JP2000034192A - シリコン単結晶引上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単結晶棒内の熱的ストレスを低減し、点欠陥濃
度分布を均一に制御し、固液界面付近での引上げ方向の
結晶温度勾配を径方向に均一で高くできる。 【解決手段】シリコン融液１２から引上げられるシリコ
ン単結晶棒２４の外周面を包囲する熱遮蔽部材２６の下
端がシリコン融液表面から間隔をあけて上方に位置し、
この熱遮蔽部材によりヒータ１８からの輻射熱が遮られ
る。熱遮蔽部材の下縁に設けられた第１放熱抑制部材３
１が上方に向うに従って直径が小さくなるように形成さ
れる。また熱遮蔽部材の下縁から連結部材３３が垂下さ
れ、この連結部材の下端に上方に向うに従って直径が小
さくなる第２放熱抑制部材３２が取付けられる。更に熱
遮蔽部材とシリコン単結晶棒との間には第１放熱抑制部
材から所定の間隔をあけて上方に冷却筒体３４が挿入さ
れ、この冷却筒体の内部に冷却流体が通る冷却通路３４
ａが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶棒
を引上げて育成する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のシリコン単結晶引上げ装
置として、図５に示すようにチャンバ３内にシリコン融
液２が貯留された石英るつぼ４が収容され、シリコン単
結晶棒１の外周面と石英るつぼ４の内周面との間にシリ
コン単結晶棒１を包囲するように熱遮蔽部材７が挿入さ
れた引上げ装置（特公昭５７−４０１１９号）が開示さ
れている。この装置では、熱遮蔽部材７が下方に向うに
従って直径が小さくなるコーン部７ａと、外周縁がコー
ン部７ａの下縁に接続され水平に延びて内周縁がシリコ
ン単結晶棒１の外周面近傍に達するリング部７ｂと、内
周縁がコーン部７ａの上縁に接続され水平に延びて外周
縁が保温筒８の上面に達するフランジ部７ｃとを有す
る。熱遮蔽部材７はフランジ部７ｃを保温筒８の上面に
載置することにより固定される。図５の符号９はヒータ
である。

【０００３】このように構成された引上げ装置では、シ
リコン単結晶棒１をシリコン融液２から引上げると、シ
リコン融液２の液面が次第に低下して石英るつぼ４の内
周壁が露出し、この露出した石英るつぼ４の内周壁から
の輻射熱がシリコン単結晶棒１の外周面に向うが、この
輻射熱は熱遮蔽部材７により遮られてシリコン単結晶棒
１の外周面に達しない。この結果、引上げ中のシリコン
単結晶棒１の凝固が遅延することはなく、シリコン単結
晶棒１は速やかに冷却されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特
公昭５７−４０１１９号公報に示された引上げ装置で
は、シリコン融液から引上げられるシリコン単結晶棒の
固液界面付近において、高温のシリコン融液からの輻射
熱が熱遮蔽部材により遮られるため、シリコン単結晶棒
の外周面からの放熱量が比較的多い。この結果、シリコ
ン単結晶棒内の温度分布がその中心から外周面に向うに
従って次第に低くなるけれども、その外周面近傍で急激
に低くなるため、シリコン単結晶棒内に熱的ストレスが
発生し、また固液界面付近での点欠陥（空孔、格子間シ
リコン）の挙動（外方拡散、坂道拡散、対消滅）のた
め、点欠陥が径方向の面内で不均一に分布する恐れがあ
った。ここで、外方拡散とは単結晶棒の内部から外側に
向う拡散のことであり、坂道拡散とは高温側即ち下方に
向う拡散のことである。また対消滅とは点欠陥同士の過
飽和度に応じて生じる消滅反応である。

【０００５】本発明の目的は、シリコン単結晶棒内の熱
的ストレスの発生を低減し、点欠陥濃度分布を均一にで
き、かつ固液界面付近での引上げ方向の結晶温度勾配を
径方向に均一で高くできるシリコン単結晶引上げ装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、チャンバ１１内に設けられシリコン
融液１２が貯留された石英るつぼ１３と、石英るつぼ１
３の外周面を包囲しシリコン融液１２を加熱するヒータ
１８と、シリコン融液１２から引上げられるシリコン単
結晶棒２４の外周面を包囲しかつ下端がシリコン融液１
２表面から間隔をあけて上方に位置しヒータ１８からの
輻射熱を遮る熱遮蔽部材２６とを備えたシリコン単結晶
引上げ装置の改良である。その特徴ある構成は、熱遮蔽
部材２６の下縁に設けられかつ上方に向うに従って直径
が小さくなるように形成されたコーン状の第１放熱抑制
部材３１と、熱遮蔽部材２６の下縁から垂下された連結
部材３３と、この連結部材３３の下端に取付けられかつ
上方に向うに従って直径が小さくなるように形成された
コーン状の第２放熱抑制部材３２と、熱遮蔽部材２６と
シリコン単結晶棒２４との間に第１放熱抑制部材３１か
ら所定の間隔をあけて上方に挿入された冷却筒体３４
と、冷却筒体３４の内部に形成され冷却流体が通る冷却
通路３４ａとを備えたところにある。

【０００７】この請求項１に記載されたシリコン単結晶
引上げ装置では、シリコン融液１２から引上げられるシ
リコン単結晶棒２４の固液界面付近において、高温のシ
リコン融液１２からの輻射熱により第２放熱抑制部材３
２の温度が上昇するか、又はシリコン融液１２からの輻
射熱若しくはシリコン単結晶棒２４からの放熱を第２放
熱抑制部材３２が反射することにより、シリコン単結晶
棒２４からの急激な放熱は抑制される。この結果、シリ
コン単結晶棒２４の外周部の急激な温度低下を阻止でき
る。またシリコン単結晶棒２４の第１及び第２放熱抑制
部材３１，３２間の開放された部分では、ヒータ１８か
らの輻射熱がシリコン単結晶棒２４の外周面に照射され
る。更に第１放熱抑制部材３１により包囲された部分で
は、高温のシリコン融液１２からの輻射熱により第１放
熱抑制部材３１の温度が上昇するか、又はシリコン融液
１２からの輻射熱若しくはシリコン単結晶棒２４からの
放熱が第１放熱抑制部材３１の下面で反射して照射され
る。この結果、シリコン単結晶棒２４の外周部が保温さ
れ、固液界面付近での引上げ方向の結晶温度勾配の径方
向分布の均一性を向上でき、シリコン単結晶棒２４内の
点欠陥の坂道拡散と対消滅の反応時間を均一にでき、点
欠陥の濃度を最適に制御できる。

【０００８】また第１放熱抑制部材３１の上端より上方
部分において、ヒータ１８とシリコン融液１２からの輻
射熱が上記第１放熱抑制部材３１及び熱遮蔽部材２６に
より遮られてシリコン単結晶棒２４に照射されず、しか
も第１放熱抑制部材３１より上方の冷却筒体３４の冷却
通路３４ａ内を冷却流体が通る。この結果、シリコン単
結晶棒２４は急冷されるので、この部分のシリコン単結
晶棒２４内の引上げ方向の温度勾配値を高くでき、かつ
その下部の固液界面付近の引上げ方向の温度勾配を径方
向への均一性を保った状態で高くできる。更に第１放熱
抑制部材３１と冷却筒体３４の設置場所を変えて、即ち
図３のの間隔を変えて、急冷される温度域を制御する
ことによりグローイン欠陥の密度・サイズを最適に制御
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１〜図３に示すように、シリコン
単結晶引上げ装置１０のチャンバ１１内には、シリコン
融液１２を貯留する石英るつぼ１３が設けられ、この石
英るつぼ１３の外面は黒鉛サセプタ１４により被覆され
る。石英るつぼ１３の下面は上記黒鉛サセプタ１４を介
して支軸１６の上端に固定され、この支軸１６の下部は
るつぼ駆動手段１７に接続される（図１）。るつぼ駆動
手段１７は図示しないが石英るつぼ１３を回転させる第
１回転用モータと、石英るつぼ１３を昇降させる昇降用
モータとを有し、これらのモータにより石英るつぼ１３
が所定の方向に回転し得るとともに、上下方向に移動可
能となっている。石英るつぼ１３の外周面は石英るつぼ
１３から所定の間隔をあけてヒータ１８により包囲さ
れ、このヒータ１８は保温筒１９により包囲される。ヒ
ータ１８は石英るつぼ１３に投入された高純度のシリコ
ン多結晶体を加熱・溶融してシリコン融液にする。

【００１０】またチャンバ１１の上端には円筒状のケー
シング２１が接続される。このケーシング２１には引上
げ手段２２が設けられる。引上げ手段２２はケーシング
２１の上端部に水平状態で旋回可能に設けられた引上げ
ヘッド（図示せず）と、このヘッドを回転させる第２回
転用モータ（図示せず）と、ヘッドから石英るつぼ１３
の回転中心に向って垂下されたワイヤケーブル２２ａ
と、上記ヘッド内に設けられワイヤケーブル２２ａを巻
取り又は繰出す引上げ用モータ（図示せず）とを有す
る。ワイヤケーブル２２ａの下端にはシリコン融液１２
に浸してシリコン単結晶棒２４を引上げるための種結晶
２３が取付けられる。

【００１１】またシリコン単結晶棒２４の外周面と石英
るつぼ１３の内周面との間にはシリコン単結晶棒２４の
外周面を包囲する熱遮蔽部材２６が設けられる（図１〜
図３）。この熱遮蔽部材２６は円筒状に形成されヒータ
１８からの輻射熱を遮る筒部２６ａと、この筒部２６ａ
の上縁に連設され外方に略水平方向に張り出すフランジ
部２６ｂとを有する。上記フランジ部２６ｂを保温筒１
９上に載置することにより、筒部２６ａの下縁がシリコ
ン融液１２表面から所定の距離だけ上方に位置するよう
に熱遮蔽部材２６がチャンバ１１内に固定される。

【００１２】本実施の形態の特徴ある構成は、筒部２６
ａの下縁に上方に向かうに従って直径が小さくなるコー
ン状の第１放熱抑制部材３１が設けられ、筒部２６ａの
下縁から連結部材３３が垂下され、更に上方に向うに従
って直径が小さくなるように形成されたコーン状の第２
放熱抑制部材３２が連結部材３３の下端に取付けられと
ころにある（図１〜図３）。第２放熱抑制部材３２は第
１放熱抑制部材３１から所定の間隔をあけて下方に設け
られる。また熱遮蔽部材２６とシリコン単結晶棒２４と
の間には第１放熱抑制部材３１から所定の間隔をあけて
上方に冷却筒体３４が挿入され、冷却筒体３４の内部
（冷却筒体３４の壁内）には冷却流体が通る冷却通路３
４ａが形成される。

【００１３】冷却筒体３４の上部はケーシング２１に挿
着され、冷却筒体３４の下部（チャンバ１１内に突出す
る部分）には鉛直方向に延びるスリット３４ｂが形成さ
れる（図１及び図２）。また冷却通路３４ａはスリット
３４ｂの内周縁から露出しないように冷却筒体３４の内
部（壁内）に蛇行して形成され（図２）、冷却通路３４
ａには冷却水が通るように構成される。なお、上記スリ
ット３４ｂはチャンバ１１外から引上げ中のシリコン単
結晶棒２４を視認するために形成される。

【００１４】上記第１及び第２放熱抑制部材３１，３２
の傾斜角θ、即ち第１及び第２放熱抑制部材３１，３２
の下縁を含む水平面に対する第１及び第２放熱抑制部材
３１，３２の傾斜角θは８０度以下、好ましくは２０〜
６０度の範囲内にそれぞれ設定される（図３）。上記熱
遮蔽部材２６、第１及び第２放熱抑制部材３１，３２は
Ｍｏ（モリブデン），Ｗ（タングステン），Ｃ（カーボ
ン）により、或いは表面にＳｉＣがコーティングされた
黒鉛等により形成されることが好ましい。

【００１５】一方、チャンバ１１にはこのチャンバ１１
のシリコン単結晶棒２４側に不活性ガスを供給しかつ上
記不活性ガスをチャンバ１１のるつぼ内周面側から排出
するガス給排手段３６が接続される（図１）。ガス給排
手段３６は一端がケーシング２１の周壁に接続され他端
が上記不活性ガスを貯留するタンク（図示せず）に接続
された供給パイプ３６ａと、一端がチャンバ１１の下壁
に接続され他端が真空ポンプ（図示せず）に接続された
排出パイプ３６ｂとを有する。供給パイプ３６ａ及び排
出パイプ３６ｂにはこれらのパイプ３６ａ，３６ｂを流
れる不活性ガスの流量を調整する第１及び第２流量調整
弁３６ｃ，３６ｄがそれぞれ設けられる。

【００１６】引上げ用モータの出力軸（図示せず）には
ロータリエンコーダ（図示せず）が設けられ、るつぼ駆
動手段１７には石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の
重量を検出する重量センサ（図示せず）と、支軸１６の
昇降位置を検出するリニヤエンコーダ（図示せず）とが
設けられる。ロータリエンコーダ、重量センサ及びリニ
ヤエンコーダの各検出出力はコントローラ（図示せず）
の制御入力に接続され、コントローラの制御出力は引上
げ手段２２の引上げ用モータ及びるつぼ駆動手段１７の
昇降用モータにそれぞれ接続される。またコントローラ
にはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはロ
ータリエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル２
２ａの巻取り長さ、即ちシリコン単結晶棒２４の引上げ
長さが第１マップとして記憶され、重量センサの検出出
力に対する石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面
レベルが第２マップとして記憶される。コントローラは
重量センサの検出出力に基づいて石英るつぼ１３内のシ
リコン融液１２の液面を常に一定のレベルに保つよう
に、るつぼ駆動手段１７の昇降用モータを制御するよう
に構成される。

【００１７】このように構成されたシリコン単結晶引上
げ装置の動作を説明する。シリコン融液１２から引上げ
られるシリコン単結晶棒２４の固液界面付近では、高温
のシリコン融液１２からの輻射熱により第２放熱抑制部
材３２の温度が上昇するか、又はシリコン融液１２から
の輻射熱（図３の破線矢印で示す。）若しくはシリコン
単結晶棒２４からの放熱を第２放熱抑制部材３２が反射
することにより、シリコン単結晶棒２４からの急激な放
熱は抑制される（図３のの部分）。この結果、シリコ
ン単結晶棒２４の外周部の急激な温度低下を阻止できる
ので、シリコン単結晶棒２４内の引上げ方向の結晶温度
勾配がその中心から外周面にわたって略均一になる。従
って、シリコン単結晶棒２４内の熱的ストレスの発生を
抑制できるので、スリップ発生や有転位化が改善され、
点欠陥の径方向の面内での分布も均一になる。

【００１８】シリコン単結晶棒２４の第１及び第２放熱
抑制部材３１，３２間の開放された部分では、ヒータ１
８からの輻射熱（図３の実線矢印で示す。）がシリコン
単結晶棒２４の外周面に照射されてシリコン単結晶棒２
４の外周部が保温され（図３のの部分）、更に第１放
熱抑制部材３１により包囲された部分では、図３の破線
矢印で示すように、高温のシリコン融液１２からの輻射
熱により第１放熱抑制部材３１の温度が上昇するか、又
はシリコン融液１２からの輻射熱（図３の一点鎖線矢印
で示す。）若しくはシリコン単結晶棒２４からの放熱が
第１放熱抑制部材３１の下面で反射して照射される（図
３のの部分）。この結果、固液界面付近での引上げ方
向の結晶温度勾配の径方向分布の均一性が向上し、シリ
コン単結晶棒２４内の点欠陥の坂道拡散、対消滅の反応
時間を均一にでき、点欠陥の濃度を最適に制御できる。

【００１９】更に第１放熱抑制部材３１より上方部分で
は、ヒータ１８及びシリコン融液１２からの輻射熱が上
記第１放熱抑制部材３１及び熱遮蔽部材２６の筒部２６
ａにより遮られてシリコン単結晶棒２４に照射されず、
しかも第１放熱抑制部材３１より上方の冷却筒体３４内
の冷却通路３４ａを冷却水が通るので、シリコン単結晶
棒２４は急冷される（図３のの部分）。この結果、こ
の部分及びその下の部分でのシリコン単結晶棒２４内の
引上げ方向の温度勾配値を高くすることができる。

【００２０】一方、第１放熱抑制部材３１と冷却筒体３
４の設置場所を変えて（図３のの間隔を変えて）、急
冷される温度域を制御することにより、グローイン欠陥
の密度・サイズを最適に制御できる。即ち、ＣＯＰ、Ｆ
ＰＤ、赤外散乱欠陥等のグローイン欠陥は急冷位置を１
１００℃付近にとると、密度が高くサイズが小さくなる
が、急冷位置を１０５０℃以下にとれば、１１００℃付
近が徐冷される領域となるので、密度が低くサイズが大
きくなる。

【００２１】ここで、ＣＯＰとはＳＣ−１洗浄後にレー
ザパーティクルカウンタでパーティクルとしてカウント
された底の深いエッチピットであり、ＦＰＤとはシリコ
ン融液１２から引上げられたシリコン単結晶棒２４から
切り出したシリコンウェーハを３０分間化学エッチング
（Seccoエッチング液）したときに現れる特異なフロー
パターンを呈する痕跡の源であり、赤外散乱欠陥とはシ
リコン単結晶棒２４内に赤外線を照射したときにシリコ
ンとは異なる屈折率を有し散乱光を発生する源である。

【００２２】なお、この実施の形態では、冷却筒体の冷
却通路を蛇行して形成したが、冷却通路を螺旋状に形成
してもよい。また、この実施の形態では、冷却通路に冷
却水を通したが、水銀等の液体やＡｒ等の気体を通して
もよい。更に、この実施の形態では、連結部材として熱
遮蔽部材の下縁から垂下されたステーを挙げたが、連結
部材として熱遮蔽部材の下縁から垂下されたワイヤケー
ブルを用いてもよい。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞図１〜図３に示すようなシリコン単結晶引
上げ装置１０の熱遮蔽部材２６、第１放熱抑制部材３
１、第２放熱抑制部材３２及び冷却筒体３４の各寸法は
以下の通りであった。熱遮蔽部材２６の筒部２６ａの直
径は３４０ｍｍであった。第１放熱抑制部材３１の上端
及び下端の直径は１９０ｍｍ及び３４０ｍｍであり、そ
の高さは７５ｍｍであった、即ち第１放熱抑制部材３１
の傾斜角度は水平面に対して４５度であった。第２放熱
抑制部材３２の上端及び下端の直径は１９０ｍｍ及び３
４０ｍｍであり、その高さは７５ｍｍであった、即ち第
２放熱抑制部材３２の傾斜角度は水平面に対して４５度
であった。シリコン融液１２の液面から第１及び第２放
熱抑制部材の下端までの高さはそれぞれ１００ｍｍ及び
２０ｍｍであった。更に冷却筒体３４の内径は２００ｍ
ｍであり、シリコン融液１２の液面から冷却筒体３４の
下端までの高さは１８０ｍｍであった。なお、熱遮蔽部
材２６、第１及び第２放熱抑制部材３１，３２はＭｏに
より形成し、冷却筒体３４はステンレスにより形成しか
つ冷却通路３４ａには水を流した。

【００２４】＜比較例１＞実施例１の第１放熱抑制部
材、第２放熱抑制部材及び冷却筒体を用いず、かつ図５
に示すような形状の熱遮蔽部材７を用いた引上げ装置を
比較例１とした。熱遮蔽部材７のコーン部７ａの上端及
び下端の直径は３５０ｍｍ及び２３０ｍｍであり、その
高さは３００ｍｍであった。またリング部７ｂの内径は
２１０ｍｍであり、シリコン融液２の液面からリング部
７ｂまでの高さは２０ｍｍであった。 ＜比較例２＞図６に示すような形状の熱遮蔽部材５を用
いたことを除いて比較例１と同一の引上げ装置を比較例
２とした。熱遮蔽部材５の筒部５ａの直径は３４０ｍｍ
であり、跳上げ部５ｂの上端及び下端の直径はそれぞれ
１９０ｍｍ及び３４０ｍｍであった。また跳上げ部５ｂ
の高さは７５ｍｍであり、シリコン融液２の液面から跳
上げ部５ｂの下端までの高さは２０ｍｍであった。な
お、図６の符号５ｃはフランジ部であり、図６において
図５と同一符号は同一部品を示す。

【００２５】＜比較試験及び評価＞実施例１、比較例１
及び比較例２の各引上げ装置にて直径１５０ｍｍのシリ
コン単結晶棒を６００ｍｍ引上げたときのシリコン単結
晶棒中の温度分布を総合熱伝導解析プログラムにてシミ
ュレーション計算し、比較を行った。即ち、シリコン単
結晶棒をシリコン融液から０．６ｍｍ／分の速度で引上
げたときに、シリコン融液表面から高さ２０ｍｍにおけ
るシリコン単結晶棒の中心から径方向の各点の引上げ方
向の温度勾配を順次求めた。その結果を図４に示す。図
４から明らかなように、比較例１ではシリコン単結晶棒
内のうち外周面近傍にて急激に引上げ方向の温度勾配が
上昇したのに対し、比較例２ではシリコン単結晶棒の半
径方向のどの位置でも引上げ方向の温度勾配が略一定で
あったのに対し、実施例１では半径方向のどの位置でも
引上げ方向の温度勾配が略一定でかつ温度勾配値が比較
例２より高いことが判った。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、熱
遮蔽部材の下縁に上方に向うに従って直径が小さくなる
第１放熱抑制部材を設け、熱遮蔽部材の下縁から垂下さ
れた連結部材の下端に上方に向うに従って直径が小さく
なる第２放熱抑制部材を取付け、熱遮蔽部材とシリコン
単結晶棒との間に第１放熱抑制部材から所定の間隔をあ
けて上方に冷却筒体を挿入し、更に冷却筒体の内部に冷
却流体が通る冷却通路を形成したので、シリコン融液か
ら引上げられるシリコン単結晶棒の固液界面付近では、
高温のシリコン融液からの輻射熱により第２放熱抑制部
材の温度が上昇するか、又はシリコン融液からの輻射熱
若しくはシリコン単結晶棒からの放熱を第２放熱抑制部
材が反射することにより、シリコン単結晶棒からの急激
な放熱は抑制される。この結果、シリコン単結晶棒の外
周部の急激な温度低下を阻止でき、シリコン単結晶棒内
の引上げ方向の結晶温度勾配が中心から外周面にわたっ
て略均一になるので、シリコン単結晶棒内の熱的ストレ
スの発生を抑制し、点欠陥濃度分布を均一にすることが
できる。

【００２７】またシリコン単結晶棒の第１及び第２放熱
抑制部材間の開放された部分では、ヒータからの輻射熱
がシリコン単結晶棒の外周面に照射されてシリコン単結
晶棒の外周部が保温され、第１放熱抑制部材により包囲
された部分では、高温のシリコン融液からの輻射熱によ
り第１放熱抑制部材の温度が上昇するか、又はシリコン
融液からの輻射熱若しくはシリコン単結晶棒からの放熱
が第１放熱抑制部材の下面で反射してシリコン単結晶棒
に照射される。この結果、第１放熱抑制部材より上方の
急冷部分との熱バランスが良好になり、固液界面付近で
の引上げ方向の結晶温度勾配の径方向分布の均一性を向
上でき、点欠陥の坂道拡散、対消滅の反応時間を均一に
でき、点欠陥の濃度を最適に制御できる。

【００２８】更に第１放熱抑制部材の上端より上のシリ
コン単結晶棒部分では、ヒータからの輻射熱が熱遮蔽部
材の筒部外面により遮られて照射されず、かつ冷却筒体
内を通る冷却水により急冷されるので、この部分及びそ
の下の部分でのシリコン単結晶棒内の温度勾配値を高く
することができる。

【００２９】従って、従来シリコン単結晶棒の結晶温度
勾配を高くしようとした場合、シリコン単結晶棒の結晶
内の熱が側面から放熱し、径方向の点欠陥濃度分布の均
一性が低下するのに対し、本発明の引上げ装置にて固液
界面付近でシリコン単結晶棒を保温する（固液界面付近
にホットゾーンを設ける）ことにより、固液界面付近で
の結晶外周面からの放熱が抑えられて熱の流れが鉛直方
向になり、かつ点欠陥の反応及び分布が略決まった温度
域から急冷できる。即ち本発明の引上げ装置により、固
液界面付近の引上げ方向の結晶温度勾配を径方向に均一
にかつ高くするという目的を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態及び実施例１のシリコン単結晶
引上げ装置を示す断面構成図。

【図２】その引上げ装置の冷却筒体を含む要部斜視図。

【図３】その引上げ装置により引上げ中のシリコン単結
晶棒の等温面を示す断面構成図。

【図４】実施例１、比較例１及び比較例２のシリコン単
結晶棒の中心から径方向への距離の変化に対するシリコ
ン単結晶棒内の引上げ方向の結晶温度分布の変化を示す
図。

【図５】従来例及び比較例１のシリコン単結晶引上げ装
置を示す図１に対応する断面構成図。

【図６】比較例２のシリコン単結晶引上げ装置を示す図
１に対応する断面構成図。

【符号の説明】

１０ 引上げ装置 １１ チャンバ １２ シリコン融液 １３ 石英るつぼ １８ ヒータ ２４ シリコン単結晶棒 ２６ 熱遮蔽部材 ３１ 第１放熱抑制部材 ３２ 第２放熱抑制部材 ３４ 冷却筒体 ３４ａ 冷却通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ(11)内に設けられシリコン融液
   (12)が貯留された石英るつぼ(13)と、前記石英るつぼ(1
   3)の外周面を包囲し前記シリコン融液(12)を加熱するヒ
   ータ(18)と、前記シリコン融液(12)から引上げられるシ
   リコン単結晶棒(24)の外周面を包囲しかつ下端が前記シ
   リコン融液(12)表面から間隔をあけて上方に位置し前記
   ヒータ(18)からの輻射熱を遮る熱遮蔽部材(26)とを備え
   たシリコン単結晶引上げ装置において、 前記熱遮蔽部材(26)の下縁に設けられかつ上方に向うに
   従って直径が小さくなるように形成されたコーン状の第
   １放熱抑制部材(31)と、 前記熱遮蔽部材(26)の下縁から垂下された連結部材(33)
   と、 前記連結部材(33)の下端に取付けられかつ上方に向うに
   従って直径が小さくなるように形成されたコーン状の第
   ２放熱抑制部材(32)と、 前記熱遮蔽部材(26)と前記シリコン単結晶棒(24)との間
   に前記第１放熱抑制部材(31)から所定の間隔をあけて上
   方に挿入された冷却筒体(34)と、 前記冷却筒体(34)の内部に形成され冷却流体が通る冷却
   通路(34a)とを備えたことを特徴とするシリコン単結晶
   引上げ装置。