JPH11180793A - Method for controlling single crystal pulling-up rate - Google Patents
Method for controlling single crystal pulling-up rateInfo
- Publication number
- JPH11180793A JPH11180793A JP34969597A JP34969597A JPH11180793A JP H11180793 A JPH11180793 A JP H11180793A JP 34969597 A JP34969597 A JP 34969597A JP 34969597 A JP34969597 A JP 34969597A JP H11180793 A JPH11180793 A JP H11180793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- pulling speed
- pulling
- shoulder
- osf
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下、「CZ法」という)によって引上げられる単
結晶の引上速度制御方法に関し、特に単結晶のショルダ
ー部を形成(以下、「ショルダー形成」という)する際
に、酸化誘起積層欠陥を結晶面内に発生させず、また、
目標となる製品直径部(以下、「ボディ部」という)を
引上げる際に、結晶面内に酸化誘起積層欠陥を発生させ
ず、若しくは発生位置を一定にすることができる単結晶
の引上速度制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a pulling speed of a single crystal pulled by a Czochralski method (hereinafter referred to as "CZ method"), and more particularly to a method of forming a single crystal shoulder portion (hereinafter referred to as "shoulder"). Formation)), does not cause oxidation-induced stacking faults in the crystal plane,
When pulling up the target product diameter part (hereinafter referred to as “body part”), the pulling speed of a single crystal that does not generate oxidation-induced stacking faults in the crystal plane or keeps the generation position constant. It relates to a control method.
【0002】[0002]
【従来の技術】単結晶の製造方法は種々あるが、なかで
も、シリコン単結晶の引上げに関し、工業的に量産が可
能な方式で広く応用されているものとしてCZ法があ
る。2. Description of the Related Art There are various methods for producing a single crystal. Among them, the CZ method is widely used in a method capable of industrial mass production for pulling a silicon single crystal.
【0003】図1は、このCZ法によってシリコン単結
晶を育成する引上装置の構成を示す図である。単結晶の
引上げは金属チャンバー7の容器内で行われ、その中心
部に坩堝1が配置される。さらに坩堝1の外側には加熱
ヒーター2が配設され、坩堝1内にはこの加熱ヒーター
により溶融された結晶原料、つまり多結晶シリコンの融
液3が収容されている。その融液3の表面にワイヤ等で
構成される引上げ手段4の先に取り付けた種結晶5の下
端を接触させ、この種結晶5を上方へ引き上げることに
よって、その下端に融液3が凝固した単結晶6を育成し
ていく。FIG. 1 is a view showing the configuration of a pulling apparatus for growing a silicon single crystal by the CZ method. The pulling of the single crystal is performed in a container of the metal chamber 7, and the crucible 1 is disposed at the center thereof. Further, a heater 2 is provided outside the crucible 1, and a crystal raw material melted by the heater, that is, a melt 3 of polycrystalline silicon is accommodated in the crucible 1. The lower end of the seed crystal 5 attached to the tip of the pulling means 4 made of a wire or the like is brought into contact with the surface of the melt 3 and the seed crystal 5 is pulled upward to solidify the melt 3 at the lower end. A single crystal 6 is grown.
【0004】単結晶の育成において引上げられる単結晶
の形状は、最も基本的な品質特性であり、種結晶5の直
下から直径を絞ったシード部6aと、直径が漸増するショ
ルダー部6bと、育成後に製品ウエーハとして利用される
ボディ部6cと、さらに単結晶の直径を次第に減少させる
テイル部(図示せず)とからなる。[0004] The shape of a single crystal pulled in growing a single crystal is the most basic quality characteristic, and a seed portion 6a having a reduced diameter immediately below the seed crystal 5, a shoulder portion 6b having a gradually increasing diameter, and a growing portion. It comprises a body portion 6c which is later used as a product wafer, and a tail portion (not shown) for gradually reducing the diameter of the single crystal.
【0005】上記形状の具体的な形成手順としては、最
初に結晶を無転位化するために、シード絞りを行う。そ
の後、単結晶の目標の製品直径を確保するため、ショル
ダー形成してショルダー部6bとし、ボディ直径になった
ところで、直径を一定としてボディ部6cを形成しつつ単
結晶本体の育成へ移行する。ボディ直径で所定長さの単
結晶を育成すると、無転位の状態で単結晶を溶融液から
切り離すためティル絞りを行なう。そののち、溶融液か
ら切り離された単結晶は育成装置外に取り出され、所定
の条件で冷却されて、ウェーハに加工される。このよう
に単結晶から加工されたウェーハは、その後表面研磨等
が施されて種々のデバイスの基板材料として用いられ
る。[0005] As a specific procedure for forming the above-mentioned shape, first, seed drawing is performed in order to eliminate dislocations in the crystal. Thereafter, in order to secure a target product diameter of the single crystal, a shoulder is formed into a shoulder portion 6b, and when the body diameter is reached, the process proceeds to growing a single crystal body while forming the body portion 6c with a constant diameter. When a single crystal having a body diameter and a predetermined length is grown, til drawing is performed to separate the single crystal from the melt without dislocation. After that, the single crystal separated from the melt is taken out of the growing apparatus, cooled under predetermined conditions, and processed into a wafer. The wafer processed from the single crystal in this way is subjected to surface polishing and the like, and is used as a substrate material for various devices.
【0006】上述の工程を経て育成された単結晶ウェー
ハの面内には、単結晶の育成条件によって、リング状の
酸化誘起積層欠陥(以下、R-OSF(Oxidation induced St
acking Fault)という)が発生する場合がある。このR-O
SFは、酸化熱処理時にウェーハ表面に発生する格子型の
転位ループであり、デバイスの特性を劣化させるため、
通常、ウェーハの結晶面内にR-OSFが発生しないように
単結晶が育成される。[0006] Depending on the conditions for growing the single crystal, a ring-shaped oxidation-induced stacking fault (hereinafter referred to as R-OSF (Oxidation induced Stch) may be formed on the surface of the single crystal wafer grown through the above-described steps.
acking Fault). This RO
SF is a lattice-type dislocation loop generated on the wafer surface during oxidation heat treatment, and degrades device characteristics.
Usually, a single crystal is grown so that R-OSF is not generated in the crystal plane of the wafer.
【0007】一方、R-OSFの周辺の面内に転位クラスタ
ーや赤外散乱体と呼ばれる数種類の微小欠陥(以下、Gr
own-in欠陥という)が形成されるが、R-OSFの外側にはG
rown-in欠陥が存在しない無欠陥領域が形成される。こ
の無欠陥領域では、R-OSFやGrown-in欠陥領域とは異な
り、優れたデバイス特性を発揮する基板材料を提供する
ことができる。さらに、その後の研究によって、この無
欠陥領域を拡大させることも可能になってきた。このた
め、このような無欠陥領域をデバイスの基板材料として
積極的に利用するようになるが、この場合には、ウェー
ハの結晶面内にR-OSFが発生するように単結晶が育成さ
れる。On the other hand, several kinds of micro defects (hereinafter referred to as Gr), called dislocation clusters and infrared scatterers, are formed in a plane around the R-OSF.
own-in defect), but G outside the R-OSF
A defect-free region where no rown-in defect exists is formed. In the non-defect region, unlike the R-OSF or the Grown-in defect region, a substrate material exhibiting excellent device characteristics can be provided. Furthermore, subsequent studies have made it possible to enlarge this defect-free region. For this reason, such a defect-free region is actively used as a substrate material of a device. In this case, a single crystal is grown so that R-OSF is generated in a crystal plane of a wafer. .
【0008】図2は、単結晶育成時の引上速度とR-OSF
の発生位置との一般的な関係を模式的に説明した図であ
る。R-OSFは、単結晶育成中の結晶面内での引上軸方向
における温度勾配が異なることによって発生するもので
ある。そのため、図2に示すように、R-OSFの発生領域
は育成中の引上速度(mm/min)の影響を受け、引上速度
を速くすると、R-OSFが現われる領域がウェーハの外側
に移動し、引上速度を遅くすると、R-OSFが現われる領
域がウェーハの内側に移動する。例えば、前述のショル
ダー形成においては、引上速度はボディ部の引上速度の
1/2前後と遅くするため、R-OSFが結晶面内に発生し
易い引上条件となる。FIG. 2 shows the pulling speed and R-OSF during single crystal growth.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a general relationship with the occurrence position of a slash. R-OSF is generated due to a difference in temperature gradient in a pulling axis direction in a crystal plane during single crystal growth. Therefore, as shown in FIG. 2, the region where R-OSF is generated is affected by the pulling speed (mm / min) during growth, and when the pulling speed is increased, the region where the R-OSF appears appears outside the wafer. When moving and lowering the pulling speed, the area where the R-OSF appears moves to the inside of the wafer. For example, in the above-described shoulder formation, since the pulling speed is as slow as about 1/2 of the pulling speed of the body portion, the pulling condition is such that R-OSF is easily generated in the crystal plane.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述の通り、CZ法に
よる単結晶の育成においては、ウェーハの結晶面内にR-
OSFを発生させない方法と、意図して結晶面内にR-OSFを
発生させる方法とがある。これらの方法では、それぞれ
のR-OSFの発生位置に応じて不良になる場合、不良にな
らない場合と異なることになるが、いずれにしてもR-OS
Fの発生状況を一定に制御する必要がある。As described above, when growing a single crystal by the CZ method, R-
There are a method of not generating OSF and a method of intentionally generating R-OSF in the crystal plane. In these methods, when a failure occurs according to the position where each R-OSF occurs, it is different from a case where the failure does not occur.
It is necessary to control the occurrence of F constant.
【0010】R-OSFをウェーハの結晶面内に発生させな
い方法を採用する場合には、R-OSFの発生領域が内側に
移動して、R-OSFが結晶面内に発生すれば、その部分は
不良となる。特に、ショルダー形成の際には、R-OSFが
ウェーハの結晶面内に発生し易くなるが、この場合に
は、引上がボディ部の移行すると同時に、単結晶育成の
最大引上速度で引上げることによって、R-OSFを結晶面
の外側領域に移動させる。しかし、後述するように、結
晶面に発生したR-OSFが面内から消え去るまでには、長
時間を要することになるので、ショルダー形成後のボデ
ィ部の引上当初から広範囲にわたり不良が発生し易いと
いう問題がある。ここでいう最大引上速度は育成される
単結晶の入熱量と放熱量で決定され、この最大引上速度
を超えて育成を続けると、過冷却となって単結晶の円形
が維持されず、四角形になったり、ねじれ現象が発生し
たりする。[0010] In the case of adopting a method in which the R-OSF is not generated in the crystal plane of the wafer, if the R-OSF generation region moves inward and the R-OSF is generated in the crystal plane, the R-OSF is generated in the crystal plane. Becomes defective. In particular, during shoulder formation, R-OSF is likely to be generated in the crystal plane of the wafer, but in this case, the pulling is performed at the maximum pulling speed for growing a single crystal at the same time as the pulling of the body part. Raising moves the R-OSF to the region outside the crystal plane. However, as will be described later, it takes a long time for the R-OSF generated on the crystal plane to disappear from the plane, so a wide range of failures occur from the beginning of pulling up the body after shoulder formation. There is a problem that it is easy. The maximum pulling rate here is determined by the amount of heat input and the amount of heat radiation of the single crystal to be grown.If the growth is continued beyond this maximum pulling rate, the single crystal will not be maintained in a circular shape due to supercooling, It becomes square or twists.
【0011】一方、意図してウェーハの結晶面内にR-OS
Fを発生させる方法を採用する場合であっても、R-OSFの
発生する位置を結晶面内で所望の位置にコントロールで
きる場合はよいが、R-OSFの発生位置が大きく変動すれ
ば、それに該当する結晶部分は不良品となる。このよう
に、R-OSFの発生位置が変動すると、シリコン単結晶ウ
ェーハではR-OSFの規定の他、酸素濃度、比抵抗値など
の多くの仕様が要求されていることから、他製品への流
用は殆ど考慮されない。On the other hand, intentionally, the R-OS
Even when adopting the method of generating F, it is good if the position where R-OSF occurs can be controlled to a desired position in the crystal plane, but if the position where R-OSF occurs greatly fluctuates, The corresponding crystal part is defective. As described above, when the position where the R-OSF is generated fluctuates, many specifications such as oxygen concentration and specific resistance value are required for the silicon single crystal wafer in addition to the provisions of the R-OSF. Diversion is hardly considered.
【0012】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
み、CZ法で育成される単結晶のショルダーを形成する
際にR-OSFをウェーハの結晶面内に発生させず、また、
ボディ部を引上げる際に結晶面内にR-OSFを発生させ
ず、若しくは発生位置を一定にコントロールすることが
できる単結晶の引上速度制御方法を提供することを目的
としている。In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention does not generate R-OSF in the crystal plane of a wafer when forming a single crystal shoulder grown by the CZ method.
It is an object of the present invention to provide a method for controlling a pulling speed of a single crystal in which R-OSF is not generated in a crystal plane when a body portion is pulled, or a position where the R-OSF is generated can be controlled to be constant.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の(1)〜
(3)の単結晶の引上速度制御方法を要旨としている。The present invention provides the following (1) to
The gist is the method of controlling a single crystal pulling speed of (3).
【0014】(1)CZ法によって育成される単結晶の引
上速度制御方法であって、シード絞り後のショルダー形
成においてR-OSFが結晶面内に発生しないように引上速
度を調整することを特徴とする単結晶の引上速度制御方
法である。以下、この方法を第1の制御方法という。(1) A method for controlling the pulling speed of a single crystal grown by the CZ method, wherein the pulling speed is adjusted so that R-OSF does not occur in the crystal plane during shoulder formation after seed drawing. And a method for controlling a pulling speed of a single crystal. Hereinafter, this method is referred to as a first control method.
【0015】第1の制御方法においては、ショルダー径
が目標製品直径となるボディ直径の50%から100%であ
るショルダー形成時には、ボディ部における平均引上速
度の1.2倍から6倍の引上速度で60分以下保持して育成
することが望ましい。In the first control method, when forming a shoulder in which the shoulder diameter is 50% to 100% of the body diameter which is the target product diameter, the pulling speed is 1.2 to 6 times the average pulling speed in the body portion. It is desirable to keep them for 60 minutes or less.
【0016】さらに、第1の制御方法の実施に当たって
は、シード絞り後ショルダー形成によってボディ直径に
なるまでの単結晶の引上げ軸方向長さをLとし、ボディ
部直径をDとした場合に、L/D≧1/4とするのがよ
り望ましい(後述の図4参照)。Further, in the implementation of the first control method, when the length of the single crystal in the pulling axial direction until the body diameter becomes equal to the body diameter by shoulder formation after seed drawing is L, and the body part diameter is D, L It is more preferable that / D ≧ 1/4 (see FIG. 4 described later).
【0017】(2)CZ法によって育成される単結晶の引
上速度制御方法であって、ショルダー形成後に目標製品
となるボディ部の引上げに際しR-OSFが結晶面内に発生
しないように引上速度を調整することを特徴とする単結
晶の引上速度制御方法である。以下、この方法を第2の
制御方法という。(2) A method for controlling a pulling speed of a single crystal grown by the CZ method, wherein the pulling up of a body portion which is a target product after the formation of a shoulder is performed so that R-OSF is not generated in a crystal plane. A method for controlling a pulling speed of a single crystal, characterized by adjusting a speed. Hereinafter, this method is referred to as a second control method.
【0018】第2の制御方法においては、ショルダー形
成後にボディ直径になった直後から引上げられる単結晶
長さがボディ直径になるまで、単結晶の平均引上速度の
1.2倍から6倍の引上速度で育成することが望ましい。In the second control method, the average pulling speed of the single crystal is adjusted until the length of the single crystal pulled immediately after the body diameter becomes equal to the body diameter after the shoulder is formed.
It is desirable to grow at a pulling speed of 1.2 to 6 times.
【0019】(3)CZ法によって育成される単結晶の引
上速度制御方法であって、R-OSFが結晶面内の所定の位
置に発生するように、目標製品となるボディ部の引上速
度の最大30%から最小30%の範囲内で引上速度を調整す
ることを特徴とする単結晶の引上速度制御方法である。
以下、この方法を第3の制御方法という。(3) A method for controlling a pulling speed of a single crystal grown by the CZ method, wherein a pulling of a body part as a target product is performed so that R-OSF is generated at a predetermined position in a crystal plane. A single crystal pulling speed control method characterized in that the pulling speed is adjusted within a range from a maximum of 30% to a minimum of 30% of the speed.
Hereinafter, this method is referred to as a third control method.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】第1の制御方法では、シード絞り
後のショルダー形成においてR-OSFがウェーハの結晶面
内に発生しないように引上速度を調整することを特徴と
している。前述の通り、ショルダー形成において、単結
晶の直径を増大させるため、引上速度がボディ部の引上
速度の1/2前後になり、R-OSFがウェーハ面内に発生
し易くなるので、第1の制御方法が採用される。具体的
には、ショルダー径がボディ直径の50%から100%であ
るショルダー形成時には、ボディ部における平均引上速
度の1.2倍から6倍の引上速度で60分以下保持して育成
することが望ましい。このような操作によって、R-OSF
はウェーハ結晶面の外側に消滅することになる。ここ
で、ショルダー径の下限をボディ直径の50%としている
のは、それ未満のショルダー径で制御を実施しても、シ
ョルダーが小径すぎて、R-OSFの制御に有効でないから
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first control method is characterized in that a pulling speed is adjusted so that R-OSF does not occur in a crystal plane of a wafer in forming a shoulder after seed drawing. As described above, in order to increase the diameter of the single crystal in forming the shoulder, the pulling speed becomes about 1/2 of the pulling speed of the body portion, and the R-OSF is easily generated in the wafer surface. The first control method is adopted. Specifically, when forming a shoulder having a shoulder diameter of 50% to 100% of the body diameter, it is possible to keep the body at a pulling speed of 1.2 to 6 times the average pulling speed of the body and hold the shoulder for 60 minutes or less. desirable. By such operation, R-OSF
Disappears outside the wafer crystal plane. Here, the reason why the lower limit of the shoulder diameter is set to 50% of the body diameter is that even if control is performed with a shoulder diameter smaller than that, the shoulder is too small to be effective in controlling the R-OSF.
【0021】図3は、引上速度とウェーハの結晶面内に
発生したR-OSFが面内から消滅する時間との関係を示し
た図である。図3に示す関係は、R-OSFがボディの部分
に発生して、結晶面の外側に消滅するまで時間を表して
おり、ショルダー形成時のみでなく、ボディ部の引上時
にも適用できる。引上速度はボディ部の平均引上速度と
の対比で示されているが、ここでいうボディ部の平均引
上速度とは、ボディ部の引上長さ(mm)/引上げ時間
(min)で求められる速度(mm/min)を意味している。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the pulling speed and the time when the R-OSF generated in the crystal plane of the wafer disappears from the plane. The relationship shown in FIG. 3 represents the time until R-OSF is generated in the body portion and disappears outside the crystal plane, and can be applied not only when forming the shoulder but also when pulling up the body portion. The pulling speed is shown in comparison with the average pulling speed of the body portion. The average pulling speed of the body portion here is the pulling length of the body portion (mm) / the pulling time (min). Speed (mm / min).
【0022】図3から明らかなように、ボディ部の平均
引上速度の1.2倍から6倍の引上速度を、少なくとも60
分保持すれば、ウェーハの結晶面内に発生したR-OSFを
結晶面の外側に移動させることができる。しかし、60分
を超えて上記の引上速度を保持すると、単結晶は過冷却
によって変形し、円形を維持することができない。As is apparent from FIG. 3, the pulling speed of 1.2 to 6 times the average pulling speed of the body portion is set to at least 60 times.
If the amount is held, the R-OSF generated in the crystal plane of the wafer can be moved outside the crystal plane. However, when the above-mentioned pulling speed is maintained for more than 60 minutes, the single crystal is deformed by supercooling, and cannot maintain a circular shape.
【0023】さらに、第1の制御方法では、シード絞り
後ショルダー形成によってボディ直径になるまでの単結
晶の引上げ軸方向長さをLとし、ボディ部直径をDとし
た場合に、L/D≧1/4とするのがより望ましい。Further, in the first control method, when the length of the single crystal in the pulling-up axis direction until the body diameter becomes equal to the body diameter by the shoulder formation after the seed drawing is L, and the body part diameter is D, L / D ≧ More preferably, it is set to 1/4.
【0024】図4は、ショルダー形成におけるシード絞
り後ボディ直径になるまでの単結晶の引上げ軸方向長さ
Lとボディ部直径Dとの関係を説明する図である。シー
ド絞り後、ショルダー形成において、ショルダー部が始
まるボディ直径の5%からボディ直径に至るまでの単結
晶の引上げ軸方向長さLを上記の条件で管理することに
よって、さらに、R-OSFをウェーハの結晶面の外側に消
滅させ易くなる。また、図4の左側に示すように、引上
げ軸方向長さLがL/D<1/4の短い状態で、引上速
度を速くすると、過冷却の状態になって、単結晶が変形
し易くなる。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the length L of the single crystal in the pulling axial direction until the body diameter becomes equal to the body diameter after the seed drawing in the shoulder formation and the body portion diameter D. After the seed drawing, in the shoulder formation, the pull-up axial direction length L of the single crystal from 5% of the body diameter at which the shoulder portion starts to the body diameter is controlled under the above conditions, so that the R-OSF can be further formed on the wafer. Easily disappears outside of the crystal plane. Further, as shown on the left side of FIG. 4, if the pulling speed is increased in a state where the length L in the pulling axial direction is short, L / D <1 /, a supercooled state occurs and the single crystal is deformed. It will be easier.
【0025】第2の制御方法では、ショルダー形成後の
ボディ部を引上げる際にR-OSFが結晶面内に発生しない
ように引上速度を調整することを特徴としている。第一
の制御方法を採用しても、R-OSFをウェーハの結晶面内
から消滅させることができない場合があるので、第2の
制御方法によるボディ部での調整が必要になる。The second control method is characterized in that the pulling speed is adjusted so that R-OSF is not generated in the crystal plane when pulling up the body after the formation of the shoulder. Even if the first control method is adopted, the R-OSF may not be able to be eliminated from within the crystal plane of the wafer, so that adjustment in the body by the second control method is required.
【0026】具体的には、ショルダー形成後にボディ直
径になった直後から引上げられる単結晶長さがボディ直
径になるまで、単結晶の平均引上速度の1.2倍から6倍
の引上速度で育成することが望ましい。単結晶の平均引
上速度の1.2倍から6倍の引上速度で育成することとし
たのは、前記図3の結果に基づくためである。また、引
上速度の調整を行う単結晶の引上長さに関して、ボディ
直径と限定したのは、このようなボディ部引上げの初期
ではショルダー部からの放熱が多く、引上速度を速くす
ることができるからである。さらに、ボディ直径で数値
限定したのは、本発明者による種々の検討結果に基づく
ものである。Specifically, the growth is performed at a pulling speed of 1.2 to 6 times the average pulling speed of the single crystal until the length of the single crystal pulled immediately after the body diameter becomes equal to the body diameter after forming the shoulder. It is desirable to do. The reason why the single crystal was grown at a pulling speed of 1.2 times to 6 times the average pulling speed is based on the results shown in FIG. In addition, the pulling length of the single crystal for which the pulling speed is adjusted is limited to the body diameter because, in the initial stage of pulling up the body part, heat is largely released from the shoulder portion and the pulling speed is increased. Because it can be. Further, the numerical limitation by the body diameter is based on the results of various studies by the present inventors.
【0027】第3の制御方法は、R-OSFが結晶面内の所
定の位置に発生するように、ボディ部の引上速度の最大
30%から最小30%の範囲内で引上速度を調整することを
特徴としている。単結晶のボディ部の目標直径は、シリ
コン融液の変動に応じて変化する。その直径の偏差に応
じて引上速度を制御する必要があり、この第3の制御方
法によって、R-OSFを結晶面内の所定の位置に発生させ
ることが可能になる。したがって、第3の制御方法は、
意図してウェーハの結晶面内にR-OSFを発生させる方法
を採用する場合に適用することになる。ここで、最大30
%から最小30%の範囲内で引上速度を調整することとし
たのは、この範囲を超えて引上げ速度を調整すると、R-
OSFの変動が大きく、工業製品として満足できる品質が
得られないからである。In the third control method, the maximum pulling speed of the body portion is set so that the R-OSF is generated at a predetermined position in the crystal plane.
It is characterized in that the pulling speed is adjusted within a range of 30% to a minimum of 30%. The target diameter of the body portion of the single crystal changes according to the fluctuation of the silicon melt. It is necessary to control the pulling speed in accordance with the deviation of the diameter, and this third control method makes it possible to generate the R-OSF at a predetermined position in the crystal plane. Therefore, the third control method is as follows.
This is applied when a method of intentionally generating an R-OSF in a crystal plane of a wafer is adopted. Where up to 30
The reason for adjusting the pulling speed within the range of 30% to 30% is that if the pulling speed is adjusted beyond this range, the R-
This is because the OSF greatly fluctuates, and satisfactory quality as an industrial product cannot be obtained.
【0028】[0028]
【実施例】本発明の速度制御方法を、前記図1に示す引
上装置を用いて、直径8インチ(203mm)の単結晶の育
成に適用して、R-OSFがウェーハの結晶面内に発生しな
い単結晶およびR-OSFがウェーハの結晶面内に発生させ
る単結晶とを製造した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The speed control method of the present invention is applied to the growth of a single crystal having a diameter of 8 inches (203 mm) by using the pulling apparatus shown in FIG. A single crystal that does not generate and a single crystal that R-OSF generates in the crystal plane of the wafer were manufactured.
【0029】(実施例1)結晶原料として、多結晶シリ
コンを120Kg充填し、さらに電気抵抗率が10Ωcmになる
ようにP型ドーパントとしてボロンを添加して、坩堝1
および引上手段4をそれぞれ反対方向に回転させつつ、
単結晶1を引き上げた。(Example 1) As a crystal raw material, 120 kg of polycrystalline silicon was filled, and boron was added as a P-type dopant so that the electric resistivity became 10 Ωcm.
And while rotating the lifting means 4 in opposite directions,
Single crystal 1 was pulled up.
【0030】ここでは、R-OSFを結晶面内に発生させな
いようにするため、シード絞りを引上速度2mm/min〜4
mm/minで行ってのち、第1の制御方法を適用して、ショ
ルダー形成は平均引上速度0.8mm/minで行い、ボディ直
径の60%に達した時点から20分間1.8mm/min
〜2.2mm/minで引上を行った。このショルダー形成での
引上速度は、後述するように、ボディ部の平均引上速度
が1.1mm/minになることから、1.6倍から2.0倍に相当す
る。ショルダー部の引上軸方向の長さLは80mmとしたの
で、L/Dは0.39となる。Here, in order to prevent R-OSF from being generated in the crystal plane, the seed aperture is raised at a pulling speed of 2 mm / min to 4 mm.
mm / min, then applying the first control method, shoulder formation was performed at an average pulling speed of 0.8 mm / min, and 1.8 mm / min for 20 minutes from the time when the body diameter reached 60% of the body diameter.
Pulling was performed at ~ 2.2 mm / min. As will be described later, since the average pulling speed of the body portion is 1.1 mm / min, the pulling speed in this shoulder formation is equivalent to 1.6 to 2.0 times. Since the length L of the shoulder portion in the direction of the pulling axis is 80 mm, L / D is 0.39.
【0031】次ぎに、第2の制御方法を適用して、ボデ
ィ部の引上に移行してから引上げられる単結晶長さが50
mm(ボディ直径の約1/4)に達するまで、1.8mm/min
〜3mm/min(ボディ部の平均引上速度の1.6倍から2.0倍
に相当)で結晶を育成した。その結果、ボディ部の平均
引上速度は1.1mm/minとなるが、この平均速度は単結晶
が過冷却によって変形を生じない最大速度であった。Next, by applying the second control method, the length of the single crystal to be pulled after the transition to the pulling of the body portion is 50
1.8mm / min until it reaches mm (about 1/4 of body diameter)
Crystals were grown at 33 mm / min (corresponding to 1.6 to 2.0 times the average pulling speed of the body). As a result, the average pulling speed of the body portion was 1.1 mm / min, but this average speed was the maximum speed at which the single crystal was not deformed by supercooling.
【0032】単結晶のボディ径はシリコン融液の変動に
ともなって変動するので、第3の制御方法を適用した。
シリコン融液の変動による影響を抑えるため、引上速度
を1.2mm/minとして、±0.2mm/minの範囲で引上速度の調
整を実施した。Since the body diameter of the single crystal fluctuates with the fluctuation of the silicon melt, the third control method was applied.
The pulling speed was adjusted within a range of ± 0.2 mm / min with a pulling speed of 1.2 mm / min in order to suppress the influence of the fluctuation of the silicon melt.
【0033】単結晶引上後にスライス加工でウェーハを
削りだして、表面ミラーポリッシュののち、酸化熱処理
行い、次いで、ライトエッチングしてウェーハの結晶面
を観察した。その結果、育成された単結晶の全長にわた
り、結晶面内にR-OSFは観察されなかった。After pulling up the single crystal, the wafer was cut out by slicing, subjected to a surface mirror polish, oxidized, and then light-etched to observe the crystal plane of the wafer. As a result, no R-OSF was observed in the crystal plane over the entire length of the grown single crystal.
【0034】(実施例2)多結晶シリコンの充填、P型
ドーパントの添加は、実施例1と同様にして、単結晶を
引き上げた。さらに、シード絞りからショルダー形成し
てボディ部の引上に移行するまで、実施例1と同じ条件
で、引上を実施した。Example 2 A single crystal was pulled up in the same manner as in Example 1 for filling polycrystalline silicon and adding a P-type dopant. Further, pulling was performed under the same conditions as in Example 1 until a shoulder was formed from the seed drawing and the process shifted to pulling of the body portion.
【0035】ここでは、R-OSFがウェーハの結晶面内に
発生するようにするため、第3の制御方法を適用して、
ボディ部の引上速度を0.7mm/minとし、±0.15mm/minの
範囲で引上速度の調整を行い、R-OSFがウェーハの結晶
面内の所定位置、例えば、ウェーハの半径をRとしてR-
OSFの内径が発生する位置が1/3Rになるようにし
た。Here, the third control method is applied to make the R-OSF occur in the crystal plane of the wafer,
The pulling speed of the body part is set to 0.7 mm / min, and the pulling speed is adjusted within a range of ± 0.15 mm / min, and the R-OSF is set to a predetermined position in the crystal plane of the wafer, for example, the radius of the wafer as R. R-
The position where the inner diameter of the OSF occurs was set to 1 / 3R.
【0036】単結晶引上後にスライス加工でウェーハを
削りだして、表面ミラーポリッシュののち、酸化熱処理
行い、次いで、ライトエッチングしてウェーハの結晶面
を観察した。その結果、ボディ部への移行位置から50mm
まではR-OSFは結晶面内に存在しなかったが、移行位置
から80mmになると、R-OSFは所定位置で、結晶面内の1
/3Rに発生していた。After pulling up the single crystal, the wafer was cut out by slicing, polished on the surface, oxidized, and then light-etched to observe the crystal plane of the wafer. As a result, 50mm from the transition position to the body
Up until the transition position, the R-OSF was at a predetermined position, and the R-OSF did not exist in the crystal plane.
/ 3R.
【0037】上記実施例1、2から、単結晶の引上にお
いて、本発明の引上速度方法を適用することによって、
製品単結晶の不良を大幅に低減できることが分かる。す
なわち、R-OSFがウェーハの結晶面内に発生しない単結
晶を育成する場合には、結晶面内にR-OSFを発生させる
ことがない。また、R-OSFを結晶面内に発生させる場合
であっても、ボディ部の引上に移行後、直ちにR-OSFを
ウェーハの結晶面内の所定位置の発生させることができ
る。From the above Examples 1 and 2, by applying the pulling speed method of the present invention in pulling a single crystal,
It can be seen that defects in the product single crystal can be significantly reduced. That is, when growing a single crystal in which R-OSF is not generated in the crystal plane of the wafer, R-OSF is not generated in the crystal plane. Further, even when the R-OSF is generated in the crystal plane, the R-OSF can be generated at a predetermined position in the crystal plane of the wafer immediately after shifting to the pulling of the body.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の引上速度制御方法によれば、C
Z法の引上げにおいて、結晶面内にR-OSFを発生させ
ず、若しくは発生位置を一定にすることができるので、
高品質な単結晶ウェーハを育成することが可能になる。
しかも、本発明の引上速度制御方法を適用することによ
って、単結晶の収率が上昇し、より安価なウェーハを提
供することができる。According to the pulling speed control method of the present invention, C
In pulling up the Z method, R-OSF is not generated in the crystal plane, or the generation position can be kept constant.
High quality single crystal wafers can be grown.
Moreover, by applying the pulling speed control method of the present invention, the yield of single crystal is increased, and a more inexpensive wafer can be provided.
【図1】このCZ法によってシリコン単結晶を育成する
引上装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a view showing a configuration of a pulling apparatus for growing a silicon single crystal by the CZ method.
【図2】単結晶育成時の引上速度とR-OSFの発生位置と
の一般的な関係を模式的に説明した図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a general relationship between a pulling speed during the growth of a single crystal and an R-OSF generation position.
【図3】引上速度とウェーハの結晶面内に発生したR-OS
Fが面内から消滅する時間との関係を示した図である。Fig. 3 Pulling speed and R-OS generated in the crystal plane of the wafer
It is a figure showing relation with time when F disappears from a field.
【図4】ショルダー形成におけるシード絞り後ボディ直
径になるまでの単結晶の引上げ軸方向長さLとボディ部
直径Dとの関係を説明する図である。FIG. 4 is a view for explaining the relationship between the length L of the single crystal in the pulling axial direction until the body diameter becomes equal to the body diameter after seed drawing in the shoulder formation and the body part diameter D.
1:坩堝、 2:加熱ヒーター 3:融液、 4:引上げ手段 5:種結晶、 6:単結晶 6a:シード部、 6b:ショルダー部 6c:ボディ部 7:金属チャンバー 1: Crucible 2: Heater 3: Melt 4: Pulling means 5: Seed crystal 6: Single crystal 6a: Seed part 6b: Shoulder part 6c: Body part 7: Metal chamber
Claims (6)
結晶の引上速度制御方法であって、シード絞り後のショ
ルダー形成においてリング状の酸化誘起積層欠陥が結晶
面内に発生しないように引上速度を調整することを特徴
とする単結晶の引上速度制御方法。A method for controlling a pulling speed of a single crystal grown by a Czochralski method, wherein a ring-shaped oxidation-induced stacking fault is not generated in a crystal plane in forming a shoulder after seed drawing. A method for controlling a pulling speed of a single crystal, comprising adjusting a speed.
直径の50%から100%であるショルダー形成時には、ボ
ディ部における平均引上速度の1.2倍から6倍の引上速
度で60分以下保持して育成することを特徴とする請求項
1記載の単結晶の引上速度制御方法。2. When forming a shoulder in which the shoulder diameter is 50% to 100% of the body diameter which is the target product diameter, the body is held at a pulling speed of 1.2 to 6 times the average pulling speed of the body for 60 minutes or less. The method for controlling a pulling speed of a single crystal according to claim 1, wherein the crystal is grown by growing.
ィ直径になるまでの単結晶の引上げ軸方向長さをLと
し、ボディ部直径をDとした場合に、L/D≧1/4と
することを特徴とする請求項2記載の単結晶の引上速度
制御方法。3. When the length of the single crystal in the pulling axial direction until the body diameter is formed by shoulder formation after seed drawing is L, and the body diameter is D, L / D ≧ 1 /. 3. The method for controlling a pulling speed of a single crystal according to claim 2, wherein:
結晶の引上速度制御方法であって、ショルダー形成後に
目標製品となるボディ部の引上げに際しリング状の酸化
誘起積層欠陥が結晶面内に発生しないように引上速度を
調整することを特徴とする単結晶の引上速度制御方法。4. A method for controlling a pulling speed of a single crystal grown by a Czochralski method, wherein ring-shaped oxidation-induced stacking faults are generated in a crystal plane when a body portion serving as a target product is formed after a shoulder is formed. A pulling speed control method for a single crystal, wherein a pulling speed is adjusted so as not to cause the pulling.
後から引上げられる単結晶長さがボディ直径になるま
で、単結晶の平均引上速度の1.2倍から6倍の引上速度
で育成することを特徴とする請求項4記載の単結晶の引
上速度制御方法。5. A method of growing a single crystal at a pulling speed of 1.2 to 6 times the average pulling speed of the single crystal until the length of the single crystal pulled immediately after the body diameter becomes equal to the body diameter after forming the shoulder. 5. The method for controlling a pulling speed of a single crystal according to claim 4, wherein:
結晶の引上速度制御方法であって、リング状の酸化誘起
積層欠陥が結晶面内の所定の位置に発生するように、目
標製品となるボディ部の引上速度の最大30%から最小30
%の範囲内で引上速度を調整することを特徴とする単結
晶の引上速度制御方法。6. A method for controlling a pulling speed of a single crystal grown by a Czochralski method, wherein a target product is formed such that ring-shaped oxidation-induced stacking faults are generated at predetermined positions in a crystal plane. Maximum 30% to minimum 30 of body speed
%, Wherein the pulling speed is adjusted within the range of%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34969597A JPH11180793A (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method for controlling single crystal pulling-up rate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34969597A JPH11180793A (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method for controlling single crystal pulling-up rate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11180793A true JPH11180793A (en) | 1999-07-06 |
Family
ID=18405484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34969597A Pending JPH11180793A (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method for controlling single crystal pulling-up rate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11180793A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010132492A (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Sumco Corp | Method for growing silicon single crystal |
JPWO2009104534A1 (en) * | 2008-02-18 | 2011-06-23 | 株式会社Sumco | Silicon single crystal |
DE102010005100A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Siltronic AG, 81737 | Process for the production of semiconductor wafers of silicon with a diameter of at least 450 mm and semiconductor wafer of silicon with a diameter of 450 mm |
DE102009024473A1 (en) * | 2009-06-10 | 2011-08-18 | Siltronic AG, 81737 | Process for pulling a single crystal of silicon |
CN103014840A (en) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 上海申和热磁电子有限公司 | Method for reducing oxidation stacking fault of head of N-type single crystal |
CN103060900A (en) * | 2013-01-24 | 2013-04-24 | 天通控股股份有限公司 | Control method of taper tail end length of sapphire crystal growth by CZ (Czochralski) method |
US8864906B2 (en) | 2005-04-26 | 2014-10-21 | Sumco Techxiv Kabushiki Kaisha | Method for producing silicon wafer |
JP2021508665A (en) * | 2018-01-19 | 2021-03-11 | エスケイ・シルトロン・カンパニー・リミテッド | Silicon single crystal growth method and equipment |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34969597A patent/JPH11180793A/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112006001092B4 (en) | 2005-04-26 | 2020-01-16 | Sumco Techxiv K.K. | Manufacturing process for silicon wafers |
US8864906B2 (en) | 2005-04-26 | 2014-10-21 | Sumco Techxiv Kabushiki Kaisha | Method for producing silicon wafer |
JPWO2009104534A1 (en) * | 2008-02-18 | 2011-06-23 | 株式会社Sumco | Silicon single crystal |
JP2010132492A (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Sumco Corp | Method for growing silicon single crystal |
US8758506B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-06-24 | Siltronic Ag | Method for pulling a silicon single crystal |
DE102009024473B4 (en) * | 2009-06-10 | 2015-11-26 | Siltronic Ag | A method for pulling a single crystal of silicon and then produced single crystal |
DE102009024473A1 (en) * | 2009-06-10 | 2011-08-18 | Siltronic AG, 81737 | Process for pulling a single crystal of silicon |
CN102146581A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-10 | 硅电子股份公司 | Producing method of silicon semiconductor wafer with diameter of at least 450 mm and silicon semiconductor wafer with 450 mm diameter |
KR101348483B1 (en) * | 2010-01-20 | 2014-01-06 | 실트로닉 아게 | Method for producing semiconductor wafers composed of silicon having a diameter of at least 450 mm, and semiconductor wafer composed of silicon having a diameter of 450 mm |
US8357590B2 (en) | 2010-01-20 | 2013-01-22 | Siltronic Ag | Method for producing semiconductor wafers composed of silicon having a diameter of at least 450 mm, and semiconductor wafer composed of silicon having a diameter of 450 mm |
JP2011148691A (en) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Siltronic Ag | Method for producing semiconductor wafer composed of silicon, which has diameter of at least 450 mm, and semiconductor wafer composed of silicon, which has diameter of 450 mm |
DE102010005100B4 (en) * | 2010-01-20 | 2016-07-14 | Siltronic Ag | Process for the production of semiconductor wafers of silicon with a diameter of at least 450 mm |
DE102010005100A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Siltronic AG, 81737 | Process for the production of semiconductor wafers of silicon with a diameter of at least 450 mm and semiconductor wafer of silicon with a diameter of 450 mm |
CN103014840A (en) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 上海申和热磁电子有限公司 | Method for reducing oxidation stacking fault of head of N-type single crystal |
CN103060900A (en) * | 2013-01-24 | 2013-04-24 | 天通控股股份有限公司 | Control method of taper tail end length of sapphire crystal growth by CZ (Czochralski) method |
JP2021508665A (en) * | 2018-01-19 | 2021-03-11 | エスケイ・シルトロン・カンパニー・リミテッド | Silicon single crystal growth method and equipment |
US11332848B2 (en) | 2018-01-19 | 2022-05-17 | Sk Siltron Co., Ltd. | Silicon single crystal growth method and apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11189495A (en) | Silicon single crystal and its production | |
JP4151580B2 (en) | Method for producing silicon single crystal and silicon single crystal and silicon wafer | |
JP3841863B2 (en) | Method of pulling silicon single crystal | |
KR20180101586A (en) | Manufacturing method of silicon single crystal | |
US20090293804A1 (en) | Method of shoulder formation in growing silicon single crystals | |
US7048796B2 (en) | Silicon single crystal wafer fabricating method and silicon single crystal wafer | |
US6802899B1 (en) | Silicon single crystal wafer and manufacturing process therefor | |
JPH11180793A (en) | Method for controlling single crystal pulling-up rate | |
JP2010024120A (en) | Silicon single crystal and its growing method | |
JP4013324B2 (en) | Single crystal growth method | |
JPH11130592A (en) | Production of silicon single crystal | |
KR19980070037A (en) | Optimization method of pulling rate of seed crystal during semiconductor ingot growth, semiconductor ingot growth method using the same, semiconductor ingot and semiconductor wafer and semiconductor device grown accordingly | |
US6153009A (en) | Method for producing a silicon single crystal and the silicon single crystal produced thereby | |
JP4407188B2 (en) | Silicon wafer manufacturing method and silicon wafer | |
JP2002198375A (en) | Method of heat treatment of semiconductor wafer and semiconducor wafer fabricated therby | |
JP2009292662A (en) | Method for forming shoulder in growing silicon single crystal | |
JP4640796B2 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
JP4407192B2 (en) | Single crystal manufacturing method | |
JPH11236293A (en) | High quality silicon single crystal wafer | |
JP4296740B2 (en) | Manufacturing method of silicon single crystal wafer, silicon single crystal wafer and epitaxial wafer | |
JP3690680B2 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
JPH06271388A (en) | Production of semiconductor single crystal rod | |
JP3724535B2 (en) | High quality silicon single crystal | |
JP7452314B2 (en) | Method for producing silicon raw material crystal for FZ and production system for silicon raw material crystal for FZ | |
JPH11199380A (en) | Silicon wafer and crystal growth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040831 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070213 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20070411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070710 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070905 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20071009 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20071116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |