JP6614298B2

JP6614298B2 - Silicon wafer manufacturing method

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Publication number: JP6614298B2
Application number: JP2018165541A
Authority: JP
Inventors: 優作鈴木
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2018198331A

Description

本発明は、浮遊帯域溶融法（Floating Zone 法、以下、ＦＺ法という。）又はチョクラルスキー法（Czochralski 法、以下、ＣＺ法という。）により育成された円柱状のシリコン単結晶インゴットをスライスして、シリコンウェーハを製造する方法に関するものである。 The present invention slices a cylindrical silicon single crystal ingot grown by a floating zone melting method (hereinafter referred to as FZ method) or a Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method). The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer.

従来、円柱状の半導体単結晶インゴットを、このインゴットの円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で保持具により接着保持し、この状態でインゴットを切断装置によりスライスする半導体単結晶インゴットのスライス方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この半導体単結晶インゴットのスライス方法では、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように、インゴットを保持具により接着保持するときの所定の回転角度を決定する。また、予め実験により所定の回転角度の変化に対するウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、上記所定の回転角度をこの相関関係から決定することができる。また、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が最小になるように、インゴットを保持具により接着保持するときの所定の回転角度を決定してもよい。更に、インゴットに回転基準部（オリエンテーションフラット）を形成し、インゴットの結晶軸から回転基準部（オリエンテーションフラット）に下ろした垂線を基準線とするとき、この基準線に対する所定の回転角度が３５〜７５度、１０５〜１４５度、２１５〜２５５度、又は２８５〜３２５度の範囲内に設定される。 Conventionally, a cylindrical semiconductor single crystal ingot is bonded and held by a holding tool in a state where it is rotated by a predetermined rotation angle about a crystal axis of an ingot different from the central axis of the cylinder of the ingot, and the ingot is held in this state. A method of slicing a semiconductor single crystal ingot that is sliced by a cutting device is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this semiconductor single crystal ingot slicing method, a predetermined rotation angle when the ingot is bonded and held by the holder is determined so that the warpage amount of the wafer sliced by the cutting device becomes a predetermined amount. Further, it is possible to obtain a correlation with respect to a change in the amount of warpage of the wafer with respect to a change in the predetermined rotation angle in advance by experiments, and to determine the predetermined rotation angle from this correlation. In addition, a predetermined rotation angle when the ingot is bonded and held by the holding tool may be determined so that the warpage amount of the wafer sliced by the cutting device is minimized. Furthermore, when a rotation reference part (orientation flat) is formed on the ingot and a perpendicular line drawn from the crystal axis of the ingot to the rotation reference part (orientation flat) is used as a reference line, a predetermined rotation angle with respect to this reference line is 35 to 75. Degrees are set within the range of 105 to 145 degrees, 215 to 255 degrees, or 285 to 325 degrees.

このように構成された半導体単結晶インゴットのスライス方法では、円柱状の半導体単結晶インゴットを切断装置の保持具により接着保持する前に、先ずインゴットをその円柱の中心軸とは異なるインゴットの結晶軸を中心に回転可能に設け、次にこのインゴットをその結晶軸を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で上記保持具により接着保持する。このとき上記結晶軸を中心とする所定の回転角度を、切断装置によりスライスされたウェーハの反り量が所定量になるように決定したので、インゴットをスライスした後のウェーハの反り量を低減できる。また、予め実験により所定の回転角度の変化に対するウェーハの反り量の変化についての相関関係を求め、上記所定の回転角度をこの相関関係からウェーハの反り量が最小になるように決定すれば、インゴットをスライスした後のウェーハの反り量を、より低減できる。また、インゴットの結晶軸からオリエンテーションフラット（回転基準部）に下ろした垂線を基準線とし、この基準線に対する所定の回転角度を３５〜７５度、１０５〜１４５度、２１５〜２５５度、又は２８５〜３２５度の範囲内に設定すると、インゴットを切断した後のウェーハの反り量がほぼ所望の量になる。 In the semiconductor single crystal ingot slicing method configured as described above, before the cylindrical semiconductor single crystal ingot is bonded and held by the holder of the cutting device, the ingot first has a crystal axis of the ingot different from the central axis of the cylinder. The ingot is bonded and held by the holding tool in a state where the ingot is rotated by a predetermined rotation angle around the crystal axis. At this time, since the predetermined rotation angle about the crystal axis is determined so that the warpage amount of the wafer sliced by the cutting device becomes a predetermined amount, the warpage amount of the wafer after slicing the ingot can be reduced. In addition, if a correlation is obtained in advance with respect to a change in the amount of warpage of the wafer with respect to a change in the predetermined rotation angle by experiment, and if the predetermined rotation angle is determined so as to minimize the amount of warpage of the wafer, the ingot The amount of warpage of the wafer after slicing can be further reduced. In addition, a perpendicular drawn from the crystal axis of the ingot to the orientation flat (rotation reference portion) is used as a reference line, and a predetermined rotation angle with respect to this reference line is 35 to 75 degrees, 105 to 145 degrees, 215 to 255 degrees, or 285 to 285. When set within the range of 325 degrees, the warping amount of the wafer after cutting the ingot becomes almost a desired amount.

特開２０１４−１９５０２５号公報（請求項１〜３及び５、段落［００１５］〜［００１７］及び［００１９］、図１〜図７）JP 2014-195025 A (Claims 1 to 3 and 5, paragraphs [0015] to [0017] and [0019], FIGS. 1 to 7)

上記従来の特許文献１に示された半導体単結晶インゴットのスライス方法では、結晶構造が等価であるオリエンテーションフラット位置をインゴットの中心軸を中心に等間隔に３箇所設定でき、これら３箇所のオリエンテーションフラット位置のうち任意の１箇所のオリエンテーションフラット位置を選択して、オリエンテーションフラットを形成し、このオリエンテーションフラットを基準にインゴットをスライスしていた。しかし、この方法でインゴットをスライスすると、あるインゴットをスライスした得られたウェーハでは反り量が小さくなり、別のインゴットをスライスして得られたウェーハでは反り量が大きくなり、ウェーハの反り量が、育成されたインゴット毎、即ちバッチ毎にばらついてしまう不具合があった。 In the conventional semiconductor single crystal ingot slicing method disclosed in Patent Document 1, three orientation flat positions having an equivalent crystal structure can be set at equal intervals around the central axis of the ingot, and these three orientation flats can be set. An arbitrary orientation flat position is selected from the positions to form an orientation flat, and the ingot is sliced based on this orientation flat. However, when an ingot is sliced by this method, the amount of warpage is reduced in a wafer obtained by slicing one ingot, the amount of warpage is increased in a wafer obtained by slicing another ingot, and the amount of warpage of the wafer is There was a problem that it fluctuated every grown ingot, that is, every batch.

本発明の目的は、ウェーハの反り量が、育成されたインゴット毎、即ちバッチ毎にばらつかず、製造された全てのウェーハの反り量を低減でき、ウェーハの反りに関する品質を向上できる、シリコンウェーハの製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、ウェーハの面内抵抗率の分布を略均一にすることができる、シリコンウェーハの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is that the amount of warpage of the wafer does not vary from one grown ingot to another, that is, from batch to batch, the amount of warpage of all manufactured wafers can be reduced, and the quality related to wafer warpage can be improved. It is in providing the manufacturing method of. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a silicon wafer, which can make the distribution of in-plane resistivity of the wafer substantially uniform.

本発明の第１の観点は、ＦＺ法又はＣＺ法により円柱状のシリコン単結晶インゴットを育成し、このインゴットをスライスしてシリコンウェーハを作製するシリコンウェーハの製造方法において、Ｘ線回折法により、インゴット上で３箇所のオリエンテーションフラット位置を求め、３箇所のオリエンテーションフラット位置のうち１箇所を基準として、インゴットの端面において上記基準とした１箇所のオリエンテーションフラット位置から鉛直方向をＹ方向とし、水平方向をＸ方向とするＸ−Ｙ直交座標を設定し、インゴットをその中心軸を中心に回転させてＸ線回折法によるＸ線回折角のＸ方向及びＹ方向の第１偏差を求め、３箇所のオリエンテーションフラット位置の残りの２箇所をそれぞれ基準として、上記と同様にＸ−Ｙ直交座標をそれぞれ設定し、インゴットをその中心軸を中心に回転させてＸ線回折法によるＸ線回折角のＸ方向及びＹ方向の第２及び第３偏差をそれぞれ求め、ウェーハの反り量が最も小さくなる基準のオリエンテーションフラット位置を第１〜第３偏差から特定し、この特定したオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成して、このオリエンテーションフラットを基準にして前記インゴットのスライス方向を決定することを特徴とする。
The first aspect of the present invention, a cylindrical silicon single crystal ingot grown by the FZ method or CZ method, in the manufacturing method of a silicon wafer to produce a silicon wafer by slicing the ingot, and more X-ray diffractometry The three orientation flat positions are obtained on the ingot, and one of the three orientation flat positions is used as a reference, and the vertical direction from the one orientation flat position on the end face of the ingot is set as the Y direction. Set the XY Cartesian coordinates with the X direction as the direction, rotate the ingot around its central axis, and obtain the first deviation in the X and Y directions of the X-ray diffraction angle by the X-ray diffraction method. XY orthogonal seat in the same manner as above, with the remaining two positions of the orientation flat position as the reference The set respectively, calculated respectively the second and third deviations of X and Y directions of the X-ray diffraction angle by rotating the ingot around its central axis by X-ray diffraction method, small warpage of the wafer is most A reference orientation flat position is specified from the first to third deviations , an orientation flat is formed at the specified orientation flat position, and a slice direction of the ingot is determined based on the orientation flat. .

本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に円柱状のインゴットの中心軸を＜１１１＞結晶軸の方向から１度以上６度以下の範囲内の所定の角度だけ傾けた状態で円柱状のインゴットの育成を行うことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the invention based on the first aspect , and further, the central axis of the cylindrical ingot is a predetermined angle within a range of 1 degree or more and 6 degrees or less from the <111> crystal axis direction. A cylindrical ingot is grown in a tilted state.

本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、更に複数のシリコン単結晶インゴットを製造するにあたって、軸傾け方向が同じである種結晶を用いることにより、ウェーハの反り量を最小にするインゴットのスライス方向を繰返し求めることなくインゴットを固定してスライスすることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect , and in producing a plurality of silicon single crystal ingots, by using a seed crystal having the same axis tilt direction, The ingot is fixed and sliced without repeatedly determining the slice direction of the ingot that minimizes the amount of warpage of the ingot.

本発明の第１の観点のシリコンウェーハの製造方法では、Ｘ線回折法或いは光像法により、ウェーハの反り量を最小にする１箇所のオリエンテーションフラット位置をインゴット上で特定し、この特定したオリエンテーションフラット位置を基準にしてインゴットのスライス方向を決定するので、インゴットの外周面に現れる複数の晶癖線を見ただけでは、ウェーハの反り量を最小にする１箇所のオリエンテーションフラット位置をインゴット上で特定できない場合であっても、ウェーハの反り量を最小にする１箇所のオリエンテーションフラット位置をインゴット上で速やかに特定できる。 In the silicon wafer manufacturing method according to the first aspect of the present invention, an orientation flat position that minimizes the amount of warpage of the wafer is specified on the ingot by the X-ray diffraction method or the optical image method, and the specified orientation is specified. Since the ingot slicing direction is determined based on the flat position, just looking at multiple crystal habit lines appearing on the outer peripheral surface of the ingot, one orientation flat position on the ingot that minimizes the amount of warpage of the wafer Even if it cannot be specified, one orientation flat position that minimizes the amount of warpage of the wafer can be quickly specified on the ingot.

本発明の第２の観点のシリコンウェーハの製造方法では、円柱状のインゴットの中心軸を＜１１１＞結晶軸の方向から１度以上６度以下の範囲内の所定の角度だけ傾けた状態で円柱状のインゴットの育成を行うので、Ｘ線回折法或いは光像法により特定した１箇所のオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成し、このオリエンテーションフラットを基準に上記傾けた所定の角度だけ元に戻して、インゴットのスライスを行ったときに、インゴットのスライス中に劈開面がスライス方向に現れず、この劈開面の方向にワイヤ等の切断具が逸れることがない。この結果、インゴットをスライスして得られたウェーハの反り量が、育成されたインゴット毎、即ちバッチ毎にばらつくことがないので、製造された全てのウェーハの反り量を低減でき、ウェーハの反りに関する品質を向上できるとともに、インゴットをスライスして得られたウェーハ中心部の抵抗率が上昇するので、ウェーハの面内抵抗率の分布を略均一にすることができる。 In the method for producing a silicon wafer according to the second aspect of the present invention, the center axis of the cylindrical ingot is tilted by a predetermined angle within the range of 1 degree to 6 degrees from the direction of the <111> crystal axis. Since the columnar ingot is grown, an orientation flat is formed at one orientation flat position specified by the X-ray diffraction method or the optical image method, and it is returned to the original by the predetermined angle inclined with respect to this orientation flat. When the ingot is sliced, the cleavage plane does not appear in the slice direction during the ingot slice, and the cutting tool such as a wire is not displaced in the direction of the cleavage plane. As a result, the amount of warpage of the wafer obtained by slicing the ingot does not vary for each grown ingot, that is, for each batch, so that the amount of warpage of all manufactured wafers can be reduced and The quality can be improved and the resistivity of the wafer center obtained by slicing the ingot is increased, so that the in-plane resistivity distribution of the wafer can be made substantially uniform.

本発明の第３の観点のシリコンウェーハの製造方法では、複数のシリコン単結晶インゴットを製造するにあたって、軸傾け方向が同じである種結晶を用いることにより、ウェーハの反り量を最小にするインゴットのスライス方向を繰返し求めることなくインゴットを固定してスライスする。即ち、軸傾け方向が同じである種結晶を用いると、インゴットの特定のオリエンテーションフラット位置がバッチ毎に変化せずに常に同じ位置であるため、このオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成した後に、既にインゴットの固定位置及び切断具の取付角度が設定された切断装置に上記インゴットを固定するだけで速やかにインゴットをスライスできる。この結果、育成されたインゴット毎にスライス方向を求めずに済むので、インゴットの固定時間を短縮できる。 In the method for producing a silicon wafer according to the third aspect of the present invention, in producing a plurality of silicon single crystal ingots, an ingot that minimizes the amount of warpage of the wafer is obtained by using seed crystals having the same axis tilt direction. The ingot is fixed and sliced without repeatedly determining the slice direction. That is, if a seed crystal having the same axis tilt direction is used, the specific orientation flat position of the ingot is always the same position without changing from batch to batch, and therefore, after forming the orientation flat at this orientation flat position, The ingot can be quickly sliced simply by fixing the ingot to a cutting device in which the fixing position of the ingot and the attachment angle of the cutting tool are set. As a result, since it is not necessary to determine the slice direction for each grown ingot, the fixing time of the ingot can be shortened.

本発明第１実施形態のシリコンウェーハ製造用のシリコン単結晶インゴットをワイヤソー装置のワイヤでスライスしようとしている状態を示す要部正面図である。It is a principal part front view which shows the state which is going to slice the silicon single crystal ingot for silicon wafer manufacture of 1st Embodiment of this invention with the wire of a wire saw apparatus. そのインゴットをワイヤソー装置のワイヤでスライスしようとしている状態を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the state which is going to slice the ingot with the wire of a wire saw apparatus. （ａ）は通常結晶のインゴットの円柱の中心軸に結晶軸が一致し円柱の中心軸及び結晶軸に対し直角方向に延びてワイヤを配索した状態を示す構成図であり、（ｂ）は傾け結晶のインゴットの円柱の中心軸に対して結晶軸が所定の角度だけ傾いた状態を示すインゴットの構成図であり、（ｃ）は傾け結晶のインゴットの結晶軸に対し直角方向に延びてワイヤを配索した状態を示す構成図である。(A) is a block diagram showing a state in which the crystal axis coincides with the central axis of a cylinder of a normal crystal ingot and extends in a direction perpendicular to the central axis of the cylinder and the crystal axis, and a wire is routed. It is a block diagram of the ingot which shows the state which the crystal axis inclined only the predetermined angle with respect to the center axis | shaft of the cylinder of a tilted crystal ingot, (c) is a wire extending in the direction perpendicular to the crystal axis of the tilted crystal ingot It is a block diagram which shows the state which routed. 傾け結晶のインゴットの傾け方向の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the inclination direction of the ingot of an inclination crystal. 通常結晶のインゴットのステレオ投影図である。It is a stereo projection figure of the ingot of a normal crystal. 傾け結晶のインゴットのステレオ投影図である。It is a stereo projection figure of the tilted crystal ingot. （ａ）はワイヤによるインゴットの切断中に劈開面が切断方向に現れてこの劈開面の方向にワイヤが逸れるメカニズムを示すウェーハの斜視図であり、（ｂ）は大きな反りが発生した切断後のウェーハの側面図である。(A) is a perspective view of a wafer showing a mechanism in which a cleavage plane appears in a cutting direction during the cutting of an ingot by a wire and the wire is displaced in the direction of the cleavage plane, and (b) is a state after cutting in which a large warp has occurred. It is a side view of a wafer. （ａ）はワイヤによるインゴットの切断中に切断方向に劈開面が現れずワイヤが切断方向に真っ直ぐ進むメカニズムを示すウェーハの斜視図であり、（ｂ）は反りが発生しなかった切断後のウェーハの側面図である。(A) is a perspective view of a wafer showing a mechanism in which a cleavage plane does not appear in the cutting direction during cutting of the ingot by the wire and the wire advances straight in the cutting direction, and (b) is a wafer after cutting in which no warpage has occurred. FIG. （ａ）はインゴットの劈開面がインゴット表面のワイヤマークと平行であることを示すインゴットの正面図であり、（ｂ）はインゴットの劈開面がインゴットの結晶軸に対して傾斜している状態を示すインゴットの縦断面図であり、（ｃ）はワイヤが劈開面の方向に逸れることを示すインゴットの縦断面図である。(A) is a front view of an ingot showing that the cleavage plane of the ingot is parallel to the wire mark on the surface of the ingot, and (b) shows a state where the cleavage plane of the ingot is inclined with respect to the crystal axis of the ingot. It is a longitudinal cross-sectional view of the ingot shown, (c) is a longitudinal cross-sectional view of the ingot which shows that a wire deviates in the direction of a cleavage plane. （ａ）はインゴットの劈開面がインゴット表面のワイヤマークと平行であることを示すインゴットの正面図であり、（ｂ）はインゴットの劈開面がインゴットの結晶軸に対して平行である状態を示すインゴットの縦断面図であり、（ｃ）はワイヤが切断方向に真っ直ぐ進むことを示すインゴットの縦断面図である。(A) is a front view of the ingot which shows that the cleavage surface of an ingot is parallel to the wire mark on the surface of an ingot, (b) shows the state where the cleavage surface of an ingot is parallel to the crystal axis of an ingot. It is a longitudinal cross-sectional view of an ingot, (c) is a longitudinal cross-sectional view of an ingot which shows that a wire advances straightly in a cutting direction. Ｘ線を用いて３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３をそれぞれ特定している状態を示す構成図である。It is a block diagram which shows the state which has each specified three orientation flat positions 1-3 using X-ray | X_line. Ｘ線を用いて３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３に対するＸ方向及びＹ方向の傾き値をそれぞれ計測している状態を示す構成図である。It is a block diagram which shows the state which has each measured the inclination value of the X direction with respect to three orientation flat positions 1-3 using X-ray | X_line, and a Y direction. 本発明第２実施形態のシリコンウェーハ製造用のシリコン単結晶インゴットをバンドソー装置のバンドソーによりスライスしている状態を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the state which sliced the silicon single crystal ingot for silicon wafer manufacture of 2nd Embodiment of this invention with the band saw of a band saw apparatus. 実施例１のインゴットのスライス台への貼付け回転角度を変えたときのウェーハの反り量の変化をそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the change of the curvature amount of a wafer when the sticking rotation angle to the slice stand of Example 1 is changed, respectively. インゴットのオリエンテーションフラット位置を変えてスライス切断時間を１．０(a.u.)としたときのウェーハの反り量の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the curvature amount of a wafer when changing the orientation flat position of an ingot and making slice cutting time into 1.0 (a.u.). インゴットのオリエンテーションフラット位置を変えてスライス切断時間を１．３(a.u.)としたときのウェーハの反り量の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the curvature amount of a wafer when changing the orientation flat position of an ingot and making slice cutting time into 1.3 (a.u.). 通常結晶のインゴットをスライスしたシリコンウェーハの表面位置の変化に対するシリコンウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the deviation | shift amount from the average value of the in-plane resistivity of a silicon wafer with respect to the change of the surface position of the silicon wafer which sliced the normal crystal ingot. 傾け結晶のインゴットをスライスしたシリコンウェーハの表面位置の変化に対するシリコンウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the deviation | shift amount from the average value of the in-plane resistivity of a silicon wafer with respect to the change of the surface position of the silicon wafer which sliced the tilted crystal ingot.

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１の実施の形態＞
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、ＦＺ法又はＣＺ法により円柱状のシリコン単結晶インゴットを育成する工程と、このインゴットをスライスしてシリコンウェーハを作製する工程とを含む。上記円柱状のインゴットの外周面には、インゴットの外周面に円周方向に間隔をあけかつインゴットの長手方向に延びる複数の晶癖線が現れる。本発明では、これら複数の晶癖線のうち特定の１本の晶癖線を基準にして、ウェーハの反り量を最小にするインゴットのスライス方向を決定する。また、インゴットとしては、軸傾け種結晶を用いて育成した傾け結晶のインゴットを用いるか、或いは結晶軸を傾けない通常の種結晶を用いて育成した通常結晶のインゴットを用いる。更に、傾け結晶のインゴットの外周面に現れる晶癖線の数は、通常結晶のインゴットの外周面に現れる晶癖線の数と異なる。即ち、通常結晶のインゴットでは、円柱状のインゴットの中心軸がその結晶軸と一致しているのに対し、傾け結晶のインゴットでは、円柱状のインゴットの中心軸をその結晶軸の方向から所定の角度だけ傾けており、その傾けた角度及び傾けた方向によって晶癖線の本数が増減する。このため、インゴットを育成するにあたって軸傾け種結晶を用いることにより増減する晶癖線を基準にして、ウェーハの反り量を最小にするインゴットのスライス方向を決定することができる。 <First Embodiment>
The method for producing a silicon wafer of the present invention includes a step of growing a cylindrical silicon single crystal ingot by the FZ method or the CZ method, and a step of slicing the ingot to produce a silicon wafer. On the outer peripheral surface of the cylindrical ingot, a plurality of crystal habit lines appearing on the outer peripheral surface of the ingot at intervals in the circumferential direction and extending in the longitudinal direction of the ingot. In the present invention, the slice direction of the ingot that minimizes the amount of warpage of the wafer is determined with reference to a specific one of the plurality of crystal habit lines. As the ingot, a tilted crystal ingot grown using a tilted seed crystal is used, or a normal crystal ingot grown using a normal seed crystal whose tilt is not tilted. Furthermore, the number of habit lines appearing on the outer peripheral surface of the tilted crystal ingot is different from the number of habit lines appearing on the outer peripheral surface of the normal crystal ingot. That is, in the normal crystal ingot, the center axis of the cylindrical ingot coincides with the crystal axis, whereas in the tilted crystal ingot, the center axis of the cylindrical ingot is set to a predetermined direction from the crystal axis direction. The angle is tilted, and the number of crystal habit lines increases or decreases depending on the tilt angle and the tilt direction. Therefore, the ingot slicing direction that minimizes the amount of warpage of the wafer can be determined on the basis of the crystal habit line that is increased or decreased by using the tilted seed crystal when growing the ingot.

具体的には、円柱状のインゴットの中心軸を、図４に示すように＜１１１＞結晶軸に一致させた通常結晶のインゴットの育成を行うと、図５に示すように円柱状のインゴットの外周面に６本の晶癖線１〜６が現れる。これら６本の晶癖線１〜６のうち３本の晶癖線１〜３は円柱状のインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔にそれぞれ現れ、残りの３本の晶癖線４〜６は上記３本の晶癖線１〜３とは異なる位置であって円柱状のインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔にそれぞれ現れる。これに対し、円柱状のインゴットの中心軸を、図４に示すように＜１１１＞結晶軸の方向から＜１１０＞結晶軸の方向に１度以上６度以下の範囲内の所定の角度、例えば３度３０分だけ傾けた状態で円柱状のインゴットの育成を行うと、図６に示すように円柱状のインゴットの外周面に４本の晶癖線１〜４が現れる。これら４本の晶癖線１〜４のうち３本の晶癖線１〜３は円柱状のインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔にそれぞれ現れ、残りの１本の晶癖線４は上記３本の晶癖線とは異なる位置に現れる。ここで、傾け結晶のインゴットの中心軸の傾け角度を＜１１１＞結晶軸の方向から１度以上６度以下の範囲内に限定したのは、１度未満ではウェーハの面内抵抗率の分布が十分に均一できず、６度を超えると円柱状のインゴットのスライス時の傾け角度が大きくなり過ぎてしまいウェーハの楕円化により歩留まりが低下するからである。 Specifically, when a normal crystal ingot is grown with the center axis of the columnar ingot aligned with the <111> crystal axis as shown in FIG. 4, the columnar ingot is formed as shown in FIG. Six crystal habit lines 1 to 6 appear on the outer peripheral surface. Of these six crystal habit lines 1-6, three crystal habit lines 1-3 appear at intervals of 120 degrees around the central axis of the cylindrical ingot, and the remaining three crystal habit lines 4-6 Are positions different from the three crystal habit lines 1 to 3 and appear at intervals of 120 degrees around the central axis of the cylindrical ingot. On the other hand, the central axis of the cylindrical ingot is set to a predetermined angle within a range of 1 degree to 6 degrees from the <111> crystal axis direction to the <110> crystal axis direction as shown in FIG. When a cylindrical ingot is grown in a state tilted by 3 degrees and 30 minutes, four crystal habit lines 1 to 4 appear on the outer peripheral surface of the cylindrical ingot as shown in FIG. Of these four crystal habit lines 1 to 4, three crystal habit lines 1 to 3 appear at intervals of 120 degrees around the central axis of the cylindrical ingot, and the remaining one crystal habit line 4 is the above-mentioned It appears at a different position from the three crystal habit lines. Here, the tilt angle of the central axis of the tilted crystal ingot is limited to the range of 1 to 6 degrees from the direction of the <111> crystal axis. This is because it cannot be sufficiently uniform, and if it exceeds 6 degrees, the tilt angle at the time of slicing the cylindrical ingot becomes too large, and the yield decreases due to the ovalization of the wafer.

上述のことから、傾け結晶のインゴットの外周面に現れる４本の晶癖線１〜４のうちインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔に現れる３本の晶癖線１〜３を除いた残りの１本の晶癖線４を基準にしてオリエンテーションフラット位置を特定することができ、このオリエンテーションフラット位置を基準に上記傾けた所定の角度だけ元に戻して、インゴットのスライスを行う。なお、傾け結晶のインゴットにおいて、円柱状のインゴットの中心軸を、＜１１１＞結晶軸の方向から＜１１０＞結晶軸の方向ではなく、＜１１１＞結晶軸の方向から＜１１２＞結晶軸の方向に所定の角度だけ傾けた状態で円柱状のインゴットの育成を行うこともできる（図４）。 From the above, the rest of the four crystal habit lines 1 to 4 appearing on the outer peripheral surface of the tilted crystal ingot, excluding the three crystal habit lines 1 to 3 appearing at 120 degree intervals around the central axis of the ingot. The orientation flat position can be specified on the basis of the single crystal habit line 4, and the ingot is sliced by returning to the original predetermined angle inclined with respect to the orientation flat position. In the tilted crystal ingot, the center axis of the columnar ingot is not the <110> crystal axis direction from the <111> crystal axis direction, but the <111> crystal axis direction to the <112> crystal axis direction. It is also possible to grow a cylindrical ingot in a state where it is tilted by a predetermined angle (FIG. 4).

一方、図１及び図２に示すように、インゴット１１をスライスして切断する切断装置２０として、この実施の形態では、ワイヤーソー装置が用いられる。このワイヤソー装置２０は、インゴット１１を接着保持する保持具２３と、互いに中心軸が平行であって同一水平面内に配設された第１及び第２メインローラ２１，２２と、第１及び第２メインローラ２１，２２の下方であって第１及び第２メインローラ２１，２２の中間位置に設けられた単一のサブローラ２４と、第１及び第２メインローラ２１，２２と単一のサブローラ２４に巻回して張設されたワイヤ２６と、上記保持具２３を昇降させる昇降装置２７とを備える。また第１及び第２メインローラ２１，２２と単一のサブローラ２４の外周面には、各ローラ２１，２２，２４の軸方向に所定の間隔をあけて、即ちスライスされるウェーハ１２（図７及び図８）の厚さ分だけ各ローラ２１，２２，２４の軸方向に間隔をあけて、円周方向に延びる複数本のリング溝（図示せず）が形成される。ワイヤ２６は繰出しボビン２８（図２）に巻付けられた１本の長尺ものであり、この繰出しボビン２８から繰出されたワイヤ２６は、第１及び第２メインローラ２１，２２と単一のサブローラ２４の一端側の各リング溝から他端側の各リング溝に向って順に収容されるように、これらのローラ２１，２２，２４に略逆三角形状であって螺旋状に巻回して張設された後に、巻取りボビン２９（図２）に巻取られるように構成される。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, a wire saw device is used as the cutting device 20 that slices and cuts the ingot 11. The wire saw device 20 includes a holder 23 for bonding and holding the ingot 11, first and second main rollers 21 and 22 having central axes parallel to each other and disposed in the same horizontal plane, and first and second A single sub-roller 24 provided below the main rollers 21 and 22 and at an intermediate position between the first and second main rollers 21 and 22, and the first and second main rollers 21 and 22 and the single sub-roller 24. A wire 26 wound around the wire and a lifting device 27 that lifts and lowers the holder 23. Further, on the outer peripheral surfaces of the first and second main rollers 21 and 22 and the single sub-roller 24, the wafer 12 is sliced at a predetermined interval in the axial direction of each of the rollers 21, 22, and 24 (FIG. 7). A plurality of ring grooves (not shown) extending in the circumferential direction are formed at intervals in the axial direction of the rollers 21, 22, 24 by the thickness of FIG. The wire 26 is one long piece wound around the feeding bobbin 28 (FIG. 2), and the wire 26 fed out from the feeding bobbin 28 is connected to the first and second main rollers 21 and 22 in a single manner. These rollers 21, 22, 24 are spirally wound around each of the rollers 21, 22, 24 so as to be accommodated in order from the ring grooves on one end side to the ring grooves on the other end side of the sub roller 24. After being installed, it is configured to be wound on a winding bobbin 29 (FIG. 2).

保持具２３は、インゴット１１に接着されるスライス台２３ａと、このスライス台２３ａを保持するワークプレート２３ｂとを有する（図１及び図２）。スライス台２３ａはインゴット１１と同じ材質か、或いはガラス、セラミック、カーボン又はレジン等により形成されるが、コスト面や成形の容易さを考慮し、カーボンやレジン等が多く用いられる。また接着剤としては、エポキシ樹脂、熱可塑性ワックス等が用いられ、ワークプレート２３ｂは主にＳＵＳにより形成される。更に上記昇降装置２７は、鉛直方向に延びて設けられた支持部材２７ａと、この支持部材２７ａに昇降可能に取付けられ先端下面に保持具２３を保持する水平部材２７ｂとを有する。これにより保持具２３に接着されたインゴット１１が昇降装置２７により昇降可能に構成される。 The holder 23 includes a slicing base 23a bonded to the ingot 11 and a work plate 23b that holds the slicing base 23a (FIGS. 1 and 2). The slicing base 23a is formed of the same material as the ingot 11, or glass, ceramic, carbon, resin, or the like, but carbon, resin, or the like is often used in consideration of cost and ease of molding. As the adhesive, epoxy resin, thermoplastic wax or the like is used, and the work plate 23b is mainly formed of SUS. The elevating device 27 further includes a support member 27a provided extending in the vertical direction, and a horizontal member 27b that is attached to the support member 27a so as to be movable up and down and holds the holder 23 on the lower surface of the tip. Accordingly, the ingot 11 bonded to the holder 23 is configured to be lifted and lowered by the lifting device 27.

このように構成されたワイヤソー装置２０を用いてシリコン単結晶インゴット１１をスライスし切断する方法を説明する。先ず第１及び第２メインローラ２１，２２と単一のサブローラ２４の間にワイヤ２６を巻回して張設する。これによりワイヤ２６のうち、第１及び第２メインローラ２１，２２の間に水平に張設されたワイヤ２６が、第１及び第２メインローラ２１，２２と単一のサブローラ２４の回転により水平方向に移動する。次いで昇降装置２７の水平部材２７ｂの先端下面にワークプレート２３ｂを介して取付けられたスライス台２３ａにインゴット１１を接着する。 A method of slicing and cutting the silicon single crystal ingot 11 using the wire saw device 20 configured as described above will be described. First, the wire 26 is wound and stretched between the first and second main rollers 21 and 22 and the single sub-roller 24. As a result, the wire 26 that is horizontally stretched between the first and second main rollers 21 and 22 among the wires 26 becomes horizontal due to the rotation of the first and second main rollers 21 and 22 and the single sub roller 24. Move in the direction. Next, the ingot 11 is bonded to the slicing base 23a attached to the lower surface of the front end of the horizontal member 27b of the lifting device 27 via the work plate 23b.

ここで、円柱状のインゴットの中心軸を、図４に示すように＜１１１＞結晶軸の方向から＜１１０＞結晶軸の方向に１度以上６度以下の範囲内の所定の角度、例えば３度３０分だけ傾けた状態で円柱状のインゴットを育成し、このインゴットをスライス台に接着する方法を説明する。先ず、インゴットの外周面に現れた４本の晶癖線１〜４（図６）のうちインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔に現れる３本の晶癖線１〜３を除いた残りの１本の晶癖線４を基準にして、後述のＸ線回折法又は光像法によりオリエンテーションフラット位置を特定し、このオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成する。即ち、４本の晶癖線１〜４は３本のオリエンテーションフラット位置に対して特定の位置関係にあるので、４本の晶癖線１〜４のうちの特定の１本の晶癖線４に対して特定の１箇所のオリエンテーションフラット位置が対応し、この特定の１箇所のオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成する。次に、このオリエンテーションフラットを基準に上記傾けた所定の角度だけ元に戻した状態でインゴットをスライス台に接着する。具体的には、円柱状のインゴット１１の中心軸１１ａがその結晶軸１１ｂに対して所定の角度だけ傾いているため（図３（ｂ））、円柱状のインゴット１１の中心軸１１ａとは異なるインゴット１１の結晶軸１１ｂを中心にインゴットが回転できるようにインゴットを回転台に設置した後（図３（ｃ））、このインゴット１１をその結晶軸１１ｂを中心としかつオリエンテーションフラットを基準に所定の角度だけ回転させた状態でスライス台２３ｂに接着する。 Here, the central axis of the cylindrical ingot is set to a predetermined angle within a range of 1 degree to 6 degrees from the <111> crystal axis direction to the <110> crystal axis direction as shown in FIG. A method of growing a cylindrical ingot in a state tilted by 30 degrees and bonding the ingot to a slicing table will be described. First, of the four crystal habit lines 1 to 4 (FIG. 6) appearing on the outer peripheral surface of the ingot, the remaining crystal habit lines 1 to 3 appearing at intervals of 120 degrees centering on the central axis of the ingot are removed. With reference to one crystal habit line 4, an orientation flat position is specified by an X-ray diffraction method or an optical image method described later, and an orientation flat is formed at this orientation flat position. That is, since the four crystal habit lines 1 to 4 are in a specific positional relationship with respect to the three orientation flat positions, one specific habit line 4 of the four crystal habit lines 1 to 4 is used. , One specific orientation flat position corresponds, and an orientation flat is formed at the one specific orientation flat position. Next, the ingot is bonded to the slicing stand in a state where the original flat plate is returned to the original position by a predetermined angle inclined with respect to the orientation flat. Specifically, since the central axis 11a of the cylindrical ingot 11 is inclined by a predetermined angle with respect to the crystal axis 11b (FIG. 3B), it differs from the central axis 11a of the cylindrical ingot 11. After the ingot is placed on the turntable so that the ingot can rotate around the crystal axis 11b of the ingot 11 (FIG. 3C), the ingot 11 is centered on the crystal axis 11b and has a predetermined orientation flat with respect to the orientation flat. It is bonded to the slicing base 23b while being rotated by an angle.

このとき上記結晶軸１１ｂを中心とする所定の回転角度を、インゴット１１の結晶軸１１ｂからオリエンテーションフラット１１ｃに下ろした垂線を基準線１１ｄとし、この基準線１１ｄに対する所定の回転角度θ（図７及び図８）を４０〜６０度の範囲内に設定することが好ましく、４５〜５５度の範囲内に設定することが更に好ましい。ここで、上記基準線１１ｄに対する所定の回転角度θを上記範囲内に限定したのは、ワイヤ２６がインゴット１１の劈開面１１ｅの方向に逸れ易くなり、このインゴット１１をスライスして得られたウェーハ１２の反り量のばらつきが大きくなるからである。なお、上記基準線１１ｄに対する所定の回転角度θの範囲は、通常結晶のインゴットでも同一である。 At this time, the predetermined rotation angle about the crystal axis 11b is defined as a reference line 11d which is a perpendicular line extending from the crystal axis 11b of the ingot 11 to the orientation flat 11c, and a predetermined rotation angle θ relative to the reference line 11d (FIG. 7 and FIG. 7). 8) is preferably set within a range of 40 to 60 degrees, and more preferably within a range of 45 to 55 degrees. Here, the reason why the predetermined rotation angle θ with respect to the reference line 11d is limited to the above range is that the wire 26 tends to be displaced in the direction of the cleavage plane 11e of the ingot 11, and the wafer obtained by slicing the ingot 11 This is because the variation in the amount of warpage of 12 becomes large. Note that the range of the predetermined rotation angle θ with respect to the reference line 11d is the same for a normal crystal ingot.

次にこのインゴット１１を、上記第１及び第２メインローラ２１，２２の間に水平に張設されたワイヤ２６の上方であって第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット１１の結晶軸１１ｂが第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸にほぼ平行になるように移動させる（図１及び図２）。このときインゴット１１の結晶軸１１ｂを含む鉛直面を、第１及び第２メインローラ２１，２２間のワイヤ２６の延びる方向に対して直交させる（図３（ｃ））。換言すれば、第１及び第２メインローラ２１，２２間のワイヤ２６と、このワイヤ２６によるインゴット１１の切断方向とが作る平面に対してインゴット１１の結晶軸１１ｂを直交させる。更にこの状態でインゴット１１を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ２６を横断する位置まで移動させることにより、インゴット１１をスライスする。この結果、インゴットのスライス中に劈開面がスライス方向に現れず、この劈開面の方向にワイヤ等の切断具が逸れることがないので、インゴットをスライスして得られたウェーハの反り量が、育成されたインゴット毎、即ちバッチ毎にばらつくことがなく、製造された全てのウェーハの反り量を低減でき、ウェーハの反りに関する品質を向上できる。 Next, the ingot 11 passes above the central axis of the first and second main rollers 21 and 22 above the wire 26 stretched horizontally between the first and second main rollers 21 and 22. Between the vertical lines, the crystal axis 11b of the ingot 11 is moved so as to be substantially parallel to the central axes of the first and second main rollers 21 and 22 (FIGS. 1 and 2). At this time, the vertical plane including the crystal axis 11b of the ingot 11 is orthogonal to the extending direction of the wire 26 between the first and second main rollers 21 and 22 (FIG. 3C). In other words, the crystal axis 11b of the ingot 11 is orthogonal to a plane formed by the wire 26 between the first and second main rollers 21 and 22 and the cutting direction of the ingot 11 by the wire 26. In this state, the ingot 11 is lowered in the vertical direction and moved to a position crossing the wire 26 moving in the horizontal direction, thereby slicing the ingot 11. As a result, the cleavage plane does not appear in the slicing direction during slicing of the ingot, and the cutting tool such as a wire does not deviate in the direction of the cleavage plane. Therefore, the amount of warpage of all manufactured wafers can be reduced and the quality related to the warpage of the wafer can be improved.

なお、インゴット１１の劈開面１１ｅがウェーハ１２表面のワイヤマーク１１ｆと平行であっても、このインゴット１１をスライスして得られたウェーハ１２の反り量が異なる。その理由を図７〜図１０に基づいて説明する。図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、インゴット１１の劈開面１１ｅがインゴット１１表面のワイヤマーク１１ｆと平行であっても、インゴット１１の劈開面１１ｅが、図９（ｂ）に示すようにインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して傾斜する場合と、図１０（ｂ）に示すようにインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して平行である場合とがある。そして、インゴット１１の劈開面１１ｅがインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して傾斜する場合（図９（ｂ））、このインゴット１１をスライスすると、ワイヤ２６が図７（ａ）の破線矢印及び図９（ｃ）の実線矢印で示す切断方向に対して、図７（ａ）の実線矢印及び図９（ｃ）の破線矢印で示す方向、即ち劈開面１１ｅの方向に逸れ易いのに対し、インゴット１１の劈開面１１ｅがインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して平行である場合（図１０（ｂ））、このインゴット１１をスライスすると、ワイヤ２６が図８（ａ）の破線矢印及び図１０（ｃ）の実線矢印で示す切断方向に対して逸れ難く、切断方向に真っ直ぐに進む。この結果、インゴット１１の劈開面１１ｅがインゴット１１表面のワイヤマーク１１ｆと平行であっても（図９（ａ））、インゴット１１の劈開面１１ｅが、図９（ｂ）に示すようにインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して傾斜していると、このインゴット１１をスライスして得られたウェーハ１２は図７（ｂ）に示すように反ってしまう。これに対し、インゴット１１の劈開面１１ｅがインゴット１１表面のワイヤマーク１１ｆと平行であっても（図１０（ａ））、インゴット１１の劈開面１１ｅが、図１０（ｂ）に示すようにインゴット１１の結晶軸１１ｂに対して平行であると、このインゴット１１をスライスして得られたウェーハ１２は図８（ｂ）に示すように反らない。 Even when the cleaved surface 11e of the ingot 11 is parallel to the wire mark 11f on the surface of the wafer 12, the amount of warpage of the wafer 12 obtained by slicing the ingot 11 is different. The reason will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 9 (a) and 10 (a), even if the cleavage surface 11e of the ingot 11 is parallel to the wire mark 11f on the surface of the ingot 11, the cleavage surface 11e of the ingot 11 can be As shown in FIG. 10, there are a case where it is inclined with respect to the crystal axis 11b of the ingot 11 and a case where it is parallel to the crystal axis 11b of the ingot 11 as shown in FIG. When the cleaved surface 11e of the ingot 11 is inclined with respect to the crystal axis 11b of the ingot 11 (FIG. 9B), when the ingot 11 is sliced, the wire 26 becomes a broken line arrow in FIG. 7A and FIG. In contrast to the cutting direction indicated by the solid line arrow in (c), the ingot 11 tends to deviate in the direction indicated by the solid line arrow in FIG. 7A and the broken line arrow in FIG. 9C, that is, in the direction of the cleavage plane 11e. When the cleavage plane 11e is parallel to the crystal axis 11b of the ingot 11 (FIG. 10 (b)), when the ingot 11 is sliced, the wire 26 becomes a broken line arrow in FIG. 8 (a) and FIG. 10 (c). It is difficult to deviate with respect to the cutting direction indicated by the solid line arrow, and proceeds straight in the cutting direction. As a result, even if the cleavage surface 11e of the ingot 11 is parallel to the wire mark 11f on the surface of the ingot 11 (FIG. 9A), the cleavage surface 11e of the ingot 11 is ingot 11 as shown in FIG. 9B. When tilted with respect to the crystal axis 11b, the wafer 12 obtained by slicing the ingot 11 is warped as shown in FIG. 7B. On the other hand, even if the cleavage surface 11e of the ingot 11 is parallel to the wire mark 11f on the surface of the ingot 11 (FIG. 10 (a)), the cleavage surface 11e of the ingot 11 is ingot as shown in FIG. 10 (b). The wafer 12 obtained by slicing this ingot 11 does not warp as shown in FIG.

また、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対して１度以上６度以下傾斜している傾け結晶のインゴットに、リンやヒ素等の元素をドープすることが好ましい。ＣＺ法によりインゴットを育成する場合には、リン、ヒ素、アンチモン等の元素をドープすることが好ましく、ＦＺ法によりインゴットを育成する場合には、リン等を元素をドープすることが好ましい。これらの元素のドープにより、インゴットの中心部での高濃度化が緩和されるので、傾け結晶のインゴットの半径方向におけるドーピング元素の濃度分布は、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対して傾斜していない通常結晶のインゴットと比べて著しく均一化される。この結果、ウェーハの面内抵抗率の分布を略均一にすることができる。 In addition, it is preferable to dope elements such as phosphorus and arsenic into tilted crystal ingots whose central axis is tilted from 1 degree to 6 degrees with respect to the <111> crystal axis. When growing an ingot by the CZ method, it is preferable to dope elements such as phosphorus, arsenic, and antimony. When growing an ingot by the FZ method, it is preferable to dope elements such as phosphorus. The doping of these elements alleviates the increase in concentration at the center of the ingot, so the concentration distribution of the doping element in the radial direction of the tilted crystal ingot is such that the central axis is inclined with respect to the <111> crystal axis. Compared with the normal crystal ingot which is not, it is remarkably homogenized. As a result, the in-plane resistivity distribution of the wafer can be made substantially uniform.

即ち、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対して傾斜していない通常結晶のインゴットをＣＺ法により育成すると、インゴットの中心軸に直角な横方向の原子間結合が強固であるため、横方向の結晶成長速度が速い。ここで、インゴットの凝固界面は通常、上に凸の湾曲面であるため、水平な頂部での凝固速度が他の部分に比べて速くなる。そして、リンやヒ素等の元素をドープすれば、凝固速度が速いほど、インゴットから融液に吐き出されるドーピング元素が減少し、偏析係数が大きくなるので、インゴットの中心部付近でドーピング元素の濃度が高くなって、インゴットをスライスして得られたウェーハの面内抵抗率の分布への影響は、ドーピング元素濃度の高いインゴットの中心部で低抵抗となり、ウェーハの中心部での面内抵抗率が極めて小さくなる。しかし、中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して１度以上６度以下傾けた傾け結晶のインゴットを育成すると、凝固速度の速い部分、即ちドーピング元素の高濃度部分が、この傾斜に伴ってインゴットの中心部から側方に移動するため、上記ウェーハの面内抵抗率の分布への影響は、インゴットの中心部を囲むリング状の位置で低抵抗となり、ウェーハの中心部での面内抵抗率の低下が抑制される。そして、傾け結晶のインゴットでは、ウェーハの面内抵抗率が極めて小さくなる影響と、ウェーハの中心部での面内抵抗率の低下が抑制される影響とが重なって、インゴットの中心部での高濃度化が緩和される。この結果、傾け結晶のインゴットの半径方向におけるドーピング元素の濃度分布は、通常結晶のインゴットと比べて著しく均一化されるので、ウェーハの面内抵抗率の分布を略均一にすることができる。 That is, when an ingot of a normal crystal whose central axis is not inclined with respect to the <111> crystal axis is grown by the CZ method, the lateral interatomic bond perpendicular to the central axis of the ingot is strong. The crystal growth rate is fast. Here, since the solidification interface of the ingot is usually a curved surface that is convex upward, the solidification rate at the horizontal top is faster than the other parts. If elements such as phosphorus and arsenic are doped, the faster the solidification rate, the smaller the doping elements discharged from the ingot into the melt and the greater the segregation coefficient. Therefore, the concentration of the doping element near the center of the ingot The effect on the distribution of the in-plane resistivity of the wafer obtained by slicing the ingot becomes lower at the center of the ingot where the doping element concentration is high, and the in-plane resistivity at the center of the wafer is lower. Extremely small. However, when growing an ingot of a tilted crystal whose central axis is tilted by 1 degree or more and 6 degrees or less with respect to the <111> crystal axis, a portion having a high solidification rate, that is, a high concentration portion of a doping element is ingot along with this tilt. Since the wafer moves laterally from the center of the wafer, the influence on the distribution of the in-plane resistivity of the wafer is low at the ring-shaped position surrounding the center of the ingot, and the in-plane resistivity at the center of the wafer Is suppressed. In tilted crystal ingots, the effect of extremely reducing the in-plane resistivity of the wafer overlaps with the effect of suppressing the decrease in in-plane resistivity at the center of the wafer. Concentration is eased. As a result, the concentration distribution of the doping element in the radial direction of the tilted crystal ingot is remarkably uniform as compared with the normal crystal ingot, so that the in-plane resistivity distribution of the wafer can be made substantially uniform.

また、中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して１度以上６度以下傾けた傾け結晶のインゴットをＦＺ法により育成した場合、インゴットの中心付近に形成され比較的大きな体積で急激に固まる部分であるファセットの外側の領域、即ちオフファセット領域の各部の温度が異なるので、このオフファセット領域全体で過冷却になることは少なくなる。これによりオフファセット領域から中心部に向うステップ（段差）成長が起こり難くなり、シリコン融液の中心部におけるファセット成長を抑えることができる。このため、リンやヒ素等の元素をドープした場合、通常ファセット成長時にドーパントが比較的多量に取込まれるけれども、本発明では、シリコン融液の中心部におけるファセット成長を抑えることができるので、ドーパントの取込み量を抑制できる。この結果、上記インゴットをスライスして得られたウェーハ中心部の抵抗率が上昇するため、ウェーハの面内抵抗率の分布を略均一にすることができる。 In addition, when an ingot of a tilted crystal whose center axis is tilted by 1 degree or more and 6 degrees or less with respect to the <111> crystal axis is grown by the FZ method, it is a part formed near the center of the ingot and rapidly solidified with a relatively large volume. Since the temperature of the outer area of a facet, that is, the temperature of each part of the off-facet area is different, it is less likely that the entire off-facet area is overcooled. This makes it difficult for step (step) growth from the off-faceted region toward the center, and suppresses facet growth in the center of the silicon melt. For this reason, when an element such as phosphorus or arsenic is doped, a relatively large amount of dopant is usually taken in during facet growth. However, in the present invention, facet growth at the center of the silicon melt can be suppressed. Can be reduced. As a result, the resistivity at the center of the wafer obtained by slicing the ingot increases, so that the in-plane resistivity distribution of the wafer can be made substantially uniform.

更に、複数のインゴットを製造する場合、軸傾け方向が同じである種結晶を用いることが好ましい。これにより、ウェーハの反り量を最小にするインゴットのスライス方向を繰返し求めることなく、インゴットを固定してスライスできる。具体的には、軸傾け方向が同じである種結晶を用いると、インゴットの特定のオリエンテーションフラット位置がバッチ毎に変化せずに常に同じ位置であるため、このオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラットを形成した後に、既にインゴットの固定位置及び切断具の取付角度が設定された切断装置に上記インゴットを固定するだけで速やかにインゴットをスライスできる。この結果、育成されたインゴット毎にスライス方向を求めずに済むので、インゴットの固定時間を短縮できる。 Further, when producing a plurality of ingots, it is preferable to use seed crystals having the same axis tilt direction. Thus, the ingot can be fixed and sliced without repeatedly determining the slice direction of the ingot that minimizes the amount of warpage of the wafer. Specifically, when a seed crystal having the same axis tilt direction is used, the specific orientation flat position of the ingot is always the same position without changing from batch to batch. Therefore, the orientation flat was formed at this orientation flat position. Later, the ingot can be quickly sliced simply by fixing the ingot to a cutting device in which the fixing position of the ingot and the attachment angle of the cutting tool have already been set. As a result, since it is not necessary to determine the slice direction for each grown ingot, the fixing time of the ingot can be shortened.

一方、通常結晶のインゴットでは、オリエンテーションフラット位置を特定するための晶癖線に限定できないため、Ｘ線回折法或いは光像法により、ウェーハの反り量を最小にする１箇所のオリエンテーションフラット位置をインゴット上で特定する。そして、この特定したオリエンテーションフラット位置を基準にしてインゴットのスライス方向を決定する。また、上記傾け結晶のインゴットでも、上記通常結晶のインゴットと同様に、Ｘ線回折法或いは光像法により、ウェーハの反り量を最小にする１箇所のオリエンテーションフラット位置をインゴット上で特定することができる。 On the other hand, since an ingot of a normal crystal cannot be limited to crystal habit lines for specifying the orientation flat position, one orientation flat position that minimizes the amount of warpage of the wafer is ingot by X-ray diffraction or optical imaging. Identified above. Then, the slice direction of the ingot is determined based on the specified orientation flat position. Also, in the tilted crystal ingot, the orientation flat position that minimizes the amount of warpage of the wafer can be specified on the ingot by the X-ray diffraction method or the optical image method as in the case of the normal crystal ingot. it can.

ここで、Ｘ線回折法によりインゴット１１のオリエンテーションフラット位置を特定する場合、図１１及び図１２に示すＸ線回折装置３１が用いられる。このＸ線回折装置３１は、Ｘ線を発生してインゴット１１に向って水平面内で照射するＸ線照射部３１ａと、インゴット１１を支持する回転可能なテーブル（図示せず）と、インゴット１１によって回折された回折Ｘ線を受けてこの回折Ｘ線の強度を検出するＸ線検出部３１ｂとを備える。このＸ線回折装置３１では、予めインゴット１１の所定の結晶面によるＸ線回折が起こるブラッグ角に対応するように、Ｘ線照射部３１ａ及びＸ線検出器３１ｂが配置される。また円柱状のインゴット１１は、その中心軸１１ａが鉛直方向に向きかつインゴット１１の中心軸１１ａを中心に回転可能にテーブルに載置されるか、或いはその中心軸１１ａが水平方向に向きかつインゴット１１の端面の向きを水平面内で変更可能にテーブルに載置される。なお、上記ブラッグ角は、ブラッグにより導き出された結晶格子によるＸ線の回折角を与える条件をいう。 Here, when the orientation flat position of the ingot 11 is specified by the X-ray diffraction method, the X-ray diffraction apparatus 31 shown in FIGS. 11 and 12 is used. The X-ray diffractometer 31 includes an X-ray irradiation unit 31 a that generates X-rays and irradiates the ingot 11 in a horizontal plane, a rotatable table (not shown) that supports the ingot 11, and the ingot 11. An X-ray detector 31b that receives the diffracted X-rays and detects the intensity of the diffracted X-rays. In this X-ray diffractometer 31, an X-ray irradiator 31a and an X-ray detector 31b are arranged so as to correspond to a Bragg angle at which X-ray diffraction occurs by a predetermined crystal plane of the ingot 11 in advance. The cylindrical ingot 11 is placed on a table with its central axis 11a oriented in the vertical direction and rotatable about the central axis 11a of the ingot 11, or its central axis 11a oriented in the horizontal direction and ingot. 11 is placed on a table so that the direction of the end face can be changed within a horizontal plane. The Bragg angle is a condition for giving an X-ray diffraction angle by a crystal lattice derived by Bragg.

上記Ｘ線回折装置３１を用いて１箇所のオリエンテーションフラット位置１をインゴット１１上で特定するには、先ず、図１１に示すように、インゴット１１の中心軸１１ａが鉛直方向に向きかつテーブルの回転軸に一致した状態でインゴット１１をテーブルに載置し、Ｘ線照射部３１ａからＸ線をインゴット１１の外周面に向って照射しながら、このテーブルを回転して所定の結晶面による回折Ｘ線をＸ線検出部３１ｂにより検出できた位置で停止し、このテーブルの回転位置に対応するＸ線の回折角を求める。残りの２箇所のオリエンテーションフラット位置２，３も、上記と同様にして、Ｘ線の回折角をそれぞれ求める。これによりインゴット１１上で３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３を特定できるので、これら３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３にそれぞれ目印を付ける。 In order to specify one orientation flat position 1 on the ingot 11 using the X-ray diffractometer 31, first, as shown in FIG. 11, the central axis 11a of the ingot 11 is oriented vertically and the table rotates. The ingot 11 is placed on the table so as to coincide with the axis, and while irradiating the X-ray from the X-ray irradiation unit 31a toward the outer peripheral surface of the ingot 11, the table is rotated to diffract X-rays by a predetermined crystal plane. Is stopped at the position where it can be detected by the X-ray detector 31b, and the X-ray diffraction angle corresponding to the rotational position of the table is obtained. X-ray diffraction angles are also obtained for the remaining two orientation flat positions 2 and 3 in the same manner as described above. As a result, the three orientation flat positions 1 to 3 can be specified on the ingot 11, so that the three orientation flat positions 1 to 3 are marked.

次に、図１２に示すように、インゴット１１の中心軸１１ａを水平方向に向け、インゴット１１の中心軸１１ａをテーブルの回転中心軸に一致させた状態でインゴット１１をテーブルに取付ける。このときインゴット１１上の３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうち１箇所をインゴット１１の頂上に位置させ、インゴット１１の端面において鉛直方向をＹ方向とし、水平方向をＸ方向とするＸ−Ｙ直交座標を設定する。そしてＸ線照射部３１ａからＸ線をインゴット１１の端面に照射しながら、上記テーブルを回転して所定の結晶面による回折Ｘ線がＸ線検出部３１ｂにより検出できた位置で停止し、このテーブルの回転位置に対応するＸ線の回折角のＸ方向及びＹ方向の偏差をそれぞれ求める。残りの２箇所のオリエンテーションフラット２，３についても、上記と同様にして、インゴット１１の頂上にそれぞれ位置させ、テーブルの回転位置に対応するＸ線の回折角のＸ方向及びＹ方向の偏差をそれぞれ求める。このようにして求められたＸ方向及びＹ方向の回折角の偏差は、結晶構造上それぞれ異なる値になるけれども、Ｘ方向及びＹ方向の偏差を合成した合成値は略同一になる。この合成値は、通常結晶のインゴットでは約０度になり、傾け結晶のインゴットでは結晶軸の傾け角に略一致する。 Next, as shown in FIG. 12, the ingot 11 is attached to the table with the central axis 11a of the ingot 11 oriented in the horizontal direction and the central axis 11a of the ingot 11 aligned with the rotational central axis of the table. At this time, one of the three orientation flat positions 1 to 3 on the ingot 11 is positioned on the top of the ingot 11, and the end surface of the ingot 11 has the vertical direction as the Y direction and the horizontal direction as the X direction. Set Cartesian coordinates. The table is rotated while irradiating the end surface of the ingot 11 with X-rays from the X-ray irradiation unit 31a, and stops at a position where the X-ray detection unit 31b can detect diffracted X-rays from a predetermined crystal plane. Deviations in the X direction and Y direction of the diffraction angle of X-rays corresponding to the rotational position are respectively obtained. The remaining two orientation flats 2 and 3 are also positioned at the top of the ingot 11 in the same manner as described above, and X-ray diffraction angle deviations in the X and Y directions corresponding to the rotational position of the table are respectively determined. Ask. Although the deviations of the diffraction angles in the X direction and the Y direction thus obtained are different values in the crystal structure, the synthesized values obtained by synthesizing the deviations in the X direction and the Y direction are substantially the same. This composite value is about 0 degrees for a normal crystal ingot, and substantially matches the tilt angle of the crystal axis for a tilted crystal ingot.

上記Ｘ方向及びＹ方向の回折角の偏差により、３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３をそれぞれ特定できるため、予め試験的に３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうちの１箇所のオリエンテーションフラット位置１にオリエンテーションフラット１１ｃを形成し、このオリエンテーションフラット１１ｃを基準にしてインゴット１１をスライスしたウェーハ１２の反り量を測定しておく。また残りの２箇所のオリエンテーションフラット位置２，３についても、上記と同様にして、ウェーハ１２の反り量をそれぞれ測定しておく。これにより、ウェーハ１２の反り量が最も小さくなったときの基準のオリエンテーションフラット位置３を上記Ｘ方向及びＹ方向の回折角の偏差により特定できる。従って、インゴット１１の量産品において、上記Ｘ線回折法により３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３を求め、ウェーハ１２の反り量が最も小さくなる基準のオリエンテーションフラット位置３を上記Ｘ方向及びＹ方向の回折角の偏差により特定し、この特定したオリエンテーションフラット位置にオリエンテーションフラット１１ｃを形成して、このオリエンテーションフラット１１ｃを基準にインゴット１１をスライスすると、ウェーハ１２の反り量を低減できる。なお、オリエンテーションフラット位置をＸ線回折法ではなく、光像法で特定してもよい。この光像法は、インゴットの外周面及び端面に光のスポットを当て、その反射光の映像を目視で結晶方位に合せる方法である。 Since the three orientation flat positions 1 to 3 can be specified by the deviation of the diffraction angles in the X direction and the Y direction, respectively, one orientation flat position among the three orientation flat positions 1 to 3 is experimentally tested in advance. An orientation flat 11c is formed in 1 and the amount of warpage of the wafer 12 obtained by slicing the ingot 11 is measured with reference to the orientation flat 11c. Further, the warpage amount of the wafer 12 is measured for each of the remaining two orientation flat positions 2 and 3 in the same manner as described above. Thereby, the reference orientation flat position 3 when the amount of warpage of the wafer 12 becomes the smallest can be specified by the deviation of the diffraction angles in the X direction and the Y direction. Therefore, in the mass-produced product of the ingot 11, the three orientation flat positions 1 to 3 are obtained by the X-ray diffraction method, and the reference orientation flat position 3 that minimizes the amount of warpage of the wafer 12 is set in the X direction and the Y direction. If the orientation flat 11c is formed at the specified orientation flat position and the ingot 11 is sliced on the basis of the orientation flat 11c, the amount of warpage of the wafer 12 can be reduced. Note that the orientation flat position may be specified by the optical image method instead of the X-ray diffraction method. This optical image method is a method in which a spot of light is applied to the outer peripheral surface and end surface of an ingot, and the image of the reflected light is visually aligned with the crystal orientation.

＜第２の実施の形態＞
図１２は本発明の第２の実施の形態を示す。図１２において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、切断装置としてバンドソー装置５０が用いられる。このバンドソー装置５０は、第１及び第２鉛直軸５１ａ，５２ｂをそれぞれ回転中心として所定の間隔をあけて設けられた第１及び第２プーリ５１，５２と、第１及び第２プーリ５１，５２に掛け渡された帯状のブレード５３とを有する。このブレード５３は、金属製の帯板によりリング状に形成された無端のベルト５３ａと、このベルト５３ａの下縁に電気めっき法でダイヤモンド粒子を電着することにより形成された切削刃５３ｂとからなり、第１プーリ５１の回転駆動により高速で第１及び第２プーリ５１，５２間を一方向に周回運動するように構成される。またブレード５３のうち第１及び第２プーリ５１，５２間で一方向に直線的に移動する部分（直線移動部分）５３ｃの両側部には、この直線移動部分５３ｃの振れを抑制する第１及び第２ブレード固定具６１，６２が配設される。第１及び第２ブレード固定具６１，６２はブレード５３をカーボン製のシュー（図示せず）により両面側から挟み、ブレード５３を切断方向に対して平行な姿勢に接触保持するように構成される。なお、図８には、インゴット１１を接着保持する保持具は図示していない。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。 <Second Embodiment>
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention. 12, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. In this embodiment, a band saw device 50 is used as a cutting device. The band saw device 50 includes first and second pulleys 51 and 52 provided at predetermined intervals with the first and second vertical shafts 51a and 52b as rotation centers, respectively, and first and second pulleys 51 and 52. And a belt-like blade 53 stretched over the belt. The blade 53 includes an endless belt 53a formed in a ring shape from a metal strip, and a cutting blade 53b formed by electrodepositing diamond particles on the lower edge of the belt 53a by electroplating. Thus, the first pulley 51 is rotationally driven so that the first and second pulleys 51 and 52 rotate in one direction at high speed. Further, on both sides of a portion 53c that linearly moves in one direction between the first and second pulleys 51 and 52 of the blade 53 (linearly moving portion) 53c, Second blade fixtures 61 and 62 are disposed. The first and second blade fixtures 61 and 62 are configured to sandwich the blade 53 from both sides by a carbon shoe (not shown) and to hold the blade 53 in contact with a posture parallel to the cutting direction. . Note that FIG. 8 does not show a holder for bonding and holding the ingot 11. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.

このように構成されたバンドソー装置５０を用いてシリコン単結晶インゴット１１をスライスし切断する方法を説明する。先ずブレード５３の上記直線移動部分５３ｃの下方に、ブレード５３と直交するようにインゴット１１を配置する。次にブレード５３を一方向に周回運動させた状態で第１及び第２プーリ５１，５２を鉛直方向に下降させて、ブレード５３の直線移動部分５３ｃの切削刃５３ｂによりインゴット１１を切断する。上記以外の動作は、第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。 A method of slicing and cutting the silicon single crystal ingot 11 using the band saw device 50 configured as described above will be described. First, the ingot 11 is disposed below the linearly moving portion 53 c of the blade 53 so as to be orthogonal to the blade 53. Next, the first and second pulleys 51 and 52 are lowered in the vertical direction while the blade 53 is rotated in one direction, and the ingot 11 is cut by the cutting blade 53b of the linearly moving portion 53c of the blade 53. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the first embodiment, repeated description will be omitted.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。 Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

＜実施例１＞
図１及び図２に示すように、先ず、直径が１５０ｍｍであり中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して傾けていない円柱状のインゴット１１をＦＺ法により育成した。このインゴット１１の端面におけるＸ方向及びＹ方向の回折角の偏差をＸ線回折装置にて求めることにより、インゴット１１上に３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３（図５）をそれぞれ特定できるため、予め試験的に３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうち、ウェーハ１１の反り量が最も小さくなる基準のオリエンテーションフラット位置３を上記Ｘ方向及びＹ方向の回折角の偏差により特定しておいた。そしてこの特定したオリエンテーションフラット位置３にオリエンテーションフラット１１ｃ（図７及び図８）を形成した。次いでインゴット１１の結晶軸１１ｂ（図３（ａ））を中心として所定の回転角度だけ回転させた状態で、インゴット１１をワイヤソー装置２０のスライス台２３ａに接着した（図１及び図２）。ここで、上記所定の回転角度は、インゴット１１の結晶軸１１ｂからオリエンテーションフラット１１ｃに下ろした垂線を基準線１１ｄとするとき、この基準線１１ｄに対する回転角度θ（図７及び図８）とした。 <Example 1>
As shown in FIGS. 1 and 2, first, a cylindrical ingot 11 having a diameter of 150 mm and having a central axis not inclined with respect to the <111> crystal axis was grown by the FZ method. Since the X-ray diffractometer obtains the deviation of the diffraction angle in the X direction and the Y direction at the end face of the ingot 11, the three orientation flat positions 1 to 3 (FIG. 5) can be specified on the ingot 11. A reference orientation flat position 3 that minimizes the amount of warping of the wafer 11 among the three orientation flat positions 1 to 3 is specified in advance on a trial basis by the deviation of diffraction angles in the X direction and the Y direction. Then, an orientation flat 11c (FIGS. 7 and 8) was formed at the specified orientation flat position 3. Next, the ingot 11 was bonded to the slicing base 23a of the wire saw device 20 while being rotated by a predetermined rotation angle around the crystal axis 11b (FIG. 3A) of the ingot 11 (FIGS. 1 and 2). Here, the predetermined rotation angle is defined as a rotation angle θ (FIGS. 7 and 8) with respect to the reference line 11d when a perpendicular line extending from the crystal axis 11b of the ingot 11 to the orientation flat 11c is used as the reference line 11d.

次に、上記インゴット１１を、ワイヤソー装置２０の第１及び第２メインローラ２１，２２の間に水平に張設されたワイヤ２６の上方であって第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット１１の結晶軸１１ｂが第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸にほぼ平行になるように移動させた（図１及び図２）。このときインゴット１１の結晶軸１１ｂを含む鉛直面を、第１及び第２メインローラ２１，２２間のワイヤ２６の延びる方向に対して直交させた（図３（ａ））。更に、このインゴット１１を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ２６を横断する位置まで移動させることにより、インゴット１１をスライスしてウェーハ１２を作製した（図７及び図８）。上記所定の回転角度θを２７度〜８５度の範囲内の所定角度に調整して、上記と同様にインゴット１１をスライスしてウェーハ１２を作製した。これらのウェーハ１１を実施例１とした。 Next, the ingot 11 is placed above the wire 26 that is horizontally stretched between the first and second main rollers 21 and 22 of the wire saw device 20 and each of the first and second main rollers 21 and 22. The crystal axis 11b of the ingot 11 was moved between the vertical lines passing through the central axis so as to be substantially parallel to the central axes of the first and second main rollers 21 and 22 (FIGS. 1 and 2). At this time, the vertical plane including the crystal axis 11b of the ingot 11 was orthogonal to the extending direction of the wire 26 between the first and second main rollers 21 and 22 (FIG. 3A). Further, the ingot 11 was lowered in the vertical direction and moved to a position crossing the wire 26 moving in the horizontal direction, so that the ingot 11 was sliced to produce a wafer 12 (FIGS. 7 and 8). The predetermined rotation angle θ was adjusted to a predetermined angle within a range of 27 ° to 85 °, and the ingot 11 was sliced in the same manner as described above to produce a wafer 12. These wafers 11 were referred to as Example 1.

＜試験１及び評価＞
実施例１のウェーハの反り量をそれぞれ測定した。これらのウェーハの反り量は、ウェーハの裏面において、ウェーハの外周縁から内側に３ｍｍ内側の位置であって、ウェーハの結晶軸を中心に１２０度間隔に採った３点を通る平面を想定し、この平面から測定したウェーハの反りの大きさのうち最大値とした。その結果を図１４に示す。 <Test 1 and evaluation>
The amount of warpage of the wafer of Example 1 was measured. The amount of warpage of these wafers is assumed to be a plane passing through three points on the back surface of the wafer 3 mm inward from the outer peripheral edge of the wafer and taken at 120 degree intervals around the crystal axis of the wafer, It was set as the maximum value among the magnitude | sizes of the curvature of the wafer measured from this plane. The result is shown in FIG.

図１４から明らかなように、所定の回転角度θが４０度未満又は６０度を超えると、ウェーハの反り量が大きくなったのに対し、所定の回転角度θを４０度〜６０度の範囲内にすると、ウェーハの反り量が小さくなり、所定の回転角度θを４５度〜５５度の範囲内にすると、ウェーハの反り量が更に小さくなった。 As is apparent from FIG. 14, when the predetermined rotation angle θ is less than 40 degrees or exceeds 60 degrees, the amount of warpage of the wafer increases, whereas the predetermined rotation angle θ is within the range of 40 degrees to 60 degrees. As a result, the amount of warpage of the wafer was reduced, and when the predetermined rotation angle θ was in the range of 45 to 55 degrees, the amount of warpage of the wafer was further reduced.

＜実施例２＞
図１及び図２に示すように、先ず、直径が１５０ｍｍであり中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して３度３０分傾けた円柱状のインゴット１１をＦＺ法により育成した。このインゴットの外周面には４本の晶癖線１〜４が現れた（図６）。そしてこのインゴットの外周面に現れた４本の晶癖線１〜４のうちインゴットの中心軸を中心として１２０度間隔に現れる３本の晶癖線１〜３を除いた残りの１本の晶癖線４を基準にして、３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうちのオリエンテーションフラット位置３を特定し、このオリエンテーションフラット位置３にオリエンテーションフラット１１ｃ（図７及び図８）を形成した。次いで、円柱状のインゴット１１の中心軸１１ａがその結晶軸１１ｂに対して所定の角度だけ傾いているため（図３（ｂ））、円柱状のインゴット１１の中心軸１１ａとは異なるインゴット１１の結晶軸１１ｂを中心にインゴットが回転できるようにインゴットを回転台に設置した後（図３（ｃ））、このインゴット１１をその結晶軸１１ｂを中心としかつオリエンテーションフラット１１ｃを基準に所定の角度だけ回転させた状態でワイヤソー装置２０のスライス台２３ｂに接着した。ここで、上記所定の回転角度は、インゴット１１の結晶軸１１ｂからオリエンテーションフラット１１ｃに下ろした垂線を基準線１１ｄとするとき、この基準線１１ｄに対する回転角度θ（図７及び図８）であり、回転角度θを５０度とした。 <Example 2>
As shown in FIGS. 1 and 2, first, a cylindrical ingot 11 having a diameter of 150 mm and having a central axis inclined by 3 degrees 30 minutes with respect to the <111> crystal axis was grown by the FZ method. Four crystal habit lines 1 to 4 appeared on the outer peripheral surface of the ingot (FIG. 6). The remaining one crystal excluding the three crystal habit lines 1 to 3 appearing at 120 degree intervals around the central axis of the ingot among the four crystal habit lines 1 to 4 appearing on the outer peripheral surface of the ingot. The orientation flat position 3 among the three orientation flat positions 1 to 3 was specified with reference to the shoreline 4, and the orientation flat 11 c (FIGS. 7 and 8) was formed at the orientation flat position 3. Next, since the central axis 11a of the cylindrical ingot 11 is inclined by a predetermined angle with respect to the crystal axis 11b (FIG. 3B), the ingot 11 different from the central axis 11a of the cylindrical ingot 11 is formed. After the ingot is set on the turntable so that the ingot can rotate around the crystal axis 11b (FIG. 3C), the ingot 11 is centered on the crystal axis 11b and is set at a predetermined angle with respect to the orientation flat 11c. In the rotated state, it was bonded to the slicing base 23b of the wire saw device 20. Here, the predetermined rotation angle is a rotation angle θ (FIGS. 7 and 8) with respect to the reference line 11d when a perpendicular line extending from the crystal axis 11b of the ingot 11 to the orientation flat 11c is used as the reference line 11d. The rotation angle θ was 50 degrees.

次に、上記インゴット１１を、ワイヤソー装置２０の第１及び第２メインローラ２１，２２の間に水平に張設されたワイヤ２６の上方であって第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸を通る鉛直線の間にインゴット１１の結晶軸１１ｂが第１及び第２メインローラ２１，２２の各中心軸にほぼ平行になるように移動させた（図１及び図２）。このときインゴット１１の結晶軸１１ｂを含む鉛直面を、第１及び第２メインローラ２１，２２間のワイヤ２６の延びる方向に対して直交させた（図３（ｃ））。更に、このインゴット１１を鉛直方向に下降させて上記水平方向に移動するワイヤ２６を横断する位置まで移動させることにより、インゴット１１をスライスしてウェーハ１２を作製した（図７及び図８）。なお、インゴット１１のワイヤソー装置２０によるスライス切断時間は１．０a.u.（arbitrary unit：任意単位）であった。またインゴット１１を５本引上げ、各インゴット１１からウェーハ１２をそれぞれ１枚ずつ作製し、合計５枚のウェーハを作製した。 Next, the ingot 11 is placed above the wire 26 that is horizontally stretched between the first and second main rollers 21 and 22 of the wire saw device 20 and each of the first and second main rollers 21 and 22. The crystal axis 11b of the ingot 11 was moved between the vertical lines passing through the central axis so as to be substantially parallel to the central axes of the first and second main rollers 21 and 22 (FIGS. 1 and 2). At this time, the vertical plane including the crystal axis 11b of the ingot 11 was orthogonal to the extending direction of the wire 26 between the first and second main rollers 21 and 22 (FIG. 3C). Further, the ingot 11 was lowered in the vertical direction and moved to a position crossing the wire 26 moving in the horizontal direction, so that the ingot 11 was sliced to produce a wafer 12 (FIGS. 7 and 8). In addition, the slice cutting time by the wire saw apparatus 20 of the ingot 11 was 1.0 a.u. (arbitrary unit: arbitrary unit). Further, five ingots 11 were pulled up, and one wafer 12 was produced from each ingot 11 to produce a total of five wafers.

＜実施例３＞
インゴットのワイヤソー装置によるスライス切断時間を１．３a.u.としたこと以外は、実施例２と同様にして５枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを実施例３とした。 <Example 3>
Five wafers were produced in the same manner as in Example 2 except that the slice cutting time by the ingot wire saw apparatus was 1.3 a.u. These wafers were referred to as Example 3.

＜比較例１＞
オリエンテーションフラットを３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうちのオリエンテーションフラット位置１に形成し（図６）、このオリエンテーションフラットを基準に所定の角度（５０度）だけ回転させた状態でスライス台に接着したこと以外は、実施例２と同様にして５枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例１とした。 <Comparative Example 1>
The orientation flat is formed at the orientation flat position 1 out of the three orientation flat positions 1 to 3 (FIG. 6), and is adhered to the slicing base while being rotated by a predetermined angle (50 degrees) with reference to this orientation flat. Except for the above, five wafers were produced in the same manner as in Example 2. These wafers were referred to as Comparative Example 1.

＜比較例２＞
オリエンテーションフラットを３箇所のオリエンテーションフラット位置１〜３のうちのオリエンテーションフラット位置２に形成し（図６）、このオリエンテーションフラットを基準に所定の角度（５０度）だけ回転させた状態でスライス台に接着したこと以外は、実施例２と同様にして５枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例２とした。 <Comparative Example 2>
The orientation flat is formed at the orientation flat position 2 out of the three orientation flat positions 1 to 3 (FIG. 6), and is adhered to the slicing base while being rotated by a predetermined angle (50 degrees) with reference to this orientation flat. Except for the above, five wafers were produced in the same manner as in Example 2. These wafers were designated as Comparative Example 2.

＜比較例３＞
インゴットのワイヤソー装置によるスライス切断時間を１．３a.u.としたこと以外は、比較例１と同様にして５枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例３とした。 <Comparative Example 3>
Five wafers were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the slice cutting time by the ingot wire saw apparatus was 1.3 a.u. These wafers were designated as Comparative Example 3.

＜比較例４＞
インゴットのワイヤソー装置によるスライス切断時間を１．３a.u.としたこと以外は、比較例２と同様にして５枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを比較例４とした。 <Comparative example 4>
Five wafers were produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the slice cutting time by the ingot wire saw apparatus was set to 1.3 a.u. These wafers were designated as Comparative Example 4.

＜試験２及び評価＞
実施例２及び３と比較例１〜４のウェーハの反り量をそれぞれ測定した。これらのウェーハの反り量は、試験１と同様に測定した。その結果を図１５及び図１６に示す。なお、図１５及び図１６において、『オリフラ』とは『オリエンテーションフラット』の略である。 <Test 2 and evaluation>
The warpage amounts of the wafers of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 4 were measured. The amount of warpage of these wafers was measured in the same manner as in Test 1. The results are shown in FIGS. 15 and 16, “orientation flat” is an abbreviation for “orientation flat”.

図１５から明らかなように、比較例１及び２ではウェーハの反り量が大きかったのに対し、実施例２ではウェーハの反り量が小さくなった。また、図１６から明らかなように、比較例３及び４ではウェーハの反り量のばらつきは小さくなったけれども、ウェーハの反り量は未だ大きかったのに対し、実施例３ではウェーハの反り量が小さくなりかつウェーハの反り量のばらつきも小さくなった。この結果、ウェーハの反り量は、育成されたインゴット毎、即ちバッチ毎にばらつかず、製造された全てのウェーハの反り量を低減でき、ウェーハの反りに関する品質を向上できることが分かった。 As is clear from FIG. 15, the warpage amount of the wafer was large in Comparative Examples 1 and 2, whereas the warpage amount of the wafer was small in Example 2. As is clear from FIG. 16, although the variation in the amount of warpage of the wafer was small in Comparative Examples 3 and 4, the amount of warpage of the wafer was still large, whereas in Example 3, the amount of warpage of the wafer was small. In addition, the variation in the amount of warpage of the wafer was reduced. As a result, it has been found that the amount of warpage of the wafer does not vary for each grown ingot, that is, for each batch, the amount of warpage of all manufactured wafers can be reduced, and the quality related to the warpage of the wafer can be improved.

＜実施例４＞
実施例１の複数のインゴット（通常結晶のインゴット）のうち、ワイヤソー装置のスライス台にインゴットを接着するときに回転させる所定の角度を５０度としたインゴットを用いて、スライスした４枚のウェーハを実施例４とした。但し、インゴットにリン元素をドープした。 <Example 4>
Of the plurality of ingots (ordinary crystal ingots) of Example 1, four sliced wafers were formed using an ingot having a predetermined angle of 50 degrees rotated when bonding the ingot to the slice base of the wire saw device. Example 4 was adopted. However, the ingot was doped with phosphorus element.

＜実施例５＞
実施例２のインゴット（傾け結晶のインゴット）にリン元素をドープしたこと以外は、実施例２と同様にして４枚のウェーハを作製した。これらのウェーハを実施例５とした。 <Example 5>
Four wafers were produced in the same manner as in Example 2 except that the ingot (inclined crystal ingot) of Example 2 was doped with phosphorus element. These wafers were referred to as Example 5.

＜試験３＞
実施例４及び５のウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量をそれぞれ求めた。具体的には、ウェーハの左端から５ｍｍ内側に入った位置、ウェーハの左端と中心との中間位置、ウェーハの中心、ウェーハの右端と中心との中間位置、及びウェーハの右端から５ｍｍ内側に入った位置で抵抗率をそれぞれ測定し、これらの測定値の平均値を算出した後に、各抵抗率の平均値からのズレ量を求めた。これらのズレ量をウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量とした。なお、抵抗率は４探針法により測定した。また、実施例４及び５のウェーハのＲＲＧ（Radial Resistivity Gradient）を算出した。具体的には、ウェーハの左端から５ｍｍ内側に入った位置、ウェーハの左端と中心との中間位置、ウェーハの中心、ウェーハの右端と中心との中間位置、及びウェーハの右端から５ｍｍ内側に入った位置で抵抗率をそれぞれ測定し、これらの測定値の分布幅を算出した後に、この分布幅を測定値の最小値で除して１００倍することにより算出した。これらの算出値をそれぞれ『ＲＲＧ』とした。その結果を図１７及び図１８に示す。 <Test 3>
The amount of deviation from the average value of the in-plane resistivity of the wafers of Examples 4 and 5 was determined. Specifically, the position is 5 mm inside from the left edge of the wafer, the intermediate position between the left edge and the center of the wafer, the center of the wafer, the intermediate position between the right edge and the center of the wafer, and 5 mm inside from the right edge of the wafer. After measuring the resistivity at each position and calculating the average value of these measured values, the amount of deviation from the average value of each resistivity was determined. These deviation amounts were taken as deviation amounts from the average value of the in-plane resistivity of the wafer. The resistivity was measured by a 4-probe method. Further, RRG (Radial Resistivity Gradient) of the wafers of Examples 4 and 5 was calculated. Specifically, the position is 5 mm inside from the left edge of the wafer, the intermediate position between the left edge and the center of the wafer, the center of the wafer, the intermediate position between the right edge and the center of the wafer, and 5 mm inside from the right edge of the wafer. The resistivity was measured at each position, and after calculating the distribution width of these measured values, the distribution width was divided by the minimum value of the measured values and multiplied by 100. These calculated values were designated as “RRG”. The results are shown in FIGS.

図１７及び図１８から明らかなように、実施例４の通常結晶のインゴットをスライスしたウェーハでは、ウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量が、プラス側に最大９％及びマイナス側に最大１７％であったのに対し、実施例５の傾け結晶のインゴットをスライスしたウェーハでは、ウェーハの面内抵抗率の平均値からのズレ量が、プラス側に最大９％と略同じであったけれども、マイナス側で最大１２％と小さくなった。また、実施例４の通常結晶のインゴットをスライスしたウェーハでは、ＲＲＧが約３５％であったのに対し、実施例５の傾け結晶のインゴットをスライスしたウェーハでは、ＲＲＧが約２０％と小さくなった。この結果、通常結晶のインゴットをスライスしたウェーハより、傾け結晶のインゴットをスライスしたウェーハを用いた方が、ウェーハの面内抵抗率の分布が均一になることが分かった。 As is apparent from FIGS. 17 and 18, in the wafer obtained by slicing the ingot of the normal crystal of Example 4, the deviation amount from the average value of the in-plane resistivity of the wafer is 9% at the maximum on the plus side and on the minus side. Whereas the maximum was 17%, in the wafer obtained by slicing the tilted crystal ingot of Example 5, the deviation from the average value of the in-plane resistivity of the wafer was substantially the same as the maximum of 9% on the plus side. However, on the minus side, it was reduced to a maximum of 12%. Further, the RRG was about 35% in the wafer sliced from the normal crystal ingot of Example 4, whereas the RRG was reduced to about 20% in the wafer sliced from the tilted crystal ingot of Example 5. It was. As a result, it was found that the distribution of the in-plane resistivity of the wafer becomes more uniform when a wafer obtained by slicing a tilted crystal ingot is used than by a wafer obtained by slicing a normal crystal ingot.

１１シリコン単結晶インゴット
１１ａ円柱状のインゴットの中心軸
１１ｂ円柱状のインゴットの結晶軸
１１ｃオリエンテーションフラット 11 Silicon single crystal ingot 11a Center axis of cylindrical ingot 11b Crystal axis of cylindrical ingot 11c Orientation flat

Claims

In a silicon wafer manufacturing method of growing a cylindrical silicon single crystal ingot by FZ method or CZ method and slicing the ingot to prepare a silicon wafer,
More X-ray diffraction method to obtain the orientation flat three positions on the ingot,
XY Cartesian coordinates with the vertical direction as the Y direction and the horizontal direction as the X direction from the one orientation flat position as the reference on the end face of the ingot, with one of the three orientation flat positions as a reference And rotating the ingot about its central axis to determine the first deviation of the X-ray diffraction angle by the X-ray diffraction method in the X direction and the Y direction,
Using the remaining two positions of the three orientation flat positions as references, XY orthogonal coordinates are set in the same manner as described above, and the ingot is rotated around its central axis to obtain X by the X-ray diffraction method. Determining the second and third deviations of the X and Y directions of the line diffraction angle, respectively;
A reference orientation flat position where the amount of warpage of the wafer is minimized is identified from the first to third deviations ,
A method for producing a silicon wafer, wherein an orientation flat is formed at the specified orientation flat position, and a slice direction of the ingot is determined based on the orientation flat .

Silicon according to claim 1, wherein performing the training of the cylindrical ingot at a predetermined angle by tilting state in the range direction from the one degree more than 6 degrees of the central axis of the cylindrical ingot <111> crystal axis Wafer manufacturing method.

In manufacturing a plurality of silicon single crystal ingots, by using a seed crystal having the same axis tilt direction, the ingot is fixed and sliced without repeatedly determining the slice direction of the ingot that minimizes the amount of warpage of the wafer. The method for producing a silicon wafer according to claim 1 or 2 .