JP2001031494A

JP2001031494A - シリコン単結晶ウエーハの製造方法

Info

Publication number: JP2001031494A
Application number: JP11206840A
Authority: JP
Inventors: Toshio Iwasaki; 俊夫岩崎; Atsushi Fukuda; 淳福田; Hirobumi Harada; 博文原田
Original assignee: Nippon Steel Corp; NSC Electron Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Siltronic Japan Corp
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】チョクラルスキー法で育成されたシリコン単
結晶を用いて直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエ
ーハを製造する工程において、円筒研削工程やべべリン
グ工程で結晶の外周研削を行なうことにより生じる損失
を低減する製造方法を提供する。【解決手段】シリコン単結晶ウエーハを製造する工程
において、最大引上速度の８５％以下の引上速度で製造
されたシリコン単結晶を用いる、あるいは１０ｒｐｍ以
下の結晶回転で製造されたシリコン単結晶を用いる、あ
るいは横磁場あるいは縦磁場あるいはカスプ磁場を印加
しながら製造されたシリコン単結晶を用いる。これらに
より、直径の最大値および最小値が狙い直径に０．１ｍ
ｍを加えた値から１０ｍｍを加えた値までの範囲に入る
ようにする、あるいは直径の最小値と最大値の差が５ｍ
ｍ以下になるようにする。さらには、これらの結晶を用
いることにより、円筒研削工程を省略し、結晶の外周部
の研削をべべリング工程のみで行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法）により育成されたシリコン単結晶を用
いてシリコン単結晶ウエーハの製造する工程において、
円筒研削工程やべべリング（beveling）工程で結晶の外
周研削を行なうことにより生じる損失を低減するシリコ
ン単結晶ウエーハの製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶を
用いてシリコン単結晶ウエーハを製造する工程は、一般
的には図１に示すように、ＣＺシリコン単結晶を結晶軸
方向と垂直に所定の長さに切断して分割インゴットを作
る工程（切断工程）、その分割インゴットの外周を砥石
により円筒研削する工程（円筒研削工程）、結晶方位の
目印となるオリエンテーションフラットあるいはノッチ
を結晶軸に平行に砥石により研削する工程（オリエンテ
ーション研削工程）、樹脂製あるいはカーボン製のベー
スに接着剤により接着する工程（ベース接着工程）、内
周刃やワイヤーソー等で所定の厚さのウエーハ形状にス
ライスする工程（スライス工程）、スライスされたウエ
ーハの外周部を面取りする工程（べべリング工程）、ウ
エーハの表面を研磨剤を用い平行研磨する工程（ラッピ
ング工程）、加工歪みを除去するためにエッチング液に
浸積してエッチングする工程（エッチング工程）、エッ
チングされたウエーハの表面を研磨布と研磨剤を用いて
鏡面に研磨する工程（ポリッシュ工程）、ポリッシュさ
れたウエーハを洗浄液に浸積して洗浄する工程（洗浄工
程）、から成り立っている。切断工程と円筒研削工程は
順序が逆転する場合もある。

【０００３】一方、ＣＺ法とは、多結晶シリコンを石英
ルツボに入れて溶融し、融液にシード結晶を接触させた
後、ネッキングを行い、その後、結晶本体部を所定の直
径に達するまで拡大させ、所定の長さの本体部を成長さ
せた後、結晶径を小さくしながらテール部を形成し、テ
ール部先端の結晶径が約５ｍｍ未満になった時点で結晶
を融液から切り離し、引き上げ装置からシリコン単結晶
を取り出す方法である。ＣＺ法でシリコン単結晶を育成
すると、晶癖線が結晶の表面に結晶軸に平行に現れる。
この晶癖線の本数と現れる位置は育成される結晶方位の
対称性に依存しており、ＣＺ結晶で最も一般的に製造さ
れている＜１００＞結晶（結晶軸方向が＜１００＞の結
晶）の場合には、結晶軸に垂直な（１００）面に直交す
る等価な２つの（１１０）面と結晶表面との交線の位置
に４本の晶癖線が現れる。晶癖線は結晶が単結晶の場合
にのみ現れ、多結晶化すると消滅するため、結晶育成中
の単結晶判定に用いられている。従来の方法で育成され
たシリコン結晶の場合には、図２に示すように、晶癖線
の部分が他の部分よりも外に張り出している。即ち、対
向する晶癖線と晶癖線との間の直径は他の位置での直径
よりも大きくなってしまう。先に述べたべべリング工程
では装置の制約により、所定の範囲の直径のスライスウ
エーハしかべべリングすることができないため、従来の
方法では、一度、円筒研削を行なってべべリング可能な
直径までに研削する必要があった。

【０００４】直径が２００ｍｍ未満のシリコン結晶では
晶癖線部分の張り出しはあったものの大きくはなく、円
筒研削工程における損失はさほど問題にならなかった。
しかし、直径が２００ｍｍ以上になると晶癖線部分の張
り出しは大きくなり、円筒研削工程における損失が無視
できなくなってきた。従って、直径２００ｍｍ以上のシ
リコンウエーハを製造する工程において、円筒研削工程
における損失を低減させる方法が求められていた。

【０００５】直径が２００ｍｍ以上のシリコンウエーハ
を製造するためのべべリング装置の場合、べべリング前
のスライスウエーハの最小直径と最大直径の両方が、べ
べリング工程における狙い直径に０．１ｍｍ〜１０ｍｍ
を加えた範囲に入っていれば、装置的にべべリングする
ことが可能である。しかしながら、従来の方法で直径が
２００ｍｍ以上のシリコン結晶を育成する場合には、先
に述べた晶癖線の位置での張り出しがあるために、狙い
とする直径に０．１ｍｍ〜１０ｍｍを加えた範囲に最小
直径と最大直径の両方を収めることはできなかった。ま
た、最小直径と最大直径の差が５ｍｍを越えており、円
筒研削工程およびべべリング工程による結晶の外周研削
による損失が大きかった。

【０００６】ところで、ＣＺ法でシリコン単結晶を育成
する場合、融液にシード結晶を接触させてからテール部
先端を融液から切り離すまでの間、ルツボと結晶は互い
に逆方向に回転している。これはルツボと結晶を逆方向
に回転させることによって、融液の温度分布を均一にす
るためである。従来の方法で直径が２００ｍｍ以上の結
晶を製造する場合の回転数は、１５ｒｐｍ以上であっ
た。

【０００７】また、ＣＺ法でシリコン単結晶を育成する
場合、結晶の引上げ速度の最大値は引き上げ装置内部の
融液を収納した石英ルツボの周囲の断熱構造（以下、炉
内構造）に依存しており、断熱効果が強く結晶が冷却さ
れやすい炉内構造を用いた場合には引上げ速度の最大値
は大きくなり、断熱効果が弱く結晶が冷却されにくい炉
内構造を用いた場合には引上げ速度の最大値は小さくな
る。特開平２−２６７１９５、特開平６−５６５８８、
特開平８−３３０３１６、特開平９−２０２６９０、特
開平１０−２６５２９４では、シリコン結晶の品質を制
御することを目的として引上げ速度を低下させる方法が
示されている。しかしこれらは円筒研削工程やべべリン
グ工程などの結晶の外周研削によるに損失を低減するこ
とを目的としたものではない。従来の方法での引き上げ
速度は、生産性を向上させるために最大引上げ速度の９
０％以上で引上げを行なっており、これまで品質を制御
する以外の目的で引上げ速度を低下させる方法はなかっ
た。

【０００８】一方、ＣＺ法をより改善した方法として、
特開昭５６−１０４７９１には結晶製造中の融液に水平
方向の磁場（以下、横磁場）を印加しながら引上げる方
法が開示されており、また科学文献：Ｓｅｍｉｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒＳｉｌｉｃｏｎ１９８６，Ｅｄｓ．
Ｈ．Ｒ．Ｈｕｆｆ，Ｔ．Ａｂｅ，Ｂ．Ｋｏｌｂｅｓ
ｅｎ；ｐ．１１７（１９８６），ＴｈｅＥｌｅ
ｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．には結晶製造中の融液に垂
直方向の磁場（以下、縦磁場）を印加しながら引上げる
方法が開示されており、また特開昭６０−０１１２９７
には結晶製造中の融液に同極の磁極を対向させて生じる
磁場（以下、カスプ磁場）を印加しながら引上げる方法
が開示されている。しかし、これらの方法は、いずれも
シリコン結晶中の酸素濃度を制御する、あるいは結晶育
成中の有転位化を防ぐことを目的としており、円筒研削
工程やべべリング工程などの結晶の外周研削時に生じる
損失を低減する目的で使用されることはなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ＣＺ
法で育成されたシリコン単結晶からシリコンウエーハを
製造する過程において、円筒研削工程やべべリング工程
で結晶の外周研削を行なうことにより生じる損失を低減
する方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、（１）直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ直径の最大値および最小値が狙い直
径に０．１ｍｍを加えた値から１０ｍｍを加えた値まで
の範囲に入るシリコン単結晶を用い、円筒研削工程にお
ける損失の低減を図ったことを特徴とする、シリコン単
結晶ウエーハの製造方法である。

【００１１】本発明はまた、（２）該シリコン単結晶
の直径の最小値と最大値の差が５ｍｍ以下であることを
特徴とする上記（１）記載のシリコン単結晶ウエーハの
製造方法を示すものである。

【００１２】上記課題を解決する本発明は、また（３）
直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを製造す
る方法において、チョクラルスキー法により製造され、
かつ最大引上速度の８５％以下の引上速度で製造された
シリコン単結晶を用い、円筒研削工程における損失の低
減を図ったことを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの
製造方法である。

【００１３】上記課題を解決する本発明は、また（４）
直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを製造す
る方法において、チョクラルスキー法により製造され、
かつ１０ｒｐｍ以下の結晶回転で製造されたシリコン単
結晶を用い、円筒研削工程における損失の低減を図った
ことを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法で
ある。

【００１４】上記課題を解決する本発明は、また（５）
直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを製造す
る方法において、チョクラルスキー法により製造され、
かつ横磁場あるいは縦磁場あるいはカスプ磁場を印加し
ながら製造されたシリコン単結晶を用い、円筒研削工程
における損失の低減を図ったことを特徴とするシリコン
単結晶ウエーハの製造方法である。

【００１５】上記課題を解決する本発明は、さらに
（６）直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを
製造する方法において、チョクラルスキー法により製造
され、かつ直径の最大値および最小値が狙い直径に０．
１ｍｍを加えた値から１０ｍｍを加えた値までの範囲に
入るシリコン単結晶を用い、製造工程中に単結晶の円筒
研削は行なわず、当該単結晶の外周部の研削は、単結晶
をスライス後のベベリング工程でのみ行うことを特徴と
するシリコン単結晶ウエーハの製造方法である。

【００１６】本発明は、また（７）直径の最小値と最大
値の差が５ｍｍ以下であるシリコン単結晶を用いること
を特徴とする上記（６）記載のシリコン単結晶ウエーハ
の製造方法を示すものである。

【００１７】上記課題を解決する本発明は、さらに
（８）直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを
製造する方法において、チョクラルスキー法により製造
され、かつ最大引上速度の８５％以下の引上速度で製造
されたシリコン単結晶を用い、製造工程中に単結晶の円
筒研削は行なわず、当該単結晶の外周部の研削は、単結
晶をスライス後のベベリング工程でのみ行うことを特徴
とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法である。

【００１８】上記課題を解決する本発明は、また（９）
直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを製造す
る方法において、チョクラルスキー法により製造され、
かつ１０ｒｐｍ以下の結晶回転で製造されたシリコン単
結晶を用い、製造工程中に単結晶の円筒研削は行なわ
ず、当該単結晶の外周部の研削は、単結晶をスライス後
のベベリング工程でのみ行うことを特徴とするシリコン
単結晶ウエーハの製造方法である。

【００１９】上記課題を解決する本発明は、さらに（１
０）直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを製
造する方法において、チョクラルスキー法により製造さ
れ、かつ横磁場あるいは縦磁場あるいはカスプ磁場を印
加しながら製造されたシリコン単結晶を用い、製造工程
中に単結晶の円筒研削は行なわず、当該単結晶の外周部
の研削は、単結晶をスライス後のベベリング工程でのみ
行うことを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方
法である。

【００２０】上記課題を解決する本発明は、さらに（１
１）直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウエーハを
製造する方法であって、チョクラルスキー法により製造
されたシリコン単結晶を所定の長さに切断して分割イン
ゴットを作る切断工程、オリエンテーションフラットあ
るいはノッチを結晶軸に平行に形成するオリエンテーシ
ョン研削工程、所定の厚さのウエーハ形状にスライスす
るスライス工程、スライスされたウエーハの外周部を面
取りするベヘリング工程、ウエーハの表面を平行研磨す
るラッピング工程、加工歪みを除去するためにエッチン
グ液に浸積するエッチング工程、エッチングされたウエ
ーハの表面を鏡面に研磨するポリッシュ工程、およびポ
リッシュされたウエーハを洗浄液に浸積して洗浄する洗
浄工程を有し、製造工程中に円筒研削を行なわず、前記
ベベリング工程でのみ当該単結晶の外周部の研削を行う
ことを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法で
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明者らは、直径が２００ｍｍ
以上のシリコンウエーハを製造する工程を調査し、ＣＺ
法によりシリコン単結晶を育成する際の結晶の直径と円
筒研削工程およびべべリング工程における結晶の外周研
削における損失との関係を詳細に解析した結果、結晶の
最小直径と最大直径の両方が狙いとする直径に０．１ｍ
ｍ〜１０ｍｍを加えた範囲に入っていれば、外周研削に
よる損失を問題の無いレベルにまで低減できることを見
出した。また、結晶の最小直径と最大直径の差が５ｍｍ
以内であれば、外周研削による損失をさらに低減できる
ことを見出した。また、本発明者らは、結晶の晶癖線位
置の張り出しを小さくするための条件を見出すために、
様々な条件で結晶育成を行なった。その結果、結晶育成
時の引き上げ速度をその炉内構造で可能な最大引き上げ
速度の８５％以下まで低下させることにより、結晶の最
小直径と最大直径の差が５ｍｍ以下となり、結晶の外周
研削による損失を低減できることを見出した。さらに、
結晶育成中の結晶の回転数を１０ｒｐｍ以下にすること
により、結晶の最小直径と最大直径の差が５ｍｍ以下と
なり、結晶の外周研削による損失を低減できることを見
出した。さらに、横磁場あるいは縦磁場あるいはカスプ
磁場を印加しながら結晶を育成することにより、結晶の
最小直径と最大直径の差が５ｍｍ以下となり、結晶の外
周研削による損失を低減できることを見出した。

【００２２】また、本発明者らは、これらの方法で育成
した結晶の結晶の最小直径と最大直径の差は５ｍｍ以下
となるため、円筒研削工程が不要となり、結晶の外周部
の研削を円筒研削工程の代りにべべリング工程で行なう
ことができることを見出した。円筒研削工程を省略する
ことにより、結晶の外周研削による損失を大幅に低減す
ることが可能になる。

【００２３】結晶育成時の引き上げ速度を低下させるこ
とにより品質が若干変化したり、結晶の回転数を低下さ
せることにより品質（酸素や比抵抗）の面内変動が若干
大きくなるなどの影響はあるもののそれらは小さく、本
発明を通常のポリッシュウエーハの製造に用いることが
可能である。また、本発明をそれらの影響を全く問題と
しないエピタキシャルウエーハやダミーウエーハの製造
に用いることも可能である。

【００２４】

【実施例】実施例、および比較例では図３に示すＣＺ法
によるシリコン単結晶の製造装置２０を用いた。

【００２５】シリコン単結晶の製造装置２０は、シリコ
ンを溶解するための部材やシリコン結晶を引上げる機構
などを有しており、シリコン溶解のための部材は加熱チ
ャンバ２ａ内に収容され、シリコン結晶を引上げる機構
は、引上げチャンバ２ｂの内部および外部に設けられて
いる。また、加熱チャンバ２ａと引上げチャンバ２ｂの
間には中間チャンバ２ｃが設けられている。

【００２６】加熱チャンバ２ａ内には、溶解しているシ
リコンＬを収容するルツボ３が設けられ、このルツボ３
は図示しない駆動装置に回転軸５によって回転・昇降自
在に支持されている。

【００２７】駆動装置は、シリコン単結晶Ｓの引上げに
伴なう液面低下を補償すべくルツボ３を液面低下分だけ
上昇させ、また、シリコン融液Ｌの攪拌を行なうために
ルツボ３を所定の回転数で回転させる。

【００２８】回転軸は加熱チャンバ２ａを貫通している
が、チャンバ２内外の気密を保持し、また極めて悪い温
度条件の下での使用となるために、図示しない特殊なベ
アリングで保持されている。

【００２９】ルツボ３は従来と同じ石英ルツボ３ａとこ
れを保護する黒鉛ルツボ３ｂとから構成されている。

【００３０】ルツボ３の側壁部分には、シリコンを溶解
させる加熱ヒータ４がその周囲を取り囲むように配置さ
れている。

【００３１】この加熱ヒーター４の外側には、この加熱
ヒーターからの熱が加熱チャンバ２ａに直接輻射される
のを防止する断熱材１２がその周囲を取り囲むように設
けられている。

【００３２】なお、加熱ヒータ４と断熱材１２は支持台
１６に取り付けられている。この支持台１６は熱抵抗率
の非常に大きな材料を用いて作られている。

【００３３】引上げチャンバ２ｂには、一端がワイヤ巻
き上げ機１１に取り付けられ、中間チャンバ２ｃの天井
部６ａの頂壁を挿通して垂れ下げられた引上げワイヤ８
が設けられ、この引上げワイヤ８の下端には、種結晶９
を保持するチャック１０が取り付けられている。

【００３４】ワイヤ巻き上げ機８は種結晶９の下端側に
徐々に成長するシリコン単結晶Ｓをその成長速度等に従
って引上げ、同時に、ルツボ３の回転方向とは反対に常
時回転させる。

【００３５】この引上げチャンバ２ｂの収容部に形成さ
れたガス導入口１３からはアルゴンガスが導入され、こ
のアルゴンガスは加熱チャンバ２ａ内に流通した後にガ
ス排出口１４から排出されるようになっている。

【００３６】このようにチャンバ２内にアルゴンガスを
流通させるのは、前述のように、加熱ヒータ４の加熱に
よるシリコンの溶解に伴なってチャンバ２内に発生する
ＳｉＯガスやＣＯガスをシリコン融液内に混入させない
ようにするためである。

【００３７】加熱チャンバ２ａの外側には加熱チャンバ
２ａを取り囲むように磁場印加装置６０が設置されてお
り、用途に応じて、横磁場あるいは縦磁場あるいはカス
プ磁場を印加することができるようになっている。

【００３８】このような引き上げ装置を用いて、シリコ
ン単結晶の育成を行なった。

【００３９】また、育成されたシリコン単結晶からシリ
コンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行な
った。この時、円筒研削工程については後に明記するよ
うに、実施例によって行なう場合と行なわない場合があ
る。

【００４０】以下では、従来の方法でシリコンウエーハ
を製造した比較例を先に示すこととする。

【００４１】比較例１ウエーハを製造する過程で用いた条件は以下の通りであ
る。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．２０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．１５ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９６
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２１５．５
ｍｍ円筒研削工程後の直径：２０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：８９．７％べべリング工程における歩留（※２）：９８．５％外周研削工程トータルの歩留（※３）：８８．４％１：（円筒研削工程後の分割インゴット重量）／（円筒
研削工程前の分割インゴット重量）２：（べべリング工程後のウエーハ重量）／（べべリン
グ工程前のウエーハ重量）３：（円筒研削工程における歩留）×（べべリング工程
における歩留）歩留値が同じであっても結晶径が大きくなるほど損失の
絶対値は大きくなる。従って、直径２００ｍｍのシリコ
ンウエーハを製造する場合には、最低でも外周研削工程
トータルの歩留は９２％以上は必要である。しかしなが
ら上記のように、従来の方法で製造したウエーハの外周
研削工程トータルの歩留は低く、損失が大きいことが判
る。

【００４２】比較例２図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ウエーハを製造する過程で用いた条件は以下の
通りである。製品となるウエーハの直径：３００ｍｍ最大引き上げ速度：１．０５ｍｍ／分平均引き上げ速度：０．９８ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９３
％結晶回転：１２ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：３０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１０００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：３０５．３
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：３１８．７
ｍｍ円筒研削工程後の直径：３０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：３００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９０．２％べべリング工程における歩留（※２）：９９．０％外周研削工程トータルの歩留（※３）：８９．３％前述の通り、歩留値が同じであっても結晶径が大きくな
るほど損失の絶対値は大きくなる。直径３００ｍｍのシ
リコンウエーハを製造する場合には、最低でも外周研削
工程トータルの歩留は９４％以上は必要である。しかし
ながら上記のように、従来の方法で製造したウエーハの
外周研削工程トータルの歩留は低く、損失が大きいこと
が判る。

【００４３】実施例１図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ウエーハを製造する過程で用いた条件は以下の
通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．２０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．００ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：８３
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０３．７
ｍｍ円筒研削工程後の直径：２０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９８．０％べべリング工程における歩留（※２）：９８．５％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９６．５％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が小さいことが判
る。

【００４４】実施例２図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ウエーハを製造する過程で用いた条件は以下の
通りである。製品となるウエーハの直径：３００ｍｍ最大引き上げ速度：１．０５ｍｍ／分平均引き上げ速度：０．９９ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９４
％結晶回転：７ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：３０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１０００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：３０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：３０３．４
ｍｍ円筒研削工程後の直径：３０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：３００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９８．９％べべリング工程における歩留（※２）：９９．０％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９７．９％本発明の方法による直径３００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９４
％以上であり、外周研削による損失が小さいことが判
る。

【００４５】実施例３図３に示す引き上げ装置を用いて、横磁場を印加しなが
らシリコン単結晶の育成を行なった。また、育成された
シリコン単結晶からシリコンウエーハを製造する工程
は、図１に示す方法で行なった。ウエーハを製造する過
程で用いた条件は以下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．４０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．３２ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９４
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：あり印加磁場強度（石英ルツボ側壁位置での強度）：３０
００ガウス縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０４．８
ｍｍ円筒研削工程後の直径：２０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９７．１％べべリング工程における歩留（※２）：９８．５％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９５．６％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が小さいことが判
る。

【００４６】実施例４図３に示す引き上げ装置を用いて、縦磁場を印加しなが
らシリコン単結晶の育成を行なった。また、育成された
シリコン単結晶からシリコンウエーハを製造する工程
は、図１に示す方法で行なった。ウエーハを製造する過
程で用いた条件は以下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．３０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．２５ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９６
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：あり印加磁場強度（石英ルツボ底位置での強度）：２０００
ガウスカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０６．３
ｍｍ円筒研削工程後の直径：２０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９６．５％べべリング工程における歩留（※２）：９８．５％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９５．１％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が小さいことが判
る。

【００４７】実施例５図３に示す引き上げ装置を用いて、カスプ磁場を印加し
ながらシリコン単結晶の育成を行なった。また、育成さ
れたシリコン単結晶からシリコンウエーハを製造する工
程は、図１に示す方法で行なった。ウエーハを製造する
過程で用いた条件は以下の通りである。製品となるウエーハの直径：３００ｍｍ最大引き上げ速度：１．１５ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．０８ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９４
％結晶回転：１２ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：あり印加磁場強度（石英ルツボ側壁位置での強度）：８０
０ガウス結晶育成時の狙い直径：３０１．５ｍｍ結晶本体部の長さ：１０００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：３０２．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：３０６．０
ｍｍ円筒研削工程後の直径：３０１．５ｍｍべべリング工程後の直径：３００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：９８．０％べべリング工程における歩留（※２）：９９．０％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９７．０％本発明の方法による直径３００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９４
％以上であり、外周研削による損失が小さいことが判
る。

【００４８】実施例６図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ただし、本実施例では、円筒研削工程を省略
し、結晶の外周部の研削はべべリング工程のみで行なっ
た。

【００４９】ウエーハを製造する過程で用いた条件は以
下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００
ｍｍ最大引き上げ速度：１．２０ｍｍ／分平均引き上げ速度：０．８２ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：６８
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２００．０ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２００．５
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０１．６
ｍｍ円筒研削工程は省略。べべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：（１００％）べべリング工程における歩留（※２）：９８．８％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９８．８％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が極めて小さいこと
が判る。

【００５０】実施例７図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ただし、本実施例では、円筒研削工程を省略
し、結晶の外周部の研削はべべリング工程のみで行なっ
た。

【００５１】ウエーハを製造する過程で用いた条件は以
下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．２０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．１２ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９３
％結晶回転：３ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２００．０ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２００．８
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０１．４
ｍｍ円筒研削工程は省略。べべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：（１００％）べべリング工程における歩留（※２）：９９．１％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９９．１％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が極めて小さいこと
が判る。

【００５２】実施例８図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ただし、本実施例では、円筒研削工程を省略
し、結晶の外周部の研削はべべリング工程のみで行なっ
た。

【００５３】ウエーハを製造する過程で用いた条件は以
下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．２０ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．１３ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９４
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：あり印加磁場強度（石英ルツボ側壁位置での強度）：３００
０ガウス縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２００．０ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２００．７
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０２．８
ｍｍ円筒研削工程は省略。べべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：（１００％）べべリング工程における歩留（※２）：９７．９％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９７．９％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が極めて小さいこと
が判る。

【００５４】実施例９図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ただし、本実施例では、円筒研削工程を省略
し、結晶の外周部の研削はべべリング工程のみで行なっ
た。

【００５５】ウエーハを製造する過程で用いた条件は以
下の通りである。製品となるウエーハの直径：２００ｍｍ最大引き上げ速度：１．１５ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．０８ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９４
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：あり印加磁場強度（石英ルツボ底位置での強度）：２０００
ガウスカスプ磁場印加の有無：なし結晶育成時の狙い直径：２００．０ｍｍ結晶本体部の長さ：１４００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：２０１．０
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：２０２．９
ｍｍ円筒研削工程は省略。べべリング工程後の直径：２００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：（１００％）べべリング工程における歩留（※２）：９８．１％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９８．１％本発明の方法による直径２００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９２
％以上であり、外周研削による損失が極めて小さいこと
が判る。

【００５６】実施例１０図３に示す引き上げ装置を用いて、シリコン単結晶の育
成を行なった。また、育成されたシリコン単結晶からシ
リコンウエーハを製造する工程は、図１に示す方法で行
なった。ただし、本実施例では、円筒研削工程を省略
し、結晶の外周部の研削はべべリング工程のみで行なっ
た。

【００５７】ウエーハを製造する過程で用いた条件は以
下の通りである。製品となるウエーハの直径：３００ｍｍ最大引き上げ速度：１．０９ｍｍ／分平均引き上げ速度：１．００ｍｍ／分（平均引き上げ速度）／（最大引き上げ速度）：９２
％結晶回転：１８ｒｐｍ横磁場印加の有無：なし縦磁場印加の有無：なしカスプ磁場印加の有無：なし印加磁場強度（石英ルツボ底位置での強度）：５００ガ
ウス結晶育成時の狙い直径：３００．０ｍｍ結晶本体部の長さ：８００ｍｍ切断後の分割インゴット長さ：４００ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最小直径：３０１．２
ｍｍ円筒研削前の分割インゴットの最大直径：３０２．４
ｍｍ円筒研削工程は省略。べべリング工程後の直径：３００．０ｍｍ円筒研削工程における歩留（※１）：（１００％）べべリング工程における歩留（※２）：９８．８％外周研削工程トータルの歩留（※３）：９８．８％本発明の方法による直径３００ｍｍのシリコンウエーハ
の製造工程における外周研削工程トータルの歩留は９４
％以上であり、外周研削による損失が極めて小さいこと
が判る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、円筒研
削工程およびべべリング工程といった結晶の外周部の研
削工程での損失を低減することができ、シリコンウエー
ハの製造コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なシリコンウエーハの製造工程を示す
図である。

【図２】ＣＺ法で育成した一般的なシリコン単結晶の
断面図である。

【図３】本発明の実施例、および比較例に用いるシリ
コン単結晶育成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２ａ・・・・加熱チャンバ、２ｂ・・・・引上げチャンバ２ｃ・・・・中間チャンバ３・・・・ルツボ４・・・・加熱ヒータ６ａ・・・・天井部１２・・・・断熱材６０・・・・磁場印加装置Ｓ・・・・シリコン単結晶Ｌ・・・・溶融シリコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田淳山口県光市大字島田3434番地ニッテツ電子株式会社内 (72)発明者原田博文山口県光市大字島田3434番地ニッテツ電子株式会社内Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EH08 EH09 EJ02 FG05 FG13 5F053 AA12 AA14 AA21 BB01 BB04 BB08 BB12 BB13 BB14 DD01 FF04 GG01 PP02 PP08 RR04 RR05 RR13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ直径の最大値および最小値が狙い直
径に０．１ｍｍを加えた値から１０ｍｍを加えた値まで
の範囲に入るシリコン単結晶を用い、円筒研削工程にお
ける損失の低減を図ったことを特徴とする、シリコン単
結晶ウエーハの製造方法。
【請求項２】該シリコン単結晶の直径の最小値と最大
値の差が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載のシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項３】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ最大引上速度の８５％以下の引上速
度で製造されたシリコン単結晶を用い、円筒研削工程に
おける損失の低減を図ったことを特徴とするシリコン単
結晶ウエーハの製造方法。
【請求項４】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ１０ｒｐｍ以下の結晶回転で製造さ
れたシリコン単結晶を用い、円筒研削工程における損失
の低減を図ったことを特徴とするシリコン単結晶ウエー
ハの製造方法。
【請求項５】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ横磁場あるいは縦磁場あるいはカス
プ磁場を印加しながら製造されたシリコン単結晶を用
い、円筒研削工程における損失の低減を図ったことを特
徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項６】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ直径の最大値および最小値が狙い直
径に０．１ｍｍを加えた値から１０ｍｍを加えた値まで
の範囲に入るシリコン単結晶を用い、製造工程中に単結
晶の円筒研削は行なわず、当該単結晶の外周部の研削
は、単結晶をスライス後のベベリング工程でのみ行うこ
とを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項７】直径の最小値と最大値の差が５ｍｍ以下
であるシリコン単結晶を用いることを特徴とする請求項
６記載のシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項８】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ最大引上速度の８５％以下の引上速
度で製造されたシリコン単結晶を用い、製造工程中に単
結晶の円筒研削は行なわず、当該単結晶の外周部の研削
は、単結晶をスライス後のベベリング工程でのみ行うこ
とを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項９】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶ウ
エーハを製造する方法において、チョクラルスキー法に
より製造され、かつ１０ｒｐｍ以下の結晶回転で製造さ
れたシリコン単結晶を用い、製造工程中に単結晶の円筒
研削は行なわず、当該単結晶の外周部の研削は、単結晶
をスライス後のベベリング工程でのみ行うことを特徴と
するシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項１０】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶
ウエーハを製造する方法において、チョクラルスキー法
により製造され、かつ横磁場あるいは縦磁場あるいはカ
スプ磁場を印加しながら製造されたシリコン単結晶を用
い、製造工程中に単結晶の円筒研削は行なわず、当該単
結晶の外周部の研削は、単結晶をスライス後のベベリン
グ工程でのみ行うことを特徴とするシリコン単結晶ウエ
ーハの製造方法。
【請求項１１】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶
ウエーハを製造する方法であって、チョクラルスキー法
により製造されたシリコン単結晶を所定の長さに切断し
て分割インゴットを作る切断工程、オリエンテーション
フラットあるいはノッチを結晶軸に平行に形成するオリ
エンテーション研削工程、所定の厚さのウエーハ形状に
スライスするスライス工程、スライスされたウエーハの
外周部を面取りするベヘリング工程、ウエーハの表面を
平行研磨するラッピング工程、加工歪みを除去するため
にエッチング液に浸積するエッチング工程、エッチング
されたウエーハの表面を鏡面に研磨するポリッシュ工
程、およびポリッシュされたウエーハを洗浄液に浸積し
て洗浄する洗浄工程を有し、製造工程中に円筒研削を行
なわず、前記ベベリング工程でのみ当該単結晶の外周部
の研削を行うことを特徴とするシリコン単結晶ウエーハ
の製造方法。