JP2001058897A

JP2001058897A - 単結晶製造装置

Info

Publication number: JP2001058897A
Application number: JP11235737A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kubo; 高行久保; Yoshihiro Akashi; 義弘明石; Masanori Kuwabara; 眞則桑原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＺ法によって育成される単結晶を上端部で
機械的に保持して引上げる際のワイヤの振れを防止す
る。【解決手段】育成結晶４０を、複数本の保持ワイヤ
８，８に吊られた保持器７で上端部を把持してプルチャ
ンバ２内に引上げる。プルチャンバ２内の周方向複数位
置に、リング状に組み合わされる弧状の振れ止め片１１
を設ける。複数の振れ止め片１１，１１・・は半径方向
に駆動され、内側へ進出した状態で、保持ワイヤ８，８
が内接する円形のガイド面１３を形成し、保持ワイヤ
８，８の振れの発生を阻止する。内側を育成結晶４０が
通過するときは、その通過を阻害しない位置まで外側に
退避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法を用いた単
結晶製造装置に関し、更に詳しくは、育成結晶をその上
端部で機械的に保持して引上げる単結晶製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造に使用されるシリ
コンウエーハの素材としては、ＣＺ法により製造された
シリコン単結晶が多用されている。ＣＺ法によるシリコ
ン単結晶の製造では、周知の通り、引上げ軸の下端に保
持された種結晶を、坩堝内に形成されたシリコン融液に
漬け、この状態から引上げ軸を回転させながら上昇させ
ることにより、種結晶の下方にシリコンの単結晶を育成
する。

【０００３】ここで種結晶は、シリコン単結晶からなる
直径が１０数ｍｍ程度の細い棒体であり、上部が種ホル
ダーに連結され、下部がシリコン融液に浸漬される。こ
のような種結晶を高温のシリコン融液に浸漬すると、熱
衝撃により転位が導入されるため、種結晶をシリコン融
液に浸漬した後に種結晶の直径を絞り、しばらくの間こ
の状態を維持して結晶の無転位化を図る、いわゆる種絞
りが実施される。種絞り部の直径は無転位化の点から５
ｍｍ以下が必要とされ、３ｍｍ以下が望ましいとされて
いる。

【０００４】一方、ＣＺ法によって製造されるシリコン
単結晶は、これまでは直径が８インチで重量が１００ｋ
ｇ前後のものが主流であった。しかし、最近になって単
結晶の更なる大径化が進み、直径が１２インチのシリコ
ン単結晶の試験製造も始まっている。

【０００５】単結晶の直径が大きくなると、その重量は
飛躍的に増え、直径が１２インチの場合で重量は２００
〜３００ｋｇに達する。この重量は、単結晶の上端部に
位置し且つ最小径部である種絞り部に最も集中すること
になるが、シリコンの破壊強度は２０ｋｇ／ｍｍ²程度
であるため、２００ｋｇのシリコン単結晶でさえこれを
確実に保持するためには少なく見積もっても５ｍｍを超
える直径が種絞り部に必要になる。従って、結晶保持の
点からは、１２インチ単結晶の安定な引上げは不可能と
いうことなる。

【０００６】この矛盾を解消するとりわけ有効な技術の
一つとして、種絞り部に依存しない結晶保持引上げがあ
る。特公平５−６５４７７号公報等に記載されているこ
の技術では、図７に示すように、シードチャック６に装
着された種結晶を原料融液５０に浸漬して種絞りを行っ
た後、単結晶４０の種絞り部４１の下に、種絞り部４１
より大径で且つ機械的な保持が可能な被係止部４２を形
成し、その下に従来どおりの本体部４３を形成する。被
係止部４２が形成されると、この被係止部４２を保持器
７で把持し、この状態で保持器７を引上げ軸５と同期し
て回転させながら上昇させることにより、単結晶４０を
機械的に保持しつつ引上げる。保持器７は、回転引上げ
のために、引上げ軸５の周囲に対称的に配置された複数
本の保持ワイヤ８，８に吊り下げられている。

【０００７】被係止部４２は、チャック機構による機械
的な保持のために、通常は上部が太く、下部が細い形状
とされ、下の細い部分でも、その外径は種絞り径より十
分に大きく設定される。上の太い部分は、ノブ形状に類
似し、その下の部分はくびれていることから、この被係
止部４２はノブ部或いはくびれ部と呼ばれている。以下
の説明では、この被係止部をくびれ部と称する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＺ法によ
るシリコン単結晶の製造では、単結晶の育成途中に引上
げ軸である引上げワイヤが振れる危険性がある。これは
ワイヤが回転していることに起因する現象であり、ワイ
ヤ長ｌ（ｍ）が数式１の共振回転数Ｒ（ｒｐｍ）を満足
する時点で振れの可能性が大となる。

【０００９】

【数１】Ｒ＝２９．９／ｌ^1/2

【００１０】即ち、単結晶の育成時、引上げワイヤは所
定の回転数で回転しているが、ワイヤ長は育成の進行に
伴って短くなる。このため、育成途中で数式１が満足さ
れることになり、このとき引上げワイヤが大きく振れる
のである。この振れは必ず発生するわけではないが、数
式１が満足されるときに振動等の外乱が加わると振れが
始まり、育成途中の単結晶に有転位化を発生させる大き
な原因となる。

【００１１】種絞り部に依存しない結晶保持引上げの場
合、保持器が複数本の保持ワイヤに吊り下げられている
ため、通常の育成の場合と同様にこのワイヤの振れが大
きな問題となる。通常育成での引上げ軸の振れに対して
は、特開昭６３−１７０２９７号公報に記載されている
ように、アーム状の振れ止め治具を引上げ軸に接触させ
るのが有効である。しかし、種絞り部に依存しない結晶
保持引上げでのワイヤの振れに対しては、有効な対策が
存在しないのが実情である。

【００１２】即ち、通常の育成では引上げ軸が定位置で
回転しつつ上昇するが、保持器を吊り下げる複数本の保
持ワイヤは、引上げ軸の周囲に対称的に配置され、引上
げ軸の周囲を引上げ軸と同期して旋回しながら上昇す
る。この保持ワイヤの旋回による位置変化のため、特開
昭６３−１７０２９７号公報に記載されているようなア
ーム状の振れ止め治具は、保持器を吊り下げる複数本の
保持ワイヤはもとより、その内側に位置する引上げ軸に
対しても、保持ワイヤが障害物となることから、適用が
不可能である。

【００１３】このため、種絞り部に依存しない結晶保持
引上げでは、ワイヤの振れによる引上げ歩留りの低下が
大きな問題となる。

【００１４】本発明の目的は、種絞り部に依存しない結
晶保持引上げにおいてワイヤの振れを効果的に制止でき
る生産性に優れた単結晶製造装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の単結晶製造装置は、引上げ軸の下端に連結
された種結晶の下方に単結晶を育成するＣＺ法による結
晶育成手段と、引上げ軸の周囲に配置された複数本の保
持ワイヤに懸吊された保持器により、育成結晶をその上
端部で機械的に保持して引上げる結晶保持手段と、複数
本の保持ワイヤの振れを機械的に制止する振れ止め手段
とを備えており、振れ止め手段は次の３種類である。

【００１６】第１の振れ止め手段は、引上げ結晶を収容
するチャンバ内の周方向複数箇所に径方向に移動可能に
設けられ、内側を引上げ結晶が通過するように外側へ退
避すると共に、内側へ進出した状態で複数本の保持ワイ
ヤが内接する円形のガイド面を形成するよう組み合わさ
れる複数の振れ止め片からなる。

【００１７】第２の振れ止め手段は、引上げ結晶を収容
するチャンバ内に昇降可能に配置され、内側を複数本の
保持ワイヤが挿通し、内周面を複数本の保持ワイヤが内
接する円形のガイド面とすると共に、下方からシードチ
ャック及び／又は保持器が当接した後はシードチャック
及び／又は保持器の上昇に伴って上昇する環状の振れ止
め部材からなる。

【００１８】第３の振れ止め手段は、引上げ結晶を収容
するチャンバ内に昇降可能かつ回転可能に配置され、複
数本の保持ワイヤを昇降可能に貫通させてこれらを径方
向で位置決めすると共に、複数本の保持ワイヤの旋回に
伴って回転し、下方からシードチャック及び／又は保持
器が当接した後はシードチャック及び／又は保持器と共
に回転及び上昇を行う回転式の振れ止め部材からなる。

【００１９】いずれの振れ止め手段も、引上げ軸の周囲
を旋回しながら育成結晶を引上げる複数本の保持ワイヤ
の旋回を阻害せず、また保持ワイヤによる育成結晶の引
上げを阻害することなく、保持ワイヤの振れを問題のな
い範囲内に制止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示す
単結晶製造装置の概略構成図、図２は同単結晶製造装置
に使用されている振れ止め手段の平面図である。

【００２１】第１実施形態の単結晶製造装置は、第１の
振れ止め手段を備えた単結晶製造装置の一例であり、シ
リコンの単結晶４０を育成する。この単結晶製造装置
は、図１に示すように、単結晶４０を育成するためのホ
ットゾーンを収容するメインチャンバ１と、育成される
単結晶４０を収容するためにその上に連結されたプルチ
ャンバ２と、プルチャンバ２の中間部に設けられた第１
の振れ止め手段１０とを備えている。

【００２２】メインチャンバ１内の中心部には、原料融
液５０を保持する坩堝３が配置されている。坩堝３は、
内側の石英坩堝を外側の黒鉛坩堝で保持する２重構造で
ある。この坩堝３は、ペディスタルと呼ばれる支持軸の
上に支持されている。支持軸は、坩堝３の回転及び昇降
のために軸方向及び周方向に駆動される。坩堝３の外側
には、環状のヒータなどが配置されている。

【００２３】一方、プルチャンバ２の上方には、引上げ
軸５及び保持器７の回転及び引上げを行う回転引上げ機
構４が設けられている。引上げ軸５は、回転引上げ機構
４からプルチャンバ２内に垂下されたワイヤである。こ
のワイヤは保持器７内を挿通し、下端にシードチャック
６を支持する。保持器７は、単結晶４０の上端部に形成
されたくびれ部４２を把持するチャック機構を内蔵し、
回転引上げ機構４からプルチャンバ２内に垂下された２
本の保持ワイヤ８，８に吊り下げられている。保持ワイ
ヤ８，８は、引上げ軸５を挟んで対称的に配置されてい
る。

【００２４】プルチャンバ２の中間部に設けられた第１
の振れ止め手段１０は、図２に示すように、プルチャン
バ２内の周方向複数箇所（図では４箇所）に配置された
複数個の振れ止め片１１，１１・・により構成されてい
る。複数個の振れ止め片１１，１１・・は、略円形に組
み合わされる弧状部材であり、プルチャンバ２の外側に
設けられた駆動機構１２，１２・・により半径方向に同
期駆動され、内側に駆動された状態では、保持ワイヤ
８，８の旋回円に沿ったガイドリングを形成し、外側に
駆動された状態では、単結晶４０の引上げを阻害しない
位置まで退避する。

【００２５】振れ止め片１１，１１・・が合体して形成
されるガイドリングの内面は、保持ワイヤ８，８が内接
する円形のガイド面１３である。ガイド面１３の直径
は、保持ワイヤ８，８の旋回円の直径とほぼ同じに設定
され、具体的には保持ワイヤ８，８の旋回円の直径をＤ
としてＤ±１ｍｍが好ましい。

【００２６】振れ止め片１１，１１・・の設置位置は、
前述の共振回転数を満足するワイヤ長のときに、そのワ
イヤ長のほぼ１／２のレベルに振れ止め片１１，１１・
・が位置するように設定されている。

【００２７】各振れ止め片１１の両端部は、保持ワイヤ
８，８が引っ掛からないように、外側へ丸く曲げられて
いる。

【００２８】次に、第１実施形態の単結晶製造装置を使
用してシリコンの単結晶４０を育成する方法について説
明する。

【００２９】メインチャンバ１内及びプルチャンバ２内
を所定の雰囲気に保持した状態で、坩堝３内にシリコン
の原料融液５０を形成する。次いで、シードチャック６
に装着された種結晶を原料融液５０に漬け、この状態か
ら引上げ軸５を上昇させつつ回転させることにより種結
晶の下方にシリコンの単結晶４０を育成する。単結晶４
０の育成中は、坩堝３を引上げ軸５と逆方向に回転させ
る。また、原料融液５０の液面レベルを一定に維持する
ために、坩堝３を徐々に上昇させる。

【００３０】単結晶４０の育成では、先ず、種絞りを行
うべく、引上げ軸５の上昇速度等を制御する。種絞りが
終わると、その種絞り部４１の下にくびれ部４２を形成
する。くびれ部４２の形成が終わると、引上げ速度を十
分に遅くし、くびれ部４２の下に本体部４３を形成す
る。このとき、保持器７はプルチャンバ２内に待機して
いる。

【００３１】本体部１３の形成がある程度進行すると、
保持器７を降下させる。この降下に伴って、保持器７内
に単結晶４０のくびれ部４２が下方から挿入される。く
びれ部４２が保持器７内のチャック機構により把持され
と、保持器７の回転及び引上げを開始する。保持器７の
回転及び引上げは、引上げ軸５の回転及び引上げと同期
して行われる。これにより、単結晶４０は保持器７によ
りくさび部４２で機械的に保持されつつ引上げられる。
また、保持ワイヤ８，８は引上げ軸５と等速度で引上げ
軸５の周囲を旋回しながら上昇する。

【００３２】保持器７の回転及び引上げが開始される
と、第１の振れ止め手段としての振れ止め片１１，１１
・・を後側の退避位置から内側の振れ止め位置へ移動さ
せ、ガイドリングを形成する。これにより、保持ワイヤ
８，８は、ガイドリングのガイド面１３に案内されなが
ら、引上げ軸５の周囲を旋回する。振れ止め片１１，１
１・・は、保持器７の動作開始前から内側の振れ止め位
置へ移動させておいてもよい。

【００３３】単結晶４０の保持引上げが進行する過程
で、ワイヤ長が数式１の共振回転数を満足し、保持ワイ
ヤ８，８が振れ易い状態となるが、保持ワイヤ８，８は
ガイドリングのガイド面１３で外側から拘束されている
ので、振れを生じず、仮に振れが発生しても大きな振れ
には至らない。従って、振れによる有転位化が防止され
る。特に、本実施形態では、ガイドリングは、共振回転
数を満足するワイヤ長のときに、そのワイヤ長のほぼ１
／２のレベルにあるので、この振れの発生を効果的に防
止できる。また、ガイドリングのガイド面１３は、保持
ワイヤ８，８の旋回動作を何ら阻害しない。

【００３４】単結晶４０の保持引上げが更に進み、単結
晶４０が振れ止め片１１，１１・・に接近すると、振れ
止め片１１，１１・・を外側の退避位置へ移動させる。
これにより、振れ止め片１１，１１・・の内側を単結晶
４０が通過する。従って、単結晶４０の引上げが阻害さ
れない。

【００３５】かくして、１２インチの単結晶４０につい
ても、ワイヤの振れによる有転位化を生じることなく高
歩留りで製造される。

【００３６】上記の育成方法では、振れの有無に関係な
く、ワイヤ長が共振回転数を満足する時期を含む所定期
間、振れ止め片１１，１１・・をガイドリングに組み合
わせたが、保持ワイヤ８，８の振れが発生した場合にの
み、その振れを検知してから振れ止め片１１，１１・・
をガイドリングに組み合わせて、その振れを制止するこ
とも可能である。

【００３７】一旦発生した振れを制止する場合は、振れ
の発生を阻止する場合よりも、大きな拘束力が必要とな
る。このため、ガイドリングのガイド面１３の直径を保
持ワイヤ８，８の旋回円の直径より小さく設定して、振
れ止め片１１，１１・・で保持ワイヤ８，８を内側へ押
し込むのが良い。保持ワイヤ８，８は、振れ止め片１
１，１１・・で内側へ押し込まれても、円形のガイド面
１３による案内でスムーズに旋回を続ける。

【００３８】図３は、振れ止め片１１，１１・・で保持
ワイヤ８，８を内側へ押し込んだ状態を模式的に示す。
この押し込みでは、押し込み時に保持ワイヤ８，８が内
側へ引かれるため、保持ワイヤ８，８による引上げ速度
が増大し、引上げ軸５による引上げ速度との間に差が生
じる。この引上げ速度差を回避するため、押し込み時に
は、保持ワイヤ８，８の巻き上げ速度ｖ_Pを、引上げ軸
５の巻き上げ速度Ｖ_PよりΔｖ_Pだけ低下させる必要が
ある。この速度補正量Δｖ_Pは、数式２で表される。ま
た、この速度補正に関連して、保持ワイヤ８，８の巻き
上げ速度ｖ_Pと引上げ軸５の巻き上げ速度Ｖ_Pを独立し
て制御できることが、回転引上げ機構４では必要とな
る。

【００３９】

【数２】

【００４０】また、押し込み量ΔＲは、保持ワイヤ８，
８の旋回円の直径をＤとして（１／３〜２／３）Ｄが好
ましい。押し込み量ΔＲが小さすぎると振れ止め効果が
少ない。押し込み量ΔＲが大きすぎると、ワイヤ８，８
との接触抵抗か増大し、ワイヤ８，８の旋回を阻害する
おそれがある。

【００４１】図４は本発明の第２実施形態を示す単結晶
製造装置の概略構成図、図５は同単結晶製造装置に使用
されている振れ止め手段の平面図である。

【００４２】第２実施形態の単結晶製造装置は、第２の
振れ止め手段を備えた単結晶製造装置の一例であり、第
１実施形態の単結晶製造装置とは、この振れ止め手段の
みが相違する。以下、振れ止め手段について説明し、他
の部分については、同一部分に同一番号を付して説明を
省略する。

【００４３】第２の振れ止め手段２０は、プルチャンバ
２の中間部内に同心円状に配置された環状の振れ止め部
材により構成されている。環状の振れ止め部材２０は、
プルチャンバ２内に昇降可能に挿入されている。この振
れ止め部材２０は、プルチャンバ２内のガス流通を阻害
しないために、円形の内環２１とその外側に同心円状に
配置された円形の外環２２とを、放射状に配置された複
数本のスポーク２３，２３・・によって連結した構造に
なっている。

【００４４】内環２１は、第１の振れ止め手段１０であ
る振れ止め片１１，１１・・が形成するガイドリングに
対応するガイドリングであり、その内面を保持ワイヤ
８，８が内接する円形のガイド面２４としている。ガイ
ド面２４の直径は、保持ワイヤ８，８の旋回円の直径と
ほぼ同じに設定され、具体的には保持ワイヤ８，８の旋
回円の直径をＤとしてＤ±１ｍｍが好ましい。外環２２
は、プルチャンバ２の内面をガイドとしてチャンバ内を
自由に昇降できるように設計され、複数本のスポーク２
３，２３・・と共に内環２１の支持部材を構成してい
る。

【００４５】そして、この振れ止め部材２０は、プルチ
ャンバ２の内面に取付けられた環状のストッパ２５上に
載置されることにより、保持器７が下方から当接するま
ではプルチャンバ２内の定位置に保持され、当接後は保
持器７によって上方へ押し上げられるようになってい
る。

【００４６】振れ止め部材２０の保持位置は、第１の振
れ止め手段１０である振れ止め片１１，１１・・の設置
位置と同様、前述の共振回転数を満足するワイヤ長のと
きに、そのワイヤ長のほぼ１／２のレベルに振れ止め部
材２０が位置するように設定されている。

【００４７】なお、振れ止め部材２０の周方向の回転運
動については、この運動を意図的に行わしめるものでは
ないが、保持ワイヤ８，８の旋回に追従して回転した
り、保持器７の当接後に保持器７の回転に追従して回転
したりすることを阻止する必要もない。

【００４８】環状の振れ止め部材２０を使用する場合
も、振れ止め片１１，１１・・を使用する場合と同様、
単結晶４０は育成途中から、保持器７によりくさび部４
２で機械的に保持されつつ引上げられる。保持器７を吊
り下げる保持ワイヤ８，８は、振れ止め部材２０のガイ
ド面２４に案内されながら、引上げ軸５の周囲を旋回す
る。

【００４９】単結晶４０の保持引上げが進行する過程
で、ワイヤ長が数式１の共振回転数を満足し、保持ワイ
ヤ８，８が振れ易い状態となるが、保持ワイヤ８，８は
振れ止め部材２０のガイド面２４で外側から拘束されて
いるので、振れを生じず、仮に振れが発生しても大きな
振れには至らない。従って、振れによる有転位化が防止
される。特に、本実施形態では、振れ止め部材２０は、
共振回転数を満足するワイヤ長のときに、そのワイヤ長
のほぼ１／２のレベルに保持されているので、この振れ
の発生を効果的に防止できる。また、振れ止め部材２０
のガイド面２４は、保持ワイヤ８，８の旋回動作を何ら
阻害しない。

【００５０】単結晶４０の保持引上げが更に進み、保持
器７が下方から振れ止め部材２０に当接した後は、保持
器７によって振れ止め部材２０が上方へ押し上げられ
る。このため、振れ止め部材２０が単結晶４０の引上げ
を阻害することはない。

【００５１】かくして、本実施形態でも、１２インチの
単結晶４０がワイヤの振れによる有転位化を生じること
なく高歩留りで製造される。

【００５２】図６は本発明の第３実施形態の単結晶製造
装置に使用されている振れ止め手段の平面図である。

【００５３】第３実施形態の単結晶製造装置は、第３の
振れ止め手段を備えた単結晶製造装置の一例であり、第
２実施形態の単結晶製造装置とは、この振れ止め手段の
みが相違する。以下、振れ止め手段について説明し、他
の部分については、同一部分に同一番号を付して説明を
省略する。

【００５４】第３の振れ止め手段３０は、プルチャンバ
２の中間部内に同心円状に配置された回転式の振れ止め
部材により構成されている。回転式の振れ止め部材３０
は、プルチャンバ２内に昇降可能に且つ回転可能に挿入
された円板からなる。

【００５５】振れ止め部材３０の中心部には、引上げ軸
５が挿通される第１の小孔３１が設けられており、第１
の小孔３１を挟む対称位置には、保持ワイヤ８，８が挿
通される第２の小孔３２，３２が設けられている。ま
た、プルチャンバ２内のガス流通を阻害しないために、
振れ止め部材３０には十分な広さの開口部３３，３３・
・が設けられている。第２の小孔３２，３２の直径は、
保持ワイヤ８，８の直径の＋（０．２〜１ｍｍ）が好ま
しい。また、小孔３２，３２の中心間距離は、保持ワイ
ヤ８，８の中心間距離の±１ｍｍが好ましい。

【００５６】回転式の振れ止め部材３０は、第２の振れ
止め手段である環状の振れ止め部材２０と同様、プルチ
ャンバ２の内面に取付けられた環状のストッパ２５（図
４参照）上に載置される。これにより、振れ止め部材３
０は、保持器７が下方から当接するまではプルチャンバ
２内の定位置に保持される。また、当接後は保持器７に
よって上方へ押し上げられつつ保持器７と同期して回転
する。

【００５７】振れ止め部材３０の保持位置は、第２の振
れ止め手段である環状の振れ止め部材２０と同様、前述
の共振回転数を満足するワイヤ長のときに、そのワイヤ
長のほぼ１／２のレベルに振れ止め部材２０が位置する
ように設定されている。

【００５８】回転式の振れ止め部材３０を使用する場合
も、環状の振れ止め部材２０を使用する場合と同様、単
結晶４０は育成途中から、保持器７によりくさび部４２
で機械的に保持されつつ引上げられる。このとき、振れ
止め部材３０は、保持ワイヤ８，８の旋回に追従して同
期回転する。このため、振れ止め部材３０は、保持ワイ
ヤ８，８の旋回動作を何ら阻害しない。

【００５９】単結晶４０の保持引上げが進行する過程
で、ワイヤ長が数式１の共振回転数を満足し、保持ワイ
ヤ８，８が振れ易い状態となるが、保持ワイヤ８，８は
振れ止め部材３０の第２の小孔３２，３２内で拘束され
ているので、振れを生じず、仮に振れが発生しても大き
な振れには至らない。従って、振れによる有転位化が防
止される。特に、本実施形態では、振れ止め部材３０
は、共振回転数を満足するワイヤ長のときに、そのワイ
ヤ長のほぼ１／２のレベルに保持されているので、この
振れの発生を効果的に防止できる。

【００６０】単結晶４０の保持引上げが更に進み、保持
器７が下方から振れ止め部材３０に当接した後は、保持
器７によって振れ止め部材３０が上方へ押し上げられ、
且つ保持器７に追従して回転する。このため、振れ止め
部材３０が単結晶４０の引上げを阻害することはない。

【００６１】かくして、本実施形態でも、１２インチの
単結晶４０がワイヤの振れによる有転位化を生じること
なく高歩留りで製造される。

【００６２】これらの実施形態で各５本の１２インチの
シリコン単結晶を育成したが、いずれの育成でも全長無
転位の引上げができ、いずれの振れ止め手段も有転位化
の防止に有効なことが確認された。ちなみに、振れ止め
手段を使用せずに５本の同じ育成を行った場合は、全長
無転位の引上げは５本中２本に過ぎなかった。

【００６３】なお、第２実施形態及び第３実施形態で
は、それぞれの振れ止め部材の保持位置からの上昇（第
３実施形態では上昇及び回転）を保持器で行う構成とし
たが、シードチャックで行ってもよく、シードチャック
及び保持器の両方で行ってもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の単結晶製
造装置は、種絞り部に依存しない結晶保持引上げにおい
て懸案の課題とされていたワイヤの振れを、保持ワイヤ
の旋回や保持ワイヤによる結晶引上げを阻害することな
く効果的に制止でき、これにより生産性を著しく高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す単結晶製造装置の
概略構成図である。

【図２】同単結晶製造装置に装備されている第１の振れ
止め手段の平面図である。

【図３】第１の振れ止め手段による保持ワイヤの押し込
みを示す模式図である。

【図４】本発明の第２実施形態を示す単結晶製造装置の
概略構成図である。

【図５】同単結晶製造装置に装備されている第２の振れ
止め手段の平面図である。

【図６】本発明の第３実施形態の単結晶製造装置に装備
されている第３の振れ止め手段の平面図である。

【図７】結晶保持引上げの説明図である。

【符号の説明】

３坩堝４回転引上げ機構５引上げ軸７保持器８保持ワイヤ９チャック機構１０第１の振れ止め手段１１振れ止め片２０第２の振れ止め手段（環状の振れ止め部材）３０第３の振れ止め手段（回転式の振れ止め部材）４０単結晶４２くびれ部（被係止部）５０原料融液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑原眞則佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地住友金属工業株式会社シチックス事業本部内Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EG12 PG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】引上げ軸の下端に連結された種結晶の下
方に単結晶を育成するＣＺ法による結晶育成手段と、引
上げ軸の周囲に配置された複数本の保持ワイヤに懸吊さ
れた保持器により、育成結晶をその上端部で機械的に保
持して引上げる結晶保持手段と、複数本の保持ワイヤの
振れを機械的に制止する振れ止め手段とを備えており、前記振れ止め手段は、引上げ結晶を収容するチャンバ内
の周方向複数箇所に径方向に移動可能に設けられ、内側
を引上げ結晶が通過するように外側へ退避すると共に、
内側へ進出した状態で複数本の保持ワイヤが内接する円
形のガイド面を形成するよう組み合わされる複数の振れ
止め片からなることを特徴とする単結晶製造装置。
【請求項２】引上げ軸の下端に連結された種結晶の下
方に単結晶を育成するＣＺ法による結晶育成手段と、引
上げ軸の周囲に配置された複数本の保持ワイヤに懸吊さ
れた保持器により、育成結晶をその上端部で機械的に保
持して引上げる結晶保持手段と、複数本の保持ワイヤの
振れを機械的に制止する振れ止め手段とを備えており、前記振れ止め手段は、引上げ結晶を収容するチャンバ内
に昇降可能に配置され、内側を複数本の保持ワイヤが挿
通し、内周面を複数本の保持ワイヤが内接する円形のガ
イド面とすると共に、下方からシードチャック及び／又
は保持器が当接した後はシードチャック及び／又は保持
器の上昇に伴って上昇する環状の振れ止め部材からなる
ことを特徴とする単結晶製造装置。
【請求項３】引上げ軸の下端に連結された種結晶の下
方に単結晶を育成するＣＺ法による結晶育成手段と、引
上げ軸の周囲に配置された複数本の保持ワイヤに懸吊さ
れた保持器により、育成結晶をその上端部で機械的に保
持して引上げる結晶保持手段と、複数本の保持ワイヤの
振れを機械的に制止する振れ止め手段とを備えており、前記振れ止め手段は、引上げ結晶を収容するチャンバ内
に昇降可能かつ回転可能に配置され、複数本の保持ワイ
ヤを昇降可能に貫通させてこれらを径方向で位置決めす
ると共に、複数本の保持ワイヤの旋回に伴って回転し、
下方からシードチャック及び／又は保持器が当接した後
はシードチャック及び／又は保持器と共に上昇及び回転
を行う回転式の振れ止め部材からなることを特徴とする
単結晶製造装置。