JPS6144793A - シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボInfo
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- JPS6144793A JPS6144793A JP59166946A JP16694684A JPS6144793A JP S6144793 A JPS6144793 A JP S6144793A JP 59166946 A JP59166946 A JP 59166946A JP 16694684 A JP16694684 A JP 16694684A JP S6144793 A JPS6144793 A JP S6144793A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明はシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの改
良に関する。
良に関する。
［発明の技術的背景〕
半導体素子製造用のシリコン単結晶は主に石英ガラスル
ツボを用いてチョクラルスキー法により製造されている
。この方法ではシリコン単結晶引上げ中に石英ガラスル
ツボが溶解してシリコン単結晶中に酸素不純物として取
り込まれる。この酸素不純物は、半導体素子製造時の熱
処理においてシリコンウェハに微小欠陥を発生させる原
因となる。
ツボを用いてチョクラルスキー法により製造されている
。この方法ではシリコン単結晶引上げ中に石英ガラスル
ツボが溶解してシリコン単結晶中に酸素不純物として取
り込まれる。この酸素不純物は、半導体素子製造時の熱
処理においてシリコンウェハに微小欠陥を発生させる原
因となる。
また、近年シリコンウェハの熱処理による微小欠陥の発
生メカニズムが解明され、ウェハ中に含まれる炭素濃度
や結晶育成時に受けた熱履歴に依存することが明らかと
なった。これらの原因による微小欠陥の発生は引上げ装
置の改良や引上げ時の加熱条件を変化させることにより
かなり抑制できるようになった。
生メカニズムが解明され、ウェハ中に含まれる炭素濃度
や結晶育成時に受けた熱履歴に依存することが明らかと
なった。これらの原因による微小欠陥の発生は引上げ装
置の改良や引上げ時の加熱条件を変化させることにより
かなり抑制できるようになった。
このため従来はシリコンウェハの微小欠陥の発生を減少
させるためにシリコン単結晶中の酸素濃度を低減する技
術が種々提案されてきた。例えば、粘性の高い石英カラ
スルツボを使用したり、引上げ中のシリコン融液に磁場
を印加することにより石英ガラスの溶損量を減少させて
いる。
させるためにシリコン単結晶中の酸素濃度を低減する技
術が種々提案されてきた。例えば、粘性の高い石英カラ
スルツボを使用したり、引上げ中のシリコン融液に磁場
を印加することにより石英ガラスの溶損量を減少させて
いる。
しかし、このような酸素濃度の低いシリコンウェハは熱
処理により反りが発生して製造歩留りが低くなったり、
素子が形成される表面領域の重金属等の不純物や微小欠
陥を除去することが困難であることも明らかになってき
た。
処理により反りが発生して製造歩留りが低くなったり、
素子が形成される表面領域の重金属等の不純物や微小欠
陥を除去することが困難であることも明らかになってき
た。
一方、酸素不純物をある程度高濃度に含有するシリコン
ウェハは熱処理工程時の反りによる歩留り低下が少ない
という利点を有することや、イントリンシック・ゲッタ
リング効果によりウェハの表面領域の重金属等の不純物
や微小欠陥を吸着、消滅させる作用を有することも知ら
れている。
ウェハは熱処理工程時の反りによる歩留り低下が少ない
という利点を有することや、イントリンシック・ゲッタ
リング効果によりウェハの表面領域の重金属等の不純物
や微小欠陥を吸着、消滅させる作用を有することも知ら
れている。
以上のようなことから、シリコン単結晶中にある程度高
濃度の酸素を確実に含有させることのできるシリコン単
結晶引上げ用石英ガラスルツボが要望されていた。
濃度の酸素を確実に含有させることのできるシリコン単
結晶引上げ用石英ガラスルツボが要望されていた。
［発明の目的］
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、シリコ
ン単結晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確実に含有
させることができ、しかも変形が少なく寿命の長いシリ
コン単結晶引上げ用石英ガラスルツボを提供し、ひいて
はそのシリコン単結晶を用いて製造される半導体素子の
製造歩留り及び信頼性を向上させようとするものである
。
ン単結晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確実に含有
させることができ、しかも変形が少なく寿命の長いシリ
コン単結晶引上げ用石英ガラスルツボを提供し、ひいて
はそのシリコン単結晶を用いて製造される半導体素子の
製造歩留り及び信頼性を向上させようとするものである
。
［発明の概要］
本発明のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボは、
内層をＯＨ基含有率２００ ｐｐｍ以上、１４００℃に
おける粘性が１ｘｔｏａ〜ｌ×１０９ポイズ、肉厚１〜
４＋ａｍの石英ガラス層で、外層をＯＨ基含増率１００
ｐｐ＋ｓ以下、１４００″Ｃにおける粘性がｉ ｘ ｉ
ｏ １０ポイズ以上の石英ガラス層でそれぞれ形成し
たことを特徴とするものである。
内層をＯＨ基含有率２００ ｐｐｍ以上、１４００℃に
おける粘性が１ｘｔｏａ〜ｌ×１０９ポイズ、肉厚１〜
４＋ａｍの石英ガラス層で、外層をＯＨ基含増率１００
ｐｐ＋ｓ以下、１４００″Ｃにおける粘性がｉ ｘ ｉ
ｏ １０ポイズ以上の石英ガラス層でそれぞれ形成し
たことを特徴とするものである。
本発明において、内層の石英ガラス層をＯＨ基含有率が
２００ ｐｐｍ以上、１４００℃における粘性がｌＸＩ
Ｏ３〜１Ｘ１０９ボイズ、肉厚１〜４ｍｍのものとした
のは以下のような理由による。すなわち、ＯＨ含有率が
２００ｐｐ−未満であるとシリコン融液とのぬれ性が剋
くなる。１４００℃における粘性がｌＸｌ０”未満であ
ると内層が溶損してしまい初期の効果が得られない。１
４００℃における粘性が１Ｘ１０９ボイズを超えると溶
損しにくくなりシリコン単結晶中の酸素濃度を高くする
ことができない、肉厚が１ｍｍ未満であると溶損により
外層が露出して初期の効果が得られない。肉厚が４■を
超えるとルツボ自体が変形したり局部溶損が起る。また
、外層の石英カラスをＯＨ基含有率が１００ ｐｐｍ以
下、１４００℃ニオける粘性がＩ Ｘ １０１’ボイズ
以上のものとしたの以下のような理由による。すなわち
、ＯＨ基含有率がｌ ＯＯｐｐｍを超えるか、又は粘性
（１４００℃）がｉ ｘ ｉ ｏ ｔｏ未満であるとル
ツボが変形し易くなる。
２００ ｐｐｍ以上、１４００℃における粘性がｌＸＩ
Ｏ３〜１Ｘ１０９ボイズ、肉厚１〜４ｍｍのものとした
のは以下のような理由による。すなわち、ＯＨ含有率が
２００ｐｐ−未満であるとシリコン融液とのぬれ性が剋
くなる。１４００℃における粘性がｌＸｌ０”未満であ
ると内層が溶損してしまい初期の効果が得られない。１
４００℃における粘性が１Ｘ１０９ボイズを超えると溶
損しにくくなりシリコン単結晶中の酸素濃度を高くする
ことができない、肉厚が１ｍｍ未満であると溶損により
外層が露出して初期の効果が得られない。肉厚が４■を
超えるとルツボ自体が変形したり局部溶損が起る。また
、外層の石英カラスをＯＨ基含有率が１００ ｐｐｍ以
下、１４００℃ニオける粘性がＩ Ｘ １０１’ボイズ
以上のものとしたの以下のような理由による。すなわち
、ＯＨ基含有率がｌ ＯＯｐｐｍを超えるか、又は粘性
（１４００℃）がｉ ｘ ｉ ｏ ｔｏ未満であるとル
ツボが変形し易くなる。
このようなシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボに
よれば、変形や寿命の短縮を招くことなくシリコン単結
晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確実に含有させる
ことができ、そのシリコン単結晶を用いて製造される半
導体素子の製造歩留り及び信頼性を向上させることがで
きる。
よれば、変形や寿命の短縮を招くことなくシリコン単結
晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確実に含有させる
ことができ、そのシリコン単結晶を用いて製造される半
導体素子の製造歩留り及び信頼性を向上させることがで
きる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を説明する。
まず、アルカリ金属の添加量を変化させて石英粉を溶融
成形し、肉厚１０ａｍの４種の石英ガラスルツボ（試料
１〜４）を作成した。これらの石英ガラスルツボの１４
００℃における粘性を引伸し法により測定した。また、
１４５５℃で１６時間シリコン単結晶を引上げた後の溶
損量を調べた。
成形し、肉厚１０ａｍの４種の石英ガラスルツボ（試料
１〜４）を作成した。これらの石英ガラスルツボの１４
００℃における粘性を引伸し法により測定した。また、
１４５５℃で１６時間シリコン単結晶を引上げた後の溶
損量を調べた。
これらの結果を下記第１表に示す。なお、試料１につい
てはルツボに穴があいたため、途中で引上げを中止した
。
てはルツボに穴があいたため、途中で引上げを中止した
。
第１表から試料１は粘性が低いために溶損量が大きすぎ
、試料４は粘性が高いため溶損しにくいのに対し、試料
２及び３は適当な溶損量であることがわかる。
、試料４は粘性が高いため溶損しにくいのに対し、試料
２及び３は適当な溶損量であることがわかる。
実施例１．２及び比較例１
まず、回転しているカーボン型（又は金型）内に５０〜
ｌＯＯメツシユの水晶粉を投入した後、更に５０〜ｌＯ
Ｏメツシユの合成石英粉を投入した６次に、アーク炎に
より溶融成形し、下記第２表しこ示す肉厚を有する３種
（実施例１．２及び比較例１）の石英カラスルツボを得
た。
ｌＯＯメツシユの水晶粉を投入した後、更に５０〜ｌＯ
Ｏメツシユの合成石英粉を投入した６次に、アーク炎に
より溶融成形し、下記第２表しこ示す肉厚を有する３種
（実施例１．２及び比較例１）の石英カラスルツボを得
た。
比較例２及び３
比較例として上記と同様な方法により、水晶粉だけを用
いた石英ガラスルツボ（比較例２）及び合成石英粉だけ
を用いた石英ガラスルツボ（比較例３）を得た。
いた石英ガラスルツボ（比較例２）及び合成石英粉だけ
を用いた石英ガラスルツボ（比較例３）を得た。
以上の５種の石英ガラスルツボについて、赤外線吸収ス
ペクトル法によりＯ）（基含有率を、また引伸し法によ
り１４００℃における粘性をそれぞれ求めた。これらの
結果を下記第２表に併記する。
ペクトル法によりＯ）（基含有率を、また引伸し法によ
り１４００℃における粘性をそれぞれ求めた。これらの
結果を下記第２表に併記する。
また、上記５種の石英ガラスルツボを用いてシリコン単
結晶を引上げ、得られたシリコン単結晶について赤外線
吸収スペクトル法により酸素濃度を求めた。これらの結
果を下記第２表に併記する。
結晶を引上げ、得られたシリコン単結晶について赤外線
吸収スペクトル法により酸素濃度を求めた。これらの結
果を下記第２表に併記する。
なお、シリコン単結晶中の炭素濃度を減少させるために
、真空引上装置を用い、不活性ガスをパージする方法を
とっており、赤外線吸収スペクトルで検出したシリコン
単結晶中の炭素濃度は０．１ｐｐｍａであった。また、
引上時に熱誘起微小欠陥が発生するのを防止するために
シリコン単結晶引上げ終了後の冷却を速く行なった。
、真空引上装置を用い、不活性ガスをパージする方法を
とっており、赤外線吸収スペクトルで検出したシリコン
単結晶中の炭素濃度は０．１ｐｐｍａであった。また、
引上時に熱誘起微小欠陥が発生するのを防止するために
シリコン単結晶引上げ終了後の冷却を速く行なった。
比較例１の石英ガラスルツボを用いた場合には引上げ開
始５時間後に単結晶が引上がらなくなった。これは肉厚
が１ｍｍ未満であるので、短時間で溶損により外層が露
出し、以後は溶損量が減少するためであると考えられる
。このため、メルトダウンを行なった後、再引上げを行
なった。引上げられたシリコン単結晶中の酸素濃度は低
く、しかも分布が不均一であった。このように内層の合
成石英ガラス層が薄い場合には、単結晶を引上げるのが
困難になるうえにシリコン単結晶中の酸素濃度も不均一
となる。
始５時間後に単結晶が引上がらなくなった。これは肉厚
が１ｍｍ未満であるので、短時間で溶損により外層が露
出し、以後は溶損量が減少するためであると考えられる
。このため、メルトダウンを行なった後、再引上げを行
なった。引上げられたシリコン単結晶中の酸素濃度は低
く、しかも分布が不均一であった。このように内層の合
成石英ガラス層が薄い場合には、単結晶を引上げるのが
困難になるうえにシリコン単結晶中の酸素濃度も不均一
となる。
また、比較例２の水晶粉だけの石英ガラスルツボを用い
た場合にはルツボの粘性が高いために溶損量が少なく、
高酸素濃度のシリコン単結晶が得られなかった。
た場合にはルツボの粘性が高いために溶損量が少なく、
高酸素濃度のシリコン単結晶が得られなかった。
更に、比較例３の合成石英粉だけの石英ガラスルツボを
用いた場合にはルツボの局部溶損が起って３時間後に穴
があき、引上げ不能となった。このルツボは変形も激し
かった。
用いた場合にはルツボの局部溶損が起って３時間後に穴
があき、引上げ不能となった。このルツボは変形も激し
かった。
これに対して実施例１及び２の石英ガラスルツボを用い
た場合には引上げ操作も順調であり、高酸素濃度のシリ
コン単結晶を得ることができた。
た場合には引上げ操作も順調であり、高酸素濃度のシリ
コン単結晶を得ることができた。
しかも、得られたシリコン単結晶を用いて、２５６ ｋ
ｂｉｔダイナミックＲＡＭを製造したところ、製造歩留
りが従来の２９％から４８％へと向りした。
ｂｉｔダイナミックＲＡＭを製造したところ、製造歩留
りが従来の２９％から４８％へと向りした。
また、本発明のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツ
ボは、製造歩留りの向上のみでなく、６４ｋｂｉｔ以上
の集積度のメモリで生じるソフトエラーにも効果がある
。これは、ソフトエラーの原因であるα粒子をイントリ
ンシックΦゲッタリング効果により吸収できるためであ
ると考えられる。
ボは、製造歩留りの向上のみでなく、６４ｋｂｉｔ以上
の集積度のメモリで生じるソフトエラーにも効果がある
。これは、ソフトエラーの原因であるα粒子をイントリ
ンシックΦゲッタリング効果により吸収できるためであ
ると考えられる。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明のシリコン単結晶引上げ用石英
ガラスルツボによれば、変形や寿命の短縮を招くことな
くシリコン単結晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確
実に含有させることができ、そのシリコン単結晶を用い
て製造される半導体素子の製造歩留り及び信頼性を向上
させることができる等顕著な効果を奏するものである。
ガラスルツボによれば、変形や寿命の短縮を招くことな
くシリコン単結晶中にある程度高濃度に酸素不純物を確
実に含有させることができ、そのシリコン単結晶を用い
て製造される半導体素子の製造歩留り及び信頼性を向上
させることができる等顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- 内層をＯＨ基含有率２００ｐｐｍ以上、１４００℃にお
ける粘性が１×１０＾８〜１×１０＾９ポイズ、肉厚１
〜４ｍｍの石英ガラス層で、外層をＯＨ基含有率１００
ｐｐｍ以下、１４００℃における粘性が１×１０＾１＾
０ポイズ以上の石英ガラス層でそれぞれ形成したことを
特徴とするシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166946A JPS6144793A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166946A JPS6144793A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144793A true JPS6144793A (ja) | 1986-03-04 |
Family
ID=15840560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166946A Pending JPS6144793A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144793A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01275496A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-06 | Mitsubishi Metal Corp | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ |
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| WO2000006811A1 (fr) * | 1998-07-31 | 2000-02-10 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Creuset en verre de quartz servant a faire croitre un monocristal de silicium et procede de production de celui-ci |
| JP2000072594A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | シリコン単結晶引き上げ用大口径石英ガラスるつぼ 及びその製造方法 |
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| WO2013140706A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5849519A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-23 | Toyota Motor Corp | 自動車の車体フロア構造 |
| JPS5850955A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | 株式会社フオ−ブレイン | レジン床義歯やクラウンの成形用レジンカプセル |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP59166946A patent/JPS6144793A/ja active Pending
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