JP2019094241A - Method for evaluating bmd of silicon single crystal and method for manufacturing silicon single crystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコン単結晶のＢＭＤ評価方法およびシリコン単結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of evaluating BMD of silicon single crystal and a method of manufacturing silicon single crystal.
従来、チョクラルスキー法等のシリコン単結晶の製造方法において、結晶欠陥の発生を低減するために、引上速度を、目標値に対して所定の範囲から外れないように制御するシリコン単結晶の製造方法が知られている。
特許文献１には、シリコン単結晶の引き上げ過程において、検出される単結晶の直径と引上速度の目標値に基づいて、引上速度の操作をする制限するスパンおよびヒータ温度の設定値を演算し、引上速度をスパン内で操作するとともに、ヒータ温度を設定値に操作して単結晶の直径を制御する際に、引上速度の実績値から算出される移動平均の揺らぎを制御する技術が開示されている。
Conventionally, in the method of manufacturing a silicon single crystal such as the Czochralski method, in order to reduce the occurrence of crystal defects, the pulling speed is controlled so as not to deviate from a predetermined range with respect to a target value. Methods of manufacture are known.
In Patent Document 1, in the pulling process of a silicon single crystal, based on the detected value of the diameter of the single crystal and the pulling speed target value, the setting values of the limited span and heater temperature for operating the pulling speed are calculated. The technique of controlling the fluctuation of the moving average calculated from the actual value of the pulling speed when operating the pulling speed in the span and operating the heater temperature to the set value to control the diameter of the single crystal. Is disclosed.
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、シリコン単結晶内部に結晶欠陥が発生している部位を特定することは困難であり、特に、シリコン単結晶の引き上げ方向にＢＭＤストリエーションと呼ばれる結晶欠陥が発生している場合、通常のインゴットブロック切断時の評価方法では、事前にＢＭＤストリエーションを発見することが困難である。
このため、次工程となるエピタキシャル成長膜形成工程に、ＢＭＤストリエーションが発生したインゴットブロックを送った場合、エピタキシャル成長膜形成後にしかＢＭＤ欠陥が生じているか否かことを判定できないため、多数の不良品を発生させてしまうという課題がある。
However, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to identify a portion where a crystal defect is generated inside a silicon single crystal, and in particular, a crystal defect called BMD striation in the pulling direction of the silicon single crystal. If it occurs, it is difficult to find BMD striation in advance by the conventional evaluation method at the time of ingot block cutting.
For this reason, when an ingot block in which BMD striation is generated is sent to the epitaxial growth film forming step which is the next step, it can be determined whether or not the BMD defect is generated only after the epitaxial growth film is formed. There is a problem of causing it to occur.
本発明の目的は、次工程であるエピタキシャル成長膜形成工程における不良品の発生を防止できる、シリコン単結晶のＢＭＤ評価方法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。 An object of the present invention is to provide a method for evaluating BMD of a silicon single crystal and a method for manufacturing a silicon single crystal, which can prevent the generation of defective products in an epitaxial growth film forming step which is the next step.
本発明のシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法は、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のＢＭＤ（Bulk Micro Defect）を評価するシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法であって、引き上げられた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、取得された引き上げ実績データについて、ＢＭＤストリエーションが顕在化する結晶長さ範囲の引上速度移動平均処理の結晶長さを設定し、前記引上速度移動平均処理後の引上速度変動幅が、ＢＭＤストリエーションが発生する幅以上の場合に、ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順と、を実施することを特徴とする。
具体的には、前記ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順は、前記シリコン単結晶の結晶長さが５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の移動平均データを算出し、算出された移動平均データのうち、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超える場合に、ＢＭＤストリエーション異常であると判定する。
The BMD evaluation method of a silicon single crystal according to the present invention is a BMD evaluation method of a silicon single crystal for evaluating a BMD (Bulk Micro Defect) of a silicon single crystal pulled by the Czochralski method, wherein the silicon single crystal pulled is The crystal length of the pulling up speed moving average process of the crystal length range where BMD striation is manifested is set for the procedure of acquiring crystal pulling up performance data and the acquired pulling up performance data, and the pulling up speed transfer is performed. And a step of determining that the BMD striation is abnormal if the pulling speed fluctuation range after the averaging process is equal to or more than the width at which the BMD striation occurs.
Specifically, in the step of determining that the BMD striation is abnormal, moving average data in which the crystal length of the silicon single crystal is 5 mm or more and 15 mm or less is calculated, and the actual results among the calculated moving average data. If the fluctuation range of the pulling up speed in the actual value from the value to 100 mm exceeds 0.02 mm / min, it is determined that the BMD striae abnormality is present.
この発明によれば、取得した引き上げ実績データから、ＢＭＤストリエーションが顕在化する結晶長さ範囲の引上速度移動平均処理の結晶長さを設定し、前記引上速度移動平均処理後の引上速度変動幅が、ＢＭＤストリエーションが発生する幅以上の場合に、ＢＭＤストリエーション異常であると判定することができる。具体的には、結晶長さが５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の移動平均データを算出することにより、移動平均データの変動からＢＭＤストリエーション異常を判定することができる。 According to the present invention, the crystal length of the pull-up velocity moving average processing of the crystal length range in which BMD striation is manifested is set from the acquired pull result data, and pull-up after the pull-up velocity moving average processing When the speed fluctuation range is equal to or more than the width at which BMD striation occurs, it can be determined that the BMD striae abnormality is present. Specifically, by calculating moving average data having a crystal length of 5 mm or more and 15 mm or less, BMD striae abnormality can be determined from the fluctuation of the moving average data.
結晶長さが５ｍｍ未満の場合、常に異常を検知した状態となり、急峻な移動平均データの変動を捕捉することができない。
結晶長さが１５ｍｍを超える場合、平均化されすぎてしまい、急峻な移動平均データの変動を捕捉することができない。
そして、算出された移動平均データのうち、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超える移動平均データを、ＢＭＤストリエーション異常であると判定することにより、当該部分のシリコン単結晶を除外することができるので、次工程であるエピタキシャル膜成長工程において、不良品が発生することを抑制できる。
If the crystal length is less than 5 mm, an abnormality is always detected, and it is not possible to capture abrupt fluctuations in moving average data.
If the crystal length exceeds 15 mm, it is too averaged and can not capture sharp moving average data fluctuations.
Then, among the calculated moving average data, it is determined that moving average data in which the fluctuation range of the pulling up speed in actual values from the actual value to 100 mm before exceeds 0.02 mm / min is BMD striation abnormality Thus, since the silicon single crystal in the relevant portion can be excluded, generation of defective products can be suppressed in the epitaxial film growth step which is the next step.
本発明では、前記ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順は、前記シリコン単結晶のうち、引き上げ中のシリコン融液面が石英ルツボのＲ部以降に引き上げられた結晶領域で実施されるのが好ましい。
ＢＭＤストリエーション異常は、石英ルツボ内のシリコン融液の液面が石英ルツボのＲ部近傍に達したときに、メルト対流の変動に伴う酸素濃度が変動することにより、ＢＭＤストリエーションが局部的に発生しているものと推定される。したがって、シリコン融液面が石英ルツボのＲ部以降でＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順を実施することにより、効率的に判定を行うことができる。
In the present invention, the step of determining that the BMD striae is abnormal is carried out in a crystal region in which the silicon melt surface during pulling is pulled up to the R portion or later of the quartz crucible among the silicon single crystals. preferable.
The BMD striae anomaly is a local change in the BMD striation due to the fluctuation of the oxygen concentration accompanying the fluctuation of the melt convection when the liquid level of the silicon melt in the quartz crucible reaches the vicinity of the R portion of the quartz crucible. It is presumed to be occurring. Therefore, the determination can be efficiently performed by performing the procedure of determining that the silicon melt surface is BMD striation abnormal after the R portion of the quartz crucible.
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶の製造方法であって、前記シリコン単結晶の引き上げ後、前述したシリコン単結晶の評価方法を実施する工程と、ＢＭＤストリエーション異常であると判定されたら、ＢＭＤストリエーション異常と判定された急変基点の位置から−８０ｍｍ以上、＋３０ｍｍ以下の前記シリコン単結晶の部分を、ＢＭＤストリエーション異常品として除外する工程と、を実施することを特徴とする。
この発明によれば、ＢＭＤストリエーション異常品をシリコン単結晶の引き上げ工程で除外することができるため、次工程であるエピタキシャル膜成長工程において、不良品が発生することを抑制することができる。
The method for producing a silicon single crystal according to the present invention is a method for producing a silicon single crystal that pulls up a silicon single crystal by the Czochralski method, and implements the aforementioned method for evaluating a silicon single crystal after pulling up the silicon single crystal. If it is determined that the process and the BMD striae abnormality are abnormal, the portion of the silicon single crystal of -80 mm or more and +30 mm or less from the position of the sudden change base point determined as the BMD striae abnormality is excluded as a BMD striae abnormality product. And performing the steps.
According to the present invention, since the BMD striae abnormal product can be excluded in the pulling process of the silicon single crystal, the generation of a defective product can be suppressed in the epitaxial film growth process which is the next process.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、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を切断して得られたシリコンウェーハＷの厚さ方向断面が示されている。
シリコンウェーハＷは、比抵抗１０ｍΩｃｍ〜２０ｍΩｃｍのｐ／ｐ＋のウェーハであり、厚さ方向断面には、図１に示すように、ＢＭＤストリエーションが発生している。
集光灯や蛍光灯によってシリコンウェーハＷの断面にＢＭＤストリエーションの発生が認められた場合、ＢＭＤストリエーション発生位置の厚さ方向断面にて深さ方向のＢＭＤ密度の最大値を最小値の計測を行う。なお、計測寸法は１００μｍ×１００μｍとする。
ＢＭＤ密度の最大値が１０６ｃｍ−２以上の場合は、ＢＭＤストリエーション異常品と判定して、当該部分以降のシリコン単結晶のインゴットブロックは、次工程であるエピタキシャル成長膜形成工程には送らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a cross section in the thickness direction of a silicon wafer W obtained by cutting a silicon single crystal pulled by the Czochralski method.
The silicon wafer W is a p / p + wafer having a resistivity of 10 mΩcm to 20 mΩcm, and BMD striations occur in the cross section in the thickness direction as shown in FIG. 1.
When occurrence of BMD striation is recognized in the cross section of the silicon wafer W by the condensing lamp or the fluorescent lamp, the maximum value of the BMD density in the depth direction is measured at the minimum value in the cross section in the thickness direction of the BMD striation occurrence position. I do. The measurement dimension is 100 μm × 100 μm.
When the maximum value of BMD density is 10 6 cm -2 or more, it is judged as a BMD striae abnormality product, and the ingot block of the silicon single crystal after the part concerned is not sent to the epitaxial growth film formation process which is the next process .
ＢＭＤストリエーションは、図２に示すように、シリコン融液面Ｓが、石英ルツボ１のＲ部Ｒの近傍に差し掛かったときに、メルト対流の変動に伴って酸素濃度が変動することにより、局部的に発生するものと推定される。
そこで、石英ルツボ１のＲ部Ｒ以降のメルト対流の変動を、引き上げ実績データから読み取り、ＢＭＤストリエーションの発生領域を検知することにより、次工程に製品を送ることを規制することとした。なお、以下のＢＭＤストリエーションの評価方法は、シリコン単結晶の引き上げ後、次工程となるエピタキシャル成長膜形成工程の前に実施する。
In BMD striation, as shown in FIG. 2, when the silicon melt surface S approaches in the vicinity of the R portion R of the quartz crucible 1, the oxygen concentration fluctuates with the fluctuation of the melt convection, so It is presumed to occur as a result.
Therefore, the fluctuation of melt convection after the R portion R of the quartz crucible 1 is read from the pulling-up data, and the occurrence of the BMD striae is detected to regulate the sending of the product to the next process. In addition, the evaluation method of the following BMD striation is implemented before the epitaxial growth film formation process used as the following process, after pulling up a silicon single crystal.
具体的には、図３のフローチャートに示すように、ＢＭＤストリエーションの評価方法は、まず、シリコン単結晶の引き上げ終了後、引き上げ実績データを毎バッチで確認する（手順Ｓ１）。
シリコン単結晶の直胴部後半、シリコン融液面Ｓが石英ルツボ１のＲ部Ｒの近傍を通過する前から、引上速度および引き上げ直径の変動を確認する。具体的には、シリコン単結晶の固化率でいうと、固化率６９％以上の範囲で引上速度および引き上げ直径の変動を確認する。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 3, in the evaluation method of BMD striation, first, after completion of the pulling of the silicon single crystal, the pulling result data is confirmed in each batch (step S1).
Before the silicon melt surface S passes near the R portion R of the quartz crucible 1, the fluctuation of the pulling speed and the pulling diameter is confirmed in the latter half of the straight body portion of the silicon single crystal. Specifically, in terms of the solidification rate of silicon single crystals, fluctuations in the pulling speed and the pulling diameter are confirmed in the range of the solidification rate of 69% or more.
引上速度の変動の確認は、ＢＭＤストリエーションが顕在化する結晶長さの引上速度移動平均処理の結晶長さを設定することにより行い、具体的には、シリコン単結晶の結晶長さ５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の移動平均を算出して確認する（手順Ｓ２）。
シリコン単結晶の結晶長さ１ｍｍで移動平均を算出した場合、図４に示すように、常に異常を検知した状態となり、引上速度の急峻な変動を捕捉することができない。
一方、シリコン単結晶の結晶長さ２０ｍｍで移動平均を算出した場合、図５に示すように、平均化されすぎることにより、急峻な変動が生じても他のデータに埋没してしまい、検知することができない。
The fluctuation of the pulling rate is confirmed by setting the crystal length of the pulling rate moving average treatment of the crystal length at which BMD striation is manifested. Specifically, the crystal length of silicon single crystal is 5 mm As mentioned above, a moving average of 15 mm or less is calculated and confirmed (procedure S2).
When the moving average is calculated with a crystal length of 1 mm of the silicon single crystal, as shown in FIG. 4, an abnormality is always detected, and it is not possible to capture a sharp change in the pulling speed.
On the other hand, when the moving average is calculated with the crystal length of 20 mm of silicon single crystal, as shown in FIG. 5, even if abrupt change occurs, it is buried in other data and detected even if it is too averaged. I can not do it.
シリコン単結晶の結晶長さ５ｍｍの移動平均を算出した場合、図６に示す点Ｐ１のように、引上速度の急峻な変動を捕捉することができ、この部分からＢＭＤストリエーションが発生していることを検知することができる。
同様に、シリコン単結晶の結晶長さ１５ｍｍの移動平均を算出した場合、図７に示す点Ｐ２のように、引上速度の急峻な変動を捕捉することができ、この部分からＢＭＤストリエーションが発生していることを検知することができる。
したがって、シリコン単結晶の引き上げ実績から、移動平均を算出するのは、シリコン単結晶の結晶長さが、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以内が好ましく、この範囲であれば、シリコン単結晶の引上速度の急峻な変動を検知することができる。
When the moving average of the crystal length of 5 mm of the silicon single crystal is calculated, it is possible to capture a sharp change in the pulling speed as shown by a point P1 shown in FIG. Can be detected.
Similarly, when a moving average of the crystal length of 15 mm of a silicon single crystal is calculated, as indicated by a point P2 shown in FIG. 7, it is possible to capture a sharp change in pulling speed, and from this part, BMD striation is It can detect that it is occurring.
Therefore, it is preferable to calculate the moving average from the results of pulling a silicon single crystal if the crystal length of the silicon single crystal is 5 mm or more and 15 mm or less, and if this range, the pulling speed of the silicon single crystal is steep Fluctuation can be detected.
引上速度移動平均処理後の引上速度変動幅が、ＢＭＤストリエーションが発生する幅以上であるか否かを判定する。本実施形態では、算出された移動平均データのうち、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えているか否かを判定する（手順Ｓ３）。
具体的には、図８に示すように、シリコン融液面Ｓが、石英ルツボ１のＲ部Ｒ以降となる固化率６９％以上となる結晶領域で、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引き上げ速度の変動幅が、０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えているか否かを判定する。
It is determined whether or not the pulling speed fluctuation range after the pulling speed moving average process is equal to or more than the width at which BMD striation occurs. In the present embodiment, it is determined whether or not the fluctuation range of the lifting speed at the actual value from the actual value to 100 mm before the calculated moving average data exceeds 0.02 mm / min (step S3).
Specifically, as shown in FIG. 8, in the crystal region where the silicon melt surface S is 69% or more of the solidification rate which is the R portion R and thereafter of the quartz crucible 1, the actual value from 100 mm before the actual value It is determined whether the fluctuation range of the pulling speed exceeds 0.02 mm / min.
ここで、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅を０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えた場合にＢＭＤストリエーション異常であると判定したのは、以下の理由による。
シリコン単結晶の結晶長さ１０ｍｍとした場合の移動平均に基づいて、シリコン単結晶の引き上げ速度の変動幅と、シリコン単結晶中の酸素濃度変動幅の相関をとったところ、図９に示すように、比例関係が認められた。ＢＭＤストリエーションが発生しない酸素濃度のレンジは、シリコン単結晶中の酸素濃度が、１．５×１０１７atoms／ｃｍ３（片側０．７５×１０１７atoms／ｃｍ３）以内となるように作り込む必要がある。したがって、シリコン単結晶の引上速度の変動幅は、図９に示すように、片側０．７５×１０１７atoms／ｃｍ３に対応する０．０２ｍｍ／ｍｉｎ以下とする必要がある。なお、酸素濃度の測定は、ＡＳＴＭ Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたインゴットプロファイラーを用いて行った。インゴットプロファイラーは、ＦＴＩＲ（Fourier Transform Infrared Spectroscopy）により酸素濃度を測定する装置で、シリコン単結晶インゴットの側面を結晶長手方向にスキャンすることにより、該シリコン単結晶インゴットの長手方向の酸素濃度プロファイルが得られる装置である（製造元_ナノメトリクス、型式_QS-1200シリーズ）。
Here, when the fluctuation range of the pulling speed in the actual value from the actual value to 100 mm before exceeds 0.02 mm / min, it is determined as BMD striation abnormality because of the following reasons.
The correlation between the fluctuation range of the pulling speed of the silicon single crystal and the fluctuation range of the oxygen concentration in the silicon single crystal is obtained based on the moving average when the crystal length of the silicon single crystal is 10 mm, as shown in FIG. There was a proportional relationship. The oxygen concentration range in which BMD striation does not occur is set so that the oxygen concentration in the silicon single crystal is within 1.5 × 10 17 atoms / cm 3 (one side 0.75 × 10 17 atoms / cm 3 ). You need to get in. Therefore, as shown in FIG. 9, the fluctuation range of the pulling rate of the silicon single crystal needs to be 0.02 mm / min or less corresponding to 0.75 × 10 17 atoms / cm 3 on one side. The oxygen concentration was measured using an ingot profiler specified in ASTM F-121 (1979). The ingot profiler is a device that measures the oxygen concentration by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), and the longitudinal oxygen concentration profile of the silicon single crystal ingot is obtained by scanning the side surface of the silicon single crystal ingot in the crystal longitudinal direction. Device (manufacturer _ nanometrics, model _ QS-1200 series).
図８における点Ｐ３のように、０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えた急変基点が検出されたら、シリコン単結晶にＢＭＤストリエーションが発生していると判定し（手順Ｓ４）、急変基点の位置（図８における点線の位置）から−８０ｍｍ以上、＋３０ｍｍ以下の範囲（図８における規制部位Ｂｔｍで挟まれた範囲：固化率７７％以上、８１％以下）のインゴットブロックをＢＭＤストリエーション異常品として除外して、次工程となるエピタキシャル成長膜形成工程には送らない（手順Ｓ５）。 If a sudden change base point exceeding 0.02 mm / min is detected as in point P3 in FIG. 8, it is determined that BMD striation occurs in the silicon single crystal (step S4), and the position of the sudden change base point (figure The ingot block in the range of −80 mm or more and +30 mm or less (range sandwiched by the restriction site Btm in FIG. 8: solidification rate 77% or more and 81% or less) from the position of dotted line in 8 is excluded as BMD striation abnormal goods Then, it is not sent to the epitaxial growth film formation step which is the next step (step S5).
急変基点の±３０ｍｍの範囲は、酸素濃度の変動領域であり、従来、生産実績から規制部位として定められていた。
一方。急変基点の−８０ｍｍ以上としたのは、シリコン単結晶の過去の生産実績について、前述したシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法により評価したところ、ＢＭＤストリエーション異常品の発生がなかったためである。
０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えた急変基点が検出されない場合は、ＢＭＤストリエーションは発生していないと判定する（手順Ｓ６）。
The range of ± 30 mm of the sudden change base point is a fluctuation range of the oxygen concentration, and it has been conventionally determined as a regulation site based on production results.
on the other hand. The reason for setting the sudden change base point to -80 mm or more is that there was no occurrence of BMD striation abnormal products when the past production results of silicon single crystals were evaluated by the above-described BMD evaluation method of silicon single crystals.
If a sudden change base point exceeding 0.02 mm / min is not detected, it is determined that BMD striation has not occurred (step S6).
このような本実施形態によれば、取得した引き上げ実績データから、シリコン単結晶の結晶長さが５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の移動平均データを算出することにより、シリコン単結晶の引上速度の急峻な変動を検知することができるため、ＢＭＤストリエーション異常を判定することができる。 According to the present embodiment as described above, the moving average data of the silicon single crystal having a crystal length of 5 mm or more and 15 mm or less is calculated from the acquired pulling result data, thereby making the pulling speed of the silicon single crystal steep. Since fluctuations can be detected, BMD striae anomalies can be determined.
また、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超える移動平均データを、ＢＭＤストリエーション異常品であると判定することにより、当該部分のシリコン単結晶を除外することができるので、次工程であるエピタキシャル成長膜形成工程において、不良品が発生することを抑制できる。 In addition, it is determined that the moving average data where the fluctuation range of pulling speed in actual values up to 100 mm before actual value exceeds 0.02 mm / min is a BMD striation abnormal product, the silicon single crystal of the relevant part Can be excluded, so that generation of defective products can be suppressed in the epitaxial growth film formation step which is the next step.
ＢＭＤストリエーション異常は、石英ルツボ１内のシリコン融液面Ｓが石英ルツボ１のＲ部Ｒの近傍に達したときに、メルト対流の変動に伴う酸素濃度が変動することにより、ＢＭＤストリエーションが局部的に発生しているものと推定される。したがって、シリコン単結晶の固化率６９％以上の範囲でＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順を実施することにより、効率的に判定を行うことができる。 The BMD striation abnormality occurs when the silicon melt surface S in the quartz crucible 1 reaches the vicinity of the R portion R of the quartz crucible 1, the BMD striation is caused by the fluctuation of the oxygen concentration accompanying the fluctuation of the melt convection. It is presumed to be locally occurring. Therefore, the determination can be efficiently performed by performing the procedure of determining that the BMD striation is abnormal in the range of the solidification rate of 69% or more of the silicon single crystal.
前述した実施形態で説明したように、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えたシリコン単結晶の部分を除外したシリコンインゴット（実施例）と、除外しなかったシリコンインゴット（比較例）とについて、次工程であるエピタキシャル成長膜形成工程において、不良品の発生率を比較した。結果を表１に示す。 As described in the above-described embodiment, the silicon ingot (example) excluding the portion of silicon single crystal in which the fluctuation range of the pulling speed at the actual value from the actual value to 100 mm before exceeds 0.02 mm / min Regarding the silicon ingot (comparative example) which was not excluded, the incidence of defective products was compared in the epitaxial growth film forming step which is the next step. The results are shown in Table 1.
表１から判るように、比較例の場合、不良品発生率が１４．３％であった。
これに対して、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超えたシリコン単結晶の部分を除外した場合、次工程であるエピタキシャル成長膜形成工程において、不良品の発生率が０％に抑えられることが確認された。
As can be seen from Table 1, in the case of the comparative example, the defective product incidence rate was 14.3%.
On the other hand, in the case of excluding the silicon single crystal part where the fluctuation range of the pulling up speed in the actual value from the actual value to 100 mm exceeds 0.02 mm / min, in the epitaxial growth film forming step which is the next step, It was confirmed that the incidence rate of defective products can be suppressed to 0%.
１…石英ルツボ、Ｂｔｍ…規制部位、Ｒ…Ｒ部、Ｓ…シリコン融液面、Ｗ…シリコンウェーハ。 1: Quartz crucible, Btm: Regulated part, R: R part, S: Silicon melt surface, W: Silicon wafer.
Claims (4)
引き上げられた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、
取得された引き上げ実績データについて、ＢＭＤストリエーションが顕在化する結晶長さ範囲の引上速度移動平均処理の結晶長さを設定し、前記引上速度移動平均処理後の引上速度変動幅が、ＢＭＤストリエーションが発生する幅以上の場合に、ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順と、
を実施することを特徴とするシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法。 A BMD evaluation method of silicon single crystal for evaluating BMD (Bulk Micro Defect) of silicon single crystal pulled up by the Czochralski method, comprising:
A procedure for acquiring pulling result data of the pulled silicon single crystal;
With regard to the acquired pulling result data, the crystal length of pulling rate moving average processing of the crystal length range where BMD striation is manifested is set, and the pulling rate fluctuation range after the pulling rate moving average processing is A procedure for determining that the BMD striation is abnormal if the width is larger than the width at which the BMD striation occurs;
The BMD evaluation method of the silicon single crystal characterized by implementing.
前記ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順は、
前記シリコン単結晶の結晶長さが５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下の移動平均データを算出し、算出された移動平均データのうち、実績値から１００ｍｍ前までの実績値における引上速度の変動幅が０．０２ｍｍ／ｍｉｎを超える場合に、ＢＭＤストリエーション異常であると判定することを特徴とするシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法。 In the method for evaluating BMD of silicon single crystal according to claim 1,
The procedure for determining that the BMD striae abnormality is:
The moving average data of the silicon single crystal having a crystal length of 5 mm or more and 15 mm or less is calculated, and among the calculated moving average data, the fluctuation range of the pulling speed in the actual value up to 100 mm before the actual value is 0. When it exceeds 02 mm / min, it is determined that BMD striation is abnormal. A BMD evaluation method for a silicon single crystal.
前記ＢＭＤストリエーション異常であると判定する手順は、前記シリコン単結晶のうち、引き上げ中のシリコン融液面が石英ルツボのＲ部以降に引き上げられた結晶領域で実施されることを特徴とするシリコン単結晶のＢＭＤ評価方法。 In the method of evaluating BMD of silicon single crystal according to claim 1 or 2,
The step of determining that the BMD striation is abnormal is performed in a crystal region in which the silicon melt surface during pulling is pulled up to the R portion and thereafter of the quartz crucible among the silicon single crystals. BMD evaluation method of single crystal.
前記シリコン単結晶の引き上げ後、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単結晶の評価方法を実施する工程と、
ＢＭＤストリエーション異常であると判定されたら、ＢＭＤストリエーション異常と判定された急変基点の位置から−８０ｍｍ以上、＋３０ｍｍ以下の前記シリコン単結晶の部分を、ＢＭＤストリエーション異常品として除外する工程と、
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。 A method for producing a silicon single crystal which pulls up a silicon single crystal by the Czochralski method,
4. A method for evaluating a silicon single crystal according to any one of claims 1 to 3, after pulling up the silicon single crystal.
And b) excluding a portion of the silicon single crystal of −80 mm or more and +30 mm or less from the position of the sudden change base point determined to be a BMD striation abnormality as a BMD striation abnormality item if it is determined to be a BMD striation abnormality.
A method of producing a silicon single crystal characterized in that:
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