JP2018535917A5

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Publication number: JP2018535917A5
Application number: JP2018528049A
Authority: JP
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2036-12-01

Claims

シリコンインゴットを生産する方法であって、
るつぼの溶融したシリコンを備える溶融物から種結晶を引き抜いて、シリコンインゴットを形成することであって、前記るつぼは、カスプ磁場を含む、真空チャンバに封入される、シリコンインゴットを形成することと、
少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することであって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータは、少なくとも２つのステージで調整され、
前記少なくとも２つのステージは、
中間インゴット長さまでの、前記シリコンインゴットの形成に対応する第１のステージと、
前記中間インゴット長さから総インゴット長さの、前記シリコンインゴットの形成に対応する第２のステージと、を備え、
前記第２のステージの間の前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、
前記第１のステージの間の結晶回転率に対して、前記結晶回転率を減らすことと、
前記第１のステージの間のるつぼ回転率に対して、前記るつぼ回転率を減らすことと、
前記第１のステージの間の磁場強度に対して、前記磁場強度を増加することと、
の少なくとも１つを備える、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整すること、
を備える方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間、８ｒｐｍから１４ｒｐｍの前記結晶回転率の範囲に調整すること及び前記第２のステージの間、６ｒｐｍから８ｒｐｍの前記結晶回転率の範囲に調整することを備える、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間、１２ｒｐｍに前記結晶回転率を調整することを備え、
前記第２のステージの間、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、
前記シリコンインゴットの長さが９５０ｍｍに達したときに、前記第１のステージの終わりの１２ｒｐｍから８ｒｐｍへ、徐々に、前記結晶回転率を減らすことと、
９５０ｍｍの前記中間インゴット長さから前記総インゴット長さの間まで、前記シリコンインゴットの形成の間、８ｒｐｍに前記結晶回転率を維持すること、を備える、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１ステージの間、１．３ｒｐｍから２．２ｒｐｍの間に、及び前記第２ステージの間、０．５ｒｐｍから１．７ｒｐｍの間に前記るつぼ回転率を調整することを備える、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間、１．７ｒｐｍに、前記第２のステージの間、０．５ｒｐｍから１．７ｒｐｍの間に前記るつぼ回転率を調整することを備える、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間、１．７ｒｐｍに前記るつぼ回転率を調整することを備え、
前記第２のステージの間、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、
前記シリコンインゴットの長さが９５０ｍｍに達したときに、前記第１のステージの終わりの１．７ｒｐｍから０．５ｒｐｍへ徐々に前記るつぼ回転率を減らすことと、
９５０ｍｍの前記中間インゴット長さと前記総インゴット長さの間の前記シリコンインゴットの形成の間、０．５ｒｐｍに前記結晶回転率を維持すること、
を備える、請求項１に記載の方法。
前記第２のステージの間の前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間の前記磁場強度の１５０％に、前記第２のステージの間の前記磁場強度を調整することを備える、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、前記第１のステージの間、固液界面の前記シリコンインゴットの端部において、０．０２から０．０５テスラの強度へ前記磁場強度を調整し、前記るつぼの壁において、０．０５から０．１２テスラの強度へ前記磁場強度を調整することを備え、
前記第２のステージの間の前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することは、固液界面の前記シリコンインゴットの端部において、０．０３から０．０７５テスラの強度へ前記磁場強度を調整し、前記るつぼの壁において、０．０７５から０．１８テスラの強度へ前記磁場強度を調整することを備える、請求項１に記載の方法。
さらに、前記第１及び第２のステージの間、複数の追加のプロセスパラメータを制御することを備え、
前記複数の追加のプロセスパラメータは、ヒータ出力、溶融物対反射体間隙、種の持ち上げ、引き上げ速度、不活性ガス流、不活性ガス圧、及びカスプの位置の少なくとも１つを備え、
前記第１及び第２のステージの間、前記複数の追加のプロセスパラメータを制御することは、前記複数の追加のプロセスパラメータのそれぞれのパラメータに対して、前記第１及び第２のステージの間、前記パラメータが実質的に同じであるように、制御することを備える、請求項１に記載の方法。
シリコンインゴットを生産する、結晶成長システムであって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバの中に配置されたるつぼであって、前記るつぼは、対称軸の周りに回転可能であり、溶融したシリコンを含む溶融物を保持するように構成された、るつぼと、
対称軸に沿って動作可能で、前記対称軸の周りに回転可能で、種結晶を保持するように構成された、プルシャフトと、
前記るつぼの中に制御可能なカスプ磁場を発生する少なくとも１つの磁石と、
プロセッサとメモリを備える、制御ユニットであって、
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、
前記るつぼの溶融物から前記種結晶を引き抜き、前記シリコンインゴットを形成することと、
少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することであって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータは、少なくとも２つのステージで調整され、
前記少なくとも２つのステージは、中間インゴット長さまで前記シリコンインゴットの形成に対応する第１のステージと、前記中間インゴット長さから総インゴット長さへの前記シリコンインゴットの形成に対応する第２のステージを備える、少なくとも１つのプロセスパラメータを調整することと、
を前記プロセッサにさせる指示を格納した、制御ユニットと、を備え、
前記プロセッサによって実行されたとき、指示は、前記プロセッサに、
前記第１のステージの間の結晶回転率に対して、前記結晶回転率を減らすこと、
前記第１のステージの間のるつぼ回転率に対して、前記るつぼ回転率を減らすこと、及び
前記第１のステージの間の前記少なくとも１つの磁石によって発生された磁場強度に対して、前記少なくとも１つの磁石によって発生された前記磁場強度を増加すること、
の少なくとも１つによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させるシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記第１のステージの間８ｒｐｍから１４ｒｐｍの間に前記結晶回転率の範囲を調整すること及び前記第２のステージの間６ｒｐｍから８ｒｐｍの間に前記結晶回転率の範囲を調整することによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
前記第１のステージの間、１２ｒｐｍに前記結晶回転率を調整すること、
前記シリコンインゴットの長さが９５０ｍｍに達したときに、前記第１のステージの終わりの１２ｒｐｍから８ｒｐｍへ、徐々に、前記結晶回転率を減らすこと、
９５０ｍｍの前記中間インゴット長さから前記総インゴット長さの間まで、前記シリコンインゴットの形成の間、８ｒｐｍに前記結晶回転率を維持すること、
によって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記第１ステージの間、１．３ｒｐｍから２．２ｒｐｍの間に、及び前記第２ステージの間、０．５ｒｐｍから１．７ｒｐｍの間に前記るつぼ回転率を調整することによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記第１のステージの間、１．７ｒｐｍに、前記第２のステージの間、０．５ｒｐｍから１．７ｒｐｍの間に前記るつぼ回転率を調整することによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
前記第１のステージの間、１．７ｒｐｍに前記るつぼ回転率を調整すること、
前記シリコンインゴットの長さが９５０ｍｍに達したときに、前記第１のステージの終わりの１．７ｒｐｍから０．５ｒｐｍへ徐々に前記るつぼ回転率を減らすこと、
９５０ｍｍの前記中間インゴット長さと前記総インゴット長さの間の前記シリコンインゴットの形成の間、０．５ｒｐｍに前記るつぼ回転率を維持すること、
によって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記第１のステージの間の前記磁場強度の１５０％に、前記第２のステージの間の前記磁場強度を調整することによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
前記第１のステージの間、固液界面の前記シリコンインゴットの端部において、０．０２から０．０５テスラの強度へ、前記るつぼの壁において、０．０５から０．１２テスラの強度へ前記磁場強度を調整すること、
前記第２のステージの間、固液界面の前記シリコンインゴットの端部において、０．０３から０．０７５テスラの強度へ、前記るつぼの壁において、０．０７５から０．１８テスラの強度へ前記磁場強度を調整することによって、前記少なくとも１つのプロセスパラメータを調整させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
さらに前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記第１及び第２のステージの間、複数の追加のプロセスパラメータを制御させる指示を格納する、請求項１０に記載のシステム。
前記複数の追加のプロセスパラメータは、ヒータ出力、溶融物対反射体間隙、種の持ち上げ、引き上げ速度、不活性ガス流、不活性ガス圧、及びカスプの位置の少なくとも１つを備える、請求項１８に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、前記複数の追加のプロセスパラメータのそれぞれのパラメータに対して、前記第１及び第２のステージの間、前記プロセスパラメータが実質的に同じであるように制御させる、指示を格納する、請求項１９に記載のシステム。