面を目視で観察し、その状態を下記基準に従って評価した。
〇：鏡面状である。
×：曇っている。
結果を表２に示す。
実験１と同様にして、未処理のウエハに対して水素アニール処理を行い、ウエハ上面について、分子間力顕微鏡（株式会社日立ハイテクサイエンス、Ｎａｎｏｃｕｔｅ）を用いて表面形状を測定した。
また、ウエハの上面を目視で観察し、その状態を下記基準に従って評価した。
〇：鏡面状である。
×：曇っている。
結果を表２に示す。
【0039】
【表2】
【0040】
条件５－１～３、実験１における条件４－１～７と標準条件が示すとおり、本発明により、１分当たりの水素ガス流量が、チャンバーの体積（Ｖ＝４６７ｃｃ）の１０分の１（０．１Ｖ／ｍｉｎ）以下、さらには、流量０であっても、処理後のウエハの上面は鏡面状であり、ウエハが汚染されることなくアニール処理ができた。
【符号の説明】
【0041】
Ｗ ウエハ
１ アニール処理装置
１１ チャンバー
１１１ 透過窓
１２ ホルダ
１３ アーム
１４ 給気ライン
１５ 排気ライン
１６ａ、ｂ 赤外線レーザ光照射装置
Ｌａ 正六角形の赤外線レーザ光
Ｌｂ 円環状の赤外線レーザ光
１７ バンドパスフィルター
１８ａ、ｂ 放射温度計
１ アニール処理装置
１１ チャンバー
１１１ 透過窓
１２ ホルダ
１３ アーム
１４ 給気ライン
１５ 排気ライン
１６ａ、ｂ 赤外線レーザ光照射装置
Ｌａ 正六角形の赤外線レーザ光
Ｌｂ 円環状の赤外線レーザ光
１７ バンドパスフィルター
１８ａ、ｂ 放射温度計
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
