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JP3468080B2 - Method of processing silicon seed crystal and method of manufacturing silicon seed crystal and silicon single crystal - Google Patents
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JP3468080B2 - Method of processing silicon seed crystal and method of manufacturing silicon seed crystal and silicon single crystal - Google Patents

Method of processing silicon seed crystal and method of manufacturing silicon seed crystal and silicon single crystal

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JP3468080B2
JP3468080B2 JP03224098A JP3224098A JP3468080B2 JP 3468080 B2 JP3468080 B2 JP 3468080B2 JP 03224098 A JP03224098 A JP 03224098A JP 3224098 A JP3224098 A JP 3224098A JP 3468080 B2 JP3468080 B2 JP 3468080B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(Czochralski Method、CZ法)によるシリコン単結
晶の成長に用いる種結晶の処理方法および処理されたシ
リコン種結晶ならびにこのシリコン種結晶を使用してシ
リコン単結晶棒を成長させるシリコン単結晶の製造方法
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for treating a seed crystal used for growing a silicon single crystal by the Czochralski method (CZ method), a treated silicon seed crystal, and this silicon seed crystal. The present invention relates to a method for producing a silicon single crystal in which a silicon single crystal ingot is grown.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CZ法によるシリコン単結晶の製
造においては、シリコン単結晶を種結晶として用い、こ
れをシリコン融液に接触させた後、回転させながらゆっ
くりと引上げることで単結晶棒を成長させている。この
際、シリコン種結晶をシリコン融液に接触させた後に、
熱衝撃によりシリコン種結晶に高密度で発生するスリッ
プ転位から伝播する転位を消滅させるために、直径を3
mm程度に一旦細くし絞り部を形成するいわゆる種絞り
(ネッキング)を行い、次いで、所望の口径になるまで
結晶径を太らせて、無転位のシリコン単結晶を引上げて
いる。このような、種絞りはDash Necking
法として広く知られており、CZ法で単結晶棒を引上げ
る場合の常識とされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the production of a silicon single crystal by the CZ method, a silicon single crystal is used as a seed crystal, which is brought into contact with a silicon melt and then slowly pulled up while being rotated to obtain a single crystal rod. Is growing. At this time, after bringing the silicon seed crystal into contact with the silicon melt,
In order to eliminate dislocations propagating from slip dislocations generated at high density in the silicon seed crystal due to thermal shock, the diameter is set to 3
A so-called seed drawing (necking) is performed in which the diameter is once thinned to form a narrowed portion, and then the crystal diameter is increased to a desired diameter to pull up a dislocation-free silicon single crystal. Such seed stop is Dash Necking
It is widely known as a method and is a common sense when pulling a single crystal ingot by the CZ method.

【0003】すなわち、従来用いられてきたシリコン種
結晶の形状は、例えば直径あるいは一辺約8〜20mm
の円柱状や角柱状のシリコンの単結晶に、種ホルダーに
セットするための切り欠き部を設けたもので、最初にシ
リコン融液に接触する下方の先端形状は、平坦面となっ
ている。そして、高重量の単結晶棒の重量に耐えて安全
に引上げるためには、種結晶の太さは、素材の強度から
して上記以下に細くすることは難しい。
That is, the shape of a silicon seed crystal that has been used conventionally is, for example, a diameter or about 8 to 20 mm on each side.
The columnar or prismatic silicon single crystal is provided with a notch for setting in the seed holder, and the lower tip shape that first contacts the silicon melt is a flat surface. In order to withstand the weight of a single crystal rod having a high weight and to pull it up safely, it is difficult to make the thickness of the seed crystal smaller than the above in view of the strength of the material.

【0004】このような形状のシリコン種結晶では、シ
リコン融液と接触する先端の熱容量が大きいために、シ
リコン種結晶がシリコン融液に接触した瞬間に結晶内に
急激な温度差を生じ、スリップ転位を高密度に発生させ
る。従って、この転位を消去してシリコン単結晶を育成
するために前記ネッキングが必要になるのである。
In the silicon seed crystal having such a shape, since the heat capacity of the tip contacting with the silicon melt is large, a rapid temperature difference occurs in the crystal at the moment when the silicon seed crystal comes into contact with the silicon melt, and a slip occurs. Dislocations are generated at high density. Therefore, the necking is required to erase the dislocations and grow a silicon single crystal.

【0005】しかし、このような状態ではネッキング条
件を種々に選択しても、無転位化するためには、最小直
径を3〜5mm程度までは絞り込む必要があり、近年の
シリコン単結晶径の大口径化に伴い、高重量化した単結
晶棒を支持するには強度が不充分であり、単結晶棒引上
げ中に、この細い絞り部が破断して単結晶棒が落下する
等の重大な事故を生じる恐れがあった。
However, in such a state, even if various necking conditions are selected, it is necessary to narrow the minimum diameter to about 3 to 5 mm in order to eliminate dislocations. Due to the increase in diameter, the strength is insufficient to support the heavy-weight single crystal rod, and during pulling up of the single crystal rod, this narrow drawing part breaks and the single crystal rod falls, causing a serious accident. There was a risk of.

【0006】このような問題を解決するために、本出願
人は先に特開平5−139880号公報、特開平9−2
55485号公報のような発明を提案した。これらの発
明は、シリコン種結晶の先端部の形状を楔形あるいは中
空部を有する形状とし、シリコン種結晶がシリコン融液
に接触する時に入るスリップ転位をできるだけ低減する
ことによって、絞り部の直径を比較的太くしても無転位
化を可能とし、もって絞り部の強度を向上させるもので
ある。
In order to solve such a problem, the applicant of the present invention has previously disclosed Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-139880 and 9-2.
An invention such as Japanese Patent No. 55485 has been proposed. These inventions compare the diameters of the narrowed portions by making the shape of the tip of the silicon seed crystal into a wedge shape or a shape having a hollow portion, and reducing the slip dislocation entering when the silicon seed crystal comes into contact with the silicon melt as much as possible. Even if the thickness is made thicker, dislocation-free can be achieved, thereby improving the strength of the narrowed portion.

【0007】この方法では、絞り部の太さを太くするこ
とができるので、ある程度絞り部の強度の向上ができる
けれども、ネッキングを行い、スリップ転位のある絞り
部を形成することには変わりがなく、近年ますます大直
径、長尺化し、例えば150Kg以上にもなる単結晶棒
の引上げには、強度が不充分となる場合があり、根本的
な解決にまで至っていない。
According to this method, since the thickness of the throttle portion can be increased, the strength of the throttle portion can be improved to some extent, but necking is performed to form a throttle portion having slip dislocations. In recent years, the strength has sometimes become insufficient for pulling a single crystal ingot having a larger diameter and a longer length, for example, more than 150 kg, and a fundamental solution has not been reached yet.

【0008】そこで、本出願人は強度上一番問題となる
ネッキングによる絞り部を形成することなく、結晶を単
結晶化させる方法を開発し先に提案した(特願平9−1
7687号)。この方法は、シリコン種結晶としてシリ
コン融液に接触させる先端部の形状が尖った形状、また
は尖った先端を切り取った形状とし、先ず、該シリコン
種結晶の先端をシリコン融液に静かに接触させた後、シ
リコン種結晶を低速度で下降させることによってシリコ
ン種結晶の先端部が所望の太さとなるまで溶融し、その
後、シリコン種結晶をゆっくりと上昇させ、ネッキング
を行うことなく、所望径のシリコン単結晶を育成させる
というものである。
Therefore, the present applicant has previously developed and proposed a method of making a crystal into a single crystal without forming a narrowed portion due to necking, which is the most problematic in terms of strength (Japanese Patent Application No. 9-1).
7687). In this method, the tip of the silicon seed crystal to be brought into contact with the silicon melt has a pointed shape, or the pointed tip is cut off.First, the tip of the silicon seed crystal is gently contacted with the silicon melt. After that, the silicon seed crystal is lowered at a low speed to melt until the tip portion of the silicon seed crystal has a desired thickness, and then the silicon seed crystal is slowly raised to a desired diameter without necking. This is to grow a silicon single crystal.

【0009】この方法によれば、最初にシリコン種結晶
の先端をシリコン融液に接触させた時、接触面積が小さ
く、先端部の熱容量が小さいため、シリコン種結晶に熱
衝撃又は急激な温度勾配が生じないので、スリップ転位
が導入されない。そして、その後、シリコン種結晶を低
速度で下降させてシリコン種結晶の先端部が所望の太さ
となるまで溶融すれば、急激な温度勾配を生じないので
溶融時にもスリップ転位がシリコン種結晶内に導入され
ることはない。そして、最後にシリコン種結晶をゆっく
りと引上げれば、シリコン種結晶は所望の太さで、無転
位であるから、ネッキングを行う必要はなく、強度も十
分あるので、そのまま所望の径まで太らせてシリコン単
結晶を育成させることができる。
According to this method, when the tip of the silicon seed crystal is first brought into contact with the silicon melt, the contact area is small and the heat capacity of the tip is small, so that the silicon seed crystal is subjected to thermal shock or a rapid temperature gradient. Therefore, slip dislocations are not introduced. Then, after that, if the silicon seed crystal is lowered at a low speed and melted until the tip portion of the silicon seed crystal has a desired thickness, a steep temperature gradient does not occur, and therefore slip dislocations are generated in the silicon seed crystal even at the time of melting. It will not be introduced. And finally, if the silicon seed crystal is slowly pulled up, since the silicon seed crystal has a desired thickness and no dislocations, it is not necessary to perform necking, and since the strength is sufficient, the silicon seed crystal can be thickened to a desired diameter as it is. It is possible to grow a silicon single crystal.

【0010】以上述べたように、通常のネッキング種付
け法においては、初期の転位密度を低減させる方法とし
て、シリコン種結晶の融液上での保温や加温、種付け時
の熱衝撃を低減させるような形状や、方法が開示されて
きたが、ネックの太さに限界があり、大直径化、高重量
化した単結晶棒には追随できなくなってきている。そこ
で、上述した大直径化、高重量化にも耐えられ、しか
も、種付け時の転位の発生のない究極的な方法が、ネッ
キングを行わない無転位種付け法として確立された。
As described above, in the usual necking seeding method, as a method of reducing the initial dislocation density, it is necessary to reduce the heat retention and heating of the silicon seed crystal on the melt and the thermal shock during seeding. Although various shapes and methods have been disclosed, there is a limit to the thickness of the neck, and it has become impossible to follow a single crystal rod having a large diameter and a high weight. Therefore, an ultimate method that can withstand the above-mentioned increase in diameter and weight and that does not cause dislocation during seeding has been established as a dislocation-free seeding method without necking.

【0011】しかしながら、この無転位種付け法で問題
となるのは、その無転位化成功率である。すなわち、こ
の方法では、一度シリコン種結晶に転位が導入される
と、シリコン種結晶を交換しなければ、やり直しができ
ないので、無転位化成功率を向上させることが特に重要
である。そしてこの場合、無転位で種付けしても、シリ
コン種結晶のテーパー付き先端部をある所定長さ溶融後
にシリコン融点近傍で放置しておいたり、あるいは、結
晶成長を開始するまでに要する時間によってはスリップ
転位が発生し、さらにはこの転位が増加して行く現象が
ある。このような現象が発生する原因を調査、究明した
所、その発生源として種結晶表面に形成された酸化膜が
大きく関与していることを見出した。この現象は従来の
ネッキング種付け法の場合も同様の傾向が見られ、無転
位化成功率が低下する一因であることが判ってきた。
However, the problem with this dislocation-free seeding method is its success rate without dislocation. That is, in this method, once dislocations are introduced into the silicon seed crystal, the silicon seed crystal cannot be redone unless the silicon seed crystal is exchanged. Therefore, it is particularly important to improve the dislocation-free success rate. In this case, even if seeding is performed without dislocations, the tapered tip portion of the silicon seed crystal may be left in the vicinity of the melting point of silicon after being melted for a predetermined length, or depending on the time required to start crystal growth. There is a phenomenon in which slip dislocations occur and the dislocations increase. As a result of investigating and investigating the cause of such a phenomenon, it was found that the oxide film formed on the seed crystal surface was largely involved as a source of the phenomenon. A similar tendency is observed in the case of the conventional necking seeding method, and it has been found that this phenomenon is one of the causes for the reduction of the dislocation-free success rate.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はこの
ような従来の問題点に鑑みてなされたもので、ネッキン
グ種付け法、無転位種付け法のいずれの場合でも、無転
位化成功率を低下させることなく、シリコン単結晶の生
産性と歩留りを向上させるシリコン種結晶の処理方法、
この処理によって得られたシリコン種結晶およびこのシ
リコン種結晶を使用して単結晶棒を成長させるシリコン
単結晶の製造方法を提供することを主たる目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such conventional problems, and reduces the dislocation-free success rate in any of the necking seeding method and the dislocation-free seeding method. A method for treating a silicon seed crystal, which improves the productivity and yield of a silicon single crystal,
It is a main object to provide a silicon seed crystal obtained by this treatment and a method for producing a silicon single crystal in which a single crystal ingot is grown using this silicon seed crystal.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の
育成に用いられるシリコン種結晶の処理方法において、
該シリコン種結晶をシリコン融液に接触させる以前に、
シリコン種結晶表面の酸化膜を除去しておくことを特徴
とするシリコン種結晶の処理方法である。
[Means for Solving the Problems] To solve the above problems
The present invention is a method for treating a silicon seed crystal used for growing a silicon single crystal by the Czochralski method,
Before contacting the silicon seed crystal with the silicon melt,
This is a method for treating a silicon seed crystal, characterized in that the oxide film on the surface of the silicon seed crystal is removed.

【0014】このように、シリコン単結晶棒から切り出
した種結晶素材を加工処理して単結晶引上げ機炉内の種
ホルダーにセットし、これを降下させてシリコン融液に
接触させる直前までに、シリコン種結晶表面に形成され
た酸化膜を除去しておけば、種付けおよびそれ以後のネ
ッキング工程において、シリコン種結晶の固液界面近傍
で格子間シリコン原子が注入されてもシリコン種結晶の
側面に外方拡散するので、スリップ転位の発生は殆どな
くなり、無転位化成功率を向上させることができる。
In this way, the seed crystal material cut out from the silicon single crystal rod is processed and set in the seed holder in the furnace of the single crystal pulling machine, and immediately before it is lowered and brought into contact with the silicon melt, If the oxide film formed on the surface of the silicon seed crystal is removed, even if interstitial silicon atoms are injected near the solid-liquid interface of the silicon seed crystal during the seeding and subsequent necking steps, the side surface of the silicon seed crystal will be affected. Since it diffuses outward, slip dislocations are hardly generated, and the dislocation-free success rate can be improved.

【0015】そしてこの場合シリコン種結晶表面の酸
化膜除去方法として、引上げ機の炉外でシリコン種結晶
に少なくともフッ酸水溶液処理を施せば、シリコン種結
晶表面の酸化膜は、容易に除去され、従って、酸化膜に
起因するスリップ転位の発生は殆どなくなり、無転位化
成功率を向上させることができる。
In this case , as a method for removing the oxide film on the surface of the silicon seed crystal, the oxide film on the surface of the silicon seed crystal is easily removed by subjecting the silicon seed crystal to at least hydrofluoric acid solution treatment outside the furnace of the pulling machine. Therefore, the occurrence of slip dislocation due to the oxide film is almost eliminated, and the dislocation-free success rate can be improved.

【0016】そして、本発明は、シリコン種結晶表面の
酸化膜除去方法として、該種結晶を引上げ機炉内の種ホ
ルダーに保持した後、高温雰囲気下の不活性ガス中での
エッチング作用により酸化膜を除去することを特徴とす
るシリコン種結晶の処理方法である。このように、シリ
コン種結晶を引上げ機炉内の種ホルダーに保持した後、
高温雰囲気下の不活性ガス中でのエッチング作用により
酸化膜を除去するようにすれば、前記したフッ酸処理
後、シリコン種結晶をシリコン融液に種付けするまでの
間に形成される自然酸化膜を種付け直前に除去すること
ができるので、酸化膜起因のスリップ転位の発生は殆ど
なくなり、一層無転位のシリコン単結晶の生産性向上に
寄与するものである。
Then, the present invention provides a method for removing an oxide film on the surface of a silicon seed crystal, in which the seed crystal is held in a seed holder in a puller furnace and then oxidized by an etching action in an inert gas in a high temperature atmosphere. A method for treating a silicon seed crystal, which comprises removing the film. In this way, after holding the silicon seed crystal in the seed holder in the puller furnace,
If the oxide film is removed by an etching action in an inert gas under a high temperature atmosphere, a natural oxide film formed after the hydrofluoric acid treatment described above and before seeding a silicon melt with a silicon seed crystal. Since it can be removed immediately before seeding, the generation of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, which contributes to the improvement of the productivity of dislocation-free silicon single crystals.

【0017】この場合雰囲気ガスが、アルゴンまたは
アルゴンを含む不活性混合ガスであること、並びに雰囲
気ガスの流量を単結晶棒引上げ時の流量よりも多く流す
ことが望ましい。このようにすれば、シリコン種結晶表
面の酸化膜は前記炉内高温状態と相まってアルゴンガス
のエッチング作用によりエッチングされて除去され、シ
リコン表面が露出するので、酸化膜起因のスリップ転位
の発生は殆どなくなり、無転位でシリコン単結晶を引上
げることができる。そして、雰囲気ガスの流量を単結晶
棒引上げ時の流量よりも多く流せば、シリコン融液から
蒸発してくる酸化性のガス(例えばSiO)の上昇を抑
えることができるので、雰囲気ガスによるエッチング作
用を助ける役割を果たすことになる。
In this case , it is desirable that the atmosphere gas is argon or an inert mixed gas containing argon, and that the flow rate of the atmosphere gas be higher than the flow rate at the time of pulling the single crystal rod. By doing so, the oxide film on the surface of the silicon seed crystal is etched and removed by the etching action of argon gas in combination with the high temperature state in the furnace, and the silicon surface is exposed, so that the occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated. The silicon single crystal can be pulled up without dislocation. Then, if the flow rate of the atmospheric gas is made higher than the flow rate at the time of pulling the single crystal rod, the rise of the oxidizing gas (eg, SiO) evaporated from the silicon melt can be suppressed, so that the etching action by the atmospheric gas can be suppressed. Will play a role in helping.

【0018】続いて本発明に記載した発明は、チョクラ
ルスキー法により、シリコン種結晶を用いて単結晶棒を
成長させるシリコン単結晶の製造方法において、シリコ
ン種結晶表面の酸化膜を、少なくともフッ酸水溶液処理
により除去した後、該シリコン種結晶を引上げ機炉内の
種ホルダーに保持し、次いで、雰囲気ガスとしてアルゴ
ンまたはアルゴンを含む不活性混合ガスを単結晶棒引上
げ時の流量よりも多く流しつつ、高温、不活性ガス雰囲
気下のエッチング作用により酸化膜を除去した後、シリ
コン種結晶をシリコン融液に接触させて、シリコン単結
晶の引上げを行なうことを特徴とするシリコン単結晶の
製造方法である。
Next, the invention described in the present invention is a method for producing a silicon single crystal in which a single crystal ingot is grown using a silicon seed crystal by the Czochralski method. After removal by acid aqueous solution treatment, the silicon seed crystal is held in a seed holder in a puller furnace, and then argon or an inert mixed gas containing argon is supplied as an atmospheric gas at a flow rate higher than that at the time of pulling the single crystal rod. Meanwhile, after removing the oxide film by etching at high temperature under an inert gas atmosphere, the silicon single crystal is brought into contact with the silicon melt to pull up the silicon single crystal. Is.

【0019】このように種結晶表面の酸化膜除去処理方
法として、湿式のフッ酸処理と乾式の不活性ガスによる
エッチング処理を併用すれば、シリコン種結晶が融液に
接触するまでに形成された酸化膜は除去され、従って酸
化膜起因のスリップ転位の発生は殆どなくなり無転位シ
リコン単結晶の生産性、歩留りの向上を図ることができ
る。
As described above, when a wet hydrofluoric acid treatment and an etching treatment with a dry inert gas are used together as a method for removing the oxide film on the surface of the seed crystal, the silicon seed crystal is formed before it comes into contact with the melt. Since the oxide film is removed, the occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, and the productivity and yield of dislocation-free silicon single crystals can be improved.

【0020】この場合、上記に記載のシリコン単結晶の
製造方法において、円柱状または角柱状のシリコン種結
晶を使用し、ネッキングを行なう種付け法により単結晶
棒を成長させれば、これらのシリコン種結晶は上記処理
方法により酸化膜を除去したものであるから、酸化膜起
因のスリップ転位の発生は殆どなくなり、絞りの太さを
比較的太くしても、無転位化することが可能となるの
で、無転位シリコン単結晶の生産性、歩留りが向上す
る。
In this case, in the above- described method for producing a silicon single crystal, if a columnar or prismatic silicon seed crystal is used and a single crystal ingot is grown by a seeding method for necking, these silicon seeds can be grown. Since the crystal is obtained by removing the oxide film by the above treatment method, the occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, and even if the thickness of the drawing is made relatively thick, it is possible to make dislocation-free. The productivity and yield of dislocation-free silicon single crystal are improved.

【0021】さらにこの場合、上記に記載のシリコン単
結晶の製造方法において、先端部の形状が、尖った形状
または尖った先端を切り取った形状であるシリコン種結
晶を使用し、ネッキングを行わない無転位種付け法によ
り単結晶棒を成長させれば、これらのシリコン種結晶は
上記処理方法により酸化膜を除去したものであるから、
酸化膜起因のスリップ転位の発生は殆どなくなり無転位
化成功率を向上させることができる。
Further, in this case, in the above- described method for producing a silicon single crystal, a silicon seed crystal having a pointed shape or a shape in which a pointed tip is cut off is used, and necking is not performed. When a single crystal ingot is grown by the dislocation seeding method, these silicon seed crystals are obtained by removing the oxide film by the above treatment method.
The occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, and the dislocation-free success rate can be improved.

【0022】そして、本発明に記載した発明は、前記の
いずれかに記載の処理方法により処理されたシリコン種
結晶である。このシリコン種結晶は、シリコン融液に接
触させる前に表面に形成された酸化膜は殆ど除去されて
いるので、種付け以降の工程において、酸化膜が原因で
発生するスリップ転位が導入されることもなくなり、無
転位化成功率を向上させることができる。
[0022] Then, the invention described in this invention, the
It is a silicon seed crystal processed by any one of the processing methods. Since most of the oxide film formed on the surface of this silicon seed crystal before contact with the silicon melt is removed, slip dislocations caused by the oxide film may be introduced in the steps after seeding. Therefore, the dislocation-free success rate can be improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本
発明者らは、単結晶棒の成長に際し、前述したネッキン
グを行う種付け法とネッキングを行わない無転位種付け
法のいずれの方法においても、その無転位化成功率が満
足し得る水準に達しない場合があり、その原因を調査、
究明した所、この転位の発生源として、シリコン種結晶
表面に形成された酸化膜に問題があることを見出した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. The inventors of the present invention, in the case of growing a single crystal ingot, in any of the above-mentioned seeding method of performing necking and dislocation-free seeding method of not performing necking, when the dislocation-free success rate does not reach a satisfactory level. And investigate the cause,
As a result of investigation, it was found that there is a problem with the oxide film formed on the surface of the silicon seed crystal as a source of this dislocation.

【0024】周知の通り、シリコン結晶表面に酸化膜が
形成されると、格子間シリコン原子が注入される。これ
を逆に考えれば、表面に酸化膜が形成されると、格子間
シリコンの外方拡散が抑制されると云える。従って、シ
リコン種結晶の機械加工後の歪み除去工程として通常混
酸処理を行なうが、その結果、表面に酸化膜が形成され
ており、この酸化膜が上記の作用により、種付け時に融
液界面から注入された格子間シリコン原子の外方拡散を
妨げていると解釈することができる。
As is well known, when an oxide film is formed on the surface of a silicon crystal, interstitial silicon atoms are implanted. If this is considered in reverse, it can be said that when an oxide film is formed on the surface, outward diffusion of interstitial silicon is suppressed. Therefore, a mixed acid treatment is usually performed as a strain removing step after the machining of the silicon seed crystal, but as a result, an oxide film is formed on the surface, and this oxide film is injected from the melt interface during seeding by the above action. It can be construed as hindering the out-diffusion of the interstitial silicon atoms generated.

【0025】また、混酸処理後にフッ酸水溶液で酸化膜
を除去しても、空気中に長時間暴露していれば、自然酸
化膜が形成され、このような十数オングストローム程度
の酸化膜でも格子間シリコン原子の外方拡散を妨げる作
用をしていることが容易に想像できる。混酸処理によっ
て形成された酸化膜であれ、自然酸化膜であれ、引上げ
機の炉内の高温雰囲気下に曝されれば、その酸化が内部
に進もうとするから、格子間シリコン原子の外方拡散を
妨げるだけでなく、新たに格子間シリコン原子を注入す
る作用が起こっていると考えられる。
Further, even if the oxide film is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution after the mixed acid treatment, a natural oxide film is formed if the oxide film is exposed to the air for a long time. It can be easily imagined that it acts to prevent outward diffusion of interstitial silicon atoms. Whether it is an oxide film formed by mixed acid treatment or a natural oxide film, if it is exposed to the high temperature atmosphere in the furnace of the puller, the oxidation will try to proceed to the inside. It is considered that not only the diffusion is hindered, but also an action of newly injecting interstitial silicon atoms occurs.

【0026】そこで、格子間原子の外方拡散を促し、ス
リップ転位発生を防止する対策として、シリコン種結晶
の表面の酸化膜除去を試み、下記のような条件を設定す
ることで、酸化膜起因のスリップ転位の発生を防止する
ことができ、無転位化成功率の向上を図ることができ
た。
Therefore, as a measure for promoting the outward diffusion of interstitial atoms and preventing the occurrence of slip dislocations, the removal of the oxide film on the surface of the silicon seed crystal was attempted, and the following conditions were set to cause the oxide film to be generated. It was possible to prevent the occurrence of slip dislocation and to improve the success rate of dislocation-free.

【0027】先ず、シリコン単結晶から切り出した種結
晶素材は、通常超音波洗浄でパーティクルを除去し、次
いで混酸処理により機械加工で生じた歪み層を除去して
いる。しかしこの工程で極めて薄い酸化膜が形成される
ことは避けられない。
First, in a seed crystal material cut out from a silicon single crystal, particles are usually removed by ultrasonic cleaning, and then a strained layer generated by machining is removed by a mixed acid treatment. However, it is inevitable that an extremely thin oxide film is formed in this process.

【0028】ここで、超音波洗浄は、非接触スクラビン
グ法として広範に使用されている方法で、20〜80k
Hzの超音波振動を洗浄液に与えると、洗浄液中に圧力
差が生じ、気泡が発生する。この気泡の破裂により種結
晶表面をスクラビングして洗浄する。洗浄液は、通常、
有機微粒子には超純水が、無機微粒子に対してはエタノ
ールとアセトンの1:1混合液が除去効果が大きい。ま
た、混酸処理は、フッ酸−硝酸−酢酸の混合水溶液で種
結晶素材の機械加工後の歪み層を除去する工程である。
Here, the ultrasonic cleaning is a method widely used as a non-contact scrubbing method, and is 20 to 80 k.
When ultrasonic vibration of Hz is applied to the cleaning liquid, a pressure difference is generated in the cleaning liquid and bubbles are generated. The burst of the bubbles scrubs the surface of the seed crystal for cleaning. The cleaning liquid is usually
Ultrapure water is effective for removing organic fine particles, and a 1: 1 mixture of ethanol and acetone is effective for removing inorganic fine particles. The mixed acid treatment is a step of removing the strained layer after machining the seed crystal material with a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid-nitric acid-acetic acid.

【0029】本発明では、スリップ転位の発生原因であ
る、この混酸処理で形成された酸化膜の除去に、少なく
ともフッ酸水溶液で洗浄することにした。例えば、種結
晶を5%フッ酸水溶液に10分間程度浸漬すれば十分で
ある。
In the present invention, the oxide film formed by this mixed acid treatment, which causes slip dislocations, is removed by washing with at least a hydrofluoric acid aqueous solution. For example, it is sufficient to immerse the seed crystal in a 5% hydrofluoric acid aqueous solution for about 10 minutes.

【0030】そして、種結晶を混酸処理後にフッ酸水溶
液で酸化膜を除去しても、単結晶引上げ機炉内の種ホル
ダーにセットするまでの間、炉外の空気中に長時間曝さ
れていれば自然酸化膜が形成され、格子間シリコン原子
の外方拡散を妨げる作用をすることになる。さらに引上
げ機炉内で種付けのために、シリコン融液面上に降下さ
せれば、炉内の高温雰囲気下に曝されて、酸化が内部に
進行し、格子間シリコン原子の外方拡散を一層妨げるよ
うになるし、新たに格子間シリコン原子を注入している
とも考えられる。
Even after removing the oxide film with the hydrofluoric acid solution after the mixed treatment of the seed crystal, it was exposed to the air outside the furnace for a long time until it was set in the seed holder in the furnace of the single crystal pulling machine. Then, a natural oxide film is formed, which acts to prevent outward diffusion of interstitial silicon atoms. Furthermore, if seeds are dropped onto the silicon melt surface for seeding in the furnace, they will be exposed to the high temperature atmosphere in the furnace and oxidation will proceed to the inside, further promoting the outward diffusion of interstitial silicon atoms. It will interfere, and it is considered that interstitial silicon atoms are newly injected.

【0031】そこで、炉内でシリコン種結晶をシリコン
融液に接触させる直前までに酸化膜を除去しておけば極
めて効果的であると判断し、炉内での酸化膜除去方法を
確立した。このシリコン種結晶表面の酸化膜除去方法
は、該シリコン種結晶を引上げ機炉内の種ホルダに保持
した後、高温、不活性ガス雰囲気下のエッチング作用に
より酸化膜を除去するものである。このように、シリコ
ン種結晶を引上げ機炉内の種ホルダーに保持した後、高
温雰囲気下の不活性ガス中でのエッチング作用により酸
化膜を除去するようにすれば、フッ酸処理後シリコン種
結晶をシリコン融液に種付けするまでの間に形成される
自然酸化膜を種付け直前に除去することができるので、
酸化膜起因のスリップ転位の発生は殆どなくなり、無転
位化成功率の向上を図ることができる。
Therefore, it was judged to be extremely effective to remove the oxide film by the time immediately before the silicon seed crystal was brought into contact with the silicon melt in the furnace, and a method for removing the oxide film in the furnace was established. In this method for removing an oxide film on the surface of a silicon seed crystal, the silicon seed crystal is held by a seed holder in a puller furnace, and then the oxide film is removed by an etching action in a high temperature, inert gas atmosphere. In this way, after holding the silicon seed crystal in the seed holder inside the puller furnace, the oxide film is removed by the etching action in the inert gas under a high temperature atmosphere. Since it is possible to remove the natural oxide film formed before seeding with the silicon melt immediately before seeding,
The occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, and the success rate of dislocation-free can be improved.

【0032】この場合、雰囲気ガスが、アルゴンまたは
アルゴンを含む不活性混合ガスであることが望ましい。
このようにすれば、炉内は既に高温状態となっているか
ら、シリコン種結晶表面の酸化膜は、高温状態と相まっ
てアルゴンガスのエッチング作用によりエッチングされ
て容易に除去され、シリコン表面が露出する。従って、
酸化膜のないシリコン種結晶で種付けすることになるの
で、酸化膜起因のスリップ転位の発生は殆どなくなり、
無転位でシリコン単結晶を引上げることができる。
In this case, the atmosphere gas is preferably argon or an inert mixed gas containing argon.
By doing so, since the inside of the furnace is already in a high temperature state, the oxide film on the surface of the silicon seed crystal is easily removed by being etched by the etching action of argon gas in combination with the high temperature state, and the silicon surface is exposed. . Therefore,
Since seeding is performed with a silicon seed crystal having no oxide film, the occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated,
A silicon single crystal can be pulled up without dislocation.

【0033】そして、この場合、雰囲気ガスの流量を単
結晶棒引上げ時の流量よりも多く流すことが望ましい。
こうすると、シリコン融液から蒸発してくる酸化性のガ
ス(例えばSiO)の上昇を抑えることができるので、
不活性ガスによるエッチング作用を助ける役割を果たす
ことになる。また、処理されるシリコン種結晶の高さ方
向の位置は、シリコン融液の直上であるとSiOガスで
酸化され易いので、湯面からある程度離して不活性ガス
の流れの中に位置するようにするのがよい。
In this case, it is desirable that the flow rate of the atmospheric gas is made higher than that at the time of pulling the single crystal rod.
This makes it possible to suppress the rise of the oxidizing gas (eg, SiO) that evaporates from the silicon melt,
It serves to assist the etching action by the inert gas. Further, the position of the silicon seed crystal to be processed in the height direction is likely to be oxidized by the SiO gas if it is directly above the silicon melt, so that it should be positioned some distance from the molten metal surface in the flow of the inert gas. Good to do.

【0034】以上述べた本発明のシリコン種結晶表面の
酸化膜除去処理方法は、図1の(A)および(B)に示
した円柱状または角柱状のシリコン種結晶(先端は平端
面)を使用してネッキングを行なう種付け法に適用する
ことができる。上記処理方法により酸化膜を除去したこ
のような形状のシリコン種結晶を使用して単結晶棒を成
長させれば、酸化膜起因のスリップ転位の発生は殆どな
くなり、種絞りの太さを比較的太くしても、転位を除去
することが可能となり、無転位化成功率を著しく高め、
生産性、歩留りが向上する。
The method for removing an oxide film on the surface of a silicon seed crystal according to the present invention described above uses the cylindrical or prismatic silicon seed crystal (the tip is a flat end surface) shown in FIGS. 1A and 1B. It can be applied to seeding methods using and necking. When a single crystal ingot is grown using a silicon seed crystal having such a shape from which the oxide film has been removed by the above treatment method, the occurrence of slip dislocations due to the oxide film is almost eliminated, and the thickness of the seed aperture can be made relatively small. Even if thickened, dislocations can be removed, and the dislocation-free success rate is significantly increased.
Productivity and yield are improved.

【0035】そして、本発明は、図1の(C)、
(D)、(E)および(F)に示したような、先端部の
形状が尖った形状または尖った先端を切り取った形状で
あるシリコン種結晶を使用してネッキングを行わない無
転位種付け法により単結晶棒を成長させる場合にも適用
できる。このような形状のシリコン種結晶は上記処理方
法により酸化膜を除去したものであるから、格子間シリ
コン原子の外方拡散は容易になるので、スリップ転位は
入りにくくなり、無転位化成功率を向上させることがで
きる。
The present invention is based on FIG.
Dislocation-free seeding method without necking using a silicon seed crystal having a sharp tip or a truncated tip as shown in (D), (E) and (F) Can also be applied to the case of growing a single crystal ingot. Since the silicon seed crystal having such a shape is obtained by removing the oxide film by the above-mentioned processing method, the outward diffusion of interstitial silicon atoms is facilitated, slip dislocations are hard to enter, and the dislocation-free success rate is improved. Can be made.

【0036】以上、説明したように、シリコン種結晶を
成形加工後、超音波洗浄、混酸処理等をしたシリコン種
結晶を少なくともフッ酸水溶液で処理して酸化膜を除去
した後、該シリコン種結晶を引上げ機炉内の種ホルダー
に保持し、次いで、雰囲気ガスとしてアルゴンまたはア
ルゴンを含む不活性混合ガスを単結晶棒引上げ時の流量
よりも多く流しつつ、高温、不活性ガス雰囲気下のエッ
チング作用により酸化膜を除去した後、シリコン種結晶
をシリコン融液に接触させて、シリコン単結晶の引上げ
を行なえば、シリコン種結晶の表面に酸化膜は殆ど存在
せず、従って、格子間シリコン原子は容易に外方に拡散
するようになるので、スリップ転位が入りにくくなり、
高い無転位化成功率でシリコン単結晶を引上げることが
できる。
As described above, after the silicon seed crystal is molded and processed, the silicon seed crystal subjected to ultrasonic cleaning and mixed acid treatment is treated with at least a hydrofluoric acid aqueous solution to remove the oxide film, and then the silicon seed crystal is removed. Is held in the seed holder in the furnace of the pulling machine, and then argon or an inert mixed gas containing argon is allowed to flow as an atmosphere gas at a flow rate higher than that at the time of pulling the single crystal rod, and the etching action is performed in a high temperature, inert gas atmosphere. After removing the oxide film by the method, if the silicon seed crystal is brought into contact with the silicon melt to pull up the silicon single crystal, there is almost no oxide film on the surface of the silicon seed crystal. As it easily diffuses outward, slip dislocations are less likely to enter,
A silicon single crystal can be pulled up with a high dislocation-free success rate.

【0037】この場合、ネッキングを行なう種付け法で
は、直径約5mm以上の太絞りが可能となり、ネッキン
グを行なわない無転位種付け法でも、種先端部の溶かし
込み直径を約5mm以上と太くすることができるので、
単結晶棒の今後の大口径化、高重量化に対しても十分対
処することができ、生産性、歩留りを著しく改善するこ
とが可能になる。
In this case, in the seeding method of necking, a thick drawing with a diameter of about 5 mm or more is possible. Even in the dislocation-free seeding method without necking, the melted diameter of the seed tip can be increased to about 5 mm or more. Because you can
It is possible to sufficiently cope with future increase in diameter and weight of the single crystal ingot, and it is possible to remarkably improve productivity and yield.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 (実施例1)ネッキングを行なわない無転位種付け法の
シリコン種結晶として、図1の(C)に示したように、
直径15mmの丸棒の先端部を円錐状に加工し、超音波
洗浄と混酸処理をした後、表面酸化膜除去のためフッ酸
水溶液処理(フッ酸5%水溶液に10分間浸漬)を施し
た。このように処理されたシリコン種結晶を1時間以内
に引上げ機炉内の種ホルダにセットし、直ちに真空排
気、アルゴンガス100%置換を行なった。その後、シ
リコン融液面上方に20分保温し、直径7mmの太さま
で3mm/minの一定速度で溶かし込んだ。次に、シ
リコン種結晶を0.5mm/minの速度で引上げて、
単結晶コーン部を作製し、直径150mmの単結晶直胴
部を10cmまで引上げて丸めた。この単結晶棒を冷却
して炉内から取り出し、セコエッチング処理してスリッ
プ転位の発生状態を調査した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. (Example 1) As a silicon seed crystal of a dislocation-free seeding method without necking, as shown in FIG.
The tip of a round bar having a diameter of 15 mm was processed into a conical shape, subjected to ultrasonic cleaning and mixed acid treatment, and then subjected to hydrofluoric acid aqueous solution treatment (immersing in a 5% hydrofluoric acid aqueous solution for 10 minutes) to remove the surface oxide film. The silicon seed crystal thus treated was set in the seed holder in the furnace of the puller within 1 hour, and immediately evacuated and replaced with 100% argon gas. After that, the temperature was kept above the surface of the silicon melt for 20 minutes, and melted at a constant rate of 3 mm / min to a diameter of 7 mm. Next, pull up the silicon seed crystal at a speed of 0.5 mm / min,
A single crystal cone portion was produced, and a single crystal straight body portion having a diameter of 150 mm was pulled up to 10 cm and rounded. This single crystal rod was cooled, taken out from the furnace, and subjected to Secco etching treatment to investigate the state of occurrence of slip dislocation.

【0039】その結果、単結晶棒10本引上げて9本に
スリップ転位の発生はなかった。すなわち、シリコン単
結晶引上げ本数に対する転位発生がなかったシリコン単
結晶本数の割合を百分率で表した値である無転位化成功
率(%)は、90%であった。ここで、セコ(Secc
o)エッチングとは、先ず表面を弗酸と硝酸の混合水溶
液でエッチングして除去した後、K2 Cr27 と弗酸と
水との混合水溶液でエッチングするもので、結晶表面の
スリップ転位発生の有無の確認に使用される。
As a result, no slip dislocations occurred in 9 single crystal rods pulled up. That is, the dislocation-free success rate (%), which is a value in percentage of the number of silicon single crystals that did not generate dislocations with respect to the number of pulled silicon single crystals, was 90%. Here, Seco (Secc
o) Etching refers to first removing the surface by etching with a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and then etching with a mixed aqueous solution of K 2 Cr 2 O 7 , hydrofluoric acid and water. It is used to confirm the occurrence.

【0040】(実施例2)ネッキングを行なわない無転
位種付け法のシリコン種結晶として直径15mmの丸棒
の先端部を円錐状に加工し、超音波洗浄と混酸処理とを
施した。このように処理されたシリコン種結晶を1時間
以内に引上げ機炉内の種ホルダにセットし、直ちに真空
排気、アルゴンガス100%置換を行なった。その後、
アルゴンガスの流量を単結晶直胴部引上げ中の150%
多い流量を流しながら、シリコン融液面直上で60分保
温し、直径7mmの太さまで3mm/minの一定速度
で溶かし込んだ。次に、シリコン種結晶を0.5mm/
minの速度で引上げて、単結晶コーン部を作製し、直
径150mmの単結晶直胴部を10cmまで引上げて丸
めた。この単結晶棒を冷却して炉内から取り出し、セコ
エッチング処理してスリップ転位の発生状態を調査し
た。その結果、単結晶棒10本引上げて10本共スリッ
プ転位の発生はなく、無転位化成功率(%)は、100
%であった。
Example 2 As a silicon seed crystal of a dislocation-free seeding method without necking, a round bar having a diameter of 15 mm was processed into a conical shape, and ultrasonic cleaning and mixed acid treatment were performed. The silicon seed crystal thus treated was set in the seed holder in the furnace of the puller within 1 hour, and immediately evacuated and replaced with 100% argon gas. afterwards,
The flow rate of argon gas is 150% of that when pulling the single crystal straight body part.
While flowing a large flow rate, the temperature was kept for 60 minutes right above the surface of the silicon melt, and melted at a constant rate of 3 mm / min to a diameter of 7 mm. Next, the silicon seed crystal is 0.5 mm /
The single crystal cone portion was produced by pulling up at a speed of min, and the single crystal straight body portion having a diameter of 150 mm was pulled up to 10 cm and rounded. This single crystal rod was cooled, taken out from the furnace, and subjected to Secco etching treatment to investigate the state of occurrence of slip dislocation. As a result, 10 single crystal rods were pulled up and no co-slip dislocations were generated, and the dislocation-free success rate (%) was 100.
%Met.

【0041】(比較例)ネッキングを行なわない無転位
種付け法のシリコン種結晶として直径15mmの丸棒の
先端部を円錐状に加工し、超音波洗浄と混酸処理とを施
した。このように処理されたシリコン種結晶を1時間以
内に引上げ機炉内の種ホルダーにセットし、直ちに真空
排気、アルゴンガス100%置換を行なった。その後、
シリコン融液面上方に20分保温し、直径7mmの太さ
まで3mm/minの一定速度で溶かし込んだ。次に、
シリコン種結晶を0.5mm/minの速度で引上げ
て、単結晶コーン部を作製し、直径150mmの単結晶
直胴部を10cmまで引上げて丸めた。この単結晶棒を
冷却して炉内から取り出し、セコエッチング処理してス
リップ転位の発生状態を調査した。その結果、単結晶棒
10本引上げて6本にスリップ転位の発生はなく、無転
位化成功率は60%であった。スリップ転位の発生した
4本については、全て先端円錐部の溶かし込み部近傍か
らの発生であった。
Comparative Example As a silicon seed crystal of a dislocation-free seeding method without necking, the tip of a round bar having a diameter of 15 mm was processed into a conical shape, and ultrasonic cleaning and mixed acid treatment were performed. The silicon seed crystal thus treated was set in the seed holder in the furnace of the puller within 1 hour, and immediately evacuated and replaced with 100% argon gas. afterwards,
The temperature was kept above the surface of the silicon melt for 20 minutes, and melted at a constant rate of 3 mm / min to a diameter of 7 mm. next,
A silicon seed crystal was pulled at a rate of 0.5 mm / min to produce a single crystal cone portion, and a single crystal straight body portion having a diameter of 150 mm was pulled up to 10 cm and rounded. This single crystal rod was cooled, taken out from the furnace, and subjected to Secco etching treatment to investigate the state of occurrence of slip dislocation. As a result, no slip dislocations were generated in 6 single crystal rods pulled up, and the success rate of dislocation-free was 60%. All of the four slip dislocations were generated from the vicinity of the welded portion of the tip cone portion.

【0042】以上述べた実施例、比較例からも明らかな
ように、シリコン種結晶を少なくともシリコン融液に接
触させる以前にシリコン種結晶表面の酸化膜除去処理を
施せば、無転位化成功率を格段に向上させることができ
ることが判る。
As is clear from the examples and comparative examples described above, if the oxide film removal treatment on the surface of the silicon seed crystal is performed at least before the silicon seed crystal is brought into contact with the silicon melt, the dislocation-free success rate is significantly improved. It turns out that it can be improved.

【0043】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention, and has any similar effect to the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

【0044】例えば、本発明の実施形態では、直径15
0mm(6インチ)のシリコン単結晶棒を成長させてい
るが、近年の200mm(8インチ)〜400mm(1
6インチ)への大直径化にも十分対応することができ
る。本発明では、結晶保持装置等を用いることなく、シ
リコンの物性限界値以下であれば、原則としていかなる
直径、長さ、重量の単結晶棒の引上げであっても当然に
適用することができる。
For example, in the embodiment of the present invention, the diameter 15
Although a 0 mm (6 inch) silicon single crystal ingot is grown, the recent 200 mm (8 inch) to 400 mm (1
It is possible to cope with the increase in diameter to 6 inches). In the present invention, as a general rule, pulling of a single crystal rod of any diameter, length, and weight can be applied without using a crystal holding device or the like as long as it is at or below the physical property limit value of silicon.

【0045】また、本発明は、通常のチョクラルスキー
法のみならず、シリコン単結晶引上げ時に磁場を印加す
るMCZ法(Magnetic Field Applied Czochralski Cry
stalGrowth Method)にも同様に適用できることは言う
までもなく、本明細書中で使用したチョクラルスキー法
という用語には、通常のチョクラルスキー法だけでな
く、MCZ法も含まれる。
Further, the present invention is not limited to the ordinary Czochralski method, but the MCZ method (Magnetic Field Applied Czochralski Cry) in which a magnetic field is applied when pulling a silicon single crystal.
Needless to say, the term “Czochralski method” used in the present specification includes not only the ordinary Czochralski method but also the MCZ method.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン種結晶表面の酸化膜に起因する有転位化は防止
され、無転位化成功率はほぼ100%を達成することが
できる。これは、ネッキングを不要とする無転位種付け
法においてのみならず、ネッキングを行う種付け法にお
いても有効で、単結晶棒の大直径化、高重量化にも適応
させることが可能となり、生産性、歩留りならびにコス
トを著しく改善することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to prevent dislocation from occurring due to the oxide film on the surface of the silicon seed crystal, and to achieve a dislocation-free success rate of almost 100%. This is effective not only in the dislocation-free seeding method that does not require necking, but also in the seeding method that performs necking, and it becomes possible to adapt to the large diameter and high weight of single crystal rods, and to improve productivity, The yield and the cost can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明において使用するシリコン種結晶の形状
を示す斜視図である。 (A)円柱状種結晶、 (B)角柱状種結晶、(C)
円錐状種結晶、 (D)角錐状種結晶、(E)尖った
先端を切り取った円錐状種結晶、(F)尖った先端を斜
めに切り取った円錐状種結晶。
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of a silicon seed crystal used in the present invention. (A) cylindrical seed crystal, (B) prismatic seed crystal, (C)
Conical seed crystal, (D) pyramidal seed crystal, (E) conical seed crystal with a sharp tip cut off, and (F) conical seed crystal with a sharp tip cut off.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−194291(JP,A) 特開 昭64−37491(JP,A) 特開 平5−139880(JP,A) 特開 平6−271384(JP,A) 特開 平7−165487(JP,A) 特開 平8−290994(JP,A) 特開 平9−165297(JP,A) 特開 平9−249486(JP,A) 特開 平9−255485(JP,A) 特開 平10−203898(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-194291 (JP, A) JP-A 64-37491 (JP, A) JP-A 5-139880 (JP, A) JP-A-6-271384 (JP , A) JP 7-165487 (JP, A) JP 8-290994 (JP, A) JP 9-165297 (JP, A) JP 9-249486 (JP, A) JP 9-255485 (JP, A) JP-A-10-203898 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
晶の育成に用いられるシリコン種結晶の処理方法におい
て、該シリコン種結晶をシリコン融液に接触させる以前
に、シリコン種結晶表面の酸化膜を除去しておく方法で
あり、前記シリコン種結晶表面の酸化膜除去方法とし
て、該シリコン種結晶を引上げ機炉内の種ホルダに保持
した後、雰囲気ガスの流量を単結晶棒引上げ時の流量よ
りも多く流して、高温雰囲気下の不活性ガス中でのエッ
チング作用により酸化膜を除去することを特徴とするシ
リコン種結晶の処理方法。
1. A method for treating a silicon seed crystal used for growing a silicon single crystal by the Czochralski method, wherein an oxide film on the surface of the silicon seed crystal is removed before the silicon seed crystal is brought into contact with a silicon melt. By the way
Yes, as the method for removing the oxide film on the surface of the silicon seed crystal
Hold the silicon seed crystal in the seed holder inside the puller furnace
After that, the flow rate of the atmospheric gas is adjusted to the flow rate when pulling the single crystal rod.
Flow as much as possible and etch in an inert gas in a high temperature atmosphere.
A method for treating a silicon seed crystal, which comprises removing an oxide film by a ching action .
【請求項2】 前記シリコン種結晶表面の酸化膜除去方
法として、シリコン種結晶に少なくともフッ酸水溶液処
施すことを特徴とする請求項1に記載のシリコン種
結晶の処理方法。
2. The method for treating a silicon seed crystal according to claim 1, wherein the silicon seed crystal is also subjected to at least hydrofluoric acid solution treatment as a method for removing the oxide film on the surface of the silicon seed crystal.
【請求項3】 前記雰囲気ガスが、アルゴンまたはアル
ゴンを含む不活性混合ガスであることを特徴とする請求
項1に記載のシリコン種結晶の処理方法。
Wherein the ambient gas is, claims, characterized in that an inert gas mixture containing argon or argon
Item 2. A method for treating a silicon seed crystal according to Item 1 .
【請求項4】 チョクラルスキー法により、シリコン種
結晶を用いて単結晶棒を成長させるシリコン単結晶の製
造方法において、シリコン種結晶表面の酸化膜を、少な
くともフッ酸水溶液処理により除去した後、該シリコン
種結晶を引上げ機炉内の種ホルダに保持し、次いで、雰
囲気ガスとしてアルゴンまたはアルゴンを含む不活性混
合ガスを単結晶棒引上げ時の流量よりも多く流しつつ、
高温、不活性ガス雰囲気下のエッチング作用により酸化
膜を除去した後、シリコン種結晶をシリコン融液に接触
させて、単結晶棒の引上げを行なうことを特徴とするシ
リコン単結晶の製造方法。
4. A method for producing a silicon single crystal in which a single crystal ingot is grown using a silicon seed crystal by the Czochralski method, wherein after the oxide film on the surface of the silicon seed crystal is removed by at least hydrofluoric acid solution treatment, The silicon seed crystal is held in a seed holder in a puller furnace, and then argon or an inert mixed gas containing argon as an atmospheric gas is flowed at a flow rate higher than that at the time of pulling a single crystal rod,
A method for producing a silicon single crystal, which comprises removing an oxide film by etching at a high temperature under an inert gas atmosphere, and then bringing a silicon seed crystal into contact with a silicon melt to pull up a single crystal rod.
【請求項5】 請求項4に記載のシリコン単結晶の製造
方法において、円柱状または角柱状のシリコン種結晶を
使用し、ネッキングを行なう種付け法により単結晶棒を
成長させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方
法。
5. The method for producing a silicon single crystal according to claim 4 , wherein a columnar or prismatic silicon seed crystal is used, and the single crystal ingot is grown by a seeding method for necking. Method for producing single crystal.
【請求項6】 請求項4に記載のシリコン単結晶の製造
方法において、先端部の形状が、尖った形状または尖っ
た先端を切り取った形状であるシリコン種結晶を使用
し、ネッキングを行わない無転位種付け法により単結晶
棒を成長させることを特徴とするシリコン単結晶の製造
方法。
6. The method for producing a silicon single crystal according to claim 4 , wherein a silicon seed crystal having a pointed shape or a shape obtained by cutting a pointed tip is used, and necking is not performed. A method for producing a silicon single crystal, which comprises growing a single crystal ingot by a dislocation seeding method.
【請求項7】 請求項1ないし請求項3のいずれか1項
に記載の処理方法により処理されたシリコン種結晶。
7. A silicon seed crystal processed by the processing method according to claim 1 .
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