JP3019949B2 - 単結晶引上装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、CZ法（チョクラルスキー法）等によりシリ
コン等の単結晶を引き上げる装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の単結晶引上装置としては、例えば第２
図に示すように、チャンバ１の天井とこのチャンバ１内
に収容したルツボ２との間に、単結晶の引上速度を高め
るため、引き上げられた単結晶を囲んでヒーター３やル
ツボ２内の融液４等の熱源からの輻射熱を遮る截頭逆円
錐管体状の熱遮蔽体５を有するものが提案されている。
図中６は保温筒、７は引上筒、８は多結晶原料である。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来の単結晶引上装置において
は、より速い単結晶の引上速度を実現するため、熱遮蔽
体を融液の液面近傍に配置する必要がある一方、多量の
融液を得るため、多結晶原料をルツボに山積みにチャー
ジする必要があるものの、チャンバの天井とルツボとの
間に配置される熱遮蔽体の高さが両者間の間隔とほぼ等
しく設けられているので、多結晶原料をルツボにフルチ
ャージすることができず、フルチャージの85％程度の多
結晶原料をチャージし、多結晶原料が熱遮蔽体に触れな
いようルツボを下げてヒータの熱効率のよくない位置で
融解している。

このため、多結晶原料のチャージ量が少なくなり、か
つその融解に要する時間が長くなる問題がある。

そこで、本発明は、多結晶原料のフルチャージが可能
で、その融解に要する時間を短縮し得、又、単結晶のよ
り速い速度での引き上げをなし得る単結晶引上装置の提
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、本発明の単結晶引上装置
は、チャンバの天井とこのチャンバ内に収容した溶融原
料保持ルツボとの間に配置され、単結晶を囲む截頭逆円
錐管体状の熱遮蔽体を有する単結晶引上装置において、
前記熱遮蔽体はワイヤーを介して吊持する昇降手段によ
って昇降可能に設けられてなることを特徴とする。

前記昇降手段は、チャンバの上部に立設された引上筒
の下端部に設置してなることが好ましい。

又、前記昇降手段は、ワイヤーを巻き上げ又は巻き下
げするドラムを有することが好ましい。

一方、前記ドラムは、複数設けられ、各ドラムは、同
期速度でのそれぞれのワイヤーの巻き上げ又は巻き下げ
可能に連結されてなることが好ましい。

〔作 用〕

上記手段においては、熱遮蔽体がワイヤーに吊持され
た状態で、多結晶原料のチャージ時に上昇され、又、単
結晶の引上時に下降される。

昇降手段は、チャンバの上部に立設された引上筒の下
端部に設置してなることにより、昇降手段が熱遮蔽体に
よって熱源から遮蔽され、かつ、チャンバ内と同一雰囲
気におかれる。

又、昇降手段は、ワイヤーを巻き上げ又は巻き下げす
るドラムを有することにより、ワイヤーは、ドラムに巻
回され、かつ、ドラムの回転に伴って昇降する。

一方、ドラムが複数設けられ、各ドラムは、同期速度
でのそれぞれのワイヤーの巻き上げ又は巻き下げ可能に
連結されていることにより、熱遮蔽体が同一姿勢を保持
して昇降される。

〔実 施 例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明す
る。なお、以下の説明において、第２図と同一の構成部
材等には、同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施例の単結晶引上装置において、熱遮蔽体10
は、チャンバ１の天井と溶融原料保持ルツボ２との間の
間隔の約半分の高さに設けられ、かつチャンバ１の天井
（上部）に立設された引上筒７の下端部に設置した昇降
手段11により昇降可能に設けられている。

昇降手段11は、引上筒７の下端部に突設されたドラム
室12内に周方向へ等間隔で配置した３箇のドラム13を有
しており、各ドラム13には、下端部を熱遮蔽体10の下端
部に取り付けたタングステン製のワイヤー14の上端部が
取り付けられている。そして、各ドラム13は、同期速度
での巻き上げ又は巻き下げを可能にするため、タングス
テンワイヤー製のタイミングベルトと連結され、かつサ
ーボモーター（共に図示せず）と連動連結されている。

ここで、16インチの石英ガラス製ルツボに多結晶シリ
コンをチャージし、６インチの単結晶を育成したとこ
ろ、そのチャージ量、メルト時間等は、従来のもののそ
れらを併記する第１表に示すようになった。

従って、多結晶シリコンをフルチャージ量の45kgとし
得、メルト時間を短縮し得、かつ、ルツボ壁への多結晶
シリコンの付着率を減少し得ることがわかり、又、引上
速度及び結晶特性には変化が見受けられないことがわか
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、熱遮蔽体がワイヤー吊
持された状態で、多結晶原料のチャージ時に上昇され、
又、単結晶の引上時に下降されるので、熱遮蔽体の支持
構造をシンプルにでき、ワイヤーを細くできるためにチ
ャンバ内のガスの流れや温度分布に悪影響を与えること
がないと共に、多結晶原料をフルチャージすることがで
き、又、多結晶原料の融解に要する時間を従来に比し短
縮することができ、かつ、単結晶の引き上げをより速い
速度で行うことができる。

昇降手段は、チャンバの上部に立設された引上筒の下
端部に設置してなることにより、昇降手段が熱遮蔽体に
よって熱源から遮蔽されるので、昇降手段に対する熱的
悪影響が軽減され、昇降手段の信頼性を向上することが
でき、かつ、昇降手段がチャンバ内と同一雰囲気におけ
れるので、気密保持が容易となる。

又、昇降手段は、ワイヤーを巻き上げ又は巻き下げす
るドラムを有することにより、ワイヤーがドラムに巻回
され、かつ、ドラムの回転に伴って昇降するので、ワイ
ヤーの収容スペースをコンパクトにでき、かつ、その昇
降を円滑に行うことができる。

一方、ドラムは、複数設けられ、各ドラムは、同期速
度でのそれぞれのワイヤーの巻き上げ又は巻き下げ可能
に連結されていることにより、各ワイヤーが同一速度で
昇降されるので、熱遮蔽体を同一姿勢を保持した状態で
昇降することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す単結晶引上装置の概略
構成図、第２図は従来の単結晶引上装置の概略構成図で
ある。 １……チャンバ、２……溶融原料保持ルツボ ３……ヒーター、４……融液 ７……引上筒、８……多結晶原料 10……熱遮蔽体、11……昇降手段 12……ドラム室、13……ドラム 14……ワイヤー

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャンバの天井とこのチャンバ内に収容し
   た溶融原料保持ルツボとの間に配置され、単結晶を囲む
   截頭逆円錐管体状の熱遮蔽体を有する単結晶引上装置に
   おいて、前記熱遮蔽体はワイヤーを介して吊持する昇降
   手段によって昇降可能に設けられてなることを特徴とす
   る単結晶引上装置。
2. 【請求項２】前記昇降手段は、チャンバの上部に立設さ
   れた引上筒の下端部に設置してなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の単結晶引上装置。
3. 【請求項３】前記昇降手段は、ワイヤーを巻き上げ又は
   巻き下げするドラムを有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の単結晶引上装置。
4. 【請求項４】前記ドラムは、複数設けられ、各ドラム
   は、同期速度でのそれぞれのワイヤーの巻き上げ又は巻
   き下げ可能に連結されてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の単結晶引上装置。