JP2000169284A - 石英るつぼの内面保護具及びこれを用いて多結晶シリコンを入れる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多結晶シリコンを入れる際に受けるダメージを
軽減して石英るつぼの劣化を抑制する。 【解決手段】内面保護具は、石英るつぼ２１の内径に相
応した外径を有する円筒部１１と、円筒部の下縁に折曲
り可能に連続して形成され折曲げた状態で石英るつぼの
内底面に沿いかつ円筒部の下部開口部１１ａを閉塞可能
に構成された複数のフラップ部１２とを備え、円筒部の
上縁には一対の取手１３が設けられる。この内面保護具
を用いて多結晶シリコンを入れるには、石英るつぼの内
周面に円筒部を沿わせかつ複数のフラップ部を折曲げて
その内底面に沿わせる工程と、折曲げた複数のフラップ
部と円筒部で囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多
結晶シリコン２２を入れる工程と、円筒部を引上げかつ
複数のフラップ部を引き伸して石英るつぼから取出し多
結晶シリコンを石英るつぼ内に残す工程とを含む。

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
育成装置の石英るつぼに多結晶シリコンを入れる際に使
用される石英るつぼ内面保護具及びこれを用いて多結晶
シリコンを入れる方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコン単結晶棒を育成する装置
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棒を育成している。

【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又はチャ
ンバの外部で石英るつぼに入れられ、チャンバの外部で
多結晶シリコンを入れた場合の石英るつぼはその後チャ
ンバ内に装着される。この際の多結晶シリコンは所定量
に計量されて袋詰めされており、石英るつぼに入れる量
に相当する数の袋を用意した後にその袋を開封し、その
開封された開封部から図５に示すように、多結晶シリコ
ン２を石英るつぼ３の上方から落下させることによりそ
の石英るつぼ３に入れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多結晶シリコ
ン２を石英るつぼ３の上方から落下させることにより石
英るつぼ３に入れると、多結晶シリコン２は塊状又は粒
状であるため、その塊状又は粒状の多結晶シリコン２が
石英るつぼ３の内底面に落下して当る際にその内底面に
衝撃を与え、当接箇所が変形し又は欠けて、石英るつぼ
３がダメージを受け、石英るつぼ３の寿命が低下する不
具合がある。本発明の目的は、多結晶シリコンを入れる
際に受けるダメージを軽減して石英るつぼの劣化を抑制
し得る石英るつぼの内面保護具及びこれを用いて多結晶
シリコンを入れる方法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及び図２に示すように、石英るつぼ２１の内径に相
応した外径を有する円筒部１１と、円筒部１１の下縁に
折曲り可能に連続して形成され折曲げた状態で石英るつ
ぼ２１の内底面に沿いかつ円筒部１１の下部開口部１１
ａを閉塞可能に構成された複数のフラップ部１２とを備
えた石英るつぼの内面保護具である。請求項１に係る発
明では、複数のフラップ部１２を折曲げて石英るつぼ２
１の内底面に沿わせるとともに、円筒部１１を石英るつ
ぼ２１の内周面に沿わせ、塊状又は粒状の多結晶シリコ
ン２２を石英るつぼ２１の上方から複数のフラップ部１
２と円筒部１１で囲まれた空間に落下させる。多結晶シ
リコン２２をその空間に落下させると、その塊状又は粒
状の多結晶シリコン２２は複数のフラップ部１２又は円
筒部１１に落下して当るが、その際に生じる衝撃は複数
のフラップ部１２又は円筒部１１が吸収し、多結晶シリ
コン２２を落下させることに起因する石英るつぼ２１の
ダメージを軽減させる。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、円筒部１１の上縁に一対の取手１３が設け
られた石英るつぼの内面保護具である。請求項２に係る
発明では、作業員が内面保護具１０の一対の取手１３を
把持し、その取手１３を上方に引上げることにより円筒
部１１の引上げを容易にかつ確実に行うことができる。
請求項３に係る発明は、図２〜図４に示すように、石英
るつぼ２１の内周面に請求項１記載の円筒部１１を沿わ
せかつ請求項１記載の複数のフラップ部１２を折曲げて
石英るつぼ２１の内底面に沿わせる工程と、折曲げた複
数のフラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に所定
量の塊状又は粒状の多結晶シリコン２２を入れる工程
と、円筒部１１を引上げかつ複数のフラップ部１２を引
き伸して石英るつぼ２１から取出し多結晶シリコン２２
を石英るつぼ２１内に残す工程とを含む石英るつぼ内面
保護具を用いて多結晶シリコンを入れる方法である。

【０００７】請求項３に係る発明では、塊状又は粒状の
多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上方から落下さ
せる際の衝撃を複数のフラップ部１２又は円筒部１１が
吸収して、多結晶シリコン２２を落下させることに起因
する石英るつぼ２１のダメージを軽減させる。その一
方、多結晶シリコン２２が入れられた状態の円筒部１１
を引上げると、円筒部１１の下縁に連続して形成された
複数のフラップ部１２は引き伸され、円筒部１１の下部
開口部１１ａは開放される。このため、フラップ部１２
と円筒部１１で囲まれた空間に入れられた塊状又は粒状
の多結晶シリコン２２はその下部開口部１１ａから石英
るつぼ２１内に移動して石英るつぼ２１内部に残る。こ
の結果、ダメージを与えることなく石英るつぼ２１に多
結晶シリコンを入れることができる。

【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。石英るつぼの内面保護具１０はプラ
スチックシートを所定の長さに切断して円筒状に形成し
た後、一端に複数のフラップ部を形成することにより図
１及び図２に示すように、円筒部１１と複数のフラップ
部１２が一体的に形成される。プラスチックシートはポ
リエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（商標名；テ
フロン）等から作られる。円筒部１１は外径が保護すべ
き石英るつぼ２１の内径に相応して形成され、塊状又は
粒状の多結晶シリコン２２が当る際の衝撃を吸収し得る
厚さ、具体的には１〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍの
厚さに形成される。１ｍｍ未満では多結晶シリコン２２
の落下による衝撃でフラップ部１２が破れやすく、５ｍ
ｍを越えると内面保護具１０が取扱いにくくなる。ま
た、円筒部１１の長さは少なくとも石英るつぼ２１の円
筒部の高さより大きく形成される。

【０００９】フラップ部１２は円筒部１１と同じ厚さを
有して円筒部１１の下縁に折曲り可能に連続して複数形
成され、折曲げた状態で保護すべき石英るつぼ２１の内
底面に沿うように形成される。また、それぞれのフラッ
プ部１２は下方に向って先細りに形成され、折曲げた状
態で部分的に互いに重なり合い、円筒部１１の下部開口
部１１ａを閉塞可能に構成される。一方、円筒部１１の
上縁には円筒部１１の上縁から上方に膨出するように形
成された一対の取手１３が一体的に形成され、この取手
１３には作業員が把持可能な把持孔１３ａがそれぞれ形
成される。

【００１０】次に、このように形成された石英るつぼの
内面保護具を用いて多結晶シリコンを入れる方法につい
て説明する。図２に示すように先ず、内面保護具１０の
複数のフラップ部１２を折曲げ、この状態で円筒部１１
を石英るつぼ２１の内周面に沿わせようにして、石英る
つぼ２１に装着する。この実施の形態では図示しないシ
リコン単結晶棒育成装置の外部で石英るつぼ２１に塊状
の多結晶シリコン２２を入れる方法を示し、石英るつぼ
２１はその育成装置のサセプタ２０に配置される。石英
るつぼ２１は直径が８インチのシリコン種結晶棒を引上
げるためのものが使用され、石英るつぼ２１に装着され
た状態での内面保護具１０の複数のフラップ部１２は石
英るつぼ２１の内底面に沿うとともに、円筒部１１の下
部開口部１１ａは折曲げられた複数のフラップ部１２に
より閉塞される。

【００１１】次に、この折曲げた複数のフラップ部１２
と円筒部１１で囲まれた空間に所定量の塊状の多結晶シ
リコン２２を入れる。この実施の形態では最終的に１０
０ｋｇの多結晶シリコン２２が入れられる場合を示し、
その多結晶シリコン２２は５ｋｇ毎に袋２３に詰めら
れ、多結晶シリコン２２が詰められた袋は合計で２０袋
用意される。袋２３は一袋ずつ開封され、その開封され
た袋２３の開封部から内部の塊状の多結晶シリコン２２
を石英るつぼ２１の上方から複数のフラップ部１２と円
筒部１１で囲まれた空間に落下させる。塊状の多結晶シ
リコン２２をその空間に落下させると、その多結晶シリ
コン２２は複数のフラップ部１２又は円筒部１１に落下
して当るが、その際に生じる衝撃は複数のフラップ部１
２又は円筒部１１が吸収し、多結晶シリコン２２を落下
させることに起因する石英るつぼ２１のダメージを軽減
させる。

【００１２】所定量の塊状の多結晶シリコン２２を入れ
た後には、円筒部１１を僅かに引上げる。所定量とは、
図２に示すように、石英るつぼ２１の内底面を覆う程度
に多結晶シリコンを入れた状態を現し、円筒部１１の引
上げは作業員が内面保護具１０の一対の取手１３を把持
し、その取手１３を上方に引上げることにより行う。こ
の実施の形態では４袋（２０ｋｇ）の多結晶シリコン２
２を入れた後に円筒部１１を僅かに引上げ、円筒部１１
の下縁に連続して形成された複数のフラップ部１２を引
き伸す。これにより円筒部１１の下部開口部１１ａは図
３に示すように開放され、フラップ部１２と円筒部１１
で囲まれた空間に入れられた塊状の多結晶シリコン２２
はその下部開口部１１ａから石英るつぼ２１内に移動す
る。この移動の際に塊状の多結晶シリコン２２は石英る
つぼ２１の内底面に当るが、多結晶シリコンを上方から
石英るつぼ２１に直接落下させる場合に比較して著しく
その衝撃力は低減する。

【００１３】一方、僅かに引上げられた円筒部１１は石
英るつぼ２１の内側面に位置する。作業員は続けて残り
の袋２３を開封し、図３に示すように、その開封部から
内部の塊状の多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上
方から先に入れられた多結晶シリコン２２と円筒部１１
で囲まれた空間に落下させる。塊状の多結晶シリコン２
２をその空間に落下させると、その多結晶シリコン２２
は先に入れられた多結晶シリコン２２又は円筒部１１に
当るが、その際に生じる衝撃は先に入れられた多結晶シ
リコン２２又は円筒部１１が吸収して石英るつぼ２１の
ダメージを軽減させる。

【００１４】このように円筒部１１を引上げる動作と多
結晶シリコン２２を入れる動作とを繰返した後、石英る
つぼ２１に入れるべき２０袋の塊状の多結晶シリコン２
２が全て入れられたならば、図４に示すように、石英る
つぼ２１から内面保護具１０を取出す。内面保護具１０
の取出しは、円筒部１１を全て引上げることにより行
い、複数のフラップ部１２は引き伸されて石英るつぼ２
１から取出され、塊状の多結晶シリコン２２は石英るつ
ぼ２１内に残される。内面保護具１０を石英るつぼ２１
から取出すと、円筒部１１及び複数のフラップ部１２に
当接していた塊状の多結晶シリコン２２は石英るつぼ２
１の内周面にまで移動して当るが、多結晶シリコンを落
下させて石英るつぼ２１に入れる場合に比較して著しく
その衝撃力は低減される。図示しないが、このようにし
てチャンバの外部で多結晶シリコン２２が入れられた石
英るつぼ２１はその後チャンバ内に装着され、多結晶シ
リコン２２はカーボンヒータで融解され、その融液に種
結晶を接触させて引上げることによりシリコン単結晶棒
が育成される。

【００１５】なお、上述した実施の形態では、直径が８
インチのシリコン種結晶棒を引上げるための石英るつぼ
２１を使用して１００ｋｇの多結晶シリコンから成る塊
状物２２が入れられる場合を説明したが、石英るつぼの
大きさ及び入れる多結晶シリコンの重量は一例であり、
これに限らない。特に上述した実施の形態では円筒部１
１を引上げる動作と多結晶シリコンを入れる動作とを繰
返したが、石英るつぼが比較的小さく、その石英るつぼ
に入れる多結晶シリコンが少ない場合には、石英るつぼ
２１に所定量の多結晶シリコン全てを入れた後、石英る
つぼ２１から内面保護具１０を一度に取出しても良い。
また、図２〜図５では塊状の多結晶シリコン２２を長方
形で示しているが、多結晶シリコンの塊状はこの長方形
に限るものではない。更に、上述した実施の形態では石
英るつぼ２１に塊状の多結晶シリコン２２を入れる場合
を示したが、多結晶シリコンは粒状であってもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、内
面保護具が石英るつぼの内径に相応した外径を有する円
筒部と、円筒部の下縁に折曲り可能に連続して形成され
折曲げた状態で石英るつぼの内底面に沿いかつ円筒部の
下部開口部を閉塞可能に構成された複数のフラップ部と
を備えたので、複数のフラップ部を折曲げて石英るつぼ
の内底面に沿わせるとともに円筒部を石英るつぼの内周
面に沿わせることにより、多結晶シリコンを石英るつぼ
の上方から複数のフラップ部と円筒部で囲まれた空間に
落下させても、当る際に生じる衝撃を複数のフラップ部
又は円筒部が吸収し、多結晶シリコンを落下させること
に起因する石英るつぼのダメージを軽減させることがで
きる。

【００１７】また、石英るつぼの内周面に円筒部を沿わ
せかつ複数のフラップ部を折曲げて石英るつぼの内底面
に沿わせる工程と、折曲げた複数のフラップ部と円筒部
で囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多結晶シリコ
ンを入れる工程と、円筒部を引上げかつ複数のフラップ
部を引き伸して石英るつぼから取出し多結晶シリコンを
石英るつぼ内に残す工程とを備えたので、多結晶シリコ
ンを石英るつぼの上方から落下させることに起因する石
英るつぼのダメージを軽減させるとともに、多結晶シリ
コンが入れられた状態の円筒部を引上げると、円筒部の
下縁に連続して形成された複数のフラップ部は引き伸さ
れ、円筒部の下部開口部は開放される。この結果、フラ
ップ部と円筒部で囲まれた空間に入れられた塊状又は粒
状の多結晶シリコンをその下部開口部から石英るつぼ内
に移動して石英るつぼ内部に残すことにより、多結晶シ
リコンを入れる際に受けるダメージを軽減して石英るつ
ぼの劣化を抑制することができる。なお、円筒部の上縁
に一対の取手を設ければ、作業員がその一対の取手を把
持して上方に引上げることにより円筒部の引上げを容易
にかつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の石英るつぼの内面保護具の斜視部。

【図２】その保護具を石英るつぼに装着して多結晶シリ
コンを入れる状態を示す断面構成図。

【図３】その保護具を僅かに引上げて多結晶シリコンを
入れる状態を示す断面構成図。

【図４】その保護具を引上げて石英るつぼから取出した
状態を示す断面構成図。

【図５】従来例を示す図２に対応する断面構成図。

【符号の説明】

１１ 円筒部 １１ａ 下部開口部 １２ フラップ部 １３ 取手 ２１ 石英るつぼ ２２ 多結晶シリコン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石英るつぼ(21)の内径に相応した外径を
   有する円筒部(11)と、 前記円筒部(11)の下縁に折曲り可能に連続して形成され
   折曲げた状態で前記石英るつぼ(21)の内底面に沿いかつ
   前記円筒部(11)の下部開口部(11a)を閉塞可能に構成さ
   れた複数のフラップ部(12)とを備えた石英るつぼの内面
   保護具。
2. 【請求項２】 円筒部(11)の上縁に一対の取手(13)が設
   けられた請求項１記載の石英るつぼの内面保護具。
3. 【請求項３】 石英るつぼ(21)の内周面に請求項１記載
   の円筒部(11)を沿わせかつ請求項１記載の複数のフラッ
   プ部(12)を折曲げて前記石英るつぼ(21)の内底面に沿わ
   せる工程と、 前記折曲げた複数のフラップ部(12)と前記円筒部(11)で
   囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多結晶シリコン
   (22)を入れる工程と、 前記円筒部(11)を引上げかつ前記複数のフラップ部(12)
   を引き伸して前記石英るつぼ(21)から取出し前記多結晶
   シリコン(22)を前記石英るつぼ(21)内に残す工程とを含
   む石英るつぼ内面保護具を用いて多結晶シリコンを入れ
   る方法。