JP2018523626A - 単結晶インゴット成長装置及びその成長方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、シリコン融液の界面の対流パターンを一定に維持することによって、単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向に酸度濃度を均一に制御できる単結晶インゴット成長装置及びその成長方法に関する。本発明による単結晶インゴット成長装置及びその成長方法は、るつぼの周りに水平マグネットがマグネット移動手段によって昇降可能に位置しており、最大磁場位置（ＭＧＰ）をシリコン融液の界面よりも高く位置させると共にＭＧＰ上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御することによって、シリコン融液の界面で対流の単純性及び対称性を確保することができる。したがって、本発明は、単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向にＯｉ散布及びＢＭＤ散布を減らすことができ、品質をより向上できる利点がある。【選択図】図１
Description
本発明は、シリコン融液の界面の対流パターンを一定に維持することによって、単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向に酸度濃度を均一に制御できる単結晶インゴット成長装置及びその成長方法に関する。
半導体を製造するためには、ウェーハを製造し、このようなウェーハに所定のイオンを注入して回路パターンを形成する段階などを経なければならない。このとき、ウェーハの製造のためには、先ず単結晶シリコンをインゴット（ｉｎｇｏｔ）形態に成長させなければならず、このためにチョクラルスキー（ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ、ＣＺ）法が適用され得る。
現在、ＣＺ法による単結晶インゴットの製造方法において、溶融したシリコンメルトを収容するために石英るつぼが用いられる。このような石英るつぼは、シリコンメルトとの反応を伴ってメルト内に溶解することによってＳｉＯｘ形態に転移し、これはインゴット内に混入して微少な内部欠陥（Ｂｕｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔｓ：ＢＭＤ）等を形成するため、半導体工程中に金属不純物に対してゲッタリングサイト（ｇａｔｈｅｒｉｎｇ ｓｉｔｅ）として作用したり、一方では各種の欠陥及び偏析を誘発することによって結局は半導体装置の歩留まりに悪影響を与える恐れがある。
このような単結晶インゴット内の酸素濃度を制御するために、先ず結晶成長炉内のホットゾーン（Ｈ／Ｚ）を相当部分変更させる方法がある。例えば、ヒーターの長さを調節するか、スリットなどを調節して石英るつぼの溶解速度を制御する方法は多く議論されてきた。
また、単結晶インゴットの回転速度や石英るつぼの回転速度、成長炉内のアルゴンや圧力などを調節して酸素濃度を制御する方法がある。
また他の方法として、磁場を利用してメルトの対流を通した酸素濃度の制御を行う方法がある。
特許文献１には、シリコン単結晶の長さ方向の酸素濃度を制御する方法が開示されており、これは、磁場の中心位置と酸素濃度との相関関係を求め、磁場の中心位置を制御して単結晶の引き上げを行う。
しかし、従来技術によると、磁場の中心位置がシリコン融液の界面に移動する場合、メルトの流れが複雑な対流パターンを形成することによって、酸素濃度が大きく変化し、これによって単結晶インゴットの半径方向に酸素濃度が均一でない問題点がある。
本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために案出されたものであって、シリコン融液の界面の対流パターンを一定に維持することによって、単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向に酸度濃度を均一に制御できる単結晶インゴット成長装置及びその成長方法を提供することにその目的がある。
本発明は、単結晶インゴットが成長するシリコン融液が収容されるるつぼ、前記るつぼの周りに備えられ、水平方向に磁場を形成させる水平マグネット、及び、前記水平マグネットを垂直方向に移動させるマグネット移動手段、を含み、前記マグネット移動手段は、前記水平マグネットの最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記るつぼに収容されたシリコン融液の固液界面よりも高く位置させ、前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する単結晶インゴット成長装置を提供する。
また、本発明は、単結晶インゴットをシリコン融液の界面から成長させる第１段階、前記第１段階で単結晶インゴットが成長するシリコン融液に水平方向に磁場を形成させる第２段階、及び、前記第２段階で形成された磁場の最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記シリコン融液の界面よりも高く位置させ、前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する第３段階、を含む単結晶インゴット成長方法を提供する。
本発明による単結晶インゴット成長装置及びその成長方法は、るつぼの周りに水平マグネットがマグネット移動手段によって昇降可能に位置しており、最大磁場位置をシリコン融液の界面よりも高く位置させると共にＭＧＰ上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御することによって、シリコン融液の界面で対流の単純性及び対称性を確保することができる。
したがって、本発明は単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向にＯｉ散布及びＢＭＤ散布を減らすことができ、品質をより向上できる利点がある。
以下、本実施例に対して添付の図面を参照して詳細に検討する。ただし、本実施例が開示する事項から本実施例が有する発明の思想の範囲が定められ、本実施例が有する発明の思想は、提案される実施例に対し構成要素の追加、削除、変更などの実施変形を含むことができる。
図１は、本発明による単結晶インゴット成長装置の実施例が示された概略図である。
本発明の単結晶インゴット成長装置は、図１に示されたように、シリコン融液が収容されるるつぼ１１０と、前記るつぼ１１０の周りに磁場を形成する水平マグネット（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｍａｇｎｅｔ：１２０）と、前記水平マグネット１２０を昇降させるマグネット移動手段１３０とを含むように構成される。
前記るつぼ１１０は、高温で加熱されてもシリコン融液の成分に影響を及ぼさない石英るつぼが用いられ、回転軸を中心に回転可能に設けられるだけでなく上下方向に昇降可能に設けられる。
前記水平マグネット１２０は、前記るつぼ１１０の周りに所定の間隔を置いて設けられ、シリコン融液の内部に水平方向に磁場を形成することになり、前記水平マグネット１２０の軸方向中心が最大磁場を発生させる最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）となる。
実施例において、前記ＭＧＰはシリコン融液の界面よりも少なくとも１５０ｍｍ以上高く位置させることが望ましい。
前記マグネット移動手段１３０は、前記水平マグネット１２０がぶら下がった状態で前記水平マグネット１２０を上下方向に昇降させられるように構成され、前記ＭＧＰの上昇率を制御することができる。
実施例において、前記マグネット移動手段１３０は、シリコン融液の固化率が４０％以下で前記ＭＧＰ上昇率を３.５〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御することが望ましい。
図２は、本発明による単結晶インゴット成長方法の実施例が示された図である。
本発明の単結晶インゴット成長方法は、図２に示されたようにシリコン融液の界面から単結晶インゴットを成長させる（Ｓ１参照）。
詳細には、ワイヤーにぶら下がったシードがるつぼに収容されたシリコン融液に浸けられると、前記るつぼとシードが互いに反対方向に回転するにつれシードの周辺で単結晶が半径方向に成長し、前記ワイヤーを引き上げるにつれ単結晶が軸方向に成長する。
もちろん、単結晶インゴットが成長するにつれシリコン融液が減るようになり、単結晶インゴットとシリコン融液の界面の位置を一定の高さに維持するために前記るつぼを上向き移動させる。
このとき、前記るつぼとシードが反対方向に回転すると、円周部と中心部に反対方向に二つの対流パターンが形成され、単結晶インゴット周辺に二つの対流パターンを区分する境界層が形成される。
このように単結晶インゴットが成長する間、シリコン融液の周辺に磁場を形成させ、ＭＧＰをシリコン融液の界面よりも高く位置させると共にＭＧＰの上昇率を３.５〜６.５ｍｍ／ｈｒの範囲に制御する。（Ｓ２、Ｓ３参照）。
詳細には、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも高く位置すると、遠心力が主に作用するにつれシリコン融液で自然対流現象を抑制し、円周部と中心部に反対方向に形成された二つの対流パターンを元の形態にそのまま維持すると共にその境界層への新しいシリコン融液の流入を抑制することによって、シリコン融液と単結晶インゴットとの間のメニスカス（Ｍｅｎｉｓｃｕｓ）に対する温度干渉影響を減少させることができ、単結晶成長を安定して維持することができる。
望ましくは、ＭＧＰの上昇率を３.５〜６.５ｍｍ／ｈｒの範囲に制御すると、単結晶インゴットの半径方向にＯｉ濃度散布を０.０４ｐｐｍａ以下に均一に形成させ、かつ単結晶インゴットの軸方向でＯｉ濃度散布を０.０１ｐｐｍａ以下で均一に形成させることができる。
より望ましくは、ＭＧＰの上昇率を５ｍｍ／ｈｒに制御すると、単結晶インゴットの軸方向でＯｉ濃度散布をさらに低くすることができ、単結晶インゴットの品質をより向上させることができる。
しかし、シリコン融液の固化率が４０％超過すると、ＭＧＰの上昇を中断する。（Ｓ４、Ｓ５参照）。
通常、単結晶インゴットが成長するにつれ、るつぼに残留するシリコン融液の量が減り、シリコン融液に作用する磁場の影響も減少するようになる。
したがって、シリコン融液の固化率が４０％を超過すると、本発明の実施例により、ＭＧＰの上昇率を制御してもその効果が小さいので、ＭＧＰの上昇を中断し、ＭＧＰの位置がシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高く位置するように制御することが望ましい。
図３は、従来の比較例と本発明の実施例により、シリコン融液の界面の温度と流速が示されたグラフである。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも２３０ｍｍ低い位置で固定された位置を維持する従来の比較例（−ＭＧＰ）を検討すると、固液界面で温度分布が不均一と現れ、対流パターンも複雑と現れる。
一方、ＭＧＰがシリコン融液の界面より１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の実施例（＋ＭＧＰ）を検討すると、固液界面で温度分布が均一と現れ、対流パターンも単純なものだけでなく対称性も成すようと現れる。
したがって、本発明の実施例により、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも高い位置で所定の上昇率を維持して形成されると、単結晶インゴットの半径方向にＯｉ濃度を均一に形成されることを確認することができる。
図４は、本発明の各実施例により、シリコン融液の界面を基準として上面と−１０ｍｍ地点でのシリコン融液の温度と流速が示されたグラフである。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の各実施例（＋１５０ＭＧＰ、＋１００ＭＧＰ、＋５０ＭＧＰ）を検討すると、ＭＧＰがシリコン融液の界面に近づくほど円周部の対流パターンと中心部の対流パターンとの間の境界層形状が楕円に変化し、シリコン融液が流入するノード（ｎｏｄｅ）が弱化する傾向が現れる。
その結果、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも高く形成されても、シリコン融液の界面と近接するほどシリコン融液内に溶出された酸素が対流パターンによって過冷領域に流入する可能性が減り、単結晶内に酸素が不均一に流入するにつれ単結晶インゴットの面内で酸素散布を制御しにくくなる。
したがって、本発明の実施例により、＋１５０ＭＧＰ以上を維持して形成されると、境界層の変化による急激な酸素変化（Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ）を制御でき、単結晶インゴットの半径方向に酸素散布を均一に制御することができる。
図５は、本発明の実施例により、ＭＧＰ上昇率に対する単結晶インゴットの長さ当たりのＯｉ変化率が示されたグラフである。
本発明の実施例により、シリコン融液の界面よりも高い位置でＭＧＰの上昇率を変化させると、単結晶インゴットの長さごとのＯｉ変化率が可変する。
このとき、ＭＧＰの上昇率を３.５〜６.５ｍｍ／ｈｒの範囲に制御すると、単結晶インゴットの長さごとのＯｉ変化率が±０.０１ｐｐｍａ／ｃｍ以内と現れる一方、上記範囲を外れるように制御すると、単結晶インゴットの長さごとのＯｉ変化率がより大きく現れる。
特に、ＭＧＰの上昇率を５ｍｍ／ｈｒに制御すると、単結晶インゴットの長さごとのＯｉ変化率が０と現れることを確認できる。
したがって、本発明の実施例により、＋ＭＧＰでＭＧＰ上昇率を３.５〜６.５ｍｍ／ｈｒの範囲に制御すると、単結晶インゴットの長さ方向にＯｉ濃度を一定に制御でき、所望の品質の単結晶インゴット及びウェーハを生産することができる。
図６は、従来の比較例と本発明の実施例により、単結晶インゴットの長さごとの区間により引き上げ速度（Ｐ／Ｓ）散布が示されたグラフである。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも２３０ｍｍ低い位置で固定された位置を維持する従来の比較例（−ＭＧＰ）を検討すると、Ｐ／Ｓ変動が相対的に大きく現れる一方、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の実施例（＋ＭＧＰ）を検討すると、Ｐ／Ｓ変動が相対的に小さく現れる。
詳細には、単結晶インゴットの長さ方向に４００〜１０００ｍｍ区間でのＰ／Ｓ散布（Ｓｔｄｅｖ）を検討すると、従来の比較例は０.０３４４７と現れる一方、本発明の実施例は０.００７２７と現れ、本発明の実施例は従来の比較例に対してＰ／Ｓ散布が５倍改善されたことが認められる。
また、単結晶インゴットの長さ方向に１０００〜１６００ｍｍ区間でのＰ／Ｓ散布（Ｓｔｄｅｖ）を検討すると、従来の比較例は０.０１６３９と現れる一方、本発明の実施例は０.００４３と現れ、本発明の実施例は従来の比較例に対してＰ／Ｓ散布が４倍改善されたことが認められる。
また、単結晶インゴットの長さ方向に１６００〜２２００ｍｍ区間でのＰ／Ｓ散布（Ｓｔｄｅｖ）を検討すると、従来の比較例は０.０８１６と現れる一方、本発明の実施例は０.００３９と現れ、本発明の実施例は従来の比較例に対してＰ／Ｓ散布が２倍改善されたことが認められる。
このように、本発明の実施例は、従来の比較例に対して単結晶インゴットの長さ方向におけるＰ／Ｓ散布を改善するようになるが、これは、固液界面の近くに対する直接的なメルトの流入を抑制してメニスコスに温度干渉を減少させることで、安定して単結晶インゴットを成長させることができる。
図７は、従来の比較例と本発明の実施例により、単結晶インゴットとシリコン融液の界面の形状が示された図である。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも２３０ｍｍ低い位置で固定された位置を維持する従来の比較例（−ＭＧＰ）を検討すると、固液界面の中心部が外周部よりも２０ｍｍ高く現れる一方、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の実施例（＋ＭＧＰ）を検討すると、固液界面の中心部が外周部よりも１０ｍｍ高く現れる。
このように、本発明の実施例は、従来の比較例に対して単結晶インゴットの長さ方向におけるＰ／Ｓ散布が改善されるにつれ、固液界面で温度変動が低減され、固液界面が平坦になることで、インゴットの半径方向におけるＯｉ散布が改善されたことを確認することができる。
図８は、従来の比較例と本発明の実施例により、単結晶インゴットを半径方向に切断した面内におけるＯｉ濃度散布及びΔＯｉ濃度散布が示されたグラフである。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも２３０ｍｍ低い位置で固定された位置を維持する従来の比較例（−ＭＧＰ）を検討すると、単結晶インゴットの面内におけるＯｉ濃度散布（Ｏｉ Ｓｔｄｅｖ）が０.１２６と現れ、単結晶インゴットの面内の隣接の部分でのＯｉ濃度散布（ΔＯｉ Ａｖｅ）が０.０７と現れる。
一方、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の実施例（＋ＭＧＰ）を検討すると、単結晶インゴットの面内におけるＯｉ濃度散布（Ｏｉ Ｓｔｄｅｖ）が０.０３５と現れ、単結晶インゴットの面内の隣接の部分でのＯｉ濃度散布（ΔＯｉ Ａｖｅ）が０.０３と現れる。
このように、本発明の実施例は従来の比較例に対して単結晶インゴットの面内におけるＯｉ散布が大きく改善されたことを確認することができる。
図９及び図１０は、従来の比較例と本発明の実施例により、単結晶インゴットを半径方向に切断した面内におけるＢＭＤが示されたグラフである。
ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも２３０ｍｍ低い位置で固定された位置を維持する従来の比較例（−ＭＧＰ）を検討すると、単結晶インゴットの長さ方向に４００ｍｍ、１０００ｍｍ、１６００ｍｍ、２２００ｍｍで単結晶インゴットの面内におけるＢＭＤ範囲が、２.３Ｅ＋０９〜９.８Ｅ＋０９、２.３Ｅ＋０９〜１.０Ｅ＋０９、５.０Ｅ＋０９〜３.７Ｅ＋０９、５.８Ｅ＋０９〜２.２Ｅ＋０９と現れる。
一方、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率で上昇する本発明の実施例（＋ＭＧＰ）を検討すると、単結晶インゴットの長さ方向に４００ｍｍ、１０００ｍｍ、１６００ｍｍ、２２００ｍｍ地点で単結晶インゴットの面内におけるＢＭＤ範囲が、Ｅ＋０９〜３.３７Ｅ＋０９、４.６０Ｅ＋０９〜２.６９Ｅ＋０９、４.７６Ｅ＋０９〜３.０４Ｅ＋０９、３.４７Ｅ＋０９〜２.９０Ｅ＋０９と現れる。
このように、本発明の実施例はＬｏｇ ＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤ Ｓｔｄｅｖ）が０.０６３以下と算出され、従来の比較例に対して単結晶インゴットの面内におけるＢＭＤ散布が大きく改善されたことを確認することができる。
図１１は、シリコン融液の固化率ごとにＭＧＰ上昇率適用の有無のΔＯｉが示された表である。
比較例はＭＧＰをシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で固定された位置を維持する状態で単結晶インゴットのＯｉ濃度を求める一方、実施例はＭＧＰをシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ高い位置で所定の上昇率により上昇する状態で単結晶インゴットのＯｉ濃度を求めたものである。
シリコン融液から単結晶インゴットが成長するほど固化率が高まると共にシリコン融液の量が減るようになり、固化率が４０％以下である場合に実施例と比較例でのΔＯｉ濃度が大きく現れる一方、固化率が４０％を超過した場合に実施例と比較例でのΔＯｉ濃度が小さく現れる。
このように、本発明の実施例により、ＭＧＰがシリコン融液の界面よりも高い＋ＭＧＰで位置すると共に所定のＭＧＰ上昇率を維持しても固化率が４０％以下である場合に、Ｏｉ濃度を改善する効果が大きく現れることを確認することができる。
すなわち、単結晶インゴットのボディーが成長するほどＯｉ散布が減少するが、本発明に実施例によりＯｉ散布を改善する効果を極大化するために、単結晶インゴットのボディーが成長する初期、すなわち、固化率４０％以下で適用することが望ましい。
（付記）
（付記１）
単結晶インゴットが成長するシリコン融液が収容されるるつぼ、
前記るつぼの周りに備えられ、水平方向に磁場を形成させる水平マグネット、及び、
前記水平マグネットを垂直方向に移動させるマグネット移動手段、
を含み、
前記マグネット移動手段は、
前記水平マグネットの最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記るつぼに収容されたシリコン融液の固液界面よりも高く位置させ、
前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する、
単結晶インゴット成長装置。
（付記１）
単結晶インゴットが成長するシリコン融液が収容されるるつぼ、
前記るつぼの周りに備えられ、水平方向に磁場を形成させる水平マグネット、及び、
前記水平マグネットを垂直方向に移動させるマグネット移動手段、
を含み、
前記マグネット移動手段は、
前記水平マグネットの最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記るつぼに収容されたシリコン融液の固液界面よりも高く位置させ、
前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する、
単結晶インゴット成長装置。
（付記２）
前記マグネット移動手段は、
前記ＭＧＰが前記るつぼのシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
前記マグネット移動手段は、
前記ＭＧＰが前記るつぼのシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
（付記３）
前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
（付記４）
前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１に記載の単結晶インゴット成長装置。
（付記５）
前記マグネット移動手段は、
前記るつぼに収容されたシリコン融液の固化率４０％以下で前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１ないし付記４のいずれか一項に記載の単結晶インゴット成長装置。
前記マグネット移動手段は、
前記るつぼに収容されたシリコン融液の固化率４０％以下で前記水平マグネットの移動を制御する、
付記１ないし付記４のいずれか一項に記載の単結晶インゴット成長装置。
（付記６）
単結晶インゴットをシリコン融液の界面から成長させる第１段階、
前記第１段階で単結晶インゴットが成長するシリコン融液に水平方向に磁場を形成させる第２段階、及び、
前記第２段階で形成された磁場の最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記シリコン融液の界面よりも高く位置させ、前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する第３段階、
を含む、
単結晶インゴット成長方法。
単結晶インゴットをシリコン融液の界面から成長させる第１段階、
前記第１段階で単結晶インゴットが成長するシリコン融液に水平方向に磁場を形成させる第２段階、及び、
前記第２段階で形成された磁場の最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記シリコン融液の界面よりも高く位置させ、前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する第３段階、
を含む、
単結晶インゴット成長方法。
（付記７）
前記第３段階は、
前記シリコン融液の固液界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
前記第３段階は、
前記シリコン融液の固液界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
（付記８）
前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
（付記９）
前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６に記載の単結晶インゴット成長方法。
（付記１０）
前記第３段階は、
前記シリコン融液の固化率４０％以下で前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６ないし付記９のいずれか一つに記載の単結晶インゴット成長方法。
前記第３段階は、
前記シリコン融液の固化率４０％以下で前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
付記６ないし付記９のいずれか一つに記載の単結晶インゴット成長方法。
本発明は、単結晶インゴット成長装置及びその成長方法において、単結晶インゴットの長さ方向及び半径方向におけるＯｉ散布及びＢＭＤ散布を減らすことができ、単結晶インゴットまたはウェーハの品質をより向上させることに適用することができる。
Claims (10)
- 単結晶インゴットが成長するシリコン融液が収容されるるつぼ、
前記るつぼの周りに備えられ、水平方向に磁場を形成させる水平マグネット、及び、
前記水平マグネットを垂直方向に移動させるマグネット移動手段、
を含み、
前記マグネット移動手段は、
前記水平マグネットの最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記るつぼに収容されたシリコン融液の固液界面よりも高く位置させ、
前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する、
単結晶インゴット成長装置。 - 前記マグネット移動手段は、
前記ＭＧＰが前記るつぼのシリコン融液の界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記水平マグネットの移動を制御する、
請求項１に記載の単結晶インゴット成長装置。 - 前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
請求項１に記載の単結晶インゴット成長装置。 - 前記マグネット移動手段は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記水平マグネットの移動を制御する、
請求項１に記載の単結晶インゴット成長装置。 - 前記マグネット移動手段は、
前記るつぼに収容されたシリコン融液の固化率４０％以下で前記水平マグネットの移動を制御する、
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の単結晶インゴット成長装置。 - 単結晶インゴットをシリコン融液の界面から成長させる第１段階、
前記第１段階で単結晶インゴットが成長するシリコン融液に水平方向に磁場を形成させる第２段階、及び、
前記第２段階で形成された磁場の最大磁場位置（Ｍａｘｉｍｕｍ ｇａｕｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＧＰ）を前記シリコン融液の界面よりも高く位置させ、前記ＭＧＰの上昇率を３.５ｍｍ／ｈｒ〜６.５ｍｍ／ｈｒに制御する第３段階、
を含む、
単結晶インゴット成長方法。 - 前記第３段階は、
前記シリコン融液の固液界面よりも１５０ｍｍ以上に位置するように前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
請求項６に記載の単結晶インゴット成長方法。 - 前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＯｉ散布（Ｓｔｄｅｖ）を０.０４ｐｐｍａ以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
請求項６に記載の単結晶インゴット成長方法。 - 前記第３段階は、
前記単結晶インゴットの水平断面内でＢＭＤ散布（Ｌｏｇ ＢＭＤのＳｔｄｅｖ）を０.０６３Ｅa／ｃｍ３以下に維持するために前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
請求項６に記載の単結晶インゴット成長方法。 - 前記第３段階は、
前記シリコン融液の固化率４０％以下で前記ＭＧＰを制御する過程を含む、
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の単結晶インゴット成長方法。
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