JP2009292673A - シリコン単結晶の育成装置及びシリコン原料の溶解方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン単結晶の育成装置は、シリコンからなる塊状物又は粒状物29を投入可能なルツボ17を内部に有する炉体11と、ルツボ17を包囲するように炉体11の内部に配置されルツボ17を加熱して塊状物又は粒状物29を溶解するサイドヒータ13と、ルツボ17の上方の炉体11内部に配置されサイドヒータ13とともに塊状物又は粒状物29を加熱するサブヒータ23とを備える。シリコン原料の溶解方法は、ルツボ17にシリコンからなる塊状物又は粒状物29を入れ、サイドヒータ13によりルツボ17を加熱して塊状物又は粒状物29を溶解する。塊状物又は粒状物29の溶解時にルツボ17の上部にサブヒータ23を配置し、そのサブヒータ23はサイドヒータ13とともに塊状物又は粒状物29を加熱する。
【選択図】図1
Description
この点を解消するために、ルツボの上方部分に熱遮蔽板を設けたシリコン単結晶の育成装置(例えば、特許文献1参照。)や、シリコン単結晶の育成装置の炉体上方に、その育成装置に隣接してその育成装置とは別に原料溶解補助装置を設け、その補助装置からの赤外線やマイクロ波によりルツボに入れられた塊状物又は粒状物を直接加熱する装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。前者の装置では熱遮蔽板で覆われたルツボをカーボンヒータにより効率よく加熱することができ、後者の装置では、ルツボに入れられた塊状物又は粒状物を直接的に加熱することができるようになっている。このため、これらの装置では、ルツボに入れられたシリコンからなる塊状物又は粒状物の溶解を短時間で行うことが期待されている。
本発明の目的は、設備を大型化させることなく、シリコンからなる塊状物又は粒状物の溶解を短時間で簡便に行うことができるシリコン単結晶の育成装置及びシリコン原料の溶解方法を提供することにある。
その特徴ある構成は、ルツボの上方の炉体内部に配置されサイドヒータとともに塊状物又は粒状物を加熱するためのサブヒータを備えたところにある。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明であって、サブヒータがルツボの開口部に水平状態に保たれる円板状のカーボンヒータであることを特徴とする。
その特徴ある点は、塊状物又は粒状物の溶解時にルツボの上部にサブヒーターを配置し、そのサブヒータはサイドヒータとともに塊状物又は粒状物を加熱するところにある。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明であって、サブヒータが炉体の上部に設けられた回転・引上げ機構からワイヤを介して吊り下げられたことを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項4又は5に係る発明であって、サブヒータがルツボの開口部に水平状態に保たれる円板状のカーボンヒータであることを特徴とする。
図1及び図2に示すように、CZ法によるシリコン融液から単結晶を育成する装置では、炉体11の内部に炉体11と同心円状に断熱材12とサイドヒータであるカーボンヒータ13が配置され、炉体11中央の回転軸14の上端に固定された黒鉛サセプタ16に有底円筒状の石英ルツボ17が嵌合される。炉体11の上部には円筒状のチャンバ15を介して回転・引上げ機構18が設けられ、ルツボ17の上方にはこの回転・引上げ機構18からワイヤ19が吊り下げられる。このワイヤ19はシリコン単結晶を引上げる際に必要となる図示しない種結晶を吊り下げるものであり、シリコン単結晶を育成させる際には、この回転・引上げ機構18はワイヤを繰り出してその種結晶をシリコン融液に接触させ、その後引上げることによりその種結晶から成長した高純度のシリコン単結晶インゴットを回転しつつ引上げて種結晶の下端に高純度のシリコン単結晶インゴットを成長させるようになっている。
図2に示すように、先ずシリコンからなる塊状物又は粒状物29を炉体内部に設けられたルツボ17に入れる。この実施の形態におけるシリコンは粒状物からなる新規の多結晶シリコンであるが、シリコンは育成に失敗した単結晶を砕いたものであっても良く、またシリコンは塊状物であってもよい。その後、炉体11の上部に設けられた回転・引上げ機構18から繰り出されたワイヤ19にサブヒータ23を取付ける。サブヒータ23の取付けは、炉体11に対してチャンバ15を傾動させてチャンバ15の下端からワイヤ19の下端を引出した状態で行われる。そして、図3に示すように、サブヒータ23中央の丸孔23aに円錐状物24をその頂部から挿入し、その後その円錐状物24をワイヤ19の下端に取付ける。このようにしてサブヒータ23をワイヤ19の下端に取付けた後、そのサブヒータ23をワイヤ19の下端とともに炉体11内部に戻す。
13 サイドヒータ
17 ルツボ
18 回転・引上げ機構
19 ワイヤ
23 サブヒータ
29 シリコンからなる塊状物又は粒状物
Claims (6)
- シリコンからなる塊状物又は粒状物を投入可能なルツボを内部に有する炉体と、前記ルツボを包囲するように前記炉体の内部に配置され前記ルツボを加熱して前記ルツボに投入された前記塊状物又は粒状物を溶解するサイドヒータとを備えたシリコン単結晶の育成装置において、
前記ルツボの上方の炉体内部に配置され前記サイドヒータとともに前記塊状物又は粒状物を加熱するためのサブヒータを備えたことを特徴とするシリコン単結晶の育成装置。 - サブヒータが炉体の上部に設けられた回転・引上げ機構からワイヤを介して吊り下げられた請求項1記載のシリコン単結晶の育成装置。
- サブヒータがルツボの開口部に水平状態に保たれる円板状のカーボンヒータである請求項1又は2記載のシリコン単結晶の育成装置。
- 単結晶育成装置の炉体内部に設けられたルツボにシリコンからなる塊状物又は粒状物を入れ、前記ルツボの周囲に設けられたサイドヒータにより前記ルツボを加熱して前記塊状物又は粒状物を溶解するシリコン原料の溶解方法において、
前記塊状物又は粒状物の溶解時に前記ルツボの上部にサブヒーターを配置し、
前記サブヒータは前記サイドヒータとともに前記塊状物又は粒状物を加熱する
ことを特徴とするシリコン原料の溶解方法。 - サブヒータが炉体の上部に設けられた回転・引上げ機構からワイヤを介して吊り下げられた請求項4記載のシリコン原料の溶解方法。
- サブヒータがルツボの開口部に水平状態に保たれる円板状のカーボンヒータである請求項4又は5記載のシリコン原料の溶解方法。
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