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公開番号2024018608
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-08
出願番号2022122039
出願日2022-07-29
発明の名称シリコン単結晶インゴットの評価方法
出願人グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社
代理人個人,個人
主分類C30B 29/06 20060101AFI20240201BHJP(結晶成長)
要約【課題】ライトドープ結晶であっても、結晶長方法の抵抗率変動の評価にかかる時間を短縮しつつ、ウェーハの収率向上を実現可能なシリコン単結晶インゴットの評価方法を提供する。
【解決手段】
本実施形態の単結晶インゴットの評価方法においては、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の引上げにおいて、当該引上中に副ドーパントを添加するカウンタードープを行い、シリコン単結晶を引上げ後、単結晶インゴット1の状態において、側面の結晶長方向の抵抗率を四探針法により測定し、結晶長方向の抵抗率分布に基づいてリジェクト範囲を決定することとした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の引上げにおいて、引上中に副ドーパントを添加するカウンタードープが行われた、シリコン単結晶インゴットの評価方法であって、
前記シリコン単結晶インゴットの状態において、側面の結晶長方向の抵抗率を四探針法により測定し、
結晶長方向の抵抗率分布に基づいてリジェクト範囲を決定する、
ことを特徴とするシリコン単結晶インゴットの評価方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
抵抗率変動が安定したヘッド側の安定層の抵抗率から１０％以上高い抵抗率となるピーク位置を基準位置とし、
前記リジェクト範囲を、前記基準位置からヘッド側およびテール側に各々所定の長さとする、
ことを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶インゴットの評価方法。
【請求項３】
抵抗率変動が安定したヘッド側の安定層の抵抗率から１０％以上高い抵抗率となるピーク位置を基準位置とし、さらに、前記基準位置からテール側で抵抗率変動が安定し、抵抗率の変動率が閾値以下となり偏析に従い始めた位置を安定位置とし、
前記リジェクト範囲を、前記基準位置からヘッド側に所定の長さの位置から、前記安定位置までの範囲とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶インゴットの評価方法。
【請求項４】
前記抵抗率の測定範囲は、副ドーパント投入位置から、抵抗率が上昇し再度所望の抵抗率に安定する位置まで、の範囲を少なくとも含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶インゴットの評価方法。
【請求項５】
育成するシリコン単結晶の抵抗率は１０Ωｃｍ以上とする、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載のシリコン単結晶インゴットの評価方法。
【請求項６】
前記リジェクト範囲は、前記基準位置からヘッド側に８ｍｍ以上１２ｍｍ以内、前記基準位置からテール側に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以内とする、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のシリコン単結晶インゴットの評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により製造されるシリコン単結晶インゴットの評価方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＣＺ法においては、種結晶をシリコン融液に接触させ、回転させながらゆっくりと引き上げることによりシリコン単結晶インゴット（以下、「単結晶インゴット」と称呼する）を製造する。このようなＣＺ法は、大口径の単結晶インゴットを製造する方法として一般的に用いられている。
【０００３】
一方で、ＣＺ法により製造された単結晶インゴットは、結晶の成長方向（結晶長方向）に沿って抵抗率が変化することが知られている。近年では、単結晶インゴットから製造される半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」と称呼する）の品質に対する要求によって、抵抗率を所望の範囲内に収めることが重要となっている。
【０００４】
たとえば、ウェーハの抵抗率を測定する場合、従来は、ＣＺ法により育成された単結晶インゴットを外周研削して所定の寸法（直径）に仕上げ、製品として使用できないヘッドとテールコーンの部分を切り落とし、得られた単結晶インゴットを所定の位置で切断し、内周刃、ワイヤーソー等のスライシング装置に投入可能な長さのブロックにする。このとき、抵抗率等の検査用サンプルウェーハを同時に切り出す。これにより、切り出した検査用サンプルウェーハを用いて抵抗率を測定することができる。さらに、各ブロックを所定の厚さにスライスしてウェーハを得る。そして、スライスされたウェーハを抜き取り、抵抗率を測定することによって、結晶長方向の抵抗率を測定することができる。
【０００５】
ＣＺ法による単結晶インゴットの育成において、ドーパントを添加した際、結晶成長方向に抵抗率が変化する現象が見られる。これは、ドーパントの偏析によるものであり、単結晶成長に伴うルツボ内のシリコン溶融液の減少に応じ、徐々に残液中のドーパント濃度が高くなり、それに伴い単結晶の抵抗率も連続的に低下していくためである。Ｐ（リン）の偏析係数は、０．３５であるが、ｐ型結晶のドーパントとして広く用いられているＢ（ボロン）の偏析係数０．８よりも低く、ｐ型結晶と比べてヘッドからテールにかけての抵抗率の低下が顕著である。そのため、製品として使用できる部分が少なくなり、歩留の向上が厳しいという課題がある。
【０００６】
また、上述したような、結晶長方向において所望の抵抗率範囲から外れる課題に対する対策として、たとえば、下記特許文献１においては、単結晶インゴットの状態で抵抗率を測定する方法が記載されている。
【０００７】
具体的には、単結晶インゴットの側面における結晶長方向の抵抗率を測定し、所望の抵抗率を示す所望抵抗率位置を特定して、所定の長さのブロックを切り出し、このブロックからウェーハをスライスする。結晶長方向の抵抗率の測定方法は、四探針法による抵抗率測定方法を適用する。これにより、たとえば、抵抗率１Ωｃｍ以下のウェーハを製造することができる。
【０００８】
ところで、ＣＺ法により育成された単結晶インゴットにおいては、偏析により結晶長方向の抵抗率分布を均一にすることが難しいことが知られている。そのため、従来から、主ドーパントと、主ドーパントとは反対極性の副ドーパントと、を添加する育成方法、いわゆるカウンタードープにより単結晶インゴットが育成されている（下記特許文献２参照）。
【０００９】
下記特許文献２によれば、カウンタードープは、「単結晶インゴットを育成する際にたとえばｎ型を有する主ドーパント（たとえば、リン）をドーピングする工程」と、「単結晶インゴットを育成しながら（引上げ結晶重量）／（原料ポリシリコンの重量）で表される固化率に応じて、ｎ型とは反対のｐ型を有する副ドーパント（たとえば、ボロン）を連続的または断続的にドーピングする工程」とを有する。以下、カウンタードープを用いた単結晶インゴットを「カウンタードープ結晶」と称呼する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１２‐１２９３０８号公報
特開２０１６‐６０６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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