JP3023788B1 - 単結晶半導体の製造装置における内槽ルツボの分離方法及びその分離部材 - Google Patents
単結晶半導体の製造装置における内槽ルツボの分離方法及びその分離部材Info
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Abstract
の分離方法において、内槽ルツボを破壊することなく容
易に分離できると共に再使用可能とし、さらに内槽ルツ
ボのハンドリングを容易にする。 【解決手段】 単結晶半導体を製造する装置において、
外槽ルツボ2と内槽ルツボ3との間に、高純度で高温耐
熱性に優れ上記両ルツボ2,3からの分離性が良く且つ
柔軟性を有する材料から成り上記内槽ルツボ2を包み得
る分離部材12を介在させておき、単結晶半導体の引き
上げ後において上記分離部材12の周辺端部13を掛止
して持ち上げることにより、外槽ルツボ2から内槽ルツ
ボ3を分離するものである。これにより、内槽ルツボ3
を破壊することなく容易に分離できると共に再使用可能
とし、さらに内槽ルツボ3のハンドリングを容易にする
ことができる。
Description
ルツボを備えた単結晶半導体の製造装置において外槽ル
ツボから内槽ルツボを分離する技術に関し、特に、内槽
ルツボを破壊することなく容易に分離できると共に再使
用可能とし、さらに内槽ルツボのハンドリングを容易に
することができる内槽ルツボの分離方法及びその分離部
材に関する。
年の単結晶半導体の大口径化に伴い外槽ルツボと内槽ル
ツボを備えるようになってきた。その単結晶半導体の製
造装置は、図1に示すように、筐体1の内部に、例えば
カーボンで作られた外槽ルツボ2と、例えば石英で作ら
れ上記外槽ルツボ2の内側に嵌装される内槽ルツボ3
と、上記外槽ルツボ2の外側を囲んで設けられた加熱ヒ
ータ4と、この加熱ヒータ4の外側を囲んで設けられた
熱シールド5とを備えて成っていた。なお、図1におい
て、符号6は上記外槽ルツボ2を回転させる回転軸を示
し、符号7は上記加熱ヒータ4の電極を示し、符号8は
後述の種結晶の引上げ軸となるワイヤを示している。
3を嵌装し、この内槽ルツボ3の内部に高純度の半導体
材料9を入れて、上記筐体1の内部を真空状態に保つと
共にアルゴン(Ar)ガスの雰囲気中で、加熱ヒータ4
で1500〜1600℃という高温に加熱して溶融し、
この溶融材料(9)に上記ワイヤ8の先端に取り付けら
れた種結晶10を接触させて単結晶の成長に合わせて回
転しながら引き上げることにより、丸棒状の単結晶半導
体11(「インゴット」と呼ばれる)を製造するように
なっていた。
導体の製造装置において、現在の1500〜1600℃
という使用条件下では、内槽ルツボ3が外槽ルツボ2の
内側で融着してしまい、単結晶半導体11の製造後に内
槽ルツボ3を取り外そうとしても取り外すことができな
いことがあった。そこで、例えばタガネとハンマーを用
いて使用済みの内槽ルツボ3を割り砕いて取り外してい
た。したがって、例えば石英でできた高価な内槽ルツボ
3を再使用することができないと共に、単結晶半導体の
製造の度に新たな内槽ルツボ3を使用しなければなら
ず、コスト高となるものであった。また、上記タガネと
ハンマーを用いて使用済みの内槽ルツボ3を割り砕いて
取り外す際に、外槽ルツボ2に傷を付けたり、破損させ
ることがあり、例えばカーボンでできた高価な外槽ルツ
ボ2の使用に支障をきたすことがあった。
処し、内槽ルツボを破壊することなく容易に分離できる
と共に再使用可能とし、さらに内槽ルツボのハンドリン
グを容易にすることができる単結晶半導体の製造装置に
おける内槽ルツボの分離方法及びその分離部材を提供す
ることを目的とする。
に、本発明による内槽ルツボの分離方法は、外槽ルツボ
の内側に内槽ルツボを嵌装し、この内槽ルツボの内部に
半導体材料を入れて溶融し、この溶融材料に種結晶を接
触させて単結晶の成長に合わせて回転しながら引き上げ
ることにより単結晶半導体を製造する装置において、上
記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に、高純度で高温耐熱
性に優れ上記両ルツボからの分離性が良く且つ柔軟性を
有する材料から成り上記内槽ルツボを包み得る部材を介
在させておき、単結晶半導体の引き上げ後において上記
部材の周辺端部を掛止して持ち上げることにより、外槽
ルツボから内槽ルツボを分離するものである。
は、外槽ルツボの内側に内槽ルツボを嵌装し、この内槽
ルツボの内部に半導体材料を入れて溶融し、この溶融材
料に種結晶を接触させて単結晶の成長に合わせて回転し
ながら引き上げることにより単結晶半導体を製造する装
置において、上記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介在
される部材であって、高純度で高温耐熱性に優れ上記両
ルツボからの分離性が良く且つ柔軟性を有する材料から
成り、上記内槽ルツボを包み得るように形成され、周辺
端部には外槽ルツボから内槽ルツボを持ち上げて分離す
るための掛止部を有するものである。
間に介在される部材は、カーボン繊維から成るものであ
る。また、上記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介在さ
れる部材は、ネット状に形成されたものとしてもよい。
間に介在される部材は、シート状に形成されたものとし
てもよい。
図面に基づいて説明する。図1は本発明による内槽ルツ
ボの分離方法が適用される単結晶半導体の製造装置を示
す断面説明図である。この単結晶半導体の製造装置は、
筐体1の内部に、例えばカーボンで作られた外槽ルツボ
2と、例えば石英で作られ上記外槽ルツボ2の内側に嵌
装される内槽ルツボ3と、上記外槽ルツボ2の外側を囲
んで設けられた加熱ヒータ4と、この加熱ヒータ4の外
側を囲んで設けられた熱シールド5とを備えている。な
お、図1において、符号6は上記外槽ルツボ2を回転さ
せる回転軸を示し、符号7は上記加熱ヒータ4の電極を
示し、符号8は後述の種結晶の引上げ軸となるワイヤを
示している。
3を嵌装し、この内槽ルツボ3の内部に高純度の半導体
材料9としてシリコンを入れて、上記筐体1の内部を真
空状態に保つと共にアルゴン(Ar)ガスの雰囲気中
で、加熱ヒータ4で1500〜1600℃という高温に
加熱して溶融し、この溶融材料(9)に上記ワイヤ8の
先端に取り付けられた種結晶10を接触させて単結晶の
成長に合わせて回転しながら引き上げることにより、丸
棒状の単結晶半導体11(単結晶シリコンであり「イン
ゴット」と呼ばれる)を製造するようになっている。こ
のように製造される単結晶半導体11は、近年大口径化
してきている。
て、上記単結晶半導体11の製造後に外槽ルツボ2から
内槽ルツボ3を分離する方法について、図2を参照して
説明する。まず、図2(a)に示すように、単結晶半導
体の製造工程において、外槽ルツボ2の内側に内槽ルツ
ボ3を嵌装する際に、上記外槽ルツボ2と内槽ルツボ3
との間に、高純度で高温耐熱性に優れ上記両ルツボ2,
3からの分離性が良く且つ柔軟性を有する材料から成り
上記内槽ルツボ3を包み得る分離部材12を介在させて
おく。このとき、上記分離部材12の周辺端部13は、
外槽ルツボ2の上縁周囲にて垂れ下がった状態になって
いる。
ルツボ3を嵌装した後、図1において、上記内槽ルツボ
3の内部に高純度の半導体材料9を入れて、加熱ヒータ
4で1500〜1600℃という高温に加熱して溶融
し、この溶融材料(9)にワイヤ8の先端に取り付けら
れた種結晶10を接触させて単結晶の成長に合わせて回
転しながら引き上げることにより、丸棒状の単結晶半導
体11を製造する。
に、図2(b)に示すように、上記分離部材12の周辺
端部13を一箇所にまとめ、このまとめた部分を例えば
クレーンなどのフック14で掛止する。そして、上記ク
レーンを運転してフック14を矢印Aのように適宜の量
だけ上昇させて、分離部材12の周辺端部13を緊張さ
せる。このとき、要すれば、上記外槽ルツボ2の上端縁
部の端面をストッパ部材などで押さえておけばよい。
ンを本格運転してフック14を矢印Aのようにさらに上
昇させる。すると、上記分離部材12は、クレーンのフ
ック14によって持ち上げられ、この分離部材12で包
み込まれた内槽ルツボ3は該分離部材12と共に持ち上
げられる。この結果、図2(c)に示すように外槽ルツ
ボ2から内槽ルツボ3が上方へ分離される。これによ
り、内槽ルツボ3を破壊することなく容易に分離でき
る。なお、このとき、外槽ルツボ2を破損するおそれも
ない。
3は、そのまま分離部材12に包み込まれた状態でクレ
ーン等で任意の場所にハンドリングすることができる。
さらに、このように分離された内槽ルツボ3は、所定の
場所にハンドリングされた後に上記分離部材12が外さ
れ、次の洗浄工程に運ばれ、内部に残っている半導体材
料9が洗浄して洗い流され、窒素等で乾燥されて保管さ
れ、再使用に供される。
に使用する分離部材12について、図3を参照して説明
する。まず、この場合も、この分離部材12が適用され
る単結晶半導体の製造装置は、前述の図1に示すように
構成されている。そして、図2に示す外槽ルツボ2と内
槽ルツボ3との間に介在される分離部材12は、高純度
で高温耐熱性に優れ、上記両ルツボ2,3からの分離性
が良く、且つ柔軟性を有する材料から成り、上記内槽ル
ツボ3を包み得るように形成され、図3に示すように、
包み込み部15の周辺端部には外槽ルツボ2から内槽ル
ツボ3を持ち上げて分離するための掛止部16,16,
…を有して成る。
の半導体材料としてシリコンを入れ、その周りを真空状
態に保つと共にアルゴン(Ar)ガスの雰囲気中で、加
熱ヒータで1500〜1600℃という高温に加熱して
溶融するという使用条件下では、上記分離部材12の材
料としては、高温耐熱性に優れたカーボン繊維が用いら
れる。また、高純度の単結晶半導体を製造することか
ら、上記分離部材12の材料としてのカーボン繊維は、
高純度処理が施されている。
維を撚り合わせて紐状に形成し、この紐で適宜の大きさ
の網目を有する網を編んで、包み込み部15はネット状
に形成されている。したがって、上記包み込み部15
は、内槽ルツボ3を包み得る柔軟性を有している。ま
た、この包み込み部15は、全体として例えば矩形状に
形成され、その大きさは上記内槽ルツボ3の全体を包み
得るような大きさとされている。さらに、上記矩形状の
包み込み部15の周辺端部、例えば四隅部には、上記カ
ーボン繊維の紐でリング状に形成した掛止部16,1
6,…が設けられている。
材12の使用は、図2を参照して説明した内槽ルツボの
分離方法と同様である。したがって、クレーンなどのフ
ックで上記掛止部16,16,…を一箇所にまとめて掛
止し、持ち上げることにより、外槽ルツボ2から内槽ル
ツボ3を上方へ分離できる。これにより、内槽ルツボ3
を破壊することなく容易に分離できる。なお、このと
き、外槽ルツボ2を破損するおそれもない。
の実施形態を示す平面説明図である。この実施形態の分
離部材12は、カーボン繊維を織って布を形成し、この
布で包み込み部15をシート状に形成したものである。
また、この包み込み部15は、全体として例えば矩形状
に形成され、その大きさは上記内槽ルツボ3の全体を包
み得るような大きさとされている。さらに、上記矩形状
の包み込み部15の周辺端部、例えば四隅部には、上記
カーボン繊維の布でリング状に形成した掛止部16,1
6,…が設けられている。この場合は、外槽ルツボ2か
ら内槽ルツボ3に伝わる温度分布があまり変化しないよ
うにできる。
は、分離部材12の包み込み部15の形状は、矩形状と
したが、本発明はこれに限られず、六角形、八角形、円
形等の形状であってもよい。また、掛止部16は、リン
グ状の形状に限られず、クレーンなどのフックに掛止で
きるものならば、他の形状であってもよい。
ルツボと内槽ルツボとの間に、高純度で高温耐熱性に優
れ上記両ルツボからの分離性が良く且つ柔軟性を有する
材料から成り上記内槽ルツボを包み得る部材を介在させ
ておき、単結晶半導体の引き上げ後において上記部材の
周辺端部を掛止して持ち上げることにより、外槽ルツボ
から内槽ルツボを分離することができる。この場合、内
槽ルツボを破壊することなく容易に分離できる。なお、
このとき、外槽ルツボを破損するおそれもない。また、
上記のように分離された内槽ルツボは、そのまま分離部
材に包み込まれた状態で任意の場所にハンドリングする
ことができる。さらに、このように分離された内槽ルツ
ボは、次の洗浄工程で洗浄、乾燥されて再使用に供する
ことができ、コスト低下を図ることができる。
外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介在される部材であっ
て、高純度で高温耐熱性に優れ上記両ルツボからの分離
性が良く且つ柔軟性を有する材料から成り、上記内槽ル
ツボを包み得るように形成され、周辺端部には外槽ルツ
ボから内槽ルツボを持ち上げて分離するための掛止部を
有することにより、単結晶半導体の引き上げ後において
上記掛止部を掛止して持ち上げることにより、外槽ルツ
ボから内槽ルツボを分離することができる。この場合、
内槽ルツボを破壊することなく容易に分離できる。な
お、このとき、外槽ルツボを破損するおそれもない。ま
た、上記のように分離された内槽ルツボは、そのまま分
離部材に包み込まれた状態で任意の場所にハンドリング
することができる。
る単結晶半導体の製造装置を示す断面説明図である。
す断面説明図である。
を示す平面説明図である。
す平面説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 外槽ルツボの内側に内槽ルツボを嵌装
し、この内槽ルツボの内部に半導体材料を入れて溶融
し、この溶融材料に種結晶を接触させて単結晶の成長に
合わせて回転しながら引き上げることにより単結晶半導
体を製造する装置において、上記外槽ルツボと内槽ルツ
ボとの間に、高純度で高温耐熱性に優れ上記両ルツボか
らの分離性が良く且つ柔軟性を有する材料から成り上記
内槽ルツボを包み得る部材を介在させておき、単結晶半
導体の引き上げ後において上記部材の周辺端部を掛止し
て持ち上げることにより、外槽ルツボから内槽ルツボを
分離することを特徴とする内槽ルツボの分離方法。 - 【請求項2】 外槽ルツボの内側に内槽ルツボを嵌装
し、この内槽ルツボの内部に半導体材料を入れて溶融
し、この溶融材料に種結晶を接触させて単結晶の成長に
合わせて回転しながら引き上げることにより単結晶半導
体を製造する装置において、上記外槽ルツボと内槽ルツ
ボとの間に介在される部材であって、高純度で高温耐熱
性に優れ上記両ルツボからの分離性が良く且つ柔軟性を
有する材料から成り、上記内槽ルツボを包み得るように
形成され、周辺端部には外槽ルツボから内槽ルツボを持
ち上げて分離するための掛止部を有することを特徴とす
る内槽ルツボの分離部材。 - 【請求項3】 上記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介
在される部材は、カーボン繊維から成ることを特徴とす
る請求項2記載の内槽ルツボの分離部材。 - 【請求項4】 上記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介
在される部材は、ネット状に形成されたことを特徴とす
る請求項3記載の内槽ルツボの分離部材。 - 【請求項5】 上記外槽ルツボと内槽ルツボとの間に介
在される部材は、シート状に形成されたことを特徴とす
る請求項3記載の内槽ルツボの分離部材。
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