JP5691446B2 - 単結晶原料の溶融装置および溶融方法 - Google Patents
単結晶原料の溶融装置および溶融方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5691446B2 JP5691446B2 JP2010266920A JP2010266920A JP5691446B2 JP 5691446 B2 JP5691446 B2 JP 5691446B2 JP 2010266920 A JP2010266920 A JP 2010266920A JP 2010266920 A JP2010266920 A JP 2010266920A JP 5691446 B2 JP5691446 B2 JP 5691446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- raw material
- heater
- cylindrical body
- crystal raw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 211
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims description 149
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 113
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 34
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 17
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の単結晶原料の溶融方法は、チョクラルスキー法による単結晶製造装置のメインチャンバー内のるつぼに投入された単結晶原料を溶融する方法であって、上述した単結晶原料の溶融装置を使用して前記単結晶原料を溶融し、前記単結晶原料を溶融した後、前記メインチャンバーのゲートバルブを閉じ、前記溶融装置の筒状体の下部開口端と、前記ゲートバルブとの連結を解除する解除工程を含み、前記解除を、前記筒状体の内部を加圧した後に行うことを特徴とする。
また、本発明の単結晶原料の溶融方法は、前記メインチャンバーのゲートバルブと、前記溶融装置の筒状体の下部開口端とを連結する連結工程を含み、前記連結を、前記ゲートバルブを閉じた状態で行うことが好ましい。
図1に示す単結晶原料の溶融装置を用いて、図3A〜図4Bに示すようにして、単結晶原料としてのシリコン原料を石英るつぼ内で溶融し、直径300mmのシリコン単結晶の引き上げを行った。なお、シリコン原料の溶融条件は表1に示す条件とし、単結晶の引き上げは、3つの異なるメインチャンバーを用いて合計9回行った。
そして、シリコン原料の溶融に要した平均時間およびシリコン単結晶の製造歩留まり(=(得られたシリコン単結晶の重量/原料チャージ量)×100%)を求めた。結果を表1に示す。
図1に示す単結晶原料の溶融装置を使用せず、メインチャンバー内に設けられたサイドヒーターのみを用いてシリコン原料を石英るつぼ内で溶融し、直径300mmのシリコン単結晶の引き上げを行った。なお、シリコン原料の溶融条件は表1に示す条件とし、単結晶の引き上げは、3つの異なるメインチャンバーを用いて合計9回行った。
そして、シリコン原料の溶融に要した平均時間およびシリコン単結晶の製造歩留まりを求めた。結果を表1に示す。
シリコン原料の溶融条件を表2に示すように変更し、引き上げるシリコン単結晶の直径を450mmにすると共に、単結晶の引き上げ回数を合計10回とした以外は、実施例1と同様にしてシリコン原料の溶融およびシリコン単結晶の引き上げを行った。
そして、シリコン原料の溶融に要した平均時間およびシリコン単結晶の製造歩留まりを実施例1と同様にして求めた。結果を表2に示す。
シリコン原料の溶融条件を表2に示すように変更し、引き上げるシリコン単結晶の直径を450mmにすると共に、単結晶の引き上げ回数を合計10回とした以外は、従来例1と同様にしてシリコン原料の溶融およびシリコン単結晶の引き上げを行った。
そして、シリコン原料の溶融に要した平均時間およびシリコン単結晶の製造歩留まりを実施例1と同様にして求めた。結果を表2に示す。
2 筒状体
3 支持板昇降装置
4 ヒーター
5 閉止板昇降装置
6 熱遮蔽体
7 電源プラグ
8 ガスライン
9 制御装置
11 車輪
12 支持板
13 ガイド支柱
21 下部開口端
22 閉止板
61a,61b ヒーター電力ライン
62a,62b 水冷電極
63 石英板
64 冷却水供給口
81 ガス供給口
100 溶融装置
200 メインチャンバー
210 るつぼ
210a 石英るつぼ
210b 黒鉛るつぼ
211 るつぼ回転機構
220 単結晶原料
230 サイドヒーター
240 保温筒
250 断熱材
260 整流筒
280 ゲートバルブ
300 プルチャンバー
310 ワイヤーロープ
311 種結晶
320 回転機構
321 引き上げ機構
330 プルチャンバー旋回昇降装置
400 単結晶製造装置
410 メインチャンバー
411 ゲートバルブ
412 るつぼ
413 ヒーター
414 単結晶原料融液
415 保温筒
416 断熱材
420 プルチャンバー
421 ワイヤーロープ
422 種結晶
423 単結晶インゴット
Claims (7)
- チョクラルスキー法による単結晶製造装置のメインチャンバー内のるつぼに投入された単結晶原料の溶融に用いる溶融装置であって、
移動機構を有する本体部と、
単結晶製造装置のメインチャンバーのゲートバルブに連結される下部開口端と、上部閉止端とを有する筒状体と、
前記本体部に設けられ、前記下部開口端と前記ゲートバルブとが連結する連結位置と、前記下部開口端と前記ゲートバルブとが上下に離間した解除位置との間で前記筒状体を上下に昇降させる筒状体昇降機構と、
前記筒状体の内部から下方に突出してるつぼ内の単結晶原料を加熱するヒーターと、
前記本体部に設けられ、前記筒状体内の収容位置と、前記下部開口端よりも下方の単結晶原料加熱位置との間で前記ヒーターを上下に昇降させるヒーター昇降機構と、
前記ヒーターへ電力を供給する電力供給源との接続部と、
前記筒状体の下部開口端と前記ゲートバルブとの連結を解除する際に筒状体の内部を加圧する加圧手段と、
を備え、
前記ヒーターの上方に、ヒーターと一体移動する熱遮蔽体を更に備え、
前記熱遮蔽体が断熱材を有することを特徴とする、単結晶原料の溶融装置。 - 前記筒状体が蛇腹構造を有しており、
前記ヒーターが前記上部閉止端に対して固定されており、
前記ヒーター昇降機構が、前記筒状体を伸縮させて前記ヒーターを上下に昇降させることを特徴とする、請求項1に記載の単結晶原料の溶融装置。 - 前記筒状体昇降機構が安全スイッチとして機能し、前記筒状体の下部開口端が前記解除位置に位置している場合には前記ヒーターへ電気が流れないようにする、請求項1または2に記載の単結晶原料の溶融装置。
- 前記筒状体の内部にガスを供給するガス供給手段を備えることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の単結晶原料の溶融装置。
- るつぼ内の単結晶原料の位置を検出し、該単結晶原料の位置に応じて前記ヒーターの上下方向の位置を制御するヒーター位置制御機構を有することを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の単結晶原料の溶融装置。
- チョクラルスキー法による単結晶製造装置のメインチャンバー内のるつぼに投入された単結晶原料を溶融する方法であって、
請求項1〜5の何れかに記載の単結晶原料の溶融装置を使用して前記単結晶原料を溶融し、
前記単結晶原料を溶融した後、前記メインチャンバーのゲートバルブを閉じ、前記溶融装置の筒状体の下部開口端と、前記ゲートバルブとの連結を解除する解除工程を含み、
前記解除を、前記筒状体の内部を加圧した後に行うことを特徴とする、単結晶原料の溶融方法。 - 前記メインチャンバーのゲートバルブと、前記溶融装置の筒状体の下部開口端とを連結する連結工程を含み、
前記連結を、前記ゲートバルブを閉じた状態で行うことを特徴とする、請求項6に記載の単結晶原料の溶融方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010266920A JP5691446B2 (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 単結晶原料の溶融装置および溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010266920A JP5691446B2 (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 単結晶原料の溶融装置および溶融方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012116691A JP2012116691A (ja) | 2012-06-21 |
JP2012116691A5 JP2012116691A5 (ja) | 2013-12-05 |
JP5691446B2 true JP5691446B2 (ja) | 2015-04-01 |
Family
ID=46499999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010266920A Active JP5691446B2 (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 単結晶原料の溶融装置および溶融方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5691446B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2939918B2 (ja) * | 1992-11-05 | 1999-08-25 | コマツ電子金属株式会社 | 半導体単結晶製造装置および製造方法 |
JP3671562B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2005-07-13 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造装置および製造方法 |
JPH11255593A (ja) * | 1998-03-12 | 1999-09-21 | Super Silicon Kenkyusho:Kk | 原料溶解補助装置 |
JP2005053722A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶の製造方法 |
US8821636B2 (en) * | 2008-05-20 | 2014-09-02 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single-crystal manufacturing apparatus |
JP5167960B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2013-03-21 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の育成装置 |
-
2010
- 2010-11-30 JP JP2010266920A patent/JP5691446B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012116691A (ja) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5080971B2 (ja) | 結晶製造装置に溶融ソース材料を装入する方法および溶融装置アッセンブリ | |
US7465351B2 (en) | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material | |
US7344594B2 (en) | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material | |
KR101540225B1 (ko) | 단결정 제조장치 및 단결정의 제조방법 | |
US20110104036A1 (en) | Method and apparatus for purifying metallurgical grade silicon by directional solidification and for obtaining silicon ingots for photovoltaic use | |
CN105887186B (zh) | 硅单晶提拉设备与生长方法 | |
JP2012091942A (ja) | シリコン単結晶引き上げ装置及びシリコン単結晶の製造方法 | |
KR20160075498A (ko) | 실리콘 단결정 인상장치 | |
JP5163386B2 (ja) | シリコン融液形成装置 | |
JP5213356B2 (ja) | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボおよびその製造方法 | |
JP5691446B2 (ja) | 単結晶原料の溶融装置および溶融方法 | |
US7691199B2 (en) | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material | |
JP6471700B2 (ja) | リチャージ装置を用いたシリコン原料の融解方法 | |
JP5392040B2 (ja) | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 | |
JP2012106870A (ja) | 結晶成長方法 | |
JP6485286B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
US7303629B2 (en) | Apparatus for pulling single crystal | |
JP3719336B2 (ja) | シリコン単結晶の引上げ装置及びその引上げ方法 | |
JP6866706B2 (ja) | 発熱体モジュール及び発熱体モジュールを含む育成装置 | |
JP5945601B2 (ja) | 消耗電極真空アーク再溶解法によるメタロイドの精製 | |
JP2009274925A (ja) | 単結晶引上げ装置およびこれを用いた単結晶の引上げ方法 | |
JP2002255684A (ja) | シリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
TW201300584A (zh) | 用於屏蔽拉晶裝置之一部分之進料工具 | |
JP2010006657A (ja) | シリコン単結晶の製造装置およびシリコン単結晶の製造方法 | |
JP2006273642A (ja) | シリコン単結晶引上装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131023 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131023 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140520 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150119 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5691446 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |