JP4718661B2 - シリコン種結晶の転位排除方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引上げ単結晶冷却のためのクーラーを備え、かつ、ダッシュネック法によるシリコン種結晶からの転位排除を円滑に行うことができるＣＺ法単結晶引上げ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チョクーラールスキー法（ＣＺ法）により単結晶を引き上げるＣＺ法単結晶引上げ装置において、引上げ単結晶を冷却するクーラーをＣＺ炉内に設置したものが最近使用されるようになってきている。このような炉内クーラー設置型のＣＺ法単結晶引上げ装置については、それを使用することによって単結晶引上げ速度の著しい高速化が可能となり、その結果として単結晶インゴットやウエハの製造効率を高めることができるようになるので、その意義は大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らによる研究の結果、ダッシュネック法（W.Ｄash : J. Applied Physics 30(1959)P459）によってシリコン種結晶から転位（主に、種結晶を融液に浸漬させたときに、その際の熱衝撃によって発生する転位）の排除をしようとしたときに、クーラーが存在した場合には当該シリコン種結晶から転位が抜け難くなるということが判明した。
【０００４】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＣＺ炉内にクーラーを備えると共に、ダッシュネック法によるシリコン種結晶から転位の排除を円滑に行うことができるＣＺ法単結晶引上げ方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、ダッシュネック法によってシリコン種結晶から転位の排除を行っている際には、クーラーが融液液面から遠ざかっているようなＣＺ法単結晶引上げ方法を提供することとしている。
【０００６】
本発明の完成には、融液液面上方に熱遮蔽体があり、更にその上方に冷却コイルがあるという構成をとった場合には、ダッシュネック法を応用した特定の条件下でしか無転位化は不可能であるということが実験的に明確となったという本発明者らの研究成果が大いに貢献している。
【０００７】
なお、本発明に類似する技術としては、特開平１１−１８９４８８号公報に記載の発明では、融液液面と熱遮蔽体下端との距離を所定の範囲にすると同時に着液前の種結晶と融液との温度差を小さくすることで、ネッキング工程無しで無転位化を実現したとしているが、クーラーが種結晶近傍に存在する場合には、無転位化を実現させることは不可能である。また、結晶冷却を目的にメルト上方に冷却手段を用いた例として、特開平４−３１７４９１号公報や特開平８−２３９２９１号公報に記載の発明が存在するが、種結晶着液後の無転位化についての具体的な方法はいっさい開示されていない。
【０００８】
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１） 融液を貯留するルツボと融液液面の上方に配置される熱遮蔽体及びクーラーとを備えたＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置を用いてシリコン単結晶を製造する際に、ダッシュネック法によってシリコン種結晶から転位を排除するシリコン種結晶の転位排除方法において、
融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせで定義される無転位化領域を決定し、
ダッシュネック法によるシリコン種結晶の種絞りを行う際に、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせが前記無転位化領域内に入るように、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離とを調整することによって、シリコン種結晶から転位を排除する
ことを特徴とするシリコン種結晶の転位排除方法。
（２） 融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離を、熱遮蔽体及びクーラーを昇降させることによって調整する
ことを特徴とする（１）に記載のシリコン種結晶の転位排除方法。
【００１２】
本発明においては、ダッシュネック法による種絞り操作を行っている最中には、基本的には、クーラーも、熱遮蔽体も、シリコン融液液面から遠ざけられることとなるが、その位置は、ダッシュネック法による転位の排除効に悪影響を及ぼさない位置であり、最も好ましいのは、後の実施の形態において示される「無転位化領域」（この領域は、後の実施の形態で図面を参照して示されるように、融液液面からクーラー下端までの距離と熱遮蔽体下端までの距離とでマッピングした一定の領域として捕らえることができる）に属する位置であり、クーラー及び熱遮蔽体がそこに位置している場合には、クーラー及び熱遮蔽体がＣＺ炉内に存在し無い場合と同じくらいの効果（ダッシュネック法による転位の排除効）が得られる。
【００２１】
なお、シリコンインゴットからウエハを切り出す場合には、当該シリコンインゴットの製品対象領域からの切り出しが行われるのが一般的であるが、研究用やダミー用のウエハを切り出すときなど、場合によってはショルダー部分やテール部分からの切り出しが行われる場合もある。
【００２２】
【発明を実施するための形態】
図１は本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【００２３】
［全体構成］
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、密閉容器たるチャンバ１１内に、シリコン融液１２の製造・貯蔵のためのルツボ１３と、このルツボ１３を加熱するためのヒータ１４と、を備えている。そして、この他にも適宜、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、ヒータ１４に電力を供給する電極、ルツボ１３を支持するルツボ受け、ルツボ１３を回転させるペディスタル、断熱材、メルトレシーブ、内筒などが備え付けられる。また、この装置には、シリコン融液１２及びヒータ１４から引上げ単結晶１７への熱の輻射を遮蔽するための熱遮蔽体１８と、この熱遮蔽体１８の内側に配置されたクーラー１９と、が備え付けられている。
【００２４】
このようなＣＺ法単結晶引上げ装置は、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、引上げ単結晶１７とルツボ１３が逆方向に回転しながら単結晶の引上げが行われる。ここで、ルツボ１３は、ルツボ１３の下部に設けられている図示しないリフタによってルツボ１３が上下に移動する。ルツボ１３の上下移動は、特に断わらない場合には、シリコン単結晶インゴットの引き上げに伴うシリコン融液液面１２ａの下降に応じてルツボ１３が上昇する、というような形態で行われる。
【００２５】
なお、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、特に図示していないが、この種のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置に通常装備される不活性ガスの導入・排気システムを備えている。そして、このようなシステム下にあって、熱遮蔽体１８は不活性ガスの流通路を調整する働きも兼ね備えている。また、この装置においては、チャンバ１１内の排気を行う真空ポンプ２０が接続されている（なお、スロットルバルブの開度を検出するようにしたり、供給される電力量を検出するようにしたりする手段を真空ポンプ２０に備え付けることにより、後述の圧力センサを別途に設ける必要がなくなる）。
【００２６】
また、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、シリコン融液１２にカスプ磁場を与えるソレノイド５１及び５２が備え付けられている。このソレノイド５１及び５２によってシリコン融液１２にカスプ磁場が印加されることにより、シリコン融液１２内に生じる微小な対流を消滅させることができ、結晶欠陥の低減や安定した引き上げなどを更に増進することができるようになる。
【００２７】
更に、図２に示されるように、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、シリコン融液液面１２ａと熱遮蔽体１８の底面との間の距離、若しくは、シリコン融液液面１２ａとクーラー１９の底部との間の距離を検出するメルトレベルセンサ４５を備え、るつぼの上下移動によって変化する液面レベルの検出を適確に行うことができる。このため、熱遮蔽体１８の底面とシリコン融液液面１２ａとの間の距離や、クーラー１９の底部とシリコン融液液面１２ａとの間の距離について、これらが、後で説明するダッシュネック法による欠陥排除効が得られる距離となるように精度良く制御することができる。
【００２８】
［クーラー］
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、その中を冷却水が流通する配管で構成されたクーラー１９が熱遮蔽体１８の内側に配置されている。このクーラー１９は、図１及び図２に示されるように、引上げ単結晶１７を囲繞する配管の積層体（冷却管スタック）で構成されており、この配管の中に冷却水が流通される。冷却水は、供給管２１ａを介して供給される。この供給管２１ａを含む給排管２１（供給管２１ａと排出管２１ｂのセットからなる）をチャンバ１１内に貫入する個所には、蛇腹部材２３が取り付けられており、これによって気密が保たれるようにされている。
【００２９】
この実施の形態において、クーラー１９を構成する配管の内径は１７ｍｍ程度であり、配管内を流通する冷却水の流通速度は１５リットル／分以下に設定される。ここで、配管の径を小さくした場合において、あまりにも小さくしてしまった場合には十分な冷却効果が得られないこととなってしまうが、ある程度小さくした場合には、冷却効果にはさほどの支障は出ない。そしてこの場合には、クーラー１９に滞留する水量が少なくなる分だけ、万が一のクーラー１９の破損の場合の水漏れ被害を低減させることができる。
【００３０】
なお、クーラー１９の下端１９ａとシリコン融液液面１２ａからの距離は、通常は１５０ｍｍ程度に設定されている。クーラー１９をＣＺ炉内に設置することで、単結晶直胴部における温度勾配の増大を通じて結晶欠陥サイズの微小化が図れ、同時に、シリコン単結晶インゴットの引き上げ速度を高めることができ、それによって生産効率の向上が実現できる。
【００３１】
［クーラーの移動］
＜クーラー昇降装置（鉛直方向への直線状上下移動）＞
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置において特徴的なことは、その中を冷却水が流通する配管で構成されたクーラー１９がＣＺ炉内を移動することであり、この実施の形態においては、まず最初に、クーラー１９の移動は「昇降」という実施態様で示される。
【００３２】
即ち、本発明に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置おいては、図１に示されるように、クーラー１９をＣＺ炉内で昇降させる昇降装置２５が備え付けられており、この昇降装置２５の駆動によって、引上げ単結晶１７の周囲を囲繞するクーラー１９の冷却管スタックが上下方向に移動する。
【００３３】
ここで、図２は、昇降装置２５の機能構成を説明するためのブロック図である。なお、同図において、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、簡潔に説明を行う都合上、説明に不要な部材・構成要素については省略をする一方で、図１では省略されている部材・構成要素を適宜付加している。
【００３４】
図２に示されるように、この実施の形態において、昇降装置２５は、蛇腹部材２３の上部に取り付けられた昇降ブロック２３ａ（架橋部材）と、この昇降ブロック２３ａに螺合する螺子棒体２５ａと、この螺子棒体２５ａを回動させるモータ２６ａと、からなる。なお、この実施の形態において、昇降ブロック２３ａと螺子棒体２５ａとの螺合はボールネジにより行われている。
【００３５】
以上のような形態の昇降装置２５によれば、螺子棒体の軸方向の移動が確実に行え、かつ、移動速度の変更も適確かつ自在に行うことができるという利点を有する。より具体的には、螺子棒体軸方向の等速運動は勿論のこと、突然の停止や逆回転位動速度の変更も自在に行うことができる。
【００３６】
因みに、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、３０ｍｍ／ｍｉｎと３００ｍｍ／ｍｉｎの２段階で移動速度が変わることとされており、後で説明する装置の安全確保等の際に、その機能が活用されることとなる。
【００３７】
また、以上のような形態の昇降装置２５によれば、駆動機構であるモータ２６ａが停止した場合でも、クーラーが支えられた状態となり、クーラーの位置が維持されることとなるので、エネルギーの節約にもなる。
【００３８】
因みに、この実施の形態で説明する全てのタイプの昇降装置は、図１に示されるようにシリコン融液に磁場が印加される場合には、当該磁場に対応するために、ステンレス製にしたり、磁場の影響のない位置に設置したり、或いは筐体で覆ったりというような何らかの対策を施す必要がある。
【００３９】
＜斜め方向の移動＞
図３は、斜め方向にクーラーが移動する場合の実施形態を説明するためのブロック図である。同図において、図１及び図２と同一の構成要素には同一符号を付し、機能が同一の均等要素には下２桁が同じ１００番台の符号を付してある。
【００４０】
この図３に示されるように、斜め方向に移動するクーラーにおいては、昇降装置自体は図１に示される鉛直方向移動型のクーラーに対するものと同じであるが、クーラーを構成する冷却管スタックが２個に分割されているところが相違している。そして、このような特徴的な構成のために、この実施形態に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置おいては、クーラーが斜め方向に上昇したときには当該冷却管スタックが開くこととなる。
【００４１】
この実施形態に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の構成と動作を具体的に説明すると、この装置において、冷却管スタックからなるクーラー１１９を斜め方向に移動させるための昇降装置１２５の構成は、図１に示される昇降装置２５と基本的には同じであり、昇降装置１２５は、蛇腹部材１２３の上部に取り付けられた昇降ブロック１２３ａ（架橋部材）と、この昇降ブロック１２３ａと螺合する螺子棒体１２５ａと、この螺子棒体１２５ａを回動させるモータ１２６ａと、からなる。なお、この実施の形態において、昇降ブロック１２３ａと螺子棒体１２５ａとの螺合も、図１に示される昇降装置２５と同様に、ボールネジにより行われている。
【００４２】
ここで、この実施の形態に係るクーラーにおいて特徴的なことは、冷却管スタックで構成されているクーラー１１９が２個のクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂに分割されていることである。このクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂは、それぞれ、図４Ａ及び図４Ｂに示されているように、ブロック全体が半円筒状となるように冷却管を巻いて構成しており、クーラーブロック１１９ａとクーラーブロック１１９ｂの２つが合わさると円筒状を構成するようにされている（図５Ａ）。このため、斜め方向からの移動によっても、クーラーで単結晶の所定の位置を冷却し、必要の無いときには別の箇所に退避させることができる。
【００４３】
このような斜め方向移動型のクーラー１１９は、単結晶の冷却位置の変更をするための使用には向かないが、図１に示される鉛直方向移動型のクーラーと比較して、冷却引上げ環境の設定・解除の切り替えを適確かつ簡易・迅速に行うことができるという利点を有している。
【００４４】
なお、斜め方向移動型のクーラー１１９を構成するクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂについて、この実施の形態では半円筒状のものだけを示しているが（図５Ａ参照）、これには限られず、例えば中心角を１２０度にして円筒を３分割したものや（図５Ｂ参照）、中心角を９０度にして円筒を４分割して構成したもの（図５Ｃ参照）など、全てが一体となって円筒形若しくは円筒形に近い形状のものを構成できるあらゆる形態を採用することができる。当然のことながら、分割した場合の中心角は均一でなくてもよい（図５Ｄ参照）。
【００４５】
＜回転位動＞
図６は、回転位動するクーラーを備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の実施形態を説明するためのブロック図である。同図において、図１に示される鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置と同一の構成要素には同一符号を付し、機能が同一の均等要素には下２桁が同じ２００番台の符号を付してある。
【００４６】
図６に示されるように、回転位動型のクーラー２１９も、鉛直方向移動型のクーラー１９と同様に冷却管のスタックから構成されており、この中を冷却水が流通することによって単結晶の冷却を行う。
【００４７】
この回転位動型のクーラー２１９において特徴的なことは、回動軸７１を中心にしてクーラー２１９が回転位動することである。即ち、図６のＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、クーラー２１９の回転位動によって当該クーラー２１９が持ち上げられた後（図６Ａ）、蛇腹部材２２３が伸びて、当該蛇腹部材２２３内にクーラー２１９が収容される（図６Ｂ）。
【００４８】
ここで、蛇腹部材２２３の伸縮は、水平移動装置２２５によって行われるが、この水平移動装置２２５は、図１に示される鉛直方向移動型のクーラー１９や図３に示される斜め方向移動型のクーラー１１９の昇降装置と同様の構成を備えており、蛇腹部材２２３の端部に取り付けられた移動ブロック２２３ａと、この移動ブロック２２３ａに螺合する螺子棒体２２５ａと、この螺子棒体２２５ａを回動させるモータ２２６ａと、で構成されている。そして、このような水平移動装置２２５によれば、先の昇降装置と同様に、モータ２２６ａの回動に伴って移動ブロック２２３ａが水平移動し、蛇腹部材２２３の伸縮及びクーラー２１９の出し入れが行われる。
【００４９】
なお、このような回転位動型のクーラー２１９を備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、クーラー２１９の形状は、図７に示されるように、クーラー２１９が持ち上げられたときに当該クーラー２１９が単結晶１７をすり抜けられるようにするために、完全な円筒状ではなく、基本的には種結晶１７ａの直径よりも大きい隙間２１９ｘを有している必要がある。但し、このような形態を採用しなくとも、先の図５Ａ〜図５Ｄに示されるような分割式のクーラーを使用するようにしてもよい。
【００５０】
［クーラーの着脱］
クーラーの取り外しは、シリコン単結晶インゴットの引き上げ終了後に、ＣＺ炉内から給排管を引き抜くことによって行われる。
【００５１】
この動作及び関連する部材については、図１に示される鉛直方向移動型のクーラー１９を備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置を例としてあげるが、冷却管で構成されたクーラーを備えている限り、他のタイプの装置に対しても同様に適用することができる。
【００５２】
まず、クーラー１９の取り外しは、シリコン単結晶インゴットの引き上げ終了後に、ＣＺ炉内から給排管（２１ａ，２１ｂ）を引き抜くことによって行われる。
ここで、クーラー１９は、図８に示されるように、蛇腹部材２３の頂部に設けられている固定冶具６０によって昇降ブロック２３ａに固定されている。また、クーラー１９が取り外された後に昇降ブロック２３ａに開く穴を塞ぐための部材として、蓋体７０が用意されている。この蓋体７０は、クーラー１９が存在し無い状態を補填するためのものであることから、可換性を持たすために、固定冶具６０と蓋体７０は互いに相同した形状とされている。
【００５３】
ここで、これらの固定冶具６０と蓋体７０の具体的構造につき、それらは共に、図８に示されるように、昇降ブロック２３ａの外側面に対して平行して伸びたフランジ部材を備え、当該フランジ部材をネジ固定する構造を基本構造としている。まず、蓋体７０は、図８Ｂに示されるように、円柱状の胴部７０ａの頂部に円盤状のフランジ７０ｂが設けられたものからなり、昇降ブロック２３ａに嵌め込まれた状態で、ネジ７０ｃによってネジ固定される。円筒状の胴部７０ａには、気密性を保つためのＯリング７０ｄが巻着されている。
【００５４】
一方、固定冶具６０は、図８Ａに示されるように、周状に溝６１ａが形成された円柱体６１と、この円柱体６１の周状溝６１ａに嵌合する一対の半円リング状板材６２ａ及び６２ｂと、からなり（図８Ｄ）、円柱体６１には、給排管（２１ａ，２１ｂ）が通される貫通孔６１ｂが設けられている（図８Ｃ）。また、円柱体６１には、蓋体７０の胴部７０ａと同様に、気密性を保つためのＯリング６１ｄが巻着されている。
【００５５】
このような固定冶具６０においては、一対の半円リング状板材６２ａ及び６２ｂが円柱体６１の溝６１ａに嵌め込まれる。そしてその状態で、半円リング状板材６２ａ及び６２ｂがネジ６３ａ及び６３ｂによって円柱体６１にネジ固定され、これによってフランジ部材を備える円柱体の形状となり、蓋体７０と同様の機能を発揮できるようになる。そしてこのようになった状態で、固定冶具６０は、半円リング状板材６２ａ及び６２ｂのフランジ部分となった箇所にて、ネジ６４ａ及び６４ｂによって昇降ブロック２３ａにネジ固定される。
【００５６】
このように、固定冶具６０と蓋体７０は共に（固定冶具６０については半円リング状板材６２ａ及び６２ｂが嵌合された状態でボルト状の形状となり）、いわばネジ山の無いボルト様の部材として、昇降ブロック２３ａの穴に嵌め込まれるものであり、互いに可換性のものとして、いわば固定冶具６０と蓋体７０とで一つのセットを構成しているようなものであるため、クーラー１９の着脱を容易に行うことができる。このため、クーラー有り・無しの切り換えを簡易かつ自在に行うことができ、ケースバイケースで、あるときはクーラー付きのＣＺ炉を備えるＣＺ法単結晶引上げ装置として使用し、また別のあるときにはクーラー無しの通常のＣＺ法単結晶引上げ装置として使用するというようなことを気軽に行うことができるようになる。
【００５７】
［リチャージ・追いチャージ］
石英るつぼは、多結晶を溶解する際の加熱によって傷み、大抵は一回の引上げプロセス毎に廃棄されることになる。従って、一回の引上げプロセスで引上げられる単結晶の量を多くすることができれば、それだけ製造コストを下げることができるだけでなく、同じ量の単結晶を製造するにしても、冷却と昇温というプロセスの繰返し回数を減らすことが可能となるので、一定量の単結晶製造の際の時間短縮にもつながり、製造工程全体として見た場合の効率を向上させることができるようになる。特に、単結晶引上用の石英るつぼとしての耐用限界にまで単結晶の引上げ量を引っ張ることができるようになれば、この側面からのコスト低減等の効果としては最大のものを得ることができる。
【００５８】
リチャージや追いチャージは、そのような効果を得るための手段であり、追いチャージは、図９Ａに示されるように、原料のポリシリコンをるつぼ内にチャージして溶解した場合に、原料ポリシリコンの嵩張りによってるつぼがフルチャージの状態にされない場合に、原料融液に更に原料ポリシリコンを追加して融液量を増加させた後、通常の場合と同様に単結晶の引上げが行われていく。
【００５９】
一方、リチャージは、図９Ｂに示されるように、単結晶の引上げがある程度終了した段階で再度、原料ポリシリコンをるつぼ内にチャージして単結晶の引き上げを行うようにすることを言う。
【００６０】
このようなリチャージ・追いチャージによれば、一回の引上げプロセスで引上げられる単結晶の量を多くすることができ、製造コストの低減を図ることができるだけでなく、るつぼの大幅な昇温・降温を行わないために、るつぼ寿命の低下が防止され、加熱時間を長くとることができるようになるため、この側面からしても、加熱時間を長くした分だけ、一回あたりで引上げられる単結晶の長さを長くすることができる。また、クーラーと併用することで、クーラーによる引上げ速度の向上に基づく単位時間あたりの単結晶引上げ量の増大と相乗して、全体として製造効率のアップを図ることができるようになる。
【００６１】
ここで、クーラー１９や熱遮蔽体１８は、それらの機能を十分に発揮させるために、通常はなるべく融液液面に近くなるような位置に配置されるが、リチャージや追いチャージを行う際には、クーラー１９や熱遮蔽体１８が融液液面近くにあるというのは、融液液面の上昇によるこれらの部材への接触や液跳ねの問題を考慮した場合には、決して好ましいことではない。
【００６２】
なおこれについては、るつぼに通常のチャージを行う際にも同様の問題があり、効率を上げるべく、なるべくフルチャージに近いようにするためには、必然的に原料ボリシリコンの堆積量を多くすることとなるが、そのようにしてしまった場合には、溶解の過程で、上側に積まれている原料ポリシリコンが落下し、原料融液が跳ねてクーラー１９や熱遮蔽体１８に付着してしまうという心配がある。
【００６３】
このような問題を解決するために、本発明に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、原料のるつぼへのチャージ及び当該原料の溶解、並びに、リチャージや追いチャージの実施の際には、クーラーや熱遮蔽体を上方に退避させるようにしている（図１０）。この場合において、クーラーを移動させるための機構は、既に説明した昇降装置等を使用するようにすればよい。また、作業効率の面からすれば、上方への退避の際の速度は高速度（３００ｍｍ／ｍｉｎ）であるのが好ましい。
【００６４】
なお、このような本発明に係る方法を採用すれば、例えば図１１に示されるように、ボトムヒータ１６を別途取り付けて、更に加熱力をアップさせた場合においても、クーラー１９や熱遮蔽体１８を上方に退避させて液はねの付着を防止し、加熱力のアップ分を有効に素材溶解に利用することができる。
【００６５】
［クーラーに追従させた熱遮蔽体の移動］
図１２は、本発明に係る熱遮蔽体及びクーラーの構造と機能説明するためのＣＺ炉内の縦断面図である。
【００６６】
図１２Ａに示されるように、本発明において特徴的なことは、クーラー１９の側部は耳部材８１ａが取り付けられており、その一方で、熱遮蔽体１８の内壁側には、この耳部材８１ａと係合する係合体１８ａが設けられていることである。また、これに対応して、熱遮蔽体１８は、ＣＺ炉内において、台部材８３の上に、ネジ固定や接着などの固定が行われずに、ただ単に当該台部材８３の上に載せられているだけである。従って、この熱遮蔽体１８は、持ち上げることによって、容易に台部材８３から離すことができる。
【００６７】
即ち、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるように、クーラー１９が通常の位置にある場合には、耳部材８１ａと係合部材１８ａとの係合は行われず、通常のクーラー１９ａに熱遮蔽体１８と何ら変わらない状態をとるが、図示されているように、耳部材８１ａと係合体１８ａとが互いに係合するような位置関係に配置されているため、クーラー１９が上昇した場合には、耳部材８１ａと係合体１８ａとが互いに係合し、クーラー１９と共に熱遮蔽体１８も、台部材８３から離れて上昇することとなる。
【００６８】
なお、図１２Ｃに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとは、クーラー１９の円周全体にわたって設けられているわけではなく、その一部に設けられている。なお、この図１２Ｃにおいては、耳部材１８ａとそれに対応する係合部材８１ａとがそれぞれ２個づつ設けられているが、これらは、例えば図１２Ｄに示されるように、クーラー１９の周囲に３個設けるようにしたものでもよく、また、適宜装置全体の機能等を考慮してこれ以上の数のものを設けることも可能である。
【００６９】
ここで図１３は、本発明に係るクーラー１９と熱遮蔽体１８の動作を説明するための図である。なお、図１２と図１１の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
まず、図１３Ａに示されるように、クーラー１９は定位置として最低レベルの位置に位置していることになる。そして、図１３Ｂに示されるように、クーラー１９が上昇していき、そして、図１３Ｃに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとが係合したときに、熱遮蔽体１８ａが持ち上げられることになる（図１３Ｄ）。なお、これについて逆の見方をすれば、図１３Ｂに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとが係合するまでの間は、クーラー１９は熱遮蔽体１８とは無関係に自由に昇降できるということになる。
【００７１】
ところで、本発明に係る耳部材８１ａを構成するにあたっては、金属製であるクーラー１９の側面に耳部材８１ａを接着する形式では、熱遮蔽体１８と係合してこれを持ち上げる程の強度を出すことは一般的には困難である。従って、本発明では、その好適な実施形態として、図１４に示されるようなサポート板８１を構成し、これをクーラー１９の螺旋の中に挟み込むことによってクーラー１９の側壁から耳部材８１ａを出すようにしている。即ち、このサポート板８１は、クーラー１９の螺旋の中に挟み込まれる環状部分８１ｂとこの環状部分８１ｂの周囲から突出する耳部材８１ａとからなり、これがクーラー１９に挟み込まれると、図１３に示されるように、耳部材８１ａがクーラーの側壁から突出し、しかもこの耳部材８１ａによって熱遮蔽体１８を持ち上げる程の強度を持たすことが可能となる。なお、このサポート板８１は、カーボン素材等の耐熱性素材で構成することが可能である。
【００７２】
このような本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、原料の初回溶解時や、追いチャージ・リチャージ溶解時には、溶解時間を短縮するためにクーラー１９を上部に移動させて融液液面から遠ざけるように動作する。この際に、この実施の形態においては、熱遮蔽体１８もクーラー１９に合わせて上部に上げるようにしているので、融液液面に対してクーラー１９が熱遮蔽体１８の影になることとなるので、原料溶解のための加熱効率が上がることとなる。なお、初回溶解時や追いチャージ・リチャージ溶解時のいずれの場合においても、原料溶解時には特にボトムヒータ１６のほうの出力比率を上げて溶解時間の短縮を図るようにするのが好ましい。
【００７３】
また、クーラー１９の昇降は、上記の目的で上部へ移動する時や、安全確保のための上部退避の時には高速移動で行うが、結晶育成中に下部へ移動する時は、急激な熱環境の変化を避けるために、徐々に下げていくようにする。
【００７４】
なお、追いチャージ・リチャージ実行時の動作について、本明細書では鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置を例にあげて説明をしてきたが、本発明の目的は追いチャージ・リチャージ実行時に融液やるつぼから離れた位置にクーラーが移動してさえいれば達成できるので、斜め方向移動型クーラーや回転型クーラー等の他のタイプの移動型クーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においても適用することができるのは明らかである。
【００７５】
［ダッシュネック法とクーラー］
本発明者らの研究により、ダッシュネック法による種結晶の種絞りを行っている間にクーラーが種結晶の近くに存在した場合には、熱衝撃により発生した転位が種結晶からぬけず、単結晶を製造することができなくなるという事実を見出した（表１）。
【００７６】
【表１】
【００７７】
すなわち、表１に示されるように、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離が２０ｍｍであると、クーラー１９と融液液面の間の距離が小さくても（７５ｍｍ）大きくても（１２５ｍｍ）、種結晶の無転位化を行うことはできなかった（表１に示されるように、いずれの場合も無転位化率は０％）。この一方で、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離を３０ｍｍ或いは４０ｍｍにとった場合には、クーラー１９と融液液面の間の距離が小さくても（８５ｍｍ）大きくても（１１５ｍｍ）、種結晶の無転位化率は１００％であった（表１に示されるように、３０ｍｍの場合には１５本中の１５本から転位が抜けている）。また、クーラー１９が設置されていなかった場合には（表１の右端）、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離が２０ｍｍであっても、種結晶の無転位化率は１００％というデータが得られた。
【００７８】
以上のようなことから、クーラーが存在しない場合には、熱遮蔽体の下端が融液液面の近くに存在していても、種結晶を無転位化させることができるが、クーラーが存在する場合には、熱遮蔽体の下端が融液液面からある程度離れた位置（融液液面から少なくとも３０ｍｍ程度離れた位置）になければ、種結晶を無転位化させることはできないということが分かる。
【００７９】
このような事実に基づいて無転位化が可能になる領域を想定してみると、図１５に示されるようなものとなる。図１５に示される無転位化領域の境界部分の具体的な数値は、ＣＺ炉の大きさや状態、使用される炉内部材の形状等によって定まるものであるが、例えばこの実施の形態においては、図中のＰ点は３０ｍｍということになるであろう。
【００８０】
このように、クーラー１９及び熱遮蔽体１８のいずれも、融液液面から近いと転位が抜けず、別の見方をすれば、ダッシュネック法において種結晶から転位を上手く除去するためには、熱遮蔽体１８とクーラー１９を融液液面から離しておく必要があるのである。
【００８１】
従って、本発明においては、ダッシュネック法による転位の排除を行っている最中は、クーラー１９と熱遮蔽体１８とをそれぞれ融液液面から引き離すように制御することとしている。クーラー１９及び熱遮蔽体１８と融液液面とをどの程度引き離すかということについては、図１５に示される無転位化領域を、ＣＺ炉の大きさや状態、使用される炉内部材の形状等によって境界条件を具体的に定めた上で決定し、この無転位化領域内に入るようにクーラー１９及び熱遮蔽体１８を移動させることになる。
【００８２】
そして、ダッシュネック法により転位が充分に種結晶からぬけた後、クーラー１９及び熱遮蔽体１８が降下してきて、冷却を行いながら単結晶の引き上げが行われることになる。なお、この動作の過程において、クーラー１９と熱遮蔽体１８の移動は、作業の効率化等の観点からすれば、基本的には高速（３００ｍｍ／ｍｉｎ）で行うようにするのが好ましい。
【００８３】
なお、ダッシュネック法による転位排除の際のクーラーの動作について、本明細書では鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置を例にあげて説明をしてきたが、本発明の目的はダッシュネック法による転位排除を行っている間に融液液面から所定距離離れたところにクーラー及び熱遮蔽体が位置してさえいればよいので、斜め方向移動型クーラーや回転型クーラー等の他のタイプの移動型クーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においても同様に適用することができるのは明らかである。
【００８４】
［クーラーの移動速度と位置の関係―単結晶引上全工程において―］
図１６は、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置の動作を説明するための図であり、下側にはクーラーの移動速度、上側にはクーラーの位置が示されている。
【００８５】
まず、追いチャージおよびネッキングを行う過程において（工程イ及びロ）、クーラー１９は、融液液面から離されて高い位置に停止状態で置かれている。そして、ネッキングが終了すると、クーラー１９が降下してきて、所定の位置まで来ると停止する（工程ハ）。その際の移動は、作業の迅速を図るために高速で行われる。なお、種結晶のつけ直しの必要が生じた場合には、クーラー１９は再び上昇して高い位置に置かれ、その状態でネッキングが行われることになる。
【００８６】
そして、クーラーが所定の位置まで下降してきた状態で単結晶の引上げが行われる（工程ニ）と、単結晶の冷却を行いながら引上げがなされることになるので、引上げ速度を速くすることが可能となる。ここで、単結晶引上げが終了すると、再び高速度でクーラー１９が上昇し（工程ホ）、リメルトを行うために、上の位置でクーラー１９が停止させられる（工程ヘ）。リメルトが終了すると再びクーラー１９は高速度で下降してきて（工程ト）、再び単結晶引上げが行われる（工程チ）。単結晶引上げの最終工程であるテール工程（工程リ）では、電力消費量の低減のためにクーラー１９の上昇が行われるが、十分な製品対象溶液を確保するために、少しタイミングを遅らせて上昇させるようにしている。
【００８７】
次に、リチャージ（工程ヌ）を行う際には、すでに説明したように、チャージの容易性の確保のためや、液ハネの害を回避するために、高速度でクーラー１９が上昇させられ、高い位置に置かれることになる。そして、リチャージが終了すると、クーラー１９が再び高速度で降下してきて（工程ル）、単結晶の引上げが行われる（工程ヲ）。なお、この単結晶引上工程（工程ヲ）においては、衝突や事故が生じた場合には、速やかにクーラー１９を上昇させ、シリコン融液液面から遠ざけるようにする。単結晶引上げ後のテール工程（工程ワ）につていは、既に説明したテール工程（工程ニ）と同様であり、その後はクーラー１９がるつぼ内にまで降下してきて、当該るつぼの冷却が行われる（工程ヨ）。
【００８８】
＜安全確保・危険回避のための動作＞
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、安全確保・危険回避のための動作として、基本的には、異常事態が生じた場所、融液面や引上げ単結晶からクーラーを遠ざけさせる（退避）という形態を採用する。より具体的な態様としては、例えば、「異常事態」というものがクーラー１９と他の炉内部材との間の衝突若しくは異常接近であった場合には、クーラー１９を一時的に５ｍｍ程度、逆方向に移動させるという態様が挙げられる。また、「異常事態」がクーラー１９以外の炉内部材どうしの衝突等であったり、装置の誤作動のようなものであった場合には、クーラー１９を単結晶１７やシリコン融液１２から遠ざけさせることによって危険を回避し、ＣＺ法単結晶引上げ装置の保守性を高める。
【００８９】
この場合において、単結晶１７やシリコン融液１２に代表される危険箇所からの退避を行う際には、クーラー１９の移動速度を高速に可変して行う（３０ｍｍ／ｍｉｎ→３００ｍｍ／ｍｉｎ）ことによって、危険回避を迅速に行うことが実現される。
【００９０】
ここで、異常事態の検出機構・装置としては、クーラー内を流れる冷却水の温度検出、ＣＺ炉内の温度分布の監視、炉内部材の相対位置検出、クーラーや単結晶引上げモータの過負荷検出や異常重量変化検出、移動型クーラーに設置されたエンコーダによる移動量の検出などを挙げることができるが、本明細書では特に水蒸気検出によって安全確保を図る場合の機能・構成について、図１に基づいて説明をする。
【００９１】
図１に示されるように、この実施の形態に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、チャンバ１１内の圧力変化を追跡する圧力センサ３１と、真空ポンプ２０で吸引されるチャンバ１１内の気体の温度変化を見る温度センサ３３と、真空ポンプ２０で吸引されるチャンバ１１内の気体の赤外線吸収を見る赤外線センサ３４と、が取り付けられている。これは、クーラー１９の配管に水漏れが生じた場合には、炉内の熱によってその水漏れ水が水蒸気となり、それが温度変化ないしは圧力変化を生じさせるので、それを検出することによって水漏れを的確に察知しようとするものである。赤外線センサ３４は、水蒸気には赤外線吸収があることから、それを測定することによって、水漏れ検出の確実性を増大させるために設置されている。
【００９２】
これらの各センサについては、いずれか一つが設置されていれば、水漏れを察知することは十分に可能であるが、検出の万全を期すという観点から、適当に組み合わせて複数個設置するようにしてもよい。また、同様の観点から、同種類のセンサを複数個設置することも妨げられない。
【００９３】
なお、温度センサ３３は、比較的多量の水蒸気が存在しなければ他の条件変化と区別可能な感応をしないため、水蒸気による温度変化を的確にキャッチするためには水蒸気が集中する場所に取り付けられるべきであるので、基本的には排気経路（即ち、真空ポンプ２０に接続されている管）に取り付けられるのが好ましい。これに対し、赤外線センサ３４は微量の水蒸気でも直ちに検出できるので、排気経路だけでなく、チャンバ１１の内壁面など、あらゆるところに取り付けることが可能である。
【００９４】
ここで、上記各センサは、コントローラ３５に接続されている。この実施の形態においては、圧力センサ３１は直接的に、温度センサ３３及び赤外線センサ３４は、それぞれ対応する処理装置３３ａ及び３４ａを介してコントローラ３５に接続されている。
【００９５】
例えば、水蒸気の発生によるチャンバ１１内の圧力上昇が圧力センサ３１によって検出された場合、水蒸気の発生による排気ガスの高温化が温度センサ３３によって検出された場合、赤外線センサ３４によって水蒸気の吸収帯での異常な吸収が認められた場合、或はこれらの事態が同時に検出された場合には、コントローラ３５が作動して、表示器３６を点灯させ、冷却水の流入を調整する電磁弁３７を閉じて冷却水の流入をストップし、それと同時に、普段は閉じられている電磁弁３９を開き、排出管２１ｂの末端を大気に開放する。そうすると、水漏れが生じた場合には、水漏れ水が水蒸気となって圧力が増すので、その場合には、電磁弁３９を通ってクーラー１９内の冷却水が外部に排出され、シリコン融液中に落ちる水の量を低減させることができる。
【００９６】
なお、この大気への開放を行う管は、供給管２１ａにも接続されており、クーラー１９内にこれから供給されようとしていたものをも排出することができる。
このため、水漏れ時には、クーラー１９内に滞留している冷却水が可能な限り多く排出されるので、装置に対するダメージが少なくなり、そのような場合でも装置の操業停止等の事態が回避できることとなる。但し、この実施の形態に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、非常事態に対する万全を期すために、その対策として、チャンバ１１には安全弁４０が取り付けられている。また、冷却水の流出管や大気開放管にも逆止弁４１、４２及び４３が取り付けられており、非常事態に対する万全が図られている。
【００９７】
ここで、ＣＺ法単結晶引上げ装置において「異常事態が生じた」ことの態様としては、例えば、作業員の検知、停電、真空ポンプの故障、ヒーター電源故障、炉内品破損、冷却水ポンプ故障等を挙げることができ、このような「異常事態が生じた」場合には、少なくとも昇降装置２５のモータ２６ａが停止し、場合によっては、とっさにモータ２６ａを逆回転させてクーラー１９を逆方向に戻し、重篤な事故に至るのを回避する。更には、重篤な事故に至るのを回避するために、「異常事態が生じた」場合には、クーラーが接近した状態では危険な炉内部材（シリコン融液液面や引上げ単結晶）からクーラーを高速度（３００ｍｍ／ｍｉｎ）で遠ざけるように動作する。
【００９８】
【発明の効果】
以上のような本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、追いチャージ・リチャージ時の問題点やダッシュネック法による無転位化の際の問題点というような、ＣＺ炉内に単結晶冷却用のクーラーが設置されていることによって生じる問題を回避し、結晶引上げ速度の高速化というようなクーラーが設置されていることによるメリットだけを享受することができる。従って、例えば、結晶引上げ速度を従来の１．５倍化するというような効果を、クーラー設置のデメリット無しに、確実に得ることができるようになる。
【００９９】
より具体的に言えば、まず、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、クーラー付ＣＺ法単結晶引上装置が抱えるエネルギー消費量増大の問題を低減することができる。即ち、この明細書にて示したようなクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、原料融液から結晶への熱の遮蔽を行う熱遮蔽体と結晶との間にクーラーを設けることによって結晶の引上速度を従来の1.5倍以上に高速化することができるが、その一方でエネルギー消費量増大の問題が生じるが、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、初回溶解時や追いチャージ・リチャージ溶解時には、クーラー（場合によっては、熱遮蔽体も同時に）を上部に移動させて融液液面から遠ざけるようにしているので、それだけヒータの出力が低減され、エネルギー消費量の増大が抑えられることとなる。
【０１００】
また、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置では、石英ルツボの耐久時間の問題に起因した追いチャージやリチャージ時の問題も解決される。即ち、追いチャージやリチャージを行った場合には石英るつぼが加熱された状態が長くなってしまい、石英ルツボの劣化や耐久時間の問題により、リチャージを行った場合には、リチャージ後の結晶崩れ(多結晶化)率の増加による取得率の低下という問題、追いチャージを行った場合には、結晶後半での結晶崩れ(多結晶化)率の増加による取得率の低下という問題が生じてしまうが、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置では、結晶の引上速度を、クーラー設置のデメリット無しに確実に従来の1.5倍以上に高速化し、石英ルツボの加熱時間を短縮することができるため、追いチャージ結晶とリチャージ結晶のいずれについても無転位化率のアップを図ることが可能になる。また、耐久性等の問題から、従来は多結晶化率増加の回避のために高価な合成石英ルツボを使用しなければならなかったが、本発明を適用することにより、安価な天然石英ルツボの使用をすることも可能となる。
【０１０１】
更に、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、クーラー付でありながらも、ダッシュネック法による無転位化を確実に行うことができるため、生産効率がアップし、生産コストの低減に寄与することができる。
【０１０２】
また更に、長時間使用等が原因となって炉内部材の変形が生じてしまった場合でも、融液液面とクーラーの間の距離や熱遮蔽体とクーラーの間の距離を微調整して実質的に同一条件が維持されるように設定をすることができるので、安定した品質の結晶を量産し続けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の昇降装置の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】 斜め方向にクーラーが移動する場合の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図４】 斜め方向に移動するクーラーの冷却管スタックの実施形態を示す図である。特に、図４Ａは側面図、図４Ｂは上面図である。
【図５】 冷却管スタックの実施形態のバリエーションを示す図である。
【図６】 回転位動するクーラーを備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図７】 回転位動するクーラーの冷却管スタックの実施形態を示す図である。
【図８】 クーラーの給排管の昇降ブロックとの接合部に使用される冶具、及びクーラーが抜かれた後の穴を蓋する蓋体の構成を示す図である。特に、図８Ａは冶具の縦断面図、図８Ｂは蓋体の縦断面図、図８Ｃは冶具の上面図、図８Ｄは冶具の構造を説明するための図である。
【図９】 追いチャージの工程（Ａ）及びリチャージの工程（Ｂ）を説明するための図である。
【図１０】 追いチャージ及びリチャージの際の動作を説明するためのブロック図である。
【図１１】 追いチャージ及びリチャージの際の動作を説明するためのブロック図であって、ボトムヒータが設置されている場合の実施形態を示した図である。
【図１２】 クーラー１９と共に熱遮蔽体１８が上昇する場合の実施形態を説明するための図である。
【図１３】 クーラー１９と共に熱遮蔽体１８が上昇する実施形態の動作を説明するための図である。
【図１４】 サポート板８１の構成を説明するための図である。
【図１５】 融液液面から熱遮蔽体の下端までの距離と融液液面からクーラーの下端までの距離との関係で、ダッシュネック法により無転位化できる領域を示した想定図である。
【図１６】 本発明におけるクーラーの昇降動作について説明をするための図であり、クーラーの位置（上部）と移動速度（下部）をそれぞれ経時的に示した図である。
【符号の説明】
１１ チャンバ
１２ シリコン融液
１２ａ シリコン融液液面
１３ ルツボ
１４ ヒータ
１５ ワイヤ
１６ 巻取機
１７ シリコンインゴット
１７ａ 種結晶
１８ 熱遮蔽体
１８ａ 係合部材
１９，１１９，２１９ クーラー
１１９ａ，１１９ｂ クーラーブロック
２１９ｘ 隙間
２０ 真空ポンプ
２３，１２３，２２３ 蛇腹部材
２５，１２５ 昇降装置
２２５ 水平移動装置
２３ａ，１２３ａ，２２３ａ 昇降ブロック（架橋部材）
２２３ａ 移動ブロック
２５ａ，１２５ａ，２２５ａ 螺子棒体
２６ａ，１２６ａ，２２６ａ モータ
２６ｂ エンコーダ
２７ リミッタスイッチ（ＬＳ）
３１ 圧力センサ
３３ 温度センサ
３４ 赤外線センサ
３３ａ，３４ａ 処理装置
３５ コントローラ
３６ 表示器
３７，３９ 電磁弁
４０ 安全弁
４１〜４３ 逆止弁
４５ メルトレベルセンサ
５１,５２ ソレノイド
６０ 固定冶具
６１ 円柱体
６１ａ 円柱体６１の周状溝
６１ｂ 貫通孔
６１ｄ Ｏリング
６２ａ,６２ｂ 半円リング状板材
６３ａ, ６３ｂ, ６４ａ, ６４ｂ ネジ
７０ 蓋体
７０ａ 蓋体７０の円柱状の胴部
７０ｂ 円盤状のフランジ
７０ｃ ネジ
７０ｄ Ｏリング
７１ 回動軸
８１ サポート板
８１ａ 耳部材
８１ｂ 環状部分
８３ 台部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、引上げ単結晶冷却のためのクーラーを備え、かつ、ダッシュネック法によるシリコン種結晶からの転位排除を円滑に行うことができるＣＺ法単結晶引上げ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チョクーラールスキー法（ＣＺ法）により単結晶を引き上げるＣＺ法単結晶引上げ装置において、引上げ単結晶を冷却するクーラーをＣＺ炉内に設置したものが最近使用されるようになってきている。このような炉内クーラー設置型のＣＺ法単結晶引上げ装置については、それを使用することによって単結晶引上げ速度の著しい高速化が可能となり、その結果として単結晶インゴットやウエハの製造効率を高めることができるようになるので、その意義は大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らによる研究の結果、ダッシュネック法（W.Ｄash : J. Applied Physics 30(1959)P459）によってシリコン種結晶から転位（主に、種結晶を融液に浸漬させたときに、その際の熱衝撃によって発生する転位）の排除をしようとしたときに、クーラーが存在した場合には当該シリコン種結晶から転位が抜け難くなるということが判明した。
【０００４】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＣＺ炉内にクーラーを備えると共に、ダッシュネック法によるシリコン種結晶から転位の排除を円滑に行うことができるＣＺ法単結晶引上げ方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、ダッシュネック法によってシリコン種結晶から転位の排除を行っている際には、クーラーが融液液面から遠ざかっているようなＣＺ法単結晶引上げ方法を提供することとしている。
【０００６】
本発明の完成には、融液液面上方に熱遮蔽体があり、更にその上方に冷却コイルがあるという構成をとった場合には、ダッシュネック法を応用した特定の条件下でしか無転位化は不可能であるということが実験的に明確となったという本発明者らの研究成果が大いに貢献している。
【０００７】
なお、本発明に類似する技術としては、特開平１１−１８９４８８号公報に記載の発明では、融液液面と熱遮蔽体下端との距離を所定の範囲にすると同時に着液前の種結晶と融液との温度差を小さくすることで、ネッキング工程無しで無転位化を実現したとしているが、クーラーが種結晶近傍に存在する場合には、無転位化を実現させることは不可能である。また、結晶冷却を目的にメルト上方に冷却手段を用いた例として、特開平４−３１７４９１号公報や特開平８−２３９２９１号公報に記載の発明が存在するが、種結晶着液後の無転位化についての具体的な方法はいっさい開示されていない。
【０００８】
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１） 融液を貯留するルツボと融液液面の上方に配置される熱遮蔽体及びクーラーとを備えたＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置を用いてシリコン単結晶を製造する際に、ダッシュネック法によってシリコン種結晶から転位を排除するシリコン種結晶の転位排除方法において、
融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせで定義される無転位化領域を決定し、
ダッシュネック法によるシリコン種結晶の種絞りを行う際に、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせが前記無転位化領域内に入るように、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離とを調整することによって、シリコン種結晶から転位を排除する
ことを特徴とするシリコン種結晶の転位排除方法。
（２） 融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離を、熱遮蔽体及びクーラーを昇降させることによって調整する
ことを特徴とする（１）に記載のシリコン種結晶の転位排除方法。
【００１２】
本発明においては、ダッシュネック法による種絞り操作を行っている最中には、基本的には、クーラーも、熱遮蔽体も、シリコン融液液面から遠ざけられることとなるが、その位置は、ダッシュネック法による転位の排除効に悪影響を及ぼさない位置であり、最も好ましいのは、後の実施の形態において示される「無転位化領域」（この領域は、後の実施の形態で図面を参照して示されるように、融液液面からクーラー下端までの距離と熱遮蔽体下端までの距離とでマッピングした一定の領域として捕らえることができる）に属する位置であり、クーラー及び熱遮蔽体がそこに位置している場合には、クーラー及び熱遮蔽体がＣＺ炉内に存在し無い場合と同じくらいの効果（ダッシュネック法による転位の排除効）が得られる。
【００２１】
なお、シリコンインゴットからウエハを切り出す場合には、当該シリコンインゴットの製品対象領域からの切り出しが行われるのが一般的であるが、研究用やダミー用のウエハを切り出すときなど、場合によってはショルダー部分やテール部分からの切り出しが行われる場合もある。
【００２２】
【発明を実施するための形態】
図１は本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【００２３】
［全体構成］
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、密閉容器たるチャンバ１１内に、シリコン融液１２の製造・貯蔵のためのルツボ１３と、このルツボ１３を加熱するためのヒータ１４と、を備えている。そして、この他にも適宜、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、ヒータ１４に電力を供給する電極、ルツボ１３を支持するルツボ受け、ルツボ１３を回転させるペディスタル、断熱材、メルトレシーブ、内筒などが備え付けられる。また、この装置には、シリコン融液１２及びヒータ１４から引上げ単結晶１７への熱の輻射を遮蔽するための熱遮蔽体１８と、この熱遮蔽体１８の内側に配置されたクーラー１９と、が備え付けられている。
【００２４】
このようなＣＺ法単結晶引上げ装置は、通常のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置と同様に、引上げ単結晶１７とルツボ１３が逆方向に回転しながら単結晶の引上げが行われる。ここで、ルツボ１３は、ルツボ１３の下部に設けられている図示しないリフタによってルツボ１３が上下に移動する。ルツボ１３の上下移動は、特に断わらない場合には、シリコン単結晶インゴットの引き上げに伴うシリコン融液液面１２ａの下降に応じてルツボ１３が上昇する、というような形態で行われる。
【００２５】
なお、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、特に図示していないが、この種のＣＺ法ＣＺ法単結晶引上げ装置に通常装備される不活性ガスの導入・排気システムを備えている。そして、このようなシステム下にあって、熱遮蔽体１８は不活性ガスの流通路を調整する働きも兼ね備えている。また、この装置においては、チャンバ１１内の排気を行う真空ポンプ２０が接続されている（なお、スロットルバルブの開度を検出するようにしたり、供給される電力量を検出するようにしたりする手段を真空ポンプ２０に備え付けることにより、後述の圧力センサを別途に設ける必要がなくなる）。
【００２６】
また、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、シリコン融液１２にカスプ磁場を与えるソレノイド５１及び５２が備え付けられている。このソレノイド５１及び５２によってシリコン融液１２にカスプ磁場が印加されることにより、シリコン融液１２内に生じる微小な対流を消滅させることができ、結晶欠陥の低減や安定した引き上げなどを更に増進することができるようになる。
【００２７】
更に、図２に示されるように、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、シリコン融液液面１２ａと熱遮蔽体１８の底面との間の距離、若しくは、シリコン融液液面１２ａとクーラー１９の底部との間の距離を検出するメルトレベルセンサ４５を備え、るつぼの上下移動によって変化する液面レベルの検出を適確に行うことができる。このため、熱遮蔽体１８の底面とシリコン融液液面１２ａとの間の距離や、クーラー１９の底部とシリコン融液液面１２ａとの間の距離について、これらが、後で説明するダッシュネック法による欠陥排除効が得られる距離となるように精度良く制御することができる。
【００２８】
［クーラー］
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、その中を冷却水が流通する配管で構成されたクーラー１９が熱遮蔽体１８の内側に配置されている。このクーラー１９は、図１及び図２に示されるように、引上げ単結晶１７を囲繞する配管の積層体（冷却管スタック）で構成されており、この配管の中に冷却水が流通される。冷却水は、供給管２１ａを介して供給される。この供給管２１ａを含む給排管２１（供給管２１ａと排出管２１ｂのセットからなる）をチャンバ１１内に貫入する個所には、蛇腹部材２３が取り付けられており、これによって気密が保たれるようにされている。
【００２９】
この実施の形態において、クーラー１９を構成する配管の内径は１７ｍｍ程度であり、配管内を流通する冷却水の流通速度は１５リットル／分以下に設定される。ここで、配管の径を小さくした場合において、あまりにも小さくしてしまった場合には十分な冷却効果が得られないこととなってしまうが、ある程度小さくした場合には、冷却効果にはさほどの支障は出ない。そしてこの場合には、クーラー１９に滞留する水量が少なくなる分だけ、万が一のクーラー１９の破損の場合の水漏れ被害を低減させることができる。
【００３０】
なお、クーラー１９の下端１９ａとシリコン融液液面１２ａからの距離は、通常は１５０ｍｍ程度に設定されている。クーラー１９をＣＺ炉内に設置することで、単結晶直胴部における温度勾配の増大を通じて結晶欠陥サイズの微小化が図れ、同時に、シリコン単結晶インゴットの引き上げ速度を高めることができ、それによって生産効率の向上が実現できる。
【００３１】
［クーラーの移動］
＜クーラー昇降装置（鉛直方向への直線状上下移動）＞
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置において特徴的なことは、その中を冷却水が流通する配管で構成されたクーラー１９がＣＺ炉内を移動することであり、この実施の形態においては、まず最初に、クーラー１９の移動は「昇降」という実施態様で示される。
【００３２】
即ち、本発明に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置おいては、図１に示されるように、クーラー１９をＣＺ炉内で昇降させる昇降装置２５が備え付けられており、この昇降装置２５の駆動によって、引上げ単結晶１７の周囲を囲繞するクーラー１９の冷却管スタックが上下方向に移動する。
【００３３】
ここで、図２は、昇降装置２５の機能構成を説明するためのブロック図である。なお、同図において、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、簡潔に説明を行う都合上、説明に不要な部材・構成要素については省略をする一方で、図１では省略されている部材・構成要素を適宜付加している。
【００３４】
図２に示されるように、この実施の形態において、昇降装置２５は、蛇腹部材２３の上部に取り付けられた昇降ブロック２３ａ（架橋部材）と、この昇降ブロック２３ａに螺合する螺子棒体２５ａと、この螺子棒体２５ａを回動させるモータ２６ａと、からなる。なお、この実施の形態において、昇降ブロック２３ａと螺子棒体２５ａとの螺合はボールネジにより行われている。
【００３５】
以上のような形態の昇降装置２５によれば、螺子棒体の軸方向の移動が確実に行え、かつ、移動速度の変更も適確かつ自在に行うことができるという利点を有する。より具体的には、螺子棒体軸方向の等速運動は勿論のこと、突然の停止や逆回転位動速度の変更も自在に行うことができる。
【００３６】
因みに、本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、３０ｍｍ／ｍｉｎと３００ｍｍ／ｍｉｎの２段階で移動速度が変わることとされており、後で説明する装置の安全確保等の際に、その機能が活用されることとなる。
【００３７】
また、以上のような形態の昇降装置２５によれば、駆動機構であるモータ２６ａが停止した場合でも、クーラーが支えられた状態となり、クーラーの位置が維持されることとなるので、エネルギーの節約にもなる。
【００３８】
因みに、この実施の形態で説明する全てのタイプの昇降装置は、図１に示されるようにシリコン融液に磁場が印加される場合には、当該磁場に対応するために、ステンレス製にしたり、磁場の影響のない位置に設置したり、或いは筐体で覆ったりというような何らかの対策を施す必要がある。
【００３９】
＜斜め方向の移動＞
図３は、斜め方向にクーラーが移動する場合の実施形態を説明するためのブロック図である。同図において、図１及び図２と同一の構成要素には同一符号を付し、機能が同一の均等要素には下２桁が同じ１００番台の符号を付してある。
【００４０】
この図３に示されるように、斜め方向に移動するクーラーにおいては、昇降装置自体は図１に示される鉛直方向移動型のクーラーに対するものと同じであるが、クーラーを構成する冷却管スタックが２個に分割されているところが相違している。そして、このような特徴的な構成のために、この実施形態に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置おいては、クーラーが斜め方向に上昇したときには当該冷却管スタックが開くこととなる。
【００４１】
この実施形態に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の構成と動作を具体的に説明すると、この装置において、冷却管スタックからなるクーラー１１９を斜め方向に移動させるための昇降装置１２５の構成は、図１に示される昇降装置２５と基本的には同じであり、昇降装置１２５は、蛇腹部材１２３の上部に取り付けられた昇降ブロック１２３ａ（架橋部材）と、この昇降ブロック１２３ａと螺合する螺子棒体１２５ａと、この螺子棒体１２５ａを回動させるモータ１２６ａと、からなる。なお、この実施の形態において、昇降ブロック１２３ａと螺子棒体１２５ａとの螺合も、図１に示される昇降装置２５と同様に、ボールネジにより行われている。
【００４２】
ここで、この実施の形態に係るクーラーにおいて特徴的なことは、冷却管スタックで構成されているクーラー１１９が２個のクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂに分割されていることである。このクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂは、それぞれ、図４Ａ及び図４Ｂに示されているように、ブロック全体が半円筒状となるように冷却管を巻いて構成しており、クーラーブロック１１９ａとクーラーブロック１１９ｂの２つが合わさると円筒状を構成するようにされている（図５Ａ）。このため、斜め方向からの移動によっても、クーラーで単結晶の所定の位置を冷却し、必要の無いときには別の箇所に退避させることができる。
【００４３】
このような斜め方向移動型のクーラー１１９は、単結晶の冷却位置の変更をするための使用には向かないが、図１に示される鉛直方向移動型のクーラーと比較して、冷却引上げ環境の設定・解除の切り替えを適確かつ簡易・迅速に行うことができるという利点を有している。
【００４４】
なお、斜め方向移動型のクーラー１１９を構成するクーラーブロック１１９ａ及び１１９ｂについて、この実施の形態では半円筒状のものだけを示しているが（図５Ａ参照）、これには限られず、例えば中心角を１２０度にして円筒を３分割したものや（図５Ｂ参照）、中心角を９０度にして円筒を４分割して構成したもの（図５Ｃ参照）など、全てが一体となって円筒形若しくは円筒形に近い形状のものを構成できるあらゆる形態を採用することができる。当然のことながら、分割した場合の中心角は均一でなくてもよい（図５Ｄ参照）。
【００４５】
＜回転位動＞
図６は、回転位動するクーラーを備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の実施形態を説明するためのブロック図である。同図において、図１に示される鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置と同一の構成要素には同一符号を付し、機能が同一の均等要素には下２桁が同じ２００番台の符号を付してある。
【００４６】
図６に示されるように、回転位動型のクーラー２１９も、鉛直方向移動型のクーラー１９と同様に冷却管のスタックから構成されており、この中を冷却水が流通することによって単結晶の冷却を行う。
【００４７】
この回転位動型のクーラー２１９において特徴的なことは、回動軸７１を中心にしてクーラー２１９が回転位動することである。即ち、図６のＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、クーラー２１９の回転位動によって当該クーラー２１９が持ち上げられた後（図６Ａ）、蛇腹部材２２３が伸びて、当該蛇腹部材２２３内にクーラー２１９が収容される（図６Ｂ）。
【００４８】
ここで、蛇腹部材２２３の伸縮は、水平移動装置２２５によって行われるが、この水平移動装置２２５は、図１に示される鉛直方向移動型のクーラー１９や図３に示される斜め方向移動型のクーラー１１９の昇降装置と同様の構成を備えており、蛇腹部材２２３の端部に取り付けられた移動ブロック２２３ａと、この移動ブロック２２３ａに螺合する螺子棒体２２５ａと、この螺子棒体２２５ａを回動させるモータ２２６ａと、で構成されている。そして、このような水平移動装置２２５によれば、先の昇降装置と同様に、モータ２２６ａの回動に伴って移動ブロック２２３ａが水平移動し、蛇腹部材２２３の伸縮及びクーラー２１９の出し入れが行われる。
【００４９】
なお、このような回転位動型のクーラー２１９を備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、クーラー２１９の形状は、図７に示されるように、クーラー２１９が持ち上げられたときに当該クーラー２１９が単結晶１７をすり抜けられるようにするために、完全な円筒状ではなく、基本的には種結晶１７ａの直径よりも大きい隙間２１９ｘを有している必要がある。但し、このような形態を採用しなくとも、先の図５Ａ〜図５Ｄに示されるような分割式のクーラーを使用するようにしてもよい。
【００５０】
［クーラーの着脱］
クーラーの取り外しは、シリコン単結晶インゴットの引き上げ終了後に、ＣＺ炉内から給排管を引き抜くことによって行われる。
【００５１】
この動作及び関連する部材については、図１に示される鉛直方向移動型のクーラー１９を備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置を例としてあげるが、冷却管で構成されたクーラーを備えている限り、他のタイプの装置に対しても同様に適用することができる。
【００５２】
まず、クーラー１９の取り外しは、シリコン単結晶インゴットの引き上げ終了後に、ＣＺ炉内から給排管（２１ａ，２１ｂ）を引き抜くことによって行われる。
ここで、クーラー１９は、図８に示されるように、蛇腹部材２３の頂部に設けられている固定冶具６０によって昇降ブロック２３ａに固定されている。また、クーラー１９が取り外された後に昇降ブロック２３ａに開く穴を塞ぐための部材として、蓋体７０が用意されている。この蓋体７０は、クーラー１９が存在し無い状態を補填するためのものであることから、可換性を持たすために、固定冶具６０と蓋体７０は互いに相同した形状とされている。
【００５３】
ここで、これらの固定冶具６０と蓋体７０の具体的構造につき、それらは共に、図８に示されるように、昇降ブロック２３ａの外側面に対して平行して伸びたフランジ部材を備え、当該フランジ部材をネジ固定する構造を基本構造としている。まず、蓋体７０は、図８Ｂに示されるように、円柱状の胴部７０ａの頂部に円盤状のフランジ７０ｂが設けられたものからなり、昇降ブロック２３ａに嵌め込まれた状態で、ネジ７０ｃによってネジ固定される。円筒状の胴部７０ａには、気密性を保つためのＯリング７０ｄが巻着されている。
【００５４】
一方、固定冶具６０は、図８Ａに示されるように、周状に溝６１ａが形成された円柱体６１と、この円柱体６１の周状溝６１ａに嵌合する一対の半円リング状板材６２ａ及び６２ｂと、からなり（図８Ｄ）、円柱体６１には、給排管（２１ａ，２１ｂ）が通される貫通孔６１ｂが設けられている（図８Ｃ）。また、円柱体６１には、蓋体７０の胴部７０ａと同様に、気密性を保つためのＯリング６１ｄが巻着されている。
【００５５】
このような固定冶具６０においては、一対の半円リング状板材６２ａ及び６２ｂが円柱体６１の溝６１ａに嵌め込まれる。そしてその状態で、半円リング状板材６２ａ及び６２ｂがネジ６３ａ及び６３ｂによって円柱体６１にネジ固定され、これによってフランジ部材を備える円柱体の形状となり、蓋体７０と同様の機能を発揮できるようになる。そしてこのようになった状態で、固定冶具６０は、半円リング状板材６２ａ及び６２ｂのフランジ部分となった箇所にて、ネジ６４ａ及び６４ｂによって昇降ブロック２３ａにネジ固定される。
【００５６】
このように、固定冶具６０と蓋体７０は共に（固定冶具６０については半円リング状板材６２ａ及び６２ｂが嵌合された状態でボルト状の形状となり）、いわばネジ山の無いボルト様の部材として、昇降ブロック２３ａの穴に嵌め込まれるものであり、互いに可換性のものとして、いわば固定冶具６０と蓋体７０とで一つのセットを構成しているようなものであるため、クーラー１９の着脱を容易に行うことができる。このため、クーラー有り・無しの切り換えを簡易かつ自在に行うことができ、ケースバイケースで、あるときはクーラー付きのＣＺ炉を備えるＣＺ法単結晶引上げ装置として使用し、また別のあるときにはクーラー無しの通常のＣＺ法単結晶引上げ装置として使用するというようなことを気軽に行うことができるようになる。
【００５７】
［リチャージ・追いチャージ］
石英るつぼは、多結晶を溶解する際の加熱によって傷み、大抵は一回の引上げプロセス毎に廃棄されることになる。従って、一回の引上げプロセスで引上げられる単結晶の量を多くすることができれば、それだけ製造コストを下げることができるだけでなく、同じ量の単結晶を製造するにしても、冷却と昇温というプロセスの繰返し回数を減らすことが可能となるので、一定量の単結晶製造の際の時間短縮にもつながり、製造工程全体として見た場合の効率を向上させることができるようになる。特に、単結晶引上用の石英るつぼとしての耐用限界にまで単結晶の引上げ量を引っ張ることができるようになれば、この側面からのコスト低減等の効果としては最大のものを得ることができる。
【００５８】
リチャージや追いチャージは、そのような効果を得るための手段であり、追いチャージは、図９Ａに示されるように、原料のポリシリコンをるつぼ内にチャージして溶解した場合に、原料ポリシリコンの嵩張りによってるつぼがフルチャージの状態にされない場合に、原料融液に更に原料ポリシリコンを追加して融液量を増加させた後、通常の場合と同様に単結晶の引上げが行われていく。
【００５９】
一方、リチャージは、図９Ｂに示されるように、単結晶の引上げがある程度終了した段階で再度、原料ポリシリコンをるつぼ内にチャージして単結晶の引き上げを行うようにすることを言う。
【００６０】
このようなリチャージ・追いチャージによれば、一回の引上げプロセスで引上げられる単結晶の量を多くすることができ、製造コストの低減を図ることができるだけでなく、るつぼの大幅な昇温・降温を行わないために、るつぼ寿命の低下が防止され、加熱時間を長くとることができるようになるため、この側面からしても、加熱時間を長くした分だけ、一回あたりで引上げられる単結晶の長さを長くすることができる。また、クーラーと併用することで、クーラーによる引上げ速度の向上に基づく単位時間あたりの単結晶引上げ量の増大と相乗して、全体として製造効率のアップを図ることができるようになる。
【００６１】
ここで、クーラー１９や熱遮蔽体１８は、それらの機能を十分に発揮させるために、通常はなるべく融液液面に近くなるような位置に配置されるが、リチャージや追いチャージを行う際には、クーラー１９や熱遮蔽体１８が融液液面近くにあるというのは、融液液面の上昇によるこれらの部材への接触や液跳ねの問題を考慮した場合には、決して好ましいことではない。
【００６２】
なおこれについては、るつぼに通常のチャージを行う際にも同様の問題があり、効率を上げるべく、なるべくフルチャージに近いようにするためには、必然的に原料ボリシリコンの堆積量を多くすることとなるが、そのようにしてしまった場合には、溶解の過程で、上側に積まれている原料ポリシリコンが落下し、原料融液が跳ねてクーラー１９や熱遮蔽体１８に付着してしまうという心配がある。
【００６３】
このような問題を解決するために、本発明に係るクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置においては、原料のるつぼへのチャージ及び当該原料の溶解、並びに、リチャージや追いチャージの実施の際には、クーラーや熱遮蔽体を上方に退避させるようにしている（図１０）。この場合において、クーラーを移動させるための機構は、既に説明した昇降装置等を使用するようにすればよい。また、作業効率の面からすれば、上方への退避の際の速度は高速度（３００ｍｍ／ｍｉｎ）であるのが好ましい。
【００６４】
なお、このような本発明に係る方法を採用すれば、例えば図１１に示されるように、ボトムヒータ１６を別途取り付けて、更に加熱力をアップさせた場合においても、クーラー１９や熱遮蔽体１８を上方に退避させて液はねの付着を防止し、加熱力のアップ分を有効に素材溶解に利用することができる。
【００６５】
［クーラーに追従させた熱遮蔽体の移動］
図１２は、本発明に係る熱遮蔽体及びクーラーの構造と機能説明するためのＣＺ炉内の縦断面図である。
【００６６】
図１２Ａに示されるように、本発明において特徴的なことは、クーラー１９の側部は耳部材８１ａが取り付けられており、その一方で、熱遮蔽体１８の内壁側には、この耳部材８１ａと係合する係合体１８ａが設けられていることである。また、これに対応して、熱遮蔽体１８は、ＣＺ炉内において、台部材８３の上に、ネジ固定や接着などの固定が行われずに、ただ単に当該台部材８３の上に載せられているだけである。従って、この熱遮蔽体１８は、持ち上げることによって、容易に台部材８３から離すことができる。
【００６７】
即ち、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるように、クーラー１９が通常の位置にある場合には、耳部材８１ａと係合部材１８ａとの係合は行われず、通常のクーラー１９ａに熱遮蔽体１８と何ら変わらない状態をとるが、図示されているように、耳部材８１ａと係合体１８ａとが互いに係合するような位置関係に配置されているため、クーラー１９が上昇した場合には、耳部材８１ａと係合体１８ａとが互いに係合し、クーラー１９と共に熱遮蔽体１８も、台部材８３から離れて上昇することとなる。
【００６８】
なお、図１２Ｃに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとは、クーラー１９の円周全体にわたって設けられているわけではなく、その一部に設けられている。なお、この図１２Ｃにおいては、耳部材１８ａとそれに対応する係合部材８１ａとがそれぞれ２個づつ設けられているが、これらは、例えば図１２Ｄに示されるように、クーラー１９の周囲に３個設けるようにしたものでもよく、また、適宜装置全体の機能等を考慮してこれ以上の数のものを設けることも可能である。
【００６９】
ここで図１３は、本発明に係るクーラー１９と熱遮蔽体１８の動作を説明するための図である。なお、図１２と図１１の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
まず、図１３Ａに示されるように、クーラー１９は定位置として最低レベルの位置に位置していることになる。そして、図１３Ｂに示されるように、クーラー１９が上昇していき、そして、図１３Ｃに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとが係合したときに、熱遮蔽体１８ａが持ち上げられることになる（図１３Ｄ）。なお、これについて逆の見方をすれば、図１３Ｂに示されるように、耳部材８１ａと係合部材１８ａとが係合するまでの間は、クーラー１９は熱遮蔽体１８とは無関係に自由に昇降できるということになる。
【００７１】
ところで、本発明に係る耳部材８１ａを構成するにあたっては、金属製であるクーラー１９の側面に耳部材８１ａを接着する形式では、熱遮蔽体１８と係合してこれを持ち上げる程の強度を出すことは一般的には困難である。従って、本発明では、その好適な実施形態として、図１４に示されるようなサポート板８１を構成し、これをクーラー１９の螺旋の中に挟み込むことによってクーラー１９の側壁から耳部材８１ａを出すようにしている。即ち、このサポート板８１は、クーラー１９の螺旋の中に挟み込まれる環状部分８１ｂとこの環状部分８１ｂの周囲から突出する耳部材８１ａとからなり、これがクーラー１９に挟み込まれると、図１３に示されるように、耳部材８１ａがクーラーの側壁から突出し、しかもこの耳部材８１ａによって熱遮蔽体１８を持ち上げる程の強度を持たすことが可能となる。なお、このサポート板８１は、カーボン素材等の耐熱性素材で構成することが可能である。
【００７２】
このような本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、原料の初回溶解時や、追いチャージ・リチャージ溶解時には、溶解時間を短縮するためにクーラー１９を上部に移動させて融液液面から遠ざけるように動作する。この際に、この実施の形態においては、熱遮蔽体１８もクーラー１９に合わせて上部に上げるようにしているので、融液液面に対してクーラー１９が熱遮蔽体１８の影になることとなるので、原料溶解のための加熱効率が上がることとなる。なお、初回溶解時や追いチャージ・リチャージ溶解時のいずれの場合においても、原料溶解時には特にボトムヒータ１６のほうの出力比率を上げて溶解時間の短縮を図るようにするのが好ましい。
【００７３】
また、クーラー１９の昇降は、上記の目的で上部へ移動する時や、安全確保のための上部退避の時には高速移動で行うが、結晶育成中に下部へ移動する時は、急激な熱環境の変化を避けるために、徐々に下げていくようにする。
【００７４】
なお、追いチャージ・リチャージ実行時の動作について、本明細書では鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置を例にあげて説明をしてきたが、本発明の目的は追いチャージ・リチャージ実行時に融液やるつぼから離れた位置にクーラーが移動してさえいれば達成できるので、斜め方向移動型クーラーや回転型クーラー等の他のタイプの移動型クーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においても適用することができるのは明らかである。
【００７５】
［ダッシュネック法とクーラー］
本発明者らの研究により、ダッシュネック法による種結晶の種絞りを行っている間にクーラーが種結晶の近くに存在した場合には、熱衝撃により発生した転位が種結晶からぬけず、単結晶を製造することができなくなるという事実を見出した（表１）。
【００７６】
【表１】
すなわち、表１に示されるように、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離が２０ｍｍであると、クーラー１９と融液液面の間の距離が小さくても（７５ｍｍ）大きくても（１２５ｍｍ）、種結晶の無転位化を行うことはできなかった（表１に示されるように、いずれの場合も無転位化率は０％）。この一方で、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離を３０ｍｍ或いは４０ｍｍにとった場合には、クーラー１９と融液液面の間の距離が小さくても（８５ｍｍ）大きくても（１１５ｍｍ）、種結晶の無転位化率は１００％であった（表１に示されるように、３０ｍｍの場合には１５本中の１５本から転位が抜けている）。また、クーラー１９が設置されていなかった場合には（表１の右端）、熱遮蔽体１８と融液液面の間の距離が２０ｍｍであっても、種結晶の無転位化率は１００％というデータが得られた。
【００７８】
以上のようなことから、クーラーが存在しない場合には、熱遮蔽体の下端が融液液面の近くに存在していても、種結晶を無転位化させることができるが、クーラーが存在する場合には、熱遮蔽体の下端が融液液面からある程度離れた位置（融液液面から少なくとも３０ｍｍ程度離れた位置）になければ、種結晶を無転位化させることはできないということが分かる。
【００７９】
このような事実に基づいて無転位化が可能になる領域を想定してみると、図１５に示されるようなものとなる。図１５に示される無転位化領域の境界部分の具体的な数値は、ＣＺ炉の大きさや状態、使用される炉内部材の形状等によって定まるものであるが、例えばこの実施の形態においては、図中のＰ点は３０ｍｍということになるであろう。
【００８０】
このように、クーラー１９及び熱遮蔽体１８のいずれも、融液液面から近いと転位が抜けず、別の見方をすれば、ダッシュネック法において種結晶から転位を上手く除去するためには、熱遮蔽体１８とクーラー１９を融液液面から離しておく必要があるのである。
【００８１】
従って、本発明においては、ダッシュネック法による転位の排除を行っている最中は、クーラー１９と熱遮蔽体１８とをそれぞれ融液液面から引き離すように制御することとしている。クーラー１９及び熱遮蔽体１８と融液液面とをどの程度引き離すかということについては、図１５に示される無転位化領域を、ＣＺ炉の大きさや状態、使用される炉内部材の形状等によって境界条件を具体的に定めた上で決定し、この無転位化領域内に入るようにクーラー１９及び熱遮蔽体１８を移動させることになる。
【００８２】
そして、ダッシュネック法により転位が充分に種結晶からぬけた後、クーラー１９及び熱遮蔽体１８が降下してきて、冷却を行いながら単結晶の引き上げが行われることになる。なお、この動作の過程において、クーラー１９と熱遮蔽体１８の移動は、作業の効率化等の観点からすれば、基本的には高速（３００ｍｍ／ｍｉｎ）で行うようにするのが好ましい。
【００８３】
なお、ダッシュネック法による転位排除の際のクーラーの動作について、本明細書では鉛直方向移動型のクーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置を例にあげて説明をしてきたが、本発明の目的はダッシュネック法による転位排除を行っている間に融液液面から所定距離離れたところにクーラー及び熱遮蔽体が位置してさえいればよいので、斜め方向移動型クーラーや回転型クーラー等の他のタイプの移動型クーラーを備えるクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においても同様に適用することができるのは明らかである。
【００８４】
［クーラーの移動速度と位置の関係―単結晶引上全工程において―］
図１６は、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置の動作を説明するための図であり、下側にはクーラーの移動速度、上側にはクーラーの位置が示されている。
【００８５】
まず、追いチャージおよびネッキングを行う過程において（工程イ及びロ）、クーラー１９は、融液液面から離されて高い位置に停止状態で置かれている。そして、ネッキングが終了すると、クーラー１９が降下してきて、所定の位置まで来ると停止する（工程ハ）。その際の移動は、作業の迅速を図るために高速で行われる。なお、種結晶のつけ直しの必要が生じた場合には、クーラー１９は再び上昇して高い位置に置かれ、その状態でネッキングが行われることになる。
【００８６】
そして、クーラーが所定の位置まで下降してきた状態で単結晶の引上げが行われる（工程ニ）と、単結晶の冷却を行いながら引上げがなされることになるので、引上げ速度を速くすることが可能となる。ここで、単結晶引上げが終了すると、再び高速度でクーラー１９が上昇し（工程ホ）、リメルトを行うために、上の位置でクーラー１９が停止させられる（工程ヘ）。リメルトが終了すると再びクーラー１９は高速度で下降してきて（工程ト）、再び単結晶引上げが行われる（工程チ）。単結晶引上げの最終工程であるテール工程（工程リ）では、電力消費量の低減のためにクーラー１９の上昇が行われるが、十分な製品対象溶液を確保するために、少しタイミングを遅らせて上昇させるようにしている。
【００８７】
次に、リチャージ（工程ヌ）を行う際には、すでに説明したように、チャージの容易性の確保のためや、液ハネの害を回避するために、高速度でクーラー１９が上昇させられ、高い位置に置かれることになる。そして、リチャージが終了すると、クーラー１９が再び高速度で降下してきて（工程ル）、単結晶の引上げが行われる（工程ヲ）。なお、この単結晶引上工程（工程ヲ）においては、衝突や事故が生じた場合には、速やかにクーラー１９を上昇させ、シリコン融液液面から遠ざけるようにする。単結晶引上げ後のテール工程（工程ワ）につていは、既に説明したテール工程（工程ニ）と同様であり、その後はクーラー１９がるつぼ内にまで降下してきて、当該るつぼの冷却が行われる（工程ヨ）。
【００８８】
＜安全確保・危険回避のための動作＞
本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置は、安全確保・危険回避のための動作として、基本的には、異常事態が生じた場所、融液面や引上げ単結晶からクーラーを遠ざけさせる（退避）という形態を採用する。より具体的な態様としては、例えば、「異常事態」というものがクーラー１９と他の炉内部材との間の衝突若しくは異常接近であった場合には、クーラー１９を一時的に５ｍｍ程度、逆方向に移動させるという態様が挙げられる。また、「異常事態」がクーラー１９以外の炉内部材どうしの衝突等であったり、装置の誤作動のようなものであった場合には、クーラー１９を単結晶１７やシリコン融液１２から遠ざけさせることによって危険を回避し、ＣＺ法単結晶引上げ装置の保守性を高める。
【００８９】
この場合において、単結晶１７やシリコン融液１２に代表される危険箇所からの退避を行う際には、クーラー１９の移動速度を高速に可変して行う（３０ｍｍ／ｍｉｎ→３００ｍｍ／ｍｉｎ）ことによって、危険回避を迅速に行うことが実現される。
【００９０】
ここで、異常事態の検出機構・装置としては、クーラー内を流れる冷却水の温度検出、ＣＺ炉内の温度分布の監視、炉内部材の相対位置検出、クーラーや単結晶引上げモータの過負荷検出や異常重量変化検出、移動型クーラーに設置されたエンコーダによる移動量の検出などを挙げることができるが、本明細書では特に水蒸気検出によって安全確保を図る場合の機能・構成について、図１に基づいて説明をする。
【００９１】
図１に示されるように、この実施の形態に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、チャンバ１１内の圧力変化を追跡する圧力センサ３１と、真空ポンプ２０で吸引されるチャンバ１１内の気体の温度変化を見る温度センサ３３と、真空ポンプ２０で吸引されるチャンバ１１内の気体の赤外線吸収を見る赤外線センサ３４と、が取り付けられている。これは、クーラー１９の配管に水漏れが生じた場合には、炉内の熱によってその水漏れ水が水蒸気となり、それが温度変化ないしは圧力変化を生じさせるので、それを検出することによって水漏れを的確に察知しようとするものである。赤外線センサ３４は、水蒸気には赤外線吸収があることから、それを測定することによって、水漏れ検出の確実性を増大させるために設置されている。
【００９２】
これらの各センサについては、いずれか一つが設置されていれば、水漏れを察知することは十分に可能であるが、検出の万全を期すという観点から、適当に組み合わせて複数個設置するようにしてもよい。また、同様の観点から、同種類のセンサを複数個設置することも妨げられない。
【００９３】
なお、温度センサ３３は、比較的多量の水蒸気が存在しなければ他の条件変化と区別可能な感応をしないため、水蒸気による温度変化を的確にキャッチするためには水蒸気が集中する場所に取り付けられるべきであるので、基本的には排気経路（即ち、真空ポンプ２０に接続されている管）に取り付けられるのが好ましい。これに対し、赤外線センサ３４は微量の水蒸気でも直ちに検出できるので、排気経路だけでなく、チャンバ１１の内壁面など、あらゆるところに取り付けることが可能である。
【００９４】
ここで、上記各センサは、コントローラ３５に接続されている。この実施の形態においては、圧力センサ３１は直接的に、温度センサ３３及び赤外線センサ３４は、それぞれ対応する処理装置３３ａ及び３４ａを介してコントローラ３５に接続されている。
【００９５】
例えば、水蒸気の発生によるチャンバ１１内の圧力上昇が圧力センサ３１によって検出された場合、水蒸気の発生による排気ガスの高温化が温度センサ３３によって検出された場合、赤外線センサ３４によって水蒸気の吸収帯での異常な吸収が認められた場合、或はこれらの事態が同時に検出された場合には、コントローラ３５が作動して、表示器３６を点灯させ、冷却水の流入を調整する電磁弁３７を閉じて冷却水の流入をストップし、それと同時に、普段は閉じられている電磁弁３９を開き、排出管２１ｂの末端を大気に開放する。そうすると、水漏れが生じた場合には、水漏れ水が水蒸気となって圧力が増すので、その場合には、電磁弁３９を通ってクーラー１９内の冷却水が外部に排出され、シリコン融液中に落ちる水の量を低減させることができる。
【００９６】
なお、この大気への開放を行う管は、供給管２１ａにも接続されており、クーラー１９内にこれから供給されようとしていたものをも排出することができる。
このため、水漏れ時には、クーラー１９内に滞留している冷却水が可能な限り多く排出されるので、装置に対するダメージが少なくなり、そのような場合でも装置の操業停止等の事態が回避できることとなる。但し、この実施の形態に係るＣＺ法単結晶引上げ装置においては、非常事態に対する万全を期すために、その対策として、チャンバ１１には安全弁４０が取り付けられている。また、冷却水の流出管や大気開放管にも逆止弁４１、４２及び４３が取り付けられており、非常事態に対する万全が図られている。
【００９７】
ここで、ＣＺ法単結晶引上げ装置において「異常事態が生じた」ことの態様としては、例えば、作業員の検知、停電、真空ポンプの故障、ヒーター電源故障、炉内品破損、冷却水ポンプ故障等を挙げることができ、このような「異常事態が生じた」場合には、少なくとも昇降装置２５のモータ２６ａが停止し、場合によっては、とっさにモータ２６ａを逆回転させてクーラー１９を逆方向に戻し、重篤な事故に至るのを回避する。更には、重篤な事故に至るのを回避するために、「異常事態が生じた」場合には、クーラーが接近した状態では危険な炉内部材（シリコン融液液面や引上げ単結晶）からクーラーを高速度（３００ｍｍ／ｍｉｎ）で遠ざけるように動作する。
【００９８】
【発明の効果】
以上のような本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、追いチャージ・リチャージ時の問題点やダッシュネック法による無転位化の際の問題点というような、ＣＺ炉内に単結晶冷却用のクーラーが設置されていることによって生じる問題を回避し、結晶引上げ速度の高速化というようなクーラーが設置されていることによるメリットだけを享受することができる。従って、例えば、結晶引上げ速度を従来の１．５倍化するというような効果を、クーラー設置のデメリット無しに、確実に得ることができるようになる。
【００９９】
より具体的に言えば、まず、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、クーラー付ＣＺ法単結晶引上装置が抱えるエネルギー消費量増大の問題を低減することができる。即ち、この明細書にて示したようなクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、原料融液から結晶への熱の遮蔽を行う熱遮蔽体と結晶との間にクーラーを設けることによって結晶の引上速度を従来の1.5倍以上に高速化することができるが、その一方でエネルギー消費量増大の問題が生じるが、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置においては、初回溶解時や追いチャージ・リチャージ溶解時には、クーラー（場合によっては、熱遮蔽体も同時に）を上部に移動させて融液液面から遠ざけるようにしているので、それだけヒータの出力が低減され、エネルギー消費量の増大が抑えられることとなる。
【０１００】
また、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置では、石英ルツボの耐久時間の問題に起因した追いチャージやリチャージ時の問題も解決される。即ち、追いチャージやリチャージを行った場合には石英るつぼが加熱された状態が長くなってしまい、石英ルツボの劣化や耐久時間の問題により、リチャージを行った場合には、リチャージ後の結晶崩れ(多結晶化)率の増加による取得率の低下という問題、追いチャージを行った場合には、結晶後半での結晶崩れ(多結晶化)率の増加による取得率の低下という問題が生じてしまうが、本発明に係るクーラー付きＣＺ法単結晶引上装置では、結晶の引上速度を、クーラー設置のデメリット無しに確実に従来の1.5倍以上に高速化し、石英ルツボの加熱時間を短縮することができるため、追いチャージ結晶とリチャージ結晶のいずれについても無転位化率のアップを図ることが可能になる。また、耐久性等の問題から、従来は多結晶化率増加の回避のために高価な合成石英ルツボを使用しなければならなかったが、本発明を適用することにより、安価な天然石英ルツボの使用をすることも可能となる。
【０１０１】
更に、本発明に係るクーラー付ＣＺ法単結晶引上装置においては、クーラー付でありながらも、ダッシュネック法による無転位化を確実に行うことができるため、生産効率がアップし、生産コストの低減に寄与することができる。
【０１０２】
また更に、長時間使用等が原因となって炉内部材の変形が生じてしまった場合でも、融液液面とクーラーの間の距離や熱遮蔽体とクーラーの間の距離を微調整して実質的に同一条件が維持されるように設定をすることができるので、安定した品質の結晶を量産し続けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明に係るＣＺ法単結晶引上げ装置の昇降装置の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】 斜め方向にクーラーが移動する場合の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図４】 斜め方向に移動するクーラーの冷却管スタックの実施形態を示す図である。特に、図４Ａは側面図、図４Ｂは上面図である。
【図５】 冷却管スタックの実施形態のバリエーションを示す図である。
【図６】 回転位動するクーラーを備えたクーラー付ＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図７】 回転位動するクーラーの冷却管スタックの実施形態を示す図である。
【図８】 クーラーの給排管の昇降ブロックとの接合部に使用される冶具、及びクーラーが抜かれた後の穴を蓋する蓋体の構成を示す図である。特に、図８Ａは冶具の縦断面図、図８Ｂは蓋体の縦断面図、図８Ｃは冶具の上面図、図８Ｄは冶具の構造を説明するための図である。
【図９】 追いチャージの工程（Ａ）及びリチャージの工程（Ｂ）を説明するための図である。
【図１０】 追いチャージ及びリチャージの際の動作を説明するためのブロック図である。
【図１１】 追いチャージ及びリチャージの際の動作を説明するためのブロック図であって、ボトムヒータが設置されている場合の実施形態を示した図である。
【図１２】 クーラー１９と共に熱遮蔽体１８が上昇する場合の実施形態を説明するための図である。
【図１３】 クーラー１９と共に熱遮蔽体１８が上昇する実施形態の動作を説明するための図である。
【図１４】 サポート板８１の構成を説明するための図である。
【図１５】 融液液面から熱遮蔽体の下端までの距離と融液液面からクーラーの下端までの距離との関係で、ダッシュネック法により無転位化できる領域を示した想定図である。
【図１６】 本発明におけるクーラーの昇降動作について説明をするための図であり、クーラーの位置（上部）と移動速度（下部）をそれぞれ経時的に示した図である。
【符号の説明】
１１ チャンバ
１２ シリコン融液
１２ａ シリコン融液液面
１３ ルツボ
１４ ヒータ
１５ ワイヤ
１６ 巻取機
１７ シリコンインゴット
１７ａ 種結晶
１８ 熱遮蔽体
１８ａ 係合部材
１９，１１９，２１９ クーラー
１１９ａ，１１９ｂ クーラーブロック
２１９ｘ 隙間
２０ 真空ポンプ
２３，１２３，２２３ 蛇腹部材
２５，１２５ 昇降装置
２２５ 水平移動装置
２３ａ，１２３ａ，２２３ａ 昇降ブロック（架橋部材）
２２３ａ 移動ブロック
２５ａ，１２５ａ，２２５ａ 螺子棒体
２６ａ，１２６ａ，２２６ａ モータ
２６ｂ エンコーダ
２７ リミッタスイッチ（ＬＳ）
３１ 圧力センサ
３３ 温度センサ
３４ 赤外線センサ
３３ａ，３４ａ 処理装置
３５ コントローラ
３６ 表示器
３７，３９ 電磁弁
４０ 安全弁
４１〜４３ 逆止弁
４５ メルトレベルセンサ
５１,５２ ソレノイド
６０ 固定冶具
６１ 円柱体
６１ａ 円柱体６１の周状溝
６１ｂ 貫通孔
６１ｄ Ｏリング
６２ａ,６２ｂ 半円リング状板材
６３ａ, ６３ｂ, ６４ａ, ６４ｂ ネジ
７０ 蓋体
７０ａ 蓋体７０の円柱状の胴部
７０ｂ 円盤状のフランジ
７０ｃ ネジ
７０ｄ Ｏリング
７１ 回動軸
８１ サポート板
８１ａ 耳部材
８１ｂ 環状部分
８３ 台部材
Claims (2)
- 融液を貯留するルツボと融液液面の上方に配置される熱遮蔽体及びクーラーとを備えたＣＺ法シリコン単結晶引上げ装置を用いてシリコン単結晶を製造する際に、ダッシュネック法によってシリコン種結晶から転位を排除するシリコン種結晶の転位排除方法において、
融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせで定義される無転位化領域を決定し、
ダッシュネック法によるシリコン種結晶の種絞りを行う際に、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離との組み合わせが前記無転位化領域内に入るように、融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離とを調整することによって、シリコン種結晶から転位を排除する
ことを特徴とするシリコン種結晶の転位排除方法。 - 融液液面から熱遮蔽体下端までの距離と融液液面からクーラー下端までの距離を、熱遮蔽体及びクーラーを昇降させることによって調整する
ことを特徴とする請求項１に記載のシリコン種結晶の転位排除方法。
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