JP6540592B2 - 原料チャージ補助具及びこれを用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法並びにシリコン単結晶の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」という）によるシリコン単結晶の製造で用いられる、チャージ管内にシリコン原料をチャージする際に用いられる原料チャージ補助具及びこれを用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法並びにシリコン単結晶の製造方法に関するものである。

ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造方法としてマルチプリング法が知られている。マルチプリング法では、シリコン単結晶を引き上げた後、同一の石英ルツボ内にシリコン原料を追加供給（リチャージ）して融解し、得られたシリコン融液からシリコン単結晶の引き上げを行い、このような原料供給工程と単結晶引き上げ工程を繰り返すことにより、一つの石英ルツボから複数本のシリコン単結晶を製造する。マルチプリング法によれば、シリコン単結晶一本当たりの石英ルツボの原価コストを低減することが可能である。またチャンバーを解体して石英ルツボを交換する頻度を低減できるため、操業効率を向上させることが可能である。

シリコン原料の追加供給は、一つの石英ルツボから一本のシリコン単結晶だけを製造するいわゆるシングルプリング法においても行われる場合がある。石英ルツボ内に初期チャージされた固体のシリコン原料を融解すると体積が減少して空き容量が発生するが、この石英ルツボ内にシリコン原料を追加チャージし、多量のシリコン融液から単結晶を引き上げることにより、長尺なシリコン単結晶を育成することができ、これにより操業効率を向上させることができる。

上述したマルチプリング法においてシリコン原料をマルチ投入するリチャージ工程や石英ルツボ内の原料充填率を上げるための追加チャージ工程では、チャージ管と呼ばれる特別な原料供給装置が用いられる（特許文献１、２参照）。チャージ管は石英製の円筒状の容器であり、チャージ管の下端に設けられた底蓋を開いてチャージ管内のシリコン原料を落下させることによりシリコン原料を単結晶引き上げ装置内の石英ルツボ内にチャージする。

特開２００６−８９２９４号公報 特開２００８−８８００２号公報

チャージ管を用いて単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためには、まずチャージ管内にシリコン原料をチャージしなければならない。しかしながら、従来はチャージ管内にシリコン原料をチャージする際に治具を使用することなく行っていたので、シリコン原料がこぼれやすいという問題があった。特に、シリコン原料をチャージする際にチャージ管に付属の部品がシリコン原料のチャージに対する妨げとなり、これによりチャージ管の原料チャージ口が狭いので、シリコン原料を非常にチャージし難いという問題がある。またシリコン原料の取り扱い時には汚染を防止する必要がある。

したがって、本発明の目的は、シリコン原料の汚染を防止しつつチャージ管にシリコン原料を容易にチャージすることが可能な原料チャージ補助具及びこれを用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法並びにシリコン単結晶の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による原料チャージ補助具は、単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためのチャージ管に対して着脱自在であり、前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージする原料チャージ補助具であって、少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなり、前記シリコン原料の流路を構成するメインガイド部を備え、前記メインガイド部の先端部は前記チャージ管の開口に差し込まれ、前記メインガイド部上の前記シリコン原料は前記開口に流し込まれることを特徴とする。

本発明による原料チャージ補助具は、チャージ管の開口に取り付けられてシリコン原料をチャージ管内に流し込むようにガイドするので、チャージ管の間口を広げることができ、チャージ管にシリコン原料をチャージしやすくすることができる。

原料チャージ補助具としては、有機系の材質のものを用いることも考えられる。原料チャージ補助具は常温下で一時的に使用されるものであるため、樹脂製の原料チャージ補助具を用いた場合にはチャージ管内にシリコン原料をチャージする際の取り扱いやすさや安全性を高めることが可能である。しかしながら、樹脂製の原料チャージ補助具を用いてシリコン原料をチャージする方法では、樹脂がシリコン原料と擦れてその粉がチャージ管内に混入し、これによりシリコン原料中のカーボン濃度が上昇するという問題がある。この点、本発明による原料チャージ補助具は少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなるのでそのような問題がなく、シリコン原料の汚染を防止することができる。

本発明による原料チャージ補助具は、前記メインガイド部と一体的に設けられ、少なくとも前記シリコン原料と接触する部分が石英からなるウィング部をさらに備え、前記メインガイド部は湾曲面を有する細長い板状の部材からなり、前記ウィング部は、前記メインガイド部の長手方向と直交する幅方向の少なくとも一方に設けられており、前記メインガイド部に向かって下りの傾斜面を有することが好ましい。このように、板状の部材で構成された原料チャージ補助具においてもチャージ管の間口を広げてシリコン原料をチャージしやすくすることができる。

本発明において、前記ウィング部は、前記メインガイド部の長手方向と直交する幅方向の一方及び他方にそれぞれ広がる第１及び第２のウィング部を含み、前記第１のウィング部は前記第２のウィング部よりも大きいことが好ましい。このように、一方のウィング部のサイズだけを大きくすることで原料チャージ補助具が必要以上に大きくなることを防止してその取扱いを容易にすることができる。

本発明において、前記メインガイド部は円筒状の部材からなり、前記メインガイド部の後端部には原料チャージ口を広げる斜めカット部が設けられていることが好ましい。このように、円筒状の原料チャージ補助具においてもチャージ管の間口を広げてシリコン原料をチャージしやすくすることができる。

本発明において、前記メインガイド部の上部には開口が設けられており、前記開口にバキューム機構の吸込口が接続されていることが好ましい。このように、メインガイド部の上方に開口を設けることでシリコン粉塵の舞い上がりによる室内環境の悪化を防止することができる。

本発明による原料チャージ補助具は、前記メインガイド部と一体的に形成された取っ手をさらに備えることが好ましい。これによれば、重量物で割れやすい石英を用いた原料チャージ補助具の取り扱いを容易にすることができる。

また、本発明によるチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法は、単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためのチャージ管内にシリコン原料をチャージする方法であって、前記チャージ管に対して着脱自在であり、少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなる原料チャージ補助具を用意し、前記チャージ管を斜めに傾けた状態で、前記チャージ管の開口に前記原料チャージ補助具の先端部を差し込み、前記シリコン原料の流路を構成する前記原料チャージ補助具のメインガイド部を介して前記開口に前記シリコン原料を流し込むことを特徴とする。

本発明によれば、シリコン原料のチャージ時にその落下衝撃でチャージ管が割れる事態を防止することができる。またチャージ管を斜めに傾けた状態にすると開口にシリコン原料を入れにくくなるが、原料チャージ補助具を用いることでチャージ管内にシリコン原料を入れやすくすることができ、シリコン原料がこぼれ落ちることを防止することができる。さらに、原料チャージ補助具は少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなるので、シリコン原料の汚染を防止することができる。

本発明によるシリコン原料のチャージ方法は、前記メインガイド部の上方にバキューム機構の吸込口を配置し、前記シリコン原料をチャージする際に舞い上がるシリコン粉塵を吸い取りながら前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージすることが好ましい。これによればシリコン粉塵の舞い上がりによる室内環境の悪化を防止することができる。

本発明によるシリコン原料のチャージ方法は、前記チャージ管の前記開口よりも上方に突出する金属製のシャフトに樹脂製のカバーを被せた状態で前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージすることが好ましい。これによればシリコン原料の汚染を防止することができる。

さらに、本発明によるシリコン単結晶の製造方法は、上記特徴を有する原料チャージ補助具を用いてチャージ管内にシリコン原料をチャージする工程と、前記チャージ管を用いて単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をチャージする工程と、前記単結晶引き上げ装置内のシリコン原料からシリコン単結晶を製造する工程とを備えることを特徴とする。本発明によれば、チャージ管を用いて単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージする場合に、チャージ管へのシリコン原料のチャージを容易に行うことができ、さらにシリコン原料の汚染を防止することができる。

本発明によれば、有機系の粉のチャージ管への混入などによるシリコン原料の汚染を防止しつつチャージ管にシリコン原料を容易にチャージすることが可能な原料チャージ補助具及びこれを用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法並びにシリコン単結晶の製造方法を提供することができる。

図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態によるチャージ管の構成を示す略断面図であって、（ａ）は底蓋が閉じられ且つシリコン原料が収容されていない状態、（ｂ）は底蓋が閉じられ且つシリコン原料が収容された状態、（ｃ）は底蓋が開かれ且つシリコン原料が収容されてない状態、（ｄ）は底蓋が開かれて内部のシリコン原料が放出された状態をそれぞれ示している。 図２は、チャージ管の上端側の開口の構成を示す略平面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態による原料チャージ補助具の構成を示す略斜視図である。 図４は、図３の原料チャージ補助具の側面図であって、図４（ａ）は図３のＸ方向から見た側面図、図４（ｂ）は図３のＹ方向から見た側面図である。 図５は、原料チャージ補助具１を用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法について説明するための略側面図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態による原料チャージ補助具の構成を示す略斜視図である。 図７は、図６の原料チャージ補助具の側面図であって、図７（ａ）は図６のＸ方向から見た側面図、図７（ｂ）は図３のＹ方向から見た側面図である。 図８は、原料チャージ補助具２を用いたチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法について説明するための略側面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部を強調して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じとは限らない。

始めに、単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージする際に用いるチャージ管について説明する。

図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態によるチャージ管の構成を示す略断面図であって、（ａ）は底蓋が閉じられ且つシリコン原料が収容されていない状態、（ｂ）は底蓋が閉じられ且つシリコン原料が収容された状態、（ｃ）は底蓋が開かれ且つシリコン原料が収容されてない状態、（ｄ）は底蓋が開かれて内部のシリコン原料が放出された状態をそれぞれ示している。

図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、このチャージ管１００は、ランプ状のシリコン原料Ｓを収容するチャージ管本体１０１と、チャージ管本体１０１の上端の開口１０１ａに設けられた金属製のフランジ部材１０２と、チャージ管本体１０１の下端の開口１０１ｂを開閉する底蓋１０３と、底蓋１０３を支持するシャフト１０４と、シャフト１０４が挿入されたガイド管１０５とを備えている。

チャージ管本体１０１は、石英ガラス製の円筒状の部材であり、その直径は引き上げられるシリコン単結晶の直径と同等かそれよりも少し小さく設定される。チャージ管本体１０１の上端の開口１０１ａを部分的に閉止するフランジ部材１０２の中央部には貫通孔が設けられており、シャフト１０４及びガイド管１０５は貫通孔を通ってチャージ管本体１０１内に挿入され、チャージ管本体１０１内を通って底蓋１０３の上端まで達している。

底蓋１０３は断熱性を有する円錐形状の部材であり、底蓋１０３を開いたときにチャージ管本体１０１内の原料をスムーズに転落させるための傾斜面を有している。

シャフト１０４は、底蓋１０３を昇降させるための部材であり、ガイド管１０５を通過して垂直方向に延びて底蓋１０３の上端に接続されている。シャフト１０４の上端部はチャージ管本体１０１の上端開口よりも上方に突出している。

ガイド管１０５はシャフト１０４がチャージ管本体１０１内のシリコン原料Ｓと接触することを防止するために設けられている。ガイド管１０５はチャージ管本体１０１と同様に石英ガラスからなり、その下端は底蓋１０３の上端部に接続されており、ガイド管１０５は底蓋１０３と一体化されている。またガイド管１０５の上端部はフランジ部材１０２の中心の貫通孔を通過してフランジ部材１０２よりも上方に突出しており、その突出量は、底蓋１０３を最も低い位置まで降下させた場合でも突出状態が維持される程度とされる。

図２は、チャージ管１００の上端の開口１０１ａ側の構成を示す略平面図である。

図２に示すように、チャージ管本体１０１の上端側に設けられたフランジ部材１０２の適所にはねじ穴１０２ａが設けられている。またフランジ部材１０２はチャージ管１００の中心に向って延びる支持片１０２ｂを有しており、支持片１０２ｂの先端にはシャフト１０４及びガイド管１０５が貫通する貫通孔１０２ｃが設けられている。これにより、シャフト１０４及びガイド管１０５はチャージ管１００の中心軸上に配置される。このように、原料チャージ口であるチャージ管１００の開口１０１ａは完全に開放されておらず、チャージ管１００に付属する部品によって部分的に閉止されているので、シリコン原料Ｓをチャージしにくい構造となっている。

このようなチャージ管１００は、単結晶引き上げ装置の引き上げ軸（ワイヤー）の先端に連結されて装置内に設置される。詳細には、チャージ管１００のシャフト１０４の上端がワイヤーの先端に接続され、これによりチャージ管１００は単結晶引き上げ装置内の石英ルツボの上方に配置される。その後、ワイヤーを巻き下げてチャージ管を降下させた後、底蓋１０３を開くことによりシリコン原料Ｓを石英ルツボ内に落下させる。

次に、このようなチャージ管１００にシリコン原料Ｓをチャージする際に用いる原料チャージ補助具について説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態による原料チャージ補助具の構成を示す略斜視図である。また図４は、図３の原料チャージ補助具の側面図であって、図４（ａ）は図３のＸ方向から見た側面図、図４（ｂ）は図３のＹ方向から見た側面図である。

図３及び図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、この原料チャージ補助具１は、チャージ管に対して着脱自在に設けられた石英ガラス製の部材からなるものであって、シリコン原料Ｓの受け皿になると共に当該シリコン原料Ｓをチャージ管１００内に流し込む流路を構成するメインガイド部１０と、メインガイド部１０の先端部であってチャージ管１００の開口に差し込まれる差込部１１と、メインガイド部１０の後方から見て左右にそれぞれ設けられたウィング部１２，１３と、メインガイド部１０の背面に設けられた取っ手１４とを有している。

メインガイド部１０は図中Ｙ方向に細長い板状の部材であって、長手方向と直交する方向（Ｘ方向）に湾曲した湾曲面を有している。湾曲面の曲率はチャージ管１００の曲率と同程度であることが好ましい。メインガイド部１０の長さは、チャージ管１００のシャフトの上端突出部分の長さよりも長いことが好ましい。

差込部１１は、天井面１１ａが設けられることによって全周が取り囲まれた通路をなしており、差込部１１の先端の開口１１ｂがシリコン原料Ｓの排出口となっている。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、メインガイド部１０の背面には係止片１５が設けられており、係止片１５がチャージ管１００のリム上端のフランジ部材１０２に当接することにより差込部１１のそれ以上奥への差し込みが制限される。

ウィング部１２，１３は、メインガイド部１０だけでは十分に広いとは言えないシリコン原料Ｓの受け皿の範囲（チャージ範囲）を広げると共に、チャージ管１００の開口１００ａから突出するシャフト１０４を避けながらシリコン原料Ｓをチャージするために設けられている。ウィング部１２，１３は先端から基端に向かって下りの傾斜面となっている。よって、ウィング部１２，１３上にチャージされたシリコン原料Ｓはウィング部１２，１３の傾斜面を下ってメインガイド部１０に寄せ集められる。本実施形態において、一方のウィング部１２（第１のウィング部）のサイズは他方のウィング部１３（第２のウィング部）よりも大きいが、これはシリコン原料Ｓのチャージ方向としてよく利用される側のウィング部１２のサイズだけを大きくし、原料チャージ補助具１の全体が必要以上に大型化・大重量化することを防止したものである。

ウィング部１２，１３は、大型のチャージ管１００にシリコン原料Ｓをチャージする場合に特に有利である。大型のチャージ管１００には多量のシリコン原料Ｓをチャージする必要があり、そのためには原料チャージ補助具１も大きくする必要があり、原料チャージ補助具１の取り扱いが大変となるからである。したがって、例えば、直径３００ｍｍ以上のシリコン単結晶を引き上げる単結晶引き上げ装置内にシリコン原料Ｓを追加供給する際に用いられるチャージ管１００内にシリコン原料Ｓをチャージするための原料チャージ補助具に好ましく設けることができる。

大型の石英ガラス製品は重量物で割れやすく、しかもウィング部１２，１３が付いた特殊な形状のものはその取り扱いが非常に難しい。しかし、原料チャージ補助具１に取っ手１４を設けることにより、取り扱いを容易にして安全性を高めることができる。取っ手１４の設置位置はどこでもよく、原料チャージ補助具１を取り扱いやすい位置に設けることができる。

図５は、原料チャージ補助具１を用いたチャージ管１００へのシリコン原料のチャージ方法について説明するための略側面図である。

図５に示すように、チャージ管１００へのシリコン原料Ｓのチャージでは、まず上端から下端に向かって下りの傾斜となるようにチャージ管１００をキャリアケース１１０ごと傾けて設置する。チャージ管１００の傾斜角度θは３０〜６０度であることが好ましい。チャージ管１００を直立させた状態でシリコン原料Ｓをチャージすると落下時の衝撃によりチャージ管１００が割れるおそれがあるが、このようにチャージ管１００を傾けた場合にはチャージ管１００の破損を防止することができる。

次に、取っ手１４を持ちながらチャージ管１００の上端の開口１００ａに原料チャージ補助具１をセットする。原料チャージ補助具１の差込部１１はチャージ管１００の開口１００ａに差し込まれ、係止片１５がチャージ管１００のフランジ部材１０２の端面に当接した状態となる。

次に、原料チャージ補助具１の上方にバキューム機構２００の吸込口２０１をセットする。このようにすることで、シリコン原料Ｓのチャージ中に舞い上がるシリコン粉塵を吸い取ることができ、作業者の健康面を考慮した室内環境を維持することができる。

次に、チャージ管１００の開口１００ａよりも上方に突出するシャフト１０４に樹脂製のカバー１０７を被せる。このようにすることで、金属製のシャフト１０４との接触によるシリコン原料Ｓの汚染を防止することができる。チャージ管１００内においてシャフト１０４は石英製のガイド管１０５に覆われているので、チャージ管１００内のシリコン原料Ｓが金属製のシャフト１０４と接触することはない。なおチャージ管１００のシャフト１０４にカバー１０７を被せた後に原料チャージ補助具１をチャージ管１００にセットしてもよい。

次に、ウィング部１２側からシリコン原料Ｓをチャージする。シリコン原料Ｓはウィング部１２からメインガイド部１０に流れ、さらにメインガイド部１０を流れ落ちてチャージ管１００内にチャージされる。チャージ管１００の開口１００ａからはチャージ管１００の底蓋１０３に接続されたシャフト１０４が突出しているため、シリコン原料Ｓを開口１００ａに直接流し込みにくいが、本実施形態では開口１００ａの外側に広がった原料チャージ補助具１のメインガイド部１０及びウィング部１２によってシリコン原料を集めて開口１００ａ内に流し込むので、シリコン原料Ｓをチャージ管１００内に容易にチャージすることができる。

シリコン原料Ｓのチャージ中は、原料チャージ補助具１の上方に配置したバキューム機構２００を動作させてシリコン粉塵を除去する。このようにすることで、シリコン粉塵の飛散による室内環境の悪化を防止することができる。

その後、チャージ管１００から原料チャージ補助具を取り外してシリコン原料Ｓをチャージ管１００内にチャージすることで一連の作業工程が完了する。

以上説明したように、本実施形態によるチャージ管１００へのシリコン原料Ｓのチャージ方法は、チャージ管１００を斜めに傾けた状態でシリコン原料Ｓをチャージするのでチャージ管１００の割れを防止することができる。またチャージ管１００を斜めに傾けた状態にすると開口１００ａからシリコン原料Ｓが入れにくくなるが、本実施形態による原料チャージ補助具を用いることでチャージ管１００内にシリコン原料Ｓを入れやすくすることができ、シリコン原料Ｓがこぼれ落ちることを防止することができる。また、チャージ管１００の開口１００ａに取り付けられてシリコン原料Ｓをチャージ管１００内に流し込むようにガイドするので、チャージ管１００の間口を広げて原料をチャージしやすくすることができる。またチャージ管１００内にシリコン原料Ｓをチャージする際に用いる原料チャージ補助具１は、全体が高純度石英製の部材からなるので、シリコン原料Ｓの汚染を防止することができる。

図６は、本発明の第２の実施の形態による原料チャージ補助具の構成を示す略斜視図である。また図７は、図６の原料チャージ補助具の側面図であって、図７（ａ）は図６のＸ方向から見た側面図、図７（ｂ）は図６のＹ方向から見た側面図である。

図６及び図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、この原料チャージ補助具２もチャージ管に対して着脱自在に設けられた石英ガラス製の部材からなるものであって、シリコン原料Ｓの受け皿になると共に当該シリコン原料Ｓをチャージ管１００内に流し込む流路を構成する円筒状のメインガイド部１０と、メインガイド部１０の先端部であってチャージ管１００の開口に差し込まれる差込部１１と、メインガイド部１０の底面に設けられた取っ手１４とを備えている。そしてメインガイド部１０の後端の開口が原料チャージ口となっている。

メインガイド部１０にあって差込部１１と、差込部１１以外の部分との境界位置には係止片１５が設けられている。係止片１５は、チャージ管１００のリム上端のフランジ部材１０２の端面に当接してそれ以上奥への差込部１１の挿入を制限するために設けられている。またチャージ管１００のフランジ部材１０２の支持片１０２ｂとの干渉を避けるため、差込部１１の上面にはスリット１１ｃが設けられている。

円筒状のメインガイド部１０の場合、その長手方向の長さは、チャージ管１００の開口１００ａから突出するシャフト１０４の突出部分の長さよりも長いことが必要である。メインガイド部１０の長さがシャフト１０４の突出部分よりも短いと、チャージ管１００のシャフト１０４の先端がメインガイド部１０の後端からさらに突出し、シリコン原料Ｓのチャージが困難だからである。

シリコン原料Ｓのチャージ口はメインガイド部１０の後端側に位置しており、円筒状のメインガイド部１０の後端部には原料チャージ口を広げる斜めカット部１０ａが設けられている。さらに、メインガイド部１０の上部には開口１０ｄが設けられており、開口１０ｄにバキューム機構２００の吸込口２０１が接続され、シリコン粉塵の除去が行われる。

図８は、原料チャージ補助具２を用いたチャージ管１００へのシリコン原料のチャージ方法について説明するための略側面図である。

図８に示すように、本実施形態による原料チャージ補助具２も第１の実施の形態による原料チャージ補助具１と同様にチャージ管１００の開口１００ａにセットされる。このとき、メインガイド部１０の原料チャージ口である斜めカット部１０ａが上側、取っ手１４が下側を向くようにセットされる。その後、原料チャージ口からシリコン原料Ｓがチャージされ、このシリコン原料Ｓはメインガイド部１０を下ってチャージ管１００内に送り込まれる。

以上説明したように、本実施形態による原料チャージ補助具２もチャージ管１００の開口１００ａに取り付けられてシリコン原料Ｓをチャージ管１００内に流し込むようにガイドするので、シリコン原料Ｓをチャージしやすくすることができる。また、原料チャージ補助具全体が石英製の部材からなるので、シリコン原料Ｓの汚染を防止することができる。さらに、本実施形態によれば、原料チャージ補助具２の上方に配置したバキューム機構２００を動作させてシリコン粉塵を除去するので、シリコン粉塵の飛散による室内環境の悪化を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、原料チャージ補助具全体が石英製であるが、本発明はこのような構成に限定されず、少なくともシリコン原料と接触する部分が石英製であればよい。したがって、樹脂の表面に石英板を貼り付けた構造であってもよく、例えば第１の実施の形態による原料チャージ補助具１においては、メインガイド部１０及びウィング部１２，１３それぞれの上面側が石英、裏面側が樹脂で構成されたものであってもよい。また第２の実施の形態による原料チャージ補助具２においては、円筒状のメインガイド部１０の内面側が石英、外面側が樹脂で構成されたものであってもよい。

１，２ 原料チャージ補助具
１０ メインガイド部
１０ａ 斜めカット部
１０ｄ メインガイド部の開口
１１ 差込部
１１ａ 天井面
１１ｂ 開口
１１ｃ スリット
１２ ウィング部（第１ウィング部）
１３ ウィング部（第２ウィング部）
１４ 取っ手
１５ 係止片
１００ チャージ管
１００ａ チャージ管の開口
１０１ チャージ管本体
１０１ａ チャージ管本体の上端側の開口
１０１ｂ チャージ管本体の下端側の開口
１０２ フランジ部材
１０２ａ ねじ穴
１０２ｂ 支持片
１０２ｃ 貫通孔
１０３ 底蓋
１０４ シャフト
１０５ ガイド管
１０７ 樹脂製のカバー
１１０ キャリアケース
２００ バキューム機構
２０１ 吸込口
Ｓ シリコン原料

Claims (10)

1. 単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためのチャージ管に対して着脱自在であり、前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージする原料チャージ補助具であって、
   少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなり、前記シリコン原料の流路を構成するメインガイド部と、
   前記メインガイド部と一体的に設けられ、少なくとも前記シリコン原料と接触する部分が石英からなるウィング部とを備え、
   前記メインガイド部は湾曲面を有する細長い板状の部材からなり、
   前記ウィング部は、前記メインガイド部の長手方向と直交する幅方向の少なくとも一方に設けられており、前記メインガイド部に向かって下りの傾斜面を有し、
   前記メインガイド部の先端部は前記チャージ管の開口に差し込まれ、前記メインガイド部上の前記シリコン原料は前記開口に流し込まれることを特徴とする原料チャージ補助具。
2. 前記ウィング部は、前記メインガイド部の長手方向と直交する幅方向の一方及び他方にそれぞれ広がる第１及び第２のウィング部を含み、
   前記第１のウィング部は前記第２のウィング部よりも大きい、請求項１に記載の原料チャージ補助具。
3. 前記メインガイド部と一体的に形成された取っ手をさらに備える、請求項１又は２に記載の原料チャージ補助具。
4. 単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためのチャージ管に対して着脱自在であり、前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージする原料チャージ補助具であって、
   少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなり、前記シリコン原料の流路を構成するメインガイド部と、
   前記メインガイド部と一体的に形成された取っ手とを備え、
   前記メインガイド部の先端部は前記チャージ管の開口に差し込まれ、前記メインガイド部上の前記シリコン原料は前記開口に流し込まれることを特徴とする原料チャージ補助具。
5. 前記メインガイド部は円筒状の部材からなり、
   前記メインガイド部の後端部には原料チャージ口を広げる斜めカット部が設けられている、請求項４に記載の原料チャージ補助具。
6. 前記メインガイド部の上部には、バキューム機構の吸込口に接続される開口が設けられている、請求項５に記載の原料チャージ補助具。
7. 単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をリチャージ又は追加チャージするためのチャージ管内にシリコン原料をチャージする方法であって、
   前記チャージ管に対して着脱自在であり、少なくともシリコン原料と接触する部分が石英からなる原料チャージ補助具を用意し、
   前記チャージ管を斜めに傾けた状態で、前記チャージ管の開口に前記原料チャージ補助具の先端部を差し込み、前記シリコン原料の流路を構成する前記原料チャージ補助具のメインガイド部を介して前記開口に前記シリコン原料を流し込むことを特徴とするチャージ管へのシリコン原料のチャージ方法。
8. 前記メインガイド部の上方にバキューム機構の吸込口を配置し、前記シリコン原料をチャージする際に舞い上がるシリコン粉塵を吸い取りながら前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージする、請求項７に記載のシリコン原料のチャージ方法。
9. 前記チャージ管の前記開口よりも上方に突出する金属製のシャフトに樹脂製のカバーを被せた状態で前記チャージ管内に前記シリコン原料をチャージする、請求項７又は８に記載のシリコン原料のチャージ方法。
10. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の原料チャージ補助具を用いてチャージ管内にシリコン原料をチャージする工程と、前記チャージ管を用いて単結晶引き上げ装置内にシリコン原料をチャージする工程と、前記単結晶引き上げ装置内のシリコン原料からシリコン単結晶を製造する工程とを備えることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。

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