JPWO2013150636A1 - Atomic order flattening surface treatment method and heat treatment apparatus for silicon wafer - Google Patents

Atomic order flattening surface treatment method and heat treatment apparatus for silicon wafer Download PDF

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Abstract

表面に原子一層のステップで段状とされた複数のテラスが形成されているシリコンウェーハにおいて、スリップラインが存在しない。A slip line does not exist in a silicon wafer having a plurality of terraces that are stepped in atomic steps on the surface.

Description

本発明は、IC、LSI等の半導体装置を作成するためのシリコンウェーハ表面の平坦化処理方法に関するものである。   The present invention relates to a method for planarizing a surface of a silicon wafer for producing a semiconductor device such as an IC or LSI.

IC、LSI等の半導体装置を作成するためのシリコンウェーハ表面の凹凸は、例えば、非特許文献1に示されているように、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)の電流駆動能力の向上を妨げる要因であり、表面を極力、平坦にすることが求められる。   Unevenness on the surface of a silicon wafer for creating a semiconductor device such as an IC or LSI hinders improvement in current drive capability of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) as shown in Non-Patent Document 1, for example. It is a factor, and it is required to make the surface as flat as possible.

一方、1200℃のAr雰囲気でシリコンウェーハを熱処理すると原子レベルのステップおよびテラス構造が現れる究極の平坦表面が形成できることが報告されている(非特許文献2)。   On the other hand, it has been reported that when a silicon wafer is heat-treated in an Ar atmosphere at 1200 ° C., an ultimate flat surface in which atomic level steps and terrace structures appear can be formed (Non-patent Document 2).

しかし、1200℃という高温処理では量産を考えた場合、現実的ではない。 However, high-temperature processing at 1200 ° C. is not realistic when mass production is considered.

これに対して、特許文献1には、高純度Arガスの雰囲気中で、850℃で熱処理することで200mmφのウェーハ表面をスリップラインレスの原子オーダー平坦化とすることができることが記載されている。 On the other hand, Patent Document 1 describes that a 200 mmφ wafer surface can be flattened in an atomic order without slipline by performing a heat treatment at 850 ° C. in an atmosphere of high purity Ar gas. .

国際公開番号WO2011/096417A1International Publication Number WO2011 / 096417A1

T. Ohmi, K. Kotani, A. Teramoto, and M. Miyashita, IEEE Elec. Dev. Lett., 12, 652 (1991).T. Ohmi, K. Kotani, A. Teramoto, and M. Miyashita, IEEE Elec. Dev. Lett., 12, 652 (1991). L. Zhong, A. Hojo, Y. Matsushita, Y. Aiba, K. Hayashi, R. Takeda, H. Shirai, and H. Saito, Phy. Rev. B. 54, 2304 (1996).L. Zhong, A. Hojo, Y. Matsushita, Y. Aiba, K. Hayashi, R. Takeda, H. Shirai, and H. Saito, Phy. Rev. B. 54, 2304 (1996).

しかしながら、特許文献1の方法によれば確かに、高純度Arガスの雰囲気中で850℃の低温で200mmφのような大口径シリコンウェーハを熱処理してもスリップラインと呼ばれる結晶欠陥が形成されないと記載されてあるが、量産に適しているのか、更に大口径のシリコンウェーハにまで適用できるか、仮に適用できるとしても歩留まりは大量生産に適する程に高歩留まりであるか、等々については特許文献1では未提案である。   However, according to the method of Patent Document 1, it is described that crystal defects called slip lines are not formed even when a large-diameter silicon wafer such as 200 mmφ is heat-treated at a low temperature of 850 ° C. in an atmosphere of high-purity Ar gas. However, it is disclosed in Patent Document 1 whether it is suitable for mass production, whether it can be applied to a silicon wafer having a larger diameter, or even if it can be applied, the yield is high enough to be suitable for mass production. Not proposed.

即ち、特許文献1は、多数の大口径シリコンウェーハを連続的、継続的に処理し、量産した場合にも、結晶欠陥の形成を防止できるかどうかについては開示されていない。   That is, Patent Document 1 does not disclose whether or not the formation of crystal defects can be prevented even when a large number of large-diameter silicon wafers are continuously and continuously processed and mass-produced.

本発明は、スリップラインレスの原子オーダー平坦化された大口径シリコンウェーハを量産する際における課題を追求して、量産化を実現しようとするものである。   The present invention seeks to achieve mass production in pursuit of problems in mass production of slip-lineless, large-diameter silicon wafers with flattened atomic order.

具体的には、本発明の目的の一つは、200mmφ以上の大口径とした場合でもスリップラインレスの原子オーダー平坦化処理が歩留まり良くなされ且つ熱処理装置を繰り返し使用しても初期のウェーハと同等の原子オーダー表面平坦性を有するシリコンウェーハが高歩留りで得られるシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法を提供することにある。   Specifically, one of the objects of the present invention is that even when the diameter is larger than 200 mmφ, the atomic order flattening process without slipline is performed with good yield, and even if the heat treatment apparatus is used repeatedly, it is equivalent to the initial wafer. It is an object of the present invention to provide an atomic order flattening surface treatment method for a silicon wafer, which can obtain a silicon wafer having the following atomic order surface flatness with high yield.

本発明のもう一つの目的は、より純度の高い熱処理雰囲気ガスを使用することでより大口径のウェーハに対してより低温でより少ないガス使用量でよりスピーディに原子オーダー平坦化表面処理が高歩留りで行えるシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to use a higher-purity heat treatment atmosphere gas, and to achieve a high-yield high-yield atomic order planarization surface treatment at a lower temperature and with a smaller amount of gas used for larger diameter wafers. It is an object of the present invention to provide an atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer that can be performed by the above method.

上記した課題を解決するために、本発明の第1の態様によれば、熱処理装置のシリコンウェーハの熱処理空間に熱処理雰囲気ガスを外部から導入するためのガス輸送路が前記熱処理装置との継部において分離された二重空間構造を有し、該二重空間構造は、内空間が前記熱処理空間に連通し、外空間は前記熱処理空間には連通しておらず輸送されるガスを外部に排気する構造であり、シリコンウェーハの熱処理過程において、前記内空間に前記熱処理雰囲気ガスを流し前記外空間に前記熱処理雰囲気ガス若しくは前記熱処理雰囲気ガス同等のガスを流すことを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to the first aspect of the present invention, a gas transport path for introducing a heat treatment atmosphere gas from the outside into the heat treatment space of the silicon wafer of the heat treatment apparatus has a joint with the heat treatment apparatus. The double space structure has an inner space communicating with the heat treatment space and an outer space not communicating with the heat treatment space and exhausting the transported gas to the outside. Atomic order of silicon wafer, characterized in that in the heat treatment process of a silicon wafer, the heat treatment atmosphere gas is caused to flow in the inner space and the heat treatment atmosphere gas or a gas equivalent to the heat treatment atmosphere gas is caused to flow in the outer space. A planarized surface treatment method is provided.

本発明の第2の態様によれば、表面熱処理によるシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法において、熱処理装置内のシリコンウェーハが設置された熱処理空間に、水分含有量0.2vol.ppb以下、酸素含有量0.1vol.ppb以下の純度の熱処理雰囲気ガスを導入しつつ熱処理温度900℃以下で熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, in the atomic order flattening surface treatment method for a silicon wafer by surface heat treatment, the heat treatment space in which the silicon wafer in the heat treatment apparatus is installed has a water content of 0.2 vol.ppb or less, There is provided an atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer, characterized in that heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 900 ° C. or lower while introducing a heat treatment atmosphere gas having an oxygen content of 0.1 vol.

本発明の第3の態様によれば、前記第2の態様において、水分含有量0.01vol.ppb以下、酸素含有量0.02vol.ppb以下の純度の熱処理雰囲気ガスを導入しつつ熱処理温度900℃以下で熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法が提供される。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a heat treatment temperature of 900 vol.% While introducing a heat treatment atmosphere gas having a water content of 0.01 vol. Ppb or less and an oxygen content of 0.02 vol. Ppb or less. There is provided an atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer, characterized by performing a heat treatment at a temperature not higher than ° C.

本発明によれば、200mmφ以上の大面積のウェーハであっても原子オーダーの表面平坦性を有し且つスリップラインが存在しないシリコンウェーハを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a silicon wafer having surface flatness on the order of atoms and having no slip line even if the wafer has a large area of 200 mmφ or more.

又、別には、本発明によれば、より純度の高い熱処理雰囲気ガスを継続的に使用することで、より大口径のウェーハに対してより低温でより少ないガス使用量でよりスピーディに原子オーダー平坦化表面処理が高歩留りで行える。   In addition, according to the present invention, by continuously using a higher-purity heat treatment atmosphere gas, the atomic order is flattened more quickly at a lower temperature and with a smaller amount of gas used for larger diameter wafers. Surface treatment can be performed with high yield.

シリコンウェハーを種々の条件で熱処理した際にX線トポグラフィーの結果(試料数4)を示す図である。It is a figure which shows the result (sample number 4) of a X-ray topography when heat-processing a silicon wafer on various conditions. 本発明の実施形態に係るシリコンウェーハのオフ角とテラス幅の関係を説明するための模式的説明図である。It is typical explanatory drawing for demonstrating the relationship between the off angle of the silicon wafer which concerns on embodiment of this invention, and terrace width. 本発明の実施例で使用される好適な熱処理装置の一つである典型的具体例を説明するための模式的説明図である。It is typical explanatory drawing for demonstrating the typical example which is one of the suitable heat processing apparatuses used with the Example of this invention. 図3に示された部分Aを拡大して説明するための模式的説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for enlarging and explaining a portion A shown in FIG. 3. 図3に示された部分Bを拡大して説明するための模式的説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for enlarging and explaining a portion B shown in FIG. 3. (a)は、図3に示された部分Cを拡大して説明するための模式的説明図であり、ここでは、関連技術で使用している構造を示している。(b)は、図3に示された部分Cを拡大して説明する模式的説明図であり、ここでは、本発明において使用される構造を示している。(A) is typical explanatory drawing for expanding and explaining the portion C shown in Drawing 3, and shows the structure currently used by related technology here. FIG. 4B is a schematic explanatory diagram for explaining a part C shown in FIG. 3 in an enlarged manner, and shows a structure used in the present invention. 実施例1、4−1および比較例1、2の試料表面のAFM像を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the AFM image of the sample surface of Example 1, 4-1 and Comparative Example 1,2. 本実施形態に係るシリコンウェーハ上にMOSFETを形成した場合の一例を示す模式的平面図である。It is a typical top view showing an example at the time of forming MOSFET on a silicon wafer concerning this embodiment. 図8のソース−ドレイン方向の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the source-drain direction of FIG. 実施例1の熱処理時の温度プロファイルを示すグラフである。3 is a graph showing a temperature profile during heat treatment of Example 1. 実施例5および比較例3〜5の酸化前と酸化後(処理前と処理後)の試料表面のAFM像を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the AFM image of the sample surface of Example 5 and Comparative Examples 3-5 before and after oxidation (before and after treatment). 実施例6および比較例6のドレイン電圧−ドレイン電流特性を示す図である。It is a figure which shows the drain voltage-drain current characteristic of Example 6 and Comparative Example 6. 実施例4−1の試料表面のAFM像を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the AFM image of the sample surface of Example 4-1. 累積故障率(Cumulative Failure「%」)の評価結果(評価面積 :1mm× 1mm)を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result (evaluation area: 1 mm x 1 mm) of a cumulative failure rate (Cumulative Failure "%"). 累積故障率(Cumulative Failure「%」)の評価結果(評価面積 :4mm× 4mm)を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result (evaluation area: 4 mm x 4 mm) of a cumulative failure rate (Cumulative Failure "%"). 熱処理温度とAr流量の平坦化処理への影響度合いを評価した実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which evaluated the influence degree to the planarization process of heat processing temperature and Ar flow volume.

以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。最初に、本実施形態に係るシリコンウェーハについて簡単に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the silicon wafer according to the present embodiment will be briefly described.

本発明の表面処理方法によって原子オーダー平坦化表面処理が施されたシリコンウェーハは、表面に原子一層のステップで段状とされた複数のテラスが形成されており、スリップラインが存在しないものである。   The silicon wafer that has been subjected to the atomic order flattening surface treatment by the surface treatment method of the present invention has a plurality of terraces formed on the surface in steps of one atomic layer, and has no slip line. .

ここで、「スリップライン」とは、シリコンウェーハを熱処理した際に、規則正しく並んでいるシリコン原子が高温のためにずれることで起こる一種の「結晶欠陥」を意味するものである。 即ち、本発明の表面処理方法によって得られるシリコンウェーハは結晶欠陥フリーの構造を有している。   Here, the “slip line” means a kind of “crystal defect” that occurs when silicon atoms regularly arranged are displaced due to high temperature when a silicon wafer is heat-treated. That is, the silicon wafer obtained by the surface treatment method of the present invention has a structure free from crystal defects.

また、表面に原子オーダーのステップで段状とされた複数のテラスが形成されている状態とは、図2に示すような状態のことを意味する。   Moreover, the state in which a plurality of terraces stepped in atomic order steps are formed on the surface means a state as shown in FIG.

図2で模式的に示すように、本実施形態に係るシリコンウェーハの表面はオフ角(θ)だけJust(100)面から傾いている。   As schematically shown in FIG. 2, the surface of the silicon wafer according to the present embodiment is inclined from the Just (100) plane by an off angle (θ).

なお、図2は、基板表面の結晶が(100)面であり、<01−1>方向に対して、<011>方向に36°傾けた方向の(100)面に対して、オフ角として0.06°だけ面方位を傾けた場合を示している。   In FIG. 2, the crystal on the substrate surface is the (100) plane, and the off angle with respect to the (100) plane inclined by 36 ° in the <011> direction with respect to the <01-1> direction. The case where the surface orientation is tilted by 0.06 ° is shown.

図2に示すように、原子レベルにおいては、基板表面がオフ角(θ)だけ傾いている場合には、その表面の格子点が異なる。この表面の格子点が切り替わる位置がステップS、Sとなる。このステップの高さは、シリコン(100)表面の1原子ステップである0.13nmである。As shown in FIG. 2, at the atomic level, when the substrate surface is inclined by the off angle (θ), the lattice points of the surface are different. The positions where the lattice points on the surface are switched are steps S A and S B. The height of this step is 0.13 nm, which is one atomic step on the silicon (100) surface.

このときのステップとテラスの数は、図2に示してある通り、(1)式で表される。
L=0.13/tanθ (nm) …(1)
L:テラス幅、θ:(100)面からのオフ角
The number of steps and terraces at this time is expressed by the equation (1) as shown in FIG.
L = 0.13 / tan θ (nm) (1)
L: Terrace width, θ: Off angle from (100) plane

テラス幅は原子レベルでは数原子のばらつきがある。しかし、そのばらつきはnmオーダーで小さく、特性への影響が無視できるか、影響があるとしても極小さな範囲内である。そのためテラス幅は実質的に同じ幅であるといえる。またステップの方向も一直線ではなく、原子レベルでは数原子の凹凸があるが、その凹凸もnmオーダーで小さく、特性への影響が無視できるか、影響があるとしても極小さな範囲内である。従って実質的に直線的で一方向と見なせることから、ステップは実質的に同一方向に形成されているといえる。本発明者等は、AFM像から得られたテラス幅LとX線回折測定で得られたオフ角の関係は(1)式の結果とよく一致していることを確認している。   The terrace width varies by several atoms at the atomic level. However, the variation is small on the order of nm, and the influence on the characteristics can be ignored or within an extremely small range even if there is an influence. Therefore, it can be said that the terrace width is substantially the same width. Also, the direction of the step is not a straight line, and there are irregularities of several atoms at the atomic level, but the irregularities are also small in the order of nm, and the influence on the characteristics can be ignored or even within the extremely small range. Accordingly, since the steps are substantially straight and can be regarded as one direction, it can be said that the steps are formed in substantially the same direction. The present inventors have confirmed that the relationship between the terrace width L obtained from the AFM image and the off angle obtained by the X-ray diffraction measurement is in good agreement with the result of the equation (1).

つまり、シリコン表面に形成されるステップは原子一層であり、さらにオフ角も、同様に平均的な角度として、実質的に同じ角度であると見做せる。以下の記載においては、単にステップ方向は同一方向、テラス幅は同じ幅、またオフ角は同じ角度で形成されていると表記する。   That is, the number of steps formed on the silicon surface is one atom, and the off-angle is also considered to be substantially the same as an average angle. In the following description, the step direction is simply described as being the same direction, the terrace width being the same width, and the off-angle being the same angle.

このように、表面に原子一層のステップで段状とされた複数のテラスが形成されており、かつ、スリップラインが存在しないシリコンウェーハを得るためには、熱処理装置のシリコンウェーハの熱処理空間に熱処理雰囲気ガスを外部から導入するためのガス輸送路が前記熱処理装置との継部において分離された二重空間構造を有し、該二重空間構造は、内空間が前記熱処理空間に連通し、外空間は前記熱処理空間には連通しておらず輸送されるガスを外部に排気する構造であり、シリコンウェーハの熱処理過程において、前記内空間に前記熱処理雰囲気ガスを流し前記外空間に前記熱処理雰囲気ガス若しくは前記熱処理雰囲気ガス同等のガスを流すことで原子オーダー平坦化表面処理を行えばよい。   As described above, in order to obtain a silicon wafer in which a plurality of terraces stepped in atomic steps are formed on the surface and no slip line is present, heat treatment is performed in the heat treatment space of the silicon wafer of the heat treatment apparatus. A gas transport path for introducing atmospheric gas from the outside has a double space structure separated at a joint with the heat treatment apparatus, and the double space structure has an inner space communicating with the heat treatment space and an outer space. The space is structured not to communicate with the heat treatment space but to exhaust the transported gas to the outside, and in the heat treatment process of the silicon wafer, the heat treatment atmosphere gas flows into the inner space and the heat treatment atmosphere gas flows into the outer space. Alternatively, the atomic order planarization surface treatment may be performed by flowing a gas equivalent to the heat treatment atmosphere gas.

本発明を具現化するのに好適に使用される熱処理装置の一例の模式的説明図が図3に示される。図3に示される熱処理装置300は、上部設置台301と下部設置台302とを有し、両者は二層構造となっている。   FIG. 3 shows a schematic explanatory view of an example of a heat treatment apparatus preferably used for embodying the present invention. A heat treatment apparatus 300 shown in FIG. 3 includes an upper installation table 301 and a lower installation table 302, both of which have a two-layer structure.

上部設置台301には、外在チューブ303が設置され、外在チューブ303内部には、図の外側から、SiC(炭化ケイ素)チューブ304、内在チューブ305、ウェーハセッテング台306が配置されている。   An outer tube 303 is installed on the upper mounting table 301, and an SiC (silicon carbide) tube 304, an inner tube 305, and a wafer setting table 306 are arranged inside the outer tube 303 from the outside of the figure.

外在チューブ303は、例えば石英などの高耐熱性のガラス質材料で構成され、中空が設けられた二重構造を有する円筒構造である。外在チューブ303には、図示されてあるようにガス流入口307、ガス排気口308を有し、ガス流入口307からガス排気口308に向かって二重構造の中空部309をガスが流されるようになっている。外在チューブ303の外側には、所望のピッチで設けたヒータ310が取り付けられてある。   The external tube 303 is made of a highly heat-resistant glassy material such as quartz and has a cylindrical structure having a double structure provided with a hollow. The external tube 303 has a gas inlet 307 and a gas exhaust port 308 as shown in the figure, and the gas flows through the hollow portion 309 having a double structure from the gas inlet 307 toward the gas exhaust port 308. It is like that. A heater 310 provided at a desired pitch is attached to the outside of the external tube 303.

熱処理を長時間又は繰り返し行う際、外在チューブ303を外から内部観察しやすいように石英で構成してあると、ヒータ310に原因する金属が外在チューブ303を通過して熱処理装置内に僅かではあるが侵入してくる。この点を防止する目的で、外在チューブ303の中空部309に不活性ガス、例えばArガスを流して熱処理空間に金属が侵入して来ないようにする。   When the outer tube 303 is made of quartz so that the inner tube 303 can be easily observed from the outside when the heat treatment is performed for a long time or repeatedly, the metal caused by the heater 310 passes through the outer tube 303 and slightly enters the heat treatment apparatus. However, it invades. In order to prevent this point, an inert gas, for example, Ar gas is flowed into the hollow portion 309 of the outer tube 303 so that the metal does not enter the heat treatment space.

この点の詳細について図4を用いて説明する。外在チューブ303の外側にあるヒータワイヤー310aが熱処理装置内の熱処理温度を維持するために発熱を続けていると、ヒータワイヤー310aから金属が遊離し浮遊金属401となり、当該浮遊金属401が外在チューブ303の外壁303aを通過し装置内部に侵入してくる。   Details of this point will be described with reference to FIG. When the heater wire 310a outside the outer tube 303 continues to generate heat in order to maintain the heat treatment temperature in the heat treatment apparatus, the metal is released from the heater wire 310a to become the floating metal 401, and the floating metal 401 is exposed to the outside. It passes through the outer wall 303a of the tube 303 and enters the inside of the apparatus.

その際、外在チューブ303の中空部309に予め不活性ガス、例えばArガスの流れを形成しておくと、遊離した金属は、ガスの流れによってArガスとともにガス排出口308から装置外部排出され、外在チューブ303の内壁303bを通過して装置の更に内部に侵入することはない。   At that time, if a flow of an inert gas such as Ar gas is formed in the hollow portion 309 of the outer tube 303 in advance, the released metal is discharged from the apparatus together with the Ar gas through the gas discharge port 308 by the gas flow. , It does not pass through the inner wall 303b of the outer tube 303 and enter the inside of the apparatus.

外在チューブ303と内在チューブ305の間の空間は、熱処理中は、必要に応じて所望の真空度に保持されて内在チューブ305内の清浄維持が図れるようになっている。   The space between the outer tube 303 and the inner tube 305 is maintained at a desired degree of vacuum as necessary during heat treatment so that the inner tube 305 can be kept clean.

内在チューブ305の外側には、外部から熱処理雰囲気ガスを内在チューブ305内に導入するためのガス流路311が設けられてある。該ガス流路311は内在チューブ305の上部に設けたガス導入口手段312に連通しているとともに上流側に、外部から熱処理雰囲気ガスを取り入れるためのガス導入路313を有する。   A gas flow path 311 for introducing a heat treatment atmosphere gas into the internal tube 305 from the outside is provided outside the internal tube 305. The gas flow path 311 communicates with a gas inlet means 312 provided in the upper part of the inner tube 305 and has a gas introduction path 313 for taking in a heat treatment atmosphere gas from the outside on the upstream side.

ガス導入口手段312は、内在チューブ305内に導入ガスを導入するための細孔が所望の仕様と設計に従って設けられている。内在チューブ305は、下部設置台302付近まで下方に延在し、上部設置台301と下部設置台302の中間位置で内在チューブ305内の熱処理雰囲気ガスを排気するためのガス排気路314と連通している。   The gas inlet means 312 is provided with pores for introducing the introduced gas into the internal tube 305 in accordance with the desired specifications and design. The internal tube 305 extends downward to the vicinity of the lower installation table 302 and communicates with a gas exhaust path 314 for exhausting the heat treatment atmosphere gas in the internal tube 305 at an intermediate position between the upper installation table 301 and the lower installation table 302. ing.

ウェーハセッテング台306には、内側にウェーハをセットするための溝が所定数設けてあり、一枚から多数枚同時に熱処理できるような構造を有している。   The wafer setting table 306 is provided with a predetermined number of grooves for setting wafers on the inside, and has a structure capable of performing heat treatment from one to many simultaneously.

ウェーハセッテング台306に、ウェーハをセッテングする場合、図3に示してあるように、熱処理を施すウェーハ(プロセスウェーハ318)の上下位置にダミーウェーハ319を所定枚数配して、プロセスウェーハ318の全面が均一一様に加熱・維持されるようにする。このことにより、プロセスウェーハ318の被熱処理面全面が均一一様温度に維持される。 When a wafer is set on the wafer setting table 306, as shown in FIG. 3, a predetermined number of dummy wafers 319 are arranged at the upper and lower positions of the wafer to be heat-treated (process wafer 318), and the entire surface of the process wafer 318 is placed. Heat and maintain uniformly. As a result, the entire heat-treated surface of the process wafer 318 is maintained at a uniform and uniform temperature.

ウェーハセッテング台306の下部には、ウェーハセッテング台306が置かれる空間における熱分布を均一一様にするために、ヒートインシュレーション構造体315が配されてある。ヒートインシュレーション構造体315は、例えば、石英等で出来たラダー構造体であるのが好ましい。特に、発泡石英でつくれば、形状も任意に出来、見かけの熱容量も大きくすることができるので望ましい。   A heat insulation structure 315 is disposed below the wafer setting table 306 in order to make uniform the heat distribution in the space where the wafer setting table 306 is placed. The heat insulation structure 315 is preferably a ladder structure made of, for example, quartz. In particular, if it is made of foamed quartz, the shape can be made arbitrarily and the apparent heat capacity can be increased, which is desirable.

ガス導入路313、ガス排気路314には、図示されるように外部配管316a、316bが夫々接続される。   External pipes 316a and 316b are connected to the gas introduction path 313 and the gas exhaust path 314, respectively, as shown.

本発明に於いては、この外部配管の接続位置(点線丸の矢印で示した部分B)やOリング等でシーリングする箇所(点線丸の矢印で示した部分C)に以下に示す工夫を施す。   In the present invention, the following contrivances are applied to the connection position of this external pipe (part B indicated by a dotted-line arrow) and a place sealed by an O-ring (part C indicated by a dotted-line arrow). .

先ず、部分Bを拡大して示す図5に沿って説明する。図5の(a)は、関連技術による方法、(b)は本発明の方法を説明するものである。   First, a description will be given with reference to FIG. FIG. 5 (a) illustrates the method according to the related art, and (b) illustrates the method of the present invention.

配管に継部があると如何に厳重にシールしても長時間の使用、繰り返し数の増加に伴って僅かではあるが、継部500から大気が侵入し熱処理雰囲気を変動させて仕舞うことが本発明者らによって明らかにされた。どんなに純化した熱処理雰囲気ガスを使用していても、時間の経過とともに継部から大気成分が徐々に侵入して熱処理空間に逆拡散し、熱処理雰囲気を汚染してしまう。汚染の原因の大気成分の量は極僅かではあるが、水成分や酸素成分であると、譬え極微量でも熱処理に大きく影響し、目的とする原子オーダーの平坦性を有し且つスリップラインレスの大面積シリコンウェーハを生産性良く生産することが出来なくなる。即ち、スリップラインレスの大面積シリコンウェーハを量産することができなくなってしまう。   If there is a joint in the pipe, no matter how tightly it is sealed, it will be used for a long time, and the number of repetitions will increase slightly. Revealed by the inventors. No matter how purified heat treatment atmosphere gas is used, atmospheric components gradually invade from the joint as time passes and back diffuse into the heat treatment space, contaminating the heat treatment atmosphere. Although the amount of atmospheric components that cause pollution is very small, water components and oxygen components can greatly affect the heat treatment even with a very small amount, have the flatness of the target atomic order, and are slip lineless. Large area silicon wafers cannot be produced with high productivity. That is, it becomes impossible to mass-produce a large area silicon wafer without a slip line.

ガス導入路313を構成する石英管501と外部配管316aは、接続されて外部より熱処理雰囲気ガスを熱処理装置の熱処理空間に導入できるようにする。   The quartz pipe 501 and the external pipe 316a constituting the gas introduction path 313 are connected so that the heat treatment atmosphere gas can be introduced from the outside into the heat treatment space of the heat treatment apparatus.

本発明者らの研究結果では、熱処理装置を長時間使用したり繰り返し使用したりすると接続位置(継部500)での接続をより確実にして大気侵入遮断を試みても継時的変化が伴われ次第に継部500から大気が侵入してくるようになる。 According to the research results of the present inventors, if the heat treatment apparatus is used for a long time or is used repeatedly, even if an attempt is made to cut off the air intrusion by making the connection at the connection position (joint portion 500) more reliable, there is a change over time. The air gradually enters from the joint 500.

これを防止するために、本発明では、図5(b)に示すように、継部500の周囲を一対のパージ用フランジ502a、502bで囲い、継部500とフランジ502の間の空間にパージ用のガスを所望の相対的正圧で流すことで継部500からの大気の侵入を完全に阻止できるように構造的工夫を施してある。パージ用のガスは、パイプ503から導入される。   In order to prevent this, in the present invention, as shown in FIG. 5B, the periphery of the joint portion 500 is surrounded by a pair of purge flanges 502 a and 502 b, and the space between the joint portion 500 and the flange 502 is purged. The structure is devised so that the invasion of the atmosphere from the joint portion 500 can be completely prevented by flowing the working gas at a desired relative positive pressure. A purge gas is introduced from the pipe 503.

パージ用のガスとしては、熱処理雰囲気ガスと同一種のガスか同等のガスを用いる。特に、好ましくは、熱処理雰囲気ガスと同一種のガスを使用するのが望ましい。   As the purge gas, the same kind of gas as the heat treatment atmosphere gas or the same gas is used. In particular, it is desirable to use the same type of gas as the heat treatment atmosphere gas.

図5(b)では、熱処理雰囲気ガスのガス導入路313の部分を説明したが、ガス排気路314の部分も同様の構造とされる。   In FIG. 5B, the gas introduction path 313 portion of the heat treatment atmosphere gas has been described, but the gas exhaust path 314 also has the same structure.

次に、図6に沿って、Oリング等でシーリングする箇所(点線丸の矢印で示した部分C)の本発明における構造的工夫を説明する。図6の(a)は、関連技術に係る構造、(b)は本発明に係る構造を示すものである。   Next, a structural device in the present invention of a portion (portion C indicated by a dotted-line arrow) that is sealed with an O-ring or the like will be described with reference to FIG. FIG. 6A shows a structure according to the related art, and FIG. 6B shows a structure according to the present invention.

図5でも説明したように、Oリング等で如何に精巧にシーリングして気密性を維持しようとしても長時間にわたる継時変化は、特に熱が加わる場合の継時変化は、その気密性を低下させ、装置とOリングの僅かな隙間から次第に大気が侵入するようになる。これを防止する目的で、図6(b)に示す様に、取り付けフランジ602内部にパージ流路603を設けてパージガスを所望の相対的正圧で流すことで、大気の装置内部への侵入を完全に防止する。   As explained in FIG. 5, even if it is tried to maintain the airtightness by precisely sealing with an O-ring or the like, the change over time over a long period of time, especially the change over time when heat is applied, reduces the airtightness. As a result, the atmosphere gradually enters through a slight gap between the device and the O-ring. For the purpose of preventing this, as shown in FIG. 6 (b), a purge channel 603 is provided inside the mounting flange 602 and the purge gas is allowed to flow at a desired relative positive pressure, thereby preventing the atmosphere from entering the apparatus. Prevent completely.

本発明者らの研究によると、市販されている比較的入手しやすい高純度アルゴン(Ar)ガスを熱処理雰囲気ガスとして使用し従来構造の熱処理装置で、可也の高温、例えば1200℃前後で熱処理を行えば、スリップラインレスのシリコンウェーハを形成することが出来るが、それでも、200mmφ程度の大面積ウェーハとなるとウェーハ表面全域に亘ってスリップラインレスの原子オーダー平坦性を得るのは生産性を考慮すると実質上難しいという結論が得られている。   According to the study by the present inventors, a commercially available high-purity argon (Ar) gas, which is relatively easily available, is used as a heat treatment atmosphere gas, and heat treatment is performed at a high temperature, for example, around 1200 ° C., with a conventional heat treatment apparatus. In this case, a sliplineless silicon wafer can be formed. However, in the case of a large-area wafer of about 200 mmφ, it is possible to obtain sliplineless atomic order flatness over the entire wafer surface in consideration of productivity. The conclusion is that it is practically difficult.

市販されている比較的入手しやすい高純度アルゴン(Ar)ガスの純度は、ガスの品質規格表示では、Grade1(G1)クラスのもので、99.9999vol%超であり、酸素(O)含有量は、0.1vol.ppm未満、水分(HO)の含有量は、露点表示で、-80℃未満である。The purity of commercially available high-purity argon (Ar) gas, which is relatively easy to obtain, is of the Grade 1 (G1) class in terms of gas quality standards, and exceeds 99.9999 vol%, and contains oxygen (O 2 ). The amount is less than 0.1 vol. Ppm, and the water (H 2 O) content is less than −80 ° C. in terms of dew point.

本発明者らの先の出願(特許文献1)では、アルゴン(Ar)ガスの純度を更に高め、水分含有量0.2vol.ppb以下、酸素含有量0.1vol.ppb以下としたアルゴン(Ar)ガスを使用することで、200mmφ程度の大面積ウェーハ表面全域に亘ってスリップラインレスの原子オーダー平坦性を有するシリコンウェーハが、しかも800〜900℃という従来に比べ遥かに低温の領域で熱処理を行うことで得られることが示されている。   In the earlier application of the present inventors (Patent Document 1), the purity of argon (Ar) gas is further increased so that the moisture content is 0.2 vol.ppb or less and the oxygen content is 0.1 vol.ppb or less. ) By using gas, a silicon wafer having slip-lineless atomic order flatness over the entire surface of a large area wafer of about 200 mmφ is heat-treated in a much lower temperature range of 800 to 900 ° C. It is shown to be obtained by doing.

前述した本発明の第1および第3の態様は、この技術を更に発展させたものであり、200mmφ以上の大口径シリコンウェーハに対してもスリップラインレスの原子オーダー平坦化処理が高歩留りで生産性良く実施でき、大量生産に最適な原子オーダー表面平坦化処理法である。   The first and third aspects of the present invention described above are further developments of this technology, and a slip lineless atomic order flattening process can be produced at a high yield even for large-diameter silicon wafers of 200 mmφ or more. It is an atomic order surface flattening method that can be implemented with good performance and is optimal for mass production.

更に、前述した本発明の第3の態様では、より純度の高い熱処理雰囲気ガスを使用することでより大口径のウェーハに対してより低温でより少ないガス使用量でよりスピーディに原子オーダー平坦化表面処理が高歩留りで行える。   Furthermore, in the third aspect of the present invention described above, the atomic order flattening surface can be performed more quickly at a lower temperature and with a smaller amount of gas used for a larger diameter wafer by using a heat treatment atmosphere gas with higher purity. Processing can be performed with high yield.

この際に使用する内在チューブ305は、好ましくはできる限り純度化を図ったものを使用するのが望ましい。   The inner tube 305 used at this time is preferably as purified as possible.

本発明に於いては、熱処理雰囲気ガスとしては、シリコンウェーハ表面に対して不活性(非反応性)なガス種が使用される。そのようなガスとして、好ましくはAr(アルゴン)やHe(ヘリウム)などの希ガス、N(窒素)、などの不活性ガス若しくはこれらのガスを2種以上混合した混合ガスを使用するのが望ましい。特に、本発明に於いては、Ar(アルゴン)の使用が望ましい。In the present invention, a gas species that is inert (non-reactive) to the silicon wafer surface is used as the heat treatment atmosphere gas. As such a gas, it is preferable to use a rare gas such as Ar (argon) or He (helium), an inert gas such as N 2 (nitrogen), or a mixed gas obtained by mixing two or more of these gases. desirable. In particular, it is desirable to use Ar (argon) in the present invention.

熱処理の際の温度を900度以下とするのが望ましい。熱処理温度を900℃以下とすることにより、シリコンウェーハを300mmφ以上の大口径にした場合においても、スリップラインのないウェーハが得られる。   It is desirable that the temperature during the heat treatment be 900 degrees or less. By setting the heat treatment temperature to 900 ° C. or less, even when the silicon wafer has a large diameter of 300 mmφ or more, a wafer having no slip line can be obtained.

ただし、あまり低温での熱処理では原子オーダーで平坦な表面が得られないため、熱処理の際の温度は、好ましくは、700℃以上、より好ましくは、750℃以上、更に好ましくは、800℃以上とするのが望ましい。即ち、熱処理の際の温度は700℃〜900℃の範囲が好ましい。   However, since a flat surface in the atomic order cannot be obtained by heat treatment at a very low temperature, the temperature during the heat treatment is preferably 700 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, and further preferably 800 ° C. or higher. It is desirable to do. That is, the temperature during the heat treatment is preferably in the range of 700 ° C to 900 ° C.

このように、表面に原子一層のステップで段状とされた複数のテラスが形成されており、かつスリップラインが存在しないシリコンウェーハは、MOSFETを形成する場合に、MOSFETの電流駆動能力を劣化させることなく、かつ歩留まりよくMOSFETを形成できる。   As described above, a silicon wafer in which a plurality of terraces stepped in steps of one atomic layer is formed on the surface and a slip line does not exist deteriorates the current drive capability of the MOSFET when the MOSFET is formed. Thus, a MOSFET can be formed with good yield.

ここで、本実施形態に係るシリコンウェーハを使用したMOSFETの形成方法について、図8および図9を参照して説明する。   Here, a method for forming a MOSFET using the silicon wafer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、上記処理(900℃以下での熱処理)が行われた半導体基板901(シリコンウェーハ、シリコン基板)の表面を、アルカリ溶液を用いない洗浄法によって洗浄する。   First, the surface of the semiconductor substrate 901 (silicon wafer, silicon substrate) that has been subjected to the above-described treatment (heat treatment at 900 ° C. or lower) is cleaned by a cleaning method that does not use an alkaline solution.

次に、図9に示すように、例えばプラズマによって発生させた酸素ラジカルによって基板表面を直接酸化するラジカル酸化法によりSiO膜902を形成したのち、CVD法等によってSiO膜903を形成する。Next, as shown in FIG. 9, for example, after a SiO 2 film 902 is formed by a radical oxidation method in which the substrate surface is directly oxidized by oxygen radicals generated by plasma, a SiO 2 film 903 is formed by a CVD method or the like.

次に、フォトリソグラフィー法等を用いて、MOSトランジスタが作成される活性化領域を開口する。このとき図8に示すように、ソース−ドレインの方向にステップが存在しないように、(キャリア走行方向にステップが交差しないように)、ステップと平行方向をキャリア走行方向とするのが望ましい。このような構成とすることで、キャリア走行方向にはラフネスが極めて小さく、キャリア移動度が大きいMOSFETが実現できる。   Next, an activation region in which the MOS transistor is to be formed is opened using a photolithography method or the like. At this time, as shown in FIG. 8, it is desirable that the direction parallel to the step is the carrier traveling direction so that there is no step in the source-drain direction (so that the step does not intersect the carrier traveling direction). By adopting such a configuration, it is possible to realize a MOSFET having extremely small roughness in the carrier traveling direction and high carrier mobility.

なお、図8では、<01−1>方向に対して、<011>方向に54°傾いた方向にソース−ドレインを設定した場合を例示している。   FIG. 8 illustrates the case where the source-drain is set in a direction inclined by 54 ° in the <011> direction with respect to the <01-1> direction.

次に、図9に示すように、フォトレジストをマスク材料として開口部分のSiO膜902およびSiO膜903を除去し、フォトレジストを除去する。なお、開口はトランジスタをそれぞれ設けるべき複数(多数)の部分に形成するが、図8および図9ではそのうち1個の開口部分、1個のトランジスタを示している。その後、アルカリ溶液を用いない洗浄法で露出半導体表面を洗浄したのち、ラジカル酸化によってゲート絶縁膜としてSiO膜904を形成し、ゲート電極905として多結晶ポリシリコンを形成する。なお、ラジカル酸化法のような等方的酸化法であれば膜厚によらず界面平坦度は劣化しない。また、ゲート絶縁膜はラジカル窒化により形成してもよいし、ラジカル酸化とラジカル窒化を組み合わせて形成してもよい。Next, as shown in FIG. 9, the SiO 2 film 902 and the SiO 2 film 903 in the opening are removed using the photoresist as a mask material, and the photoresist is removed. Note that the openings are formed in a plurality (a large number) of portions where the transistors are to be provided. In FIGS. 8 and 9, one opening portion and one transistor are shown. Thereafter, the exposed semiconductor surface is cleaned by a cleaning method that does not use an alkaline solution, and then a SiO 2 film 904 is formed as a gate insulating film by radical oxidation, and polycrystalline polysilicon is formed as a gate electrode 905. Note that if the isotropic oxidation method such as the radical oxidation method, the interface flatness does not deteriorate regardless of the film thickness. Further, the gate insulating film may be formed by radical nitridation, or may be formed by combining radical oxidation and radical nitridation.

この後は、公知のMOSFET形成方法によって、MOSFETを形成する。   Thereafter, a MOSFET is formed by a known MOSFET formation method.

具体的には、ソース拡散層906およびドレイン拡散層907の形成、層間絶縁膜908の成膜、コンタクトホールの開口、ゲート取り出し電極909、ソース取り出し電極910およびドレイン取り出し電極911を形成することで、図9に示すようなMOSFETを形成する。   Specifically, by forming a source diffusion layer 906 and a drain diffusion layer 907, forming an interlayer insulating film 908, opening a contact hole, a gate extraction electrode 909, a source extraction electrode 910, and a drain extraction electrode 911, A MOSFET as shown in FIG. 9 is formed.

なお、MOSFETの形成方法は特に限定されない。ゲート絶縁膜を形成する方法は、例えば等方的に半導体基板を酸化する方法や、窒化する方法を用いれば良い。また多数形成したトランジスタ間の素子分離方法は、STI(Shallow trench Isolation)、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法等を用いてもよく、活性領域表面の洗浄方法、酸化膜、窒化膜形成方法も、膜厚が同程度であればよい。   In addition, the formation method of MOSFET is not specifically limited. As a method for forming the gate insulating film, for example, a method of oxidizing a semiconductor substrate isotropically or a method of nitriding may be used. In addition, element isolation methods between a large number of formed transistors may be STI (Shallow trench Isolation), LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method, etc., and the active region surface cleaning method, oxide film, nitride film formation method, The film thickness should just be comparable.

このように、本実施形態によれば、シリコンウェーハは表面に原子一層のステップで段状とされた複数のテラスが形成されており、かつスリップラインが存在しないように構成されている。   As described above, according to the present embodiment, the silicon wafer is configured such that a plurality of terraces that are stepped by atomic steps are formed on the surface, and no slip line exists.

そのため、当該シリコンウェーハを用いることにより、ウェーハが大口径(200mmφ以上)の場合でも歩留まりよくMOSFETおよびそれで構成された回路を製造できる。   Therefore, by using the silicon wafer, even when the wafer has a large diameter (200 mmφ or more), a MOSFET and a circuit composed of the MOSFET can be manufactured with high yield.

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

<スリップラインの評価>
表面が(100)配向のシリコンウェーハを種々の熱処理温度で加熱した試料を作成し、スリップラインの有無を評価した。具体的な手順は以下の通りである。
<Slip line evaluation>
Samples were prepared by heating a (100) -oriented silicon wafer at various heat treatment temperatures, and the presence or absence of slip lines was evaluated. The specific procedure is as follows.

(1)試料の作製
(実施例1)
まず、口径200mmφ、表面が(100)配向のシリコンウェーハを用意し、以下の手順でシリコンウェーハ表面の洗浄を行った。まず、O水を用いてシリコンウェーハ表面を10分間洗浄し、希HF(0.5wt%)を用いて1分間洗浄し、最後に、超純水リンスを3分行った。
(1) Preparation of sample (Example 1)
First, a silicon wafer having a diameter of 200 mmφ and a surface of (100) orientation was prepared, and the silicon wafer surface was cleaned by the following procedure. First, the surface of the silicon wafer was washed with O 3 water for 10 minutes, washed with dilute HF (0.5 wt%) for 1 minute, and finally rinsed with ultrapure water for 3 minutes.

その後、シリコンウェーハを図3に示す熱処理装置内に載置し、水分が0.2ppb以下、Oが0.1ppb以下のArを20L/min流しながら熱処理温度850℃、熱処理時間180分の条件下で熱処理を行った。Thereafter, the silicon wafer is placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 3, and the heat treatment temperature is 850 ° C. and the heat treatment time is 180 minutes while flowing Ar at a flow rate of 0.2 ppb or less and O 2 of 0.1 ppb or less at 20 L / min. A heat treatment was performed below.

但し、熱処理過程中、図4,5,6で説明した様には実施せず、前述の特許文献1の図9に記載されてある熱処理装置で行えるのと同等の熱処理装置条件にした。   However, during the heat treatment process, it was not carried out as described in FIGS. 4, 5, and 6, and the heat treatment apparatus conditions were the same as those performed in the heat treatment apparatus described in FIG.

具体的には、まずシリコンウェーハが30℃の状態から図10に示す温度シーケンスでシリコンウェーハを850℃まで昇温し、850℃で180分保持した。その後、図10に示す温度シーケンスでシリコンウェーハが30℃になるまで降温した。以上の手順により、試料を作製した。   Specifically, the silicon wafer was first heated from the state of 30 ° C. to 850 ° C. by the temperature sequence shown in FIG. 10 and held at 850 ° C. for 180 minutes. Thereafter, the temperature of the silicon wafer was lowered to 30 ° C. by the temperature sequence shown in FIG. A sample was prepared by the above procedure.

(実施例2)
Ar流量を10L/min、熱処理時間(保持時間)を540分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Example 2)
A sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 10 L / min and the heat treatment time (holding time) was 540 minutes.

(実施例3)
Ar流量を10L/minとし、熱処理時間(保持時間)を270分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Example 3)
A sample was produced under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 10 L / min and the heat treatment time (holding time) was 270 minutes.

(実施例4−1)
Ar流量を10L/min、熱処理温度を900℃、熱処理時間を(保持時間)60分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Example 4-1)
A sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 10 L / min, the heat treatment temperature was 900 ° C., and the heat treatment time was (holding time) 60 minutes.

(実施例4−2)
Ar流量を14L/minとし、熱処理温度を800℃とし、熱処理時間を(保持時間)90分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Example 4-2)
A sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 14 L / min, the heat treatment temperature was 800 ° C., and the heat treatment time was (holding time) 90 minutes.

(比較例1)
Ar流量を10L/min、熱処理温度(保持温度)を1100℃、熱処理時間(保持時間)を60分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Comparative Example 1)
A sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 10 L / min, the heat treatment temperature (holding temperature) was 1100 ° C., and the heat treatment time (holding time) was 60 minutes.

(比較例2)
Ar流量を10L/min、熱処理温度(保持温度)を1200℃、熱処理時間(保持時間)を60分としたこと以外は実施例1と同様の条件で試料を作製した。
(Comparative Example 2)
A sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the Ar flow rate was 10 L / min, the heat treatment temperature (holding temperature) was 1200 ° C., and the heat treatment time (holding time) was 60 minutes.

(2)試料の評価
X線トポグラフィー(X-ray diffraction topography)を用いて、作製した試料のスリップラインの有無を評価した。なお、評価には理学電機社製RU-300を用い、透過X線のトポグラフより、スリップラインの有無を評価した。
(2) Evaluation of sample The presence or absence of the slip line of the produced sample was evaluated using X-ray diffraction topography (X-ray diffraction topography). For evaluation, RU-300 manufactured by Rigaku Corporation was used, and the presence or absence of a slip line was evaluated from a transmission X-ray topograph.

また、試料の表面をAFM(セイコーインスツル社製SPI400)を用いて観察した。試料のオフ角及び方向はX線回折装置(PANalitycal社製X’pert Pro)を用いて計測した。   The surface of the sample was observed using AFM (SPI400 manufactured by Seiko Instruments Inc.). The off-angle and direction of the sample were measured using an X-ray diffractometer (X'pert Pro manufactured by PANalitycal).

評価結果を表1に、実施例1、2、4(4−1、4−2)および比較例1の透過X線トポグラフを図1に示す。
また、実施例1、4−1、比較例1、2のAFM像を図7に示す。
The evaluation results are shown in Table 1, and the transmission X-ray topographs of Examples 1, 2, 4 (4-1, 4-2) and Comparative Example 1 are shown in FIG.
Further, AFM images of Examples 1 and 4-1, and Comparative Examples 1 and 2 are shown in FIG.

さらに、実施例4−2のAFM像を図13に示す。上端、下端、左端、右端のAFM像は、それぞれウェーハのエッジから5mmの場所でのものであり、中央のAFM像は中央部(ウエハーエッジから100mm)でのものであり、中央部と上端、下端、左端、右端それぞれとの間のAFM像は、それぞれウェーハのエッジから50mmの場所でのものである。   Furthermore, the AFM image of Example 4-2 is shown in FIG. The AFM images at the top, bottom, left, and right ends are each at a location 5 mm from the edge of the wafer, and the center AFM image is at the center (100 mm from the wafer edge). The AFM images between the lower end, the left end, and the right end are each 50 mm from the edge of the wafer.

Figure 2013150636
Figure 2013150636

表1、および図1、図13から明らかなように、900℃以下で熱処理した試料(実施例1〜4(4−1、4−2))はいずれもスリップラインが現れず、熱処理による結晶欠陥が生じていないことが分かった。なお、その他の面欠陥や点欠陥も観察されなかった。   As is clear from Table 1 and FIGS. 1 and 13, none of the samples (Examples 1 to 4 (4-1 and 4-2)) heat-treated at 900 ° C. or lower showed a slip line, and the crystal formed by heat treatment. It was found that there were no defects. Other surface defects and point defects were not observed.

一方、比較例1、2はスリップラインが観察され(図1(a)参照)、熱処理により結晶欠陥が生じていることが分かった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, slip lines were observed (see FIG. 1A), and it was found that crystal defects were generated by heat treatment.

また、図7、図13から明らかなように、いずれの試料も、表面に原子オーダーのステップで段状とされた複数のテラスが形成されているのが観察され、原子オーダーで平坦な表面が得られることが分かった。   Further, as is apparent from FIGS. 7 and 13, it is observed that in each sample, a plurality of terraces that are stepped in atomic steps are formed on the surface, and a flat surface in atomic order is observed. It turns out that it is obtained.

<ラジカル酸化による表面凹凸の評価>
得られた試料の表面に種々の処理を施し、平坦面の形状を評価した。具体的な手順は以下の通りである。
<Evaluation of surface irregularities by radical oxidation>
Various treatments were applied to the surface of the obtained sample, and the shape of the flat surface was evaluated. The specific procedure is as follows.

(1)試料の作製
(実施例5)
実施例1の試料に対して東京エレクトロン社製マイクロ波励起プラズマ装置を用いて温度400℃、133Pa、Kr/O2の流量比98/2の条件にてラジカル酸化を行い、6nmの酸化層を形成した。その後に36wt%HClと50wt%HFを19/1で混合した溶液を用いて酸化膜を除去した。なお、酸化膜が除去されたかどうかは疎水性になったことを確認することにより判断した。
(1) Preparation of sample (Example 5)
The sample of Example 1 was subjected to radical oxidation using a microwave-excited plasma apparatus manufactured by Tokyo Electron Ltd. at a temperature of 400 ° C., 133 Pa, and a Kr / O 2 flow rate ratio of 98/2 to form a 6 nm oxide layer. did. Thereafter, the oxide film was removed using a solution in which 36 wt% HCl and 50 wt% HF were mixed in 19/1. Whether or not the oxide film was removed was judged by confirming that it became hydrophobic.

(比較例3)
実施例1の試料に対して東京エレクトロン社製α-8を用いてO2雰囲気下で、温度900℃で10分間、試料を加熱することにより表面を熱酸化し、6nmの酸化層を形成した。その後に36wt%HClと50wt%HFを19/1で混合した溶液を用いて酸化膜を除去した。なお、酸化膜が除去されたかどうかは疎水性になったことを確認することにより判断した。
(Comparative Example 3)
The surface was thermally oxidized by heating the sample for 10 minutes at a temperature of 900 ° C. in an O 2 atmosphere using α-8 manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd. for the sample of Example 1 to form a 6 nm oxide layer. . Thereafter, the oxide film was removed using a solution in which 36 wt% HCl and 50 wt% HF were mixed in 19/1. Whether or not the oxide film was removed was judged by confirming that it became hydrophobic.

(比較例4)
実施例1の試料に対して東京エレクトロン社製α-8を用いてO2雰囲気下で、1000℃で10分間、試料を加熱することにより表面を熱酸化し、17nmの酸化層を形成した。その後に36wt%HClと50wt%HFを19/1で混合した溶液を用いて酸化膜を除去した。なお、酸化膜が除去されたかどうかは疎水性になったことを確認することにより判断した。
(Comparative Example 4)
The surface of the sample of Example 1 was thermally oxidized using α-8 manufactured by Tokyo Electron Ltd. in an O 2 atmosphere at 1000 ° C. for 10 minutes to thermally oxidize the surface to form a 17 nm oxide layer. Thereafter, the oxide film was removed using a solution in which 36 wt% HCl and 50 wt% HF were mixed in 19/1. Whether or not the oxide film was removed was judged by confirming that it became hydrophobic.

(比較例5)
実施例1の試料に対して36wt%HClと50wt%HFを19/1で混合した溶液で1分洗浄を行い、その後に超純水リンスを5分間行った(即ち、表面を酸化しなかった)。
(Comparative Example 5)
The sample of Example 1 was washed with a solution of 36 wt% HCl and 50 wt% HF mixed at 19/1 for 1 minute, and then rinsed with ultrapure water for 5 minutes (that is, the surface was not oxidized). ).

(2)試料の評価
次に、実施例5および比較例3〜5の酸化前後(比較例5は洗浄前後)の表面形状をAFMで観察した。結果を図11に示す。なお、図11のAFM像は1μm角である。
(2) Evaluation of sample Next, the surface shape of Example 5 and Comparative Examples 3 to 5 before and after oxidation (Comparative Example 5 before and after cleaning) was observed by AFM. The results are shown in FIG. Note that the AFM image in FIG. 11 is a 1 μm square.

図11に示すように、ラジカル酸化を行った試料(実施例5)は酸化後も表面のステップとテラスが明確に現れており、原子オーダーでの表面の平坦性が維持されていることが分かった。   As shown in FIG. 11, it can be seen that the step (terrace) on the surface of the sample subjected to radical oxidation (Example 5) clearly appears even after oxidation, and the flatness of the surface on the atomic order is maintained. It was.

一方、熱酸化を行った試料(比較例3、4)はステップとテラスが不明瞭になっており、原子オーダーでの表面の平坦性が悪化していることが分かった。   On the other hand, in the samples subjected to thermal oxidation (Comparative Examples 3 and 4), it was found that the step and the terrace were unclear, and the flatness of the surface on the atomic order was deteriorated.

<MOSFETの電流電圧特性の評価>
以下に示す手順で図8および図9に示すようなMOSFETを作製し、ドレイン電流−ドレイン電圧(I−V)特性を評価した。
<Evaluation of MOSFET current-voltage characteristics>
MOSFETs as shown in FIG. 8 and FIG. 9 were fabricated according to the following procedure, and drain current-drain voltage (I D -V D ) characteristics were evaluated.

(1)試料の作製
(実施例6)
まず、実施例1の試料の表面を、T. Ohmi, "Total room temperature wet cleaning Si substrate surface,” J. Electrochem. Soc., Vol. 143, No. 9, pp.2957-2964, Sep. 1996.に記載されたアルカリ溶液を用いない洗浄法によって洗浄した。次に、プラズマによって発生させた酸素ラジカルによって基板表面を直接酸化するラジカル酸化法により、温度400℃の条件にて7nmのSiO膜902を形成したのち、CVD法によって300nmのSiO膜3を形成した。
(1) Preparation of sample (Example 6)
First, the surface of the sample of Example 1 was prepared by T. Ohmi, “Total room temperature wet cleaning Si substrate surface,” J. Electrochem. Soc., Vol. 143, No. 9, pp. 2957-2964, Sep. 1996. It was washed by a washing method not using an alkaline solution described in. Next, after a 7 nm SiO 2 film 902 is formed at a temperature of 400 ° C. by a radical oxidation method in which the substrate surface is directly oxidized by oxygen radicals generated by plasma, a 300 nm SiO 2 film 3 is formed by a CVD method. Formed.

次に、フォトリソグラフィー法によって、MOSトランジスタが作成される活性化領域を開口した。   Next, an activation region in which a MOS transistor is formed is opened by photolithography.

次に、フォトレジストをマスク材料としてHCl/HF=19/1の溶液で開口部分のSiO膜902およびSiO膜903を除去し、フォトレジストをHSO/H=4:1溶液で除去した。その後、上述したアルカリ溶液を用いない洗浄法で露出半導体表面を洗浄したのち、ラジカル酸化によってゲート絶縁膜としてSiO膜904を5.6nm形成し、ゲート電極905として多結晶ポリシリコンを形成した。この後は、公知の手法によりソース拡散層906およびドレイン拡散層907の形成、層間絶縁膜908の成膜、コンタクトホールの開口、ゲート取り出し電極909、ソース取り出し電極910およびドレイン取り出し電極911の形成を行い、図9に示すようなMOSFETが完成した。Next, using the photoresist as a mask material, the SiO 2 film 902 and the SiO 2 film 903 at the opening are removed with a solution of HCl / HF = 19/1, and the photoresist is H 2 SO 4 / H 2 O 2 = 4: Removed with 1 solution. Thereafter, the exposed semiconductor surface was cleaned by the above-described cleaning method without using an alkaline solution, and then a SiO 2 film 904 as a gate insulating film was formed at 5.6 nm by radical oxidation, and polycrystalline polysilicon was formed as a gate electrode 905. Thereafter, the source diffusion layer 906 and the drain diffusion layer 907 are formed, the interlayer insulating film 908 is formed, the contact holes are opened, the gate extraction electrode 909, the source extraction electrode 910, and the drain extraction electrode 911 are formed by a known method. As a result, a MOSFET as shown in FIG. 9 was completed.

(比較例6)
平坦化処理を行わず、Ra=0.06nmとしたほかは実施例5と同様の条件でMOSFETを作製した。
(Comparative Example 6)
A MOSFET was fabricated under the same conditions as in Example 5 except that the planarization process was not performed and Ra = 0.06 nm.

(2)試料の評価
作製した試料に−3V〜3Vの範囲で0.5V単位でドレイン電圧を印加し、ドレイン電流を測定した。結果を図12に示す。
(2) Evaluation of sample A drain voltage was applied to the prepared sample in units of 0.5 V in a range of -3 V to 3 V, and a drain current was measured. The results are shown in FIG.

図12から明らかなように、平坦な界面を有する実施例6のMOSFETの方が同じゲート電圧、ドレイン電圧の時に比較例6よりも大きいドレイン電流が流れており、良好なMOSFETが形成されていることが分かった。   As apparent from FIG. 12, the MOSFET of Example 6 having a flat interface has a larger drain current than that of Comparative Example 6 at the same gate voltage and drain voltage, and a good MOSFET is formed. I understood that.

<累積故障率(Cumulative Failure「%」)の評価>
図14は、評価面積 を1mm× 1mmに設定して、累積故障率の評価を行った結果を示す図である。横軸は、破壊までに流れる電荷量(charges to breakdown)Qbdであり、縦軸は累積故障率である。グラフが右寄りにあるほど、性能が良いことになる。
<Evaluation of Cumulative Failure Rate (Cumulative Failure “%”)>
FIG. 14 is a diagram showing the results of evaluating the cumulative failure rate with the evaluation area set to 1 mm × 1 mm. The horizontal axis is the charge to breakdown Qbd, and the vertical axis is the cumulative failure rate. The more the graph is to the right, the better the performance.

図14中、(a)は熱処理温度を1100℃に設定して表面を原子レベルで平坦にした場合、(b)は熱処理温度を800℃に設定して表面を原子レベルで平坦にした場合、(c)は原子レベルに平坦化する処理を行わない場合、(d)は平坦化処理を行った後にAPMにより表面ラフネスを増大させた場合で、それぞれの試料にラジカル酸化法で5.8nmの酸化膜を形成してMOSダイオードを作製して測定した結果をそれぞれ示す。   In FIG. 14, (a) is when the heat treatment temperature is set to 1100 ° C. and the surface is flattened at the atomic level, (b) is when the heat treatment temperature is set to 800 ° C. and the surface is flattened at the atomic level, (C) is a case where no leveling treatment is performed at the atomic level, and (d) is a case where the surface roughness is increased by APM after the leveling treatment. The results of forming and measuring a MOS diode by forming an oxide film are shown respectively.

図14に示す結果から、Qbdがラフネスが大きいもの、すなわち(c)、(d)、に比べて、平坦化したもの、すなわち(a)、(b)の方が大きくなっていることが分かる。   From the results shown in FIG. 14, it can be seen that Qbd is flatter, that is, (a) and (b) are larger than those having larger roughness, that is, (c) and (d). .

図15は、評価面積 を4mm× 4mmに設定して、累積故障率の評価を行った結果を同様に示す図である。   FIG. 15 is a diagram similarly showing the results of evaluating the cumulative failure rate with the evaluation area set to 4 mm × 4 mm.

図15中、(a)は熱処理温度を1100℃に設定して表面を原子レベルで平坦にした場合、(b)は熱処理温度を800℃に設定して表面を原子レベルで平坦にした場合、(c)は原子レベルに平坦化する処理を行わない場合で、それぞれの試料にラジカル酸化法で5.8nmの酸化膜を形成してMOSダイオードを作製して測定した結果をそれぞれ示す。   In FIG. 15, (a) is the case where the heat treatment temperature is set to 1100 ° C. and the surface is flattened at the atomic level, (b) is the heat treatment temperature is set to 800 ° C. and the surface is flattened to the atomic level, (C) shows a case in which a process for flattening to the atomic level is not performed, and a measurement result obtained by forming a MOS diode by forming a 5.8 nm oxide film on each sample by a radical oxidation method is shown.

図15に示す結果から、大きい面積の試料で評価を行うと、平坦化処理を行うことにより初期故障がなくなっていることが分かる。   From the results shown in FIG. 15, it can be seen that the initial failure is eliminated by performing the flattening process when the evaluation is performed with a sample having a large area.

(実施例7)
表面が(100)配向のシリコンウェーハを熱処理温度及び熱処理雰囲気ガスであるArの流量を種々に変えて各試料を作成し、熱処理温度とAr流量の平坦化処理への影響度合いを調べた。スリップラインの有無の評価は、実施例1と同様にして行った。具体的な手順は以下の通りである。
(Example 7)
Each sample was prepared by changing the heat treatment temperature and the flow rate of Ar, which is a heat treatment atmosphere gas, from a silicon wafer having a (100) orientation on the surface, and the degree of influence of the heat treatment temperature and the Ar flow rate on the planarization treatment was examined. The presence / absence of the slip line was evaluated in the same manner as in Example 1. The specific procedure is as follows.

(1)各試料の作製
まず、口径300mmφ、表面が(100)配向のシリコンウェーハを用意し、以下の手順でシリコンウェーハ表面の洗浄を行った。
(1) Production of each sample First, a silicon wafer having a diameter of 300 mmφ and a surface of (100) orientation was prepared, and the silicon wafer surface was cleaned by the following procedure.

まず、O(オゾン)水を用いてシリコンウェーハ表面を10分間洗浄し、希HF(0.5wt%)を用いて1分間洗浄し、最後に、超純水リンスを3分行った。First, the surface of the silicon wafer was washed with O 3 (ozone) water for 10 minutes, washed with diluted HF (0.5 wt%) for 1 minute, and finally rinsed with ultrapure water for 3 minutes.

その後、シリコンウェーハを図3に示す熱処理装置内に載置し、水分が0.02ppb以下、Oが0.01ppb以下の純度のArを流しながら所定の熱処理温度で180分間熱処理を行った。Thereafter, the silicon wafer was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 3, and heat treatment was performed at a predetermined heat treatment temperature for 180 minutes while flowing Ar having a purity of moisture of 0.02 ppb or less and O 2 of 0.01 ppb or less.

熱処理過程中、図4,5,6で説明した様にして装置内への大気や遊離金属の侵入を完全に防止して実施した。大気侵入防止に使用したガスとしては、Arを用い、内在チューブ305内の圧力よりやや高めの圧力で常時流し続けた。   During the heat treatment process, as described with reference to FIGS. 4, 5, and 6, the intrusion of air and free metal into the apparatus was completely prevented. Ar was used as a gas used for preventing air from entering the atmosphere, and the gas was continuously flowed at a pressure slightly higher than the pressure in the internal tube 305.

具体的には、まずシリコンウェーハが30℃の状態から図10に示す温度シーケンスパターンと同等の温度シーケンスでシリコンウェーハを熱処理維持温度(図10では850℃)まで昇温し、その温度を180分保持した。その後、図10に示す温度シーケンスパターンと同等の温度シーケンスでシリコンウェーハが30℃になるまで降温した。以上の手順により、試料を作製した。   Specifically, the temperature of the silicon wafer is first raised from 30 ° C. to the heat treatment maintaining temperature (850 ° C. in FIG. 10) in a temperature sequence equivalent to the temperature sequence pattern shown in FIG. Retained. Thereafter, the temperature of the silicon wafer was lowered to 30 ° C. in a temperature sequence equivalent to the temperature sequence pattern shown in FIG. A sample was prepared by the above procedure.

結果を図16に示す。どの試料にもスリップラインは観察されなかった。これにより極めて平坦性に優れた表面であることが確認された。   The results are shown in FIG. No slip line was observed in any sample. This confirmed that the surface was extremely excellent in flatness.

熱処理温度(℃) Arの流量(slm)
試料1(△) 850 14
試料2(○) 860 14
試料3(◇) 875 14
試料4(□) 900 14
試料5(黒三角) 850 28
Heat treatment temperature (° C) Ar flow rate (slm)
Sample 1 (△) 850 14
Sample 2 (◯) 860 14
Sample 3 (◇) 875 14
Sample 4 (□) 900 14
Sample 5 (black triangle) 850 28

図16から明らかなように、同じArの流量なら、熱処理温度が高い方が平坦化処理速度ははやい。同じ熱処理温度ならArの流量の大きい方が平坦化処理速度ははやい。   As can be seen from FIG. 16, the flattening speed is higher when the heat treatment temperature is higher at the same Ar flow rate. If the heat treatment temperature is the same, the larger the Ar flow rate, the faster the flattening treatment speed.

上に述べた実施形態では、本発明をMOSFETに用いた場合についてのみ説明したが、本発明は何らこれに限定されることなく、平坦な表面を有するシリコンウェーハを用いた全ての構造に適用できる。   In the above-described embodiment, only the case where the present invention is used for a MOSFET has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to all structures using a silicon wafer having a flat surface. .

Claims (7)

熱処理装置のシリコンウェーハの熱処理空間に熱処理雰囲気ガスを外部から導入するためのガス輸送路が前記熱処理装置との継部において分離された二重空間構造を有し、該二重空間構造は、内空間が前記熱処理空間に連通し、外空間は前記熱処理空間には連通しておらず輸送されるガスを外部に排気する構造であり、シリコンウェーハの熱処理過程において、前記内空間に前記熱処理雰囲気ガスを流し前記外空間に前記熱処理雰囲気ガス若しくは前記熱処理雰囲気ガス同等のガスを流すことを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法   A gas transport path for introducing a heat treatment atmosphere gas from the outside into the heat treatment space of the silicon wafer of the heat treatment apparatus has a double space structure separated at the joint with the heat treatment apparatus, The space communicates with the heat treatment space, the outer space does not communicate with the heat treatment space, and the transported gas is exhausted to the outside. During the heat treatment process of the silicon wafer, the heat treatment atmosphere gas is introduced into the inner space. A method of planarizing a surface of an atomic order of a silicon wafer, characterized by flowing the heat treatment atmosphere gas or a gas equivalent to the heat treatment atmosphere gas into the outer space 表面熱処理によるシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法において、熱処理装置内のシリコンウェーハが設置された熱処理空間に、水分含有量0.2vol.ppb以下、酸素含有量0.1vol.ppb以下の純度の熱処理雰囲気ガスを導入しつつ熱処理温度900℃以下で熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法。   In an atomic order planarization surface treatment method for silicon wafers by surface heat treatment, the purity of water content 0.2 vol.ppb or less and oxygen content 0.1 vol.ppb or less in the heat treatment space where the silicon wafer is installed in the heat treatment apparatus An atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer, characterized in that the heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 900 ° C. or lower while introducing a heat treatment atmosphere gas. 表面熱処理によるシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法において、熱処理装置内のシリコンウェーハが設置された熱処理空間に、水分含有量0.02vol.ppb以下、酸素含有量0.01vol.ppb以下の純度の熱処理雰囲気ガスを導入しつつ熱処理温度900℃以下で熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法。   In an atomic order planarization surface treatment method for silicon wafers by surface heat treatment, the purity of water content 0.02 vol.ppb or less and oxygen content 0.01 vol.ppb or less in the heat treatment space where the silicon wafer is installed in the heat treatment apparatus An atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer, characterized in that the heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 900 ° C. or lower while introducing a heat treatment atmosphere gas. 請求項1において、更に、シリコンウェーハが設置された前記熱処理空間に、水分含有量0.2vol.ppb以下、酸素含有量0.1vol.ppb以下の純度の熱処理雰囲気ガスを導入しつつ熱処理温度900℃以下で熱処理することを特徴とするシリコンウェーハの原子オーダー平坦化表面処理方法。   2. The heat treatment temperature of 900 according to claim 1, further introducing a heat treatment atmosphere gas having a water content of 0.2 vol. Ppb or less and an oxygen content of 0.1 vol. Ppb or less into the heat treatment space in which the silicon wafer is installed. An atomic order planarization surface treatment method for a silicon wafer, characterized by performing a heat treatment at a temperature of ℃ or less. 内側に熱処理空間を規定し、且つ、二重構造の外在チューブと、当該外在チューブの外側に設けられたヒータと、前記熱処理空間内に設けられ、不活性ガスを導入、排出する内在チューブと、前記内在チューブの内側に配置されたウェーハセッテング台とを有し、
前記外在チューブは、前記二重構造内部に規定されるガス流通路を備え、
前記内在チューブの前記不活性ガスを導入、排出する部分は、前記不活性ガスの導入、排出用フランジと、当該不活性ガス導入、排出用フランジの内側に、不活性ガスを導くパイプを備えていることを特徴とする熱処理装置。
An internal tube that defines a heat treatment space on the inner side, has a double structure of an external tube, a heater provided outside the external tube, and is provided in the heat treatment space to introduce and discharge an inert gas. And a wafer setting table disposed inside the inner tube,
The outer tube comprises a gas flow passage defined within the double structure;
The portion of the inner tube that introduces and discharges the inert gas includes a flange for introducing and discharging the inert gas, and a pipe that guides the inert gas inside the flange for introducing and discharging the inert gas. A heat treatment apparatus characterized by comprising:
請求項5において、前記外在チューブの前記ガス流通路には、不活性ガスが流されることを特徴とする熱処理装置。   6. The heat treatment apparatus according to claim 5, wherein an inert gas is caused to flow through the gas flow path of the outer tube. 請求項5又は6において、更に、前記内在チューブはOリングを介して、取り付けられており、前記Oリングには、前記熱処理空間の外側から、不活性ガスが供給されていることを特徴とする熱処理装置。
The inner tube is further attached via an O-ring, and an inert gas is supplied to the O-ring from the outside of the heat treatment space. Heat treatment equipment.
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