JP2004091240A - 磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チャンバ11内に設けられた石英るつぼ13にシリコン融液12を貯留し、一対の励磁コイル31により形成される水平磁場がシリコン融液に印加され、種結晶24をシリコン融液に浸し、ワイヤケーブル23を回転させつつ引上げることにより上昇する単結晶の下部に種絞り部25aを形成し、その後更にワイヤケーブルを引上げることにより種結晶を回転させつつ上昇させて種絞り部の下部にシリコン単結晶棒25を形成する。種絞り部25aの直径が6mm以下で、シリコン単結晶棒25の直径が300mm以上の場合、励磁コイル31,31が鞍型であり、シリコン単結晶棒25の形成時に種結晶24が8回転/分以上12回転/分以下の速度で回転するようワイヤケーブル23を回転させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平磁場を印加したシリコン融液からシリコン単結晶棒を引上げて育成する磁場印加式単結晶引上げ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリコン単結晶棒を育成する方法としてるつぼ内のシリコン融液から半導体用の高純度シリコン単結晶棒を成長させるチョクラルスキー法(以下、CZ法という)が知られている。このCZ法は、石英るつぼの周囲に設けられたカーボンヒータにより石英るつぼ内のシリコン融液を加熱して所定温度に維持し、ミラーエッチングされた種結晶をシリコン融液に接触させ、その後その種結晶を回転させつつ引上げてシリコン単結晶棒を育成するものである。このシリコン単結晶棒の育成方法では、種結晶を引上げてシリコン融液から種絞り部を形成した後、目的とするシリコン単結晶棒の直径まで結晶を徐々に太らせて肩部を形成し、その後更に引上げてシリコン単結晶棒の直胴部を形成するようになっている。
【0003】
シリコン結晶中には不純物が含まれており、これは電気抵抗率を調整するため意図的に添加されるボロン、リンなどのドーパントや、引上げ中に石英るつぼ壁より融液中に溶出、混入する酸素である。これらの不純物はシリコン単結晶棒よりシリコンウエハを形成する際ウエハの品質を左右するため適切に制御されなければならない。特にウエハ中の面内不純物分布を均一にするために、シリコン単結晶棒中の半径方向の不純物濃度分布を均一にすることが重要である。
【0004】
るつぼ内の融液は、るつぼの外周からヒータで加熱されるので、るつぼの側壁近傍では上昇し、その中心部では下降する自然対流が生じる。このため、るつぼに回転を与えてシリコン融液が加熱されることに起因する自然対流を抑制するとともに、引上げられるシリコン単結晶棒も回転させ、シリコン融液にそのシリコン単結晶棒の回転に起因する強制対流、いわゆるコックラン流を生じさせている。このコックラン流は、固液界面の中心から周辺へ向かう放射状の流れである。不純物濃度分布を均一にするためにはこれらの対流を有効に制御して融液中の不純物を攪拌することが必要になり、特にこのコックラン流は中心対称性の良い固液界面での温度分布を実現し、不純物を均一化するのに必須である。
【0005】
また近年では、チョクラルスキー法によって単結晶を引上げる際に、るつぼ内の融液に超伝導コイルから発せられる静磁場を印加し、熱対流を制御する技術(MCZ法;Magnetic Field Applied Czochralski)が用いられている。このMCZ法では融液の温度が安定し、また融液によるるつぼの溶解が減少することが実証されている。
一方、超伝導コイルから発せられる静磁場を印加してるつぼ内の融液の自然対流を抑制すると、その超伝導コイルから漏洩する磁場によりシリコン単結晶棒の回転が抑制される効果がある。この現象は直径200mmまでのシリコン単結晶棒ではその効果が小さいため、問題になることがなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、後述するようにこの効果は直径の4乗及びシリコン単結晶棒の長さに比例して大きくなるため、直径300mm以上の大口径で長尺のシリコン単結晶棒において顕著になる。そのためシリコン単結晶棒の回転が磁場によって抑制された状態で種結晶を回転させるべくワイヤケーブルを回転させると、そのワイヤケーブルが捩れ、そのワイヤケーブルの縒りが戻され又は縒りが過剰にされてループを描くいわゆるキンクを生じさせる場合がある。
【0007】
また、種絞り部は一般的に直径6mm以下の太さまで細くしないと無転位化しないといわれており、この太さまで絞るのが通常のプロセスである。従って、シリコン単結晶棒の回転が磁場によって抑制されると、直径が6mm以下の太さまで絞られた種絞り部が破断して、その下部に形成されたシリコン単結晶棒の落下につながる恐れがある。
本発明の目的は、シリコン単結晶棒を吊り上げるワイヤケーブルの縒りの戻り又はキンクや、種絞り部の捩れ破断を十分に抑制すると同時に、不純物の面内分布が良好なシリコン単結晶棒を得るための磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明者らは磁場中で回転するシリコン単結晶棒を抑制する電磁気学的な力を解析した。その結果以下の式(1)のトルクTによって表されることがわかった。
T=(1/64)σωB2D4Lπ ‥‥‥‥‥ (1)
ここでσ:シリコン単結晶棒の電気伝導度、ω:シリコン単結晶棒の回転角速度、B:磁束密度、D:シリコン単結晶棒の直径、L:シリコン単結晶棒の磁場が印加されている部分の長さ、π:円周率である。本式の解析によってシリコン単結晶棒回転時に発生するトルクがワイヤケーブルの縒りや種絞り部の強度よりも小さくなる範囲でシリコン単結晶棒を回転させる方法を見出し、発明を完成させた。
【0009】
即ち、請求項1に係る発明は、図1に示すように、チャンバ11内に設けられた石英るつぼ13にシリコン融液12を貯留し、一対の励磁コイル31,31により形成される水平磁場がシリコン融液12に印加され、ワイヤケーブル23の下端に設けられた種結晶24をシリコン融液12に浸し、ワイヤケーブル23を回転させつつ引上げることにより上昇する種結晶24の下部に種絞り部25aを形成し、その後更にワイヤケーブル23を回転させつつ引上げることにより種結晶24を回転させつつ上昇させて種絞り部25aの下部に直径が300mm以上のシリコン単結晶棒25を形成するシリコン単結晶の引上方法の改良である。
その特徴ある点は、励磁コイル31,31が鞍型であり、シリコン単結晶棒25の形成時に種結晶24が8回転/分以上12回転/分以下の速度で回転するようワイヤケーブル23を回転させるところにある。
【0010】
式(1)よりトルクは磁束密度の2乗に比例するため、シリコン単結晶棒25に漏洩する磁場を小さくするのがトルクを低減する上で最も効果的である。通常の磁石では融液に印加される磁場とシリコン単結晶棒25に漏洩する磁場は同程度の大きさになる。漏洩磁束が抑制された磁石として鞍型磁石を励磁コイルとして用いた直径方位励磁用磁場装置(特公平3−15809号)が提案されている。
従って、請求項1に記載された磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法では、漏洩磁束の少ない鞍型励磁コイル31,31を用いるので、漏洩磁束がシリコン単結晶捧25に印加されることが防止される。このため、シリコン単結晶棒25の回転が十分に許容され、その回転が制限されることに起因するワイヤケーブル23の縒り戻し又はいわゆるキンクや種絞り部の破断を十分に抑制することができる。同時にシリコン単結晶棒25の回転速度を8回転/分以上12回転/分以下にすることにより、不純物の面内均一性を良好にできる。シリコン単結晶棒25の回転速度が12回転/分を超えると、鞍型励磁コイル31,31を用いていてもトルクが大きくなり、ワイヤケーブル23の縒り戻し又はいわゆるキンクや種絞り部の破断の危険性も大きくなり、シリコン単結晶棒25の回転速度が8回転/分未満であると、シリコン単結晶棒の回転に起因するいわゆるコックラン流が不足して、不純物濃度分布を均一にすることが困難になる。このシリコン単結晶棒25の更に好ましい回転速度は8回転/分以上10回転/分以下である。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、励磁コイル31,31の上端と中心の中点がシリコン融液12の表面よりも下方に配置された磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法である。
(1)式においてシリコン単結晶棒25の磁場が印加されている部分の長さLを短くするために、シリコン単結晶棒25には極力磁場が漏洩しないようにするのがよい。そのため磁石はできるだけ下方に配置し、漏洩磁場が小さなところでシリコン単結晶棒25が回転する配置が望ましいが、同時にシリコン融液12には磁場が有効に印加されている必要がある。この請求項2に係る発明では、励磁コイル31,31の上端と中心の中点がシリコン融液12の表面よりも下方に配置されるので、シリコン単結晶棒25に漏洩する磁場は低減される。このため、シリコン単結晶棒25の回転が十分に許容され、その回転が制限されることに起因するワイヤケーブル23の縒り戻し又はいわゆるキンクや種絞り部25aの破断を十分に抑制することができる。ここで、励磁コイル31,31の上端と中心の中点とシリコン融液12表面との鉛直方向における位置関係は、その中点がシリコン融液12の表面からシリコン融液12の底の間における範囲に配置されることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図画に基づいて説明する。
図5に示すように、本発明の方法を実現する装置9は、シリコン単結晶の引上げ装置10と超伝導磁石装置30とにより構成される。シリコン単結晶の引上げ装置10はチャンバ11を有し、チャンバ11内にはシリコン融液12を貯留する石英るつぼ13が設けられ、この石英るつぼ13の外面は図示しない黒鉛サセプタにより被覆される。石英るつぼ13の下面は上記黒鉛サセプタを介して支軸14の上端に固定され、この支軸14の下部はるつぼ駆動手段17に接続される。るつぼ駆動手段17は図示しないが石英るつぼ13を回転させる第1回転用モータと、石英るつぼ13を昇降させる昇降用モータとを有し、これらのモータにより石英るつぼ13が所定の方向に回転し得るとともに、上下方向に移動可能となっている。
【0013】
石英るつぼ13の外周面は石英るつぼ13から所定の間隔をあけてヒータ18により包囲され、このヒータ18は図示しない保温筒により包囲される。ヒータ18は石英るつぼ13に投入された高純度のシリコン多結晶体を加熱・融解してシリコン融液12にする。またチャンバ11の上端には円筒状のケーシング21が接続される。このケーシング21には回転引上げ手段22が設けられる。回転引上げ手段22はケーシング21の上端部に水平状態で旋回可能に設けられた引上げヘッド(図示せず)と、このヘッドを回転させる第2回転用モータ(図示せず)と、ヘッドから石英るつぼ13の回転中心に向かって垂下されたワイヤケーブル23と、上記ヘッド内に設けられワイヤーブル23を巻取り又は繰出す引上げ用モータ(図示せず)とを有する。ワイヤケーブル23の下端にはシリコン融液12に浸してシリコン単結晶棒25を引上げるための種結晶24が取付けられる。
【0014】
一方、鞍型超伝導磁石装置30は、シリコン融液12に図の実線矢印で示すような水平方向の磁場を印加するためのものであり、引上装置10のチャンバ11を包囲するように設けられ磁束の漏洩を防止するための円筒形の外筒シールド32とその外筒シールド32の内側に設けられた保冷容器33とを備える。保冷容器33は、内槽33aと外槽33b及びこれらの中間に設置され外部からの侵入熱量を低減させる幅射シールド板33cより構成される。内槽33aには一対の鞍型励磁コイル31,31がチャンバ11を挟むようにして設けられる。図2に示すように、一対の鞍型励磁コイル31,31は同形同大であり、一方の鞍型励磁コイル31を代表してその形状を説明すると、鞍型励磁コイル31は一対の直線状部31a,31bと、それらの各端部をそれぞれ接続する半円環状部31c,31dから成る。
【0015】
図5に戻って、一対の鞍型励磁コイル31 ,31は内槽33aに収納され、内槽33aは小型冷凍機34により極低温(例えば4.2K)液体ヘリウムで満たされて一対の鞍型励磁コイル31,31を超伝導状態に維持するように構成される。一対の鞍型励磁コイル31,31はパワ、リード線37により直列に接続され、電源38より励磁電流が供給される。各鞍型励磁コイル31,31に通電すると、両コイル31,31の中心を結ぶ直線方向に磁束を発生する。保冷容器33の下部には基台41が設けられ、保冷容器33はこの基台41を介してチャンバ11を挟むように設置される。
【0016】
回転引上げ手段22におげる引上げ用モータの出力軸(図示せず)にはロータリエンコーダ(図示せず)が設けられる。るつぼ昇降手段17には支軸14の昇降位置を検出するリニヤエンコーダ(図示せず)が設けられる。リニヤエンコーダの検出出力はコントローラ42の制御入カに接続され、コントローラ42の制御出力はるつぼ駆動手段17の図示しない第1回転モータと昇降用モータ及び回転引上げ手段22の図示しない第2回転モータと引上炉用モータにそれぞれ接続される。またコントローラ42にはメモリ42aが設けられ、このメモリ42aにはロータリエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル23の巻取り長さ、即ちシリコン単結晶棒25の引上長さが第1マップとして記憶され、シリコン単結晶棒25の引上長さから算出された石英るつぼ13内のシリコン融液12の液面レベルが第2マップとして記憶される。シリコン単結晶棒25が8回転/分以上12回転/分以下の速度で回転するよう回転引上げ手段22の図示しない第2回転モータを制御するように構成される。
【0017】
このように構成された装置による本発明によるシリコン単結晶の引上げ方法を説明する。
図5に示すように、石英るつぼ13に高純度のシリコン多結晶体及びドーパント不純物を投入し、カーボンヒータ18によりこの高純度のシリコン多結晶体を加熱、融解してシリコン融液12にする。シリコン多結晶体が融解して石英るつぼ13にシリコン融液12が貯留した後、超伝導磁石装置30の一対の鞍型励磁コイル31,31により水平磁場を形成し、その水平磁場によりシリコン融液12の対流を抑制する。図1に示すように、鞍型励磁コイル31,31により生じる磁場は、そのコイル31,31の中空部分に生じる実線矢印で示す磁束は比較的均一に発生するが、半円環状部31c,31dにおいて破線矢印で示すその磁束は急激に減少し、半円環状部31c,31dを超えた部分における漏洩磁束は著しく抑制される。
【0018】
その後るつぼ駆動手段17により支軸14を介して石英るつぼ13を、例えば1回転/分の速度で反時計方向に回転させる。このるつぼ回転の速度は例えばシリコン単結晶棒25の所望の酸素濃度など結晶品質によって異なる。そして回転引上げ手段の図示しない引上げ用モータによりワイヤケーブル23を繰出して種結晶24を降下させ、種結晶24の先端部をシリコン融液12に接触させる。その後種結晶24を徐々に引上げることにより直径6mm以下の種絞り部25aを形成し、その種結晶24の下方に直径310mm程度のシリコン単結晶棒25を育成させる。シリコン単結晶棒25を引上げる際に、種結晶24が8回転/分以上12回転/分以下の速度で時計方向に回転するようワイヤケーブル23を回転させる。
【0019】
一対の鞍型励磁コイル31,31からの漏洩磁束がシリコン単結晶棒25にまで漏洩することはないため、シリコン単結晶棒25の回転が制限されず、ワイヤケーブル23の縒り戻し又はいわゆるキンクや種絞り部の捩れ破断を抑制することができる。
一方、図3の実線矢印で示すようにシリコン単結晶棒25が回転すると、図3及び図4に示すように、そのシリコン単結晶棒25の下端が接触するシリコン融液12は遠心力により破線矢印で示すように放射状に流動するいわゆるコックラン流を発生させる。本発明では、ワイヤケーブル23を有効に回転させることができるので、有効に発生したコックラン流は固液界面部の不純物分布を均一にし、ひいてはシリコン単結晶棒25中の半径方向の面内不純物濃度分布を均一にすることができる。
【0020】
なお、ここではシリコン単結晶棒25がワイヤケーブル23によって回転する構成について説明したが、本発明はなんらこれに限定されるものではなく、例えばシャフトによってシリコン単結晶棒25が回転されるような構成においても種絞り部の捩れ破断抑制という点で同様の効果が得られる。
【0021】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1>
図5に示すように、内径が700〜900mmであって、深さが500mmの石英るつぼ13を有するシリコン単結晶の引上げ装置10のチャンバ11を挟むように一対の鞍型励磁コイル31,31を配置した。鞍型励磁コイル31,31は中空部の高さ1000mmのものを使用した。このような磁場印加式単結晶引上げ装置にて直胴部の直径310mmのシリコン単結晶棒25を、回転速度が8〜12回/分であって引上げ速度が0.5〜0.7mm/分で引上げた。
【0022】
<比較例1>
実施例1における磁場印加式単結晶引上げ装置にて直胴部の直径310mmのシリコン単結晶捧25を、回転速度が4〜6回/分であって引上げ速度が0.5〜0.7mm/分で引上げた。
<比較例2>
実施例1における磁場印加式単結晶引上げ装置にて直胴部の直径310mmのシリコン単結晶捧25を、回転速度が12〜14回/分であって引上げ速度が0.5〜0.7mm/分で引上げた。
【0023】
<比較試験及び評価>
実施例1及び比較例1並びに比較例2により引上げられたシリコン単結晶棒25における不純物の面内均一性の比較の指標として抵抗率面内均一性RRG(Resistivity Radial Gradient)と酸素濃度面内均一性ORG(Oxygen Radial Gradient)を比較した。これらの値は{(面内の最大値)−(面内の最小値)}/(面内の最小値)}を計算することにより面内均一性を評価する指標であり、値が小さいほど均一であることを示している。
また引上げ実施後のワイヤの状況及び種絞り部の捩れ状況を比較した。この結果を表1にそれぞれ示す。
【0024】
【表1】
【0025】
表1から明らかなように、実施例1では、RRG、ORGともに小さな値になっている。また、ワイヤの状況も異常なく、種絞り部の捩れも問題ないレベルであった。これはシリコン単結晶棒を十分に回転させていることに起因するものと考えられる。
一方、比較例1では、RRG、ORGともに劣っている。これはシリコン単結晶棒の回転数を下げているためと考えられる。しかしワイヤの状況に異常はなく、種絞り部の捩れも問題ないレベルであった。これは回転数を下げている効果によるものと考えられる。
また、比較例2では、RRG、ORGともに小さな値になっている。しかしワイヤに小さなキンクが発生しており、種絞り部の捩れも著しかった。これはシリコン単結晶棒を十分に回転させていることによるものと考えられる。
【0026】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、漏洩磁束の少ない鞍型励磁コイルを用いてワイヤケーブルの縒り戻し又はいわゆるキンクを抑制する。即ち、鞍型励磁コイルは、そのコイルの中空部分に生じる磁束が図1の実線で示すように比較的均一に発生する一方で、中空部分と外部との間に渡る半円環状部においてその磁束は急激に減少する。従って、シリコン融液の液面近傍における対流が許容され、その液面近傍においてシリコン単結晶棒の回転に起因するコックラン流が発生する。このため、シリコン単結晶棒の回転が十分に許容され、その回転が制限されることに起因するワイヤケーブルの縒り戻し又はいわゆるキンクを十分に抑制することができる。
【0027】
ここで、磁場によりシリコン単結晶棒の回転を制限しようとするトルクは、シリコン単結晶棒における直胴部の直径の4乗に比例するが、漏洩磁束の少ない鞍型励磁コイルを用いて漏洩磁束がシリコン単結晶捧に印加することを防止するので、その直胴部の直径を300mm以上にしても、ワイヤケーブルの縒り戻し又はいわゆるキンクや種絞り部の捩れ破断を確実に抑制することができる。
また、種結晶が8回転/分以上12回転/分以下の速度で回転するようワイヤケーブルを回転させるので、コックラン流を有効に発生し、シリコン単結晶棒の固液界面における不純物濃度分布を容易に均一化することができ、シリコン単結晶棒より作成されるシリコンウエハの不純物濃度分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法によりシリコン単結晶棒が引上げられた状態を示す断面図。
【図2】その鞍型励磁コイルを示す斜視図。
【図3】図4のA−A線断面図。
【図4】そのシリコン単結晶棒の回転とコックラン流の関係を示す縦断面図。
【図5】その磁場印加式単結晶引上げ装置を示す断面構成図。
【符号の説明】
11 チャンバ
12 シリコン融液
13 石英るつぼ
23 ワイヤケーブル
24 種結晶
25 シリコン単結晶棒
25a 種絞り部
31 鞍型励磁コイル
Claims (2)
- チャンバ(11)内に設けられた石英るつぼ(13)にシリコン融液(12)を貯留し、一対の励磁コイル(31,31)により形成される水平磁場が前記シリコン融液(12)に印加され、ワイヤケーブル(23)の下端に設けられた種結晶(24)を前記シリコン融液(12)に浸し、前記ワイヤケーブル(23)を回転させつつ引上げることにより上昇する前記種結晶(24)の下部に種絞り部(25a)を形成し、その後更に前記ワイヤケーブル(23)を回転させつつ引上げることにより前記種結晶(24)を回転させつつ上昇させて前記種絞り部(25a)の下部に直径が300mm以上のシリコン単結晶棒(25)を形成するシリコン単結晶の引上方法において、
前記励磁コイル(31,31)が鞍型であり、
前記シリコン単結晶棒(25)の形成時に前記種結晶(24)が8回転/分以上12回転/分以下の速度で回転するよう前記ワイヤケーブル(23)を回転させる
ことを特徴とする磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法。 - 励磁コイル(31,31)の上端と中心の中点がシリコン融液(12)の表面よりも下方に配置された請求項1記載の磁場印加式シリコン単結晶の引上げ方法。
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---|---|---|---|---|
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JP2008028097A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導電磁石 |
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