JPH0323286A

JPH0323286A - 単結晶育成装置

Info

Publication number: JPH0323286A
Application number: JP15601689A
Authority: JP
Inventors: Michio Kida; 喜田　道夫; Jiro Kajiwara; 治郎梶原; Koichi Fujimoto; 藤本　公一
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1991-01-31

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。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、ＣＺ法を用いた単結晶育成装置に係わり、特
に、炉体外に設けられた原料供給ｎ構を移動可能として
作業性を高めるための改良に関する。

「従来の技術」ＣＺ法による単結晶育成装置の一種として、炉体外に原
料供給機構を設け、炉体との間をつなぐ原料供給路およ
び炉体に形成された原料導入部を通じて、炉体内のルツ
ボに連続的に原科を供給しつつ、ルツボ内の溶湯から長
尺の単結晶を育成させる形式のものがある。

前記原料供給ＩＩＩ溝は、スクリュウフィーダや振動フ
ィーダ等により、原料ホッパーから一定流量で顆粒状等
の原料シリコンを導出するもので、その全体が炉体の近
傍に固定された気密容器内Ｉこ収容され、単結晶育成時
には、この気密容器の内部が炉体内と同様に減圧される
。

一方、原料供給路としては、原料の汚染を防ぐために従
来は石英管が使用されており、これにより炉体と気密容
器とが剛性的に連結されていた。

「発明が解決しようとする課題」ところが、上記従来の単結晶育成装置では、ルツボに初
期原料を充填する場合や、引き上げ終了後の炉体内の清
掃の際に、炉体に隣接する原料供給機構が邪魔になって
作業の支障になるという問題があった。また、やむを得
ず石英管を外して原料供給機構を移動させることも可能
ではあったが、石英管を再接続するには炉体と気密容器
とを正確に位置決めしなければならず、手間と時間がか
かる問題があった。

さらにまた、原料供給機構のフィーダ等が発生する振動
が石英管を通じて炉体に伝わることが避けられず、ルツ
ボ内の溶湯液面を振動させて単結晶の育成を阻害するお
それもあった。

「課題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１こなされたもので、
原料供給機構と炉体とをつなぐ原料供給路を、可撓性を
有する真空耐圧チューブで構成するとともに、前記原料
供給機構を収容した気密容器に移動手段を設けたことを
特徴とする。

なお、前記真空耐圧チューブは金属製ベローズであって
もよいし、真空耐圧チューブの内面はテフロン等のフッ
素樹脂で構成されていてもよい。

さらに、前記移動手段として気密容器に車輪を設け、こ
の車輪を炉体の近傍に敷設されたレールに沿って移動可
能としてもよい。

「作　用Ｊこの単結晶育成装置によれば、真空耐圧チューブを外し
、移動手段により原料供給機構を気密容器ごと炉体の近
傍から退避させておくことができるので、炉体内のルッ
ポに原料を充填する場合や、育成終了後に炉体内を清掃
する場合などにこれらが邪魔にならず、作業性を大幅に
改善できる。また組み立て時にも、チューブは可撓性を
有しているから原料供給機構に多少の位置誤差が有った
としてもチューブの接続作業が容易ｊ二行なえる。

また、原料供給機構が発生する振動は可撓性を有する真
空耐圧チューブに吸収され、炉体には伝わらないので、
単結晶の育成を阻害するおそれも防止することが可能で
ある。

「実施例」第１図および第２図は、本発明に係わる単結晶育成装置
を示す正断面図および平面図である。

図中符号■よ炉体で、この炉体ｌは上部［Ａおよび下郎
ＩＢに分割可能とされ、上１（ＩＡは炉体１の側方に直
立したホイスト２（第２図参照）に複数の水平アーム３
を介して支持されている。

炉体ｌの内部中央には、昇降および回転される下軸４が
設けられ、その上端にはサセブタ５を介して石英ルッポ
６が固定されるとともに、サセプタ５の周囲にはヒータ
７が配置されている。またルツボ６の上方には引き上げ
機構（図示略）が配置され、引き上げワイヤ８により種
結晶９を溶ＩＩＩＹに浸漬し、単結晶Ｔを引き上げる構
成となっている。

炉体上郎ＩＡの側面には、炉体ｌを貫通する孔１０が形
成され、この孔１０の外側にはクランプ部１０Ａが形成
されるとともに、内側には石英製の樋部材（原料導入部
）１１がルツボ６の開口部に向けて下傾状態で固定され
ている。この樋部材ｌ１の傾斜角度は、樋部材１Ｋを滑
り落ちる原料Ｇが溶湯Ｙの周辺部に落下し、その落下速
度が十分緩やかであるように考慮されている。

一方、炉体ｌの前記孔１０の側方では、床面に一対のレ
ール１２が平行に敷設され、下面に２対の車輪（移動手
段）１３を備えた架台ｌ４が移動可能に載せられている
。この架台Ｉ４の上端は孔１０よりも高く、その上には
円筒状の気密容器Ｉ５が設置されている。

この気密容器ｌ５の上端は蓋１６で開閉可能に封止され
ており、その内部には原料ホッパー１７が固定されてい
る。この原料ホッパ−ｌ７の下部には水平に延びる簡状
の導出郎ｌ８が形成されるとともに、この導出部１８を
振動させる振動フィーダ（原料供給機構の要部）１９が
固定され、これによりホッパ−１７内の粒状原料を一定
量づつ導出部ｌ８から送り出すようになっている。

気密容器ｌ５の下部側面には、導出郎１８と対応する位
置に突出郎２０が形成され、さらにその先端下面には気
密容器ｌ５内を封止しうる遮断機構２ｌが固定され、こ
の遮断機構２１の下面には原料導出口２２およびクラン
プ郎２３が形成されている。

また、架台１４の下部には真空ボンプ２４が取り付けら
れ、この真空ボンプ２４と気密容器ｌ５とが排気管２５
およびバルブ２６を介して接続されている。

クランプ郎２３には真空耐圧チューブ２７が接続されて
いる。この真空耐圧チューブ２７は２重構造をなし、外
側が金属製ベローズ２８、内側がテフロンチューブ２９
で構成されている。

金属製ベローズ２８は全長に亙って縦断面が波形状をな
し、これにより可撓性および耐圧性が得られている。金
属製ベローズ２８の材質は通常使用されているいかなる
ものでもよく、その肉厚は必要な耐圧強度を考慮して決
定されている。

また、金属製ベローズ２８の両端にはクランブ郎３０が
それぞれ形成され、これらクランブ郎３０と、遮断機構
２１のクランプ郎２３および炉体ｌのクランブ郎１０Ａ
とが、それぞれ真空クランプ（図示略）で気密的に締結
されている。

一方、テフロンチューブ２９の外径は前記原料導出口２
２お上び炉体ｌの孔目０の内径に等しく、一端が導出口
２２に気密的に挿入されるとともに、他端が孔１０に気
密的に挿入されて樋部材！１の上面に沿って位置決めさ
れ、両端ともに図示しない締結手段により固定されてい
る。また、テフロンチューブ２９の内径は、原料Ｇが十
分円滑に流動しうる値とされている。

そして、真空耐圧チューブ２７の全長は、導出口２２と
孔ＩＯを結ぶ長さよりも長く、中間が弛んで原料Ｇが滞
留することな＜、シかも原料Ｇの落下速度が溶湯液面に
有害な振動を生じるほど大きくならないように設定され
ている。

上記構成からなる単結晶育成装置を使用する場合には、
予めクランブを外して真空耐圧チューブ２７を炉体１の
クランプ郎１０Ａから外し、レール１２に沿って架台Ｉ
４を後退させる。次いでホイスト２を上昇および回転さ
せ、炉体上部ｌＡを旋回して炉体下部ＩＢから切り離し
、ルツボ６内に初期原料を充填する。

次に、炉体上部ＩＡを戻して炉体下部ＩＢに接合したう
え、架台ｌ４を移動して炉体１１，．横付けし、車輪１
３をストブバで固定する。さらに真空耐圧チューブ２７
のテフロンチューブ２９を炉体１の孔１０に差し込んで
固定し、金属製ベローズ２８のクランプ部３０を炉体ｌ
のクランブ部ＩＯＡにクランブで固定する。

以上のセットが完了したら、炉体１内を減圧すると同時
に真空ボンブ２４を作動して気密容器１５内を減圧し、
リークチェックを行なったうえ、ヒータ７に通電してル
ツボ６を加熱し、従来と同様に単結晶Ｔの引き上げを行
なう。同時に、振動フィーダｌ９を作動させ、導出部ｌ
８、真空耐圧チューブ２７、樋郎材ｌ１を通じて、ルツ
ボ６に原料Ｇを連続的に投入する。

引き上げが完了したら、炉体Ｉ内を大気圧に戻し、炉体
ｌ側のクランブを外して真空耐圧チューブ２７を外し、
架台Ｉ４を後退させる。さらにホイスト２により炉体上
郎ＩＡを旋回させて炉体ｌを開き、ルツボ交換等の作業
を行なう。

このように、上記単結晶育成装置によれば、真空耐圧チ
ューブ２７を外し、架台Ｉ４を炉体ｌの近傍から退避さ
せることができるので、ルツボ６に初期原料を充填する
場合や、育成終了後に炉体ｌ内を清掃する場合などにこ
れらが邪魔にならず、作業を容易にし、作業効率を大幅
に改善できる。

また組み立て時にも、真空耐圧チューブ２７は可撓性を
有しているから、架台ｌ４に多少の位置誤差があったと
してもチューブ２７の接続作業が容易に行なえ、この点
からも作業性が良好である。

また、振動フィーダ１９や真空ボンプ２４が発生する振
動は、真空耐圧チューブ２７に吸収されて炉体ｌには伝
わらないので、ルツボ６内の溶湯液面に影響を与えるこ
とがなく、単結晶Ｔの育成を阻害するおそれも防止でき
る。

さらに、架台ｌ４の位置を変更することにより、真空耐
圧チューブ２７の弛みを加減し、溶湯Ｙへの原料Ｇの落
下速度を調整できる利点も有する。

またこの例では、金属製ベローズ２８を用いているので
、他の材質からなる可撓性チューブに比して耐圧が大き
くとれ、コストが安く済む。さらに、その中にテフロン
チューブ２９を挿入しているから、原料Ｇに汚染が生じ
るおそれがないうえ、原料Ｇの滑りがよく、途中で滞留
するおそれがない利点も有する。

さらにまた、この例ではレール１２上を架台ｌ４が移動
する構成なので、架台ｌ４の移動および位置決めが容易
である。

なお、本発明は上記実施例のみに限られず、各部の構成
は適宜変更してよい。例えば、テフロンチューブ２９を
縦断面波形状としたり、内面に凹凸を形成することによ
り、その可撓性を増すとともに原料Ｇの落下速度を低下
させてもよ０。

また、真空耐圧チューブ２７としては、厚内の耐圧性ゴ
ムチューブまたはプラスチックチューブや、内部にテフ
ロンチューブを挿入しない金属製ベローズ等も使用可能
である。

さらに、上記実施例では架台１４を人手により移動させ
る構成であったが、駆動機構を設けてもよいし、ルツボ
を２重構造にして原料落下時の溶湯液面の振動を防ぐこ
ともできる。またレールＩ２を設けずに架台ｌ４を車輪
により自由に移動可能としてもよい。

「発明の効果」以上説明したように、本発明に係わる単結晶育成装置に
よれば、真空耐圧チューブを外して移動手段により原料
供給機構を気密容器ごと炉体の近傍から退避させておく
ことができるので、炉体内のルツボに原料を充填する場
合や、育成終了後に炉体内を清掃する場合などにこれら
が邪魔にならず、作業性を大幅に改善できる。また組み
立て時にも、真空耐圧チューブは可撓性を有しているか
ら、原料供給機構に多少の位置誤差が有ったとしてもチ
ューブ接続作業が容易に行なえる。

また、原料供給機構が発生する振動は真空耐圧チューブ
の可撓性によって吸収され、炉体には伝わらないので、
単結晶の育成を阻害するおそれも防止できる。

また、真空耐圧チューブとして金属製ベローズを用いた
場合には、他の材質に比して耐圧が大きくとれるうえ、
コストが安く済む。

また、真空耐圧チューブの内面をテフロンチューブで構
成した場合には、原料に汚染が生じるおそれがないうえ
、原料の滑りがよく、途中で滞留するおそれがない利点
も有する。

さらに、レール上を原料供給機構が車輪で移動する構成
とした場合には、その移動および位置決めが容易で、こ
の点からも作業性向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係わる単結晶育成装置
の一実施例を示す正断面図および平面図である。１・・・炉体、６・・・石英ルツボ、１０・・・孔、Ｉ
ＯＡ・・・クランブ郎、１ｌ・・・樋部材（原料導入部
）、ｌ２・・・レール、ｉ３・・：車輪、ｌ４・・・架
台、ｌ５・・・気密容器、１７・・・原料ホッパ−　１
８・・・導出部、ｌ９・・・振動フィーダ（原料供給機
構の要部）、２２・・・原料導出口、２３・・・クラン
プ部、２４・・・真空ポンプ、２７・・・真空耐圧チュ
ーブ、２８・・・金属製ベローズ、２９・・・テフロン
チューブ、３０・・・クランプ部、Ｔ・・・単結晶、Ｇ
・・・粒状原料。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気密的に封止される炉体と、この炉体内に設置さ
れたルツボと、炉体外に連通しルツボ内に原料を導く原
料導入部と、炉体外に設置された気密容器と、この気密
容器内に設けられ原料ホッパーから多結晶原料を順次導
出する原料供給機構と、この原料供給機構の導出口と前
記原料導入部とを接続する原料供給路とを具備した単結
晶育成装置において、前記原料供給路は可撓性を有する真空耐圧チューブで構
成されるとともに、前記原料供給機構を収容した気密容
器には移動手段が設けられていることを特徴とする単結
晶育成装置。
（２）前記真空耐圧チューブは、金属製ベローズである
ことを特徴とする第１項記載の単結晶育成装置。
（３）前記真空耐圧チューブの内面はフッ素樹脂で構成
されていることを特徴とする第１項または第２項記載の
単結晶育成装置。
（４）前記移動手段は気密容器に設けられた車輪であり
、この車輪は炉体の近傍に敷設されたレールに沿って移
動可能とされていることを特徴とする第１項または第２
項または第３項記載の単結晶育成装置。