(57)【要約】【課題】酸素析出物の非常に少ないシリコン単結晶を育成する方法を提供する。【解決手段】ＣＺ法により育成されたＣＯＰ及び転位クラスタを含まないシリコン単結晶インゴットから評価用試料を切り出し、as-grown状態の評価用試料にＲＩＥを施した場合に、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした突起物が評価用試料の表面に形成されない条件で、シリコン単結晶インゴットの引き上げを行う。ＲＩＥを行うと、微小酸素析出物をも検出可能であることから、ＲＩＥによる評価で突起物が形成されない条件にて引き上げを行うことにより、微小酸素析出物を含まないシリコン単結晶を育成することが可能となる。このため、ＩＧＢＴのように、ウェーハのバルクの品質に影響されるデバイス用の高品質なシリコン単結晶を提供することが可能となる。【選択図】図２
2010116271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法により育成された空孔凝集空洞欠陥（ＣＯＰ）及び転位クラスタを含まないシリコン単結晶インゴットから評価用試料を切り出し、as-grown状態の前記評価用試料に反応性イオンエッチングを施した場合に、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした突起物が前記評価用試料の表面に形成されない条件で、前記シリコン単結晶インゴットの引き上げを行うことを特徴とするシリコン単結晶の育成方法。
【請求項２】
前記シリコン単結晶インゴットを育成する育成工程と、
前記シリコン単結晶インゴットから前記評価用試料を切り出す切り出し工程と、
as-grown状態の前記評価用試料に対して反応性イオンエッチングを施すことにより、酸化シリコンを含む欠陥を前記突起物として顕在化させる評価工程と、
前記評価工程にて顕在化された前記突起物の発生領域に基づいて、後続の前記育成工程における育成条件を調整するフィードバック工程と、
を含み、これによって、前記突起物が前記評価用試料の表面に形成されない条件で前記シリコン単結晶インゴットの引き上げを行うことを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶の育成方法。
【請求項３】
前記育成工程においては、中心部における温度勾配をＧｃとし、外周部における温度勾配をＧｅとした場合に、Ｇｃ／Ｇｅ≧１となる条件で前記シリコン単結晶インゴットを育成することを特徴とする請求項２記載のシリコン単結晶の育成方法。
【請求項４】
前記評価工程において前記突起物が発生しない領域には、酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）が存在しないことを特徴とする請求項２又は３記載のシリコン単結晶の育成方法。
【請求項５】
前記シリコン単結晶中の酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の育成方法。
【請求項６】
前記評価用試料は単結晶インゴットを径方向あるいは軸方向に切断して作成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の育成方法。
【請求項７】
チョクラルスキー法により育成された空孔凝集空洞欠陥（ＣＯＰ）および転位クラスタが存在しないシリコン単結晶インゴットであって、このインゴットを径方向に切断して切り出したas-grown状態のウェーハに反応性イオンエッチングを施した場合に、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした突起物が形成されない結晶領域で構成されていることを特徴とするシリコン単結晶インゴット。
【請求項８】
前記シリコン単結晶中の酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項７に記載のシリコン単結晶インゴット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコン単結晶の育成方法及びシリコン単結晶インゴットに関し、特に、チョクラルスキー法（ＣＺ法）によって育成され、半導体デバイスの基板用として好適に用いられるシリコン単結晶の育成方法及びシリコン単結晶インゴットに関する。
【背景技術】
【０００２】
チョクラルスキー法によってシリコン単結晶を育成する場合、その結晶に含まれる欠陥の種類や分布は、結晶の引上げ速度Ｖとシリコン単結晶内の成長方向の温度勾配Ｇの比に依存する。
【０００３】
図４はＶ／Ｇと欠陥の種類及び分布との一般的な関係を示す図である。図４の引き上げ条件は、引き上げる単結晶の中心部が融点から１３７０℃までの温度域で、中心部における温度勾配をＧｃとし、外周部における温度勾配をＧｅとした場合、Ｇｃ／Ｇｅ＜１に設定されている。
【０００４】
図４に示すように、Ｖ／Ｇが大きい場合は空孔が過剰となり、空孔の凝集体である微小ボイド（一般にＣＯＰ：Crystal Originated Particleと呼ばれている欠陥）が発生する。一方、Ｖ／Ｇが小さい場合は格子間シリコン原子が過剰となり、格子間シリコンの凝集体である転位クラスタが発生する。したがって、ＣＯＰも転位クラスタも含まない結晶を製造するには、Ｖ／Ｇが結晶の径方向と長さ方向で適切な範囲に入るように制御しなければならない。まず、結晶の径方向については、どの位置でも引上げ速度Ｖは一定であるので、温度勾配Ｇが所定の範囲に入るように単結晶引き上げ装置の炉内構造（ホット・ゾーン）を設計しなければならない。次に、結晶の長さ方向については、温度勾配Ｇは結晶の引き上げ長さに依存するので、Ｖ／Ｇを所定の範囲に保つ為には、結晶の長さ方向に引上げ速度Ｖあるいは温度勾配Ｇを変化させなければならない。現在は、直径３００ｍｍのシリコン単結晶でも、Ｖ／Ｇを制御することによって、ＣＯＰも転位クラスタも含まない結晶が量産されている。
【０００５】
上記のように、Ｖ／Ｇを制御して引き上げたＣＯＰと転位クラスタを含まないシリコンウェーハが量産され、電子デバイスの製造に使われている。しかし、これらのウェーハは決して全面が均質ではなく、熱処理された場合の挙動が異なる複数の領域を含んでいる。図４に示すように、ＣＯＰが発生する領域と転位クラスタが発生する領域の間には、Ｖ／Ｇが大きい方から順に、ＯＳＦ領域、Ｐｖ領域、Ｐｉ領域の三つの領域が存在する。ＯＳＦ領域とは、as-grown状態（結晶成長後に何の熱処理も行っていない状態）で板状酸素析出物（ＯＳＦ（Oxidation Induced Stacking Fault）核）を含んでおり、高温（一般的には１０００℃から１２００℃）で熱酸化した場合にＯＳＦが発生する領域である。Ｐｖ領域とは、as-grown状態で酸素析出核を含んでおり、低温及び高温（例えば、８００℃と１０００℃）の２段階の熱処理を施した場合に酸素析出物が発生し易い領域である。Ｐｉ領域とは、as-grown状態で殆ど酸素析出核を含んでおらず、熱処理を施されても酸素析出物が発生し難い領域である。
【０００６】
ＣＯＰが発生し始めるＶ／Ｇと転位クラスタが発生し始めるＶ／Ｇの差は極めて小さいので、ＣＯＰも転位クラスタも含まない結晶を製造するには、引上げ速度Ｖの厳密な管理が必要である。しかしながら、目標通りの引上げ速度Ｖで結晶を引き上げても、種々の要因からＣＯＰや転位クラスタが発生する場合がある。これは、下記の理由による。
【０００７】
ＣＺ炉は、カーボンヒータ、断熱材、カーボンルツボ等の部材から構成されている。これらの部材は、数十回から数百回の引き上げに亘って継続的に使用される。また、これらの部材は、シリコン融液の蒸気や液滴との反応、シリコン融液及びカーボンから発生したガスとの反応、石英ルツボの反応等で、経時的に変質、減肉し、ＣＺ炉内のホット・ゾーンの熱的特性も経時的に変化する。このようなホット・ゾーンの経時変化が起きると、温度勾配Ｇが変化するため、目標通りの引上げ速度Ｖで結晶を引き上げてもＶ／Ｇが設計値からずれてしまう。このような理由から、目標通りの引上げ速度Ｖで結晶を引き上げてもＣＯＰや転位クラスタが発生するのである。
【０００８】
したがって、目標とするＶ／Ｇを実現するためには、ホット・ゾーンの経時変化に応じて引き上げ速度Ｖのプロファイルを変更する必要がある。
【０００９】
従来は、ＯＳＦ領域を含むように引き上げ速度プロファイルを設定し、引き上げた結晶から切り出したサンプルにＣｕ（銅）デコレーションやＯＳＦ評価のための熱処理を行ってＯＳＦ領域の広さを評価し、その広さに基づいて後続の引き上げの速度プロファイルを調整していた（特許文献１、２参照）。すなわち、ＯＳＦ領域が広ければＣＺ炉はＶ／Ｇが大きくなる（Ｇが小さくなる）方向に変化しているので後続の引き上げでは引上げ速度Ｖを低めに設定し、逆に、ＯＳＦ領域が狭ければＣＺ炉はＶ／Ｇが小さくなる（Ｇが大きくなる）方向に変化しているので後続の引き上げでは引上げ速度Ｖを高めに設定していた。
【００１０】
これらの方法は、ＯＳＦ領域の広さや位置を指標として後続の引き上げの速度プロファイルを調整する方法なので、製品として出荷されるウェーハにも必然的にＯＳＦ領域が含まれる。今のところ、ＯＳＦ領域は電子デバイスに影響を与えていないようである。しかし、ＯＳＦ領域は、as-grown状態でもＯＳＦの核、すなわち、板状の酸素析出物を含む領域であるので、将来の電子デバイスではその特性を劣化させる原因となる可能性が高い。従って、今後は、ＯＳＦ領域の広さを引上げ速度調整の指標とせずに、ＯＳＦ領域を含まない結晶を安定的に引き上げる方法を開発することが必要であると考えられる。
【００１１】
ＯＳＦ領域を引上げ速度調整の指標としない方法として、シリコンの弾性定数の極低温化に伴う減少（ソフト化）の大きさから、結晶中の空孔濃度を推定して後続の引き上げの速度プロファイルを調整する方法が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法を実施するには、シリコン単結晶から切り出したウェーハに、加工歪みを除去する為のエッチングを施し、薄膜振動子となるＺｎＯやＡｌＮを蒸着し、外部磁場を必要に応じて印加した状態で、２５Ｋ（−２４８℃）以下の温度域で冷却しながら、超音波パルスを伝播させ、伝播した超音波パルスの音速変化を検出し、この音速変化から、冷却温度の低下に伴う弾性定数の減少量を算出し、この算出した弾性定数の減少量からシリコンウェーハ中に存在する空孔濃度を評価する、といった手順を踏まなければならない。このため、高価な評価設備と複雑な手順が必要となり、シリコン単結晶の製造工程でのルーチン的な検査には到底適用出来ない。
【００１２】
シリコン単結晶中の結晶欠陥を検出する方法として様々な原理に基づく評価方法が提案されている。昔から行われている湿式の選択エッチング法は、シリコンに対して酸化作用を持つ物質と酸化物を溶解する作用を持つ物質の混合液にサンプルを浸漬して結晶欠陥をエッチングされた表面の凹凸（多くの場合はエッチピット）として顕在化する方法である。酸化作用を持つ物質としては硝酸やクロム酸などが用いられ、酸化物を溶解する作用を持つ物質としてはふっ酸が用いられている。用いられる化学物質の種類とその混合比によって、正常なシリコン／欠陥の選択比が異なり、感度や検出可能な欠陥の種類が異なる。湿式の選択エッチング法は、他の方法に比べて感度は低いが、簡便であるので、現在でも結晶欠陥評価に用いられている。代表的なエッチング液として、いずれも考案者の名前を冠した、ライト液、セコ液、ダッシュ液などを挙げることができる。
【００１３】
１９９０年代から一般的に用いられるようになった赤外トモグラフィー法は、シリコンと欠陥の屈折率の違いを利用した方法である。赤外線はシリコンを透過するので、ウェーハ内部の欠陥を評価することが出来る。この方法は、湿式の選択エッチング法に比べて、酸素析出物やＣＯＰに対する感度が高いのが特長である。
【００１４】
また、特許文献４，５には、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching: RIE）を利用した欠陥検出方法が記載されている。この方法は、熱処理によりＢＭＤなどの酸素析出物を顕在化させた後、Ｓｉ／ＳｉＯ２の選択比が高い条件でサンプルに対してＲＩＥを行う方法である。これにより、酸素析出物（ＳｉＯ２）がエッチングされずに、突起として顕在化する。Ｓｉ／ＳｉＯ２の選択比が高い条件を選べば、赤外トモグラフィー法よりも高感度な欠陥評価が可能だと報告されている。
【特許文献１】特開２００５−１９４１８６号公報
【特許文献２】国際公開第９９／４０２４３号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−２６１９３５号公報
【特許文献４】特開２０００−５８５０９号公報
【特許文献５】特開２００７−１２３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これまで、酸素析出物密度を高密度に形成したゲッタリング能力に優れるウェーハの提供が強く求められてきた。しかしながら、酸素析出物はいわゆる結晶欠陥の一種であり、デバイスが形成されるウェーハ表層部に酸素析出物が存在するとデバイス不良をもたらす要因となる。このため、従来から、酸素析出物を有するシリコンウェーハに高温熱処理を施して、デバイスが形成されるウェーハ表層部に存在する酸素析出物を消滅させたアニールウェーハや、酸素析出物を有するウェーハの表面にエピタキシャル膜を形成したエピタキシャルシリコンウェーハなどが開発されている。しかしながら、いずれもウェーハに対して新たな工程を付加するプロセスであって、生産性が低下し、製造コストが上昇するという、根本的な問題がある。
【００１６】
近年、絶縁ゲートバイポーラトランジスター（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）の開発などが進められている。ＩＧＢＴは、メモリ等のＬＳＩのようにウェーハの表面近傍だけを横方向に使う素子ではなく、ウェーハを縦方向（ウェーハ厚み方向）に使う素子なので、その特性はウェーハのバルクの品質に影響される。このため、ウェーハ表層部の酸素析出物だけではなく、ウェーハ内部の酸素析出物も縮小・低減化を図る必要がでてきた。また、ＩＧＢＴ用ウェーハに限らず、近年、デバイスにおけるクリーン化が進み不純物汚染の危険性も大幅に低減されたことにより、ウェーハに要求される品質としてゲッタリング能力を不問とし、ＣＯＰ、転位クラスタに限らず、結晶欠陥の一種である酸素析出物さえも限りなく低減させたウェーハが次世代ウェーハとして今後要求されることが予想される。
【００１７】
一般的に、ウェーハ中の酸素析出物を低減するには、結晶中の酸素濃度を低下させることにより低減することができる。現状、磁場を印加するＭＣＺ法（Magnetic-field-applied Czochralski Method）を採用し、ルツボ回転速度や結晶回転速度などを調整することにより、酸素濃度３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３までの低酸素シリコン単結晶インゴットの作成が可能である（本明細書で記載する酸素濃度は全てＡＳＴＭ Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値である。）。
【００１８】
しかしながら、酸素析出物が少なく、かつ空孔凝集空洞欠陥（ＣＯＰ）および転位クラスタが存在しない無欠陥領域からなるシリコン単結晶を育成する場合、酸素析出が活性な結晶領域（Ｐｖ領域）をできる限り排除する必要があるが、結晶中の酸素濃度低下によりＰｖ領域における酸素析出が低下し、Ｐｖ領域とＰｉ領域における酸素析出物分布の差が極めて小さくなってしまう。このため、これまで実施されている酸素析出物評価熱処理（低温、高温の２ｓｔｅｐ熱処理）による欠陥分布評価では、Ｐｖ領域とＰｉ領域の境界判別が困難となる。
【００１９】
また、酸素析出物評価熱処理は、通常、酸化雰囲気中で、低温熱処理（８００℃×４時間）と高温熱処理（１０００℃×１６時間）の２段階熱処理が実施され、この熱処理により結晶内の酸素析出核を成長させて酸素析出物として顕在化させることにより光学顕微鏡などでその密度分布を評価するものである。しかしこの評価方法では微小な酸素析出核までも顕在化することはできないし、顕在化する酸素析出物の密度やサイズは酸素濃度にも依存する。また、高温熱処理を長時間受けることによって、結晶内に存在するサイズの小さな酸素析出核を消滅させてしまう可能性もある。従って、酸素析出物評価熱処理による欠陥分布評価では、微小な酸素析出物が結晶内に存在する危険性が高く、微小酸素析出物が存在する結晶領域を排除したシリコン単結晶の育成は困難であった。
【００２０】
一方、評価用試料の表面を銅で汚染し、８００〜１０００℃で３〜２０時間の熱処理によって銅を試料内に拡散させることにより結晶表面の欠陥を顕在化させる銅デコレーション法は、結晶欠陥を高感度に検出できる手法として有用ではあるものの、高温熱処理を伴うため、酸素析出物評価熱処理と同様に微小酸素析出核を消滅させてしまう可能性がある。また、複数の長時間熱処理が必要であるため、その評価に多大な時間を要してしまい、評価結果を単結晶育成条件にフィードバックするまでのタイムラグが大きくなってしまう。
【００２１】
これに対し、特許文献４に記載されたＲＩＥ法によれば、微小な酸素析出物の検出が可能であるが、特許文献４には、熱処理によって顕在化させたＢＭＤなどの酸素析出物の評価が可能であると報告されているに止まり、as-grown状態のシリコンウェーハに対する評価については述べられていない。特許文献４が出願された当時の技術水準では、as-grown状態のシリコンウェーハに含まれる欠陥として問題視されていたのはＯＳＦ核だけであり、ＯＳＦ核は熱酸化によって容易に顕在化することから、これをas-grown状態で検出する意義は無かったものと考えられる。また、特許文献４が出願された当時の技術水準では、Ｐｖ領域がas-grown状態で酸素析出核を含んでいるか否かも不明であった。
【００２２】
また、特許文献５には、ＯＳＦ核をＲＩＥ法によって顕在化させることができると記載されているが、Ｐｖ領域に含まれる酸素析出物のように、ＯＳＦ核よりもさらに微小な酸素析出物に対してＲＩＥ法が有効であるか否かは述べられていない。これは、Ｐｖ領域に含まれる酸素析出物はゲッタサイトとして通常必要なものであり、特許文献５においてこれを排除する必然性がないためであると考えられる。
【００２３】
しかしながら、本発明者らは、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイスなどを考慮すると、Ｐｖ領域に含まれる微小な酸素析出物でさえも特性上問題となり得ると考え、このような微小酸素析出物を効率よく評価し、ひいてはこれを排除する必要があるとの結論に達した。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、熱処理など時間のかかる工程を経ることなくas-grown状態での評価によって、酸素析出物の非常に少ないシリコン単結晶を育成する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このようにして育成されたシリコン単結晶インゴットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者らは、as-grown状態のシリコンウェーハに対して反応性イオンエッチングを施した場合に、どのような欠陥を顕在化させることができるか鋭意研究を行った。その結果、as-grown状態のシリコンウェーハに対して反応性イオンエッチングを施すと、ＣＯＰやＯＳＦ核だけでなく、酸素析出物評価熱処理では検出されない微小酸素析出物をも検出可能であることを見いだした。したがって、反応性イオンエッチングによって微小酸素析出物の評価を行えば、このような微小酸素析出物をも含まないシリコン単結晶を育成することが可能であると考えられる。
【００２５】
本発明によるシリコン単結晶の育成方法は、このような技術的知見に基づき成されたものであって、チョクラルスキー法により育成された空孔凝集空洞欠陥（ＣＯＰ）及び転位クラスタを含まないシリコン単結晶インゴットから評価用試料を切り出し、as-grown状態の評価用試料に反応性イオンエッチングを施した場合に、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした突起物が評価用試料の表面に形成されない条件で、シリコン単結晶インゴットの引き上げを行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、反応性イオンエッチングによる評価で突起物が形成されない条件にて引き上げを行っていることから、微小酸素析出物を含まないシリコン単結晶を育成することが可能となる。このため、ＩＧＢＴのように、ウェーハのバルクの品質に影響されるデバイス用の高品質なシリコン単結晶を提供することが可能となる。すなわち、ＣＯＰおよび転位クラスタが存在しないシリコン単結晶インゴットであって、このインゴットを径方向に切断して切り出したas-grown状態のウェーハに反応性イオンエッチングを施した場合に、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした突起物が形成されない結晶領域で構成されているシリコン単結晶インゴットを提供することが可能となる。
【００２７】
本発明においては、シリコン単結晶インゴットを育成する育成工程と、シリコン単結晶インゴットから評価用試料を切り出す切り出し工程と、as-grown状態の評価用試料に対して反応性イオンエッチングを施すことにより、酸化シリコンを含む欠陥を突起物として顕在化させる評価工程と、評価工程にて顕在化された突起物の発生領域に基づいて、後続の育成工程における育成条件を調整するフィードバック工程とを含み、これによって、突起物が評価用試料の表面に形成されない条件でシリコン単結晶インゴットの引き上げを行うことが好ましい。これによれば、ホット・ゾーンの経時変化に応じて後続の育成工程における育成条件が調整されることから、微小酸素析出物を含まないシリコン単結晶を量産することが可能となる。
【００２８】
育成工程においては、中心部における温度勾配をＧｃとし、外周部における温度勾配をＧｅとした場合に、Ｇｃ／Ｇｅ≧１となる条件で前記シリコン単結晶インゴットを育成することが好ましい。これによれば、微小酸素析出物を含まない結晶領域を径方向全域に拡大することができ、微小酸素析出物を含まないシリコン単結晶の歩留まりを高めることが可能となる。
【００２９】
評価工程において突起物が発生しない領域には、酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）が存在しないことが好ましい。これによれば、より高品質なシリコン単結晶を提供することが可能となる。
【００３０】
本発明においては、シリコン単結晶中の酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これによれば、酸素析出物の発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００３１】
評価用試料は、単結晶インゴットを径方向あるいは軸方向に切断して作成されたものであることが好ましい。単結晶インゴットを径方向に切断した評価用試料を用いる場合には、結晶引上げ軸方向に間隔をおいて複数枚のサンプルを切り出すことで、結晶引上げ軸方向の欠陥分布の変化を確認することができる。一方、単結晶インゴットを軸方向に切断した評価用試料を用いる場合には、軸方向に連続した複数枚のサンプルを作成することで、結晶引上げ軸方向の欠陥分布を確認することができる。
【発明の効果】
【００３２】
このように、本発明のシリコン単結晶の育成方法によれば、欠陥を顕在化させるための熱処理や、シリコンの弾性定数の極低温化に伴う減少量の測定など、時間のかかる処理を行うことなく、微小酸素析出物を含まない高品質なシリコン単結晶を育成することが可能となる。
【００３３】
また、本発明のシリコン単結晶インゴットは、ＣＯＰや転位クラスタのみならず、微小酸素析出物をも含まないシリコン単結晶インゴットであり、これからウェーハを切り出すことにより、表層およびバルク全域に亘って各種欠陥を含まない高品位なシリコンウェーハを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるシリコン単結晶の育成方法に適用可能な引き上げ装置の構成を示す模式図である。
【００３６】
図１に示すシリコン単結晶引き上げ装置１０は、チャンバー１１と、チャンバー１１の底部中央を貫通して鉛直方向に設けられた支持回転軸１２と、支持回転軸１２の上端部に固定されたグラファイトサセプタ１３と、グラファイトサセプタ１３内に収容された石英るつぼ１４と、グラファイトサセプタ１３の周囲に設けられたヒーター１５と、支持回転軸１２を昇降及び回転させるための支持軸駆動機構１６と、種結晶を保持するシードチャック１７と、シードチャック１７を吊設する引き上げワイヤー１８と、ワイヤー１８を巻き取るためのワイヤー巻き取り機構１９と、ヒーター１５及び石英るつぼ１４からの輻射熱によるシリコン単結晶インゴット２０の加熱を防止すると共にシリコン融液２１の温度変動を抑制するための熱遮蔽部材２２と、各部を制御する制御装置２３とを備えている。
【００３７】
チャンバー１１の上部には、Ａｒガスをチャンバー１１内に導入するためのガス導入口２４が設けられている。Ａｒガスはガス管２５を介してガス導入口２４からチャンバー１１内に導入され、その導入量はコンダクタンスバルブ２６により制御される。
【００３８】
チャンバー１１の底部には、チャンバー１１内のＡｒガスを排気するためのガス排出口２７が設けられている。密閉したチャンバー１１内のＡｒガスはガス排出口２７から排ガス管２８を経由して外へと排出される。排ガス管２８の途中にはコンダクタンスバルブ２９及び真空ポンプ３０が設置されており、真空ポンプ３０でチャンバー１１内のＡｒガスを吸引しながらコンダクタンスバルブ２９でその流量を制御することでチャンバー１１内の減圧状態が保たれている。
【００３９】
さらに、チャンバー１１の外側にはシリコン融液２１に磁場を印加するための磁場供給装置３１が設けられている。磁場供給装置３１から供給される磁場は、水平磁場であっても構わないし、カスプ磁場であっても構わない。
【００４０】
図２（ａ）は、シリコン単結晶インゴット２０の引き上げ速度Ｖと欠陥の種類及び分布との関係を示す図であり、図２（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図２（ａ）に示す欠陥分布は、引上げ速度を徐々に低下させた引上げ速度変更実験を行うことによって得られる。また、図２（ａ）の引き上げ条件は、引き上げる単結晶の中心部が融点から１３７０℃までの温度域で、中心部における温度勾配をＧｃとし、外周部における温度勾配をＧｅとした場合、Ｇｃ／Ｇｅ≧１に設定されている。
【００４１】
図２（ａ）から明らかなように、ＣＯＰ領域４１、ＯＳＦ領域４２及び転位クラスタ４５を含まない結晶を引き上げるためには、引き上げ速度をＶ１以上、Ｖ３以下に設定することが必要である。つまり、引き上げ速度をＶ１以上、Ｖ３以下に設定すれば、引き上げられた結晶は、Ｐｖ領域４３とＰｉ領域４４だけの無欠陥結晶となる。さらに、ＣＯＰ領域４１、ＯＳＦ領域４２及び転位クラスタ４５だけでなく、Ｐｖ領域４３をも含まない結晶、つまり、Ｐｉ領域４４だけの無欠陥結晶を引き上げるためには、引き上げ速度をＶ１以上、Ｖ２以下に設定することが必要である。もちろん、ここでいう無欠陥とは、ショルダー部やテイル部を含めて無欠陥であることを意味するのではなく、安定的な引き上げ条件下において得られる直胴部の実質的に全長に亘って無欠陥であることを意味する。
【００４２】
このように、Ｐｉ領域４４だけの無欠陥結晶を引き上げるためには、引き上げ速度をＶ１以上、Ｖ２以下に設定すればよい。しかしながら、既に説明したとおりホット・ゾーンは経時変化することから、引き上げ速度Ｖ１，Ｖ２は絶対値として与えられるのではなく、ホット・ゾーンの変化に応じた相対的な値として与えられる。したがって、Ｐｉ領域４４だけの無欠陥結晶を引き上げるためには、引上げ速度変更実験を行うことによって図２（ａ）に示す欠陥分布を持った結晶を引き上げ、これを参照することによって、引き上げ速度Ｖ１，Ｖ２を割り出し、実際の引き上げ速度をＶ１〜Ｖ２に設定すればよい。
【００４３】
引き上げ速度をＶ１〜Ｖ２に設定して引き上げを行った後も、実際に引き上げられた結晶を評価することによって、現在の引き上げ速度の適否を判断するとともに、後続のバッチに対するフィードバックを行う必要がある。これについて、以下具体的に説明する。
【００４４】
まず、引き上げ速度ＶがＢ−Ｂ線に相当する速度である場合、図２（ｂ）に示すように、切り出されたシリコンウェーハ４０（評価用試料）の中心部にはディスク状のＰｖ領域４３ａが現れ、外周部にはリング状のＰｖ領域４３ｂが現れる。これらの間のドーナツ状の領域は、Ｐｉ領域４４である。ここで、ディスク状のＰｖ領域４３ａの径はＤ１であり、リング状のＰｖ領域４３ｂの幅はＷ１である。Ｐｖ領域とＰｉ領域を識別する方法については後述する。このように、シリコンウェーハ４０が図２（ｂ）に示す状態である場合、引き上げ速度がＶ２を超えていると判断することができる。したがって、この場合には、制御装置２３によって引き上げ速度Ｖを低下させる必要があることが分かる。
【００４５】
また、引き上げ速度ＶがＣ−Ｃ線に相当する速度である場合、図２（ｃ）に示すように、切り出されたシリコンウェーハ４０の中心部には、やはりディスク状のＰｖ領域４３ａが現れ、外周部にはリング状のＰｖ領域４３ｂが現れる。これらの間のドーナツ状の領域は、Ｐｉ領域４４である。しかしながら、ディスク状のＰｖ領域４３ａの径はＤ２であり、図２（ｂ）に示したＰｖ領域４３ａの径Ｄ１よりも小さい（Ｄ２＜Ｄ１）。また、リング状のＰｖ領域４３ｂの幅はＷ２であり、図２（ｂ）に示したＰｖ領域４３ｂの幅Ｗ１よりも狭い（Ｗ２＜Ｗ１）。したがって、この場合も引き上げ速度がＶ２を超えていると判断することができるが、ディスク状のＰｖ領域４３ａの径及びリング状のＰｖ領域４３ｂの幅がより縮小されていることから、図２（ｂ）に示すケースと比べて引き上げ速度がよりＶ２に近いことが分かる。
【００４６】
このように、引き上げ速度がＶ２以上である場合、ディスク状のＰｖ領域４３ａの径及びリング状のＰｖ領域４３ｂの幅に応じて、制御装置２３による引き上げ速度Ｖの低下量をどの程度とすれば良いか、判断することが可能となる。
【００４７】
さらに、引き上げ速度ＶがＤ−Ｄ線に相当する速度である場合、図２（ｄ）に示すように、切り出されたシリコンウェーハ４０は全てＰｉ領域４４となる。この場合には、引き上げ速度がＶ１以上、Ｖ２以下であると判断することができ、したがって、制御装置２３による引き上げ速度Ｖの変更を行う必要はない。
【００４８】
但し、引き上げ速度がＶ１未満に低下すると、図２（ａ）に示すＸ−Ｘ線で示すように、転位クラスタ４５が含まれる結晶領域となってしまう。このような結晶はＩＣデバイス用のシリコンウェーハとして不適格であることから、この場合には、制御装置２３によって引き上げ速度Ｖを上昇させる必要がある。
【００４９】
尚、図２では引き上げ条件をＧｃ／Ｇｅ≧１に設定しているが、この点は本発明において必須でない。しかしながら、Ｇｃ／Ｇｅ≧１に設定すれば、図２（ａ）に示すように、ＯＳＦ領域４２の底部が平坦化され、その結果、無欠陥結晶が得られるＶ１〜Ｖ３の速度域が広がり、ひいてはＰｉ領域４４だけの結晶が得られるＶ１〜Ｖ２の速度域が広くなる。これに対し、Ｇｃ／Ｇｅ＜１である場合には、図４に示したように、ＯＳＦ領域４２の底部がＵ字型となり、ＯＳＦ領域４２が含まれる速度域が広くなってしまう。その結果、Ｖ１〜Ｖ２の速度域が狭くなり、場合によっては存在しなくなってしまう。このような点を考慮すれば、引き上げ条件をＧｃ／Ｇｅ≧１に設定することが望ましい。温度勾配Ｇｅ、Ｇｃの調整は、炉内のホット・ゾーン構造（図１に示した熱遮蔽部材２２の形状、シリコン融液２１の液面と熱遮蔽部材２２との距離などを調整することにより行うことができる。
【００５０】
以上説明したように、Ｐｖ領域４３の形状を観察すれば、現在の引き上げ速度Ｖの適否が判断できるとともに、引き上げ速度が速すぎる場合には、引き上げ速度をどの程度低下させればよいか判断することが可能となる。尚、初回引上げ時の引上げ条件を決めるときには、少なくともＰｖ領域４３とＰｉ領域４４を含む結晶領域で育成することが望ましい。これは、図２（ｂ），（ｃ）に示したとおり、Ｐｖ領域４３とＰｉ領域４４を含む結晶領域であれば、ディスク状のＰｖ領域４３ａの径やリング状のＰｖ領域４３ｂの幅に基づいて、引き上げ速度をどの程度調整すればよいか、容易に判断することができるからである。
【００５１】
また、図２では、シリコン単結晶インゴット２０を径方向に切断した評価用試料を用いているが、シリコン単結晶インゴット２０を軸方向に切断した評価用試料を用いても構わない。前者の場合、結晶引上げ軸方向に間隔をおいて複数枚のサンプルを切り出すことで、結晶引上げ軸方向の欠陥分布の変化を確認することができる。後者の場合、軸方向に連続した複数枚のサンプルを作成することで、結晶引上げ軸方向の欠陥分布を確認することができる。
【００５２】
次に、Ｐｖ領域４３の形状を観察する方法について説明する。
【００５３】
Ｐｖ領域の位置及び広さは、ＲＩＥ法によって酸化シリコンを含むgrown-in欠陥をエッチング面上の突起として顕在化させることにより、観察することができる。具体的には、チョクラルスキー法によってＣＯＰ及び転位クラスタを含まないシリコン単結晶インゴットを育成し（育成工程）、シリコン単結晶インゴットから評価用試料であるシリコンウェーハを切り出し（切り出し工程）、as-grown状態のシリコンウェーハに対して反応性イオンエッチングを施すことにより、酸化シリコンを含むgrown-in欠陥をエッチング面上の突起として顕在化させる（評価工程）。これにより、Ｐｖ領域の形状を観察することができる。
【００５４】
上述の通り、観察されたＰｖ領域の形状は、現在の引き上げ速度Ｖが最適な引き上げ速度Ｖに対してどの程度ずれているかを判断する指標となることから、これに基づいて、後続の育成工程における育成条件にフィードバックすれば、所望の品質を持ったシリコン単結晶インゴットを安定的に量産することが可能となる（フィードバック工程）。ここで、所望の品質を持ったシリコン単結晶インゴットとは、上記の評価工程において突起物が評価用試料の表面に形成されないシリコン単結晶インゴットを指す。また、後続の育成工程における育成条件の調整は引上げ速度Ｖを調整することにより行われる。なお、単結晶成長に伴う単結晶軸方向の温度勾配Ｇの変化については、シリコン融液２１と熱遮蔽部材２２との間隔などを調整して温度勾配Ｇそのものの大きさを調整するようにしてもよく、引上げ速度Ｖおよび温度勾配Ｇの双方を調整するようにしてもよい。
【００５５】
ＲＩＥによって酸化シリコンを突起として顕在化させるためには、ＳｉＯ２よりもＳｉの方がエッチングされやすい条件、つまり、Ｓｉ／ＳｉＯ２の選択比が高い条件でＲＩＥを行う必要がある。これにより、酸素析出物（ＳｉＯ２）がほとんどエッチングされずに、突起として顕在化する。
【００５６】
通常、Ｐｖ領域の評価は、酸化雰囲気中で低温熱処理（８００℃×４時間）と高温熱処理（１０００℃×１６時間）の２段階熱処理からなる酸素析出物評価熱処理によって行われる。しかしながら、結晶に含まれる酸素濃度が低い場合、特に、酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の低酸素シリコン単結晶インゴットを育成する場合には、酸素析出が抑制されるため、ＯＳＦリング領域やＰｖ領域などの検出が困難となり、正確な欠陥分布判定が困難となる。
【００５７】
しかも、上記の酸素析出物評価熱処理では、ある一定サイズ以上の大きさまで酸素析出物が成長しないと検出できないため、サイズの小さな酸素析出核は検出することが困難であり、また、高温熱処理を長時間受けることによって、結晶内に元々存在するサイズの小さな酸素析出核を消滅させてしまう可能性もあるため、as-grown状態におけるgrown-in欠陥を厳密に評価することはできない。
【００５８】
これに対し、ＲＩＥ法では、高温熱処理を実施しないので酸素析出核が消滅することはなく、as-grown状態におけるgrown-in欠陥をそのまま評価することが可能となる。しかも、結晶に含まれる酸素濃度が低い場合、特に、酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の低酸素結晶であっても、微小酸素析出物を突起物として顕在化することができ、確実に検出することが可能となる。
【００５９】
特に限定されるものではないが、評価工程においては、ＲＩＥの雰囲気はＨＢｒ／Ｃｌ２／Ｈｅ＋Ｏ２混合ガスとし、Ｓｉ／ＳｉＯ２の選択比が１００以上になるように条件を設定して約５μｍエッチングを行うことが好ましい。また、ＲＩＥ後には、ふっ酸水溶液で洗浄を行ってＲＩＥ時に付着した反応生成物を除去することが好ましい。突起物の観察は、ＲＩＥでエッチングされた面を集光灯下で目視観察及び光学顕微鏡観察で行うことが好ましい。
【００６０】
評価工程において突起物が形成された領域の判定は、同心円状にディスク状あるいはリング状に分布しているもののみを評価対象とする。これは、結晶欠陥（酸素析出物も同様）は結晶中心に対して同心円状にディスク状あるいはリング状に分布するため、同心円状に分布しない突起物は外乱起因の欠陥であると判定できるからである。したがって、本発明において「突起物が存在しない結晶領域」とは、同心円状にディスク状あるいはリング状に分布しない突起物が含まれていても構わない。
【００６１】
評価工程において突起物が形成される領域は、Ｐｖ領域４３だけでなく、ＯＳＦ領域４２やＣＯＰ領域４１も含まれる。換言すれば、突起物が形成された領域がＰｖ領域４３であるのか、ＯＳＦ領域４２又はＣＯＰ領域４１であるのかは、直ちに判断することは困難である。しかしながら、本発明は、突起物が形成されない条件でシリコン単結晶インゴットの引き上げることを目的としているため、いかなる領域で発生した突起物であるのか問うことなく、これを排除する必要がある。具体的には、図２（ａ）に示すように、突起が形成される領域であるＰｖ領域４３、ＯＳＦ領域４２及びＣＯＰ領域４１は、いずれもＰｉ領域４４が得られる引き上げ速度よりも速い速度領域にて発生することから、突起物が観察された場合には、引き上げ速度を低下させればよいことが分かる。
【００６２】
但し、図２（ａ）に示したように、引き上げ速度がＶ１未満であると、育成される結晶に転位クラスタ４５が含まれてしまう。転位クラスタ４５は、ＲＩＥによって突起が発生しないことから、上記の評価工程ではＰｉ領域４４と区別することができない。しかしながら、Ｐｉ領域４４と転位クラスタ４５の境界は、評価サンプルに通常のセコエッチングなどのエッチング処理を施すことで、目視レベルで簡単に転位クラスタ発生領域を確認することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、as-grown状態の評価用試料に対してＲＩＥを行った場合に突起物が発生しない結晶が得られるよう、引き上げ速度の制御を行っていることから、酸素析出物の非常に少ないシリコン単結晶を育成することが可能となる。したがって、育成されたシリコン単結晶インゴットは、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイス用として好適に用いることが可能となる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６５】
例えば、上記の実施形態では、引き上げ速度の制御によってＰｖ領域を排除した例を説明したが、極低酸素結晶においては、Ｐｖ領域であってもＲＩＥによって突起物が発生しないことがある。このようなケースにおいては、Ｐｖ領域とＰｉ領域を同一視することができることから、Ｐｖ領域を排除する必要はない。すなわち、本発明においてＰｖ領域を排除することは必須でなく、あくまでas-grown状態でＲＩＥを施した場合に突起物が形成されなければ足りる。
【００６６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００６７】
実施例１では、図１に示す引上げ装置を用いて、引き上げる単結晶の中心部が融点から１３７０℃までの温度域で、単結晶の引き上げ軸方向の温度勾配が中心部はＧｃ、外周部ではＧｅであるとするとき、Ｇｃ／Ｇｅが１以上となる条件下で、引上げ速度を徐々に低下させるように引上げ速度変更実験を行って、各種結晶領域を含むシリコン単結晶インゴットを２本育成した。ここで育成したインゴットは、いずれも酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、単結晶直径：３００ｍｍ、結晶方位：＜１００＞、極性：ｐ型（ボロンドープ）、単結晶直胴部長さ：２０００ｍｍの単結晶インゴットである。
【００６８】
育成した単結晶インゴットのうち１本は単結晶インゴットを縦割りして、評価用試料を作成した。評価用試料を酸化雰囲気中で、８００℃×４時間＋１０００℃×１６時間の酸素析出物評価熱処理を施した後、熱処理後の評価用試料表面を銅デコレーションして１０００℃×１時間の熱処理を行った。そして熱処理後の評価試料をライト液で選択エッチングを行ない試料表面に現れたピットを光学顕微鏡で観察した。その結果、図２（ａ）に示すような結晶領域分布を有していることを確認した。
【００６９】
残りのもう１本の単結晶インゴットについては、先の縦割り評価用試料の観察結果で得られた、図２（ａ）に示す結晶領域分布のうち、Ｂ−Ｂ線の位置となる結晶領域、すなわち、図２（ｂ）に示すように、結晶中心部にＰｖ領域４３ａがディスク状に存在し、その外側領域にＰｉ領域４４がリング状に存在し、その外側領域の結晶の外周部にＰｖ領域４３ｂが存在する結晶領域からサンプルウェーハを得るように、径方向に切断して、Ｐｖ領域４３ａ、Ｐｉ領域４４、Ｐｖ領域４３ｂが径方向に混在するサンプルウェーハを切り出した。
【００７０】
また、上記と同じ育成条件で、酸素濃度が異なる９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の２水準のシリコン単結晶インゴットも育成し、それぞれ先に作成したサンプルウェーハと同じ結晶領域となる高さ位置からサンプルウェーハを切り出した。すなわち、酸素濃度が異なるだけで結晶領域は同一のサンプルウェーハを作成したものである。
【００７１】
次に、これら酸素濃度が異なる各サンプルウェーハに以下の２水準の評価処理（Ａ），（Ｂ）を行なって、ウェーハ表面で観察される酸素析出物密度分布を調査した。評価処理（Ａ）は従来から実施されている一般的に実施されている酸素析出物評価熱処理による評価であり、評価処理（Ｂ）は本発明のＲＩＥ処理による評価である。
【００７２】
（Ａ）酸素析出物評価熱処理による評価  ＜比較例＞
各サンプルウェーハに対して、ドライ酸素雰囲気中で８００℃×３時間の熱処理を行い、引き続き１０００℃×１６時間の熱処理を行った。その後、ウェーハ表面に形成された酸化膜を沸酸水溶液で除去した後、ライト液を用いてウェーハ表面を選択エッチングした。エッチングされたウェーハ表面を集光灯下の目視観察と光学顕微鏡観察によって評価し、ウェーハ表面に酸素析出物が発生した領域の広さを測定した。測定した結果を模式的に図３（ａ）〜（ｃ）に示す。図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のサンプルであり、ハッチングを施した領域が酸素析出物として顕在化され検出できた領域（Ｐｖ領域）である。
【００７３】
（Ｂ）ＲＩＥ処理による評価  ＜実施例＞
各サンプルウェーハに対して、ＳｉとＳｉＯ２の選択比が高い（ＳｉＯ２がエッチングされ難い）条件の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を施して、酸化シリコンを含む欠陥を起因とした円錐状の突起物をウェーハ表面上に形成した。ＲＩＥの雰囲気はＨＢｒ／Ｃｌ２／Ｈｅ＋Ｏ２混合ガスとし、Ｓｉ／ＳｉＯ２の選択比が１００以上になるように条件を設定して約５μｍエッチングを行った。その後、ＲＩＥ処理時に付着した反応性生物を沸酸水溶液で洗浄して除去した後、エッチングされたウェーハ表面を集光灯下の目視観察と光学顕微鏡観察によって評価し、ウェーハ表面に形成された突起物の発生領域の広さを測定した。集光灯下による目視観察時の評価写真を図３（ｄ）〜（ｆ）に示す。図３（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれ酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のサンプルであり、白く色が抜けて見える領域が突起物の存在する領域（Ｐｖ領域）に相当するものである。
【００７４】
＜評価結果＞
評価処理（Ａ）で評価した場合、酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のサンプルウェーハに比べ、酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のものは、酸素析出物領域として検出される領域の幅が縮小化する現象が見られ、酸素濃度が５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の低酸素にもなると、ウェーハ表面には酸素析出物は全く観察されなかった。
【００７５】
一方、評価処理（Ｂ）で評価した場合、酸素析出物密度に多少の差はあるものの、酸素濃度が９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であっても、５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であっても、酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のサンプルウェーハと同じ欠陥分布の幅で突起物が観察された。
【００７６】
これは、単結晶インゴットの酸素濃度の低下に伴い、評価処理（Ａ）では酸素析出物分布が変化し、評価処理（Ｂ）は評価処理（Ａ）では検出されない酸素析出物を検出できることを意味するものである。従って、評価処理（Ｂ）により評価を実施し、突起物として検出されない結晶領域となるように育成条件（引上げ速度および／または温度勾配）を調整することにより、デバイスへの影響が懸念される微小酸素析出物をも排除したシリコン単結晶インゴットの育成が可能となる。
【実施例２】
【００７７】
実施例２では、ＲＩＥ法を用いた欠陥評価を行なった場合でも、突起物が検出されない、ＣＯＰも転移クラスタも存在しない単結晶を育成する実験を試みた。
【００７８】
まず、実施例１で得られた評価処理（Ｂ）の評価結果をもとに、突起物が検出されない結晶領域となる引上げ速度を求め、この範囲となるように引上げ速度を調整するようにした。その他の育成条件は実施例１と同じ育成条件であり、ここでは酸素濃度が６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコン単結晶インゴットを育成した。
【００７９】
次に、育成した単結晶インゴット直胴部のトップ位置から下方に１００ｍｍの位置と直胴部のボトム位置から上方に２００ｍｍの位置から、径方向にサンプルウェーハを切り出した。
【００８０】
そして、両サンプルウェーハに対して、実施例２の評価処理（Ｂ）と同じ条件で評価処理を行なった。その結果、両サンプルウェーハとも、結晶中心と同心円状に分布するような突起物は全く観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるシリコン単結晶の育成方法に適用可能な引き上げ装置の構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）はシリコン単結晶インゴットの引き上げ速度Ｖとシリコン単結晶インゴット内に発生する欠陥の種類及び分布との関係を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ（ａ）に示すＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図３】実施例１における評価結果を示す図である。
【図４】Ｖ／Ｇとシリコン単結晶インゴット内に発生する欠陥の種類及び分布との一般的な関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０      シリコン単結晶引き上げ装置
１１      チャンバー
１２      支持回転軸
１３      グラファイトサセプタ
１４      石英るつぼ
１５      ヒーター
１６      支持軸駆動機構
１７      シードチャック
１８      ワイヤー
１９      ワイヤー巻き取り機構
２０      シリコン単結晶インゴット
２１      シリコン融液
２２      熱遮蔽部材
２３      制御装置
２４      ガス導入口
２５      ガス管
２６      コンダクタンスバルブ
２７      ガス排出口
２８      排ガス管
２９      コンダクタンスバルブ
３０      真空ポンプ
３１      磁場供給装置
４０      シリコンウェーハ
４１      ＣＯＰ領域
４２      ＯＳＦ領域
４３      Ｐｖ領域
４４      Ｐｉ領域
４５      転位クラスタ
【図１】
2010116271.tif 000003
【図２】
2010116271.tif 000004
【図３】
2010116271.tif 000005
【図４】
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