TWI568898B - Silicon single crystal manufacturing method - Google Patents

Silicon single crystal manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
TWI568898B
TWI568898B TW104133645A TW104133645A TWI568898B TW I568898 B TWI568898 B TW I568898B TW 104133645 A TW104133645 A TW 104133645A TW 104133645 A TW104133645 A TW 104133645A TW I568898 B TWI568898 B TW I568898B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
crucible
wafer
single crystal
quartz crucible
diameter
Prior art date
Application number
TW104133645A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201636465A (zh
Inventor
Shinichi Tomita
Original Assignee
Sumco Corp
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 Sumco Corp filed Critical Sumco Corp
Publication of TW201636465A publication Critical patent/TW201636465A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI568898B publication Critical patent/TWI568898B/zh

Links

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)

Description

矽單結晶之製造方法
本發明係有關於一種根據Czochralski方法(以下稱為CZ法)之矽單結晶的製造方法,尤其係有關於一種對石英坩堝內之矽原料的填充方法。
近年來,成為矽晶圓之原料的矽單結晶的大部分係根據CZ法所製造。CZ法係將種結晶浸泡於石英坩堝內所收容之矽熔液的液面,並緩慢地拉升種結晶,藉此,使具有與種結晶相同之結晶方位的矽單結晶成長的方法。
近年來,隨著拉升之矽單結晶的大口徑化,氣泡被取入成長中之單結晶,而在單結晶中產生針孔或差排的問題變得顯著。認為氣泡係溶入矽熔液中之氬(Ar)氣等的氣體或因石英坩堝與矽熔液的反應所產生之一氧化矽(SiO)氣體等的氣體以形成於石英坩堝的內表面之缺陷為起點凝聚,藉此所產生,從坩堝內表面所脫離之氣泡係在矽熔液中浮起,並被取入單結晶中。針孔係亦稱為氣袋之球狀的結晶缺陷(空洞缺陷),大部分係尺寸為300~500μm者,但是亦有150μm以下之很小者或1mm以上之極大者。
為了防止氣泡之產生,在專利文獻1提議一種方法,該方法係在將矽原料填充於石英坩堝內之前,將具有沿著 該內底面之底面形狀的矽塊配置於石英坩堝的內底面。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2010-42968號公報
可是,在專利文獻1所記載之以往的方法,需要以沿著石英坩堝之彎曲量之內底面的方式來對矽塊的底部形狀進行加工,而不實用。石英坩堝的形狀係因各固體而有不均,配合該不均來對矽塊進行加工係很困難。在矽塊的底部形狀與石英坩堝不一致的情況,矽微粉進入石英坩堝與矽塊之間的間隙,因該矽微粉而缺陷或突起形成於坩堝的內表面,而可能以此缺陷或突起為起點產生氣泡。因此,藉專利文獻1所記載之方法,難充分地抑制矽單結晶中之針孔的產生或差排。
因此,本發明之目的在於提供一種矽單結晶之製造方法,該製造方法係以低耗費更高效率地防止氣泡被取入單結晶中,藉此,降低針孔及差排的產生率。
為了解決該課題,本發明之矽單結晶的製造方法係對石英坩堝內之矽原料加熱而產生矽熔液,再從該矽熔液拉升矽單結晶之根據CZ法之矽單結晶的製造方法,其特徵為:準備具有未滿1mm的厚度之可彈性變形的矽晶圓,在將矽原料填充於石英坩堝內之前,將該矽晶圓載置於該石英坩堝之彎曲之內底面的中央;將作為該矽原料之矽塊填充於被載置該矽 晶圓之該石英坩堝內,而且藉該矽塊之負載使該矽晶圓沿著該石英坩堝的該內底面產生彈性變形。
若依據本發明,因為藉矽塊之負載使在石英坩堝內所載置之矽晶圓沿著石英坩堝的內底面產生彈性變形,所以可避免矽塊或矽微粉之對石英坩堝之內底面的接觸,而可防止因矽塊或矽微粉而缺陷或突起形成於石英坩堝的內底面。因此,可防止因以缺陷或突起為起點產生氣泡後該氣泡被取入矽單結晶中而成為形成粒子之發生或差排的原因。進而,若依據本發明,因為使用可易於取得之矽晶圓來覆蓋石英坩堝的內底面,所以能以低耗費更高效率地防止氣泡被取入單結晶中。
在本發明,該矽晶圓的表面係鏡面或蝕刻面較佳。據此,可提高矽晶圓對石英坩堝之內底面的密接性。因此,可防止因矽微粉侵入矽晶圓與石英坩堝的內底面之間,坩堝內底面變成粗糙,而易發生氣泡的事情。
在本發明,該矽晶圓的直徑係從該矽熔液所拉升之矽單結晶的直徑之0.8倍以上且1.5倍以下較佳。在矽晶圓的直徑係所拉升之矽單結晶的直徑之0.8倍以上的情況,可覆蓋被取入矽單結晶中之可能性高之坩堝內底面上的區域。又,因為在矽單結晶之拉升平常所使用之石英坩堝的口徑係該矽單結晶之直徑的1.5倍以上,若是具有矽單結晶之直徑的1.5倍以下之直徑的矽晶圓,則可設置於石英坩堝內,例如,在使直徑300mm之矽單結晶成長的情況,可將直徑300mm或直徑450mm之矽晶圓用作覆蓋材料,而能以低耗費覆蓋石英坩堝之內底面的更廣範圍。
在本發明,該矽晶圓係周緣部被進行倒角加工較佳。據此,可避免以矽晶圓之周緣部損壞石英坩堝的內底面。因此,可防止從形成於石英坩堝之內底面的缺陷所產生之氣泡,而能以低耗費更高效率地抑制由氣泡所引起之單結晶中之針孔的產生及差排。
在本發明,該矽晶圓係在表背面及端面的長度200μm以上的缺陷被排除較佳。若有200μm以上的缺陷,臨界應力就大為降低,而在填充矽原料時以缺陷為起點,晶圓裂開,而可能無法完全地覆蓋石英坩堝的內底面。此外,在使用僅支撐矽晶圓之中心部之集中負載的模型(簡易計算式)算出無缺陷之晶圓之變形量的情況,直徑200mm、厚度725μm之晶圓的最大變形量係35mm,直徑300mm、厚度775μm之晶圓的最大變形量係70mm,直徑450mm、厚度925μm之晶圓的最大變形量係125mm,使用愈大口徑之矽晶圓,可愈提高彈性變形量。另一方面,具有200μm以上的缺陷之矽晶圓的最大變形量係分別為4mm、8mm、15mm,變形量大為降低。
在本發明,將不滿足既定品質基準之不適合的晶圓用作該矽晶圓較佳。據此,將矽晶圓用作覆蓋材料所造成的耗費上漲係幾乎沒有,而可避免將不適合的晶圓當作廢材處理。此外,作為不滿足既定品質基準之不適合的晶圓,可列舉表面品質不良(LPD、霧狀(haze)等)、外觀形狀不良(厚度、直徑、翹曲、面起伏(nanotopography)等)、結晶性品質不良(COP、差排群、OSF、BMD、氧氣濃度等)之晶圓等。
若依據本發明,可提供一種矽單結晶之製造方法,該方法係以低耗費更高效率地防止氣泡被取入單結晶中,藉此,可降低針孔及差排的產生率。
1‧‧‧矽單結晶拉升裝置
2‧‧‧矽單結晶
3‧‧‧矽熔液
10‧‧‧室
10A‧‧‧主室10A
10B‧‧‧拉升室
11‧‧‧隔熱材料
12‧‧‧石英坩堝
12a‧‧‧石英坩堝之直本體部
12b‧‧‧石英坩堝之角部
12c‧‧‧石英坩堝之底部
13‧‧‧基座
14‧‧‧轉動支撐軸
15‧‧‧加熱器
16‧‧‧熱遮蔽體
17‧‧‧線
18‧‧‧線捲繞機構
19A‧‧‧氣體吸氣口
19B‧‧‧氣體排氣口
21‧‧‧矽晶圓
22‧‧‧多矽塊
第1圖係表示矽單結晶拉升裝置1之構造的示意剖面圖。
第2圖(a)~(c)係用以說明對石英坩堝12內之矽原料的填充步驟及熔化步驟的剖面圖。
以下,一面參照附加之圖面,一面詳細地說明本發明之較佳的實施形態。
第1圖係表示矽單結晶拉升裝置1之構造的示意剖面圖。
如第1圖所示,矽單結晶拉升裝置1包括:室10;隔熱材料11,係配置於室10的內側;基座13,係支撐被收容於室10內的石英坩堝12;轉動支撐軸14,係將基座13支撐成可升降;加熱器15,係配置成包圍基座13之周圍;大致倒截圓錐形之熱遮蔽體16,係配置於基座13的上方;矽單結晶拉升用線17,係位於基座13的上方並配置成與轉動支撐軸14成同軸狀;以及線捲繞機構18,係配置於室10的上方。
室10係由主室10A、與和主室10A之上部開口連結之細長圓筒形的拉升室10B所構成,上述之石英坩堝12、基座13、轉動支撐軸14、加熱器15以及熱遮蔽體16係設置於主室10A內。
熱遮蔽體16係設置成包圍在矽熔液3的上方成長中之矽單結晶2。線捲繞機構18係配置於拉升室10B的上方,線17係從線捲繞機構18通過拉升室10B內並延伸厔下方,線17的前端係到達至主室10A的內部空間。在第1圖,表示成長途中之矽單結晶2被線17懸吊之狀態。
在矽單結晶之拉升步驟,首先,將石英坩堝12設定於基座13內,再將矽原料填充於石英坩堝12內,而將種結晶安裝於線17的端部。接著,以加熱器15對矽原料加熱,而產生矽熔液3,使種結晶降壓膨脹之,使其著液於矽熔液3。然後,藉由一面使種結晶及石英坩堝12分別轉動,一面使種結晶緩慢地上升,而使大致圓柱形之矽單結晶2成長。
在單結晶拉升中,室10內係被保持於固定的降壓狀態。從設置於拉升室10B之上部的氣體吸氣口19A供給氬氣,並從設置於主室10A之下部的氣體排氣口19B排出氬氣,藉此,在室10內產生如虛線箭號所示之氬氣的流動。
矽單結晶2的直徑係藉由控制其拉升速度或加熱器15的電力所控制。在矽單結晶2之成長,在形成結晶直徑縮小之頸部後,使結晶直徑逐漸擴大而形成肩部。在單結晶成長至規定之直徑的時間點以固定之直徑持續拉升,而形成本體部,在拉升結束時形成使直徑縮小而形成尾部,最後從液面切斷。根據以上,矽單結晶鑄錠完成。
以下是矽單結晶拉升裝置1及拉升方法的概要。其次,一面參照第2圖,一面詳細說明對石英坩堝12內之矽原料的填充步驟。
在矽原料的填充步驟,首先,如第2圖(a)所示,將一片圓盤狀之矽晶圓21載置於空的石英坩堝12的內底面。石英坩堝12係具有圓底之石英玻璃製的容器,並具有:在上端具有開口部之圓筒形的直本體部12a、形成於直本體部12a之下端的角部12b以及經由角部12b與直本體部12a連接的底部12c。一般,在300mm晶圓用鑄錠的拉升,使用口徑約800mm之32英吋坩堝,而在400mm晶圓用鑄錠的拉升,使用口徑約1000mm之40英吋坩堝。32英吋坩堝的厚度係10mm以上較佳,40英吋坩堝的厚度係13mm以上更佳。
又,矽單結晶拉升用石英坩堝12係雙層構造,並包括:不透明層,係設置於外表面側並內含多個微小的氣泡;及透明層,係設置於內表面側並實質上不含氣泡。因為坩堝之內表面側係不含氣泡的透明層,所以坩堝之內表面係平滑面。不透明層發揮將配置於坩堝的外側之加熱器15的輻射熱均勻地傳達至坩堝內的作用。又,透明層發揮防止因石英玻璃中的氣泡而來自坩堝之內表面的石英小片剝離而被取入矽單結晶中的作用。
矽晶圓21係保護石英坩堝12之內底面的覆蓋材料,而且係矽原料的一部分。作為矽晶圓21,係單結晶矽晶圓較佳,但是亦可是多結晶矽晶圓。因為單結晶矽晶圓係可對根據本實施形態之矽單結晶之製造方法所製造的矽單結晶進行加工所製造,所以可易於取得。因此,可在下一批次以後將從矽單結晶鑄錠所切出之矽晶圓的一部分用作覆蓋材料。
矽晶圓21係以其中心與石英坩堝12之中心軸Zo 一致的方式配置於石英坩堝12之內底面的中央。藉由依此方式配置,可使對石英坩堝12的內底面之矽單結晶2之投影區域儘量變廣,而且無偏心地藉矽晶圓21覆蓋。此外,矽晶圓21係其中心與石英坩堝12之中心軸Zo一致較佳,但是本發明係未限定為此,只要乍看下配置於石英坩堝12的中央即可。
矽晶圓21的直徑R1係欲拉升之矽單結晶2的直徑R2之0.8倍以上且1.5倍以下較佳。這是由於在矽晶圓21的直徑R1係未滿矽單結晶2的直徑R2之0.8倍的情況,無法藉矽晶圓21充分地覆蓋石英坩堝12的內底面中氣泡被取入矽單結晶中之可能性高的區域。設定成不是1.0倍以上而是0.8倍以上,這是考慮到在矽熔液3中浮起並到達矽單結晶2之外周附近的氣泡係流動至矽單結晶2的外側,而被取入矽單結晶2之可能性很低。
矽單結晶鑄錠之直徑係比是最終製品之矽晶圓的直徑更大數mm~數十mm。這是由於矽晶圓係對單結晶鑄錠施加外周研磨或倒角等的加工所製造的。因此,例如在使用直徑300mm之矽晶圓的情況,無法覆蓋用以得到直徑300mm矽晶圓之單結晶鑄錠之投影區域的整個面。可是,若是如上述所示矽晶圓之直徑比矽單結晶更稍小的程度,則可覆蓋氣泡被取入矽單結晶中之可能性高的區域。因此,可將從矽單結晶鑄錠所製造的矽晶圓用作製造該矽單結晶鑄錠時之石英坩堝的覆蓋材料。
又,在矽晶圓21的直徑超過矽單結晶之直徑之1.5倍的情況,這是由於因為比石英坩堝12的口徑更大,所以無 法設置於石英坩堝12內,或即使可設置,其設置作業亦困難。另一方面,認為因為在矽熔液中之氣泡的上升速度係遠大於矽熔液的對流速度,所以在矽熔液中所產生之氣泡係不會被對流沖走,而在矽熔液中大致垂直地上升。因此,從石英坩堝之形成於直本體部或角部之內壁面的缺陷所產生之氣泡係不會成為針孔或差排的發生原因。
亦可將尺寸大一級之下世代的晶圓用作製造上世代的晶圓時之石英坩堝的覆蓋材料。例如在拉升直徑300mm的矽單結晶時,可將直徑450mm之矽晶圓用作石英坩堝的覆蓋材料。據此,可覆蓋比石英坩堝12的內底面更寬的範圍。
矽晶圓21係具有SEMI規格上的形狀較佳,例如在直徑300mm之晶圓用矽單結晶的製造,使用直徑300mm或直徑450mm之矽晶圓較佳。又,在直徑450mm之晶圓用矽單結晶的製造,使用直徑450mm之矽晶圓較佳。這是由於這些矽晶圓係不必施加特殊的加工就可易於取得,亦適合作為覆蓋材料,作為矽原料,具有充分的高品質。
作為矽晶圓21,亦可能使用不滿足既定品質基準之不適合的晶圓。據此,將矽晶圓21用作覆蓋材料所造成的耗費上漲係幾乎沒有,而可避免將不適合的晶圓當作廢材處理。此外,作為不滿足既定品質基準之不適合的晶圓,在結晶性不適合品上,可列舉不滿足COP(Crystal Originated Particle)、差排群、OSF(Oxidation induced Stacking Fault)、BMD(Bulk Micro Defect)、氧氣濃度之要求規格的晶圓,或在形狀不適合品上,可列舉不滿足厚度、倒角形狀、翹曲、面起 伏(nanotopography)之要求規格的晶圓,或在表面品質不適合品上,可列舉不滿足LPD(Light Point Defect)、霧狀(haze)等之要求規格的晶圓等。
矽晶圓21的厚度係未滿1mm較佳。這是由於在1mm以上,剛性大,在負載作用時難彈性變形,而晶圓可能裂開。此外,SEMI規格上之直徑300mm矽晶圓的厚度係775μm,直徑450mm矽晶圓的厚度係925μm。依此方式,滿足SEMI規格之矽晶圓的厚度係未滿1mm,並可彈性變形。
矽晶圓21係無摻雜之矽晶圓較佳。在矽晶圓21不含摻雜劑的情況,可易於控制矽熔液中之摻雜劑量。亦可使用含有摻雜劑的矽晶圓,但是在此情況,需要在考慮矽晶圓中之摻雜劑量下,決定對矽原料整體的摻雜劑量。
矽晶圓21係經由銑、倒角、拋光、蝕刻、鏡面研磨、洗淨等一般的加工步驟所製造者較佳,係被施加鏡面加工之拋光晶圓尤其佳。在矽晶圓21的表面係鏡面的情況,可提高與石英坩堝12之內底面的密接性,而可大致消除內底面與矽晶圓21之間的間隙。矽晶圓21之雙面係鏡面較佳,但是亦可僅單面係鏡面。但,在此情況,需要使鏡面之側與石英坩堝12的內底面相對向。亦可矽晶圓21的表面係蝕刻面。若是蝕刻面,因為具有充分的平滑性,所以可確保與石英坩堝12之內底面的密接性。
矽晶圓21的外周係被加工倒角較佳。又,亦可將缺口或定向平面形成於矽晶圓21,亦可不形成。矽晶圓之倒角加工方法亦可是鏡面研磨,亦可是各向同性、各向異性蝕刻 面。在矽晶圓21的外周係被加工倒角的情況,可防止因矽晶圓的外周與坩堝表面接觸而坩堝內表面被擦傷。
接著,如第2圖(b)所示,將矽原料填充於已舖矽晶圓21的石英坩堝12內。一般,作為矽原料,使用多矽塊22。多矽塊22之填充方法係無特別限定,例如沿著矽晶圓21的外周部載置多矽塊22,並首先,固定周圍使矽晶圓21的位置不會偏移。然後,將多矽塊22舖滿於矽晶圓21的中央部。依此方式,在將多矽塊22舖滿於矽晶圓21的整個面後,將多矽塊22逐漸堆積於其上,而將適量之多矽塊22填入石英坩堝12內。
多矽塊22之填充量係根據石英坩堝12的尺寸亦相異,在直徑300mm晶圓用鑄錠之拉升所使用的口徑32英吋之石英坩堝的情況,可填充約300~500kg的多矽塊22。又,在450mm晶圓用之40英吋石英坩堝的情況,可填充約800~900kg的多矽塊22。
因為無絲毫之應力作用之矽晶圓21的形狀係平坦,所以矽晶圓21係與石英坩堝12之彎曲的內底面未配合,但是隨著矽原料之填充量增加而負載增加,因彈性變形而逐漸彎曲,最後沿著石英坩堝12的內底面配合。因為計算上,在直徑300mm矽晶圓可產生約7cm、在直徑450mm矽晶圓可產生約12cm的彈性變形,所以使矽晶圓21的表面沿著坩堝的形狀係充分可能。
成為矽單結晶之原料的多矽塊22係在精製高純度之金屬矽後,使其變成破碎並進行整粒,以此方式製造的,所 以具有銳利的角,此角與坩堝表面接觸並被壓住時,坩堝表面可能受損。又,因多矽塊22彼此相摩擦而產生矽微粉,這可能使坩堝內表面變成粗糙。
可是,在本實施形態,因為在填充多矽塊22之前載置矽晶圓21並覆蓋石英坩堝12的內底面,所以石英坩堝12的內底面不會被矽塊之尖角弄傷。又,因為矽晶圓21係承受多矽塊22的負載而沿著石英坩堝12之彎曲的內底面產生彈性變形,所以無矽微粉侵入兩者之間之間隙的餘地,亦不會發生因矽微粉之影響而坩堝的內表面變成粗糙的事情。
接著,如第2圖(c)所示,對石英坩堝12內之多矽塊22加熱,而產生矽熔液3。隨著多矽塊22之加熱進展,而矽晶圓21亦軟化,因為對石英坩堝12的密接性變高,所以可確實地保護坩堝的內表面。加熱更進展,而矽晶圓21開始熔化,但是因為多矽塊22之熔化亦進展,尖角亦變成圓角,所以可防止坩堝之內表面的受損。最後,矽晶圓21係與多矽塊22一起完全地熔化,成為矽熔液的一部分。
然後,種結晶著液於矽熔液的液面,拉升種結晶,而使矽單結晶成長。根據以上,矽單結晶完成。
如以上之說明所示,本實施形態之矽單結晶的製造方法係在使用可彈性變形成與石英坩堝12之彎曲之內底面密接的矽晶圓21來覆蓋石英坩堝12的內底面後,填充矽原料,所以可防止因與矽原料之接觸而缺陷或突起形成於坩堝的內表面。因此,可防止因已形成於坩堝的內表面之缺陷或突起為起點所產生的氣泡被取入單結晶中而形成針孔或差排。
又,若依據本實施形態,因為將可彈性變形之矽晶圓21用作石英坩堝12之內底面的覆蓋材料,所以不必如以往之矽塊般配合石英坩堝12之內底面的彎曲形狀來加工底面形狀,而可減少加工所需之時間及耗費。
進而,若依據本實施形態,因為矽晶圓21的表面係被進行鏡面研磨或蝕刻處理的平滑面,所以可提高與石英坩堝12之內底面的密接性,而可大致消除內底面與矽晶圓21之間隙。因此,可防止因矽微粉侵入矽晶圓21與坩堝內底面之間的間隙而缺陷或突起形成於坩堝內底面的事情。
以上,說明了本發明之較佳的實施形態,但是本發明係未限定為上述的實施形態,可在不超出本發明之主旨的範圍進行各種變更,那些變更亦包含於本發明的範圍內,這是理所當然。
例如,在上述的實施形態,在矽原料上,使用塊狀之多矽,但是亦可使用單結晶矽。在此情況,亦可將全部之多矽塊替換成單結晶矽,亦可將一部分之多矽塊替換成單結晶矽。
[實施例]
在設置於矽單結晶拉升裝置的室內之口徑800mm的石英坩堝之內底面的中央,載置直徑300mm、厚度775μm的矽晶圓。矽晶圓係經由銑、倒角、拋光、蝕刻、鏡面研磨、洗淨等一般的加工步驟所製造的拋光晶圓,使用無加工受損或金屬污染者。
接著,在將300kg之多矽塊填充於石英坩堝內後, 以加熱器加熱,而產生矽熔液。然後,進行直徑310mm之矽單結晶的拉升。接著,從所得之矽單結晶塊切割出厚度矽晶圓後,檢查有無差排及針孔。
在差排之檢查,在存在於矽單結晶之側面的晶壁線係至底的情況,對從底位置切片所得之厚度1mm的矽晶圓進行選擇性蝕刻,並檢查是否觀察到由差排所引起之坑。差排率係根據將有差排之位置以後的矽結晶重量除石英坩堝所填充之矽原料重量的值所定義。
又,在針孔檢查,以粒子計數器之區域計數模式測量從矽單結晶塊切片所得之各矽晶圓,藉由確認含有針孔之晶圓所進行。針孔產生率係將從一條矽單結晶鑄錠所得之多片晶圓中所含的針孔之總數除其晶圓之片數的值。
結果,差排率係10%以下,針孔產生率係0%。
(比較例)
另一方面,在坩堝內底面不舖晶圓下進行單結晶之拉升時,差排率係20%,針孔產生率係1%。
從以上的結果,得知藉由將矽晶圓舖在石英坩堝的內底面,降低差排率及針孔產生率。
2‧‧‧矽單結晶
3‧‧‧矽熔液
12‧‧‧石英坩堝
12a‧‧‧石英坩堝之直本體部
12b‧‧‧石英坩堝之角部
12c‧‧‧石英坩堝之底部
13‧‧‧基座
14‧‧‧轉動支撐軸
21‧‧‧矽晶圓
22‧‧‧多矽塊
Zo‧‧‧石英坩堝之中心軸
R1‧‧‧矽晶圓的直徑
R2‧‧‧矽單結晶的直徑

Claims (6)

  1. 一種矽單結晶之製造方法,係對石英坩堝內之矽原料加熱而產生矽熔液,再從該矽熔液拉升矽單結晶之根據CZ法之矽單結晶的製造方法,其特徵為:準備具有未滿1mm的厚度之可彈性變形的直徑300~450mm的矽晶圓,在將矽原料填充於石英坩堝內之前,將該矽晶圓載置於該石英坩堝之彎曲之內底面的中央;將作為該矽原料之矽塊填充於被載置該矽晶圓之該石英坩堝內,而且藉該矽塊之負載使該矽晶圓沿著該石英坩堝的該內底面產生彈性變形,使該矽晶圓的表面沿著該石英坩堝的該內底面的形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項之矽單結晶的製造方法,其中該矽晶圓的表面係鏡面或蝕刻面。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之矽單結晶的製造方法,其中該矽晶圓的直徑係從該矽熔液所拉升之矽單結晶的直徑之0.8倍以上且1.5倍以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之矽單結晶的製造方法,其中該矽晶圓係周緣部被進行倒角加工。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之矽單結晶的製造方法,其中該矽晶圓係在表背面及端面被排除長度200μm以上的缺陷。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之矽單結晶的製造方法,其中將不滿足既定品質基準之不適合的晶圓用作該矽晶圓。
TW104133645A 2015-01-14 2015-10-14 Silicon single crystal manufacturing method TWI568898B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015005202A JP6451333B2 (ja) 2015-01-14 2015-01-14 シリコン単結晶の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201636465A TW201636465A (zh) 2016-10-16
TWI568898B true TWI568898B (zh) 2017-02-01

Family

ID=56402422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104133645A TWI568898B (zh) 2015-01-14 2015-10-14 Silicon single crystal manufacturing method

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6451333B2 (zh)
KR (1) KR101727071B1 (zh)
CN (1) CN105780105B (zh)
TW (1) TWI568898B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6604338B2 (ja) * 2017-01-05 2019-11-13 株式会社Sumco シリコン単結晶の引き上げ条件演算プログラム、シリコン単結晶のホットゾーンの改良方法、およびシリコン単結晶の育成方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110272A (en) * 1997-09-29 2000-08-29 Sumitomo Sitix Corporation Method for producing silicon single crystal
TW201331430A (zh) * 2011-09-21 2013-08-01 Rec Wafer Pte Ltd 將矽裝載於坩堝中的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02172888A (ja) * 1988-12-26 1990-07-04 Nkk Corp シリコン単結晶引き上げ用るつぼ
JPH1081580A (ja) * 1996-09-05 1998-03-31 Super Silicon Kenkyusho:Kk ルツボ内への塊状原料の装填方法
US6605149B2 (en) * 2002-01-11 2003-08-12 Hemlock Semiconductor Corporation Method of stacking polycrystalline silicon in process for single crystal production
JP4789437B2 (ja) * 2004-07-16 2011-10-12 信越石英株式会社 シリコン単結晶引上げ用石英ガラスるつぼおよびその製造方法
JP4699872B2 (ja) * 2005-11-09 2011-06-15 Sumco Techxiv株式会社 単結晶の製造方法
JP2008195566A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Sumco Corp シリコン単結晶の引き上げ方法および引き上げ装置
CN101680111A (zh) * 2007-03-19 2010-03-24 Mnk-Sog硅公司 硅锭的制造方法及制造装置
JP2009249233A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Sumco Corp シリコン単結晶の育成方法
JP2009249231A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Sumco Corp 単結晶シリコン製造用結晶原料及び単結晶シリコンインゴットの製造方法
JP2009286646A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sumco Corp シリコン単結晶の製造方法
JP5136278B2 (ja) * 2008-08-18 2013-02-06 株式会社Sumco シリコン単結晶の製造方法
JP5072933B2 (ja) * 2008-10-31 2012-11-14 ジャパンスーパークォーツ株式会社 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法並びにシリコン単結晶の製造方法
KR101540571B1 (ko) * 2013-12-13 2015-07-31 주식회사 엘지실트론 단결정 실리콘 잉곳 제조용 첨가물 및 이 첨가물을 이용한 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110272A (en) * 1997-09-29 2000-08-29 Sumitomo Sitix Corporation Method for producing silicon single crystal
TW201331430A (zh) * 2011-09-21 2013-08-01 Rec Wafer Pte Ltd 將矽裝載於坩堝中的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160087741A (ko) 2016-07-22
KR101727071B1 (ko) 2017-04-14
TW201636465A (zh) 2016-10-16
CN105780105A (zh) 2016-07-20
CN105780105B (zh) 2018-09-25
JP6451333B2 (ja) 2019-01-16
JP2016130200A (ja) 2016-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5069663B2 (ja) 多層構造を有する石英ガラスルツボ
JP5072933B2 (ja) シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法並びにシリコン単結晶の製造方法
US9133063B2 (en) Composite crucible, method of manufacturing the same, and method of manufacturing silicon crystal
US9187357B2 (en) Vitreous silica crucible having outer, intermediate, and inner layers
TW201131026A (en) Vitreous silica crucible for pulling silicon single crystal and manufacture method thereof
TWI389856B (zh) 矽單晶拉晶用石英玻璃坩堝之製造方法
TWI568898B (zh) Silicon single crystal manufacturing method
JP6351534B2 (ja) シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ
WO2012140816A1 (ja) 石英ガラスルツボ及びその製造方法、並びにシリコン単結晶の製造方法
JP7279722B2 (ja) 石英ガラスルツボ及びこれを用いたシリコン単結晶の製造方法
KR102290102B1 (ko) 단결정 실리콘 인상용 석영 유리 도가니 및 그의 제조방법
JP2010042968A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP2011057460A (ja) シリコン単結晶の育成方法
WO2021131321A1 (ja) 石英ガラスルツボ及びその製造方法
JP2020097512A (ja) シリカガラスルツボ
WO2024043030A1 (ja) シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びこれを用いたシリコン単結晶の製造方法
JP7172844B2 (ja) シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法
JP6681269B2 (ja) 石英ガラスルツボ
TWI410534B (zh) 石英玻璃坩堝及使用其之矽單晶拉提方法
TW202419692A (zh) 矽單結晶上拉用石英玻璃坩堝及使用矽單結晶上拉用石英玻璃坩堝的矽單結晶製造方法
JP5488519B2 (ja) 石英ガラスルツボ及びその製造方法、並びにシリコン単結晶の製造方法
JP5668717B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP2004083305A (ja) シリコン単結晶の引上げ装置及びその引上げ方法