m以上的LPD 圖3示出對(duì)應(yīng)于會(huì)發(fā)生SF的固化率的硅晶片的測(cè)定結(jié)果。需要說(shuō)明的是，此處雖未進(jìn)行圖示，但對(duì)應(yīng)于不會(huì)發(fā)生SF的固化率的硅晶片的測(cè)定結(jié)果與圖3所示結(jié)果大致相同。
[0039]另外，利用上述條件，對(duì)形成有背面氧化膜的硅晶片進(jìn)行滿足以下預(yù)烘焙條件的預(yù)烘焙。該預(yù)烘焙條件是模擬在外延膜的形成工序中進(jìn)行的條件而得到的。
[0040][預(yù)烘焙條件]
氣氛:氫氣
熱處理溫度:1200°C 熱處理時(shí)間:30秒
并且，基于該實(shí)驗(yàn)2的上述LPD評(píng)價(jià)條件來(lái)進(jìn)行在上述條件下進(jìn)行了預(yù)烘焙的各硅晶片的LH)評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于圖4和圖5。
[0041]如圖4所示可知:對(duì)應(yīng)于會(huì)發(fā)生SF的固化率的硅晶片100在預(yù)烘焙后的LPDlOl增加。另一方面，如圖5所示可知:對(duì)應(yīng)于不會(huì)發(fā)生SF的固化率的硅晶片100在預(yù)烘焙前后，LPDlOl基本不會(huì)變化。
[0042]此處，利用AFM (Atomic Force Microprobe:原子力顯微鏡)觀察LPD增加了的圖4所示的硅晶片，確認(rèn)到了圖6所示那樣的凹坑P。即可知:能夠利用KLA-Tencor公司制造的SP-1的DCN模式以90nm以上的LPD的形式測(cè)定預(yù)烘焙后產(chǎn)生的凹坑P。
[0043]<實(shí)驗(yàn)3:外延膜生長(zhǎng)前后的LPD的發(fā)生狀況調(diào)查>
在上述實(shí)驗(yàn)2中，在圖4所示那樣的、對(duì)應(yīng)于會(huì)發(fā)生SF的固化率的硅晶片進(jìn)行預(yù)烘焙后，在該硅晶片的表面上形成滿足以下外延膜生長(zhǎng)條件的外延膜，從而制造外延硅晶片。
[0044][外延膜生長(zhǎng)條件]
摻雜劑氣體:磷化氫(PH3)氣體
原料源氣體:三氯硅烷(SiHCl3)氣體
載氣:氫氣
生長(zhǎng)溫度:1080°C
外延膜的厚度:3 μπι
電阻率(外延膜電阻率):1Ω ■ cm。
[0045](紅磷濃度:4.86 X 1015atoms/cm3)
并且，基于實(shí)驗(yàn)2的LPD評(píng)價(jià)條件來(lái)進(jìn)行在上述條件下制造的外延硅晶片的LPD評(píng)價(jià)。另外，將該外延硅晶片的LPD評(píng)價(jià)結(jié)果與圖4所示實(shí)驗(yàn)中使用的預(yù)烘焙后(且外延膜生長(zhǎng)前)的硅晶片表面的LH)評(píng)價(jià)結(jié)果重疊來(lái)評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于圖7。另外，將放大圖7中的被雙點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域而得到的分布示于圖8。
[0046]外延硅晶片的整面發(fā)生了 LPD，如圖7所示可知:尤其是，在距離外延硅晶片的外邊緣為約2?11~約6cm之間的圓環(huán)狀區(qū)域Al整體中產(chǎn)生大量LPD。另外，如圖8所示可知:在外延膜生長(zhǎng)的前后，LPD的位置基本一致。
[0047]另外，基于以下LH)評(píng)價(jià)條件來(lái)評(píng)價(jià)在外延硅晶片中的LPD的發(fā)生位置之中，在外延膜生長(zhǎng)前也產(chǎn)生LPD的位置。
[0048][LPD評(píng)價(jià)條件]
使用裝置:表面檢查裝置(Lasertec Corporat1n制造的Magics)
其結(jié)果可知:在上述評(píng)價(jià)位置產(chǎn)生了俯視為四邊形且剖面視圖為三角形(即，底面與外延膜的表面大致位于相同面、頂點(diǎn)位于硅晶片側(cè)的大致四角錐狀)的扁平類(lèi)型的SF。
[0049]<實(shí)驗(yàn)4:能夠抑制SF發(fā)生的溫度條件調(diào)查>
利用與實(shí)驗(yàn)I相同的條件制造單晶后，不進(jìn)行冷卻工序，在末端部從摻雜劑添加熔液切除的狀態(tài)且維持了末端部形成工序的加熱狀態(tài)的條件下，將單晶的提拉停止10小時(shí)。在該停止?fàn)顟B(tài)中，各固化率下的單晶中心的溫度分布為圖9所示那樣的分布。
[0050]并且，經(jīng)過(guò)10小時(shí)后將單晶從提拉裝置中取出，在與實(shí)驗(yàn)I相同的條件下(對(duì)由單晶得到的硅晶片，在1200°C的氫氣氣氛中實(shí)施30秒的預(yù)烘焙處理后，形成外延膜的條件)制造外延硅晶片。并且，調(diào)查直徑為200mm的各外延硅晶片的平均I片的LPD的個(gè)數(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)PD的個(gè)數(shù))與固化率的關(guān)系。將其結(jié)果示于圖10。
[0051]此處，LPD的個(gè)數(shù)利用KLA-Tencor公司制造的SP-1的DCN模式進(jìn)行了測(cè)定，但將此時(shí)的LPD的測(cè)定對(duì)象設(shè)為90nm以上者。另外，此處，LPD的個(gè)數(shù)與SF的個(gè)數(shù)存在良好的相關(guān)性，因此用LPD的個(gè)數(shù)來(lái)代替SF個(gè)數(shù)。
[0052]如圖10所示那樣可知:LPD的個(gè)數(shù)從固化率為約52%的部分開(kāi)始急劇地增加，在約62%時(shí)達(dá)到最大，超過(guò)約70%時(shí)，大致成為O。并且可知:固化率為約52%的部分的溫度(LPD個(gè)數(shù)開(kāi)始急劇增加的溫度)為約470°C，固化率為約62%的部分的溫度(LPD個(gè)數(shù)達(dá)到最大的溫度)為約570°C，固化率為約70%的部分的溫度(LPD個(gè)數(shù)大致達(dá)到O的溫度)為約700。。。
[0053]由此可知:SF在單晶的溫度長(zhǎng)時(shí)間維持在約470°C ~約700°C時(shí)容易發(fā)生，尤其是，長(zhǎng)時(shí)間維持在約570°C時(shí)容易發(fā)生。
[0054]接著，確定相對(duì)于中心溫度的容許幅度。
[0055]具體而言，基于上述圖10的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)各相應(yīng)的固化率，調(diào)查以550°C、570°C、600°C為中心時(shí)，各自在±30°C的范圍下的滯留時(shí)間。將其結(jié)果示于圖11。另外，將以550°C、570°C、600°C為中心時(shí)在±50°C的范圍下的滯留時(shí)間示于圖12，將在±70°C的范圍下的滯留時(shí)間示于圖13。
[0056]如圖11~圖13所示可知:在±70°C的范圍下的滯留時(shí)間的上升幅度(圖中的橫軸方向的長(zhǎng)度)與LPD個(gè)數(shù)的上升幅度(圖中的橫軸方向的長(zhǎng)度)基本一致。
[0057]由此可知:LPD在單晶的溫度長(zhǎng)時(shí)間維持于570°C ±70°C的范圍內(nèi)時(shí)容易發(fā)生。
[0058]另外，本發(fā)明人調(diào)查了:單晶的溫度達(dá)到570°C ±70°C的范圍內(nèi)的時(shí)間為多長(zhǎng)時(shí)，不會(huì)發(fā)生LPD。
[0059]首先，在與實(shí)驗(yàn)I相同的條件下進(jìn)行至末端部形成工序?yàn)橹购?，在通常的冷卻工序中，如圖14的雙點(diǎn)劃線所示那樣對(duì)單晶進(jìn)行驟冷時(shí)，如實(shí)線所示那樣慢慢冷卻而不對(duì)單晶進(jìn)行驟冷。需要說(shuō)明的是，在圖14中，縱軸表示在650°C ±50°C下的滯留時(shí)間。
[0060]并且，使用以圖14中用實(shí)線表示的條件制造的單晶，在與實(shí)驗(yàn)I相同的條件下制造外延硅晶片，調(diào)查各固化率下的LPD個(gè)數(shù)。將各固化率下的滯留時(shí)間與LPD個(gè)數(shù)的關(guān)系示于圖15。需要說(shuō)明的是，在圖15中，縱軸表示在570°C ±70°C下的滯留時(shí)間。
[0061]如圖15所示可知:固化率超過(guò)約66%時(shí)，LPD個(gè)數(shù)達(dá)到O。并且可知:此時(shí)的5700C ±70°C下的滯留時(shí)間為約200分鐘。
[0062]由此推測(cè):通過(guò)使單晶的溫度達(dá)到570 °C ± 70 °C的范圍內(nèi)的時(shí)間為200分鐘以下，存在能夠抑制LPD發(fā)生的可能性。
[0063]接著，進(jìn)行了用于驗(yàn)證圖15的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)。
[0064]在與實(shí)驗(yàn)I相同的條件下進(jìn)行至末端部形成工序?yàn)橹购?，進(jìn)行用圖14的雙點(diǎn)劃線表示的冷卻工序，制造單晶。并且，使用該單晶，在與實(shí)驗(yàn)I相同的條件下制造外延硅晶片，調(diào)查各固化率下的LH)個(gè)數(shù)。將其結(jié)果示于圖16。
[0065]如圖16所示那樣可知:固化率大于約44%時(shí)，單晶的溫度達(dá)到570°C ±70°C的范圍內(nèi)的時(shí)間會(huì)達(dá)到20分鐘以上且200分鐘以下，LPD個(gè)數(shù)也變少。
[0066]由此可知:通過(guò)使單晶的溫度達(dá)到570°C ±70°C的范圍內(nèi)的時(shí)間為20分鐘以上且200分鐘以下，不僅能夠抑制在單晶的后半部分產(chǎn)生LPD，還能夠抑制在長(zhǎng)度方向全長(zhǎng)上產(chǎn)生LPD。此處，單晶的長(zhǎng)度方向全長(zhǎng)是指:與晶種連續(xù)地形成直徑緩慢增加的肩部的工序(肩部形成工序)、與肩部連續(xù)地形成而形成直徑大致均勻的直體部的工序(直體部形成工序)、以及與直體部的下端連續(xù)地形成直徑緩慢降低而達(dá)到零的末端部的工序(末端部形成工序)之中，在直體部形成工序中形成的直徑大致均勻的直體部的全長(zhǎng)。
[0067]本發(fā)明是基于上述那樣的見(jiàn)解而完成的。
[0068]S卩，本發(fā)明的單晶的制造方法的特征在于，其是利用了單晶提拉裝置的單晶的制造方法，所述單晶提拉裝置具備:腔室、配置在該腔室內(nèi)且能夠容納向硅熔液中添加紅磷而成的摻雜劑添加熔液的坩禍、以及使籽晶接觸前述摻雜劑添加熔液后進(jìn)行提拉的提拉部，以前述單晶的電阻率達(dá)到0.7mΩ _cm以上且0.9ι?Ω.cm以下的方式向前述硅熔液中添加前述紅磷，按照對(duì)由前述單晶得到的評(píng)價(jià)硅晶片實(shí)施在1200°C的氫氣氣氛中加熱30秒的熱處理后，評(píng)價(jià)該評(píng)價(jià)硅晶片中產(chǎn)生的凹坑數(shù)量達(dá)到0.1個(gè)/cm2以下的方式任意地控制前述單晶的溫度達(dá)到570°C ±70°C的范圍內(nèi)的時(shí)間，并提拉前述單晶。
[0069]根據(jù)本發(fā)明，即使在向硅熔液中添加紅磷而制造電阻率變低那樣的(達(dá)到0.7mΩ?cm以上且0.9mΩ -cm以下那樣的)單晶的情況下，通過(guò)任意地控制單晶達(dá)到570°C ±70°C的時(shí)間，對(duì)由該單晶得到的硅晶片實(shí)施預(yù)烘焙處理(在1200°C的氫氣氣氛中加熱30秒的熱處理)后，能夠使硅晶片中發(fā)生的上述那種凹坑數(shù)量為0.1個(gè)/cm2以下。
[0070]因此，使用這種單晶制造外延硅晶片時(shí)，能夠使利用KLA-Tencor公司制造的SP-1的DCN模式測(cè)定的90nm以上的LPD個(gè)數(shù)為0