JP2829688B2 - 半導体単結晶製造装置および半導体単結晶製造方法 - Google Patents
半導体単結晶製造装置および半導体単結晶製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶製造装置
および半導体単結晶製造方法に関する。
および半導体単結晶製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法による単結晶製造装
置において、単結晶引き上げ速度を早めるとともに、不
純物による汚染を防止して単結晶の無転位化を向上させ
る目的で、単結晶の引き上げ領域の周囲に輻射スクリー
ンを配設することが知られている。しかし、石英るつぼ
内に単結晶の原料であるポリ結晶を充填する際、前記輻
射スクリーンが邪魔になるため、輻射スクリーンを配設
しない場合に比べて原料の充填量が少なくなってしま
う。そのため単結晶の生産性が低下し、生産コストの上
昇を招く。この問題を解決する技術として、前記輻射ス
クリーンの昇降、旋回移動を可能とする機構を設け、ポ
リ結晶の充填および溶解時には輻射スクリーンを上方に
移動させ、溶解完了後に単結晶引き上げ領域の周囲に輻
射スクリーンを設置する方法が特公昭５８−１０８０号
公報に開示されている。また特開昭６２−１３８３８６
号公報によると、輻射スクリーンは固定しておき、加熱
用ヒータを昇降可能とし、ポリ結晶の充填、溶解時には
前記ヒータとるつぼとを下降させることによってるつぼ
と輻射スクリーンとの間に十分な空間を確保し、溶解完
了後にヒータとるつぼとを上昇させる方法が開示されて
いる。
置において、単結晶引き上げ速度を早めるとともに、不
純物による汚染を防止して単結晶の無転位化を向上させ
る目的で、単結晶の引き上げ領域の周囲に輻射スクリー
ンを配設することが知られている。しかし、石英るつぼ
内に単結晶の原料であるポリ結晶を充填する際、前記輻
射スクリーンが邪魔になるため、輻射スクリーンを配設
しない場合に比べて原料の充填量が少なくなってしま
う。そのため単結晶の生産性が低下し、生産コストの上
昇を招く。この問題を解決する技術として、前記輻射ス
クリーンの昇降、旋回移動を可能とする機構を設け、ポ
リ結晶の充填および溶解時には輻射スクリーンを上方に
移動させ、溶解完了後に単結晶引き上げ領域の周囲に輻
射スクリーンを設置する方法が特公昭５８−１０８０号
公報に開示されている。また特開昭６２−１３８３８６
号公報によると、輻射スクリーンは固定しておき、加熱
用ヒータを昇降可能とし、ポリ結晶の充填、溶解時には
前記ヒータとるつぼとを下降させることによってるつぼ
と輻射スクリーンとの間に十分な空間を確保し、溶解完
了後にヒータとるつぼとを上昇させる方法が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術による単結晶製造装置は、輻射スクリーンの昇
降、旋回移動を可能とする機構あるいは加熱用ヒータの
昇降機能を設けることによって、単結晶製造装置の価格
が大幅に上昇し、ひいてはこれらの単結晶製造装置を用
いて製造する単結晶のコストを上昇させてしまうという
問題点がある。本発明はこのような従来の問題点に着目
してなされたもので、単結晶原料の充填量を減らさず、
また、輻射スクリーンの昇降、旋回機構や加熱用ヒータ
の昇降機能等高価で複雑な機構を付加することなしに、
輻射スクリーンを用いて単結晶の育成を行うことができ
る半導体単結晶製造装置ならびに半導体単結晶製造方法
を提供することを目的としている。
の技術による単結晶製造装置は、輻射スクリーンの昇
降、旋回移動を可能とする機構あるいは加熱用ヒータの
昇降機能を設けることによって、単結晶製造装置の価格
が大幅に上昇し、ひいてはこれらの単結晶製造装置を用
いて製造する単結晶のコストを上昇させてしまうという
問題点がある。本発明はこのような従来の問題点に着目
してなされたもので、単結晶原料の充填量を減らさず、
また、輻射スクリーンの昇降、旋回機構や加熱用ヒータ
の昇降機能等高価で複雑な機構を付加することなしに、
輻射スクリーンを用いて単結晶の育成を行うことができ
る半導体単結晶製造装置ならびに半導体単結晶製造方法
を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶製造装置は、チョクラル
スキー法を用いる単結晶製造装置において、種子結晶ホ
ルダに嵌着可能のシャフトと、このシャフトの下端に揺
動自在に釣支され、中空円筒状の輻射スクリーンの下端
を掛止する複数個のフックとによって構成した輻射スク
リーン吊り治具と、引き上げ単結晶の下端を包囲する前
記輻射スクリーンとを備える構成とし、このような構成
において、種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフトを上下
に２分割し、分割したシャフトをコイルスプリングを用
いて連結することによって、輻射スクリーン吊り治具を
伸縮自在としてもよく、また、輻射スクリーンの中空部
を塞ぐ複数個の扇形の板からなる遮熱板を、種子結晶ホ
ルダに嵌着可能のシャフトの下端に、垂直方向に揺動自
在に釣支する構造としてもよい。あるいは、中空円筒状
の輻射スクリーンの下端を掛止する複数個のフックが動
き得る放射状の切り欠き溝を備えた円板状の遮熱板を、
種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフトの下端に固着して
もよい。前記輻射スクリーン吊り治具には、モリブデン
合金、タングステン、タンタル等の耐熱性金属またはセ
ラミックス、カーボンあるいはこれらにＳｉＣ、ＳｉＮ
のコーティングを施したものを使用するものとする。本
発明に係る半導体単結晶製造方法は、種子結晶ホルダに
輻射スクリーン吊り治具のシャフトを嵌着し、このシャ
フトに釣支した複数個のフックに輻射スクリーンの下端
を掛止した上、前記輻射スクリーンの上端が半導体単結
晶製造装置のアッパチャンバ内面に近接するまで種子結
晶ホルダを上昇させてるつぼへの原料の充填ならびに原
料の加熱を行い、原料の溶解がほぼ完了した時点で前記
種子結晶ホルダを下降させ、輻射スクリーンの上端が半
導体単結晶製造装置の断熱筒上面に掛止された後、更に
種子結晶ホルダを下降させることによって輻射スクリー
ンの下端からフックを外し、種子結晶ホルダのプルチャ
ンバ内への上昇、アイソレーションバルブの閉鎖、プル
チャンバ内の常圧化、種子結晶ホルダに嵌着した輻射ス
クリーン吊り治具とシードチャックとの交換、プルチャ
ンバ内の減圧と不活性ガスによるパージ、アイソレーシ
ョンバルブの開放、種子結晶の下降と融液への浸漬とを
行った上、単結晶を引き上げる一連の作業を行うものと
し、輻射スクリーン吊り治具のフックに輻射スクリーン
の下端を掛止するとともに、前記吊り治具のシャフト下
端に揺動自在に釣支した複数個の遮熱板またはシャフト
下端に固着した遮熱板によって前記輻射スクリーンの中
空部を塞ぎ、るつぼ内の原料溶解時の熱のプルチャンバ
への上昇を阻止することにしてもよい。
め、本発明に係る半導体単結晶製造装置は、チョクラル
スキー法を用いる単結晶製造装置において、種子結晶ホ
ルダに嵌着可能のシャフトと、このシャフトの下端に揺
動自在に釣支され、中空円筒状の輻射スクリーンの下端
を掛止する複数個のフックとによって構成した輻射スク
リーン吊り治具と、引き上げ単結晶の下端を包囲する前
記輻射スクリーンとを備える構成とし、このような構成
において、種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフトを上下
に２分割し、分割したシャフトをコイルスプリングを用
いて連結することによって、輻射スクリーン吊り治具を
伸縮自在としてもよく、また、輻射スクリーンの中空部
を塞ぐ複数個の扇形の板からなる遮熱板を、種子結晶ホ
ルダに嵌着可能のシャフトの下端に、垂直方向に揺動自
在に釣支する構造としてもよい。あるいは、中空円筒状
の輻射スクリーンの下端を掛止する複数個のフックが動
き得る放射状の切り欠き溝を備えた円板状の遮熱板を、
種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフトの下端に固着して
もよい。前記輻射スクリーン吊り治具には、モリブデン
合金、タングステン、タンタル等の耐熱性金属またはセ
ラミックス、カーボンあるいはこれらにＳｉＣ、ＳｉＮ
のコーティングを施したものを使用するものとする。本
発明に係る半導体単結晶製造方法は、種子結晶ホルダに
輻射スクリーン吊り治具のシャフトを嵌着し、このシャ
フトに釣支した複数個のフックに輻射スクリーンの下端
を掛止した上、前記輻射スクリーンの上端が半導体単結
晶製造装置のアッパチャンバ内面に近接するまで種子結
晶ホルダを上昇させてるつぼへの原料の充填ならびに原
料の加熱を行い、原料の溶解がほぼ完了した時点で前記
種子結晶ホルダを下降させ、輻射スクリーンの上端が半
導体単結晶製造装置の断熱筒上面に掛止された後、更に
種子結晶ホルダを下降させることによって輻射スクリー
ンの下端からフックを外し、種子結晶ホルダのプルチャ
ンバ内への上昇、アイソレーションバルブの閉鎖、プル
チャンバ内の常圧化、種子結晶ホルダに嵌着した輻射ス
クリーン吊り治具とシードチャックとの交換、プルチャ
ンバ内の減圧と不活性ガスによるパージ、アイソレーシ
ョンバルブの開放、種子結晶の下降と融液への浸漬とを
行った上、単結晶を引き上げる一連の作業を行うものと
し、輻射スクリーン吊り治具のフックに輻射スクリーン
の下端を掛止するとともに、前記吊り治具のシャフト下
端に揺動自在に釣支した複数個の遮熱板またはシャフト
下端に固着した遮熱板によって前記輻射スクリーンの中
空部を塞ぎ、るつぼ内の原料溶解時の熱のプルチャンバ
への上昇を阻止することにしてもよい。
【０００５】
【作用】上記構成によれば、輻射スクリーン吊り治具を
種子結晶ホルダに嵌着し、前記吊り治具のフックに輻射
スクリーンの下端を掛止することにしたので、種子結晶
ホルダを昇降させることにより輻射スクリーンの垂直方
向位置を容易に調節することができる。従って、単結晶
原料のるつぼへの充填および原料の加熱、溶解の間は、
前記輻射スクリーンをるつぼ上方に引き上げることによ
って単結晶原料と輻射スクリーン下端との干渉を回避
し、所定量の単結晶原料を充填することが可能となる。
単結晶原料の溶解がほぼ完了した時点で種子結晶ホルダ
を下降させて輻射スクリーンの上端を断熱筒上端に掛止
し、更に種子結晶ホルダを下降させると輻射スクリーン
の下端からフックが外れる。次に種子結晶ホルダをプル
チャンバ内に引き上げ、輻射スクリーン吊り治具を種子
結晶に代えた上、種子結晶ホルダを下降させ、単結晶の
育成を開始する。本発明によれば、輻射スクリーンの昇
降操作を極めて簡素な構成による吊り治具を用いて行う
ことが可能である。また、前記吊り治具に遮熱板を付加
し、輻射スクリーンの中空部を遮蔽することにより、単
結晶原料溶解時の熱のプルチャンバへの上昇が阻止さ
れ、原料の溶解を効率よく行うことができる。
種子結晶ホルダに嵌着し、前記吊り治具のフックに輻射
スクリーンの下端を掛止することにしたので、種子結晶
ホルダを昇降させることにより輻射スクリーンの垂直方
向位置を容易に調節することができる。従って、単結晶
原料のるつぼへの充填および原料の加熱、溶解の間は、
前記輻射スクリーンをるつぼ上方に引き上げることによ
って単結晶原料と輻射スクリーン下端との干渉を回避
し、所定量の単結晶原料を充填することが可能となる。
単結晶原料の溶解がほぼ完了した時点で種子結晶ホルダ
を下降させて輻射スクリーンの上端を断熱筒上端に掛止
し、更に種子結晶ホルダを下降させると輻射スクリーン
の下端からフックが外れる。次に種子結晶ホルダをプル
チャンバ内に引き上げ、輻射スクリーン吊り治具を種子
結晶に代えた上、種子結晶ホルダを下降させ、単結晶の
育成を開始する。本発明によれば、輻射スクリーンの昇
降操作を極めて簡素な構成による吊り治具を用いて行う
ことが可能である。また、前記吊り治具に遮熱板を付加
し、輻射スクリーンの中空部を遮蔽することにより、単
結晶原料溶解時の熱のプルチャンバへの上昇が阻止さ
れ、原料の溶解を効率よく行うことができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体単結晶製造装置
およびこの製造装置を用いた半導体単結晶の製造方法の
実施例について、図面を参照して説明する。図１は半導
体単結晶製造装置の石英るつぼに単結晶の原料であるポ
リ結晶を充填した状態を示す説明図で、メインチャンバ
１内に設置された黒鉛るつぼ２に石英るつぼ３が嵌着さ
れ、この石英るつぼ３内にポリ結晶４が充填されてい
る。種子結晶ホルダ５にはシードチャックの代わりに輻
射スクリーン吊り治具６が装着されている。前記吊り治
具６は、種子結晶ホルダ５に嵌着されたモリブデン合金
製のシャフト６ａと、このシャフト６ａの下端に設けら
れたキリ穴に繋着されたタングステン製のワイヤケーブ
ル６ｂと、ワイヤケーブル６ｂの下端に繋着された３個
のモリブデン合金製のフック６ｃとからなり、これらの
フック６ｃを円錐筒状の輻射スクリーン７の下端に掛止
することによって、前記輻射スクリーン７が吊り治具６
に釣支されている。そして、輻射スクリーン７の上端と
アッパチャンバ１ａの内面との隙間が０〜数十ｍｍにな
るように、種子結晶ホルダ５の高さが調節されている。
なお、８はるつぼ軸、９はカーボンヒータ、１０は断熱
筒、１１は保護筒で、断熱筒１０の上端フランジと保護
筒１１の上端フランジとによって段差部１０ａが形成さ
れている。
およびこの製造装置を用いた半導体単結晶の製造方法の
実施例について、図面を参照して説明する。図１は半導
体単結晶製造装置の石英るつぼに単結晶の原料であるポ
リ結晶を充填した状態を示す説明図で、メインチャンバ
１内に設置された黒鉛るつぼ２に石英るつぼ３が嵌着さ
れ、この石英るつぼ３内にポリ結晶４が充填されてい
る。種子結晶ホルダ５にはシードチャックの代わりに輻
射スクリーン吊り治具６が装着されている。前記吊り治
具６は、種子結晶ホルダ５に嵌着されたモリブデン合金
製のシャフト６ａと、このシャフト６ａの下端に設けら
れたキリ穴に繋着されたタングステン製のワイヤケーブ
ル６ｂと、ワイヤケーブル６ｂの下端に繋着された３個
のモリブデン合金製のフック６ｃとからなり、これらの
フック６ｃを円錐筒状の輻射スクリーン７の下端に掛止
することによって、前記輻射スクリーン７が吊り治具６
に釣支されている。そして、輻射スクリーン７の上端と
アッパチャンバ１ａの内面との隙間が０〜数十ｍｍにな
るように、種子結晶ホルダ５の高さが調節されている。
なお、８はるつぼ軸、９はカーボンヒータ、１０は断熱
筒、１１は保護筒で、断熱筒１０の上端フランジと保護
筒１１の上端フランジとによって段差部１０ａが形成さ
れている。
【０００７】図１に示した状態では、石英るつぼ３上端
と輻射スクリーン７下端との間に十分な隙間を確保する
ことができるので、石英るつぼ３にポリ結晶４を充填す
る際、その充填量を減らすことなく容易に所定量を充填
することができる。石英るつぼ３にポリ結晶４を充填し
た後、カーボンヒータ９によりポリ結晶４を加熱、溶解
する。ポリ結晶４がほぼ溶解した時点で、るつぼ軸８を
駆動して石英るつぼ３を約１０ｃｍ下降させ、これに伴
って種子結晶ホルダ５も徐々に下降させる。そして、輻
射スクリーン７の上端外周に設けられたフランジ７ａ
が、図２に示すように前記段差部１０ａに掛止される。
種子結晶ホルダ５を更に下降させると、輻射スクリーン
７の下端からフック６ｃが外れるので、この時点で種子
結晶ホルダ５の下降を停止し、輻射スクリーン吊り治具
６をプルチャンバ１ｂ内に上昇させた上、アイソレーシ
ョンバルブ１２を閉じる。なお、下降した石英るつぼ３
はもとの位置まで上昇させる。次にプルチャンバ１ｂ内
を常圧にし、種子結晶ホルダ５から輻射スクリーン吊り
治具６を取り外して種子結晶を装着したシードチャック
を取り付け、プルチャンバ１ｂ内が所定の圧力になるま
で再度減圧する。そしてプルチャンバ１ｂ内をＡｒガス
パージの後、前記アイソレーションバルブ１２を開き、
種子結晶を下降させて石英るつぼ３内の融液に浸漬す
る。単結晶の引き上げ時には、前記輻射スクリーン７が
引き上げ単結晶の周囲を包囲しているので、融液面やカ
ーボンヒータ９から単結晶に加えられる輻射熱が遮断さ
れ、単結晶引き上げ速度を早めることができるととも
に、不純物による汚染を防止して単結晶の無転位化を向
上させる。単結晶の引き上げが完了し、単結晶インゴッ
トが単結晶製造装置から搬出されると、アッパチャンバ
１ａはメインチャンバ１から分離され、石英るつぼ３等
の交換が行われる。その際、輻射スクリーン７も取り外
され、点検・手入れの上、次の単結晶引き上げに使用さ
れる。
と輻射スクリーン７下端との間に十分な隙間を確保する
ことができるので、石英るつぼ３にポリ結晶４を充填す
る際、その充填量を減らすことなく容易に所定量を充填
することができる。石英るつぼ３にポリ結晶４を充填し
た後、カーボンヒータ９によりポリ結晶４を加熱、溶解
する。ポリ結晶４がほぼ溶解した時点で、るつぼ軸８を
駆動して石英るつぼ３を約１０ｃｍ下降させ、これに伴
って種子結晶ホルダ５も徐々に下降させる。そして、輻
射スクリーン７の上端外周に設けられたフランジ７ａ
が、図２に示すように前記段差部１０ａに掛止される。
種子結晶ホルダ５を更に下降させると、輻射スクリーン
７の下端からフック６ｃが外れるので、この時点で種子
結晶ホルダ５の下降を停止し、輻射スクリーン吊り治具
６をプルチャンバ１ｂ内に上昇させた上、アイソレーシ
ョンバルブ１２を閉じる。なお、下降した石英るつぼ３
はもとの位置まで上昇させる。次にプルチャンバ１ｂ内
を常圧にし、種子結晶ホルダ５から輻射スクリーン吊り
治具６を取り外して種子結晶を装着したシードチャック
を取り付け、プルチャンバ１ｂ内が所定の圧力になるま
で再度減圧する。そしてプルチャンバ１ｂ内をＡｒガス
パージの後、前記アイソレーションバルブ１２を開き、
種子結晶を下降させて石英るつぼ３内の融液に浸漬す
る。単結晶の引き上げ時には、前記輻射スクリーン７が
引き上げ単結晶の周囲を包囲しているので、融液面やカ
ーボンヒータ９から単結晶に加えられる輻射熱が遮断さ
れ、単結晶引き上げ速度を早めることができるととも
に、不純物による汚染を防止して単結晶の無転位化を向
上させる。単結晶の引き上げが完了し、単結晶インゴッ
トが単結晶製造装置から搬出されると、アッパチャンバ
１ａはメインチャンバ１から分離され、石英るつぼ３等
の交換が行われる。その際、輻射スクリーン７も取り外
され、点検・手入れの上、次の単結晶引き上げに使用さ
れる。
【０００８】図３は、請求項１の半導体単結晶製造装置
の第２実施例における輻射スクリーン吊り治具の斜視図
である。この輻射スクリーン吊り治具６は、シャフト６
ａの下端に穿設した３個のピン穴に３個のフック６ｃの
上端を回動自在に軸着したものである。また図４は、請
求項２の半導体単結晶製造装置における輻射スクリーン
吊り治具の説明図で、シャフト６ａがコイルスプリング
６ｄを介して２分割されているので、石英るつぼ内に単
結晶原料を充填するに当たり輻射スクリーン吊り治具に
輻射スクリーンを掛止して引き上げたとき、輻射スクリ
ーンの上端がアッパチャンバの内面に当接した場合でも
その衝撃を緩和することができるようになっている。
の第２実施例における輻射スクリーン吊り治具の斜視図
である。この輻射スクリーン吊り治具６は、シャフト６
ａの下端に穿設した３個のピン穴に３個のフック６ｃの
上端を回動自在に軸着したものである。また図４は、請
求項２の半導体単結晶製造装置における輻射スクリーン
吊り治具の説明図で、シャフト６ａがコイルスプリング
６ｄを介して２分割されているので、石英るつぼ内に単
結晶原料を充填するに当たり輻射スクリーン吊り治具に
輻射スクリーンを掛止して引き上げたとき、輻射スクリ
ーンの上端がアッパチャンバの内面に当接した場合でも
その衝撃を緩和することができるようになっている。
【０００９】図５〜図７は、請求項３の半導体単結晶製
造装置における輻射スクリーン吊り治具の説明図であ
る。この吊り治具１３は、上記請求項１の吊り治具に遮
熱板を付加したもので、シャフト６ａの下端にワイヤケ
ーブル１３ａを用いてボス１３ｂが釣支され、このボス
１３ｂには図７に示すような扇形の３枚の板からなる遮
熱板１３ｃが、それぞれピン１３ｄにより垂直方向に揺
動自在に軸着されている。前記各遮熱板１３ｃ相互の隙
間はフック６ｃの棒径より大きく、フック６ｃは前記隙
間に沿って自由に動くことができる。石英るつぼに充填
したポリ結晶を加熱、溶解する際、輻射スクリーン７は
アッパチャンバ１ａの内面に近接して引き上げられてい
るが、前記遮熱板１３ｃの外縁は輻射スクリーン７の内
面に当接し、図５に示すように輻射スクリーン７の中空
部をほぼ塞いでいるので、プルチャンバへの熱の上昇が
妨げられ、ポリ結晶の溶解を早めることができる。ポリ
結晶の溶解がほぼ完了した時点で石英るつぼとともに種
子結晶ホルダを徐々に下降させる。前記輻射スクリーン
７が図６に示すように断熱筒１０に掛止された後、種子
結晶ホルダを更に下降させ、輻射スクリーン７の下端か
らフック６ｃを外すが、このとき前記遮熱板１３ｃはそ
れぞれピン１３ｄを支点として上方に回転するので、フ
ック６ｃおよび遮熱板１３ｃは輻射スクリーン７の下方
に支障なく下降することができる。次に種子結晶ホルダ
とともに輻射スクリーン吊り治具１３をプルチャンバ内
に上昇させる。遮熱板１３ｃは自重によりピン１３ｄを
支点としてそれぞれ下方に回転し、フック６ｃとともに
輻射スクリーン７の中空部を通り抜けて上昇する。
造装置における輻射スクリーン吊り治具の説明図であ
る。この吊り治具１３は、上記請求項１の吊り治具に遮
熱板を付加したもので、シャフト６ａの下端にワイヤケ
ーブル１３ａを用いてボス１３ｂが釣支され、このボス
１３ｂには図７に示すような扇形の３枚の板からなる遮
熱板１３ｃが、それぞれピン１３ｄにより垂直方向に揺
動自在に軸着されている。前記各遮熱板１３ｃ相互の隙
間はフック６ｃの棒径より大きく、フック６ｃは前記隙
間に沿って自由に動くことができる。石英るつぼに充填
したポリ結晶を加熱、溶解する際、輻射スクリーン７は
アッパチャンバ１ａの内面に近接して引き上げられてい
るが、前記遮熱板１３ｃの外縁は輻射スクリーン７の内
面に当接し、図５に示すように輻射スクリーン７の中空
部をほぼ塞いでいるので、プルチャンバへの熱の上昇が
妨げられ、ポリ結晶の溶解を早めることができる。ポリ
結晶の溶解がほぼ完了した時点で石英るつぼとともに種
子結晶ホルダを徐々に下降させる。前記輻射スクリーン
７が図６に示すように断熱筒１０に掛止された後、種子
結晶ホルダを更に下降させ、輻射スクリーン７の下端か
らフック６ｃを外すが、このとき前記遮熱板１３ｃはそ
れぞれピン１３ｄを支点として上方に回転するので、フ
ック６ｃおよび遮熱板１３ｃは輻射スクリーン７の下方
に支障なく下降することができる。次に種子結晶ホルダ
とともに輻射スクリーン吊り治具１３をプルチャンバ内
に上昇させる。遮熱板１３ｃは自重によりピン１３ｄを
支点としてそれぞれ下方に回転し、フック６ｃとともに
輻射スクリーン７の中空部を通り抜けて上昇する。
【００１０】図８および図９は、請求項４の半導体単結
晶製造装置における輻射スクリーン吊り治具の説明図で
ある。この吊り治具１３も上記請求項１の吊り治具に遮
熱板を付加したものであるが、シャフト６ａはフック６
ｃの下端付近まで延長され、このシャフト６ａの下端に
円板状の遮熱板１３ｅが固着されている。また、３個の
フック６ｃは前記シャフト６ａの上部からワイヤケーブ
ル６ｂを介して釣支されている。前記遮熱板１３ｅの外
径は輻射スクリーン７の下端内径よりやや小さく、図９
に示すように、外周から中心に向かう３本の切り欠き溝
１３ｆが設けられ、フック６ｃは前記欠き溝１３ｆに沿
って自由に動くことができる。輻射スクリーン７の下端
をフック６ｃに掛止したとき、前記輻射スクリーン７の
中空部下端は遮熱板１３ｅによってほぼ塞がれる。ま
た、輻射スクリーン７が断熱筒に掛止された後、種子結
晶ホルダを更に下降させることにより輻射スクリーン７
の下端から外れたフック６ｃは、前記切り欠き溝１３ｆ
に沿って遮熱板１３ｅの中心付近に収納され、種子結晶
ホルダの上昇により輻射スクリーン吊り治具１３も輻射
スクリーン７の中空部を通り抜けてプルチャンバ内に上
昇する。
晶製造装置における輻射スクリーン吊り治具の説明図で
ある。この吊り治具１３も上記請求項１の吊り治具に遮
熱板を付加したものであるが、シャフト６ａはフック６
ｃの下端付近まで延長され、このシャフト６ａの下端に
円板状の遮熱板１３ｅが固着されている。また、３個の
フック６ｃは前記シャフト６ａの上部からワイヤケーブ
ル６ｂを介して釣支されている。前記遮熱板１３ｅの外
径は輻射スクリーン７の下端内径よりやや小さく、図９
に示すように、外周から中心に向かう３本の切り欠き溝
１３ｆが設けられ、フック６ｃは前記欠き溝１３ｆに沿
って自由に動くことができる。輻射スクリーン７の下端
をフック６ｃに掛止したとき、前記輻射スクリーン７の
中空部下端は遮熱板１３ｅによってほぼ塞がれる。ま
た、輻射スクリーン７が断熱筒に掛止された後、種子結
晶ホルダを更に下降させることにより輻射スクリーン７
の下端から外れたフック６ｃは、前記切り欠き溝１３ｆ
に沿って遮熱板１３ｅの中心付近に収納され、種子結晶
ホルダの上昇により輻射スクリーン吊り治具１３も輻射
スクリーン７の中空部を通り抜けてプルチャンバ内に上
昇する。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
子結晶ホルダを利用して輻射スクリーン吊り治具を装着
し、前記吊り治具のフックに輻射スクリーンの下端を掛
止することにしたので、種子結晶ホルダの昇降により輻
射スクリーンの垂直方向位置を任意に調節することがで
きる。従って、単結晶原料のるつぼへの充填および原料
の加熱、溶解の際には、前記輻射スクリーンをるつぼ上
方に引き上げることによって単結晶原料と輻射スクリー
ン下端との干渉を回避し、所定量の単結晶原料を充填す
ることが可能となる。また、前記吊り治具に遮熱板を付
加し、輻射スクリーンの中空部を遮蔽することにより、
単結晶原料溶解時の熱のプルチャンバへの上昇が阻止さ
れ、原料の溶解を効率よく行うことができる。輻射スク
リーンを所定の位置に掛止した後、フックは自重により
容易に離脱するので、輻射スクリーン吊り治具をプルチ
ャンバ内に引き上げた上、種子結晶に代えれば単結晶引
き上げを開始することができる。このように本発明は、
単結晶原料の充填量を減らす必要がなく、また、高価で
複雑な機構を付加することなしに、極めて簡素な構成の
輻射スクリーン吊り治具を用いて半導体単結晶の製造を
効率よく行うことができる。
子結晶ホルダを利用して輻射スクリーン吊り治具を装着
し、前記吊り治具のフックに輻射スクリーンの下端を掛
止することにしたので、種子結晶ホルダの昇降により輻
射スクリーンの垂直方向位置を任意に調節することがで
きる。従って、単結晶原料のるつぼへの充填および原料
の加熱、溶解の際には、前記輻射スクリーンをるつぼ上
方に引き上げることによって単結晶原料と輻射スクリー
ン下端との干渉を回避し、所定量の単結晶原料を充填す
ることが可能となる。また、前記吊り治具に遮熱板を付
加し、輻射スクリーンの中空部を遮蔽することにより、
単結晶原料溶解時の熱のプルチャンバへの上昇が阻止さ
れ、原料の溶解を効率よく行うことができる。輻射スク
リーンを所定の位置に掛止した後、フックは自重により
容易に離脱するので、輻射スクリーン吊り治具をプルチ
ャンバ内に引き上げた上、種子結晶に代えれば単結晶引
き上げを開始することができる。このように本発明は、
単結晶原料の充填量を減らす必要がなく、また、高価で
複雑な機構を付加することなしに、極めて簡素な構成の
輻射スクリーン吊り治具を用いて半導体単結晶の製造を
効率よく行うことができる。
【図１】請求項１の半導体単結晶製造装置の第１実施例
において、石英るつぼにポリ結晶を充填した状態を示す
説明図である。
において、石英るつぼにポリ結晶を充填した状態を示す
説明図である。
【図２】請求項１の半導体単結晶製造装置の第１実施例
において、断熱筒に輻射スクリーンを掛止した状態を示
す説明図である。
において、断熱筒に輻射スクリーンを掛止した状態を示
す説明図である。
【図３】請求項１の半導体単結晶製造装置の第２実施例
における輻射スクリーン吊り治具の斜視図である。
における輻射スクリーン吊り治具の斜視図である。
【図４】請求項２の半導体単結晶製造装置における輻射
スクリーン吊り治具の説明図である。
スクリーン吊り治具の説明図である。
【図５】請求項３の半導体単結晶製造装置における輻射
スクリーン吊り治具の説明図で、輻射スクリーンの中空
部を遮熱板で塞いだ状態を示す。
スクリーン吊り治具の説明図で、輻射スクリーンの中空
部を遮熱板で塞いだ状態を示す。
【図６】図５に示した輻射スクリーン吊り治具を下降さ
せて断熱筒に輻射スクリーンを掛止し、前記吊り治具の
フックを輻射スクリーンから外すとともに、遮熱板が反
転して輻射スクリーンから外れる直前の状態を示す。
せて断熱筒に輻射スクリーンを掛止し、前記吊り治具の
フックを輻射スクリーンから外すとともに、遮熱板が反
転して輻射スクリーンから外れる直前の状態を示す。
【図７】図５に示した遮熱板の上面図である。
【図８】請求項４の半導体単結晶製造装置における輻射
スクリーン吊り治具の説明図で、輻射スクリーンの中空
部を遮熱板で塞いだ状態を示す。
スクリーン吊り治具の説明図で、輻射スクリーンの中空
部を遮熱板で塞いだ状態を示す。
【図９】図８に示した遮熱板の上面図である。
１ａ アッパチャンバ １ｂ プルチャンバ ３ 石英るつぼ ５ 種子結晶ホルダ ６，１３ 輻射スクリーン吊り治具 ６ａ シャフト ６ｃ フック ６ｄ コイルスプリング ７ 輻射スクリーン １０ 断熱筒 １２ アイソレーションバルブ １３ｃ，１３ｅ 遮蔽板 １３ｆ 切り欠き溝
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 15/00 - 15/04 C30B 15/14 - 15/18 C30B 28/00 - 35/00
Claims (7)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法を用いる単結晶製造
装置において、種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフト
と、このシャフトの下端に揺動自在に釣支され、中空円
筒状の輻射スクリーンの下端を掛止する複数個のフック
とによって構成した輻射スクリーン吊り治具と、引き上
げ単結晶の下端を包囲する前記輻射スクリーンとを備え
ていることを特徴とする半導体単結晶製造装置。 - 【請求項２】 種子結晶ホルダに嵌着可能のシャフトを
上下に２分割し、分割したシャフトをコイルスプリング
を用いて連結することによって、輻射スクリーン吊り治
具を伸縮自在としたことを特徴とする請求項１の半導体
単結晶製造装置。 - 【請求項３】 輻射スクリーンの中空部を塞ぐ複数個の
扇形の板からなる遮熱板を、種子結晶ホルダに嵌着可能
のシャフトの下端に、垂直方向に揺動自在に釣支したこ
とを特徴とする請求項１または請求項２の半導体単結晶
製造装置。 - 【請求項４】 中空円筒状の輻射スクリーンの下端を掛
止する複数個のフックが動き得る放射状の切り欠き溝を
備えた円板状の遮熱板を、種子結晶ホルダに嵌着可能の
シャフトの下端に固着したことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２の半導体単結晶製造装置。 - 【請求項５】 輻射スクリーン吊り治具に、モリブデン
合金、タングステン、タンタル等の耐熱性金属またはセ
ラミックス、カーボンあるいはこれらにＳｉＣ、ＳｉＮ
のコーティングを施したものを使用することを特徴とす
る請求項１、請求項２、請求項３または請求項４の半導
体単結晶製造装置。 - 【請求項６】 種子結晶ホルダに輻射スクリーン吊り治
具のシャフトを嵌着し、このシャフトに釣支した複数個
のフックに輻射スクリーンの下端を掛止した上、前記輻
射スクリーンの上端が半導体単結晶製造装置のアッパチ
ャンバ内面に近接するまで種子結晶ホルダを上昇させて
るつぼへの原料の充填ならびに原料の加熱を行い、原料
の溶解がほぼ完了した時点で前記種子結晶ホルダを下降
させ、輻射スクリーンの上端が半導体単結晶製造装置の
断熱筒上面に掛止された後、更に種子結晶ホルダを下降
させることによって輻射スクリーンの下端からフックを
外し、種子結晶ホルダのプルチャンバ内への上昇、アイ
ソレーションバルブの閉鎖、プルチャンバ内の常圧化、
種子結晶ホルダに嵌着した輻射スクリーン吊り治具とシ
ードチャックとの交換、プルチャンバ内の減圧と不活性
ガスによるパージ、アイソレーションバルブの開放、種
子結晶の下降と融液への浸漬とを行った上、単結晶を引
き上げる一連の作業を行うことを特徴とする半導体単結
晶製造方法。 - 【請求項７】 輻射スクリーン吊り治具のフックに輻射
スクリーンの下端を掛止するとともに、前記吊り治具の
シャフト下端に揺動自在に釣支した複数個の遮熱板また
はシャフト下端に固着した遮熱板によって前記輻射スク
リーンの中空部を塞ぎ、るつぼ内の原料溶解時の熱のプ
ルチャンバへの上昇を阻止することを特徴とする請求項
６の半導体単結晶製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26810092A JP2829688B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 半導体単結晶製造装置および半導体単結晶製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26810092A JP2829688B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 半導体単結晶製造装置および半導体単結晶製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692772A JPH0692772A (ja) | 1994-04-05 |
| JP2829688B2 true JP2829688B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=17453899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26810092A Expired - Lifetime JP2829688B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 半導体単結晶製造装置および半導体単結晶製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829688B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200091694A (ko) * | 2019-01-23 | 2020-07-31 | 에스케이실트론 주식회사 | 실리콘 단결정 성장 장치 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP26810092A patent/JP2829688B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200091694A (ko) * | 2019-01-23 | 2020-07-31 | 에스케이실트론 주식회사 | 실리콘 단결정 성장 장치 |
| KR102661939B1 (ko) * | 2019-01-23 | 2024-04-29 | 에스케이실트론 주식회사 | 실리콘 단결정 성장 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0692772A (ja) | 1994-04-05 |
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