JP2011057469A - Crucible opening retaining member and method and apparatus for producing single crystal silicon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコン融液が貯留される石英坩堝の開口部の変形を防止する坩堝開口部保持部材、この坩堝開口部保持部材を利用した単結晶シリコンの製造方法及び単結晶シリコンの製造装置に関するものである。 The present invention relates to a crucible opening holding member for preventing deformation of an opening of a quartz crucible in which a silicon melt is stored, a method for manufacturing single crystal silicon using the crucible opening holding member, and a manufacturing apparatus for single crystal silicon. Is.
近年、環境負荷の少ない発電方式として太陽電池モジュールを利用した発電が注目され、様々な分野で広く使用されている。このような太陽電池モジュールは、pn接合されたシリコンの半導体の板材からなるセルを複数備え、これらのセルが太陽電池用インターコネクタおよびバスバーによって電気的に接続された構成とされている。
このような太陽電池モジュールの普及に伴い、半導体の素材となる単結晶シリコンインゴットの需要が高まっている。
In recent years, power generation using a solar cell module has attracted attention as a power generation method with a low environmental load, and is widely used in various fields. Such a solar cell module includes a plurality of cells made of pn-bonded silicon semiconductor plates, and these cells are electrically connected by a solar cell interconnector and a bus bar.
With the widespread use of such solar cell modules, there is an increasing demand for single crystal silicon ingots that serve as semiconductor materials.
ここで、単結晶シリコンインゴットは、一般的にチョクラルスキー法により製造されている。チョクラルスキー法は、例えば特許文献1、2に示すように、高耐圧気密チャンバ内に配置した石英製の坩堝内に多結晶シリコンを入れて、石英坩堝内の多結晶シリコンを加熱溶融し、石英坩堝の上方に配置されたシードチャックにシード(種結晶)を取り付けるとともにこのシードを石英坩堝内のシリコン融液に浸漬し、シード及び石英坩堝を回転させながらシードを引き上げて単結晶シリコンを成長させるようになっている。
Here, the single crystal silicon ingot is generally manufactured by the Czochralski method. In the Czochralski method, for example, as shown in
ところで、特許文献1、2に記載された単結晶シリコンの製造装置では、単結晶シリコンの引き上げが終了した時点において、長時間にわたって高温状態で保持されることにっより、石英坩堝の側壁部の開口端が内周側に倒れこみ、石英坩堝の開口部が大きく変形してしまうことが知られている。よって、次の単結晶シリコンの引き上げを行う際には、新規の石英坩堝に交換する必要があり、使用後の石英坩堝を廃棄処分していた。このため、単結晶シリコンの製造コストが増加してしまうととともに、単結晶シリコンの製造に伴う環境負荷が大きくなるといった問題があった。
By the way, in the single crystal silicon manufacturing apparatus described in
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、シリコン融液が貯留される石英坩堝の開口部の変形を防止して、使用後の石英坩堝の再使用を可能とする坩堝開口部保持部材、この坩堝開口部保持部材を利用した単結晶シリコンの製造方法及び単結晶シリコンの製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and prevents the deformation of the opening portion of the quartz crucible in which the silicon melt is stored, and enables the reuse of the quartz crucible after use. It is an object of the present invention to provide a single-crystal silicon manufacturing method and single-crystal silicon manufacturing apparatus using the crucible opening holding member.
前述の課題を解決するために、本発明に係る坩堝開口部保持部材は、シリコン融液が貯留される石英坩堝の開口部の変形を防止する坩堝開口部保持部材であって、前記石英坩堝よりも高温強度の高い材料からなり、前記石英坩堝の側壁部の内周面に係止される係止部を備え、この係止部によって、前記石英坩堝の側壁部の開口端が内周側に倒れこむように変形することを防止する構成とされていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a crucible opening holding member according to the present invention is a crucible opening holding member that prevents deformation of an opening of a quartz crucible in which silicon melt is stored. Is also made of a material having high high-temperature strength, and includes a locking portion that is locked to the inner peripheral surface of the side wall portion of the quartz crucible, and by this locking portion, the opening end of the side wall portion of the quartz crucible is on the inner peripheral side. It is characterized by being configured to prevent deformation so as to collapse.
この構成の坩堝開口部保持部材によれば、石英坩堝よりも高温強度の高い材料からなり、前記石英坩堝の側壁部の内周面に係止される係止部を備えており、この係止部によって前記石英坩堝の側壁部の開口端が内周側に倒れこむように変形することを防止する構成とされているので、長時間にわたって高温に保持された石英坩堝の開口部の変形を防止することが可能となり、使用後の石英坩堝の開口部を使用前と同様の形状に保持することができる。よって、使用後の石英坩堝を、再度使用することが可能となり、単結晶シリコンの製造コストの削減及び環境負荷の削減を図ることができる。 According to the crucible opening holding member of this configuration, the crucible opening holding member is made of a material having a higher temperature strength than that of the quartz crucible, and includes a locking portion that is locked to the inner peripheral surface of the side wall of the quartz crucible. Since the opening portion of the side wall portion of the quartz crucible is prevented from being deformed so as to collapse to the inner peripheral side by the portion, the deformation of the opening portion of the quartz crucible held at a high temperature for a long time is prevented. The opening of the quartz crucible after use can be held in the same shape as before use. Therefore, the quartz crucible after use can be used again, and the production cost of single crystal silicon and the environmental load can be reduced.
ここで、坩堝開口部保持部材においては、少なくとも前記係止部が炭化珪素で構成されていることが好ましい。
この場合、高温状況下においても係止部の剛性が確保され、石英坩堝の開口部の変形を確実に防止することができる。また、石英坩堝の内周側に配置される係止部が破損しにくくなるので、石英坩堝内に貯留されたシリコン融液内に不純物が混入することを防止でき、高品質の単結晶シリコンを製出することが可能となる。
Here, in the crucible opening holding member, it is preferable that at least the locking portion is made of silicon carbide.
In this case, the rigidity of the locking portion is ensured even under high temperature conditions, and deformation of the opening of the quartz crucible can be reliably prevented. In addition, since the locking portion arranged on the inner peripheral side of the quartz crucible is less likely to break, it is possible to prevent impurities from being mixed into the silicon melt stored in the quartz crucible, and high quality single crystal silicon can be obtained. It becomes possible to produce.
本発明に係る単結晶シリコンの製造方法は、チャンバ内に配置された石英坩堝に貯留したシリコン融液にシードを浸漬し、前記シードを引き上げて単結晶シリコンを成長させる単結晶シリコンの製造方法であって、前記石英坩堝に前述の坩堝開口部保持部材を装着した状態で単結晶シリコンの引き上げを行い、単結晶シリコンの引き上げが終了した後に、使用後の石英坩堝を再使用することを特徴としている。 The method for producing single crystal silicon according to the present invention is a method for producing single crystal silicon in which a seed is immersed in a silicon melt stored in a quartz crucible arranged in a chamber, and the seed is pulled to grow single crystal silicon. The single crystal silicon is pulled up in a state where the aforementioned crucible opening holding member is attached to the quartz crucible, and after the pulling up of the single crystal silicon is completed, the used quartz crucible is reused. Yes.
この構成の単結晶シリコンの製造方法によれば、石英坩堝に前述の坩堝開口部保持部材を装着することによって単結晶シリコンの引き上げが終了した後における石英坩堝の開口部の変形を防止し、使用後の石英坩堝を再使用しているので、単結晶シリコンの製造コストを大幅に削減できる。また、従来、1回の使用のみで廃棄されていた石英坩堝を再利用することにより、単結晶シリコンの製造に伴う環境負荷の削減を図ることができる。
なお、石英坩堝内にシリコン融液が残存していた場合には、冷却過程において石英坩堝に割れが生じるおそれがあるため、単結晶シリコンの引き上げが終了した時点で石英坩堝内に残存したシリコン融液を除去することが好ましい。
According to the method for producing single crystal silicon having this structure, the above-described crucible opening holding member is attached to the quartz crucible to prevent the quartz crucible opening from being deformed after the pulling of the single crystal silicon is completed. Since the later quartz crucible is reused, the manufacturing cost of single crystal silicon can be greatly reduced. In addition, by reusing a quartz crucible that has been discarded only once in the past, it is possible to reduce the environmental burden associated with the production of single crystal silicon.
If the silicon melt remains in the quartz crucible, cracking may occur in the quartz crucible during the cooling process. Therefore, the silicon melt remaining in the quartz crucible when the pulling of the single crystal silicon is completed. It is preferable to remove the liquid.
ここで、使用後の前記石英坩堝の内周面に石英膜をコーティングした後に、シリコン融液を貯留する石英坩堝として再使用することが好ましい。
シリコン融液が長時間にわたって貯留されることにより、石英坩堝の内周面が劣化することになる。そこで、使用後の石英坩堝の内周面に石英膜をコーティングすることによって、新規の石英坩堝と同様に使用後の石英坩堝を使用することが可能となる。これにより、使用後の石英坩堝を再使用した場合であっても、高品質の単結晶シリコンを製出することができる。
Here, after coating the quartz film on the inner peripheral surface of the quartz crucible after use, it is preferable to reuse the quartz crucible for storing the silicon melt.
When the silicon melt is stored for a long time, the inner peripheral surface of the quartz crucible is deteriorated. Accordingly, by coating the inner peripheral surface of the quartz crucible after use with a quartz film, it becomes possible to use the quartz crucible after use in the same manner as a new quartz crucible. Thereby, even when the quartz crucible after use is reused, high-quality single crystal silicon can be produced.
本発明に係る単結晶シリコンの製造装置は、チャンバ内に配置された石英坩堝にシリコンに貯留したシリコン融液にシードを浸漬し、前記シードを引き上げて単結晶シリコンを成長させる単結晶シリコンの製造装置であって、前記石英坩堝には、前述の坩堝開口部保持部材が装着されていることを特徴としている。 The single crystal silicon manufacturing apparatus according to the present invention is a single crystal silicon manufacturing method in which a seed is immersed in a silicon melt stored in silicon in a quartz crucible disposed in a chamber, and the seed is pulled to grow single crystal silicon. In the apparatus, the quartz crucible is provided with the aforementioned crucible opening holding member.
この構成の単結晶シリコンの製造装置によれば、単結晶シリコンの引き上げ終了後においても、石英坩堝の開口部が変形せず、この石英坩堝を再利用することができる。よって、低コストで単結晶シリコンを製出することができる。 According to the single crystal silicon manufacturing apparatus having this configuration, the opening of the quartz crucible is not deformed even after the pulling of the single crystal silicon is completed, and the quartz crucible can be reused. Therefore, single crystal silicon can be produced at low cost.
ここで、前記石英坩堝は、前記チャンバ内に配置された黒鉛坩堝に収容されており、この黒鉛坩堝の上端に前記坩堝開口部保持部材が配設され、前記係止部が前記石英坩堝の側壁部の内周面に係止される構成とされていることが好ましい。
この場合、チャンバ内に坩堝開口部保持部材を配設しても、チャンバ内の他の部材と坩堝開口部保持部材とが干渉するおそれがなく、単結晶シリコンの引き上げを安定して行うことができる。
Here, the quartz crucible is accommodated in a graphite crucible disposed in the chamber, the crucible opening holding member is disposed at an upper end of the graphite crucible, and the locking portion is a side wall of the quartz crucible. It is preferable to be configured to be locked to the inner peripheral surface of the portion.
In this case, even if the crucible opening holding member is provided in the chamber, there is no risk of interference between the other members in the chamber and the crucible opening holding member, and the single crystal silicon can be pulled up stably. it can.
本発明によれば、シリコン融液が貯留される石英坩堝の開口部の変形を防止して、使用後の石英坩堝の再使用を可能とする坩堝開口部保持部材、この坩堝開口部保持部材を利用した単結晶シリコンの製造方法及び単結晶シリコンの製造装置を提供することができる。 According to the present invention, a crucible opening holding member that prevents deformation of an opening of a quartz crucible in which a silicon melt is stored and enables reuse of the quartz crucible after use, and the crucible opening holding member A method for producing single crystal silicon and an apparatus for producing single crystal silicon can be provided.
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
まず、本実施形態である坩堝開口部保持部材を備えた単結晶シリコンの製造装置について説明する。
図1に示す単結晶シリコンの製造装置10においては、耐圧気密に構成されたチャンバ11と、シリコン融液Mが貯留される石英坩堝20と、この石英坩堝20を支持する坩堝支持台22と、石英坩堝20を加熱する加熱ヒータ40と、石英坩堝20の周囲を包囲する保温筒部50と、種結晶(シード)を保持するシードチャック27と、このシードチャック27を駆動するシードチャック駆動機構30と、本実施形態である坩堝開口部保持部材60と、を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, the manufacturing apparatus of the single crystal silicon provided with the crucible opening holding member according to the present embodiment will be described.
In the single-crystal
チャンバ11は、メインチャンバ12と、メインチャンバ12の上方に接続されたトップチャンバ18と、トップチャンバ18の上方に接続されたプルチャンバ19とを備え、メインチャンバ12は底部13と底部13に立設する筒状部15とから構成され、中心部には石英坩堝20が配置され、排気孔に図示しない真空ポンプが接続されてチャンバ11内を減圧又は真空状態とすることが可能な構成とされている。
The
また、メインチャンバ12の底部13には、スピルトレイ16が配置されていて、石英坩堝20が破損してシリコン融液Mが流出することがあった場合に、シリコン融液Mが底部13と直接接触して、チャンバ11が破損するのを防止する構成とされている。
プルチャンバ19は、略円筒形状に形成され、引き上げられた単結晶シリコンTを収納する空間を有しており、トップチャンバ18によってメインチャンバ12と接続されている。
また、トップチャンバ18には、チャンバ11の内部と外部とを連通する連通孔部18Aが形成されており、この連通孔部18Aには蓋部材18Bが装着されている。これにより、チャンバ11内は気密状態に保持されることになる。
Further, when the
The
Further, the
シードチャック27は、その先端側がカーボンにより形成されたカーボンチャック部28とされ、カーボンチャック部28の先端面中央には、先端側から基端側に向かって孔が形成されており、孔にはシード(種結晶)Sが挿入されて、固定されている。
シードチャック27は、基端側がワイヤWに接続され、ワイヤWがシードチャック駆動機構30に接続されることにより、シードSがメインチャンバ12に対して相対的に回転及び昇降自在とされている。
The
The
シードチャック駆動機構30は、プルチャンバ19の上部に設けられ、ワイヤWの基端側が接続されるとともに巻回されるプーリ31と、ワイヤWを回転軸線Oとしてプルチャンバ19に対して相対的に回転可能とされる回転駆動部32とを備えている。また、このプーリ31を駆動させてワイヤWを巻き取る引上駆動モータ33と、回転駆動部32を回転させる回転駆動モータ34と、を備えており、プーリ31がワイヤWを巻き取ることによりシードチャック27が昇降し、回転駆動部32が回転することによりシードチャック27が軸線O回りに回転するようになっている。
The seed
チャンバ11内に配置された保温筒50は、円筒状の黒鉛からなる内側保温筒51と内側保温筒51の外方に配置された円筒状の多孔質黒鉛からなる外側保温筒52とを有している。この保温筒50は、内側保温筒51の内径と略同じ内径の孔が形成された円板状のロアリング54に載置されるとともに上方には内側保温筒51の内径と略同じ内径の孔が形成された円板状のアッパリング55が配置されている。
また、保温筒部50の上端にはアッパリング55、アダプタ47を介してフロー管48が取り付けられている。このフロー管48は、下端開口部より上端開口部が大径とされた逆円錐台形状の中空筒とされ、黒鉛またはSiCにより形成されている。
The
Further, a
保温筒50の内周側には、円筒状をなす加熱ヒータ40が配置されている。
この加熱ヒータ40は、周方向の一部において、下方が電極継手41にボルト42で固定され、電極継手41はスピルトレイ16に形成された貫通孔に配置された黒鉛電極43を介して図示しない電源と接続されている。
A
The
そして、円筒状をなす加熱ヒータ40の内周側に、本実施形態である坩堝開口部保持部材60が装着された石英坩堝20が配設されている。
石英坩堝20は、その凹部に単結晶シリコンの原料である塊状の多結晶シリコン(シリコン原料)を保持可能とするとともに多結晶シリコンが加熱、溶融されて生成したシリコン融液Mを貯留可能とされている。ここで、石英坩堝20は、黒鉛坩堝21に収納されている。
The
The
黒鉛坩堝21は、坩堝支持台22の上面に配置されたペディスタル24に保持されることにより一体に組み合わせて形成されている。坩堝支持台22はその支持軸23がメインチャンバ12の底部13の中心部にて底部13及びスピルトレイ16を貫通して形成された貫通孔14に挿入されており、支持軸23に接続された駆動モータ25によって、メインチャンバ12に対して相対的に回転及び昇降が可能とされている。
The
ここで、石英坩堝20が黒鉛坩堝21に収容された状態においては、図1及び図2に示すように、石英坩堝20の側壁部の上端が黒鉛坩堝21から上方に突出するように構成されており、この突出した部分に、本実施形態である坩堝開口部保持部材60が装着されている。
Here, in a state where the
坩堝開口部保持部材60は、図3に示すように、石英坩堝20の開口部がなす円に沿った円環状をなしており、石英坩堝20の側壁部の上端が挿入される環状溝61が形成されている。この環状溝61により、この坩堝開口部保持部材60には、図2に示すように、石英坩堝20の側壁部の外周面に密着させられる本体部62と、石英坩堝20の側壁部の内周面に係止される係止部63と、本体部62と係止部63とを連結する連結部64と、が画成されることになる。
As shown in FIG. 3, the crucible
係止部63は、図2に示すように、石英坩堝20の側壁部の内周面に密着させられることになり、石英坩堝20の側壁部の開口端を径方向外方に向けて押圧する構成とされている。
そして、本実施形態では、図2に示すように、黒鉛坩堝21の上端に本体部62が位置するようにして、坩堝開口部保持部材60が配設されている。また、石英坩堝20の内周側に配置される係止部63を含めて坩堝開口保持部材60の全体が、石英坩堝20よりも高温強度が高い材料である炭化珪素で構成されている。
As shown in FIG. 2, the locking
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the crucible
次に、単結晶シリコンの製造装置10を用いた単結晶シリコンの製造方法について、図4に示すフロー図を用いて説明する。
まず、石英坩堝20内に原料となる塊状の多結晶シリコンを充填する(シリコン原料充填工程S1)。多結晶シリコンが充填された石英坩堝20を移送して、黒鉛坩堝21内に収容するとともに石英坩堝20の上端に坩堝開口保持部材60を装着する(石英坩堝装着工程S2)。
Next, a single crystal silicon manufacturing method using the single crystal
First, massive polycrystalline silicon as a raw material is filled into the quartz crucible 20 (silicon raw material filling step S1). The
次に、加熱ヒータ40で石英坩堝20を加熱して石英坩堝20内の多結晶シリコンを溶解して1420℃のシリコン融液Mとし、シードSを浸漬する部分近傍のシリコン融液Mを過冷却状態とする(シリコン溶融工程S3)。
そして、カーボンチャック部28にシードSを挿入して固定し、シードチャック駆動機構30を駆動して、シードチャック27を下降させてシードSをシリコン融液Mに浸漬し、シードSをシリコン融液Mになじませる(シード浸漬工程S4)。
Next, the
Then, the seed S is inserted and fixed in the
シードSがシリコン融液Mになじんだら、シードチャック27を、例えば5rpmから20rpmで平面視右回転させながら、0.5mm/分から3.5mm/分の速度で上昇させて、単結晶シリコンTを成長させることにより、断面円形をなす単結晶シリコンTを成長させる(引き上げ工程S5)。なお、この引き上げ工程S5においては、石英坩堝20を例えば0.1rpmから5rpmで平面視左回転させている。
When the seed S is familiar with the silicon melt M, the
そして、単結晶シリコンTの引き上げが終了した後には、単結晶シリコンTを取り出して、次の単結晶シリコンの製造準備を行う。
まず、チャンバ11内にガスを導入して大気圧とし、トップチャンバ18に設けられた連通孔部18Aに装着された蓋部材18Bを外して、連通孔部18Aを通じて石英坩堝20内に残存したシリコン融液を、図示しない吸引装置によって吸引除去する(残存シリコン融液除去工程S6)。
After the pulling of the single crystal silicon T is completed, the single crystal silicon T is taken out and preparation for manufacturing the next single crystal silicon is performed.
First, gas is introduced into the
次に、使用後の石英坩堝20を取り出し、使用後の石英坩堝20の内周面に石英膜をコーティングする(石英膜コーティング工程S7)。
そして、石英膜をコーティングした石英坩堝20に、原料となる多結晶シリコンを充填し、次の単結晶シリコンの引き上げの準備を行う。
Next, the
Then, the
以上のような構成とされた本実施形態である坩堝開口保持部材60を使用した単結晶シリコンの製造方法及び単結晶シリコンの製造装置10によれば、石英坩堝20に、石英坩堝20の側壁部の内周面に係止される係止部63を備えた坩堝開口部保持部材60が装着されているので、単結晶シリコンTの引き上げ終了後においても、石英坩堝20の開口部が内周側に倒れこむように変形することがなく、使用後の石英坩堝20の開口部を使用前と同様の形状に保持することができ、使用後の石英坩堝20を再度使用することができる。よって、単結晶シリコンの製造コストの削減及び環境負荷の削減を図ることができる。
According to the single crystal silicon manufacturing method and single crystal
また、坩堝開口部保持部材60においては、石英坩堝20の内周側に配置される係止部63を含めて坩堝開口保持部材60の全体が、石英坩堝20よりも高温強度が高い材料である炭化珪素で構成されているので、1400℃を超えるような高温状況下においても、係止部63を含めた坩堝開口保持部材60全体の剛性が確保され、石英坩堝20の開口部の変形を確実に防止することができる。また、石英坩堝20の内周側に配置される係止部63が破損しにくく、石英坩堝20内に貯留されたシリコン融液M内に不純物が混入することを防止でき、高品質の単結晶シリコンTを製出することができる。
Further, in the crucible
さらに、本実施形態では、石英坩堝20が黒鉛坩堝21に収容されており、収容状態において、石英坩堝20の側壁部の上端が黒鉛坩堝21から上方に突出するように構成され、黒鉛坩堝21の上端に本体部62が位置するようにして、坩堝開口部保持部材60が配設されているので、石英坩堝20に装着した坩堝開口部保持部材60が、シードS及びシードチャック27、フロー管48等と干渉するおそれがなく、単結晶シリコンTの引き上げを安定して行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, the
また、使用後の石英坩堝20の内周面に石英膜をコーティングする石英膜コーティング工程S7を備えているので、使用によって劣化した石英坩堝20の内周面に新たな石英膜を形成することにより、新規の石英坩堝と同様に使用後の石英坩堝20を使用することが可能となる。これにより、使用後の石英坩堝20を再使用した場合であっても、高品質の単結晶シリコンTを製出することができる。
Further, since the quartz film coating step S7 for coating the quartz film on the inner circumferential surface of the
さらに、本実施形態では、トップチャンバ18に設けられた連通孔部18Aを通じて石英坩堝20内に残存したシリコン融液を、図示しない吸引装置によって吸引除去する残存シリコン融液除去工程S6を備えているので、冷却過程において石英坩堝20に割れが発生することを抑制でき、石英坩堝20を確実に再利用することができる。
Furthermore, in the present embodiment, a residual silicon melt removing step S6 is provided, in which the silicon melt remaining in the
以上、本発明の一実施形態である坩堝開口部保持部材、この坩堝開口部保持部材を用いた単結晶シリコンの製造方法及び製造装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、環状溝を有し、この環状溝に石英坩堝の側壁部の上端が挿入される構成として説明したが、これに限定されることはなく、例えば図5に示すように、石英坩堝20の外周側に円環状の本体部162が設けられ、この本体部162から円周方向において分割された複数の連結部164及び係止部163が突設された坩堝開口部保持部材160であってもよい。
As described above, the crucible opening holding member and the method and apparatus for producing single crystal silicon using the crucible opening holding member according to one embodiment of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto. The invention can be changed as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, although it has been described as a configuration in which an annular groove is provided and the upper end of the side wall portion of the quartz crucible is inserted into the annular groove, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. Even if the crucible
また、図6に示すように、石英坩堝20の外周側に本体部262が円周方向に分割されて配置されており、石英坩堝20の内周側に位置する係止部263が円環状をなすように構成された坩堝開口部保持部材260であってもよい。
さらに、坩堝開口部保持部材全体を炭化珪素で構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、坩堝開口部保持部材を構成する材料は、石英坩堝よりも高温強度が高い材料であればよい。
また、チャンバ、シードチャック及びシードチャック駆動機構の構成は、本実施形態に記載されたものに限定されることはなく、適宜設計変更してもよい。
Further, as shown in FIG. 6, the
Further, the crucible opening holding member has been described as being composed entirely of silicon carbide. However, the present invention is not limited to this, and the material constituting the crucible opening holding member is a material having higher high-temperature strength than the quartz crucible. I just need it.
Further, the configurations of the chamber, the seed chuck, and the seed chuck drive mechanism are not limited to those described in the present embodiment, and the design may be changed as appropriate.
さらに、残存シリコン融液除去工程において、チャンバの外部から吸引装置を用いて石英坩堝内のシリコン融液を除去するものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば図7及び図8に示す残存シリコン融液吸引器70を用いてシリコン融液を吸引除去してもよい。この残存シリコン融液吸引器70は、ノズル部73が石英坩堝20内の残存シリコン融液内に浸漬されるように配置しておき、チャンバ11に不活性ガスであるアルゴンガス等を導入することにより、チャンバ11内と残存シリコン融液吸引器70の貯留空間71との間に差圧を生じさせ、この差圧によって残存シリコン融液を吸引除去するものである。
Further, in the residual silicon melt removing step, the silicon melt in the quartz crucible is removed from the outside of the chamber using a suction device, but the present invention is not limited to this. For example, FIG. 7 and FIG. The remaining silicon
さらに、図2において、係止部63は、石英坩堝20の内径よりも径方向内方に突出した構造としたが、これに限定されることはなく、石英坩堝20の上端を内周面から径方向外方に向けて傾斜をつけ、合わせ構造として石英坩堝20の内周面に一致するように構成することもできる。これによって、石英坩堝20の上部にシリコンの蒸発物の付着を低減することが可能となる(図示なし)。また、黒鉛坩堝21の上部を係止部63と嵌め合いとして、石英坩堝20及び黒鉛坩堝21の上部のズレを防止することもできる(図示なし)。
Further, in FIG. 2, the locking
10 単結晶シリコンの製造装置
11 チャンバ
20 石英坩堝
21 黒鉛坩堝
60、160、260 坩堝開口部保持部材
63、163、263 係止部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記石英坩堝よりも高温強度の高い材料からなり、前記石英坩堝の側壁部の内周面に係止される係止部を備え、この係止部によって、前記石英坩堝の側壁部の開口端が内周側に倒れこむように変形することを防止する構成とされていることを特徴とする坩堝開口部保持部材。 A crucible opening holding member for preventing deformation of an opening of a quartz crucible in which silicon melt is stored,
The quartz crucible is made of a material having a higher temperature strength than that of the quartz crucible, and includes a locking portion that is locked to the inner peripheral surface of the side wall of the quartz crucible. A crucible opening holding member, characterized in that the crucible opening holding member is configured to be prevented from being deformed so as to collapse on the inner peripheral side.
前記石英坩堝に請求項1または請求項2に記載の坩堝開口部保持部材を装着した状態で単結晶シリコンの引き上げを行い、
単結晶シリコンの引き上げが終了した後に、使用後の石英坩堝を再使用することを特徴とする単結晶シリコンの製造方法。 A method for producing single crystal silicon in which a seed is immersed in a silicon melt stored in a quartz crucible disposed in a chamber, and the single crystal silicon is grown by pulling up the seed,
In the state where the crucible opening holding member according to claim 1 or 2 is attached to the quartz crucible, the single crystal silicon is pulled up,
A method for producing single crystal silicon, wherein the quartz crucible after use is reused after the pulling of the single crystal silicon is completed.
前記石英坩堝には、請求項1または請求項2に記載の坩堝開口部保持部材が装着されていることを特徴とする単結晶シリコンの製造装置。 A single crystal silicon manufacturing apparatus in which a seed is immersed in a silicon melt stored in silicon in a quartz crucible disposed in a chamber, and the single crystal silicon is grown by pulling up the seed.
An apparatus for producing single crystal silicon, wherein the crucible opening holding member according to claim 1 or 2 is attached to the quartz crucible.
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