JP2022536520A - シリコンウェハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
坩堝の材料にガスが含まれそれが後に放出されること、粉砕物および/または粒状材料を包囲するガス、溶融物の中に形成される酸化シリコン、ならびに溶融物の中に拡散するガスは、ピンホール欠陥(COPと混同されてはならない)と呼ばれる単結晶内の空隙の形成の原因となり得るものとみなされる。ピンホールは、成長している単結晶と溶融物との間の界面に気泡が到達したときに形成され、単結晶はその周りで結晶化する。ウェハを切り出すときに切断面が空隙と交差する場合、形成されたウェハには、典型的には数マイクロメートルから数ミリメートルとなり得る直径を有する円形の窪みまたは穴がある。このような空隙が存在するウェハは、電子部品を製造するための基板のスライスとして使用できない。
本発明に係る方法の上記実施形態に関連して示される特徴は、必要な変更を加えて本発明に係る製品にも適用できる。逆に、本発明に係る製品の上記実施形態に関連して示される特徴は、必要な変更を加えて本発明に係る方法にも適用できる。本発明に係る実施形態のこれらのおよびその他の特徴は、図面および請求項の記載において明らかにされる。個々の特徴は、本発明の実施形態として別々にまたは組み合わせて実現することができる。さらに、これらは、独立して保護することができる好都合な実施形態を説明することができる。
チョクラルスキー法に従い、公称直径が300mmまたは200mmのいずれかであるロッドを引き上げた。これは、先行技術から知られている、結晶引き上げのために設けられた石英坩堝に、多結晶シリコンを堆積させることを含んでいた。
特に好ましくは、引上システムのパージガスの総流量f[l/h]を、圧力p[mbar]を400で、特に好ましくは720で乗算したものよりも大きくなるように設定する。同時に、圧力を、好ましくは10mbar以下に設定する。
一般的に、流量fをできるだけ高く保ち、それと同時に圧力をできる限り低く保つことが、好都合である。そうすると、所定の圧力における最大流量は、ポンプ出力のみに依存する。
さらに他の実施形態において、最初にポリシリコンが液体になったときに、圧力を(したがってパージガスの流量も)増加させた。これに関して、圧力の増加は、4mbar、好ましくは8mbar、特に好ましくは12mbarであった。
さらに他の実施形態において、塩素含有量が1ppbaであるポリシリコンを設定のために使用した。
具体例としての実施形態の上記説明は、例示であると理解されねばならない。したがって、本開示は、第1に、当業者が本発明および関連する利点を理解できるようにし、第2に、当業者の理解では明らかである、記載されている構造および方法の変形および修正も包含する。よって、このような変形および修正のすべてならびに均等物も請求項の保護範囲によってカバーされることが、意図されている。
Claims (8)
- シリコンウェハを製造する方法であって、前記方法は、
坩堝内でポリシリコンを溶融させるステップと、
チョクラルスキー引上システムにおいて単結晶を引き上げるステップと、
前記単結晶を結晶片に分割するステップと、
前記結晶片からウェハを切り出すステップとを含み、
前記引上システムはパージガスでパージされ、
前記ポリシリコンを溶融させるステップ中、前記パージガスの流量fと前記引上システム内の圧力pとに対し、以下の関係
流量f[l/h]>160×圧力p[mbar]
を適用し、前記引上システム内の圧力pは10mbar以下であることを、特徴とする、方法。 - 前記ポリシリコンを溶融させるステップ中、前記パージガスの流量fと前記引上システム内の圧力pとに対し、以下の関係
流量f[l/h]>400×圧力p[mbar]
を適用し、前記引上システム内の圧力pは7mbar未満であることを、特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記ポリシリコンを溶融させるステップ中、前記パージガスの流量fと前記引上システム内の圧力pとに対し、以下の関係
流量f[l/h]>720×圧力p[mbar]
を部分的に適用することを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記溶融させるステップ中、前記ポリシリコンの凝集の状態が観察され、前記ポリシリコンの凝集の状態が半流動体になると、前記引上システム内の圧力pを少なくとも4mbar増加させることを、特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記坩堝を、単位質量当たりの平均表面積が2cm2/g未満のポリシリコンを用いて準備することを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 使用される前記ポリシリコンの塩素含有量が1ppbaよりも大きいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- シリコン単結晶であって、前記シリコン単結晶は、
酸素濃度が2×1017at/cm3よりも高く、
直径が100μmよりも大きいピンホールの密度が1.0×10-51/cm3未満であり、
炭素濃度が5.5×1014at/cm3未満、好ましくは4×1014at/cm3未満であり、
鉄濃度が5.0×109at/cm3未満、好ましくは1.0×109at/cm3未満であり、
COP密度が1000欠陥/cm3未満であり、
LPIT密度が1欠陥/cm2未満であり、
結晶の直径が200mmよりも大きい、好ましくは300mmよりも大きい、シリコン単結晶。 - 直径が50μmよりも大きいピンホールの密度が1.0×10-51/cm3未満であることを特徴とする、請求項7に記載の単結晶。
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