JP2624922B2 - 単結晶シリコン引上装置 - Google Patents
単結晶シリコン引上装置Info
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- JP2624922B2 JP2624922B2 JP7096092A JP7096092A JP2624922B2 JP 2624922 B2 JP2624922 B2 JP 2624922B2 JP 7096092 A JP7096092 A JP 7096092A JP 7096092 A JP7096092 A JP 7096092A JP 2624922 B2 JP2624922 B2 JP 2624922B2
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- crucible
- crystal silicon
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶シリコン引上装
置に関し、特に、ルツボの亀裂から流出した多結晶溶融
液による事故の発生を防止する構造に関する。
置に関し、特に、ルツボの亀裂から流出した多結晶溶融
液による事故の発生を防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、シリコン等の単結晶は、単結晶
引上装置によりＣＺ法（Czochralski法）によって得ら
れることが知られている。この単結晶引上装置は、チャ
ンバー内に、多結晶原料を収容するルツボと、このルツ
ボの周囲に配設されるヒータと、このヒータの周囲に配
設された断熱材等とが配設されて構成されている。
引上装置によりＣＺ法（Czochralski法）によって得ら
れることが知られている。この単結晶引上装置は、チャ
ンバー内に、多結晶原料を収容するルツボと、このルツ
ボの周囲に配設されるヒータと、このヒータの周囲に配
設された断熱材等とが配設されて構成されている。
【０００３】そして、単結晶引上装置においては、ルツ
ボ内に投入されたシリコン等の多結晶原料がヒータの加
熱により溶融され、このルツボ内の多結晶融液に上方か
ら吊下された種結晶を浸漬し、ルツボとともに種結晶を
回転しながら該種結晶を引上げることによって柱状の単
結晶が得られるものである。
ボ内に投入されたシリコン等の多結晶原料がヒータの加
熱により溶融され、このルツボ内の多結晶融液に上方か
ら吊下された種結晶を浸漬し、ルツボとともに種結晶を
回転しながら該種結晶を引上げることによって柱状の単
結晶が得られるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した単結晶引上装
置において、ルツボは通常、耐熱性の高い石英や黒鉛に
より構成されている。そして、石英や黒鉛は脆くて耐衝
撃性に乏しいため、チャージ時に多結晶原料をルツボに
投入すると、ときにその衝撃によりルツボに亀裂が生
じ、高温の融液がその亀裂部分からルツボ外へ流れ出す
事態を生じることがある。また、多結晶原料投入時に、
ルツボ内の融液がルツボの周囲に飛散することも知られ
ている。
置において、ルツボは通常、耐熱性の高い石英や黒鉛に
より構成されている。そして、石英や黒鉛は脆くて耐衝
撃性に乏しいため、チャージ時に多結晶原料をルツボに
投入すると、ときにその衝撃によりルツボに亀裂が生
じ、高温の融液がその亀裂部分からルツボ外へ流れ出す
事態を生じることがある。また、多結晶原料投入時に、
ルツボ内の融液がルツボの周囲に飛散することも知られ
ている。
【０００５】このように高温の融液がルツボ外へ流出し
或いは飛散すると、融液はルツボ外周壁からチャンバー
下部に至り、チャンバー底板、ヒータ通電用電極、ルツ
ボ昇降軸等の金属部を浸食し、とりわけ高温のシリコン
は金属に対する浸食作用が激しい。このようにして金属
部が浸食を受けると、この金属部を冷却する冷却水が蒸
発してチャンバー内が高圧の蒸気で満たされ、水蒸気爆
発を起こすおそれがある。
或いは飛散すると、融液はルツボ外周壁からチャンバー
下部に至り、チャンバー底板、ヒータ通電用電極、ルツ
ボ昇降軸等の金属部を浸食し、とりわけ高温のシリコン
は金属に対する浸食作用が激しい。このようにして金属
部が浸食を受けると、この金属部を冷却する冷却水が蒸
発してチャンバー内が高圧の蒸気で満たされ、水蒸気爆
発を起こすおそれがある。
【０００６】そこで、本発明は、万一多結晶融液がルツ
ボ外へ流出しても、流出した融液が金属部に達するのを
防止し、チャンバーの水蒸気爆発等の危険を未然に防止
する構造の単結晶引上装置を提案するものである
ボ外へ流出しても、流出した融液が金属部に達するのを
防止し、チャンバーの水蒸気爆発等の危険を未然に防止
する構造の単結晶引上装置を提案するものである
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る単結晶引上
装置は、ルツボが配設されるチャンバの底部に非浸食性
の底板を設けるとともに、ルツボ昇降軸およびヒータ通
電用電極の周囲を覆う非浸食性の被覆板を前記底板に一
体に設け、前記底板上に、チャージ量分のシリコン多結
晶溶融液を浸透可能な浸透部材を設けたものであり、更
に、前記浸透部材よりも上方の位置に排ガス管の吸入口
を配設し、この排ガス管内に、内周面を覆う非浸食性の
内面部材を設けたものである。
装置は、ルツボが配設されるチャンバの底部に非浸食性
の底板を設けるとともに、ルツボ昇降軸およびヒータ通
電用電極の周囲を覆う非浸食性の被覆板を前記底板に一
体に設け、前記底板上に、チャージ量分のシリコン多結
晶溶融液を浸透可能な浸透部材を設けたものであり、更
に、前記浸透部材よりも上方の位置に排ガス管の吸入口
を配設し、この排ガス管内に、内周面を覆う非浸食性の
内面部材を設けたものである。
【０００８】
【作用】したがって、万一ルツボに亀裂が生じて多結晶
溶融液が流出しても、この溶融液は底板上の浸透部材に
浸透されるとともに、被覆板により電極等の金属部へ達
することが防止されるので、金属部が浸食されることが
なく、しかもチャンバ内に冷却水が流入することによる
チャンバの水蒸気爆発等の事故の発生を未然に防止する
ことができる。また、排ガス管内にも内面部材が設けら
れているので、排ガス管に多結晶溶融液が流入しても浸
食されることがなく、同様に水蒸気爆発等の事故を防止
することができる。
溶融液が流出しても、この溶融液は底板上の浸透部材に
浸透されるとともに、被覆板により電極等の金属部へ達
することが防止されるので、金属部が浸食されることが
なく、しかもチャンバ内に冷却水が流入することによる
チャンバの水蒸気爆発等の事故の発生を未然に防止する
ことができる。また、排ガス管内にも内面部材が設けら
れているので、排ガス管に多結晶溶融液が流入しても浸
食されることがなく、同様に水蒸気爆発等の事故を防止
することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を図面に示した一実施例に基づ
いて説明する。図１は本実施例の単結晶シリコン引上装
置１の要部の縦断面を示しており、図１中、２は密閉タ
ンク状のチャンバーである。このチャンバー２内の中心
には、ルツボ昇降軸３が下方から垂直に上下移動可能で
且つ回転可能に配設され、下端側はルツボ駆動部（図示
省略）に連結されている。ルツボ昇降軸３の上端部には
受皿４が取付けられており、この受皿４上に、内部の石
英ルツボ５とこの石英ルツボ５の周囲を被って保護する
黒鉛ルツボ６とからなるルツボ７が載置されている。
尚、図１中、８は単結晶溶融液を示す。
いて説明する。図１は本実施例の単結晶シリコン引上装
置１の要部の縦断面を示しており、図１中、２は密閉タ
ンク状のチャンバーである。このチャンバー２内の中心
には、ルツボ昇降軸３が下方から垂直に上下移動可能で
且つ回転可能に配設され、下端側はルツボ駆動部（図示
省略）に連結されている。ルツボ昇降軸３の上端部には
受皿４が取付けられており、この受皿４上に、内部の石
英ルツボ５とこの石英ルツボ５の周囲を被って保護する
黒鉛ルツボ６とからなるルツボ７が載置されている。
尚、図１中、８は単結晶溶融液を示す。
【００１０】上記ルツボ７の周囲にはヒータ９が円筒状
に配設され、ヒータ９の下部にはヒータ通電用の金属製
の電極１０が取付けられている。ヒータ９の周囲には円
筒状の断熱材１１が配設されている。尚、前記チャンバ
ー２の周壁には、図示を省略した冷却水通路が形成され
ている。
に配設され、ヒータ９の下部にはヒータ通電用の金属製
の電極１０が取付けられている。ヒータ９の周囲には円
筒状の断熱材１１が配設されている。尚、前記チャンバ
ー２の周壁には、図示を省略した冷却水通路が形成され
ている。
【００１１】また、上記チャンバー２内の下部には排ガ
ス管１２が配設され、この排ガス管１２の内面には、図
２に示すように、内周面を覆う内面部材１３が設けられ
ている。この内面部材１３はカーボン部材もしくはタン
タル部材により形成されている。尚、内面部材１３はコ
ーディングにより設けてもよい。
ス管１２が配設され、この排ガス管１２の内面には、図
２に示すように、内周面を覆う内面部材１３が設けられ
ている。この内面部材１３はカーボン部材もしくはタン
タル部材により形成されている。尚、内面部材１３はコ
ーディングにより設けてもよい。
【００１２】更に、上記チャンバー２の底部には底板１
４が配設され、この底板１４には、上記ルツボ昇降軸
３、各電極１０の周囲を底部から所定長だけ覆う被覆板
１５が突設され、上述した排ガス管１２の開口よりも上
方の位置まで延在している。これらの底板１４および被
覆板１５は黒鉛板もしくはタンタル板により形成されて
いる。
４が配設され、この底板１４には、上記ルツボ昇降軸
３、各電極１０の周囲を底部から所定長だけ覆う被覆板
１５が突設され、上述した排ガス管１２の開口よりも上
方の位置まで延在している。これらの底板１４および被
覆板１５は黒鉛板もしくはタンタル板により形成されて
いる。
【００１３】また、底板１４上には所定厚さの浸透部材
１６が敷設され、浸透部材１６は浸透性カーボン部材に
より構成されている。尚、浸透部材１６の体積として
は、溶融液１ｋｇ当たり５００〜６００ｃｍ3が好まし
い。
１６が敷設され、浸透部材１６は浸透性カーボン部材に
より構成されている。尚、浸透部材１６の体積として
は、溶融液１ｋｇ当たり５００〜６００ｃｍ3が好まし
い。
【００１４】このような構成の単結晶シリコン引上装置
１では、ルツボ７内に投入されたシリコン等の多結晶原
料はヒータ７により溶融されて多結晶溶融液８が形成さ
れる。この溶融液８に上方から吊下した種結晶を浸漬
し、回転させながら所定の速度で引上げることによりシ
リコン単結晶が得られる。
１では、ルツボ７内に投入されたシリコン等の多結晶原
料はヒータ７により溶融されて多結晶溶融液８が形成さ
れる。この溶融液８に上方から吊下した種結晶を浸漬
し、回転させながら所定の速度で引上げることによりシ
リコン単結晶が得られる。
【００１５】このような単結晶製造において、ルツボ７
に多結晶原料を投入したときに、原料投入の衝撃に起因
してルツボ７に亀裂が生じると、この亀裂から溶融液８
がルツボ７外へ流出し、その流出溶融液８はルツボ７の
外周面に沿って下方へ流れ受皿４の外周面からチャンバ
２の底部に落下することとなる。ところが本発明の場
合、チャンバ底部には浸透性カーボンからなる浸透部材
１６が配設されているため、落下した溶融液は浸透部材
１６内に浸透して、これに保持され、溶融液が金属製の
ルツボ昇降軸３や電極１０に達することを防止でき、こ
れにより金属部の浸食を回避することができる。
に多結晶原料を投入したときに、原料投入の衝撃に起因
してルツボ７に亀裂が生じると、この亀裂から溶融液８
がルツボ７外へ流出し、その流出溶融液８はルツボ７の
外周面に沿って下方へ流れ受皿４の外周面からチャンバ
２の底部に落下することとなる。ところが本発明の場
合、チャンバ底部には浸透性カーボンからなる浸透部材
１６が配設されているため、落下した溶融液は浸透部材
１６内に浸透して、これに保持され、溶融液が金属製の
ルツボ昇降軸３や電極１０に達することを防止でき、こ
れにより金属部の浸食を回避することができる。
【００１６】また、溶融液８が被覆板１５の高さを越え
て溢れるような急激な湯漏れが発生した場合でも、被覆
板１５の高さよりも低い位置に排ガス管１２の開口が配
設されているので、被覆板１５から溶融液８が溢れる前
に排ガス管１２に流入することとなり、溶融液８が電極
１０等の金属部に達することはない。
て溢れるような急激な湯漏れが発生した場合でも、被覆
板１５の高さよりも低い位置に排ガス管１２の開口が配
設されているので、被覆板１５から溶融液８が溢れる前
に排ガス管１２に流入することとなり、溶融液８が電極
１０等の金属部に達することはない。
【００１７】更に、図２に示すように、排ガス管１２に
水冷通路１７が設けられている場合に、排ガス管１２内
に溶融液８が流入したとしても、排ガス管１２の内面に
内面部材１３が設けられた二重構造となっているので、
排ガス管１２を溶融液８により浸食することを防止でき
る。この結果、金属部が溶融液により浸食されることが
ないので、チャンバー内に冷却水が流入することもなく
なり、この冷却水の蒸気化に伴う水蒸気爆発等の事故の
発生を未然に防止できる。
水冷通路１７が設けられている場合に、排ガス管１２内
に溶融液８が流入したとしても、排ガス管１２の内面に
内面部材１３が設けられた二重構造となっているので、
排ガス管１２を溶融液８により浸食することを防止でき
る。この結果、金属部が溶融液により浸食されることが
ないので、チャンバー内に冷却水が流入することもなく
なり、この冷却水の蒸気化に伴う水蒸気爆発等の事故の
発生を未然に防止できる。
【００１８】尚、上記浸透部材１６としては、本発明者
らが試験した結果、直径１０インチのルツボ７にシリコ
ン多結晶原料を５ｋｇ投入して多結晶溶融液を形成し、
この溶融液に上方から浸透性カーボン部材２５００ｃｍ
3（１辺が約１３.６ｃｍの立方体）を投入した場合、こ
の溶融液のすべてを浸透部材１６に浸透させることがで
きた。つまり、溶融液が５ｋｇのときには、２５００ｃ
ｍ3であれば充分となり、１ｋｇ当り５００ｃｍ3以上の
浸透部材の体積を確保すればよい。
らが試験した結果、直径１０インチのルツボ７にシリコ
ン多結晶原料を５ｋｇ投入して多結晶溶融液を形成し、
この溶融液に上方から浸透性カーボン部材２５００ｃｍ
3（１辺が約１３.６ｃｍの立方体）を投入した場合、こ
の溶融液のすべてを浸透部材１６に浸透させることがで
きた。つまり、溶融液が５ｋｇのときには、２５００ｃ
ｍ3であれば充分となり、１ｋｇ当り５００ｃｍ3以上の
浸透部材の体積を確保すればよい。
【００１９】また、上記浸透部材１６を不要とすること
も考えられるが、浸透部材１６を設けない場合には、底
板１４と被覆板１５に溜まった溶融液が固化するに伴っ
て、これらの接合部に力が作用し、接合部から液漏れを
超すことになり、浸透部材は必須の構成となる。
も考えられるが、浸透部材１６を設けない場合には、底
板１４と被覆板１５に溜まった溶融液が固化するに伴っ
て、これらの接合部に力が作用し、接合部から液漏れを
超すことになり、浸透部材は必須の構成となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チャンバの底部溶融液を浸透可能な浸透部材を配設した
ので、ルツボから流出した溶融液が金属部に達すること
を防止することができ、当該金属部を、溶融液による浸
食から阻止することができる。また、急激な溶融液漏れ
があっても、溶融液は排ガス管から流出するとともに、
排ガス管には内面部材が設けられていて、排ガス管に設
けられた水冷部に溶融液が直接接しないので、チャンバ
ーの水蒸気爆発等の危険を未然に防ぐことが可能とな
る。
チャンバの底部溶融液を浸透可能な浸透部材を配設した
ので、ルツボから流出した溶融液が金属部に達すること
を防止することができ、当該金属部を、溶融液による浸
食から阻止することができる。また、急激な溶融液漏れ
があっても、溶融液は排ガス管から流出するとともに、
排ガス管には内面部材が設けられていて、排ガス管に設
けられた水冷部に溶融液が直接接しないので、チャンバ
ーの水蒸気爆発等の危険を未然に防ぐことが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施例に係り、単結晶シリコン引上
装置の要部の概略縦断面図である。
装置の要部の概略縦断面図である。
【図２】排ガス管を示す縦断面図である。
１ 単結晶シリコン引上装置 ２ チャンバ ３ ルツボ昇降軸 ７ ルツボ １０ ヒータ通電用電極 １４ 底板 １５ 被覆板 １６ 浸透部材 １２ 排ガス管 １３ 内面部材
Claims (6)
- 【請求項１】 ルツボが配設されるチャンバの底部に非
浸食性の底板を設けるとともに、ルツボ昇降軸およびヒ
ータ通電用電極の周囲を覆う非浸食性の被覆板を前記底
板に一体に設け、前記底板上に、チャージ量分のシリコ
ン多結晶溶融液を浸透可能な浸透部材を設けたことを特
徴とする単結晶シリコン引上装置。 - 【請求項２】 前記底板および被覆板を、黒鉛板もしく
はタンタル板により形成した請求項１記載の単結晶シリ
コン引上装置。 - 【請求項３】 前記浸透部材を、浸透性カーボンにより
形成した請求項１又は２記載の単結晶シリコン引上装
置。 - 【請求項４】 前記浸透部材を、シリコン溶融液１ｋｇ
当り５００ｃｍ3以上配設した請求項１、２又は３記載
の単結晶シリコン引上装置。 - 【請求項５】 前記浸透部材よりも上方の位置に排ガス
管の吸入口を配設し、この排ガス管内に、内周面を覆う
非浸食性の内面部材を設けた請求項１、２、３又は４記
載の単結晶シリコン引上装置。 - 【請求項６】 前記内面部材を、カーボン部材もしくは
タンタル部材により形成した請求項５記載の単結晶シリ
コン引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096092A JP2624922B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096092A JP2624922B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05270967A JPH05270967A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2624922B2 true JP2624922B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=13446595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7096092A Expired - Fee Related JP2624922B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624922B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4775594B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2011-09-21 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引上装置の湯漏れ検出方法および単結晶引上装置 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP7096092A patent/JP2624922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05270967A (ja) | 1993-10-19 |
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Legal Events
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411 Year of fee payment: 13 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |