JP3444071B2 - 二重ルツボの炉内への組み込み方法 - Google Patents
二重ルツボの炉内への組み込み方法Info
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- JP3444071B2 JP3444071B2 JP34417595A JP34417595A JP3444071B2 JP 3444071 B2 JP3444071 B2 JP 3444071B2 JP 34417595 A JP34417595 A JP 34417595A JP 34417595 A JP34417595 A JP 34417595A JP 3444071 B2 JP3444071 B2 JP 3444071B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二重構造のルツボ
を用いて貯留された半導体融液より半導体単結晶を引き
上げる単結晶引上装置において、二重ルツボの炉内への
組み込み方法に関するものである。
を用いて貯留された半導体融液より半導体単結晶を引き
上げる単結晶引上装置において、二重ルツボの炉内への
組み込み方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン（Ｓｉ）やガリウムひ素
（ＧａＡｓ）等の半導体単結晶を成長する方法の一つと
して、ＣＺ法が知られている。このＣＺ法は、大口径、
高純度の単結晶が無転位あるいは格子欠陥の極めて少な
い状態で容易に得られること等の特徴を有することか
ら、様々な半導体結晶の成長に用いられている方法であ
る。
（ＧａＡｓ）等の半導体単結晶を成長する方法の一つと
して、ＣＺ法が知られている。このＣＺ法は、大口径、
高純度の単結晶が無転位あるいは格子欠陥の極めて少な
い状態で容易に得られること等の特徴を有することか
ら、様々な半導体結晶の成長に用いられている方法であ
る。
【０００３】近年、単結晶の大口径化、高純度化、酸素
濃度および不純物濃度等の均一化の要求に伴いこのＣＺ
法も様々に改良され実用に供されている。上記ＣＺ法の
改良型の一つにいわゆる二重ルツボを用いた連続チャー
ジ型磁界印加ＣＺ法（以下、ＣＭＣＺ法と省略する）が
提案されている。この方法は、外部からルツボ内の半導
体融液に磁界を印加することにより、前記半導体融液内
の対流を抑制し極めて酸素濃度の制御性が良く単結晶化
率が良い単結晶を成長させることができ、外側のルツボ
から原料を連続供給し長尺の半導体単結晶を容易に得る
ことができる等の特徴を有する。したがって、大口径か
つ長尺の半導体単結晶を得るには最も優れた方法の一つ
であると言われている。
濃度および不純物濃度等の均一化の要求に伴いこのＣＺ
法も様々に改良され実用に供されている。上記ＣＺ法の
改良型の一つにいわゆる二重ルツボを用いた連続チャー
ジ型磁界印加ＣＺ法（以下、ＣＭＣＺ法と省略する）が
提案されている。この方法は、外部からルツボ内の半導
体融液に磁界を印加することにより、前記半導体融液内
の対流を抑制し極めて酸素濃度の制御性が良く単結晶化
率が良い単結晶を成長させることができ、外側のルツボ
から原料を連続供給し長尺の半導体単結晶を容易に得る
ことができる等の特徴を有する。したがって、大口径か
つ長尺の半導体単結晶を得るには最も優れた方法の一つ
であると言われている。
【０００４】図２は、上記のＣＭＣＺ法を用いたシリコ
ンの単結晶引上装置の一例の断面図である。この単結晶
引上装置１は、中空の炉であるチャンバ２内に二重ルツ
ボ３、ヒーター４、原料供給管５がそれぞれ配置され、
前記チャンバ２の外部にマグネット９が配置されてい
る。なお、チャンバ２は、上部２ａと本体部２ｂと底部
２ｃとからなり、上下に分割可能に構成されている。
ンの単結晶引上装置の一例の断面図である。この単結晶
引上装置１は、中空の炉であるチャンバ２内に二重ルツ
ボ３、ヒーター４、原料供給管５がそれぞれ配置され、
前記チャンバ２の外部にマグネット９が配置されてい
る。なお、チャンバ２は、上部２ａと本体部２ｂと底部
２ｃとからなり、上下に分割可能に構成されている。
【０００５】二重ルツボ３は、略半球状の石英（ＳｉＯ
2）製の外ルツボ１１と、該外ルツボ１１内に設けられ
た円筒状の仕切り体である石英（ＳｉＯ2）製の内ルツ
ボ１２とから形成され、該内ルツボ１２の側壁には、内
ルツボ１２と外ルツボ１１との間（原料融解領域）と内
ルツボ１２の内側（結晶成長領域）とを連通する連通孔
（不図示）が複数個形成されている。
2）製の外ルツボ１１と、該外ルツボ１１内に設けられ
た円筒状の仕切り体である石英（ＳｉＯ2）製の内ルツ
ボ１２とから形成され、該内ルツボ１２の側壁には、内
ルツボ１２と外ルツボ１１との間（原料融解領域）と内
ルツボ１２の内側（結晶成長領域）とを連通する連通孔
（不図示）が複数個形成されている。
【０００６】この二重ルツボ３は、チャンバ２の中央下
部に垂直に立設された回転シャフト１４の上部フランジ
部１０上に載置されており、前記回転シャフト１４の軸
線を中心として水平面上で所定の角速度で回転する構成
になっている。そして、この二重ルツボ３内には半導体
融液（加熱融解された半導体単結晶の原料）２１が貯留
されている。
部に垂直に立設された回転シャフト１４の上部フランジ
部１０上に載置されており、前記回転シャフト１４の軸
線を中心として水平面上で所定の角速度で回転する構成
になっている。そして、この二重ルツボ３内には半導体
融液（加熱融解された半導体単結晶の原料）２１が貯留
されている。
【０００７】ヒーター４は、半導体の原料をルツボ内で
加熱・融解するとともに生じた半導体融液２１を保温す
るもので、通常、抵抗加熱が用いられる。原料供給管５
は、チャンバ２の上部２ａを貫通し、その下端開口５ａ
から、所定量の半導体の原料を外ルツボ１１と内ルツボ
１２との間の半導体融液２１面上に連続的に投入するも
のである。
加熱・融解するとともに生じた半導体融液２１を保温す
るもので、通常、抵抗加熱が用いられる。原料供給管５
は、チャンバ２の上部２ａを貫通し、その下端開口５ａ
から、所定量の半導体の原料を外ルツボ１１と内ルツボ
１２との間の半導体融液２１面上に連続的に投入するも
のである。
【０００８】マグネット９は、二重ルツボ３の外方から
二重ルツボ３内の半導体融液２１に磁界を印加すること
で、半導体融液２１内で発生するローレンツ力により該
半導体融液２１の対流の制御および酸素濃度の制御、液
面振動の抑制等を行うものである。
二重ルツボ３内の半導体融液２１に磁界を印加すること
で、半導体融液２１内で発生するローレンツ力により該
半導体融液２１の対流の制御および酸素濃度の制御、液
面振動の抑制等を行うものである。
【０００９】上記の原料としては、例えば、多結晶シリ
コンのインゴットを破砕機等で破砕してフレーク状にし
たもの、あるいは、気体原料から熱分解法により粒状に
析出させた多結晶シリコンの顆粒が好適に用いられ、必
要に応じてホウ素（Ｂ）（ｐ型シリコン単結晶を作る場
合）やリン（Ｐ）（ｎ型シリコン単結晶を作る場合）等
のドーパントと呼ばれる添加元素がさらに供給される。
また、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の場合も同様で、この
場合、添加元素は亜鉛（Ｚｎ）もしくはシリコン（Ｓ
ｉ）等となる。
コンのインゴットを破砕機等で破砕してフレーク状にし
たもの、あるいは、気体原料から熱分解法により粒状に
析出させた多結晶シリコンの顆粒が好適に用いられ、必
要に応じてホウ素（Ｂ）（ｐ型シリコン単結晶を作る場
合）やリン（Ｐ）（ｎ型シリコン単結晶を作る場合）等
のドーパントと呼ばれる添加元素がさらに供給される。
また、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の場合も同様で、この
場合、添加元素は亜鉛（Ｚｎ）もしくはシリコン（Ｓ
ｉ）等となる。
【００１０】上記の単結晶引上装置１により、内ルツボ
１２の上方かつ軸線上に配された引上軸３４に種結晶３
５を吊下げ、半導体融液２１上部において種結晶３５を
核として半導体単結晶３３を成長させる。
１２の上方かつ軸線上に配された引上軸３４に種結晶３
５を吊下げ、半導体融液２１上部において種結晶３５を
核として半導体単結晶３３を成長させる。
【００１１】ところで、上記の単結晶引上装置では、特
開昭６３−３０３８９４号公報に記載されているよう
に、単結晶を成長させる前工程において、外ルツボ１１
に予め多結晶シリコン塊等の多結晶原料を融解させて半
導体融液２１を貯留し、外ルツボ１１の上方に配された
内ルツボ１２を、外ルツボ１１内に載置して、二重ルツ
ボ３を形成している。このように多結晶原料の融解後に
二重ルツボを形成するのは、多結晶原料を完全に融解し
て半導体融液２１を得るために、ヒーター４によって外
ルツボ１１内の原料を単結晶成長温度以上の温度まで高
温加熱する必要があり、この際に、予め内ルツボ１２を
外ルツボ１１内に形成させていると、内ルツボ１２に大
きな熱変形が生じてしまうからである。
開昭６３−３０３８９４号公報に記載されているよう
に、単結晶を成長させる前工程において、外ルツボ１１
に予め多結晶シリコン塊等の多結晶原料を融解させて半
導体融液２１を貯留し、外ルツボ１１の上方に配された
内ルツボ１２を、外ルツボ１１内に載置して、二重ルツ
ボ３を形成している。このように多結晶原料の融解後に
二重ルツボを形成するのは、多結晶原料を完全に融解し
て半導体融液２１を得るために、ヒーター４によって外
ルツボ１１内の原料を単結晶成長温度以上の温度まで高
温加熱する必要があり、この際に、予め内ルツボ１２を
外ルツボ１１内に形成させていると、内ルツボ１２に大
きな熱変形が生じてしまうからである。
【００１２】したがって、原料を完全に融解した後、ヒ
ーター４による加熱をある程度弱めてから内ルツボ１２
を外ルツボ１１に形成させることによって、初期原料融
解保持時の高温加熱を避け、内ルツボ１２の変形を抑制
している。
ーター４による加熱をある程度弱めてから内ルツボ１２
を外ルツボ１１に形成させることによって、初期原料融
解保持時の高温加熱を避け、内ルツボ１２の変形を抑制
している。
【００１３】また、内ルツボ１２に形成された前記連通
孔は、原料供給時に 半導体融液２１を外ルツボ１１側
から内ルツボ１２内にのみ流入させるように一定の開口
面積以下に設定されている。この理由は、結晶成長領域
から半導体融液２１が対流により原料融解領域に戻る現
象が生じると単結晶成長における不純物温度および融液
温度等の制御が困難になってしまうためである。
孔は、原料供給時に 半導体融液２１を外ルツボ１１側
から内ルツボ１２内にのみ流入させるように一定の開口
面積以下に設定されている。この理由は、結晶成長領域
から半導体融液２１が対流により原料融解領域に戻る現
象が生じると単結晶成長における不純物温度および融液
温度等の制御が困難になってしまうためである。
【００１４】チャンバ２のガス導入口６ａからはアルゴ
ンガス（Ａｒ）がチャンバ２内に供給され、このアルゴ
ンガス（Ａｒ）は半導体融液２１から発生するＳｉＯを
吹き流したうえ、チャンバ２の下端部のガス排出口８か
ら順次排出される。
ンガス（Ａｒ）がチャンバ２内に供給され、このアルゴ
ンガス（Ａｒ）は半導体融液２１から発生するＳｉＯを
吹き流したうえ、チャンバ２の下端部のガス排出口８か
ら順次排出される。
【００１５】ここで、内ルツボ組立体２３の構造の一例
について説明する。保温筒１６の上端にはアッパーリン
グ部材２４が載置され、ここには内ルツボ１２の上端部
に固定された円管状の内ルツボ支持部材１３の上端部に
係止可能な複数本の係止部材７ａ，７ｂ（本例では３本
あり、一本の係止部材は不図示）が垂下されている。こ
の複数本の係止部材７ａ，７ｂはアッパーリング部材２
４の周方向に並んで配置されている。上記原料供給管５
は、チャンバ２の上部から垂設され、アッパーリング部
材２４の係止部材７ａ，７ｂと干渉しない位置を貫通す
る。
について説明する。保温筒１６の上端にはアッパーリン
グ部材２４が載置され、ここには内ルツボ１２の上端部
に固定された円管状の内ルツボ支持部材１３の上端部に
係止可能な複数本の係止部材７ａ，７ｂ（本例では３本
あり、一本の係止部材は不図示）が垂下されている。こ
の複数本の係止部材７ａ，７ｂはアッパーリング部材２
４の周方向に並んで配置されている。上記原料供給管５
は、チャンバ２の上部から垂設され、アッパーリング部
材２４の係止部材７ａ，７ｂと干渉しない位置を貫通す
る。
【００１６】上記構成の単結晶引上装置における原料の
初期投入方法については、先ず、チャンバ２の上部２ａ
を上昇させて開放する。これと並行して、所定のクリー
ン室内において、サセプタ１５に保持された外ルツボ１
１内に原料を入れる。前記サセプタ１５に支持された外
ルツボ１１を回転シャフト１４に搭載して装着する。
初期投入方法については、先ず、チャンバ２の上部２ａ
を上昇させて開放する。これと並行して、所定のクリー
ン室内において、サセプタ１５に保持された外ルツボ１
１内に原料を入れる。前記サセプタ１５に支持された外
ルツボ１１を回転シャフト１４に搭載して装着する。
【００１７】この後、チャンバ２内において内ルツボ組
立体２３を組立る。すなわち、先ず、３本の係止部材７
ａ，７ｂ（１つの係止部材は不図示）を吊下げ支持した
アッパーリング部材２４を、保温筒１６に載せる。ここ
で、内ルツボ１２と一体の内ルツボ支持部材１３を係止
部材７ａ，７ｂに係止する。最後に、チャンバ２の上部
２ａを閉じる。この際、原料供給管５はアッパーリング
部材２４を貫通する。
立体２３を組立る。すなわち、先ず、３本の係止部材７
ａ，７ｂ（１つの係止部材は不図示）を吊下げ支持した
アッパーリング部材２４を、保温筒１６に載せる。ここ
で、内ルツボ１２と一体の内ルツボ支持部材１３を係止
部材７ａ，７ｂに係止する。最後に、チャンバ２の上部
２ａを閉じる。この際、原料供給管５はアッパーリング
部材２４を貫通する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、外ルツボのプリセツトを行うものの、炉内に
おいて内ルツボ組立体を組立るので、この組立体の各構
成部品同士の擦れによりコンタミネーションが発生しや
すく、この発生したコンタミネーションが外ルツボ内の
材料に混入し、単結晶成長工程において、転位等の格子
欠陥が発生するという問題点がある。また、内ルツボ組
立体の組立時における組立順序を間違いやすく、作業効
率が低く、結果的に、炉を開放する時間が長くなり、単
結晶引上装置の稼動率も低くなるという問題点がある。
さらに、外ルツボや内ルツボ組立体を組み込み時に、大
型な炉全体の雰囲気をクリーンな状態にしなければなら
ず、時間や手間がかかるとともに、そのための設備コス
トが嵩むという問題点がある。
来技術は、外ルツボのプリセツトを行うものの、炉内に
おいて内ルツボ組立体を組立るので、この組立体の各構
成部品同士の擦れによりコンタミネーションが発生しや
すく、この発生したコンタミネーションが外ルツボ内の
材料に混入し、単結晶成長工程において、転位等の格子
欠陥が発生するという問題点がある。また、内ルツボ組
立体の組立時における組立順序を間違いやすく、作業効
率が低く、結果的に、炉を開放する時間が長くなり、単
結晶引上装置の稼動率も低くなるという問題点がある。
さらに、外ルツボや内ルツボ組立体を組み込み時に、大
型な炉全体の雰囲気をクリーンな状態にしなければなら
ず、時間や手間がかかるとともに、そのための設備コス
トが嵩むという問題点がある。
【００１９】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、コンタミネーションの発生
を低減して、転位等の格子欠陥を極力少なくするととも
に、単結晶引上装置の稼動率も向上する、二重ルツボの
炉内への組み込み方法を提供することを目的としてい
る。
鑑みてなされたものであり、コンタミネーションの発生
を低減して、転位等の格子欠陥を極力少なくするととも
に、単結晶引上装置の稼動率も向上する、二重ルツボの
炉内への組み込み方法を提供することを目的としてい
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、上下に分割可能な炉と、前記炉内の回転シ
ャフト上にサセプタを介して搭載される外ルツボと、少
なくとも内ルツボを吊下げて支持する内ルツボ組立体と
を備えた単結晶引上装置において、前記外ルツボおよび
前記内ルツボからなる二重ルツボを前記炉内へ組み込む
方法において、初期原料投入の際に、予めクリーン室内
において、前記サセプタに支持された前記外ルツボ内に
初期原料を入れておくとともに、クリーン室内にて前記
内ルツボ組立体を組立てておき、先ず、前記外ルツボお
よび前記サセプタを前記炉内へ搬送して前記回転シャフ
ト上に搭載し、この後、前記内ルツボ組立体を前記炉内
に装着する、ことを特徴とするものである。
の本発明は、上下に分割可能な炉と、前記炉内の回転シ
ャフト上にサセプタを介して搭載される外ルツボと、少
なくとも内ルツボを吊下げて支持する内ルツボ組立体と
を備えた単結晶引上装置において、前記外ルツボおよび
前記内ルツボからなる二重ルツボを前記炉内へ組み込む
方法において、初期原料投入の際に、予めクリーン室内
において、前記サセプタに支持された前記外ルツボ内に
初期原料を入れておくとともに、クリーン室内にて前記
内ルツボ組立体を組立てておき、先ず、前記外ルツボお
よび前記サセプタを前記炉内へ搬送して前記回転シャフ
ト上に搭載し、この後、前記内ルツボ組立体を前記炉内
に装着する、ことを特徴とするものである。
【００２１】また、他の本発明は、前記クリーン室内に
おいて、前記外ルツボ内に原料を入れた後にこの外ルツ
ボに蓋を被せるとともに、前記内側ルツボ組立体に防塵
部材を被せ、前記外ルツボを前記炉内に装着後に前記蓋
を取り外し、また、前記内ルツボ組立体を前記炉の付近
へ搬送後に前記防塵部材を取り外すことを特徴とするも
のである。
おいて、前記外ルツボ内に原料を入れた後にこの外ルツ
ボに蓋を被せるとともに、前記内側ルツボ組立体に防塵
部材を被せ、前記外ルツボを前記炉内に装着後に前記蓋
を取り外し、また、前記内ルツボ組立体を前記炉の付近
へ搬送後に前記防塵部材を取り外すことを特徴とするも
のである。
【００２２】以下、本発明の作用について説明する。請
求項１に記載の発明では、クリーン室内において、外ル
ツボのプリセットを行う他に、内ルツボ組立体を予め構
築しておき、これらを、炉内へ搬送して順次組み込むこ
とにより、従来のような、炉内において内ルツボ組立体
を組み立てる必要はない。したがって、炉内におけるコ
ンタミネーションの発生が低減するとともに、作業効率
も向上する。また、請求項２に記載の発明のように、プ
リセットしておいた内ルツボ組立体を炉へ搬送する際
に、塵や埃が付かないように、防塵部材を被せることが
好ましい。また、外ルツボに原料を入れてから前記内ル
ツボ組立体の炉内への装着直前までの間に、外ルツボに
蓋を被せておくことにより、外ルツボ内への塵や埃の侵
入を阻止できる。
求項１に記載の発明では、クリーン室内において、外ル
ツボのプリセットを行う他に、内ルツボ組立体を予め構
築しておき、これらを、炉内へ搬送して順次組み込むこ
とにより、従来のような、炉内において内ルツボ組立体
を組み立てる必要はない。したがって、炉内におけるコ
ンタミネーションの発生が低減するとともに、作業効率
も向上する。また、請求項２に記載の発明のように、プ
リセットしておいた内ルツボ組立体を炉へ搬送する際
に、塵や埃が付かないように、防塵部材を被せることが
好ましい。また、外ルツボに原料を入れてから前記内ル
ツボ組立体の炉内への装着直前までの間に、外ルツボに
蓋を被せておくことにより、外ルツボ内への塵や埃の侵
入を阻止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態例につ
いて図面を参照して説明する。図１はクリーン室内にお
いて、シリコン引上装置の構成部品である外ルツボ、お
よび内ルツボ組立体がプリセットされている状態を示す
図である。
いて図面を参照して説明する。図１はクリーン室内にお
いて、シリコン引上装置の構成部品である外ルツボ、お
よび内ルツボ組立体がプリセットされている状態を示す
図である。
【００２４】先ず、図１に示すように、クリーン室（ク
リーンブース）３１内において、台車２８上に、カーボ
ン台（サセプタ受け台）２９を介して、外ルツボ１１を
保持するサセプタ１５が搭載されている。多結晶シリコ
ン塊等の多結晶原料を所定量だけ外ルツボ１１内に入れ
る（外ルツボ１１のプリセット）。この後、外ルツボ１
１に防塵用の蓋３０を被せる。一方、別な台車２７にカ
ーボン製の台２６ａ，２６ｂを載せ、この台２６ａ，２
６ｂ上に、上記のようにして内ルツボ組立体２３を構築
しておく。ここで、内ルツボ組立体２３のアッパーリン
グ部材２４に、その周方向に等間隔をおいて複数本の吊
り具としてのＩボルト２５ａ，２５ｂ（本例では４本で
あり、２本のＩボルトは不図示）をねじ込んで装着して
おく。また、内ルツボ組立体２３に防塵シート（防塵部
材）３２を被せておく。なお、防塵シート３２には、Ｉ
ボルト２５ａ，２５ｂを露出させるための孔が４ヶ所形
成されている。なお、符号２７ａ，２８ａはそれぞれ、
台車２７，２８の取っ手を示している。
リーンブース）３１内において、台車２８上に、カーボ
ン台（サセプタ受け台）２９を介して、外ルツボ１１を
保持するサセプタ１５が搭載されている。多結晶シリコ
ン塊等の多結晶原料を所定量だけ外ルツボ１１内に入れ
る（外ルツボ１１のプリセット）。この後、外ルツボ１
１に防塵用の蓋３０を被せる。一方、別な台車２７にカ
ーボン製の台２６ａ，２６ｂを載せ、この台２６ａ，２
６ｂ上に、上記のようにして内ルツボ組立体２３を構築
しておく。ここで、内ルツボ組立体２３のアッパーリン
グ部材２４に、その周方向に等間隔をおいて複数本の吊
り具としてのＩボルト２５ａ，２５ｂ（本例では４本で
あり、２本のＩボルトは不図示）をねじ込んで装着して
おく。また、内ルツボ組立体２３に防塵シート（防塵部
材）３２を被せておく。なお、防塵シート３２には、Ｉ
ボルト２５ａ，２５ｂを露出させるための孔が４ヶ所形
成されている。なお、符号２７ａ，２８ａはそれぞれ、
台車２７，２８の取っ手を示している。
【００２５】上記のようにプリセットした外ルツボ１１
を搭載する台車２８を、クリーン室３１から出して、チ
ャンバ２付近まで搬送するとともに、台車２７もクリー
ン室３１から出してチャンバ２付近まで搬送する。ここ
で、サセプタ１５および外ルツボ１１をチャンバ２内へ
組み込み、蓋３０を取り外す。この後、内ルツボ組立体
２３から防塵シート３２を取り外し、図示しないクレー
ン等により内ルツボ組立体２３を複数のＩボルト２５
ａ，２５ｂを介して吊り上げ、チャンバ２内に装着す
る。ここで、Ｉボルト２５ａ，２５ｂをアッパーリング
部材２４から取り外す。
を搭載する台車２８を、クリーン室３１から出して、チ
ャンバ２付近まで搬送するとともに、台車２７もクリー
ン室３１から出してチャンバ２付近まで搬送する。ここ
で、サセプタ１５および外ルツボ１１をチャンバ２内へ
組み込み、蓋３０を取り外す。この後、内ルツボ組立体
２３から防塵シート３２を取り外し、図示しないクレー
ン等により内ルツボ組立体２３を複数のＩボルト２５
ａ，２５ｂを介して吊り上げ、チャンバ２内に装着す
る。ここで、Ｉボルト２５ａ，２５ｂをアッパーリング
部材２４から取り外す。
【００２６】チャンバ２内を真空ポンプで排気し真空状
態とする。次に、該チャンバ２内にアルゴンガス（Ａ
ｒ）等の不活性ガスを導入し、回転シャフト１４を軸線
を中心として所定の角速度で水平面上で回転させること
で、外ルツボ１１を所定の角速度で回転させながら、ヒ
ーター４に通電し、外ルツボ１１内の多結晶原料を単結
晶成長温度以上の温度まで加熱し、この原料を完全に融
解する。この融解した原料は半導体融液２１と呼ばれ
る。
態とする。次に、該チャンバ２内にアルゴンガス（Ａ
ｒ）等の不活性ガスを導入し、回転シャフト１４を軸線
を中心として所定の角速度で水平面上で回転させること
で、外ルツボ１１を所定の角速度で回転させながら、ヒ
ーター４に通電し、外ルツボ１１内の多結晶原料を単結
晶成長温度以上の温度まで加熱し、この原料を完全に融
解する。この融解した原料は半導体融液２１と呼ばれ
る。
【００２７】原料が完全に融解した後、ヒーター４によ
る加熱を若干弱めるとともに、外ルツボ１１の上方に軸
線を同じくして配される内ルツボ１２を半導体融液２１
内に載置する。このとき、内ルツボ支持部材１３は係止
部材７ａ，７ｂとの係止が解除される。そして、内ルツ
ボ１２が外ルツボ１１内に載置されて二重ルツボ３を形
成した状態では、内ルツボ１２の前記連通孔は、半導体
融液２１を内部に流入させる連通部となる。
る加熱を若干弱めるとともに、外ルツボ１１の上方に軸
線を同じくして配される内ルツボ１２を半導体融液２１
内に載置する。このとき、内ルツボ支持部材１３は係止
部材７ａ，７ｂとの係止が解除される。そして、内ルツ
ボ１２が外ルツボ１１内に載置されて二重ルツボ３を形
成した状態では、内ルツボ１２の前記連通孔は、半導体
融液２１を内部に流入させる連通部となる。
【００２８】二重ルツボ３を形成した後、マグネット９
に通電し所定の磁界を印加し、ヒーター４の電力を調整
して半導体融液２１の中央液面付近を単結晶成長温度に
保ち、引上軸３４により吊下げられた種結晶３５を半導
体融液２１になじませた後、この種結晶３５を核として
半導体単結晶３３を成長させる。
に通電し所定の磁界を印加し、ヒーター４の電力を調整
して半導体融液２１の中央液面付近を単結晶成長温度に
保ち、引上軸３４により吊下げられた種結晶３５を半導
体融液２１になじませた後、この種結晶３５を核として
半導体単結晶３３を成長させる。
【００２９】この結晶成長過程においては、半導体単結
晶３３の成長量（引上量）に応じて、原料供給管５より
シリコンの粒状の原料が連続的に投入され、この投入さ
れた原料は外ルツボ１１内で融解し、内ルツボ１２の前
記連通孔を通って内ルツボ１２内に連続的に供給され
る。以上のようにして、半導体単結晶３３を成長させる
ことができる。上記の原料供給管５から供給される原料
としては、例えば、多結晶シリコンのインゴットを破砕
機等で破砕してフレーク状にしたもの、あるいは、気体
原料から熱分解法により粒状に析出させた多結晶シリコ
ンの顆粒が好適に用いられ、必要に応じてホウ素（Ｂ）
（ｐ型シリコン単結晶を作る場合）やリン（Ｐ）（ｎ型
シリコン単結晶を作る場合）等のドーパントと呼ばれる
添加元素がさらに供給される。
晶３３の成長量（引上量）に応じて、原料供給管５より
シリコンの粒状の原料が連続的に投入され、この投入さ
れた原料は外ルツボ１１内で融解し、内ルツボ１２の前
記連通孔を通って内ルツボ１２内に連続的に供給され
る。以上のようにして、半導体単結晶３３を成長させる
ことができる。上記の原料供給管５から供給される原料
としては、例えば、多結晶シリコンのインゴットを破砕
機等で破砕してフレーク状にしたもの、あるいは、気体
原料から熱分解法により粒状に析出させた多結晶シリコ
ンの顆粒が好適に用いられ、必要に応じてホウ素（Ｂ）
（ｐ型シリコン単結晶を作る場合）やリン（Ｐ）（ｎ型
シリコン単結晶を作る場合）等のドーパントと呼ばれる
添加元素がさらに供給される。
【００３０】半導体単結晶製造後、内ルツボ組立体２３
および外ルツボ１１を、上記の装着時とは逆の操作によ
りチャンバ２外へ取り出し、この後、前段の単結晶製造
中にプリセットしておいた外ルツボおよび内ルツボ組立
体をチャンバ２内へ順次装着して使用する。
および外ルツボ１１を、上記の装着時とは逆の操作によ
りチャンバ２外へ取り出し、この後、前段の単結晶製造
中にプリセットしておいた外ルツボおよび内ルツボ組立
体をチャンバ２内へ順次装着して使用する。
【００３１】上述のように、本実施形態例では、クリー
ン室３１でプリセットしておいた外ルツボ１１をチャン
バ２内に装着し、この後に、プリセットしておいた内ル
ツボ組立体２３をチャンバ２内に装着することにより、
チャンバ２内において内ルツボ組立体２３の構成部品同
士が擦れず、コンタミネーションの発生が低減する上
に、内ルツボ組立体２３のプリセット時における組立順
序の間違いが起こりにくく、作業効率が向上し、結果的
に、チャンバ２を開放する時間が短く済み、単結晶引上
装置１の稼動率も向上する。また、外ルツボ１１や内ル
ツボ組立体２３を複数組用意しておき、単結晶引上装置
１の稼動中に、使用していない外ルツボおよび内ルツボ
組立体をそれぞれプリセットしておき、前記稼動の終了
後に、このプリセットしておいた外ルツボおよび内ルツ
ボ組立体を直ちにチャンバ内へ装着して、単結晶引上装
置を稼動できるので、稼動率のさらなる向上を図れる。
さらに、プリセットしておいた内ルツボ組立体２３をチ
ャンバ２へ搬送する際に、塵や埃が付かないように、防
塵シート３２を被せることが好ましい。また、外ルツボ
１１に原料を入れてから内ルツボ組立体２３のチャンバ
２内への装着直前までの間に、外ルツボ１１に蓋３０を
被せておくことにより、外ルツボ１１内への塵や埃の侵
入を阻止できる。
ン室３１でプリセットしておいた外ルツボ１１をチャン
バ２内に装着し、この後に、プリセットしておいた内ル
ツボ組立体２３をチャンバ２内に装着することにより、
チャンバ２内において内ルツボ組立体２３の構成部品同
士が擦れず、コンタミネーションの発生が低減する上
に、内ルツボ組立体２３のプリセット時における組立順
序の間違いが起こりにくく、作業効率が向上し、結果的
に、チャンバ２を開放する時間が短く済み、単結晶引上
装置１の稼動率も向上する。また、外ルツボ１１や内ル
ツボ組立体２３を複数組用意しておき、単結晶引上装置
１の稼動中に、使用していない外ルツボおよび内ルツボ
組立体をそれぞれプリセットしておき、前記稼動の終了
後に、このプリセットしておいた外ルツボおよび内ルツ
ボ組立体を直ちにチャンバ内へ装着して、単結晶引上装
置を稼動できるので、稼動率のさらなる向上を図れる。
さらに、プリセットしておいた内ルツボ組立体２３をチ
ャンバ２へ搬送する際に、塵や埃が付かないように、防
塵シート３２を被せることが好ましい。また、外ルツボ
１１に原料を入れてから内ルツボ組立体２３のチャンバ
２内への装着直前までの間に、外ルツボ１１に蓋３０を
被せておくことにより、外ルツボ１１内への塵や埃の侵
入を阻止できる。
【００３２】上記実施形態例では、同一のクリーン室内
において外ルツボ内への初期原料投入や、内ルツボ組立
体のプリセットを行ったが、これに限らず、別々のクリ
ーン室においてそれぞれの作業を行ってもよい。また、
外ルツボおよび内ルツボ組立体を同一の台車に載せて搬
送してもよい。さらに、外ルツボの蓋や内ルツボ組立体
の防塵シートは必ずしも使用しなくてもよい。単結晶引
上装置としてＣＭＣＺ法を採用したが、二重ルツボ構成
であるなら、他の単結晶製造装置を提供しても構わな
い。例えば、磁場印加を行わない連続チャージ型（ＣＣ
Ｚ法）を採用してもよい。
において外ルツボ内への初期原料投入や、内ルツボ組立
体のプリセットを行ったが、これに限らず、別々のクリ
ーン室においてそれぞれの作業を行ってもよい。また、
外ルツボおよび内ルツボ組立体を同一の台車に載せて搬
送してもよい。さらに、外ルツボの蓋や内ルツボ組立体
の防塵シートは必ずしも使用しなくてもよい。単結晶引
上装置としてＣＭＣＺ法を採用したが、二重ルツボ構成
であるなら、他の単結晶製造装置を提供しても構わな
い。例えば、磁場印加を行わない連続チャージ型（ＣＣ
Ｚ法）を採用してもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項１に記載の発明は、クリーン室で原料を組み込んで
プリセットしておいた外ルツボを炉内へ装着し、この後
に、プリセットしておいた内ルツボ組立体を炉内へ装着
することにより、炉内において内ルツボ組立体の構成部
品同士が擦れず、コンタミネーションの発生が低減する
上に、内ルツボ組立体のプリセット時における組立順序
の間違いを起こしにくい。結果的に、転位等の格子欠陥
の発生を極力低減できるとともに、作業効率が向上し、
また、炉を開放する時間が短くて済み、単結晶引上装置
の稼動率も向上する。また、外ルツボや内ルツボ組立体
を複数組ずつ用意しておき、単結晶引上装置の稼動中
に、使用していない外ルツボおよび内ルツボ組立体をそ
れぞれプリセットしておき、前記稼動の終了後に、この
プリセットしておいた外ルツボおよび内ルツボ組立体を
直ちに炉内へ装着して、単結晶引上装置を稼動できるの
で、稼動率のさらなる向上を図れる。請求項２に記載の
発明は、上記効果の他、プリセットした内ルツボ組立体
を炉へ搬送する際に、塵や埃が付かないように、防塵部
材を被せることが好ましい。また、外ルツボに原料を入
れてから前記内ルツボ組立体の炉内への装着直前までの
間に、外ルツボに蓋を被せておくことにより、外ルツボ
内への塵や埃の侵入を阻止できる。
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項１に記載の発明は、クリーン室で原料を組み込んで
プリセットしておいた外ルツボを炉内へ装着し、この後
に、プリセットしておいた内ルツボ組立体を炉内へ装着
することにより、炉内において内ルツボ組立体の構成部
品同士が擦れず、コンタミネーションの発生が低減する
上に、内ルツボ組立体のプリセット時における組立順序
の間違いを起こしにくい。結果的に、転位等の格子欠陥
の発生を極力低減できるとともに、作業効率が向上し、
また、炉を開放する時間が短くて済み、単結晶引上装置
の稼動率も向上する。また、外ルツボや内ルツボ組立体
を複数組ずつ用意しておき、単結晶引上装置の稼動中
に、使用していない外ルツボおよび内ルツボ組立体をそ
れぞれプリセットしておき、前記稼動の終了後に、この
プリセットしておいた外ルツボおよび内ルツボ組立体を
直ちに炉内へ装着して、単結晶引上装置を稼動できるの
で、稼動率のさらなる向上を図れる。請求項２に記載の
発明は、上記効果の他、プリセットした内ルツボ組立体
を炉へ搬送する際に、塵や埃が付かないように、防塵部
材を被せることが好ましい。また、外ルツボに原料を入
れてから前記内ルツボ組立体の炉内への装着直前までの
間に、外ルツボに蓋を被せておくことにより、外ルツボ
内への塵や埃の侵入を阻止できる。
【図１】クリーン室内において外側ルツボ、および内側
ルツボ組立体がプリセットされている状態を示す図であ
る。
ルツボ組立体がプリセットされている状態を示す図であ
る。
【図２】単結晶引上装置の一例を示す縦断面図である。
１ 単結晶引上装置
２ チャンバ（炉）
２ａ 上部
２ｂ 本体部
２ｃ 底部
３ 二重ルツボ
４ ヒーター
５ 原料供給管
５ａ 下端開口
６ａ ガス導入口
７ａ，７ｂ 係止部材
８ ガス排出口
１０ 上部フランジ部
１１ 外ルツボ
１２ 内ルツボ
１３ 内ルツボ支持部材
１４ 回転シャフト
１５ サセプタ
１６ 保温筒（熱シールド部材）
２１ 半導体融液
２３ 内ルツボ組立体
２４ アッパーリング部材
２５ａ，２５ｂ Ｉボルト（吊り具）
２６ａ，２６ｂ 台
２７，２８ 台車
２９ 台
３０ 蓋
３１ クリーンルーム（クリーンブース）
３２ 防塵シート（防塵部材）
３３ 半導体単結晶
３４ 引上軸
３５ 種結晶
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 喜田 道夫
埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三
菱マテリアル株式会社 総合研究所内
(56)参考文献 特開 昭63−303894（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−107587（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−206580（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−91982（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−67188（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
Claims (2)
- 【請求項１】 上下に分割可能な炉と、前記炉内の回転
シャフト上にサセプタを介して搭載される外ルツボと、
少なくとも内ルツボを吊下げて支持する内ルツボ組立体
とを備えた単結晶引上装置において、前記外ルツボおよ
び前記内ルツボからなる二重ルツボを前記炉内へ組み込
む方法において、 初期原料投入の際に、予めクリーン室内において、前記
サセプタに支持された前記外ルツボ内に初期原料を入れ
ておくとともに、クリーン室内にて前記内ルツボ組立体
を組立てておき、 先ず、前記外ルツボおよび前記サセプタを前記炉内へ搬
送して前記回転シャフト上に搭載し、 この後、前記内ルツボ組立体を前記炉内に装着する、こ
とを特徴とする、二重ルツボの炉内への組み込み方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の組み込み方法におい
て、前記クリーン室内において、前記外ルツボ内に原料
を入れた後にこの外ルツボに蓋を被せるとともに、前記
内側ルツボ組立体に防塵部材を被せ、 前記外ルツボを前記炉内に装着後に前記蓋を取り外し、
また、前記内ルツボ組立体を前記炉の付近へ搬送後に前
記防塵部材を取り外すことを特徴とする、二重ルツボの
炉内への組み込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34417595A JP3444071B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 二重ルツボの炉内への組み込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34417595A JP3444071B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 二重ルツボの炉内への組み込み方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183685A JPH09183685A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3444071B2 true JP3444071B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=18367211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34417595A Expired - Fee Related JP3444071B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 二重ルツボの炉内への組み込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444071B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4964274B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2012-06-27 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 石英ガラスルツボ用蓋と石英ガラスルツボおよびその取り扱い方法 |
| KR101620935B1 (ko) * | 2009-12-14 | 2016-05-13 | 주식회사 케이씨씨 | 실리콘 잉고트의 인출장치 및 방법 |
| CN111962140A (zh) | 2020-08-28 | 2020-11-20 | 晶科绿能(上海)管理有限公司 | 连续拉晶装置和连续拉制晶棒的方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34417595A patent/JP3444071B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09183685A (ja) | 1997-07-15 |
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