JPH0653633B2 - シリコン単結晶リチャージ引上げ用石英ルツボ - Google Patents
シリコン単結晶リチャージ引上げ用石英ルツボInfo
- Publication number
- JPH0653633B2 JPH0653633B2 JP1006237A JP623789A JPH0653633B2 JP H0653633 B2 JPH0653633 B2 JP H0653633B2 JP 1006237 A JP1006237 A JP 1006237A JP 623789 A JP623789 A JP 623789A JP H0653633 B2 JPH0653633 B2 JP H0653633B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- quartz crucible
- silicon single
- crucible
- pulling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
- C03B19/095—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多結晶シリコンを溶融してシリコン単結晶を
製造する際に用いられる石英ルツボに関する。より具体
的にはシリコン単結晶に含有される酸素の濃度を高め
て、高品質のシリコン単結晶を製造する石英ルツボに関
する。
製造する際に用いられる石英ルツボに関する。より具体
的にはシリコン単結晶に含有される酸素の濃度を高め
て、高品質のシリコン単結晶を製造する石英ルツボに関
する。
〔従来技術と問題点〕 半導体素子製造用シリコン単結晶は現在主にチョクラル
スキー法（CZ法）により製造されている。該CZ法では多
結晶シリコンを石英ルツボ内に充填し、約1450℃に加熱
溶融して該溶融シリコンからシリコン単結晶を引上げ
る。この方法ではシリコン単結晶引上げ中に石英ルツボ
の溶解によりシリコン単結晶中に酸素が取り込まれる。
この酸素をある程度高濃度に含有するシリコンウエハー
は重金属等の不純物や微小欠陥を削滅させるゲッタリン
グ効果が得られ、また加工工程での変形による歩留り低
下が少ないという利点がある。
スキー法（CZ法）により製造されている。該CZ法では多
結晶シリコンを石英ルツボ内に充填し、約1450℃に加熱
溶融して該溶融シリコンからシリコン単結晶を引上げ
る。この方法ではシリコン単結晶引上げ中に石英ルツボ
の溶解によりシリコン単結晶中に酸素が取り込まれる。
この酸素をある程度高濃度に含有するシリコンウエハー
は重金属等の不純物や微小欠陥を削滅させるゲッタリン
グ効果が得られ、また加工工程での変形による歩留り低
下が少ないという利点がある。
そこでシリコン単結晶中に含有される酸素の濃度を高め
ることのできる石英ルツボが要望されており種々工夫が
なされてきた。例えば、石英ルツボの内側表面を砂吹き
等の処理をして粗面化することにより製造されるシリコ
ン単結晶中の酸素濃度を高める方法（特開昭51-14457
4）、或いはルツボの内表面に粗い石英粉、石英ガラス
の板もしくは棒を溶着したルツボ（特開昭61-44793）、
等が提案されている。しかしながら、前者の方法は砂吹
き時に砂中に含れる不純物が残留して単結晶中に混入し
易い重大な欠陥があり、さらに第１回目の単結晶引上げ
では効果が期待できるもののいわゆるリチャージ引上げ
法による２回目以降の引上げでは効果が殆んど無い。後
者のルツボは単結晶引上げ中にルツボ内部に溶着された
石英粉、石英ガラスの板や棒などが剥離して混物混入の
結果単結晶化歩留りが低下するうえ、製作が煩雑でコス
ト高となることが避けられない。
ることのできる石英ルツボが要望されており種々工夫が
なされてきた。例えば、石英ルツボの内側表面を砂吹き
等の処理をして粗面化することにより製造されるシリコ
ン単結晶中の酸素濃度を高める方法（特開昭51-14457
4）、或いはルツボの内表面に粗い石英粉、石英ガラス
の板もしくは棒を溶着したルツボ（特開昭61-44793）、
等が提案されている。しかしながら、前者の方法は砂吹
き時に砂中に含れる不純物が残留して単結晶中に混入し
易い重大な欠陥があり、さらに第１回目の単結晶引上げ
では効果が期待できるもののいわゆるリチャージ引上げ
法による２回目以降の引上げでは効果が殆んど無い。後
者のルツボは単結晶引上げ中にルツボ内部に溶着された
石英粉、石英ガラスの板や棒などが剥離して混物混入の
結果単結晶化歩留りが低下するうえ、製作が煩雑でコス
ト高となることが避けられない。
本発明は従来の上記問題を解決した石英ルツボを提供す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
前述のような砂吹き方法などに代えて機械的研削方法な
どによってルツボ内表面に深い溝を刻設すれば、上記問
題を生じることがなく、しかも繰り返し使用の可能な石
英ルツボを得ることが期待されるが、単に深い研削溝を
刻設しただけでは使用時にシリコン単結晶の転位発生率
が高くなり、また破損し易くなるので実用に適う石英ル
ツボを得ることはできない。本発明者はこの点について
検討を進め、研削溝の深さを0.5〜3.0mmとすれば繰り返
し使用が可能であり、さらに加熱処理して該研削溝の周
縁を平滑にすることによってシリコン単結晶の転位発生
率が低く実用に適する石英ルツボを達成した。
どによってルツボ内表面に深い溝を刻設すれば、上記問
題を生じることがなく、しかも繰り返し使用の可能な石
英ルツボを得ることが期待されるが、単に深い研削溝を
刻設しただけでは使用時にシリコン単結晶の転位発生率
が高くなり、また破損し易くなるので実用に適う石英ル
ツボを得ることはできない。本発明者はこの点について
検討を進め、研削溝の深さを0.5〜3.0mmとすれば繰り返
し使用が可能であり、さらに加熱処理して該研削溝の周
縁を平滑にすることによってシリコン単結晶の転位発生
率が低く実用に適する石英ルツボを達成した。
本発明によれば、シリコン単結晶引上げに用いられ、シ
リコン単結晶中の酸素濃度を高めるリチャージ引上げ用
石英ルツボであって、ルツボ内表面を規則的または不規
則的に研削して深さ0.5〜3.0mmの凹部を形成し、さらに
該凹部の周縁を加熱処理して平滑にしたことを特徴とす
る石英ルツボが提供される。
リコン単結晶中の酸素濃度を高めるリチャージ引上げ用
石英ルツボであって、ルツボ内表面を規則的または不規
則的に研削して深さ0.5〜3.0mmの凹部を形成し、さらに
該凹部の周縁を加熱処理して平滑にしたことを特徴とす
る石英ルツボが提供される。
本発明の石英ルツボは、シリコン単結晶の引上げに用い
られるものであって、積層欠陥や加工工程において変形
の少ないシリコンウエハーを得るために高い酸素濃度を
有するシリコン単結晶を得るための石英ルツボである。
シリコン単結晶を引上げるときに単結晶に取りこまれる
酸素は、引上げに用いる石英ルツボに含有されているSi
O2がシリコン融液のSiと反応して生ずるSiOの形で取り
こまれ、シリコン融液中の酸素含有量の飽和点は約3×1
018原子／ccのオーダーとされている。
られるものであって、積層欠陥や加工工程において変形
の少ないシリコンウエハーを得るために高い酸素濃度を
有するシリコン単結晶を得るための石英ルツボである。
シリコン単結晶を引上げるときに単結晶に取りこまれる
酸素は、引上げに用いる石英ルツボに含有されているSi
O2がシリコン融液のSiと反応して生ずるSiOの形で取り
こまれ、シリコン融液中の酸素含有量の飽和点は約3×1
018原子／ccのオーダーとされている。
本発明の石英ルツボは、その内面に削り跡を刻設して凹
部を設け、シリコン融液との接触面積を大きくすること
により、シリコン単結晶中の酸素濃度を従来の1017原子
／ccのレベルから飽和点に近い１×２×1018原子／ccの
レベル迄高めることのできる石英ルツボである。ルツボ
の内面に刻設する削り跡の凹部は規則的であってもよい
し、また不規則であってもよい。またこの凹部の形はス
ポット状でもよく、あるいは線条の状態のものを並列さ
せてもよい。更にこの凹部は石英ルツボ内面全体に亘っ
て刻設してもよく、部分的に刻設してあってもよい。す
なわち本発明において石英ルツボの内面に刻設する凹部
の形状、模様および数に特に制限はない。本発明の石英
ルツボは更にこの刻設した凹部の数を変えることによ
り、製造するシリコン単結晶中の酸素濃度を比較的容易
に制御することができる。
部を設け、シリコン融液との接触面積を大きくすること
により、シリコン単結晶中の酸素濃度を従来の1017原子
／ccのレベルから飽和点に近い１×２×1018原子／ccの
レベル迄高めることのできる石英ルツボである。ルツボ
の内面に刻設する削り跡の凹部は規則的であってもよい
し、また不規則であってもよい。またこの凹部の形はス
ポット状でもよく、あるいは線条の状態のものを並列さ
せてもよい。更にこの凹部は石英ルツボ内面全体に亘っ
て刻設してもよく、部分的に刻設してあってもよい。す
なわち本発明において石英ルツボの内面に刻設する凹部
の形状、模様および数に特に制限はない。本発明の石英
ルツボは更にこの刻設した凹部の数を変えることによ
り、製造するシリコン単結晶中の酸素濃度を比較的容易
に制御することができる。
石英ルツボの内面に凹部を刻設するには例えばダイヤモ
ンドツール等でルツボ内面を削って削り跡を設ける。そ
の後この削り跡を例えばアーク炎、酸水素炎等で熱処理
するか、もしくはフッ酸等でエッチングをして削り跡に
生じた凹部の周縁を滑らかにしておくことが必要であ
る。削り跡の周縁部が滑らかでないと、シリコン単結晶
引上げ中に削り跡の周縁部から石英片が剥離し易く、こ
の石英片がシリコン単結晶に付着すると転位発生の原因
となり、シリコンの単結晶化歩留りを低下させる原因と
なる。削り跡の周縁部をアーク炎で熱処理するときは、
灰分等の付着によるルツボ内面の汚染を防止するため高
純度（灰分５ppm以下）の黒鉛電極を使用するのが望ま
しい。
ンドツール等でルツボ内面を削って削り跡を設ける。そ
の後この削り跡を例えばアーク炎、酸水素炎等で熱処理
するか、もしくはフッ酸等でエッチングをして削り跡に
生じた凹部の周縁を滑らかにしておくことが必要であ
る。削り跡の周縁部が滑らかでないと、シリコン単結晶
引上げ中に削り跡の周縁部から石英片が剥離し易く、こ
の石英片がシリコン単結晶に付着すると転位発生の原因
となり、シリコンの単結晶化歩留りを低下させる原因と
なる。削り跡の周縁部をアーク炎で熱処理するときは、
灰分等の付着によるルツボ内面の汚染を防止するため高
純度（灰分５ppm以下）の黒鉛電極を使用するのが望ま
しい。
石英ルツボの内面は１回のシリコン単結晶の引上げによ
り0.2〜0.5mm程度侵食されるため、本発明の石英ルツボ
を用いて２回目以降の単結晶引上げを行なう場合は、刻
設する削り跡の深さを予め深くしてルツボ内面の凹部を
大きくしておけばよい。しかし凹部を深くし過ぎると単
結晶引上げ時にルツボが破損する恐れがあるので、ルツ
ボ周壁厚さが８mm程度のとき、凹部刻設の深さは0.5〜
0.3mm程度とするのが好ましい。この深さはルツボを使
用する条件に応じて自由に選択することができる。
り0.2〜0.5mm程度侵食されるため、本発明の石英ルツボ
を用いて２回目以降の単結晶引上げを行なう場合は、刻
設する削り跡の深さを予め深くしてルツボ内面の凹部を
大きくしておけばよい。しかし凹部を深くし過ぎると単
結晶引上げ時にルツボが破損する恐れがあるので、ルツ
ボ周壁厚さが８mm程度のとき、凹部刻設の深さは0.5〜
0.3mm程度とするのが好ましい。この深さはルツボを使
用する条件に応じて自由に選択することができる。
本発明の石英ルツボを用いて製造されたシリコン単結晶
は、従来の石英ルツボを用いて製造されたシリコン単結
晶に較べて単結晶中に含有される酸素濃度が著しく高
く、更に同じ石英ルツボを用いて２回目、３回目まで引
上げたシリコン単結晶についても１回目の単結晶と同様
高い酸素濃度を含有する単結晶が得られ、また単結晶化
歩留りも良好である。
は、従来の石英ルツボを用いて製造されたシリコン単結
晶に較べて単結晶中に含有される酸素濃度が著しく高
く、更に同じ石英ルツボを用いて２回目、３回目まで引
上げたシリコン単結晶についても１回目の単結晶と同様
高い酸素濃度を含有する単結晶が得られ、また単結晶化
歩留りも良好である。
回転モールディング法で作製された石英ルツボの内側表
面に2.5mmの深さの線条を３mm間隔で均等に刻設し、そ
の削り跡の周縁部を高純部黒鉛電極を用いたアーク炎で
溶解して滑らかにした（実施例１）。更に同様の方法で
製造した石英ルツボの内側表面にはスポット状の切削跡
を2.5mmの深さで３mm間隔に刻設しその周縁部を１と同
様なアーク炎で溶解して滑らかにした（実施例２）。次
に同様の方法で製造した石英ルツボの内側底面に幅５m
m、深さ２mmの同心円状の溝を刻設した（実施例３）。
また比較例として従来の凹部を刻設しない石英ルツボ
（比較例１）、およびこのルツボの内側表面全面に砂吹
きをしたままの石英ルツボ（比較例２）の以上５種類の
石英ルツボを用いてシリコン単結晶を製造し、該単結晶
中の平均酸素濃度と単結晶化歩留りを測定した。この結
果を表に比較して示した。酸素濃度は赤外線吸光光度法
で測定した。
面に2.5mmの深さの線条を３mm間隔で均等に刻設し、そ
の削り跡の周縁部を高純部黒鉛電極を用いたアーク炎で
溶解して滑らかにした（実施例１）。更に同様の方法で
製造した石英ルツボの内側表面にはスポット状の切削跡
を2.5mmの深さで３mm間隔に刻設しその周縁部を１と同
様なアーク炎で溶解して滑らかにした（実施例２）。次
に同様の方法で製造した石英ルツボの内側底面に幅５m
m、深さ２mmの同心円状の溝を刻設した（実施例３）。
また比較例として従来の凹部を刻設しない石英ルツボ
（比較例１）、およびこのルツボの内側表面全面に砂吹
きをしたままの石英ルツボ（比較例２）の以上５種類の
石英ルツボを用いてシリコン単結晶を製造し、該単結晶
中の平均酸素濃度と単結晶化歩留りを測定した。この結
果を表に比較して示した。酸素濃度は赤外線吸光光度法
で測定した。
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン単結晶引上げに用いられ、シリコ
ン単結晶中の酸素濃度を高めるリチャージ引上げ用石英
ルツボであって、ルツボ内表面を規則的または不規則的
に研削して深さ0.5〜3.0mmの凹部を形成し、さらに該凹
部の周縁を加熱処理して平滑にしたことを特徴とする石
英ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006237A JPH0653633B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | シリコン単結晶リチャージ引上げ用石英ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006237A JPH0653633B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | シリコン単結晶リチャージ引上げ用石英ルツボ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188488A JPH02188488A (ja) | 1990-07-24 |
| JPH0653633B2 true JPH0653633B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=11632904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006237A Expired - Lifetime JPH0653633B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | シリコン単結晶リチャージ引上げ用石英ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653633B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19917288C2 (de) * | 1999-04-16 | 2001-06-28 | Heraeus Quarzglas | Quarzglas-Tiegel |
| JP5292526B2 (ja) * | 2009-12-14 | 2013-09-18 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリカガラスルツボおよびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51144574A (en) * | 1975-05-27 | 1976-12-11 | Ibm | Method of growing silicon crystal by pulling up |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP1006237A patent/JPH0653633B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51144574A (en) * | 1975-05-27 | 1976-12-11 | Ibm | Method of growing silicon crystal by pulling up |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02188488A (ja) | 1990-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080720 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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