JPH04182380A - 結晶引上げ用シードチャック - Google Patents

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］ この発明は、結晶中」二げ用シードチャックに関し、よ
り詳細には、型組の大きな結晶を引き」−げても玉鎖が
破断する恐れがない結晶中」―げ用シードチャックに関
する。

「従来の技術」 第３図は、−船釣なシリコン単結晶用」二げ装置の全体
構成を示す説明図である。

シリコン単結晶用」二げ装置１００は、支持軸１０４の
上部に原料シリコンを溶融させるルツボ１Ｏ１を備えて
いる。ルツボ１０１は、支持軸１０４を介して、その下
位に設けたモータ１０５によって］１下に移動せしめら
れ、またその側部に設けたモータ１０６によって、垂直
軸の周りに回転せしめられる。

ルツボ１０１は、その周囲に設けたヒータ１０２によっ
て加熱される。溶融された原料シリコンの温度は、約１
４００℃である。

シードチャック５１の上端は、玉鎖１０を介しワイヤ１
０７の下端に接続しである。ワイヤ１０７の上端は、台
１１１上に設けたワイヤ引上げトラム１０８に接続しで
ある。ワイヤ１０７は、台１１１上に取イ」けたモータ
１０９によってワイヤ引上げドラム１０８を回転させる
ことにより、徐々に巻き上げられる。台１１１は、モー
タ１１０によって垂直軸の周りに回転せしめられる。

シリコン単結晶を引き上げる場合は、まず、シードチャ
ック５１の下端にシリコンの種結晶２０を取付け、ルツ
ボ１０１内の溶融された原料シリコン１０３ａ中に種結
晶２０を漬ける。次に、ワイヤ１０７を回転させながら
、すなわち種結晶２０を回転させながら徐々に巻き上げ
る。すると、種結晶２０に続いてシリコン単結晶が成長
し、インゴット１０３となる。

適当な太さのインボッｌ−１０３が引き」二げられると
、ワイヤ１０３の引き上げ速度を増加し、インボッｌ−
：Ｌ　０３を溶融した原料シリコン１０３ａから離す。

その後、インボッｌ−１０３を取り出し、種結晶２０を
切断して除去する。

こうして、シリコン単結晶のインゴットか得られる。

ところで、」１記従来のシートチャック５１は、第４図
に示すように、円柱状の本体部５２と、本体部５２の上
部に取り付けた略円筒状の玉鎖接続部５３と、本体部５
２の下部に取り付けた略円筒状の種結晶取付部５４から
構成されている。本体部５２、玉鎖接続部５３および種
結晶酸４＝３部５４は、いずれも耐熱性に優れた金属モ
リブデンから造られている。

本体部５２の上端部および下端部には、それぞれ、ねじ
付きの嵌合突起５２ａ、５２ｂが形成しである。

玉鎖接続部５３の下端部には、ねじが切られた嵌合孔５
３ｃが形成してあり、この嵌合孔５３ｃに本体部５２の
嵌合突起５２ａをねじ込んで、本体部５２と玉鎖接続部
５３を互いに接続している。

玉鎖１０は、その下端が、玉鎖接続部５３の上端に形成
した玉鎖挿通孔５３ａから、玉鎖接続部５３の内部に挿
通され、下端の球体１０ａに係止リング１１を係止して
いる。玉鎖１０は、係止リング１１を玉鎖接続部５３の
内壁に当接させることにより、玉鎖接続部５３からの抜
けを防止される。

玉鎖１０は、第５図に示すように、多数の球体１０ａを
連結棒１０ｂにより連結して構成されている。連結棒１
０ｂの端部は、球体１０ａの孔１０ｄを通ってその内部
に配置しである。玉鎖１０に張力が加わると、連結棒１
０ｂの端部の球状係止部１０ｃか球体１０ａの内壁に当
接して、各球体１０ａ間の連結状態を保つようになって
いる。

玉鎖１０は、通常、ステンレス製であり、その耐用温度
は荷重が４０ｋｇｆの場合で約６００°Ｃである。

係止リング１１と嵌合突起５２ａの間には、空隙５３ｂ
が形成されている。

種結晶数イ」部５４は、」一端部にねじか切られた嵌合
孔５４ｃが形成してあり、この嵌合孔５４ｃに本体部５
２の嵌合突起５２ｂをねじ込んで、本体部５２と種結晶
取付部５４を互いに接続している。

種結晶数イ」部５４の下部には、種結晶挿入用の孔５４
ａが設けてあり、使用時には、第４図に示すように、種
結晶挿入孔５４ａ内に種結晶２ｏの」一端部が挿入され
る。種結晶２０の側面には、予め切欠部２０ａを形成し
ておく。種結晶挿入孔５４ａ内に挿入した際に、種結晶
数イマｊ部５４の側部のピン挿通孔５４ｂから係止ピン
５７を挿入し、切欠部２０ａに係止させる。こうして、
種結晶取付部５４に種結晶２０を取り伺ける。

種結晶２０と嵌合突起５２ｂの間には、空隙５４ｄが形
成されている。

［発明が解決しようとする課題］ シードチャック５１は、結晶引上げ作業の間、ルツボ１
０１内の溶融した原料シリコン１０３ａから輻射される
熱と、原料シリコン１０３ａからインゴット１０３およ
び種結晶２０を介して伝導される熱によって加熱され、
温度が上昇する。

上記従来のシードチャック５１の構成材料である金属モ
リブデンは、熱伝導率が高い（約１４３Ｗ／ｍ−Ｋ）た
め、シードチャック５１に伝わった熱が、熱伝導によっ
て高い効率で玉鎖１０に伝達される。このため、玉鎖１
０の温度か耐用温度（約６００℃、４０ｋｇｆ時）付近
マチ上昇シタリ、耐用温度を越えたりすることが多く、
玉鎖１０が劣化しやすい。

玉鎖１０が劣化すると、引き上げたインゴット１０３の
重量が増加した場合に、球体１０ａが連結棒１０’ｂの
球状係止部１０ｃによる押圧力に耐え切れなくなり、第
５図に鎖線で示すように、孔１０ｄの周囲が押し広げら
れて球状係止部１０ｃが球体１０ａから離脱する。

従って、上記シートチャック５１を使用すると、大きな
インボッｌ−１０３を引き上げることが困ｍｌｆになる
。

そこで、この発明の目的は、重量の大きな結晶を引き上
げることができる結晶引上げ用シートチャックを提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、玉鎖を介して引」−げ手段に接続される結
晶引上げ用シートチャックにおいて、セラミックスより
なる熱伝導抑制部を備えたことを特徴とするものである
。

［作用コ この発明の結晶用」−げ用シードチャックでは、熱伝導
抑制部において熱伝導が抑制される結果、シードチャッ
クから玉鎖に伝わる熱量が減少する。

このため、玉鎖の熱による劣化を生じ難くなる。

そこで、大きな結晶インゴットを引き上げた場合でも、
玉鎖が破断する恐れがない。

また、熱伝導抑制部はセラミックスにより形成されるた
め、充分な耐熱強度を持つ。

［実施例］ 以下、この発明の結晶引上げ用シードチャックの実施例
を説明する。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。

第１図（ａ）は、この発明の結晶引上げ用シードチャッ
クの一実施例の断面図、第１図（ｂ）は同正面図である
。

結晶引上げ用シードチャック１は、従来のシートチャッ
ク５１と同様に、円柱状の本体部２と、略円筒状の玉鎖
接続部３と、略円筒状の単結晶取付部４を備えている。

本体部２はセラミックスより形成され、玉鎖接続部３と
単結晶取付部４は、金属モリブデンより形成されている
。

モリブデンの熱伝導率は約１４３Ｗ／ｍ−にであるのに
対し、セラミックスの熱伝導率は一般にその値よりも低
い。例えば、炭化珪素では約１００Ｗ／ｍ−に、窒化珪
素では約１７Ｗ／ｍ−ｋ。

アルミナでは約２９Ｗ／ｍ−にである。

従って、セラミックスよりなる本体部２により、熱伝導
を抑制することができる。

この実施例では、本体部２の全体が熱伝導抑制部を構成
する。しかし、本体部２の一部をセラミックスにより形
成してもよい。この場合は、そのセラミックス部分のみ
が熱伝導抑制部を構成する。

また、玉鎖接続部３あるいは種結晶数（−１部４をセラ
ミックスにより形成し、本体部２を従来のものと同様に
モリブデンにより形成してもよい。こうすると、玉鎖接
続部３あるいは種結晶数イマ１部４が熱伝導抑制部にな
る。

熱伝導抑制部を構成するセラミックスとしては、炭化珪
素、窒化珪素、アルミナなとの公知のセラミックスを用
いることができる。

本体部２の」一端部および下端部には、それぞれ、円柱
状の嵌合突起２ａ、２ｂが設けてあり、」二部の嵌合突
起２ａは、玉鎖接続部３の下端部の嵌合孔３ｃに嵌合さ
れ、下部の嵌合突起２ｂは、種結晶数イ」部４の嵌合孔
４Ｃに嵌合されている。さらに、上部の嵌合突起２ａと
嵌合孔３Ｃには、接続ピン５が、下部の嵌合突起２ｂと
嵌合孔４Ｃには、接続ピン６がそれぞれ挿通されている
。

こうして、本体部２の上下端部に、玉鎖接続部３および
種結晶取付部４がそれぞれ接続されている。

本体部２と玉鎖接続部３を接続する際には、まず、第２
図（ａ）に示すように、玉鎖挿通孔３ａより玉鎖１０の
下端部を玉鎖接続部３の内部に挿入し、係止リング１１
を球体１０ａに係止させる。

次に、本体部２の嵌合部２ａを玉鎖接続部３の嵌合孔３
Ｃに嵌合させ、第２図（ｂ）に示すように、嵌合突起２
ａに直径方向に形成したピン挿通孔２ｃと、嵌合孔３Ｃ
の周壁に形成した２個のピン挿通孔３ｄを一致させる。

そこで、各ピン挿通孔２ｃ、３ｄに接続ピン５を挿通さ
せれば、接続完了である。

本体部２と種結晶取付部４を接続する場合も、これと同
様に行なう。

シリコン種結晶２０の種結晶取付部４への取付方法は、
従来の方法と同様である。すなわち、種結晶取付部４の
種結晶挿入用孔４ａに種結晶２０の上端部を挿入した後
、種結晶２０の側面に形成した切欠部２０ａに、種結晶
数イマｊ部４のビン挿通孔４ｂから係ｌＩニビン７を挿
入して係ＩＩ−させればよい。

係止リング１１と嵌合突起２２】との間、および種結晶
２０と嵌合突起２ｂとの間には、それぞれ空隙３ｂ、４
ｄか形成されている。

なお、この実施例において、玉鎖接続部３および種結晶
取付部４と本体２との接続部分が、ねじ込みでなく単な
る嵌合としであるのは、セラミックス製の本体部２の加
工を容易にするためである。

次に、以−Ｌの構成としたシートチャック１の使用状態
を説明する。

ます、シートチャック１に接続した玉鎖１０の上端を、
第３図のシリコンｔｌ＋、結晶引上げ装置１００のワイ
ヤ１０７に接続し、シートチャック１に取り付けたシリ
コンの種結晶２０をルツボ１０１内の溶融シリコン１０
３ａ中に漬ける。

そして、ワイヤ１０７を回転させながら徐々に引き上げ
ると、種結晶２０に続いてンリコン単結晶インゴット１
．０３か得られる。

ワイヤ１０７を引き上げる間、シー１くチャック１は、
溶融シリコン１０３ａによりその下方から加熱される。

しかし、セラミックス製の本体部２により熱伝導が抑制
されるので、シードチャック１に加えられた熱は玉鎖１
０にはほとんと伝導されず、従って、玉鎖１０の７１１
４度か耐用温度を越えたり耐用温度の近傍に達する恐れ
かなくなる。

こうして、玉鎖１０の熱による劣化が防止されるので、
大きなインゴット１０３を引き−にげた場合でも、玉鎖
１ｏが破断することがなくなる。

［発明の効果］ この発明の結晶引上用シードチャックは、玉鎖への熱伝
導を抑制して玉鎖の熱による劣化を防止するので、重量
の大きな結晶を引き上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の結晶引上げ用シートチャック
の一実施例を示す断面図、第１図（ｂ）は同正面図、第
２図は同結晶引上げ用シートチャックへの玉鎖の接続方
法を示す部分断面図、第３図はシリコン単結晶用」二げ
装置の全体構成を示す説明図、第４図は従来の結晶用」
二げ用シードチャックの断面図、第５図は玉鎖の部分拡
大断面図である。 （符号の説明） １・・結晶引上げ用シードチャック ２・・・本体部　　　　　　　２ａ、２ｂ・・・嵌合突
起２Ｃ・・・ピン挿通孔　　　　３・玉鎖接続部３ａ・
・玉鎖挿通孔　　　　３ｂ・空隙３ｃ・・・嵌合孔　　
　　　　３ｄ　・ビン挿通孔４・・玉鎖数イ」部　　　
　　４ａ・・種結晶挿入孔４ｂ・・ピン挿通孔　　　　
４ｃ・・嵌合孔４ｄ・・空隙　　　　　　　５．６・・
接続ビン７・・種結晶係止ピン １０・・玉鎖　　　　　　　１０ａ・・球体１０ｂ・・
連結棒　　　　　１０ｃ・・球状係止部１０ｄ・・・孔
　　　　　　　１１・・・係止リング２０・・シリコン
種結晶　　２０ａ　　・切欠部（１〕） 第　　１　　図 （ａ） （ｂ） 第　　２　　図 第　　３ 図　　　　　　　　　　　　　　　　　　第　　４　　
図（ｂ） 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、玉鎖を介して引上げ手段に接続される結晶引上げ用
   シードチャックにおいて、 セラミックスよりなる熱伝導抑制部を備えたことを特徴
   とする結晶引上げ用シードチャック。