本發(fā)明涉及一種單晶硅的培育方法、硅晶圓的制造方法及單晶提拉裝置。

背景技術(shù)：

1、作為單晶硅的培育方法，已知有切克勞斯基法。近年來(lái)，一邊對(duì)硅熔融液施加水平磁場(chǎng)，一邊培育單晶硅的所謂mcz法已被廣泛使用。當(dāng)使用mcz法對(duì)硅熔融液施加了水平磁場(chǎng)時(shí)，初期形成如圖1a所示的在坩堝3內(nèi)順時(shí)針的對(duì)流c1成為主導(dǎo)的情況(以下，稱為右渦旋模式。)及如圖1b所示的在坩堝3內(nèi)逆時(shí)針的對(duì)流c2成為主導(dǎo)的情況(以下，稱為左渦旋模式。)中的任一對(duì)流模式。在圖1a及圖1b中，附圖標(biāo)記md為水平磁場(chǎng)的磁場(chǎng)中心的施加方向。

2、對(duì)流模式成為右渦旋模式還是成為左渦旋模式是隨機(jī)的，導(dǎo)致進(jìn)入晶體的氧濃度根據(jù)對(duì)流模式和爐內(nèi)環(huán)境而產(chǎn)生偏差。為了獲得具有穩(wěn)定的氧濃度的單晶硅，控制提拉中的硅熔融液的對(duì)流模式變得很重要。因此，對(duì)控制坩堝內(nèi)的硅熔融液的對(duì)流模式的方法進(jìn)行了各種研究。

3、在專利文獻(xiàn)1中公開有一種通過(guò)穩(wěn)定地選擇2種對(duì)流模式中的一種來(lái)排除由對(duì)流模式引起的氧濃度偏差的方法。具體而言，通過(guò)改變熱屏蔽體的切口形狀而使不活潑氣體的風(fēng)速不均勻，將對(duì)流模式固定為其中一種，并抑制每個(gè)單晶硅的氧濃度偏差。

4、并且，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下方法：通過(guò)使坩堝的旋轉(zhuǎn)中心軸的位置偏移提拉軸的位置而使硅熔融液的熱分布中心軸從所培育的單晶硅的中心軸偏移，從而將對(duì)流模式固定為其中一種，并抑制每個(gè)單晶硅的氧濃度偏差。

5、此外，在專利文獻(xiàn)3中記載有如下方法：通過(guò)在熱屏蔽體上形成局部切口或?qū)崞帘误w的開口部設(shè)為橢圓形等而使不活潑氣體的流量在周向上發(fā)生變化，從而將對(duì)流模式固定為其中一種，并抑制每個(gè)單晶硅的氧濃度偏差。

6、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)1：日本特開2020-083717號(hào)公報(bào)

9、專利文獻(xiàn)2：日本特開平04-31387號(hào)公報(bào)

10、專利文獻(xiàn)3：日本特開2019-151503號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、然而，在專利文獻(xiàn)1中所記載的方法中，存在如下問(wèn)題：不活潑氣體的風(fēng)速變化發(fā)生的部位局部化，有時(shí)無(wú)法固定對(duì)流模式。

3、并且，在專利文獻(xiàn)2中所記載的方法中，存在如下問(wèn)題：使籽晶與硅熔融液接觸的工序變得困難，能夠培育單晶的概率降低，從而成品率變差。

4、并且，在專利文獻(xiàn)3中所記載的方法中，由于周向的隔熱效果變得不均勻，因此在晶體周向上溫度分布變大，產(chǎn)生晶體彎曲，有可能無(wú)法進(jìn)行提拉。

5、此外，在上述專利文獻(xiàn)1至專利文獻(xiàn)3中所記載的方法中，所培育的單晶硅的氧濃度的控制性差，即使在能夠固定對(duì)流模式的情況下，也需要進(jìn)一步調(diào)整提拉條件以獲得所期望的氧濃度。

6、本發(fā)明的目的在于提供一種單晶硅的培育方法、硅晶圓的制造方法及單晶提拉裝置，所述單晶硅的培育方法能夠在可靠地進(jìn)行對(duì)流模式的固定的同時(shí)抑制每個(gè)單晶硅的氧濃度偏差，并且控制氧濃度。

7、用于解決技術(shù)問(wèn)題的方案

8、本發(fā)明的單晶硅的培育方法的特征在于，其使用單晶提拉裝置，一邊對(duì)所述硅熔融液施加水平磁場(chǎng)，一邊提拉所述單晶硅，所述單晶提拉裝置具備：腔室；坩堝，儲(chǔ)存硅熔融液；加熱部，對(duì)所述硅熔融液進(jìn)行加熱；熱屏蔽體，以包圍從所述硅熔融液提拉的單晶硅的方式配置于所述坩堝的上方；及不活潑氣體供給部，供給通過(guò)所述單晶硅與所述熱屏蔽體之間的不活潑氣體，其中，將所述熱屏蔽體配置成使通過(guò)所述熱屏蔽體的開口部的中心位置的垂直中心軸相對(duì)于所述坩堝的垂直旋轉(zhuǎn)中心軸在與沿著所述水平磁場(chǎng)的磁場(chǎng)中心的施加方向的方向不同的方向上偏移。

9、在上述單晶硅的培育方法中，優(yōu)選將所述熱屏蔽體配置成使所述熱屏蔽體的中心軸相對(duì)于所述坩堝的旋轉(zhuǎn)中心軸在與所述施加方向正交的水平方向上偏移。

10、在上述單晶硅的培育方法中，優(yōu)選當(dāng)將從上方經(jīng)由所述熱屏蔽體的開口部觀察到的所述硅熔融液的表面以通過(guò)所述開口部的中心位置且與所述施加方向平行的線分為與所述施加方向正交的水平方向的一側(cè)和另一側(cè)時(shí)，將較小的表面積設(shè)為a，將較大的表面積設(shè)為b，以使a/b成為0.3以上且0.96以下的方式配置所述熱屏蔽體。

11、本發(fā)明的硅晶圓的制造方法的特征在于，包括上述單晶硅的培育方法，并且從所培育的所述單晶硅切出硅晶圓。

12、本發(fā)明的單晶提拉裝置的特征在于，具備：腔室；坩堝，儲(chǔ)存硅熔融液；加熱部，對(duì)所述硅熔融液進(jìn)行加熱；熱屏蔽體，以包圍從所述硅熔融液提拉的單晶硅的方式配置于所述坩堝的上方；不活潑氣體供給部，供給通過(guò)所述單晶硅與所述熱屏蔽體之間的不活潑氣體；及磁場(chǎng)施加部，對(duì)所述坩堝內(nèi)的所述硅熔融液施加水平磁場(chǎng)，所述熱屏蔽體被配置成使通過(guò)所述熱屏蔽體的開口部的中心位置的垂直中心軸相對(duì)于所述坩堝的垂直旋轉(zhuǎn)中心軸在與沿著所述水平磁場(chǎng)的磁場(chǎng)中心的施加方向的方向不同的方向上偏移。

13、在上述單晶提拉裝置中，優(yōu)選所述熱屏蔽體被配置成所述熱屏蔽體的中心軸相對(duì)于所述坩堝的旋轉(zhuǎn)中心軸在與所述施加方向正交的水平方向上偏移。

14、在上述單晶提拉裝置中，優(yōu)選所述熱屏蔽體被配置成當(dāng)將從上方經(jīng)由所述熱屏蔽體的開口部觀察到的所述硅熔融液的表面以通過(guò)所述開口部的中心位置且與所述施加方向平行的線分為與所述施加方向正交的水平方向的一側(cè)和另一側(cè)時(shí)，將較小的表面積設(shè)為a，將較大的表面積設(shè)為b，使a/b成為0.3以上且0.96以下。

技術(shù)特征：

1.一種單晶硅的培育方法，其使用單晶提拉裝置，一邊對(duì)所述硅熔融液施加水平磁場(chǎng)，一邊提拉所述單晶硅，所述單晶提拉裝置具備：腔室；坩堝，儲(chǔ)存硅熔融液；加熱部，對(duì)所述硅熔融液進(jìn)行加熱；熱屏蔽體，以包圍從所述硅熔融液提拉的單晶硅的方式配置于所述坩堝的上方；及不活潑氣體供給部，供給通過(guò)所述單晶硅與所述熱屏蔽體之間的不活潑氣體，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅的培育方法，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單晶硅的培育方法，其中，

4.一種硅晶圓的制造方法，其包括權(quán)利要求3所述的單晶硅的培育方法，其中，

5.一種單晶提拉裝置，其具備：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單晶提拉裝置，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的單晶提拉裝置，其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種單晶硅的培育方法，其使用單晶提拉裝置，一邊對(duì)硅熔融液施加水平磁場(chǎng)，一邊提拉單晶硅，所述單晶提拉裝置具備：腔室；坩堝，儲(chǔ)存硅熔融液；加熱部，對(duì)硅熔融液進(jìn)行加熱；熱屏蔽體，以包圍從硅熔融液提拉的單晶硅的方式配置于坩堝的上方；及不活潑氣體供給部，供給通過(guò)所述單晶硅與所述熱屏蔽體之間的不活潑氣體，其中，將熱屏蔽體配置成使通過(guò)熱屏蔽體的開口部的中心位置的垂直中心軸相對(duì)于坩堝的垂直旋轉(zhuǎn)中心軸在與沿著水平磁場(chǎng)的磁場(chǎng)中心的施加方向的方向不同的方向上偏移。

技術(shù)研發(fā)人員：杉村涉,橫山龍介,坂本英城,藤瀨淳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：勝高股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30