JP3486046B2

JP3486046B2 - 単結晶引上装置における融液面異常検出装置

Info

Publication number: JP3486046B2
Application number: JP08690496A
Authority: JP
Inventors: 貴熱海; 朗樋口; 久降屋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH09278586A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
晶引上装置に関し、特に、前記ルツボ内の融液面のレベ
ルの異常を検出するための融液面異常検出装置に関す
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。

【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よく単結晶化
率がよい単結晶を成長させることができ、外側のルツボ
と内側のルツボとの間に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と言われている。

【０００４】図４は、特開平４−３０５０９１号公報に
記載されている、上記のＣＭＣＺ法を用いたシリコンの
単結晶引上装置の一例である。この単結晶引上装置１０
１は、中空の気密容器であるチャンバ１０２内に二重ル
ツボ１０３、ヒーター１０４、原料供給管１０５がそれ
ぞれ配置され、前記チャンバ１０２の外部にマグネット
１０６が配置されている。なお、後述する本発明は、Ｃ
ＭＣＺ法による単結晶引上装置に適用されるに限らず、
例えば、磁界印加を行わない連続チャージ型ＣＺ法（Ｃ
ＣＺ法）による単結晶引上装置や、二重ルツボではなく
１つのルツボを備えた単結晶引上装置にも適用できる。

【０００５】二重ルツボ１０３は、略半球状の石英（Ｓ
ｉＯ₂）製の外ルツボ１１１と、該外ルツボ１１１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１１２とから構成され、該内ルツボ１１２の
側壁には、内ルツボ１１２と外ルツボ１１１との間（原
料融解領域）と内ルツボ１１２の内側（結晶成長領域）
とを連通する連通孔１１３が複数個形成されている。

【０００６】この二重ルツボ１０３は、チャンバ１０２
の中央下部に垂直に立設されたシャフト１１４上のサセ
プタ１１５に載置されており、前記シャフト１１４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１０３内には半
導体融液（加熱融解された半導体単結晶の原料）１２１
が貯留されている。なお、石英製の外ルツボ１１１内の
半導体融液１２１が固化することにより、外ルツボ１１
１が外方へ広がってサセプタ１１５も外方への力を受け
る。このため、サセプタ１１５が破損しないように、図
５に示すように、サセプタ１１５はその周方向に例えば
３つの分割部材１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃに分割さ
れている。

【０００７】ほぼ円筒状のヒーター１０４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１２１を保温するもので、通常、抵抗加熱が用いら
れる。原料供給手段としての原料供給管１０５は、その
下端開口より、所定量の半導体の原料１１０を外ルツボ
１１１と内ルツボ１１２との間の半導体融液１２１面上
に連続的に投入するものである。

【０００８】上記の原料供給管１０５から供給される原
料１１０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（Ｓｉ）等とな
る。

【０００９】上記の単結晶引上装置１０１により、内ル
ツボ１１２の上方かつ軸線上に配された引上軸１２４に
チャック（不図示）を介して種結晶１２５を吊下げ、引
上軸１２４をその軸線回りに回転させつつ引上げるとと
もに、シャフト１１４を介して二重ルツボ１０３を上昇
させて、半導体融液１２１上部において種結晶１２５を
核として半導体単結晶１２６を成長させる。

【００１０】ところで、上記の単結晶引上装置では、特
開昭６３ー３０３８９４号公報に記載されているよう
に、単結晶を成長する前工程において、外ルツボ１１１
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１２１を貯留し、外ルツボ１１１の上方に配さ
れた内ルツボ１１２を、外ルツボ１１１内に載置して、
二重ルツボ１０３を形成している。

【００１１】このように多結晶原料を融解後に二重ルツ
ボ１０３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１２１を得るために、ヒーター１０４によっ
て外ルツボ１１１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
１１２を外ルツボ１１１内に形成させていると、内ルツ
ボ１１２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１０４による加熱をある程度弱めてから内ルツボ
１１２を外ルツボ１１１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１１２の
変形を抑制している。

【００１３】また、内ルツボ１１２に形成された連通孔
１１３は、原料供給時に、半導体融液１２１を外ルツボ
１１１側から内ルツボ１１２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１２１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濃
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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、結晶成長終了後、外ルツボ１１１内の半導体融液
１２１は表面部より固化するために、外ルツボはその外
方へ広がろうとする力を受ける。このため、図６（ａ）
の拡大図で示すように、サセプタ１１５の分割部では以
下のような現象が生じる。すなわち、単結晶引上の回数
の進行に伴い、図６（ｂ）に示すように、特に、符号１
０ａで示すように、サセプタ１１５の分割部の摩滅が進
行し（図７の破線１０ｄや一点鎖線１０ｅも参照）、つ
いには、図６（ｃ）に示すように、摩滅部１０ａが符号
１０ｃで示すように破損するとともに、外ルツボ１１１
も符号１０ｂで示すように破損し、外ルツボ１１１内の
半導体融液１２１が外ルツボ１１１から流出し、さら
に、サセプタ１１５の隙間１０ｃからサセプタ１１５外
へ流出することになる。なお、２４インチの石英製の外
ルツボを用いた場合、半導体融液の流出量は、半導体融
液の液面（融液面）が３ｃｍ程度低下すると、２０ｋｇ
程度にもなる。このように、流出量が多大の場合には、
ヒーター１０４の電極や下軸シール部（シャフト１１４
とチャンバ１０２との接続シール部分）等が損傷し、長
期に渡り単結晶引上装置の稼動を停止せざるを得ないと
いう事態を招く。

【００１５】なお、この流出量を低減するためには、目
視により内ルツボ内の半導体融液の液面を観察し、液面
のレベルが大きく下がった場合に、ヒーターへの通電を
絶つことにより、外ルツボ内の半導体融液を固化させ、
外ルツボからの半導体融液の流出を阻止していた。しか
しながら、この方法では、目視によるものなので、半導
体融液のレベルの検出精度が低い上に、オペレーターが
単結晶引上装置の近傍に絶えず居なければならず、自動
化が強く望まれていた。

【００１６】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、ルツボ内の半導体融液の液
面のレベルを高精度かつ自動的に検出し、ルツボの摩滅
に起因するサセプタからの半導体融液の流出を極力防止
する、単結晶引上装置における融液面異常検出装置を提
供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の融液面異常検出装置は、気密容器と、前記気
密容器内で半導体融液を貯留するルツボと、前記ルツボ
を収容支持するための、周方向に分割されたサセプタ
と、前記ルツボを囲むように設けられたヒーターとを備
えた単結晶引上装置において、前記ルツボ内の前記半導
体融液の液面のレベルを検出するためのレベル検出手段
と、前記ヒーターと前記ヒーターに通電するための電圧
印加源との間の電路に設けられたスイッチと、前記レベ
ル検出手段による検出値を連続的に入力し、該検出値が
予め設定した設定下限値よりも小さくなりかつ検出値の
単位時間当たりの変化量が予め設定した設定変化量より
も大きくなった場合に、前記スイッチをオフにして前記
ヒーターへの通電を絶つための制御部と、を備えている
ことを特徴とするものである。

【００１８】また、警報器を備え、前記レベル検出手段
による検出値が予め設定した前記設定変化量以下の範囲
内で変化した場合に、前記制御部は、前記警報器に警報
を発生させるものである。さらに、前記設定下限値は、
第１の設定下限値と該第１の設定下限値よりも小さな第
２の設定下限値とからなり、前記制御部は、前記検出値
が先ず前記第１の設定下限値よりも小さくなったら、前
記警報器に警報を発生させ、さらに、前記検出値が前記
第２の設定下限値よりも小さくなった場合には、前記ス
イッチをオフにするものである。

【００１９】上記構成の請求項１に記載の本発明では、
万が一、ルツボの摩滅部が破損して、ルツボ内の半導体
融液が流出すると、ルツボ内の半導体融液の液面が急激
に減少する。レベル検出手段（例えばレーザー液面計）
は液面のレベルを連続的に検出し、この検出値が制御部
に入力される。また、制御部は検出値の単位時間当たり
の変化量を連続的に計算する。液面のレベルが予め設定
した設定下限値よりも小さくなりかつ検出値の単位時間
当たりの変化量が設定変化量よりも大きくなると、制御
部は、直ちにスイッチをオフにしてヒーターへの通電を
絶つことにより、ルツボ内の半導体融液への加熱を停止
させ、半導体融液を迅速に固化させる。これにより、ル
ツボからの半導体融液の流出を極力阻止する。本発明の
ように、レベルが設定下限値よりも小さくなり、かつそ
の変化量が設定変化量よりも大きくなった上で、ヒータ
ーへの通電を絶つことにより、ＣＺ法のように例えば下
軸（シャフト）の移動不良により前記レベルが異常に低
下したことを認識した場合には、ヒーターへの通電を絶
たずにそのまま単結晶の成長を継続させ、単結晶引上装
置の稼動率の低下を阻止することができる。すなわち、
単に前記レベルの検出値が設定下限値よりも小さくなっ
た場合に、ヒーターへの通電を絶つものでは、半導体融
液の漏れ以外の要因、例えばＣＺ法のように例えば下軸
（シャフト）の移動不良により前記レベルが異常に低下
した場合にも、単結晶成長が中断されることになり、金
銭的に多大な損害を被ることになる。

【００２０】請求項２に記載の発明では、液面のレベル
が設定変化量よりも小さく変化した場合には、ヒーター
への通電を絶つことなく、先ず警報を発生させる。これ
により、オペレターは単結晶引上装置を調べて、前記変
化が半導体融液の漏れに起因するものと判断した場合に
は、スイッチをオフにしてヒーターへの通電を絶ち、一
方、前記変化が半導体融液の漏れ以外の原因例えば、下
軸の駆動不良に起因するものと判断した場合には、その
まま単結晶引上装置の稼動を継続させる。

【００２１】請求項３に記載の発明では、半導体融液の
レベルがある程度下がって第１の設定下限値よりも小さ
くなったら、先ず、警報を発生させてオペレーターに半
導体融液のレベル低下を知らしめる。これにより、オペ
レーターは単結晶引上装置を調べて、このレベル低下が
半導体融液の漏れに起因するものと判断した場合には、
スイッチをオフにしてヒーターへの通電を絶ち、一方、
このレベル低下が半導体融液の漏れ以外の原因例えば、
下軸の駆動不良に起因するものと判断した場合には、そ
のまま単結晶引上装置の稼動を継続させる。そして、オ
ペレーターによる前記判断が誤りである場合には、半導
体融液のレベルがさらに下がって第２の設定下限値より
も小さくなり、制御部はこの半導体融液のレベル低下を
半導体融液の漏れによるものと判断し、スイッチをオフ
にしてヒーターへの通電を絶つ。

【００２２】

【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は本発明に係わる、
ＣＭＣＺ法を用いたシリコンの単結晶引上装置の一例を
示す断面図、図２は本発明の融液面異常検出装置の制御
ブロック図、図３は融液面の変化を示すグラフである。

【００２３】先ず、図１に示すように、チャンバ１０２
の上部には２つの透明窓部２，３が設けられており、レ
ーザー液面計１は、レーザー発振器１ａから一方の透明
窓部２を介してレーザー光４ａを半導体融液１２１に照
射し、反射したレーザー光４ｂを他方の透明窓部３を介
してレーザー受光器１ｂにより検出することにより、半
導体融液１２１の液面のレベルを検出できる。レーザー
光４ａは、半導体単結晶１２６に干渉されない位置に照
射される。なお、２つの透明窓部２，３は例えば透明ガ
ラスにより構成され、また、２つの透明窓部２，３とチ
ャンバ１０２とのそれぞれの境界部は図示しないシール
部材でシールされている。

【００２４】詳述すると、レーザー発振器１ａから出射
されるレーザー光４ａの入射角度θ₁を自動的かつ連続
的に調整できるようになっており、また、半導体融液１
２１の液面で反射されたレーザー光４ｂ（その反射角度
θ₂は入射角度θ₁と等しい）をレーザー受光器１ｂによ
り検出することにより、前記液面のレベルを検出でき
る。上記説明から明らかなように、透明窓部２，３およ
びレーザー液面計１により、内ルツボ１１２内の前記半
導体融液１２１の液面のレベルを検出するためのレベル
検出手段が構成されている。なお、本例でのレーザー液
面計１の具体例としては、レーザー発振器（発光素子）
１ａは、SPECTRA PHYSICS社製のMODEL102-4（品番）を
用い、レーザー受光器（受光素子）１ｂは、UNITEDDETE
CTOR TECHNOLOGY INC社製のMODEL NO.LSC-30D（品
番）を用いた。図１においてその他の構成は、図４のも
のと同一なので、同一符号を付して、その説明を省略す
る。

【００２５】図２に示すように、電圧印加源５は、ヒー
ター１０４（図１も参照）の一対のの電極６ａ，６ｂに
電圧を印加してヒーター１０４に通電し、これにより、
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１２１を保温することができる。スイッチ
７は、ヒーター１０４と電圧印加源５との間の電路に設
けられて、前記電圧印加のオン・オフを行うものであ
る。このオン・オフは後述する制御部８により制御され
る他に、オペレーターの手動によっても行うことができ
る。

【００２６】制御部８は、レーザー液面計１より検出値
を連続的に入力し、検出値の単位時間当たりの変化量を
連続的に計算する。また、制御部８は、この検出値が予
め設定した第２の設定下限値ｈ₂（図３参照）より小さ
くなりかつ検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定
した設定変化量よりも大きくなった場合には、前記スイ
ッチ７をオフにして、ヒーター１０４への電圧印加を停
止する、すなわちヒーター１０４への通電を絶つ。符号
９は警報器を示し、この警報器９は、例えば単結晶引上
装置の操作パネルに設けられ、制御部８により制御され
る。すなわち、制御部８は、前記レーザー液面計１によ
る検出値の単位時間当たりの変化量を連続的に計算し、
この変化量が前記設定変化量よりも小さい場合には、警
報器９に警報を発生させる。設定変化量としては、例え
ば１．０ｍｍ／ｍｉｎ程度を用いる。図３中の符号ｈ₁
は、前記第２の設定下限値ｈ₂よりも大きい第１の設定
下限値を示し、半導体融液１２１のレベルがある程度下
がって第１の設定下限値ｈ₁よりも小さくなったら、制
御部８は、先ず警報器９に警報を発っせさせるものであ
る。なお、第１の設定下限値ｈ₁および第２の設定下限
値ｈ₂しては、それぞれ３．０および１０．０ｍｍ程度
が用いられる。なお、前記設定変化量、第１の設定下限
値ｈ₁および第２の設定下限値ｈ₂は予め制御部８に設定
されている。

【００２７】次に、本実施形態例の融液面異常検出装置
の動作について説明する。図１乃至図３に示すように、
時刻ｔ₁において、半導体単結晶の肩部成長工程から定
径部成長工程に移り、この定径部成長工程では、半導体
融液１２１の液面のレベルはほぼ一定に保持される（符
号Ｈ参照）。なお、この状態では、制御部８によりスイ
ッチ７はオン状態になっており、ヒーター１０４への通
電が行われている。また、レーザー液面計１は、半導体
融液１２１の液面のレベルを連続的に検出し、その検出
値は制御部８に出力される。

【００２８】ここで万が一、時刻ｔ₂において半導体融
液１２１のレベル低下が開始し、このレベルが時刻Ｔ₁
にて第１の設定下限値ｈ₁よりも小さくなると、制御部
８は警報器９に警報を発生させる。これにより、オペレ
ーターに半導体融液１２１の液面の低下を知らしめ、オ
ペレーターは単結晶引上装置を調べて、この半導体融液
１２１の液面低下が半導体融液１２１の漏れに起因する
ものと判断した場合には、スイッチ７をオフにしてヒー
ター１０４への通電を絶ち、一方、この液面低下が半導
体融液１２１の漏れ以外の原因例えば、下軸（シャフト
１１４）の駆動不良に起因すると判断した場合には、前
記下軸（シャフト１１４）の移動不良の解決手段を迅速
に見出して前記下軸の駆動手段等を修理するとともに、
ヒーター１０４への通電を継続し、単結晶引上装置の稼
動を継続させる。なお、下軸（シャフト１１４）の移動
不良の解決手段を見出せずに前記下軸の駆動手段等を修
理できない場合にも、ヒーター１０４への通電を継続
し、単結晶の引上げが完全に完了した後に、前記下軸の
駆動手段等を修理する。

【００２９】前記判断が誤認である場合、すなわち前記
半導体融液１２１のレベル低下が外ルツボ１１１の摩滅
によるものであれば（図６（ｃ）参照）、時刻Ｔ₂にて
液面のレベルが第２の設定下限値ｈ₂よりも小さくなる
と、レーザー液面計１がそれを検知し、その旨が制御部
８に入力される。これにより、制御部８は、レベルの単
位時間当たりの変化量が予め設定した設定変化量を超え
た場合に限って、スイッチ７をオフにしてヒーター１０
４への通電を絶ち、外ルツボ１１１内の半導体融液１２
１を迅速に固化させ、外ルツボ１１１からの半導体融液
１２１の流出を極力阻止する。

【００３０】また、前記制御部８は、半導体融液１２１
の液面のレベルが前記設定変化量よりも小さく変化した
場合には、ヒーター７への通電を絶つことなく、先ず警
報を発生させる。これにより、オペレーターは単結晶引
上装置を調べて、この変化量が半導体融液１２１の漏れ
に起因していると判断した場合には、スイッチ７をオフ
にしてヒーター１０４への通電を絶ち、一方、前記変化
量が半導体融液１２１の漏れ以外の原因例えば、下軸
（シャフト１１４）の駆動不良に起因すると判断した場
合には、そのまま単結晶引上装置の稼動を継続させる。
なお、半導体融液１２１の液面の波立ち等に起因して、
前記液面が極めて小さく変化した場合には、警報は発生
しない。

【００３１】以上のように、半導体融液１２１の液面を
自動的に検出して、液面が予め設定した第２の設定下限
値ｈ₂よりも下がりかつ液面の変化量が設定変化量より
も小さくなった場合に、ヒーター１０４への通電を絶つ
ことにより、サセプタ１１５からの半導体融液１２１の
流出を極力阻止することができる。このように、本実施
形態例は、従来のような目視により半導体融液の液面の
レベルを観察するものと比較して、液面のレベルを自動
的かつ高精度に検出し、また流出を早期に発見して流出
量を極力低減させることにより、チャンバ１０２内の点
検や清掃等の作業が軽減することはもちろん、電極や下
軸シール部等が破損せずに、復旧のため長期間に渡り単
結晶引上装置の稼動を停止させる必要がない。結果的
に、生産性が向上するとともに、オペレーターへの負担
も軽減される。半導体融液の流出以外が原因で液面が低
下した際には、ヒーターへの通電を絶たずに単結晶引上
げを継続させることにより、半導体単結晶の成長を中断
することを避け、金銭的な多大な損害を被ることがな
い。

【００３２】単結晶引上装置としてＣＭＣＺ法を採用し
たが、他の単結晶製造方法を適用しても構わない。例え
ば、磁界印加を行わない連続チャージ型ＣＺ法（ＣＣＺ
法）を採用したり、二重ルツボではなく１つのルツボを
備えた単結晶引上装置でもよい。

【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、半導体融液の液面のレベルを自
動的かつ高精度に検出して、この半導体融液のレベル低
下が流出によるものである場合に限り、ヒーターへの通
電を絶つことにより、サセプタからの半導体融液の流出
を極力阻止することができる。このように、本発明は、
従来のような目視により半導体融液面のレベルを観察す
るものと比較して、液面のレベルを高精度に検出して、
流出量を極力低減させることにより、チャンバ内の点検
や清掃等の作業が軽減することはもちろん、電極や下軸
シール部等が破損せずに、復旧のため長期間に渡り引上
装置の稼動を停止させる必要がない。結果的に、生産性
が向上するとともに、オペレーターへの負担も軽減され
る。

【００３４】請求項２に記載の発明は、上記効果の他、
半導体融液面の液面の変化量が小さい場合には、ヒータ
ーへの通電を絶つことなく、先ず警報を発生させる。こ
れにより、オペレ−ターは単結晶引上装置を調べて、こ
の変化量が半導体融液の漏れに起因すると判断した場合
には、スイッチをオフにしてヒーターへの通電を絶ち、
一方、この変化量が半導体融液の漏れ以外の原因例え
ば、下軸の駆動不良に起因すると判断した場合には、そ
のまま単結晶引上装置の稼動を継続させる。このよう
に、半導体融液の流出以外が原因で液面が低下した際に
は、ヒーターへの通電を絶たずに単結晶引上げを継続さ
せることにより、半導体単結晶の成長を中断することを
避け、金銭的な多大な損害を被ることがない。

【００３５】請求項３に記載の発明は、上記効果の他、
半導体融液のレベルがある程度下がって第１の設定下限
値よりも小さくなったら、先ず、警報を発生させて、半
導体融液のレベル低下をオペレーターに知らしめる。こ
れにより、オペレーターは単結晶引上装置を調べて、こ
のレベル低下が半導体融液の漏れに起因すると判断した
場合には、スイッチをオフにしてヒーターへの通電を絶
ち、一方、このレベル低下が半導体融液の漏れ以外の原
因例えば、下軸の駆動不良に起因すると判断した場合に
は、それを認識し、単結晶引上装置の稼動を継続させ
る。そして、オペレーターの前記判断が誤りである場合
には、半導体融液のレベルがさらに下がって第２の設定
下限値よりも小さくなり、制御部はこの半導体融液のレ
ベル低下を半導体融液の漏れによるものと判断し、スイ
ッチをオフにしてヒーターへの通電を絶つ。このよう
に、オペレーターの万が一の誤認を補償できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる、ＣＭＣＺ法を用いたシリコン
の単結晶引上装置の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の融液面異常検出装置の制御ブ
ロック図である。

【図３】融液面の変化を示すグラフである。

【図４】従来の単結晶引上装置の一例の断面図である。

【図５】二重ルツボおよびサセプタの平面図である。

【図６】外ルツボから半導体融液が流出する過程を説明
するための図である。

【図７】サセプタの分割部の縦断面図である。

【符号の説明】

１レーザー液面計（レベル検出手段）１ａレーザー発振器１ｂレーザー受光器２，３透明窓部４ａ，４ｂレーザー光５電圧印加源６ａ，６ｂ電極７スイッチ８制御部９警報器１０ａ摩滅部１０１半導体単結晶引上装置１０２チャンバ１０３二重ルツボ１０４ヒーター１０５原料供給管１０６マグネット１１０原料１１１外ルツボ１１２内ルツボ１１３連通孔１１４回転軸１１５サセプタ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ分割部材１２１半導体融液１１０原料１２４引上軸１２５種結晶１２６半導体単結晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者降屋久東京都千代田区大手町一丁目５番１号三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献特開昭55−140794（ＪＰ，Ａ) 特開平６−256088（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−30365（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C30B 15/26 H01L 21/208

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】気密容器と、前記気密容器内で半導体融
液を貯留するルツボと、前記ルツボを収容支持するため
の、周方向に分割されたサセプタと、前記ルツボを囲む
ように設けられたヒーターとを備えた単結晶引上装置に
おいて、前記ルツボ内の前記半導体融液の液面のレベルを検出す
るためのレベル検出手段と、前記ヒーターと前記ヒーターに通電するための電圧印加
源との間の電路に設けられたスイッチと、前記レベル検出手段による検出値を連続的に入力し、該
検出値が予め設定した設定下限値よりも小さくなりかつ
検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定した設定変
化量よりも大きくなった場合に、前記スイッチをオフに
して前記ヒーターへの通電を絶つための制御部と、を備
えていることを特徴とする単結晶引上装置における融液
面異常検出装置。
【請求項２】警報器を備え、前記レベル検出手段によ
る検出値が予め設定した前記設定変化量以下の範囲内で
変化した場合に、前記制御部は、前記警報器に警報を発
生させるものである請求項１に記載の単結晶引上装置に
おける融液面異常検出装置。
【請求項３】前記設定下限値は、第１の設定下限値と
該第１の設定下限値よりも小さな第２の設定下限値とか
らなり、前記制御部は、前記検出値が先ず前記第１の設
定下限値よりも小さくなったら、前記警報器に警報を発
生させ、さらに、前記検出値が前記第２の設定下限値よ
りも小さくなった場合には、前記スイッチをオフにする
ものである請求項２に記載の単結晶引上装置における融
液面異常検出装置。