JP3526927B2 - 半導体単結晶引き上げ装置 - Google Patents
半導体単結晶引き上げ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶引き上げ
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の基板には主として高純度の
単結晶シリコンが用いられているが、この単結晶シリコ
ンの製造方法としてチョクラルスキー法（以下ＣＺ法と
いう）が多く用いられている。ＣＺ法による半導体単結
晶引き上げ装置は、構造的にはシャフト方式とワイヤ方
式とに大別され、単結晶の直径制御システム上からは光
学式と重量式とに大別される。図６はシャフト方式で、
かつ、重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置
の概略構成を示す模式図である。単結晶シリコン３１を
引き上げる引き上げ軸は、重量センサ５とシードチャッ
ク６とを結ぶフォースバー３２と、前記シードチャック
６と、フォースバー３２の振れ止めのためのカラー３３
および前記カラー３３を保持するガイドシャフト３４と
によって構成されている。また、重量センサ５とフォー
スバー３２、フォースバー３２とシードチャック６とは
それぞれねじまたはピンで連結され、シードチャック６
の材質はモリブデン鋼、その他の引き上げ軸部品はステ
ンレス鋼が一般的に用いられている。
単結晶シリコンが用いられているが、この単結晶シリコ
ンの製造方法としてチョクラルスキー法（以下ＣＺ法と
いう）が多く用いられている。ＣＺ法による半導体単結
晶引き上げ装置は、構造的にはシャフト方式とワイヤ方
式とに大別され、単結晶の直径制御システム上からは光
学式と重量式とに大別される。図６はシャフト方式で、
かつ、重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置
の概略構成を示す模式図である。単結晶シリコン３１を
引き上げる引き上げ軸は、重量センサ５とシードチャッ
ク６とを結ぶフォースバー３２と、前記シードチャック
６と、フォースバー３２の振れ止めのためのカラー３３
および前記カラー３３を保持するガイドシャフト３４と
によって構成されている。また、重量センサ５とフォー
スバー３２、フォースバー３２とシードチャック６とは
それぞれねじまたはピンで連結され、シードチャック６
の材質はモリブデン鋼、その他の引き上げ軸部品はステ
ンレス鋼が一般的に用いられている。
【０００３】また、メインチャンバ３５内に設置したる
つぼ３６に高純度多結晶シリコンを充填し、この多結晶
シリコンを前記るつぼ３６の外周を取り巻くように設け
たヒータ３７によって加熱溶解し、融液３８とする。そ
して、シードチャック６に取り付けた種結晶を前記融液
３８に浸漬し、引き上げ軸３２，６，３３，３４とるつ
ぼ３６とを同方向または逆方向に回転しつつ前記引き上
げ軸を上昇させて、単結晶シリコンを成長させる。な
お、３９は前記ヒータ３７の周囲に設けられた円筒状の
断熱材、４０はるつぼ軸、１３はアッパチャンバを構成
するベローズである。
つぼ３６に高純度多結晶シリコンを充填し、この多結晶
シリコンを前記るつぼ３６の外周を取り巻くように設け
たヒータ３７によって加熱溶解し、融液３８とする。そ
して、シードチャック６に取り付けた種結晶を前記融液
３８に浸漬し、引き上げ軸３２，６，３３，３４とるつ
ぼ３６とを同方向または逆方向に回転しつつ前記引き上
げ軸を上昇させて、単結晶シリコンを成長させる。な
お、３９は前記ヒータ３７の周囲に設けられた円筒状の
断熱材、４０はるつぼ軸、１３はアッパチャンバを構成
するベローズである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、単結晶シリコン
は大径化する傾向にあり、これに伴って単結晶シリコン
の全長も長くなるため、シャフト方式の単結晶引き上げ
装置の全高が高くなりつつある。装置高さが高くなると
建屋などのコストも上昇するため、単結晶引き上げ装置
の引き上げ軸などを改良して装置高さの増大を抑える必
要がある。また、半導体基板のライフタイムなどの仕様
が重要視されるようになってきている。ところが、一般
的な重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に
使用されている引き上げ軸の場合、特にフォースバーと
振れ止め用カラーとの接触が強く、金属粉の融液への落
下は避けらず、これが半導体基板のライフタイムを低下
させる原因の一つとなっている。
は大径化する傾向にあり、これに伴って単結晶シリコン
の全長も長くなるため、シャフト方式の単結晶引き上げ
装置の全高が高くなりつつある。装置高さが高くなると
建屋などのコストも上昇するため、単結晶引き上げ装置
の引き上げ軸などを改良して装置高さの増大を抑える必
要がある。また、半導体基板のライフタイムなどの仕様
が重要視されるようになってきている。ところが、一般
的な重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に
使用されている引き上げ軸の場合、特にフォースバーと
振れ止め用カラーとの接触が強く、金属粉の融液への落
下は避けらず、これが半導体基板のライフタイムを低下
させる原因の一つとなっている。
【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、シャフト方式の半導体単結晶引き上げ装置
の高さを低減するとともに、フォースバー周辺から融液
に落下する金属粉によるライフタイムの低下を防止する
ことができるような半導体単結晶引き上げ装置を提供す
ることを目的としている。
れたもので、シャフト方式の半導体単結晶引き上げ装置
の高さを低減するとともに、フォースバー周辺から融液
に落下する金属粉によるライフタイムの低下を防止する
ことができるような半導体単結晶引き上げ装置を提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、半導体単結晶の原料を
溶解するるつぼと、このるつぼの周囲にあってるつぼ内
の原料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶を浸
漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを備えたシャ
フト方式の半導体単結晶引き上げ装置において、引き上
げ軸を上部シャフトと下部シャフトとに分割し、前記上
部シャフトと前記下部シャフトとをワイヤで連結すると
ともに、前記下部シャフトを前記上部シャフトから独立
して昇降させる手段を設けたことを特徴とする半導体単
結晶引き上げ装置である。また、本出願に係る第２の発
明は、シャフト方式で、かつ重量式直径制御方式の半導
体単結晶引き上げ装置において、重量センサの下端に取
着した上部シャフトと、フォースバーの上端に取着した
下部シャフトとをワイヤで連結し、前記フォースバーを
前記上部シャフトから独立して昇降させる手段を設けた
ことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置である。更
に、本出願に係る第３の発明は、上端が重量センサの下
端に固定され、上部シャフト、ワイヤ、下部シャフトお
よびフォースバーの上部を包囲するガイドシャフトの内
周と、前記フォースバーの外周との間にステンレス鋼ま
たはセラミックス製の球を滑動自在に複数個配設したこ
とを特徴とする上記第２の発明に記載の半導体単結晶引
き上げ装置である。また、本出願に係る第４の発明は、
上端が重量センサの下端に固定され、上部シャフト、ワ
イヤ、下部シャフトおよびフォースバーの上部を包囲す
るガイドシャフトの内周と、前記フォースバーの外周と
の間に炭素材からなるガイドカラーを設けたことを特徴
とする上記第２の発明に記載の半導体単結晶引き上げ装
置である。更に、本出願に係る第５の発明は、フォース
バーに炭素材を用いたことを特徴とする上記第２の発明
に記載の半導体単結晶引き上げ装置である。また、本出
願に係る第６の発明は、半導体単結晶の原料を溶解する
るつぼと、このるつぼの周囲に配置され、るつぼ内の原
料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶を浸漬し
させるために、種結晶を保持するシードチャックを備え
たフォースバーと、該フォースバーの一部を包囲する筒
状のガイドシャフトと、前記フォースバー及びガイドシ
ャフトの引き上げとは別に、前記フォースバーを前記ガ
イドシャフトから独立して昇降させる手段と、を設けた
ことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置である。更
に、本出願に係る第７の発明は、半導体単結晶の原料を
溶解するるつぼと、このるつぼの周囲に配置され、るつ
ぼ内の原料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶
を浸漬しさせるために、種結晶を保持するシードチャッ
クを下端に備えたフォースバーと、該フォースバーの上
端に設けた下部シャフトと、重量センサまたは光学セン
サに取り付けられた上部シャフトと、前記下部シャフト
を前記上部シャフトから独立して昇降させる手段と、を
設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置であ
る。
め、本出願に係る第１の発明は、半導体単結晶の原料を
溶解するるつぼと、このるつぼの周囲にあってるつぼ内
の原料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶を浸
漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを備えたシャ
フト方式の半導体単結晶引き上げ装置において、引き上
げ軸を上部シャフトと下部シャフトとに分割し、前記上
部シャフトと前記下部シャフトとをワイヤで連結すると
ともに、前記下部シャフトを前記上部シャフトから独立
して昇降させる手段を設けたことを特徴とする半導体単
結晶引き上げ装置である。また、本出願に係る第２の発
明は、シャフト方式で、かつ重量式直径制御方式の半導
体単結晶引き上げ装置において、重量センサの下端に取
着した上部シャフトと、フォースバーの上端に取着した
下部シャフトとをワイヤで連結し、前記フォースバーを
前記上部シャフトから独立して昇降させる手段を設けた
ことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置である。更
に、本出願に係る第３の発明は、上端が重量センサの下
端に固定され、上部シャフト、ワイヤ、下部シャフトお
よびフォースバーの上部を包囲するガイドシャフトの内
周と、前記フォースバーの外周との間にステンレス鋼ま
たはセラミックス製の球を滑動自在に複数個配設したこ
とを特徴とする上記第２の発明に記載の半導体単結晶引
き上げ装置である。また、本出願に係る第４の発明は、
上端が重量センサの下端に固定され、上部シャフト、ワ
イヤ、下部シャフトおよびフォースバーの上部を包囲す
るガイドシャフトの内周と、前記フォースバーの外周と
の間に炭素材からなるガイドカラーを設けたことを特徴
とする上記第２の発明に記載の半導体単結晶引き上げ装
置である。更に、本出願に係る第５の発明は、フォース
バーに炭素材を用いたことを特徴とする上記第２の発明
に記載の半導体単結晶引き上げ装置である。また、本出
願に係る第６の発明は、半導体単結晶の原料を溶解する
るつぼと、このるつぼの周囲に配置され、るつぼ内の原
料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶を浸漬し
させるために、種結晶を保持するシードチャックを備え
たフォースバーと、該フォースバーの一部を包囲する筒
状のガイドシャフトと、前記フォースバー及びガイドシ
ャフトの引き上げとは別に、前記フォースバーを前記ガ
イドシャフトから独立して昇降させる手段と、を設けた
ことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置である。更
に、本出願に係る第７の発明は、半導体単結晶の原料を
溶解するるつぼと、このるつぼの周囲に配置され、るつ
ぼ内の原料を加熱するヒータと、溶解した原料に種結晶
を浸漬しさせるために、種結晶を保持するシードチャッ
クを下端に備えたフォースバーと、該フォースバーの上
端に設けた下部シャフトと、重量センサまたは光学セン
サに取り付けられた上部シャフトと、前記下部シャフト
を前記上部シャフトから独立して昇降させる手段と、を
設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置であ
る。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、ＣＺ法を用いるシャフト方
式の半導体単結晶引き上げ装置において、引き上げ軸を
上下に分割し、その間をワイヤで連結したので、成長が
完了した単結晶シリコンを炉外に取り出す際、上部シャ
フトの上昇を停止させて下部シャフト昇降手段を駆動さ
せれば、ワイヤがたるんで下部シャフトから下方の部分
のみを上昇させることができる。従って、半導体単結晶
引き上げ装置の全高を増加しなくても従来より長尺の単
結晶シリコンの引き上げが可能となる。また、重量式直
径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に対しては、フ
ォースバーとガイドシャフトとを、ステンレス鋼または
セラミックス製の複数個の球もしくは炭素材のガイドカ
ラーを介して接触させる構造としたので、フォースバー
周辺から落下する金属粉が減少し、半導体基板のライフ
タイム低下を防止することができる。更に、炭素材から
なるフォースバーはステンレス鋼製のものより耐熱性が
格段にすぐれているので、耐用寿命が長くなるととも
に、重量センサに炉内の熱が伝わりにくい。
式の半導体単結晶引き上げ装置において、引き上げ軸を
上下に分割し、その間をワイヤで連結したので、成長が
完了した単結晶シリコンを炉外に取り出す際、上部シャ
フトの上昇を停止させて下部シャフト昇降手段を駆動さ
せれば、ワイヤがたるんで下部シャフトから下方の部分
のみを上昇させることができる。従って、半導体単結晶
引き上げ装置の全高を増加しなくても従来より長尺の単
結晶シリコンの引き上げが可能となる。また、重量式直
径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に対しては、フ
ォースバーとガイドシャフトとを、ステンレス鋼または
セラミックス製の複数個の球もしくは炭素材のガイドカ
ラーを介して接触させる構造としたので、フォースバー
周辺から落下する金属粉が減少し、半導体基板のライフ
タイム低下を防止することができる。更に、炭素材から
なるフォースバーはステンレス鋼製のものより耐熱性が
格段にすぐれているので、耐用寿命が長くなるととも
に、重量センサに炉内の熱が伝わりにくい。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体単結晶引き上げ
装置の実施例について、図面を参照して説明する。図１
は、重量式直径制御方式による引き上げ軸の第１実施例
の概略構造を示す断面図で、従来一体構造であったフォ
ースバーは上部シャフト１、ワイヤ２、下部シャフト
３、フォースバー４によって構成されている。前記上部
シャフト１はステンレス鋼からなり、その上端に重量セ
ンサ５が螺着され、下端にタングステン鋼のワイヤ２が
取着されている。ワイヤ２の下端にはステンレス鋼から
なる下部シャフト３が取着され、炭素材からなるフォー
スバー４の上端は前記下部シャフト３に螺着されてい
る。また、フォースバー４の下端には炭素材からなり、
図示しない種結晶を保持するシードチャック６が螺着さ
れている。前記上部シャフト１、ワイヤ２、下部シャフ
ト３、およびフォースバー４の上部は、重量センサ５と
一体に回転するステンレス鋼の中空のガイドシャフト７
によって包囲されている。なお、前記フォースバー４、
シードチャック６は強度的に十分な安全率を考慮して設
計され、従来のステンレス鋼製のものに比べると熱変形
しにくい。
装置の実施例について、図面を参照して説明する。図１
は、重量式直径制御方式による引き上げ軸の第１実施例
の概略構造を示す断面図で、従来一体構造であったフォ
ースバーは上部シャフト１、ワイヤ２、下部シャフト
３、フォースバー４によって構成されている。前記上部
シャフト１はステンレス鋼からなり、その上端に重量セ
ンサ５が螺着され、下端にタングステン鋼のワイヤ２が
取着されている。ワイヤ２の下端にはステンレス鋼から
なる下部シャフト３が取着され、炭素材からなるフォー
スバー４の上端は前記下部シャフト３に螺着されてい
る。また、フォースバー４の下端には炭素材からなり、
図示しない種結晶を保持するシードチャック６が螺着さ
れている。前記上部シャフト１、ワイヤ２、下部シャフ
ト３、およびフォースバー４の上部は、重量センサ５と
一体に回転するステンレス鋼の中空のガイドシャフト７
によって包囲されている。なお、前記フォースバー４、
シードチャック６は強度的に十分な安全率を考慮して設
計され、従来のステンレス鋼製のものに比べると熱変形
しにくい。
【０００９】図２は下部シャフト３と、フォースバー４
の上部周辺の構造を説明する断面図である。前記下部シ
ャフト３の上端には、ステンレス鋼からなるワイヤ固定
ネジ８が螺着されている。ワイヤ固定ネジ８は図３に示
すように、軸心に直径の異なる穴８ａ，８ｂが設けら
れ、これらの穴の境界には円錐面が形成されている。前
記穴８ａは、ワイヤ２を通すための穴である。また、軸
心に沿って外周から前記穴８ａ，８ｂに達する１本のス
リット８ｃが設けられている。なお、上部シャフト１の
下端にも前記ワイヤ固定ネジ８と同一構造のワイヤ固定
ネジが螺着されている。
の上部周辺の構造を説明する断面図である。前記下部シ
ャフト３の上端には、ステンレス鋼からなるワイヤ固定
ネジ８が螺着されている。ワイヤ固定ネジ８は図３に示
すように、軸心に直径の異なる穴８ａ，８ｂが設けら
れ、これらの穴の境界には円錐面が形成されている。前
記穴８ａは、ワイヤ２を通すための穴である。また、軸
心に沿って外周から前記穴８ａ，８ｂに達する１本のス
リット８ｃが設けられている。なお、上部シャフト１の
下端にも前記ワイヤ固定ネジ８と同一構造のワイヤ固定
ネジが螺着されている。
【００１０】上部シャフト１と下部シャフト３とを連結
するワイヤ２の両端にはそれぞれステンレス鋼製の球が
固着され、ワイヤ２を上記ワイヤ固定ネジ８のスリット
８ｃから穴８ａ，８ｂ内に挿通した後、ワイヤ２を引っ
張ると、ワイヤ両端の球はそれぞれワイヤ固定ネジ８に
設けられた穴８ｂの円錐面に当接する。
するワイヤ２の両端にはそれぞれステンレス鋼製の球が
固着され、ワイヤ２を上記ワイヤ固定ネジ８のスリット
８ｃから穴８ａ，８ｂ内に挿通した後、ワイヤ２を引っ
張ると、ワイヤ両端の球はそれぞれワイヤ固定ネジ８に
設けられた穴８ｂの円錐面に当接する。
【００１１】フォースバー４の上部外周にはスペーサ９
が取着され、このスペーサ９の上下両端にそれぞれステ
ンレス鋼またはセラミックス製の球１０を保持するステ
ンレス鋼製の保持器１１が嵌着されている。前記球１０
は保持器１１に複数個等間隔に配設され、ガイドシャフ
ト７の内壁面を滑動することができる。また、下側の保
持器１１の落下を防止するため、前記保持器１１の下面
に密接してフォースバー４にステンレス鋼からなるカラ
ー１２が取着されている。
が取着され、このスペーサ９の上下両端にそれぞれステ
ンレス鋼またはセラミックス製の球１０を保持するステ
ンレス鋼製の保持器１１が嵌着されている。前記球１０
は保持器１１に複数個等間隔に配設され、ガイドシャフ
ト７の内壁面を滑動することができる。また、下側の保
持器１１の落下を防止するため、前記保持器１１の下面
に密接してフォースバー４にステンレス鋼からなるカラ
ー１２が取着されている。
【００１２】図４は、成長が完了した単結晶シリコンを
アッパチャンバ内に引き上げ中の状態を示す断面説明図
である。半導体単結晶引き上げ装置のアッパチャンバを
形成するベローズ１３の外側には、油圧または空圧で駆
動されるシリンダ１４が設けられていて、このシリンダ
１４のピストンロッド１４ａ下端には水平方向の板１５
が取着されている。単結晶シリコンのテールが融液面か
ら離れ、所定の高さに引き上げられるまでの間は従来の
シャフト方式の場合と同一である。単結晶シリコンが所
定の高さに引き上げられるとガイドシャフト７の上昇を
停止し、前記アッパチャンバを形成するベローズ１３を
上方に圧縮する。そして、露出したシードチャック６の
下端に前記板１５を接触させた後シリンダ１４を引き込
み側に駆動する。これにより、図示しない下部シャフト
と、フォースバー４、シードチャック６および単結晶シ
リコンが押し上げられ、ワイヤ２にたるみができる。重
量センサ５やガイドシャフト７の高さを前記所定の高さ
に停止させたまま、単結晶シリコンは搬出位置に上昇す
る。
アッパチャンバ内に引き上げ中の状態を示す断面説明図
である。半導体単結晶引き上げ装置のアッパチャンバを
形成するベローズ１３の外側には、油圧または空圧で駆
動されるシリンダ１４が設けられていて、このシリンダ
１４のピストンロッド１４ａ下端には水平方向の板１５
が取着されている。単結晶シリコンのテールが融液面か
ら離れ、所定の高さに引き上げられるまでの間は従来の
シャフト方式の場合と同一である。単結晶シリコンが所
定の高さに引き上げられるとガイドシャフト７の上昇を
停止し、前記アッパチャンバを形成するベローズ１３を
上方に圧縮する。そして、露出したシードチャック６の
下端に前記板１５を接触させた後シリンダ１４を引き込
み側に駆動する。これにより、図示しない下部シャフト
と、フォースバー４、シードチャック６および単結晶シ
リコンが押し上げられ、ワイヤ２にたるみができる。重
量センサ５やガイドシャフト７の高さを前記所定の高さ
に停止させたまま、単結晶シリコンは搬出位置に上昇す
る。
【００１３】本実施例の場合、フォースバー４は上下２
列にそれぞれ複数個配設された球１０を介してガイドシ
ャフト７の内周と点接触しているので、フォースバー４
がガイドシャフト７内を上昇する場合においても摩擦抵
抗が小さく、従来構造のフォースバーに比べて金属粉の
融液への落下が低減される。
列にそれぞれ複数個配設された球１０を介してガイドシ
ャフト７の内周と点接触しているので、フォースバー４
がガイドシャフト７内を上昇する場合においても摩擦抵
抗が小さく、従来構造のフォースバーに比べて金属粉の
融液への落下が低減される。
【００１４】図５は、重量式直径制御方式による引き上
げ軸の第２実施例の概略構造を示す断面図で、上記第１
実施例における保持器と球とに代えてガイドカラー２
１，２２が用いられている。前記ガイドカラー２１，２
２は炭素材からなり、内外周は鏡面仕上げを施すかまた
はＳｉＣの保護膜によって被覆され、ステンレス鋼製の
スペーサ２３の上下両端に取り付けられている。ステン
レス鋼からなる固定金具２４は下側のガイドカラー２２
の落下を防止するためのもので、ガイドシャフト７の下
端に取着されている。また、前記下側のガイドカラー２
２の下方には炭素材からなるカラー２５がフォースバー
４に取着されている。前記固定金具２４およびカラー２
５は、ガイドカラー２１，２２とフォースバー４、ガイ
ドシャフト７との摩擦によって生じる炭素材粉末の融液
への落下を防止する機能ももっている。ただし、摩擦抵
抗が小さいので磨耗粉の発生量は極めて微量である。そ
の他の各部構造は第１実施例と同一であるので、詳細説
明を省略する。
げ軸の第２実施例の概略構造を示す断面図で、上記第１
実施例における保持器と球とに代えてガイドカラー２
１，２２が用いられている。前記ガイドカラー２１，２
２は炭素材からなり、内外周は鏡面仕上げを施すかまた
はＳｉＣの保護膜によって被覆され、ステンレス鋼製の
スペーサ２３の上下両端に取り付けられている。ステン
レス鋼からなる固定金具２４は下側のガイドカラー２２
の落下を防止するためのもので、ガイドシャフト７の下
端に取着されている。また、前記下側のガイドカラー２
２の下方には炭素材からなるカラー２５がフォースバー
４に取着されている。前記固定金具２４およびカラー２
５は、ガイドカラー２１，２２とフォースバー４、ガイ
ドシャフト７との摩擦によって生じる炭素材粉末の融液
への落下を防止する機能ももっている。ただし、摩擦抵
抗が小さいので磨耗粉の発生量は極めて微量である。そ
の他の各部構造は第１実施例と同一であるので、詳細説
明を省略する。
【００１５】上記の実施例では、重量式直径制御方式の
半導体単結晶引き上げ装置について説明したが、光学式
直径制御を行うシャフト方式の半導体単結晶引き上げ装
置に対しても本発明を適用することができる。また、フ
ォースバーを昇降させる手段として油圧または空圧で作
動するシリンダを用いたが、前記シリンダの代わりにボ
ールねじで昇降するシャフトを用いてもよく、あるいは
ワイヤを電動機で巻き上げる方式としてもよい。
半導体単結晶引き上げ装置について説明したが、光学式
直径制御を行うシャフト方式の半導体単結晶引き上げ装
置に対しても本発明を適用することができる。また、フ
ォースバーを昇降させる手段として油圧または空圧で作
動するシリンダを用いたが、前記シリンダの代わりにボ
ールねじで昇降するシャフトを用いてもよく、あるいは
ワイヤを電動機で巻き上げる方式としてもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に
用いられているフォースバーを、ワイヤ部分と短いフォ
ースバー部分とに分けて構成し、結晶成長が完了した単
結晶シリコンを所定の高さに引き上げた後、フォースバ
ー部分を押し上げることにした。この改良により、引き
上げ軸の上昇ストロークを単結晶シリコンの軸方向長さ
に対応して延長する必要がなくなり、前記引き上げ装置
の全高を低くすることができるため、半導体単結晶引き
上げ装置の設備コスト上昇の抑止が可能となる。また、
フォースバーとガイドシャフトとを、ステンレス鋼また
はセラミックス製の複数個の球もしくは炭素材のガイド
カラーを介して接触させる構造としたので、フォースバ
ー周辺から落下する金属粉が減少し、半導体基板のライ
フタイム低下を防止することができる。
来の重量式直径制御方式の半導体単結晶引き上げ装置に
用いられているフォースバーを、ワイヤ部分と短いフォ
ースバー部分とに分けて構成し、結晶成長が完了した単
結晶シリコンを所定の高さに引き上げた後、フォースバ
ー部分を押し上げることにした。この改良により、引き
上げ軸の上昇ストロークを単結晶シリコンの軸方向長さ
に対応して延長する必要がなくなり、前記引き上げ装置
の全高を低くすることができるため、半導体単結晶引き
上げ装置の設備コスト上昇の抑止が可能となる。また、
フォースバーとガイドシャフトとを、ステンレス鋼また
はセラミックス製の複数個の球もしくは炭素材のガイド
カラーを介して接触させる構造としたので、フォースバ
ー周辺から落下する金属粉が減少し、半導体基板のライ
フタイム低下を防止することができる。
【図１】重量式直径制御方式による引き上げ軸の第１実
施例の概略構成を示す断面図である。
施例の概略構成を示す断面図である。
【図２】下部シャフトと、フォースバーの上部周辺の概
略構成を説明する断面図である。
略構成を説明する断面図である。
【図３】ワイヤ固定ネジの断面図である。
【図４】成長が完了した単結晶シリコンをアッパチャン
バ内に引き上げ中の状態を示す断面説明図である。
バ内に引き上げ中の状態を示す断面説明図である。
【図５】重量式直径制御方式による引き上げ軸の第２実
施例における下部シャフトと、フォースバーの上部周辺
の概略構成を示す断面図である。
施例における下部シャフトと、フォースバーの上部周辺
の概略構成を示す断面図である。
【図６】従来の重量式直径制御方式による半導体単結晶
引き上げ装置の概略構成を示す模式図である。
引き上げ装置の概略構成を示す模式図である。
１ 上部シャフト
２ ワイヤ
３ 下部シャフト
４，３２ フォースバー
５ 重量センサ
７，３４ ガイドシャフト
１０ 球
１１ 保持器
１４ シリンダ
２１，２２ ガイドカラー
３１ 単結晶シリコン
３６ るつぼ
３７ ヒータ
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体単結晶の原料を溶解するるつぼ
と、このるつぼの周囲にあってるつぼ内の原料を加熱す
るヒータと、溶解した原料に種結晶を浸漬して単結晶を
引き上げる引き上げ機構とを備えたシャフト方式の半導
体単結晶引き上げ装置において、引き上げ軸を上部シャ
フトと下部シャフトとに分割し、前記上部シャフトと前
記下部シャフトとをワイヤで連結するとともに、前記下
部シャフトを前記上部シャフトから独立して昇降させる
手段を設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装
置。 - 【請求項２】 シャフト方式で、かつ重量式直径制御方
式の半導体単結晶引き上げ装置において、重量センサの
下端に取着した上部シャフトと、フォースバーの上端に
取着した下部シャフトとをワイヤで連結し、前記フォー
スバーを前記上部シャフトから独立して昇降させる手段
を設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置。 - 【請求項３】 上端が重量センサの下端に固定され、上
部シャフト、ワイヤ、下部シャフトおよびフォースバー
の上部を包囲するガイドシャフトの内周と、前記フォー
スバーの外周との間にステンレス鋼またはセラミックス
製の球を滑動自在に複数個配設したことを特徴とする請
求項２の半導体単結晶引き上げ装置。 - 【請求項４】 上端が重量センサの下端に固定され、上
部シャフト、ワイヤ、下部シャフトおよびフォースバー
の上部を包囲するガイドシャフトの内周と、前記フォー
スバーの外周との間に炭素材からなるガイドカラーを設
けたことを特徴とする請求項２の半導体単結晶引き上げ
装置。 - 【請求項５】 フォースバーに炭素材を用いたことを特
徴とする請求項２の半導体単結晶引き上げ装置。 - 【請求項６】 半導体単結晶の原料を溶解するるつぼ
と、 このるつぼの周囲に配置され、るつぼ内の原料を加熱す
るヒータと、 溶解した原料に種結晶を浸漬しさせるために、種結晶を
保持するシードチャックを備えたフォースバーと、 該フォースバーの一部を包囲する筒状のガイドシャフト
と、 前記フォースバー及びガイドシャフトの引き上げとは別
に、前記フォースバーを前記ガイドシャフトから独立し
て昇降させる手段と、 を設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置。 - 【請求項７】 半導体単結晶の原料を溶解するるつぼ
と、 このるつぼの周囲に配置され、るつぼ内の原料を加熱す
るヒータと、 溶解した原料に種結晶を浸漬しさせるために、種結晶を
保持するシードチャックを下端に備えたフォースバー
と、 該フォースバーの上端に設けた下部シャフトと、 重量センサまたは光学センサに取り付けられた上部シャ
フトと、前記下部シャフトを前記上部シャフトから独立して昇降
させる手段 と、 を設けたことを特徴とする半導体単結晶引き上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27600094A JP3526927B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 半導体単結晶引き上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27600094A JP3526927B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 半導体単結晶引き上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08119790A JPH08119790A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3526927B2 true JP3526927B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=17563384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27600094A Expired - Lifetime JP3526927B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 半導体単結晶引き上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526927B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101554411B1 (ko) * | 2014-01-06 | 2015-09-18 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4362760B2 (ja) * | 2003-10-14 | 2009-11-11 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 半導体単結晶製造装置 |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP27600094A patent/JP3526927B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101554411B1 (ko) * | 2014-01-06 | 2015-09-18 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08119790A (ja) | 1996-05-14 |
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