多晶硅的晶体取向度评价方法、多晶硅棒的选择方法及单晶硅的制造方法技术

针对从多晶硅棒采集的圆板状试样(20)进行评价时，会在扫描图表中出现峰值。这种峰值的个数越少，或者其半峰宽越窄，越适合用作单晶硅制造用原料。扫描图表中出现的峰值的个数，对于米勒指数面<111>及<220>的任一个，优选在圆板状试样的每单位面积的换算下为24根/cm2以下。并且，将圆板状试样的半径设为R0时，将上述峰值的半峰宽乘以δL＝21/2πR0/360得到的值定义为非均质晶体粒径，优选将该非均质晶体粒径均小于0.5mm的试样选择作为单晶硅制造用原料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多晶硅的晶体取向度评价方法以及多晶硅棒的选择方法
本专利技术涉及评价多晶硅的晶体取向度的方法、以及利用了该方法的作为单晶硅制造用原料使用的多晶硅棒的选择方法。更具体地说，涉及用于选择适合稳定地制造单晶硅的无取向性的多晶硅棒的技术。
技术介绍
制造半导体设备等所不可欠缺的单晶硅通过CZ法或FZ法来进行晶体育成，作为此时的原料，使用多晶硅棒或多晶硅块。这种多晶硅材料大多数情况下通过西门子法制造(参照专利文献1等)。西门子法是指，通过使三氯硅烷或甲硅烷等硅烷原料气体与加热后的硅芯线接触，通过CVD(ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积)法使多晶硅在该硅芯线的表面上气相生长(析出)的方法。例如，在通过CZ法进行单晶硅的晶体育成时，将多晶硅块装填到石英坩埚内，将籽晶浸渍在使多晶硅块加热熔融得到的硅溶液，并使位错线消失，在无位错化之后，使其直径逐渐扩大直到达到预定的直径为止进行晶体的提拉。此时，在硅溶液中残存未熔融的多晶硅时，该未熔融多晶片由于对流而漂浮到固液界面附近，成为诱发位错的产生、使结晶线消失的原因。另外，在专利文献2中报告了如下事项，即，在通过西门子法制造多晶硅棒的工序中，会在该棒中析出针状晶体，利用这种多晶硅棒进行基于FZ法的单晶硅育成时，由于上述非均质的微细构造，各个微晶不能够与其大小相应地均匀地熔融，未熔融的微晶作为固体粒子通过熔融区域并穿过单晶棒而作为未熔融粒子嵌入单晶的凝固面，由此导致缺陷形成。针对该问题，在专利文献2中提案了一种方法，对垂直于多晶硅棒的长轴方向切出的试样面进行研磨或抛光，将对比度提高到蚀刻之后在光学显微镜下也能够目视确认组织的微晶体的程度，测定针状晶体的尺寸及其面积比例，基于该测定结果，判断其作为FZ单晶硅育成用原料是否合格。现有技术文献专利文献：专利文献1：日本特公昭37-18861号公报专利文献2：日本特开2008-285403号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献2所公开的方法那样的基于光学显微镜下的目视确认的合格与否的判断取决于观察试样面的蚀刻程度或者评价人员的观察技能等，结果容易产生偏差，并且也缺乏定量性及再现性。因此，出于提高单晶硅的制造成品率的观点，需要将合格与否的判断基准设定得较高，其结果是，多晶硅棒的不合格率变高。并且，根据本专利技术人等的研究，还发现了即使在使用由专利文献2公开的方法判定为合格品的多晶硅棒的情况下，也存在基于FZ法的单晶硅棒的育成工序中产生位错、结晶线消失的问题。因此，为了以高成品率稳定地制造单晶硅，要求一种以高定量性和再现性挑选适合用作单晶硅制造用原料的多晶硅的技术。本专利技术鉴于以上问题，其目的在于提供一种以高定量性和再现性挑选适合用作单晶硅制造用原料的多晶硅而有助于稳定地制造单晶硅的技术。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术涉及的多晶硅的晶体取向度评价方法的特征在于，将上述多晶硅作为板状试样，将上述板状试样配置于能够检测到来自米勒指数面<hkl>的布拉格反射的位置，以使由狭缝确定的X射线照射区域在上述圆板状试样的主面上进行扫描的方式以上述圆板状试样的中心为旋转中心以旋转角度进行面内旋转，求出表示来自上述米勒指数面<hkl>的布拉格反射强度的上述板状试样的旋转角度依赖性的图表，以该图表中出现的峰值的个数来评价多晶硅的晶体取向度。优选上述米勒指数面<hkl>是<111>或<220>。优选出现在上述图表中的峰值的个数统计的是S/N比为3以上的峰值。另外，本专利技术涉及的多晶硅棒的选择方法，是用于选择用作单晶硅制造用原料的多晶硅棒的方法，其特征在于，上述多晶硅棒由基于化学气相法的析出而育成，采集以垂直于该多晶硅棒的径向的剖面为主面的圆板状试样，将上述圆板状试样配置于能够检测到来自米勒指数面<hkl>的布拉格反射的位置，以使由狭缝确定的X射线照射区域在上述圆板状试样的主面上进行扫描的方式以上述圆板状试样的中心为旋转中心以旋转角度进行面内旋转，求出表示来自上述米勒指数面<hkl>的布拉格反射强度的上述圆板状试样的旋转角度依赖性的图表，根据该图表中出现的峰值的个数来选择作为单晶硅制造用原料。优选上述米勒指数面<hkl>是<111>或<220>。优选出现在上述图表中的峰值的个数统计的是S/N比为3以上的峰值。另外，优选通过上述面内旋转对上述圆板状试样的主面上的区域进行扫描，出现在通过该扫描而得到的图表中的峰值的个数是上述圆板状试样的每单位面积为24个/cm2以下的情况下，选择作为单晶硅制造用原料。进而，优选通过上述面内旋转对上述圆板状试样的主面上的区域进行扫描，将上述圆板状试样的半径设为R0(mm)时，将上述峰值的半峰宽(度)乘以δL＝21/2πR0/360(mm/度)得到的值定义为非均质晶体粒径(mm)，将该非均质晶体粒径均小于0.5mm的试样选择作为单晶硅制造用原料。专利技术效果通过本专利技术涉及的方法评价多晶硅的晶体取向度，由此使用被选择为合格品的多晶硅棒通过FZ法进行晶体育成，或者使用由多晶硅块得到的块体通过CZ法进行晶体育成，从而能够抑制局部产生部分的熔融残留，有助于单晶硅的稳定制造。附图说明图1A是用于说明从利用化学气相法析出而育成的多晶硅棒采集X射线衍射测定用的板状试样的例子的图。图1B是用于说明从利用化学气相法析出而育成的多晶硅棒采集X射线衍射测定用的板状试样的例子的图。图2是用于说明通过所谓θ-2θ法求出来自圆板状试样的X射线衍射线形时的测定系统例的概要的图。图3是θ-2θ的X射线衍射图表的一例的图。图4是用于说明通过所谓扫描法求出来自圆板状试样的X射线衍射线形时的测定系统例的概要的图。图5是针对米勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行图4所示的扫描测定而得到的图表的一例。图6是用于说明通过扫描法求出来自圆板状试样的X射线衍射线形时的其他测定系统例的概要的图。图7是针对米勒指数面<111>、<220>、<311>、<400>进行图6所示的扫描测定而得到的图表的一例。图8是用于说明通过扫描法求出来自圆板状试样的X射线衍射线形时的其他测定系统例的概要的图。图9是针对能够由硅晶体获得强的布拉格反射的米勒指数面<111>及<220>获得的扫描图表的一例。图10是用于说明计算非均质晶体粒径时的δL的定义的图。图11是用于说明峰值的半峰宽的图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。本专利技术人等对于提高用于稳定地进行单晶硅的制造的多晶硅的品质进行了研究，在此过程中发现由于多晶硅析出时的各条件的不同，多晶硅棒中的晶体取向度会产生差异。与单晶硅不同，多晶硅的块体含有很多晶粒，但该很多晶粒通常被认为是分别任意地取向。但是，本专利技术人等通过研究发现，多晶硅块中包含的晶粒并不完全是任意地取向的。在将多晶硅块粉碎而获得的粉末试样中，各硅晶粒可以作为完全地任意取向的晶粒来处理。实际上，即使将粉末试样配置在能够检测到来自特定的米勒指数面<hkl>的布拉格反射的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅的晶体取向度评价方法，是通过X射线衍射法评价多晶硅的晶体取向度的方法，其特征在于，将上述多晶硅作为板状试样，将上述板状试样配置于能够检测到来自米勒指数面<hkl>的布拉格反射的位置，以使由狭缝确定的X射线照射区域在上述圆板状试样的主面上进行扫描的方式以上述圆板状试样的中心为旋转中心以旋转角度进行面内旋转，求出表示来自上述米勒指数面<hkl>的布拉格反射强度的上述板状试样的旋转角度依赖性的图表，以该图表中出现的峰值的个数来评价多晶硅的晶体取向度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.04 JP 2012-0855281.一种多晶硅的晶体取向度评价方法，是通过X射线衍射法评价多晶硅的晶体取向度的方法，其特征在于，将上述多晶硅作为板状试样，将上述板状试样配置于能够检测到来自米勒指数面<hkl>的布拉格反射的位置，以使由狭缝确定的X射线照射区域在上述板状试样的主面上进行扫描的方式以上述板状试样的中心为旋转中心以旋转角度进行面内旋转，求出表示来自上述米勒指数面<hkl>的布拉格反射强度的上述板状试样的旋转角度依赖性的图表，以该图表中出现的峰值的个数来评价多晶硅的晶体取向度。2.根据权利要求1所述的多晶硅的晶体取向度评价方法，其特征在于，上述米勒指数面<hkl>是<111>或<220>。3.根据权利要求1或2所述的多晶硅的晶体取向度评价方法，其特征在于，出现在上述图表中的峰值的个数统计的是S/N比为3以上的峰值。4.一种多晶硅棒的选择方法，是用于选择用作单晶硅制造用原料的多晶硅棒的方法，其特征在于，上述多晶硅棒由基于化学气相法的析出而育成，采集以垂直于该多晶硅棒的径向的剖面为主面的圆板状试样，将上述圆板状试样配置于能够检测到来自米勒指数面<hkl>的布拉格反射的位置，以使由狭缝确定的X射线照射区域在上述圆板状试样的主面上进行扫描的方式以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫尾秀一，冈田淳一，祢津茂义，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP