WO2019087469A1

WO2019087469A1 - シリコンブロックの品質判定方法、シリコンブロックの品質判定プログラム、およびシリコン単結晶の製造方法

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Publication number: WO2019087469A1
Application number: PCT/JP2018/026099
Authority: WO
Inventors: 康裕齋藤; 智司工藤; 俊二倉垣; 大基金
Original assignee: 株式会社Sumco
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2019-05-09
Also published as: JP2019081680A; CN111601916A; KR102369392B1; TW201918593A; TWI679317B; JP6897497B2; KR20200073264A

Abstract

チョクラルスキー法により引き上げられたシリコン単結晶から切り出された複数のシリコンブロックの品質を判定するシリコンブロックの品質判定方法は、複数のシリコンブロックのそれぞれの端部から切り出されたサンプルウェーハの品質評価結果を取得する手順（Ｓ２）と、シリコン単結晶の引き上げ実績データを取得する手順（Ｓ３）と、それぞれのサンプルウェーハの品質評価結果に応じて、それぞれのシリコンブロックにおける引き上げ管理マージンを設定する手順（Ｓ６、Ｓ７）と、取得された引き上げ実績データと、設定された引き上げ管理マージンとを照合し、それぞれのシリコンブロックの品質を判定する手順（Ｓ８、Ｓ９）と、を実施する。

Description

シリコンブロックの品質判定方法、シリコンブロックの品質判定プログラム、およびシリコン単結晶の製造方法

　本発明は、シリコンブロックの品質判定方法、シリコンブロックの品質判定プログラム、およびシリコン単結晶の製造方法に関する。

　従来、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを製造する場合、たとえば、チョクラルスキー法により引き上げられたシリコン単結晶のインゴットの外周研削を行った後、製品として使用不可能なトップとテールの部分を切り落とす。その後、ワイヤーソー等の切断装置により、シリコン単結晶のインゴットを複数のシリコンブロックに切断する。

　この際、シリコンブロックの端部からサンプルウェーハを切り出し、抵抗率、酸素濃度、ＯＳＦ（Oxidation Induced Stacking Fault ring）、Ｖｏｉｄ欠陥、Ｌ／ＤＬ欠陥（Large Dislocation Loop）等のGrown-in欠陥等を評価することにより、シリコンブロックの品質評価を行っている。

　ところで、近年、ウェーハ全面において、Grown-in欠陥がない、あるいは極めて低密度なGrown-in欠陥しかないウェーハの要求が強くなっており、それに伴い、Grown-in欠陥がない、あるいは極めて低密度なGrown-in欠陥しかないシリコン単結晶の要求が強くなってきている。

　このようなシリコン単結晶を引き上げる方法としては、たとえば、引き上げ装置の炉内温度分布を改良し、引き上げ速度を調整しながら、シリコン単結晶の引き上げを行う方法がある。
　しかしながら、引き上げ速度の管理マージンが極めて狭いため、シリコンブロック端部の結晶品質が合格であっても、ブロック中間部で引き上げ速度が変動すると、シリコンブロック中にGrown-in欠陥が生じてしまう場合があり、次工程において不良が発生するという問題がある。
　ここで、不良のうち、Ｌ／ＤＬ欠陥の検出結果に基づく不良をＬ／ＤＬ不良、Ｖｏｉｄ欠陥の検出結果に基づく不良をＶｏｉｄ不良という。

　特許文献１には、シリコン単結晶のインゴットの成長軸に沿って引き上げデータをコンピュータに取り込み、引き上げデータと目標値との差が所定の値以上となった場合は、所定の位置以上となった位置でシリコン単結晶のインゴットを切断し、Grown-in欠陥のないシリコンブロックを得る技術が開示されている。

特開２００７－９９５５６号公報

　しかしながら、特許文献１に開示された技術では、引き上げデータと目標値との差が所定の値となるように管理しているため、実際のサンプルウェーハの品質評価結果と必ずしも一致しない。したがって、次工程において、不良品と判定されたシリコンブロックを除外し、シリコンブロックを切断して、品質の再評価を行う場合、どの部分で不良が生じているのかわからないので、品質確認頻度が増大してしまうという課題がある。

　本発明の目的は、次工程における品質確認頻度を低減することのできるシリコンブロックの品質判定方法、シリコンブロックの品質判定プログラム、およびシリコン単結晶の製造方法を提供することにある。

　本発明のシリコンブロックの品質判定方法は、チョクラルスキー法により引き上げられたシリコン単結晶から切り出された複数のシリコンブロックの品質を判定するシリコンブロックの品質判定方法であって、複数のシリコンブロックのそれぞれの端部から切り出されたサンプルウェーハの品質評価結果を取得する手順と、前記シリコン単結晶の引き上げ実績データを取得する手順と、それぞれのサンプルウェーハの品質評価結果に応じて、それぞれのシリコンブロックにおける引き上げ管理マージンを設定する手順と、取得された前記引き上げ実績データと、設定された引き上げ管理マージンとを照合し、それぞれのシリコンブロックの品質を判定する手順と、を実施することを特徴とする。

　ここで、サンプルウェーハの品質評価とは、Grown-in欠陥が存在しないシリコン単結晶のＰｖ領域、Ｐｖ領域およびＰｉ領域が混在する領域、およびＰｉ領域における品質評価をいう。
　引き上げ管理マージンは、引き上げの狙い値に対して許容できる実績値の範囲を意味し、サンプルウェーハの品質評価結果に応じて設定される。
　この発明によれば、サンプルウェーハの品質評価結果に応じて、それぞれのシリコンブロックにおける引き上げ管理マージンを設定し、シリコンブロックごとの引き上げ管理マージンと、引き上げ実績データとを照合している。このため、引き上げ管理マージンを外れる引き上げ実績データを高精度に判定することができ、次工程における品質確認頻度を低減することができる。

　本発明では、前記引き上げ管理マージンを設定する手順の前に、前記サンプルウェーハの品質評価結果の中に、Ｌ／ＤＬ（Large Dislocation Loop）不良を示す結果が取得されたら、当該結果を示すシリコンブロックを除外する手順を実施するのが好ましい。
　この発明によれば、サンプルウェーハがＬ／ＤＬ不良を示していれば、当該サンプルウェーハを切り出したシリコンブロックは、すべてがＬ／ＤＬ不良となっている可能性が高いので、予め不良品を除外して、次工程における品質確認頻度をより低減することができる。

　本発明では、前記引き上げ管理マージンを設定する手順の前に、前記サンプルウェーハの品質評価結果の中に、Ｖｏｉｄ不良を示す結果が取得されたら、当該結果を示すシリコンブロックを除外する手順を実施するのが好ましい。
　この発明によれば、Ｌ／ＤＬ不良の場合と同様に、Ｖｏｉｄ不良となっているシリコンブロックを除外して、次工程における品質確認頻度をより低減することができる。

　本発明のシリコンブロックの品質判定プログラムは、前述したシリコンブロックの品質判定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
　この発明によれば、コンピュータに実行させることにより、自動化を促進することができるため、品質管理の工程自体の負担を低減することができる。

　本発明のシリコン単結晶の製造方法は、前述したシリコンブロックの品質判定プログラムをコンピュータに実行させ、シリコン単結晶の引き上げ時における引き上げ管理マージンを算出する工程と、算出された引き上げ管理マージンに基づいて、前記シリコン単結晶の引き上げを制御することを特徴とする。
　この発明によれば、シリコンブロックごとに設定された引き上げ管理マージンに基づいて、シリコン単結晶の引き上げを制御することにより、品質不合格となるシリコンブロックが生じることを防止して、不合格品の発生を少なくすることができる。

本発明の実施形態に係るシリコン単結晶の引き上げ装置を示す模式図。前記実施形態におけるシリコン単結晶の品質判定方法を示すフローチャート。前記実施形態における管理マージンを説明するための模式図。前記実施形態における管理マージンを説明するための模式図。実施例における品質判定結果を示すグラフ。実施例における品質判定結果を示すグラフ。

　［１］シリコン単結晶の引き上げ装置１の構造
　図１には、本発明の実施形態に係るシリコン単結晶１０の製造方法を適用できるシリコン単結晶の引き上げ装置１の構造の一例を表す模式図が示されている。引き上げ装置１は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶１０を引き上げる装置であり、外郭を構成するチャンバ２と、チャンバ２の中心部に配置されるルツボ３とを備える。
　ルツボ３は、内側の石英ルツボ３Ａと、外側の黒鉛ルツボ３Ｂとから構成される二重構造であり、回転および昇降が可能な支持軸４の上端部に固定されている。

　ルツボ３の外側には、ルツボ３を囲む抵抗加熱式のヒーター５Ａ、５Ｂが設けられ、その外側には、チャンバ２の内面に沿って断熱材６が設けられている。
　ルツボ３の上方には、支持軸４と同軸上で逆方向または同一方向に所定の速度で回転するワイヤなどの引き上げ軸７が設けられている。この引き上げ軸７の下端には種結晶８が取り付けられている。

　チャンバ２内には、筒状の熱遮蔽体１２が配置されている。
　熱遮蔽体１２は、育成中のシリコン単結晶１０に対して、ルツボ３内のシリコン融液９やヒーター５Ａ、５Ｂやルツボ３の側壁からの高温の輻射熱を遮断するとともに、結晶成長界面である固液界面の近傍に対しては、外部への熱の拡散を抑制し、単結晶中心部および単結晶外周部の引き上げ軸方向の温度勾配を制御する役割を担う。
　熱遮蔽体１２は、シリコン融液９からの蒸発部を炉上方から導入した不活性ガスにより、炉外に排気する整流筒としての機能もある。

　チャンバ２の上部には、アルゴンガス（以下、Ａｒガスと称す）などの不活性ガスをチャンバ２内に導入するガス導入口１３が設けられている。チャンバ２の下部には、図示しない真空ポンプの駆動によりチャンバ２内の気体を吸引して排出する排気口１４が設けられている。
　ガス導入口１３からチャンバ２内に導入された不活性ガスは、育成中のシリコン単結晶１０と熱遮蔽体１２との間を下降し、熱遮蔽体１２の下端とシリコン融液９の液面との隙間を経た後、熱遮蔽体１２の外側、さらにルツボ３の外側に向けて流れ、その後にルツボ３の外側を下降し、排気口１４から排出される。

　このような引き上げ装置１を用いてシリコン単結晶１０を製造する際、チャンバ２内を減圧下の不活性ガス雰囲気に維持した状態で、ルツボ３に充填した多結晶シリコンなどの固形原料をヒーター５Ａ、５Ｂの加熱により溶融させ、シリコン融液９を形成する。ルツボ３内にシリコン融液９が形成されると、引き上げ軸７を下降させて種結晶８をシリコン融液９に浸漬し、ルツボ３および引き上げ軸７を所定の方向に回転させながら、引き上げ軸７を徐々に引き上げ、これにより種結晶８に連なったシリコン単結晶１０を育成する。

　［２］シリコン単結晶１０内に生成する結晶欠陥
　チョクラルスキー法により引き上げられたシリコン単結晶１０中には、結晶成長中に形成される結晶欠陥（Grown-in欠陥）が存在していることが知られている。
　通常、シリコン単結晶１０には、真性の点欠陥であるVacancyおよびInterstitial　Ｓiがある。
　これらの真性の点欠陥の飽和濃度は、温度の関数であり、結晶育成中の急激な温度の低下に伴い、点欠陥の過飽和状態が発生する。

　過飽和となった点欠陥は、対消滅や外方拡散・坂道拡散などによって、過飽和状態を緩和する方向に進む。一般的にはこの過飽和状態を完全に解消できるわけではなく、最終的には、Vacancyか、Interstitial　Ｓiかのどちらか一方が優勢な過飽和の点欠陥として残る。
　結晶成長速度が速いとVacancyが過飽和状態となりやすく、逆に結晶成長速度が遅いとInterstitial　Ｓiが過飽和状態になりやすいことが知られている。
　この過飽和状態の濃度がある一定以上となれば、これらが凝集し、結晶成長中に結晶欠陥（Grown-in欠陥）を形成する。

　Vacancyが優勢な領域（Ｖ領域）の場合のGrown-in欠陥としては、ＯＳＦ核やＶｏｉｄ欠陥が知られている。ＯＳＦ核は、結晶から切り出したサンプルをウェット酸素雰囲気中で１１００℃程度の高温で熱処理すると、表面からInterstitial　Ｓiが注入され、ＯＳＦ核の周りで積層欠陥（ＳＦ）が成長し、このサンプルを選択エッチング液内で揺動させながら選択エッチングした際に積層欠陥として観察される欠陥である。
　酸化処理によって積層欠陥が成長することからＯＳＦ（Oxygen induced Stacking Fault）と呼ばれている。

　Ｖｏｉｄ欠陥は、Vacancyが集まってできた空洞状の欠陥であり、内部の壁に内壁酸化膜と呼ばれる酸化膜が形成されていることが知られている。この欠陥は、検出される方法によって幾つかの呼称が存在する。
　レーザー光線をウェーハ表面に照射し、その反射光・散乱光などを検出するパーティクルカウンターによって観察された場合は、ＣＯＰ（Crystal Originated Pattern Defect）と呼ばれる。

　選択エッチング液内でサンプルを揺動させないで比較的長時間放置したあとに流れ模様として観察された場合は、ＦＰＤ（Flow Pattern Defect）と呼ばれる。
　赤外レーザー光線をウェーハの表面から入射し、その散乱光を検出する赤外散乱トモグラフによって観察された場合には、ＬＳＴＤ（Laser Scattering Tomography Defect）と呼ばれる。これらは検出方法が異なっているが全てＶｏｉｄ欠陥であると考えられている。
　ＤＳＯＤ（Direct Surface Oxide Defect）もＶｏｉｄ欠陥のひとつである。ＤＳＯＤは微小なＶｏｉｄ欠陥であり、ＯＳＦ領域に存在する。微小なＶｏｉｄ欠陥のため選択エッチングなどでは観測できない。
　ＤＳＯＤ評価は、ウェーハに酸化膜を成長させ、そこにＣｕデコレーションを行うことで欠陥を検出する。

　一方で、Interstitial　Ｓｉが優勢な場合、Interstitial　Ｓｉが凝集した結晶欠陥が形成される。これの正体は明確ではないが転位ループ等と考えられており、巨大なものは転位ループクラスターとして、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscopy）によって観察される。
　このInterstitial　ＳｉのGrown-in欠陥は、ＦＰＤと同様のエッチング方法、つまり選択エッチング液内でサンプルを揺動させないで比較的長時間放置することで、貝殻状の大きなピットとして観察される。これはＬＥＰ（Large Etch Pit）と呼ばれている。
　これら転位ループ、転位ループクラスターおよびＬＥＰを総称してＬ／ＤＬ（Large Dislocation Loop）と呼ぶ。

　［３］シリコンブロックの品質判定方法
　本実施形態のシリコンブロックの品質判定方法を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施形態におけるシリコンブロックの品質判定プログラムは、シリコンブロックの品質判定プログラムを、コンピュータにインストールすることにより、実行することができる。
　引き上げ装置１によりシリコン単結晶１０を製造したら（手順Ｓ１）、シリコン単結晶１０の外周研削を行った後、ワイヤーソー等で複数のシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに切断する（図４参照、３つのブロックに分割する場合を例示したが、４以上のブロックとしても構わないし、２つ以下のブロックとしても構わない）。その際、同時にシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれの両端からサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を切り出し、それぞれのサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４についての品質評価を行う。なお、サンプルウェーハＳＷ２はシリコンブロック１０Ａとシリコンブロック１０Ｂの共通サンプル、サンプルウェーハＳＷ３はシリコンブロック１０Ｂとシリコンブロック１０Ｃの共通サンプルである。

　品質評価が終了したら、それぞれのサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の品質評価結果をコンピュータに取り込む（手順Ｓ２）。
　また、シリコン単結晶１０の引き上げ時の製造実績データも、コンピュータに取り込む（手順Ｓ３）。

　コンピュータは、品質評価結果中にＬ／ＤＬ不良またはＶｏｉｄ不良を示すサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４が存在するか否かを判定する（手順Ｓ４）。Ｌ／ＤＬ不良の判定は、サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４に一箇所でもＬ／ＤＬが生じていれば、Ｌ／ＤＬ不良と判定する。Ｖｏｉｄ不良であるか否かの判定は、サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４で検出されたＶｏｉｄ欠陥が所定の数、たとえば、１００個／枚以上ある場合を不良と判定する。Ｌ／ＤＬ不良またはＶｏｉｄ不良のいずれもない場合は、手順Ｓ６に進む。
　Ｌ／ＤＬ不良またはＶｏｉｄ不良を示すサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４が存在する場合、当該サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を切り出したシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを、次工程に送るシリコンブロックから除外する（手順Ｓ５）。

　コンピュータでは、品質評価結果から目標品質取得可能な引き上げ管理マージンを算出する（手順Ｓ６）。ここで、サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の品質は、図３に示すように、引き上げ速度によって変化する。具体的には、引き上げ速度が速い場合、空孔の凝集体であるＶｏｉｄが発生する。一方、引き上げ速度が遅い場合、格子間シリコン原子が過剰となり、格子間シリコンの凝集体であるＬ／ＤＬが発生する。
　本実施形態における引き上げ速度は、引き上げ速度を移動平均化したものであり、図３の右図の欠陥分布と最も高い相関性を有する移動平均速度をいう。たとえば、５０分から２００分間の範囲内の時間的移動平均速度を採用することができる。逆にいえば、５０分から２００分の範囲内で、相関性の最も高い時間的移動平均速度が一般的に存在する。
　本実施形態では、引き上げ速度を管理マージンの指標としているが、これに限らず、シリコン単結晶１０の直胴径を検出し、これを一定に制御する場合に、本発明を適用してもよい。

　Ｖｏｉｄが発生する領域と、Ｌ／ＤＬが発生する領域の間には、Ｐｖ領域、Ｐｉ領域の２つの無欠陥領域が存在する。
　Ｐｖ領域とは、as-grown状態で酸素析出核を含んでおり、低温と高温（たとえば、８００℃と１０００℃）の２段階の熱処理を施した場合に酸素析出物が発生し易い領域である。Ｐｉ領域とは、as-grown状態で殆ど酸素析出核を含んでおらず、熱処理を施されても酸素析出物が発生し難い領域である。
　Ｐｖ領域あるいはＰｉ領域の領域判定において、熱処理後の酸素析出物の析出状態を評価するため、Ｐｖ領域あるいはＰｉ領域の判定結果は酸素濃度の影響を受ける。その結果、後述の無欠陥マージンおよび新管理線は酸素濃度の影響を受けることになる。

　無欠陥領域とは、ＯＳＦ領域が支配する結晶成長速度と、Ｌ／ＤＬ領域が支配する結晶成長速度との間の結晶成長速度で形成され、空孔優勢領域（Ｐｖ領域）と、格子間シリコン優勢領域（Ｐｉ領域）で構成される。
　無欠陥領域の結晶成長速度で引き上げられた無欠陥結晶は、ＣＯＰや転位クラスターといったGrown-in欠陥の無いあるいは非常に少ない良質のシリコン単結晶であるといえる。したがって、無欠陥領域における結晶成長速度により、シリコン単結晶の引き上げ制御を行うことは、シリコン単結晶の品質を確保する上で重要である。

　本実施形態では、図３に示すように、Ｖｏｉｄが発生する領域と、Ｌ／ＤＬが発生する領域との間に、採取されたサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４のＰｖ領域、Ｐｉ領域、すなわち無欠陥領域の存在に応じて、引き上げ管理マージンとなる引き上げ速度マージンが設定される。
　図３の場合、無欠陥領域となる引き上げ速度マージンは、無欠陥領域の中央の引き上げ速度（理想的な引き上げ速度の狙い値）の５％となる。

　具体的には、サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の欠陥分布評価を行い、これらウェーハ面内のＰｖ領域およびＰｉ領域が為すパターンと、図３の左側に図示する欠陥分布と引上げ速度の関係を照合することにより、実際の引上げ速度の無欠陥領域上限（ＯＳＦ領域とＰｖ領域の境界）の引上げ速度に対するマージン（以下、上側無欠陥マージンと称す）、および、実際の引上げ速度の無欠陥領域下限（Ｐｉ領域とＬ／ＤＬ領域の境界）の引上げ速度に対するマージン（以下、下側無欠陥マージンと称す）を把握することができる。

　すなわち、実際の引上げ速度が、無欠陥領域上限（ＯＳＦ領域とＰｖ領域の境界）に近い場合には、上側無欠陥マージンを小さく設定し、下側無欠陥マージンを大きく設定する。一方、無欠陥領域の下限（Ｐｉ領域とＬ／ＤＬ領域の境界）に近い場合には、上側無欠陥マージンを大きく設定し、下側無欠陥マージンを小さく設定する。
　たとえば、本実施形態では、Ｐｖ領域のみのサンプルウェーハＳＷ１の場合、上側無欠陥マージンは、引き上げ速度の狙い値に対して０．５％、下側無欠陥マージンは、引き上げ速度の狙い値に対して４．５％が設定されている。

　同様に、サンプルウェーハＳＷ２の場合、上側無欠陥マージンが２．５％、下側無欠陥マージンが２．５％に設定され、サンプルウェーハＳＷ３の場合、上側無欠陥マージンが３％、下側無欠陥マージンが２％に設定され、サンプルウェーハＳＷ４の場合、上側無欠陥マージンが４．８％、下側無欠陥マージンが０．２％に設定されている。
　サンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４が、所定の数以上のＶｏｉｄが発生している場合、Ｌ／ＤＬが発生している場合には、発生したシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを、引き上げ管理マージンを設定することなく、不良品として除外する。

　次に、図２に戻って引き上げ管理マージンに基づいて、新管理線を設定する（手順Ｓ７）。具体的には、シリコンブロック両端のサンプルウェーハの欠陥分布評価結果から、実際の引上げ速度における上側無欠陥マージンおよび下側無欠陥マージンを把握する。次に、無欠陥領域の中央に対応する引上げ速度（理想的な速度の狙い値）を把握する。
　シリコンブロックの内部については、シリコンブロック両端の無欠陥領域上限同士を結んだ線が上側の新管理線として設定され、シリコンブロック両端の無欠陥領域下限同士を結んだ線が下側の新管理線として設定される。図４（Ｂ）では直線で上限の新管理線、下限の新管理線を設定しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。

　次に、図２に戻って、コンピュータでは、引き上げ実績データと、引き上げ管理マージンとの照合を行う（手順Ｓ８）。
　従来の引き上げ速度の管理線は、図４（Ａ）に示すように、引き上げ速度の狙い値に対して、Ｖｏｉｄ側領域、Ｌ／ＤＬ側領域に均等に設定され、この従来管理線を引き挙げ速度実績値が超えた場合に、当該シリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを不良品と判定していた。

　これに対して、本実施形態の引き上げ速度の新管理線は、図４（Ｂ）に示すように、得られたサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４の評価結果に応じて、引き上げ速度の管理線を変更することとした。
　この結果、図４（Ｂ）に示すように、従来の管理線では、良品として判定されていたシリコンブロック１０Ｂが、本実施形態の引き上げ速度の新管理線では、不良リスクありと判定される（手順Ｓ９）。
　不良リスクありと判定された場合、シリコンブロック１０Ｂを除外し、次工程では、除外されたシリコンブロック１０Ｂを、複数のウェーハに分割し、再評価を実施する（手順Ｓ１０）。なお、不良リスクありと判定されたシリコンブロック１０Ｂは、そのまま廃棄してもよい。
　不良リスクなしと判定された場合、シリコンブロック１０Ｂを次工程に払い出す。

　コンピュータによるシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの品質判定方法が終了したら、次のシリコン単結晶１０の引き上げに際しては、算出された引き上げ速度の新管理線に基づいて、シリコン単結晶１０の引き上げ制御を行う。

　［４］実施形態の作用および効果
　このように本実施形態によれば、引き上げ速度の管理新線が、品質評価を行ったサンプルウェーハＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４に応じて算出される。したがって、従来、不良ではないと判定されていたシリコンブロック１０Ｂであっても、不良リスクありと判定されるため、次工程に不良のシリコンブロック１０Ｂを送る可能性を低減し、次工程における品質確認頻度を低減することができる。

　引き上げ速度の管理新線の算出前に、Ｌ／ＤＬ判定、およびＶｏｉｄ判定を行うことにより、明らかに不良であるシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを事前に払い出すことができるため、予め不良品を除外して、次工程における品質確認頻度をより低減することができる。

　図２に示される一連のフローチャートに係るシリコンブロックの品質判定方法を、コンピュータ上のプログラムとして実行することにより、自動化を促進することができるため、品質管理の工程自体の負担を低減することができる。
　シリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃごとに設定された引き上げ速度の新管理線に基づいて、シリコン単結晶１０の引き上げを制御することにより、品質不合格となるシリコンブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが生じることを防止して、不合格品の発生を少なくすることができる。

　次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、実施例に限定されるものではない。
　払い出されたシリコンブロック１０Ｂについて、複数のウェーハに分割して、それぞれのウェーハの評価を実施したところ、図５に示すような結果が得られた。
　従来管理線により管理する場合、引き上げ実績がＶｏｉｄ側でピークを取る場合と、Ｌ／ＤＬ側でピークを取る場合において、品質評価を行い、良品、不良品の判定を行った。

　一方、新管理線により管理する場合、引き上げ実績が新管理線を超えるＡ１領域およびＡ２領域のウェーハＷ１における良品、不良品の判定を行った。
　Ａ１領域のウェーハＷ１のＶｏｉｄのマップでは、ウェーハＷ１の周囲にリング状にＶｏｉｄが発生していたことが確認された。
　Ａ２領域のウェーハＷ１のＶｏｉｄのマップでは、ウェーハＷ２の中央と、周囲にリング状にＶｏｉｄが発生していたことが確認された。
　他の部分の判定を行ったところ、図６に示すように、Ａ３領域において、Ｌ／ＤＬが発生し、Ａ４領域およびＡ５領域では、Ｖｏｉｄが発生していた。

　シリコンブロック１０Ｂの品質評価の結果を表１に示す。従来法の場合、引き上げ実績のピークをとるウェーハのすべての品質を評価しなければ、不良の部分を抽出することができなかった。
　一方、実施例の場合、引き上げ実績が新管理線を超えるＡ１領域からＡ５領域のウェーハについて行うだけとした。結果を表１に示す。

　従来法においては、８０９枚のサンプルの品質評価を行い、２２枚の不良品を発見した。
　一方、実施例においては、３７６枚のサンプルの品質評価を行い、従来法と同様の２２枚の不良品を発見した。
　この結果より、本実施例の新管理線による品質判定方法を行うことにより、払出したシリコンブロック１０Ｂにおいて、再品質評価を行うウェーハの枚数を大幅に削減することができ、次工程における品質評価頻度を低減できることが確認できた。

　１…引き上げ装置、２…チャンバ、３…ルツボ、３Ａ…石英ルツボ、３Ｂ…黒鉛ルツボ、４…支持軸、５Ａ…ヒーター、５Ｂ…ヒーター、６…断熱材、７…引き上げ軸、８…種結晶、９…シリコン融液、１０…シリコン単結晶、１０Ａ…シリコンブロック、１０Ｂ…シリコンブロック、１０Ｃ…シリコンブロック、１２…熱遮蔽体、１３…ガス導入口、１４…排気口、ＳＷ１…サンプルウェーハ、ＳＷ２…サンプルウェーハ、ＳＷ３…サンプルウェーハ、ＳＷ４…サンプルウェーハ、Ｗ１…ウェーハ。

Claims

　チョクラルスキー法により引き上げられたシリコン単結晶から切り出された複数のシリコンブロックの品質を判定するシリコンブロックの品質判定方法であって、
　複数のシリコンブロックのそれぞれの端部から切り出されたサンプルウェーハの品質評価結果を取得する手順と、
　前記シリコン単結晶の引き上げ実績データを取得する手順と、
　それぞれのサンプルウェーハの品質評価結果に応じて、それぞれのシリコンブロックにおける引き上げ管理マージンを設定する手順と、
　取得された前記引き上げ実績データと、設定された引き上げ管理マージンとを照合し、それぞれのシリコンブロックの品質を判定する手順と、
を実施することを特徴とするシリコンブロックの品質判定方法。
　請求項１に記載のシリコンブロックの品質判定方法において、
　前記管理マージンを設定する手順の前に、前記サンプルウェーハの品質評価結果の中に、Ｌ／ＤＬ（Large Dislocation Loop）不良を示す結果が取得されたら、当該結果を示すシリコンブロックを除外する手順を実施することを特徴とするシリコンブロックの品質判定方法。
　請求項１または請求項２に記載のシリコンブロックの品質判定方法において、
　前記管理マージンを設定する手順の前に、前記サンプルウェーハの品質評価結果の中に、Ｖｏｉｄ不良を示す結果が取得されたら、当該結果を示すシリコンブロックを除外する手順を実施することを特徴とするシリコンブロックの品質判定方法。
　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリコンブロックの品質判定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするシリコンブロックの品質判定プログラム。
　請求項４に記載のシリコンブロックの品質判定プログラムをコンピュータに実行させ、シリコン単結晶の引き上げ時における引き上げ管理マージンを設定する工程と、
　設定された引き上げ管理マージンに基づいて、前記シリコン単結晶の引き上げを制御する工程と、
を実施することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。