JP2009155131A - 単結晶製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも、チャンバー6,7と、チャンバー6,7内のルツボ1と、ルツボ1の周囲に配されたヒーター3と、種結晶を引き上げる引上げ機構と、種結晶および育成した単結晶の導通路8とを具備し、ルツボ1内に収容した原料多結晶2をヒーター3によって溶融し、溶融多結晶に種結晶を接触させて引き上げる単結晶製造装置12において、底部を曲面状とした円筒状の石英管9aと、ドーム形状の石英板10とを具備し、石英管9aは、チャンバー6,7の上部より導通路8を通して曲面状の底部がルツボ上に臨むように配置され、石英板10は、石英管9aを取り囲むように配置されたものであって、石英管9aの少なくとも底部と石英板10は、ルツボ1に向けて熱線を反射する反射構造である。
【選択図】図1
Description
また上部チャンバー7には、単結晶を引き上げる際の導通路8が設けられている。
また、ヒーター3で発生した熱が、上部チャンバー7や単結晶の導通路8を通して上部に散逸され、同時に溶融した原料表面やルツボからも熱が上部チャンバー7や導通路8を通して散逸されるため、溶融にかかる時間を長くしていた。
例えば、大直径のシリコン単結晶製造装置では、多結晶原料の溶融に200〜300kW時の電力を必要とし、そのほぼ全熱量は水冷式のチャンバー壁から外部に排出されてしまうため、ホットゾーン内では適切な温度を維持しながら、壁面に消費される熱量を抑制する必要がある。
その他には、チャンバー上部への熱放出を防止するべく、原料多結晶を融解させる際にルツボ上に遮熱板を配置したり(特許文献2参照)、原料多結晶を融解させる際に、ルツボ上部に、MoやW、Si等の高融点材料からなる円板状の反射材を配置する単結晶製造装置が開示されている(特許文献3参照)。
これによって、ヒーターやルツボから導通路に向けて散逸されていた熱線を円筒状の石英管で、チャンバー方向に向かって散逸される熱線を石英板によって、集光して原料多結晶に向けて反射させることによって、従来捨てていた熱を有効に利用することができるようになる。従って、原料多結晶へ加える熱量の総量を従来に比べて増加させて溶融を促進させることができ、溶融にかかる時間を短縮することができる。よって単結晶の製造にかかる時間を短縮することができるため、生産性の向上および生産コストの低減を達成することができる。
このように、石英管および石英板の反射構造として、熱線の反射率に優れた金が、メッキ、蒸着またはコーティングのいずれかで施されたものとすることによって、ヒーターからの熱線の反射効率を高いものとすることができ、原料多結晶の溶融時間の更なる短縮を図ることができる。
このように、金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英によってサンドイッチした構造とすることによって、原料多結晶の溶融や単結晶の製造の際に金薄膜がはがれることを防止することができ、不純物の混入を防止することができる。また石英板の洗浄の際に金薄膜がはがれることも防止することができる。
このように、石英管内に、ヒーターの補助として、ハロゲンランプを原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置することによって、原料多結晶へ加える熱量を増加させることができ、よって溶融にかかる時間を更に短縮することができる。
このように、レンズを備えることによって、容易にハロゲンランプから放出された熱線の焦点を原料多結晶に合わせることができ、よって原料多結晶の溶融をより促進させることができる。
このように、石英管および石英板の冷却機構を備えることによって、該石英管および該石英板の耐熱性を向上させることができる。よって長期間使用することができるようになり、石英管および石英板に掛かるコストの低減を図ることができる。
石英管を上下に移動させることができれば、石英管の反射構造によって反射させる熱線の焦点を原料多結晶に容易に合わせることができる。
これによって、ヒーターやルツボから導通路に向けて散逸される熱線を石英管によって、チャンバー方向に向かって散逸されていた熱線を石英板によって、集光して原料多結晶に向けて反射させることによって、原料多結晶へ加える熱量の総量を従来に比べて増加させる。よって、溶融にかかる時間を短縮させることができ、よって単結晶の製造時間を短縮させることができ、生産性の向上および生産コストの低減を達成することができる。
このように、石英管および石英板に、熱線の反射率に優れた金がメッキ、蒸着またはコーティングのいずれかを施したものを用いることによって、ルツボ等からの熱線の反射効率を高くすることができ、原料多結晶の溶融時間の更なる短縮を図ることができる。
このように、金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英によってサンドイッチした構造としたものを用いることによって、原料多結晶の溶融や単結晶の製造の際に金薄膜がはがれることを防止することができ、よって不純物の混入を防止することができる。また石英板の洗浄の際に金薄膜がはがれることも防止することができる。
このように、石英管内に、ハロゲンランプを原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置したものを用いて、ヒーターの補助とすることによって、原料多結晶を溶融させる際に原料多結晶へ加える熱量を増加させることができ、よって溶融にかかる時間の更なる短縮を図ることができる。
このように、レンズを備えたものを用いることによって、容易にハロゲンランプから放出された熱線の焦点を原料多結晶に合わせることができ、よって原料多結晶の溶融をより促進させることができる。
このように、石英管および石英板の冷却機構を備えることによって、該石英管および該石英板の耐熱性を向上させることができる。よって長期間使用することができるようになり、石英管および石英板に掛かるコストの低減を図ることができる。
石英管を上下に移動させることができれば、石英管の反射構造によって反射させる熱線の焦点を原料多結晶に容易に合わせることができる。
前述のように、多結晶の溶融時間を短縮してサイクルタイムを短縮することによって、生産性の向上および生産コストの低減を図ることのできる単結晶製造装置と製造方法の開発が待たれていた。
図1は、本発明の単結晶製造装置の一例を示した概略断面図である。
ここで、本発明においては、上部チャンバー7より導通路8を通して円筒状の石英管9aと、石英管9aを取り囲むようにドーム形状の石英板10が配置されている。
ここで、石英管9aや石英板10の反射構造は、高温になるホットゾーンに臨む面には石英が臨むようになっており、石英管9aでは円筒状の管内内側が、石英板10では上部チャンバー7側が反射構造となるようになっている。ただし反射構造がチャンバー内に露出しないように、反射構造の部分は石英で覆った二重構造とするのが好ましい。
このような構造をとることによって、ヒーターから導通路やチャンバー方向に向かって散逸されていた熱線を集光して原料多結晶に向けて反射させることができ、熱を有効利用することができる。従って、原料多結晶への熱量を従来に比べて増加させることができ、溶融にかかる時間を短縮させることができ、ひいては生産性の向上および生産コストの低減を達成することができる。
このように、石英管および石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかが施されたものとすることによって、ヒーターからの熱線の反射効率を高いものとすることができ、よって、原料多結晶の溶融時間の更なる短縮を図ることができる。具体的には、石英管の内側底面や側面に金メッキ等を施せばよい。また、石英板であれば、チャンバー側の面に金メッキ等を施せばよい。
この反射効率は、金メッキの場合0.85であり、黒鉛材や石英材に比べて十分に高いものとすることができ、溶融に必要な時間を短縮させることができる。
このように、金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英によってサンドイッチした構造とすることによって、原料多結晶の溶融や単結晶の製造の際に金薄膜がはがれることを防止することができ、不純物の混入を防止することができる。また石英板の洗浄の際に金薄膜がはがれることも防止することができる。
このように、石英管および石英板の冷却機構を備えることによって、該石英管および該石英板の耐熱性を向上させることができる。よって例え、金メッキ等が施されていたとしても、長期間使用することができるようになり、石英管および石英板に掛かるコストの低減を図ることができる。
石英管は水冷、石英板は空冷がより好ましい。石英板の空冷にはチャンバーから導入したアルゴンガスを用いるのが好適である。
このように石英管を上下に移動させることができれば、石英管の反射構造によって反射させる熱線の焦点を原料多結晶に容易に合わせることができる。
図2では、1は原料多結晶2を収容するルツボで、その外周には例えばグラファイトからなる円筒状のヒーター3が配置され、必要に応じて該ルツボ1下方に底部断熱材4が配置される。また、ヒーター3の外側には、必要に応じて円筒状の断熱材5が配置され、これらが下部チャンバー6や上部チャンバー7内に収容されている。また上部チャンバー7には、単結晶を引き上げる際の導通路8が設けられており、ドーム形状の石英板10が設置されているところまでは、図1と同じである。
このように、石英管内に、ヒーターの補助として、ハロゲンランプを原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置することによって、原料多結晶へ加える熱量を更に増加させることができ、これにより、溶融にかかる時間の更なる短縮を図ることができる。この場合も、石英管9bの底部には、内側に金メッキ等が施されていた方がよい。
またこのようにハロゲンランプを備えたときには、該ハロゲンランプより放射される熱線によって、ルツボから散逸される熱線も積極的に反射させることによってより原料多結晶の溶融を促進することができる。
このように、レンズを備えることによって、容易にハロゲンランプから放出された熱線の焦点を原料多結晶に合わせることができ、よって原料多結晶の溶融をより促進させることができる。
このとき、石英管の側面にも金メッキ等を施すことがより好ましい。
まず、単結晶製造装置12のチャンバー内のルツボ1に塊状の原料多結晶2を投入する。
このとき、上部チャンバー7より導通路8を通して、少なくとも底部を熱線反射構造として曲面状とした円筒状の石英管9aをルツボ1上に臨むように、設置する。
また、同時にルツボ1に向けて熱線を反射する反射構造としたドーム形状の石英板10を、円筒状の石英管9aを取り囲むように設置する。
そしてその後に、種結晶(不図示)を原料多結晶の融液に接触させ、所定の速度で種結晶を引き上げることによって単結晶を製造する。
このとき、石英板10は、チャンバー内に残したままの状態で単結晶の製造を行うことが望ましい。このように石英板10を単結晶製造中もチャンバー内に残すことによって、チャンバー方向に向かって散逸される熱線を集光反射させることによって、ヒーターや融液から散逸される熱量を低減させることができるため、結晶育成中のヒーターパワーを抑制することができる。従って、電力コストを一層改善できる。
単結晶製造後に石英板を洗浄することによって、石英板を清浄な状態に保つことができるため、融液へ不純物が混入することを抑制することができるし、熱の反射効率も高く保つことができる。
このように、石英管および石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかが施されたものを用いることによって、ヒーターからの熱線の反射効率を高くすることができ、原料多結晶の溶融時間の更なる短縮を図ることができる。
このように、金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英によってサンドイッチした構造としたものを用いることによって、原料多結晶の溶融や単結晶の製造の際に金薄膜がはがれることを防止することができ、不純物の混入を防止することができる。また石英板の洗浄の際に金薄膜がはがれることも防止することができる。
このように、石英管内に、ハロゲンランプを原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置したものを用いることによって、原料多結晶を溶融させる際に原料多結晶へ加える熱量を増加させることができ、溶融にかかる時間の更なる短縮を図ることができる。
このように、レンズを備えたものを用いることによって、容易にハロゲンランプから放出された熱線の焦点を原料多結晶に合わせることができ、よって原料多結晶の溶融をより促進させることができる。
このように、石英管および石英板の冷却機構を備えることによって、該石英管および該石英板の耐熱性を向上させることができる。よって長期間使用することができるようになり、石英管および石英板に掛かるコストの低減を図ることができる。
ここで、石英管の冷却として水冷、石英板の冷却として空冷を用いることがより好ましい。石英板の空冷にはチャンバーより導入したアルゴンガスを用いることが好適である。
石英管を上下に移動させることができれば、石英管の反射構造によって反射させる熱線の焦点を原料多結晶に容易に合わせることができる。
(実施例1)
図1に示したような単結晶製造装置を用いて、シリコン単結晶の製造を行った。ルツボは直径32インチ(80cm)のものを用い、ルツボに多結晶シリコン原料を300kgチャージした。ヒーターから原料多結晶やルツボに加えられるパワーを200kWとした。
そして底部および側面に金メッキを施した石英管を導通路を通してルツボに臨むように配置し、ルツボに向けて熱線を反射するように金メッキを施した石英板を石英管を取り囲むように配置して、多結晶シリコンの溶融を行った。
図4に示したような単結晶製造装置を用いて、石英管および石英板をチャンバー内に設置せずに実施例1と同様にシリコン単結晶の製造を行い、同様に多結晶シリコンの溶融にかかった時間を測定した。
石英管および石英板を設置せずに、導通路やチャンバーに散逸される熱線を集光反射をしないで多結晶シリコンを溶融したところ、溶融時間は15時間であり、集光反射を行った実施例1に比べて溶融に長い時間を要した。
図2に示したような単結晶製造装置12の石英管9bに、図3に示したようなハロゲンランプを備えたものを用いて、実施例1と同様に原料多結晶の溶融を行い、実施例1と同様に溶融にかかった時間を測定した。
この石英管には、5kWのハロゲンランプを9本、計45kWのものを設置し、石英レンズによって集光させる構造とした。集光率以外の熱を含めた熱効率は58%で、その内20kWが溶融に寄与する計算となった。
実施例2では、ハロゲンランプによる補助加熱があるために、多結晶シリコンの溶融にかかった時間は10時間であった。
Claims (14)
- 少なくとも、チャンバーと、該チャンバー内のルツボと、該ルツボの周囲に配されたヒーターと、種結晶を引き上げる引上げ機構と、前記種結晶および育成した単結晶の導通路とを具備し、前記ルツボ内に収容した原料多結晶を前記ヒーターによって溶融し、該溶融多結晶に前記種結晶を接触させて引き上げることによって単結晶を製造する単結晶製造装置において、
底部を曲面状とした円筒状の石英管と、ドーム形状の石英板とを具備し、
前記石英管は、前記チャンバーの上部より前記導通路を通して前記曲面状の底部が前記ルツボ上に臨むように配置され、前記石英板は、前記石英管を取り囲むように配置されたものであって、
前記石英管は、少なくとも前記底部が熱線を反射する反射構造で、前記石英板は、前記ルツボに向けて熱線を反射する反射構造であることを特徴とする単結晶製造装置。 - 前記石英管および前記石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかが施されたものであることを特徴とする請求項1に記載の単結晶製造装置。
- 前記石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかが施されたものであるとき、該金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英で覆ったサンドイッチ構造であることを特徴とする請求項2に記載の単結晶製造装置。
- 前記石英管は、内部にハロゲンランプを具備し、該ハロゲンランプは前記原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。
- 前記ハロゲンランプの集光反射構造として、レンズを備えたものであることを特徴とする請求項4に記載の単結晶製造装置。
- 前記石英管および/または前記石英板は、除熱のための水冷機構および/または空冷機構を備えたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。
- 前記石英管は、上下に移動することができるものであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。
- チョクラルスキー法により、ルツボ内に収容された原料多結晶をヒーターによって加熱して溶融させ、種結晶を該溶融液に接触させた後に引き上げることによって単結晶を成長させる単結晶の製造方法において、
前記原料多結晶を加熱して溶融する際に、少なくとも底部を熱線を反射する反射構造とし、該底部を曲面状とした円筒状の石英管の底部をチャンバー上部より導通路を通して前記ルツボ上に臨ませ、前記ルツボに向けて熱線を反射する反射構造としたドーム形状の石英板を前記石英管を取り囲むように設置して前記原料多結晶を加熱・溶融し、
溶融後、前記石英管は前記チャンバー外へ取り出し、その後前記種結晶を前記原料多結晶溶融液に接触させて前記単結晶を引き上げて製造することを特徴とする単結晶の製造方法。 - 前記石英管および前記石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかを施したものとすることを特徴とする請求項8に記載の単結晶の製造方法。
- 前記石英板の反射構造として、金メッキ、金蒸着、金コーティングのいずれかを施したもの用いるとき、該金メッキ、金蒸着、金コーティングを石英で覆ったサンドイッチ構造のものを用いることを特徴とする請求項9に記載の単結晶の製造方法。
- 前記石英管として、前記原料多結晶を加熱するための集光反射構造をとるように配置されたハロゲンランプを備えたものを用いることを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の単結晶の製造方法。
- 前記ハロゲンランプの集光構造として、レンズを備えたものを用いることを特徴とする請求項11に記載の単結晶の製造方法。
- 前記原料多結晶を加熱・溶融させる際に、前記石英管および/または前記石英板を、水冷および/または空冷しながら溶融させることを特徴とする請求項8ないし請求項12のいずれか1項に記載の単結晶の製造方法。
- 前記石英管として、更に上下に移動することによって熱線の焦点を前記原料多結晶に合わせることができるものを用いることを特徴とする請求項8ないし請求項13のいずれか1項に記載の単結晶の製造方法。
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CN104630886A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-20 | 洛阳巨子新能源科技有限公司 | 一种晶体硅生长装置 |
JP6515791B2 (ja) * | 2015-11-26 | 2019-05-22 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
CN108754429B (zh) * | 2018-08-28 | 2020-11-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种蒸发源 |
CN109913939B (zh) * | 2019-04-09 | 2023-03-21 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 热屏蔽组件、拉晶炉系统及其工作方法 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5836998A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
JPS63319293A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Nec Corp | シリコン単結晶引上成長炉 |
JPS6426377U (ja) * | 1987-08-03 | 1989-02-14 | ||
JP2001213691A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 単結晶育成装置の反射部材及びそれを用いたシリコンの融解方法 |
JP2001512086A (ja) * | 1997-08-01 | 2001-08-21 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | 熱シールドアセンブリ、及び空孔に富んだ単結晶シリコンの成長方法 |
JP2002226299A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-14 | Toshiba Corp | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
Family Cites Families (12)
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---|---|---|---|---|
DE3432467C1 (de) * | 1984-09-04 | 1986-03-27 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Stab- und Tiegelhalterung |
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KR940004641B1 (ko) * | 1989-11-25 | 1994-05-27 | 삼성코닝 주식회사 | 단결정 제조장치 |
JPH0416587A (ja) * | 1990-05-02 | 1992-01-21 | Kawasaki Steel Corp | 単結晶引上装置 |
JP3016897B2 (ja) * | 1991-03-20 | 2000-03-06 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法及び装置 |
WO1997032059A1 (fr) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Sumitomo Sitix Corporation | Procede et appareil pour retirer un monocristal |
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JP3287579B2 (ja) * | 1997-10-23 | 2002-06-04 | 仗祐 中田 | 単結晶体の製造方法及び単結晶体製造装置 |
US7001456B2 (en) * | 2003-05-16 | 2006-02-21 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Apparatus and method for supplying Crystalline materials in czochralski method |
KR20070094726A (ko) * | 2004-10-13 | 2007-09-21 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 제조장치 |
KR20070089348A (ko) * | 2006-02-28 | 2007-08-31 | 네오세미테크 주식회사 | 단결정 성장장치 |
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Patent Citations (6)
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---|---|---|---|---|
JPS5836998A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
JPS63319293A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Nec Corp | シリコン単結晶引上成長炉 |
JPS6426377U (ja) * | 1987-08-03 | 1989-02-14 | ||
JP2001512086A (ja) * | 1997-08-01 | 2001-08-21 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | 熱シールドアセンブリ、及び空孔に富んだ単結晶シリコンの成長方法 |
JP2001213691A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 単結晶育成装置の反射部材及びそれを用いたシリコンの融解方法 |
JP2002226299A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-14 | Toshiba Corp | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
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