KR101289961B1 - 실리콘 단결정 제조 방법 - Google Patents

실리콘 단결정 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변형 및 전위가 억제되며, 또한 테일부가 생략된 실리콘 단결정을 제조할 수 있는, 실리콘 단결정 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
실리콘 단결정 제조 방법은, 자장 중심(L2)에서의 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장을 인가하면서 실리콘 단결정(2)의 직동부(直胴部)(4)를 성장시킨 후, 융액(32)의 액면에 대한 실리콘 단결정의 상대적인 인상 속도를 0 ㎜/분으로 하고, 그 후, 실리콘 단결정의 겉보기 중량이 감소할 때까지, 그 정지 상태를 유지하며, 더욱 정지 상태를 유지하여, 융액에 접하는 실리콘 단결정의 성장면 전체를 실리콘 단결정의 인상 방향과 반대 방향으로 볼록 형상으로 한 후, 융액으로부터 단결정을 분리한다.

Description

실리콘 단결정 제조 방법{SILICON SINGLE CRYSTAL PRODUCTION METHOD}
본 발명은 실리콘 단결정 제조 방법에 관한 것이며, 특히 초크랄스키법(Czochralski method)(이하 CZ법이라고 기재한다.)에 따른 실리콘 단결정 제조에 있어서, 실리콘 융액으로부터 분리할 때에 전위의 발생을 방지하는, 실리콘 단결정의 분리면의 형상을 개선한 실리콘 단결정 제조에 관한 것이다.
CZ법에서는, 실리콘 다결정 원료를 도가니 내에서 가열하고 융해시켜 원료 융액을 생성하며, 그 원료 융액의 액면에 종결정을 침지한 후, 종결정을 유지하고 있는 인상 와이어를 서서히 권취함으로써, 실리콘 단결정의 인상을 행한다. 그때, 우선, 종결정과의 접촉부로부터 서서히 직경 확장한 콘부(직경 확장부)를 성장시키고, 결정 직경이 목표의 직경에 달하면 직경이 일정한 직동부(直胴部)(정직경부)를 성장시킨다. 그리고, 직동부의 길이가 정해진 길이에 도달하면, 실리콘 단결정을 원료 융액으로부터 분리한다.
실리콘 단결정을 원료 융액으로부터 분리할 때, 단순히 분리를 행하였다면, 분리 부위인 실리콘 단결정 하단부에 급격한 온도 저하가 발생한다. 그 결과, 인상된 실리콘 단결정 내에 슬립 전위가 발생하여, 단결정화율을 크게 저하시켜 버린다.
그래서, 통상은, 실리콘 단결정의 직동부의 성장 후, 서서히 직경을 좁게 좁혀가, 실리콘 단결정과 원료 융액의 접촉면을 충분히 작게 한 상태로, 실리콘 단결정을 원료 융액으로부터 분리함으로써, 전위의 발생을 방지하고 있다. 이 좁게 좁혀진 부위는 테일부라고 불린다.
그러나, 테일부는, 그 결정 직경이 원하는 직경보다 작기 때문에, 제품은 되지 않으며 수율의 저하 원인으로 되어 있다. 따라서, 실리콘 단결정의 생산성을 높이는데 있어서 테일부의 형성 공정을 단축 또는 생략하는 것이 바람직하다.
실리콘 단결정의 테일부의 형성 공정을 단축 또는 생략하는 기술은 이미 몇 가지인가 존재하고, 그 하나로서 실리콘 단결정의 직동부를 성장시킨 후, 해당 실리콘 단결정의 인상 속도와 동일한 속도로 원료 융액이 들어간 도가니를 상승시키며, 실리콘의 단결정의 바닥면을 하향의 볼록 형상으로 함으로써, 전위의 발생을 억제하여 실리콘 단결정을 원료 융액으로부터 분리하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).
최근, 실리콘 웨이퍼의 구경은, 대구경화하여 300 ㎜ 이상이 주류로 되어 오고 있지만, 대구경의 실리콘 단결정의 제조에서는, 실리콘 융액의 중량 증가에 따라 도가니 내에서의 자연 대류가 강해져, 전위나 실리콘 단결정의 변형이 생기기 쉽기 때문에, 융액에 수평 자장을 인가함으로써 자연 대류를 제어하여, 전위 및 실리콘 단결정의 변형의 억제가 도모되고 있다. 그러나, 수평 자장을 인가함으로써 실리콘 단결정의 직동부에서의 전위나 변형의 억제를 도모할 수 있지만, 수평 자장을 인가한 상태에서는, 실리콘 단결정의 계면의 중심과 주변의 온도차가, 수평 자장이 없는 것에 비해서 작고, 실리콘 단결정의 계면의 하향 볼록 형상을 형성하기 어려우며 실리콘 단결정과 융액을 분리할 때에 전위의 발생을 억제하여 테일부를 생략하는 것이 곤란하다고 하는 현상이 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-176761호 공보
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 수평 자장을 인가한 상태라도 융액에 접하는 실리콘 단결정의 성장면 전체를 실리콘 단결정의 인상 방향과 반대 방향으로 볼록 형상 형성을 가능하게 하는 제조 방법을 발견하였다. 볼록 형상 형성 후, 실리콘 단결정과 융액을 분리함으로써, 전위를 억제하여 테일부를 생략할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명자는 전위의 발생을 억제·방지하면서 실리콘 단결정을 융액으로부터 분리하는 방법에 있어서, 높은 성공률로 분리할 수 있는 결정 성장 방법에 대해서 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 자장 중심에서의 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장을 인가하면서 실리콘 단결정의 직동부를 성장시킨 후, 융액의 액면에 대한 실리콘 단결정의 상대적인 인상 속도를 0 ㎜/분으로 하고, 그 후, 실리콘 단결정의 겉보기 중량이 감소할 때까지, 그 정지 상태를 유지하며, 더욱 정지 상태를 유지하여, 융액에 접하는 실리콘 단결정의 성장면 전체를 실리콘 단결정의 인상 방향과 반대 방향으로 볼록 형상으로 한 후, 융액으로부터 단결정을 분리함으로써 전위의 발생을 억제하고 테일부를 생략하는 것을 가능하게 하였다.
본 발명은 자장 중심에서의 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장을 인가하면서 실리콘 단결정을 인상하기 때문에, 융액의 자연 대류를 제어하여 직동부에서의 변형 및 전위를 억제할 수 있다. 또한, 실리콘 단결정의 겉보기 중량이 감소할 때까지 융액의 액면에 대한 실리콘 단결정의 상대적인 인상을 정지시키고, 더욱 그 후도 정지 상태를 유지함으로써, 실리콘 단결정의 성장면 전체를 실리콘 단결정의 인상 방향과 반대 방향으로 볼록 형상으로 하기 때문에, 전위를 억제하여 테일부를 생략할 수 있다.
도 1은 실시형태의 실리콘 단결정 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 실시형태의 실리콘 단결정 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 실리콘 단결정의 성장면의 형상의 변화를 설명하기 위한 부분 확대 개략도이다.
도 4는 테일부의 생략에 실패한 실리콘 단결정의 성장면의 예를 도시하는 사진이다.
도 5는 테일부의 생략에 성공한 실리콘 단결정의 성장면의 예를 도시하는 사진이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1에 있어서 대강 설명하면, 실시형태의 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, CZ법에 기초하여 실리콘 단결정(2)을 제조하는 것이다. 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 융액(32)을 수용하는 도가니(30)와, 실리콘 단결정(2)의 승강, 실리콘 단결정(2)의 회전, 및 도가니(30)의 회전을 행하는 구동 장치(10)와, 융액(32)에 수평 자장을 인가하는 자장 인가 장치(50)를 갖는다. 또한, 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 구동 장치(10)에 의한 실리콘 단결정(2)의 승강, 실리콘 단결정(2)의 회전, 및 도가니(30)의 회전, 및 자장 인가 장치(50)로부터의 수평 자장을 제어하는 제어 장치(1)를 갖는다.
또한, 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 도가니(30) 및 실리콘 단결정(2)을 수용하는 챔버(20)와, 도가니(30)의 측벽을 따라 배치되는 히터(42)와, 도가니(30)의 하방에 배치되는 히터(44)와, 챔버(20)의 측벽 및 바닥에 배치되는 보온재(26)를 갖는다.
또한, 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 챔버(20)의 상부로부터 매달린 와이어(3)와, 실리콘 단결정(2)의 겉보기 중량을 측정하기 위한 중량 측정부(5)와, 와이어(3)의 선단에 설치되며 종결정(8)을 유지하는 척(6)을 갖는다. 중량 측정부(5)는, 예컨대 로드 셀이다. 겉보기 중량은, 실리콘 단결정(2)의 중량으로부터, 융액(32)의 부력을 뺀 것이다.
또한, 실리콘 단결정 제조 장치(100)는, 챔버(20) 내에 불활성 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(22)와, 도입된 불활성 가스를 챔버(20)로부터 배출하기 위한 가스 배출구(24)와, 불활성 가스를 정류하기 위한 정류통(60)을 갖는다. 불활성 가스는 예컨대 Ar 가스이다.
융액(32)은 원료인 다결정 실리콘을 융해시킨 것이다. 도가니(30)는, 예컨대 합성 석영 유리에 의해 형성된다. 도가니(30)는, 도가니(30)를 지지하는 축(34)에 바닥에서 접속하고 있다. 정류통(60)은, 도가니(30)의 상방에 설치되고, 대략 원추대면형이다.
구동 장치(10)는, 와이어(3)의 인출 및 권취를 행하는 권취기(12)와, 도가니(30)를 회전시키는 도가니 구동기(14)를 갖는다. 권취기(12)는, 와이어(3)를 회전시키면서 권취할 수 있다. 축(34)은 도가니 구동기(14)에 접속하고 있고, 도가니(30)는 축(34)을 통해 도가니 구동기(14)에 의해 회전한다.
자장 인가 장치(50)는, 한쌍의 코일(52)을 구비한다. 한쌍의 코일(52)은, 챔버(20)의 외측에서 챔버(20)를 사이에 끼우도록 배치된다. 코일(52)이 생성하는 수평 자장의 자장 중심(L2)은, 실리콘 단결정(2)의 중심축(L1)에 대하여 대략 직각이다. 자장 인가 장치(50)는, 실리콘 단결정(2)의 중심축(L1)을 따라 승강 가능하고, 자장 중심(L2)의 위치를, 실리콘 단결정(2)의 중심축(L1)을 따라 바꿀 수 있다.
제어 장치(1)는, 권취기(12), 히터(42, 44), 도가니 구동기(14), 및 자장 인가 장치(50)에 전기적으로 접속하고 있다. 제어 장치(1)는, 권취기(12)에 의한 와이어(3)의 권취 속도, 와이어(3)의 회전 방향, 및 와이어(3)의 회전 속도, 즉 실리콘 단결정(2)의 인상 속도, 실리콘 단결정(2)의 회전 방향, 및 실리콘 단결정(2)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(1)는, 도가니 구동기(14)에 의한 도가니(30)의 회전 방향 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 또한 제어 장치(1)는, 실리콘 단결정(2)의 중심축(L1)을 따르는 코일(52)의 위치, 즉 수평 자장의 자장 중심(L2)의 위치를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(1)는, 수평 자장의 자장 중심(L2)의 자속 밀도를 제어할 수 있고, 자장 중심(L2)에서의 자속 밀도를 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하로 할 수 있다. 또한, 제어 장치(1)는, 히터(42, 44)의 출력을 제어할 수 있고, 히터(44)의 출력을 고정하고 히터(42)의 출력을 바꿈으로써 융액(32)의 온도를 제어할 수 있다. 제어 장치(1)는, 중량 측정부(5)와 전기적으로 접속하고 있고, 실리콘 단결정(2)의 겉보기 중량을 모니터할 수 있다.
제어 장치(1)는, CPU, 및 기억 장치를 주체로 한 구성을 가지며, 실리콘 단결정 제조 장치(100) 전체의 동작을 기억 장치에 기억하고 있다. 제어 장치(1)는, 예컨대, PC, 또는 EWS(엔지니어링 워크 스테이션)이다. 이하에 서술하는 실리콘 단결정 제조 방법은, 제어 장치(1)가 각 구성 요소의 동작을 제어함으로써 행해진다.
실시형태의 실리콘 단결정 제조 방법에 대해서 서술한다.
도 2에 있어서 대강 설명하면, 실시형태의 실리콘 단결정 제조 방법은, CZ법에 기초하여 실리콘 단결정(2)을 제조하는 것이며, 챔버(20) 내를 불활성 가스 분위기로 하는 불활성 가스 충전 공정(S1)과, 융액(32)을 생성시키는 융액 생성 공정(S2)과, 실리콘 단결정(2)의 직동부(4)를 성장시키는 직동부 성장 공정(S3)(제1 공정)과, 실리콘 단결정(2)의 테일부를 생략하기 위한, 정지 공정(S4)(제2 공정), 제1 정지 유지 공정(S5)(제3 공정), 및 제2 정지 유지 공정(S6)(제4 공정)과, 융액(32)으로부터 실리콘 단결정(2)을 분리하는 분리 공정(S7)(제5 공정)을 갖는다.
불활성 가스 충전 공정(S1)은, 챔버(20)를 밀봉하고, 진공 펌프(도시하지 않음)에 의해 가스 배출구(24)로부터 배기하면서, 가스 도입구(22)로부터 불활성 가스를 도입하여 챔버(20) 내를 불활성 가스 분위기로 한다. 또한, 이하에 설명하는 공정에서도 챔버(20) 내에 불활성 가스를 흐르게 함으로써, 챔버(20) 내를 불활성 가스 분위기로 유지한다.
융액 생성 공정(S2)은, 불활성 가스 충전 공정(S1) 후, 도가니(30)에 충전된 원료를 히터(42, 44)에 의해 융해시켜 융액(32)을 생성시킨다.
직동부 성장 공정(S3)은, 융액 생성 공정(S2) 후, 권취기(12)에 의해 종결정(8)을 융액 표면까지 강하시켜 침지하고, 자장 중심(L2)에서의 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장을 융액(32)에 인가하면서, 권취기(12)에 의해 융액(32)으로부터 실리콘 단결정(2)을 인상하며, 실리콘 단결정(2)의 직동부(4)를 성장시킨다. 실리콘 단결정(2) 및 도가니(30)는 서로 역방향으로 회전한다.
직동부(4)는, 실리콘 단결정(2) 중, 직경이 실리콘 단결정(2)의 중심축(L1)의 방향으로 대략 일정한 원통 형상의 부분이며, 직동부 성장 공정(S3)은, 실리콘 단결정(2)이 콘부의 형성을 거쳐 미리 설정한 직경에 도달하면, 직동부(4)를 성장시킨다.
정지 공정(S4)은, 직동부 성장 공정(S3) 후, 도가니(30)의 승강을 정지시킨 상태에서, 실리콘 단결정(2)의 인상 속도를 0 ㎜/분으로 한다. 제1 정지 유지 공정(S5)은, 정지 공정(S4) 후, 중량 측정부(5)에 의해 측정되는 실리콘 단결정(2)의 겉보기 중량이 감소할 때까지, 실리콘 단결정(2)의 인상 속도를 0 ㎜/분으로 한 정지 상태를 유지한다. 제2 정지 유지 공정(S6)은, 제1 정지 유지 공정(S5) 후, 정지 상태를 더욱 유지하고, 융액(32)에 접하는 실리콘 단결정(2)의 성장면 전체를 실리콘 단결정(2)의 인상 방향과 반대 방향으로 볼록 형상(이하, 단순히 하향 볼록 형상이라고 칭한다.)으로 한다.
정지 공정(S4), 제1 정지 유지 공정(S5), 및 제2 정지 유지 공정(S6)에서는, 직동부 성장 공정(S3)과 마찬가지로, 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장이 융액(32)에 인가된다. 본 실시형태와 다르게, 정지 공정(S4), 제1 정지 유지 공정(S5), 및 제2 정지 유지 공정(S6)에서, 수평 자장의 인가를 정지하여도 좋지만, 수평 자장의 인가를 정지함으로써 융액(32)의 흐름이 변화하고, 전이가 생기는 요인이 될 우려가 있다. 따라서, 전위를 억제하기 위해, 본 실시형태와 같이, 정지 공정(S4), 제1 정지 유지 공정(S5), 및 제2 정지 유지 공정(S6)에서도, 수평 자장을 융액(32)에 계속 인가하는 것이 바람직하다. 정지 공정(S4), 제1 정지 유지 공정(S5), 및 제2 정지 유지 공정(S6)에서, 실리콘 단결정(2) 및 도가니(30)는, 상호 역방향으로 회전한다.
분리 공정(S7)은, 제2 정지 유지 공정(S6) 후, 와이어(3)의 권취를 정지시키고, 도가니(30)를 하강시킴으로써 융액(32)으로부터 실리콘 단결정(2)을 분리한다.
이하, 도 3을 참조하면서, 직동부 성장 공정(S3)부터 분리 공정(S7)까지의 실리콘 단결정(2)에서의 성장면(7)의 형상 변화에 대해서 서술한다.
도 3(A)에 도시하는 바와 같이, 직동부 성장 공정(S3)에서는, 실리콘 단결정(2)의 성장면(7)은, 실리콘 단결정(2)의 인상 방향으로 돌출한 형상(이하, 단순히 상향 볼록 형상이라고 칭한다.)을 갖는다. 그 후, 도 3(B)에 도시하는 바와 같이, 정지 공정(S4)에서 실리콘 단결정(2)의 인상 속도가 0 ㎜/분이 되면, 성장면(7)은 실리콘 단결정(2)의 인상 방향과 반대 방향으로 성장하기 시작한다. 그리고 도 3(B), 도 3(C)에 도시하는 바와 같이, 제1 정지 유지 공정(S5)에서 성장면(7)의 상향 볼록 형상이 서서히 완화되어 거의 프랫인 형상이 되고, 성장면(7)이 융액(32)의 액면(9)과 거의 일치하게 되며, 그 후, 성장면(7)이 하향 볼록 형상이 되고, 액면(9)보다 아래에 위치하게 된다. 성장면(7)이 액면(9)보다 위에 있는 동안은 융액(32)으로부터의 부력이 실리콘 단결정(2)에 작용하지 않고, 실리콘 단결정(2)이 성장하여 성장면(7)의 상향 볼록 형상이 서서히 완화됨에 따라 겉보기 중량이 조금씩 증가하지만, 성장면(7)이 하향 볼록 형상이 되어 액면(9)보다 아래에 위치하게 되면 융액(32)으로부터 부력이 작용하여, 실리콘 단결정(2)의 겉보기 중량이 감소한다고 생각된다. 그리고 도 3(D)에 도시하는 바와 같이, 제2 정지 유지 공정(S6)에서 정지 상태를 더욱 유지함으로써 성장면(7)의 전체가 하향 볼록 형상이 된다.
수평 자장을 인가하는 경우, 수평 자장이 없는 경우에 비해서 성장면 전체를 하향 볼록 형상으로 하기 어렵고, 성장면 전체가 하향 볼록 형상이 되기 전에 실리콘 단결정(2)이 융액(32)으로부터 분리되기 쉽기 때문에, 제1 정지 유지 공정(S5) 및 제2 정지 유지 공정(S6)에 의해, 성장면(7)의 전체를 하향 볼록 형상으로 하는 것이 중요하다.
다음에, 이상 설명한 실리콘 단결정 제조 방법에 기초하여 실리콘 단결정을 실제로 제조한 비교예 1∼4 및 실시예 1, 2에 대해서 서술한다.
비교예 1∼4 및 실시예 1, 2에서는, 합성 석영 유리에 의해 형성된 도가니(30)에 원료를 240 ㎏ 충전하고, 챔버(20) 내의 압력을 70 mbar로 하였다. 그리고, 비교예 1∼4 및 실시예 1, 2의 각각에서 융액(32)에 인가하는 수평 자장의 자속 밀도를 바꾸어 실리콘 단결정(2)을 제조하였다. 제조한 실리콘 단결정(2)의 구경은 450 ㎜이다.
비교예 1, 2에서는 자속 밀도를 3000 가우스로 하고, 비교예 3에서는 자속 밀도를 3800 가우스로 하며, 비교예 4에서는 자속 밀도를 500 가우스로 하였다. 한편, 실시예 1에서는 자속 밀도를 1000 가우스로 하고, 실시예 2에서는 자속 밀도를 2000 가우스로 하였다. 표 1에 비교예 1∼4 및 실시예 1, 2를 결과와 함께 나타낸다.
도가니에 충전한 원료의 질량(kg) 도가니 챔버 내의 압력(mbar) 수평 자장의 자속 밀도
(gauss)		 결과
비교예 1 240 합성 석영 유리 70 3000 직동부에 변형 또는 전위의 발생
비교예 2 240 합성 석영 유리 70 3000 테일부의 생략에 실패
비교예 3 240 합성 석영 유리 70 3800 직동부에 변형 또는 전위의 발생
비교예 4 240 합성 석영 유리 70 500 직동부에 변형 또는 전위의 발생
실시예 1 240 합성 석영 유리 70 1000 직동부에서의 변형 및 전위 발생을 억제하고, 또한 전위의 발생을 억제하여 테일부를 생략
실시예 2 240 합성 석영 유리 70 2000 직동부에서의 변형 및 전위 발생을 억제하고, 또한 전위의 발생을 억제하여 테일부를 생략
표 1에 나타내는 바와 같이, 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하의 범위에 있는 실시예 1, 2에서는, 직동부(4)의 형성에 성공하였다. 한편, 1000 가우스 미만, 또는 2000 가우스보다 큰 범위에 자속 밀도가 있는 비교예 1, 3, 4에서는, 직동부(4)에 변형이나 전위가 생겼다.
따라서, 수평 자장의 자속 밀도는 바람직하게는 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하라고 생각되며, 이 범위에 자속 밀도가 있기 때문에, 직동부(4)에서의 변형 및 전위의 발생의 억제를 도모할 수 있다고 생각된다. 한편, 1000 가우스 미만에서는 실리콘 단결정(2)에 변형이 생기기 쉽고, 2000 가우스보다 크면 성장면(7)을 하향 볼록 형상으로 하기 어렵다고 생각된다.
비교예 2에서는, 직동부(4)에서의 변형 및 전위의 발생을 억제할 수 있지만, 테일부의 생략에 실패하였다. 한편, 실시예 1, 2에서는 모두 전위를 억제한 테일부의 생략에 성공하였다.
테일부의 생략에 실패한 실험에서는 도 4에 도시하는 바와 같이 성장면(7)이 하향 볼록 형상이 되었지만, 성장면(7)의 일부가 하향 볼록 형상이 된 것에 지나지 않고, 성장면(7)의 전체가 충분히 하향 볼록 형상이 되기 전에 융액(32)과 실리콘 단결정(2)이 분리되어 있었다.
한편, 테일부의 생략에 성공한 실험에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이 성장면(7)의 전체가 하향 볼록 형상이 되어 있고, 수평 자장을 인가한 상태라도 전위를 억제하여 실리콘 단결정(2)을 융액(32)으로부터 분리할 수 있었다.
본 실시형태의 효과를 서술한다.
본 실시형태에서는, 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하의 수평 자장을 인가하면서 실리콘 단결정(2)을 인상함으로써 융액(32)의 자연 대류가 제어되기 때문에, 직동부(4)에서의 변형 및 전위가 억제된다.
또한, 실리콘 단결정(2)의 겉보기 중량이 감소할 때까지 융액(32)의 액면에 대한 실리콘 단결정(2)의 상대적인 인상을 정지시키고, 더욱 그 후도 정지 상태를 유지하여 실리콘 단결정(2)의 성장면(7) 전체를 하향 볼록 형상으로 하기 때문에, 성장면(7)이 충분히 하향 볼록 형상이 되기 전에 실리콘 단결정(2)이 융액(32)으로부터 분리되는 것이 방지되며, 수평 자장을 인가한 상황이라도 전위를 억제하여 테일부를 생략할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 특허청구의 범위의 범위 내에서 여러가지 개변할 수 있다.
예컨대, 전술한 실시형태와 다르게, 구동 장치(10)가, 실리콘 단결정(2)의 승강뿐만 아니라 도가니(30)의 승강을 행하여도 좋고, 이 경우, 도가니 구동기(14)가 도가니(30)를 회전 및 승강시켜도 좋다. 그리고 실리콘 단결정(2)의 인상 속도와 동일한 속도로 도가니(30)를 상승시킴으로써, 융액(32)의 액면에 대한 실리콘 단결정(2)의 상대 속도를 0으로 하고, 정해진 시간, 융액(32)에 대하여 실리콘 단결정(2)을 정지시켜도 좋다.
1 제어 장치,
2 실리콘 단결정,
3 와이어,
4 직동부,
5 중량 측정부,
6 척,
7 성장면,
8 종결정,
9 실리콘 융액의 액면,
10 구동 장치,
12 권취기,
14 도가니 구동기,
20 챔버,
22 가스 도입러,
24 가스 배출구,
30 도가니,
32 융액,
42, 44 히터,
50 자장 인가 장치,
52 코일,
60 정류통,
100 실리콘 단결정 제조 장치.

Claims (1)

  1. 초크랄스키법(Czochralski method)에 기초하여 실리콘 단결정을 제조하는 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서,
    자장 중심에서의 자속 밀도가 1000 가우스 이상 2000 가우스 이하인 수평 자장을 도가니 내에 수용된 융액에 인가하면서 상기 융액으로부터 상기 실리콘 단결정을 인상하여, 상기 실리콘 단결정의 직동부(直胴部)를 성장시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후, 상기 융액의 액면에 대한 상기 실리콘 단결정의 상대적인 인상 속도를 0 ㎜/분으로 감소시키는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후, 상기 실리콘 단결정의 겉보기 중량이 감소할 때까지, 상기 실리콘 단결정의 상대적인 인상 속도를 0 ㎜/분으로 한 정지 상태를 유지하는 제3 공정과,
    상기 제3 공정 후, 상기 정지 상태를 더욱 유지하며, 상기 융액에 접하는 실리콘 단결정의 성장면 전체를 실리콘 단결정의 인상 방향과 반대 방향으로 돌출한 볼록 형상으로 형성하는 제4 공정과,
    상기 제4 공정 후, 상기 실리콘 단결정과 상기 융액을 분리하는 제5 공정을 갖는, 실리콘 단결정 제조 방법.
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