JP7120464B2 - 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 - Google Patents
誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7120464B2 JP7120464B2 JP2021530491A JP2021530491A JP7120464B2 JP 7120464 B2 JP7120464 B2 JP 7120464B2 JP 2021530491 A JP2021530491 A JP 2021530491A JP 2021530491 A JP2021530491 A JP 2021530491A JP 7120464 B2 JP7120464 B2 JP 7120464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- emissivity
- induction heating
- heating coil
- inner peripheral
- 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
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/20—Heating of the molten zone by induction, e.g. hot wire technique
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
- H05B6/362—Coil arrangements with flat coil conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
- H05B6/40—Establishing desired heat distribution, e.g. to heat particular parts of workpieces
Description
誘導加熱コイル13の下面13bを上記のように5つの領域に分け、各領域を以下のように定義した。まず第1内周領域Sa1はコイル中心から0.8R未満(Rは原料ロッドの半径)の領域であってスリット24を中心として角度θの内側の領域とし、第2内周領域Sa2はコイル中心から0.8R未満の領域であってスリット24を中心として角度θよりも外側の領域とした。また第1中間領域Sb1は、コイル中心から0.8R以上1.2R未満の領域であってスリットを中心として角度θの内側の領域とし、第2中間領域Sb2は、コイル中心から0.8R以上1.2R未満の領域であってスリットを中心として角度θよりも外側の領域とした。さらに外周領域Scは、コイル中心から1.2R以上の領域とした。
次に、ウェーハ中心部の抵抗率分布をさらに改善するため、誘導加熱コイル13の下面13bの5つの領域のうち、第2内周領域Sa2の輻射率εを調整し、これにより温度分布の対称性を崩して対流を発生させることを試みた。
2 原料ロッド
3 種結晶
4 シリコン単結晶
4a テーパー部
4b 直胴部
5 溶融帯
5m マランゴニ流
10 反応炉
11 上軸
12 下軸
13 誘導加熱コイル
13a 誘導加熱コイルの上面
13b 誘導加熱コイルの下面
14 単結晶重量保持具
15 ガスドープ装置
15a ガスボンベ
15b 流量制御部
15c ドープガスノズル
16 原料保持具
17 種結晶保持具
21 コイル導体
22 端子電極
23 開口部
24 スリット
Sa 内周領域
Sa1 第1内周領域
Sa2 第2内周領域
Sb 中間領域
Sb1 第1中間領域
Sb2 第2中間領域
Sc 外周領域
Sc1 第1外周領域
Sc2 第2外周領域
Sc3 第3外周領域
Claims (18)
- FZ法によるシリコン単結晶の製造に用いられる誘導加熱コイルであって、
略円環状の導体板からなるコイル導体と、
前記コイル導体の周方向に隣接する前記コイル導体の一端及び他端にそれぞれ設けられた一対の端子電極とを備え、
前記コイル導体は、前記コイル導体の中心部に形成された開口部と、前記開口部から径方向に延びて前記一対の端子電極の接続位置を周方向に分断するスリットと有し、
前記コイル導体の少なくとも下面が複数の領域に区画されており、各領域の輻射率が異なっていることを特徴とする誘導加熱コイル。 - 前記複数の領域は前記コイル導体の径方向に分割されている、請求項1に記載の誘導加熱コイル。
- 前記コイル導体の下面は、
前記開口部に隣接する内周領域と、
前記内周領域よりも径方向の外側に位置する中間領域と、
前記中間領域よりも径方向の外側に位置する外周領域とを有する、請求項1又は2に記載の誘導加熱コイル。 - 原料ロッドの半径をRとするとき、
前記コイル導体の半径は1.5R以上であり、
前記内周領域は、コイル中心から径方向に0.8R未満の領域であり、
前記中間領域は、コイル中心から径方向に0.8R以上1.2R未満の領域であり、
前記外周領域は、コイル中心から径方向に1.2R以上の領域である、請求項3に記載の誘導加熱コイル。 - 前記中間領域の輻射率は、前記内周領域及び前記外周領域の輻射率よりも高い、請求項4に記載の誘導加熱コイル。
- 前記内周領域の輻射率は、前記外周領域の輻射率以上である、請求項4又は5に記載の誘導加熱コイル。
- 前記内周領域の輻射率は0.03以上0.3以下であり、
前記中間領域の輻射率は0.5以上0.8以下であり、
前記外周領域の輻射率は0.03以上0.1以下である、請求項5又は6に記載の誘導加熱コイル。 - 前記複数の領域は前記コイル導体の周方向に分割されている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。
- 前記内周領域は、
前記スリットに隣接する第1内周領域と、
前記第1内周領域よりも前記スリットから離れた第2内周領域とを有し、
前記中間領域は、
前記スリットに隣接する第1中間領域と、
前記第1中間領域よりも前記スリットから離れた第2中間領域とを有する、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。 - 前記第1内周領域は、前記スリットを中心とする20度以上80度以下の領域であり、
前記第2内周領域は、前記内周領域から前記第1内周領域を除いた領域であり、
前記第1中間領域は、前記スリットを中心とする20度以上80度以下の領域であり、
前記第2中間領域は、前記中間領域から前記第1中間領域を除いた領域である、請求項9に記載の誘導加熱コイル。 - 前記第2内周領域の輻射率は、前記第1内周領域の輻射率以上であり、
前記第1中間領域の輻射率は、前記第2中間領域の輻射率よりも高い、請求項9又は10に記載の誘導加熱コイル。 - 前記第1内周領域の輻射率は0.03以上0.1以下であり、
前記第2内周領域の輻射率は0.03以上0.3以下である、請求項11に記載の誘導加熱コイル。 - 前記第1中間領域の輻射率は0.6以上0.8以下であり、
前記第2中間領域の輻射率は0.5以上0.6未満である、請求項11又は12に記載の誘導加熱コイル。 - 前記コイル導体の下面は、コイル中心に向かって上りの傾斜面である、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。
- 前記コイル導体の上面は、コイル中心に向かって下りの傾斜面である、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。
- 前記輻射率は、前記コイル導体の表面粗さを変えることにより設定する、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。
- 前記輻射率は、前記コイル導体の表面を覆う被膜により設定する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の誘導加熱コイル。
- 原料ロッド及び種結晶上に成長した単結晶を収容する反応炉と、
前記原料ロッドを回転可能及び昇降可能に支持する上軸と、
種結晶を回転可能及び昇降可能に支持する下軸と、
前記原料ロッドの下端部を加熱して溶融帯を形成する請求項1乃至17のいずれか一項に記載の誘導加熱コイルとを備えることを特徴とする単結晶製造装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019126098 | 2019-07-05 | ||
JP2019126098 | 2019-07-05 | ||
PCT/JP2020/015452 WO2021005853A1 (ja) | 2019-07-05 | 2020-04-06 | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021005853A1 JPWO2021005853A1 (ja) | 2021-01-14 |
JPWO2021005853A5 JPWO2021005853A5 (ja) | 2022-03-08 |
JP7120464B2 true JP7120464B2 (ja) | 2022-08-17 |
Family
ID=74114692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021530491A Active JP7120464B2 (ja) | 2019-07-05 | 2020-04-06 | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3995607A4 (ja) |
JP (1) | JP7120464B2 (ja) |
CN (1) | CN114072545B (ja) |
WO (1) | WO2021005853A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022177529A (ja) * | 2021-05-18 | 2022-12-01 | 株式会社Sumco | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置及び単結晶の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006169060A (ja) | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
JP2012224522A (ja) | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 複巻誘導加熱コイル及びこれを有する単結晶製造装置並びにこれを用いた単結晶製造方法 |
JP2013168345A (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 誘導加熱コイル及び該コイルを使用した単結晶の製造方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2331004C3 (de) | 1973-06-18 | 1982-02-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen |
DE3229461A1 (de) * | 1982-08-06 | 1984-02-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum tiegelfreien zonenschmelzen eines, insbesondere aus silicium bestehenden halbleiterstabes |
EP0292920B1 (en) * | 1987-05-25 | 1992-07-29 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Rf induction heating apparatus |
JPH01131094A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-23 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Fz用高周波誘導加熱コイル及び該コイルを用いた半導体単結晶製造方法 |
JP2778431B2 (ja) * | 1993-10-21 | 1998-07-23 | 信越半導体株式会社 | 誘導加熱コイル |
JP3127981B2 (ja) * | 1995-01-31 | 2001-01-29 | 信越半導体株式会社 | 高周波誘導加熱装置 |
DE19610650B4 (de) * | 1996-03-06 | 2004-03-18 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleitermaterialstäben |
JP5718617B2 (ja) | 2010-11-10 | 2015-05-13 | Sumco Techxiv株式会社 | シリコン単結晶製造装置、シリコン単結晶の製造方法及び誘導加熱コイルの加工方法 |
JP2015043262A (ja) | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 三菱電機株式会社 | 高周波誘導加熱装置 |
CN108179462B (zh) * | 2016-12-08 | 2020-09-18 | 有研半导体材料有限公司 | 一种用于制备区熔大直径单晶的加热线圈 |
-
2020
- 2020-04-06 JP JP2021530491A patent/JP7120464B2/ja active Active
- 2020-04-06 EP EP20836821.7A patent/EP3995607A4/en active Pending
- 2020-04-06 CN CN202080049110.0A patent/CN114072545B/zh active Active
- 2020-04-06 WO PCT/JP2020/015452 patent/WO2021005853A1/ja unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006169060A (ja) | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
JP2012224522A (ja) | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 複巻誘導加熱コイル及びこれを有する単結晶製造装置並びにこれを用いた単結晶製造方法 |
JP2013168345A (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 誘導加熱コイル及び該コイルを使用した単結晶の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114072545B (zh) | 2023-10-31 |
WO2021005853A1 (ja) | 2021-01-14 |
EP3995607A1 (en) | 2022-05-11 |
CN114072545A (zh) | 2022-02-18 |
EP3995607A4 (en) | 2023-09-06 |
JPWO2021005853A1 (ja) | 2021-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4773340B2 (ja) | 半導体単結晶製造装置 | |
KR100415860B1 (ko) | 단결정제조장치및제조방법 | |
JP2022518858A (ja) | 半導体結晶成長装置 | |
JP6491763B2 (ja) | シリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
KR101574749B1 (ko) | 단결정 제조용 상부히터, 단결정 제조장치 및 단결정 제조방법 | |
TW202227679A (zh) | 長晶爐 | |
JP7120464B2 (ja) | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 | |
KR20050083602A (ko) | 단결정 제조용 흑연 히터및 단결정 제조장치와 단결정제조방법 | |
US5550354A (en) | High-frequency induction heating coil | |
EP3483310B1 (en) | Monocrystalline silicon production apparatus and monocrystalline silicon production method | |
EP4092167A1 (en) | Induction heating coil and single crystal manufacturing apparatus and method using the induction heating coil | |
US20240003045A1 (en) | Ingot growing apparatus | |
JP7255468B2 (ja) | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 | |
US20230366124A1 (en) | Ingot growing apparatus | |
JP2007204332A (ja) | 単結晶製造装置および単結晶製造方法 | |
TWI784314B (zh) | 單晶矽的製造方法 | |
JP7259722B2 (ja) | 単結晶製造装置及び単結晶の製造方法 | |
JP6597857B1 (ja) | 熱遮蔽部材、単結晶引き上げ装置及び単結晶の製造方法 | |
JP7447784B2 (ja) | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 | |
WO2023112550A1 (ja) | 誘導加熱コイル及びこれを用いた単結晶製造装置 | |
KR20100127699A (ko) | 탄소가 도핑된 반도체 단결정 잉곳 및 그 제조 방법 | |
KR100831809B1 (ko) | 쵸크랄스키법에 의한 잉곳 성장용 히터 및 이를 구비하는단결정 잉곳 제조 장치 | |
US20030140843A1 (en) | Method for fabricating silicone single crystal | |
CN112626612A (zh) | 直拉单晶炉加热器 | |
CN116356421A (zh) | 单晶炉及其操作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211210 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211210 |
|
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: 20220705 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220718 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7120464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |