JP2785578B2 - シリコン単結晶の引上げ装置 - Google Patents

シリコン単結晶の引上げ装置

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JP2785578B2
JP2785578B2 JP4103502A JP10350292A JP2785578B2 JP 2785578 B2 JP2785578 B2 JP 2785578B2 JP 4103502 A JP4103502 A JP 4103502A JP 10350292 A JP10350292 A JP 10350292A JP 2785578 B2 JP2785578 B2 JP 2785578B2
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silicon
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好彦 山田
道明 小田
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法
(以下CZ法と称する。)によるシリコン単結晶の引上
げ装置に関するもので、さらに詳しくは、シリコン融液
の液面を一定高さに保持しつつシリコン単結晶の引上げ
を行うシリコン単結晶の引上げ装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】CZ法によるシリコン単結晶の引上げ装
置の従来例の模式図が図2に示されている。この図2に
基づいて当該シリコン単結晶の引上げ装置の概要を説明
すれば、この引上げ装置1はメインチャンバ2とその上
のプルチャンバ3とからなり、その間にはゲートバルブ
1aが設けられている。
【0003】ここで、下側のメインチャンバ2には、そ
の中央に、シリコン融液を保持するための石英るつぼ4
が黒鉛るつぼ5にはまり合った状態で設けられ、これら
るつぼ4、5はサポート6によって回転可能に支持され
ている。また、黒鉛るつぼ5の周りにはヒータ7が設け
られ、さらにその周りにはヒートシールド8が設けられ
ている。またさらに、メインチャンバ2のショルダに
は、石英るつぼ4内のシリコン融液9から引き上げられ
るシリコン単結晶10の直径を監視する直径制御用光学
系直径検出器11が設置されている。
【0004】このように構成された引上げ装置1による
シリコン単結晶の引上げは、石英るつぼ4中のシリコン
融液9に、ワイヤ12で懸吊された種結晶10aを浸
し、種結晶10aと石英るつぼ4とを同方向あるいは逆
方向に回転しながら引き上げることによって行われる。
【0005】ところで、シリコン単結晶10の直径制御
を精度良く行うためには、常に、直径制御用光学系直径
検出器11がシリコン融液9とシリコン単結晶10との
界面に向いている必要があるが、石英るつぼ4の位置が
高さ方向で一定であると、シリコン融液9とシリコン単
結晶10との界面は、結晶引上げとともに、下方に移行
してしまうことになるので、シリコン単結晶10の直径
制御がうまく行えないことになる。
【0006】そこで、従来の引上げ装置では、直径制御
用光学系直径検出器11を固定的に設けるとともに、結
晶引上げに伴ってシリコン融液9が減った分だけ、サポ
ート6によって石英るつぼ4を押し上げてシリコン融液
9の液面を常に一定に保つことが行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記引
上げ装置1によってシリコン単結晶10を引き上げる場
合には、従来、次のような不都合があった。
【0008】すなわち、前記引上げ装置1では、メイン
チャンバ2内に固定的に設けられたヒータ7が、石英る
つぼ4の押上げに伴って、当該石英るつぼ4に相対して
下降すること、また、シリコン融液9の液量の減少によ
ってシリコン融液9全体の熱容量が小さくなることと黒
鉛るつぼ5の下部の空間が広くなり放熱が大となること
から、シリコン融液9の液面温度が当初に比べて低くな
ってしまう。その結果、石英るつぼ4内のシリコン融液
9が周りから固化したり、また、シリコン融液9の液面
から蒸発したSiOが石英るつぼ4内面に付着して固化
し、これが石英るつぼ4に落下して結晶中に取り込ま
れ、結晶の多結晶化が起こるなどの不都合があった。
【0009】本発明は、このような問題を解消するため
になされたもので、結晶の多結晶化を防止でき、生産効
率を高めることが可能な引上げ装置を提供することを目
的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、石英るつぼ内にシリコン融液を保持し、上から
吊り下げた種結晶を前記シリコン融液に浸し、シリコン
単結晶を引き上げるにあたり、石英るつぼのシリコン融
液の液面位置を常に同一高さに保持するようにしたシリ
コン単結晶の引上げ装置において、前記石英るつぼを黒
鉛るつぼを介して下側から支えるサポートの外周には、
前記石英るつぼより下方に、裾先がヒータに近接する
カート(円錐台)状の断熱部を設けたものである。この
場合、断熱部は、黒鉛か、窒化珪素、炭化珪素及びシリ
コンカーバイトファイバ含有のセラミックスか、カーボ
ンファイバか、若しくはこれらの組合わせから構成され
ていることが好ましい。
【0011】
【作用】前記した手段によれば、結晶引上げに伴って、
石英るつぼが上昇した場合でも、ヒータの輻射熱を効果
的に利用できることになり、その結果、シリコン融液の
液面温度の低下を可及的に防止することができ歩留の向
上が図られ、また、その分、電力消費も低減することが
できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1の模式図に基づ
いて説明する。
【0013】この引上げ装置21は下方に位置するメイ
ンチャンバ22とその上のプルチャンバ23とからな
り、その間には両チャンバ22、23を切離し可能なゲ
ートバルブ20が設けられている。
【0014】ここで、下側のメインチャンバ22には、
その中央に、シリコン融液を保持するための石英るつぼ
24が黒鉛るつぼ25にはまり合った状態で設けられて
いる。そして、これらるつぼ24、25はサポート26
によって回転および上下動可能に支持されている。一
方、黒鉛るつぼ25の周りにはヒータ27が設けられ、
さらにその周りにはヒートシールド28が設けられてい
る。メインチャンバ22のショルダには、石英るつぼ2
4内のシリコン融液29から引き上げられるシリコン単
結晶30の直径を監視する直径制御用光学系直径検出器
31が設置されている。ここまでの構成は、従来と同様
な構成となっている。
【0015】本実施例では、このように構成された引上
げ装置21のサポート26の外周に断熱部33を設けて
いる。この断熱部33はスカート形状をなしている。こ
の断熱部33は、特に制限はされないが、黒鉛からなる
ものや、窒化珪素、炭化珪素及びシリコンカーバイトフ
ァイバ含有のセラミックスを黒鉛で覆ったものや、カー
ボンファイバを黒鉛で覆ったもの或いはそれ等の複合体
等、断熱効果の大きい材質のものによって形成されてい
る。なお、セラミックなど汚染源となる可能性のある材
質によって断熱部を形成する場合には、チャンバ内の汚
染を防止するため、その周りを黒鉛で完全に覆うことが
望ましい。また、スカート形状の断熱部33の裾は出来
るだけ下側に延び、かつ裾先がヒータ24に出来るだけ
近接していることが望ましい。
【0016】このように構成された実施例のシリコン単
結晶の引上げ装置21によれば、下記のような効果を得
ることができる。
【0017】すなわち、断熱部33が設けられているこ
とから、結晶引上げに伴って、石英るつぼ24が上昇し
た場合でも、ヒータ27の輻射熱が黒鉛るつぼ25下方
に逃げなくなり、その結果、ヒータ27の熱を効果的に
利用できシリコン融液29の液面温度の低下を可及的に
防止することができ歩留の向上が図られ、また、その
分、電力消費も低減することができる。ちなみに、8イ
ンチのシリコン単結晶引上げ機を例にとれば、従来の装
置の平均電力は140kwであったものが、本実施例の
ものでは134kwに低減できた。また、従来のもので
は平均電力を140kwとした場合でも20パーセント
程度のシリコン融液のるつぼ残があったが、本実施例の
ものではるつぼ残をほぼなくすことができた。
【0018】以上、本発明の実施例の引上げ装置につい
て説明したが、本発明は、かかる実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
変形が可能であることはいうまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、石英るつ
ぼ内にシリコン融液を保持し、上から吊り下げた種結晶
を前記シリコン融液に浸し、シリコン単結晶を引き上げ
るにあたり、石英るつぼのシリコン融液の液面位置を常
に同一高さに保持するようにしたシリコン単結晶の引上
げ装置において、前記石英るつぼを黒鉛るつぼを介して
下側から支えるサポートの外周には、前記石英るつぼよ
り下方に、裾先がヒータに近接するスカート(円錐台)
状の断熱部を設けたので、シリコン融液の液面温度の低
下を可及的に防止することができ、歩留の向上が図ら
れ、また、その分、電力消費も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の引上げ機の模式図である。
【図2】従来の引上げ機の模式図である。
【符号の説明】
21 引上げ機 24 石英るつぼ 26 サポート 27 ヒータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英るつぼ内にシリコン融液を保持し、
    上から吊り下げた種結晶を前記シリコン融液に浸し、シ
    リコン単結晶を引き上げるにあたり、石英るつぼのシリ
    コン融液の液面位置を常に同一高さに保持するようにし
    たシリコン単結晶の引上げ装置において、前記石英るつ
    ぼを黒鉛るつぼを介して下側から支えるサポートの外周
    は、前記石英るつぼより下方に、裾先がヒータに近接
    するスカート(円錐台)状の断熱部を設けたことを特徴
    とするシリコン単結晶の引上げ装置。
  2. 【請求項2】 断熱部は、黒鉛か、窒化珪素、炭化珪素
    及びシリコンカーバイトファイバ含有のセラミックス
    か、カーボンファイバか、若しくはこれらの組合わせか
    ら構成されていることを特徴とする請求項1記載のシリ
    コン単結晶の引上げ装置。
JP4103502A 1992-03-30 1992-03-30 シリコン単結晶の引上げ装置 Expired - Lifetime JP2785578B2 (ja)

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