JP2001278697A - 単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置外部から単結晶の引き上げ中心と冷却器
の軸心簡便に芯合わせでき、高い冷却効果を有する冷却
器を備えた単結晶製造装置の提供。 【解決手段】 結晶原料の融液に浸漬させたシードを回
転させながら引き上げて単結晶を析出・成長させ、該単
結晶表面を冷却器で冷却してインゴットを得る単結晶製
造装置において、冷却ブロックの上下位置で装置を分割
し、分割位置の上下に位置する装置部分を上下の支持プ
レートに固定すると共に、これら上下の支持プレートを
支持柱で平行位置に離隔支持すると共に、冷却ブロック
を芯出しプレートに載置固定し、該芯出しプレートを前
記下支持プレートの上面に水平移動可能に着座させた芯
出し調整機構を設けた
の軸心簡便に芯合わせでき、高い冷却効果を有する冷却
器を備えた単結晶製造装置の提供。 【解決手段】 結晶原料の融液に浸漬させたシードを回
転させながら引き上げて単結晶を析出・成長させ、該単
結晶表面を冷却器で冷却してインゴットを得る単結晶製
造装置において、冷却ブロックの上下位置で装置を分割
し、分割位置の上下に位置する装置部分を上下の支持プ
レートに固定すると共に、これら上下の支持プレートを
支持柱で平行位置に離隔支持すると共に、冷却ブロック
を芯出しプレートに載置固定し、該芯出しプレートを前
記下支持プレートの上面に水平移動可能に着座させた芯
出し調整機構を設けた
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンなど半導体
用の単結晶製造装置、さらに詳しくは単結晶の引き上げ
中心と冷却器の軸心との間に生じることのあるズレを装
置外部から合わせる調整機構を有し、高い冷却効果を確
保する冷却器を備えた単結晶製造装置に関する。
用の単結晶製造装置、さらに詳しくは単結晶の引き上げ
中心と冷却器の軸心との間に生じることのあるズレを装
置外部から合わせる調整機構を有し、高い冷却効果を確
保する冷却器を備えた単結晶製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンなど半導体単結晶の製造には種
々の方法が提案され実施されているが、坩堝内の結晶原
料融液にシード（種結晶）を浸漬し、これを回転させな
がら引き上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と呼ぶ。）が、一般的な方法となってい
る。図６は、ＣＺ法による従来の一般的な単結晶製造装
置を模式的に示すものであり、メインチャンバ１並びに
その上部に連通して設けられたプルチャンバ２を積み上
げて高耐圧で密閉可能な炉体を構成し、該炉体上部に軸
受機構３とこれにより回転自在に支持された巻き上げ機
構４とが下部から順次積み上げ構成されている。図示装
置を用いたシリコン単結晶の製造は、メインチャンバ１
に設けられた石英製の坩堝１１に高純度の多結晶シリコ
ンを充填し、これをヒーター１３で高温加熱溶融して融
液１２とする一方、上部の巻き上げ機構４から下端にシ
リコン単結晶のシード（種結晶）を取り付けたワイヤ１
５を降ろして融液１２に浸漬し、坩堝１１と巻き上げ機
構４の回転でシードを回転させながら徐々に引き上げて
シリコンの単結晶１６を成長させ、所定の口径のインゴ
ットを得ている。
々の方法が提案され実施されているが、坩堝内の結晶原
料融液にシード（種結晶）を浸漬し、これを回転させな
がら引き上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と呼ぶ。）が、一般的な方法となってい
る。図６は、ＣＺ法による従来の一般的な単結晶製造装
置を模式的に示すものであり、メインチャンバ１並びに
その上部に連通して設けられたプルチャンバ２を積み上
げて高耐圧で密閉可能な炉体を構成し、該炉体上部に軸
受機構３とこれにより回転自在に支持された巻き上げ機
構４とが下部から順次積み上げ構成されている。図示装
置を用いたシリコン単結晶の製造は、メインチャンバ１
に設けられた石英製の坩堝１１に高純度の多結晶シリコ
ンを充填し、これをヒーター１３で高温加熱溶融して融
液１２とする一方、上部の巻き上げ機構４から下端にシ
リコン単結晶のシード（種結晶）を取り付けたワイヤ１
５を降ろして融液１２に浸漬し、坩堝１１と巻き上げ機
構４の回転でシードを回転させながら徐々に引き上げて
シリコンの単結晶１６を成長させ、所定の口径のインゴ
ットを得ている。
【０００３】ここで、単結晶１６の引き上げに伴って、
単結晶の品質を向上させるために、メインチャンバ１の
上部位置に冷却器を設け、引き上げられた単結晶の温度
を抑えることが行われている。図中の符合６１がその冷
却器で、引き上げられた単結晶１６の外周を包囲して冷
却するに適した中空の二重円筒形をなし、プルチャンバ
２の基部に設けられた冷却ブロック６に懸架支持されて
メインチャンバ１の坩堝１１上方に位置しており、冷媒
を供給する通水管も冷却ブロックに設けられ、冷却器６
１の通水路に連通されている。坩堝１１からワイヤ１５
によって回転しながら低速で引き上げられた単結晶１６
は、メインチャンバ１の上部位置に至って、この冷却器
６１によってその外周を覆われることとなり、冷却器に
供給される冷水などの冷媒によって温度の上昇が抑制さ
れる。
単結晶の品質を向上させるために、メインチャンバ１の
上部位置に冷却器を設け、引き上げられた単結晶の温度
を抑えることが行われている。図中の符合６１がその冷
却器で、引き上げられた単結晶１６の外周を包囲して冷
却するに適した中空の二重円筒形をなし、プルチャンバ
２の基部に設けられた冷却ブロック６に懸架支持されて
メインチャンバ１の坩堝１１上方に位置しており、冷媒
を供給する通水管も冷却ブロックに設けられ、冷却器６
１の通水路に連通されている。坩堝１１からワイヤ１５
によって回転しながら低速で引き上げられた単結晶１６
は、メインチャンバ１の上部位置に至って、この冷却器
６１によってその外周を覆われることとなり、冷却器に
供給される冷水などの冷媒によって温度の上昇が抑制さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、冷却器を
用いて、引き上げに伴う単結晶温度に起因する問題に対
する対処が図られている。しかしながら、従来の冷却処
理に見る限り、得られた単結晶はその部位により熱履歴
の大きな差異を呈している。この結果、結晶を軸心に対
して直角に切断したウエハを熱処理すると、ウエハ毎に
酸素析出量が異なり、ウエハの品質にバラツキを生じて
しまっている。これは、従来の冷却器による単結晶温度
上昇の抑制と冷却中の引き上げ速度の短時間化の効果に
疑問を抱かせるものである。単結晶に対する冷却効果を
減殺し、冷却時間の短縮を妨げる要因は多様に考えられ
るが、その重要な原因として冷却器による単結晶に対す
る冷却効果の不均一を考えなければならない。
用いて、引き上げに伴う単結晶温度に起因する問題に対
する対処が図られている。しかしながら、従来の冷却処
理に見る限り、得られた単結晶はその部位により熱履歴
の大きな差異を呈している。この結果、結晶を軸心に対
して直角に切断したウエハを熱処理すると、ウエハ毎に
酸素析出量が異なり、ウエハの品質にバラツキを生じて
しまっている。これは、従来の冷却器による単結晶温度
上昇の抑制と冷却中の引き上げ速度の短時間化の効果に
疑問を抱かせるものである。単結晶に対する冷却効果を
減殺し、冷却時間の短縮を妨げる要因は多様に考えられ
るが、その重要な原因として冷却器による単結晶に対す
る冷却効果の不均一を考えなければならない。
【０００５】例えば、前記図６の単結晶製造装置の場
合、冷却器６１の軸心は坩堝１１と巻き上げ機構４の芯
合わせされた回転中心に合わせて設定されている。これ
は、単結晶１６の引き上げ中心と冷却器６１の軸心を一
致させ、引き上げられた単結晶１６の外周を包囲して位
置する冷却器６１の冷却効果が、単結晶１６表面に均一
に及ぼされるように配慮したものである。しかし、メイ
ンチャンバ１から巻き上げ機構４に至る積み上げ構成に
係る装置にあっては、積み上げられた各分割面をシール
しているＯリングなどの変形が不均一になると、分割面
に傾きが生じ構造各部の間に位置ズレが生じる。また、
単結晶の引き上げ中はヒーター１３が高温に保持され、
ヒーター１３の熱量とシリコン融液１２の輻射熱でメイ
ンチャンバ１に熱歪みが生じ、これも構造各部に位置ズ
レをもたらす原因となる。このように装置構造各部に位
置ズレが生じる場合、単結晶１６の引き上げ中心と冷却
器６１の軸心の間にもズレが生じざるを得ない。しか
し、単結晶引き上げ作業の開始後に単結晶１６の引き上
げ中心と冷却器６１の軸心にズレが生じた場合、単結晶
引き上げが減圧された高温下の装置内で行われているだ
けに、適時に芯合わせを行うことは著しく困難である。
作業を中断もしくは阻害することなく、装置外部から簡
便に芯合わせをすることが望ましいが、従来これに応え
る提案に接することはできなかった。
合、冷却器６１の軸心は坩堝１１と巻き上げ機構４の芯
合わせされた回転中心に合わせて設定されている。これ
は、単結晶１６の引き上げ中心と冷却器６１の軸心を一
致させ、引き上げられた単結晶１６の外周を包囲して位
置する冷却器６１の冷却効果が、単結晶１６表面に均一
に及ぼされるように配慮したものである。しかし、メイ
ンチャンバ１から巻き上げ機構４に至る積み上げ構成に
係る装置にあっては、積み上げられた各分割面をシール
しているＯリングなどの変形が不均一になると、分割面
に傾きが生じ構造各部の間に位置ズレが生じる。また、
単結晶の引き上げ中はヒーター１３が高温に保持され、
ヒーター１３の熱量とシリコン融液１２の輻射熱でメイ
ンチャンバ１に熱歪みが生じ、これも構造各部に位置ズ
レをもたらす原因となる。このように装置構造各部に位
置ズレが生じる場合、単結晶１６の引き上げ中心と冷却
器６１の軸心の間にもズレが生じざるを得ない。しか
し、単結晶引き上げ作業の開始後に単結晶１６の引き上
げ中心と冷却器６１の軸心にズレが生じた場合、単結晶
引き上げが減圧された高温下の装置内で行われているだ
けに、適時に芯合わせを行うことは著しく困難である。
作業を中断もしくは阻害することなく、装置外部から簡
便に芯合わせをすることが望ましいが、従来これに応え
る提案に接することはできなかった。
【０００６】また、従来の冷却器の構造にも、冷却効果
の不均一をもたらす点があるものと考えられる。図５
は、従来の一般的な冷却器の一つとされる二重円筒で形
成された環状通水空間に仕切板６４を配設して冷媒を流
す通水路を形成した二重円筒形の冷却器６１である。図
示の通り、その環状通水空間は軸対称位置に設けられた
一対の仕切板６４，６４によって通水空間下部を残して
仕切られており、給水口（図示せず）を経て給水管６２
から供給された冷媒の冷水は、仕切板６４で仕切られた
環状通水空間の半面全体に広がりながら下部に至り、仕
切板６４の下部を経て反対面に広がりながら水圧で押し
上げられて排水口（図示せず）へと到達する。この通水
過程を見ると、冷却器６１下部への到達に時間がかかる
と共に、冷媒面積が大きく広がっており、装置内の熱環
境を考えれば、冷却器下部での冷却効果が大きく減じら
れ冷却対象である単結晶に対する効果の不均一がもたら
されているものと考えられる。本発明はかかる問題に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、単
結晶引き上げの作業中に単結晶の引き上げ中心と冷却器
の軸心との間にズレが生じた場合に、装置外部から簡便
に芯合わせをすることができ、また高い冷却効果を有す
る冷却器を備えた単結晶製造装置を提供するところにあ
る。
の不均一をもたらす点があるものと考えられる。図５
は、従来の一般的な冷却器の一つとされる二重円筒で形
成された環状通水空間に仕切板６４を配設して冷媒を流
す通水路を形成した二重円筒形の冷却器６１である。図
示の通り、その環状通水空間は軸対称位置に設けられた
一対の仕切板６４，６４によって通水空間下部を残して
仕切られており、給水口（図示せず）を経て給水管６２
から供給された冷媒の冷水は、仕切板６４で仕切られた
環状通水空間の半面全体に広がりながら下部に至り、仕
切板６４の下部を経て反対面に広がりながら水圧で押し
上げられて排水口（図示せず）へと到達する。この通水
過程を見ると、冷却器６１下部への到達に時間がかかる
と共に、冷媒面積が大きく広がっており、装置内の熱環
境を考えれば、冷却器下部での冷却効果が大きく減じら
れ冷却対象である単結晶に対する効果の不均一がもたら
されているものと考えられる。本発明はかかる問題に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、単
結晶引き上げの作業中に単結晶の引き上げ中心と冷却器
の軸心との間にズレが生じた場合に、装置外部から簡便
に芯合わせをすることができ、また高い冷却効果を有す
る冷却器を備えた単結晶製造装置を提供するところにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
し目的を達成するために、以下に掲げる構成とした。請
求項１記載の発明は、メインチャンバ、プルチャンバ、
軸受機構、巻き上げ機構を下部から順次積み上げて構成
すると共に、プルチャンバ基部に冷却器を懸架支持した
冷却ブロックを有してなり、メインチャンバの坩堝内で
溶融されたシリコンの融液に巻き上げ機構から吊り下げ
られたワイヤ下端のシードを浸漬し、これを回転させな
がら低速で引き上げてシリコンの単結晶を析出させ、該
単結晶を冷却器で冷却して単結晶インゴットを得る単結
晶製造装置において、前記冷却ブロックの上下位置で装
置を横断状に分割し、分割位置から下部に位置する装置
の上端部に下支持プレートを取り付け固定すると共に、
分割位置から上部に位置する装置の下端部に上支持プレ
ートを取り付け固定し、これら上下の支持プレートを支
持柱で平行位置に離隔支持すると共に、前記冷却ブロッ
クを芯出しプレートに載置固定し、該芯出しプレートを
前記下支持プレートの上面に水平移動可能に着座させた
芯出し調整機構を設けた、ことを特徴とする。このよう
に構成することにより、冷却ブロックを挟んだ装置の下
部構造部分と上部構造部分の双方の位置を固定した状態
で、冷却ブロックだけを芯出し調整機構によって位置調
整可能に支持し、該冷却ブロックの相対位置を調整する
ことで単結晶の引き上げ中心と冷却器の軸心を芯合わせ
可能とする。請求項２記載の発明は、前記冷却器が、内
部に環状の通水空間を有する二重円筒形の冷却器であっ
て、該環状通水空間に２枚の仕切板で垂直方向の限定さ
れた通水路を設け、該仕切板の一方下部を開放すると共
に、該通水路を反転部として通水空間の下部から上部へ
仕切板を略螺旋状に配設した、ことを特徴とする。この
ように構成することにより、限られた通水路を通して冷
媒を直ちに冷却器通水空間の下部に到達させる。請求項
３記載の発明は、前記冷却器が、内部に環状の通水空間
を有する二重円筒形の冷却器であって、該環状通水空間
に下部を閉鎖した垂直方向の仕切板６４と下部を開放し
た垂直方向の仕切板６４によって形成される通水路を複
数形成した、ことを特徴とする。このように構成するこ
とにより、各通水路毎に冷媒を下部へ直ちに到達させ、
単位量の冷媒の通水空間内に於ける滞留時間を短縮す
る。請求項４記載の発明は、前記冷却器が、内部に環状
の通水空間を有する二重円筒形の冷却器であって、該環
状通水空間を形成する外壁と内壁の間に下部を開放した
仕切板を平行位置で配設した、ことを特徴とする。この
ように構成することにより、上部から供給されて通水空
間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶と効果的
に対向させる。
し目的を達成するために、以下に掲げる構成とした。請
求項１記載の発明は、メインチャンバ、プルチャンバ、
軸受機構、巻き上げ機構を下部から順次積み上げて構成
すると共に、プルチャンバ基部に冷却器を懸架支持した
冷却ブロックを有してなり、メインチャンバの坩堝内で
溶融されたシリコンの融液に巻き上げ機構から吊り下げ
られたワイヤ下端のシードを浸漬し、これを回転させな
がら低速で引き上げてシリコンの単結晶を析出させ、該
単結晶を冷却器で冷却して単結晶インゴットを得る単結
晶製造装置において、前記冷却ブロックの上下位置で装
置を横断状に分割し、分割位置から下部に位置する装置
の上端部に下支持プレートを取り付け固定すると共に、
分割位置から上部に位置する装置の下端部に上支持プレ
ートを取り付け固定し、これら上下の支持プレートを支
持柱で平行位置に離隔支持すると共に、前記冷却ブロッ
クを芯出しプレートに載置固定し、該芯出しプレートを
前記下支持プレートの上面に水平移動可能に着座させた
芯出し調整機構を設けた、ことを特徴とする。このよう
に構成することにより、冷却ブロックを挟んだ装置の下
部構造部分と上部構造部分の双方の位置を固定した状態
で、冷却ブロックだけを芯出し調整機構によって位置調
整可能に支持し、該冷却ブロックの相対位置を調整する
ことで単結晶の引き上げ中心と冷却器の軸心を芯合わせ
可能とする。請求項２記載の発明は、前記冷却器が、内
部に環状の通水空間を有する二重円筒形の冷却器であっ
て、該環状通水空間に２枚の仕切板で垂直方向の限定さ
れた通水路を設け、該仕切板の一方下部を開放すると共
に、該通水路を反転部として通水空間の下部から上部へ
仕切板を略螺旋状に配設した、ことを特徴とする。この
ように構成することにより、限られた通水路を通して冷
媒を直ちに冷却器通水空間の下部に到達させる。請求項
３記載の発明は、前記冷却器が、内部に環状の通水空間
を有する二重円筒形の冷却器であって、該環状通水空間
に下部を閉鎖した垂直方向の仕切板６４と下部を開放し
た垂直方向の仕切板６４によって形成される通水路を複
数形成した、ことを特徴とする。このように構成するこ
とにより、各通水路毎に冷媒を下部へ直ちに到達させ、
単位量の冷媒の通水空間内に於ける滞留時間を短縮す
る。請求項４記載の発明は、前記冷却器が、内部に環状
の通水空間を有する二重円筒形の冷却器であって、該環
状通水空間を形成する外壁と内壁の間に下部を開放した
仕切板を平行位置で配設した、ことを特徴とする。この
ように構成することにより、上部から供給されて通水空
間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶と効果的
に対向させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明係る単結晶製造装置
の一実施形態につき、図面に基づいて説明する。図１
は、実施形態に係る単結晶製造装置の概略構成を示す断
面図、図２は冷却ブロック部分に設けた芯出し調整機構
を示す断面図、図３は同平面図である。図１に示すよう
に、本装置も従来例と同様に、メインチャンバ１、プル
チャンバ２、軸受機構３、巻き上げ機構４を下部から順
次積み上げ構成すると共に、プルチャンバ２の基部に冷
媒供給手段を有し冷却器６１を坩堝１１上方に懸架支持
した冷却ブロック６を設けている。図示装置による、単
結晶製造も、メインチャンバ１の坩堝１１内で高温溶融
されたシリコンの融液１２に、最上部の巻き上げ機構４
から吊り下げたワイヤ１５下端に取り付けたシードを浸
漬し、坩堝１１と巻き上げ機構双方の回転でシードを回
転させながら低速で引き上げてシリコンの単結晶１８を
成長させ、その外周を冷却器６１で包囲して表面温度の
上昇を抑制し、冷却引き上げ時間を短縮して高品質の単
結晶インゴットを得ようとするものである。
の一実施形態につき、図面に基づいて説明する。図１
は、実施形態に係る単結晶製造装置の概略構成を示す断
面図、図２は冷却ブロック部分に設けた芯出し調整機構
を示す断面図、図３は同平面図である。図１に示すよう
に、本装置も従来例と同様に、メインチャンバ１、プル
チャンバ２、軸受機構３、巻き上げ機構４を下部から順
次積み上げ構成すると共に、プルチャンバ２の基部に冷
媒供給手段を有し冷却器６１を坩堝１１上方に懸架支持
した冷却ブロック６を設けている。図示装置による、単
結晶製造も、メインチャンバ１の坩堝１１内で高温溶融
されたシリコンの融液１２に、最上部の巻き上げ機構４
から吊り下げたワイヤ１５下端に取り付けたシードを浸
漬し、坩堝１１と巻き上げ機構双方の回転でシードを回
転させながら低速で引き上げてシリコンの単結晶１８を
成長させ、その外周を冷却器６１で包囲して表面温度の
上昇を抑制し、冷却引き上げ時間を短縮して高品質の単
結晶インゴットを得ようとするものである。
【０００９】ここで、図示装置では、単結晶製造開始後
に生じることのある単結晶１６引き上げ中心と冷却器６
１軸心のズレに対し、作業を中断することなく装置外か
ら簡便に芯合わせを行うために、プルチャンバ２基部の
冷却ブロック６部分に芯出し調整機構７を設けている。
図１乃至３に示すように、プルチャンバ２は冷却ブロッ
ク６の上下位置で横断状に分割されており、分割位置か
ら下部に位置する装置（図示例では、プルチャンバ２の
基部）の上端に、該上端面外形より大径な円環状の下支
持プレート７１ａを固定すると共に、分割位置から上部
に位置する装置（図示例では、同じくプルチャンバ２の
基部）の下端に下支持プレート７１ａと同径の上支持プ
レート７１ｂを固定し、後述する芯出しプレート７２を
水平移動可能に位置させるに適した間隔を以て両者を平
行位置に離隔させ、これを調整台座を兼ねる支持柱７６
によって固定支持している。分割部分に位置した冷却ブ
ロック６は、上下支持プレート７１ａ，７１ｂより略小
径な芯出しプレート７２に載置固定されており、この芯
出しプレート７２を下支持プレート７１ａの上面に水平
移動可能に着座させている。芯出しプレート７２は、既
に記したように、下支持プレート７１ａよりやや小径に
形成されており、固定ネジ７４によってその周縁部で下
支持プレート７１ａに螺着固定されているが、下支持プ
レート７１ａに固定ネジ７４のネジ孔が螺設されている
のに対して、芯出しプレート７２の照応位置にはバカ孔
７３が穿設されており、該バカ孔７３より大径な固定ネ
ジ７４のネジ頭で押圧固定されるよう構成されている。
また、下支持プレート７１ａと上支持プレート７１ｂを
支持固定する支持柱７６が載置された芯出しプレート７
２の外周と間隔を以て対向する台座を兼ねており、該支
持柱７６のネジ孔を介して調整ネジ７５の先端が芯出し
プレート７２の外周に押接している。さらに、上下部分
に分割され上下支持プレート７１ａ，７１ｂによって離
隔されたプルチャンバ２の上下部分の間は、上支持プレ
ート７１ｂと冷却ブロック６の間に張られたベローズ７
７ｂと、芯出しプレート７２と下支持プレート７１ａと
の間に張られたベローズ７７ａによって気密に連接させ
ている。
に生じることのある単結晶１６引き上げ中心と冷却器６
１軸心のズレに対し、作業を中断することなく装置外か
ら簡便に芯合わせを行うために、プルチャンバ２基部の
冷却ブロック６部分に芯出し調整機構７を設けている。
図１乃至３に示すように、プルチャンバ２は冷却ブロッ
ク６の上下位置で横断状に分割されており、分割位置か
ら下部に位置する装置（図示例では、プルチャンバ２の
基部）の上端に、該上端面外形より大径な円環状の下支
持プレート７１ａを固定すると共に、分割位置から上部
に位置する装置（図示例では、同じくプルチャンバ２の
基部）の下端に下支持プレート７１ａと同径の上支持プ
レート７１ｂを固定し、後述する芯出しプレート７２を
水平移動可能に位置させるに適した間隔を以て両者を平
行位置に離隔させ、これを調整台座を兼ねる支持柱７６
によって固定支持している。分割部分に位置した冷却ブ
ロック６は、上下支持プレート７１ａ，７１ｂより略小
径な芯出しプレート７２に載置固定されており、この芯
出しプレート７２を下支持プレート７１ａの上面に水平
移動可能に着座させている。芯出しプレート７２は、既
に記したように、下支持プレート７１ａよりやや小径に
形成されており、固定ネジ７４によってその周縁部で下
支持プレート７１ａに螺着固定されているが、下支持プ
レート７１ａに固定ネジ７４のネジ孔が螺設されている
のに対して、芯出しプレート７２の照応位置にはバカ孔
７３が穿設されており、該バカ孔７３より大径な固定ネ
ジ７４のネジ頭で押圧固定されるよう構成されている。
また、下支持プレート７１ａと上支持プレート７１ｂを
支持固定する支持柱７６が載置された芯出しプレート７
２の外周と間隔を以て対向する台座を兼ねており、該支
持柱７６のネジ孔を介して調整ネジ７５の先端が芯出し
プレート７２の外周に押接している。さらに、上下部分
に分割され上下支持プレート７１ａ，７１ｂによって離
隔されたプルチャンバ２の上下部分の間は、上支持プレ
ート７１ｂと冷却ブロック６の間に張られたベローズ７
７ｂと、芯出しプレート７２と下支持プレート７１ａと
の間に張られたベローズ７７ａによって気密に連接させ
ている。
【００１０】図示装置は以上の構成を有してなるもので
あり、単結晶の引き上げ操作中に単結晶１６の引き上げ
中心と冷却器６１軸心がズレて芯合わせの必要が生じた
場合には、芯出し調整機構７を用いて芯出しプレート７
２に載置固定した冷却ブロック６の位置調整を行い、両
者の芯合わせを行う。具体的には、図面上省略した覗き
窓を介して外部から視認しながら、芯出しプレート７２
を固定する固定ネジ７４を緩め、芯出しプレート７２を
下支持プレート７１ａ上で水平移動可能な状態とする。
続いて、芯出しプレート７２の外周に当接している所要
の調整ネジ７５を操作し、芯出しプレート７２を所望方
向に移動させて冷却器６１の軸心を単結晶１６の引き上
げ中心に一致させ、しかる後に固定ネジ７４を締め直し
て芯出しプレート７２を当該調整位置に固定する。この
ように、単結晶製造の作業中であっても、その作業を中
断することなく、芯出しプレート７２に載置された冷却
ブロック６だけの相対位置調整で外部から簡便に芯合わ
せをすることができ、引き上げた単結晶１６の外周とこ
れを包囲位置する二重円筒形冷却器６１の内周の間隔を
均しくし均一な冷却効果を確保することができる。
あり、単結晶の引き上げ操作中に単結晶１６の引き上げ
中心と冷却器６１軸心がズレて芯合わせの必要が生じた
場合には、芯出し調整機構７を用いて芯出しプレート７
２に載置固定した冷却ブロック６の位置調整を行い、両
者の芯合わせを行う。具体的には、図面上省略した覗き
窓を介して外部から視認しながら、芯出しプレート７２
を固定する固定ネジ７４を緩め、芯出しプレート７２を
下支持プレート７１ａ上で水平移動可能な状態とする。
続いて、芯出しプレート７２の外周に当接している所要
の調整ネジ７５を操作し、芯出しプレート７２を所望方
向に移動させて冷却器６１の軸心を単結晶１６の引き上
げ中心に一致させ、しかる後に固定ネジ７４を締め直し
て芯出しプレート７２を当該調整位置に固定する。この
ように、単結晶製造の作業中であっても、その作業を中
断することなく、芯出しプレート７２に載置された冷却
ブロック６だけの相対位置調整で外部から簡便に芯合わ
せをすることができ、引き上げた単結晶１６の外周とこ
れを包囲位置する二重円筒形冷却器６１の内周の間隔を
均しくし均一な冷却効果を確保することができる。
【００１１】また、図４の（ａ）乃至（ｃ）は、図示装
置に用いた冷却器６１の構造を模式的に示した説明図で
ある。これら冷却器はいずれも環状通水空間を有する二
重円筒形の冷却器であるが、図５に挙げた従来例の問題
点に鑑みて、冷媒を直ちに通水空間下部に至らせ、冷却
器６１下部での冷却効果が低減しにくく、冷却対象であ
る単結晶に対する均一な冷却効果が確保されるよう構成
してなるものである。即ち、図４（ａ）は、冷却器６１
の環状通水空間に、２枚の仕切板６４で上部から下部に
至る垂直方向の限定された通水路を設け、該仕切板６４
の一方下部を開放すると共に、該通水路を反転部として
仕切板６４を通水空間の下部から上部へ略螺旋状に配設
している。この構成により、図中の矢印の通り、冷媒が
直ちに冷却器６１の下部に到達し、しかる後に通水空間
の下部から上部へ周回しながら送られるので、冷却器下
部の冷却効果が高まる。
置に用いた冷却器６１の構造を模式的に示した説明図で
ある。これら冷却器はいずれも環状通水空間を有する二
重円筒形の冷却器であるが、図５に挙げた従来例の問題
点に鑑みて、冷媒を直ちに通水空間下部に至らせ、冷却
器６１下部での冷却効果が低減しにくく、冷却対象であ
る単結晶に対する均一な冷却効果が確保されるよう構成
してなるものである。即ち、図４（ａ）は、冷却器６１
の環状通水空間に、２枚の仕切板６４で上部から下部に
至る垂直方向の限定された通水路を設け、該仕切板６４
の一方下部を開放すると共に、該通水路を反転部として
仕切板６４を通水空間の下部から上部へ略螺旋状に配設
している。この構成により、図中の矢印の通り、冷媒が
直ちに冷却器６１の下部に到達し、しかる後に通水空間
の下部から上部へ周回しながら送られるので、冷却器下
部の冷却効果が高まる。
【００１２】図４（ｂ）は、冷却器６１の環状通水空間
に、垂直方向に配設された仕切板であって、下部を閉鎖
した仕切板６４と下部を開放した仕切板６４によって形
成される通水路を複数形成したものである。この構成に
よれば、給水から排水に至る通水経路が複数に分割さ
れ、各通水経路に於ける冷媒の下部への到達時間が短縮
される上に、通水空間内での単位量の冷媒の滞留時間も
短縮され、冷却器下部は勿論、全体の冷却効果が大きく
向上する。
に、垂直方向に配設された仕切板であって、下部を閉鎖
した仕切板６４と下部を開放した仕切板６４によって形
成される通水路を複数形成したものである。この構成に
よれば、給水から排水に至る通水経路が複数に分割さ
れ、各通水経路に於ける冷媒の下部への到達時間が短縮
される上に、通水空間内での単位量の冷媒の滞留時間も
短縮され、冷却器下部は勿論、全体の冷却効果が大きく
向上する。
【００１３】図４（ｃ）は、環状通水路の仕切板６４を
外壁６１ａ及び６１ｂと平行に配設してその下部を開放
し、内壁６１ｂ側の通水路から冷媒を供給するよう構成
している。この構成により、上部から供給されて通水空
間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶と効果的
に対向させているから、冷却効果全般を高めることがで
き、下部領域に於ける冷却効果の低減も抑制できる。
外壁６１ａ及び６１ｂと平行に配設してその下部を開放
し、内壁６１ｂ側の通水路から冷媒を供給するよう構成
している。この構成により、上部から供給されて通水空
間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶と効果的
に対向させているから、冷却効果全般を高めることがで
き、下部領域に於ける冷却効果の低減も抑制できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。 （１）請求項１記載の発明によれば、冷却ブロックを挟
んだ装置の下部構造部分と上部構造部分の双方を固定し
た状態で、冷却ブロックだけを芯出し調整機構によって
位置調整可能に支持しているから、芯出し調整機構によ
って冷却ブロックの相対位置を調整するだけで、作業を
中断することもなく装置外部から簡便に単結晶の引き上
げ中心と冷却器の軸心を芯合わせして均一な冷却効果を
確保することができる。 （２）請求項２記載の発明によれば、仕切板によって限
定された垂直方向の通水路を通して冷媒を直ちに通水空
間の下部に到達させ、冷却器下部の冷却効果を確保する
ことができる。 （３）請求項３記載の発明によれば、垂直方向で給・排
水する通水路を複数に分割して形成しているから、各通
水路毎に冷媒を下部へ直ちに到達させると共に、単位量
の冷媒の滞留時間を短縮し、通水空間下部を含む冷却器
の冷却効果を高めることができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、上部から供給され
て通水空間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶
と効果的に対向させ、通水空間下部を含む冷却器の冷却
効果を高めることができる。
で、以下に掲げる効果を奏する。 （１）請求項１記載の発明によれば、冷却ブロックを挟
んだ装置の下部構造部分と上部構造部分の双方を固定し
た状態で、冷却ブロックだけを芯出し調整機構によって
位置調整可能に支持しているから、芯出し調整機構によ
って冷却ブロックの相対位置を調整するだけで、作業を
中断することもなく装置外部から簡便に単結晶の引き上
げ中心と冷却器の軸心を芯合わせして均一な冷却効果を
確保することができる。 （２）請求項２記載の発明によれば、仕切板によって限
定された垂直方向の通水路を通して冷媒を直ちに通水空
間の下部に到達させ、冷却器下部の冷却効果を確保する
ことができる。 （３）請求項３記載の発明によれば、垂直方向で給・排
水する通水路を複数に分割して形成しているから、各通
水路毎に冷媒を下部へ直ちに到達させると共に、単位量
の冷媒の滞留時間を短縮し、通水空間下部を含む冷却器
の冷却効果を高めることができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、上部から供給され
て通水空間下部へ向かう冷媒を、冷却対象である単結晶
と効果的に対向させ、通水空間下部を含む冷却器の冷却
効果を高めることができる。
【図１】 実施形態に係る装置の概略構成を示す断面
図。
図。
【図２】 冷却ブロック部分に設けた芯出し調整機構を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】 同平面図。
【図４】 実施形態に係る冷却器の構成を模式的に示す
説明図。
説明図。
【図５】 従来の冷却器の構成を模式的に示す説明図。
【図６】 従来の装置の概略構成を示す断面図。
１ メインチャンバ ２ プルチャンバ ３ 軸受機構 ４ 巻き上げ機構 ６ 冷却ブロック ７ 芯出し調整機構 １１ 坩堝 １２ シリコン融液 １３ ヒーター １４ 遮熱板 １５ ワイヤ １６ 単結晶 ６１ 冷却器 ６１ａ 外壁 ６１ｂ 内壁 ６２ 給水管 ６３ 配水管 ６４ 仕切板 ７１ａ 下支持プレート ７１ｂ 上支持プレート ７２ 芯出しプレート ７３ バカ孔 ７４ 固定ネジ ７５ 調整ネジ ７６ 支持柱 ７７ａ，７７ｂ ベローズ
フロントページの続き (72)発明者 木村 哲也 兵庫県朝来郡生野町口銀谷字猪野々985番 地１三菱マテリアル株式会社生野製作所内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EG12 EG20 PG01 5F053 AA12 BB04 DD01 FF04 GG01 HH04
Claims (4)
- 【請求項１】 メインチャンバ、プルチャンバ、軸受機
構、巻き上げ機構を下部から順次積み上げて構成すると
共に、プルチャンバ基部に冷却器を懸架支持した冷却ブ
ロックを有してなり、メインチャンバの坩堝内で溶融さ
れたシリコンの融液に巻き上げ機構から吊り下げられた
ワイヤ下端のシードを浸漬し、これを回転させながら低
速で引き上げてシリコンの単結晶を析出させ、該単結晶
表面を冷却器で冷却して単結晶インゴットを得る単結晶
製造装置において、前記冷却ブロックの上下位置で装置
を横断状に分割し、分割位置から下部に位置する装置の
上端部に下支持プレートを取り付け固定すると共に、分
割位置から上部に位置する装置の下端部に上支持プレー
トを取り付け固定し、これら上下の支持プレートを支持
柱で平行位置に離隔支持すると共に、前記冷却ブロック
を芯出しプレートに載置固定し、該芯出しプレートを前
記下支持プレートの上面に水平移動可能に着座させた芯
出し調整機構を設けた、ことを特徴とする単結晶製造装
置。 - 【請求項２】 前記冷却器が、内部に環状の通水空間を
有する二重円筒形の冷却器であって、該環状通水空間に
２枚の仕切板で垂直方向の限定された通水路を設け、該
仕切板の一方下部を開放すると共に、該通水路を反転部
として通水空間の下部から上部へ仕切板を略螺旋状に配
設した、ことを特徴とする請求項１記載の単結晶製造装
置。 - 【請求項３】 前記冷却器が、内部に環状の通水空間を
有する二重円筒形の冷却器であって、該環状通水空間に
下部を閉鎖した垂直方向の仕切板６４と下部を開放した
垂直方向の仕切板６４によって形成される通水路を複数
形成した、ことを特徴とする請求項１記載の単結晶製造
装置。 - 【請求項４】 前記冷却器が、内部に環状の通水空間を
有する二重円筒形の冷却器であって、該環状通水空間を
形成する外壁と内壁の間に下部を開放した仕切板を平行
位置で配設した、ことを特徴とする請求項１記載の単結
晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092922A JP2001278697A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092922A JP2001278697A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001278697A true JP2001278697A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18608180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092922A Withdrawn JP2001278697A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001278697A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101292223B1 (ko) | 2011-12-08 | 2013-08-02 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 성장용 수냉관 및 이를 포함한 실리콘 단결정 성장 장치 |
| WO2017111228A1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 및 성장 방법 |
| KR101942318B1 (ko) * | 2017-08-18 | 2019-01-25 | 에스케이실트론 주식회사 | 실리콘 단결정 잉곳 냉각용 수냉관 및 그를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 성장장치 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000092922A patent/JP2001278697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101292223B1 (ko) | 2011-12-08 | 2013-08-02 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 성장용 수냉관 및 이를 포함한 실리콘 단결정 성장 장치 |
| WO2017111228A1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 및 성장 방법 |
| KR101942318B1 (ko) * | 2017-08-18 | 2019-01-25 | 에스케이실트론 주식회사 | 실리콘 단결정 잉곳 냉각용 수냉관 및 그를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 성장장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20061222 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |