JP3376877B2 - 種結晶保持具 - Google Patents
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- Y10T117/1072—Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法によって、半導体、誘電体、磁性体等の各種結晶材料
を製造する単結晶引上げ装置において、特にその種結晶
保持具の改良に関するものである。
法によって、半導体、誘電体、磁性体等の各種結晶材料
を製造する単結晶引上げ装置において、特にその種結晶
保持具の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体シリコン単結晶等の単結晶
材料はチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という。）に
よって、棒状単結晶として得る方法が広く用いられてい
る。このＣＺ法に用いられる単結晶引上げ装置の一例を
図３に示す。図示したように、単結晶引上げ装置２０
は、チャンバー１０内にシリコン融液２を収容するルツ
ボ３を配置し、ルツボ３を回転させるルツボ支持軸４及
び回転機構（図示せず）と、種結晶５を保持する種結晶
保持具６と、種結晶保持具６を引き上げるワイヤー７
と、ワイヤー７を回転または巻き取る巻取り機構（図示
せず）とから構成されている。また、ルツボ３の周囲に
はヒータ８を配置し、ヒータ８の外周には断熱材９を配
置して単結晶を引上げる構造になっている。
材料はチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という。）に
よって、棒状単結晶として得る方法が広く用いられてい
る。このＣＺ法に用いられる単結晶引上げ装置の一例を
図３に示す。図示したように、単結晶引上げ装置２０
は、チャンバー１０内にシリコン融液２を収容するルツ
ボ３を配置し、ルツボ３を回転させるルツボ支持軸４及
び回転機構（図示せず）と、種結晶５を保持する種結晶
保持具６と、種結晶保持具６を引き上げるワイヤー７
と、ワイヤー７を回転または巻き取る巻取り機構（図示
せず）とから構成されている。また、ルツボ３の周囲に
はヒータ８を配置し、ヒータ８の外周には断熱材９を配
置して単結晶を引上げる構造になっている。
【０００３】次に、上記単結晶引上げ装置２０による単
結晶育成方法を説明する。先ず、ルツボ３内でシリコン
の多結晶を融点以上に加熱して融解する。次に、ワイヤ
ー７を巻き出して融液２の中心に種結晶５の先端を接触
又は浸漬させる。次いで、ルツボ３を適宜の方向に回転
させると共に、ワイヤー７を回転させながら巻取り、種
結晶５を引き上げることにより単結晶育成が開始され
る。その後、引上げ速度と温度を適切に制御することに
よりほぼ円柱状の成長単結晶１を得ることができる。
結晶育成方法を説明する。先ず、ルツボ３内でシリコン
の多結晶を融点以上に加熱して融解する。次に、ワイヤ
ー７を巻き出して融液２の中心に種結晶５の先端を接触
又は浸漬させる。次いで、ルツボ３を適宜の方向に回転
させると共に、ワイヤー７を回転させながら巻取り、種
結晶５を引き上げることにより単結晶育成が開始され
る。その後、引上げ速度と温度を適切に制御することに
よりほぼ円柱状の成長単結晶１を得ることができる。
【０００４】このようなＣＺ法において、種結晶５を保
持する種結晶保持具６には、従来より種々の構造のもの
が提案され、実用化されているが、基本的には、図２
（ａ）に示したようなチャック型か、図２の（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示したようなキーロック型が挙げられ
る。図２（ａ）のチャック型は、種結晶５をチャックの
外套２７の回転に伴って開閉する複数のチャックの爪２
２で把握する構造である。図２（ｂ）は、種結晶保持具
６の本体中心穴に挿入された種結晶５の斜め切欠き面
に、横から挿嵌具２４を挿し込んで当接させ、キー２５
を嵌め込んでロックしている。また、図２（ｃ）は、
（ｂ）の改良型であって、挿嵌具２４のロックを、種結
晶保持具６のテーパー付き本体に逆テーパー付きのリン
グ２６を上から嵌め込むことで行っている。さらに、図
２（ｄ）は、円柱状種結晶保持具６の本体中心穴に挿入
された種結晶５に対して横から挿嵌具（ピン）２４を挿
し込んで、種結晶５を種結晶保持具６に係止するように
構成されている。
持する種結晶保持具６には、従来より種々の構造のもの
が提案され、実用化されているが、基本的には、図２
（ａ）に示したようなチャック型か、図２の（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示したようなキーロック型が挙げられ
る。図２（ａ）のチャック型は、種結晶５をチャックの
外套２７の回転に伴って開閉する複数のチャックの爪２
２で把握する構造である。図２（ｂ）は、種結晶保持具
６の本体中心穴に挿入された種結晶５の斜め切欠き面
に、横から挿嵌具２４を挿し込んで当接させ、キー２５
を嵌め込んでロックしている。また、図２（ｃ）は、
（ｂ）の改良型であって、挿嵌具２４のロックを、種結
晶保持具６のテーパー付き本体に逆テーパー付きのリン
グ２６を上から嵌め込むことで行っている。さらに、図
２（ｄ）は、円柱状種結晶保持具６の本体中心穴に挿入
された種結晶５に対して横から挿嵌具（ピン）２４を挿
し込んで、種結晶５を種結晶保持具６に係止するように
構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の種結晶保持具では、種結晶の表面粗さと
種結晶保持具、特に挿嵌具の接触面粗さとの精度が必ず
しも一致しない場合があり、また、種結晶が種結晶保持
具に係止され保持されたとしても接触面間の一部に僅か
な遊びがあれば、接触面は面接触ではなく、点接触とな
るため、荷重が一点に集中してしまい、そのままの状態
で種結晶につながる大直径・高重量の成長単結晶を保持
しながら安全に引き上げるには非常な危険を伴うことに
なる。極端な場合には、種結晶保持具の荷重応力集中部
分にクラックが入り、破損したり、種結晶自体が破断し
て、引上げ中の成長単結晶が倒れたり、ルツボ内のシリ
コン融液中に落下してしまう危険性もある。また、同じ
種結晶を繰り返して使用した場合には、繰り返し回数を
重ねるに従って種結晶破断の可能性もさらに高いものと
なる。
たような従来の種結晶保持具では、種結晶の表面粗さと
種結晶保持具、特に挿嵌具の接触面粗さとの精度が必ず
しも一致しない場合があり、また、種結晶が種結晶保持
具に係止され保持されたとしても接触面間の一部に僅か
な遊びがあれば、接触面は面接触ではなく、点接触とな
るため、荷重が一点に集中してしまい、そのままの状態
で種結晶につながる大直径・高重量の成長単結晶を保持
しながら安全に引き上げるには非常な危険を伴うことに
なる。極端な場合には、種結晶保持具の荷重応力集中部
分にクラックが入り、破損したり、種結晶自体が破断し
て、引上げ中の成長単結晶が倒れたり、ルツボ内のシリ
コン融液中に落下してしまう危険性もある。また、同じ
種結晶を繰り返して使用した場合には、繰り返し回数を
重ねるに従って種結晶破断の可能性もさらに高いものと
なる。
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、単結晶育成中に種結晶保持具と種結晶の接触
面全面が面接触となり、成長単結晶の高重量負荷が一点
に集中することなく、種結晶を安全確実に保持すること
ができる種結晶保持具を提供することを主目的とする。
たもので、単結晶育成中に種結晶保持具と種結晶の接触
面全面が面接触となり、成長単結晶の高重量負荷が一点
に集中することなく、種結晶を安全確実に保持すること
ができる種結晶保持具を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、チョクラルス
キー法による単結晶引上げ装置の種結晶保持具におい
て、該種結晶保持具は、種結晶を複数の爪で把持する構
造又は種結晶の切欠き面に挿嵌具を当接させて保持する
構造を有するものであって、前記種結晶の表面と前記保
持具の爪の当接面との間、または種結晶の切欠き面と前
記保持具の挿嵌具の当接面との間に、耐熱性クッション
材を介在させて圧接係止することを特徴とする種結晶保
持具である。
め、本発明の請求項１に記載した発明は、チョクラルス
キー法による単結晶引上げ装置の種結晶保持具におい
て、該種結晶保持具は、種結晶を複数の爪で把持する構
造又は種結晶の切欠き面に挿嵌具を当接させて保持する
構造を有するものであって、前記種結晶の表面と前記保
持具の爪の当接面との間、または種結晶の切欠き面と前
記保持具の挿嵌具の当接面との間に、耐熱性クッション
材を介在させて圧接係止することを特徴とする種結晶保
持具である。
【０００８】このように構成することによって、チャッ
ク型の種結晶保持具では、種結晶のチャックに挿入され
る部分の表面と複数のチャックの爪の内面との間に耐熱
性クッション材が介在するので、チャックの爪を徐々に
締め付ければ、種結晶の表面とチャックの爪の内面とは
当接面全面が面接触となって応力は分散し、しかも圧接
するので接触面積は増大し、種結晶を安全確実に保持す
ることができると共に成長単結晶を安定して引き上げる
ことが可能となる。
ク型の種結晶保持具では、種結晶のチャックに挿入され
る部分の表面と複数のチャックの爪の内面との間に耐熱
性クッション材が介在するので、チャックの爪を徐々に
締め付ければ、種結晶の表面とチャックの爪の内面とは
当接面全面が面接触となって応力は分散し、しかも圧接
するので接触面積は増大し、種結晶を安全確実に保持す
ることができると共に成長単結晶を安定して引き上げる
ことが可能となる。
【０００９】また、キーロック型と呼ばれる種結晶保持
具においても、種結晶の切欠き面と該保持具の挿嵌具の
当接面との間に耐熱性クッション材が介在するので、挿
嵌具を押し込んでロックすれば、種結晶の切欠き面と該
保持具の挿嵌具の当接面は全面が面接触となるので荷重
応力を分散することができ、しかも圧接するので接触面
積は増大することになり、種結晶を安全確実に保持する
ことができると共に、成長単結晶を安定して引き上げる
ことができる。
具においても、種結晶の切欠き面と該保持具の挿嵌具の
当接面との間に耐熱性クッション材が介在するので、挿
嵌具を押し込んでロックすれば、種結晶の切欠き面と該
保持具の挿嵌具の当接面は全面が面接触となるので荷重
応力を分散することができ、しかも圧接するので接触面
積は増大することになり、種結晶を安全確実に保持する
ことができると共に、成長単結晶を安定して引き上げる
ことができる。
【００１０】そして、本発明の請求項２に記載した発明
は、前記耐熱性クッション材を、炭素繊維製フェルト、
ガラス繊維製フェルト、金属繊維製フェルトまたはセラ
ミックス繊維製フェルトとした。さらに請求項３では前
記セラミックス繊維製フェルトのセラミックス繊維を、
ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊維、ＡｌＮ繊維、
Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシリカ−アルミナ系
繊維とした。加えて請求項４では、前記耐熱性クッショ
ン材を塑性変形を起こす材料とした。
は、前記耐熱性クッション材を、炭素繊維製フェルト、
ガラス繊維製フェルト、金属繊維製フェルトまたはセラ
ミックス繊維製フェルトとした。さらに請求項３では前
記セラミックス繊維製フェルトのセラミックス繊維を、
ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊維、ＡｌＮ繊維、
Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシリカ−アルミナ系
繊維とした。加えて請求項４では、前記耐熱性クッショ
ン材を塑性変形を起こす材料とした。
【００１１】このように、耐熱性クッション材として、
炭素繊維製フェルト、ガラス繊維製フェルト、金属繊維
製フェルトまたはセラミックス繊維製フェルトを選択
し、さらにセラミックス繊維製フェルトのセラミックス
繊維を、ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊維、Ａｌ
Ｎ繊維、Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシリカ−ア
ルミナ系繊維から選択すれば、耐熱性が高く、種結晶保
持具が曝される高温環境下においても長期間クッション
性を保持することができるので、種結晶を安全確実に保
持することができると共に、成長単結晶を安定して引き
上げることができる。また、耐熱性クッション材とし
て、Ａｌ等の塑性変形を起こす材料を使用しても上記フ
ェルトと同様の効果が得られる。
炭素繊維製フェルト、ガラス繊維製フェルト、金属繊維
製フェルトまたはセラミックス繊維製フェルトを選択
し、さらにセラミックス繊維製フェルトのセラミックス
繊維を、ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊維、Ａｌ
Ｎ繊維、Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシリカ−ア
ルミナ系繊維から選択すれば、耐熱性が高く、種結晶保
持具が曝される高温環境下においても長期間クッション
性を保持することができるので、種結晶を安全確実に保
持することができると共に、成長単結晶を安定して引き
上げることができる。また、耐熱性クッション材とし
て、Ａｌ等の塑性変形を起こす材料を使用しても上記フ
ェルトと同様の効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明者らは、単結晶製造時の引上げ中に発生し易
い種結晶保持具における種結晶折損事故の原因を調査検
討した結果、主として種結晶と種結晶保持具との接触面
における接触不良に起因していることが判明し、その解
決策を鋭意検討した結果、これには接触面を点接触では
なく全面面接触にすれば極めて有効であることを見出
し、本発明を完成させたものである。
て詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明者らは、単結晶製造時の引上げ中に発生し易
い種結晶保持具における種結晶折損事故の原因を調査検
討した結果、主として種結晶と種結晶保持具との接触面
における接触不良に起因していることが判明し、その解
決策を鋭意検討した結果、これには接触面を点接触では
なく全面面接触にすれば極めて有効であることを見出
し、本発明を完成させたものである。
【００１３】先ず、本発明が適用される単結晶引上げ装
置の種結晶保持具の種結晶保持機構について、添付した
図面に基づき説明する。図１（ａ）は、チャック型種結
晶保持具の縦断面説明図である。図に示したように、こ
のチャック型種結晶保持具２１では、種結晶５の表面と
それを取り囲む複数のチャックの爪２２の当接面との間
に耐熱性クッション材２３を介在させて接触面全面で面
接触させる構造とした。そして、チャックの外套２７を
回して爪２２を締め付ければ、クッション材２３は種結
晶５の表面に圧接され種結晶５の把握はより確実なもの
となり、大直径・高重量の成長単結晶を安全確実に引き
上げることができるようになる。
置の種結晶保持具の種結晶保持機構について、添付した
図面に基づき説明する。図１（ａ）は、チャック型種結
晶保持具の縦断面説明図である。図に示したように、こ
のチャック型種結晶保持具２１では、種結晶５の表面と
それを取り囲む複数のチャックの爪２２の当接面との間
に耐熱性クッション材２３を介在させて接触面全面で面
接触させる構造とした。そして、チャックの外套２７を
回して爪２２を締め付ければ、クッション材２３は種結
晶５の表面に圧接され種結晶５の把握はより確実なもの
となり、大直径・高重量の成長単結晶を安全確実に引き
上げることができるようになる。
【００１４】図１（ｂ）は、キーロック型の一例で、種
結晶保持具６の本体中心穴に挿入された種結晶５の斜め
切欠き面に、横から耐熱性クッション材２３を付けた挿
嵌具２４を挿し込んで当接させ、キー２５をキー溝に嵌
め込めば、挿嵌具２４がロックされる構造になってい
る。このようにすれば、種結晶５の斜め切欠き面と挿嵌
具２４の当接面との間に耐熱性クッション材２３が介在
するため、接触面は全面が面接触となると共に圧接され
るので荷重が面に分布し、応力集中が弱まり、高重量の
成長単結晶を保持しても種結晶の部分から破断すること
はなくなる。
結晶保持具６の本体中心穴に挿入された種結晶５の斜め
切欠き面に、横から耐熱性クッション材２３を付けた挿
嵌具２４を挿し込んで当接させ、キー２５をキー溝に嵌
め込めば、挿嵌具２４がロックされる構造になってい
る。このようにすれば、種結晶５の斜め切欠き面と挿嵌
具２４の当接面との間に耐熱性クッション材２３が介在
するため、接触面は全面が面接触となると共に圧接され
るので荷重が面に分布し、応力集中が弱まり、高重量の
成長単結晶を保持しても種結晶の部分から破断すること
はなくなる。
【００１５】次に、図１（ｃ）は、キーロック型の別の
例で、挿嵌具２４のロックを、種結晶保持具６のテーパ
ー付き本体に逆テーパー付きのリング２６を上から嵌め
込むことで行っている以外は、図１（ｂ）の種結晶保持
具と、耐熱性クッション材２３を介在させることを含め
て、発明の構成、作用効果は同じである。
例で、挿嵌具２４のロックを、種結晶保持具６のテーパ
ー付き本体に逆テーパー付きのリング２６を上から嵌め
込むことで行っている以外は、図１（ｂ）の種結晶保持
具と、耐熱性クッション材２３を介在させることを含め
て、発明の構成、作用効果は同じである。
【００１６】さらに、図１（ｄ）は、キーロック型の他
の例で、円柱状種結晶保持具６の中心穴に挿入された種
結晶５に対して横から挿嵌具（ピン）２４を挿し込ん
で、種結晶５を種結晶保持具６に係止するように構成さ
れている。ここで、種結晶５の挿嵌具２４が挿入されて
接触する面は、種結晶の垂直軸線に対して直角方向で、
かつ挿嵌具２４の径方向の半円柱断面に相当し、少なく
ともその面に耐熱性クッション材２３を介在させれば面
接触となって成長単結晶荷重は分散され応力集中が解消
されて、安全で確実な種結晶と成長単結晶の保持が可能
となる。
の例で、円柱状種結晶保持具６の中心穴に挿入された種
結晶５に対して横から挿嵌具（ピン）２４を挿し込ん
で、種結晶５を種結晶保持具６に係止するように構成さ
れている。ここで、種結晶５の挿嵌具２４が挿入されて
接触する面は、種結晶の垂直軸線に対して直角方向で、
かつ挿嵌具２４の径方向の半円柱断面に相当し、少なく
ともその面に耐熱性クッション材２３を介在させれば面
接触となって成長単結晶荷重は分散され応力集中が解消
されて、安全で確実な種結晶と成長単結晶の保持が可能
となる。
【００１７】本発明の種結晶保持具を使用する単結晶引
上げ装置の基本構成については、前記従来の技術の欄で
図３に基づいて述べた通りであり、本質的に異なる所は
ないが、本発明の種結晶保持具を使用すれば、上記４種
類の実施形態において述べたように、種結晶５の保持を
点接触から面接触に変えて荷重を分散させ応力集中を排
除したので、大直径・高重量の成長単結晶を安全確実に
支持することができ、長期に安定した単結晶引上げ操業
が可能となる。
上げ装置の基本構成については、前記従来の技術の欄で
図３に基づいて述べた通りであり、本質的に異なる所は
ないが、本発明の種結晶保持具を使用すれば、上記４種
類の実施形態において述べたように、種結晶５の保持を
点接触から面接触に変えて荷重を分散させ応力集中を排
除したので、大直径・高重量の成長単結晶を安全確実に
支持することができ、長期に安定した単結晶引上げ操業
が可能となる。
【００１８】本発明において使用する耐熱性クッション
材としては、その使用環境温度と高重量の成長結晶の負
荷に耐える強度を有する炭素繊維製フェルト、ガラス繊
維製フェルト、金属繊維製フェルトまたはセラミックス
繊維製フェルト等から選択することとした。
材としては、その使用環境温度と高重量の成長結晶の負
荷に耐える強度を有する炭素繊維製フェルト、ガラス繊
維製フェルト、金属繊維製フェルトまたはセラミックス
繊維製フェルト等から選択することとした。
【００１９】さらにセラミックス繊維製フェルトのセラ
ミックス繊維は、ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊
維、ＡｌＮ繊維、Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシ
リカ−アルミナ系繊維等から選択することとした。ま
た、金属繊維製フェルトの金属繊維としては、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、スチール、またはステンレス
スチール製のもの等が挙げられる。
ミックス繊維は、ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊
維、ＡｌＮ繊維、Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシ
リカ−アルミナ系繊維等から選択することとした。ま
た、金属繊維製フェルトの金属繊維としては、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、スチール、またはステンレス
スチール製のもの等が挙げられる。
【００２０】耐熱性クッション材として、上記したよう
な耐熱性繊維製のフェルトを選択すれば、種結晶保持具
が曝される高温環境下においても長期間クッション性を
保持することができるので、種結晶を安全確実に保持す
ることができると共に、成長単結晶を安定して引き上げ
ることができる。そして、これらの中から目的に応じ適
宜選択して用いればよいが、シリコン単結晶を引き上げ
る場合においては、特に成長単結晶およびシリコン融液
に対する汚染を考慮して、炭素繊維製フェルト、ＳｉＣ
繊維製フェルトまたはＳｉ3 Ｎ4繊維製フェルトを使用
することが好ましい。
な耐熱性繊維製のフェルトを選択すれば、種結晶保持具
が曝される高温環境下においても長期間クッション性を
保持することができるので、種結晶を安全確実に保持す
ることができると共に、成長単結晶を安定して引き上げ
ることができる。そして、これらの中から目的に応じ適
宜選択して用いればよいが、シリコン単結晶を引き上げ
る場合においては、特に成長単結晶およびシリコン融液
に対する汚染を考慮して、炭素繊維製フェルト、ＳｉＣ
繊維製フェルトまたはＳｉ3 Ｎ4繊維製フェルトを使用
することが好ましい。
【００２１】ここでいうフェルトとは、繊維長が数μｍ
〜数ｍｍの短繊維を絡ませて圧縮した不織布状のもので
あるが、別に短繊維を紡績して糸にし、その糸で織った
織布にして使用してもよい。
〜数ｍｍの短繊維を絡ませて圧縮した不織布状のもので
あるが、別に短繊維を紡績して糸にし、その糸で織った
織布にして使用してもよい。
【００２２】そして、耐熱性クッション材として、その
使用環境温度と高重量の成長結晶の負荷に耐える強度を
有するものとして、塑性変形を起こし易い材料、例えば
Ａｌ等の柔らかい金属を選択することもできる。
使用環境温度と高重量の成長結晶の負荷に耐える強度を
有するものとして、塑性変形を起こし易い材料、例えば
Ａｌ等の柔らかい金属を選択することもできる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２４】例えば、上記ではＣＺ法について説明して
きたが、本発明の種結晶保持具が、いわゆるＭＣＺ法
（磁界下引上げ法）にも適用できることは言うまでもな
い。
きたが、本発明の種結晶保持具が、いわゆるＭＣＺ法
（磁界下引上げ法）にも適用できることは言うまでもな
い。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、従来の種結晶保持具で
は、種結晶と種結晶保持具との接触面が点接触となって
種結晶の支持が不完全で、種結晶あるいは保持具にクラ
ックが入って、破断して成長単結晶が落下する等の事故
原因となっていたが、この接触面に耐熱性クッション材
を介在させて接触面全面を面接触としたことにより、荷
重が面に分散し、応力集中が排除されたので、種結晶の
支持が安全確実になり、大直径・高重量の成長単結晶を
支持しても種結晶の部分から破断する恐れはなくなっ
た。従って単結晶の引上げを安定的かつ効率的に行うこ
とができる。また、従来は、同じ種結晶を反復使用する
と使用回数が増すにつれて結晶落下の危険性が高くなっ
たが、耐熱性クッション材を用いることにより、種結晶
の反復使用が可能となり安全性を高めることができる。
は、種結晶と種結晶保持具との接触面が点接触となって
種結晶の支持が不完全で、種結晶あるいは保持具にクラ
ックが入って、破断して成長単結晶が落下する等の事故
原因となっていたが、この接触面に耐熱性クッション材
を介在させて接触面全面を面接触としたことにより、荷
重が面に分散し、応力集中が排除されたので、種結晶の
支持が安全確実になり、大直径・高重量の成長単結晶を
支持しても種結晶の部分から破断する恐れはなくなっ
た。従って単結晶の引上げを安定的かつ効率的に行うこ
とができる。また、従来は、同じ種結晶を反復使用する
と使用回数が増すにつれて結晶落下の危険性が高くなっ
たが、耐熱性クッション材を用いることにより、種結晶
の反復使用が可能となり安全性を高めることができる。
【図１】本発明の種結晶保持具の例を示す縦断面説明図
である。（ａ）チャック型、（ｂ）キーロック型、
（ｃ）キーロック型の別の例、（ｄ）キーロック型の他
の例。
である。（ａ）チャック型、（ｂ）キーロック型、
（ｃ）キーロック型の別の例、（ｄ）キーロック型の他
の例。
【図２】従来の技術による種結晶保持具の例を示す縦断
面説明図である。（ａ）チャック型、（ｂ）キーロック
型、（ｃ）キーロック型の別の例、（ｄ）キーロック型
の他の例。
面説明図である。（ａ）チャック型、（ｂ）キーロック
型、（ｃ）キーロック型の別の例、（ｄ）キーロック型
の他の例。
【図３】本発明の種結晶保持具が適用される単結晶引上
げ装置の一例を示す説明図である。
げ装置の一例を示す説明図である。
１…成長単結晶、
２…シリコン融液、
３…ルツボ、
４…ルツボ支持軸、
５…種結晶、
６…種結晶保持具、
７…ワイヤー、
８…ヒータ
９…断熱材、
１０…チャンバー、
２０…単結晶引上げ装置、
２１…チャック型種結晶保持具、
２２…チャックの爪、
２３…耐熱性クッション材、
２４…挿嵌具、
２５…キー、
２６…リング、
２７…チャックの外套。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 村岡 正三
群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越
半導体株式会社 半導体磯部研究所内
(56)参考文献 特開 平10−273383（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−240183（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 15/32
C30B 29/06 502
D04H 1/42
H01L 21/208
Claims (4)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法による単結晶引上げ
装置の種結晶保持具において、該種結晶保持具は、種結
晶を複数の爪で把持する構造又は種結晶の切欠き面に挿
嵌具を当接させて保持する構造を有するものであって、
前記種結晶の表面と前記保持具の爪の当接面との間、ま
たは種結晶の切欠き面と前記保持具の挿嵌具の当接面と
の間に、耐熱性クッション材を介在させて圧接係止する
ことを特徴とする種結晶保持具。 - 【請求項２】 前記耐熱性クッション材が、炭素繊維製
フェルト、ガラス繊維製フェルト、金属繊維製フェルト
またはセラミックス繊維製フェルトであることを特徴と
する請求項１に記載した種結晶保持具。 - 【請求項３】 前記セラミックス繊維製フェルトのセラ
ミックス繊維が、ＳｉＣ繊維、ＢＮ繊維、Ｓｉ3 Ｎ4 繊
維、ＡｌＮ繊維、Ａｌ2 Ｏ3 繊維、ボロン繊維またはシ
リカ−アルミナ系繊維であることを特徴とする請求項２
に記載した種結晶保持具。 - 【請求項４】 前記耐熱性クッション材が、塑性変形を
起こす材料であることを特徴とする請求項１に記載した
種結晶保持具。
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| US09/140,288 US5948164A (en) | 1997-09-02 | 1998-08-25 | Seed crystal holder |
| KR1019980035762A KR19990029395A (ko) | 1997-09-02 | 1998-08-31 | 종결정 홀더 |
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|---|---|---|---|
| JP25274997A JP3376877B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 種結晶保持具 |
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| US6835247B2 (en) * | 2000-10-31 | 2004-12-28 | Advanced Silicon Materials Llc | Rod replenishment system for use in single crystal silicon production |
| JP4135405B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2008-08-20 | 信越半導体株式会社 | 種結晶保持治具及び単結晶の製造方法 |
| US8956455B2 (en) * | 2007-02-13 | 2015-02-17 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Seed crystal holder for growing single crystal from melt |
| WO2010056986A2 (en) | 2008-11-14 | 2010-05-20 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Nanochanneled device and related methods |
| WO2011146684A2 (en) | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Nanomedical Systems, Inc. | Nano-scale coatings and related methods suitable for in-vivo use |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5637294A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-10 | Ricoh Co Ltd | Crystal seed supporting device |
| US4350560A (en) * | 1981-08-07 | 1982-09-21 | Ferrofluidics Corporation | Apparatus for and method of handling crystals from crystal-growing furnaces |
| JPS59131596A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | Hitachi Metals Ltd | 種結晶支持具 |
| JPS59174594A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-10-03 | Hamamatsu Photonics Kk | 種結晶保持装置 |
| JPS60239390A (ja) * | 1984-05-10 | 1985-11-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 単結晶育成用種結晶の保持方法 |
| US4594127A (en) * | 1984-09-17 | 1986-06-10 | General Signal Corporation | Method and apparatus for growing crystals |
| JPS62212291A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 種結晶支持治具 |
| JPS63288987A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Alps Electric Co Ltd | 単結晶成長用種結晶の取り付け構造 |
| DE8711063U1 (de) * | 1987-08-13 | 1988-01-07 | Scheel, Hans J., 63526 Erlensee | Vorrichtung zur Züchtung von Kristallen |
| JPH078495B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1995-02-01 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引上装置の単結晶絞り部自動切断装置 |
| DE4123337A1 (de) * | 1991-07-15 | 1993-01-21 | Leybold Ag | Vorrichtung zum kristallziehen |
| JP2937113B2 (ja) * | 1996-03-15 | 1999-08-23 | 住友金属工業株式会社 | 種結晶保持具 |
| JPH10249488A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-22 | Sintokogio Ltd | 鋳型造型装置 |
| JP3596226B2 (ja) * | 1997-03-17 | 2004-12-02 | 信越半導体株式会社 | 単結晶保持装置 |
-
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- 1997-09-02 JP JP25274997A patent/JP3376877B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-04 TW TW087112844A patent/TW561203B/zh active
- 1998-08-10 EP EP98306369A patent/EP0900862A1/en not_active Ceased
- 1998-08-25 US US09/140,288 patent/US5948164A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-31 KR KR1019980035762A patent/KR19990029395A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
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|---|---|
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| KR19990029395A (ko) | 1999-04-26 |
| JPH1179882A (ja) | 1999-03-23 |
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