JP2714860B2 - 半導体巣結晶引上げ用石英ガラスルツボ - Google Patents

半導体巣結晶引上げ用石英ガラスルツボ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコン等の半導体単結晶引上げ用石英ガ
ラスルツボに関する。
〔従来の技術〕
従来、この種石英ガラスルツボとしては、ルツボ全体
に均一に無数の気泡のある不透明なもの、不透明なルツ
ボの内面全体に透明層を設けた2層構造のもの又は透明
ルツボの上部にサンドブラストにより不透明層を形成し
たものが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の半導体単結晶引上げ用石英
ガラスルツボのうちの前二者においては、特に、融液面
下のストレート部、アール部及び底部での気泡の膨れに
よる変形、破裂による融液面の大きな変動をもたらし、
引上げ歩留まりの低下、ひいては半導体ウエハの品質低
下を招来している。
一方、最後のものにおいては、外壁面部のみが不透明
であるので、カーボンヒーターからの輻射熱がルツボ中
に通して引上げ中の半導体単結晶のインゴットに伝わ
り、これに影響を与え、同様に引上げ歩留まりの低下を
招来している。
そこで、本発明は、半導体単結晶の引上げ歩留まりを
向上させ、ひいてはこの半導体単結晶を用いて製造され
る半導体デバイスの製造歩留まり及び信頼性を向上させ
得る半導体単結晶引上げ用石英ガラスルツボの提供を目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題を解決するため、本発明の半導体単結晶引上
げ用石英ガラスルツボは、口元から高さの75%以下の長
さに相当するストレート部を、多数の気泡を有し、その
気泡容積が4×10-3〜30×10-3cm3/cm3の不透明石英ガ
ラスとして、残り下方のストレート部、アール部及び底
部を、気泡容積が4×10-3cm3/cm3未満の透明石英ガラ
スとすることを特徴とする。
〔作 用〕
上記手段においては、口元から所要長さのストレート
部は、気泡の存在が多くて不透明となり、残りの部分
は、気泡の存在が少なくて透明となる。
口元から高さ(ルツボの全高)の75%以下の長さに相
当するストレート部を、多数の気泡を有し、その気泡容
積が30×10-3cm3/cm3を超える不透明石英ガラスとする
と、半導体単結晶引上げ中に、気泡の膨れによりルツボ
の口元附近の変形が大きくなって引上げに支障をきたす
一方、4×10-3cm3/cm3未満の不透明石英ガラスとする
と、カーボンヒーターからの直接の輻射熱を遮断でき
ず、引上げ中の半導体単結晶インゴットに影響を与え、
温度制御が困難となって同様に引上げに支障をきたす。
多数の気泡を有し、その気泡容積が4×10-3〜30×10
-3cm3/cm3の不透明石英ガラスからなるストレート部
の、口元からの長さが高さの75%を超えると、この部分
とシリコン等の融液との接触面積が増大し、気泡の影響
が大きくなってしまう。上記部分は、好ましくは初期融
液面よりも上で、口元から高さの30〜50%の長さに相当
する範囲がよい。
又、透明石英ガラスからなる残り下方のストレート
部、アール部及び底部の気泡容積が、4×10-3cm3/cm3
以上となると、気泡の膨れ、破裂による変形が大きく、
融液面が変動し、かつガラス層又は失透層の融液中への
落下等により溶解酸素濃度の増加をもたらし、引上げ歩
留まりの低下を招来する。特に、アール部及び底部の気
泡容積は、1×10-4cm3/cm3未満であることが好まし
い。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
実施例1 30〜50の水晶粉を上部に、残りの下部に200以下
の水晶粉と80〜150の水晶粉を2:5に均一に混合したも
のを成形し、アーク溶解し、第1図に示すように、円筒
状のストレート部1、比較的大きな曲率で下方へ突出し
た底部2及び両部を接続するアール部3からなる高さ25
4mmの14インチルツボを得た。
このルツボは、口元から80mmのストレート部1が、多
数の気泡を有し、その気泡容積が4×10-3〜30×10-3cm
3/cm3の不透明石英ガラス、残り下方のストレート部
1、アール部3及び底部2の気泡容積が4×10-3cm3/cm
3未満の透明石英ガラスとなり、図に示すように、口元
付近が不透明で、それより下方部分が透明なものとなっ
た。
上記ルツボを用いてシリコン単結晶を2回連続して引
上げた結果、従来の通常の全体に均一に無数の気泡のあ
る不透明石英ガラス14インチルツボを使用したときに比
べて、第1表に示すように、平均引上げ歩留まりが3%
向上した。
実施例2 実施例1と同様の製法により、高さ254mmの14インチ
ルツボを得た。
このルツボは、口元から100mmのストレート部が、多
数の気泡を有し、その気泡容積が4×10-3〜30×10-3cm
3/cm3の不透明石英ガラス、残り下方のストレート部、
アール部及び底部の気泡容積が4×10-3cm3/cm3未満の
透明石英ガラスとなり、第1実施例のものと同様に口元
付近が不透明で、それより下方部分が透明なものとなっ
た。
上記ルツボを用いてシリコン単結晶を2回連続して引
上げた結果、従来の通常の全体に均一に多数の気泡のあ
る不透明石英ガラス14インチルツボを使用したときに比
べて、第1表に示すように、平均引上げ歩留まりが5%
向上した。
又、上記各実施例のルツボのアール部及び底部片を4T
orrの真空中において1600℃の温度で3時間加熱した場
合とルツボ全体に均一に無数の気泡のある不透明なもの
(従来品A)及び不透明なルツボの内面全体に透明層を
設けた2層構造のもの(従来品B)を同一条件で加熱し
た場合のルツボのアール部、底部の比重変化率は、第2
表に示すようになった。
〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、半導体単結晶のインゴ
ットと対向する口元から所要長さのストレート部は、気
泡の存在が多くて不透明となり、かつ半導体の融液と接
触する残りの部分は、気泡の存在が少なくて透明となる
ので、ルツボ中の気泡の欠点を解消してその利点を十分
に活用することができ、半導体単結晶の引上げ歩留まり
を従来に比して向上することができ、ひいてはこの半導
体単結晶を用いて製造される半導体デバイスの製造歩留
まり及び信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す半導体単結晶引上げ用
石英ガラスルツボの縦断面図である。 1……ストレート部、2……底部、3……アール部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長峯 義展 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (56)参考文献 特開 昭63−222091(JP,A) 特開 平3−37184(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】口元から高さの75%以下の長さに相当する
    ストレート部を、多数の気泡を有し、その気泡容積が4
    ×10-3〜30×10-3cm3/cm3の不透明石英ガラスとし、残
    り下方のストレート部、アール部及び底部を、気泡容積
    が4×10-3cm3/cm3未満の透明石英ガラスとすることを
    特徴とする半導体単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
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