JP3449128B2 - 単結晶成長方法 - Google Patents
単結晶成長方法Info
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるチョクラ
ルスキー法（ＣＺ法）によって単結晶を引上げる場合に
おいて、高重量の単結晶の引き上げのため結晶成長中に
成長結晶の一部を機械的に保持し、種結晶および種絞り
の強度にかかわらず、高重量の単結晶の引き上げを可能
とする方法に関する。
ルスキー法（ＣＺ法）によって単結晶を引上げる場合に
おいて、高重量の単結晶の引き上げのため結晶成長中に
成長結晶の一部を機械的に保持し、種結晶および種絞り
の強度にかかわらず、高重量の単結晶の引き上げを可能
とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン等の半導体材料を製造す
る方法として、例えば図２（Ａ）に示すように、シード
ホルダ５１が保持する種結晶５２をルツボ５３内の原料
融液５４の表面に接触させ、種結晶５２をその回転軸回
りに回転させつつ引上げるとともに引上速度を調整し
て、種結晶５２の下方に種絞り５５を形成し、引続いて
径の大きい単結晶の直胴部５６を形成するようなチョク
ラルスキー法が知られている。
る方法として、例えば図２（Ａ）に示すように、シード
ホルダ５１が保持する種結晶５２をルツボ５３内の原料
融液５４の表面に接触させ、種結晶５２をその回転軸回
りに回転させつつ引上げるとともに引上速度を調整し
て、種結晶５２の下方に種絞り５５を形成し、引続いて
径の大きい単結晶の直胴部５６を形成するようなチョク
ラルスキー法が知られている。
【０００３】この場合、種絞り５５を形成することで、
その下方の結晶の直胴部５６を無転位化することが出来
るが、近年では単結晶の大径化又は生産効率向上等のた
め、結晶重量が高重量化し、種結晶５２および種絞り５
５の強度が不足しがちとなってきた。そして、結晶の引
上げ中に万が一種絞りが破断して結晶が落下するような
ことがあると、重大事故につながる恐れがある。そこで
最近、例えば図２（Ｂ）に示すような結晶成長中に成長
結晶の一部を機械的に保持する方法及び装置が採用され
るようになってきている。
その下方の結晶の直胴部５６を無転位化することが出来
るが、近年では単結晶の大径化又は生産効率向上等のた
め、結晶重量が高重量化し、種結晶５２および種絞り５
５の強度が不足しがちとなってきた。そして、結晶の引
上げ中に万が一種絞りが破断して結晶が落下するような
ことがあると、重大事故につながる恐れがある。そこで
最近、例えば図２（Ｂ）に示すような結晶成長中に成長
結晶の一部を機械的に保持する方法及び装置が採用され
るようになってきている。
【０００４】この装置では、種絞り５５と直胴部５６と
の間に、拡径部と縮径部からなる係合段部５７を形成
し、この係合段部５７を吊り治具５８、５８で挟持して
引上げるようにしている。そしてこのような技術とし
て、例えば特開昭６２−２８８１９１号とか、特開昭６
３−２５２９９１号とか、特開平３−２８５８９３号と
か、特開平３−２９５８９３号等の技術が知られている
が、例えば特開平３−２８５８９３号の場合は、係合段
部を成形しながら種結晶を引上げる際、係合段部が所定
位置に配置される把持レバーの位置まで来ると、把持レ
バーが係合段部を把持して引上げるようにしている。
の間に、拡径部と縮径部からなる係合段部５７を形成
し、この係合段部５７を吊り治具５８、５８で挟持して
引上げるようにしている。そしてこのような技術とし
て、例えば特開昭６２−２８８１９１号とか、特開昭６
３−２５２９９１号とか、特開平３−２８５８９３号と
か、特開平３−２９５８９３号等の技術が知られている
が、例えば特開平３−２８５８９３号の場合は、係合段
部を成形しながら種結晶を引上げる際、係合段部が所定
位置に配置される把持レバーの位置まで来ると、把持レ
バーが係合段部を把持して引上げるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の方法では、結晶重量を保持するには有効ではある
が、吊り治具で成長結晶を保持する際に、横方向から挟
み込むように接触するため、成長結晶に横方向の力が加
わりやすく、単結晶が揺れて振動が生じるといったよう
な問題がある。
従来の方法では、結晶重量を保持するには有効ではある
が、吊り治具で成長結晶を保持する際に、横方向から挟
み込むように接触するため、成長結晶に横方向の力が加
わりやすく、単結晶が揺れて振動が生じるといったよう
な問題がある。
【０００６】また、結晶を機械的に保持する場合には、
当初結晶を支えている結晶引上げ機構の回転中心軸と、
後から結晶を保持する保持機構の回転中心軸とが完全に
一致していることが必要であるが、実際にはわずかなが
ら誤差が生じている。このような状態で成長結晶の保持
動作を行うと、複数ある保持部が結晶に同時に接触せ
ず、特定の保持部が先に接触する結果、成長結晶が揺れ
て振動が生じる。
当初結晶を支えている結晶引上げ機構の回転中心軸と、
後から結晶を保持する保持機構の回転中心軸とが完全に
一致していることが必要であるが、実際にはわずかなが
ら誤差が生じている。このような状態で成長結晶の保持
動作を行うと、複数ある保持部が結晶に同時に接触せ
ず、特定の保持部が先に接触する結果、成長結晶が揺れ
て振動が生じる。
【０００７】このように、チョクラルスキー法において
成長結晶の一部を機械的に保持する場合には、結晶に何
ら振動を与えずに保持動作をするのは困難である。そし
て、結晶が揺れて振動が生じると、成長結晶が有転位化
したり、結晶自体が曲がって成長したりしてしまい、結
晶歩留の低下につながるほか、揺れが著しい場合には結
晶成長を中止せざるを得なくなる。そこで、チョクラル
スキー法において、成長結晶の一部を機械的に保持する
場合において、成長結晶の振動を抑制する手段が望まれ
ていた。
成長結晶の一部を機械的に保持する場合には、結晶に何
ら振動を与えずに保持動作をするのは困難である。そし
て、結晶が揺れて振動が生じると、成長結晶が有転位化
したり、結晶自体が曲がって成長したりしてしまい、結
晶歩留の低下につながるほか、揺れが著しい場合には結
晶成長を中止せざるを得なくなる。そこで、チョクラル
スキー法において、成長結晶の一部を機械的に保持する
場合において、成長結晶の振動を抑制する手段が望まれ
ていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、原料融液に接触せしめた種結晶を回転させつ
つ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法であ
って、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持し、
種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の単結
晶の引き上げを可能とする場合において、前記成長結晶
を機械的に保持する際に、前記原料融液に磁場を印加し
ておくことを特徴とする単結晶保持方法である。
本発明は、原料融液に接触せしめた種結晶を回転させつ
つ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法であ
って、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持し、
種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の単結
晶の引き上げを可能とする場合において、前記成長結晶
を機械的に保持する際に、前記原料融液に磁場を印加し
ておくことを特徴とする単結晶保持方法である。
【０００９】このように、成長結晶の一部を機械的に保
持する際に、原料融液に磁場を印加しておけば、磁場に
より原料融液の粘性が増すために、結晶の振動を抑制す
ることができる。
持する際に、原料融液に磁場を印加しておけば、磁場に
より原料融液の粘性が増すために、結晶の振動を抑制す
ることができる。
【００１０】そして、本発明は、原料融液に接触せしめ
た種結晶を回転させつつ引上げて単結晶を成長させるチ
ョクラルスキー法であって、結晶成長中に成長結晶の一
部を機械的に保持し、種結晶および種絞りの強度にかか
わらず、高重量の単結晶を成長させる方法において、成
長結晶を機械的に保持する際に、前記原料融液に磁場を
印加しておくことを特徴とする単結晶成長方法である。
た種結晶を回転させつつ引上げて単結晶を成長させるチ
ョクラルスキー法であって、結晶成長中に成長結晶の一
部を機械的に保持し、種結晶および種絞りの強度にかか
わらず、高重量の単結晶を成長させる方法において、成
長結晶を機械的に保持する際に、前記原料融液に磁場を
印加しておくことを特徴とする単結晶成長方法である。
【００１１】前述のように、成長結晶の一部を機械的に
保持する際に、原料融液に磁場を印加しておけば、磁場
により原料融液の粘性が増すために、結晶の振動を抑制
することができる。したがって、このような方法により
結晶を成長させれば、成長結晶が有転位化したり、結晶
自体が曲がって成長する等の問題を解決することができ
る。
保持する際に、原料融液に磁場を印加しておけば、磁場
により原料融液の粘性が増すために、結晶の振動を抑制
することができる。したがって、このような方法により
結晶を成長させれば、成長結晶が有転位化したり、結晶
自体が曲がって成長する等の問題を解決することができ
る。
【００１２】この場合、磁場の印加は結晶成長中に継続
して行ってもよいし、結晶の振動が問題となる成長結晶
を機械的に保持する際にのみ行ってもよい。また、成長
結晶の振動が実際に生じた場合に、これを抑制するため
に磁場を印加しても有効である。そして、この場合には
振動の発生原因としては、機械的手段による結晶の保持
の場合に限られない。
して行ってもよいし、結晶の振動が問題となる成長結晶
を機械的に保持する際にのみ行ってもよい。また、成長
結晶の振動が実際に生じた場合に、これを抑制するため
に磁場を印加しても有効である。そして、この場合には
振動の発生原因としては、機械的手段による結晶の保持
の場合に限られない。
【００１３】そして、本発明において成長結晶の振動を
有効に抑制するためには、印加する磁場強度を結晶成長
界面近傍で５００ガウス以上とするのが望ましい。
有効に抑制するためには、印加する磁場強度を結晶成長
界面近傍で５００ガウス以上とするのが望ましい。
【００１４】以下、本発明につき更に詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。前述の
ように、従来の機械的に結晶を保持する方法は、治具で
成長結晶を横方向から挟み込むようにするため、必然的
に成長結晶に横方向の力が加わり、成長単結晶が揺れて
振動が生じ易い。また、当初結晶を支えている結晶引上
げ機構の回転中心軸と、後から結晶を保持する保持機構
の回転中心軸とを完全に一致させるのは困難で、例え機
械精度をさらに向上させても、実際にはわずかながら誤
差が生じてしまう。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。前述の
ように、従来の機械的に結晶を保持する方法は、治具で
成長結晶を横方向から挟み込むようにするため、必然的
に成長結晶に横方向の力が加わり、成長単結晶が揺れて
振動が生じ易い。また、当初結晶を支えている結晶引上
げ機構の回転中心軸と、後から結晶を保持する保持機構
の回転中心軸とを完全に一致させるのは困難で、例え機
械精度をさらに向上させても、実際にはわずかながら誤
差が生じてしまう。
【００１５】そして、結晶を保持する部分から結晶の成
長界面まではある長さがあるので、保持部分でのわずか
な結晶の揺れも、結晶成長界面においてはその結晶の長
さに応じて大きくなり、保持の際のわずかな揺れの影響
が大きくなる。さらに、シリコン融液の粘性はかなり小
さく、さらさらであるため、わずかの力でも成長結晶は
揺れて振動してしまう。したがって、チョクラルスキー
法において成長結晶を機械的に保持する場合には、結晶
に何ら振動を与えずに保持動作をするのは困難である。
長界面まではある長さがあるので、保持部分でのわずか
な結晶の揺れも、結晶成長界面においてはその結晶の長
さに応じて大きくなり、保持の際のわずかな揺れの影響
が大きくなる。さらに、シリコン融液の粘性はかなり小
さく、さらさらであるため、わずかの力でも成長結晶は
揺れて振動してしまう。したがって、チョクラルスキー
法において成長結晶を機械的に保持する場合には、結晶
に何ら振動を与えずに保持動作をするのは困難である。
【００１６】そこで、本発明者らは、現状では成長結晶
を機械的に保持する装置自体の精度を向上する等の対策
には限界があると共に、有効性に乏しいと考えられるた
め、鋭意検討した結果、これには原料融液の粘性を増
し、機械的に保持の際に結晶に力が加わっても、振動が
生じにくいものとするか、例え振動が生じてもこれをお
さめることを発想し、本発明を完成させた。
を機械的に保持する装置自体の精度を向上する等の対策
には限界があると共に、有効性に乏しいと考えられるた
め、鋭意検討した結果、これには原料融液の粘性を増
し、機械的に保持の際に結晶に力が加わっても、振動が
生じにくいものとするか、例え振動が生じてもこれをお
さめることを発想し、本発明を完成させた。
【００１７】すなわち、上述のようにシリコン原料融液
のプラントル数はかなり小さく、粘性が低いため、わず
かな力が成長結晶にかかっただけで、結晶が振動してし
まうので、この原料融液に磁場を印加して、シリコン融
液の見かけの粘性を増すことによって、結晶保持の際の
結晶の振動を抑制したり、あるいはすでに揺れて振動し
ている結晶に磁場を印加すれば、その振動をおさめるこ
とができるのである。
のプラントル数はかなり小さく、粘性が低いため、わず
かな力が成長結晶にかかっただけで、結晶が振動してし
まうので、この原料融液に磁場を印加して、シリコン融
液の見かけの粘性を増すことによって、結晶保持の際の
結晶の振動を抑制したり、あるいはすでに揺れて振動し
ている結晶に磁場を印加すれば、その振動をおさめるこ
とができるのである。
【００１８】この場合、原料融液への磁場の印加は、結
晶の振動が問題となる成長結晶を機械的に保持する際に
のみ行えば足りる。また、機械的手段による結晶の保持
の場合に限られず、何らかの原因で成長結晶の振動が実
際に生じた場合に、これをおさめるために後から磁場を
印加しても、本法は有効である。
晶の振動が問題となる成長結晶を機械的に保持する際に
のみ行えば足りる。また、機械的手段による結晶の保持
の場合に限られず、何らかの原因で成長結晶の振動が実
際に生じた場合に、これをおさめるために後から磁場を
印加しても、本法は有効である。
【００１９】ここで、本発明で言う成長結晶の一部を機
械的に保持する際とは、保持具によって成長結晶を保持
する瞬間のみを言うのではなく、その前後を含む保持す
る機会にというほどの意味で、特に保持後、これが原因
で成長結晶が揺れて振動している間を含むものである。
械的に保持する際とは、保持具によって成長結晶を保持
する瞬間のみを言うのではなく、その前後を含む保持す
る機会にというほどの意味で、特に保持後、これが原因
で成長結晶が揺れて振動している間を含むものである。
【００２０】また、印加する磁場については、その形態
・装置等に特に限定はなく、結晶成長界面近傍に磁場を
印加して、原料融液の粘性を増すことができるものであ
れば良い。例えば、チョクラルスキー法による引上げ機
の外側に、これを囲繞するように永久磁石やコイルを配
置し、これらの組み合わせ等により、原料融液に水平に
磁場を印加したいわゆる横磁場としてもよいし、あるい
は結晶成長界面近傍で垂直方向に磁場を印加したいわゆ
る縦磁場としてもよい。さらに平行に配置したコイルに
互いに逆方向の電流を流すことによるいわゆるカスプ磁
場を用いてもよい。
・装置等に特に限定はなく、結晶成長界面近傍に磁場を
印加して、原料融液の粘性を増すことができるものであ
れば良い。例えば、チョクラルスキー法による引上げ機
の外側に、これを囲繞するように永久磁石やコイルを配
置し、これらの組み合わせ等により、原料融液に水平に
磁場を印加したいわゆる横磁場としてもよいし、あるい
は結晶成長界面近傍で垂直方向に磁場を印加したいわゆ
る縦磁場としてもよい。さらに平行に配置したコイルに
互いに逆方向の電流を流すことによるいわゆるカスプ磁
場を用いてもよい。
【００２１】そして、この場合印加する磁場強度として
は、結晶成長界面近傍で５００ガウス以上とするのが望
ましい。原料融液の粘性を増し、成長結晶の振動を有効
に抑制するためには、５００ガウス未満では不十分であ
る場合があるからである。
は、結晶成長界面近傍で５００ガウス以上とするのが望
ましい。原料融液の粘性を増し、成長結晶の振動を有効
に抑制するためには、５００ガウス未満では不十分であ
る場合があるからである。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。ここで、図１は本発明の方法を実施
するための、原料融液に横磁場を印加することができる
チョクラルスキー法による結晶引上げ装置の一例を示し
た全体図である。
した図面に基づき説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。ここで、図１は本発明の方法を実施
するための、原料融液に横磁場を印加することができる
チョクラルスキー法による結晶引上げ装置の一例を示し
た全体図である。
【００２３】図１において１はシリコン融液２を収容す
る石英ルツボで、このルツボはその回転軸３にしたがっ
て回転することができる。ルツボ１の外周には例えばグ
ラファイトからなる円筒状のヒーター５が配置されてい
る。このヒーター５の外側には必要に応じ円筒状の断熱
筒４が配設される。そして、チャンバー６の外側には永
久磁石、あるいは電磁石からなる磁場発生装置７が配置
されている。８は単結晶シリコンからなる種結晶で、引
上げ駆動機構（図示せず）によって単結晶はその中心軸
にそって、回転しながら引き上げられるようになってい
る。そして、１１は結晶保持装置で、成長結晶が一定の
長さになったらこれを機械的に保持できるようになって
いる。
る石英ルツボで、このルツボはその回転軸３にしたがっ
て回転することができる。ルツボ１の外周には例えばグ
ラファイトからなる円筒状のヒーター５が配置されてい
る。このヒーター５の外側には必要に応じ円筒状の断熱
筒４が配設される。そして、チャンバー６の外側には永
久磁石、あるいは電磁石からなる磁場発生装置７が配置
されている。８は単結晶シリコンからなる種結晶で、引
上げ駆動機構（図示せず）によって単結晶はその中心軸
にそって、回転しながら引き上げられるようになってい
る。そして、１１は結晶保持装置で、成長結晶が一定の
長さになったらこれを機械的に保持できるようになって
いる。
【００２４】このような装置において、本発明は以下の
ように実施される。ワイヤ１２先端のシードホルダ１３
に取りつけられた種結晶８をルツボの原料融液２の表面
に接触させ、不図示の引上げ機構によりしずかに回転さ
せつつワイヤを所定速度で引上げると、種結晶８の下方
に単結晶が成長するが、この際結晶を単結晶化するため
の種絞り９を成形した後、結晶を機械的に保持するため
の凸部１４を形成した後、直胴部１０を成形する。この
際、結晶保持装置１１の左右の挟持部１１ａ，１１ａは
開いており、結晶がワイヤ１２によって引上げられる途
中で、種絞り９と直胴部１０の間に存在する凸部１４が
一定の高さに達し、挟持部１１ａ，１１ａの前方附近に
達すると不図示のセンサで検知し、結晶保持装置が作動
し、凸部１４を挟持部１１ａ，１１ａで挟み込むように
して、機械的に保持する。
ように実施される。ワイヤ１２先端のシードホルダ１３
に取りつけられた種結晶８をルツボの原料融液２の表面
に接触させ、不図示の引上げ機構によりしずかに回転さ
せつつワイヤを所定速度で引上げると、種結晶８の下方
に単結晶が成長するが、この際結晶を単結晶化するため
の種絞り９を成形した後、結晶を機械的に保持するため
の凸部１４を形成した後、直胴部１０を成形する。この
際、結晶保持装置１１の左右の挟持部１１ａ，１１ａは
開いており、結晶がワイヤ１２によって引上げられる途
中で、種絞り９と直胴部１０の間に存在する凸部１４が
一定の高さに達し、挟持部１１ａ，１１ａの前方附近に
達すると不図示のセンサで検知し、結晶保持装置が作動
し、凸部１４を挟持部１１ａ，１１ａで挟み込むように
して、機械的に保持する。
【００２５】この際、磁場発生装置７から原料融液２に
横磁場を印加し、結晶成長界面近傍の融液の粘性を高
め、成長結晶が揺れて振動を起こすのを抑制する。
横磁場を印加し、結晶成長界面近傍の融液の粘性を高
め、成長結晶が揺れて振動を起こすのを抑制する。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を示す。
（実施例、比較例）図１のような装置を用い、直径６イ
ンチのシリコン単結晶を、直胴長さが８０ｃｍの位置
で、結晶保持装置により成長結晶を機械的に保持した場
合の、結晶の揺れの有無と、磁場の有無および磁場強度
との関係を調べた。
ンチのシリコン単結晶を、直胴長さが８０ｃｍの位置
で、結晶保持装置により成長結晶を機械的に保持した場
合の、結晶の揺れの有無と、磁場の有無および磁場強度
との関係を調べた。
【００２７】この場合、磁場の向きは水平方向で、磁場
強度は成長結晶の周縁部と原料融液との接触点（成長界
面）付近の強度である。揺れは結晶保持後に連続して結
晶が５秒以上揺れ続けた場合の最大振れ幅（５秒以降）
を意味し、結晶保持の瞬間に結晶に動きがあっても、そ
の後すぐに（５秒以内）止まった場合には、無しとし
た。
強度は成長結晶の周縁部と原料融液との接触点（成長界
面）付近の強度である。揺れは結晶保持後に連続して結
晶が５秒以上揺れ続けた場合の最大振れ幅（５秒以降）
を意味し、結晶保持の瞬間に結晶に動きがあっても、そ
の後すぐに（５秒以内）止まった場合には、無しとし
た。
【００２８】結果を、表１に示す。
【表１】
【００２９】表１の結果から明らかなように、磁場を印
加しなければ成長結晶は５秒以上揺れ、その振幅も大き
く、この場合は結晶の有転位化、あるいは結晶が曲がっ
て成長する恐れがあるが、磁場を印加すれば揺れが小さ
くなり、特に５００ガウス以上の磁場強度とすれば、成
長結晶の揺れを有効に抑制できることがわかる。
加しなければ成長結晶は５秒以上揺れ、その振幅も大き
く、この場合は結晶の有転位化、あるいは結晶が曲がっ
て成長する恐れがあるが、磁場を印加すれば揺れが小さ
くなり、特に５００ガウス以上の磁場強度とすれば、成
長結晶の揺れを有効に抑制できることがわかる。
【００３０】尚、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。
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。
【００３１】例えば、上記実施形態ではチョクラルスキ
ー法によって、シリコン単結晶を引き上げる場合につき
例を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、
チョクラルスキー法によって結晶を引き上げる場合にお
いて、結晶を機械的に保持する方法を採用する場合であ
れば、原則として適用可能であり、例えば化合物半導体
単結晶、酸化物単結晶の引上げの場合でも同様に採用す
ることができる。
ー法によって、シリコン単結晶を引き上げる場合につき
例を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、
チョクラルスキー法によって結晶を引き上げる場合にお
いて、結晶を機械的に保持する方法を採用する場合であ
れば、原則として適用可能であり、例えば化合物半導体
単結晶、酸化物単結晶の引上げの場合でも同様に採用す
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明では、チョクラルス
キー法によって結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に
保持し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重
量の単結晶を成長させる方法において、成長結晶の一部
を機械的に保持する際に、原料融液に磁場を印加するよ
うにしたので、磁場により原料融液の粘性が増し、成長
結晶の振動を抑制することができる。したがって、この
ような方法により結晶を成長させれば、成長結晶が有転
位化したり、結晶自体が曲がって成長する等の問題を解
決することができ、結果として結晶歩留の向上を図るこ
とができる。
キー法によって結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に
保持し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重
量の単結晶を成長させる方法において、成長結晶の一部
を機械的に保持する際に、原料融液に磁場を印加するよ
うにしたので、磁場により原料融液の粘性が増し、成長
結晶の振動を抑制することができる。したがって、この
ような方法により結晶を成長させれば、成長結晶が有転
位化したり、結晶自体が曲がって成長する等の問題を解
決することができ、結果として結晶歩留の向上を図るこ
とができる。
【図１】図１は本発明の方法を実施するための、原料融
液に横磁場を印加することができるチョクラルスキー法
による結晶引上げ装置の一例を示した全体図である。
液に横磁場を印加することができるチョクラルスキー法
による結晶引上げ装置の一例を示した全体図である。
【図２】従来の方法の説明図である。
（Ａ）従来のチョクラルスキー法、
（Ｂ）従来の結晶を保持する方法。
１…ルツボ、 ２…原料融液、３…
ルツボ回転軸、 ４…断熱筒、５…ヒータ
ー、 ６…チャンバー、７…磁場発生
装置、 ８…種結晶、９…種絞り、
１０…直胴部、１１…結晶保持装置、１１
ａ…挟持部、 １２…ワイヤ、１３…シ
ードホルダ、 １４…凸部、５１…シードホ
ルダ、５２…種結晶、 ５３…ルツ
ボ、５４…原料融液、 ５５…種絞り、
５６…直胴部、 ５７…係合段部、５
８…吊り治具。
ルツボ回転軸、 ４…断熱筒、５…ヒータ
ー、 ６…チャンバー、７…磁場発生
装置、 ８…種結晶、９…種絞り、
１０…直胴部、１１…結晶保持装置、１１
ａ…挟持部、 １２…ワイヤ、１３…シ
ードホルダ、 １４…凸部、５１…シードホ
ルダ、５２…種結晶、 ５３…ルツ
ボ、５４…原料融液、 ５５…種絞り、
５６…直胴部、 ５７…係合段部、５
８…吊り治具。
─────────────────────────────────────────────────────
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 昭62−288191（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−252991（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−285893（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−121185（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−33298（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−235291（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−282184（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (3)
- 【請求項１】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
であって、結晶成長中に成長結晶の一部を機械的に保持
し、種結晶および種絞りの強度にかかわらず、高重量の
単結晶を成長させる方法において、成長結晶を機械的に
保持する際にのみ、前記原料融液に磁場を印加しておく
ことを特徴とする単結晶成長方法。 - 【請求項２】 原料融液に接触せしめた種結晶を回転さ
せつつ引上げて単結晶を成長させるチョクラルスキー法
において、結晶成長中に成長結晶に振動が生じた場合
に、前記原料融液に磁場を印加して成長結晶の振動を抑
制することを特徴とする単結晶成長方法。 - 【請求項３】 前記請求項１または請求項２の方法にお
いて、印加する磁場強度を結晶成長界面近傍で５００ガ
ウス以上とすることを特徴とする単結晶成長方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24918296A JP3449128B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 単結晶成長方法 |
| US08/915,397 US5871578A (en) | 1996-08-30 | 1997-08-20 | Methods for holding and pulling single crystal |
| DE69731699T DE69731699T2 (de) | 1996-08-30 | 1997-08-26 | Verfahren zur Haltung und Ziehung eines Einkristalls |
| EP97306517A EP0826797B1 (en) | 1996-08-30 | 1997-08-26 | Methods for holding and pulling single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24918296A JP3449128B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 単結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1072274A JPH1072274A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3449128B2 true JP3449128B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=17189128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24918296A Expired - Fee Related JP3449128B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 単結晶成長方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0826797B1 (ja) |
| JP (1) | JP3449128B2 (ja) |
| DE (1) | DE69731699T2 (ja) |
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| US20030047130A1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for eliminating neck dislocations during czochralski crystal growth |
| US6866713B2 (en) * | 2001-10-26 | 2005-03-15 | Memc Electronic Materials, Inc. | Seed crystals for pulling single crystal silicon |
| US20060005761A1 (en) * | 2004-06-07 | 2006-01-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for growing silicon crystal by controlling melt-solid interface shape as a function of axial length |
| US7291221B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-11-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electromagnetic pumping of liquid silicon in a crystal growing process |
| US7223304B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-05-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Controlling melt-solid interface shape of a growing silicon crystal using a variable magnetic field |
| CN116096946A (zh) * | 2020-07-23 | 2023-05-09 | 环球晶圆股份有限公司 | 用于减少硅生产过程中的硅晶体摇晃及跌落的系统及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS63252991A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | Mitsubishi Metal Corp | 落下防止保持部を有するｃｚ単結晶 |
| IT1240596B (it) * | 1990-03-12 | 1993-12-17 | Minnesota Mining & Mfg | Sviluppatore fotografico alcalino in bianco e nero |
| JPH07103000B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1995-11-08 | 信越半導体株式会社 | 結晶引上装置 |
| JPH07515B2 (ja) * | 1990-04-11 | 1995-01-11 | 信越半導体株式会社 | 結晶引上装置 |
| DE69112463T2 (de) * | 1990-03-30 | 1996-02-15 | Shinetsu Handotai Kk | Vorrichtung zur Herstellung von Monokristallen nach dem Czochralski-Verfahren. |
| JP2767074B2 (ja) * | 1990-07-13 | 1998-06-18 | 信越半導体 株式会社 | シリコン単結晶の引上方法 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP24918296A patent/JP3449128B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-20 US US08/915,397 patent/US5871578A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-26 DE DE69731699T patent/DE69731699T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-26 EP EP97306517A patent/EP0826797B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH1072274A (ja) | 1998-03-17 |
| EP0826797A1 (en) | 1998-03-04 |
| US5871578A (en) | 1999-02-16 |
| DE69731699D1 (de) | 2004-12-30 |
| DE69731699T2 (de) | 2005-12-22 |
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