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KR102783938B1 - 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치 그리고 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 - Google Patents

실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치 그리고 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 Download PDF

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KR102783938B1
KR102783938B1 KR1020247033039A KR20247033039A KR102783938B1 KR 102783938 B1 KR102783938 B1 KR 102783938B1 KR 1020247033039 A KR1020247033039 A KR 1020247033039A KR 20247033039 A KR20247033039 A KR 20247033039A KR 102783938 B1 KR102783938 B1 KR 102783938B1
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South Korea
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silicon single
crucible
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야스노부 시미즈
잇페이 시모자키
케이이치 다카나시
켄 하마다
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가부시키가이샤 사무코
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Abstract

(과제) 석영 도가니의 변형이나 편심의 유무 또는 변형이나 편심의 크기를 정량적으로 평가하는 것이 가능한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명은, 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)으로부터 실리콘 단결정을 인상하는 실리콘 단결정의 제조 방법으로서, 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)에 반사되는 석영 도가니(11)의 경상(鏡像)(11M)을 포함하는 화상을 소정의 시간 간격으로 취득하고, 석영 도가니(11)가 적어도 일회전하는 동안에 취득한 복수매의 화상에 비치는 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 위치의 시간적 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형 또는 편심을 평가한다.

Description

실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치 그리고 실리콘 웨이퍼의 제조 방법
본 발명은, 초크랄스키법(CZ법)에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 석영 도가니의 변형 또는 편심의 평가 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그러한 실리콘 단결정을 이용한 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 기판 재료가 되는 실리콘 웨이퍼의 대부분은 CZ법에 의해 제조된 실리콘 단결정 잉곳을 가공하여 제조되고 있다. CZ법은, 석영 도가니 내에서 다결정 실리콘 원료를 융해하여 실리콘 융액을 생성하고, 실리콘 융액에 종결정을 침지하고, 석영 도가니 및 종결정을 회전시키면서 종결정을 서서히 인상함으로써, 종결정의 하단에 큰 단결정을 성장시킨다. CZ법에 의하면 대구경 실리콘 단결정의 수율을 높이는 것이 가능하다.
석영 도가니는 실리콘 융액을 보존유지하는 실리카 유리제의 용기이다. 그 때문에, 석영 도가니에는 실리콘의 융점 이상의 고온하에서 변형되지 않고, 장시간의 사용에 견딜 수 있는 높은 내구성이 요구된다. 결정 인상 공정 중에 석영 도가니가 변형되면 실리콘 단결정의 형상이나 품질이 변화하고, 최악의 경우, 도가니벽이 로(爐) 내 구조물에 접촉하여 사고로 연결된다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해서는, 석영 도가니의 변형을 감시하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 도가니의 용적의 변화에 수반하는 융액면의 높이의 급격한 변화로부터 도가니의 변형을 검출하는 방법이 기재되어 있다.
일본공개특허공보 2021-109826호
석영 도가니 내의 다결정 실리콘 원료를 가열하여 융해하는 원료 융해 공정에서는, 히터로부터의 복사열에 의해 석영 도가니에 큰 열 부하가 가해지기 때문에, 석영 도가니의 상단부가 내측으로 쓰러지는 현상이 발생하기 쉽다. 이러한 도가니의 변형이 발생한 경우, 단결정의 인상 공정 중에 도가니와 열 차폐체가 접촉하여, 결정 인상 공정의 속행이 불가능해진다. 또한 결정 인상 공정을 속행할 수 있는 경우에서도, 석영 도가니 내의 실리콘 융액의 대류가 변화하여 실리콘 단결정의 산소 이상의 요인이 된다. 그 때문에, 결정 인상 공정 중, 특히 도가니의 변형이 일어나기 쉬운 원료 융해 공정 중의 도가니의 변형의 확인은 필수가 된다. 그러나, 종래는 작업자가 육안으로 로 내를 관찰하여 판단할 수 밖에 방법이 없어, 도가니의 변형량을 정량적으로 평가하는 방법이 존재하지 않았다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 석영 도가니의 변형이나 편심의 유무 또는 변형이나 편심의 크기를 정량적으로 평가하는 것이 가능한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치 그리고 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 석영 도가니 내의 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하는 실리콘 단결정의 제조 방법으로서, 상기 실리콘 융액의 융액면에 반사되는 상기 석영 도가니의 경상(鏡像)을 포함하는 화상을 소정의 시간 간격으로 취득하고, 상기 석영 도가니가 적어도 일회전하는 동안에 취득한 복수매의 화상에 비치는 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변형 또는 편심을 평가하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 석영 도가니의 변형이나 편심에 의한 형상의 변화를 객관적으로 파악하여 석영 도가니의 변형에 의한 사고나 실리콘 단결정의 품질의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 상기 석영 도가니의 경상으로부터 상기 석영 도가니의 상단부의 위치를 검출하고, 상기 상단부의 위치의 시간적 변화로부터 상기 상단부의 변형량 또는 편심량을 산출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 상단부의 변형이나 도가니의 편심의 정도를 객관적으로 평가할 수 있다. 또한, 융액면의 높이 변동에 영향을 주지 않는 석영 도가니의 상단부만의 변형을 평가하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 상기 화상 중의 화소의 세로 방향의 휘도의 미분값으로부터 상기 석영 도가니의 상단부를 검출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 상단부의 변형이나 편심의 정도를 객관적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 상기 화상을 촬영하는 카메라의 광학축을 포함하는 평면 내에 상기 상단부의 위치의 검출 라인을 설정하고, 상기 검출 라인 상에 있어서의 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 변화량을 용이하게 산출할 수 있다.
본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 상기 석영 도가니 내의 실리콘 원료를 융해하는 원료 융해 공정을 개시하고 나서 상기 실리콘 융액에 종결정을 착액시키는 착액 공정을 개시할 때까지의 사이에 취득한 상기 복수매의 화상에 기초하여 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는 것이 바람직하다. 원료 융해 공정 중은 석영 도가니에 큰 열 부하가 가해지기 때문에, 석영 도가니의 상단부의 내측 쓰러짐이 발생하기 쉽다. 이러한 원료 융해 공정 중에 석영 도가니의 변화량을 산출함으로써, 석영 도가니의 변형에 의한 사고나 단결정 수율의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 실리콘 단결정 제조 장치는, 실리콘 융액을 보존유지하는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 둘러싸도록 설치되고, 상기 실리콘 융액을 가열하는 히터와, 상기 석영 도가니를 회전 및 승강 구동하는 도가니 구동 수단과, 상기 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하는 결정 인상 수단과, 상기 실리콘 융액으로부터 인상된 실리콘 단결정을 둘러싸도록 상기 석영 도가니의 상방에 배치된 열 차폐체와, 상기 열 차폐체의 개구부를 통하여 보이는 상기 실리콘 융액의 융액면을 비스듬한 상방으로부터 촬영하는 카메라와, 상기 카메라의 촬영 화상을 처리하는 화상 처리부를 구비하고, 상기 카메라는, 상기 융액면에 반사되는 상기 석영 도가니의 경상을 포함하는 화상을 소정의 시간 간격으로 취득하고, 상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니가 적어도 일회전하는 동안에 취득한 복수매의 화상에 비치는 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변형 또는 편심을 평가하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 석영 도가니의 변형이나 편심에 의한 형상의 변화를 객관적으로 파악하여 석영 도가니의 변형에 의한 사고나 실리콘 단결정의 품질의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니의 경상으로부터 상기 석영 도가니의 상단부의 위치를 검출하고, 상기 상단부의 위치의 시간적 변화로부터 상기 상단부의 변형량 또는 편심량을 산출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 상단부의 변형이나 도가니의 편심의 정도를 객관적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화상 처리부는, 상기 화상 중의 화소의 세로 방향의 휘도의 미분값으로부터 상기 석영 도가니의 상단부를 검출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 상단부의 변형이나 편심의 정도를 객관적으로 평가할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화상 처리부는, 상기 화상을 촬영하는 카메라의 광학축을 포함하는 평면 내에 상기 상단부의 위치의 검출 라인을 설정하고, 상기 검출 라인 상에 있어서의 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니의 변화량을 용이하게 산출할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니 내의 실리콘 원료를 융해하는 원료 융해 공정을 개시하고 나서 상기 실리콘 융액에 종결정을 착액시키는 착액 공정을 개시할 때까지의 사이에 취득한 상기 복수매의 화상에 기초하여 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는 것이 바람직하다. 이러한 원료 융해 공정 중에 석영 도가니의 변화량을 산출함으로써, 석영 도가니의 변형에 의한 사고나 단결정 수율의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명에 의한 실리콘 웨이퍼의 제조 방법은, 전술한 본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법에 의해 제조된 실리콘 단결정을 가공하여 실리콘 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 실리콘 웨이퍼의 제조 수율을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 석영 도가니의 변형이나 편심의 유무 또는 변형이나 편심의 크기를 정량적으로 평가하는 것이 가능한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치 그리고 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법의 설명도로서, 단결정 제조 장치의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는, 본 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 3은, 실리콘 단결정 잉곳의 형상을 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는, 석영 도가니의 변형을 감시하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 원료 융해 공정에 있어서의 CZ 인상로의 개념도이다.
도 5(a) 및 (b)는, 석영 도가니 내의 실리콘 융액을 촬영하는 카메라의 촬영 화상의 개략도로서, (a)는 석영 도가니의 상단부가 변형되어 있지 않은 상태, (b)는 석영 도가니의 상단부가 변형된 상태를 각각 나타내고 있다.
도 6은, 석영 도가니의 상단부의 위치의 구하는 방법의 설명도이다.
도 7은, 석영 도가니의 변형량의 측정 결과의 일 예를 나타내는 그래프로서, 가로축은 도가니 회전 각도(도), 세로축은 도가니 경상 엣지의 위치(pixel)를 각각 나타내고 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법의 설명도로서, 단결정 제조 장치의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 단결정 제조 장치(1)는, 수냉식의 챔버(10)와, 챔버(10) 내에서 실리콘 융액(2)을 보존유지하는 석영 도가니(11)와, 석영 도가니(11)를 보존유지하는 흑연 도가니(12)와, 흑연 도가니(12)를 지지하는 회전 샤프트(13)와, 회전 샤프트(13) 및 흑연 도가니(12)를 통하여 석영 도가니(11)를 회전 및 승강 구동하는 도가니 구동 기구(14)와, 흑연 도가니(12)의 주위에 배치된 히터(15)와, 히터(15)의 외측으로서 챔버(10)의 내면을 따라 배치된 단열재(16)와, 석영 도가니(11)의 상방에 배치된 열 차폐체(17)와, 석영 도가니(11)의 상방으로서 회전 샤프트(13)와 동축 상에 배치된 인상 와이어(18)와, 챔버(10)의 상방에 배치된 결정 인상 기구(19)와, 챔버(10) 내를 촬영하는 카메라(20)와, 카메라(20)의 촬영 화상을 처리하는 화상 처리부(21)와, 단결정 제조 장치(1)의 각 부를 제어하는 제어부(22)를 구비하고 있다.
챔버(10)는, 메인 챔버(10a)와, 메인 챔버(10a)의 상부 개구에 연결된 가늘고 긴 원통 형상의 풀 챔버(10b)로 구성되어 있고, 석영 도가니(11), 흑연 도가니(12), 히터(15) 및 열 차폐체(17)는 메인 챔버(10a) 내에 설치되어 있다. 풀 챔버(10b)에는 챔버(10) 내에 아르곤 가스 등의 불활성 가스(퍼지 가스)나 도펀트 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(10c)가 설치되어 있고, 메인 챔버(10a)의 하부에는 챔버(10) 내의 분위기 가스를 배출하기 위한 가스 배출구(10d)가 설치되어 있다. 또한, 메인 챔버(10a)의 상부에는 관측창(10e)이 설치되어 있어, 실리콘 단결정(3)의 육성 상황을 관찰 가능하다.
석영 도가니(11)는, 원통 형상의 측벽부와 만곡한 저부를 갖는 실리카 유리제의 용기이다. 흑연 도가니(12)는, 가열에 의해 연화한 석영 도가니(11)의 형상을 유지하기 위해, 석영 도가니(11)의 외표면에 밀착하여 석영 도가니(11)를 감싸도록 보존유지한다. 석영 도가니(11) 및 흑연 도가니(12)는 챔버(10) 내에 있어서 실리콘 융액(2)을 지지하는 이중 구조의 도가니를 구성하고 있다.
흑연 도가니(12)는 회전 샤프트(13)의 상단부에 고정되어 있고, 회전 샤프트(13)의 하단부는 챔버(10)의 저부를 관통하여 챔버(10)의 외측에 설치된 도가니 구동 기구(14)에 접속되어 있다. 흑연 도가니(12), 회전 샤프트(13) 및 도가니 구동 기구(14)는 석영 도가니(11)의 회전 및 승강 구동하는 도가니 구동 수단을 구성하고 있다. 도가니 구동 기구(14)에 의해 구동되는 석영 도가니(11)의 회전 및 승강 동작은 제어부(22)에 의해 제어된다.
히터(15)는, 석영 도가니(11) 내에 충전된 실리콘 원료를 융해하여 실리콘 융액(2)을 생성함과 함께, 실리콘 융액(2)의 용융 상태를 유지하기 위해 이용된다. 히터(15)는 카본제의 저항 가열식 히터이고, 흑연 도가니(12) 내의 석영 도가니(11)를 둘러싸도록 설치되어 있다. 또한 히터(15)의 외측에는 단열재(16)가 히터(15)를 둘러싸도록 설치되어 있고, 이에 따라 챔버(10) 내의 보온성이 높여져 있다. 히터(15)의 출력은 제어부(22)에 의해 제어된다.
열 차폐체(17)는, 실리콘 융액(2)의 온도 변동을 억제하여 결정 성장 계면 근방에 적절한 열 분포를 부여함과 함께, 히터(15) 및 석영 도가니(11)로부터의 복사열에 의한 실리콘 단결정(3)의 가열을 방지하기 위해 설치되어 있다. 열 차폐체(17)는 대략 원통 형상의 흑연제의 부재이고, 실리콘 단결정(3)의 인상 경로를 제외한 실리콘 융액(2)의 상방의 영역을 덮도록 설치되어 있다.
열 차폐체(17)의 하단의 개구부(17a)의 직경은 실리콘 단결정(3)의 직경보다도 크고, 이에 따라 실리콘 단결정(3)의 인상 경로가 확보되어 있다. 또한 열 차폐체(17)의 하단부의 외경은 석영 도가니(11)의 구경보다도 작고, 열 차폐체(17)의 하단부는 석영 도가니(11)의 내측에 위치하기 때문에, 석영 도가니(11)의 상단부를 열 차폐체(17)의 하단보다도 상방까지 상승시켜도 열 차폐체(17)가 석영 도가니(11)와 간섭하는 일은 없다.
실리콘 단결정(3)의 성장과 함께 석영 도가니(11) 내의 융액량은 감소하지만, 융액면(2a)과 열 차폐체(17)의 간격(갭값 hG)이 일정해지도록 석영 도가니(11)를 상승시킴으로써, 실리콘 융액(2)의 온도 변동을 억제함과 함께, 융액면(2a)의 근방을 흐르는 가스의 유속을 일정하게 하여 실리콘 융액(2)으로부터의 도펀트의 증발량을 제어한다. 이러한 갭 제어에 의해, 실리콘 단결정(3)의 인상축 방향의 결정 결함 분포, 산소 농도 분포, 저항률 분포 등의 안정성을 향상시킬 수 있다.
석영 도가니(11)의 상방에는, 실리콘 단결정(3)의 인상축인 와이어(18)와, 와이어(18)를 권취함으로써 실리콘 단결정(3)을 인상하는 결정 인상 기구(19)가 설치되어 있고, 이들은 실리콘 단결정(3)을 인상하는 결정 인상 수단을 구성하고 있다. 결정 인상 기구(19)는 와이어(18)와 함께 실리콘 단결정(3)을 회전시키는 기능을 갖고 있다. 결정 인상 기구(19)는 제어부(22)에 의해 제어된다. 결정 인상 기구(19)는 풀 챔버(10b)의 상방에 배치되어 있고, 와이어(18)는 결정 인상 기구(19)로부터 풀 챔버(10b) 내를 통과하여 하방으로 연장되어 있고, 와이어(18)의 선단부는 메인 챔버(10a)의 내부 공간까지 도달하고 있다. 도 1은 육성 도중의 실리콘 단결정(3)이 와이어(18)에 매달아 설치된 상태를 나타내고 있다. 실리콘 단결정(3)의 인상 시에는 석영 도가니(11)와 실리콘 단결정(3)을 각각 회전시키면서 와이어(18)를 서서히 인상함으로써 실리콘 단결정(3)을 성장시킨다.
챔버(10)의 외측에는 카메라(20)가 설치되어 있다. 카메라(20)는 예를 들면 CCD 카메라이고, 챔버(10)에 형성된 관측창(10e)을 통하여 챔버(10) 내를 촬영한다. 카메라(20)의 설치 각도는 연직 방향에 대하여 소정의 각도를 이루고 있고, 카메라(20)는 실리콘 단결정(3)의 인상축에 대하여 경사진 카메라축(광학축)을 갖는다. 즉, 카메라(20)는, 열 차폐체(17)의 원형의 개구부(17a) 및 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 포함하는 석영 도가니(11)의 상면 영역을 비스듬한 상방으로부터 촬영한다.
카메라(20)는, 화상 처리부(21)에 접속되어 있고, 화상 처리부(21)는 제어부(22)에 접속되어 있다. 실리콘 단결정(3)의 인상 공정 중, 화상 처리부(21)는, 카메라(20)의 촬영 화상에 비치는 단결정의 윤곽 패턴으로부터 고액 계면 근방에 있어서의 결정 직경을 산출한다. 또한 화상 처리부(21)는, 카메라(20)의 촬영 화상 중의 융액면에 반사된 열 차폐체(17)의 경상의 위치로부터 열 차폐체(17)에서 융액면까지의 거리(갭값 hG)를 산출한다.
제어부(22)는, 카메라(20)의 촬영 화상으로부터 얻어진 결정 직경 데이터에 기초하여 결정 인상 속도를 제어함으로써 결정 직경을 제어한다. 구체적으로는, 결정 직경의 계측값이 목표의 직경보다도 큰 경우에는 결정 인상 속도를 크게 하고, 목표의 직경보다도 작은 경우에는 인상 속도를 작게 한다. 또한 제어부(22)는, 결정 인상 기구(19)의 센서 출력 등으로부터 구한 실리콘 단결정(3)의 결정 길이 데이터와, 카메라(20)의 촬영 화상으로부터 얻어진 갭값 hG(액면 레벨)에 기초하여, 소정의 갭값이 되도록 석영 도가니(11)의 이동량(도가니 상승 속도)을 제어한다.
도 2는, 본 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 3은, 실리콘 단결정 잉곳의 형상을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 공정은, 석영 도가니(11) 내의 실리콘 원료를 히터(15)로 가열하여 실리콘 융액(2)을 생성하는 원료 융해 공정 S11과, 원료 융해 공정 S11의 영향에 의한 석영 도가니(11)의 변형의 유무 또는 크기를 평가하는 도가니 변형 검출 공정 S12와, 와이어(18)의 선단부에 부착된 종결정을 강하시켜 실리콘 융액(2)에 착액시키는 착액 공정 S13과, 실리콘 융액(2)과의 접촉 상태를 유지하면서 종결정을 서서히 인상하여 단결정을 육성하는 결정 육성 공정(S14∼S17)을 갖고 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 결정 육성 공정에서는, 무전위화를 위해 결정 직경이 가늘게 좁혀진 넥부(3a)를 형성하는 네킹 공정 S14와, 결정 성장과 함께 결정 직경이 서서히 증가한 숄더부(3b)를 형성하는 숄더부 육성 공정 S15와, 규정의 결정 직경에 유지된 보디부(3c)를 형성하는 보디부 육성 공정 S16과, 결정 성장과 함께 결정 직경이 서서히 감소한 테일부(3d)를 형성하는 테일부 육성 공정 S17이 순서대로 실시된다.
그 후, 실리콘 단결정(3)을 융액면(2a)으로부터 떼어내 냉각하는 냉각 공정 S18이 실시된다. 이상에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같은 넥부(3a), 숄더부(3b), 보디부(3c) 및 테일부(3d)를 갖는 실리콘 단결정 잉곳(3I)이 완성된다. 실리콘 웨이퍼는, 실리콘 단결정 잉곳(3I)에 외주 연삭, 슬라이스, 랩핑, 에칭, 양면 연마, 편면 연마, 세정 등의 공정을 순차 행함으로써 제조된다.
본 실시 형태에 있어서는, 원료 융해 공정 S11에서 착액 공정 S13까지의 사이에 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 카메라(20)로 촬영하고, 카메라(20)의 촬영 화상에 비치는 석영 도가니(11)의 경상의 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형을 검출한다(도가니 변형 검출 공정 S12). 석영 도가니(11)의 변형의 검출을 원료 융해 공정 S11에서 착액 공정 S13까지의 사이에 행하는 이유는, 숄더부 육성 공정 S15 이후에서는 실리콘 단결정(3)의 존재에 의해 융액면(2a)에 비치는 석영 도가니(11)의 경상을 파악하는 것이 어려워지기 때문이다. 또한, 석영 도가니(11)의 큰 변형의 예조를 조기에 검출할 수 있으면, 결정 인상의 속행/중지의 판단도 용이하다.
도 4는, 석영 도가니(11)의 변형을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 원료 융해 공정 S11에 있어서의 CZ 인상로의 개념도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 원료 융해 공정 S11에서는 석영 도가니(11)의 변형을 검출하기 위해 카메라(20)로 융액면(2a)을 촬영한다. 카메라(20)는, 열 차폐체(17)의 개구부(17a)를 통하여 들여다 보이는 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 촬영할 수 있다. 카메라(20)와 석영 도가니(11)의 사이에는 열 차폐체(17)가 존재하고 있기 때문에, 석영 도가니(11)의 실상(實像)을 카메라(20)로 직접 파악할 수는 없다. 융액면(2a)에는 석영 도가니(11)의 경상(11M)이 반사되어 있지만, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)가 내측으로 쓰러지면, 융액면(2a)에 비치는 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 엣지의 위치도 변화하기 때문에, 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형을 검출할 수 있다.
원료 융해 공정 S11을 개시하면 고체의 실리콘 원료가 서서히 융해되어 실리콘 융액(2)의 양이 증가한다. 원료 융해 공정 S11을 개시하고 얼마간은 실리콘 융액(2)의 양이 적고, 고체 원료도 잔존하고 있기 때문에, 융액면(2a)에 비치는 석영 도가니(11)의 경상을 카메라(20)로 정확하게 파악할 수는 없다. 또한 석영 도가니(11)에는 아직 큰 열 부하가 가해져 있지 않기 때문에, 석영 도가니(11)가 크게 변형되는 일도 없다. 원료의 융해가 어느 정도 진행되어 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 양이 충분해지면, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 경상 엣지가 융액면(2a)에 반사되게 되기 때문에, 석영 도가니(11)의 변형의 검출이 가능해진다. 그리고 실리콘 융액(2)의 양이 충분히 증가할 즈음에는, 열 부하의 영향에 의한 석영 도가니(11)의 변형이 보여지게 된다.
석영 도가니(11)가 상대적으로 높은 위치에 있고, 열 차폐체(17)의 하단에서 융액면(2a)까지의 거리(갭값 hG)가 작은 경우에는, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 경상이 열 차폐체(17)에 의해 차단되어, 경상 엣지를 관찰할 수 없다. 그러나, 석영 도가니(11)를 충분히 강하시킨 경우에는, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 경상 엣지를 카메라(20)의 시야 내에 넣을 수 있다. 그 때문에, 도가니 변형 검출 공정 S12에서는, 결정 육성 공정(특히 보디부 육성 공정 S16)일 때보다도 낮은 위치에 융액면(2a)을 설정하여 석영 도가니(11)의 변형량의 산출을 행하는 것이 바람직하다.
도 5(a) 및 (b)는, 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 촬영하는 카메라(20)의 촬영 화상의 개략도로서, (a)는 석영 도가니(11)의 상단부가 변형되어 있지 않을 때의 화상, (b)는 석영 도가니(11)의 상단부가 변형되어 있을 때의 화상을 각각 나타내고 있다.
도 5(a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)은, 석영 도가니(11)의 상방에 설치된 열 차폐체(17)의 개구부(17a)를 통하여 관찰할 수 있다. 카메라(20)의 촬영 화상 중, 검게 칠한 영역은 열 차폐체(17)의 실상(17R)이고, 열 차폐체(17)의 개구부(17a)의 내측 영역은 모두 융액면(2a)이다.
융액면(2a)은 경면이기 때문에, 융액면(2a)에는 석영 도가니(11)의 상단부나 히터(15)의 상단부가 반사된다. 실공간에서는 히터(15)의 상단부는 석영 도가니(11)의 상단부보다도 상방에 위치하지만, 융액면(2a)에 비치는 석영 도가니(11)와 히터(15)의 위치 관계는 상하 반전하고 있고, 촬영 화상 중의 하방이 실공간의 상방에 대응한다. 그 때문에, 석영 도가니(11)의 경상 엣지는 히터(15)의 경상 엣지보다도 상방에 위치하고 있다. 열 차폐체(17)의 원호 형상의 엣지 라인(E1)과 석영 도가니(11)의 상단부의 원호 형상의 엣지 라인(E2)의 사이의 영역이 석영 도가니(11)의 경상(11M)이고, 또한 석영 도가니(11)의 상단부의 원호 형상의 엣지 라인(E2)과 히터(15)의 상단부의 원호 형상의 엣지 라인(E3)의 사이의 영역이 히터(15)의 경상(15M)이다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 변형되어 있지 않은 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 경상(11M)의 엣지 라인(E2)은 깨끗한 원호 형상이 된다. 그러나, 도 4와 같이 석영 도가니(11)의 상단부(11e)가 내측으로 쓰러져 있으면, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 경상(11M)의 원호 형상이 변화하여, 경상(11M)의 엣지 라인(E2)의 일부는 화상의 세로 방향(Y 방향)의 하방으로 이동한다. 석영 도가니(11)는 일정 속도로 회전하고 있기 때문에, 미리 설정한 검출 라인(L0) 상에서 보았을 때에는, 석영 도가니(11)의 상단부의 위치가 하방으로 이동하게 된다. 따라서, 석영 도가니(11)가 일회전하는 동안에 있어서의 석영 도가니(11)의 경상(15M)의 엣지 라인(E2)과 검출 라인(L0)의 교점 P2의 위치의 변화를 측정함으로써, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량을 산출할 수 있다.
검출 라인(L0)은 카메라(20)의 광학축을 포함하는 평면 내에 설정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량을 용이하게 산출할 수 있다.
도 6은, 석영 도가니(11)의 경상 엣지의 위치의 구하는 방법의 설명도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 검출 라인(L0) 상에 있어서의 석영 도가니(11)의 경상 엣지의 위치는, 촬영 화상의 세로 방향(Y 방향)의 휘도 분포의 미분값으로부터 구할 수 있다. 촬영 화상의 세로 방향의 휘도 분포(위의 그래프)를 보면, 열 차폐체(17)의 실상(17R)과 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 경계 위치 P1(도 5(a) 및 (b) 참조)에서 휘도가 크게 변화하고, 또한 석영 도가니(11)의 경상과 히터(15)의 경상의 경계 위치 P2에서도 크게 변화하는 것을 알 수 있다.
여기에서 이 촬영 화상의 세로 방향(Y 방향)의 휘도 분포의 미분값을 구하면, 아래의 그래프와 같이 2개의 휘도 피크가 얻어진다. 맨 처음의 휘도 피크의 발생 위치는 열 차폐체(17)의 하단부의 위치 P1에 대응하고 있고, 2번째의 휘도 피크의 발생 위치는 석영 도가니(11)의 경상 엣지의 위치 P2에 대응하고 있다. 이렇게 하여 얻어진 석영 도가니(11)의 상단부의 경상 엣지의 위치 P2를 석영 도가니(11)가 일회전하는 동안에 소정의 촬영 주기(샘플링 주기)로 측정하고, 경상 엣지의 위치 P2의 변화량으로부터, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량을 구할 수 있다.
화상의 촬영 주기(촬영 간격)는 360도를 나누어 떨어지지 않는 각도 피치인 것이 바람직하다. 예를 들면, 정수값이면, 7도, 11도와 같은 360의 약수 이외의 수치를 들 수 있다. 360도를 나누어 떨어지는 각도 피치로 측정하는 경우, 도가니의 2회전째 이후도 동일한 각도의 데이터의 축적이 되어, 각도 피치의 극간의 데이터를 메울 수 없다. 한편, 7도 피치 등의 360도를 나누어 떨어지지 않는 각도 피치로 측정한 경우, 2회전째 이후는 7의 배수의 극간을 메우는 각도가 되기 때문에, 7회전했을 때에 1도 피치의 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 화상의 촬영 주기는 짧으면 짧을수록 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량의 측정 정밀도를 높일 수 있지만, 화상의 처리 부담이 증가한다. 그 때문에, 화상의 촬영 주기의 하한값은 도가니 회전 속도와 화상 처리 장치의 능력에 따라서 결정하면 좋다. 예를 들면, 0.5도 이상으로 할 수도 있다. 또한 화상의 촬영 주기의 상한값은 예를 들면 15도 이하로 할 수 있고, 10도 이하로 할 수도 있다.
상기와 같이, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량은, 석영 도가니(11)가 일회전하는 동안에 있어서의 경상 엣지의 세로 방향의 위치의 편차로부터 구하기 때문에, 도가니가 전체 둘레에 걸쳐 내측으로 쓰러져 있는 경우에는, 올바른 변형량을 구할 수 없다. 그러나, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 석영 도가니(11)의 내측 쓰러짐은 국소적으로 발생하고, 도가니의 전체 둘레에 걸쳐 발생하는 일은 거의 없다. 따라서, 상기의 방법이라도 도가니의 변형량을 정확하게 구하는 것은 가능하다. 또한, 도가니가 변형되어 있지 않을 때의 화소 위치를 기준값으로 하여 미리 구해 두면, 도가니의 전체 둘레가 내측으로 쓰러진 경우에서도 올바른 변형량을 구하는 것이 가능하다.
측정 오차를 배제하여 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 변형량을 정확하게 구하기 위해서는, 복수의 측정값의 평균값을 구하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 석영 도가니(11)가 연속으로 N회전하는 동안에 촬영한 복수의 화상으로부터 석영 도가니(11)의 변형량의 N개의 측정 결과를 구하고, 이들 N개의 측정 결과의 평균값을 구하는 것이 바람직하다.
도 7은, 일정 속도로 회전하는 석영 도가니(11)의 상단부의 경상 엣지의 위치의 측정 결과의 일 예를 나타내는 그래프로서, 가로축은 도가니 회전 각도(도), 세로축은 석영 도가니의 경상 엣지의 화소 위치(pixel)를 각각 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 석영 도가니(11)의 경상 엣지의 Y 방향의 위치는, 석영 도가니(11)가 일회전하는 동안에 상하 방향으로 변동하여, 약 30°, 150° 및 270°의 위치에서 극대가 되고, 약 110°, 220° 및 330°의 위치에서 극소가 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 도가니 경상 엣지의 상하 방향의 최대 변화량은 약 60pixel인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 석영 도가니(11)의 경상의 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형량을 구할 수 있다.
상기의 촬영 화상으로부터 구해지는 석영 도가니(11)의 변형량은 화소수(pixel)이고, 이를 실공간의 변형량(밀리미터)으로 하기 위해서는 단위 환산이 필요하다. 단위 환산의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 석영 도가니(11)의 상단부의 일점이 도가니 회전에 의해 이동했을 때의 단위 시간당의 이동 화소수와, 석영 도가니(11)의 직경 및 회전 속도로부터 구한 단위 시간당의 실제의 이동 거리의 대응 관계로부터 구할 수 있다. 즉, 석영 도가니(11)의 경상 엣지 상의 일점이 있는 좌표점 A에서 다른 좌표점 B까지 이동하고 있었다고 한다. 한편, 실공간에 있어서의 석영 도가니(11)의 상단부의 일점의 이동 거리는, 석영 도가니의 직경과 회전 속도로부터 구할 수 있기 때문에, 촬영 화상 중의 A-B 간의 화소수와 실공간의 이동 거리를 대응시킴으로써, 일 화소당의 실공간의 거리를 구할 수 있다.
전술한 석영 도가니(11)의 변형량을 측정한 결과, 변형량이 문턱값을 초과하는 경우, 제어부(22)는 소리나 화면 표시에 의해 경보를 출력해도 좋다. 이에 따라, 작업자에게 주의를 환기할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 열 차폐체(17)의 개구부(17a)를 통하여 보이는 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 카메라(20)로 취득하고, 융액면(2a)에 반사되는 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 시간적 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형량을 산출하기 때문에, 석영 도가니(11)의 변형에 의한 사고의 확률을 예측하여 미연에 방지할 수 있다. 또한 결정 인상 조건이 석영 도가니(11)의 변형에 주는 영향을 피드백함으로써, 도가니의 변형을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 실리콘 단결정 제조 장치는, 열 차폐체(17)의 개구부(17a)를 통하여 보이는 석영 도가니(11) 내의 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)을 비스듬한 상방으로부터 촬영하는 카메라(20)와, 카메라(20)의 촬영 화상을 처리하는 화상 처리부(21)를 구비하고, 카메라(20)는, 실리콘 융액(2)의 융액면(2a)에 반사되는 석영 도가니(11)의 경상을 포함하는 화상을 석영 도가니(11)가 적어도 일회전하는 동안에 소정의 시간 간격으로 복수매 취득하고, 화상 처리부(21)는, 복수매의 화상의 각각에 비치는 석영 도가니(11)의 경상(11M)의 시간적 변화로부터 석영 도가니(11)의 변형량을 산출하기 때문에, 석영 도가니(11)의 변형에 의한 사고의 확률을 예측하여 미연에 방지할 수 있다. 또한 결정 인상 조건이 석영 도가니(11)의 변형에 주는 영향을 피드백함으로써, 도가니의 변형을 미연에 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기의 실시 형태에 한정되는 일 없이, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하고, 그들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것인 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서는, 석영 도가니(11)의 상단부(11e)의 내측 쓰러짐에 의한 변형량을 산출하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 그러한 변형량의 산출에 한정되는 것이 아니고, 석영 도가니(11)의 가라앉음에 의해 상단부(11e)의 둘레 방향의 높이 불균일이 발생하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 석영 도가니(11)의 중심축이 회전 중심축으로부터 어긋나 편심 회전하는 바와 같은 경우에 있어서의 편심량을 산출하는 방법으로서 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 석영 도가니(11)의 편심량은, 도가니의 회전 주기와 동기한 경상 엣지의 위치의 주기적인 편차로부터 산출할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 원료 융해 공정 S11로부터 착액 공정 S13의 개시 전의 기간에 석영 도가니(11)의 경상을 촬영하여 석영 도가니(11)의 변형량을 산출하고 있지만, 본 발명에 의한 석영 도가니(11)의 변형량의 측정 시기는 원료 융해 공정 S11로부터 착액 공정 S13의 개시 전의 기간에 한정되는 것이 아니고, 융액면(2a)에 비치는 석영 도가니(11)의 경상 엣지를 촬영 가능한 임의의 타이밍에서 행할 수 있다. 또한, 결정 인상 중에 석영 도가니(11)의 경상을 촬영할 수 있는 경우에는, 석영 도가니(11)의 변형량을 계속적으로 검출하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 석영 도가니의 변형량의 검출은, 소위 멀티 인상법에도 적용할 수 있다. 멀티 인상법은, 실리콘 단결정을 인상한 후, 동일한 석영 도가니 내에 실리콘 원료를 추가 공급하여 융해하고, 얻어진 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정의 인상을 행하고, 이러한 원료 공급 공정과 단결정 인상 공정을 반복함으로써, 1개의 석영 도가니로부터 복수개의 실리콘 단결정을 제조하는 방법이다. 추가 공급한 원료의 융해 공정에 있어서, 본 발명에 의한 도가니의 변형량의 산출 방법을 채용함으로써, 멀티 인상이 속행 가능한지 아닌지를 객관적으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 결정 직경이나 갭값의 측정에 이용하는 카메라(20)를 이용하여 석영 도가니(11)의 변형량의 검출을 위한 화상을 취득하고 있지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않고, 직경 계측 등에 이용하는 카메라와는 다른 전용의 카메라를 이용하여 융액면(2a)의 화상을 촬영해도 좋다.
1 : 단결정 제조 장치
2 : 실리콘 융액
2a : 융액면
3 : 실리콘 단결정
3I : 실리콘 단결정 잉곳
3a : 넥부
3b : 숄더부
3c : 보디부
3d : 테일부
10 : 챔버
10a : 메인 챔버
10b : 풀 챔버
10c : 가스 도입구
10d : 가스 배출구
10e : 관측창
11 : 석영 도가니
11M : 석영 도가니의 경상
12 : 흑연 도가니
13 : 회전 샤프트
14 : 도가니 구동 기구
15 : 히터
15M : 히터의 경상
16 : 단열재
17 : 열 차폐체
17R : 열 차폐체의 실상
17a : 열 차폐체의 개구부
18 : 와이어
19 : 와이어 권취 기구
20 : 카메라
21 : 화상 처리부
22 : 제어부
E1 : 열 차폐 부재의 실상의 엣지 라인
E2 : 석영 도가니의 경상의 엣지 라인
E3 : 히터의 경상의 엣지 라인
L0 : 검출 라인
S11 : 원료 융해 공정
S12 : 도가니 변형 검출 공정
S13 : 착액 공정
S14 : 네킹 공정
S15 : 숄더부 육성 공정
S16 : 보디부 육성 공정
S17 : 테일부 육성 공정
S18 : 냉각 공정

Claims (11)

  1. 석영 도가니 내의 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하는 실리콘 단결정의 제조 방법으로서,
    상기 실리콘 융액의 융액면에 반사되는 상기 석영 도가니의 경상(鏡像)을 포함하는 화상을 소정의 시간 간격으로 취득하고, 상기 석영 도가니가 적어도 일회전하는 동안에 취득한 복수매의 화상에 비치는 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변형 또는 편심을 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 석영 도가니의 경상으로부터 상기 석영 도가니의 상단부의 위치를 검출하고, 상기 상단부의 위치의 시간적 변화로부터 상기 상단부의 변형량 또는 편심량을 산출하는, 실리콘 단결정의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화상 중의 화소의 세로 방향의 휘도의 미분값으로부터 상기 석영 도가니의 상단부를 검출하는, 실리콘 단결정의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상을 촬영하는 카메라의 광학축을 포함하는 평면 내에 상기 상단부의 위치의 검출 라인을 설정하고, 상기 검출 라인 상에 있어서의 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는, 실리콘 단결정의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석영 도가니 내의 실리콘 원료를 융해하는 원료 융해 공정을 개시하고 나서 상기 실리콘 융액에 종결정을 착액시키는 착액 공정을 개시할 때까지의 사이에 취득한 상기 복수매의 화상에 기초하여 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는, 실리콘 단결정의 제조 방법.
  6. 실리콘 융액을 보존유지하는 석영 도가니와,
    상기 석영 도가니를 둘러싸도록 설치되고, 상기 실리콘 융액을 가열하는 히터와,
    상기 석영 도가니를 회전 및 승강 구동하는 도가니 구동 수단과,
    상기 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하는 결정 인상 수단과,
    상기 실리콘 융액으로부터 인상된 실리콘 단결정을 둘러싸도록 상기 석영 도가니의 상방에 배치된 열 차폐체와,
    상기 열 차폐체의 개구부를 통하여 보이는 상기 실리콘 융액의 융액면을 비스듬한 상방으로부터 촬영하는 카메라와,
    상기 카메라의 촬영 화상을 처리하는 화상 처리부를 구비하고,
    상기 카메라는, 상기 융액면에 반사되는 상기 석영 도가니의 경상을 포함하는 화상을 소정의 시간 간격으로 취득하고,
    상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니가 적어도 일회전하는 동안에 취득한 복수매의 화상에 비치는 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변형 또는 편심을 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니의 경상으로부터 상기 석영 도가니의 상단부의 위치를 검출하고, 상기 상단부의 위치의 시간적 변화로부터 상기 상단부의 변형량 또는 편심량을 산출하는, 실리콘 단결정 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화상 처리부는, 상기 화상 중의 화소의 세로 방향의 휘도의 미분값으로부터 상기 석영 도가니의 상단부를 검출하는, 실리콘 단결정 제조 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 처리부는, 상기 화상을 촬영하는 카메라의 광학축을 포함하는 평면 내에 상기 상단부의 위치의 검출 라인을 설정하고, 상기 검출 라인 상에 있어서의 상기 석영 도가니의 경상의 위치의 시간적 변화로부터 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는, 실리콘 단결정 제조 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 처리부는, 상기 석영 도가니 내의 실리콘 원료를 융해하는 원료 융해 공정을 개시하고 나서 상기 실리콘 융액에 종결정을 착액시키는 착액 공정을 개시할 때까지의 사이에 취득한 상기 복수매의 화상에 기초하여 상기 석영 도가니의 변화량을 산출하는, 실리콘 단결정 제조 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 단결정의 제조 방법에 의해 제조된 실리콘 단결정을 가공하여 실리콘 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
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