JP4711428B2 - Single crystal pulling device and its hot water leak tray - Google Patents
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Description
本発明は、単結晶を育成しながら引上げる単結晶引上装置及び、その湯漏れ受皿に関する。 The present invention relates to a single crystal pulling apparatus that pulls up while growing a single crystal and a hot water leak receiving tray thereof.
シリコン単結晶の育成に関し、チョクラルスキー法(以下、「CZ法」という)が広く用いられている。この方法は、ルツボ内に収容されたシリコンの溶融液の表面に種結晶を接触させ、ルツボを回転させるとともに、この種結晶を反対方向に回転させながら上方へ引上げることによって、種結晶の下端に単結晶を形成していくものである。 The Czochralski method (hereinafter referred to as “CZ method”) is widely used for growing silicon single crystals. In this method, the seed crystal is brought into contact with the surface of the silicon melt contained in the crucible, the crucible is rotated, and the seed crystal is pulled upward while rotating in the opposite direction. In this way, a single crystal is formed.
図2に示すように、従来のCZ法を用いた引上げ法は、先ず、石英ガラスルツボ51に原料シリコンを装填し、ヒータ52により加熱してシリコン融液Mとする。しかる後、引上げ用のワイヤ50に取り付けられた種結晶Pをシリコン融液Mに接触させてシリコン結晶Cを引上げる。
As shown in FIG. 2, in the pulling method using the conventional CZ method, first, raw silicon is loaded into a
一般に、引上げ開始に先立ち、シリコン融液Mの温度が安定した後、図3に示すように、種結晶Pをシリコン融液Mに接触させて種結晶Pの先端部を溶解するネッキングを行う。ネッキングとは、種結晶Pをシリコン融液Mに接触させることで発生するサーマルショックによりシリコン単結晶に生じる転位を除去する不可欠の工程である。このネッキングによりネック部P1が形成される。また、このネック部P1は、一般的に、直径が3〜4mmで、その長さが30〜40mm以上必要とされている。 In general, prior to the start of pulling, after the temperature of the silicon melt M is stabilized, as shown in FIG. 3, necking is performed in which the seed crystal P is brought into contact with the silicon melt M to dissolve the tip of the seed crystal P. Necking is an indispensable process for removing dislocations generated in a silicon single crystal due to a thermal shock generated by bringing the seed crystal P into contact with the silicon melt M. The neck portion P1 is formed by this necking. The neck portion P1 is generally required to have a diameter of 3 to 4 mm and a length of 30 to 40 mm or more.
また、引上げ開始後の工程としては、ネッキング終了後、直胴部直径にまで結晶を広げるクラウン工程、製品となる単結晶を育成する直胴工程、直胴工程後の単結晶直径を徐々に小さくするテール工程が行われる。 In addition, as a process after the start of pulling, after necking is completed, a crown process for expanding the crystal to the diameter of the straight body part, a straight body process for growing a single crystal as a product, and a single crystal diameter after the straight body process are gradually reduced. The tail process is performed.
ところで近年、シリコン単結晶の大口径化、長尺化により、ルツボ内に充填されるシリコン原料が増加し、一度の充填で不足する場合には、単結晶引上げ中にシリコン原料の再充填を行うリチャージ操業が行われている。
しかしながら、そのように単結晶が大口径化、長尺化し、単結晶引上げ時間(育成時間)が長くなると、シリコン溶融液とルツボ内側面が長時間接触することにより、ルツボ内側面が溶解されて肉厚が減少(減肉化現象)し、ルツボに亀裂や貫通孔が生じ易くなるという問題があった。即ち、ルツボに亀裂や貫通孔が生じると、シリコン溶融液がルツボの外に流出し(湯漏れと呼ぶ)、チャンバ底部やチャンバを冷却する冷却水配管等を浸食し、水蒸気爆発等の大事故が発生する虞があった。
By the way, in recent years, the silicon raw material filled in the crucible has increased due to the increase in diameter and length of the silicon single crystal, and when the single filling is insufficient, the silicon raw material is refilled during the pulling of the single crystal. Recharge operation is being carried out.
However, when the single crystal becomes larger and longer and the single crystal pulling time (growth time) becomes longer, the inner surface of the crucible is dissolved by the silicon melt and the inner surface of the crucible being in contact with each other for a long time. There was a problem that the wall thickness was reduced (thinning phenomenon) and cracks and through holes were easily generated in the crucible. In other words, if a crack or a through hole occurs in the crucible, the silicon melt flows out of the crucible (referred to as hot water leakage), erodes the bottom of the chamber and the cooling water piping that cools the chamber, and causes a major accident such as a steam explosion. There was a risk of occurrence.
このような問題を解決するため、従来は、図2に示すように湯漏れしたシリコン溶融液を受け取るための湯漏れ受皿53がルツボ51下方に設けられ、この受皿53により、所定量のシリコン溶融液を収容可能になされている。
しかしながら、例えば、地震の発生により引き上げ中の単結晶がルツボ内に落下した場合等には、ルツボが大きく破壊され、ルツボ内の略全量のシリコン溶融液が流出することも発生し得る。その場合、収容量が小さい湯漏れ受皿では、湯漏れしたシリコン溶融液を収容し切れず、受皿から溢れた溶融液によりチャンバが溶解し、周辺装置を破損する虞があった。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 2, conventionally, a hot
However, for example, when the single crystal being pulled is dropped into the crucible due to the occurrence of an earthquake, the crucible is largely destroyed, and almost the entire amount of the silicon melt in the crucible may flow out. In that case, in the hot water leak receiving tray with a small storage capacity, the silicon melt that has leaked hot water cannot be stored, and the chamber may be melted by the melt overflowing from the receiving pan and the peripheral device may be damaged.
そこで、特許文献1においては、材質としてシリコン溶融液の浸透することのない等方性カーボンが用いられ、ルツボ内に収容されたシリコン溶融液を全て収容することのできる湯漏れ受皿が開示されている。
特許文献1に開示される湯漏れ受皿のようにルツボ内のシリコン溶融液を全て収容できるならば、ルツボの破損等により、中のシリコン溶融液が全て流出したとしても、受皿によって全量を収容し、周辺装置の破損を防止することができる。
しかしながら、近年においては、単結晶の高品質化、省エネルギー化の要求が益々高く、そのためにルツボやヒータ等からなるホットゾーン構造の更なる大型化が進んでおり、特許文献1に開示の湯漏れ受皿のようにシリコン溶融液全量を収容する場合、ホットゾーン構造の大型化に伴い受皿のサイズも大型化しなければならない。
即ち、ホットゾーン構造のみならず、湯漏れ受皿のサイズの大型化によって、それらを収容するチャンバ等のサイズも大幅に拡大し、装置製造に掛かるコストが大きく増加するという課題があった。
If all of the silicon melt in the crucible can be accommodated as in the hot water leak tray disclosed in Patent Document 1, even if all of the silicon melt in the crucible has flowed out due to damage to the crucible or the like, the entire amount is accommodated in the crucible. The peripheral device can be prevented from being damaged.
However, in recent years, there has been an increasing demand for higher quality and energy saving of single crystals. For this reason, the hot zone structure composed of a crucible, a heater and the like has been further increased in size. When the entire amount of the silicon melt is accommodated like a saucer, the size of the saucer must be increased with the increase in the size of the hot zone structure.
That is, there is a problem that not only the hot zone structure but also the size of the hot water leak tray is increased, so that the size of the chamber or the like for accommodating them is greatly increased, and the cost for manufacturing the apparatus is greatly increased.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、単結晶引上装置の湯漏れ受皿において、ルツボ内のシリコン溶融液の全量を収容することができ、且つ外形サイズの拡大とそれに伴うコスト増加を抑制することのできる湯漏れ受皿、及びその湯漏れ受皿を備える単結晶引上装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and can accommodate the entire amount of silicon melt in the crucible in the hot water leak tray of the single crystal pulling apparatus, and can increase the outer size. It is an object of the present invention to provide a hot water leak receiving tray that can suppress an increase in cost associated therewith, and a single crystal pulling apparatus including the hot water leak receiving pan.
前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置の湯漏れ受皿は、チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置に設けられ、前記ルツボから流出したシリコン溶融液を収容する湯漏れ受皿において、前記受皿が嵩比重0.12〜0.17g/cm3の炭素繊維により形成され、前記受皿内面において、前記単結晶引上装置のルツボを回転可能になす保持軸と不活性ガスを排出する不活性ガス排出管とが貫通する部位に上方に向けて突起が形成され、前記突起により同心円状に2つのリング状の凹部空間が形成され、この2つのリング状の凹部空間の容量の合計と、前記受皿を構成する前記炭素繊維の体積との合計が、少なくとも前記ルツボに収容されるシリコン溶融液の全容量よりも大きいことに特徴を有する。 In order to solve the above-mentioned problem, the hot water leakage tray of the single crystal pulling apparatus according to the present invention is provided in the single crystal pulling apparatus that pulls the single crystal from the crucible by the Czochralski method, and flows out of the crucible. In the hot water leak tray that contains the silicon melt, the tray is formed of carbon fibers having a bulk specific gravity of 0.12 to 0.17 g / cm 3 , and the crucible of the single crystal pulling apparatus can be rotated on the inner surface of the tray. A protrusion is formed upward at a portion through which the holding shaft formed and the inert gas discharge pipe for discharging the inert gas penetrates, and two ring-shaped recessed spaces are formed concentrically by the protrusion. JP sum of capacity of the ring-shaped concave space, the sum of the volume of the carbon fibers constituting the saucer, the larger than the total volume of the silicon melt accommodated in at least the crucible Having.
このように構成することにより、単結晶引上工程において、ルツボの破損等によりシリコン溶融液が全て流出しても、受皿を構成する炭素繊維に、その体積に略等しい量のシリコン溶融液を吸収させ、さらに受皿容器としての凹部空間にシリコン溶融液を保持することによって、受皿に流れ込んだシリコン溶融液を全て収容することができる。
また、受皿容器本体の体積(受皿を構成する炭素繊維の体積)と、受皿容器として形成する凹部空間との合計がシリコン溶融液に対する収容可能量であるため、シリコン溶融液(原料)の増加に伴う受皿容器(凹部空間)の外形サイズの大型化を抑制することができる。その結果、チャンバ等のサイズ拡大も抑制されるため、掛かるコストを低減することができる。
With this configuration, even if the silicon melt flows out completely due to crucible damage or the like in the single crystal pulling process, the carbon fiber constituting the saucer absorbs an amount of silicon melt approximately equal to its volume. Further, by holding the silicon melt in the concave space as a tray container, all of the silicon melt that has flowed into the tray can be accommodated.
Further, the volume of the saucer vessel body (volume of the carbon fibers constituting the pan), for the sum of the recessed space formed as pan container is containable amount of the silicon melt, the increase in the silicon melt (raw material) The accompanying increase in the outer size of the tray container (recessed space) can be suppressed. As a result, an increase in the size of the chamber or the like is also suppressed, so that the cost required can be reduced.
また、前記受皿の側部及び底部における外側表面に、所定の厚さ寸法を有するガラス状炭素の含浸層または一部炭化ケイ素化したシリコンの含浸層が形成されていることが望ましい。
このように、ガラス状炭素の含浸層または一部炭化ケイ素化したシリコンの含浸層を形成することにより、前記受皿の側部及び底部における外側表面をコーティングし、その耐熱性、耐浸透性を向上することができる。したがって、受皿に流れ込んだシリコン溶融液が炭素繊維製形成材により吸収され、受皿の外側表面まで溶融液が到達した場合、その含有層で滲み込みを停止させ、溶融液の受皿外への漏れを回避することができる。
Further, it is desirable that an impregnation layer of glassy carbon or a silicon carbide impregnation layer having a predetermined thickness is formed on the outer surface of the side and bottom of the tray.
Thus, by forming an impregnated layer of glassy carbon or an impregnated layer of silicon that has been partially siliconized, the outer surface of the side and bottom of the saucer is coated to improve its heat resistance and penetration resistance. can do. Therefore, when the silicon melt flowing into the saucer is absorbed by the carbon fiber forming material and the melt reaches the outer surface of the saucer, the soaking layer is stopped and the leakage of the melt outside the saucer is stopped. It can be avoided.
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置は、前記湯漏れ受皿を備えることに特徴を有する。
このような構成の単結晶引上装置を用いることにより、シリコン溶融液(原料)の増加に伴う受皿容器としての外形サイズの大型化を抑制することができ、掛かるコストを低減することができる。
Moreover, in order to solve an above-described subject, the single-crystal pulling-up apparatus which concerns on this invention has the characteristics in providing the said hot water leak receiving tray.
By using the single crystal pulling apparatus having such a configuration, it is possible to suppress an increase in the outer size of the tray container as the silicon melt (raw material) increases, and to reduce the cost.
本発明によれば、単結晶引上装置の湯漏れ受皿において、ルツボ内のシリコン溶融液の全量を収容することができ、且つ外形サイズの拡大とそれに伴うコスト増加を抑制することのできる湯漏れ受皿、及びその湯漏れ受皿を備える単結晶引上装置を得ることができる。 According to the present invention, in the leaking pan of the single crystal pulling apparatus, the entire amount of the silicon melt in the crucible can be accommodated, and an increase in the external size and the accompanying cost increase can be suppressed. A single crystal pulling apparatus provided with a saucer and its leaking saucer can be obtained.
以下、本発明に係る単結晶引上装置及び、その湯漏れ受皿の実施の形態について図面に基づき説明する。図1は本発明に係る湯漏れ受皿を備える単結晶引上装置の概略構成を示す断面図である。
図示する単結晶引上装置1は、メインチャンバ2aの上にプルチャンバ2bを重ねて形成された炉体2と、炉体2内に設けられた石英ガラスルツボ3と、石英ガラスルツボ3に装填された半導体原料(原料シリコン)Mを溶融するためのサイドヒータ4a及びボトムヒータ4bと、育成される単結晶Cを引上げる引上げ機構(図示せず)とを有している。
Embodiments of a single crystal pulling apparatus according to the present invention and a hot water leak receiving tray will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a single crystal pulling apparatus provided with a hot water leak receiving tray according to the present invention.
The illustrated single crystal pulling apparatus 1 is loaded in a
前記引上げ機構は、引上げワイヤ5を有し、このワイヤ5の先端に種結晶Pが取り付けられ、ワイヤ軸回りに一定方向に回転させながら単結晶Cを引上げるようになされている。また、前記石英ガラスルツボ3は、保持軸6によって鉛直軸回りに回転可能になされ、ワイヤ5による単結晶Cの回転方向とは反対方向に回転するように構成されている。
The pulling mechanism has a pulling wire 5, and a seed crystal P is attached to the tip of the wire 5, and the single crystal C is pulled while rotating in a certain direction around the wire axis. The quartz glass crucible 3 is configured to be rotatable about a vertical axis by a
また、メインチャンバ2a内において、石英ガラスルツボ3の上方且つ近傍には、単結晶Cの周囲を包囲するよう上部と下部が開口形成され、育成中の単結晶Cにサイドヒータ4a等からの余計な輻射熱を与えないようにするための輻射シールド7が設けられている。尚、輻射シールド7下端面と融液表面との間の距離寸法(ギャップ)は、育成する単結晶の所望の特性に応じて所定の距離(例えば25mm)に設定されている。 Further, in the main chamber 2a, an upper portion and a lower portion are formed so as to surround the periphery of the single crystal C above and in the vicinity of the quartz glass crucible 3, and an extra portion from the side heater 4a and the like is added to the growing single crystal C. A radiation shield 7 is provided so as not to give a radiant heat. The distance dimension (gap) between the lower end surface of the radiation shield 7 and the melt surface is set to a predetermined distance (for example, 25 mm) according to desired characteristics of the single crystal to be grown.
また、プルチャンバ2bの上方からは、チャンバ内の雰囲気調整のために不活性ガスGが下方に向けて流され、石英ガラスルツボ3内において単結晶Cの周りを通過後、チャンバ底部に設けられた不活性ガス排出管8から排出されるようになされている。
Further, from above the
また、サイドヒータ4aの周囲には、メインチャンバ2aへの熱を遮断するための断熱部材9が設けられ、ボトムヒータ4bの下方には、ルツボ3からの湯漏れが生じた際に、流出したシリコン溶融液Mを収容するための本発明に係る湯漏れ受皿10が設けられている。
In addition, a
尚、前記保持軸6と前記不活性ガス排出管8とは夫々、前記湯漏れ受皿10を上下方向に貫通する状態で設けられている。具体的には、図1に示すように受皿内面において保持軸6と不活性ガス排出管8とが貫通する部位に上方に向けて突起10b、10cが形成され、前記保持軸6及び不活性ガス排出管8内に、ルツボ3から流れ込んだシリコン溶融液Mが入り込まないようになされている。また、前記受皿内面に形成された突起10b、10cにより、受皿としての凹部空間容量は、同心円状に形成された2つのリング状、いわゆるドーナツ状の凹部空間A、Bの合計となる。
The
前記湯漏れ受皿10は、炉内外の断熱性を向上するため肉厚に形成されるが、その材質は繊維状カーボン、詳しくは嵩比重が0.12〜0.17g/cm3の炭素繊維により形成されている。即ち、このような材質で形成することにより、保温材として機能すると共にシリコン溶融液Mを充分に吸収することができ、且つ形状が変化することがないようになされている。
The hot
また、湯漏れ受皿10は、その外形を構成する炭素繊維の体積と、受皿容器として形成した凹部空間容量A、Bとの合計が、少なくとも前記ルツボに収容されたシリコン溶融液の全容量よりも大きくなるように構成されている。
即ち、湯漏れ受皿10にシリコン溶融液が流れ込むと、先ず前記受皿10を構成する炭素繊維によりシリコン溶融液を吸収し、吸収しきれない溶融液は、受皿容器としての凹部空間A、Bで保持することにより、ルツボから流出したシリコン溶融液の全容量を収容できるようになされている。
Further, in the hot water
That is, when the silicon melt flows into the leaking
尚、湯漏れ受皿10の側部及び底部における外側表面には、予めガラス状炭素を滲みこませた含浸層10a(或いはシリコンを滲みこませ一部炭化ケイ素化した含浸層10a)が形成されている。即ち、湯漏れ受皿10の外側表面は含浸層10aによってコーティングされ、耐熱性、耐浸透性が向上した状態になされている。したがって、受皿10に流れ込んだシリコン溶融液が炭素繊維により吸収され、受皿の外側表面まで溶融液が到達した場合、その含有層10aにより滲み出しが停止し、溶融液の受皿外への漏れが回避される。
An
このように構成された単結晶引上装置1においては、最初に石英ガラスルツボ3に原料シリコンMを装填し、以下のように結晶育成工程が開始される。
先ず、サイドヒータ4a及びボトムヒータ4bにより石英ガラスルツボ3が加熱され、ルツボ3内の原料シリコンMが溶融される。
In the single crystal pulling apparatus 1 configured as described above, the raw material silicon M is first loaded into the quartz glass crucible 3, and the crystal growth process is started as follows.
First, the quartz glass crucible 3 is heated by the side heater 4a and the
さらに、保持軸6の回転駆動により、石英ガラスルツボ3が所定方向に回転すると共に、ワイヤ5が降ろされる。そして、ワイヤ5に取付けられた種結晶Pがシリコン融液Mに接触され、ワイヤ5は上昇しながらルツボ3とは反対方向に回転制御され、種結晶Pの先端部を溶解するネッキングが行われてネック部P1が形成される。
Further, the quartz glass crucible 3 is rotated in a predetermined direction by the rotation driving of the holding
しかる後、サイドヒータ4a、ボトムヒータ4bへの供給電力や、単結晶引上げ速度(通常、毎分数ミリの速度)などをパラメータとして引上げ条件が調整され、クラウン工程、直胴工程、テール部工程等の単結晶引上工程が順に行われる。
Thereafter, the pulling conditions are adjusted using parameters such as the power supplied to the side heater 4a and the
尚、この単結晶引上げ工程において、ルツボ3の破損等、何らかの原因によりシリコン溶融液Mが全てルツボ3から流出したとしても、前記したように湯漏れ受皿10に溶融液Mの全量が収容されるため、周辺装置を破損させることがない。
In this single crystal pulling step, even if the silicon melt M flows out of the crucible 3 for some reason, such as breakage of the crucible 3, the entire amount of the melt M is accommodated in the molten
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、単結晶引上工程において、ルツボ3の破損等によりシリコン溶融液Mが全て流出しても、受皿10を構成する炭素繊維に、その体積に略等しい量のシリコン溶融液を吸収させ、さらに受皿容器としての凹部空間A、Bによりシリコン溶融液を保持することによって、受皿10に流れ込んだシリコン溶融液の全量を収容することができる。
また、受皿容器本体の体積と、受皿容器として形成する凹部空間A、Bとの合計がシリコン溶融液に対する収容可能量であるため、ホットゾーン構成の大型化、即ちシリコン溶融液(シリコン原料)の増加に伴う受皿容器(凹部空間)の外形サイズの拡大を抑制することができる。その結果、チャンバ等のサイズ拡大も抑制されるため、掛かるコストの増加を低減することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, in the single crystal pulling step, even if all of the silicon melt M flows out due to damage of the crucible 3 or the like, the volume of the carbon fiber constituting the
Moreover, since the sum total of the volume of the saucer container body and the recessed spaces A and B formed as the saucer containers is an amount that can be accommodated with respect to the silicon melt, the hot zone configuration is enlarged, that is, the silicon melt (silicon raw material) Expansion of the outer size of the tray container (recessed space) accompanying the increase can be suppressed. As a result, an increase in the size of the chamber or the like is also suppressed, so that an increase in cost can be reduced.
続いて、本発明に係る単結晶引上装置の湯漏れ受皿について、実施例に基づきさらに説明する。 Subsequently, the hot water leakage tray of the single crystal pulling apparatus according to the present invention will be further described based on examples.
〔実験1〕
実験1では、本実施の形態における湯漏れ受皿2の材質である炭素繊維により構成された試験板を用い、そのシリコン溶融液に対する吸収性(浸透性)について検証した。
具体的には、嵩比重0.13g/cm3、縦20cm×横20cm×高さ3cmの炭素繊維製試験板に対し、その上面から溶融液を流した後、前記試験板を冷却し、板の中央付近から縦5cm×横5cmの試験片を切り出し、シリコン溶融液を流し込む前からの寸法変化及び重量変化を確認した。
[Experiment 1]
In Experiment 1, a test plate made of carbon fiber, which is the material of the hot
Specifically, a carbon fiber test plate having a bulk specific gravity of 0.13 g / cm 3 , a length of 20 cm, a width of 20 cm, and a height of 3 cm was poured from the upper surface, and then the test plate was cooled, A test piece of 5 cm in length and 5 cm in width was cut out from the vicinity of the center of the film, and the dimensional change and weight change from before the silicon melt was poured were confirmed.
この実験の結果、試験片の形状に変化は生じず、重量は10gから185gに増加した。即ち、炭素繊維10gに対し175gのシリコン溶融液が浸透した。これは、試験片の体積に対し、略100%のシリコン溶融液を吸収させた場合の量と一致した。
したがって、嵩比重0.13g/cm3の炭素繊維製の湯漏れ受皿を使用した場合、この受皿の体積に略等しいシリコン溶融液を浸透させることができると確認した。
As a result of this experiment, the shape of the test piece did not change, and the weight increased from 10 g to 185 g. That is, 175 g of silicon melt permeated 10 g of carbon fiber. This coincided with the amount when approximately 100% of the silicon melt was absorbed with respect to the volume of the test piece.
Therefore, it was confirmed that when a carbon fiber hot water leaking tray having a bulk specific gravity of 0.13 g / cm 3 was used, a silicon melt substantially equal to the volume of the tray could be permeated.
〔実験2〕
実験2では、実際に前記実施の形態に示した湯漏れ受皿を形成し、シリコン溶融液の収容能力について検証した。
具体的には、湯漏れ受皿として、材質が嵩比重0.16g/cm3の炭素繊維、大きさが直径800mm、高さ230mm、底厚150mmの受皿を作成し、さらにその側部、底部における外側表面にガラス状炭素の含浸層を形成した。そして、前記作成した湯漏れ受皿に対し、シリコン溶融液を20kg流し込み、その収容結果、及び受皿の側部、底部における外側表面への滲み出しについて検証した。
実験2の結果、流し込んだシリコン溶融液の全量を受皿によって収容できることを確認し、その外側表面にはシリコン溶融液の滲み出しがないことを確認した。
[Experiment 2]
In
Specifically, as a hot water leaking tray, a carbon fiber having a bulk specific gravity of 0.16 g / cm 3 , a tray having a diameter of 800 mm, a height of 230 mm, and a bottom thickness of 150 mm is prepared. A glassy carbon impregnation layer was formed on the outer surface. Then, 20 kg of the silicon melt was poured into the prepared hot-water leak pan, and the storage result and the exudation to the outer surface of the side and bottom of the pan were verified.
As a result of
以上の実施例の実験結果から、本発明の単結晶引上装置の湯漏れ受皿を用いることにより、ルツボ内のシリコン溶融液の全量を収容することができ、且つ外形サイズの拡大とそれに伴うコスト増加を抑制することができると確認した。 From the experimental results of the above examples, it is possible to accommodate the entire amount of the silicon melt in the crucible by using the hot water receiving tray of the single crystal pulling apparatus of the present invention, and to increase the external size and the associated costs. It was confirmed that the increase can be suppressed.
本発明は、チョクラルスキー法によって単結晶を引上げる単結晶引上装置及び、その湯漏れ受皿に関するものであり、半導体製造業界等において好適に用いられる。 The present invention relates to a single crystal pulling apparatus that pulls up a single crystal by the Czochralski method and a hot water leak tray, and is suitably used in the semiconductor manufacturing industry and the like.
1 単結晶引上装置
2 炉体
2a メインチャンバ
2b プルチャンバ
3 石英ガラスルツボ(ルツボ)
4a サイドヒータ
4b ボトムヒータ
5 引上げワイヤ
6 保持軸
7 輻射シールド
8 不活性ガス排出管
9 断熱部材
10 湯漏れ受皿
10a 含浸層
C 単結晶
G 不活性ガス
M 原料シリコン、シリコン融液
P 種結晶
P1 ネック部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single
Claims (3)
前記受皿が嵩比重0.12〜0.17g/cm3の炭素繊維により形成され、前記受皿内面において、前記単結晶引上装置のルツボを回転可能になす保持軸と不活性ガスを排出する不活性ガス排出管とが貫通する部位に上方に向けて突起が形成され、前記突起により同心円状に2つのリング状の凹部空間が形成され、
この2つのリング状の凹部空間の容量の合計と、前記受皿を構成する前記炭素繊維の体積との合計が、少なくとも前記ルツボに収容されるシリコン溶融液の全容量よりも大きいことを特徴とする単結晶引上装置の湯漏れ受皿。 In a single crystal pulling apparatus that is provided in a single crystal pulling apparatus that pulls a single crystal from a crucible by the Czochralski method,
The tray is formed of carbon fibers having a bulk specific gravity of 0.12 to 0.17 g / cm 3 , and a holding shaft that allows the crucible of the single crystal pulling device to rotate on the inner surface of the tray and an inert gas to be discharged. A protrusion is formed upward at a portion where the active gas discharge pipe penetrates, and two ring-shaped recess spaces are formed concentrically by the protrusion,
The total capacity of the two ring-shaped recess spaces and the total volume of the carbon fibers constituting the tray are at least larger than the total capacity of the silicon melt contained in the crucible. Single crystal pulling device for leaking water.
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