CN112074627A - 硅熔液的对流模式推测方法、单晶硅的氧浓度推测方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置 - Google Patents

硅熔液的对流模式推测方法、单晶硅的氧浓度推测方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置 Download PDF

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Abstract

一种硅熔液的对流模式推测方法，其具备：对旋转中的石英坩埚内的硅熔液，使用夹住石英坩埚配置的一对磁性体，施加强度0.2T以上的水平磁场的工序；在籽晶接触施加水平磁场的硅熔液前，测量硅熔液的表面中的在从铅垂上方观察时位于通过表面中心且与水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第1测量点及第2测量点的温度，以及根据所测量的第1测量点及第2测量点的温度，推测硅熔液内的与水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向的工序。

Description

硅熔液的对流模式推测方法、单晶硅的氧浓度推测方法、单晶 硅的制造方法及单晶硅的提拉装置
技术领域
本发明涉及一种硅熔液的对流模式推测方法、单晶硅的氧浓度推测方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置。
背景技术
单晶硅的制造中使用被称为提拉法(以下，称为CZ法)的方法。在使用这种CZ法的制造方法中，实施通过准确地测量硅熔液的表面温度，提高单晶硅的品质的步骤(例如，参考专利文献1～3)。
在专利文献1中公开了如下内容：在籽晶接触液体前，通过高准确度地测量硅熔液的表面温度，制造没有发生位错的单晶硅。
在专利文献2中公开了如下内容：通过设置去除来自坩埚的壁面或加热器等的辐射光(杂散光)的杂散光去除板，在单晶硅的生长中，能够高准确度地测量消除杂散光影响的硅熔液的表面温度。
在专利文献3中公开了如下内容：通过设置测量根据硅熔液的辐射光与在硅熔液的表面反射的杂散光的温度的辐射温度计以及测量根据杂散光的温度的2色辐射温度计，在单晶硅的生长中，能够高准确度地测量消除了杂散光的影响的硅熔液的表面温度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开第2012-148938号公报
专利文献2：日本特开平9-263486号公报
专利文献3：日本特开平6-129911号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为单晶硅的制造方法，已知有对硅熔液施加水平方向的磁场的MCZ(磁场施加提拉法)法。
MCZ法中，虽然也可考虑使用如专利文献1～3的方法来提高单晶硅的品质，但产生了有时不会成为所期望的氧浓度之类的其他问题。
本发明的目的在于提供一种在提拉前能够适当地推测单晶硅的氧浓度的硅熔液的对流模式推测方法、单晶硅的氧浓度推测方法、单晶硅的制造方法及单晶硅的提拉装置。
用于解决技术问题的方案
本发明的硅熔液的对流模式推测方法，是使用于单晶硅的制造中的硅熔液的对流模式推测方法，其特征在于具备如下工序：对旋转中的石英坩埚内的硅熔液施加强度0.2T以上的水平磁场；在籽晶接触施加所述水平磁场的硅熔液前，测量所述硅熔液的表面中的在从铅垂上方观察时位于通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第1测量点及第2测量点的温度；以及根据所测量的所述第1测量点及所述第2测量点的温度，推测所述硅熔液内的与所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向。
在未施加水平磁场的硅熔液中产生从该硅熔液的外侧部分上升在中央部分下降的下降流。若在该状态下使石英坩埚旋转，则下降流往偏离旋转中心的位置移动，在从石英坩埚上方观察时，往石英坩埚的旋转方向旋转。在该状态下，若施加强度0.01T以上的水平磁场，则从上方观察时的下降流的旋转受限制。然后，若进一步提高磁场强度，则在硅熔液的表面中心为原点、上方为Z轴的正方向、水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，从Y轴的负方向侧观察时的硅熔液内的与水平磁场的施加方向正交的平面(以下，称为“磁场正交截面”)中的下降流的右侧与左侧中的上升方向的对流大小发生变化。而且，在成为0.2T时，在硅熔液内的施加方向的任意位置中，任意一者的对流都消失，只剩下右旋转或左旋转的对流。在磁场正交截面中，在对流被固定为右旋转时，硅熔液的左侧变得比右侧高温。并且，在对流被固定为左旋转时，硅熔液的右侧变得比左侧高温。
单晶硅的提拉装置虽然被设计成对称结构，但严格观察时，由于构成部件未形成为对称结构，因此腔室内的热环境也非对称。
例如，在如磁场正交截面中石英坩埚的左侧变得比右侧高温的热环境的提拉装置中，若对流被固定为右旋转，则由于右旋转的对流下硅熔液的左侧变高温，因此由于与热环境的协同效应，硅熔液的左侧变更高温。另一方面，若对流被固定为左旋转，则不发生如右旋转时的与热环境的协同效应，硅熔液的左侧不怎么变成高温。
由于硅熔液的温度越高从石英坩埚熔出的氧气量越多，因此在使用如上述的热环境的提拉装置提拉单晶硅时，与将对流固定为左旋转时相比，在将对流固定为右旋转时，被吸入单晶硅中的氧气量变多，直体部的氧浓度也变高。
根据本发明，通过测量从铅垂上方观察时位于通过硅熔液表面中心且与水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第1测量点及第2测量点的温度，即通过测量从Y轴的负方向侧观察时左右排列的第1测量点及第2测量点的温度，能够推测，例如在左侧比右侧高温的情况下，对流被固定为右旋转，在相反的测量结果的情况下，对流被固定为左旋转。
如此，通过推测影响单晶硅的氧浓度的硅熔液的对流方向，在提拉单晶硅前，能够推测单晶硅的氧浓度。
本发明的硅熔液的对流模式推测方法中，优选所述第1测量点及所述第2测量点在从铅垂上方观察时位于夹住通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线平行的第2虚线的两侧。
根据本发明，能够增大第1、第2测量点的温度差，并且能够高准确度地推测对流方向。
本发明的硅熔液的对流模式推测方法中，优选在所述硅熔液的表面中心为原点、铅垂上方为Z轴的正方向、所述水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，所述第1测量点位于所述第2测量点的X轴负方向侧，所述推测对流方向的工序在所述第1测量点的温度比所述第2测量点的温度高的情况下，推测为从所述Y轴负方向侧观察时的所述对流方向被固定为右旋转，在比所述第2测量点的温度低的情况下，推测为所述对流方向被固定为左旋转。
本发明的硅熔液的对流模式推测方法中，在假设所述硅熔液的表面中心到所述第1测量点的距离为R1、所述表面中心到所述第2测量点的距离为R2、所述石英坩埚内径的半径为RC时，优选测量满足以下式(1)的所述第1测量点以及满足式(2)的所述第2测量点。
0.375≤R1/RC＜1…(1)
0.375≤R2/RC＜1…(2)
根据本发明，能够增大第1、第2测量点的温度差，并且能够高准确度地推测对流方向。
本发明的单晶硅的氧浓度推测方法，其特征在于实施如下工序：实施上述硅熔液的对流模式推测方法；以及根据预先准备的所述对流方向及单晶硅的氧浓度的关系以及通过所述对流模式推测方法推测的所述对流方向，推测所提拉的单晶硅的直体部中的氧浓度。
根据本发明，根据对流方向及单晶硅的氧浓度的关系(即在规定的热环境的提拉装置中，例如，与将对流固定为左旋转时相比，在将对流固定为右旋转时，直体部的氧浓度变高的关系)以及根据第1、第2测量点的测量结果推测的对流方向，能够适当地推测在其后提拉的单晶硅的氧浓度。
本发明的单晶硅的制造方法包括实施上述硅熔液的对流模式推测方法的工序以及提拉单晶硅的工序，其特征在于，所述提拉单晶硅的工序，在所述推测的对流方向不是预先决定的方向的情况下，降低所述水平磁场强度至小于0.01T后，提高所述水平磁场至0.2T以上，然后测量所述第1测量点及所述第2测量点的温度，在所述推测的对流方向是预先决定的方向的情况下，将所述水平磁场强度保持为0.2T以上，并根据预先决定的提拉条件提拉所述单晶硅。
根据本发明，只有在推测的对流方向是预先决定的方向时，以预先决定的提拉条件提拉单晶硅，因此不大幅度地改变提拉条件而能够得到所期望的氧浓度的单晶硅，还能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均。
本发明的单晶硅的制造方法包括实施上述单晶硅的氧浓度推测方法的工序以及提拉单晶硅的工序，其特征在于，所述提拉单晶硅的工序在将所述水平磁场强度保持为0.2T以上的状态下，根据所述推测的氧浓度调整流入提拉装置的腔室内的不活泼气体的流量、所述腔室的炉内压力以及所述石英坩埚的旋转数中的至少任一个，从而提拉所述单晶硅。
根据本发明，根据推测的氧浓度，控制不活泼气体的流量、腔室的炉内压力或石英坩埚的旋转数，由此能够制造所期望的氧浓度的单晶硅。因此，能够得到所期望的氧浓度的单晶硅，能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均，而且可实现单晶硅的制造效率的提高。
本发明的单晶硅的提拉装置的特征在于具备：石英坩埚；磁场施加部，配置为夹住所述石英坩埚，对所述石英坩埚内的硅熔液施加水平磁场；以及温度测量部，测量所述硅熔液的表面中的位于通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第1测量点及第2测量点的温度。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选所述第1测量点及所述第2测量点位于夹住通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线平行的第2虚线的两侧。
本发明的单晶硅的提拉装置中，在假设所述硅熔液的表面中心到所述第1测量点的距离为R1、所述表面中心到所述第2测量点的距离为R2、所述石英坩埚内径的半径为RC时，优选所述温度测量部测量满足上述式(1)的所述第1测量点以及满足上述式(2)的所述第2测量点。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选所述温度测量部具备：一对反射部，设置在设置所述石英坩埚的腔室内部，反射分别来自所述第1测量点以及所述第2测量点的辐射光；以及一对辐射温度计，设置在所述腔室外部，接受由所述一对反射部分别反射的辐射光，测量所述第1测量点以及所述第2测量点的温度。
根据本发明，通过将辐射温度计设置在腔室外部，谋求长寿命化。
本发明的单晶硅的提拉装置中，所述一对反射部优选设置在该反射部的下端到所述硅熔液表面的距离为600mm以上且5000mm以下的位置。
根据本发明，通过在距硅熔液表面600mm以上的位置设置反射部，能够抑制由硅熔液的热引起的反射部的磨损及由从硅熔液产生的SiO气体引起的反射面的模糊不清。并且，通过在距硅熔液表面5000mm以下的位置设置反射部，能够抑制由腔室内的多重反射引起的干扰光入射至反射部，能够高准确度地进行基于辐射温度计的测量。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选所述一对反射部分别具有反射面，并且所述反射面设置为相对于水平面的角度在40°以上且50°以下。
根据本发明，能够抑制由腔室内的多重反射引起的干扰光入射至反射部，能够高准确度地进行基于辐射温度计的测量。
另外，水平面是指与重力方向正交的面。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选具备对流模式推测部，根据通过所述温度测量部测量的所述第1测量点以及所述第2测量点的温度，推测所述硅熔液内的与所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选具备提拉控制部，在通过所述对流模式推测部推测的对流方向不是预先决定的方向的情况下，降低所述水平磁场强度至小于0.01T后，提高所述水平磁场至0.2T以上，通过所述温度测量部测量所述第1测量点及所述第2测量点的温度，在通过所述对流模式推测部推测的对流方向是所述预先决定的方向的情况下，将所述水平磁场强度保持为0.2T以上，并根据预先决定的提拉条件提拉所述单晶硅。
本发明的单晶硅的提拉装置中，优选具备存储部，存储所述对流方向及单晶硅的氧浓度的关系；氧浓度推测部，根据通过所述对流模式推测部推测的所述对流方向与存储于所述存储部的关系，推测所提拉的单晶硅的直体部中的氧浓度；以及提拉控制部，在将所述水平磁场强度保持为0.2T以上的状态下，根据通过所述氧浓度推测部推测的氧浓度调整流入腔室内的不活泼气体的流量、所述腔室的炉内压力以及所述石英坩埚的旋转数中的至少任一个，从而提拉所述单晶硅。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的提拉装置的结构的示意图。
图2是表示所述第1实施方式以及本发明的第2实施方式中的水平磁场的施加状态以及第1、第2测量点的位置的示意图。
图3是表示所述第1、第2实施方式中的温度测量部的配置状态的示意图。
图4是所述第1实施方式中的提拉装置的主要部分的框图。
图5A是表示所述第1、第2实施方式中的水平磁场的施加方向与硅熔液的对流方向的关系的示意图，表示右旋转的对流。
图5B是表示所述第1、第2实施方式中的水平磁场的施加方向与硅熔液的对流方向的关系的示意图，表示左旋转的对流。
图6是表示所述第1、第2实施方式中的硅熔液的对流变化的示意图。
图7是表示所述第1实施方式中的单晶硅的制造方法的流程图。
图8是所述第2实施方式中的提拉装置的主要部分的框图。
图9是表示所述第2实施方式中的单晶硅的制造方法的流程图。
图10是表示本发明的实施例的实验4中的单晶硅的直体长度与氧浓度的关系的图表。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[1]第1实施方式
图1中示出如下示意图，表示能够应用本发明的第1实施方式所涉及的单晶硅10的制造方法的单晶硅的提拉装置1的结构的一例。提拉装置1是利用提拉法提拉单晶硅10的装置，具备构成外围的腔室2以及配置在腔室2中心部的坩埚3。
坩埚3是由内侧的石英坩埚3A与外侧的石墨坩埚3B构成的双层结构，被固定在能够旋转及升降的支承轴4的上端部。
在坩埚3的外侧设置有包围坩埚3的电阻加热式加热器5，在其外侧沿着腔室2的内表面设置有隔热材料6。
在坩埚3的上方，在与支承轴4相同的轴上设置有向相反的方向或相同方向以规定的速度旋转的线材等提拉轴7。该提拉轴7的下端安装有籽晶8。
在腔室2内配置有筒状的热屏蔽体11，在坩埚3内的硅熔液9上方包围生长中的单晶硅10。
热屏蔽体11对于生长中的单晶硅10隔绝来自坩埚3内的硅熔液9、加热器5、坩埚3的侧壁的高温辐射热的同时，对于晶体生长界面的固液界面附近，抑制向外部的热扩散，担当控制单晶中心部及单晶外周部的提拉轴方向的温度梯度的作用。
在腔室2的上部设置有气体导入口12，用于将氩气等不活泼气体导入到腔室2内。在腔室2的下部设置有排气口13，通过驱动未图示的真空泵抽吸腔室2内的气体并将其排出。
从气体导入口12导入至腔室2内的不活泼气体在生长中的单晶硅10与热屏蔽体11之间下降，经过热屏蔽体11的下端与硅熔液9的液面之间的间隙后，向热屏蔽体11的外侧，进而向坩埚3的外侧流动，然后在坩埚3的外侧下降，从排气口13排出。
并且，提拉装置1具备如图2所示的磁场施加部14以及温度测量部15。
磁场施加部14具备分别由电磁线圈构成的第1磁性体14A及第2磁性体14B。第1、第2磁性体14A、14B设置为在腔室2的外侧夹住坩埚3相对向。磁场施加部14优选以中心的磁力线14C通过石英坩埚3A的中心轴3C且该中心的磁力线14C方向成为图2中的上方向(图1中的从纸面跟前朝向里头的方向)的方式施加水平磁场。中心的磁力线14C的高度位置并不受限制，能够根据单晶硅10的品质设在硅熔液9的内部也可以设在外部。
如图1～图3所示，温度测量部15在硅熔液9的表面9A中，在从铅垂上方观察时，测量位于通过该表面9A的中心9B且与水平磁场中心的磁力线14C不平行的第1虚线9C上的第1测量点P1以及第2测量点P2的温度。
在中心9B为原点，铅垂上方为Z轴的正方向(图1的上方向，图2的纸面跟前方向)、水平磁场的施加方向为Y轴的正方向(图1的纸面里侧方向，图2的上方向)的右手系的XYZ正交坐标系中，第1测量点P1位于第2测量点P2的X轴负方向侧(图2的左侧)。并且，在从铅垂上方观察时，优选第1测量点P1以及第2测量点P2位于夹住通过中心9B且与水平磁场的中心磁力线14C平行的第2虚线9F的两侧。在第1实施方式中，第1虚线9C与第2虚线9F正交。
在假设硅熔液9的表面9A的中心9B到第1测量点P1的距离为R1、中心9B到第2测量点的距离为R2、石英坩埚3A的内径半径为RC时，优选温度测量部15测量满足以下式(3)的第1测量点P1以及满足以下式(4)的第2测量点P2。
0.375≤R1/RC＜1…(3)
0.375≤R2/RC＜1…(4)
R1/RC值与R2/RC值可以相同，也可以不同。第1虚线9C可以通过表面9A的中心9B，也可以不通过表面9A的中心9B，也可以不与第2虚线9F正交。
温度测量部15具备一对反射部15A以及一对辐射温度计15B。
反射部15A设置在腔室2内部。如图3所示，反射部15A优选设置成从其下端到硅熔液9的表面9A为止的距离(高度)K为600mm以上且5000mm以下。并且，反射部15A优选设置成反射面15C与水平面F所呈的角度θf为40°以上且50°以下。通过这种结构，从第1、第2测量点P1、P2分别向与重力方向相反的方向射出的辐射光L的入射角θ1与反射角θ2之和成为80°以上且100°以下。作为反射部15A，从耐热性的观点考虑，优选使用镜面抛光一面而作为反射面15C的硅镜。
辐射温度计15B设置在腔室2外部。辐射温度计15B接收经由设置在腔室2的石英窗2A入射的辐射光L，以非接触的方式测量第1、第2测量点P1、P2的温度。
并且，如图4所示，提拉装置1具备控制装置20以及存储部21。
控制装置20具备对流模式推测部20A以及提拉控制部20B。
对流模式推测部20A根据温度测量部15的测量结果，推测从图2中的Y轴负方向侧(图2的下侧)观察时的硅熔液9的磁场正交截面(与水平磁场的施加方向正交的平面)中的对流90(参考图5A、图5B)的方向。
提拉控制部20B根据通过对流模式推测部20A进行的对流90方向的推测结果，提拉单晶硅10。
[2]实现本发明的背景
本发明的发明人知道，即使使用相同的提拉装置1，以相同的提拉条件进行提拉，也有被提拉的单晶硅10的氧浓度高的情况与氧浓度低的情况。以往，为了消除这种情况，重点调查了提拉条件等，但没找到确切的解决方法。
然后，在进行调查的过程中，本发明的发明人发现，当在石英坩埚3A中投入固体的多晶硅原料，在其熔化后，施加水平磁场时，在磁场正交截面(从第2磁性体14B侧(图1的纸面跟前侧)观察时的截面)中，以水平磁场的磁力线为轴存在从石英坩埚3A的底部朝向硅熔液9的表面9A旋转的对流90。该对流90的旋转方向存在如图5A所示的右旋转占优势的情况以及如图5B所示的左旋转占优势的情况这2个对流模式。
本发明的发明人推测为这种现象是由于以下的机制而发生的。
首先，在不施加水平磁场，不旋转石英坩埚3A的状态下，由于在石英坩埚3A的外周附近加热硅熔液9，因此产生从硅熔液9的底部朝向表面9A的上升方向的对流。上升的硅熔液9在硅熔液9的表面9A被冷却，在石英坩埚3A的中心回到石英坩埚3A的底部，产生下降方向的对流。
在产生在外周部分上升、在中央部分下降的对流的状态下，由热对流引起的不稳定性使下降流的位置无秩序地移动而从中心偏离。这种下降流是因如下温度分布而产生，即，硅熔液9的表面9A中的与下降流对应的部分的温度最低，随着朝向表面9A外侧温度慢慢变高。例如，在图6(A)的状态下，中心偏离石英坩埚3A的旋转中心的第1区域A1的温度最低，位于其外侧的第2区域A2、第3区域A3、第4区域A4、第5区域A5的温度依次变高。
然后，在图6(A)的状态下，在施加中心的磁力线14C通过石英坩埚3A的中心轴3C的水平磁场时，从石英坩埚3A的上方观察时的下降流的旋转慢慢地受限制，如图6(B)所示，被限制在从水平磁场中心的磁力线14C位置偏离的位置。
并且，认为下降流的旋转受限制是因为作用于硅熔液9的水平磁场强度变得比特定强度大。因此，下降流的旋转不会在开始施加水平磁场后立刻受限制而是在从施加开始经过规定时间后受限制。
公开了由磁场施加引起的硅熔液9内部的流动变化一般由通过以下式(5)得到的无因次数的Magnetic Number(磁量子数)M表示(Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.33(1994)Part.2No.4A，pp.L487-490)。
[数式1]
Figure BDA0002654647460000121
式(5)中，σ是硅熔液9的导电率，B0是所施加的磁通密度，h是硅熔液9的深度，ρ是硅熔液9的密度，v0是无磁场下的硅熔液9的平均流速。
在本实施方式中，得知下降流的旋转受限制的水平磁场的特定强度的最小值是0.01T。0.01T下的Magnetic Number是1.904。认为在与本实施方式不同的硅熔液9的量、石英坩埚3A的直径的情况下，也会因Magnetic Number为1.904的磁场强度(磁通密度)而产生由磁场引起的下降流的限制效应(制动效应)。
在从图6(B)所示的状态进一步增加水平磁场的强度时，如图6(C)所示，下降流的右侧与左侧的上升方向的对流大小发生变化，在图6(C)的情况下，下降流左侧的上升方向的对流占优势。
最后，在磁场强度成为0.2T时，如图6(D)所示，下降流右侧的上升方向的对流消失，成为左侧是上升方向的对流而右侧是下降方向的对流，成为右旋转的对流90。在为右旋转的对流90的状态时，如图5A所示，在磁场正交截面中，随着从硅熔液9中的右侧区域9D朝向左侧区域9E，温度慢慢变高。
另一方面，若将图6(A)的最初下降流位置朝向石英坩埚3A的旋转方向偏离180°，则下降流被限制在与图6(C)相位偏离180°的左侧位置，成为左旋转的对流90。在为左旋转的对流90的状态时，如图5B所示，随着从硅熔液9中的右侧区域9D朝向左侧区域9E，温度慢慢变低。
只要水平磁场的强度不是在0.2T以下，则可保持这种右旋转或左旋转的硅熔液9的对流90。
并且，提拉装置1虽然被设计成对称结构，但实际上由于未形成为对称结构，因此热环境也非对称。关于热环境非对称的原因，能够例示出腔室2、坩埚3、加热器5、热屏蔽体11等部件的形状为非对称或腔室2内的各种部件的设置位置为非对称。
例如，提拉装置1，在磁场正交截面中，有可能成为石英坩埚3A的左侧变得比右侧高温的第1热环境或左侧变得比右侧低温的第2热环境。
在第1热环境的情况下，若在磁场正交截面中对流90被固定为右旋转，则由于与第1热环境的协同效应，硅熔液9的左侧区域9E变更高温，如以下表1所示，从石英坩埚3A熔出的氧气量变多。另一方面，若对流90被固定为左旋转，则不产生如右旋转时的与第1热环境的协同效应，左侧区域9E不怎么变高温，因此从石英坩埚3A熔出的氧气量不会变得比右旋转时多。
因此，推测在第1热环境的情况下，具有对流90为右旋转时，单晶硅10的氧浓度变高，对流90为左旋转时，氧浓度不会变高(变低)的关系。
[表1]
Figure BDA0002654647460000131
并且，在第2热环境的情况下，若对流90被固定为左旋转，则硅熔液9的右侧区域9D变更高温，如以下表2所示，从石英坩埚3A熔出的氧气量变多。另一方面，若对流90被固定为右旋转，则由于右侧区域9D不像左旋转时那样变高温，因此从石英坩埚3A熔出的氧气量不会变多。
因此，推测在第2热环境的情况下，具有对流90是左旋转时，单晶硅10的氧浓度变高，在推测为右旋转时，氧浓度变低的关系。
[表2]
Figure BDA0002654647460000132
根据以上内容，本发明的发明人认为，通过测量硅熔液9的表面9A中的第1、第2测量点P1、P2的温度，掌握硅熔液9的对流90的方向，根据提拉装置1的炉内环境的非对称结构，能够高准确度地推测单晶硅10的氧浓度。
[3]单晶硅的制造方法
接着，根据图7所示的流程图对第1实施方式中的单晶硅的制造方法进行说明。
首先，预先掌握提拉装置1的热环境是上述的第1热环境或第2热环境。
并且，在硅熔液9的对流90的方向是右旋转或左旋转时，预先决定单晶硅10的氧浓度成为所期望的值的提拉条件(例如，不活泼气体的流量、腔室2的炉内压力、石英坩埚3A的旋转数等)作为预定条件，并存储于存储部21。
例如，如以下表3所示，在第1热环境中，在对流90的方向是右旋转时，存储如氧浓度成为浓度A的提拉条件A作为预定条件。另外，预定条件的氧浓度，可以是直体部的长度方向的多个部位的氧浓度值，也可以是所述多个部位的平均值。
[表3]
Figure BDA0002654647460000141
然后，开始制造单晶硅10。
首先，如图7所示，提拉控制部20B在将腔室2内保持在减压下的不活泼气体环境中的状态下，使坩埚3旋转的同时，通过加热器5加热填充在坩埚3内的多晶硅等固体原料而使其熔化，从而生成硅熔液9(步骤S1)。接着，提拉控制部20B控制磁场施加部14，开始对硅熔液9施加强度0.2T以上且0.6T以下的水平磁场(步骤S2)。通过实施该施加水平磁场的步骤，在硅熔液9中产生如图5A所示的在磁场正交截面下为右旋转的对流90或如图5B所示的左旋转的对流90。
如图5A或图5B所示那样，在对流90的方向被固定之后，温度测量部15测量第1、第2测量点P1、P2的温度(步骤S3)。另外，关于对流90的方向被固定这一点，例如能够根据开始施加水平磁场后的经过时间进行判断。
而且，在第1测量点P1的温度比第2测量点P2的温度高时，对流模式推测部20A推测在磁场正交截面产生右旋转的对流90，在第1测量点P1的温度比第2测量点P2的温度低时，推测在磁场正交截面产生左旋转的对流90(步骤S4)。
然后，提拉控制部20B，判断基于第1、第2测量点P1、P2的温度的对流90方向的推测结果是否为以预定条件预先决定的方向(步骤S5)。
例如，在提拉装置1是第1热环境、预定条件是当为右旋转的对流90时可得到所期望的氧浓度的条件的情况下，判断基于第1、第2测量点P1、P2的温度的对流90的方向的推定结果是否为右旋转。
而且，提拉控制部20B在产生预先决定的方向的对流90时，在持续施加水平磁场的前提下，使籽晶8接触硅熔液9，根据预定条件，提拉具有所期望的氧浓度的直体部的单晶硅10(步骤S6)。
另一方面，提拉控制部20B，在未产生预先决定的方向的对流90时，暂时停止施加水平磁场(步骤S7)。然后，提拉控制部20B进行步骤S2的处理，重新施加水平磁场。如此暂时停止施加水平磁场，将磁场强度设为0T，由此从图6(D)所示的状态回到图6(A)所示的状态，下降流的中心开始往与石英坩埚3A相同的方向旋转。然后，若在规定的时机重新施加0.2T以上的水平磁场，则产生如图6(B)～图6(D)所示的现象，产生与重新施加前不同或相同方向的对流90。另外，在步骤S7中，也可以将水平磁场的强度设为大于0且小于0.01T。
然后，直到产生预先决定的方向的对流90，重复进行步骤S3～S5、S7的处理，在产生预先决定的方向的对流90后，进行步骤S6的处理，从而提拉单晶硅10。
例如，在使用表3所示的提拉条件A作为预定条件时，直到推测为对流90的方向为右旋转，重复进行步骤S3～S5、S7的处理，在推测为右旋转后，以提拉条件A提拉单晶硅10，由此能够将直体部的氧浓度设为氧浓度A。
以上的步骤S1～S7的处理对应于本发明的单晶硅的制造方法，步骤S1～S4的处理对应于本发明的硅熔液的对流模式推测方法。
另外，关于步骤S2、S4的水平磁场的施加开始或停止处理及步骤S6中的提拉处理，可以通过操作员的操作进行，关于步骤S5中的判断处理，可以由操作员进行。
[4]第1实施方式的作用及效果
根据这种第1实施方式，仅通过测量硅熔液9的第1、第2测量点P1、P2的温度，就能够推测影响单晶硅10的氧浓度的硅熔液9的对流90的方向。因此，在提拉单晶硅10前，能够推测所提拉的单晶硅10的氧浓度。
为了测量满足式(3)、(4)的关系的第1、第2测量点P1、P2的温度，能够增大这些的温度差，能够高准确度地推测硅熔液9的对流90的方向。
只有在推测的对流90的方向是以预定条件决定的方向时，以预先决定的提拉条件提拉单晶硅10，因此不大幅度地改变提拉条件，能够得到所期望的氧浓度的单晶硅10，还能够抑制每一单晶硅的氧浓度的不均。
以腔室2外部的辐射温度计15B接受来自腔室2内部的反射部15A的反射光，由此测量第1、第2测量点P1、P2的温度，因此能够抑制辐射温度计15B的由热引起的恶化，可谋求长寿命化。
由于将反射部15A的下端到硅熔液9的表面9A的距离K设为600mm以上，因此能够抑制由硅熔液9的热引起的反射部15A的磨损。并且，由于将距离K设为5000mm以下，因此能够抑制由腔室2内的多重反射引起的干扰光入射至反射部15A，能够高准确度地进行基于辐射温度计15B的测量。
由于将反射部15A设置成使辐射光L的入射角与反射角之和成为80°以上且100°以下，因此能够抑制由腔室2内的多重反射引起的干扰光入射至反射部15A，能够高准确度地进行基于辐射温度计15B的测量。
[5]第2实施方式
接着，对本发明的第2实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，对已经说明的部分等标注相同的附图标记并省略其说明。
与上述第1实施方式的不同点是控制装置30的结构与单晶硅的制造方法。
如图8所示，控制装置30具备对流模式推测部20A、氧浓度推测部30A以及提拉控制部30B。
氧浓度推测部30A根据通过对流模式推测部20A进行的对流90方向的推测结果，推测单晶硅10的氧浓度。
提拉控制部30B根据通过氧浓度推测部30A进行的氧浓度的推测结果，提拉单晶硅10。
[6]单晶硅的制造方法
接着，根据图9所示的流程图对第2实施方式中的单晶硅的制造方法进行说明。
首先，预先掌握提拉装置1的热环境是上述第1热环境或第2热环境。
并且，在硅熔液9的对流90是右旋转或左旋转时，使存储部31存储如单晶硅10的氧浓度成为所期望的值的提拉条件作为预定条件的同时，在与对应预定条件的对流90的方向相反的方向的状态中，使存储部31存储与以预定条件提拉时的氧浓度变得比所述所期望的值大或小相关的信息。即，使存储部31存储对流90的方向与氧浓度的关系。
例如，如以下表4所示，在第1热环境中，在对流90的方向是右旋转时，存储如氧浓度成为浓度A的提拉条件A作为预定条件，在对流90的方向是左旋转的状态下以提拉条件A提拉时，存储氧浓度成为比浓度A低的浓度B之类的信息。另外，预定条件的氧浓度可以是直体部的长度方向的多个部位的氧浓度的值，也可以是所述多个部位的平均值。
[表4]
Figure BDA0002654647460000181
然后，开始单晶硅10的制造。
首先，如图9所示，提拉控制部30B、温度测量部15及对流模式推测部20A进行步骤S1～S4的处理。
接着，提拉控制部30B根据对流模式推测部20A下的对流90的方向的推测结果与存储于存储部31的信息，推测之后提拉的单晶硅10的氧浓度(步骤S15)。
例如，在提拉装置1是第1热环境，预定条件是当为右旋转的对流90时可得到所期望的氧浓度的条件的情况下，在推测为右旋转的对流90时，推测单晶硅10的氧浓度成为所期望的氧浓度。另一方面，在左旋转的对流90时以预定条件提拉时的氧浓度变得比所述所期望的值小的信息存储于存储部31的情况下，推测为左旋转的对流90时，推测单晶硅10的氧浓度变得比所期望的氧浓度低。
接着，提拉控制部30B进行提拉条件的最终设定(步骤S16)。在步骤S15中，以预定条件提拉时，在推测成为所期望的氧浓度的情况下，提拉控制部30B将预定条件设定为最终提拉条件。另一方面，在推测为当以预定条件提拉时，不会成为所期望的氧浓度的情况下，提拉控制部30B不将预定条件设定为最终提拉条件，而是将如成为所期望的氧浓度的提拉条件设定为最终提拉条件。
然后，提拉控制部30B根据最终设定的提拉条件提拉具有所期望的氧浓度的直体部的单晶硅10(步骤S17)。
例如，在使用表4所示的提拉条件A作为预定条件时，若推测对流90的方向为右旋转，则通过以提拉条件A提拉单晶硅10，能够将直体部的氧浓度设为浓度A。并且，若推测对流90的方向为左旋转，则将与提拉条件A不同且如氧浓度成为浓度A的提拉条件设定为最终提拉条件，并以该所设定的提拉条件提拉单晶硅10，由此能够将直体部的氧浓度设为浓度A。例如，对于提拉条件A，通过调整流入腔室2内的不活泼气体的流量、腔室2的炉内压力以及石英坩埚3A的旋转数中的至少任一个，能够将直体部的氧浓度设为浓度A。
以上的步骤S1～S4、S15～S17的处理对应于本发明的单晶硅的制造方法，步骤S1～S4的处理对应于本发明的硅熔液的对流模式推测方法，步骤S1～S4、S15的处理对应于本发明的单晶硅的氧浓度推测方法。
另外，步骤S15的氧浓度的推测处理或步骤S16的提拉条件的最终设定可以由操作员进行，步骤S17中的提拉处理可以通过操作员的操作进行。
[7]第2实施方式的作用及效果
根据这种第2实施方式，除了与第1实施方式同样的作用效果之外，还能够实现以下的作用效果。
根据推测的氧浓度，通过控制不活泼气体的流量、腔室的炉内压力或石英坩埚的旋转数，制造所期望的氧浓度的单晶硅10，因此能够得到所期望的氧浓度的单晶硅10，还能够抑制每一单晶硅10的氧浓度不均，而且可以实现单晶硅10的制造效率的提高。
[8]变形例
另外，本发明不只限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改进和设计变更。
例如，也可以除了第1、第2测量点，还测量1个以上的测量点，并根据这3个以上的测量结果，推测对流90的方向。
在第1、第2测量点P1、P2位于与第2虚线9F正交或不正交的第1虚线9C上的情况下，两者可以都位于相对于第2虚线9F右侧或左侧。例如，相对于第2虚线9F第1、第2测量点P1、P2即使位于右侧，两者的图2所示的右手系的XYZ正交坐标系中的X坐标位置也不同，因此第1测量点P1的X坐标比第2测量点P2小(第1测量点P1位于第2测量点P2的左侧)，并且对流90被固定为右旋转时，第1测量点P1的温度变得比第2测量点P2高，能够推测被固定为右旋转。
虽然例示了从第2磁性体14B侧(图1的纸面跟前侧)观察时的平面作为磁场正交截面，但也可以将从第1磁性体14A侧(图1的纸面里侧)观察时的平面作为磁场正交截面而进行对流90的方向的推测处理。
实施例
接着，对本发明的实施例进行说明。另外，本发明不限定于实施例。
[实验1：反射部的设置高度的最优化]
〔实验例1〕
首先，在如图1所示的提拉装置中，以以硅熔液9的表面为基准的高度K是500mm、反射面15C与水平面F所呈的角度θf是45°、第1测量点P1满足R1/RC＝345/800＝0.43的关系的方式设置了作为反射部15A的硅镜。然后，生成硅熔液9，以辐射温度计15B测量了第1测量点P1的温度。
并且，使腔室2内常备的接触式温度计(护套热电偶)接触第1测量点P1，并将该测量结果作为真值。
然后，根据以下式(6)求出了测量误差。
测量误差＝1-(测量值/真值)…(6)
〔实验例2～9〕
除了将高度K设于如以下表5所示的位置以外，以与实验例1相同的条件测量第1测量点P1的温度，求出了测量误差。
〔评价〕
如表5所示，在高度K为600mm以上且5000mm以下的实验例2～6中，测量误差为0(判定OK)，但在小于600mm的实验例1及大于5000mm的实验例7～9中，大于0(判定NG)。
在高度K小于600mm时，根据以下的2个理由认为产生了测量误差。第1个理由是由热磨损引起的硅镜的反射系数变化。第2个理由是从硅熔液9的表面产生的SiO气体附着于硅镜，该附着的SiO气体因冷却而固化，从而使反射面模糊不清。认为其结果，无法测量准确的亮度而产生了误差。
并且，认为在高度K大于5000mm时，由于从模拟的硅熔液表面到反射部15A的距离长，因此由腔室2内的多重反射引起的干扰光入射至反射部15A，从而产生了测量误差。
根据以上内容能够确认到，通过设置反射部15A在高度K成为600mm以上且5000mm以下的位置，能够高准确度地测量硅熔液的温度，并根据该测量结果，能够高准确度地推测硅熔液9的对流90的方向。
[表5]
Figure BDA0002654647460000211
[实验2：硅熔液表面中的第1、第2测量点的最优化]
〔实验例10〕
在实验1的提拉装置中，以高度为3000mm、反射面15C与水平面F所呈的角度θf为45°，第1、第2测量点P1、P2分别满足R1/RC＝0.1、R2/RC＝0.1的关系的方式设置了一对反射部15A(硅镜)。
然后，生成规定量的硅熔液9，以辐射温度计15B测量第1、第2测量点P1、P2的温度，求出了这些的温度差。
〔实验例11～15〕
除了以使R1/RC、R2/RC满足以下表6的关系的方式设定第1、第2测量点P1、P2以外，以与实验例10相同的条件测量温度，求出了温度差。
〔评价〕
假设在第1、第2测量点P1、P2的温度差为8℃以上时，能够高准确度地推测硅熔液9的对流90的方向，则可以说在实验例10～12中温度差小于8℃，无法高准确度地推测对流90的方向，而在实验例13～15中温度差为8℃以上，能够高准确度地推测对流90的方向。
根据以上内容能够确认到，通过测量满足上述式(3)、(4)的第1、第2测量点P1、P2，能够高准确度地推测对流90的方向。
[表6]
Figure BDA0002654647460000221
[实验3：反射面的反射角度的最优化]
〔实验例16〕
在实验1的提拉装置中，以高度K是3000mm、反射面15C与水平面F所呈的角度θf是30°，第1测量点P1满足R1/RC＝0.43的关系的方式设置了反射部15A(硅镜)。然后，生成规定量的硅熔液9，以辐射温度计15B测量了第1测量点P1的温度。并且，在第1测量点P1的附近浸渍白金热电偶，测量其温度作为第1测量点的真值。
然后，根据上述式(6)求出了测量误差。
〔实验例17～26〕
除了以使反射面15C与水平面F所呈的角度θf成为以下表6所示的值的方式调整反射面15C的姿势以外，以与实验例16相同的条件测量温度，求出了测量误差。
〔评价〕
如表7所示，在角度θf为40°以上且50°以下的实验例19～23中，测量误差成为0(判定0K)，而在小于40°的实验例16～18及大于50°的实验例24～26中，大于0(判定NG)。
认为在角度θf小于40°及大于50°时，由于从硅熔液9的表面9A到反射部15A的距离长，因此由腔室2内的多重反射引起的干扰光入射至反射部15A，从而产生了测量误差。
根据以上内容能够确认到，通过以使反射面15C与水平面F所呈的角度θf成为40°以上且50°以下的方式设置反射部15A，能够高准确度地测量硅熔液的温度，并根据该测量结果，能够高准确度地推测硅熔液9的对流90的方向。
[表7]
Figure BDA0002654647460000231
[实验4：硅熔液的对流方向与氧浓度的关系]
在如图1所示的提拉装置中，以高度K是3000mm、反射面15C与水平面F所呈的角度θf是45°、第1(第2)测量点P1、P2满足R1/RC＝0.43、R2/RC＝0.43的关系的方式设置了反射部15A。
然后，在生成规定量的硅熔液9后，在任意的时机对硅熔液9施加水平磁场，不推测对流90的方向而提拉了单晶硅。
以上述的方法提拉合计7条单晶硅(实验例27～33的单晶硅)，利用以下的方法求出了各单晶硅的氧浓度。
首先，从单晶硅的多个位置切出硅晶片，实施了供体消除(donor killer)处理。供体消除处理中，将载置于舟皿中的硅晶片以20mm/分钟的速度运入炉内温度为650℃、100％氮环境气体的卧式炉内。然后，在卧式炉内进行30分钟的热处理，将舟皿以20mm/分钟的速度搬出，在室外进行了冷却。
接着，利用FTIR(傅立叶变换红外光谱仪(Fourier transform infraredspectrometer))并根据ASTM F-121(1979)，测量了经供体消除处理的硅晶片的氧浓度。
图10中示出各单晶硅的长度方向的氧浓度分布。另外，图10横轴表示以直体部整体长度为1时的位置，纵轴表示以规定的氧浓度为1时的氧浓度。
如图10所示，能够确认在实验例27～29中，直体部的大致整体的氧浓度大于1(大于规定值)，在实验例30～33中为小于1(小于规定值)。即，能够确认例如在以实验例27～29的氧浓度为目标值时，产品成品率只有50％左右。
认为产生这种氧浓度差的理由在于，提拉单晶硅时的硅熔液9的对流90的方向在实验例27～29与实验例30～33不同。
因此，认为利用本发明的硅熔液的对流模式推测方法推测硅熔液的对流90的方向，并利用基于该推测的方向的适当的提拉条件，由此能够得到所期望的氧浓度的单晶硅，还能够抑制每一单晶硅的氧浓度不均。
附图标记说明
1-提拉装置，2-腔室，3A-石英坩埚，8-籽晶，9-硅熔液，10-单晶硅，14-磁场施加部，14C-磁力线，15-温度测量部，15A-反射部，15B-辐射温度计，15C-反射面，20A-对流模式推测部，20B、30B-提拉控制部，30A-氧浓度推测部，90-对流，P1、P2-第1、第2测量点。

Claims (16)

1.一种硅熔液的对流模式推测方法，使用于单晶硅的制造中，其特征在于具备如下工序：
对旋转中的石英坩埚内的硅熔液施加强度0.2T以上的水平磁场；
在籽晶接触施加所述水平磁场的硅熔液前，测量所述硅熔液的表面中的在从铅垂上方观察时位于通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第l测量点及第2测量点的温度；以及
根据所测量的所述第l测量点及所述第2测量点的温度，推测所述硅熔液内的与所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向。
2.根据权利要求l所述的硅熔液的对流模式推测方法，其特征在于，
所述第1测量点及所述第2测量点在从铅垂上方观察时位于夹住通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线平行的第2虚线的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的硅熔液的对流模式推测方法，其特征在于，
在所述硅熔液的表面中心为原点、铅垂上方为Z轴的正方向、所述水平磁场的施加方向为Y轴的正方向的右手系的XYZ正交坐标系中，所述第1测量点位于所述第2测量点的X轴负方向侧；
所述推测对流方向的工序在所述第1测量点的温度比所述第2测量点的温度高的情况下，推测为从所述Y轴负方向侧观察时的所述对流方向被固定为右旋转，在比所述第2测量点的温度低的情况下，推测为所述对流方向被固定为左旋转。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的硅熔液的对流模式推测方法，其特征在于，
在假设所述硅熔液的表面中心到所述第1测量点的距离为R1、所述表面中心到所述第2测量点的距离为R2、所述石英坩埚内径的半径为RC时，测量满足以下式(1)的所述第l测量点以及满足式(2)的所述第2测量点，
0.375≤R1/RC＜1…(1)
0.375≤R2/RC＜1…(2)。
5.一种单晶硅的氧浓度推测方法，其特征在于实施如下工序：
实施权利要求l～4中任一项所述的硅熔液的对流模式推测方法的工序；以及
根据预先准备的所述对流方向及单晶硅的氧浓度的关系以及通过所述对流模式推测方法推测的所述对流方向，推测所提拉的单晶硅的直体部中的氧浓度的工序。
6.一种单晶硅的制造方法，其特征在于包括如下工序：
实施权利要求1～4中任一项所述的硅熔液的对流模式推测方法；以及
提拉单晶硅，
所述提拉单晶硅的工序在所述推测的对流方向不是预先决定的方向的情况下，降低所述水平磁场强度至小于0.01T后，提高所述水平磁场至0.2T以上，然后测量所述第l测量点及所述第2测量点的温度，
在所述推测的对流方向是预先决定的方向的情况下，将所述水平磁场强度保持为0.2T以上，并根据预先决定的提拉条件提拉所述单晶硅。
7.一种单晶硅的制造方法，其特征在于包括如下工序：
实施权利要求5所述的单晶硅的氧浓度推测方法；以及
提拉单晶硅，
所述提拉单晶硅的工序在将所述水平磁场强度保持为0.2T以上的状态下，根据所述推测的氧浓度，调整流入提拉装置的腔室内的不活泼气体的流量、所述腔室的炉内压力以及所述石英坩埚的旋转数中的至少任一个，从而提拉所述单晶硅。
8.一种单晶硅的提拉装置，其特征在于具备：
石英坩埚；
磁场施加部，配置为夹住所述石英坩埚，并对所述石英坩埚内的硅熔液施加水平磁场；以及
温度测量部，测量所述硅熔液的表面中的位于通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线不平行的第1虚线上的第1测量点及第2测量点的温度。
9.根据权利要求8所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于，
所述第1测量点及所述第2测量点位于夹住通过所述表面中心且与所述水平磁场的中心磁力线平行的第2虚线的两侧。
10.根据权利要求8或9所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于，
在假设所述硅熔液的表面中心到所述第1测量点的距离为R1、所述表面中心到所述第2测量点的距离为R2、所述石英坩埚内径的半径为RC时，所述温度测量部测量满足以下式(3)的所述第1测量点以及满足式(4)的所述第2测量点，
0.375≤R1/RC＜1…(3)
0.375≤R2/RC＜1…(4)。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于，
所述温度测量部具备：
一对反射部，设置在设置所述石英坩埚的腔室内部，反射分别来自所述第1测量点以及所述第2测量点的辐射光；以及
一对辐射温度计，设置在所述腔室外部，接受由所述一对反射部分别反射的辐射光而测量所述第1测量点以及所述第2测量点的温度。
12.根据权利要求11所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于，
所述一对反射部设置在从所述反射部的下端到所述硅熔液表面的距离为G00mm以上且5000mm以下的位置。
13.根据权利要求11或12所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于，
所述一对反射部分别具有反射面，
所述反射面设置为相对于水平面的角度在40°以上且50°以下。
14.根据权利要求8～13中任一项所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于具备：
对流模式推测部，根据通过所述温度测量部测量的所述第1测量点以及所述第2测量点的温度，推测所述硅熔液内的与所述水平磁场的施加方向正交的平面中的对流方向。
15.根据权利要求14所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于具备：
提拉控制部，在通过所述对流模式推测部推测的对流方向不是预先决定的方向的情况下，降低所述水平磁场强度至小于0.01T后，提高所述水平磁场至0.2T以上，并通过所述温度测量部测量所述第l测量点及所述第2测量点的温度，在通过所述对流模式推测部推测的对流方向是所述预先决定的方向的情况下，将所述水平磁场强度保持为0.2T以上，并根据预先决定的提拉条件提拉所述单晶硅。
16.根据权利要求14所述的单晶硅的提拉装置，其特征在于具备：
存储部，存储所述对流方向及单晶硅的氧浓度的关系；
氧浓度推测部，根据通过所述对流模式推测部推测的所述对流方向与存储于所述存储部的关系，推测所提拉的单晶硅的直体部中的氧浓度；以及
提拉控制部，在将所述水平磁场强度保持为0.2T以上的状态下，根据通过所述氧浓度推测部推测的氧浓度，调整流入腔室内的不活泼气体的流量、所述腔室的炉内压力以及所述石英坩埚的旋转数中的至少任一个，从而提拉所述单晶硅。
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