JP2002160997A - シリコン単結晶引上用ルツボの製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶引上用ルツボの製造方法Info
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- JP2002160997A JP2002160997A JP2000357963A JP2000357963A JP2002160997A JP 2002160997 A JP2002160997 A JP 2002160997A JP 2000357963 A JP2000357963 A JP 2000357963A JP 2000357963 A JP2000357963 A JP 2000357963A JP 2002160997 A JP2002160997 A JP 2002160997A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性に優れ，コストが安価で，結晶格子に
歪みが生じない正常なシリコン単結晶を容易に作製可能
なシリコン単結晶引上用ルツボの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 シリコン材料を収納する石英ルツボ１５
と，該石英ルツボ１５を外側から包み込むよう構成され
た炭素ルツボ１０とよりなるシリコン単結晶引上用ルツ
ボを製造する方法であって，所望の形状を有する炭素ル
ツボ１０を作製し，該炭素ルツボ１０の内面１９に沿っ
て石英層を形成し石英ルツボ１５となし，また，上記石
英層の形成は，上記シリコン単結晶引上用ルツボ１にお
いて，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボ
１０の内面１９に沿って行なう。
歪みが生じない正常なシリコン単結晶を容易に作製可能
なシリコン単結晶引上用ルツボの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 シリコン材料を収納する石英ルツボ１５
と，該石英ルツボ１５を外側から包み込むよう構成され
た炭素ルツボ１０とよりなるシリコン単結晶引上用ルツ
ボを製造する方法であって，所望の形状を有する炭素ル
ツボ１０を作製し，該炭素ルツボ１０の内面１９に沿っ
て石英層を形成し石英ルツボ１５となし，また，上記石
英層の形成は，上記シリコン単結晶引上用ルツボ１にお
いて，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボ
１０の内面１９に沿って行なう。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，例えばチョクラルスキー法によ
ってシリコン単結晶を製造する際に用いられるシリコン
結晶引き上げ用ルツボに関する。
ってシリコン単結晶を製造する際に用いられるシリコン
結晶引き上げ用ルツボに関する。
【０００２】
【従来技術】従来，シリコン単結晶の作製にはチョクラ
ルスキー法（以下，ＣＺ法）が広く用いられている。後
述する図３に，ＣＺ法で使用するシリコン単結晶製造装
置２が示されている。シリコン単結晶製造装置２は，シ
リコン融液８５が収納され，シリコン単結晶引上を行な
うルツボ１と該ルツボ１を載置する受け皿２１及び該受
け皿ごとルツボ１を回転させる回転装置２１０と，上記
ルツボ１の周囲に配置されたシリコン材料溶融用ヒータ
２５とよりなる。また，上記ヒータ２５はルツボ１に対
し同心円状に配置される。
ルスキー法（以下，ＣＺ法）が広く用いられている。後
述する図３に，ＣＺ法で使用するシリコン単結晶製造装
置２が示されている。シリコン単結晶製造装置２は，シ
リコン融液８５が収納され，シリコン単結晶引上を行な
うルツボ１と該ルツボ１を載置する受け皿２１及び該受
け皿ごとルツボ１を回転させる回転装置２１０と，上記
ルツボ１の周囲に配置されたシリコン材料溶融用ヒータ
２５とよりなる。また，上記ヒータ２５はルツボ１に対
し同心円状に配置される。
【０００３】図３にかかるシリコン単結晶製造装置２に
おいて，シリコン単結晶引上用ルツボ１は石英ルツボ１
５と該石英ルツボ１５を外側から包み込むように構成さ
れた炭素ルツボ１０よりなる。なお，ルツボ１における
内室が石英で構成されるのは，シリコン材料が内室によ
り汚染されることを防止するためである。
おいて，シリコン単結晶引上用ルツボ１は石英ルツボ１
５と該石英ルツボ１５を外側から包み込むように構成さ
れた炭素ルツボ１０よりなる。なお，ルツボ１における
内室が石英で構成されるのは，シリコン材料が内室によ
り汚染されることを防止するためである。
【０００４】
【解決しようとする課題】上述したシリコン単結晶８の
製造の際，シリコン単結晶製造装置２において可能な限
り同じ部品を繰り返し使うことがコストの点で重要であ
る。このため，製造装置２を使用した際に損傷の少ない
炭素ルツボ１０，ヒーター２５等の部品は繰り返し使用
されている。
製造の際，シリコン単結晶製造装置２において可能な限
り同じ部品を繰り返し使うことがコストの点で重要であ
る。このため，製造装置２を使用した際に損傷の少ない
炭素ルツボ１０，ヒーター２５等の部品は繰り返し使用
されている。
【０００５】また，石英ルツボ１５はヒーター２５が発
する輻射熱により軟化するが，より耐熱性の高い炭素ル
ツボ１０が石英ルツボ１５の外側を覆っているため，炭
素ルツボ１０により石英ルツボ１５の形状が保持され
る。石英ルツボ１５の熱膨張係数が炭素ルツボ１０の熱
膨張係数よりも小さいため，装置冷却時に高温でいった
ん炭素ルツボ１０に密着した石英ルツボ１５は，冷却す
るにしたがって焼きばめ状態となり，強い力で炭素ルツ
ボ１０を押し広げようとする。
する輻射熱により軟化するが，より耐熱性の高い炭素ル
ツボ１０が石英ルツボ１５の外側を覆っているため，炭
素ルツボ１０により石英ルツボ１５の形状が保持され
る。石英ルツボ１５の熱膨張係数が炭素ルツボ１０の熱
膨張係数よりも小さいため，装置冷却時に高温でいった
ん炭素ルツボ１０に密着した石英ルツボ１５は，冷却す
るにしたがって焼きばめ状態となり，強い力で炭素ルツ
ボ１０を押し広げようとする。
【０００６】これを防ぐため，図５に示すごとく，従来
のルツボ９では，あらかじめ炭素ルツボ９０を２つ以上
の黒鉛分割片９１，９２から構成しておき，黒鉛分割片
９１，９２の当接箇所９０５を拘束せず，炭素ルツボ９
０を押し広げようとする力を外部へ逃がすように工夫が
施されている。しかしながら，上記黒鉛分割片９１，９
２を用いる方法では，十分に力を外部へ逃がすことがで
きず，しばしば炭素ルツボ９０においてひびや割れが生
じていた。そのため，炭素ルツボ９０の寿命は短く，繰
り返しの使用に耐えなかった。
のルツボ９では，あらかじめ炭素ルツボ９０を２つ以上
の黒鉛分割片９１，９２から構成しておき，黒鉛分割片
９１，９２の当接箇所９０５を拘束せず，炭素ルツボ９
０を押し広げようとする力を外部へ逃がすように工夫が
施されている。しかしながら，上記黒鉛分割片９１，９
２を用いる方法では，十分に力を外部へ逃がすことがで
きず，しばしば炭素ルツボ９０においてひびや割れが生
じていた。そのため，炭素ルツボ９０の寿命は短く，繰
り返しの使用に耐えなかった。
【０００７】また，炭素ルツボ９０が石英ルツボ９５の
成分と反応して，石英外殻９０と石英ルツボ９５が対面
する部分において凹み９８が発生することがある。とこ
ろで，シリコン単結晶引上法において，図５（ａ）に示
すごとく，石英ルツボ９５は使い捨てであり，シリコン
単結晶引上後に石英ルツボ９５は炭素ルツボ９０から除
去される。その後，新品の石英ルツボ９５が炭素ルツボ
９０内に配置される。このため，炭素ルツボ９０に形成
された凹み９８と石英ルツボ９５との間は空洞９９とな
って残る。
成分と反応して，石英外殻９０と石英ルツボ９５が対面
する部分において凹み９８が発生することがある。とこ
ろで，シリコン単結晶引上法において，図５（ａ）に示
すごとく，石英ルツボ９５は使い捨てであり，シリコン
単結晶引上後に石英ルツボ９５は炭素ルツボ９０から除
去される。その後，新品の石英ルツボ９５が炭素ルツボ
９０内に配置される。このため，炭素ルツボ９０に形成
された凹み９８と石英ルツボ９５との間は空洞９９とな
って残る。
【０００８】この状態でシリコン単結晶の引上げを行な
った場合，熱で石英ルツボ１５が軟化して図７（ｂ）に
示すごとく，凹み９８の形状に合わせて落ち込んでしま
う。この落ち込みに伴って，石英ルツボ１５中のシリコ
ン融液の液面が下がるため，引き上げ中のシリコン単結
晶の結晶格子に歪みが生じてしまう。
った場合，熱で石英ルツボ１５が軟化して図７（ｂ）に
示すごとく，凹み９８の形状に合わせて落ち込んでしま
う。この落ち込みに伴って，石英ルツボ１５中のシリコ
ン融液の液面が下がるため，引き上げ中のシリコン単結
晶の結晶格子に歪みが生じてしまう。
【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，耐久性に優れ，コストが安価で，結晶格
子に歪みが生じない正常なシリコン単結晶を容易に作製
可能なシリコン単結晶引上用ルツボの製造方法を提供し
ようとするものである。
されたもので，耐久性に優れ，コストが安価で，結晶格
子に歪みが生じない正常なシリコン単結晶を容易に作製
可能なシリコン単結晶引上用ルツボの製造方法を提供し
ようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，シリコン
材料を収納する石英ルツボと，該石英ルツボを外側から
包み込むよう構成された炭素ルツボとよりなるシリコン
単結晶引上用ルツボを製造する方法であって，所望の形
状を有する炭素ルツボを作製し，該炭素ルツボの内面に
沿って石英層を形成し石英ルツボとなし，また，上記石
英層の形成は，上記シリコン単結晶引上用ルツボにおい
て，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボの
内面に沿って行なうことを特徴とするシリコン単結晶引
上用ルツボの製造方法にある。
材料を収納する石英ルツボと，該石英ルツボを外側から
包み込むよう構成された炭素ルツボとよりなるシリコン
単結晶引上用ルツボを製造する方法であって，所望の形
状を有する炭素ルツボを作製し，該炭素ルツボの内面に
沿って石英層を形成し石英ルツボとなし，また，上記石
英層の形成は，上記シリコン単結晶引上用ルツボにおい
て，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボの
内面に沿って行なうことを特徴とするシリコン単結晶引
上用ルツボの製造方法にある。
【００１１】本発明において最も注目すべきことは，炭
素ルツボの内面に沿って石英層を形成することで石英ル
ツボを炭素ルツボの内面に設け，石英ルツボの形成はシ
リコン単結晶を引上げる毎に行なうことである。
素ルツボの内面に沿って石英層を形成することで石英ル
ツボを炭素ルツボの内面に設け，石英ルツボの形成はシ
リコン単結晶を引上げる毎に行なうことである。
【００１２】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明において，石英層は炭素ルツボの内面に沿って形
成され，この石英層から石英ルツボが構成される。石英
ルツボの形状は炭素ルツボによって規制されるため，本
発明によれば，常に一定形状の石英ルツボをもったルツ
ボを得ることができる。
本発明において，石英層は炭素ルツボの内面に沿って形
成され，この石英層から石英ルツボが構成される。石英
ルツボの形状は炭素ルツボによって規制されるため，本
発明によれば，常に一定形状の石英ルツボをもったルツ
ボを得ることができる。
【００１３】また，石英層の形成はシリコン単結晶引上
げ毎に行なうため，シリコン単結晶引上げは常に新品で
形状一定の石英ルツボで行なうことができる。そのた
め，石英ルツボ中のシリコン融液の液面低下などの問題
が生じ難く，結晶格子に歪み等のないシリコン単結晶を
得ることができる。更に，石英層の溶射等による形成は
コスト安であるため，ルツボの価格を安価にすることが
できる。また，石英層と炭素ルツボとの結合が十分とな
って，炭素ルツボに割れやひびが生じないため，耐久性
に優れたルツボを得ることができる。
げ毎に行なうため，シリコン単結晶引上げは常に新品で
形状一定の石英ルツボで行なうことができる。そのた
め，石英ルツボ中のシリコン融液の液面低下などの問題
が生じ難く，結晶格子に歪み等のないシリコン単結晶を
得ることができる。更に，石英層の溶射等による形成は
コスト安であるため，ルツボの価格を安価にすることが
できる。また，石英層と炭素ルツボとの結合が十分とな
って，炭素ルツボに割れやひびが生じないため，耐久性
に優れたルツボを得ることができる。
【００１４】以上，本発明によれば，耐久性に優れ，コ
ストが安価で，結晶格子に歪みが生じない正常なシリコ
ン単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶引上用ルツ
ボの製造方法を提供することができる。
ストが安価で，結晶格子に歪みが生じない正常なシリコ
ン単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶引上用ルツ
ボの製造方法を提供することができる。
【００１５】次に，請求項２記載の発明のように，上記
石英層の形成は溶射法により行なうことが好ましい。溶
射法とは，酸素−燃料ガスの高温火炎で酸化物その他を
溶融し吹きつけて，被膜を作るもので，一般に高融点，
高硬さ，化学的に安定，高強度，耐食，熱膨張係数小，
熱伝導率小な被膜を作製することができる方法である。
これにより，石英層が炭素ルツボの空隙に入り込むこと
により，両者の密着性を高めることができる。
石英層の形成は溶射法により行なうことが好ましい。溶
射法とは，酸素−燃料ガスの高温火炎で酸化物その他を
溶融し吹きつけて，被膜を作るもので，一般に高融点，
高硬さ，化学的に安定，高強度，耐食，熱膨張係数小，
熱伝導率小な被膜を作製することができる方法である。
これにより，石英層が炭素ルツボの空隙に入り込むこと
により，両者の密着性を高めることができる。
【００１６】なお，上記溶射法は，主として粉末式と棒
式とに分類され，本発明ではいずれの方法を利用するこ
ともできる。粉末式は圧縮空気で粉末（この粉末が本発
明では石英層を構成する原料となる）を吸引するベンチ
ュリーが粉末容器に付属し，粉末はそこからガンに供給
され，ノズルは強制冷却され，粉末は炎の二次燃焼域で
加熱され，一次燃焼には接触しない。棒式は，原料棒
（この原料棒が本発明では石英層を構成する原料とな
る）をガンに挿入し，棒の先端を溶融して，これを圧縮
空気で噴射する方法である。
式とに分類され，本発明ではいずれの方法を利用するこ
ともできる。粉末式は圧縮空気で粉末（この粉末が本発
明では石英層を構成する原料となる）を吸引するベンチ
ュリーが粉末容器に付属し，粉末はそこからガンに供給
され，ノズルは強制冷却され，粉末は炎の二次燃焼域で
加熱され，一次燃焼には接触しない。棒式は，原料棒
（この原料棒が本発明では石英層を構成する原料とな
る）をガンに挿入し，棒の先端を溶融して，これを圧縮
空気で噴射する方法である。
【００１７】次に，請求項３記載の発明のように，上記
溶射法はプラズマジェット式であることが好ましい。プ
ラズマジェット式とは，アークを発生させ，アーク中に
希ガス類を供給してプラズマ流中に原料を導入し，被膜
を形成する方法である。これにより，高融点である石英
材料の石英層を容易に形成することができる。また，石
英層形成時の炭素ルツボの温度を１５０℃以内とするこ
とができるため，形成に伴う炭素ルツボの熱劣化を防止
できる。また，緻密で表面が平滑な石英層を形成できる
ため，溶融シリコンに対する耐侵食性の向上効果を得る
ことができる。なお，アーク発生法としては，自由アー
ク，ガス被覆溶接アーク（実施形態例参照），移行式，
非移行式等がある。
溶射法はプラズマジェット式であることが好ましい。プ
ラズマジェット式とは，アークを発生させ，アーク中に
希ガス類を供給してプラズマ流中に原料を導入し，被膜
を形成する方法である。これにより，高融点である石英
材料の石英層を容易に形成することができる。また，石
英層形成時の炭素ルツボの温度を１５０℃以内とするこ
とができるため，形成に伴う炭素ルツボの熱劣化を防止
できる。また，緻密で表面が平滑な石英層を形成できる
ため，溶融シリコンに対する耐侵食性の向上効果を得る
ことができる。なお，アーク発生法としては，自由アー
ク，ガス被覆溶接アーク（実施形態例参照），移行式，
非移行式等がある。
【００１８】次に，請求項４記載の発明のように，上記
石英層の形成は蒸着法により行なうことが好ましい。蒸
着法とは，真空中で原料を加熱し，加熱した原料蒸気に
より被膜形成を行なう方法である。これにより，正確な
寸法で石英層が形成できると共に，石英層形成の生産性
を高めることができる。
石英層の形成は蒸着法により行なうことが好ましい。蒸
着法とは，真空中で原料を加熱し，加熱した原料蒸気に
より被膜形成を行なう方法である。これにより，正確な
寸法で石英層が形成できると共に，石英層形成の生産性
を高めることができる。
【００１９】蒸着法を行なうにあたり，電子イオンビー
ムを熱源として利用する電子ビーム蒸着法を利用するこ
とができる。また，スパッタリングを利用することがで
きる。スパッタリングとは，被処理材つまり炭素ルツボ
の周囲を放電による不活性ガスのプラズマで包んだ状態
にして真空蒸着を行うもので，蒸発源からの蒸発金属が
放電雰囲気中でイオン化し，印加電圧によって被処理材
表面に衝撃的に蒸着する方法である。その他，原料を導
入した容器を加熱して蒸気を発生させることで，蒸着を
行なうこともできる。
ムを熱源として利用する電子ビーム蒸着法を利用するこ
とができる。また，スパッタリングを利用することがで
きる。スパッタリングとは，被処理材つまり炭素ルツボ
の周囲を放電による不活性ガスのプラズマで包んだ状態
にして真空蒸着を行うもので，蒸発源からの蒸発金属が
放電雰囲気中でイオン化し，印加電圧によって被処理材
表面に衝撃的に蒸着する方法である。その他，原料を導
入した容器を加熱して蒸気を発生させることで，蒸着を
行なうこともできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかるシリコン単結晶引上用ルツ
ボの製造方法につき，図１〜図６を用いて説明する。図
１に示すごとく，本例にかかるシリコン単結晶ルツボ１
（以下、ルツボ１と省略する）は，シリコン材料を収納
する石英ルツボ１５と，該石英ルツボ１５を外側から包
み込むよう構成された炭素ルツボ１０とよりなる。上記
ルツボ１を製造するにあたっては，所望の形状を有する
炭素ルツボ１０を作製し，図２に示すごとく，該炭素ル
ツボ１０の内面１９に沿って石英層を形成し石英ルツボ
１５となす。この時の石英層の形成は，ルツボ１におい
て，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボ１
０の内面１９に沿って行なう。
ボの製造方法につき，図１〜図６を用いて説明する。図
１に示すごとく，本例にかかるシリコン単結晶ルツボ１
（以下、ルツボ１と省略する）は，シリコン材料を収納
する石英ルツボ１５と，該石英ルツボ１５を外側から包
み込むよう構成された炭素ルツボ１０とよりなる。上記
ルツボ１を製造するにあたっては，所望の形状を有する
炭素ルツボ１０を作製し，図２に示すごとく，該炭素ル
ツボ１０の内面１９に沿って石英層を形成し石英ルツボ
１５となす。この時の石英層の形成は，ルツボ１におい
て，シリコン単結晶の引上げを行なう毎に炭素ルツボ１
０の内面１９に沿って行なう。
【００２１】以下，詳細に説明する。図１に示すごと
く，上記ルツボ１は，回転体形状の石英ルツボ１５と，
該石英ルツボ１５の外側に配置された炭素ルツボ１０と
よりなる。上記石英ルツボ１５は，開口部１５０，側面
１５１，曲面部１５２，底部１５３よりなり，開口部１
５０から側面１５１は径が一定の円筒形状で，曲面部１
５２から底部１５３に向かっては徐々に径が小さくな
り，底部１５３の最先端は丸みを帯びた突状で構成され
ている。また，上記石英ルツボ１５の形状は回転体であ
る。回転体１５の回転軸Ｏが石英ルツボ１５の中心軸
で，後述するシリコン単結晶引上げの際は回転軸Ｏを中
心としてルツボ１は回転する。
く，上記ルツボ１は，回転体形状の石英ルツボ１５と，
該石英ルツボ１５の外側に配置された炭素ルツボ１０と
よりなる。上記石英ルツボ１５は，開口部１５０，側面
１５１，曲面部１５２，底部１５３よりなり，開口部１
５０から側面１５１は径が一定の円筒形状で，曲面部１
５２から底部１５３に向かっては徐々に径が小さくな
り，底部１５３の最先端は丸みを帯びた突状で構成され
ている。また，上記石英ルツボ１５の形状は回転体であ
る。回転体１５の回転軸Ｏが石英ルツボ１５の中心軸
で，後述するシリコン単結晶引上げの際は回転軸Ｏを中
心としてルツボ１は回転する。
【００２２】本例の石英ルツボ１５の形成方法について
説明する。まず，図１に示す形状の炭素ルツボ１０を等
方性黒鉛ブロックから機械加工によって作製する。次い
で，図２に示すごとき，プラズマ溶射ガン３を準備す
る。このプラズマ溶射ガン３は，絶縁本体３１と該絶縁
本体３１内部に設けられた内部に陰極３２が配置された
陽極ノズル３３を有し，上記陽極ノズル３３の先端側は
ホルダ３４で覆われている。また，ホルダ３４にはプラ
ズマジェットが吹き出す開口部３４０が設けてあるが，
この開口部３４０近傍に対し溶射材料（本例では石英材
料を用いる）を供給する材料供給ノズル３５が設けてあ
る。
説明する。まず，図１に示す形状の炭素ルツボ１０を等
方性黒鉛ブロックから機械加工によって作製する。次い
で，図２に示すごとき，プラズマ溶射ガン３を準備す
る。このプラズマ溶射ガン３は，絶縁本体３１と該絶縁
本体３１内部に設けられた内部に陰極３２が配置された
陽極ノズル３３を有し，上記陽極ノズル３３の先端側は
ホルダ３４で覆われている。また，ホルダ３４にはプラ
ズマジェットが吹き出す開口部３４０が設けてあるが，
この開口部３４０近傍に対し溶射材料（本例では石英材
料を用いる）を供給する材料供給ノズル３５が設けてあ
る。
【００２３】また，陽極ノズル３３にプラズマガス３７
を供給する供給口３７０，冷却水３８を供給する冷却水
供給口３８１，絶縁本体３１を巡回した冷却水３８を導
出する出口３８２が設けてある。また，陽極ノズル３３
の先端ではアーク３６１が発生し，ここから開口部３４
０を貫通するプラズマ炎３６２が発生する。プラズマ炎
３６２で溶融された溶射材料はジェット噴流３６３とな
って，プラズマ溶射ガン３から噴出される。
を供給する供給口３７０，冷却水３８を供給する冷却水
供給口３８１，絶縁本体３１を巡回した冷却水３８を導
出する出口３８２が設けてある。また，陽極ノズル３３
の先端ではアーク３６１が発生し，ここから開口部３４
０を貫通するプラズマ炎３６２が発生する。プラズマ炎
３６２で溶融された溶射材料はジェット噴流３６３とな
って，プラズマ溶射ガン３から噴出される。
【００２４】このプラズマ溶射ガン３を用いて，図２に
示すごとく，炭素ルツボ１０の内面１９にプラズマジェ
ット式を適用して，石英層を形成する。この石英層が石
英ルツボ１５となる。
示すごとく，炭素ルツボ１０の内面１９にプラズマジェ
ット式を適用して，石英層を形成する。この石英層が石
英ルツボ１５となる。
【００２５】次に，このルツボ１を用いたシリコン単結
晶引上装置２について説明する。図３に示すごとく，ル
ツボ１を載置する架台２１０と，ルツボ１の周囲に配置
されるヒータ２５とよりなり，上記ヒータ２５は回転体
形状である石英ルツボ１５の回転軸Ｏに対し対称となる
よう配置されている。対称に配置することで，ルツボ１
内の温度を高く，かつ均一にすることで，ルツボ１内の
シリコンの溶融を完全かつ十分なものすることができ
る。また，ヒータ２５の発熱中心とルツボ１内のシリコ
ン融液表面との関係は略一定となるようにヒータ２５は
配置する。具体的には，ヒータ２５の発熱中心が常にシ
リコン融液８５の表面より僅かに下方となるようにヒー
タ２５を配置する。また，上記ヒータ２５はカーボンヒ
ーターよりなる。
晶引上装置２について説明する。図３に示すごとく，ル
ツボ１を載置する架台２１０と，ルツボ１の周囲に配置
されるヒータ２５とよりなり，上記ヒータ２５は回転体
形状である石英ルツボ１５の回転軸Ｏに対し対称となる
よう配置されている。対称に配置することで，ルツボ１
内の温度を高く，かつ均一にすることで，ルツボ１内の
シリコンの溶融を完全かつ十分なものすることができ
る。また，ヒータ２５の発熱中心とルツボ１内のシリコ
ン融液表面との関係は略一定となるようにヒータ２５は
配置する。具体的には，ヒータ２５の発熱中心が常にシ
リコン融液８５の表面より僅かに下方となるようにヒー
タ２５を配置する。また，上記ヒータ２５はカーボンヒ
ーターよりなる。
【００２６】上記シリコン単結晶製造装置２を用いてシ
リコン単結晶を製造する際は，シリコンの融点である１
４１０℃までルツボ１内を加熱し，シリコン材料を溶
融，石英ルツボ１５をシリコン融液８５で満たす。そし
て，石英ルツボ１５の回転軸上においてシリコンの種結
晶８０をゆっくりと引上げる。シリコン融液８５が殆ど
なくなるまでこの温度を持続して，上記要領でシリコン
単結晶８の引上げを行う。その後，ヒーター２５の加熱
を停止し，装置を冷却し，一連の引上げ工程を終了す
る。
リコン単結晶を製造する際は，シリコンの融点である１
４１０℃までルツボ１内を加熱し，シリコン材料を溶
融，石英ルツボ１５をシリコン融液８５で満たす。そし
て，石英ルツボ１５の回転軸上においてシリコンの種結
晶８０をゆっくりと引上げる。シリコン融液８５が殆ど
なくなるまでこの温度を持続して，上記要領でシリコン
単結晶８の引上げを行う。その後，ヒーター２５の加熱
を停止し，装置を冷却し，一連の引上げ工程を終了す
る。
【００２７】この引上げ工程終了後のルツボ１を図４に
示す。一度のシリコン単結晶の引上げにより石英ルツボ
１５の内面１５８は溶融シリコンとの反応の跡を残して
いる。しかし，石英ルツボ１５と炭素ルツボ１０との密
着力が大きいことから，炭素ルツボ１０は割れも損傷も
生じていない。この状態にあるルツボ１に対し，上記図
２にかかる要領で再び石英ルツボ１５を形成し，ルツボ
１となる。その後は再びシリコン単結晶引上装置２に設
置して，シリコン単結晶の引上げを行なう。およそ３０
回程度の使用後には炭素ルツボ１０も肉厚が不足するほ
どに劣化するため，その後は石英層の形成を行なうこと
なく炭素ルツボ１０を廃棄する。
示す。一度のシリコン単結晶の引上げにより石英ルツボ
１５の内面１５８は溶融シリコンとの反応の跡を残して
いる。しかし，石英ルツボ１５と炭素ルツボ１０との密
着力が大きいことから，炭素ルツボ１０は割れも損傷も
生じていない。この状態にあるルツボ１に対し，上記図
２にかかる要領で再び石英ルツボ１５を形成し，ルツボ
１となる。その後は再びシリコン単結晶引上装置２に設
置して，シリコン単結晶の引上げを行なう。およそ３０
回程度の使用後には炭素ルツボ１０も肉厚が不足するほ
どに劣化するため，その後は石英層の形成を行なうこと
なく炭素ルツボ１０を廃棄する。
【００２８】本例の作用効果について説明する。本例の
ルツボ１は石英層が炭素ルツボ１０の内面１９に沿って
形成され，この石英層から石英ルツボ１５が構成され
る。石英ルツボ１５の形状は炭素ルツボ１０によって規
制されるため，本例のプラズマジェット式を適用するこ
とで，常に一定形状の石英ルツボ１５をもったルツボ１
を得ることができる。
ルツボ１は石英層が炭素ルツボ１０の内面１９に沿って
形成され，この石英層から石英ルツボ１５が構成され
る。石英ルツボ１５の形状は炭素ルツボ１０によって規
制されるため，本例のプラズマジェット式を適用するこ
とで，常に一定形状の石英ルツボ１５をもったルツボ１
を得ることができる。
【００２９】また，石英層の形成はシリコン単結晶引上
げ毎に行なうため，シリコン単結晶引上げは常に新品で
形状一定の石英ルツボで行なうことができる。そのた
め，石英ルツボ１５中のシリコン融液の液面低下などの
問題が生じ難く，結晶格子に歪み等のないシリコン単結
晶を得ることができる。更に，プラズマジェット被覆法
による石英層の形成はコスト安であるため，ルツボ１の
価格を安価にすることができる。また，石英層を炭素ル
ツボ１０との強固な密着が生成されているため，炭素ル
ツボ１０に割れやひびが生じないため，耐久性に優れた
ルツボ１を得ることができる。
げ毎に行なうため，シリコン単結晶引上げは常に新品で
形状一定の石英ルツボで行なうことができる。そのた
め，石英ルツボ１５中のシリコン融液の液面低下などの
問題が生じ難く，結晶格子に歪み等のないシリコン単結
晶を得ることができる。更に，プラズマジェット被覆法
による石英層の形成はコスト安であるため，ルツボ１の
価格を安価にすることができる。また，石英層を炭素ル
ツボ１０との強固な密着が生成されているため，炭素ル
ツボ１０に割れやひびが生じないため，耐久性に優れた
ルツボ１を得ることができる。
【００３０】以上，本例によれば，耐久性に優れ，コス
トが安価で，結晶格子に歪みが生じない正常なシリコン
単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶引上用ルツボ
の製造方法を提供することができる。
トが安価で，結晶格子に歪みが生じない正常なシリコン
単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶引上用ルツボ
の製造方法を提供することができる。
【００３１】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，耐久性
に優れ，コストが安価で，結晶格子に歪みが生じない正
常なシリコン単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶
引上用ルツボの製造方法を提供することができる。
に優れ，コストが安価で，結晶格子に歪みが生じない正
常なシリコン単結晶を容易に作製可能なシリコン単結晶
引上用ルツボの製造方法を提供することができる。
【図１】実施形態例における，シリコン単結晶引上用ル
ツボの断面説明図。
ツボの断面説明図。
【図２】実施形態例における，プラズマジェット式によ
る石英ルツボ形成の説明図。
る石英ルツボ形成の説明図。
【図３】実施形態例における，シリコン単結晶引上装置
の説明図。
の説明図。
【図４】実施形態例における，シリコン単結晶の引上げ
を終えた後のシリコン単結晶引上用ルツボの断面説明
図。
を終えた後のシリコン単結晶引上用ルツボの断面説明
図。
【図５】従来にかかる，シリコン単結晶引上用ルツボの
問題を示す説明図。
問題を示す説明図。
１．．．ルツボ， １０．．．炭素ルツボ， １５．．．石英ルツボ，
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G014 AH08 AH23 4G077 AA02 BA04 CF10 EG02 HA12 PD05 5F053 AA13 BB04 BB13 BB14 BB60 DD01 FF04 GG01 RR03 RR13
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン材料を収納する石英ルツボと，
該石英ルツボを外側から包み込むよう構成された炭素ル
ツボとよりなるシリコン単結晶引上用ルツボを製造する
方法であって，所望の形状を有する炭素ルツボを作製
し，該炭素ルツボの内面に沿って石英層を形成し石英ル
ツボとなし，また，上記石英層の形成は，上記シリコン
単結晶引上用ルツボにおいて，シリコン単結晶の引上げ
を行なう毎に炭素ルツボの内面に沿って行なうことを特
徴とするシリコン単結晶引上用ルツボの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において，上記石英層の形成は
溶射法により行なうことを特徴とするシリコン単結晶引
上用ルツボの製造方法。 - 【請求項３】 請求項２において，上記溶射法はプラズ
マジェット式であることを特徴とするシリコン単結晶引
上用ルツボの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１において，上記石英層の形成は
蒸着法により行なうことを特徴とするシリコン単結晶引
上用ルツボの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357963A JP2002160997A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シリコン単結晶引上用ルツボの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357963A JP2002160997A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シリコン単結晶引上用ルツボの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002160997A true JP2002160997A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18829952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000357963A Pending JP2002160997A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | シリコン単結晶引上用ルツボの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002160997A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006526751A (ja) * | 2003-04-17 | 2006-11-24 | アポロン、ソーラー | 結晶質塊生成装置用るつぼおよびその生成方法 |
| WO2011030658A1 (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 複合ルツボ及びその製造方法並びにシリコン結晶の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000357963A patent/JP2002160997A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006526751A (ja) * | 2003-04-17 | 2006-11-24 | アポロン、ソーラー | 結晶質塊生成装置用るつぼおよびその生成方法 |
| WO2011030658A1 (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 複合ルツボ及びその製造方法並びにシリコン結晶の製造方法 |
| CN102471926A (zh) * | 2009-09-09 | 2012-05-23 | 日本超精石英株式会社 | 复合坩埚及其制造方法以及硅晶体的制造方法 |
| US9133063B2 (en) | 2009-09-09 | 2015-09-15 | Sumco Corporation | Composite crucible, method of manufacturing the same, and method of manufacturing silicon crystal |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071016 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090730 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090818 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091215 |