(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-27
(45)【発行日】2024-09-04
(54)【発明の名称】シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/322 20060101AFI20240828BHJP
H01L 21/26 20060101ALI20240828BHJP
【ＦＩ】
H01L21/322 Y
H01L21/26 F
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021028234
(22)【出願日】2021-02-25
(65)【公開番号】P2022129531
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2024-01-18
(73)【特許権者】
【識別番号】312007423
【氏名又は名称】グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101878
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100187506
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 優子
(72)【発明者】
【氏名】前田 進
(72)【発明者】
【氏名】須藤 治生
(72)【発明者】
【氏名】松村 尚
(72)【発明者】
【氏名】青木 竜彦
(72)【発明者】
【氏名】山下 徹
【審査官】桑原 清
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１７５０２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２２８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２３３５５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００１／０５５４８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００１－２８４３６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２９４１１２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３２２
Ｈ０１Ｌ ２１／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコンウェーハをＲＴＰ装置の炉内において空孔がシリコンウェーハに導入される雰囲気下で急速昇降温熱処理するシリコンウェーハの製造方法であって、１３００℃以上における温度と時間のサーマルバジェットにおいて、
急速昇降温熱処理において最大加熱温度が１３５０℃の加熱処理を所定の最大時間である２０ｓｅｃ継続する条件を１００％のサーマルバジェットとしたとき、
５３％以上６５％以下のサーマルバジェットで急速昇降温熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項2】
前記急速昇降温熱処理に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度を０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）となるよう制御することを特徴とする請求項１に記載されたシリコンウェーハの製造方法。
【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製造方法およびシリコンウェーハに関し、急速昇降温熱処理（ＲＴＰ処理）によって表層に無欠陥層（ＤＺ層）を有し、バルク層に酸素析出物によるイントリンシックゲッタリング層（ＩＧ層）を有するシリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ウェーハのデバイス活性領域（ウェーハ表面から深さ１０μｍ程度）内に存在するＣＯＰ（空洞欠陥）が、半導体デバイスの特性および信頼性劣化の原因となることがある。
【0003】
ウェーハ表層のＣＯＰを消去する方法として、特許文献１に開示されているようにシリコンウェーハに対し急速昇降温熱処理（ＲＴＰ）を行う方法がある。
ＲＴＰとは、シリコンウェーハを数秒あるいはそれ以下の時間スケールで１０００℃以上の高温に加熱するプロセスである。このような高速な加熱速度は、高強度のランプ等によって行われる。冷却工程においては、熱応力よる転位やウェーハ破壊を防ぐため、一般にはウェーハ温度をゆっくりと下げる制御が行われる。
ＲＴＰとは、シリコンウェーハを数秒あるいはそれ以下の時間スケールで１０００℃以上の高温に加熱するプロセスである。このような高速な加熱速度は、高強度のランプ等によって行われる。冷却工程においては、熱応力よる転位やウェーハ破壊を防ぐため、一般にはウェーハ温度をゆっくりと下げる制御が行われる。
【0004】
この方法によれば、シリコンウェーハを高温熱処理することにより、ウェーハ表面の酸素を外方に拡散させて格子間酸素を減少させ、ＣＯＰの内壁酸化膜や結晶の酸素析出物などの酸素が関連した欠陥を、酸素の非飽和状態により溶解しウェーハ表面のデバイス活性領域に微小欠陥のない無欠陥層（ＤＺ層）を形成させる。
【0005】
さらにＤＺ層以下の深い領域（バルク部）では含まれている過剰な格子間酸素が高温熱処理によって析出し、微小なＳｉＯ２析出物に代表されるＢＭＤを生成する。これらのＢＭＤがバルク部のシリコンマトリックスに歪みを及ぼして二次的な転位や積層欠陥を誘起し、金属不純物をゲッタリングする（イントリンシックゲッタリング層（ＩＧ層）が形成される）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００３－２７３０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、シリコンウェーハに対する急速昇降温熱処理（ＲＴＰ）におけるサーマルバジェット（熱処理工程の総和）が大きくなると、ウェーハ表面において高温での熱処理中に炉体から発生するＦｅなどの重金属汚染が顕著になり、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ（ＣＩＳ）などの高性能センサを用いる場合に白キズなどの品質劣化の原因になるという課題があった。
【0008】
また、サーマルバジェットが大きいと、ＲＴＰの加熱源であるランプの熱負荷が大きくなり、ランプが破損する危険があった。
上記の課題を鑑みると、ＲＴＰにおけるサーマルバジェットは、できる限り小さくしたいが、その場合にはウェーハ表面にＣＯＰが残留する、或いは、バルク層のＢＭＤの形成が不足して、ＲＴＰの利点を享受できないという課題があった。
上記の課題を鑑みると、ＲＴＰにおけるサーマルバジェットは、できる限り小さくしたいが、その場合にはウェーハ表面にＣＯＰが残留する、或いは、バルク層のＢＭＤの形成が不足して、ＲＴＰの利点を享受できないという課題があった。
【0009】
本発明の目的は、シリコンウェーハを急速昇降温熱処理（ＲＴＰ）する際に、ＲＴＰ装置を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することのできるシリコンウェーハの製造方法およびシリコン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】
【0010】
前記課題を解決するためになされた、本発明に係るシリコンウェーハの製造方法は、シリコンウェーハをＲＴＰ装置の炉内において空孔がシリコンウェーハに導入される雰囲気下で急速昇降温熱処理するシリコンウェーハの製造方法であって、１３００℃以上における温度と時間のサーマルバジェットにおいて、急速昇降温熱処理において最大加熱温度が１３５０℃の加熱処理を所定の最大時間である２０ｓｅｃ継続する条件を１００％のサーマルバジェットとしたとき、５３％以上６５％以下のサーマルバジェットで急速昇降温熱処理することに特徴を有する。
尚、前記急速昇降温熱処理に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度を０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）となるよう制御することが望ましい。
尚、前記急速昇降温熱処理に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度を０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）となるよう制御することが望ましい。
【0011】
このように急速昇降温熱処理において、最大加熱温度である１３５０℃での加熱時間が例えば２０ｓｅｃの場合を１００％のサーマルバジェット（熱処理工程の総和）とすると、５３％以上６５％以下のサーマルバジェットでシリコンウェーハを熱処理する。
これにより、ＲＴＰ装置（ランプなど）を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することができる。
これにより、ＲＴＰ装置（ランプなど）を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することができる。
【0012】
また、前記課題を解決するためになされた、本発明に係るシリコンウェーハは、表層におけるＬＳＴＤの数が０．３コ／ｃｍ
２
以下であり、且つバルク層のＢＭＤ密度が５×１０１０ｃｍ－３以上であることに特徴を有する。
尚、基板の酸素濃度が０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）であることが望ましい。
尚、基板の酸素濃度が０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）であることが望ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、シリコンウェーハを急速昇降温熱処理（ＲＴＰ）する際に、ＲＴＰ装置を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することのできるシリコンウェーハの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
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製造方法が適用される急速昇降温熱処理装置（ＲＴＰ装置）の一形態を示す断面図である。
図１に示すようにＲＴＰ装置１は、雰囲気ガス導入口２０ａ及び雰囲気ガス排出口２０ｂを備えたチャンバ（反応管）２０と、チャンバ２０の上部に離間して配置された複数のランプ３０と、チャンバ２０内の反応空間２５にシリコンウェーハＷを支持する基板支持部４０とを備える。また、図示しないが、シリコンウェーハＷをその中心軸周りに所定速度で回転させる回転手段を備えている。
図１に示すようにＲＴＰ装置１は、雰囲気ガス導入口２０ａ及び雰囲気ガス排出口２０ｂを備えたチャンバ（反応管）２０と、チャンバ２０の上部に離間して配置された複数のランプ３０と、チャンバ２０内の反応空間２５にシリコンウェーハＷを支持する基板支持部４０とを備える。また、図示しないが、シリコンウェーハＷをその中心軸周りに所定速度で回転させる回転手段を備えている。
【0016】
基板支持部４０は、シリコンウェーハＷの外周部を支持するリング１０と、リング１０を支持するステージ４０ａとを備える。チャンバ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。ステージ４０ａは、例えば、石英で構成されている。このＲＴＰ装置１は１０～３００℃／秒の昇温・降温の温度勾配でシリコンウェーハＷの全体を均一に加熱して処理することができるが、詳細なサーマルバジェットは後述する。
【0017】
尚、このＲＴＰ装置１における反応空間２５内の温度制御は、基板支持部４０のステージ４０ａに埋め込まれた複数の放射温度計によってシリコンウェーハＷの下部の基板径方向における基板面内多点（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。
【0018】
続いて、この実施形態にかかるシリコンウェーハの製造方法について、図１のＲＴＰ装置１を用いて説明する。
まず、リング１０にシリコンウェーハＷを載置して固定する。このリング１０を、酸化雰囲気下の反応空間２５内に設置されたステージ４０ａの上部にシリコンウェーハＷの上面が略平行になるように固定する。
まず、リング１０にシリコンウェーハＷを載置して固定する。このリング１０を、酸化雰囲気下の反応空間２５内に設置されたステージ４０ａの上部にシリコンウェーハＷの上面が略平行になるように固定する。
【0019】
また、雰囲気ガス導入口２０ａよりプロセスガスを導入するとともに雰囲気ガス排出口２０ｂから反応空間２５内のガスを排気し、シリコンウェーハＷ上に所定の気流を形成する。
次いで、等配列に配置されたハロゲンランプ３０をステージ４０ａに埋め込んだ複数の放射温度計によるシリコンウェーハＷの下部の温度からのフィードバックにより個々に制御してシリコンウェーハＷの温度を制御しながら急速に加熱してシリコンウェーハＷの加熱処理を行う。
次いで、等配列に配置されたハロゲンランプ３０をステージ４０ａに埋め込んだ複数の放射温度計によるシリコンウェーハＷの下部の温度からのフィードバックにより個々に制御してシリコンウェーハＷの温度を制御しながら急速に加熱してシリコンウェーハＷの加熱処理を行う。
【0020】
ここで、ＲＴＰ装置１における急速昇降温熱処理において、最大加熱温度である１３５０℃での加熱処理を例えば２０ｓｅｃ（最大時間）継続する場合を１００％のサーマルバジェット（熱処理工程の総和）とすると、５３％以上６５％以下のサーマルバジェットで処理する。
例えば、図２のグラフに示すように、加熱開始後１０ｓｅｃまでにウェーハ表面温度を１３００℃まで加熱する。
次いで、加熱開始後２７～３２ｓｅｃまでにウェーハ表面温度を１３５０℃まで加熱し、その状態を０～６ｓｅｃ継続する。
その後、炉内を急冷し、急速昇降温熱処理を完了する。
また、この急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度を０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）となるよう制御する。
例えば、図２のグラフに示すように、加熱開始後１０ｓｅｃまでにウェーハ表面温度を１３００℃まで加熱する。
次いで、加熱開始後２７～３２ｓｅｃまでにウェーハ表面温度を１３５０℃まで加熱し、その状態を０～６ｓｅｃ継続する。
その後、炉内を急冷し、急速昇降温熱処理を完了する。
また、この急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度を０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）となるよう制御する。
【0021】
このような急速昇降温熱処理においては、加熱温度を１３５０℃まで昇温することにより、ウェーハ表面のＣＯＰを消去し、ＤＺ層を形成することができる。また、導入される空孔濃度が高くなり、バルク層のゲッタリング能力を十分とするだけの高いＢＭＤ密度を得ることができる。加熱温度が１３５０℃まで達しない（サーマルバジェットが不十分）と、ウェーハ表層にボイド欠陥が残留し、また、バルク層のＢＭＤ密度が減少して、ゲッタリング能力が低下することになる。
【0022】
また、最高加熱温度である１３５０℃での加熱時間を長く維持しないことにより、ＳＰＶ（Surface Photovoltage）法によるＦｅ－Ｂ濃度を低く（１×１０９ｃｍ－３未満）することができ、シリコンウェーハを清浄にすることができる。１３５０℃での加熱温度が長すぎ、サーマルバジェットが大きくなりすぎると、Ｆｅ汚染（重金属汚染）が顕著となり、また、ＲＴＰ装置１への熱負荷が大きくなるため、ランプ破損等の虞があり好ましくない。
【0023】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、ＲＴＰ装置１における急速昇降温熱処理において、最大加熱温度である１３５０℃での加熱時間が例えば２０ｓｅｃの場合を１００％のサーマルバジェット（熱処理工程の総和）とすると、５３％以上６５％以下のサーマルバジェットでシリコンウェーハを熱処理する。
これにより、ＲＴＰ装置を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することができる。
これにより、ＲＴＰ装置を破損させることなく熱処理を完了するとともに、熱処理したシリコンウェーハの表面のデバイス活性領域に微小欠陥のないＤＺ層が形成され、バルク層に高ゲッタリング能力のＩＧ層が形成され、且つウェーハ表面における重金属汚染が少なく、清浄なシリコンウェーハを製造することができる。
【0024】
尚、前記実施の形態においては、最高温度である１３５０℃を数秒維持し、サーマルバジェットの好ましい割合を調整するようにしたが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではなく、最高温度である１３５０℃の継続時間がなくとも徐々に冷却するなどしてサーマルバジェットの割合を前記５３％以上６５％以下に調整するようにしてもよい。
【0025】
また、前記実施の形態においては、急速昇降温熱処理において最大温度での継続時間を２０ｓｅｃとしたが、本発明にあってはそれに限定されることなく、２０ｓｅｃより長い時間を最大継続時間としてもよい。
【実施例】
【0026】
本発明に係るシリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に基づき以下の実験を行った。
【0027】
（実験１）
実験１では、シリコンウェーハに対する急速昇降温熱処理の条件を変えて、ＬＳＴＤ（レーザ光散光により検出されるＣＯＰなどの微小欠陥）の数を測定した。尚、この急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度が約１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）である。
実験１では、シリコンウェーハに対する急速昇降温熱処理の条件を変えて、ＬＳＴＤ（レーザ光散光により検出されるＣＯＰなどの微小欠陥）の数を測定した。尚、この急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハは、基板の酸素濃度が約１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）である。
【0028】
条件Ｎｏ．１では、図３に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を２０ｓｅｃとした。また、この条件をサーマルバジェット１００％とした。
条件Ｎｏ．２では、図４に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を１５ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは９２．９％とした。
条件Ｎｏ．２では、図４に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を１５ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは９２．９％とした。
【0029】
条件Ｎｏ．３では、図５に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を１３ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは８５．１％とした。
条件Ｎｏ．４では、図６に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を１０ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは７５．２％とした。
条件Ｎｏ．４では、図６に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を１０ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは７５．２％とした。
【0030】
条件Ｎｏ．５では、図７に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を８ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは６５．４％とした。
条件Ｎｏ．６では、図８に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を２ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは５９．４％とした。
条件Ｎｏ．６では、図８に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を２ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは５９．４％とした。
【0031】
条件Ｎｏ．７では、図９に示すような熱履歴とし、最高温度を１３５０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは５２．８％とした。
条件Ｎｏ．８では、図１０に示すような熱履歴とし、最高温度を１３４０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは４２．３％とした。
条件Ｎｏ．８では、図１０に示すような熱履歴とし、最高温度を１３４０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは４２．３％とした。
【0032】
条件Ｎｏ．９では、図１１に示すような熱履歴とし、最高温度を１３３０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは３１．７％とした。
条件Ｎｏ．１０では、図１２に示すような熱履歴とし、最高温度を１３２０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは２１．１％とした。
条件Ｎｏ．１０では、図１２に示すような熱履歴とし、最高温度を１３２０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは２１．１％とした。
【0033】
条件Ｎｏ．１１では、図１３に示すような熱履歴とし、最高温度を１３１０℃、最高温度継続時間を０．１ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは１０．５％とした。
条件Ｎｏ．１２では、図１４に示すような熱履歴とし、最高温度を１３００℃、最高温度継続時間を２２ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは０％とした。
条件Ｎｏ．１２では、図１４に示すような熱履歴とし、最高温度を１３００℃、最高温度継続時間を２２ｓｅｃとした。また、この条件のサーマルバジェットは０％とした。
【0034】
図１５のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１５のグラフの縦軸（左側）は、予測ＬＳＴＤ（コ／ｃｍ２）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、ＬＳＴＤは条件Ｎｏ．１からＮｏ．１２まで、サーマルバジェットの減少とともに増加した。条件Ｎｏ．８以降は、ＬＳＴＤの数が０．３コ／ｃｍ２を超えて値が悪くなった。したがって、ウェーハ表層のＣＯＰを消去する熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
このグラフに示すように、ＬＳＴＤは条件Ｎｏ．１からＮｏ．１２まで、サーマルバジェットの減少とともに増加した。条件Ｎｏ．８以降は、ＬＳＴＤの数が０．３コ／ｃｍ２を超えて値が悪くなった。したがって、ウェーハ表層のＣＯＰを消去する熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
【0035】
（実験２）
実験２では、実験１と同じ急速昇降温熱処理の条件により、バルク層のＢＭＤ密度を測定した。
図１５のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１５のグラフの縦軸（右側）は、バルク層のＢＭＤ密度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、条件Ｎｏ．１からＮｏ．７までは、バルク層のＢＭＤ密度は、略一定で十分に高い値（５×１０１０ｃｍ－３以上）が得られた。
しかしながら、条件Ｎｏ．８以降は、サーマルバジェットの減少に伴い、バルク層のＢＭＤ密度は低下した。これは、急速昇降温熱処理で導入される空孔濃度が、サーマルバジェットとともに低下するためである。
したがって、バルク層のゲッタリング性能を十分とする熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
実験２では、実験１と同じ急速昇降温熱処理の条件により、バルク層のＢＭＤ密度を測定した。
図１５のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１５のグラフの縦軸（右側）は、バルク層のＢＭＤ密度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、条件Ｎｏ．１からＮｏ．７までは、バルク層のＢＭＤ密度は、略一定で十分に高い値（５×１０１０ｃｍ－３以上）が得られた。
しかしながら、条件Ｎｏ．８以降は、サーマルバジェットの減少に伴い、バルク層のＢＭＤ密度は低下した。これは、急速昇降温熱処理で導入される空孔濃度が、サーマルバジェットとともに低下するためである。
したがって、バルク層のゲッタリング性能を十分とする熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
【0036】
（実験３）
実験３では、実験１と同じ急速昇降温熱処理の条件により、熱処理後のシリコンウェーハのＦｅＢ濃度をＳＰＶ法により測定した。
図１６のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１６のグラフの縦軸は、ＦｅＢ濃度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すようにＦｅＢ濃度は、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．８まで漸減し、条件Ｎｏ．８以降は測定下限値以下となった。良好なＦｅＢ濃度は１×１０９ｃｍ－３とすると、これを下回る条件Ｎｏ．は条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．１２である。
したがって、シリコンウェーハを清浄に処理するためには、条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．１２が好ましいことがわかった。
実験３では、実験１と同じ急速昇降温熱処理の条件により、熱処理後のシリコンウェーハのＦｅＢ濃度をＳＰＶ法により測定した。
図１６のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１６のグラフの縦軸は、ＦｅＢ濃度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すようにＦｅＢ濃度は、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．８まで漸減し、条件Ｎｏ．８以降は測定下限値以下となった。良好なＦｅＢ濃度は１×１０９ｃｍ－３とすると、これを下回る条件Ｎｏ．は条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．１２である。
したがって、シリコンウェーハを清浄に処理するためには、条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．１２が好ましいことがわかった。
【0037】
以上の実験１乃至３の結果により、基板の酸素濃度が約１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）の場合、ウェーハ表層のＣＯＰを消去するができ、バルク層のゲッタリング性能を十分とし、シリコンウェーハを清浄に処理することのできる熱処理条件Ｎｏ．は、条件Ｎｏ．５（サーマルバジェット６５％）～条件Ｎｏ．７（サーバルバジェット５３％）であることがわかった。
また、これら条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．７の範囲であれば、最高温度持続時間が長すぎず、十分なサーマルバジェットを確保することができ、装置への悪影響を抑えることができる。
また、これら条件Ｎｏ．５～Ｎｏ．７の範囲であれば、最高温度持続時間が長すぎず、十分なサーマルバジェットを確保することができ、装置への悪影響を抑えることができる。
【0038】
（実験４）
実験４では、実験１と同様にシリコンウェーハに対する急速昇降温熱処理の条件を変えて、ＬＳＴＤ（レーザ光散光により検出されるＣＯＰなどの微小欠陥）の数を測定した。
この実験４では実験１とは急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハ基板の酸素濃度のみが異なり、その値は約０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）である。
図１７のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１７のグラフの縦軸（左側）は、予測ＬＳＴＤ（コ／ｃｍ２）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、ＬＳＴＤの数は条件Ｎｏ．１からＮｏ．１２まで目標値である０．３コ／ｃｍ ２ 以下となった。
実験４では、実験１と同様にシリコンウェーハに対する急速昇降温熱処理の条件を変えて、ＬＳＴＤ（レーザ光散光により検出されるＣＯＰなどの微小欠陥）の数を測定した。
この実験４では実験１とは急速昇降温熱処理工程に使用するシリコンウェーハ基板の酸素濃度のみが異なり、その値は約０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）である。
図１７のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１７のグラフの縦軸（左側）は、予測ＬＳＴＤ（コ／ｃｍ２）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、ＬＳＴＤの数は条件Ｎｏ．１からＮｏ．１２まで目標値である０．３コ／ｃｍ ２ 以下となった。
【0039】
（実験５）
実験５では、実験４と同じ急速昇降温熱処理の条件により、バルク層のＢＭＤ密度を測定した。
図１７のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１７のグラフの縦軸（右側）は、バルク層のＢＭＤ密度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、条件Ｎｏ．１からＮｏ．７までは、バルク層のＢＭＤ密度は、略一定で十分に高い値（５×１０１０ｃｍ－３以上）が得られた。
しかしながら、条件Ｎｏ．８以降は、サーマルバジェットの減少に伴い、バルク層のＢＭＤ密度は低下した。
したがって、バルク層のゲッタリング性能を十分とする熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
実験５では、実験４と同じ急速昇降温熱処理の条件により、バルク層のＢＭＤ密度を測定した。
図１７のグラフに条件Ｎｏ．１～１２の結果を示す。図１７のグラフの縦軸（右側）は、バルク層のＢＭＤ密度（ｃｍ－３）、横軸は条件Ｎｏである。
このグラフに示すように、条件Ｎｏ．１からＮｏ．７までは、バルク層のＢＭＤ密度は、略一定で十分に高い値（５×１０１０ｃｍ－３以上）が得られた。
しかしながら、条件Ｎｏ．８以降は、サーマルバジェットの減少に伴い、バルク層のＢＭＤ密度は低下した。
したがって、バルク層のゲッタリング性能を十分とする熱処理条件としては、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７が好ましいことがわかった。
【0040】
以上、実験４、５の結果により、基板の酸素濃度が約０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ASTM’79）の場合も、条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．７の場合にウェーハ表層におけるＬＳＴＤの数を抑制し、バルク層のゲッタリング性能を十分とすることができると確認した。よって、基板の酸素濃度は、０．６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下（ASTM’79）であることが望ましい。
【符号の説明】
【0041】
１ ＲＴＰ装置
２０ チャンバ（炉）
２５ 反応空間
３０ ハロゲンランプ
４０ 基板支持部
４０ａ ステージ
Ｗ シリコンウェーハ
２０ チャンバ（炉）
２５ 反応空間
３０ ハロゲンランプ
４０ 基板支持部
４０ａ ステージ
Ｗ シリコンウェーハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】