KR20200073264A - Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method - Google Patents

Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR20200073264A
KR20200073264A KR1020207014051A KR20207014051A KR20200073264A KR 20200073264 A KR20200073264 A KR 20200073264A KR 1020207014051 A KR1020207014051 A KR 1020207014051A KR 20207014051 A KR20207014051 A KR 20207014051A KR 20200073264 A KR20200073264 A KR 20200073264A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
quality
silicon block
single crystal
impression
Prior art date
Application number
KR1020207014051A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102369392B1 (en
Inventor
야스히로 사이토
사토시 쿠도
슌지 쿠라가키
šœ지 쿠라가키
테기 김
Original Assignee
가부시키가이샤 사무코
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 사무코 filed Critical 가부시키가이샤 사무코
Publication of KR20200073264A publication Critical patent/KR20200073264A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102369392B1 publication Critical patent/KR102369392B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

초크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정으로부터 잘려져나온 복수 개의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법은, 복수 개의 실리콘 블럭의 각각의 단부로부터 잘려져나온 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과를 취득하는 과정(S2)과, 실리콘 단결정의 인상 실적 데이터를 취득하는 과정(S3)과, 각각의 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과에 따라 각각의 실리콘 블럭에 있어서의 인상 관리 마진을 설정하는 과정(S6, S7)과, 취득된 인상 실적 데이터와 설정된 인상 관리 마진을 대조 확인하고, 각각의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 과정(S8, S9)을 실시한다. The quality determination method of a silicon block for determining the quality of a plurality of silicon blocks cut out from a silicon single crystal drawn by the Czochralski method acquires a quality evaluation result of a sample wafer cut out from each end of the plurality of silicon blocks Process (S2), process of obtaining impression performance data of the silicon single crystal (S3), and process of setting the impression management margin in each silicon block according to the quality evaluation result of each sample wafer (S6, S7) Then, a process (S8, S9) of checking the quality of each silicon block is performed by checking the acquired impression performance data against the set impression management margin.

Description

실리콘 블럭의 품질 판정 방법, 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램 및 실리콘 단결정의 제조 방법Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method

본 발명은 실리콘 블럭의 품질 판정 방법, 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램 및 실리콘 단결정의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for determining the quality of a silicon block, a program for determining the quality of a silicon block, and a method for manufacturing a silicon single crystal.

종래 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼를 제조하는 경우, 예를 들면, 초크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정의 잉곳의 외주 연삭을 수행한 후 제품으로서 사용 불가능한 탑과 테일 부분을 잘라낸다. 그 후, 와이어 소(wire saw) 등의 절단 장치에 의해 실리콘 단결정의 잉곳을 복수 개의 실리콘 블럭으로 절단한다. In the case of manufacturing a semiconductor wafer such as a conventional silicon wafer, for example, after performing an outer peripheral grinding of an ingot of a silicon single crystal pulled up by the Czochralski method, a top and tail portion that cannot be used as a product are cut. Thereafter, a silicon single crystal ingot is cut into a plurality of silicon blocks by a cutting device such as a wire saw.

이 때, 실리콘 블럭의 단부로부터 샘플 웨이퍼를 잘라내고, 저항률, 산소 농도, OSF(Oxidation Induced Stacking Fault ring), Void(보이드, 공동) 결함, L/DL 결함(Large Dislocation Loop) 등의 Grown-in 결함 등을 평가함으로써 실리콘 블럭의 품질 평가를 수행하고 있다. At this time, the sample wafer is cut out from the end of the silicon block, and grown-in such as resistivity, oxygen concentration, Oxidation Induced Stacking Fault ring (OSF), void (void, cavity) defect, and large dislocation loop (L/DL defect) By evaluating defects and the like, quality evaluation of the silicon block is performed.

그런데, 최근 웨이퍼 전체면에 있어서 Grown-in 결함이 없는, 혹은 매우 저밀도의 Grown-in 결함밖에 없는 웨이퍼의 요구가 강해졌으며, 그에 따라, Grown-in 결함이 없는, 혹은 매우 저밀도의 Grown-in 결함밖에 없는 실리콘 단결정의 요구가 강해졌다. However, in recent years, there has been a strong demand for wafers having no grown-in defects or only very low-density grown-in defects on the entire wafer surface, and accordingly, there are no grown-in defects or very low-density grown-in defects. The demand for a single crystal of silicon has become stronger.

이러한 실리콘 단결정을 인상하는 방법으로는, 예를 들면, 인상 장치의 로(爐) 내 온도 분포를 개량하고, 인상 속도를 조정하면서 실리콘 단결정의 인상을 수행하는 방법이 있다. As a method of pulling the silicon single crystal, for example, there is a method of improving the temperature distribution in the furnace of the pulling apparatus and performing pulling of the silicon single crystal while adjusting the pulling speed.

그러나, 인상 속도의 관리 마진이 매우 좁기 때문에, 실리콘 블럭 단부의 결정 품질이 합격이라고 해도 블럭 중간부에서 인상 속도가 변동되면 실리콘 블럭 중에 Grown-in 결함이 발생해 버리는 경우가 있어, 다음 공정에 있어서 불량을 발생시킨다는 문제가 있다. However, because the management margin of the pulling speed is very narrow, even if the crystal quality at the end of the silicon block passes, if the pulling speed fluctuates in the middle of the block, there may be a case where a grown-in defect occurs in the silicon block. There is a problem of causing defects.

여기서, 불량 중 L/DL 결함의 검출 결과에 기초한 불량을 L/DL 불량, Void 결함의 검출 결과에 기초한 불량을 Void 불량이라고 한다. Here, the defects based on the detection result of the L/DL defect among the defects are referred to as the defects of the L/DL defect and the defect based on the detection result of the void defect.

특허문헌 1에는 실리콘 단결정의 잉곳의 성장축을 따라 인상 데이터를 컴퓨터에 불러들이고, 인상 데이터와 목표값 간의 차이가 소정의 값 이상이 된 경우에는 소정의 위치 이상이 된 위치에서 실리콘 단결정의 잉곳을 절단하고, Grown-in 결함이 없는 실리콘 블럭을 얻는 기술이 개시되어 있다. In Patent Document 1, impression data is loaded into a computer along the growth axis of an ingot of a silicon single crystal, and when the difference between the impression data and the target value becomes more than a predetermined value, the ingot of the silicon single crystal is cut at a position that is more than a predetermined position. And a technique for obtaining a silicon block free of grown-in defects.

일본 특허 공개 2007-99556호 공보Japanese Patent Publication 2007-99556

그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 인상 데이터와 목표값 간의 차이가 소정의 값이 되도록 관리하고 있기 때문에, 실제의 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과와 반드시 일치하지 않는다. 따라서, 다음 공정에 있어서 불량품이라고 판정된 실리콘 블럭을 제외하고 실리콘 블럭을 절단하여 품질의 재평가를 수행하는 경우, 어느 부분에서 불량이 발생했는지 알 수가 없으므로 품질 확인 빈도가 증가해 버린다는 과제가 있다. However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the difference between the impression data and the target value is managed to be a predetermined value, the quality evaluation result of the actual sample wafer does not necessarily match. Accordingly, in the next step, when the silicon block is cut and the quality is re-evaluated by excluding the silicon block determined to be defective, there is a problem that the frequency of quality check increases because it is unknown where the defect occurred.

본 발명의 목적은, 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 저감할 수 있는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법, 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램 및 실리콘 단결정의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a method for determining the quality of a silicon block, a program for determining the quality of a silicon block, and a method for manufacturing a silicon single crystal capable of reducing the frequency of quality confirmation in the next step.

본 발명의 실리콘 블럭의 품질 판정 방법은, 초크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정으로부터 잘려져나온 복수 개의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법으로서, 복수 개의 실리콘 블럭의 각각의 단부로부터 잘려져나온 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과를 취득하는 과정과, 상기 실리콘 단결정의 인상 실적 데이터를 취득하는 과정과, 각각의 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과에 따라 각각의 실리콘 블럭에 있어서의 인상 관리 마진을 설정하는 과정과, 취득된 상기 인상 실적 데이터와 설정된 인상 관리 마진을 대조 확인하고, 각각의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 한다. The method for determining the quality of a silicon block of the present invention is a quality determination method of a silicon block for determining the quality of a plurality of silicon blocks cut out from a silicon single crystal pulled by the Czochralski method, from each end of the plurality of silicon blocks. The process of acquiring the quality evaluation result of the cut sample wafer, the process of acquiring the impression performance data of the silicon single crystal, and setting the impression management margin in each silicon block according to the quality evaluation result of each sample wafer The process is characterized by performing a process of confirming the quality of each silicon block by checking and confirming the acquired impression performance data and the set impression management margin.

여기서, 샘플 웨이퍼의 품질 평가란 Grown-in 결함이 존재하지 않는 실리콘 단결정의 Pv 영역, Pv 영역및 Pi 영역이 혼재하는 영역 및 Pi 영역에 있어서의 품질 평가를 말한다. Here, the quality evaluation of the sample wafer refers to the quality evaluation in the Pv region, the Pv region, and the Pi region of the silicon single crystal in which there are no grown-in defects, and in the Pi region.

인상 관리 마진은 인상의 목표값에 대하여 허용할 수 있는 실적값의 범위를 의미하며, 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과에 따라 설정된다. The impression management margin means a range of acceptable performance values for the target value of the impression, and is set according to the quality evaluation result of the sample wafer.

본 발명에 따르면, 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과에 따라 각각의 실리콘 블럭에 있어서의 인상 관리 마진을 설정하고, 실리콘 블럭마다의 인상 관리 마진과 인상 실적 데이터를 대조 확인하고 있다. 이 때문에, 인상 관리 마진을 벗어나는 인상 실적 데이터를 높은 정밀도로 판정할 수 있고, 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 저감할 수 있다. According to the present invention, according to the quality evaluation result of the sample wafer, the impression management margin for each silicon block is set, and the impression management margin for each silicon block is compared with the impression performance data. For this reason, impression performance data outside the impression management margin can be judged with high precision, and the frequency of quality confirmation in the next step can be reduced.

본 발명에서는, 상기 인상 관리 마진을 설정하는 과정 이전에 상기 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과 중에 L/DL(Large Dislocation Loop) 불량을 나타내는 결과가 취득되면, 해당 결과를 나타내는 실리콘 블럭을 제외하는 과정을 실시하는 것이 바람직하다. In the present invention, when a result indicating a large dislocation loop (L/DL) defect is obtained among the quality evaluation results of the sample wafer prior to the process of setting the impression management margin, a process of excluding a silicon block indicating the result is performed. It is desirable to do.

본 발명에 따르면, 샘플 웨이퍼가 L/DL 불량을 나타내고 있으면 해당 샘플 웨이퍼를 잘라낸 실리콘 블럭은 모두가 L/DL 불량이 되어 있을 가능성이 높으므로, 미리 불량품을 제외하여 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 보다 저감할 수 있다. According to the present invention, if the sample wafer exhibits L/DL defects, it is highly likely that all of the silicon blocks from which the sample wafer has been cut out are L/DL defects. Can be reduced more.

본 발명에서는, 상기 인상 관리 마진을 설정하는 과정 이전에 상기 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과 중에 Void 불량을 나타내는 결과가 취득되면, 해당 결과를 나타내는 실리콘 블럭을 제외하는 과정을 실시하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to perform a process of excluding a silicon block showing the result when a result indicating a void defect is obtained in the quality evaluation result of the sample wafer before the setting of the impression management margin.

본 발명에 따르면, L/DL 불량의 경우와 동일하게, Void 불량이 되어 있는 실리콘 블럭을 제외하여 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 보다 저감할 수 있다. According to the present invention, as in the case of L/DL defects, the frequency of quality check in the next process can be further reduced by excluding silicon blocks that are void defects.

본 발명의 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램은, 전술한 실리콘 블럭의 품질 판정 방법을 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 한다. The silicon block quality determination program of the present invention is characterized by causing the computer to execute the above-described silicon block quality determination method.

본 발명에 따르면, 컴퓨터에 실행시킴으로써 자동화를 촉진할 수 있기 때문에 품질 관리의 공정 자체의 부담을 저감할 수 있다. According to the present invention, automation can be promoted by running on a computer, so that the burden of the quality control process itself can be reduced.

본 발명의 실리콘 단결정의 제조 방법은, 전술한 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램을 컴퓨터에 실행시키고, 실리콘 단결정의 인상 시에 있어서의 인상 관리 마진을 산출하는 공정과, 산출된 인상 관리 마진에 기초하여 상기 실리콘 단결정의 인상을 제어하는 것을 특징으로 한다. The method for manufacturing a silicon single crystal of the present invention is based on a process of executing the above-described quality determination program of a silicon block on a computer and calculating an impression management margin at the time of pulling the silicon single crystal, and the calculated impression management margin. It is characterized by controlling the impression of the silicon single crystal.

본 발명에 따르면, 실리콘 블럭마다 설정된 인상 관리 마진에 기초하여 실리콘 단결정의 인상을 제어함으로써 품질 불합격이 되는 실리콘 블럭이 발생하는 것을 방지하여 불합격품의 발생을 적게 할 수 있다. According to the present invention, by controlling the impression of the silicon single crystal based on the impression management margin set for each silicon block, it is possible to prevent occurrence of a rejected product by preventing generation of a silicon block that fails to be quality.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 실리콘 단결정의 인상 장치를 나타내는 모식도.
도 2는 상기 실시 형태에 있어서의 실리콘 단결정의 품질 판정 방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 상기 실시 형태에 있어서의 관리 마진을 설명하기 위한 모식도.
도 4는 상기 실시 형태에 있어서의 관리 마진을 설명하기 위한 모식도.
도 5는 실시 예에 있어서의 품질 판정 결과를 나타내는 그래프.
도 6은 실시 예에 있어서의 품질 판정 결과를 나타내는 그래프.
1 is a schematic view showing a silicon single crystal pulling device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a method for determining the quality of a silicon single crystal in the above embodiment.
3 is a schematic diagram for explaining a management margin in the above embodiment.
4 is a schematic diagram for describing a management margin in the above embodiment.
5 is a graph showing the results of quality determination in Examples.
6 is a graph showing the results of quality determination in Examples.

[1] 실리콘 단결정의 인상 장치(1)의 구조[1] Structure of silicon single crystal pulling device (1)

도 1에는 본 발명의 실시 형태에 따른 실리콘 단결정(10)의 제조 방법을 적용할 수 있는 실리콘 단결정의 인상 장치(1)의 구조의 일례를 나타내는 모식도가 도시되어 있다. 인상 장치(1)는 초크랄스키법에 의해 실리콘 단결정(10)를 인상하는 장치로서, 외곽을 구성하는 챔버(2)와, 챔버(2)의 중심부에 배치되는 도가니(3)를 구비한다. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of a silicon single crystal pulling apparatus 1 to which a method of manufacturing a silicon single crystal 10 according to an embodiment of the present invention can be applied. The pulling device 1 is a device for pulling the silicon single crystal 10 by the Czochralski method, and includes a chamber 2 constituting the outer periphery and a crucible 3 disposed at the center of the chamber 2.

도가니(3)는 내측의 석영 도가니(3A)와, 외측의 흑연 도가니(3B)로 구성되는 이중 구조로서, 회전 및 승하강이 가능한 지지축(4)의 상단부에 고정되어 있다. The crucible 3 is a double structure composed of a quartz crucible 3A on the inside and a graphite crucible 3B on the outside, and is fixed to the upper end of the support shaft 4 capable of rotating and elevating.

도가니(3)의 외측에는 도가니(3)를 에워싸는 저항 가열식의 히터(5A, 5B)가 마련되고, 그 외측에는 챔버(2)의 내면을 따라 단열재(6)가 마련되어 있다. On the outer side of the crucible 3, resistance-heating heaters 5A and 5B surrounding the crucible 3 are provided, and on the outer side, an insulating material 6 is provided along the inner surface of the chamber 2.

도가니(3)의 상방에는 지지축(4)과 동축 상에서 반대 방향 또는 동일 방향으로 소정의 속도로 회전하는 와이어 등의 인상축(7)이 마련되어 있다. 이 인상축(7)의 하단에는 종결정(種結晶, 8)이 부착되어 있다. On the upper side of the crucible 3, there is provided an impression shaft 7 such as a wire that rotates at a predetermined speed in the opposite direction or the same direction on the support shaft 4 and the same axis. A seed crystal (8) is attached to the lower end of the pulling shaft (7).

챔버(2) 내에는 통 형상의 열 차폐체(12)가 배치되어 있다. A cylindrical heat shield 12 is disposed in the chamber 2.

열 차폐체(12)는 육성 중인 실리콘 단결정(10)에 대하여 도가니(3) 내의 실리콘 융액(9)이나 히터(5A, 5B)나 도가니(3)의 측벽으로부터의 고온의 복사 열을 차단함과 아울러, 결정 성장 계면인 고액(固液) 계면의 근방에 대해서는 외부로의 열의 확산을 억제하고, 단결정 중심부 및 단결정 외주부의 인상축 방향의 온도 구배(句配)를 제어하는 역할을 담당한다. The heat shield 12 blocks high temperature radiant heat from the silicon melt 9 in the crucible 3 or the sidewalls of the heaters 5A, 5B or the crucible 3 with respect to the silicon single crystal 10 being grown. In the vicinity of the solid-liquid interface, which is the crystal growth interface, it suppresses the diffusion of heat to the outside and plays a role of controlling the temperature gradient in the direction of the pulling axis in the center of the single crystal and the outer circumference of the single crystal.

열 차폐체(12)는 실리콘 융액(9)으로부터의 증발부를 로 상방으로부터 도입한 불활성 가스에 의해 로 바깥으로 배기하는 정류통(整流筒)으로서의 기능도 있다. The heat shield 12 also has a function as a rectifying cylinder that exhausts the evaporation portion from the silicon melt 9 out of the furnace by an inert gas introduced from above the furnace.

챔버(2)의 상부에는 아르곤 가스(이하, Ar 가스라고 칭함) 등의 불활성 가스를 챔버(2) 내에 도입하는 가스 도입구(13)가 마련되어 있다. 챔버(2)의 하부에는 도시하지 않은 진공 펌프의 구동에 의해 챔버(2) 내의 기체를 흡인하여 배출하는 배기구(14)가 마련되어 있다. A gas inlet 13 for introducing an inert gas such as argon gas (hereinafter referred to as Ar gas) into the chamber 2 is provided on the upper portion of the chamber 2. The lower part of the chamber 2 is provided with an exhaust port 14 which sucks and discharges gas in the chamber 2 by driving a vacuum pump (not shown).

가스 도입구(13)로부터 챔버(2) 내로 도입된 불활성 가스는 육성 중인 실리콘 단결정(10)과 열 차폐체(12) 사이를 하강하고, 열 차폐체(12)의 하단과 실리콘 융액(9)의 액면 사이의 틈새를 거친 후, 열 차폐체(12)의 외측, 나아가 도가니(3)의 외측을 향해 흐르고, 그 후에 도가니(3)의 외측을 하강하고, 배기구(14)로부터 배출된다. The inert gas introduced from the gas inlet 13 into the chamber 2 descends between the silicon single crystal 10 being grown and the heat shield 12, and the lower surface of the heat shield 12 and the liquid level of the silicon melt 9 After passing through the gap therebetween, it flows toward the outside of the heat shield 12, and further toward the outside of the crucible 3, after which the outside of the crucible 3 is lowered and discharged from the exhaust port 14.

이러한 인상 장치(1)를 이용하여 실리콘 단결정(10)을 제조할 때, 챔버(2) 안을 감압 하의 불활성 가스 분위기로 유지한 상태에서 도가니(3)에 충전한 다결정 실리콘 등의 고형 원료를 히터(5A, 5B)의 가열에 의해 용융시키고, 실리콘 융액(9)을 형성한다. 도가니(3) 내에 실리콘 융액(9)이 형성되면, 인상축(7)을 하강시켜 종결정(8)을 실리콘 융액(9)에 침지하고, 도가니(3) 및 인상축(7)을 소정의 방향으로 회전시키면서 인상축(7)을 서서히 인상하고, 이에 따라 종결정(8)에 연결된 실리콘 단결정(10)을 육성한다. When manufacturing the silicon single crystal 10 using the pulling device 1, a solid raw material such as polycrystalline silicon filled in the crucible 3 in a state where the inside of the chamber 2 is maintained under an inert gas atmosphere under reduced pressure (heater ( 5A and 5B) are melted by heating to form a silicon melt (9). When the silicon melt 9 is formed in the crucible 3, the impression shaft 7 is lowered to immerse the seed crystal 8 in the silicon melt 9, and the crucible 3 and the impression shaft 7 are predetermined. While rotating in the direction, the pulling shaft 7 is gradually pulled up, and accordingly, the silicon single crystal 10 connected to the seed crystal 8 is grown.

[2] 실리콘 단결정(10) 내에 생성되는 결정 결함[2] Crystal defects generated in the silicon single crystal 10

초크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정(10) 중에는 결정 성장 중에 형성되는 결정 결함(Grown-in 결함)이 존재해 있는 것이 알려져 있다. It is known that crystal defects (Grown-in defects) formed during crystal growth exist in the silicon single crystal 10 pulled by the Czochralski method.

통상, 실리콘 단결정(10)에는 진성(眞性)의 점 결함인 Vacancy 및 Interstitial Si가 있다. Usually, the silicon single crystal 10 includes Vacancy and Interstitial Si, which are intrinsic point defects.

이들 진성의 점 결함의 포화 농도는 온도의 함수이며, 결정 육성 중의 급격한 온도의 저하에 따라 점 결함의 과포화 상태가 발생한다. The saturation concentration of these intrinsic point defects is a function of temperature, and a supersaturation state of the point defects occurs as the temperature rapidly decreases during crystal growth.

과포화가 된 점 결함은 대소멸(對消滅)이나 외방 확산·비탈길 확산 등에 의해 과포화 상태를 완화하는 방향으로 진행된다. 일반적으로는 이 과포화 상태를 완전히 해소할 수 있는 것은 아니고, 최종적으로는 Vacancy(베이컨시, 공공, 빈격자점)나 Interstitial Si(인터스티셜 Si, 격자간 Si)의 어느 한 쪽이 우세한 과포화의 점 결함으로서 남는다. The supersaturated point defect proceeds in a direction to alleviate the supersaturation state due to mass extinction, outward diffusion, and diffusion of slopes. In general, it is not possible to completely eliminate this supersaturation state, and ultimately, either the Vacancy (Baconcy, the public, or the vacant point) or the Interstitial Si (Interstitial Si, interstitial Si) dominates. Remains as point defects.

결정 성장 속도가 빠르면 Vacancy가 과포화 상태가 되기 쉽고, 반대로 결정 성장 속도가 느리면 Interstitial Si가 과포화 상태가 되기 쉬운 것이 알려져 있다. It is known that when the crystal growth rate is fast, Vacancy tends to become supersaturated, whereas when the crystal growth rate is slow, Interstitial Si tends to become supersaturated.

이 과포화 상태의 농도가 어느 일정 이상이 되면 이들이 응집되고, 결정 성장 중에 결정 결함(Grown-in 결함)을 형성한다. When the concentration of the supersaturated state becomes more than a certain level, they aggregate and form crystal defects (Grown-in defects) during crystal growth.

Vacancy가 우세한 영역(V 영역)의 경우의 Grown-in 결함으로는 OSF 핵이나 Void 결함이 알려져 있다. OSF 핵은 결정으로부터 잘려져 나온 샘플을 습식(wet) 산소 분위기 중에서 1100℃ 정도의 고온에서 열처리하면, 표면으로부터 Interstitial Si가 주입되고, OSF 핵의 주변에서 적층 결함(SF)이 성장하고, 이 샘플을 선택 에칭액 내에서 요동시키면서 선택 에칭하였을 때 적층 결함으로서 관찰되는 결함이다. As a grow-in defect in the region where the vacancy is dominant (V region), an OSF nucleus or a void defect is known. When the OSF nucleus heat-treats a sample cut from the crystal at a high temperature of about 1100°C in a wet oxygen atmosphere, interstitial Si is injected from the surface, and lamination defects (SF) grow around the OSF nucleus, and this sample is This defect is observed as a lamination defect when selectively etched while swinging in a selective etching solution.

산화 처리에 의해 적층 결함이 성장되기 때문에 OSF(Oxygen induced Stacking Fault)라고 불리고 있다. It is called OSF (Oxygen induced Stacking Fault) because stacking defects are grown by oxidation treatment.

Void 결함은 Vacancy가 모여서 생긴 공동(空洞) 형태의 결함으로서, 내부의 벽에 내벽 산화막이라고 불리는 산화막이 형성되어 있는 것이 알려져 있다. 이 결함은 검출되는 방법에 따라 몇 가지의 호칭이 존재한다. Void defect is a void-shaped defect formed by the collection of vacancy, and it is known that an oxide film called an inner wall oxide film is formed on the inner wall. There are several names for this defect depending on how it is detected.

레이저 광선을 웨이퍼 표면에 조사하고, 그 반사광·산란광 등을 검출하는 파티클 카운터에 의해 관찰된 경우에는 COP(Crystal Originated Pattern Defect)라고 불린다. It is called COP (Crystal Originated Pattern Defect) when it is observed by a particle counter that irradiates a laser beam onto a wafer surface and detects reflected light, scattered light, or the like.

선택 에칭액 내에서 샘플을 요동시키지 않고 비교적 장시간 방치한 후에 흐름 문양으로서 관찰된 경우에는 FPD(Flow Pattern Defect)라고 불린다. It is called FPD (Flow Pattern Defect) when it is observed as a flow pattern after being left for a relatively long time without shaking the sample in the selective etching solution.

적외 레이저 광선을 웨이퍼의 표면으로부터 입사시키고, 그 산란광을 검출하는 적외 산란 토모그래프에 의해 관찰된 경우에는 LSTD(Laser Scattering Tomography Defect)라고 불린다. 이들은 검출 방법이 서로 다르지만 모두 Void 결함이라고 생각되고 있다. When the infrared laser beam is incident from the surface of the wafer and observed by an infrared scattering tomograph that detects the scattered light, it is called LSTD (Laser Scattering Tomography Defect). Although they have different detection methods, they are all considered to be void defects.

DSOD(Direct Surface Oxide Defect)도 Void 결함의 하나이다. DSOD는 미소한 Void 결함으로서, OSF 영역에 존재한다. 미소한 Void 결함이기 때문에 선택 에칭 등으로는 관측할 수 없다. DSOD (Direct Surface Oxide Defect) is one of the void defects. DSOD is a microscopic void defect and is present in the OSF region. Since it is a micro void defect, it cannot be observed by selective etching or the like.

DSOD 평가는 웨이퍼에 산화막을 성장시키고, 거기에 Cu 데코레이션을 수행함으로써 결함을 검출한다. The DSOD evaluation detects defects by growing an oxide film on the wafer and performing Cu decoration thereon.

한편으로, Interstitial Si가 우세한 경우, Interstitial Si가 응집된 결정 결함이 형성된다. 이것의 정체는 명확하지는 않지만 전위(轉位) 루프 등이라고 생각되고 있으며, 거대한 것은 전위 루프 클러스터로서 TEM(Transmission Electron Microscopy)에 의해 관찰된다. On the other hand, when the interstitial Si is dominant, crystal defects in which the interstitial Si is aggregated are formed. Although the identity of this is not clear, it is considered to be a dislocation loop or the like, and a large one is observed by TEM (Transmission Electron Microscopy) as a dislocation loop cluster.

이 Interstitial Si의 Grown-in 결함은 FPD와 동일한 에칭 방법, 즉 선택 에칭액 내에서 샘플을 요동시키지 않고 비교적 장시간 방치함으로써 조개껍질 형태의 큰 피트로서 관찰된다. 이는 LEP(Large Etch Pit)라고 불리고 있다. The Grown-in defect of this interstitial Si is observed as a large pit in the form of a clamshell by leaving the sample in the same etching method as FPD, i.e., without shaking the sample in a selective etching solution for a relatively long time. This is called LEP (Large Etch Pit).

이들 전위 루프, 전위 루프 클러스터 및 LEP를 총칭하여 L/DL(Large Dislocation Loop)이라고 부른다. These dislocation loops, dislocation loop clusters, and LEPs are collectively called L/DL (Large Dislocation Loop).

[3] 실리콘 블럭의 품질 판정 방법[3] How to judge the quality of silicon blocks

본 실시 형태의 실리콘 블럭의 품질 판정 방법을 도 2에 나타낸 흐름도에 기초하여 설명하기로 한다. 본 실시 형태에 있어서의 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램은 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램을 컴퓨터에 설치함으로써 실행할 수 있다. The method for determining the quality of the silicon block of this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. 2. The quality determination program of the silicon block in this embodiment can be executed by installing a quality determination program of the silicon block on the computer.

인상 장치(1)에 의해 실리콘 단결정(10)을 제조하면(과정 S1), 실리콘 단결정(10)의 외주 연삭을 수행한 후, 와이어 소 등으로 복수 개의 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)으로 절단한다(도 4 참조, 3개의 블럭으로 분할하는 경우를 예시하였으나, 4개 이상의 블럭으로 하여도 무방하고, 2개 이하의 블럭으로 하여도 무방함). 그 때, 동시에 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)의 각각의 양단으로부터 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)를 잘라내고, 각각의 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)에 대한 품질 평가를 수행한다. 덧붙여, 샘플 웨이퍼(SW2)는 실리콘 블럭(10A)과 실리콘 블럭(10B)의 공통 샘플, 샘플 웨이퍼(SW3)는 실리콘 블럭(10B)과 실리콘 블럭(10C)의 공통 샘플이다. When the silicon single crystal 10 is manufactured by the pulling device 1 (process S1), after the outer circumferential grinding of the silicon single crystal 10 is performed, it is cut into a plurality of silicon blocks 10A, 10B, 10C by wire sawing, etc. (See FIG. 4, although the case of dividing into three blocks is illustrated, four or more blocks may be used, and two or fewer blocks may be used). At that time, at the same time, the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 are cut out from both ends of the silicon blocks 10A, 10B, and 10C, and the quality evaluation for each sample wafer SW1, SW2, SW3, and SW4 is evaluated. To perform. In addition, the sample wafer SW2 is a common sample of the silicon block 10A and the silicon block 10B, and the sample wafer SW3 is a common sample of the silicon block 10B and the silicon block 10C.

품질 평가가 종료되면, 각각의 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)의 품질 평가 결과를 컴퓨터에 불러들인다(과정 S2). When the quality evaluation is finished, the quality evaluation results of each of the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 are loaded into the computer (process S2).

또한, 실리콘 단결정(10)의 인상 시의 제조 실적 데이터도 컴퓨터에 불러들인다(과정 S3). In addition, manufacturing performance data at the time of raising the silicon single crystal 10 is also loaded into a computer (process S3).

컴퓨터는 품질 평가 결과 중에 L/DL 불량 또는 Void 불량을 나타내는 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)가 존재하는지 여부를 판정한다(과정 S4). L/DL 불량의 판정은, 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)에 한 곳이라도 L/DL이 발생했으면 L/DL 불량이라고 판정한다. Void 불량인지 여부의 판정은, 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)에서 검출된 Void 결함이 소정의 수, 예를 들면, 100개/장 이상 있는 경우를 불량이라고 판정한다. L/DL 불량 또는 Void 불량의 어느 것도 없는 경우에는 과정 S6으로 진행한다. The computer determines whether or not sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 indicating L/DL defects or void defects are present in the quality evaluation result (process S4). The L/DL defect is judged to be L/DL defective if L/DL has occurred in any one of the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4. The determination as to whether or not the void is defective is determined as a defect when there are a predetermined number of void defects detected on the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4, for example, 100 or more. If there is no L/DL defect or void defect, the process proceeds to step S6.

L/DL 불량 또는 Void 불량을 나타내는 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)가 존재하는 경우, 해당 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)를 잘라낸 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)을 다음 공정으로 보낼 실리콘 블럭으로부터 제외한다(과정 S5). If there are sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 indicating L/DL defects or void defects, the silicon blocks 10A, 10B, 10C from which the sample wafers SW1, SW2, SW3, SW4 are cut are next. It is excluded from the silicon block to be sent to the process (process S5).

컴퓨터에서는 품질 평가 결과로부터 목표 품질 취득 가능한 인상 관리 마진을 산출한다(과정 S6). 여기서, 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)의 품질은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 인상 속도에 따라 변화한다. 구체적으로는, 인상 속도가 빠른 경우, 공공(空孔)의 응집체인 Void가 발생한다. 한편, 인상 속도가 느린 경우, 격자간 실리콘 원자가 과잉이 되고, 격자간 실리콘의 응집체인 L/DL가 발생한다. The computer calculates an impression management margin capable of obtaining a target quality from the quality evaluation result (step S6). Here, the quality of the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 changes according to the pulling speed, as shown in FIG. Specifically, when the pulling speed is high, voids, which are hollow aggregates, are generated. On the other hand, when the pulling rate is slow, interstitial silicon atoms become excessive, and L/DL, which is an aggregate of interstitial silicon, is generated.

본 실시 형태에 있어서의 인상 속도는 인상 속도를 이동 평균화한 것으로서, 도 3의 오른쪽 도면의 결함 분포와 가장 높은 상관성을 갖는 이동 평균 속도라고 칭한다. 예를 들면, 50분 내지 200분간의 범위 내의 시간적 이동 평균 속도를 채용할 수 있다. 반대로 말하면, 50분 내지 200분의 범위 내에서 상관성이 가장 높은 시간적 이동 평균 속도가 일반적으로 존재한다. The pulling speed in the present embodiment is a moving average of the pulling speeds, and is referred to as a moving average speed having the highest correlation with the defect distribution in the right figure of FIG. 3. For example, a temporal moving average speed in the range of 50 minutes to 200 minutes can be employed. Conversely, there is generally a temporal moving average velocity with the highest correlation within the range of 50 minutes to 200 minutes.

본 실시 형태에서는 인상 속도를 관리 마진의 지표로 삼고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 실리콘 단결정(10)의 직동(直胴) 지름을 검출하고, 이것을 일정하게 제어하는 경우에 본 발명을 적용할 수도 있다. In this embodiment, the pulling rate is used as an index of the management margin, but is not limited thereto, and the present invention can also be applied when detecting the linear diameter of the silicon single crystal 10 and controlling it constantly. .

Void가 발생하는 영역과 L/DL이 발생하는 영역 사이에는 Pv 영역, Pi 영역이라는 2개의 무결함 영역이 존재한다. There are two defect-free regions, a Pv region and a Pi region, between the region where the void occurs and the region where the L/DL occurs.

Pv 영역이란 as-grown(성장된 그대로의) 상태에서 산소 석출핵을 포함하고 있으며, 저온과 고온(예를 들면, 800℃와 1000℃)의 2단계의 열처리를 실시한 경우에 산소 석출물이 발생하기 쉬운 영역이다. Pi 영역이란 as-grown 상태에서 거의 산속 석출핵을 포함하고 있지 않으며, 열처리를 실시받아도 산소 석출물이 잘 발생하지 않는 영역이다. The Pv region contains oxygen precipitation nuclei in an as-grown state, and oxygen precipitates are generated when two stages of heat treatment are performed at low and high temperatures (for example, 800°C and 1000°C). It is an easy area. The Pi region is a region that hardly contains precipitation nuclei in the acid in an as-grown state, and does not easily generate oxygen precipitates even after heat treatment.

Pv 영역 혹은 Pi 영역의 영역 판정에 있어서, 열처리 후의 산소 석출물의 석출 상태를 평가하기 때문에 Pv 영역 혹은 Pi 영역의 판정 결과는 산소 농도의 영향을 받는다. 그 결과, 후술하는 무결함 마진 및 새 관리선은 산소 농도의 영향을 받게 된다. In the determination of the region of the Pv region or the Pi region, since the precipitation state of the oxygen precipitate after heat treatment is evaluated, the determination result of the Pv region or the Pi region is affected by the oxygen concentration. As a result, the defect-free margins described later and the new control line will be affected by the oxygen concentration.

무결함 영역이란 OSF 영역이 지배하는 결정 성장 속도와 L/DL 영역이 지배하는 결정 성장 속도 사이의 결정 성장 속도로 형성되고, 공공(空孔) 우세 영역(Pv 영역)과 격자간 실리콘 우세 영역(Pi 영역)으로 구성된다. The defect-free region is formed by the crystal growth rate between the crystal growth rate dominated by the OSF region and the crystal growth rate dominated by the L/DL region, and the void dominant region (Pv region) and the interstitial silicon dominant region ( Pi area).

무결함 영역의 결정 성장 속도로 인상된 무결함 결정은 COP나 전위 클러스터라는 Grown-in 결함이 없는 혹은 매우 적은 양질의 실리콘 단결정이라고 할 수 있다. 따라서, 무결함 영역에 있어서의 결정 성장 속도에 의해 실리콘 단결정의 인상 제어를 수행하는 것은 실리콘 단결정의 품질을 확보하는 데 중요하다. The defect-free crystals, which are impressed by the growth rate of crystals in the defect-free region, can be said to be high-quality silicon single crystals with no or very few grown-in defects such as COP or dislocation clusters. Therefore, it is important to secure the quality of the silicon single crystal by performing pulling control of the silicon single crystal by the crystal growth rate in the defect-free region.

본 실시 형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, Void가 발생하는 영역과 L/DL이 발생하는 영역 사이에 채취된 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)의 Pv 영역, Pi 영역, 즉 무결함 영역의 존재에 따라 인상 관리 마진이 될 인상 속도 마진이 설정된다. In this embodiment, as shown in Fig. 3, the Pv region, Pi region, that is, the defects of the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 taken between the region where the void occurs and the region where the L/DL occurs Depending on the existence of the area, an impression speed margin, which will be an impression management margin, is set.

도 3의 경우, 무결함 영역이 될 인상 속도 마진은 무결함 영역의 중앙의 인상 속도(이상적인 인상 속도의 목표값)의 5%가 된다. In the case of Fig. 3, the pulling speed margin to be a defect-free area is 5% of the pulling speed in the center of the defect-free area (target value of the ideal pulling speed).

구체적으로는, 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)의 결함 분포 평가를 수행하고, 이들 웨이퍼면 내의 Pv 영역 및 Pi 영역이 이루는 패턴과, 도 3의 좌측에 도시하는 결함 분포와 인상 속도의 관계를 대조 확인함으로써 실제의 인상 속도의 무결함 영역 상한(OSF 영역과 Pv 영역의 경계)의 인상 속도에 대한 마진(이하, 상측 무결함 마진이라고 칭함) 및 실제의 인상 속도의 무결함 영역 하한(Pi 영역과 L/DL 영역의 경계)의 인상 속도에 대한 마진(이하, 하측 무결함 마진이라고 칭함)을 파악할 수 있다. Specifically, defect distribution evaluation of the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 is performed, and the pattern formed by the Pv region and the Pi region in these wafer surfaces, and the defect distribution and pulling rate shown on the left side in FIG. By checking the relationship by contrast, the margin for the impression speed of the actual defect rate upper limit (the boundary between the OSF area and the Pv area) (hereinafter referred to as the upper defect-free margin) and the lower limit of the defect area of the actual impression rate ( It is possible to grasp the margin (hereinafter referred to as a lower defect-free margin) for the pulling speed of the boundary between the Pi region and the L/DL region.

즉, 실제의 인상 속도가 무결함 영역 상한(OSF 영역과 Pv 영역의 경계)에 가까운 경우에는 상측 무결함 마진을 작게 설정하고, 하측 무결함 마진을 크게 설정한다. 한편, 무결함 영역의 하한(Pi 영역과 L/DL 영역의 경계)에 가까운 경우에는 상측 무결함 마진을 크게 설정하고, 하측 무결함 마진을 작게 설정한다. That is, when the actual pulling speed is close to the upper limit of the defect-free area (the boundary between the OSF area and the Pv area), the upper defect-free margin is set smaller and the lower defect-free margin is set larger. On the other hand, when it is close to the lower limit of the defect-free region (the boundary between the Pi region and the L/DL region), the upper defect-free margin is set large and the lower defect-free margin is set small.

예를 들면, 본 실시 형태에서는, Pv 영역만의 샘플 웨이퍼(SW1)의 경우, 상측 무결함 마진은 인상 속도의 목표값에 대하여 0.5%, 하측 무결함 마진은 인상 속도의 목표값에 대하여 4.5%가 설정되어 있다. For example, in the present embodiment, in the case of the sample wafer SW1 only in the Pv region, the upper defect-free margin is 0.5% with respect to the target value of the pulling speed, and the lower defect-free margin is 4.5% with respect to the target value of the pulling speed. Is set.

마찬가지로, 샘플 웨이퍼(SW2)의 경우, 상측 무결함 마진이 2.5%, 하측 무결함 마진이 2.5%로 설정되고, 샘플 웨이퍼(SW3)의 경우, 상측 무결함 마진이 3%, 하측 무결함 마진이 2%로 설정되고, 샘플 웨이퍼(SW4)의 경우, 상측 무결함 마진이 4.8%, 하측 무결함 마진이 0.2%로 설정되어 있다. Similarly, for the sample wafer SW2, the upper defect-free margin is set to 2.5%, and the lower defect-free margin is set to 2.5%, and for the sample wafer SW3, the upper defect-free margin is 3% and the lower defect-free margin is It is set to 2%, and for the sample wafer SW4, the upper defect-free margin is set to 4.8%, and the lower defect-free margin is set to 0.2%.

샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)가 소정의 수 이상의 Void가 발생한 경우, L/DL이 발생한 경우에는 발생한 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)을 인상 관리 마진을 설정하지 않고 불량품으로서 제외한다. When the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 have more than a predetermined number of voids, and when L/DL occurs, the silicon blocks 10A, 10B, and 10C generated are excluded as defective products without setting an impression management margin. .

다음, 도 2로 돌아가서 인상 관리 마진에 기초하여 새 관리선을 설정한다 (과정 S7). 구체적으로는, 실리콘 블럭 양단의 샘플 웨이퍼의 결함 분포 평가 결과로부터 실제의 인상 속도에 있어서의 상측 무결함 마진 및 하측 무결함 마진을 파악한다. 다음, 무결함 영역의 중앙에 대응하는 인상 속도(이상적인 속도의 목표값)를 파악한다. Next, returning to FIG. 2, a new management line is set based on the impression management margin (step S7). Specifically, the upper defect defect margin and the lower defect defect margin in the actual pulling speed are grasped from the defect distribution evaluation results of the sample wafers at both ends of the silicon block. Next, the pulling speed (target value of the ideal speed) corresponding to the center of the defect-free area is grasped.

실리콘 블럭의 내부에 대해서는, 실리콘 블럭 양단의 무결함 영역 상한끼리를 연결한 선이 상측의 새 관리선으로서 설정되고, 실리콘 블럭 양단의 무결함 영역 하한끼리를 연결한 선이 하측의 새 관리선으로서 설정된다. 도 4(B)에서는 직선으로 상한의 새 관리선, 하한의 새 관리선을 설정하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For the interior of the silicon block, a line connecting the upper limit of the defect-free areas at both ends of the silicon block is set as a new management line on the upper side, and a line connecting the lower-limit areas of the silicon block ends as the new management line on the lower side. Is set. In FIG. 4B, the new management line of the upper limit and the new management line of the lower limit are set in a straight line, but are not limited thereto.

다음, 도 2로 돌아가서, 컴퓨터에서는 인상 실적 데이터와 인상 관리 마진의 대조 확인을 수행한다(과정 S8). Next, returning to FIG. 2, the computer performs verification of the impression performance data and the impression management margin (step S8).

종래의 인상 속도의 관리선은, 도 4(A)에 나타낸 바와 같이, 인상 속도의 목표값에 대하여 Void측 영역, L/DL측 영역에 균등하게 설정되며, 이 종래 관리선을 인상 속도 실적값이 넘어선 경우에 해당 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)을 불량품으로 판정하였다. As shown in Fig. 4(A), the management line of the conventional pulling rate is set equally in the Void-side area and the L/DL-side area with respect to the target value of the pulling rate, and this conventional management line is the pulling rate performance value. In this case, the silicon blocks 10A, 10B, and 10C were judged as defective products.

이에 대해, 본 실시 형태의 인상 속도의 새 관리선은, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 얻어진 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)의 평가 결과에 따라 인상 속도의 관리선을 변경하기로 했다. On the other hand, the new management line of the pulling speed of the present embodiment changes the management line of the pulling speed according to the evaluation results of the obtained sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4, as shown in Fig. 4B. I made it.

이 결과, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 종래의 관리선에서는 양품으로서 판정되던 실리콘 블럭(10B)이 본 실시 형태의 인상 속도의 새 관리선에서는 불량 위험 있음으로 판정된다(과정 S9). As a result, as shown in Fig. 4(B), it is determined that the silicon block 10B, which was judged as a good product in the conventional management line, has a risk of defects in the new management line of the pulling speed of this embodiment (step S9).

불량 리스크 있음으로 판정된 경우, 실리콘 블럭(10B)을 제외하고, 다음 공정에서는 제외된 실리콘 블럭(10B)을 복수 개의 웨이퍼로 분할하고 재평가를 실시한다(과정 S10). 덧붙여, 불량 리스크 있음으로 판정된 실리콘 블럭(10B)은 그대로 폐기할 수도 있다. When it is determined that there is a risk of defect, except for the silicon block 10B, in the next step, the excluded silicon block 10B is divided into a plurality of wafers and reevaluation is performed (step S10). In addition, the silicon block 10B determined to be defective may be discarded as it is.

불량 리스크 없음으로 판정된 경우, 실리콘 블럭(10B)을 다음 공정으로 배출한다. When it is determined that there is no defect risk, the silicon block 10B is discharged to the next process.

컴퓨터에 의한 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)의 품질 판정 방법이 종료되면, 다음의 실리콘 단결정(10)의 인상 시에는 산출된 인상 속도의 새 관리선에 기초하여 실리콘 단결정(10)의 인상 제어를 수행한다. When the method for determining the quality of the silicon blocks 10A, 10B, and 10C by the computer is finished, the impression of the silicon single crystal 10 is controlled based on the new management line of the calculated pulling rate when the next silicon single crystal 10 is pulled. To perform.

[4] 실시 형태의 작용 및 효과[4] Effects and Effects of Embodiments

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 인상 속도의 관리 새 선이 품질 평가를 수행한 샘플 웨이퍼(SW1, SW2, SW3, SW4)에 따라 산출된다. 따라서, 종래 불량이 아니라고 판정되던 실리콘 블럭(10B)이라 하더라도 불량 리스크 있음으로 판정되기 때문에, 다음 공정으로 불량의 실리콘 블럭(10B)을 보낼 가능성을 저감하고, 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 저감할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, a new line for managing the pulling rate is calculated according to the sample wafers SW1, SW2, SW3, and SW4 that have undergone quality evaluation. Therefore, even if the silicon block 10B, which was previously determined to be non-defective, is judged to be defective, the possibility of sending the defective silicon block 10B to the next process is reduced, and the frequency of quality check in the next process is reduced. can do.

인상 속도의 관리 새 선의 산출 이전에 L/DL 판정 및 Void 판정을 수행함으로써 명백하게 불량인 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)을 사전에 배출할 수 있기 때문에, 미리 불량품을 제외하여 다음 공정에 있어서의 품질 확인 빈도를 보다 저감할 수 있다.Controlling the pulling rate Since the obviously defective silicon blocks (10A, 10B, 10C) can be discharged in advance by performing L/DL judgment and void judgment prior to the calculation of a new line, the defective product is excluded beforehand in the next step. The frequency of quality checks can be further reduced.

도 2에 도시되는 일련의 흐름도에 따른 실리콘 블럭의 품질 판정 방법을 컴퓨터 상의 프로그램으로서 실행함으로써 자동화를 촉진할 수 있기 때문에, 품질 관리의 공정 자체의 부담을 저감할 수 있다. Since automation can be promoted by executing the method for determining the quality of a silicon block according to a series of flow charts shown in FIG. 2 as a program on a computer, the burden of the quality control process itself can be reduced.

실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)마다 설정된 인상 속도의 새 관리선에 기초하여 실리콘 단결정(10)의 인상을 제어함으로써 품질 불합격이 될 실리콘 블럭(10A, 10B, 10C)이 발생하는 것을 방지하여 불합격품의 발생을 적게 할 수 있다. By controlling the impression of the silicon single crystal 10 based on the new management line of the pulling rate set for each of the silicon blocks 10A, 10B, and 10C, the quality of the silicon blocks 10A, 10B, and 10C, which are to be rejected, is prevented from failing. It can reduce the occurrence of.

(실시 예)(Example)

다음, 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하기로 한다. 덧붙여, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니다. Next, embodiments of the present invention will be described. In addition, the present invention is not limited to the examples.

배출된 실리콘 블럭(10B)에 대하여 복수 개의 웨이퍼로 분할하여 각각의 웨이퍼의 평가를 실시하였더니, 도 5에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다. When the discharged silicon block 10B was divided into a plurality of wafers to evaluate each wafer, results as shown in Fig. 5 were obtained.

종래 관리선에 의해 관리하는 경우, 인상 실적이 Void 측에서 피크를 취하는 경우와 L/DL 측에서 피크를 취하는 경우에 있어서 품질 평가를 수행하고, 양품, 불량품의 판정을 수행하였다. In the case of management by a conventional management ship, quality evaluation was performed in cases where the impression performance peaks on the Void side and peaks on the L/DL side, and judgments of good and bad products are performed.

한편, 새 관리선에 의해 관리하는 경우, 인상 실적이 새 관리선을 넘어서는 A1 영역 및 A2 영역의 웨이퍼(W1)에 있어서의 양품, 불량품의 판정을 수행하였다. On the other hand, when managed by the new management line, the quality and defective products were judged on the wafers W1 in the A1 area and the A2 area where the impression results exceed the new management line.

A1 영역의 웨이퍼(W1)의 Void의 맵에서는 웨이퍼(W1)의 주위에 링 형태로 Void가 발생한 것이 확인되었다. In the map of the void of the wafer W1 in the A1 region, it was confirmed that a void was generated in the form of a ring around the wafer W1.

A2 영역의 웨이퍼(W1)의 Void의 맵에서는 웨이퍼(W2)의 중앙과 주위에 링 형태로 Void가 발생한 것이 확인되었다. In the map of the void of the wafer W1 in the area A2, it was confirmed that the void was generated in the form of a ring around and around the center of the wafer W2.

다른 부분의 판정을 수행하였더니, 도 6에 나타낸 바와 같이, A3 영역에 있어서 L/DL이 발생하고, A4 영역 및 A5 영역에서는 Void가 발생하였다. When other portions were judged, as shown in Fig. 6, L/DL occurred in the A3 region, and Void occurred in the A4 region and the A5 region.

실리콘 블럭(10B)의 품질 평가의 결과를 표 1에 나타내었다. 종래법의 경우, 인상 실적의 피크를 취하는 웨이퍼의 모든 품질을 평가하지 않으면 불량의 부분을 추출할 수 없었다. Table 1 shows the results of the quality evaluation of the silicon block 10B. In the case of the conventional method, it was not possible to extract the defective portion without evaluating all the qualities of the wafer taking the peak of the impression performance.

한편, 실시 예의 경우, 인상 실적이 새 관리선을 넘어서는 A1 영역부터 A5 영역의 웨이퍼에 대하여 수행하기로만 했다. 결과를 표 1에 나타내었다. On the other hand, in the case of the embodiment, it was decided to perform only wafers in areas A1 to A5 where the impression results exceeded the new management line. Table 1 shows the results.

펑가 내용Funga content 샘플 장수Sample longevity 불량 발생 수Number of defects 종래법Conventional law Void 발생Void occurrence 609609 1818 L/DL 발생L/DL generation 200200 44 실시 예Example Void 발생Void occurrence 286286 1818 L/DL 발생L/DL generation 9090 44

종래법에 있어서는 809장의 샘플의 품질 평가를 수행하였고, 22장의 불량품을 발견하였다. In the conventional method, quality evaluation of 809 samples was performed, and 22 defective products were found.

한편, 실시 예에 있어서는 376장의 샘플의 품질 평가를 수행하였고, 종래법과 동일한 22장의 불량품을 발견하였다. On the other hand, in the embodiment, quality evaluation of 376 samples was performed, and 22 defective items identical to those of the conventional method were found.

이 결과로부터, 본 실시 예의 새 관리선에 의한 품질 판정 방법을 수행함으로써 배출한 실리콘 블럭(10B)에 있어서, 다시 품질 평가를 수행할 웨이퍼의 장수를 대폭으로 삭감할 수 있고, 다음 공정에 있어서의 품질 평가 빈도를 저감할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.From this result, in the silicon block 10B discharged by performing the quality determination method by the new management line of the present embodiment, the number of wafers to be subjected to quality evaluation can be significantly reduced, and in the next step. It was confirmed that the frequency of quality evaluation can be reduced.

1…인상 장치, 2…챔버, 3…도가니, 3A…석영 도가니, 3B…흑연 도가니, 4…지지축, 5A…히터, 5B…히터, 6…단열재, 7…인상축, 8…종결정, 9…실리콘 융액, 10…실리콘 단결정, 10A…실리콘 블럭, 10B…실리콘 블럭, 10C…실리콘 블럭, 12…열 차폐체, 13…가스 도입구, 14…배기구, SW1…샘플 웨이퍼, SW2…샘플 웨이퍼, SW3…샘플 웨이퍼, SW4…샘플 웨이퍼, W1…웨이퍼. One… Impression device, 2... Chamber, 3... Crucible, 3A... Quartz crucible, 3B... Graphite crucible, 4... Support shaft, 5A… Heater, 5B… Heater, 6… Insulation, 7... Impression axis, 8… Seed crystal, 9... Silicone melt, 10... Silicon single crystal, 10A... Silicon block, 10B… Silicon block, 10C… Silicon block, 12... Heat shield, 13... Gas inlet, 14… Exhaust port, SW1… Sample wafer, SW2… Sample wafer, SW3… Sample wafer, SW4… Sample wafer, W1… wafer.

Claims (5)

초크랄스키법에 의해 인상된 실리콘 단결정으로부터 잘려져나온 복수 개의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법으로서,
복수 개의 실리콘 블럭의 각각의 단부로부터 잘려져나온 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과를 취득하는 과정과,
상기 실리콘 단결정의 인상 실적 데이터를 취득하는 과정과,
각각의 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과에 따라 각각의 실리콘 블럭에 있어서의 인상 관리 마진을 설정하는 과정과,
취득된 상기 인상 실적 데이터와 설정된 인상 관리 마진을 대조 확인하고, 각각의 실리콘 블럭의 품질을 판정하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법.
A method for determining the quality of a silicon block, which determines the quality of a plurality of silicon blocks cut out from a silicon single crystal drawn by the Czochralski method,
Obtaining a quality evaluation result of the sample wafer cut out from each end of the plurality of silicon blocks;
The process of acquiring the impression performance data of the silicon single crystal,
The process of setting the impression management margin for each silicon block according to the quality evaluation result of each sample wafer,
A method of determining the quality of a silicon block, characterized in that a process of determining the quality of each silicon block is performed by checking the acquired impression performance data and the set impression management margin.
청구항 1에 기재된 실리콘 블럭의 품질 판정 방법에 있어서,
상기 관리 마진을 설정하는 과정 이전에 상기 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과 중에 L/DL(Large Dislocation Loop) 불량을 나타내는 결과가 취득되면, 해당 결과를 나타내는 실리콘 블럭을 제외하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법.
In the method for determining the quality of the silicon block according to claim 1,
If a result indicating a large dislocation loop (L/DL) defect is obtained among the quality evaluation results of the sample wafer prior to the process of setting the management margin, a process of excluding a silicon block indicating the result is performed. Method for determining the quality of silicon blocks.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 실리콘 블럭의 품질 판정 방법에 있어서,
상기 관리 마진을 설정하는 과정 이전에 상기 샘플 웨이퍼의 품질 평가 결과 중에 Void 불량을 나타내는 결과가 취득되면, 해당 결과를 나타내는 실리콘 블럭을 제외하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 실리콘 블럭의 품질 판정 방법.
In the method for determining the quality of the silicon block according to claim 1 or claim 2,
If a result indicating a void defect is obtained in the quality evaluation result of the sample wafer prior to the process of setting the management margin, a method of determining the quality of the silicon block is characterized in that a process of removing the silicon block indicating the result is performed.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 블럭의 품질 판정 방법을 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램. The silicon block quality determination program characterized by causing the computer to execute the method for determining the quality of the silicon block according to any one of claims 1 to 3. 청구항 4에 기재된 실리콘 블럭의 품질 판정 프로그램을 컴퓨터에 실행시키고, 실리콘 단결정의 인상 시에 있어서의 인상 관리 마진을 설정하는 공정과,
설정된 인상 관리 마진에 기초하여 상기 실리콘 단결정의 인상을 제어하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정의 제조 방법.
A step of executing a quality determination program of the silicon block according to claim 4 on a computer and setting an impression management margin at the time of pulling the silicon single crystal;
A method for manufacturing a silicon single crystal, characterized in that a process of controlling the impression of the silicon single crystal is performed based on a set impression management margin.
KR1020207014051A 2017-10-31 2018-07-10 Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method KR102369392B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210658A JP6897497B2 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Silicon block quality judgment method, silicon block quality judgment program, and silicon single crystal manufacturing method
JPJP-P-2017-210658 2017-10-31
PCT/JP2018/026099 WO2019087469A1 (en) 2017-10-31 2018-07-10 Method for determining quality of silicon blocks, program for determining quality of silicon blocks, and method for producing silicon monocrystal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200073264A true KR20200073264A (en) 2020-06-23
KR102369392B1 KR102369392B1 (en) 2022-03-02

Family

ID=66331574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207014051A KR102369392B1 (en) 2017-10-31 2018-07-10 Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6897497B2 (en)
KR (1) KR102369392B1 (en)
CN (1) CN111601916A (en)
TW (1) TWI679317B (en)
WO (1) WO2019087469A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220043883A (en) * 2020-09-29 2022-04-05 가부시키가이샤 사무코 Method and apparatus for manufacturing defect-free monocrystalline silicon crystal

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7238815B2 (en) * 2020-01-30 2023-03-14 株式会社Sumco Single crystal manufacturing management system
JP7375716B2 (en) * 2020-09-30 2023-11-08 株式会社Sumco Quality evaluation method for crystal defects in single crystal silicon blocks, quality evaluation program for single crystal silicon blocks, method for manufacturing single crystal silicon blocks, and method for manufacturing silicon wafers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003212692A (en) * 2002-01-24 2003-07-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of manufacturing silicon single crystal wafer
JP2007099556A (en) 2005-10-04 2007-04-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method for manufacturing semiconductor wafer and system for determining cutting position of semiconductor ingot
KR20070048183A (en) * 2004-08-05 2007-05-08 사무코 테크시부 가부시키가이샤 Method of evaluating quality of silicon single crystal
KR20080100229A (en) * 2006-03-03 2008-11-14 니가타 유니버시티 Method for manufacturing si single crystal ingot by cz method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4701738B2 (en) * 2005-02-17 2011-06-15 株式会社Sumco Single crystal pulling method
JP5204415B2 (en) * 2006-03-03 2013-06-05 国立大学法人 新潟大学 Method for producing Si single crystal ingot by CZ method
KR20090016473A (en) * 2006-06-09 2009-02-13 가부시키가이샤 섬코 Single-crystal silicon wafer cop evaluation method
US8771415B2 (en) * 2008-10-27 2014-07-08 Sumco Corporation Method of manufacturing silicon single crystal, silicon single crystal ingot, and silicon wafer
JP2010116271A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Sumco Corp Growing method of silicon single crystal and silicon single crystal ingot
JP5552875B2 (en) * 2010-04-12 2014-07-16 株式会社Sumco Single crystal manufacturing method and semiconductor wafer manufacturing method
KR101997561B1 (en) * 2013-02-22 2019-07-08 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 Method for manufacturing silicon monocrystal rod

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003212692A (en) * 2002-01-24 2003-07-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of manufacturing silicon single crystal wafer
KR20070048183A (en) * 2004-08-05 2007-05-08 사무코 테크시부 가부시키가이샤 Method of evaluating quality of silicon single crystal
JP2007099556A (en) 2005-10-04 2007-04-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method for manufacturing semiconductor wafer and system for determining cutting position of semiconductor ingot
KR20080100229A (en) * 2006-03-03 2008-11-14 니가타 유니버시티 Method for manufacturing si single crystal ingot by cz method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220043883A (en) * 2020-09-29 2022-04-05 가부시키가이샤 사무코 Method and apparatus for manufacturing defect-free monocrystalline silicon crystal

Also Published As

Publication number Publication date
CN111601916A (en) 2020-08-28
KR102369392B1 (en) 2022-03-02
WO2019087469A1 (en) 2019-05-09
TW201918593A (en) 2019-05-16
JP2019081680A (en) 2019-05-30
JP6897497B2 (en) 2021-06-30
TWI679317B (en) 2019-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5578172B2 (en) Annealed wafer manufacturing method and device manufacturing method
WO2007148490A1 (en) Silicon wafer manufacturing method and silicon wafer manufactured by the method
KR101684873B1 (en) Method of manufacturing silicon substrate, and silicon substrate
JP5946001B2 (en) Method for producing silicon single crystal rod
US20130323153A1 (en) Silicon single crystal wafer
US20080311342A1 (en) Silicon wafer having good intrinsic getterability and method for its production
US20100290971A1 (en) Silicon wafer and method for producing the same
JP2010040587A (en) Method of manufacturing silicon wafer
KR20090116748A (en) Method for manufacturing silicon single crystal wafer
KR102369392B1 (en) Silicon block quality determination method, silicon block quality determination program and silicon single crystal manufacturing method
US7875116B2 (en) Silicon single crystal producing method, annealed wafer, and method of producing annealed wafer
KR20180094102A (en) Silicon wafers with homogeneous radial oxygen variations
TWI486493B (en) Inspection method and fabricating method for silicon single crystal
JP6418085B2 (en) Silicon single crystal inspection method and manufacturing method
KR102661941B1 (en) Method for evaluating of defect area of wafer
JP2005159028A (en) Anneal wafer and manufacturing method thereof
JP2001053078A (en) Ig processing method of silicon wafer, ig wafer formed therethrough, and silicon single crystal ingot used therefor
KR102109551B1 (en) Manufacturing method of silicon wafer
JP2001102385A (en) Silicon wafer without aggregate of dot-like defect
JP2003321297A (en) Method for producing silicon single crystal and silicon single crystal wafer
TWI671440B (en) 矽Single crystal manufacturing method, 矽 single crystal and 矽 wafer
KR101942321B1 (en) A method of growing a crystal ingot
KR20230026485A (en) Process for manufacturing semiconductor wafers
JP2005015297A (en) Method for manufacturing single crystal, and single crystal
JP2018193270A (en) Evaluation method of silicon single crystal, and production method of silicon single crystal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant