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JPH111393A - ホットゾーンでの引上速度プロファイルを調節して単結晶シリコンインゴット及びウェーハを製造する方法、それによって製造されるインゴット及びウェーハ - Google Patents

ホットゾーンでの引上速度プロファイルを調節して単結晶シリコンインゴット及びウェーハを製造する方法、それによって製造されるインゴット及びウェーハ

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JPH111393A
JPH111393A JP10030682A JP3068298A JPH111393A JP H111393 A JPH111393 A JP H111393A JP 10030682 A JP10030682 A JP 10030682A JP 3068298 A JP3068298 A JP 3068298A JP H111393 A JPH111393 A JP H111393A
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hot zone
lifting
speed
silicon
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パーク ジェア−グン
Kyoo-Chul Cho
チョー キョー−チュル
Gon-Sub Lee
リー ゴン−サブ
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、微小電子（microelectronic）素
子製造方法及び装置に関するもので、より詳しくはシリ
コンインゴット製造方法及びそれによって製造されたシ
リコンインゴット及びウェーハに関するものである。 【解決手段】 シリコンインゴットがインタースチシャ
ル固まりを防止できるくらい十分高いが、べーカンシー
固まりをべーカンシー豊富領域内に制限できるくらい十
分低いインゴットの引上速度プロファイルで、ホットゾ
ーン炉内の溶融物からインゴットを軸方向に引上させる
ことで製作される。このように引上されたインゴットは
各べーカンシー固まりを含むその中央のべーカンシー豊
富領域と、べーカンシー豊富領域とウェーハの縁部分の
間に位置しながらべーカンシー固まり及びインタースチ
シャル固まりがない無欠陥領域を有する複数個のセミ-
無欠陥ウェーハにスライシングされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微小電子(microelec
tronic)素子製造方法及び装置に関するもので、より詳
しくはシリコンインゴット製造方法及びそれによって製
造されたシリコンインゴット及びウエハに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】集積回路は消費者に広範囲に使用されて
おり、商業的にも広く使用されている。集積回路は一般
的に単結晶から製造される。 集積回路の集積密度が継
続的に増加されることによって集積回路のための高品質
の単結晶半導体物質を提供することが重要になってく
る。
【０００３】集積回路は典型的に大型単結晶シリコンイ
ンゴットの製造、ウェーハへのインゴットスライシン
グ、ウェーハ上での数多くの微小電子素子製造工程の遂
行及びパッケージされた個別集積回路へのウェーハの切
断によって製造される。
【０００４】シリコンインゴットの純度及び結晶化度は
それから製造される最終集積回路装置の性能に大きい影
響を与えるので欠陥の数が減少されたインゴット及びウ
ェーハの製造のための努力が増加されてきた。
【０００５】従来の単結晶シリコンインゴットを製造す
る一般的方法をこれから説明する。このような方法の概
略はウルフとタウバー氏によって1986年作成されたテキ
ストブック"Silicon Processing for the VLSI Era, Vo
lume 1, Process Technology"の1章、1-35ページにあ
り、これの開始はここで参考資料として使用される。
【０００６】単結晶シリコンの製造で電子級(electroni
c grade)多結晶は単結晶シリコンインゴットに転換され
る。クォチャイトのような多結晶シリコンは電子級多結
晶に精製される。精製された前記電子級多結晶シリコン
はチョクラルスキー(CZ)法またはフラットゾーン(FZ)技
術を使用して単結晶インゴットに成長される。本発明の
CZ技術を使用してシリコンインゴットを製造することと
関連されるので、以下この技術に関して調べてみる。
【０００７】チョクラルスキー成長は、接触面で液状か
ら原子の結晶性の固状化と関連がある。具体的に、釜に
電子級多結晶シリコンが充填されこの充填物は溶融され
る。正確な方向許容値を有するシリコンシード結晶が前
記溶融シリコンに下降する。 続いて、シード結晶が軸
方向に制御された速度で持ち上げられる。前記シード結
晶と釜は一般的に引上過程の間にお互い反対方向に回転
する。
【０００８】初期引上速度は一般的に相対的に速いの
で、シリコンの狭いネックが形成される。続いて、溶融
温度が減少及び安定化されることによって所望のインゴ
ット直径が形成される。このような直径は一般的に引上
速度を制御することにより維持される。引上は充填物が
殆ど消尽される時まで続くし、この時テールが(Tail)が
形成される。
【０００９】図２１はチョクラルスキープーラーの概略
図である。図２１に図示されたように、チョクラルスキ
ープーラー100は炉（furnace）、結晶引上メカニズム、
環境制御機及びコンピュータ化された制御システムを含
む。 前記チョクラルスキー炉は一般的にホットゾーン
炉（hot zone furnace）と呼ばれる。
【００１０】前記ホットゾーン炉は加熱要素102、104、
クォーツでできている内部の釜106、黒鉛でできている
外部の釜108及び図示されたように第1方向112で回転す
る回転軸110を含む。熱遮断板114が付加的な熱分配を遂
行することができる。
【００１１】前記結晶引上メカニズムは図示されたよう
に第1方向112に反対である第2方向122に回転することが
できる結晶引上軸120を含む。前記結晶引上軸120はシー
ド結晶124を掴んでいるし、釜106内の溶融された多結晶
充填物126からインゴット128を形成するために引上され
る。
【００１２】前記環境制御システムはチャンバー蓋13
0、冷却ポート132及び図示されない他の流動制御機及び
真空排気システムを含む。コンピュータ化された制御シ
ステムは前記加熱要素、プーラー及び他の電気的、機械
的要素を制御するために使用される。
【００１３】単結晶シリコンインゴットを成長させるた
めに、前記シード結晶124は溶融されたシリコン充填物1
26と接触しながら、次第に軸方向（上側）に引上され
る。単結晶シリコンへの前記溶融シリコン充填物126の
冷却及び固状化はインゴット128と溶融シリコン126の接
触面130′で行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】実際のシリコンインゴ
ットは欠陥を含むので理想的な単結晶インゴットとは異
なる。このような欠陥は集積回路装置を製造するのに望
ましくない。 このような欠陥は一般的に点欠陥（poin
t defect）または固まり（agglomerates：3次元欠陥）
で分類される。
【００１５】点欠陥はべーカンシー点欠陥とインタース
チシャル点欠陥という二つの一般的な形態がある。べー
カンシー点欠陥では一つのシリコン原子がシリコン結晶
格子で正常的な位置の一つから離脱したものである。こ
のようなべーカンシーがべーカンシー点欠陥になる。一
方、原子がシリコン結晶の非格子地点（インタースチシ
ャルサイト）で発見されるとこれはインタースチシャル
点欠陥になる。
【００１６】点欠陥は一般的に前記溶融シリコン126と
固状シリコン（インゴット）128の間の接触面130′で形
成される。しかし、インゴット128が継続的に引上され
ることによって接触面であった部分は冷却し始める。冷
却の間、べーカンシー点欠陥とインタースチシャル点欠
陥の拡散が欠陥をお互い合併してべーカンシー固まりま
たはインタースチシャル固まりを形成する。固まりは点
欠陥の合併に起因して発生する3次元構造である。 イ
ンタースチシャル固まりはディスロケーション欠陥また
はD-ディフェクト（D-defect）と呼ばれたりもする。
【００１７】このような固まりは時々このような欠陥を
検出するために使用される技術によって銘々されること
もある。従って、べーカンシー固まりは時々COP（Cryst
al Originated Particles）、 LST（Laser Scattering
Tomography）欠陥、またはFPD（Flow Pattern Defect
s）と呼ばれたりもする。インタースチシャル固まりはL
/D（Large/Dislocation）固まりと知られている。単結
晶シリコンで欠陥に対する論議はウルフ及びタウバ氏に
よって前述したテキストブックの2枚に提供されている
し、これらも本出願の参考資料として使用する。
【００１８】多くのパラメータが欠陥の数が少ない高純
度インゴットを成長させるために制御される必要がある
ということは既に知られている事実である。例えば、シ
ード結晶の引上速度及びホットゾーン構造で温度勾配を
制御することがよく知られている。
【００１９】ボロンコブの理論でV対Gの比（V/Gで言及
される）がインゴットで点欠陥の濃度を結晶することが
分かり、ここでVはインゴットの引上速度で、Gはインゴ
ット-溶融物接触面の温度勾配を表す。 ボロンコブの
理論はボロンコブ氏が著述した"The Mechanism of Swir
l Defects Formation in Silicon" ［Journal of Cryst
al Growth, Vol. 59, 1982, pp.625-643］に詳細に記述
されている。
【００２０】ボロンコブ理論の適用は1996年11月25日か
ら29日の間開かれたシリコン物質に対する向上された科
学技術に関する第2次国際シンポジウム（Second Intern
ational Symposium on Advanced Science and Technolo
gy of Silicon Material）で本出願の発明者が発表した
論文 "Effect of Crystal Defects on Device Characte
ristics" の519ページに載っている。
【００２１】論文の図15で、本出願の図２２に再生され
た、V/Gの関数としてべーカンシー及びインタースチシ
ャル濃度を図式的に表現した。ボロンコブの理論はウェ
ーハでべーカンシー/インタースチシャル混合の発生はV
/Gによって決定されることを説明している。より詳しく
は、V/G比が臨界点以上ではべーカンシー豊富インゴッ
トが形成される反面、V/G比が臨界点以下ではインター
スチシャル-豊富インゴットが形成される。
【００２２】物理学者、材料科学者及び他の多くの人々
によって数多くの理論的な研究や、チョクラルスキープ
ーラー製作者らによるたくさんの経験的な研究にもかか
わらず単結晶シリコンウェーハで欠陥密度を減らすため
の必要性は継続されている。結局究極的な要望はべーカ
ンシー及びインタースチシャル固まりがない無欠陥シリ
コンウェーハに対することである。
【００２３】本発明の目的は、インタースチシャル固ま
りを防止する程度に十分に高いがべーカンシー固まりを
インゴットの軸方向に沿ってべーカンシー豊富領域に制
限できる程度に十分に低いインゴットの引上速度プロフ
ァイルでホットゾーン炉内の溶融物からインゴットを軸
方向に引上させることで形成されるホットゾーン炉での
シリコンインゴット製造方法を提供することにある。
【００２４】このようにして引上られた前記インゴット
は各べーカンシー固まりを含むその中央のべーカンシー
豊富領域と前記べーカンシー豊富領域とウェーハの縁部
位の間に位置してべーカンシー固まり及びインタースチ
シャル固まりがない無欠陥領域を有する複数個のセミ-
無欠陥ウェーハにスライシングされる。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明は点欠陥の濃度が
一定である臨界濃度を超える場合のみに点欠陥から固ま
りが形成されることができるということを実現化したこ
とから由来する。点欠陥濃度（べーカンシーまたはイン
タースチシャル）がこのような臨界濃度以下に維持する
ことができるのであれは、インゴットが引上される時、
固まりが形成されることはできない。
【００２６】点欠陥濃度を臨界点欠陥濃度以下に維持す
るためにインゴット-溶融物接触面での温度勾配に対す
る引上速度の比率（V/G）は、（1）インタースチシャル
固まりを防止するために維持されなければならないイン
ゴット-溶融物の接触面での温度勾配に対する引上速度
の第1臨界比以上、（2）べーカンシー固まりをインゴッ
トの中央にあるべーカンシー豊富領域内に制限するため
に超えないインゴット-溶融物接触面での温度勾配に対
する引上速度の第2臨界比以下に制限される。
【００２７】従って、前記引上速度プロファイルはイン
ゴットがホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引上さ
れる時温度勾配に対する引上速度の比率が前記第1臨界
比以上、前記第2臨界比以下に維持されるように調節さ
れる。
【００２８】本発明の他の手段によると、インタースチ
シャル固まりを防止することができる程度に十分高い
が、べーカンシー固まりを防止することができる程度に
十分低いインゴットの引上速度プロファイルでインゴッ
トがホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引上され
る。
【００２９】従って、このようなインゴットがウェーハ
にスライシングされると、前記ウェーハは、点欠陥は含
むがべーカンシー固まり及びインタースチシャル固まり
がない無欠陥（pure）シリコンウェーハになる。
【００３０】本発明の前記の手段によると、V/G比がよ
り狭い範囲内に制限されると、点（point）インタース
チシャル濃度や点べーカンシー濃度全てが固まりを形成
する臨界点欠陥濃度以下に維持できるように決定され
る。
【００３１】無欠陥シリコンを形成するために、インタ
ースチシャル固まりを防止するために維持されるインゴ
ット-溶融物の接触面での温度勾配に対する引上速度の
第1臨界比が決定される。
【００３２】べーカンシー固まりを防止するために超え
ない、インゴット-溶融物接触面での温度勾配に対する
引上速度の第2臨界比も決定される。続いて、インゴッ
トがホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引上される
時、温度勾配に対する引上速度の比率が前記第1臨界比
以上、前記第2臨界比以下に維持される引上速度プロフ
ァイルが決定される。
【００３３】インゴット-溶融物の接触面で温度勾配に
対する引上速度の比率が前記二つの臨界比の間で維持さ
れるようにするためには半径方向（radial）温度勾配及
び軸方向（axial）温度勾配が考慮される。半径方向で
ウェーハを横切る温度勾配は縁部と比較してウェーハの
中央部が経験する他の熱的環境によって一般的に多様で
ある。
【００３４】より詳しくは、温度勾配は一般的に熱的特
性によってウェーハの中央に比べウェーハの縁部分でよ
り高い。引上速度はウェーハを横切って常に一定であ
る。従って、V/Gの比は一般的に半径方向でウェーハの
中央から縁部位に行くことにより減少する。前記引上速
度及びホットゾーン炉はV/G比がウェーハの中央からウ
ェーハの縁部分の拡散距離以内まで固まりを誘発する臨
界点欠陥濃度以下に、即ち前記第1及び第2臨界比の間で
維持されるように設計する。
【００３５】類似な考慮を軸方向に対して適用する。
軸方向では温度勾配が一般的にインゴットの増加された
熱量（thermal mass）に起因してインゴットがより多く
引上されると減少する。従って、インゴットが引上され
るとき、引上速度は一般的に前記第1及び第2臨界比の間
でV/Gの比が維持されるように減少されなければならな
い。
【００３６】従って、V/Gを二つの臨界比の間で維持さ
れるように引上速度を制御することでその中央にべーカ
ンシー豊富領域を有しながら前記べーカンシー豊富領域
とウェーハの縁部分の間に無欠陥領域を有するセミ-無
欠陥ウェーハが形成されることができる。前記べーカン
シー豊富領域は固まり欠陥のみではなく、べーカンシー
点欠陥も含むことができるし、前記無欠陥領域はべーカ
ンシー固まりまたはインタースチシャル固まりのどちら
も含まない。選択的にそして望ましくは点欠陥は含まれ
るが、べーカンシー固まり及びインタースチシャル固ま
りがない無欠陥ウェーハが形成されることができる。
【００３７】前記第1及び第2臨界比は実験的にまたはシ
ミュレーションによって決定される。前記臨界比は基準
インゴットをウェーハにスライシングすることで、また
は基準インゴットを軸方向にスライシングすることで実
験的に決定することができる。実験及びシミュレーショ
ン技術を結合的に使用することもできる。
【００３８】特に、前記第1及び第2臨界比は基準インゴ
ットを引上速度の一定の範囲にわたって可変させた引上
速度でホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引上させ
ることで実験的に決定できる。
【００３９】続いて、前記インゴットはウェーハにスラ
イシングされる。 セミ-無欠陥（semi-pure）ウェーハ
に対しては設定された大きさのべーカンシー豊富領域を
有しながらインタースチシャル固まりがないウェーハが
確認される。望ましくは最小のべーカンシー豊富領域を
有しながらまたインタースチシャル固まりがないウェー
ハが確認される。セミ-無欠陥シリコンのための前記第1
及び第2臨界比は前記確認されたウェーハの引上速度及
びインゴット内で前記確認されたウェーハの位置から計
算される。
【００４０】無欠陥シリコンウェーハに対する前記第1
及び第2臨界比を決定するためには基準インゴットが引
上され、ウェーハにスライシングされた後、べーカンシ
ー固まり及びインタースチシャル固まりがないウェーハ
が確認される。無欠陥シリコンのための前記第1及び第2
臨界比は前記確認されたウェーハの引上速度及びインゴ
ット内で前記確認されたウェーハの位置から計算され
る。
【００４１】前記基準インゴットは望ましくは、第1引
上速度から前記第1引上速度より小さい第2引上速度に、
前記第1引上速度より小さいかまたは高いし、前記第2引
上速度より高い第3引上速度に至る引上速度の範囲に渡
って可変する引上速度で引上される。
【００４２】前記第1、第2及び第3引上速度は望ましく
はインゴットの好ましい直径と予想されるV/G比に依存
する。 望ましくは引上速度での線形的な変化が前記第
1及び第2臨界比が決定されるように使用される。
【００４３】他の実験技術では、基準インゴットが一定
の範囲の引上速度に渡って可変する引上速度でホットゾ
ーン炉内のシリコン溶融物から引上される。 続いて前
記基準インゴットは軸方向にスライシングされる。
【００４４】セミ-無欠陥ウェーハのために前記軸方向
にスライシングされた基準インゴットで最小のべーカン
シー豊富領域を有しながらインタースチシャル固まりが
ない少なくとも一つの軸方向の位置が確認される。
【００４５】前記セミ-無欠陥シリコンのための前記第1
及び第2臨界比は前記軸方向にスライシングされたイン
ゴット内で前記確認された軸方向位置に対応する引上速
度から計算される。
【００４６】パーフェクトシリコンを形成するために軸
方向にスライシングされた基準インゴット内でインター
スチシャル及びべーカンシー固まりがない少なくとも一
つの軸方向の位置が確認される。無欠陥シリコンのため
の前記第1及び第2臨界比は前記確認された少なくとも一
つの軸方向の位置と前記軸方向にスライシングされたイ
ンゴット内で前記確認された軸方向位置の地点から計算
される。
【００４７】前記第1及び第2臨界比はまたシミュレーシ
ョンを使用して理論的に決定することもできる。特に、
前記第1及び第2臨界比はボロンコブの理論から確認され
ることもあり得る。半径方向温度勾配プロファイルに対
する引上速度はインゴット引上の間に特定のホットゾー
ン炉のシミュレーティング作動によって決定されること
もあり得る。
【００４８】軸方向温度プロファイルに対する引上速度
はインゴット引上の間にホットゾーン炉のシミュレーテ
ィング作動によって決定され得る。インゴットで温度勾
配に対する引上速度の比率が前記第1臨界比以上、第2臨
界比以下で維持される引上速度プロファイルが前記半径
方向温度勾配プロファイルに対するシミュレーティング
された引上速度及び軸方向温度勾配プロファイルに対す
る前記シミュレーティングされた引上速度から決定され
得る。
【００４９】また、無欠陥シリコンのための前記第1及
び第2臨界比が二つの段階の過程で確認されることがで
きるということも分かる。先ず、セミ-無欠陥シリコン
のための第1及び第2臨界比は、実験的及び/または理論
的に決定され得る。次に、ホットゾーン構造が前記第1
及び第2臨界比が実験的及び/または理論的に決定される
時まで修正されることが可能である。
【００５０】本発明は一つのシリコンインゴットから製
造される複数個のセミ-無欠陥単結晶シリコンウェーハ
を提供することができる。前記セミ-無欠陥シリコンウ
ェーハのそれぞれはべーカンシー固まりを含む中央に形
成されたべーカンシー豊富領域と前記べーカンシー豊富
領域とウェーハの縁部分の間でべーカンシー固まり及び
インタースチシャル固まりがない無欠陥領域を有する。
【００５１】前記各ウェーハのべーカンシー豊富領域は
本質的に同一直径を有する。望ましくは、前記無欠陥領
域は少なくともウェーハ面積の36％で、より望ましくは
少なくともウェーハ面積の60％になる。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
例を添付した図面を参照に詳しく説明する。一方、本発
明は多くの他の形態に具現され得るし、以下で言及され
た実施形態例に限定されることではない。
【００５３】まず本発明の要約を述べると、本発明は、
シリコンインゴットがインタースチシャル固まりを防止
できるくらい十分高いが、べーカンシー固まりをべーカ
ンシー豊富領域内に制限できるくらい十分低いインゴッ
トの引上速度プロファイルで、ホットゾーン炉内の溶融
物からインゴットを軸方向に引上させることで製作され
る。このように引上られたインゴットは各べーカンシー
固まりを含むその中央のべーカンシー豊富領域と、べー
カンシー豊富領域とウェーハの縁部分の間に位置しなが
らべーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりが
ない無欠陥領域を有する複数個のセミ-無欠陥ウェーハ
にスライシングされる。本発明の他の形態によると、イ
ンタースチシャル固まりを防止することができるくらい
十分高いがべーカンシー固まりを防止することができる
くらい十分低いインゴットの引上速度のプロファイルで
インゴットがホットゾーン炉内のシリコン溶融物から引
上される。
【００５４】従って、このようなインゴットがウェーハ
にスライシングされるとウェーハは、点欠陥は含むがべ
ーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりがない
無欠陥（pure）シリコンウェーハになる。
【００５５】＜概観：べーカンシー豊富及びパーフェク
トウェーハ＞図１乃至図２を参照して、（1）その中央
に形成されるしべーカンシー固まりを含むべーカンシー
豊富領域及び（2）前記べーカンシー豊富領域と前記ウ
ェーハの縁部分の間に位置してべーカンシー固まり及び
インタースチシャル固まりがない無欠陥領域（pure reg
ion）を有するセミ-無欠陥ウェーハの製造に対する概観
を説明する。
【００５６】図１で示されるように、このようなべーカ
ンシー豊富ウェーハの製造はボロンコブ（Voronkov）の
理論から始まる。
【００５７】ボロンコブの理論は図１に図式的に表示さ
れている。縁部分Eから始まって、中央Cで終わる線で分
かるように、インゴット溶融物の表面で温度勾配に対す
る引上速度の比が、V/Gで表現される「ポイントa」に表
示された縁部分Eからの拡散距離での（V/G）1 より大き
く、中央Cでの（V/G）2より小さく維持されるのであれ
ば、その中央にべーカンシー豊富領域及び前記べーカン
シー豊富領域とウェーハの縁部分の間の無欠陥領域を有
するセミ-無欠陥ウェーハが製造されることができると
いうことが本発明によって明らかになった。
【００５８】特に、V/Gはインゴットでウェーハを横切
る半径方向に変化するし、一般的にウェーハの中央と縁
部分での他の熱的特性に起因してウェーハの中央から縁
部分に進むことにより減少する。従って、備えられたウ
ェーハは図１で見るようにその中央（C）から縁部分
（E）に至るまでの半径方向V/G範囲を有する。
【００５９】シリコンインゴット及びウェーハの製造で
の最大の関心はウェーハでべーカンシーまたはインター
スチシャルの固まり（agglomerates）の形成にある。固
まりは溶融物からインゴットの製作初期の間に形成され
る点欠陥の合併に起因して形成されることと知られてい
る。
【００６０】前記点欠陥濃度は一般的に前記シリコンイ
ンゴットとシリコン溶融物の間の接触面での条件によっ
て決定される。続いて、インゴットがさらに引上られる
ことによって拡散及び冷却が固まりを形成するための点
欠陥の合併を決定する。
【００６１】図２で分かるように、本発明によると、各
点欠陥がその以下で固まりに合併されない臨界べーカン
シー点欠陥濃度［V］*及び臨界インタースチシャル点欠
陥濃度［I］*が存在することが分かった。
【００６２】本発明によると、点欠陥の濃度がウェーハ
の周辺領域でこのような臨界濃度以下に維持されるので
あれば、べーカンシー豊富領域がウェーハの中央に形成
され、ウェーハの縁部分と前記べーカンシー豊富領域の
間に無欠陥領域が形成されることが明らかになった。
【００６３】従って、図２で分かるように、べーカンシ
ー濃度はその中央C付近を除外してウェーハを横切って
臨界べーカンシー濃度［V］*以下に維持される。従っ
て、図３で分かるようにべーカンシー豊富領域［V］が
その中央に形成され、べーカンシー豊富領域［V］外枠
からウェーハの縁部分の領域はべーカンシー固まりがな
いし、［P］表示する（無欠陥またはパーフェクト）。
【００６４】インタースチシャルに対して再び図２を参
照すると、インタースチシャル濃度はウェーハの中央か
らポイントaに対応するウェーハの縁部分Eから拡散距離
LIに至るまで前記臨界インタースチシャル濃度［I］*以
下に維持される。
【００６５】ウェーハの拡散距離LIと縁部分Eの間で、
たとえ前記インタースチシャル濃度が初期にインゴット
-溶融物の接触面で前記臨界濃度［I］*以上であれば、
拡散によってインタースチシャルべーカンシーはインゴ
ットから拡散されていくし結晶成長の間に固まりを形成
しない。
【００６６】従って、図３で分かるようにその中央にべ
ーカンシー豊富領域［V］と縁部分と前記べーカンシー
豊富領域の間にパーフェクト領域［P］が形成される。
望ましくは前記無欠陥領域［P］は少なくともウェーハ
の面積の36％、より望ましくは少なくともウェーハ面積
の60％になる。
【００６７】図３でのウェーハを形成するためにV/Gは
ポイントaで（V/G）1より大きいし、中央Cで（V/G）2と
同じかより少なくなるように維持されなければならな
い。 V/Gの比率を前記二つの臨界値の間で維持される
ようにするためには二つの熱的考慮をしなければならな
い。 はじめに、ウェーハの中央Cからウェーハの拡散
距離aに至る半径方向温度勾配Gがこのような値内に維持
されなければならない。
【００６８】従って、中央でのV/Gはべーカンシー固ま
りをべーカンシー豊富領域内に抑制するために（V/G）2
に近接しなければならない。さらに、縁部分からの拡散
距離L1でのV/Gはインタースチシャル固まりを防止する
ために（V/G）1より大きく維持されなければならない。
従って、炉のホットゾーンはウェーハの中央からウェ
ーハの拡散距離に至るまでV/Gが（V/G）2と（V/G）1の
間で維持されるように、Gの変化が維持されなければな
らない。
【００６９】その次は、Gがウェーハがシード（seed）
から始まって、テール（tail）で終わるまで溶融物から
引上されることによって軸方向に変化されるということ
である。特に、インゴットの増加する熱的質量、溶融物
の減少する熱的質量及び他の熱的考慮は一般的にインゴ
ットが溶融物から引上られるときGを減少させる。従っ
て、V/Gを前記第1及び第2臨界比の間に維持させるため
には引上速度プロファイルはインゴットがホットゾーン
炉内でのシリコン溶融物から引上られることによって調
整される。
【００７０】インゴットが引上られることによってV/G
を制御することによって、べーカンシー固まりは図４で
分かるようにインゴットの軸Aに近接するべーカンシー
豊富領域［V］に制限することができる。インタースチ
シャル固まりは形成されないし、べーカンシー豊富領域
［V］の外側のインゴット領域は無欠陥またはパーフェ
クトを表す［P］表示される。
【００７１】また、図４で示されるように、これはべー
カンシー固まりを含むし、その中央に位置するべーカン
シー豊富領域［V］とべーカンシー固まり及びインター
スチシャル固まりがないし、ウェーハの縁部分と前記べ
ーカンシー豊富領域の間に位置する無欠陥領域を有する
複数個のセミ-無欠陥ウェーハを生産する前記べーカン
シー豊富領域の直径は各ウェーハで同一である。単一イ
ンゴットから形成された前記複数個のウェーハに対する
確認は、一般的に全てのウェーハ上に表示されるアルフ
ァニュメリック（alphanumeric）コードである図４で表
示された「ID」であるID数で把握されることができる。
このような18個の記号は単一インゴットから出る全ての
ウェーハを確認することができる。
【００７２】図５はV/Gをインゴットが溶融物から引上
される時、前記二つの臨界比の間で維持されるように使
用される引上速度プロファイルを表す。一般的にGはイ
ンゴットが溶融物から引上されることによって減少され
るし、引上速度VはまたV/Gが前記二つの臨界比の間で維
持されるように減少する。予想される工程変数を許容す
るために望ましくは、V/Gは前記第1及び第2臨界比の間
の中間に維持される。従って、望ましくは工程変数を許
容するために境界領域が維持される。
【００７３】＜概観：無欠陥シリコンウェーハ＞図６乃
至図１０は図１乃至図５に対応するし、無欠陥シリコン
インゴット及びウェーハを形成するための引上速度プロ
ファイルの制御を示す。図６で分かるように、V/Gがウ
ェーハの中央Cとウェーハの縁部分Eからの拡散距離aの
間でより近接する許容値内で維持されるのであれば、イ
ンタースチシャル固まりだけではなくべーカンシー固ま
りの形成はウェーハ全体に渡って防止される。
【００７４】従って、図７で分かるようにウェーハの中
央（インゴットの軸A）でV/Gの比はべーカンシー固まり
を形成する前記臨界比（V/G）2より低く維持される。
【００７５】類似に、V/Gはインタースチシャル固まり
を形成する前記臨界比（V/G）1以上に維持される。従っ
て、図８の無欠陥シリコン［P］はインタースチシャル
固まり及びべーカンシー固まりがなく形成される。前記
無欠陥インゴットは図９で分かるように一連の無欠陥ウ
ェーハを形成する。無欠陥シリコンのための引上速度プ
ロファイルが図１０に表れる。
【００７６】＜引上速度プロファイルの決定＞本発明に
よると、その中央にべーカンシー豊富領域と、べーカン
シー豊富領域とウェーハの縁部分の間に無欠陥領域を有
するセミ-無欠陥ウェーハを形成するためには、インゴ
ットがホットゾーン内のシリコン溶融物から引上される
とき、インゴット内での温度勾配に対する引上速度の比
が第1臨界比以上、第2臨界比以下に維持されるように引
上速度プロファイル（図５）が決定される。
【００７７】類似に、点欠陥は含まれるが、べーカンシ
ー固まり及びインタースチシャル固まりがない無欠陥シ
リコンを形成するためには、インゴットがホットゾーン
炉内のシリコン溶融物から引上される時温度勾配に対す
る引上速度の比が第1臨界比以上、第2臨界比以下に維持
されるように引上速度プロファイル（図１０）が決定さ
れる。前記引上速度プロファイルに対する決定を以下で
説明する。
【００７８】前記引上速度のプロファイルはシミュレー
ションによって理論的に、実験的に基準インゴットを軸
方向にスライシングすることで、実験的に基準インゴッ
トをウェーハにスライシングすることで、またはこれら
の技術の結合によって決定され得る。
【００７９】さらに、無欠陥シリコンのための引上速度
プロファイルは先ずセミ-無欠陥シリコンのための引上
速度プロファイルを決定し、続いて無欠陥シリコンのた
めの引上速度プロファイルを得るためにホットゾーンの
構造を変更することで決定することができる。 このよ
うな技術を以下で説明する。
【００８０】＜シミュレーションによる引上速度プロフ
ァイル＞図１１を参照すると、シミュレーションによる
引上速度プロファイルの理論的な決定に対して以下で説
明する。図１１で分かるように、常用化されたシミュレ
ーションソフトウェーハがブロック502でV/Gでの半径変
化（△（V/G）に言及される）をシミュレーションする
ために使用される。
【００８１】続いて、ブロック504で中央から縁部分か
らの拡散距離L1に至るV/Gでの変化がセミ-無欠陥ウェー
ハまたは無欠陥ウェーハを形成するための基準を満足さ
せるくらい十分小さいかに関して決定が行われる。
【００８２】特に、図３に示されるべーカンシー豊富領
域を有するシリコンのためには前記△（V/G）はウェー
ハの半径dと半径aの間の全ての領域に対して（V/G）1及
び（V/G）2の間になければならない。言い換えると、イ
ンタースチシャル点欠陥濃度は中央Cとaの間のウェーハ
の半径に対して［I］*より小さくなければならないし、
べーカンシー点欠陥濃度はdより大きいウェーハの半径
に対して［V］*より小さくなければならない。
【００８３】類似に、図６〜図１０で分かるように無欠
陥シリコンを形成するためには、前記△（V/G）が中央C
から拡散距離aに至る半径に対して［V］が臨界濃度
［V］*以下に維持され、［I］が臨界濃度［I］*以下に
維持されるようにするために（V/G）2 −（V/G）1と同
じか小さくなければならない。
【００８４】図１１に対する説明を続けると、ブロック
504で、もしブロック502で決定されるV/Gでの半径変化
がセミ-無欠陥または無欠陥ウェーハ（図４及び図９）
のための条件を満足させるくらい十分大きいのであれ
ば、前記ホットゾーンは前記勾配が望む条件を満足させ
るくらい十分小さい時までブロック506で修正されて再
びシミュレートされる。
【００８５】特に、図１５で示されるように前記ホット
ゾーンは熱遮断板114に蓋914を追加することで、そして
前記蓋914と熱遮断板114の間の空間をカーボンフェライ
ト（carbon ferrite）のような熱保存物質９１６で充填
することで修正され得る。他のホットゾーンの変更が必
要であれば、温度勾配を減少させるために行われること
ができる。
【００８６】再び図１１を参照すると、V/Gの軸方向変
化のシミュレーションがブロック508でインゴットが引
上されることによって△（V/G）の変化を決定するため
に遂行される。また、ブロック510で前記変化がウェー
ハが成長されることによって望む特性を維持するのに十
分少ないかの有無に関してテストが行われる。そうでな
ければホットゾーンがブロック506で修正される。
【００８７】続いて、ブロック512で引上速度プロファ
イルが図５または図１０で示されるように臨界V/Gを維
持するために決定される。続いて、インゴットがブロッ
ク514で前記引上速度に製造される。望ましくは引上速
度プロファイルが典型的な工程変数らを補償することが
できる境界領域を維持できるように前記臨界比の間の中
間でV/Gが維持されるようにブロック512で使用される。
【００８８】＜軸方向スライシングによる引上速度プロ
ファイル＞図１２を参照すると、軸方向スライシングを
使用した引上速度プロファイルに対する実験的決定をこ
れから説明する。図１２で示されるように、基準インゴ
ットがブロック602で多様な引上速度に引上される。望
ましい引上速度プロファイルを決定するために一定の引
上速度の範囲が図１６で示されるように使用される。
【００８９】図１６で示されるように、前記引上速度は
1.2mm/minのような高引上速度（a）から0.5mm/minの低
引上速度（c）及び再び高引上速度に調整される。前記
低引上速度は0.4mm/minまたはそれ以下であることもあ
り得る。引上速度（b）及び（d）での変化は線形的なも
のが望ましい。図１７及び図１８で示される断面積を有
するインゴットが製造されることもできる。
【００９０】図１７及び図１８はインゴット内でべーカ
ンシー豊富領域［Ｖ］、インタースチシャル-豊富領域
［I］及びパーフェクト領域［P］をそれぞれ示す。この
ような領域は図１７及び図１８の線によって示されない
多様な濃度の固まりを有することができるということは
当業者にとって容易に理解されることである。
【００９１】再び、図１２に戻って、インゴットがブロ
ック604で軸方向にスライシングされる。 従って、図
１７を参照すると、セミ-無欠陥シリコンに対してイン
ゴットが軸方向にスライシングされ、固まりの濃度がコ
パーデコレーション（copperdecoration）、セコエッチ
ング（secco-etching）、XRT（X-Ray Topography）分
析、ライフタイム（lifetime）測定または他の一般的な
技術のような従来の技術を使用して軸方向スライシング
内で測定される。
【００９２】望ましくは、XRT分析、ライフタイム測定
がインゴットが軸方向に切断され、ミラー（mirror）エ
ッチングされた後、窒素雰囲気下で800℃で4時間、1000
℃で16時間アナーリングされた後測定される。
【００９３】図１７で示されるように軸方向位置P1は、
大きなべーカンシー豊富領域及び相対的に少ないパーフ
ェクト領域を有する。軸方向位置P2は小さいべーカンシ
ー豊富領域及びより大きいパーフェクト領域を有するの
である。軸方向位置P3はできるだけ非常に小さいべーカ
ンシー豊富領域及びインタースチシャル固まり-豊富領
域の導入なくできるだけ非常に大きいパーフェクト領域
を有する。
【００９４】軸方向位置P4はより小さいべーカンシー豊
富領域を有するが、好ましくない大きいインタースチシ
ャル-豊富領域を有する。従って、ブロック608で、前記
V/Gは図１７のインゴットの軸方向位置に根拠した軸方
向位置P3に対して決定される。ブロック610でV/Gを満足
させる引上速度プロファイルがウェーハが引上されるこ
とによって前記P3位置に対して決定され、続いてインゴ
ットが製造される。
【００９５】前記軸方向位置P3は工程変数がインタース
チシャル領域の成長を誘発させるので実際生産時には使
用できないということは当業者であれば十分に理解する
ことができる。 従って、位置P2とP3の間の軸方向位置
が工程変数にもかかわらずインタースチシャル固まりの
導入なく受容できる小さいべーカンシー豊富領域が含ま
れるように選択され得る。
【００９６】軸方向インゴットスライシングが無欠陥シ
リコンのために設計されたホットゾーンで引上されたイ
ンゴットに対してまた遂行されることもできる。このよ
うなインゴットが図１８に示されている。図１７と同じ
くべーカンシー豊富領域［V］、インタースチシャル-豊
富領域［I］及びパーフェクト領域［P］が示される。
【００９７】図１８で示されるように、軸方向位置P5乃
至P10は図１７と関連して説明されたものと類似に中央
にべーカンシー豊富領域を含む。位置P7及びP10はイン
タースチシャル-豊富リング及び中央のパーフェクト領
域を含む。
【００９８】しかし、位置P6及びP9は中央にべーカンシ
ーがないし縁部分にインタースチシャルがないので全て
パーフェクト領域である。従って、ブロック606で位置P
6及びP9に対応する軸方向位置が選定され、フロック608
でこのような軸方向位置に対するV/Gが決定される。
【００９９】このようなV/Gを維持するための引上速度
のプロファイルがフロック610で決定されるし、インゴ
ットがブロック612で製造される。位置P6及びP9に隣接
した軸方向位置の範囲が無欠陥シリコンを製造するため
に選定されることもできる。従って、実質的なV/Gがい
まだに無欠陥シリコンの特性を維持する工程変数を許容
することができるように選択され得る。
【０１００】＜ウェーハ確認化による引上速度のプロフ
ァイル＞図１３を参照すると、ウェーハの確認化による
引上速度プロファイルに対する実験的な決定をこれから
説明する。図１３で示されるように、基準インゴットが
ブロック702で多様な引上速度に引上される。好ましい
引上速度のプロファイルを決定するために一定の引上速
度の範囲が図１６で示されるように使用される。
【０１０１】例えば、前記引上速度は1.2mm/minのよう
な高引上速度（a）から0.5mm/minの低引上速度（c）及
び再び高引上速度に調整される。前記低引上速度は0.4m
m/minまたはその以下である可能性もある。引上速度
（b）及び（d）での変化は線形的なことが望ましい。図
１７及び図１８で示される断面積を有するインゴットが
製造され得る。
【０１０２】図１３に戻って、前記インゴットはフロッ
ク704で半径方向にスライシングされ複数個のウェーハ
になる。従って、図１７を参照すると、セミ-無欠陥シ
リコンに対して前記インゴットがスライシングされ見本
ウェーハW1乃至W4を提供するようになる。
【０１０３】続いて、固まりの濃度がコパーデコレーシ
ョン（copper decoration）、セコエッチング（secco-e
tching）、ライフタイム（lifetime）測定または他の一
般的な技術のような従来の技術を使用して前記ウェーハ
内で測定される。
【０１０４】図１７で示されるように、ウェーハW1は大
きいべーカンシー豊富領域及び相対的に少ないパーフェ
クト領域を有する。
【０１０５】ウェーハW2は小さいべーカンシー豊富領域
及びより大きいパーフェクト領域を有する。ウェーハW3
はできるだけ非常に小さいべーカンシー豊富領域、及び
インタースチシャル固まり-豊富領域の導入なく非常に
大きいパーフェクト領域を有することである。
【０１０６】ウェーハW4はとても小さいべーカンシー豊
富領域を有するが、望ましくない大きいインタースチシ
ャル豊富領域を有する。従って、ブロック708で、V/Gは
図１７のインゴットの軸方向の位置に根拠したウェーハ
W3に対して決定される。ブロック710で引上速度のプロ
ファイルがウェーハが引上されることによって前記ウェ
ーハW3に対して決定され、続いてインゴットが製造され
る。
【０１０７】前記ウェーハW3の軸方向の位置が工程変数
がインタースチシャル領域の成長を誘発させるので実際
の生産時には使用されることができないということは当
業者であれば十分に理解することができる。従って、ウ
ェーハW2とW3の間のウェーハの軸方向の位置が工程変数
にもかかわらずインタースチシャル固まりの導入なし
に、受容できる小さなべーカンシー豊富領域が含まれる
ように選択することができる。 ウェーハのスライシングがパーフェクトシリコンのため
に設計されたホットゾーンで引上されたインゴットに対
してまた行われることも可能である。そのようなインゴ
ットが図１８に表れている。 図１７でのようにべーカン
シー豊富領域［V］、インタースチシャル-豊富領域
［I］及びパーフェクト領域［P］が表れる。
【０１０８】図１８で分かるように、複数個のウェーハW
5乃至W10は図１７と関連して説明されたものと類似に中
央にべーカンシー豊富領域を含む。ウェーハW7及びW8は
インタースチシャル-豊富リング及び中央のパーフェク
ト領域を含む。しかし、ウェーハW6及びW9は中央にべーカ
ンシーがないし、縁部分にインタースチシャルがないの
で全てパーフェクト領域である。
【０１０９】従って、ブロック706でウェーハW6及びW9に
対応する軸方向の位置が選定され、ブロック708でこのよ
うな軸方向位置に対するV/Gが決定される。このようなV/
Gを維持するための引上速度のプロファイルがブロック7
10で決定されるし、インゴットがブロック712で製造され
る。
【０１１０】ウェーハW6及びW9に隣接したウェーハの位
置の範囲が無欠陥シリコンを製造するために選択される
ことは当業者にとって容易に理解されることである。従
って、実質的なV/Gが継続して無欠陥シリコンの特性を維
持する工程変数を許容することができるように選択され
る。
【０１１１】＜実験的及びシミュレーション技術による
引上速度プロファイル＞図１４を参照すると、シミュレ
ーション、軸スライシング及びウェーハの確認化の結合
が本発明によってインゴット製造のために使用され得
る。図１４のブロック802で示されたようにシミュレーシ
ョンが引上速度の範囲を決定することに使用され得る。
ブロック804で複数個の基準インゴットが成長され得
る。
【０１１２】前記インゴットの一部はブロック806で軸
方向にスライシングされ、一部はブロック808でウェーハ
にスライシングされる。最適のV/Gがブロック814で軸方
向のスライシング、ウェーハの確認化及びシミュレーシ
ョンの結果の相関関係から決定される。続いて、ブロック
812で引上速度プロファイルが決定され、インゴットがブ
ロック814で製造される。このような過程が無欠陥シリ
コンを得るために2度遂行されることができるし、前記ホ
ットゾーンはセミ-無欠陥シリコンを得た後必要であれ
ば修正され得る。 実際の引上速度プロファイルは望むインゴットの直径、
使用される特定のホットゾーン炉及びシリコン溶融物の
品質等を含めてこれに限定されない多くの変数に依存す
る。
【０１１３】図１９及び図２０はシミュレーションと実
験的な技術（図１４）の結合を利用して決定された引上
速度のプロファイルを示す。図１９は12cmの直径のべー
カンシー豊富領域を形成し、64%の無欠陥シリコン領域を
提供するために100cmの長さと200mm直径を有するインゴ
ットを成長させるための引上速度プロファイルを示す。
【０１１４】三菱マテリアルイクノ（Mitsubishi Mater
ial Ikuno）によって製作されたモデル名Q41のホットゾ
ーン炉が使用された。図２０は図１７の修正されたホッ
トゾーンが使用されたことを除外しては図１９のような
インゴットパラメータを使用して無欠陥シリコンを成長
させるための引上速度のプロファイルを示す。
【０１１５】以上で本発明は記載された具体例に対して
のみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多
様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明
白なことであり、このような変形及び修正が添付された
特許請求範囲に属することは当然なことである。
【０１１６】
【発明の効果】従って、前記V/G比がより細密に制御さ
れるのであれば、本発明は一つのシリコンインゴットか
ら製造された複数個の無欠陥単結晶シリコンウェーハを
生産することができるし、前記各無欠陥シリコンウェー
ハにはべーカンシー固まり及びインタースチシャル固ま
りが存在しない。
【０１１７】すなわち、インゴット-溶融物の接触面で
の温度勾配に対する引上速度の比を上部下部の境界の間
に維持させることで固まりの欠陥がウェーハの中央のべ
ーカンシー豊富領域に抑制され得るし、または除去され
て無欠陥シリコンウェーハを生産することもできるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】その中央にべーカンシー豊富領域(vacancy-ric
h region)と、前記べーカンシー豊富領域とウェーハの
縁部分の間の無欠陥領域（pure region）を有するウェ
ーハの製造を概略的に示す説明図である。
【図２】その中央にべーカンシー豊富領域(vacancy-ric
h region)と、前記べーカンシー豊富領域とウェーハの
縁部分の間の無欠陥領域（pure region）を有するウェ
ーハの製造を概略的に示す説明図である。
【図３】その中央にべーカンシー豊富領域(vacancy-ric
h region)と、前記べーカンシー豊富領域とウェーハの
縁部分の間の無欠陥領域（pure region）を有するウェ
ーハの製造を概略的に示す説明図である。
【図４】その中央にべーカンシー豊富領域(vacancy-ric
h region)と、前記べーカンシー豊富領域とウェーハの
縁部分の間の無欠陥領域（pure region）を有するウェ
ーハの製造を概略的に示す説明図である。
【図５】その中央にべーカンシー豊富領域(vacancy-ric
h region)と、前記べーカンシー豊富領域とウェーハの
縁部分の間の無欠陥領域（pure region）を有するウェ
ーハの製造を概略的に示す説明図である。
【図６】固まり(agglomerates)がないウェーハの製造を
概略的に示した説明図である。
【図７】固まり(agglomerates)がないウェーハの製造を
概略的に示した説明図である。
【図８】固まり(agglomerates)がないウェーハの製造を
概略的に示した説明図である。
【図９】固まり(agglomerates)がないウェーハの製造を
概略的に示した説明図である。
【図１０】固まり(agglomerates)がないウェーハの製造
を概略的に示した説明図である。
【図１１】本発明によるシミュレーションによる引上速
度プロファイルの理論的な決定過程を示したフローチャ
ートである。
【図１２】本発明による軸方向スライシング(axial sli
cing)による引上速度プロファイルの実験的決定過程を
示したフローチャートである。
【図１３】本発明によるウェーハの確認化(identificat
ion)による引上速度プロファイルの実験的な決定過程を
示したフローチャートである。
【図１４】本発明によるインゴットを製造するためのシ
ミュレーション、軸方向スライシング及びウェーハ確認
化の結合を示したフローチャートである。
【図１５】パーフェクトシリコンを形成するための本発
明による改良されたチョクラルスキープーラーの概略図
である。
【図１６】本発明による望ましい引上速度プロファイル
を決定するための引上速度の変化を示す特性図である。
【図１７】本発明による第1基準インゴットのべーカン
シー豊富領域、インタースチシャル-豊富(interstitial
rich)領域及びパーフェクト領域を示すX線トフォグラ
フィの概略図である。
【図１８】本発明による第2基準インゴットのべーカン
シー豊富領域、インタースチシャル-豊富(interstitial
rich)領域及びパーフェクト領域を示すX線トフォグラ
フィの概略図である。
【図１９】本発明によるべーカンシー豊富ウェーハ及び
パーフェクトウェーハをそれぞれ成長させるための引上
速度プロファイルを図式的に示した特性図である。
【図２０】本発明によるべーカンシー豊富ウェーハ及び
パーフェクトウェーハをそれぞれ成長させるための引上
速度プロファイルを図式的に示した特性図である。
【図２１】単結晶シリコンインゴットを成長させるため
のチョクラルスキープーラー(puller)を示す概略構成図
である。
【図２２】ボロンコブ(Voronkov)理論を図式化した説明
図である。
【符号の説明】
１００…チョクラルスキープーラー １０２ …加熱要素 １０４…加熱要素 １０６…内部釜 １１０…回転軸 １１２…第1方向 １１４…熱遮断板 １２０…結晶引上軸 １２２…第2方向 １２４…シード結晶 １２６…充填物 １２８…インゴット １３０…チャンバー蓋 １３２…冷却ポート ９１４…蓋 ９１６…熱保存物質 １３０′…接触面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年４月８日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／９８９５９１ (32)優先日 1997年12月12日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 キョー−チュル チョー 大韓民国，キュングキ−ドー，ヨンギン− シティー，スージ−エウブ，プーングデュ クチュン−リ，698−２，ハンサング ア パートメント 110−1004 (72)発明者 ゴン−サブ リー 大韓民国，キュングキ−ドー，スヲン−シ ティー，チャンガン−グー，ソングジョッ ク−ドング，108−15，イブジ ハウジン グ カ−402

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インタースチシャル固まりを防止するこ
    とができるように十分高いが、べーカンシー固まりをイ
    ンゴットの軸方向に沿ってべーカンシー豊富領域内に制
    限させることができるように十分に低い引上速度（pull
    rate）プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物からインゴットを軸方向に引上げる段階を備えるこ
    とを特徴とするホットゾーン炉でのシリコンインゴット
    製造方法。 【請求項２】 前記引上段階の以後に、前記引上られた
    インゴットをべーカンシー固まりを含むその中央のべー
    カンシー豊富領域と、べーカンシー豊富領域とウェーハ
    の縁部分の間にべーカンシー固まり及びインタースチシ
    ャル固まりがない無欠陥領域を有する複数個のセミ-パ
    ーフェクトウェーハにスライシングする段階が遂行され
    ることを特徴とする請求項１に記載のホットゾーン炉で
    のシリコンインゴット製造方法。 【請求項３】 前記引上段階に先行して、 前記インゴットと溶融物との接触面でインタースチシャ
    ル固まりを防止するために維持されなければならない、
    温度勾配に対する引上速度の第1臨界比を決定する段階
    と、 前記インゴットと溶融物との接触面でべーカンシー固ま
    りを前記インゴットの中央にあるべーカンシー豊富領域
    内に制限させるために超えない、温度勾配に対する引上
    速度の第2臨界比を決定する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉でシリコン溶融物から
    引上される時インゴット内で前記温度勾配に対する引上
    速度の比が前記第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下で
    維持される引上速度プロファイルを決定する段階とが遂
    行されることを特徴とする請求項１に記載のホットゾー
    ン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する段
    階は、一定の範囲の引上速度にわたり可変する引上速度
    に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準イン
    ゴットを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングさせる段
    階と、 最小のべーカンシー豊富領域を有するし、インタースチ
    シャル固まりがないウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度と前記確認されたウ
    ェーハのインゴット内での位置から前記第1及び第2臨界
    比を計算する段階とを備えることを特徴とする請求項３
    に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方
    法。 【請求項５】 前記一定の範囲の引上速度にわたって可
    変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融
    物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上速
    度から該第1引上速度より低い第2引上速度に、前記第2
    引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわた
    り可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン
    溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を備え
    てなることを特徴とする請求項４に記載のホットゾーン
    炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項６】 前記引上速度は一定の範囲の引上速度に
    わたり線形的（linearly）に可変することを特徴とする
    請求項５に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴッ
    ト製造方法。 【請求項７】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する段
    階は、 一定の範囲の引上速度にわたり可変する引上速度に前記
    ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴット
    を引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライシングされた基準インゴット内で最
    小のべーカンシー豊富領域を有し、インタースチシャル
    固まりがない少なくとも一つの軸方向位置を確認する段
    階と、 前記確認された少なくとも一つの軸方向位置の引上速度
    と前記軸方向にスライシングされたインゴット内で前記
    確認された少なくとも一つの軸方向の位置から前記第1
    及び第2臨界比を計算する段階とを備えることを特徴と
    する請求項３に記載のホットゾーン炉でのシリコンイン
    ゴット製造方法。 【請求項８】 前記一定の範囲の引上速度にわたって可
    変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融
    物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上速
    度から該第1引上速度より低い第2引上速度に、該第2引
    上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわたっ
    て変化する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン
    溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を備え
    てなることを特徴とする請求項７に記載のホットゾーン
    炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項９】 前記引上速度は引上速度の範囲にわたっ
    て線形的に可変することを特徴とする請求項８に記載の
    ホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１０】 前記第1臨界比及び第2臨界比を決定す
    る段階は、 ボロンコブの理論から前記第1及び第2臨界比を確認する
    段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって半径方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 インゴットの引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレ
    ーティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 前記インゴットが前記ホットゾーン炉内の溶融物から引
    上される時、前記半径方向温度プロファイルに対するシ
    ミュレーティングされた引上速度及び軸方向温度プロフ
    ァイルに対するシミュレーティングされた引上速度か
    ら、前記インゴット内の温度勾配に対する引上速度の比
    率が前記第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下で維持さ
    れる引上速度プロファイルを決定する段階とを備えるこ
    とを特徴とする請求項３に記載のホットゾーン炉でのシ
    リコンインゴット製造方法。 【請求項１１】 前記ウェーハはウェーハの面積を有
    し、前記無欠陥領域は前記ウェーハの面積の少なくとも
    36％であることを特徴とする請求項2に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１２】 前記無欠陥領域は前記ウェーハの面積
    の少なくとも60％であることを特徴とする請求項11に記
    載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１３】 前記引上段階の以前に、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングする段階
    と、 最小のべーカンシー豊富領域を有しながら、インタース
    チシャル固まりがないウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度とインゴット内での
    前記確認されたウェーハの位置から、前記最小のべーカ
    ンシー豊富領域を有し、インタースチシャル固まりがな
    い確認されたウェーハに対してインゴット-溶融物接触
    面での温度勾配に対する引上速度の比率を計算する段階
    と、 インゴットが前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物か
    ら引上される時、前記比率を維持する引上速度プロファ
    イルを決定する段階とを遂行することを特徴とする請求
    項1に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製
    造方法。 【請求項１４】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項13に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１５】 前記引上段階の以前に、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライシングされた基準インゴット内で最
    小のべーカンシー豊富領域を有しながら、インタースチ
    シャル固まりがない少なくとも一つの軸方向位置を確認
    する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度と前記軸方向にスラ
    イシングされたインゴット内での前記少なくとも一つの
    軸方向位置から、前記最小のべーカンシー豊富領域を有
    し、インタースチシャル固まりがない前記少なくとも一
    つの軸方向位置に対してインゴット-溶融物接触面での
    温度勾配に対する引上速度の比率を計算する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物か
    ら引上される時前記比率を維持する引上速度プロファイ
    ルを決定する段階とを遂行することを特徴とする請求項
    1に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造
    方法。 【請求項１６】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度で前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項15に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１７】 前記引上段階の以前に、 インゴットの引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレ
    ーティング作動によって半径方向温度勾配プロファイル
    に対する引上速度を決定する段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに対
    する引上速度を決定する段階と、 前記半径方向温度プロファイルに対するシミュレーティ
    ングされた引上速度、軸方向温度プロファイルに対する
    シミュレーティングされた引上速度及びボロンコブ理論
    から、インタースチシャル固まりを防止しインタースチ
    シャル固まりをインゴットの軸方向に沿ってべーカンシ
    ー豊富領域内に制限する範囲で半径方向及び軸方向温度
    勾配に対する引上速度の比率を維持する引上速度プロフ
    ァイルを決定する段階とを遂行することを特徴とする請
    求項に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製
    造方法。 【請求項１８】 インタースチシャル固まりを防止する
    ことができるくらい十分高いが、べーカンシー固まりを
    防止できるくらい十分低い、インゴットの引上速度プロ
    ファイルでホットゾーン炉内の溶融物からインゴットを
    引上げる段階を備えることを特徴とするホットゾーン炉
    でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項１９】 前記引上段階以後に、前記引上られた
    インゴットをべーカンシー固まり及びインタースチシャ
    ル固まりがない複数個の無欠陥ウェーハにスライシング
    する段階が遂行することを特徴とする請求項18に記載の
    ホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項２０】 前記引上段階に先行して、 インタースチシャル固まりを防止するために維持されな
    ければならない、インゴット-溶融物の接触面での温度
    勾配に対する引上速度の第1臨界比及びべーカンシー固
    まりを防止するために超えない、インゴット-溶融物の
    接触面での温度勾配に対する引上速度の第2臨界比を決
    定する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉内でシリコン溶融物か
    ら引上される時、温度勾配に対する引上温度の比が前記
    第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下で維持される引上
    速度プロファイルを決定する段階とが遂行されることを
    特徴とする請求項18に記載のホットゾーン炉でのシリコ
    ンインゴット製造方法。 【請求２１】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する段
    階は、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度で前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングする段階
    と、 べーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりがな
    いウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度とインゴット内で前
    記確認されたウェーハの位置から前記第1及び第2臨界比
    を計算する段階とを備えることを特徴とする請求項20に
    記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方
    法。 【請求項２２】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度で前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度で、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度で引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度で前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項21に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項２３】 前記引上速度は引上速度の範囲にわた
    って線形的に可変することを特徴とする請求項22に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項２４】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する
    段階は、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度で前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライスされた基準インゴット内でべーカ
    ンシー固まり及びインタースチシャル固まりがない、少
    なくとも一つの軸方向位置を確認する段階と、 前記確認された少なくとも一つの軸方向位置での引上速
    度と前記軸方向にスライスされたインゴット内で前記確
    認された少なくとも一つの軸方向位置から前記第1及び
    第2臨界比を計算する段階とを備えることを特徴とする
    請求項20に記載のホットゾーンでのシリコンインゴット
    製造方法。 【請求項２５】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度で前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項24に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項２６】 前記引上速度の範囲にわたって線形的
    に可変することを特徴とする請求項25に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項２７】 前記第1臨界比及び第2臨界比を決定す
    る段階は、 ボロンコブの理論から前記第1及び第2臨界比を確認する
    段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって半径方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに対
    する引上速度を決定する段階と、 前記半径方向温度プロファイルに対するシミュレーティ
    ングされた引上速度及び軸方向温度プロファイルに対す
    るシミュレーティングされた引上速度から、インゴット
    が前記ホットゾーン炉内の溶融物から引上される時、前
    記インゴット内の温度勾配に対する引上速度の比率が前
    記第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下に維持される引
    上速度プロファイルを決定する段階とを備えることを特
    徴とする請求項20に記載のホットゾーン炉でのシリコン
    インゴット製造方法。 【請求項２８】 前記引上段階に先行して、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に、
    前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴ
    ットを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングする段階
    と、 べーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりがな
    いウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度とインゴット内での
    前記確認されたウェーハの位置から、べーカンシー固ま
    り及びインタースチシャル固まりがないウェーハに対し
    てインゴット-溶融物接触面での温度勾配に対する引上
    速度の比率を計算する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物か
    ら引上される時、前記比率を維持する引上速度プロファ
    イルを決定する段階とを遂行することを特徴とする請求
    項18に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製
    造方法。 【請求項２９】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項28に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３０】 前記引上段階に先行して、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライシングされた基準インゴット内でべ
    ーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりがない
    少なくとも一つの軸方向の位置を確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度と前記軸方向にスラ
    イシングされたインゴット内での前記少なくとも一つの
    軸方向の位置から、べーカンシー固まり及びインタース
    チシャル固まりがない前記少なくとも一つの軸方向の位
    置に対してインゴット-溶融物の接触面での温度勾配に
    対する引上速度の比率を計算する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物か
    ら引上される時、前記比率を維持する引上速度プロファ
    イルを決定する段階とを遂行することを特徴とする請求
    項1に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製
    造方法。 【請求項３１】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項30に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３２】 前記引上段階に先行して、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって半径方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに対
    する引上速度を決定する段階と、 前記半径温度プロファイルに対するシミュレーティング
    された引上速度、軸方向温度プロファイルに対するシミ
    ュレーティングされた引上速度及びボロンコブ理論か
    ら、べーカンシー固まり及びインタースチシャル固まり
    を防止する範囲内で半径及び軸方向温度勾配に対する引
    上速度の比率を維持する引上速度プロファイルを決定す
    る段階とを遂行することを特徴とする請求項18に記載の
    ホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３３】 べーカンシー固まりを含むその中央の
    べーカンシー豊富領域と、インタースチシャル点欠陥を
    含むが、べーカンシー固まり及びインタースチシャル固
    まりがない前記べーカンシー豊富領域とウェーハの縁部
    位の間の無欠陥領域を有するセミ-パーフェクトウェー
    ハを生産する、インゴットの引上速度プロファイルでホ
    ットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引上
    げる段階を備えることを特徴とするホットゾーン炉での
    シリコンインゴット製造方法。 【請求項３４】 前記引上段階以後に、前記引上された
    インゴットをべーカンシー固まりを含むその中央のべー
    カンシー豊富領域と、べーカンシー固まり及びインター
    スチシャル固まりがない前記べーカンシー豊富領域とウ
    ェーハの縁部分の間の無欠陥領域を有する複数個のウェ
    ーハにスライシングする段階が遂行されることを特徴と
    する請求項33に記載のホットゾーン炉でのシリコンイン
    ゴット製造方法。 【請求項３５】 前記引上段階に先行し、 インタースチシャル固まりを防止するために維持さらな
    ければならない、インゴット-溶融物の接触物での温度
    勾配に対する引上速度の第1臨界比を決定する段階と、 べーカンシー固まりを前記インゴットの中央のべーカン
    シー豊富領域内に制限させるために超えない、インゴッ
    ト-溶融物の接触面での温度勾配に対する引上速度の第2
    臨界比を決定する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉でシリコン溶融物から
    引上される時、インゴット内の温度勾配に対する引上速
    度の比が前記第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下に維
    持される引上速度プロファイルを決定する段階とが遂行
    されることを特徴とする請求項18に記載のホットゾーン
    炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３６】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する
    段階は、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングする段階
    と、 最小のべーカンシー豊富領域を有しながらインタースチ
    シャル固まりがないウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度とインゴット内で前
    記確認されたウェーハの位置から前記第1及び第2臨界比
    を計算する段階とを備えることを特徴とする請求項35に
    記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方
    法。 【請求項３７】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項36に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３８】 前記引上速度は引上速度の範囲にわた
    って線形的に変化することを特徴とする請求項37に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項３９】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する
    段階は、一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上
    速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準
    インゴットを引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライスされた基準インゴット内で最小の
    べーカンシー豊富領域を有しインタースチシャル固まり
    がない、少なくとも一つの軸方向の位置を確認する段階
    と、 前記確認された少なくとも一つの軸方向位置の引上速度
    と前記軸方向にスライスされたインゴット内で前記確認
    された少なくとも一つの軸方向位置から前記第1及び第2
    臨界比を計算する段階とを備えることを特徴とする請求
    項35に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製
    造方法。 【請求項４０】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2飲上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項39に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４１】 前記引上速度は引上速度の範囲にわた
    って線形的に変化することを特徴とする請求項40に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４２】 前記第1臨界比及び第2臨界比を決定す
    る段階は、 ボロンコブの理論から前記第1及び第2臨界比を確認する
    段階と、 インゴット引上の間に、前記ホットゾーン炉のシミュレ
    ーティング作動によって半径方向温度勾配プロファイル
    に対する引上速度を決定する段階と、 インゴット引上の間に、前記ホットゾーン炉のシミュレ
    ーティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 前記半径方向温度プロファイルに対するシミュレーティ
    ングされた引上速度及び軸方向温度プロファイルに対す
    るシミュレーティングされた引上速度から、インゴット
    が前記ホットゾーン炉内の溶融物から引上される時、前
    記インゴット内の温度勾配に対する引上速度の比率が前
    記第1臨界比以上及び前記第2臨界比以下に維持される引
    上速度プロファイルを決定する段階とを備えることを特
    徴とする請求項35に記載のホットゾーン炉でのシリコン
    インゴット製造方法。 【請求項４３】 前記ウェーハはウェーハの面積を有し
    ながら、前記無欠陥領域は前記ウェーハ面積の少なくと
    も36％であることを特徴とする請求項34に記載のホット
    ゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４４】 前記無欠陥領域は前記ウェーハの面積
    の少なくとも60％であることを特徴とする請求項43に記
    載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４５】 点欠陥を含むが、インタースチシャル
    固まり及びべーカンシー固まりがないパーフェクトウェ
    ーハを生産する、インゴットの引上速度プロファイルで
    ホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引
    上げる段階を備えることを特徴とするホットゾーン炉で
    のシリコンインゴット製造方法。 【請求項４６】 前記引上段階以後に、前記引上された
    インゴットをべーカンシー固まり及びインタースチシャ
    ル固まりがない複数個の無欠陥ウェーハにスライシング
    する段階が遂行されることを特徴とする請求項45に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項４７】 前記引上段階に先行して、 インタースチシャル固まりを防止するために維持されな
    ければならない、インゴット-溶融物の接触面での温度
    勾配に対する引上速度の第1臨界比及びべーカンシー固
    まりを防止するために超えない、インゴット-溶融物の
    接触面での温度勾配に対する引上速度の第2臨界比を決
    定する段階と、 インゴットが前記ホットゾーン炉でシリコン溶融物から
    引上される時、温度勾配に対する引上速度の比が前記第
    1臨界比以上及び前記第2臨界比以下に維持される引上速
    度プロファイルを決定する段階とが遂行されることを特
    徴とする請求項45に記載のホットゾーン炉でのシリコン
    インゴット製造方法。 【請求項４８】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する
    段階は、 一定の範囲の引上速度にわたって可変する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットをウェーハにスライシングする段階
    と、 べーカンシー固まり及びインタースチシャル固まりがな
    いウェーハを確認する段階と、 前記確認されたウェーハの引上速度とインゴット内で前
    記確認されたウェーハの位置から前記第1及び第2臨界比
    を計算する段階とを備えることを特徴とする請求項47に
    記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方
    法。 【請求項４９】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第3引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項48に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項５０】 前記引上速度は引上速度の範囲にわた
    って線形的に変化することを特徴とする請求項49に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項５１】 前記第1臨界比と第2臨界比を決定する
    段階は、 一定の範囲の引上速度にわたって変化する引上速度に前
    記ホットゾーン炉内のシリコン溶融物から基準インゴッ
    トを引上させる段階と、 前記基準インゴットを軸方向にスライシングする段階
    と、 前記軸方向にスライスされた基準インゴット内でべーカ
    ンシー固まり及びインタースチシャル固まりがない、少
    なくとも一つの軸方向の位置を確認する段階と、 前記確認された少なくとも一つの軸方向の位置の引上速
    度と前記軸方向にスライスされたインゴット内で前記確
    認された少なくとも一つの軸方向の位置から前記第1及
    び第2臨界比を計算する段階とを備えることを特徴とす
    る請求項47に記載のホットゾーン炉でのシリコンインゴ
    ット製造方法。 【請求項５２】 前記一定の範囲の引上速度にわたって
    可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリコン溶
    融物から基準インゴットを引上させる段階は、第1引上
    速度から前記第1引上速度より低い第2引上速度に、前記
    第2引上速度より高い第2引上速度に引上速度の範囲にわ
    たって可変する引上速度に前記ホットゾーン炉内のシリ
    コン溶融物から前記基準インゴットを引上させる段階を
    備えてなることを特徴とする請求項51に記載のホットゾ
    ーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項５３】 前記引上速度は引上速度の範囲にわた
    って線形的に変化することを特徴とする請求項52に記載
    のホットゾーン炉でのシリコンインゴット製造方法。 【請求項５４】 前記第1臨界比及び第2臨界比を決定す
    る段階は、 ボロンコブの理論から前記第1及び第2臨界比を確認する
    段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって半径方向温度勾配プロファイルに
    対する引上速度を決定する段階と、 インゴット引上の間に前記ホットゾーン炉のシミュレー
    ティング作動によって軸方向温度勾配プロファイルに対
    する引上速度を決定する段階と、 前記半径温度プロファイルに対するシミュレーティング
    された引上速度及び軸方向温度プロファイルに対するシ
    ミュレーティングされた引上速度から、インゴットが前
    記ホットゾーン内の溶融物から引上される時、前記イン
    ゴット内の温度勾配に対する引上速度の比率が前記第1
    臨界比以上及び前記第2臨界比以下に維持される引上速
    度プロファイルを決定する段階とを備えることを特徴と
    する請求項47に記載のホットゾーン炉でのシリコンイン
    ゴット製造方法。 【請求項５５】 一つのシリコンインゴットから製造さ
    れた複数個のセミ-無欠陥単結晶シリコンウェーハとし
    て、前記各セミ-無欠陥単結晶シリコンウェーハはべー
    カンシー固まりを含めてその中央に位置するべーカンシ
    ー豊富領域と前記べーカンシー豊富領域とウェーハの縁
    部分の間に位置しべーカンシー固まりとインタースチシ
    ャル固まりがない無欠陥領域を有しながら、前記各ウェ
    ーハのべーカンシー豊富領域は同一直径を有することを
    特徴とする複数個のセミ-無欠陥単結晶シリコンウェー
    ハ。 【請求項５６】 前記各ウェーハはその上に確認標識が
    さらに含まれ、前記各ウェーハ上の前記確認標識は各ウ
    ェーハが一つのシリコンインゴットから製造されたこと
    を表すことを特徴とする請求項56に記載の複数個のセミ
    -無欠陥単結晶シリコンウェーハ。 【請求項５７】 前記各ウェーハは同じウェーハの面積
    を有し、前記各ウェーハの無欠陥領域は前記ウェーハの
    面積の少なくとも36％であることを特徴とする請求項55
    に記載の複数個のセミ-無欠陥単結晶シリコンウェー
    ハ。 【請求項５８】 前記各ウェーハの無欠陥領域は前記ウ
    ェーハの面積の少なくとも60％であることを特徴とする
    請求項57に記載の複数個のセミ-純粋単結晶シリコンウ
    ェーハ。 【請求項５９】 一つのシリコンインゴットから製造さ
    れた複数個の無欠陥単結晶シリコンウェーハとして、前
    記各無欠陥単結晶シリコンウェーハはべーカンシー固ま
    り及びインタースチシャル固まりがないことを特徴とす
    る複数個の、無欠陥単結晶シリコンウェーハ。 【請求項６０】 前記各ウェーハはその上に確認標識が
    さらに含まれるし、前記各ウェーハ上の前記確認標識は
    各ウェーハが一つのシリコンインゴットから製造された
    ことを表すことを特徴とする請求項59に記載の複数個の
    純粋単結晶シリコンウェーハ。 【請求項６１】 密封体と、 前記密封体内の釜と、 前記釜に隣接されており、シャプト軸とシャプト端部を
    有する前記密封体内の結晶引上シャプトと、 前記釜から前記シャプトを軸方向に引上する手段と、 前記釜を囲みながら前記密封体内の少なくとも一つのヒ
    ーターと、 前記釜と結晶引上シャプトの間に設置されその一端に熱
    保存物質を内蔵するカバーを含む熱遮断体とを備えてな
    ることを特徴とする単結晶シリコンインゴットを成長さ
    せるためのチョクラルスキープーラー。 【請求項６２】 前記熱遮断体は前記釜と結晶引上シャ
    プトの間に設置された円筒型の熱遮断体で、釜に隣接し
    た第1段から釜から離れた第2段に軸方向に延長されてお
    り、 前記カバーは前記円筒型熱遮断体の第1段にあるものを
    特徴とする請求項61に記載の単結晶シリコンインゴット
    を成長させるためのチョクラルスキープーラー。 【請求項６３】 前記熱保存物質はカーボンフェライト
    であることを特徴とする請求項62に記載の単結晶シリコ
    ンインゴットを成長させるためのチョクラルスキープー
    ラー。
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