JPH11322488A - 単結晶引き上げ方法 - Google Patents
単結晶引き上げ方法Info
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- JPH11322488A JPH11322488A JP14205798A JP14205798A JPH11322488A JP H11322488 A JPH11322488 A JP H11322488A JP 14205798 A JP14205798 A JP 14205798A JP 14205798 A JP14205798 A JP 14205798A JP H11322488 A JPH11322488 A JP H11322488A
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- single crystal
- crystal
- resonance frequency
- pulling
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＺ法による単結晶の引き上げにおいて、引
上げワイヤと育成単結晶とによって構成される振り子の
共振周波数を結晶育成長さに応じて可変とする単結晶引
き上げ方法を提供する。 【解決手段】 結晶回転数を跨いでシード軸共振周波数
を変えながら単結晶を育成する。具体的には、単結晶の
トップ部近傍を育成する際に結晶回転速度Ｓ／Ｒを高速
に維持して酸素濃度を下げ、ボトム部近傍を育成する際
に結晶回転速度Ｓ／Ｒを低速に維持して単結晶の変形を
防ぐ単結晶引き上げ方法において、シード軸共振周波数
ｆ（／分）は、当初Ｓ／Ｒより低い周波数ａ〜周波数ｂ
上に設定し、その後振り子長さを短縮させてＳ／Ｒより
高い周波数ｃ〜周波数ｄ上に切り換える。
上げワイヤと育成単結晶とによって構成される振り子の
共振周波数を結晶育成長さに応じて可変とする単結晶引
き上げ方法を提供する。 【解決手段】 結晶回転数を跨いでシード軸共振周波数
を変えながら単結晶を育成する。具体的には、単結晶の
トップ部近傍を育成する際に結晶回転速度Ｓ／Ｒを高速
に維持して酸素濃度を下げ、ボトム部近傍を育成する際
に結晶回転速度Ｓ／Ｒを低速に維持して単結晶の変形を
防ぐ単結晶引き上げ方法において、シード軸共振周波数
ｆ（／分）は、当初Ｓ／Ｒより低い周波数ａ〜周波数ｂ
上に設定し、その後振り子長さを短縮させてＳ／Ｒより
高い周波数ｃ〜周波数ｄ上に切り換える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法による単結
晶の引き上げ方法に関する。
晶の引き上げ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶シリコンは一般にＣＺ法を用いて
製造されている。ＣＺ法では、単結晶製造装置内に設置
した石英るつぼに多結晶シリコンを充填し、石英るつぼ
の周囲に設けたヒータによって前記多結晶シリコンを加
熱溶解して融液とする。そして、シードホルダに取り付
けた種結晶を融液に浸漬し、シードホルダおよび石英る
つぼを互いに同方向または逆方向に回転させながらシー
ドホルダを引き上げて単結晶シリコンを所定の直径およ
び長さに成長させる。
製造されている。ＣＺ法では、単結晶製造装置内に設置
した石英るつぼに多結晶シリコンを充填し、石英るつぼ
の周囲に設けたヒータによって前記多結晶シリコンを加
熱溶解して融液とする。そして、シードホルダに取り付
けた種結晶を融液に浸漬し、シードホルダおよび石英る
つぼを互いに同方向または逆方向に回転させながらシー
ドホルダを引き上げて単結晶シリコンを所定の直径およ
び長さに成長させる。
【０００３】単結晶育成時、図１０に示すように引上げ
ワイヤ巻取りドラム１から垂下する引上げワイヤ１０
と、このワイヤ１０の下端に取着されたシードホルダ１
１及び種結晶１５、または引上げワイヤ１０と育成中の
単結晶とによって振り子が形成される。引上げワイヤ巻
取りドラム１の水平面上での回転により引上げワイヤ１
０及び種結晶１５は所定の回転速度Ｓ／Ｒで回転する。
これと同時に種結晶１５は垂直軸Ｙの回りに半径ｒの円
を描き、引上げワイヤ１０は前記垂直軸Ｙの回りに円錐
を描くような円錐振り子運動をする。前記振り子の１分
間当たりの共振周波数ｆ（／分）は、自由落下の加速度
をｇ、引上げワイヤ１０の実効長をＬとすると、
ワイヤ巻取りドラム１から垂下する引上げワイヤ１０
と、このワイヤ１０の下端に取着されたシードホルダ１
１及び種結晶１５、または引上げワイヤ１０と育成中の
単結晶とによって振り子が形成される。引上げワイヤ巻
取りドラム１の水平面上での回転により引上げワイヤ１
０及び種結晶１５は所定の回転速度Ｓ／Ｒで回転する。
これと同時に種結晶１５は垂直軸Ｙの回りに半径ｒの円
を描き、引上げワイヤ１０は前記垂直軸Ｙの回りに円錐
を描くような円錐振り子運動をする。前記振り子の１分
間当たりの共振周波数ｆ（／分）は、自由落下の加速度
をｇ、引上げワイヤ１０の実効長をＬとすると、
【数１】ｆ＝６０×１／２π×（ｇ／Ｌ）1/2 で表すことができる。
【０００４】結晶回転数をシード軸共振周波数と一致さ
せないようにするため、特開昭６３−３０３８８８で開
示されている単結晶成長装置は、プルチャンバと、プル
チャンバ上方のワイヤ巻取り部との間にワイヤ巻取り部
の昇降を可能とするベローズを設け、結晶回転速度に応
じてワイヤ巻取り部を上昇または下降させて引上げワイ
ヤの実効長を変え、共振周波数ｆが結晶回転速度Ｓ／Ｒ
より大きくなるように設定し、または共振周波数ｆが結
晶回転速度Ｓ／Ｒより小さくなるように設定して引上げ
ワイヤの共振を回避している。
せないようにするため、特開昭６３−３０３８８８で開
示されている単結晶成長装置は、プルチャンバと、プル
チャンバ上方のワイヤ巻取り部との間にワイヤ巻取り部
の昇降を可能とするベローズを設け、結晶回転速度に応
じてワイヤ巻取り部を上昇または下降させて引上げワイ
ヤの実効長を変え、共振周波数ｆが結晶回転速度Ｓ／Ｒ
より大きくなるように設定し、または共振周波数ｆが結
晶回転速度Ｓ／Ｒより小さくなるように設定して引上げ
ワイヤの共振を回避している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体デバイス
生産の効率化、歩留り向上等を目的として単結晶の大径
化あるいは長尺化が進み、この傾向に対応するため単結
晶製造装置の高さも高くなっている。上記従来の特開昭
６３−３０３８８８で開示されている単結晶成長装置に
おいては、この装置の全高が高くなると共振周波数が低
下するため、結晶回転速度も下げざるを得ず、単結晶の
面内抵抗率や酸素濃度の悪化を来す。また、結晶回転速
度を急に変えると結晶品質の低下を起こし、さらには有
転位化する。共振周波数の近傍で結晶を回転し続ける
と、共振現象で振幅が増大し、多くの不具合が発生す
る。共振周波数は、設定された引上げワイヤ巻取りドラ
ム１の位置と結晶長さで決定され、漸増するので、共振
周波数を跨いで任意の結晶回転速度を設定することがで
きない。
生産の効率化、歩留り向上等を目的として単結晶の大径
化あるいは長尺化が進み、この傾向に対応するため単結
晶製造装置の高さも高くなっている。上記従来の特開昭
６３−３０３８８８で開示されている単結晶成長装置に
おいては、この装置の全高が高くなると共振周波数が低
下するため、結晶回転速度も下げざるを得ず、単結晶の
面内抵抗率や酸素濃度の悪化を来す。また、結晶回転速
度を急に変えると結晶品質の低下を起こし、さらには有
転位化する。共振周波数の近傍で結晶を回転し続ける
と、共振現象で振幅が増大し、多くの不具合が発生す
る。共振周波数は、設定された引上げワイヤ巻取りドラ
ム１の位置と結晶長さで決定され、漸増するので、共振
周波数を跨いで任意の結晶回転速度を設定することがで
きない。
【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、引上げワイヤと育成単結晶とによって構成
される振り子の共振周波数を結晶育成長さに応じて可変
とすることができるような単結晶引き上げ方法を提供す
ることを目的としている。
れたもので、引上げワイヤと育成単結晶とによって構成
される振り子の共振周波数を結晶育成長さに応じて可変
とすることができるような単結晶引き上げ方法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る単結晶引き上げ方法の第１は、ＣＺ法
による単結晶の引き上げにおいて、単結晶の成長度合い
に応じて結晶回転数を跨いでシード軸共振周波数を変え
ながら単結晶を引き上げることを特徴とする。上記構成
によれば、引上げワイヤ巻取り装置のドラム中心から育
成単結晶の重心位置までの長さによって決まるシード軸
共振周波数を、単結晶の成長度合いに応じて結晶回転数
を跨いで任意に変えることにより、結晶回転速度に対し
て十分に高い、あるいは十分に低い値のシード軸共振周
波数を選択して設定しながら単結晶を引き上げるように
している。この結果、単結晶の成長度合いに応じてシー
ド軸共振周波数と結晶回転速度との接近を避けながら高
速の結晶回転速度で引き上げが行えるので、単結晶の面
内抵抗率や酸素濃度を低減することができる。
め、本発明に係る単結晶引き上げ方法の第１は、ＣＺ法
による単結晶の引き上げにおいて、単結晶の成長度合い
に応じて結晶回転数を跨いでシード軸共振周波数を変え
ながら単結晶を引き上げることを特徴とする。上記構成
によれば、引上げワイヤ巻取り装置のドラム中心から育
成単結晶の重心位置までの長さによって決まるシード軸
共振周波数を、単結晶の成長度合いに応じて結晶回転数
を跨いで任意に変えることにより、結晶回転速度に対し
て十分に高い、あるいは十分に低い値のシード軸共振周
波数を選択して設定しながら単結晶を引き上げるように
している。この結果、単結晶の成長度合いに応じてシー
ド軸共振周波数と結晶回転速度との接近を避けながら高
速の結晶回転速度で引き上げが行えるので、単結晶の面
内抵抗率や酸素濃度を低減することができる。
【０００８】また、本発明に係る単結晶引き上げ方法の
第２は、単結晶のトップ部近傍を育成する際に結晶回転
速度を高速に維持して酸素濃度を下げ、ボトム部近傍を
育成する際に結晶回転速度を低速に維持して単結晶の変
形を防ぐ単結晶引き上げ方法において、シード軸共振周
波数を、トップ部近傍を育成する際には結晶回転速度よ
りも低く設定し、ボトム部近傍を育成する際には結晶回
転速度よりも高く設定することを特徴とする。上記構成
によれば、単結晶のトップ部近傍を育成する初期段階に
おいてはシード軸共振周波数を結晶回転速度よりも低く
設定したので、結晶回転速度を高速化しやすい。また、
単結晶のボトム部近傍を育成する後期段階においてはシ
ード軸共振周波数を結晶回転速度よりも高く設定したの
で、結晶回転速度を低速化することが容易となる。これ
により、単結晶の面内抵抗率や酸素濃度を低減すること
ができる。
第２は、単結晶のトップ部近傍を育成する際に結晶回転
速度を高速に維持して酸素濃度を下げ、ボトム部近傍を
育成する際に結晶回転速度を低速に維持して単結晶の変
形を防ぐ単結晶引き上げ方法において、シード軸共振周
波数を、トップ部近傍を育成する際には結晶回転速度よ
りも低く設定し、ボトム部近傍を育成する際には結晶回
転速度よりも高く設定することを特徴とする。上記構成
によれば、単結晶のトップ部近傍を育成する初期段階に
おいてはシード軸共振周波数を結晶回転速度よりも低く
設定したので、結晶回転速度を高速化しやすい。また、
単結晶のボトム部近傍を育成する後期段階においてはシ
ード軸共振周波数を結晶回転速度よりも高く設定したの
で、結晶回転速度を低速化することが容易となる。これ
により、単結晶の面内抵抗率や酸素濃度を低減すること
ができる。
【０００９】更に、本発明に係る単結晶引き上げ方法の
第３は、上記単結晶引き上げ方法の第１又は第２におい
て、シード軸共振周波数を結晶回転速度より２ｒｐｍ以
上離して単結晶を育成するＳ区間と、単結晶の育成を阻
害しない時間内にシード軸共振周波数と結晶回転数とを
交差させるＴ区間とによって単結晶を育成することを特
徴とする。シード軸共振周波数を、結晶品質を作り込む
のに必要な結晶回転速度よりも２ｒｐｍ以上離して単結
晶を育成するＳ区間と、シード軸共振周波数と結晶回転
速度とが交差するが、共振現象激化の程度が単結晶の育
成を阻害しない時間内にシード軸共振周波数と結晶回転
速度とを交差させてシード軸共振周波数を大幅に変化さ
せるＴ区間と、その後のＳ区間とによって構成される単
結晶引き上げ方法である。Ｔ区間においては、結晶回転
速度を急激に変化させると単結晶の有転位化を起こすの
で、結晶回転速度の変更は徐々に、シード軸共振周波数
の切り換えは速やかに行うものとする。
第３は、上記単結晶引き上げ方法の第１又は第２におい
て、シード軸共振周波数を結晶回転速度より２ｒｐｍ以
上離して単結晶を育成するＳ区間と、単結晶の育成を阻
害しない時間内にシード軸共振周波数と結晶回転数とを
交差させるＴ区間とによって単結晶を育成することを特
徴とする。シード軸共振周波数を、結晶品質を作り込む
のに必要な結晶回転速度よりも２ｒｐｍ以上離して単結
晶を育成するＳ区間と、シード軸共振周波数と結晶回転
速度とが交差するが、共振現象激化の程度が単結晶の育
成を阻害しない時間内にシード軸共振周波数と結晶回転
速度とを交差させてシード軸共振周波数を大幅に変化さ
せるＴ区間と、その後のＳ区間とによって構成される単
結晶引き上げ方法である。Ｔ区間においては、結晶回転
速度を急激に変化させると単結晶の有転位化を起こすの
で、結晶回転速度の変更は徐々に、シード軸共振周波数
の切り換えは速やかに行うものとする。
【００１０】
【発明の実施の形態および実施例】次に、本発明に係る
単結晶引き上げ方法の実施例について図面を参照して説
明する。図１は本発明の単結晶引き上げ方法において使
用する単結晶製造装置を示す。この単結晶製造装置の上
端部には真空容器３が設置されており、この真空容器３
は、ボールねじ１３の回転により昇降するキャリッジ１
４に取着された下部固定容器３ｂと、下部固定容器３ｂ
に水平面上で回転自在に支持された上部回転容器３ａと
を備えている。この上部回転容器３ａはキャリッジ１４
に取着されたモータ２によって水平面上で回転駆動され
るようになっており、また上部回転容器３ａ内には引上
げワイヤ巻取りドラム１が収容されている。また、下部
固定容器３ｂの下方には、伸縮自在のベローズ４及びプ
ルチャンバ５と、メインチャンバ６とがこの順に接続さ
れ、メインチャンバ６内にはるつぼ７、ヒータ８などが
設置されている。るつぼ７に装填した原料多結晶をヒー
タ８で加熱して融液９とし、引上げワイヤ１０の下端に
シードホルダ１１を介して取着した種結晶を前記融液９
に浸漬してなじませた後、引上げワイヤ１０を巻き取る
ことにより単結晶１２が育成される。また、真空容器３
にはボールねじ１３の回転により昇降するキャリッジ１
４が取着されていて、真空容器３はベローズ４の伸縮限
度内で昇降可能である。
単結晶引き上げ方法の実施例について図面を参照して説
明する。図１は本発明の単結晶引き上げ方法において使
用する単結晶製造装置を示す。この単結晶製造装置の上
端部には真空容器３が設置されており、この真空容器３
は、ボールねじ１３の回転により昇降するキャリッジ１
４に取着された下部固定容器３ｂと、下部固定容器３ｂ
に水平面上で回転自在に支持された上部回転容器３ａと
を備えている。この上部回転容器３ａはキャリッジ１４
に取着されたモータ２によって水平面上で回転駆動され
るようになっており、また上部回転容器３ａ内には引上
げワイヤ巻取りドラム１が収容されている。また、下部
固定容器３ｂの下方には、伸縮自在のベローズ４及びプ
ルチャンバ５と、メインチャンバ６とがこの順に接続さ
れ、メインチャンバ６内にはるつぼ７、ヒータ８などが
設置されている。るつぼ７に装填した原料多結晶をヒー
タ８で加熱して融液９とし、引上げワイヤ１０の下端に
シードホルダ１１を介して取着した種結晶を前記融液９
に浸漬してなじませた後、引上げワイヤ１０を巻き取る
ことにより単結晶１２が育成される。また、真空容器３
にはボールねじ１３の回転により昇降するキャリッジ１
４が取着されていて、真空容器３はベローズ４の伸縮限
度内で昇降可能である。
【００１１】ここで引上げワイヤ１０の巻き取り速度を
Ｖw 、キャリッジ１４の移動速度をＶc 、結晶成長速度
をＶSLとすると、ＶSL＝Ｖw ＋Ｖc で表される。また、
キャリッジ１４により移動する引上げワイヤ巻取りドラ
ム１の移動前の位置をＤp1、移動後の位置をＤp2とする
と、前記巻取りドラム１の移動所要時間ｔは、ｔ＝（Ｄ
p2−Ｄp1）／Ｖc で表される。これらの値を従来のシー
ド移動速度プログラムに入力し、シード軸共振周波数変
更時の制御プログラムとして利用する。
Ｖw 、キャリッジ１４の移動速度をＶc 、結晶成長速度
をＶSLとすると、ＶSL＝Ｖw ＋Ｖc で表される。また、
キャリッジ１４により移動する引上げワイヤ巻取りドラ
ム１の移動前の位置をＤp1、移動後の位置をＤp2とする
と、前記巻取りドラム１の移動所要時間ｔは、ｔ＝（Ｄ
p2−Ｄp1）／Ｖc で表される。これらの値を従来のシー
ド移動速度プログラムに入力し、シード軸共振周波数変
更時の制御プログラムとして利用する。
【００１２】図２〜図５は、図１に示した単結晶製造装
置の姿勢別、工程別の変化を表す。図２はベローズ４が
最大限に伸長され、種結晶が融液に浸漬された状態を示
している。このときの振り子の長さＬ1 は引上げワイヤ
巻取りドラム１の中心から融液９の表面までの距離であ
り、具体例として３０５０ｍｍとする。また、ベローズ
４の伸縮範囲は１０００ｍｍとする。この状態において
引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
置の姿勢別、工程別の変化を表す。図２はベローズ４が
最大限に伸長され、種結晶が融液に浸漬された状態を示
している。このときの振り子の長さＬ1 は引上げワイヤ
巻取りドラム１の中心から融液９の表面までの距離であ
り、具体例として３０５０ｍｍとする。また、ベローズ
４の伸縮範囲は１０００ｍｍとする。この状態において
引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
【数２】ｆ＝６０×１／２π×（９. ８／３. ０５）
1/2 ＝１７. １ で表される。
1/2 ＝１７. １ で表される。
【００１３】図３はベローズを最大限に伸長した状態
で、直胴部長さ１０００ｍｍの単結晶１２を引き上げた
ときの模式図である。単結晶１２の重心位置Ｇは直胴部
上端から５００ｍｍの位置にあり、振り子の長さＬ2 す
なわち引上げワイヤ巻取りドラム１の中心から前記重心
位置Ｇまでの長さを２２５０ｍｍとすると、この状態に
おける引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
で、直胴部長さ１０００ｍｍの単結晶１２を引き上げた
ときの模式図である。単結晶１２の重心位置Ｇは直胴部
上端から５００ｍｍの位置にあり、振り子の長さＬ2 す
なわち引上げワイヤ巻取りドラム１の中心から前記重心
位置Ｇまでの長さを２２５０ｍｍとすると、この状態に
おける引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
【数３】ｆ＝６０×１／２π×（９. ８／２. ２５）
1/2 ＝１９. ９ で表される。つまり、種結晶を融液に浸漬した時点から
単結晶育成が完了した時点までの間にシード軸共振周波
数ｆは１７. １から１９. ９に変化する。
1/2 ＝１９. ９ で表される。つまり、種結晶を融液に浸漬した時点から
単結晶育成が完了した時点までの間にシード軸共振周波
数ｆは１７. １から１９. ９に変化する。
【００１４】また、図４はベローズの長さが最小となる
ように圧縮した状態で、種結晶を融液に浸漬した状態を
示している。このときの振り子の長さＬ3 は引上げワイ
ヤ巻取りドラム１の中心から融液９の表面までの距離で
あり、ベローズの伸縮範囲は１０００ｍｍであるから、
引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
ように圧縮した状態で、種結晶を融液に浸漬した状態を
示している。このときの振り子の長さＬ3 は引上げワイ
ヤ巻取りドラム１の中心から融液９の表面までの距離で
あり、ベローズの伸縮範囲は１０００ｍｍであるから、
引上げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
【数４】ｆ＝６０×１／２π×（９. ８／２. ０５）
1/2 ＝２０. ９ で表される。
1/2 ＝２０. ９ で表される。
【００１５】図５はベローズの長さが最小となるように
圧縮した状態で、直胴部長さ１０００ｍｍの単結晶１２
を引き上げたときの模式図である。単結晶１２の重心位
置Ｇは直胴部上端から５００ｍｍの位置にあり、振り子
の長さＬ4 すなわち引上げワイヤ巻取りドラム１の中心
から前記重心位置Ｇまでの長さは、図３に示したＬ2よ
り１０００ｍｍ短い１２５０ｍｍである。そこで、引上
げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
圧縮した状態で、直胴部長さ１０００ｍｍの単結晶１２
を引き上げたときの模式図である。単結晶１２の重心位
置Ｇは直胴部上端から５００ｍｍの位置にあり、振り子
の長さＬ4 すなわち引上げワイヤ巻取りドラム１の中心
から前記重心位置Ｇまでの長さは、図３に示したＬ2よ
り１０００ｍｍ短い１２５０ｍｍである。そこで、引上
げワイヤ１０の共振周波数ｆ（／分）は、
【数５】ｆ＝６０×１／２π×（９. ８／１. ２５）
1/2 ＝２６. ７ で表される。つまり、種結晶を融液に浸漬した時点から
単結晶育成が完了した時点までの間にシード軸共振周波
数ｆは２０. ９から２６. ７に変化する。
1/2 ＝２６. ７ で表される。つまり、種結晶を融液に浸漬した時点から
単結晶育成が完了した時点までの間にシード軸共振周波
数ｆは２０. ９から２６. ７に変化する。
【００１６】次に、上記共振周波数をもつ単結晶引き上
げ装置を用いた単結晶引き上げ方法の実施例について説
明する。図６は、第１実施例としてウェーハの面内抵抗
率のばらつき低減を主目的とした単結晶引き上げ方法を
示している。シード軸共振周波数（／分）は点線で示す
ように、ベローズ伸長時には数２で表される周波数ａか
ら数３で表される周波数ｂまで、すなわち１７. １から
１９. ９まで変化し、ベローズ圧縮時には数４で表され
る周波数ｃから数５で表される周波数ｄまで、すなわち
２０. ９から２６. ７まで変化する。単結晶の育成に当
たり、図１に示したボールねじ１３を駆動してキャリッ
ジ１４を上昇させ、ベローズ４を最大限に伸長した状態
で融液９に種結晶を浸漬し、単結晶１２の育成を開始し
た。結晶回転速度Ｓ／Ｒは単結晶の育成開始から終了ま
で一貫して２０ｒｐｍを維持した。固化率が約３０％に
到達するまでの第１のＳ区間（Ｓ1 区間）では、ベロー
ズを伸長したままシード軸共振周波数が周波数ａから周
波数ｂに変化する過程を維持した。固化率が約３０％に
なったときＴ区間に入り、ベローズの長さが最小となる
ように圧縮させ、シード軸共振周波数が周波数ｃから周
波数ｄに変化する直線上に切り換えた。このとき、キャ
リッジの移動速度Ｖc ＝−２００ｍｍ／分、結晶引上げ
ワイヤの巻き取り速度Ｖw ′＝（Ｖw ＋２００ｍｍ）／
分で５分間制御する。前記切り換え後は第２のＳ区間
（Ｓ2 区間）となり、シード軸共振周波数が２０. ９か
ら２６. ７に変化する直線上に乗る。Ｓ／Ｒは常時一貫
して２０ｒｐｍに維持したが、共振周波数とはＴ区間を
除いて常に２ｒｐｍ以上隔たっていた。また、るつぼ回
転速度Ｃ／Ｒは、固化率５０％まで８ｒｐｍ、その後１
０ｒｐｍとし、Ｓ／ＲとＣ／Ｒとの比を２. ０倍以上に
維持した。
げ装置を用いた単結晶引き上げ方法の実施例について説
明する。図６は、第１実施例としてウェーハの面内抵抗
率のばらつき低減を主目的とした単結晶引き上げ方法を
示している。シード軸共振周波数（／分）は点線で示す
ように、ベローズ伸長時には数２で表される周波数ａか
ら数３で表される周波数ｂまで、すなわち１７. １から
１９. ９まで変化し、ベローズ圧縮時には数４で表され
る周波数ｃから数５で表される周波数ｄまで、すなわち
２０. ９から２６. ７まで変化する。単結晶の育成に当
たり、図１に示したボールねじ１３を駆動してキャリッ
ジ１４を上昇させ、ベローズ４を最大限に伸長した状態
で融液９に種結晶を浸漬し、単結晶１２の育成を開始し
た。結晶回転速度Ｓ／Ｒは単結晶の育成開始から終了ま
で一貫して２０ｒｐｍを維持した。固化率が約３０％に
到達するまでの第１のＳ区間（Ｓ1 区間）では、ベロー
ズを伸長したままシード軸共振周波数が周波数ａから周
波数ｂに変化する過程を維持した。固化率が約３０％に
なったときＴ区間に入り、ベローズの長さが最小となる
ように圧縮させ、シード軸共振周波数が周波数ｃから周
波数ｄに変化する直線上に切り換えた。このとき、キャ
リッジの移動速度Ｖc ＝−２００ｍｍ／分、結晶引上げ
ワイヤの巻き取り速度Ｖw ′＝（Ｖw ＋２００ｍｍ）／
分で５分間制御する。前記切り換え後は第２のＳ区間
（Ｓ2 区間）となり、シード軸共振周波数が２０. ９か
ら２６. ７に変化する直線上に乗る。Ｓ／Ｒは常時一貫
して２０ｒｐｍに維持したが、共振周波数とはＴ区間を
除いて常に２ｒｐｍ以上隔たっていた。また、るつぼ回
転速度Ｃ／Ｒは、固化率５０％まで８ｒｐｍ、その後１
０ｒｐｍとし、Ｓ／ＲとＣ／Ｒとの比を２. ０倍以上に
維持した。
【００１７】直胴部長さ１０００ｍｍの単結晶の育成完
了後、ボールねじ１３を駆動してキャリッジ１４を再度
上昇させ、ベローズ４を最大限に伸長した。これによ
り、単結晶１２をプルチャンバ５内に収容し、プルチャ
ンバ５から上側の部分を旋回させた後、単結晶１２を搬
出した。
了後、ボールねじ１３を駆動してキャリッジ１４を再度
上昇させ、ベローズ４を最大限に伸長した。これによ
り、単結晶１２をプルチャンバ５内に収容し、プルチャ
ンバ５から上側の部分を旋回させた後、単結晶１２を搬
出した。
【００１８】図７に、第１実施例の引き上げ方法によっ
て得られた単結晶と、従来技術によって得られた単結晶
とについて抵抗率の面内ばらつきを比較した結果を示
す。なお、従来技術においては、図２に相当するような
引上げワイヤ巻取りドラム１の位置で単結晶が育成さ
れ、トップ育成時のシード軸共振周波数が１７. １、ボ
トム育成時のシード軸共振周波数が１９. ９であるた
め、結晶回転速度Ｓ／Ｒは１５ｒｐｍとした。また、固
化率０〜９０％は単結晶の肩部からテール部までを含む
ものであり、ウェーハとしての評価対象範囲は固化率１
０〜８０％の範囲に限定される。同図で明らかなよう
に、第１実施例の引き上げ方法による単結晶は従来技術
による単結晶よりも抵抗率の面内ばらつきが小さい。
て得られた単結晶と、従来技術によって得られた単結晶
とについて抵抗率の面内ばらつきを比較した結果を示
す。なお、従来技術においては、図２に相当するような
引上げワイヤ巻取りドラム１の位置で単結晶が育成さ
れ、トップ育成時のシード軸共振周波数が１７. １、ボ
トム育成時のシード軸共振周波数が１９. ９であるた
め、結晶回転速度Ｓ／Ｒは１５ｒｐｍとした。また、固
化率０〜９０％は単結晶の肩部からテール部までを含む
ものであり、ウェーハとしての評価対象範囲は固化率１
０〜８０％の範囲に限定される。同図で明らかなよう
に、第１実施例の引き上げ方法による単結晶は従来技術
による単結晶よりも抵抗率の面内ばらつきが小さい。
【００１９】図８は、第２実施例としてトップ部近傍の
酸素濃度の低減を主目的とした単結晶引き上げ方法を示
している。シード軸共振周波数（／分）は第１実施例と
同一で、ベローズ伸長時には数２で表される周波数ａか
ら数３で表される周波数ｂまで変化し、ベローズ圧縮時
には数４で表される周波数ｃから数５で表される周波数
ｄまで変化する。単結晶の育成に当たり、図１に示した
ボールねじ１３を駆動してキャリッジ１４を上昇させ、
ベローズ４を最大限に伸長した状態で融液９に種結晶を
浸漬し、単結晶１２の育成を開始した。結晶回転速度Ｓ
／Ｒは単結晶の育成開始から固化率３５％程度までの間
は２３ｒｐｍとし、以後１８ｒｐｍまで徐々に低下さ
せ、育成終了に至るまで１８ｒｐｍを維持した。また、
固化率が約４０％に到達するまでの第１のＳ区間（Ｓ1
区間）では、ベローズ４を伸長したままシード軸共振周
波数が周波数ａから周波数ｂに変化する過程を維持し、
その後Ｔ区間に入り、ベローズ４の長さが最小となるよ
うに圧縮させ、シード軸共振周波数が周波数ｃから周波
数ｄに変化する直線上に切り換えた。このとき、キャリ
ッジ１４の移動速度Ｖc ＝−２００ｍｍ／分、結晶引き
上げワイヤ巻き取り速度Ｖw ′＝（Ｖw ＋２００ｍｍ）
／分で５分間制御する。前記切り換え後は第２のＳ区間
（Ｓ2 区間）となり、シード軸共振周波数が２０. ９か
ら２６. ７に変化する直線上に乗る。本実施例において
も、結晶回転速度Ｓ／Ｒは共振周波数よりもＴ区間を除
いて２ｒｐｍ以上隔たっていた。また、るつぼ回転速度
Ｃ／Ｒは、固化率５０％まで５ｒｐｍ、その後８ｒｐｍ
とした。
酸素濃度の低減を主目的とした単結晶引き上げ方法を示
している。シード軸共振周波数（／分）は第１実施例と
同一で、ベローズ伸長時には数２で表される周波数ａか
ら数３で表される周波数ｂまで変化し、ベローズ圧縮時
には数４で表される周波数ｃから数５で表される周波数
ｄまで変化する。単結晶の育成に当たり、図１に示した
ボールねじ１３を駆動してキャリッジ１４を上昇させ、
ベローズ４を最大限に伸長した状態で融液９に種結晶を
浸漬し、単結晶１２の育成を開始した。結晶回転速度Ｓ
／Ｒは単結晶の育成開始から固化率３５％程度までの間
は２３ｒｐｍとし、以後１８ｒｐｍまで徐々に低下さ
せ、育成終了に至るまで１８ｒｐｍを維持した。また、
固化率が約４０％に到達するまでの第１のＳ区間（Ｓ1
区間）では、ベローズ４を伸長したままシード軸共振周
波数が周波数ａから周波数ｂに変化する過程を維持し、
その後Ｔ区間に入り、ベローズ４の長さが最小となるよ
うに圧縮させ、シード軸共振周波数が周波数ｃから周波
数ｄに変化する直線上に切り換えた。このとき、キャリ
ッジ１４の移動速度Ｖc ＝−２００ｍｍ／分、結晶引き
上げワイヤ巻き取り速度Ｖw ′＝（Ｖw ＋２００ｍｍ）
／分で５分間制御する。前記切り換え後は第２のＳ区間
（Ｓ2 区間）となり、シード軸共振周波数が２０. ９か
ら２６. ７に変化する直線上に乗る。本実施例において
も、結晶回転速度Ｓ／Ｒは共振周波数よりもＴ区間を除
いて２ｒｐｍ以上隔たっていた。また、るつぼ回転速度
Ｃ／Ｒは、固化率５０％まで５ｒｐｍ、その後８ｒｐｍ
とした。
【００２０】図９に、第２実施例の引き上げ方法によっ
て得られた単結晶と、従来技術によって得られた単結晶
とについて酸素濃度を比較した結果を示す。なお、従来
技術においては、図２に相当するような引上げワイヤ巻
取りドラム１の位置で単結晶が育成され、トップ育成時
のシード軸共振周波数が１７. １、ボトム育成時のシー
ド軸共振周波数が１９. ９であるため、結晶回転速度Ｓ
／Ｒは１５ｒｐｍとした。また、固化率０〜９０％は単
結晶の肩部からテール部までを含むものであり、ウェー
ハとしての評価対象範囲は固化率１０〜８０％の範囲に
限定される。同図で明らかなように、第２実施例の引き
上げ方法による単結晶は従来技術による単結晶よりも低
酸素濃度であり、特に固化率１０〜２０％のトップ近傍
における酸素濃度が従来よりも低くなっている。
て得られた単結晶と、従来技術によって得られた単結晶
とについて酸素濃度を比較した結果を示す。なお、従来
技術においては、図２に相当するような引上げワイヤ巻
取りドラム１の位置で単結晶が育成され、トップ育成時
のシード軸共振周波数が１７. １、ボトム育成時のシー
ド軸共振周波数が１９. ９であるため、結晶回転速度Ｓ
／Ｒは１５ｒｐｍとした。また、固化率０〜９０％は単
結晶の肩部からテール部までを含むものであり、ウェー
ハとしての評価対象範囲は固化率１０〜８０％の範囲に
限定される。同図で明らかなように、第２実施例の引き
上げ方法による単結晶は従来技術による単結晶よりも低
酸素濃度であり、特に固化率１０〜２０％のトップ近傍
における酸素濃度が従来よりも低くなっている。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、必
要に応じて引上げワイヤ巻取りドラムを昇降させること
により、前記ドラムの中心から育成単結晶の重心位置ま
での長さによって決まるシード軸共振周波数を単結晶育
成中に変更できるようにしたので、単結晶育成時の結晶
回転速度をシード軸共振周波数から少なくとも２ｒｐｍ
以上離れた値に選択することが容易になり、所望の品質
を備えた長尺の単結晶が得やすくなる。
要に応じて引上げワイヤ巻取りドラムを昇降させること
により、前記ドラムの中心から育成単結晶の重心位置ま
での長さによって決まるシード軸共振周波数を単結晶育
成中に変更できるようにしたので、単結晶育成時の結晶
回転速度をシード軸共振周波数から少なくとも２ｒｐｍ
以上離れた値に選択することが容易になり、所望の品質
を備えた長尺の単結晶が得やすくなる。
【図１】本発明の単結晶引き上げ方法で使用する単結晶
製造装置の模式的縦断面図である。
製造装置の模式的縦断面図である。
【図２】図１に示した単結晶製造装置のベローズ最大伸
長時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
長時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
【図３】図１に示した単結晶製造装置のベローズ最大伸
長時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
長時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
【図４】図１に示した単結晶製造装置のベローズ最小圧
縮時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
縮時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
【図５】図１に示した単結晶製造装置のベローズ最小圧
縮時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
縮時の工程進捗に伴う振り子の長さの変化を表す説明図
である。
【図６】第１実施例の単結晶引き上げにおけるシード軸
共振周波数、結晶回転速度、るつぼ回転速度の変化を示
す図である。
共振周波数、結晶回転速度、るつぼ回転速度の変化を示
す図である。
【図７】抵抗率の面内ばらつきについて第１実施例と従
来例とを比較した図である。
来例とを比較した図である。
【図８】第２実施例の単結晶引き上げにおけるシード軸
共振周波数、結晶回転速度、るつぼ回転速度の変化を示
す図である。
共振周波数、結晶回転速度、るつぼ回転速度の変化を示
す図である。
【図９】単結晶の酸素濃度について、第２実施例と従来
例とを比較した図である。
例とを比較した図である。
【図１０】結晶引上げワイヤと種結晶とで構成される振
り子の運動の説明図である。
り子の運動の説明図である。
１ 引上げワイヤ巻取りドラム ３ 真空容器 ４ ベローズ ５ プルチャンバ ６ メインチャンバ ９ 融液 １０ 引上げワイヤ １２ 単結晶 １３ ボールねじ １４ キャリッジ １５ 種結晶
Claims (3)
- 【請求項１】 ＣＺ法による単結晶の引き上げにおい
て、単結晶の成長度合いに応じて結晶回転数を跨いでシ
ード軸共振周波数を変えながら単結晶(12)を育成するこ
とを特徴とする単結晶引き上げ方法。 - 【請求項２】 単結晶(12)のトップ部近傍を育成する際
に結晶回転速度を高速に維持して酸素濃度を下げ、ボト
ム部近傍を育成する際に結晶回転速度を低速に維持して
単結晶(12)の変形を防ぐ単結晶引き上げ方法において、
シード軸共振周波数を、トップ部近傍を育成する際には
結晶回転速度よりも低く設定し、ボトム部近傍を育成す
る際には結晶回転速度よりも高く設定することを特徴と
する請求項１記載の単結晶引き上げ方法。 - 【請求項３】 シード軸共振周波数を結晶回転速度より
２ｒｐｍ以上離して単結晶(12)を育成するＳ区間と、単
結晶(12)の育成を阻害しない時間内にシード軸共振周波
数と結晶回転数とを交差させるＴ区間とによって単結晶
(12)を育成することを特徴とする請求項１又は２記載の
単結晶引き上げ方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14205798A JP4113283B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 単結晶引き上げ方法 |
| TW87118049A TW482832B (en) | 1998-05-11 | 1998-10-30 | Single crystal pulling-up |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14205798A JP4113283B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 単結晶引き上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322488A true JPH11322488A (ja) | 1999-11-24 |
| JP4113283B2 JP4113283B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=15306421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14205798A Expired - Lifetime JP4113283B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 単結晶引き上げ方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4113283B2 (ja) |
| TW (1) | TW482832B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110055581A (zh) * | 2018-01-18 | 2019-07-26 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于单晶锭生长的提拉控制装置及其应用的提拉控制方法 |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP14205798A patent/JP4113283B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-30 TW TW87118049A patent/TW482832B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110055581A (zh) * | 2018-01-18 | 2019-07-26 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于单晶锭生长的提拉控制装置及其应用的提拉控制方法 |
| US10968534B2 (en) | 2018-01-18 | 2021-04-06 | Sk Siltron Co., Ltd. | Pulling control device for single crystal ingot growth and pulling control method applied thereto |
| CN110055581B (zh) * | 2018-01-18 | 2021-06-01 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于单晶锭生长的提拉控制装置及其应用的提拉控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4113283B2 (ja) | 2008-07-09 |
| TW482832B (en) | 2002-04-11 |
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