JP2007314394A - Device and method for feeding raw material by czochralski method - Google Patents

Device and method for feeding raw material by czochralski method Download PDF

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Hironori Murakami
浩紀 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for feeding a raw material, which has a raw material feeding tube having a simple structure and can avoid adverse effects or the like on the growth of a silicon single crystal by suppressing damages in a crucible or splashing of raw material melt by reducing the raw material feeding speed; and to provide a method for feeding the raw material by using the same. <P>SOLUTION: The device for feeding the raw material performs additional charge or recharge of a granular and lumpy solid raw material to the raw material melt 5 in a crucible 1 and has a portable raw material feeding hopper 6, a raw material feeding tube 7, and a mechanism of charging the raw material to be charged after once stopping the raw material at the tip end of the raw material feeding tube 7. The mechanism is constituted in such a way that the raw material to be charged is once stopped at the contact part where the surface of a stopping matter (a columnar silicon 8 is preferable) constituted ascendably/descendably is brought into contact with the tip opening part of the raw material feeding tube 7 and thereafter, the raw material is charged into the crucible 1 from the tip opening part of the raw material feeding tube 7 by gradually raising the stopping matter. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、チョクラルスキー法(以下、「CZ法」という)による単結晶育成において、原料融液の形成に用いられる原料供給装置およびその装置で採用される原料供給方法に関する。さらに詳しくは、シリコン単結晶の育成に際し、ルツボ内の原料融液に固形原料を投入する追加チャージまたはリチャージに使用される原料供給装置、およびその装置を用いた原料供給方法に関するものである。   The present invention relates to a raw material supply apparatus used for forming a raw material melt and a raw material supply method employed in the apparatus in single crystal growth by the Czochralski method (hereinafter referred to as “CZ method”). More specifically, the present invention relates to a raw material supply apparatus used for additional charge or recharge for charging a solid raw material into a raw material melt in a crucible when growing a silicon single crystal, and a raw material supply method using the apparatus.

通常、CZ法によるシリコン単結晶の育成において、ルツボ内に初期チャージとして投入された固形の多結晶シリコンは、ルツボを囲繞するヒータによって加熱されて溶融する。そして、ルツボ内に原料融液が形成されると、ルツボを一定方向に回転させながら、ルツボ上に保持された種結晶を下降させ、ルツボ内の原料融液に浸漬する。その後、前記の種結晶を所定の方向に回転させながら種結晶を上昇させることにより、種結晶の下方に円柱状のシリコン単結晶を引き上げて育成する。   Usually, in the growth of a silicon single crystal by the CZ method, solid polycrystalline silicon charged as an initial charge in a crucible is heated and melted by a heater surrounding the crucible. When the raw material melt is formed in the crucible, the seed crystal held on the crucible is lowered while rotating the crucible in a certain direction, and immersed in the raw material melt in the crucible. Thereafter, by raising the seed crystal while rotating the seed crystal in a predetermined direction, the cylindrical silicon single crystal is pulled up and grown below the seed crystal.

初期チャージとしてルツボ内に投入される固形原料は、ロッド状、塊状、または粒状等の各種形状の多結晶シリコンが用いられ、それぞれが単独、または複合して供給され、シリコン単結晶を育成する融液の原料となる。   The solid raw material charged into the crucible as the initial charge is polycrystalline silicon of various shapes such as rod, lump, or granule, and each is supplied alone or in combination, and is used to grow a silicon single crystal. It becomes the raw material of the liquid.

このようなCZ法によるシリコン単結晶の育成では、使用する多結晶シリコン原料は多種多様な形をしているため、ルツボ内にチャージ可能な固形原料量には制限があり、ルツボへの最初のチャージでは目標とする量(最終チャージ量)をチャージすることができない。   In the growth of a silicon single crystal by such a CZ method, since the polycrystalline silicon raw material to be used has a wide variety of shapes, the amount of solid raw material that can be charged in the crucible is limited, and the first to the crucible is limited. In charging, the target amount (final charge amount) cannot be charged.

上記起因による生産性の低下を回避するには、原料融液の不足分を補充して所望の融液量を確保することが必要になり、ルツボへの初期チャージ後に、固形原料を追加供給する技術として「追加チャージ」が行われている。   In order to avoid a decrease in productivity due to the above-mentioned causes, it is necessary to supplement the shortage of the raw material melt to ensure a desired amount of the melt, and after the initial charge to the crucible, additional solid raw material is supplied. “Additional charge” is performed as a technology.

すなわち、「追加チャージ」では、ルツボ内に初期チャージされた固体原料を溶融した後、形成された原料融液に固形原料をさらに追加投入することによって、ルツボ内の原料融液量を増加させる技術である。この「追加チャージ」を適用することによって、使用するルツボの容積を有効に活用することができ、シリコン単結晶育成における生産性を向上させることができる。   In other words, “additional charge” is a technology that increases the amount of the raw material melt in the crucible by melting the solid raw material initially charged in the crucible and then adding additional solid raw material to the formed raw material melt. It is. By applying this “additional charge”, the volume of the crucible to be used can be used effectively, and the productivity in silicon single crystal growth can be improved.

さらに、CZ法によるシリコン単結晶の育成では、「リチャージ」と呼ばれる固形原料を供給する技術も行われている。具体的には、最初の単結晶を育成して引上げた後、原料融液の引上げによる減少分に見合う量の固形原料をルツボ内の残留融液に追加投入する技術である。   Furthermore, in the growth of a silicon single crystal by the CZ method, a technique of supplying a solid material called “recharge” is also performed. More specifically, after the first single crystal is grown and pulled, a solid raw material in an amount commensurate with the decrease due to the pulling of the raw material melt is added to the residual melt in the crucible.

言い換えると、「リチャージ」することにより、ルツボ内に所定量の原料融液を再形成して、単結晶の引き上げを繰り返し、ルツボ1個当たりの結晶引き上げ本数を多くする技術である。   In other words, by “recharging”, a predetermined amount of the raw material melt is re-formed in the crucible, and the pulling of the single crystal is repeated to increase the number of crystals pulled per crucible.

したがって、「リチャージ」を採用することによって、ルツボの効率使用でコストの低減を図るとともに、前述した「追加チャージ」と同様に、生産性を向上させ、シリコン単結晶の育成コストを低減できる。   Therefore, by adopting “recharge”, the cost can be reduced by using the crucible efficiently, and productivity can be improved and the growth cost of the silicon single crystal can be reduced as in the “additional charge” described above.

しかしながら、「追加チャージ」や「リチャージ」による原料供給は、引上げ炉内に挿入された原料供給装置を用いて、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加投入する方法によっている。このため、固形原料の追加投入にともなって、ルツボに損傷を与えたり、原料融液の液跳ねにより原料融液の飛沫がチャンバ内の部品に付着し、部品の寿命を短くするとか、単結晶の育成に悪影響を及ぼすといった問題が生じていた。   However, the raw material supply by “additional charge” or “recharge” is based on a method of additionally charging agglomerated solid raw material into the raw material melt in the crucible using a raw material supply device inserted in the pulling furnace. For this reason, as additional raw materials are added, the crucible is damaged, or splashes of the raw material melt adhere to the components in the chamber due to the splash of the raw material melt. There was a problem that had a negative effect on the development of the children.

このため、従来から、「追加チャージ」や「リチャージ」に関して、種々の提案がなされている。例えば、特許文献1では、追加チャージを行うために、シリコン原料を貯留する移動式のホッパーを設けた供給装置で、容器(CZ炉)側開口部に対して取り付けおよび取り外しが自在の供給装置側開口部が設けられ、供給装置側開口部の内外に(炉内方向、炉外方向に)移動自在に設けられた原料供給管を移動させて供給管の先端とルツボの融液表面との位置関係を調整し、石英ルツボ内部に原料を供給する方法が提案されている。さらに、原料の供給速度を減速させるため、供給管の形状を屈曲させる方法が記載されている。   For this reason, various proposals have conventionally been made regarding “additional charge” and “recharge”. For example, in Patent Document 1, in order to perform additional charging, a supply device provided with a movable hopper for storing silicon raw material can be attached to and detached from the container (CZ furnace) side opening. Position of the tip of the supply pipe and the melt surface of the crucible by moving the raw material supply pipe provided with an opening and movably provided inside and outside the supply device side opening (inside and outside the furnace) A method of adjusting the relationship and supplying raw materials into the quartz crucible has been proposed. Furthermore, a method is described in which the shape of the supply pipe is bent in order to reduce the supply speed of the raw material.

特開2003−2779号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-2777

上述したように、「追加チャージ」や「リチャージ」による原料供給においては、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加投入するので、それに伴うルツボの損傷や原料融液の液跳ねに起因する単結晶育成への悪影響などの問題がある。   As described above, in the raw material supply by “additional charge” or “recharge”, agglomerated solid raw material is additionally added to the raw material melt in the crucible, so that the crucible is damaged or the raw material melt is splashed. There are problems such as adverse effects on single crystal growth.

その防止方法として、前掲の特許文献1では、供給管の形状を屈曲させて原料の供給速度を減速させる方法が提案されており、供給管内で閉塞等を生じることなく、確実に原料の落下速度を調節できるとしている。しかし、供給管の構造が複雑にならざるを得ず、炉内での設置スペースを広くとる必要があるため、シリコン単結晶の引上げ自体に支障が生じやすい。   As a method for preventing this, the above-mentioned Patent Document 1 proposes a method in which the shape of the supply pipe is bent to reduce the supply speed of the raw material, and the falling speed of the raw material is ensured without causing clogging or the like in the supply pipe. Can be adjusted. However, the structure of the supply pipe has to be complicated, and it is necessary to increase the installation space in the furnace, so that the pulling of the silicon single crystal itself tends to be hindered.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、粒塊状の固形原料を用いて、シリコン単結晶引上げ装置(CZ法によるシリコン単結晶の育成(製造)装置で、以下、単に「引上げ炉」ともいう)に配置されたルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする場合に、原料供給管の構造が簡素で、しかも原料供給速度を減速させることができる、CZ法による原料供給装置およびその装置を用いた原料供給方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such a situation, and is a silicon single crystal pulling apparatus (a silicon single crystal growing (manufacturing) apparatus by CZ method) using agglomerated solid raw material. The material supply by the CZ method, which can simplify the structure of the material supply pipe and reduce the material supply speed when additional charging or recharging is performed on the material melt in the crucible placed in the “pulling furnace”) An object is to provide an apparatus and a raw material supply method using the apparatus.

本発明者は、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、粒塊状の固形原料を供給するために引上げ炉に設置された原料供給管から排出される原料を供給管の先端で一旦停止させ、その後原料を落下させることとすれば、原料供給速度を確実に減速させるとともに、原料供給管の構造を簡素にし得ることを知見した。   As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor temporarily stops the raw material discharged from the raw material supply pipe installed in the pulling furnace to supply the agglomerated solid raw material at the tip of the supply pipe Then, it was found that if the raw material is dropped thereafter, the raw material supply speed can be surely reduced and the structure of the raw material supply pipe can be simplified.

例えば、原料供給管の先端開口部に原料の排出を阻止するための「停止物」を存在させ、そこで原料の排出を一旦停止させた後、その停止物を取り除けば、原料はその位置から自然落下することになるので、原料供給速度は確実に低下する。しかも、この操作は、質量が比較的大きい停止物を原料供給管の先端開口部に昇降可能な状態で吊り下げておくことにより容易に行うことができる。   For example, if there is a “stop” to prevent the discharge of the raw material at the tip opening of the raw material supply pipe, and after stopping the discharge of the raw material there, if the stop is removed, the raw material will naturally move from that position. Since it falls, the raw material supply speed falls reliably. In addition, this operation can be easily performed by suspending a stationary object having a relatively large mass in a state where it can be raised and lowered at the tip opening of the raw material supply pipe.

本発明はこのような考え方ならびに知見に基づきなされた発明で、その要旨は、下記(1)のCZ法に用いられる原料供給装置、およびその装置を用いた下記(2)の原料供給方法にある。   The present invention is an invention made based on such a concept and knowledge, and the gist thereof is a raw material supply apparatus used in the CZ method of (1) below and a raw material supply method of (2) below using the apparatus. .

(1)チョクラルスキー法による単結晶の育成に用いられ、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする原料供給装置であって、前記ルツボ内に投入する固形原料を貯留する可搬式の原料供給ホッパーと、前記原料供給ホッパー内の固形原料をルツボ内に投入する原料供給管と、前記投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構とを具備する原料供給装置。   (1) A raw material supply device that is used for growing a single crystal by the Czochralski method and additionally charges or recharges a solid material in the form of agglomerates to a raw material melt in a crucible, and a solid raw material to be charged into the crucible A portable raw material supply hopper for storage, a raw material supply pipe for charging solid raw material in the raw material supply hopper into the crucible, and a mechanism for charging the charged raw material once stopped at the tip of the raw material supply pipe A raw material supply apparatus comprising:

前記(1)の原料供給装置において、投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構が、原料供給管の先端近傍に配置され且つ昇降可能に構成された停止物の表面と原料供給管の先端開口部との接触部で投入された原料が一旦停止され、その後前記停止物を徐々に上昇させることにより前記原料供給管の先端開口部と前記停止物の表面との接触が解除されて原料がルツボ内に投入されるように構成されたものであれば、極めて簡素な構成で原料供給速度を減速させることができる。   In the raw material supply apparatus of (1), after stopping the raw material to be input at the front end of the raw material supply pipe, a mechanism for introducing the stop is arranged in the vicinity of the front end of the raw material supply pipe and configured to be movable up and down. The raw material charged at the contact portion between the surface and the front end opening of the raw material supply pipe is temporarily stopped, and then the stop object is gradually raised so that the front end opening of the raw material supply pipe and the surface of the stop object are If the material is configured such that the contact is released and the material is charged into the crucible, the material supply speed can be reduced with a very simple structure.

この原料供給装置において、前記停止物が円柱状シリコンであり、前記停止物の表面が円柱状シリコンの円柱面であれば、ルツボ内の原料融液に対する汚染を避けることができ、望ましい。   In this raw material supply apparatus, it is preferable that the stopping object is cylindrical silicon and the surface of the stopping object is a cylindrical surface of cylindrical silicon, so that contamination of the raw material melt in the crucible can be avoided.

なお、前記の「接触が解除され」とは、先端開口部と停止物表面との接触により開口が塞がれていた状態から、先端開口部と停止物表面とが離れて開口が開放された状態になることを意味する。   In addition, the “contact is released” means that the opening is opened by separating the tip opening and the surface of the stationary object from the state where the opening is blocked by the contact between the tip opening and the surface of the stationary object. It means becoming a state.

(2)チョクラルスキー法により単結晶を育成するに際し、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする原料供給方法であって、可搬式の原料供給ホッパーから原料供給管に排出した固形原料を、原料供給管の先端開口部と停止物の表面との接触部で一旦停止させ、原料供給管に堆積させ、次いで前記停止物を徐々に上昇させることにより前記原料供給管の先端開口部と前記停止物の表面との接触を解除して固形原料をルツボ内に投入する原料供給方法。   (2) A raw material supply method for additionally charging or recharging a solid material in the form of agglomerates to a raw material melt in a crucible when a single crystal is grown by the Czochralski method, comprising a raw material supply pipe from a portable raw material supply hopper The solid raw material discharged to the raw material supply pipe is temporarily stopped at the contact portion between the front end opening of the raw material supply pipe and the surface of the stopped object, is deposited on the raw material supply pipe, and then the stopped object is gradually raised to form the raw material supply pipe The raw material supply method which cancels | releases the contact of the front-end | tip opening part and the surface of the said stop thing, and throws a solid raw material in a crucible.

この原料供給方法において、前記停止物が円柱状シリコンであり、前記停止物の表面が円柱状シリコンの円柱面であれば、ルツボ内の原料融液に対する汚染を避けることができ、望ましい。   In this raw material supply method, it is desirable that the stopping object is cylindrical silicon and the surface of the stopping object is a cylindrical surface of cylindrical silicon, so that contamination of the raw material melt in the crucible can be avoided.

本発明で規定する「粒塊状の固形原料」とは、単に粒塊状(粒状または塊状)の多結晶シリコンに限定されず、ロッド状、その他各形状の多結晶シリコンも含まれる。なお、原料としては、原料費が安く、しかも急加熱によるクラック発生のおそれがない粒塊状の固形原料を用いるのが望ましい。この場合に、容易に入手可能な粒径が10mm〜25mmの粒塊状の多結晶シリコン原料を使用するのが、さらに望ましい。   The “granular solid raw material” defined in the present invention is not limited to simply agglomerated (granular or agglomerated) polycrystalline silicon, but also includes rod-shaped and other forms of polycrystalline silicon. As the raw material, it is desirable to use an agglomerated solid raw material that has low raw material costs and does not cause cracks due to rapid heating. In this case, it is more desirable to use an agglomerated polycrystalline silicon raw material having a particle size of 10 mm to 25 mm which can be easily obtained.

本発明のCZ法による原料供給装置および原料供給方法によれば、ルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージするに際し、極めて簡素な構造の原料供給管を備えた原料供給装置を用い、原料の供給速度を減速させて投入することができる。   According to the raw material supply apparatus and the raw material supply method according to the CZ method of the present invention, when additional charging or recharging is performed on the raw material melt in the crucible, the raw material supply apparatus including the raw material supply pipe having a very simple structure is used. Supply speed can be slowed down.

これにより、原料の投入に伴い発生するルツボの損傷や、原料融液の飛沫のチャンバ内部品への付着による部品寿命の短縮、単結晶の育成への悪影響等が回避され、シリコン単結晶育成における生産性の向上に寄与することができる。   As a result, damage to the crucible that occurs as the raw material is charged, shortening of component life due to adhesion of raw material melt droplets to chamber components, adverse effects on single crystal growth, etc. are avoided. It can contribute to the improvement of productivity.

以下に、本発明の原料供給装置および原料供給方法を具体的に説明する。   Hereinafter, the raw material supply apparatus and the raw material supply method of the present invention will be described in detail.

前記(1)に記載の本発明の原料供給装置は、チョクラルスキー法による単結晶の育成に用いられ、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする原料供給装置であって、前記ルツボ内に投入する固形原料を貯留する可搬式の原料供給ホッパーと、前記原料供給ホッパー内の固形原料をルツボ内に投入する原料供給管と、前記投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構とを具備する装置である。   The raw material supply apparatus according to the present invention described in the above (1) is a raw material supply apparatus that is used for growing a single crystal by the Czochralski method, and additionally charges or recharges agglomerated solid raw material to a raw material melt in a crucible. A portable raw material supply hopper for storing a solid raw material to be charged into the crucible; a raw material supply pipe for charging the solid raw material in the raw material supply hopper into the crucible; and A device that includes a mechanism that temporarily stops at the tip and then throws it in.

すなわち、本発明の原料供給装置の最大の特徴は、投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構を具備する点にある。これは、投入される原料の供給速度(つまり、原料がルツボ内の原料融液に投入される際の速度)を減速させるためで、このような目的が達成できる機構であれば、特定の機構に限定されない。   That is, the greatest feature of the raw material supply apparatus of the present invention is that a mechanism is provided in which the raw material to be input is temporarily stopped at the tip of the raw material supply pipe and then input. This is to reduce the supply speed of the raw material to be charged (that is, the speed at which the raw material is charged into the raw material melt in the crucible). It is not limited to.

この原料を供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構として好適な例を、以下に図面を参照して説明する。   An example suitable as a mechanism for charging the raw material once stopped at the tip of the supply pipe will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の原料供給装置を配置したCZ法による単結晶引上げ炉の全体構成を模式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the entire configuration of a single crystal pulling furnace according to the CZ method in which the raw material supply apparatus of the present invention is arranged.

図1に示すように、引上げ炉は、ルツボ1が配置される炉本体部分(メインチャンバ)と、その上方の単結晶の育成引上げを行う部分(プルチャンバ)から構成され、炉本体部分の中心部には、ルツボ1が配置されている。このルツボ1は、内側の石英ルツボ1aと外側の黒鉛ルツボ1bを組み合わせた二重構造であり、支持軸2上にルツボ受け(図示せず)を介して支持される。支持軸2は、ルツボ1を軸方向に昇降させるように、または周方向に回転させるように駆動する。   As shown in FIG. 1, the pulling furnace is composed of a furnace body portion (main chamber) in which the crucible 1 is disposed and a portion (pull chamber) for growing and pulling a single crystal above the furnace body portion. The crucible 1 is arranged in the case. The crucible 1 has a double structure in which an inner quartz crucible 1a and an outer graphite crucible 1b are combined, and is supported on a support shaft 2 via a crucible receiver (not shown). The support shaft 2 drives the crucible 1 to move up and down in the axial direction or to rotate in the circumferential direction.

ヒータ3は、ルツボ1を囲繞するように配置されている。ヒータ3のさらに外側には、断熱材4が、炉本体部分の内面に沿って配置されている。ルツボ1内に初期チャージとして投入された固形原料は、ヒータ3の加熱によって溶融され原料融液5を形成する。初期チャージした固形原料の溶融後には、ルツボ1内の原料融液5の不足分を補充し所望の融液量を確保するために、追加チャージが行われる。   The heater 3 is arranged so as to surround the crucible 1. On the further outer side of the heater 3, a heat insulating material 4 is disposed along the inner surface of the furnace body portion. The solid raw material charged as an initial charge into the crucible 1 is melted by the heating of the heater 3 to form a raw material melt 5. After the initially charged solid raw material is melted, additional charging is performed in order to supplement the shortage of the raw material melt 5 in the crucible 1 and secure a desired amount of melt.

本発明の原料供給装置は、このために使用される装置で、前記の構成、すなわち、原料供給ホッパー6と、原料供給管7と、投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構とを有している。   The raw material supply apparatus of the present invention is an apparatus used for this purpose, and after the raw material supply hopper 6, the raw material supply pipe 7, and the raw material to be charged are temporarily stopped at the tip of the raw material supply pipe. And a mechanism for charging.

原料供給ホッパー6は、ルツボ1内に投入する固形原料を貯留するためのもので、複数の引上げ炉における追加チャージ等に即座に対応できるように、さらに、それぞれの引上げ炉において精度よく原料を投入できるように、可搬式で構成されている。原料供給ホッパー6を可搬式とする場合には、クレーンで搬送を行ったり、専用の搬送機構を設けることができる。   The raw material supply hopper 6 is for storing the solid raw material to be charged into the crucible 1, and the raw material is accurately input to each of the pulling furnaces so that it can immediately respond to additional charging in a plurality of pulling furnaces. It is made portable so that it can. When the raw material supply hopper 6 is portable, it can be transported by a crane or a dedicated transport mechanism can be provided.

しかし、この場合には、引上げ炉の内部構造が複雑になることがあるが、例えば、前記図1に示さない磁場印加装置に用いられる昇降装置を原料供給ホッパー6を可搬機構に利用することによって、引上げ炉の内部構造を簡易なものとすることができる。なお、原料供給ホッパー6の出側には、固形原料の投入量を調整する開閉弁6aが付設されている。   However, in this case, the internal structure of the pulling furnace may be complicated. For example, the lifting device used in the magnetic field application device not shown in FIG. 1 is used as the transport mechanism for the raw material supply hopper 6. Thus, the internal structure of the pulling furnace can be simplified. On the outlet side of the raw material supply hopper 6, an on-off valve 6a for adjusting the amount of the solid raw material charged is attached.

原料供給ホッパー6の底面は、図示するように傾斜している。傾斜角は、貯留している原料の排出を円滑にするために45°以上とするのが望ましい。固形原料(多結晶シリコン)の形、大きさは様々で、粒径が数mm程度の小さい粒状の原料であれば前記傾斜角が45°未満でも原料の排出が可能であるが、入手し易い粒径が10mm〜25mmの多結晶シリコン原料を使用する場合は、傾斜角が45°以上でなければ原料がホッパー6内で詰まり、原料の排出を円滑に行えない場合が生じる。   The bottom surface of the raw material supply hopper 6 is inclined as shown in the figure. The inclination angle is desirably 45 ° or more in order to smoothly discharge the stored raw materials. The solid raw material (polycrystalline silicon) has various shapes and sizes, and the raw material can be discharged even if the inclination angle is less than 45 ° if it is a small granular material having a particle size of about several millimeters, but it is easily available. When a polycrystalline silicon raw material having a particle size of 10 mm to 25 mm is used, the raw material may be clogged in the hopper 6 unless the inclination angle is 45 ° or more, and the raw material may not be discharged smoothly.

原料供給管7は、原料供給ホッパー6内の固形原料をルツボ1内に投入するためのものである。そのため、引上げ炉の外側から内部へ斜め下向きに配置される。その先端開口部は、図1に示すような断面形状になるように加工が施されている。次に述べるように、円柱状シリコン8の円柱面と接触させて先端開口部を閉止し、投入された原料をそこで一旦停止させるためである。   The raw material supply pipe 7 is for charging the solid raw material in the raw material supply hopper 6 into the crucible 1. Therefore, it is arranged obliquely downward from the outside to the inside of the pulling furnace. The tip opening is processed to have a cross-sectional shape as shown in FIG. As will be described below, this is because the tip opening is closed by contacting with the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 and the charged raw material is temporarily stopped there.

原料供給管7は引上げ炉への取り付け部近傍で、ホッパー6の排出側に自動または手動で接続される上側部分(斜管7a)と、各引上げ炉に固定された下側部分(斜管7b)とに分割された構造とするのが望ましい。斜管7aは、原料投入時に斜管7bとの接続を容易に行えるように、可動式に構成されている。これにより、例えば追加チャージしようとする引上げ炉まで原料供給ホッパー6を搬送した後、斜管7aを前記引上げ炉に固定されている斜管7bの方向に(つまり、斜管7aの先端が斜管7bの内側に入るように)移動させて斜管7aと斜管7bを接続させ、一本の原料供給管7とすることができる。   The raw material supply pipe 7 is in the vicinity of the attachment portion to the pulling furnace, and is connected to the discharge side of the hopper 6 automatically or manually, and the lower part (slope pipe 7b) fixed to each pulling furnace. It is desirable to have a structure divided into (1) and (2). The oblique tube 7a is configured to be movable so that it can be easily connected to the oblique tube 7b when the raw material is charged. Thus, for example, after the raw material supply hopper 6 is conveyed to a pulling furnace to be additionally charged, the inclined tube 7a is moved in the direction of the inclined tube 7b fixed to the pulling furnace (that is, the tip of the inclined tube 7a is inclined tube). The slant tube 7a and the slant tube 7b are connected by moving so as to enter the inside of the b).

このような構成とするのは、原料供給ホッパー6および原料供給管7の全体を可搬式にすると、原料供給装置自体が大がかりな装置になるからで、上記のように、原料供給管7を分割し、引上げ炉に固定される部分を最小限にとどめることにより、引上げ炉側における装備も極力簡素にし、原料供給装置を全体として簡素なものとすることが可能になる。   The reason for this is that if the entire raw material supply hopper 6 and the raw material supply pipe 7 are made portable, the raw material supply apparatus itself becomes a large-scale apparatus, so that the raw material supply pipe 7 is divided as described above. However, by minimizing the portion fixed to the pulling furnace, the equipment on the pulling furnace side can be simplified as much as possible, and the raw material supply apparatus can be simplified as a whole.

原料供給管7、ホッパー6の内部は、石英製とするのが望ましい。原料供給管7は引上げ炉内の高温、減圧、不活性ガス雰囲気という特殊な条件下で使用され、さらにシリコン単結晶の品質に悪影響を与えないことが必要とされるからである。ただ、石英製原料供給管の先端は他の物質との接触等で割れやすいので、当該先端にシリコン製のリングを取り付ける等、先端の割れを防止できる構造にしておくことが望ましい。   The insides of the raw material supply pipe 7 and the hopper 6 are preferably made of quartz. This is because the raw material supply pipe 7 is used under special conditions such as high temperature, reduced pressure, and inert gas atmosphere in the pulling furnace, and it is necessary not to adversely affect the quality of the silicon single crystal. However, since the tip of the quartz raw material supply pipe is easily cracked by contact with other substances, it is desirable to have a structure that prevents cracking of the tip, such as attaching a silicon ring to the tip.

図3は原料供給管の先端に取り付けるシリコン製リングとその取り付け状態を示す図で、(a)は取り付け後の断面図、(b)はシリコン製リングの斜視図、(c)はシリコン製リングの側面図である。また、図4はこのとき用いられる原料供給管の先端部近傍の縦断面を模式的に示す図である。   3A and 3B are views showing a silicon ring attached to the tip of the raw material supply pipe and its attached state, wherein FIG. 3A is a sectional view after attachment, FIG. 3B is a perspective view of the silicon ring, and FIG. FIG. FIG. 4 is a view schematically showing a longitudinal section in the vicinity of the tip of the raw material supply pipe used at this time.

図3(a)に示すように、シリコン製リング12は原料供給管(斜管7b)の先端から10mm程度突出した状態で原料供給管に取り付けられる。これは、斜管bの先端部とは反対側(斜管Aと接続する側)から斜管B内へシリコン製リングを挿入して先端部に装着したもので、そのために、図4に示すように、斜管7bの先端部が若干細くなっている。   As shown in FIG. 3A, the silicon ring 12 is attached to the raw material supply pipe in a state of projecting about 10 mm from the tip of the raw material supply pipe (slanting tube 7b). This is a silicon ring inserted into the oblique tube B from the side opposite to the distal end portion of the oblique tube b (the side connected to the oblique tube A) and attached to the distal end portion. Thus, the tip of the inclined tube 7b is slightly narrowed.

投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構としては、図1に例示した機構が採用されている。すなわち、停止物として円柱状シリコン8を使用した場合で、昇降可能に構成された円柱状シリコン8が原料供給管7の先端近傍に配置され、その円柱状シリコン8の円柱面と原料供給管7の先端開口部との接触部で投入された原料が一旦停止され、その後前記円柱状シリコン8を徐々に上昇させることにより前記原料供給管7の先端開口部と前記円柱状シリコン8の円柱面との接触が解除されて原料がルツボ1内に投入されるように構成された機構が採用されている。   The mechanism illustrated in FIG. 1 is adopted as a mechanism for stopping the raw material to be input once stopped at the tip of the raw material supply pipe. That is, when the cylindrical silicon 8 is used as a stop, the cylindrical silicon 8 configured to be movable up and down is disposed in the vicinity of the tip of the raw material supply pipe 7, and the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 and the raw material supply pipe 7 are arranged. The raw material thrown in at the contact portion with the front end opening portion is temporarily stopped, and then the cylindrical silicon 8 is gradually raised, whereby the front end opening portion of the raw material supply pipe 7 and the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 are A mechanism is adopted in which the contact is released and the raw material is put into the crucible 1.

円柱状シリコン8は、炉本体部分の上方から垂下された引上軸9の下端に連結されている吊り下げ治具10を介して、原料融液5を形成したルツボ1の上方に位置するように、且つ、その円柱面と原料供給管7の先端開口部とを接触させ得る位置に吊り下げられる。なお、前記吊り下げに代えて、例えば昇降可能に構成された保治具に固定する方式を採用してもよい。引上軸9は、引上げ炉の最上部に設けられた駆動機構(図示せず)により昇降駆動するので、それに伴い円柱状シリコン8も昇降する。   The cylindrical silicon 8 is positioned above the crucible 1 in which the raw material melt 5 is formed via a hanging jig 10 connected to the lower end of a pulling shaft 9 suspended from above the furnace body. The cylindrical surface and the tip opening of the raw material supply pipe 7 are suspended at a position where they can be brought into contact with each other. Instead of the suspension, for example, a method of fixing to a holding jig configured to be movable up and down may be employed. The pull-up shaft 9 is driven up and down by a drive mechanism (not shown) provided at the uppermost part of the pulling furnace, so that the cylindrical silicon 8 also moves up and down.

投入された原料の停止物としてシリコンを用いるのは、シリコン以外の材料を用いることによる原料融液の汚染を避けるためである。   The reason why silicon is used as a stopper for the charged raw material is to avoid contamination of the raw material melt by using a material other than silicon.

また、停止物(シリコン)の形状を円柱状とするのは、水平断面が円形なので、水平方向における停止物の向きを考慮する必要がなく、位置を決めるだけで停止物としての機能を発揮させ得るからである。   In addition, the cylindrical shape of the stationary object (silicon) has a circular horizontal cross section, so there is no need to consider the direction of the stationary object in the horizontal direction, and the function as a stationary object can be demonstrated simply by determining the position. Because you get.

円柱状シリコン8の大きさ(径、高さ等)について特に限定はない。前記のように、円柱状シリコン8の円柱面と原料供給管7の先端開口部との接触部で投入された原料を一旦停止する機能が発揮される径、高さ等を備えるものであればよい。なお、円柱状シリコン8を吊り下げ治具10を介して吊り下げる場合は、投入された原料の圧力で接触部に隙間が生じ、前記機能が損なわれることがないように、円柱状シリコン8はある程度の質量を有していることも必要である。   There is no particular limitation on the size (diameter, height, etc.) of the cylindrical silicon 8. As long as it has a diameter, a height and the like that can function to temporarily stop the raw material charged at the contact portion between the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 and the tip opening of the raw material supply pipe 7 as described above. Good. When the cylindrical silicon 8 is suspended through the suspension jig 10, the cylindrical silicon 8 is formed so that a gap is generated in the contact portion due to the pressure of the charged raw material and the function is not impaired. It is also necessary to have a certain mass.

円柱状シリコン8の底面は、図1に示すように、逆円錐状とするのが望ましい。このような形状にすることにより、原料供給管7の先端から落下する固形原料を逆円錐面に半ば沿わせるように落下させ、ルツボの中心付近に投入することができる。   As shown in FIG. 1, the bottom surface of the cylindrical silicon 8 is preferably an inverted cone. By adopting such a shape, it is possible to drop the solid raw material falling from the tip of the raw material supply pipe 7 so as to be half along the inverted conical surface and put it in the vicinity of the center of the crucible.

前記(2)に記載の本発明の原料供給方法は、(1)に記載の本発明の装置を用いた方法である。以下に、停止物として円柱状シリコンを使用した原料供給装置を用い、初期チャージ後、追加チャージする場合を例にとって本発明の原料供給方法について説明する。   The raw material supply method of the present invention described in (2) is a method using the apparatus of the present invention described in (1). Hereinafter, the raw material supply method of the present invention will be described by taking as an example a case where an additional charge is performed after the initial charge using a raw material supply apparatus using cylindrical silicon as a stop.

図2は本発明の原料供給方法を説明するための図で、(a)は原料供給管に原料を投入する前の状態、(b)は投入された原料が接触部で一旦停止された状態、(c)は接触が解除され原料がルツボ内に投入されている状態をそれぞれ示す。   2A and 2B are diagrams for explaining the raw material supply method of the present invention, in which FIG. 2A is a state before the raw material is charged into the raw material supply pipe, and FIG. 2B is a state where the charged raw material is once stopped at the contact portion. , (C) shows the state where the contact is released and the raw material is put into the crucible.

まず、初期チャージが終了したルツボが配置されている引上げ炉内に、原料供給管7(斜管7b)を取り付け、固定するまたは設置された状態になっている。その後、原料供給管が接続された原料供給ホッパーを当該引上げ炉まで搬送し、所定の場所に設置するとともに、図示しない斜管7aの先端を斜管7bの内側に入るように移動させて斜管7aと斜管7bを接続する。そして、引上げ炉と原料供給装置内を減圧にし、不活性ガスで置換する。   First, the raw material supply pipe 7 (slant pipe 7b) is attached and fixed or installed in the pulling furnace in which the crucible for which the initial charge has been completed is disposed. Thereafter, the raw material supply hopper to which the raw material supply pipe is connected is transported to the pulling furnace, installed at a predetermined location, and the tip of the inclined tube 7a (not shown) is moved so as to enter the inside of the inclined tube 7b. 7a and the inclined tube 7b are connected. And the inside of a pulling furnace and a raw material supply apparatus is pressure-reduced, and it substitutes with an inert gas.

次に、予め用意しておいた円柱状シリコン8を引上げ炉の上方から降下させ、原料供給管7の先端近傍に配置して、円柱状シリコン8の円柱面と原料供給管7の先端開口部とを接触させる。図2(a)は、このように、円柱状シリコン8の円柱面と原料供給管7の先端開口部とを接触させた状態を示している。   Next, the cylindrical silicon 8 prepared in advance is lowered from above the pulling furnace and is arranged near the tip of the raw material supply pipe 7 so that the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 and the tip opening of the raw material supply pipe 7 are disposed. And contact. FIG. 2A shows a state where the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 and the tip opening of the raw material supply pipe 7 are in contact with each other.

続いて、原料供給ホッパーから原料供給管7内に固形原料を供給する。原料供給管7の先端開口部はこれと接触する円柱状シリコン8の円柱面により塞がれているので、図2(b)に示すように、投入された原料11はそこで一旦停止される。原料投入の最初の段階では、粒径の小さい粒状原料が接触部の隙間から原料融液5中に落下するが、短時間で原料は接触部に堆積する。   Subsequently, the solid raw material is supplied into the raw material supply pipe 7 from the raw material supply hopper. Since the front end opening of the raw material supply pipe 7 is blocked by the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 in contact therewith, as shown in FIG. 2B, the charged raw material 11 is temporarily stopped there. In the initial stage of raw material charging, a granular raw material having a small particle size falls into the raw material melt 5 through the gap between the contact portions, but the raw material is deposited on the contact portion in a short time.

次いで、図2(c)に矢印を付して示すように、円柱状シリコン8を徐々に上昇させることにより原料供給管7の先端開口部と前記円柱状シリコン8の円柱面との接触が解除されて塞がれていた先端開口が開放され、原料11がルツボ1内の原料融液5中に投入される。   Next, as shown by an arrow in FIG. 2C, the contact between the tip opening of the raw material supply pipe 7 and the cylindrical surface of the cylindrical silicon 8 is released by gradually raising the cylindrical silicon 8. Thus, the closed end opening is opened, and the raw material 11 is charged into the raw material melt 5 in the crucible 1.

この投入時の原料供給管7の先端と原料融液5の液面間の距離は、200mm以上300mm以下とするのが望ましい。投入された固形原料による原料融液の液跳ねが起こりにくく、また原料がルツボの中心付近に落下し易くするためには、この程度の距離が最適だからである。   The distance between the tip of the raw material supply pipe 7 and the liquid surface of the raw material melt 5 at the time of charging is preferably 200 mm or more and 300 mm or less. This is because such a distance is optimal in order to prevent the raw material melt from splashing by the charged solid raw material and to make it easy for the raw material to fall near the center of the crucible.

以上、ルツボ内の原料融液に追加チャージする場合を例にあげて説明したが、リチャージする場合においても、本発明の原料供給装置および原料供給方法は同様に適用できる。   As described above, the case where the raw material melt in the crucible is additionally charged has been described as an example. However, the raw material supply apparatus and the raw material supply method of the present invention can be similarly applied to the case of recharging.

本発明の原料供給装置および原料供給方法によれば、原料の供給速度を減速させて投入することができるので、原料の投入に伴い発生するルツボの損傷や、原料融液の飛沫のチャンバ内部品への付着を抑制し、シリコン単結晶の育成への悪影響を回避することができる。また、極めて簡素な構造の原料供給管を備えた原料供給装置を用いるので、シリコン単結晶の引上げ自体に支障をきたすこともない。   According to the raw material supply apparatus and the raw material supply method of the present invention, since the raw material supply speed can be reduced, the crucible damage caused by the raw material input and the components in the chamber of the raw material melt are splashed. Adhesion to the substrate can be suppressed, and adverse effects on the growth of the silicon single crystal can be avoided. In addition, since a raw material supply apparatus including a raw material supply pipe having an extremely simple structure is used, the pulling of the silicon single crystal itself is not hindered.

本発明の原料供給装置および原料供給方法の効果を確認するため、前記図1に示した構成の引上げ炉に配置した内径22インチの石英ルツボ内に、高純度の多結晶シリコン100kgを初期チャージし、溶融した後、本発明の原料供給装置を使用してルツボ内の原料融液に40kgを追加チャージした。その際、原料融液に所定量のボロンをドーパントとして添加した。ボロンの添加量は、シリコン単結晶育成時にその比抵抗がシリコン単結晶前半で10Ωcmになるように調整した。   In order to confirm the effect of the raw material supply apparatus and raw material supply method of the present invention, 100 kg of high-purity polycrystalline silicon was initially charged in a quartz crucible having an inner diameter of 22 inches arranged in the pulling furnace having the structure shown in FIG. After melting, 40 kg of the raw material melt in the crucible was additionally charged using the raw material supply apparatus of the present invention. At that time, a predetermined amount of boron was added as a dopant to the raw material melt. The amount of boron added was adjusted so that the specific resistance was 10 Ωcm in the first half of the silicon single crystal when the silicon single crystal was grown.

前記追加チャージにおいて、引上げ炉内(チャンバー内)はアルゴン雰囲気とした。   In the additional charge, the inside of the pulling furnace (inside the chamber) was an argon atmosphere.

追加チャージした後、直径200mmのp型<100>シリコン単結晶を育成した。なお、比較のために、投入された原料を一旦停止させる停止物を使用しない従来の原料供給装置を用いて前記と同様に追加チャージした後、同じく直径200mmのp型<100>シリコン単結晶を育成した。   After additional charging, a p-type <100> silicon single crystal having a diameter of 200 mm was grown. For comparison, a p-type <100> silicon single crystal having a diameter of 200 mm is also obtained after additional charging in the same manner as described above using a conventional raw material supply apparatus that does not use a stopping object that temporarily stops the charged raw material. I grew up.

前記シリコン単結晶の育成後、ルツボ内原料融液への追加チャージの際の原料投入状況を評価した。評価項目は、単結晶引上げ後の「石英ルツボ内表面の状態」で、育成する単結晶の引上げ率をできるだけ大きくして残存する融液を極力少なくし、観察した。   After the growth of the silicon single crystal, the raw material input state at the time of additional charge to the raw material melt in the crucible was evaluated. The evaluation item was “the state of the inner surface of the quartz crucible” after pulling the single crystal, and the pull rate of the single crystal to be grown was increased as much as possible to reduce the remaining melt as much as possible.

また、3バッチの単結晶の育成を行い、シリコン単結晶の良品率を評価した。「シリコン単結晶の良品率」とは、単結晶の引上げ総数に対する合格数(全て単結晶で終了)の比である。   Further, three batches of single crystals were grown, and the yield rate of silicon single crystals was evaluated. The “non-defective rate of silicon single crystal” is the ratio of the number of passes (all ends with a single crystal) to the total number of pulled single crystals.

表1に評価結果を示す。表1において、「シリコン単結晶の良品率」は、従来の原料供給装置を使用して追加チャージした場合のシリコン単結晶の良品率を1として表示した。   Table 1 shows the evaluation results. In Table 1, “non-defective product rate of silicon single crystal” is indicated by 1 as a non-defective product rate of silicon single crystal when additional charging is performed using a conventional raw material supply apparatus.

Figure 2007314394
Figure 2007314394

表1に示したように、シリコン単結晶の良品率は、投入された原料を一旦停止させる停止物(円柱状シリコン)を使用する本発明の原料供給装置を用いて追加チャージした場合の方が従来の原料供給装置を用いる場合に比べて15%高く、良好な結果が得られた。   As shown in Table 1, the non-defective rate of the silicon single crystal is higher when the additional charge is made using the raw material supply apparatus of the present invention that uses a stop (cylindrical silicon) that temporarily stops the charged raw material. Compared to the case of using a conventional raw material supply apparatus, the result was 15% higher, and good results were obtained.

石英ルツボ内表面の状態については、本発明の原料供給装置を用いた場合、ルツボ内表面の凹みキズや原料融液の液跳ねは観察されなかった。   With respect to the state of the inner surface of the quartz crucible, when the raw material supply apparatus of the present invention was used, no dent scratches on the inner surface of the crucible and no splash of the raw material melt were observed.

これに対し、従来の原料供給装置を用いた場合は、追加チャージによるものと考えられる凹みキズが多数観察された。これは、追加チャージでの固形原料の投入速度が大きいことによるものと推測される。この凹みキズからの石英片等または気泡等によりシリコン単結晶の良品率が悪化したものと考えられる。また、初期チャージによる原料融液レベルよりも上部に原料融液の液跳ねが観察された。   On the other hand, when the conventional raw material supply apparatus was used, many dent scratches considered to be due to the additional charge were observed. This is presumed to be due to the high charging speed of the solid raw material in the additional charge. It is considered that the non-defective product rate of the silicon single crystal deteriorated due to quartz pieces or bubbles from the dent scratch. Moreover, the splash of the raw material melt was observed above the level of the raw material melt due to the initial charge.

本発明のCZ法による原料供給装置および原料供給方法によれば、ルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージするに際し、極めて簡素な構造の原料供給管を備えた原料供給装置を用い、原料の供給速度を減速させて投入することができ、ルツボの損傷や、原料融液の液跳ねを抑制して、シリコン単結晶育成への悪影響等を回避できる。したがって、本発明の原料供給装置および原料供給方法は、シリコン単結晶の製造に広く利用することができる。   According to the raw material supply apparatus and the raw material supply method according to the CZ method of the present invention, when additional charging or recharging is performed on the raw material melt in the crucible, the raw material supply apparatus including the raw material supply pipe having a very simple structure is used. The supply speed can be slowed down and the crucible can be damaged and the splash of the raw material melt can be suppressed to avoid adverse effects on the growth of the silicon single crystal. Therefore, the raw material supply apparatus and raw material supply method of the present invention can be widely used for the production of silicon single crystals.

本発明の原料供給装置を配置したCZ法による単結晶引上げ炉の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the single crystal pulling furnace by CZ method which has arrange | positioned the raw material supply apparatus of this invention. 本発明の原料供給方法を説明するための図で、(a)は原料供給管に原料を投入する前の状態、(b)は投入された原料が接触部で一旦停止された状態、(c)は接触が解除され原料がルツボ内に投入されている状態を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure for demonstrating the raw material supply method of this invention, (a) is the state before supplying a raw material to a raw material supply pipe, (b) is the state where the input raw material was once stopped in the contact part, (c ) Is a view showing a state in which the contact is released and the raw material is put into the crucible. 本発明の原料供給装置の原料供給管の先端に取り付けるシリコン製リングとその取り付け状態を示す図で、(a)は取り付け後の断面図、(b)はシリコン製リングの斜視図、(c)はシリコン製リングの側面図である。It is a figure which shows the silicon ring attached to the front-end | tip of the raw material supply pipe | tube of the raw material supply apparatus of this invention, and its attachment state, (a) is sectional drawing after attachment, (b) is a perspective view of a silicon ring, (c) FIG. 3 is a side view of a silicon ring. 本発明の原料供給装置の原料供給管の先端部近傍の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the front-end | tip part vicinity of the raw material supply pipe | tube of the raw material supply apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:ルツボ
1a:石英ルツボ
1b:黒鉛ルツボ
2:支持軸
3:ヒータ
4:断熱材
5:原料融液
6:原料供給ホッパー
7:原料供給管
7a、7b:斜管
8:円柱状シリコン
9:引上軸
10:吊り下げ治具
11:原料
12:シリコン製リング
1: Crucible 1a: Quartz crucible 1b: Graphite crucible 2: Support shaft 3: Heater 4: Heat insulating material 5: Raw material melt 6: Raw material supply hopper 7: Raw material supply pipe 7a, 7b: Oblique pipe 8: Cylindrical silicon 9: Pulling shaft 10: Hanging jig 11: Raw material 12: Silicon ring

Claims (5)

チョクラルスキー法による単結晶の育成に用いられ、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする原料供給装置であって、
前記ルツボ内に投入する固形原料を貯留する可搬式の原料供給ホッパーと、
前記原料供給ホッパー内の固形原料をルツボ内に投入する原料供給管と、
前記投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構とを具備することを特徴とする原料供給装置。
A raw material supply apparatus that is used for growing a single crystal by the Czochralski method and additionally charges or recharges a solid material in the form of agglomerates to a raw material melt in a crucible,
A portable raw material supply hopper for storing solid raw materials to be charged into the crucible;
A raw material supply pipe for charging the solid raw material in the raw material supply hopper into the crucible;
A raw material supply apparatus, comprising: a mechanism for temporarily stopping the raw material to be charged at a tip of a raw material supply pipe and then charging the raw material.
前記投入する原料を原料供給管の先端で一旦停止させた後、投入する機構が、原料供給管の先端近傍に配置され且つ昇降可能に構成された停止物の表面と原料供給管の先端開口部との接触部で投入された原料が一旦停止され、その後前記停止物を徐々に上昇させることにより前記原料供給管の先端開口部と前記停止物の表面との接触が解除されて原料がルツボ内に投入されるように構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の原料供給装置。   After stopping the raw material to be charged at the front end of the raw material supply pipe, the mechanism for charging is arranged near the front end of the raw material supply pipe and is configured to be movable up and down, and the front end opening of the raw material supply pipe The raw material charged at the contact portion is temporarily stopped, and then the stop is gradually raised to release the contact between the front end opening of the raw material supply pipe and the surface of the stop, and the raw material is placed in the crucible. The raw material supply apparatus according to claim 1, wherein the raw material supply apparatus is configured so as to be charged into the container. 前記停止物が円柱状シリコンであり、前記停止物の表面が円柱状シリコンの円柱面であることを特徴とする請求項2に記載の原料供給装置。   The raw material supply apparatus according to claim 2, wherein the stopping object is cylindrical silicon, and a surface of the stopping object is a cylindrical surface of cylindrical silicon. チョクラルスキー法により単結晶を育成するに際し、粒塊状の固形原料をルツボ内の原料融液に追加チャージまたはリチャージする原料供給方法であって、
可搬式の原料供給ホッパーから原料供給管に排出した固形原料を原料供給管の先端開口部と停止物の表面との接触部で一旦停止させ、原料供給管に堆積させ、
次いで前記停止物を徐々に上昇させることにより前記原料供給管の先端開口部と前記停止物の表面との接触を解除して固形原料をルツボ内に投入することを特徴とする原料供給方法。
When growing a single crystal by the Czochralski method, a raw material supply method for charging or recharging a raw material melt in a crucible to a solid material in the form of agglomerates,
The solid raw material discharged from the portable raw material supply hopper to the raw material supply pipe is temporarily stopped at the contact portion between the front end opening of the raw material supply pipe and the surface of the stopped object, and deposited on the raw material supply pipe.
Next, the stopper is gradually raised to release contact between the tip opening of the raw material supply pipe and the surface of the stopper, and the raw material is fed into the crucible.
前記停止物が円柱状シリコンであり、前記停止物の表面が円柱状シリコンの円柱面であることを特徴とする請求項4に記載の原料供給方法。
The raw material supply method according to claim 4, wherein the stopping object is cylindrical silicon, and a surface of the stopping object is a cylindrical surface of cylindrical silicon.
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