JPH04260686A - 単結晶引上装置 - Google Patents

単結晶引上装置

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JPH04260686A
JPH04260686A JP3037895A JP3789591A JPH04260686A JP H04260686 A JPH04260686 A JP H04260686A JP 3037895 A JP3037895 A JP 3037895A JP 3789591 A JP3789591 A JP 3789591A JP H04260686 A JPH04260686 A JP H04260686A
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JP
Japan
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chamber
single crystal
hoisting device
pull chamber
crucible
Prior art date
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Pending
Application number
JP3037895A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiaki Oda
道明 小田
Koji Mizuishi
孝司 水石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP92301017A priority patent/EP0498652A1/en
Publication of JPH04260686A publication Critical patent/JPH04260686A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • 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
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1032—Seed pulling
    • Y10T117/106—Seed pulling including sealing means details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T117/1072—Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
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  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＺ法（Ｃｚｏｃｈｒ
ａｌｓｋｉ　法）によって多結晶融液から単結晶を引き
上げるための単結晶引上装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の単結晶引上装置は、メインチャ
ンバーの上部にアイソレーションバルブを介してプルチ
ャンバーを立設し、該プルチャンバーの上方に巻上装置
を配して構成される。そして、メインチャンバー内には
、ルツボ軸によって支持されたルツボ、該ルツボの周囲
に配されるヒーター等が収納され、ルツボ内に投入され
たシリコン等の多結晶原料はヒーターによって加熱され
て溶融せしめられる。
【０００３】而して、前記巻上装置から垂下する上軸で
あるワイヤーの下端に取り付けられた種結晶をルツボ内
の多結晶融液に浸漬し、ワイヤーを回転させながらこれ
を所定の速度で引き上げれば、種結晶の下に所要の単結
晶が成長する。そして、引き上げられた単結晶は、アイ
ソレーションバルブを閉じてプルチャンバーとメインチ
ャンバーとの連通が遮断された後に、プルチャンバーか
ら取り出される。
【０００４】ところで、操業の安定を図るには、単結晶
引き上げ中にワイヤーとルツボ軸とが同芯に保たれ、両
者間に大きな芯ズレがあってはならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の単結
晶引上装置にあっては、巻上装置がプルチャンバー上に
一体的に取り付けられているため、真空置換や加熱に伴
うメインチャンバーの変形がプルチャンバーを介して巻
上装置に及び、該巻上装置が前後、左右に傾いてワイヤ
ーとルツボ軸の間に芯ズレが不可避的に発生し、結晶の
クランク、ワイヤーの振れ、種絞り結晶の曲り等の問題
が引き起こされていた。
【０００６】又、巻上装置の駆動系にて発生する振動が
プルチャンバー及びメインチャンバーに伝播し、種々の
不具合が発生する原因となっていた。
【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
、その目的とする処は、巻き上げ用のワイヤーとルツボ
軸とを同芯に保って両者間の芯ズレを解消するとともに
、巻上装置からチャンバー側への振動の伝播を防いで操
業の安定化を図ることができる単結晶引上装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、メインチャンバー上にアイソレーションバルブ
を介してプルチャンバーを立設し、該プルチャンバーの
上方に巻上装置を配して構成される単結晶引上装置にお
いて、前記メインチャンバー及びプルチャンバーとは独
立のフレームを設け、該フレーム上に前記巻上装置を取
り付けるとともに、該巻上装置とプルチャンバーとを撓
曲自在な伸縮継手で接続したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によれば、巻上装置はメインチャンバー
及びプルチャンバーとは独立なフレームによって支持さ
れているため、真空置換や加熱に伴うメインチャンバー
等の変形が巻上装置に伝えられることがなく、巻上装置
とルツボ軸との位置関係は常に一定に保たれ、巻上装置
から垂下するワイヤーとルツボ軸とは同芯に保たれて両
者間に芯ズレが生ずることがなく、芯ズレに伴って従来
発生していた結晶のクランク、ワイヤーの振れ、種絞り
結晶の曲り等の不具合が解消される。
【００１０】又、巻上装置とプルチャンバーとはベロー
ズの如き撓曲自在な伸縮継手で接続されているため、巻
上装置の駆動系にて発生する振動は伸縮継手によって吸
収され、プルチャンバー側への振動伝播が遮断される。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【００１２】図１は本発明に係る単結晶引上装置１の正
面図、図２は同単結晶引上装置１の縦断面図であり、図
１においては２はステンレス製円筒から成るメインチャ
ンバーであり、これは床上に設置されたフレーム３上に
取り付けられている。そして、このメインチャンバー２
の上部には、ステンレス製円筒から成るプルチャンバー
４が立設されており、該プルチャンバー４とメインチャ
ンバー２の間には、これら両チャンバー２，４を連通、
遮断するアイソレーションバルブ５が介設されている。
【００１３】ところで、メインチャンバー２内には、図
２に示すように、石英製ルツボ６がルツボ軸７によって
上下動及び回転自在に支持されて収納されている。そし
て、このルツボ６の周囲には炭素材から成る円筒状のヒ
ーター８が配され、該ヒーター８の周囲には同じく炭素
材から成る断熱部材９が配設されている。
【００１４】一方、図１に示すように、床上には門型の
フレーム１０が前記メインチャンバー２及びプルチャン
バー４とは独立に立設されており、該フレーム１０の上
部中央には巻上装置１１が取り付けられている。巻上装
置１１のボックス１２は、それ自体がフレーム１０に対
して回転可能に取り付けられており、これは不図示の駆
動手段によって水平に回転駆動される。このボックス１
２内には、図２に示すように、不図示の駆動手段によっ
て回転駆動される巻上ドラム１３が回転自在に収容され
ている。そして、この巻上ドラム１３には上軸であるワ
イヤー１４が巻回されており、巻上ドラム１３から下方
に延出するワイヤー１４の下端には種保持具１５によっ
て種結晶１６が取り付けられている。
【００１５】而して、フレーム１０に取り付けられた巻
上装置１１は、撓曲自在な伸縮継手を構成する蛇腹状の
ベローズ１７によって前記プルチャンバー４に接続され
ている。尚、本実施例では、ベローズ１７としてステン
レス製の溶接ベローズを用いたが、該ベローズ１７とし
ては、その他適当な材質を選択することができる。
【００１６】次に、本単結晶引上装置１の作用を説明す
る。
【００１７】単結晶の引き上げに際しては、前記アイソ
レーションバルブ５が開けられてメインチャンバー２と
プルチャンバー４とが連通せしめられ、両チャンバー２
，４内は減圧下の不活性ガスで満たされ、単結晶の引き
上げは不活性ガス雰囲気で行なわれる。
【００１８】即ち、ルツボ６内にはシリコン等の多結晶
原料が投入され、この多結晶原料はヒーター８によって
加熱、溶融され、ルツボ６内には多結晶融液１８が収容
される。その後、巻上装置１１の巻上ドラム１３が回転
駆動され、これに巻回されたワイヤー１４が徐々に下げ
られてその下端に取り付けられた前記種結晶１６がルツ
ボ６内の多結晶融液１８内に浸漬される。
【００１９】次に、ルツボ軸７及びこれに支持されたル
ツボ６がその軸中心回りに所定の速度で回転駆動される
。これと同時に、巻上装置１１の巻上ドラム１３が回転
駆動されてワイヤー１４も回転せしめられ、この結果、
ワイヤー１４は回転しながら上昇し、これの下端に取り
付けられた種結晶１６には単結晶が成長して図示のよう
に単結晶インゴットＷが引き上げられる。
【００２０】上記のようにして引き上げられた単結晶イ
ンゴットＷはプルチャンバー４内に収容され、その後ア
イソレーションバルブ５が閉じられてメインチャンバー
２とプルチャンバー４との連通が遮断され、プルチャン
バー４の開閉扉が開けられて単結晶インゴットＷが取り
出される。
【００２１】以上のように、本実施例では巻上装置１１
はメインチャンバー２及びプルチャンバー４とは独立な
フレーム１０によって支持されているため、真空置換や
加熱に伴って生ずるメインチャンバー２等の変形が巻上
装置１１に伝えられることがなく、巻上装置１１とルツ
ボ軸７との位置関係は常に一定に保たれ、巻上装置１１
から垂下するワイヤー１４とルツボ軸７とは同芯に保た
れて両者に芯ズレが生ずることがなく、芯ズレに伴って
従来発生していた結晶のクランク、ワイヤーの振れ、種
絞り結晶の曲り等の不具合が解消されて操業の安定化が
図られる。
【００２２】又、巻上装置１１とプルチャンバー４とは
撓曲自在なベローズ１７で接続されているため、巻上装
置１１の駆動系にて発生する振動はベローズ１７によっ
て吸収され、プルチャンバー４側への振動伝播が遮断さ
れ、振動に伴う種々の不具合が解消される。
【００２３】尚、以上の実施例では巻上装置１１を支持
するフレーム１０を床上に設置したが、図３に示すよう
に、メインチャンバー２及びプルチャンバー４を支持す
るフレーム３上にフレーム１０を立設するようにしても
よい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、メインチャンバー上にアイソレーションバルブを
介してプルチャンバーを立設し、該プルチャンバーの上
方に巻上装置を配して構成される単結晶引上装置におい
て、前記メインチャンバー及びプルチャンバーとは独立
のフレームを設け、該フレーム上に前記巻上装置を取り
付けるとともに、該巻上装置とプルチャンバーとを撓曲
自在な伸縮継手で接続したため、ワイヤーとルツボ軸と
を同芯に保って両者間の芯ズレを解消するとともに、巻
上装置からチャンバー側への振動の伝播を防いで操業の
安定化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単結晶引上装置の正面図である。
【図２】本発明に係る単結晶引上装置の縦断面図である
。
【図３】本発明の他の実施例を示す単結晶引上装置の正
面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　単結晶引上装置 ２　　　　　　メインチャンバー ４　　　　　　プルチャンバー ５　　　　　　アイソレーションバルブ６　　　　　　
ルツボ ７　　　　　　ルツボ軸 １０　　　　フレーム １１　　　　巻上装置 １４　　　　ワイヤー １７　　　　ベローズ（伸縮継手）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　メインチャンバー上にアイソレーショ
    ンバルブを介してプルチャンバーを立設し、該プルチャ
    ンバーの上方に巻上装置を配して構成される単結晶引上
    装置において、前記メインチャンバー及びプルチャンバ
    ーとは独立のフレームを設け、該フレーム上に前記巻上
    装置を取り付けるとともに、該巻上装置とプルチャンバ
    ーとを撓曲自在な伸縮継手で接続したことを特徴とする
    単結晶引上装置。
  2. 【請求項２】　　前記フレームは、前記メインチャンバ
    ー及びプルチャンバーを支持するフレーム上に立設され
    ることを特徴とする請求項１記載の単結晶引上装置。
  3. 【請求項３】　　前記伸縮継手は、ベローズで構成され
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の単結晶引上装
    置。
JP3037895A 1991-02-08 1991-02-08 単結晶引上装置 Pending JPH04260686A (ja)

Priority Applications (3)

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JP3037895A JPH04260686A (ja) 1991-02-08 1991-02-08 単結晶引上装置
US07/829,900 US5254319A (en) 1991-02-08 1992-02-03 Single crystal pulling apparatus
EP92301017A EP0498652A1 (en) 1991-02-08 1992-02-06 A single crystal pulling apparatus

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JPH04260686A true JPH04260686A (ja) 1992-09-16

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ID=12510280

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