JPH0297478A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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- JPH0297478A JPH0297478A JP25115188A JP25115188A JPH0297478A JP H0297478 A JPH0297478 A JP H0297478A JP 25115188 A JP25115188 A JP 25115188A JP 25115188 A JP25115188 A JP 25115188A JP H0297478 A JPH0297478 A JP H0297478A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、引き上げ中の単結晶を冷却するための冷却筒
を備えた単結晶引上装置に関する。
を備えた単結晶引上装置に関する。
「従来の技術」
この種の単結晶引上装置の一例として、特開昭６１−６
８３８９号公報において提案されたシリコン単結晶の引
上装置を第４図に示す。
８３８９号公報において提案されたシリコン単結晶の引
上装置を第４図に示す。
図中符号１は炉体であり、この炉体ｌ内には、ノリコン
溶湯Ｙを保持する石英ルツボ２が黒鉛サセプタ３を介し
て回転軸４の上端に固定されている。また、ルツボ２の
周囲にはヒータ５および保温筒６が配置されるとともに
、ルツボ２の上方には図示しない引上機構が設けられ、
引上ワイヤ７により、種結晶８を固定した踵保持具９か
昇降および回転操作されるようになっている。
溶湯Ｙを保持する石英ルツボ２が黒鉛サセプタ３を介し
て回転軸４の上端に固定されている。また、ルツボ２の
周囲にはヒータ５および保温筒６が配置されるとともに
、ルツボ２の上方には図示しない引上機構が設けられ、
引上ワイヤ７により、種結晶８を固定した踵保持具９か
昇降および回転操作されるようになっている。
また、引き上げられる単結晶Ｔの周囲には間隙をあけて
同°心に冷却筒１０が配置され、炉体ｌの土壁を垂直に
貫通して固定されている。この冷却筒ｌＯは円筒形をな
し、その内部には冷却水等を通す冷媒路（図示路）が形
成されている。そして、この冷却筒！０の上端からＡｒ
ガスが炉体１内に供給されるようになっている。
同°心に冷却筒１０が配置され、炉体ｌの土壁を垂直に
貫通して固定されている。この冷却筒ｌＯは円筒形をな
し、その内部には冷却水等を通す冷媒路（図示路）が形
成されている。そして、この冷却筒！０の上端からＡｒ
ガスが炉体１内に供給されるようになっている。
この装置によれば、冷却筒ｌＯによって引き上げ中の単
結晶Ｔへの輻射熱を防ぐとともに単結晶Ｔを冷却し、単
結晶Ｔの引上速度を高めることができる。
結晶Ｔへの輻射熱を防ぐとともに単結晶Ｔを冷却し、単
結晶Ｔの引上速度を高めることができる。
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、上記装置を実際に使用した場合には、原
料溶解時時に冷却筒ｌＯによりルツボ２内の原料の熱量
が奪われ、冷却筒ｌＯを設けない形式の引上装置に比し
て原料溶解に長時間かかり、その分、生産性が低いとい
う問題があった。
料溶解時時に冷却筒ｌＯによりルツボ２内の原料の熱量
が奪われ、冷却筒ｌＯを設けない形式の引上装置に比し
て原料溶解に長時間かかり、その分、生産性が低いとい
う問題があった。
また、本出願人らは、特願昭６３−１４５２６０号にお
いて、半導体デバイス工程での高温処理時に積層欠陥が
生じにくいシリコン単結晶の引上方法を提案した。この
方法は、溶湯から引き上げたシリコン単結晶が、８５０
〜１０５０℃の温度範囲を１４０分以下の滞留時間で通
過するように冷却温度の制御を行なうことを特徴として
おり、この方法の実施に当たっては、単結晶の冷却効率
をいかに制御するかが問題となる。ところが上記の引上
装置では、冷却筒１０が固定されているため冷却効率を
調節することができず、単結晶Ｔの温度制御が困難であ
るという問題もあった。
いて、半導体デバイス工程での高温処理時に積層欠陥が
生じにくいシリコン単結晶の引上方法を提案した。この
方法は、溶湯から引き上げたシリコン単結晶が、８５０
〜１０５０℃の温度範囲を１４０分以下の滞留時間で通
過するように冷却温度の制御を行なうことを特徴として
おり、この方法の実施に当たっては、単結晶の冷却効率
をいかに制御するかが問題となる。ところが上記の引上
装置では、冷却筒１０が固定されているため冷却効率を
調節することができず、単結晶Ｔの温度制御が困難であ
るという問題もあった。
「課犀を解決するための手段」
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、冷
却筒をその軸線方向に昇降させる昇降機構を設けたこと
を特徴とする。
却筒をその軸線方向に昇降させる昇降機構を設けたこと
を特徴とする。
「作 用」
この装置では、昇降機構により冷却筒を上昇させた状態
でルツボ内の原料を溶解し、完全に溶解した後、冷却筒
を降下させて単結晶の引き上げを行なう。これにより、
原料溶解時の冷却筒による熱ｍ損失を防ぎ、溶解を早め
て生産性が向上できる。また、単結晶引き上げ中に冷却
筒を適宜昇降させることにより、任意の温度条件で単結
晶の冷却が行なえる。
でルツボ内の原料を溶解し、完全に溶解した後、冷却筒
を降下させて単結晶の引き上げを行なう。これにより、
原料溶解時の冷却筒による熱ｍ損失を防ぎ、溶解を早め
て生産性が向上できる。また、単結晶引き上げ中に冷却
筒を適宜昇降させることにより、任意の温度条件で単結
晶の冷却が行なえる。
「実施例」
第１図は、本発明に係わる単結晶引上装置の第１実施例
を示し、前記の従来例と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。
を示し、前記の従来例と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。
この装置においては、炉体１の上壁に円形の開口部２０
を形成し、この開口部２０を通して円筒形の冷却筒２１
を昇降可能に配置したことを特徴とする。この冷却筒２
１の上端部にはフランジ部２１Ａが形成され、このフラ
ンジ部２１Ａと前記開口部２０の周縁部との間には、冷
却筒２１の外周面を覆う円筒状の蛇腹部材２２か気密的
に張設されている。この蛇腹部材２２はＳＵＳ製等のも
ので、十分な耐熱性を有するとともに、冷却筒２１の摺
動に追従して伸縮し、さらに炉体１内が減圧された場合
にも、炉体１外との気圧差に耐えて縮径しない構造とな
っている。そして冷却筒２１には、図示しない昇降機構
が付設されるとともに、その上端にはＡｒガス等の供給
管（図示略）が気密的に連結されている。
を形成し、この開口部２０を通して円筒形の冷却筒２１
を昇降可能に配置したことを特徴とする。この冷却筒２
１の上端部にはフランジ部２１Ａが形成され、このフラ
ンジ部２１Ａと前記開口部２０の周縁部との間には、冷
却筒２１の外周面を覆う円筒状の蛇腹部材２２か気密的
に張設されている。この蛇腹部材２２はＳＵＳ製等のも
ので、十分な耐熱性を有するとともに、冷却筒２１の摺
動に追従して伸縮し、さらに炉体１内が減圧された場合
にも、炉体１外との気圧差に耐えて縮径しない構造とな
っている。そして冷却筒２１には、図示しない昇降機構
が付設されるとともに、その上端にはＡｒガス等の供給
管（図示略）が気密的に連結されている。
なお冷却筒２１は、Ｍｏ、ＳＵＳ製等の筒体を２重に重
ねて均等に空隙をあけ、端部を封止した中空構造をなし
、前記空隙内を仕切りで区画し、冷媒路をその全体に亙
って形成したものである。そしてこの冷媒路には、供給
管（図示略）を通じて冷却水が循環されるようになって
いる。
ねて均等に空隙をあけ、端部を封止した中空構造をなし
、前記空隙内を仕切りで区画し、冷媒路をその全体に亙
って形成したものである。そしてこの冷媒路には、供給
管（図示略）を通じて冷却水が循環されるようになって
いる。
上記構成からなる単結晶引上装置によれば、昇降機構に
より冷却筒２１を上昇させた状態でルツボ２内の原料を
溶解し、完全に溶解した後に冷却筒２１を溶湯Ｙの近傍
まで降下させて単結晶Ｔの引き上げを行なうことができ
る。これにより、冷却筒２１による原料溶解時の熱量損
失を防ぎ、原料の溶解を早めて生産性向上が図れる。
より冷却筒２１を上昇させた状態でルツボ２内の原料を
溶解し、完全に溶解した後に冷却筒２１を溶湯Ｙの近傍
まで降下させて単結晶Ｔの引き上げを行なうことができ
る。これにより、冷却筒２１による原料溶解時の熱量損
失を防ぎ、原料の溶解を早めて生産性向上が図れる。
また、この装置では、単結晶引き上げ中に冷却筒２１を
適宜昇降操作することにより、任意の温度条件で単結晶
Ｔの冷却が行なえるため、例えばシリコン単結晶製造時
には、引き上げられた単結晶の８５０〜１０５０℃の温
度範囲での滞留時間を１４０分以下にフィードバック方
式等により制御することが容易で、半導体デバイス工程
における高温処理後も積層欠陥が発生１．にくい優れた
単結晶が得られる。
適宜昇降操作することにより、任意の温度条件で単結晶
Ｔの冷却が行なえるため、例えばシリコン単結晶製造時
には、引き上げられた単結晶の８５０〜１０５０℃の温
度範囲での滞留時間を１４０分以下にフィードバック方
式等により制御することが容易で、半導体デバイス工程
における高温処理後も積層欠陥が発生１．にくい優れた
単結晶が得られる。
なお、本発明の効果を実証するため、第１図に示した装
置と、冷却筒２０以外は全く同構成・同寸法の従来装置
（第４図参照）を用い、それぞれシリコン原料の溶解試
験を行なった。各装置における冷却筒の直径、冷却水の
供給量、ルツボ内のンリコン原料充填量は全て統一した
。そして本発明の装置では、冷却筒の下端が溶湯表面か
ら１００ＣＩの高さになるように上昇させる一方、従来
装置では冷却筒の下端が溶湯から３０ｃｍの高さになる
ように設定した。その結果、本発明の装置では、従来装
置に比して約８０％の所要時間で原料溶解が完了した。
置と、冷却筒２０以外は全く同構成・同寸法の従来装置
（第４図参照）を用い、それぞれシリコン原料の溶解試
験を行なった。各装置における冷却筒の直径、冷却水の
供給量、ルツボ内のンリコン原料充填量は全て統一した
。そして本発明の装置では、冷却筒の下端が溶湯表面か
ら１００ＣＩの高さになるように上昇させる一方、従来
装置では冷却筒の下端が溶湯から３０ｃｍの高さになる
ように設定した。その結果、本発明の装置では、従来装
置に比して約８０％の所要時間で原料溶解が完了した。
次に第２図は本発明の第２実施例を示し、この例では、
炉体ｌ内に比較的短い冷却筒３０を単結晶Ｔと同心に配
置し、この冷却筒３０の上端のフランジ部３０Ａに一対
の昇降ロッド３１を上向きに固定し、これら昇降ロッド
３１を気密シール３２を介して炉体ｌの土壁に貫通支持
したものである。そして、各昇降ロッド３Ｉは図示しな
い昇降機構により昇降操作されると同時に、これらを通
じて冷却筒３０内に冷媒が循環されるようになっている
。また炉体ｌの上面には、冷却筒３０と対向してＡ「ガ
ス供給管３３が垂直に固定されている。この構成によれ
ば、前記第１実施例よりも冷却筒３０のンール溝造が簡
略化されるため、設備コストが安い利点がある。
炉体ｌ内に比較的短い冷却筒３０を単結晶Ｔと同心に配
置し、この冷却筒３０の上端のフランジ部３０Ａに一対
の昇降ロッド３１を上向きに固定し、これら昇降ロッド
３１を気密シール３２を介して炉体ｌの土壁に貫通支持
したものである。そして、各昇降ロッド３Ｉは図示しな
い昇降機構により昇降操作されると同時に、これらを通
じて冷却筒３０内に冷媒が循環されるようになっている
。また炉体ｌの上面には、冷却筒３０と対向してＡ「ガ
ス供給管３３が垂直に固定されている。この構成によれ
ば、前記第１実施例よりも冷却筒３０のンール溝造が簡
略化されるため、設備コストが安い利点がある。
なお、上記の第２実施例では、炉体１内に供給されたＡ
「ガスが冷却筒３０内を強制的に通される構成にはなっ
ていなかったが、第３図のようにＡｒガス供給バイブ３
３の下端を炉体１内に延長して、冷却筒３０の上端に略
気密的かつ摺動可能に差し込んだ構成としてもよい。こ
うすれば、Ａ「ガスと単結晶との熱交換が促進され、単
結晶の冷却効果が向上する。
「ガスが冷却筒３０内を強制的に通される構成にはなっ
ていなかったが、第３図のようにＡｒガス供給バイブ３
３の下端を炉体１内に延長して、冷却筒３０の上端に略
気密的かつ摺動可能に差し込んだ構成としてもよい。こ
うすれば、Ａ「ガスと単結晶との熱交換が促進され、単
結晶の冷却効果が向上する。
また、以上の実施例ではいずれも、冷却筒が炉体１の上
方から昇降操作されていたが、必要に応じては昇降ロッ
ドを保温筒６の外側を通して炉体１の下壁に貫通支持し
、炉体１の下方から昇降操作する構成としてらよい。
方から昇降操作されていたが、必要に応じては昇降ロッ
ドを保温筒６の外側を通して炉体１の下壁に貫通支持し
、炉体１の下方から昇降操作する構成としてらよい。
また、本発明はシリコンのみに限らず、他トＲの半導体
単結晶製造装置に適用してらよいし、さらに冷却筒の形
状を截頭円錐形等に変形したり、冷却筒に結晶成長部観
察用の窓を形成したり、冷却筒の内面に熱交換効率向上
用の突条や溝等を形成してもよい。
単結晶製造装置に適用してらよいし、さらに冷却筒の形
状を截頭円錐形等に変形したり、冷却筒に結晶成長部観
察用の窓を形成したり、冷却筒の内面に熱交換効率向上
用の突条や溝等を形成してもよい。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明に係わる単結晶引上装置は
、冷却筒をその軸線方向に昇降させろ昇降機構を設けた
ものなので、冷却筒を上昇させた状態でルツボ内の原料
を溶解し、完全に溶解した後に冷却筒を溶湯の近傍まで
降下させて単結晶の引き上げを行なうことができる。こ
れにより、冷却筒による原料溶解時の熱量損失を防ぎ、
原料の溶解を早めて生産性向上が図れる。
、冷却筒をその軸線方向に昇降させろ昇降機構を設けた
ものなので、冷却筒を上昇させた状態でルツボ内の原料
を溶解し、完全に溶解した後に冷却筒を溶湯の近傍まで
降下させて単結晶の引き上げを行なうことができる。こ
れにより、冷却筒による原料溶解時の熱量損失を防ぎ、
原料の溶解を早めて生産性向上が図れる。
また、この装置では、単結晶引き上げ中に冷却筒を適宜
昇降させることにより、冷却温度条件を任意に調節しつ
つ、単結晶の引き上げが行なえる利点も有する。
昇降させることにより、冷却温度条件を任意に調節しつ
つ、単結晶の引き上げが行なえる利点も有する。
第１図は本発明に係わる単結晶引上装置の第１実施例を
示す縦断面図、第２図および第３図は本発明の他の実施
例を示す縦断面図、第４図は従来の単結晶引上装置の一
例を示す縦断面図である。 Ｙ・・・シリコン溶湯、 Ｔ・・単結晶、１・・・炉体
、 ２・・・ルツボ、２１・・冷却筒、
２２・・・蛇腹部材、３０・・・冷却筒、
３１・・・昇降ロッド、３２・・・気密シール、 ３３
・・・Ａｒガス供給管。
示す縦断面図、第２図および第３図は本発明の他の実施
例を示す縦断面図、第４図は従来の単結晶引上装置の一
例を示す縦断面図である。 Ｙ・・・シリコン溶湯、 Ｔ・・単結晶、１・・・炉体
、 ２・・・ルツボ、２１・・冷却筒、
２２・・・蛇腹部材、３０・・・冷却筒、
３１・・・昇降ロッド、３２・・・気密シール、 ３３
・・・Ａｒガス供給管。
Claims (1)
- 溶湯を保持するルツボと、このルツボ内の溶湯から単結
晶を成長させながら引き上げる引上機構と、引き上げ中
の単結晶の周囲に同心に配置される冷却筒とを備えた単
結晶引上装置において、前記冷却筒をその軸線方向に昇
降させる昇降機構を設けたことを特徴とする単結晶引上
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251151A JP2705809B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 単結晶引上装置 |
| US07/313,799 US4981549A (en) | 1988-02-23 | 1989-02-22 | Method and apparatus for growing silicon crystals |
| DE3905626A DE3905626B4 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Vorrichtung zur Züchtung von Siliziumkristallen |
| US07/933,879 US5264189A (en) | 1988-02-23 | 1992-08-21 | Apparatus for growing silicon crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251151A JP2705809B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 単結晶引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297478A true JPH0297478A (ja) | 1990-04-10 |
| JP2705809B2 JP2705809B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17218435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251151A Expired - Lifetime JP2705809B2 (ja) | 1988-02-23 | 1988-10-05 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705809B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992018672A1 (en) * | 1991-04-20 | 1992-10-29 | Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. | Device and method for growing crystal |
| US5900059A (en) * | 1996-05-29 | 1999-05-04 | Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. | Method and apparatus for fabricating semiconductor single crystal |
| US6036776A (en) * | 1997-09-22 | 2000-03-14 | Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. | Method and device for manufacturing single crystals |
| JP2008222483A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Covalent Materials Corp | シリコン単結晶の製造方法 |
| JP2017105691A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置 |
| CN110453277A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-15 | 包头美科硅能源有限公司 | 一种直拉法单晶炉热场快速冷却装置及冷却方法 |
| JP2021098629A (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205397A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for growing single crystal |
| JPS598692A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶の育成装置 |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63251151A patent/JP2705809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57205397A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for growing single crystal |
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| JP2021098629A (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2705809B2 (ja) | 1998-01-28 |
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