JP2000169282A - るつぼ用蓋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】石英るつぼに被せるだけで多結晶シリコンに不
純物が付着することを有効に防止する。 【解決手段】るつぼ用蓋が、多結晶シリコン１１が入れ
られた石英るつぼ１２の上部開口部を覆うように構成さ
れ略中央部に通風孔１３ｃが形成された蓋体１３と、通
風孔１３ｃを覆うように蓋体１３の上部に取付けられた
ＨＥＰＡフィルタ１４と、蓋体１３又はＨＥＰＡフィル
タ１４に取付けられＨＥＰＡフィルタ１４を通過したエ
アを通風孔１３ｃを介して石英るつぼ１２の内部に導風
するファン１６と、ファン１６を駆動するファン駆動装
置１７とを備える。ファン駆動装置１７の駆動源はバッ
テリ１７ａが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶育
成装置の石英るつぼに使用される蓋に関する。更に詳し
くは多結晶シリコンが入れられた石英るつぼに被せられ
るるつぼ用蓋に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコン単結晶を育成する装置
は、チャンバ内に設けられ石英るつぼを包囲して支持す
るカーボンサセプタと、このサセプタを包囲してチャン
バ内に設けられ石英るつぼ内の多結晶シリコンを融解し
かつ石英るつぼ内に貯留されたシリコン融液を加熱する
カーボンヒータとを備える。この装置はサセプタの支軸
を介して石英るつぼを上昇又は下降させるるつぼ昇降手
段を備え、石英るつぼに入れられた多結晶シリコンをカ
ーボンヒータで融解した後、石英るつぼ内に貯留された
シリコン融液に種結晶を接触させ、その種結晶を引上げ
て種結晶の下方にシリコン単結晶を育成している。

【０００３】一方、カーボンヒータで融解する多結晶シ
リコンはチャンバ内に装着された石英るつぼに入れられ
るか、又はチャンバの外部で石英るつぼに入れられ、そ
の後チャンバ内に装着される。チャンバの外部で多結晶
シリコンを入れるのは、シリコン単結晶育成装置の稼働
率を向上させるためである。この場合、チャンバの外部
で多結晶シリコンを入れた石英るつぼを予め保存し、一
旦シリコン単結晶の育成が終了した装置にその保存され
た石英るつぼを直ちにチャンバ内に装着できるように準
備しておく。この保存の際には、多結晶シリコンに空気
中に浮遊する不純物が付着することを防止するために、
図４に示すように、多結晶シリコン１を入れた石英るつ
ぼ２に蓋３が被せられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、石英るつぼ２
に蓋３をするだけでは石英るつぼ２の開口部と蓋３の間
を完全に密封することができず、その僅かな隙間から空
気の流通が生じ、石英るつぼ２の外部に浮遊する不純物
が空気とともにその隙間から石英るつぼ２の内部に侵入
して多結晶シリコン１の表面にその不純物が付着する不
具合がある。この点を解消するためには石英るつぼ２に
蓋３をした後その僅かな隙間を更に埋める必要がある
が、その作業は困難であり、作業工数が増加して実質的
に装置の稼働率を向上できない問題点がある。本発明の
目的は、石英るつぼに被せるだけで多結晶シリコンに不
純物が付着することを有効に防止しうるるつぼ用蓋を提
供することにある。

【０００５】

【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、多結晶シリコン１１が入れられた石
英るつぼ１２の上部開口部を覆うように構成され略中央
部に通風孔１３ｃが形成された蓋体１３と、通風孔１３
ｃを覆うように蓋体１３の上部に取付けられたＨＥＰＡ
フィルタ１４と、蓋体１３又はＨＥＰＡフィルタ１４に
取付けられＨＥＰＡフィルタ１４を通過したエアを通風
孔１３ｃを介して石英るつぼ１２の内部に導風するファ
ン１６と、ファン１６を駆動するファン駆動装置１７と
を備えたるつぼ用蓋である。

【０００６】請求項１に係る発明では、るつぼ用蓋を石
英るつぼ１２に被せてファン駆動装置１７によりファン
１６を駆動すると、ファン１６上方のエアが吸引されて
ＨＥＰＡフィルタ１４を通過した後、蓋体１３の通風孔
１３ｃから石英るつぼ１２の内部に導入される。石英る
つぼ１２の内部に導入されたエアは蓋体１３と石英るつ
ぼ１２の上縁との隙間から再び外部に排出され、石英る
つぼ１２外部の浮遊不純物を含むエアがその隙間から直
接石英るつぼ１２内部に侵入することを防止する。一
方、エアが通過する際にＨＥＰＡフィルタ１４は浮遊す
る不純物を捕集し、蓋体１３の通風孔１３ｃから石英る
つぼ１２の内部に導入されるエアに不純物が混入するこ
とを防止する。これにより不純物が石英るつぼ１２内部
に侵入して石英るつぼ１２に入れられた多結晶シリコン
１１に不純物が付着することを防止する。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の発
明であって、ファン駆動装置１７の駆動源がバッテリ１
７ａであるるつぼ用蓋である。請求項２に係る発明で
は、駆動源としてバッテリ１７ａを使用することによ
り、商用電源用の電気コードが不要になり、蓋を被せて
ファン１６を駆動した状態でるつぼ１２を自由に移動す
ることができる。

【０００８】

【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及び図２に示すように、本発明
のるつぼ用蓋１０は多結晶シリコン１１が入れられた石
英るつぼ１２の上部開口部を覆うように構成された蓋体
１３と、ＨＥＰＡフィルタ(high Efficienncy Particul
ate Air filter)１４と、このＨＥＰＡフィルタ１４に
取付けられたファン１６を備える。この実施の形態にお
ける石英るつぼ１２には塊状の多結晶シリコン１１が所
定量入れられ、蓋体１３は石英るつぼ１２の開口部を覆
う平板部１３ａと石英るつぼ１２上部周囲を包囲する包
囲部１３ｂが一体的に形成される。蓋体１３はポリテト
ラフルオロエチレン（商標名；テフロン）、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等の樹脂を成形することにより一体
的に作られ、平板部１３ａの略中央部分には円形の孔か
ら成る通風孔１３ｃが形成される。

【０００９】ＨＥＰＡフィルタ１４は蓋体１３の通風孔
１３ｃを覆うよう平板部１３ａの上部に取付けられる。
図３に示すように、この実施の形態に使用するＨＥＰＡ
フィルタ１４は、金属製の枠１４ａの内部にアルミニウ
ム製のセパレータ１４ｂを平行に配置し、これらのセパ
レータ１４ｂの間に濾紙１４ｃがジグザク状に配置され
たものである。このＨＥＰＡフィルタ１４は粒径０．３
μｍの粒子に対する捕集効率９９．９７％以上と定めら
れているものであって、上方から下方に向ってエアが透
過する際に濾紙１４ｃが不純物を捕集するように構成さ
れる。この実施の形態におけるＨＥＰＡフィルタ１４は
最も透過しやすい粒径０．１〜０．２μｍの粒子に対し
ても９９．９７％以上の捕集効率を有するものが使用さ
れる。

【００１０】図１及び図２に戻って、ファン１６はＨＥ
ＰＡフィルタ１４の上部に取付けられ、周囲に複数の翼
１６ａが形成された回転体１６ｂと、この回転体１６ｂ
に内蔵され電力が供給されることによりこの回転体を回
転させる図示しない電気モータとを有する。このファン
１６は電気モータが駆動して回転体１６ｂが回転する
と、回転体１６ｂとともに回転する翼１６ａによりファ
ン１６上方のエアを吸引して下方に吹出すように構成さ
れ、下方に吹出されたエアはＨＥＰＡフィルタ１４を通
過した後、蓋体１３の通風孔１３ｃから石英るつぼ１２
の内部に導入するように構成される。

【００１１】また、ファン１６にはファン駆動装置１７
が接続され、この実施の形態におけるファン駆動装置１
７は、その駆動源であるバッテリ１７ａと、このバッテ
リ１７ａとファン１６とを接続する一対のリード線１７
ｂと、このリード線１７ｂの途中に介装されたスイッチ
１７ｃ（図２）とを有する。ファン駆動装置１７は蓋体
１３の上部にＨＥＰＡフィルタ１４と並べて取付けら
れ、スイッチ１７ｃはバッテリ１７ａに直接設けられ
る。このファン駆動装置１７ではスイッチ１７ｃを操作
してバッテリ１７ａの電力をリード線１７ｂを介して供
給することによりファン１６を駆動するように構成され
る。

【００１２】次に、このように構成されたるつぼ用蓋の
使用手順を説明する。図１に示すように、シリコン単結
晶育成装置の外部における浮遊不純物が所定量以下の空
間、いわゆるクリーンルームの内部で多結晶シリコン１
１は石英るつぼ１２に入れられ、多結晶シリコン１１が
入れられた石英るつぼ１２にるつぼ用蓋１０を被せる。
るつぼ用蓋１０を石英るつぼ１２に被せると、蓋体１３
の平板部１３ａが石英るつぼ１２の開口部を覆い、蓋体
１３の包囲部１３ｂが石英るつぼ１２上部周囲を包囲し
て蓋体１３が石英るつぼ１２から外れることを防止す
る。その後ファン駆動装置１７のスイッチ１７ｃを操作
してバッテリ１７ａの電力をリード線１７ｂを介してフ
ァン１６に供給すると、ファン１６の図示しない電気モ
ータが駆動して回転体１６ｂが回転し、回転体１６ｂと
ともに回転する翼１６ａによりファン１６上方のエアは
吸引されてＨＥＰＡフィルタ１４を通過した後、図１の
実線矢印で示すように蓋体１３の通風孔１３ｃから石英
るつぼ１２の内部に導入される。石英るつぼ１２の内部
に導入されたエアは蓋体１３と石英るつぼ１２の上縁と
の隙間から再び外部に排出され、石英るつぼ１２外部の
浮遊不純物を含むエアがその隙間から直接石英るつぼ１
２内部に侵入することを防止する。

【００１３】一方、エアが通過する際にＨＥＰＡフィル
タ１４は浮遊する不純物を捕集し、蓋体１３の通風孔１
３ｃから石英るつぼ１２の内部に導入されるエアに不純
物が混入することを防止する。これにより不純物が石英
るつぼ１２内部に侵入して石英るつぼ１２に入れられた
多結晶シリコン１１に不純物が付着することを防止す
る。なお、図１では塊状の多結晶シリコン１１を長方形
で示しているが、多結晶シリコン１１の塊状はこの長方
形に限るものではなく、また多結晶シリコン１１は粒状
であってもよい。また、上述した実施の形態では蓋体１
３に取付けられたファン駆動装置１７を説明したが、フ
ァン駆動装置はＨＥＰＡフィルタと一体的に取付けても
よいし、蓋体と別個に設けてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、略
中央部に通風孔が形成された蓋体と、この通風孔を覆う
ように蓋体の上部に取付けられたＨＥＰＡフィルタと、
ＨＥＰＡフィルタを通過したエアを通風孔を介して石英
るつぼの内部に導風するファンと、ファンを駆動するフ
ァン駆動装置とを備えたので、このるつぼ用蓋を石英る
つぼに被せてファン駆動装置によりファンを駆動させる
ことにより、不純物が捕集されたエアを石英るつぼの内
部に導入することができる。石英るつぼの内部に導入さ
れたエアは蓋体と石英るつぼの上縁との隙間から外部に
排出されるので、石英るつぼ外部の浮遊不純物を含むエ
アがその隙間から直接石英るつぼ内部に侵入することを
防止することができる。この結果、不純物が浮遊するエ
アの侵入を防止して石英るつぼに入れられた多結晶シリ
コンに不純物が付着することを有効に防止することがで
きる。また、ファン駆動装置の駆動源としてバッテリを
使用すれば、商用電源用の電気コードが不要になり、蓋
を被せてファンを駆動した状態でるつぼを自由に移動す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓋を石英るつぼに被せた状態を示す断
面構成図。

【図２】そのＨＥＰＡフィルタとファンとファン駆動装
置との関係を示す斜視図。

【図３】そのＨＥＰＡフィルタの内部構造を示す一部切
欠き斜視図。

【図４】従来例を示す図１に対応する断面構成図。

【符号の説明】 １１ 多結晶シリコン １２ 石英るつぼ １３ 蓋体 １３ｃ 通風孔 １４ ＨＥＰＡフィルタ １６ ファン １７ ファン駆動装置 １７ａ バッテリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多結晶シリコン(11)が入れられた石英る
   つぼ(12)の上部開口部を覆うように構成され略中央部に
   通風孔(13c)が形成された蓋体(13)と、 前記通風孔(13c)を覆うように前記蓋体(13)の上部に取
   付けられたＨＥＰＡフィルタ(14)と、 前記蓋体(13)又は前記ＨＥＰＡフィルタ(14)に取付けら
   れ前記ＨＥＰＡフィルタ(14)を通過したエアを前記通風
   孔(13c)を介して前記石英るつぼ(12)の内部に導風する
   ファン(16)と、 前記ファン(16)を駆動するファン駆動装置(17)とを備え
   たるつぼ用蓋。
2. 【請求項２】 ファン駆動装置(17)の駆動源がバッテリ
   (17a)である請求項１記載のるつぼ用蓋。