TW583352B - Method for the production of low defect density silicon - Google Patents

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583352 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __________B7__五、發明說明（1 ) 本發明係概括地關於用於電子組件製造之 。曰 石夕之製備。更特定士之，太菸昍伤捫认rA a ”及早印 製造單晶撕之方法，該轉鍵大部份係實 内在點瑕疵，其中晶體生長條件係經改變，以便於最初在 ‘叙固疋直徑邵份内產生交替之矽自身間隙主導材料與空 位王導材料之區域。空位主導材料之區域係充作可供自': 間'隙擴散及被消滅之凹陷。 :晶矽馬絕大多數半導體電子組件製程之起始材料，其 通常係由所謂的卓克拉斯基（’，cz，，）法製備。於此方法中，將 ^晶矽添加至坩堝並熔解，使種晶接觸熔融態矽，再藉= 慢提取使單晶生長。在完成頸部之形成後，藉由減低拉取 速率及/或溶融體溫度來加大晶體直徑，直到達成所需或 払的直徑爲止。晶體之圓柱形主體具有大約固定的直徑， 然後藉由控制生長速率和熔融體溫度使其生長，同時補充 減少的熔融體含量。在接近生長程序終點但在坩堝排空熔 融怨矽之削，逐漸縮減晶體直徑以形成端部圓錐體。典型 上，端部圓錐體係藉由增加晶體生長速率與供應至坩堝之 4量來形成。當直徑變得足夠小時，接著便將晶體與熔融 體分離。 近年來已明瞭，單晶矽中有許多瑕疵係隨著晶體於固化 後冷卻而在晶體生長室中形成的-。此種瑕疵之出現，部份 係歸因於存有過量（意即高於溶度極限之濃度）内在點瑕疵 ’其被稱爲晶格空位和矽自身間隙。生長自熔融體之矽晶 -4 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） { I先殷讀f-δ.之注意事項 --- 本頁)

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五、發明說明（2 骨曹，itf? -jFflJ L. y » ^ ，'伴P过過量之一種或另一種内在點瑕疵，即^ 格立Μ^Π)或石夕自身間隙（，T，）一起生長。已有人指出在# I(此等點瑕疵類型與起始濃度係於固化時測定，而且： ^匕等；辰度達到系統中臨界過飽和之程度且點瑕疵移動个 係足夠回時，則將很可能會發生反應或黏聚情況。矽中^ 黏聚内在點瑕疵可在複雜且高度整合之電路生產中，嚴j 地衝擊材料之良率可能性。 -二位』瑕疵被認定是諸如D—瑕疵、流動方式瑕疵（FpD)、 閘極氧化物完整性（G〇I)瑕疵、晶體發生粒子（c〇p)瑕疵、曰£ 體發生光點瑕疵（LPD)此類可辨識結晶瑕疵，以及由紅外^ 欢射技術，言如掃描紅外線顯微鏡術和雷射掃描局部X身 線檢法所辨識之某些種類總體瑕疵之起源。亦存在於過^ 空位區域中的是充作引致氧化謗導堆積瑕疵（〇ISF)用核之拜 疵。據推測’此特殊瑕疵係經由過量空位存在所催化之^ 溫核化氧黏聚物。 有關於自身間隙之瑕疵較無充分研究。其一般被認爲^ 低密度之間隙型脱位回路或網絡。此種瑕疵並非閘極氧4 物完整性破壞（重要的晶圓性能標準）之原因，但其被廣$ 地認定是經常伴隨電流滲漏問題之其他類型元件破壞之力 因。 在卓克扭斯基矽中之此種空位與自身間隙黏聚瑕戚之交 度’習知係在約/公分。至約1*1〇7 /公分3之範圍内< 雖然此等數値相對上較低，但黏聚内在點瑕疵對於裝置， 造者卻具有遽增的重要性，而事實上，目前係將其看成^ -5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） |先»讀-^-氙之注意事項 丨^^褒--- 再本頁) 訂---------β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 583352 A7 B7 五、發明說明（3 裝置製程中之良率限制因素。

一種冒被提出用以控制黏聚瑕疵形成作用之處理方式， 係在2晶矽隨固化自熔融態矽團料形成時，控制點瑕疵之 I始；辰度，其方式是控制單晶矽鑄錠自熔融態矽團料生長 I速率（V)，其中較高的生長速率有助於製造富含空位之材 料，而較低的生長速率則有助於製造富含間隙之材料，及 k制生長中晶體固_液界面附近之軸向溫度梯度g於特定的 溫·度梯度。。特定言之，已有人指出軸向溫度梯度之徑向偏 至不大於5 C /公分或較小。參閱例如nda等人，Ep〇89〇662 /二而，此處理方式需要嚴密設計與控制晶體拉取器之言 溫區帶。 时阿 另一種曾被提出用以控制黏聚瑕疵形成之處理方式，係 在單晶矽隨固化自熔融態矽團料形成時，控制空位或間隙 點瑕疵之起始濃度，及控制晶體從固化溫度至約丨，〇5〇1溫 度之冷卻速率，以使矽自身間隙原子或空位之徑向擴散係 朝向鑄錠側面或彼此相向造成再結合，藉以抑制内在點瑕 疵（濃度，而使空位系統或間隙系統之過飽和保持在小於 會發生黏聚反應之値。參閱，例如Falster等人，美國專利 5,919,302及Falster等人，w〇 98/45509。雖然此等處理方式可成 功地用來製備實質上不含黏聚空位或間隙瑕疵之單晶矽， 但可能需要可觀的時間以供空位與間隙適當擴散。這可能 有降低晶體拉取器通過量之作用_。 發明摘述 在本發明之幾項目的與特色當中，可特別提出的有，— -6 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 583352 A7 B7 五、發明說明（4 種製造單晶碎㈣之方法，該賴大部份係實質上不含會 負面衝擊矽半導體性質之黏聚内在點瑕疵；提供一種製造 具有空位主導與石夕自身間隙主導區域交替區域之單晶矽鑄 錠之万法，該碎自身間隙主導區域實質上不含黏聚内在點 瑕疵，提供一種不會實質上減少晶體拉取器通過量之方法 供一種^質上降低晶體拉取器於生長速率限制之方法 ’ k ί、種貫負上降低晶體拉取器於平均軸向溫度梯度Go 限制足方法；及提供一種楝選自該單晶矽鑄錠所切下晶圓 之方去以使貝貝上不含黏聚内在瑕疵之晶圓可藉目視方 式鑒定。 . 因此，簡而言之，本發明係針對一種製備矽單晶鑄錠之 方法，該鑄錠大部份係實質上不含黏聚内在點瑕疵。此方 法包括控制生長速度v與平均軸向溫度梯度G。，致使WG。比 値改支，以便於最初在鑄錠固定直徑部份產生兩個或多個 以晶格空位爲主要内在點瑕疵之區域，其係沿著長軸被一 或多個以矽自身間隙原子爲主要内在點瑕疵之區域分隔。 以晶格2位爲最初主要内在點瑕疵之區域，具有軸向長度 Lv a c . ’及自表f鍵軸往側面延伸之半徑a c，其爲晶體固定 直徑部份半徑R之至少約1〇。。。以矽自身間隙原子爲最初 主要内在點瑕疵之區域，具有軸向長度Li^並延伸過整個 石夕單晶固定直徑部份半徑R。這些區域係以某速率自固化 溫度冷卻，其使來自這些區域之"矽自身間隙原子與空位得 以擴散及再結合，以降低在以矽自身間隙原子爲最初主要 内在點瑕疵之區域中之矽自身間隙原子濃度，及降低在以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先M-讀背面之注意事項再IPie本頁) 訂---------線

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 A7 Β7 五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 晶格空位爲最初主要内在點瑕疵之區域中之晶格空位濃度。 本發明係進一步針對一種製備矽單晶鑄錠之方法，該鑄 錠大邵份係實質上不含黏聚内在點瑕疵。此方法包括控制 生長速度V，以便於最初在鑄錠固定直徑部份產生兩個或 多個以晶格空位爲主要内在點瑕疵之區域，其係沿著長軸 被或多個以矽自身間隙原子爲主要内在點瑕疵之區域分 隔1以晶格S位爲最初主要内在點瑕疵之區域，具有軸向 長度Lvac.，及自鑄錠軸往側面延伸之半徑心“，其爲晶體 ，足直徑部份半徑R之至少約1〇%。以矽自身間隙原子爲 最初王要内在點瑕疵之區域，則具有軸向長度hnt並延伸 過整個石夕單晶固定直徑部份半徑R。丨些區域係以某速率 1 口化/皿度冷卻，其使來自這些區域之矽自身間隙原子與 二位仔以擴散及再結合，以降低在以碎自身間隙原子爲最 子刀王要内在點瑕疵之區域中之矽自身間隙原予濃度，及降 低在以晶格空位爲最初主要内在點瑕戚之區域中之晶林命 位濃度。 。二 ^發明係進—步針對—種單晶料錠，其具有-個固定 二k心’其包含多個沿著铸鉸長軸，在以空位爲主要内 在點瑕疵之區域與以間隙爲主要内在點瑕疵之區域間交麸 二向對稱區域，該鑄錠具有至少2個實質上不含黏聚； 产：：〈間隙王導區域’其係被一個沿著鑄錠固定直徑部 ^長轴之空位主導區域分隔。_ 本广明（其他目的與特徵，_部份將顯而易見的，而一 邵份將於後文指出 心張尺^ϋ?ϊϊϋ·準(CNS)A4規格“ -8- 公釐） (氣先Κ讀f-面之注意事項再mr本頁) 訂---------線> 583352

五、發明說明（6 世圖簡述 圖1爲説明自身間階&， & r左v/r ρ1隙起始；辰度m與空位起始濃度m如何 「思v/G。比値增加而變仆 ， 又化<貫例圖表，其中v爲生長速度，而 G〇爲平均軸向溫度梯度。 圖2爲説明對於既定夕丄 疋〈自身間隙起始濃度[I]，△GI，即形 成黏聚間隙瑕戚户斤兩☆丄、Α 而自由说之變化，如何隨溫度Τ減少而 增加之實例圖表。 _圖3爲一種轉鍵之橫截面影像，其係經由使鑄錠經過黏聚 内在點瑕疵核化之溫度範圍驟冷而製成。 圖4爲比車乂接文匕版疵消蟑熱處理前之具&瑕疵晶圓與已 接受Β-瑕疵消滅熱處理之具Β•瑕疵晶圓所得之影像。 較佳具體實施例 根據現今足實驗証據，内在點瑕疵之類型與起始濃度看 來要在最初就隨鑄錠從固化溫度（意即約141(^c )冷卻至大 於1300°C (意即至少約132yc，至少約n5(rc或甚至爲至少約 1375°C )之溫度測定。意即，此等瑕疵之類型與起始濃度係 受v/G〇比値控制，其中v爲生長速度，而G〇爲此溫度範圍之 平均軸向溫度梯度。 2位與間隙主導材料間之轉變係發生在v/G〇之臨界値，根 據現有資訊，應該是約2.1 X 1〇_5公分2 /秒κ，其中G。係在轴 向溫度梯度於上文所定義溫度範圍内爲定値之條件下測定 。於此臨界値，所得此等内在黠瑕疵之濃度係相等。若 v/G〇値超過臨界値，則空位爲主要内在點瑕疵，且空位濃 度係隨增加之v/G〇而增加。若v/G〇値小於臨界値，則碎自身 -9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先阶讀背面’之注意事項再IPr本頁) HR：本

訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 A7 ___ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 間隙爲主要内在點瑕戚，且秒自身間隙濃度係隨減少之 v/G〇而增加。 v/G。比値，也因此最初在特定區域占優勢之内在點瑕疵類 型，可藉由控制溫度梯度G0、生長速率v或藉由同時控制 〇0與^來加以控制。但是，v/G〇比値較佳係藉由控制生長速 率v來控制。因此，對於既定G〇而言，生長速率¥之減少有 助於增加矽自身間隙濃度，而生長速率增加則有助於 增-加空位濃度。 … . 一旦確立内在點瑕疵之起始濃度後，黏聚瑕疵之形成便 5忍爲疋依系統之自由能而定。對於既定内在點瑕戚濃度而 言，溫度降低會造成自内在點瑕疵形成黏聚瑕疵之反應自 .由能變化增加。因此，當含有某濃度空位或間隙之區域， 從固化溫度經過黏聚瑕疵核化之溫度而冷卻時，便接近黏 聚2位或間隙瑕戚形成作用之能量障壁。當冷卻繼續進行 ，此能量障壁最後可被超過，此時便發生黏聚反應（參閱， 例如 Falster 等人，美國專利 5,919,302 及 Falster 等人，W0 98/45509)。 發生黏聚瑕疵核化作用之溫度，意即黏聚溫度τΑ，係依 主要内在點瑕疵（空位或矽自身間隙）之濃度與類型而定。， 一般而言，黏聚溫度TA係隨增加之内在點瑕疵濃度而增加 。此外，黏聚空位型瑕疵之核化溫度範圍，係稍微大於黏 聚間隙型瑕疵之核化溫度範圍；換言之，在卓克拉斯基生 長單晶矽中典型所產生之空位濃-度範圍下，黏聚溫度TA， 對於黏聚空位瑕疵而言，一般係在約1，000°C與約1，200°C之 間，且典型上係在約l，〇〇〇°C與約ι，ι〇〇Ό之間，而在卓克拉 ___-10- ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先贤讀背面·之注意事項 --- 再本頁) 丨訂---------線

583352 A7 B7— 五、發明說明（8 ) 斯基生長單晶石夕巾典型所產生之碎自_ ^ 黏》姐度Ta —般係在約850°C與約1，1〇〇。〇之間，且典刑 在約87(TC與約97(rc之間。 /、1上係 不過，可抑制空位或間隙之濃度，其方式是使 在黏聚溫度τΑ以上，歷經一段足以使空位或間隙得：徑向 擴散至鑄錠表面之時間。但是’大鑄錠直徑需要大量時間 以供位於鐸鍵軸之空位或間隙擴散至表面。 :包含以同心方式放置之空位區域與間隙區域之鑄錠，係 =二氏Γ立與間隙濃度之機制，#中鑄錠可保持 在黏氷概度ΤΑ以上，歷經一段足以使空位與間隙得以彼此 相向做徑向擴散之時間，以致使其再結合並相互消滅。 根據本發明，至少一大部份之鑄鍵固定直徑部份可生長 成貫〃貝上不含黏聚内在點瑕疵，其係經由控制生長條件， 以便於最初在鑄錠固定直徑部份，沿著長軸產生具有交替 主2 7在點瑕疵之分隔區域。換言之，主要内在點瑕疵係 沿著鑄錠固定直徑部份長軸在空位主導區域與矽自身間隙 主導區域之間交替。因此，位於軸附近之空位與間隙可彼 此相向做軸向擴散並再結合，而靠近侧面之内在點瑕疵可 往表面做徑向擴散’如此.利用徑向與軸向兩種擴散來抑制 内在點瑕戚之濃度。由於間隙係以遠快於空位之速率擴散 ，故間隙在再結合之前將比空位行進更遠的距離。因此， 就實際情況而言，鑄錠固定直徑-部份最好一開始就包含相 對較大區域之矽自身間隙主導區域，其係藉相對較小且具 有高空位濃度之空位主導區域分隔。空位主導區域因此係 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先龄讀背面·之注意事項 --- 本頁) 訂---------养 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7

583352 五、發明說明（9 ) 充作供矽自身間隙迅速擴散之凹陷，於此其係被消減，r 便於冷卻至低於黏聚溫度之前抑制石夕自身間隙之：由产 在不受特定理論束縛下，咸信以軸向方式置於兩空位主 導區域間之間隙主導區域，其石夕自身間隙之外擴作用可藉 模挺間隙之濃度場來描述。因此’間隙濃度可藉由將濃产 場C〆!*，Z，t)展開成一系列本徵函數而以時間函數來描述，^ 中每一個函數爲徑向濃度分佈Bessd函數J〇(；Lr/R)與軸向濃度 分-佈正弦函數sinQz/L)之積，且其·中A與"爲此二函數之根 ，此時距離（r)等於區域半徑（R)，而沿著長軸之距離⑵等於 區域長度（L)。濃度之過度衰變意謂只有數列第一項有關聯 ，而得到： = A J〇 (Ar/R) sin (nziL) exp (-t/ r) ⑺ 其中λ= 2.4048，其中Cm爲熔點平衡濃度，而q/Cm比表示 標準化間隙濃度。衰變時間r係由兩個本徵値；l/r與疋/l 表不，而得到： 1/r =D[(A/R)2 + (tt/L)2] (3) 其中D爲矽自身間隙之擴散係數。 等式⑵中之膨脹係數A係由印記間隙濃度Cimp=B(1-VA^: 表示，其中B爲約0.5，得到： A = 2.04B(1-V/Vcr) (4) 其中係數2.04爲徑向膨脹係數1.602與軸向膨脹係數4/ 7τ = 1.27之乘積，ν爲生長速度，而Vcr爲臨界生長速度。 再者，在生長速度、鑄錠暫停於黏聚溫度TA以上之時間 及暫停長度Ldw三者之間存在一種關係，該暫停長度相當 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先騎讀背¾之注意事項 —— wtmr本頁)

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(5) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 ' 、疋軸向位置隨鑄錠從固化溫度附近冷卻至TA時所行 進之距離。此距離或”暫停長度|.(Ldw)、生長速度V及暫停^ 間tdw間之關係表示如下： tdw = Ldw/v 爲防止黏聚内在點瑕症匕之形成/暫停時間w較佳有足； 的延、’時間’以使足夠間隙或空位得以擴散及被消減，^ 充刀地抑制其濃度，g而防止於铸錠該部份超過暫停長^ 且々：至黏I溫度以下時，形成黏聚内在點瑕疵。 在曰曰體生長器高溫區帶之溫度分佈，咸認幾乎不受生^ 偏差的影嚮，因而對於既定高溫區帶而言，可將, τ度Ldw認爲是常數。因此，根據所需生長條件，如^ &直徑與生長速率之設定，高溫區帶可經設計以提供爲| 供足夠暫停時間所需之暫停長度。 在穩定生長過程之下(意即此過程中，在整個鑄錠生長, ===率係經控制，以製造從中心至邊緣主要係1 。間隙或昌含空位之鑄鍵），在暫停長度、臨界生長七 率V"及鑄鍵半徑R之間存有—種關係，其中對於既定轉金 生長速率而言’存有-種暫停長度，其將提伯 幻皿度以上足夠暫停時間以供内在點瑕疵擴散3 鑄鍵表面，以抑制濃詹及卩六卜玄 列辰及夂I万止亦占水内在點瑕疵之形成。出 關係表示如下：

Ldw=0.35vcrR2 ' ⑹ 相同的條件可應用於具有一種片段之轉鍵，該片段中主 要内在點㈣係沿輕長軸在以空位爲主要内在點

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A7 B7 五、 發明說明（11 停侔θ 身馬王要内在點瑕疵之區域間交替。:It 條件疋在空位主導區域中 域中々門睹旦 _土 τ足工位里土y約馬在間隙主導區 〈間隙I ’以使其再結合，則將存有 :制要意即軸向擴散及再結合。因此，間隙濃度二:; 、王要倚賴徑向擴散之鑄錠快速。換言之，在半 叙半徑R且在前後具有沿# ; 上、…玉’；’可

隙主導區域中，其石夕自身間隙：二位王導區域之間 向薦散，而使石夕自身門隙。' 这品域同時做轴向與徑 由於轴附近…速率被抑制。意即， 曰牙間隙可軸向擴散至空位主 =可：自身間隙於再結合及被消除前所需行進之；2長产 h頌f地減少。爲說明擴散速率與 - 該區域看倣且右ί、人β 冷敬度 < 抑制，可將 :看做具有小於鑄錠實際半徑&之 +傻Reff—般係小於晶體半徑，且 R…有效 隙主導區域軸向長产… 表叙半徑R與間 ^ χ 度又函數，孩間隙主導區域係、、η· | k 線 區域長軸在軸附近且包括軸，而與空位主導£:… 式結合，如下述： 、二位王導E域以徑向方

Reff=R/ [1+(ttR/AL)2]1/2 因此，藉由以有效半_ R ^ ⑺ 防止内在 寺式⑹中之R，便可決定 I万止内在點_黏聚所f之暫停長产 冷卻速率方面有可翻 又α此，馬在生長與 錠…間隙區域 員 約兩倍半徑R (或較少），以致使"V 2 ’ =佳係相當於 根據等式⑹與⑺之所需暫成小於R，如此減少 ⑶之所需暫停時:、並相應地減少根據等式 1tdW因此，可達成有效暫停時間tdw.eff '------ -- _ 14 - 本纸張尺妓财 583352 ΚΙ 五、發明說明（12 ) ，其係小於约85%，小於约60%，小於约40%且甚至小於约 2〇°°暫停時間’若碎自身間隙原子主要係以徑向擴散而未 利用軸向擴散來抑制矽自身間隙原子濃度，則另外需要 暫停時間。 爲防止黏聚内在點瑕病在㈤隙主導區域中之形成，較佳 係將標準化間隙濃度Ci/cm抑制至低於某臨界値（q/Cm)cr(當 TA=92(TC時，其等於約〇 〇1)。按照等式⑺到⑷，^ ::

Ci/cm至低於（Ci/Cm)cr=〇〇1(ΤΑ=92〇τ)之臨界程度，暫停時間 td w車又佳係足夠長，以符合下條件〆 、

Dtdw[U ⑻ 因此，若指定暫停時間（經由特定高溫區 生珍自身間隙主導區域之既定生長速率請J = 寺式⑻決定所需之石夕自身間隙主導區域長度、値 ，既足WVcr比値爲約0.9，則等式⑻右邊變成約i。因 知道鑄錠半徑R與晶體生長器暫停時間(“ ’ 隙主導區域之長度Lint•，如此在經由高溫區帶所指= 停時間内’間隙濃度將被抑制至低於， TA=92(TC時）之臨界程度。 0·01 (當 :想上’在2位主導區域中之最初空位濃度 自身間隙再結合，而充分抑制所形成之空位濃产，乂 =矽 黏聚S位隨鑄鍵冷卻形成。但是，由& 又以防止 •叫％ i位係以奮杆汗 石夕自身間隙緩慢之速率擴散，就-實際情況而‘、貝上比 區域之丨辰度可能未被充分抑制以避免點产命、、 彳乂主導 位主導區域較佳含有過量空位，並彳 再者’ 2 系奴過結合與消滅矽自 -15 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） >請先龄讀•背面之注意事項本頁) 訂---------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（13 身：：所需之空位量，以抑制矽自身間隙之濃度。此過量 可能a在冷卻至低於黏聚溫度時造成黏聚空位。 主位與間隙在各區域中之濃度係正比於生長速率比（v/vc r: 工位(Cr)間隙因此，爲提供等於矽自身間隙數目之空 位里：斤而《空位主導區域對間隙主導區域之最小長度比 ，可表示成標準化生長速率比之關係式，而得到： [L空位/ L間隙]最小値=0.37 [(V/VCr)間隙/ (V/Vc「）空位]⑼ .在工位區域形成期間之生長速率，可爲超過臨界生長速 率ΐΓί生長速率而無偏離本發明之範圍，但應注意的是 ，"生長速率減低而趨近於臨界生長速率，意即位 愈接近1，則空位濃度及典型上空位主導區域之半徑會丄減 少，而使可用來再妹人夕命 个卄、，口 口之玉位總里減少。因此，根據等式 (9) ’（V/Vcr)空位之減少會造成所需相對於矽自身間隙區域長 度之2位主導區域長度增加。相應地，當生長速率增加， 空位濃度及典型上空位主導區域之直徑會增加，而使可用 來再結合之空位總量增加，如此減少所需相對於矽自身間 隙主導區域長度之空位主導區域長度。因此，在空位主導 區域形成期間最好係控制生長速度，以致使（V/Vcr)空位比値 爲至；/、’.勺1.5，更佳爲至少約2·〇，更佳爲至少約2 ^且可甚 至爲至少約3.5或更大，此係依特殊高溫區帶設計而定。 相反地]當在矽自身間隙區域中之生長速度變得更接近 匕。界生長速度，思即（V~c r )間隙j；匕値增加時，石夕自身間隙濃 度會降低，則根據等式⑼，[Lvac /Lint ]最小値會降低。較佳 情況是，在矽自身間隙區域生長期間，生長速度係經控制 (緣先閱讀#面之注意事項本頁)

----訂---------線一 -16 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐） 583352 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14 ) ’以致使(V/Vcr)間隙比値爲約〇·5至約〇·95，更佳爲約ο.?至約 二約。.8至約。.9。雖然可使用較緩慢之生長速 離本發明之範圍，但就實際情況而言，降低的生 :二減少晶體生長程序之通過量’因此這並不符合期 η外’當生長速度進—步減低至臨界生長速度以下時 ，碎自身間隙之總量會增加。 ^位主導區域較佳係儘可能地短，而鍀鍵固定直徑部份 ^大總體積較佳係生長切自身間隙主導材料，以改良 貫f上無瑕斑石夕之總產率。但是，·亦較佳的是，空位總數 至^、約和石夕自身間隙總數—樣多。因此，生長速度較佳係 在^界生長速度附近不對稱地循環。意即，生長速度在命 位王導區域形成期間，較佳係增加到臨界生長速率之至； 約150百分比’且多達350百公jr 夕運百刀比，而在間隙主導區域形成 』間，較佳係降低到只有臨界生長速率之約9〇百分比。 由於間隙比空位擴散得更快，故在間隙主導區域〜 王導區域間之界面將會移位，造成所形成實質上不: 内在點瑕疫之間隙主導區域，會具有略大〜之：向： f。在2位主導區域中之空位數目，較佳係超過 導區域中之矽自身間隙量。因此， 王 农反比LLvac /Lint ]可選 f大於生長速度既定設定最小値之某個數値，以提供過量 2位。 -般而言，碎單晶可藉卓克拉-斯基法生長而形成— 鍵，其具有中心軸，晶種圓錐體，端部圓錐體，固定直徑 邵份，其係介於晶種圓錐體與端部圓錐體之間，且具有側 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (·請先降讀脅面，之注意事項 1% ------1T---------線 本頁)

583352 A7 B7 五、發明說明（ 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 面，自中心岬延伸至側面之半徑R。鑄錠固定直徑部份之 半徑R較佳為至少約75毫米，至少約1〇〇毫米，且可甚至爲 至/约15〇笔米或更大，且具有軸向長度L·爲至少約400毫米 ’至少約600毫米，且可甚至爲至少約1〇〇〇毫米或更大。 根據本發明，生長速度對平均軸向溫度梯度之比例WG。係 、’二k制’以便經由故意改變v/G〇比値，而於最初在鑄錠固 疋直徑邵份產生兩個或多個以晶格空位爲主要内在點瑕疵 炙區域，其係沿著長軸被一或多個以矽自身間隙原子爲主 要内在點瑕疵之區域分隔。在一棱佳具體實施例中，該比 値係藉由改變上文所討論之生長速度來控制。 特定s之，生長速度係經控制，以致使以矽自身間隙原 子爲主要内在點瑕痴之一或多個區域具有一種軸向長度 Li n t ’其係小於兩倍麵錠固定直徑部份半徑，及具有一種 半徑Ri n t其係延伸過鑄錠固定直徑部份之整個半徑R， 以利用内在點瑕疵在鑄錠軸區域附近之軸向擴散及再結合 。鑄鍵較佳係在使大邵份铸鏡包含以矽自身間隙原子爲主 要内在點瑕疵之一或多個區域之條件下生長。因此，間隙 主導區域之軸向長度i：int較佳爲錡錠固定直徑部份半徑之 至少約25°。。 因此，較佳情況是，間隙主導區域之軸向長度Li^.爲鑄 錠固定直徑邵份半徑R之至少約25。。且小於約2R，至少約5〇 °。且小於約1.5R，且較佳係約等於R。間隙主導區域之軸向 長度Li n t.可超過2R或小於25。。R，但是，具有軸向長度大 於2R之區域’會使逐漸倚賴從軸往側面徑向擴散以抑制間 -18- {請先閱讀背面之注意事項 --- 本頁)

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 583352 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---B7 --五、發明說明（16 ) 隙濃度所需足擴散時間增加，而具有軸向長度小於25〇/。之 區域，則可降低鑄錠中實質上無瑕疵矽之總體積。 生長速率係經進一步控制，以致使以晶格空位爲最初主 要内在點瑕歲之區域，具有自鑄錠軸往側面延伸之半徑 Rvac.，其爲晶體固定直徑部份半杈R之至少約10〇。，至少 約50。。’且至少約90%或更大。空位主導區域最初軸向長 度Lvac·較佳爲間隙主導區域最初軸向長度Lint.之至少約 0.05倍’且可爲間隙主導區域最初軸向長度Li^之至少約 0.1倍，或甚至是至少約0 5倍，此係依標準化空位主導區域 生長速率與標準化間隙主導區域生長速率間之比値而定， 如在等式⑼中所述。例如，若爲15倍、r，且V—爲 0.9倍Vcr ’則（Lvac /Lint )較佳爲至少約〇·22。同樣地，若 Vvac.爲 2 倍 Vcr，且 Vim·爲 〇·9 倍 Vcr，則（Lvac /Lint )較佳爲 至少約0.17 ;若Vvac爲2.5倍Vcr，且Vint爲〇·9倍Vcr，則 (LvacAint.)較佳爲至少約 0.14 ;若 Vvac 爲 1·5 倍 Vcr，且 Vint 爲〇·5七Vc r ’則（Lv a c n t )較佳爲至少約〇 12 ;若Vv a c爲2 倍Vcr，且Vint爲〇·5倍Vcr，則（Lvac )較佳爲至少約〇i ;及若 Vvac.爲 2.5 倍 Vc.r，且 Vint 爲 〇·5 倍，則（Lvac/Lint) 較佳爲至少約0.08。 因此，根據本發明之方法，生長速率較佳係經控制，以 便於最初在鑄錠固定直徑部份產生至少約2個空位主導區 域，其係沿著長軸被至少i個間-隙主導區域分隔。更佳情 /兄疋生長速率係經控制，以便於最初在錡錠固定直徑部 份產生至少約4, 6, 10及甚至是多達16個或更多個空位主導 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先^讀背釭之注意事項

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•線』 583352 五、發明說明（） 區域’其係沿著長軸被一或多個間隙主導區域分隔。 如上述’ 2位主導區域 之b。“卜小於轉鍵固定直徑部份 位 ’則、於鑄錠固定直徑部份半徑之空位主 ，區域’ -般將具有從鑄錠側面向内做徑向延伸至空位 導區域之石夕自身間隙主導區域。因此，多個空位主導區域 可沿著鎮鍵長轴被單—連續間隙主導區域分隔，該間隙主 導區域之，係從大約等於空位主導 ί.直徑部份半徑差値之最小値至等於轉鍵固定直徑 :之t大値做變化。例如’數個各具有半徑等於叫t 口 =直㈣份半徑之空位主導區域，可沿料錠長轴 間隙主導區域分隔，該間隙主導區域具有在鑄錠固 主導區域半徑等於觸。。鐸錠固定直徑部份之半徑 王=區域係沿考長軸被分隔。或者，多個半徑等 足直徑部份半徑之空位主導浐 u 。具有“寺於麵鉸固定直徑部份之間隙主導區域分隔。 因根據本發明之方法’生長速率較佳係經控制，以 便於取初在麵趁中形咸—或多個間隙主導區域，其係 =軸被=所指之空位主導區域分隔，其中間二 直徑部份之空位區域等於铸錠固定 沿著長軸被多個半徑小於铸 ，”個連續區域係 卞仅j於~錠釘定直徑邵份半徑之命 根據本發明，生長速率係經控制，以便於 取初形成1或夕個間隙主導區域，其具有至少一個以軸向 20 本纸張尺度帽S家鮮(CNS)A4規格(ilf297公釐)" (-請先閱讀背面之注意事項 ___ ^ΙΡΙΓ本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 A7 B7 五、發明說明（） 鄰接間隙主導區域之空位主導區域，空位主導區域係充作 可供軸附近之碎自身間隙擴散及被消滅之凹陷。 然後間隙主導區域係以某速率自固化溫度冷卻，其使來 自該區域之矽自身間隙原子與空位得以同時做徑向與軸向 擴散，以致使足夠數目之矽自身間隙原子與空位再結合， 以降低在以矽自身間隙原子爲最初主要内在點瑕疵之區域 中之矽自身間隙原子濃度，並降低在以晶格空位爲最初主 要·内在點瑕疵之區域中之晶掩空位濃度。較佳情況是，這 些區域係保持在高於TA之溫度，歷經一段至少是所需的有 政暫停時間td w · e f f，藉以使足量矽自身間隙原子得以擴散 至錡鍵表面及2位主導區域，以便將在以矽自身間隙原子 爲最初主要内在點瑕疵之區域中之矽自身間隙原子濃度， 抑制至使黏聚内在點瑕疵核化所需之臨界濃度以下。 一旦在區域中之間隙濃度已受抑制，則可冷卻該區域， 以致使大部份所形成之鑄錠係實質上不含任何黏聚内在點 瑕疵。 ^據在鑄錠各種不同區域所形成之空位與自身間隙原子 之濃度與分佈，之後凌可藉由控制内在點瑕疵之擴散及/ f藉由驟冷鑄錠，來避免黏聚内在點瑕疵之形成。因此， 右所形成足殳位或矽自身間隙濃度係低於空位或矽自身間 隙在冷卻時可黏聚之濃度，則可藉標準卓克拉斯基法使該 區域冷邻。但是，若空位或間隙_主導區域或其部份且有之 广戈間：濃度’係大於間隙或空位在冷卻時可黏聚之濃 & ’則可扠制區域冷卻速率’以致使矽自身間隙及， C t先閲—背面之注意事項一 "- I . 本頁} i ! i 1 訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 583352 19 五、發明說明（ =有額外時間做捏向擴散至鑄錠側面及/或彼此相向 身間隙之濃度，如此所：： ： —步抑制空位及/切自 、 斤开y成 < 麵鍵實質上不含黏聚内在點 瑕此閲，例如共待審美國專利申請案號_44’036與 i9m，兩案均料本文供參考。）此外，若空位或石夕自 身隙痕度大於空位或石夕自身間隙在冷卻時可黏聚之濃度

頁 鍵或其部份，以致使空蝴自身間隙係有 ΪΓ: 位置，而無足夠時間讓彼等黏聚，如此 所形成之麵鍵係實質上了人采X - 、貝上不3亦占禾内在點瑕疵，如在美國申 %ΓΓΓ61，745中所述者，其係請求臨時中請案號咖⑽ 之k先榷，併於本文供參考。 或者，可僅抑制在間隙主導區域中之間隙濃度，以致使 在冷部時，該區域含有一些黏聚間隙型瑕痛，其中該黏^ 間隙型瑕疵僅爲型瑕疵。 ’禾 二般而言’平均軸向溫度梯度G。之控制，主要 θ ，拉取器”高溫區帶"之設計來達成，意即構成尤其是加:： .器、絕緣體、熱與輕射厚蔽之石墨（或其他材料）。、: 計細節可依晶體拉取i之製造與型式而改變，—雄二5又 G〇可利用目前此項技藝中已知用以控制炫融體/固又=而 熱傳遞之任何裝置來加以控制，包括反射 ：二 崎件 '光導管及加熱器。一般而言，G。心係 藉由將此種裝置安置於熔融體广固體界面上方一 ” 直徑内而使其降至最小。G〇可藉調整該裝置相對:個，體 與晶體之位置而進一步加以控制。此係藉由敕世嗆融sa P正裝置在高 I__-22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 583352 A7 —-----_ B7 五、發明說明（2Q ) 溫區帶中之位置，或藉由調整溶融體表面在高溫區帶中之 位置來達成。此外，當採用加熱器時，G。可藉由調整供應 至加熱為i電源而進一步加以控制。任何或所有此等方法 皆可於批次卓克拉斯基法期間使用，其中熔融體體積係在 此方法期間耗盡。 k ^ 鑄鍵中典型上被稱爲固定直徑部份之部份，意即介於晶 種圓錐體與端部圓錐體間之部份，當在其生長期間改變生 長-速率，典型上會在沿著長軸之直徑造成偏差。意即，空 位主導區域之直徑係小於間隙主導區域之直徑。因此，自 具有縮減直徑之鑄錠所切下之晶圓，典型上爲空位主導； 自具有增加直徑之鑄錠所切下之晶圓，典型上爲間隙主導 。因此，鑄鍵直徑以及切自該鑄錠之晶圓直徑，可用以在 具有：Ϊ:位作爲主要内在點瑕戚之此等晶圓與具有碎自身間 隙作爲主要内在點瑕疵之此等晶圓間揀選所形成之晶圓。 定義 應注意的是，於本文中使用之下列措辭將具有特定意義 .·· ”黏聚内在點瑕疵π係意謂⑴由空位黏聚反應或（ii)由自身 間隙黏聚反應所造成i瑕疵；’’黏聚空位瑕疵”係意謂因晶 格空位黏聚反應所造成之黏聚空位點瑕疵，其實例包括D-瑕疵、流動方式瑕疵、閘極氧化物完整性瑕疵、晶體發生 粒子瑕疵及晶體發生光點瑕疵；”黏聚間隙瑕疵”係意謂因 矽自身間隙原子黏聚形成A-瑕疵（包括脱位回路與網絡）與 B-瑕疵之反應所造成之黏聚内在點瑕疵；，’B-瑕疵”係意謂小 於A-瑕疵之黏聚間隙瑕疵，且其若接受熱處理即能夠被溶 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 i 本頁

------訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583352 A7 五、發明說明（21 解；"半徑”係意謂從單晶矽試樣（如晶圓）或鑄錠短棒或 塊之中心軸至周圍邊緣度量所得之距離；，，余# 一 ’ 5貝上不含黏 聚内在點瑕疵”係意謂黏聚瑕疵濃度係小私+ i 、 閱， 讀 背， 面· 之 注 意 事 又你小於此寺瑕疵之檢

測極限，其目前爲約ίο4瑕疵/公分3 A ： 工位王導，，與，，自身

間隙主導”係意謂内在點瑕疵分別主要-命P 戈馬二位或自身間隙 之材料；及’•黏聚内在點瑕疵之目視檢測”及其偏声，係匕 利用肉眼在一般白熾或螢光光源，或視情況選用之準直^ 其.他增強光源下檢測此種瑕疵，而未使用以其他方式幫L 瑕疵檢測或造成瑕疵放大作用之柱何儀器，譬如光學 外線顯微鏡術、X-射線繞射或雷射光散射。 ν I I I 訂 黏聚瑕疵之檢測 黏瑕症可藉命多不同技術檢測。例如，流動方_广 或D-瑕疵，典型上係經由在Secco蝕刻溶液中優先蝕刻單晶 碎試樣約30分鐘，然後使試樣接受顯微檢測。（參閱例^ H· Yamagishi 等人，Semicond· Sci· Technol· 7, A135 (1992))。雖然標準 ▲ 係供檢測黏聚空位瑕疵，但此方法亦可用來檢測A—瑕症。 當使用此項技術時，此種瑕疵當存在時，係在試樣表面上 呈現大凹孔。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，黏聚内在點瑕疵可藉由以當施熱時能夠擴散至單 晶石夕基質之金屬，裝飾此等瑕戚而以目視方式檢測。明確 言之’單晶矽試樣，譬如晶圓、短棒或板塊，可藉目視檢 查此種瑕疵之存在，其方式是先-以含有能夠裝飾此等瑕戚 金屬之組合物（譬如濃硝酸銅溶液）塗覆試樣表面。然後將 經塗覆試樣加熱至約900°C與約1000°C間之溫度，歷經約5分 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 583352 A7 B7 五、發明說明（22 ) 鐘至約15分鐘，以使金屬擴散至試樣中。然後使經熱處理 試樣冷卻至室溫’由此造成金屬變成臨界過飽和，而沉；殿 於試樣基質内瑕疵所存在之位置。 於冷卻後’使试樣先接受操瑕疵;描纟會蚀刻，經由以透明 I虫刻溶液處理試樣約8至約12分鐘，以移除表面殘留物和沈 殿劑。典型透明蚀刻溶液包含約55百分比硝酸（7〇重量〇,〇溶 液）、約20百分比氫氟酸（49重量。。溶液）及約25百分比鹽酸（ 濃.溶液）。 _ 然後以去離子水沖洗试樣’並使-其接受第二個蚀刻步驟 ，其方式是將試樣浸潰於Secco或Wright蚀刻溶液或經其處 理約35至約55分鐘。典型上，將使用包含比値約1 : 2之 0_15 Μ重鉻酸鉀與氫氟酸（49重量。溶液）之Secco蝕刻溶液來 蝕刻試樣。此蝕刻步驟係用以顯現或描繪出可能存在之黏 聚瑕疵。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此π瑕疵裝飾”方法之一項替代具體實施例中，單晶矽 $式樣在用含金屬組合物之前係先接受熱回火。典型上， 試樣係經加熱至範圍從約850°C至約950°C之溫度，歷經約3 小時至約5小時。此項具體實施例對檢測^類型矽自身間隙 黏聚瑕疵·之目的而言係爲特佳。在不受特定理論束縛下， 一般認爲此熱處理係用以安定與生長瑕痴，以致使其可 更容易地被裝飾與檢測。 黏聚空位瑕疵亦可利用雷射光-散射技術，譬如雷射光散 射局邵X射線檢法來檢測，其典型上具有比其他蚀刻技術 低的瑕戚金度檢測極限。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 583352 A7 B7 五、發明說明（23 一般而言，藉由上述銅裝飾技術，不含黏聚瑕疵之間隙 與艾位主導材料之區域可互相區別，並與含有黏聚瑕疵之 材！=。無瑕戚間隙主導材料之區域未含有藉姓刻顯現 ~飾特色，然而無瑕空位主導材料之區域（在如前述之 南溫氧核溶解處理之前）含有小㈣，此 裝飾作用所致。 、乳核疋鋼 雰於上述，將可瞭解本發明之數個目的已然達成 各.種改變可在上述方法中施行而未偏離本發明 = 此包含在上述説明之所有事，係意欲解説 ’因 制意義。此外，當引進本發明或其較“非限 時，冠詞"一種"、”此”及”該"係意指有之要件 包含，，、，，包括，，及，，具有"等詞係意欲爲總括性的且V” 謂可能有除了所列要件以外之其他要件。 且係思 請- 先 讀 r 面. 之 >1 意 事 項

頁 I I I 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用 適 度 纸」本 26 10 2 /f\ 格 規 4 )A S) N (C 準 標 家 國 國 釐 ί公 97

Claims (1)

1. 583352 第〇9〇126885號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年11月） A B c D Lsy'. i 災皋K丨 ί

   1. 一種製備矽單晶之方法，其中熔融態矽係根據卓克拉 斯基法固化成晶體而形成鑄錠，該鑄錠具有中心軸， 晶種圓錐體，端部圓錐體，固定直徑部份，其係介於 晶種圓錐體與端部圓錐體之間，且具有側面，及自中 心軸延伸至側面之半徑&，其至少75毫米，該固定直徑 部份具有軸向長度L，此方法包括； 在晶體固定直徑部份之生長期間控制v/G〇比值，其 中，v為生長速度，而G〇為平均軸向溫度梯度，其溫度 範圍係從固化至不低於^^艺之溫度，以便於最初在鑄 錠固定直徑部份產生一系列沿著長軸交替之主要内在 點瑕疵，該系列包含空位主導區域& a c與矽自身間隙 主導區域Nint ，其中Nvac為至少2且Nint.為至少i，空 位主導區域各具有軸向長度Lvac及自鑄錠軸往側面延 伸之半徑Rv a c其為晶體固定直徑部份半徑R之至少1〇 %，碎自身間隙主導區域各具有軸向長度Lint及徑向 寬度’其等於碎早晶固定直徑部份之半徑R ; 使該區域以某速率自固化溫度冷卻，使硬自身間隙 原子得以徑向擴散至側面並軸向擴散至空位主導區 域，以降低在以矽自身間隙原子為最初主要内在點瑕 疵之區域中之矽自身間隙原子濃度，並降低在以晶袼 空位為最初主要内在點瑕疵之區域中之晶格空位濃 度。 2·根據申請專利範圍第1項之方法，其中V/G。比值係藉控 制生長速度v來控制。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X 297公釐） 583352 ABCD 、申請專利範圍 3·根據申請專利範圍第1項之方法，其中以晶格空位為主 要内在點瑕症之區域，具有自鏵錠軸往側面延伸之半 後Rv a c . ’其為晶體固定直徑部份半徑R之至少5〇%。 4·根據申請專利範圍第1項之方法，其中以晶格空位為主 要内在點瑕症之區域，具有自鑄錠軸往側面延伸之半 仏Rv a c . ’其為晶體固定直徑部份半徑R之至少90%。 5·根據申請專利範圍第1項之方法，其中鑄錠冷卻速率係 經控制，以致使該區域係從固化溫度冷卻至使黏聚内 在點瑕疵核化之溫度TA，如此該區域係保持在高於 之溫度一段時間，其至少為防止在間隙主導區域中形 成黏聚内在點瑕疵所需之有效暫停時間。 6·根據申請專利範圍第5項之方法，其中使黏聚間隙核化 之溫度TA為850°C至1，100°C。 7·根據申請專利範圍第5項之方法，其中使黏聚間隙核化 之溫度TA為870°C至970。(：。 8·根據申請專利範圍第2項之方法，其中生長速度係經控 制’以致使在空位主導區域形成期間之生長速度 Vvac· ’為臨界值Vcrit之至少1.5倍，而在間隙主導區域 形成期間之生長速度vint係小於臨界值V。川之〇9倍。 9·根據申請專利範圍第8項之方法，其中Aw比值為 至少0.23。 1〇·根據申請專利範圍第8項之方法，其中在空位主導區域 之生長期間，Vvac為臨界值Vcrit之至少2倍。 11·根據申請專利範圍第8項之方法，其中/Li^比值為 -2- 本紙張I度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) ---- 申請專利範圍 至少0.Π。 12 才 ^ • E據申請專利範圍第8項之方法，其中在空位主導區域 生長期間，Vvac.為臨界值Vcrit.之至少2.5倍。 13.根據申請專利範圍第12項之方法，其中Lvac./Lint.比值 為至少0.14。 14·根據申請專利範圍第2項之方法，其中生長速度係經控 制’以致使在空位主導區域形成期間之生長速度 Vv a c . ’為臨界值Vc r丨t之至少1.5倍，而在間隙主導區域 形成期間之生長速度Vint.係小於臨界值Verit之0.5倍。 K根據申請專利範圍第14項之方法，其中Lvac比值 為至少0.12。 16·根據申請專利範圍第14項之方法，其中在空位主導區 域生長期間，Vvac為臨界值\^“之至少2倍。 17·根據申請專利範圍第16項之方法，其中比值 為至少0.1。 18.根據申請專利範圍第μ項之方法，其中在空位主導區 域生長期間，Vvac.為臨界值\川之至少2·5倍。 19·根據申請專利範圍第18項之方法，其中乙 /τ V ac . / j^int 比值 為至少0.08。 2〇·根據申請專利範圍第i項之方法，其中以矽自身間隙原 子為主要内在點瑕疵之區域具有軸向長度L ，其為 晶體固定直徑部份半徑R之至少25%。 21·根據申請專利範圍第20項之方法，其中有效暫停時門 tdw-eff為以下所需暫停時間之至少20%，在_佃” a 9 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) " ' ' ------- ABCD 583352

   申請專利範圍 身間隙原子為整個鑄錠固定直徑部份之主要内在點瑕 规〈鍚鍵中，使足量碎自身間隙原子僅擴散至轉鍵表 面，以將碎自身間隙原子濃度抑制至使黏聚内在點瑕 疫核化所需臨界濃度以下。 2=據申請專利範圍第η之方法，其中以珍自身間隙原 予為王要内在點瑕疵之區域具有軸向長度，其係 小於晶體固定直徑部份半徑R之兩倍。 23.根據中請專利範圍第22項之方法，°其中有效暫停時間 tdw-eff.係小於以下所需暫停時間之85% ,在一個以矽自 身間隙原子為整個鑄錠固定直徑部份主要内在點瑕疵 《鑄錠中’使足量矽自身間隙原子僅擴散至鑄錠表 面，以將碎自身間隙原子濃度抑制至使黏聚内在點瑕 戚核化所需臨界濃度以下。 24·根據申請專利範圍第1項之方法，其中以珍自身間隙原 子為主要内在點瑕戚之區域具有袖向長度^，其等 於晶體固定直徑部份之半徑R。 · A 25·根據申請專利範圍第24項之方法，其中有效暫停時間 tdW-eff.為以下所需暫停時間之至少6〇%，在一個以矽自 身間隙原子為整個鎊錠固定直徑部份主要内在點瑕巍 、鑄叙中使足量矽自身間隙原子僅擴散至鑷錠表 面，以將碎自身間隙原子濃度抑制至使黏聚内在點瑕 疵核化所需臨界濃度以下。 26.根據中請專利範圍第之方法，其中鎮鍵固定直徑部 份之半徑R為至少1〇〇毫米。 -4 本紙張尺度適财® ϋ家標準(CNS) A4規格(21Qx 297公董)-

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   其中鑄錠固定直徑部 其中鑄錠固定直徑部 其中鑄錠固定直徑部 其中鑄錠固定直徑部 其中锖錠固定直徑部 27·根據申請專利範圍第1項之方法 份之半徑R為至少150毫米。 28·根據申請專利範圍第1項之方法 份之長度L為至少4〇〇毫米。 29.根據申請專利範圍第1項之方法 份之長度L為至少6〇〇毫米。 30·根據申清專利範圍第1項之方法 份之長度L為至少1〇〇〇毫米. 31·根據申凊專利範圍第1項之方法 份最初係包含至少2個空位主導區域 32·根據申請專利範圍第1項之 <万去，其中鑄錠固定直徑部 份最初係包含至少4個空位主導區域。 33·根據申請專利範圍第1項之太 甘丄士 -. 一 闲不，、心万法，其中鑄錠固定直徑部 份最初係包含至少6個空位主導區域。 34·根據申請專利範圍第i項之 .^ ± ^ 〈万去，其中鑄錠固定直徑部 份最初係包含至少8個空位主導區域。 Μ·根據申請專利範圍第i項之方法：其。中在最初空位主導 區域中之空位總量，係大於在最初間隙主導區域中之 間隙總量。 36·根據申請專利範圍第1項 间不万法，其進一步包括將鎊錠 驟冷至某溫度，其係低於 、使黏聚内在點瑕疵核化之溫 度。 37·-種單晶♦镑鍵，其具有中心軸，晶種圓錐體，端部 圓錐體’及固定直徑部份’其係介於晶種圓錐體與端 -5- 本紙張尺度適用中ϋ家標準(CNS)A—4規格(21〇x297公釐) 583352 C8

   邵圓錐體之間，且具有周圍邊緣及自中心軸延伸至周 圍邊緣之半徑，該單晶矽鑄錠在經過生長及自固化溫 度冷卻之後便具有固定直徑部份，其包含多個軸向$ 稱區域，其沿铸錠長軸在以空位為主要内在點瑕麻之 區域與以間隙為主要内在點瑕疵之區域間交替，該鑄 鍵具有至少2個實質上不含黏聚間隙瑕疵之間隙主導區 域’其係藉沿著鎊錠固定直徑部份長軸之空位主導區 域刀隔，其中鎊錠固定直徑部份之半徑為至少75玄 米。 38·根據申請專利範圍第37項之鑄錠，其具有至少1⑻毫米 或較大之半徑。 39.根據申請專利範圍第37項之鑄錠，其具有至少15〇毫米 之半徑。 40·根據申請專利範圍第37項之鑄錠，其中鑷錠固定直祖 部份之長度為至少400毫米。 41·根據申請專利範圍第37項之鑄錠，其中鑄錠固定直禮 部份之長度為至少600毫米。 42·根據申請專利範圍第37項之鑄錠，其中鑄錠固定直授 部份之長度為至少800毫米。 43. 根據申請專利範圍第37項之鑷錠，其中鑄錠固定直樣 部份之長度為至少1000毫米。 44. 一種自鑄錠切下之晶圓體群，該鎊錠具有中心軸，晶 種圓錐體，端部圓錐體，由申讀專利範圍第1項之方法 製成，該晶圓實質上不含黏聚間隙瑕疵，其中該晶圓 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 583352 8 8 8 8 A B CD 六、申請專利範圍 係依據晶圓直徑做選擇。 45. —種自單矽錡錠切下之晶圓體群，各晶圓係實質上不 含黏聚内在點瑕疵，其中至少一個晶圓具有晶格空位 作為整個晶圓中之主要内在點瑕疵，及至少一個晶圓 具有矽自身間隙作為整個晶圓中之主要内在點瑕疵。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）