JPH05178688A - Pulling up method and pulling up device for single crystal - Google Patents

Pulling up method and pulling up device for single crystal

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JPH05178688A
JPH05178688A JP3358282A JP35828291A JPH05178688A JP H05178688 A JPH05178688 A JP H05178688A JP 3358282 A JP3358282 A JP 3358282A JP 35828291 A JP35828291 A JP 35828291A JP H05178688 A JPH05178688 A JP H05178688A
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single crystal
pulling
pressure
crucible
differential pressure
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Masanori Hashimoto
橋本正則
Takashi Tobinaga
隆 飛永
Takeshi Sadamatsu
剛 貞松
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Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the adhesion of a gaseous metal or metal oxide to a single crystal or the mixing thereof in to a melt and to exactly control the oxygen concn. in the single crystal by controlling the detected differential pressure of the gaseous phase parts in and out of a cylindrical body in accordance with a prescribed program during the growth of the single crystal. CONSTITUTION:The pressures in the inside and outside parts of the cylindrical body 4 suspended near a melt surface 3 from the inside wall of a chamber 200 above a crucible 1 are detected respectively by detectors, for example, pressure sensors 5, 6 and are outputted to a central controller 40 at the time of pulling up the single crystal by a Czochralski method. The differential pressure in and out of the cylindrical body 4 is compared and computed with a previously programmed value and a signal is outputted to a valve controller 50 so as to control the differential pressure. The controller 50 sends opening/ closing signals to a valve 12 on a gas supply side and a valve 13 on a discharge side and control the differential pressure in such manner that the differential pressure is maintained at the previously programmed value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はるつぼ内に溶解した原料
融液に種結晶を浸漬して徐々に引上げ、単結晶を育成す
る技術にかかり、特に、引上げ装置内部品に起因する半
導体シリコン単結晶の金属や金属酸化物による汚染防止
と、単結晶中へ取り込まれる酸素濃度制御の技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique of growing a single crystal by immersing a seed crystal in a raw material melt melted in a crucible and gradually pulling it up. The present invention relates to a technique for preventing contamination of crystals by metals and metal oxides and controlling the concentration of oxygen taken into a single crystal.

【0002】整理番号=P911200002
ページ( 2/ 8)
Reference number = P911200002
Page (2/8)

【従来の技術】従来、引上げ単結晶の軸方向の酸素濃度
分布を改善するものとしては、たとえば、特開平1−1
60893号公報に、引上げ装置内に供給する不活性ガ
スの流量を順次増加させ、シリコン単結晶中の酸素濃度
の単結晶成長に伴う低下を防止する技術が開示されてい
る。さらに、特開平1−160892号公報には、リフ
レクタの先端と融液面のクリアランスを単結晶の引上げ
に対応させてるつぼを上昇させ一定にすることで、単結
晶の軸方向の酸素濃度を一定化する方法が開示されてい
る。しかし、これらには、不活性ガスのガス圧センシン
グの有用性については述べられていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, for improving the oxygen concentration distribution in the axial direction of a pulled single crystal, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1 is known.
Japanese Patent No. 60893 discloses a technique of sequentially increasing the flow rate of an inert gas supplied into a pulling apparatus to prevent a decrease in oxygen concentration in a silicon single crystal due to single crystal growth. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. HEI 1-160892, the oxygen concentration in the axial direction of the single crystal is made constant by raising the crucible that keeps the clearance between the tip of the reflector and the melt surface to correspond to the pulling of the single crystal. A method of converting to the same is disclosed. However, these documents do not mention the usefulness of gas pressure sensing of an inert gas.

【0003】一方、単結晶中に取り込まれる不純物への
対策として、たとえば、特公昭57−40119及び特
公昭58−1080号公報には、るつぼの縁から突出し
ている上部の平たい環状リムと、環状リムに取り付けら
れ、内側の縁から円筒形状に下方に傾斜している又は、
円錐状に先細りになっている連結部とからなるカバーに
よって、引上げ中に凝縮した一酸化ケイ素凝縮物また
は、塊状物が、結晶引上げ中に融液中に落ち込むこと
を、装置内に流す不活性ガスの流速および圧力を適当に
調整することによって効果的に制御できるとしている。
しかしながら、こうした単結晶周囲に円筒形状のものを
設けたものは、通常、単結晶引上げに伴ない、結晶軸方
向の酸素濃度が急激に低下することが知られている。
On the other hand, as a measure against impurities taken into a single crystal, for example, Japanese Patent Publication Nos. 57-40119 and 58-1080 disclose an upper flat annular rim protruding from the edge of a crucible and an annular shape. Attached to the rim and inclined downward from the inner edge into a cylindrical shape, or
A cover consisting of a conical tapered connection and a silicon monoxide condensate condensed during pulling or agglomerates that flow into the melt during the crystal pulling It is said that it can be effectively controlled by appropriately adjusting the flow velocity and pressure of the gas.
However, it is known that, in the case where a cylindrical one is provided around such a single crystal, the oxygen concentration in the crystal axis direction is usually drastically reduced as the single crystal is pulled up.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路素子製
造用の基板には、主として高純度シリコンが用いられる
が、この高純度シリコンは主に、引上げ法の一つである
チョクラルスキー法により製造されている。この方法で
引き上げられた結晶中には酸素が固溶しており、この酸
素が半導体集積回路素子の製造工程で混入してくる金属
不純物を捕捉(ゲッタ)し、素子の電気的特性を向上さ
せる。ゲッタ作用は、酸素濃度に対して極めて敏感であ
るので、その制御がチョクラルスキー法による単結晶の
引き上げ技術上重要な位置を占めている。整理番号=P911200002
ページ( 3/ 8)
High-purity silicon is mainly used for a substrate for manufacturing a semiconductor integrated circuit element. This high-purity silicon is mainly manufactured by the Czochralski method, which is one of the pulling methods. Has been done. Oxygen is solid-dissolved in the crystal pulled by this method, and this oxygen traps (getters) metal impurities mixed in in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, and improves the electrical characteristics of the device. .. Since the getter action is extremely sensitive to the oxygen concentration, its control occupies an important position in the technique of pulling a single crystal by the Czochralski method. Reference number = P911200002
Page (3/8)

【0005】引き上げ中のシリコン単結晶の酸素は、石
英るつぼから溶出した酸素が、引き上げにともなって単
結晶に取り込まれものである。もちろん、石英るつぼか
ら融液中に溶出した酸素の90%以上は、融液表面から
一酸化けい素として蒸発してしまう。
The oxygen of the silicon single crystal being pulled is the oxygen eluted from the quartz crucible and taken into the single crystal as it is pulled. Of course, 90% or more of the oxygen eluted from the quartz crucible into the melt is evaporated as silicon monoxide from the surface of the melt.

【0006】一方、チョクラルスキー法によるシリコン
単結晶の高品質化の要求は、半導体集積回路素子の集積
度の向上とともに、ますます厳しいものとなってきてい
る。特に、酸素に起因する酸素誘起欠陥(以下OSFと
いう)は、結晶をウエハ加工して基板とした際に、表面
層に欠陥を生じるものであるため、集積回路素子の歩留
に直接影響するとみなされており、その低減はシリコン
単結晶製造上極めて重要である。
On the other hand, the demand for higher quality of the silicon single crystal by the Czochralski method is becoming more and more severe with the improvement of the integration degree of the semiconductor integrated circuit device. In particular, oxygen-induced defects (hereinafter referred to as OSFs) caused by oxygen are considered to directly affect the yield of integrated circuit elements because defects occur in the surface layer when a crystal is processed into a substrate to form a substrate. However, its reduction is extremely important in the production of silicon single crystals.

【0007】このOSFは、前記したように酸素に起因
するものでありながら、故意に金属汚染したシリコンウ
エハの方がそうでないものより発生量が多くなることか
ら、シリコン中に存在する金属が触媒的な働きをして、
その一因になっていることが近年明らかになってきた。
As described above, this OSF is caused by oxygen, but the amount of the silicon wafer intentionally contaminated with metal is larger than that of the other, so that the metal present in the silicon is a catalyst. Functioning like
In recent years it has become clear that this is one of the reasons.

【0008】本発明者らは、チョクラルスキー法による
単結晶の引上げ工程において、従来は見逃されていた、
高温度下における、装置内部品からの極微量の金属等に
よる汚染が、育成中の単結晶に対して起きていることを
見出した。すなわち、従来においては、このような装置
内部品の極微量の不純物についての挙動は、単結晶の欠
陥、特にOSFを対象としては顧みられたことはなかっ
た。もちろん、育成中の単結晶への不純物取り込み等を
極力防止するために、装置内に常時アルゴン等の不活性
ガスを流して、単結晶を新鮮な雰囲気下におくための工
夫はあったが、装置内の各部間のガス圧バランスを利用
して、単結晶中の酸素濃度、ひいては欠陥の制御までを
も行なうようなことはなされていない。
The present inventors have hitherto overlooked in the step of pulling a single crystal by the Czochralski method,
It was found that the contamination of the single crystal during the growth was caused by the trace amount of metal from the parts inside the apparatus at high temperature. That is, in the past, the behavior of such a component in the apparatus with respect to an extremely small amount of impurities has never been considered for single crystal defects, particularly OSF. Of course, in order to prevent impurities from being taken into the single crystal during growth as much as possible, there was a device to keep the single crystal in a fresh atmosphere by constantly flowing an inert gas such as argon in the apparatus. It has not been attempted to control the oxygen concentration in the single crystal, and thus even the defects, by utilizing the gas pressure balance between various parts in the apparatus.

【0009】整理番号=P911200002
ページ( 4/ 8)
Reference number = P911200002
Page (4/8)

【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況下で、ガス状金属、あるいは金属酸化物が、引上げ中
に単結晶に付着もしくは融液内に混入することを防止
し、あわせて、引上げ単結晶中の酸素濃度の正確な制御
を行なうことを目的とする。
Under the circumstances, the present invention prevents a gaseous metal or a metal oxide from adhering to a single crystal or being mixed in a melt during pulling. Therefore, the purpose is to accurately control the oxygen concentration in the pulled single crystal.

【0010】すなわち、本発明は、引上げ法とくにチョ
クラルスキー法による単結晶の引上げ装置であって、る
つぼ上方の引上げ装置チャンバの内壁にその一端が固定
され、単結晶周囲取り囲んで原料融液表面近傍にまで他
端が達した円筒体とを備えたものにおいて、円筒体内外
気相部の差圧を検出する検出機構と、この差圧を単結晶
の育成中所定のプログラムにしたがって制御する制御機
構とを備えたことを特徴としている。なお、円筒体内外
気相部の差圧を検出する検出機構の検出部には、静電容
量式の圧力測定素子または半導体圧力センサを用いると
良い。
That is, the present invention relates to a single crystal pulling apparatus by the pulling method, particularly the Czochralski method, one end of which is fixed to the inner wall of the pulling apparatus chamber above the crucible, and the surrounding surface of the single crystal surrounds the raw material melt. In the one provided with the cylindrical body whose other end has reached to the vicinity, a detection mechanism for detecting the differential pressure between the gas phase portion inside the cylindrical body and a control mechanism for controlling this differential pressure according to a predetermined program during the growth of the single crystal. It is characterized by having and. It should be noted that a capacitance type pressure measuring element or a semiconductor pressure sensor may be used for the detection unit of the detection mechanism that detects the pressure difference between the gas phase portion inside and outside the cylinder.

【0011】また別の発明として、円筒体内外気相部の
圧力差を単結晶の育成時所定のプログラムにしたがって
制御することを特徴としている。
Another aspect of the present invention is characterized in that the pressure difference between the gas phase portion inside and outside the cylinder is controlled according to a predetermined program when growing a single crystal.

【0012】[0012]

【作用】いま本発明を、図1を用いて説明すれば、単結
晶引上げ装置100のチャンバ200内には、るつぼ1上方の
チャンバ内壁2より融液面3近くに垂下された円筒体4
が備えられ、この円筒体の内部の圧力を検出する検出
器、たとえばセンサー5と、円筒体外部の圧力を検出す
るセンサー6とが、チャンバー200の外壁に設置されて
いる。単結晶は、融液面3に浸漬した種結晶7を、引上
げ機構8により徐々に引上げつつ原料融液中より育成さ
れる。育成中の単結晶9を取り囲んだ円筒体4内には、
上方から新鮮な不活性ガスたとえば、アルゴンを常時流
下させ、融液面より生じる一酸化ケイ素や、装置内部品
からの揮散不純物をるつぼ外へと導き、最終的に、チャ
ンバ底部もしくは、側部に設けられた排気口10から系外
へと運び去る。前記のようにに円筒体4の内外には、気
相部20及び30の圧力差を検出する検出器5 整理番号=P911200002
ページ( 5/ 8) ,6が設けられ、その結果を、引上げ装置外の中央制御
器40へと出力する。中央制御器40では、その時点におけ
る円筒体4内外の差圧をあらかじめプログラムされた値
と比較演算を行ない、差圧を制御すべく信号をバルブ制
御器50へと出力する。この信号受けて、バルブ制御器50
は、ガス供給側の弁12と排気側の弁13に対して開閉信号
を送り、差圧があらかじめプログラムされた値に保たれ
るよう制御する。前記検出器5,6と中央制御器40の差
圧を判定する機構とで検出機構が構成される。
The operation of the present invention will now be described with reference to FIG.
Inside the chamber 200 of the crystal pulling apparatus 100, above the crucible 1
Cylindrical body 4 hanging from the inner wall 2 of the chamber near the melt surface 3
Is equipped with, and detects the pressure inside this cylinder
Device, for example the sensor 5, to detect the pressure outside the cylinder.
Sensor 6 installed on the outer wall of the chamber 200
There is. The single crystal is obtained by pulling up the seed crystal 7 immersed in the melt surface 3.
It is raised from the raw material melt while being gradually pulled up by the pulling mechanism 8.
Be done. In the cylindrical body 4 surrounding the growing single crystal 9,
Always flow a fresh inert gas, for example argon, from above.
Silicon monoxide generated from the melt surface and parts inside the equipment
Guide the volatilized impurities from the crucible out of the crucible and finally
Outside the system through the exhaust port 10
Carry away. As described above, inside and outside the cylindrical body 4,
Detector 5 for detecting the pressure difference between the phase parts 20 and 30 Reference number = P911200002
Page (5/8) , 6 are provided, and the result is controlled centrally outside the lifting device.
Output to the container 40. In the central controller 40,
Pre-programmed value for the differential pressure inside and outside the cylindrical body 4
The signal is controlled by the valve to control the differential pressure.
Output to controller 50. Upon receiving this signal, the valve controller 50
Is an open / close signal for the valve 12 on the gas supply side and the valve 13 on the exhaust side.
To maintain the differential pressure at a preprogrammed value.
Control to Difference between the detectors 5 and 6 and the central controller 40
A detection mechanism is configured by the mechanism that determines the pressure.

【0013】また、融液面から揮散する一酸化ケイ素を
絶えず一定量排出するためには、アルゴンガスの流れパ
ターンと、その流量を一定に維持する必要がある。単結
晶の引上げに伴う融液面の低下により、円筒体と融液面
とのクリアランスが変化すると、流れのパターンが変化
しガス滞留を起こすことになる。これが、揮散一酸化ケ
イ素のるつぼ壁への沈積の原因となったりするから、ク
リアランスが一定になるよう、必要に応じ融液面の低下
に同期させてるつぼ駆動装置60に中央制御器40より信号
を送り、るつぼを上昇させ、同期制御を行なう。
Further, in order to constantly discharge a certain amount of silicon monoxide that volatilizes from the melt surface, it is necessary to maintain the argon gas flow pattern and its flow rate constant. When the clearance between the cylinder and the melt surface changes due to the decrease in the melt surface accompanying the pulling of the single crystal, the flow pattern changes and gas retention occurs. This may cause the deposition of volatilized silicon monoxide on the crucible wall.Therefore, the central controller 40 sends a signal from the central controller 40 to the crucible drive device 60 that synchronizes with the decrease of the melt surface so that the clearance becomes constant. To raise the crucible and perform synchronous control.

【0014】[0014]

【実施例1】図1は、本発明の一実施例を示す単結晶引
上げ装置の縦断面図ある。符号25は、加熱機構であると
ころのヒータ11により、るつぼ1中に溶融されたシリコ
ンの原料融液である。また、符号9は、原料融液25よ
り、引上げ機構8の先端に把持した種結晶7下に、引上
げにより成長しつつある単結晶である。単結晶の周囲に
は円筒体であるところのパージチューブ4がチャンバー
上部で駆動される。パージチューブの先端は、縮径して
融液面3近傍にまで達している。パージチューブ4内に
は、チャンバー上部の供給口14よりアルゴンガスが導入
される。アルゴンガスは、引上げ単結晶に沿って下降
し、パージチューブ先端より反転して、るつぼ縁の上部
を通り、最終的にチャンバー底部に設けた排気口10より
排出される。そして、パージチューブの内外の気相部の
圧力を検出する検出器である圧力センサー5及び6が、
パージチューブ上部と、チャンバー壁に設けられてい
る。圧力 整理番号=P911200002
ページ( 6/ 8) センサー5及び6は、静電容量式のものであり、4〜6
桁の測定精度を有した高精度のものを用いている。圧力
測定用素子としては、ピラニゲージ等の圧力検知素子が
あるが、これらの素子は長期間の圧力測定に当って出力
が一定せず、本発明の実施に要求されるような高精度の
圧力制御には不向きであることが判った。本発明に採用
され得る圧力検出素子としては、他に半導体の歪みを利
用した、いわゆる半導体圧力センサがある。本実施例に
おいては、前記のように静電容量式のものを採用してい
るため、圧力制御の精度は極めて高く、引上げ結晶中の
酸素濃度制御を高精度で行なうことができる。圧力セン
サーで検出したパージチューブ内外の差圧は、引上げ装
置外に備えた中央制御器40に信号として入力され、この
値を基に、ガス導入用バルブ12、排気用バルブ13のいず
れか、又は両方の開度を変化させて、前記差圧をあらか
じめプログラムされた値に保つ。また、必要に応じ、る
つぼの上下をも制御し、ガスのコンダクタンスを変化さ
せる。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a single crystal drawing showing an embodiment of the present invention.
It is a longitudinal cross-sectional view of a lifting device. Reference numeral 25 indicates a heating mechanism
Silicon melted in the crucible 1 by the roller heater 11.
It is a raw material melt. Further, reference numeral 9 indicates the raw material melt 25.
The seed crystal 7 held at the tip of the pulling mechanism 8
It is a single crystal that is growing due to baldness. Around the single crystal
Is the cylinder, the purge tube 4 is the chamber
Driven at the top. Reduce the diameter of the tip of the purge tube.
It reaches the vicinity of the melt surface 3. In the purge tube 4
Introduces argon gas from the supply port 14 at the top of the chamber
To be done. Argon gas descends along the pulled single crystal
Then, turn it over from the tip of the purge tube and
Through the exhaust port 10 at the bottom of the chamber.
Is discharged. And of the gas phase part inside and outside the purge tube
Pressure sensors 5 and 6 which are detectors for detecting pressure,
Located on the top of the purge tube and the chamber wall
It pressure Reference number = P911200002
Page (6/8) The sensors 5 and 6 are of capacitance type and are 4-6.
A high-precision one with a digit measurement accuracy is used. pressure
A pressure sensing element such as a Pirani gauge is used as the measuring element.
However, these elements output for long-term pressure measurement.
Is not constant and has high accuracy as required in the practice of the present invention.
It turned out to be unsuitable for pressure control. Used in the present invention
Another possible pressure sensing element is the strain on the semiconductor.
There is a so-called semiconductor pressure sensor used. In this example
In this case, the capacitance type is used as described above.
Therefore, the precision of pressure control is extremely high, and
Oxygen concentration control can be performed with high accuracy. Pressure sensor
The differential pressure inside and outside the purge tube detected by the
It is input as a signal to the central controller 40 provided outside the
Based on the value, either gas inlet valve 12 or exhaust valve 13
Or change the opening of both to show the differential pressure.
Keep at the programmed value. Also, if necessary
It also controls the top and bottom of the pot to change the gas conductance.
Let

【0015】図1に示した引上げ装置を用いて、半導体
シリコン単結晶の引上げを行なった。
A semiconductor silicon single crystal was pulled by using the pulling apparatus shown in FIG.

【0016】まず、φ16″のるつぼ1に、原料シリコン
40Kgを溶解し、種結晶7をシリコン融液25に浸漬し引上
げる。このとき、円筒体であるパージチューブ4は、シ
リコン融液面上数10mm上方に位置させる。単結晶9の引
上げに伴なってシリコン融液の高さは低下する。これを
打ち消すようにるつぼを上昇させ、円筒体先端とシリコ
ン融液の間隔が一定となるように保つ。この間隔として
は、10〜50mmが適当である。引上げプロセスのネック、
テーパー、直胴部の引上げ等は、通常のチョクラルスキ
ー法による方法と全く同じである。
First, raw silicon is placed in a crucible 1 of φ16 ″.
40 kg is melted and the seed crystal 7 is immersed in the silicon melt 25 and pulled up. At this time, the purge tube 4, which is a cylindrical body, is positioned several tens of mm above the silicon melt surface. The height of the silicon melt decreases as the single crystal 9 is pulled up. The crucible is raised so as to cancel it, and the distance between the tip of the cylinder and the silicon melt is kept constant. A suitable distance is 10 to 50 mm. Neck of the pulling process,
The taper, the pulling up of the straight body part, etc. are exactly the same as those in the ordinary Czochralski method.

【0017】使用する不活性ガスは、アルゴンで、その
圧力は0.5〜500 mbar.望ましくは1〜20 mbar.である。
アルゴンは、パージチューブ4の上方より導入され、引
上げ中のシリコン単結晶の外周部を通過し、パージチュ
ーブ下端の開口部と、シリコン融液の間を流れる。この
とき、蒸発性のSiOが運び去られる。整理番号=P911200002
ページ( 7/ 8)
The inert gas used is argon, the pressure of which is 0.5 to 500 mbar., Preferably 1 to 20 mbar.
Argon is introduced from above the purge tube 4, passes through the outer periphery of the silicon single crystal being pulled, and flows between the opening at the lower end of the purge tube and the silicon melt. At this time, evaporative SiO is carried away. Reference number = P911200002
Page (7/8)

【0018】本実施例においては、引上げに伴ない、ア
ルゴンガスのパージチューブ内の圧力を所定のプログラ
ムに従って増加させ、またパージチューブ内外の圧力差
も図2のように増大させた。
In this example, the pressure inside the purge tube of the argon gas was increased according to a predetermined program along with the pulling, and the pressure difference between the inside and outside of the purge tube was also increased as shown in FIG.

【0019】こうして引上げたシリコン単結晶の長さ方
向の酸素濃度を図3に示す。図3より明らかなように、
引上げに伴ないパージチューブ内外の圧力差を増大させ
ると、従来のようにこれを一定に保ったものより引上げ
単結晶中の酸素濃度をより一定にすることができる。
FIG. 3 shows the oxygen concentration in the length direction of the silicon single crystal thus pulled up. As is clear from FIG.
When the pressure difference between the inside and outside of the purge tube is increased with the pulling, the oxygen concentration in the pulled single crystal can be made more constant than in the conventional case where the pressure is kept constant.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、引上げられる単結晶中
の酸素濃度をその長さ方向により均一に一定に保つこと
ができる。
According to the present invention, the oxygen concentration in the pulled single crystal can be kept uniform and constant in the length direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である単結晶引上げ装置の縦
断面図。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a single crystal pulling apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における単結晶引上げにとも
なう円筒体内外の差圧を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a differential pressure inside and outside a cylindrical body due to pulling of a single crystal in an example of the present invention.

【図3】本発明により引上げたシリコン単結晶の長さ方
向の酸素濃度分布を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an oxygen concentration distribution in the length direction of a silicon single crystal pulled according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 るつぼ 2 チャンバー内壁 3 融液面 4 円筒体(パージチューブ) 5,6 圧力センサー 7 種結晶 8 引上げ装置整理番号=P911200002
ページ( 8/ 8) 9 単結晶 10 排気口 11 ヒータ 12,13 弁 14 供給口 20,30 気相部 25 原料融液 40 中央制御器 100 引上げ装置 200 チャンバー
1 crucible 2 chamber inner wall 3 melt surface 4 cylindrical body (purge tube) 5, 6 pressure sensor 7 seed crystal 8 pulling device reference number = P911200002
Page ( 8/8 ) 9 Single crystal 10 Exhaust port 11 Heater 12, 13 Valve 14 Supply port 20, 30 Gas phase 25 Raw material melt 40 Central controller 100 Pulling device 200 Chamber

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年3月27日[Submission date] March 27, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】明細書[Document name] Statement

【発明の名称】単結晶の引上げ方法及び引上げ装置Title: Single crystal pulling method and pulling apparatus

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はるつぼ内に溶解した原料
融液に種結晶を浸漬して徐々に引上げ、単結晶を育成す
る技術にかかり、特に、引上げ装置内部品に起因する半
導体シリコン単結晶の金属や金属酸化物による汚染防止
と、単結晶中へ取り込まれる酸素濃度制御の技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique of growing a single crystal by immersing a seed crystal in a raw material melt melted in a crucible and gradually pulling it up. The present invention relates to a technique for preventing contamination of crystals by metals and metal oxides and controlling the concentration of oxygen taken into a single crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、引上げ単結晶の軸方向の酸素濃度
分布を改善するものとしては、たとえば、特開平1−1
60893号公報に、引上げ装置内に供給する不活性ガ
スの流量を順次増加させ、シリコン単結晶中の酸素濃度
の単結晶成長に伴う低下を防止する技術が開示されてい
る。さらに、特開平1−160892号公報には、リフ
レクタの先端と融液面のクリアランスを単結晶の引上げ
に対応させてるつぼを上昇させ一定にすることで、単結
晶の軸方向の酸素濃度を一定化する方法が開示されてい
る。しかし、これらには、不活性ガスのガス圧センシン
グの有用性については述べられていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, for improving the oxygen concentration distribution in the axial direction of a pulled single crystal, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1 is known.
Japanese Patent No. 60893 discloses a technique of sequentially increasing the flow rate of an inert gas supplied into a pulling apparatus to prevent a decrease in oxygen concentration in a silicon single crystal due to single crystal growth. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. HEI 1-160892, the oxygen concentration in the axial direction of the single crystal is made constant by raising the crucible that keeps the clearance between the tip of the reflector and the melt surface to correspond to the pulling of the single crystal. A method of converting to the same is disclosed. However, these documents do not mention the usefulness of gas pressure sensing of an inert gas.

【0003】一方、単結晶中に取り込まれる不純物への
対策として、たとえば、特公昭57−40119及び特
公昭58−1080号公報には、るつぼの縁から突出し
ている上部の平たい環状リムと、環状リムに取り付けら
れ、内側の縁から円筒形状に下方に傾斜している又は、
円錐状に先細りになっている連結部とからなるカバーに
よって、引上げ中に凝縮した一酸化ケイ素凝縮物また
は、塊状物が、結晶引上げ中に融液中に落ち込むこと
を、装置内に流す不活性ガスの流速および圧力を適当に
調整することによって効果的に制御できるとしている。
しかしながら、こうした単結晶周囲に円筒形状のものを
設けたものは、通常、単結晶引上げに伴ない、結晶軸方
向の酸素濃度が急激に低下することが知られている。
On the other hand, as a measure against impurities taken into a single crystal, for example, Japanese Patent Publication Nos. 57-40119 and 58-1080 disclose an upper flat annular rim protruding from the edge of a crucible and an annular shape. Attached to the rim and inclined downward from the inner edge into a cylindrical shape, or
A cover consisting of a conical tapered connection and a silicon monoxide condensate condensed during pulling or agglomerates that flow into the melt during the crystal pulling It is said that it can be effectively controlled by appropriately adjusting the flow velocity and pressure of the gas.
However, it is known that, in the case where a cylindrical one is provided around such a single crystal, the oxygen concentration in the crystal axis direction is usually drastically reduced as the single crystal is pulled up.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路素子製
造用の基板には、主として高純度シリコンが用いられる
が、この高純度シリコンは主に、引上げ法の一つである
チョクラルスキー法により製造されている。この方法で
引き上げられた結晶中には酸素が固溶しており、この酸
素が半導体集積回路素子の製造工程で混入してくる金属
不純物を捕捉(ゲッタ)し、素子の電気的特性を向上さ
せる。ゲッタ作用は、酸素濃度に対して極めて敏感であ
るので、その制御がチョクラルスキー法による単結晶の
引き上げ技術上重要な位置を占めている。
High-purity silicon is mainly used for a substrate for manufacturing a semiconductor integrated circuit element. This high-purity silicon is mainly manufactured by the Czochralski method, which is one of the pulling methods. Has been done. Oxygen is solid-dissolved in the crystal pulled by this method, and this oxygen traps (getters) metal impurities mixed in in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, and improves the electrical characteristics of the device. .. Since the getter action is extremely sensitive to the oxygen concentration, its control occupies an important position in the technique of pulling a single crystal by the Czochralski method.

【0005】引き上げ中のシリコン単結晶の酸素は、石
英るつぼから溶出した酸素が、引き上げにともなって単
結晶に取り込まれものである。もちろん、石英るつぼか
ら融液中に溶出した酸素の90%以上は、融液表面から
一酸化けい素として蒸発してしまう。
The oxygen of the silicon single crystal being pulled is the oxygen eluted from the quartz crucible and taken into the single crystal as it is pulled. Of course, 90% or more of the oxygen eluted from the quartz crucible into the melt is evaporated as silicon monoxide from the surface of the melt.

【0006】一方、チョクラルスキー法によるシリコン
単結晶の高品質化の要求は、半導体集積回路素子の集積
度の向上とともに、ますます厳しいものとなってきてい
る。特に、酸素に起因する酸素誘起欠陥(以下OSFと
いう)は、結晶をウエハ加工して基板とした際に、表面
層に欠陥を生じるものであるため、集積回路素子の歩留
に直接影響するとみなされており、その低減はシリコン
単結晶製造上極めて重要である。
On the other hand, the demand for higher quality of the silicon single crystal by the Czochralski method is becoming more and more severe with the improvement of the integration degree of the semiconductor integrated circuit device. In particular, oxygen-induced defects (hereinafter referred to as OSFs) caused by oxygen are considered to directly affect the yield of integrated circuit elements because defects occur in the surface layer when a crystal is processed into a substrate to form a substrate. However, its reduction is extremely important in the production of silicon single crystals.

【0007】このOSFは、前記したように酸素に起因
するものでありながら、故意に金属汚染したシリコンウ
エハの方がそうでないものより発生量が多くなることか
ら、シリコン中に存在する金属が触媒的な働きをして、
その一因になっていることが近年明らかになってきた。
As described above, this OSF is caused by oxygen, but the amount of the silicon wafer intentionally contaminated with metal is larger than that of the other, so that the metal present in the silicon is a catalyst. Functioning like
In recent years it has become clear that this is one of the reasons.

【0008】本発明者らは、チョクラルスキー法による
単結晶の引上げ工程において、従来は見逃されていた、
高温度下における、装置内部品からの極微量の金属等に
よる汚染が、育成中の単結晶に対して起きていることを
見出した。すなわち、従来においては、このような装置
内部品の極微量の不純物についての挙動は、単結晶の欠
陥、特にOSFを対象としては顧みられたことはなかっ
た。もちろん、育成中の単結晶への不純物取り込み等を
極力防止するために、装置内に常時アルゴン等の不活性
ガスを流して、単結晶を新鮮な雰囲気下におくための工
夫はあったが、装置内の各部間のガス圧バランスを利用
して、単結晶中の酸素濃度、ひいては欠陥の制御までを
も行なうようなことはなされていない。
The present inventors have hitherto overlooked in the step of pulling a single crystal by the Czochralski method,
It was found that the contamination of the single crystal during the growth was caused by the trace amount of metal from the parts inside the apparatus at high temperature. That is, in the past, the behavior of such a component in the apparatus with respect to an extremely small amount of impurities has never been considered for single crystal defects, particularly OSF. Of course, in order to prevent impurities from being taken into the single crystal during growth as much as possible, there was a device to keep the single crystal in a fresh atmosphere by constantly flowing an inert gas such as argon in the apparatus. It has not been attempted to control the oxygen concentration in the single crystal, and thus even the defects, by utilizing the gas pressure balance between various parts in the apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況下で、ガス状金属、あるいは金属酸化物が、引上げ中
に単結晶に付着もしくは融液内に混入することを防止
し、あわせて、引上げ単結晶中の酸素濃度の正確な制御
を行なうことを目的とする。
Under the circumstances, the present invention prevents a gaseous metal or a metal oxide from adhering to a single crystal or being mixed in a melt during pulling. Therefore, the purpose is to accurately control the oxygen concentration in the pulled single crystal.

【0010】すなわち、本発明は、引上げ法とくにチョ
クラルスキー法による単結晶の引上げ装置であって、る
つぼ上方の引上げ装置チャンバの内壁にその一端が固定
され、単結晶周囲取り囲んで原料融液表面近傍にまで他
端が達した円筒体とを備えたものにおいて、円筒体内外
気相部の差圧を検出する検出機構と、この差圧を単結晶
の育成中所定のプログラムにしたがって制御する制御機
構とを備えたことを特徴としている。なお、円筒体内外
気相部の差圧を検出する検出機構の検出部には、静電容
量式の圧力測定素子または半導体圧力センサを用いると
良い。
That is, the present invention relates to a single crystal pulling apparatus by the pulling method, particularly the Czochralski method, one end of which is fixed to the inner wall of the pulling apparatus chamber above the crucible, and the surrounding surface of the single crystal surrounds the raw material melt. In the one provided with the cylindrical body whose other end has reached to the vicinity, a detection mechanism for detecting the differential pressure between the gas phase portion inside the cylindrical body and a control mechanism for controlling this differential pressure according to a predetermined program during the growth of the single crystal. It is characterized by having and. It should be noted that a capacitance type pressure measuring element or a semiconductor pressure sensor may be used for the detection unit of the detection mechanism that detects the pressure difference between the gas phase portion inside and outside the cylinder.

【0011】また別の発明として、円筒体内外気相部の
圧力差を単結晶の育成時所定のプログラムにしたがって
制御することを特徴としている。
Another aspect of the present invention is characterized in that the pressure difference between the gas phase portion inside and outside the cylinder is controlled according to a predetermined program when growing a single crystal.

【0012】[0012]

【作用】いま本発明を、図1を用いて説明すれば、単結
晶引上げ装置100のチャンバ200内には、るつぼ1上方の
チャンバ内壁2より融液面3近くに垂下された円筒体4
が備えられ、この円筒体の内部の圧力を検出する検出
器、たとえばセンサー5と、円筒体外部の圧力を検出す
るセンサー6とが、チャンバー200 の外壁に設置されて
いる。単結晶は、融液面3に浸漬した種結晶7を、引上
げ機構8により徐々に引上げつつ原料融液中より育成さ
れる。育成中の単結晶9を取り囲んだ円筒体4内には、
上方から新鮮な不活性ガスたとえば、アルゴンを常時流
下させ、融液面より生じる一酸化ケイ素や、装置内部品
からの揮散不純物をるつぼ外へと導き、最終的に、チャ
ンバ底部もしくは、側部に設けられた排気口10から系外
へと運び去る。前記のようにに円筒体4の内外には、気
相部20及び30の圧力差を検出する検出器5,6が設けら
れ、その結果を、引上げ装置外の中央制御器40へと出力
する。中央制御器40では、その時点における円筒体4内
外の差圧をあらかじめプログラムされた値と比較演算を
行ない、差圧を制御すべく信号をバルブ制御器50へと出
力する。この信号受けて、バルブ制御器50は、ガス供給
側の弁12と排気側の弁13に対して開閉信号を送り、差圧
があらかじめプログラムされた値に保たれるよう制御す
る。前記検出器5,6と中央制御器40の差圧を判定する
機構とで検出機構が構成される。
The present invention will now be described with reference to FIG. 1. In the chamber 200 of the single crystal pulling apparatus 100, a cylindrical body 4 is hung from a chamber inner wall 2 above the crucible 1 near the melt surface 3.
A detector for detecting the pressure inside the cylindrical body, for example, a sensor 5 and a sensor 6 for detecting the pressure outside the cylindrical body are installed on the outer wall of the chamber 200. The single crystal is grown from the raw material melt while gradually raising the seed crystal 7 immersed in the melt surface 3 by the pulling mechanism 8. In the cylindrical body 4 surrounding the single crystal 9 being grown,
A fresh inert gas such as argon is constantly flown down from above to guide silicon monoxide generated from the melt surface and volatilized impurities from internal parts of the equipment to the outside of the crucible, and finally to the bottom or side of the chamber. It is carried away from the system through the exhaust port 10 provided. As described above, the detectors 5 and 6 for detecting the pressure difference between the gas phase portions 20 and 30 are provided inside and outside the cylindrical body 4, and the result is output to the central controller 40 outside the pulling device. .. The central controller 40 compares the pressure difference between the inside and outside of the cylindrical body 4 with a preprogrammed value at that time, and outputs a signal to the valve controller 50 to control the pressure difference. In response to this signal, the valve controller 50 sends an open / close signal to the valve 12 on the gas supply side and the valve 13 on the exhaust side to control the differential pressure to be maintained at a preprogrammed value. A detection mechanism is composed of the detectors 5 and 6 and a mechanism for determining the differential pressure between the central controller 40.

【0013】また、融液面から揮散する一酸化ケイ素を
絶えず一定量排出するためには、アルゴンガスの流れパ
ターンと、その流量を一定に維持する必要がある。単結
晶の引上げに伴う融液面の低下により、円筒体と融液面
とのクリアランスが変化すると、流れのパターンが変化
しガス滞留を起こすことになる。これが、揮散一酸化ケ
イ素のるつぼ壁への沈積の原因となったりするから、ク
リアランスが一定になるよう、必要に応じ融液面の低下
に同期させてるつぼ駆動装置60に中央制御器40より信号
を送り、るつぼを上昇させ、同期制御を行なう。
Further, in order to constantly discharge a certain amount of silicon monoxide that volatilizes from the melt surface, it is necessary to maintain the argon gas flow pattern and its flow rate constant. When the clearance between the cylinder and the melt surface changes due to the decrease in the melt surface accompanying the pulling of the single crystal, the flow pattern changes and gas retention occurs. This may cause the deposition of volatilized silicon monoxide on the crucible wall.Therefore, the central controller 40 sends a signal from the central controller 40 to the crucible drive device 60 that synchronizes with the decrease of the melt surface so that the clearance becomes constant. To raise the crucible and perform synchronous control.

【0014】[0014]

【実施例1】図1は、本発明の一実施例を示す単結晶引
上げ装置の縦断面図ある。符号25は、加熱機構であると
ころのヒータ11により、るつぼ1中に溶融されたシリコ
ンの原料融液である。また、符号9は、原料融液25よ
り、引上げ機構8の先端に把持した種結晶7下に、引上
げにより成長しつつある単結晶である。単結晶の周囲に
は円筒体であるところのパージチューブ4がチャンバー
上部で駆動される。パージチューブの先端は、縮径して
融液面3近傍にまで達している。パージチューブ4内に
は、チャンバー上部の供給口14よりアルゴンガスが導入
される。アルゴンガスは、引上げ単結晶に沿って下降
し、パージチューブ先端より反転して、るつぼ縁の上部
を通り、最終的にチャンバー底部に設けた排気口10より
排出される。そして、パージチューブの内外の気相部の
圧力を検出する検出器である圧力センサー5及び6が、
パージチューブ上部と、チャンバー壁に設けられてい
る。圧力センサー5及び6は、静電容量式のものであ
り、4〜6桁の測定精度を有した高精度のものを用いて
いる。圧力測定用素子としては、ピラニゲージ等の圧力
検知素子があるが、これらの素子は長期間の圧力測定に
当って出力が一定せず、本発明の実施に要求されるよう
な高精度の圧力制御には不向きであることが判った。本
発明に採用され得る圧力検出素子としては、他に半導体
の歪みを利用した、いわゆる半導体圧力センサがある。
本実施例においては、前記のように静電容量式のものを
採用しているため、圧力制御の精度は極めて高く、引上
げ結晶中の酸素濃度制御を高精度で行なうことができ
る。圧力センサーで検出したパージチューブ内外の差圧
は、引上げ装置外に備えた中央制御器40に信号として入
力され、この値を基に、ガス導入用バルブ12、排気用バ
ルブ13のいずれか、又は両方の開度を変化させて、前記
差圧をあらかじめプログラムされた値に保つ。また、必
要に応じ、るつぼの上下をも制御し、ガスのコンダクタ
ンスを変化させる。
Embodiment 1 FIG. 1 is a vertical sectional view of a single crystal pulling apparatus showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 25 is a raw material melt of silicon melted in the crucible 1 by the heater 11 which is a heating mechanism. Further, reference numeral 9 is a single crystal growing from the raw material melt 25 under the seed crystal 7 held at the tip of the pulling mechanism 8 by pulling. A purge tube 4, which is a cylindrical body around the single crystal, is driven above the chamber. The tip of the purge tube is reduced in diameter and reaches near the melt surface 3. Argon gas is introduced into the purge tube 4 through the supply port 14 in the upper part of the chamber. The argon gas descends along the pulled single crystal, reverses from the tip of the purge tube, passes through the upper part of the crucible edge, and is finally discharged from the exhaust port 10 provided at the bottom of the chamber. Then, the pressure sensors 5 and 6 which are detectors for detecting the pressure of the gas phase portion inside and outside the purge tube,
It is provided on the upper part of the purge tube and the chamber wall. The pressure sensors 5 and 6 are of capacitance type, and are of high precision having a measurement precision of 4 to 6 digits. As a pressure measuring element, there is a pressure detecting element such as a Pirani gauge, but these elements have an output that is not constant during long-term pressure measurement, and highly accurate pressure control as required for the implementation of the present invention. It turned out to be unsuitable for. Another pressure detecting element that can be used in the present invention is a so-called semiconductor pressure sensor that utilizes the strain of a semiconductor.
In the present embodiment, since the electrostatic capacitance type is adopted as described above, the precision of pressure control is extremely high, and the oxygen concentration in the pulled crystal can be controlled with high precision. The differential pressure inside and outside the purge tube detected by the pressure sensor is input as a signal to the central controller 40 provided outside the pulling device, and based on this value, either the gas introduction valve 12 or the exhaust valve 13, or Both openings are varied to maintain the differential pressure at a pre-programmed value. Further, if necessary, the upper and lower sides of the crucible are also controlled to change the gas conductance.

【0015】図1に示した引上げ装置を用いて、半導体
シリコン単結晶の引上げを行なった。
A semiconductor silicon single crystal was pulled by using the pulling apparatus shown in FIG.

【0016】まず、φ16″のるつぼ1に、原料シリコン
40Kgを溶解し、種結晶7をシリコン融液25に浸漬し引上
げる。このとき、円筒体であるパージチューブ4は、シ
リコン融液面上数10mm上方に位置させる。単結晶9の引
上げに伴なってシリコン融液の高さは低下する。これを
打ち消すようにるつぼを上昇させ、円筒体先端とシリコ
ン融液の間隔が一定となるように保つ。この間隔として
は、10〜50mmが適当である。引上げプロセスのネック、
テーパー、直胴部の引上げ等は、通常のチョクラルスキ
ー法による方法と全く同じである。
First, raw silicon is placed in a crucible 1 of φ16 ″.
40 kg is melted and the seed crystal 7 is immersed in the silicon melt 25 and pulled up. At this time, the purge tube 4, which is a cylindrical body, is positioned several tens of mm above the silicon melt surface. The height of the silicon melt decreases as the single crystal 9 is pulled up. The crucible is raised so as to cancel it, and the distance between the tip of the cylinder and the silicon melt is kept constant. A suitable distance is 10 to 50 mm. Neck of the pulling process,
The taper, the pulling up of the straight body part, etc. are exactly the same as those in the ordinary Czochralski method.

【0017】使用する不活性ガスは、アルゴンで、その
圧力は0.5〜500 mbar.望ましくは1〜20 mbar.である。
アルゴンは、パージチューブ4の上方より導入され、引
上げ中のシリコン単結晶の外周部を通過し、パージチュ
ーブ下端の開口部と、シリコン融液の間を流れる。この
とき、蒸発性のSiOが運び去られる。
The inert gas used is argon, the pressure of which is 0.5 to 500 mbar., Preferably 1 to 20 mbar.
Argon is introduced from above the purge tube 4, passes through the outer periphery of the silicon single crystal being pulled, and flows between the opening at the lower end of the purge tube and the silicon melt. At this time, evaporative SiO is carried away.

【0018】本実施例においては、引上げに伴ない、ア
ルゴンガスのパージチューブ内の圧力を所定のプログラ
ムに従って増加させ、またパージチューブ内外の圧力差
も図2のように増大させた。
In this example, the pressure inside the purge tube of the argon gas was increased according to a predetermined program along with the pulling, and the pressure difference between the inside and outside of the purge tube was also increased as shown in FIG.

【0019】こうして引上げたシリコン単結晶の長さ方
向の酸素濃度を図3に示す。図3より明らかなように、
引上げに伴ないパージチューブ内外の圧力差を増大させ
ると、従来のようにこれを一定に保ったものより引上げ
単結晶中の酸素濃度をより一定にすることができる。
FIG. 3 shows the oxygen concentration in the length direction of the silicon single crystal thus pulled up. As is clear from FIG.
When the pressure difference between the inside and outside of the purge tube is increased with the pulling, the oxygen concentration in the pulled single crystal can be made more constant than in the conventional case where the pressure is kept constant.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、引上げられる単結晶中
の酸素濃度をその長さ方向により均一に一定に保つこと
ができる。
According to the present invention, the oxygen concentration in the pulled single crystal can be kept uniform and constant in the length direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である単結晶引上げ装置の縦
断面図。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a single crystal pulling apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における単結晶引上げにとも
なう円筒体内外の差圧を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a differential pressure inside and outside a cylindrical body due to pulling of a single crystal in an example of the present invention.

【図3】本発明により引上げたシリコン単結晶の長さ方
向の酸素濃度分布を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an oxygen concentration distribution in the length direction of a silicon single crystal pulled according to the present invention.

【符号の説明】 1 るつぼ 2 チャンバー内壁 3 融液面 4 円筒体(パージチューブ) 5,6 圧力センサー 7 種結晶 8 引上げ装置 9 単結晶 10 排気口 11 ヒータ 12,13 弁 14 供給口 20,30 気相部 25 原料融液 40 中央制御器 100 引上げ装置 200 チャンバー[Explanation of symbols] 1 crucible 2 chamber inner wall 3 melt surface 4 cylindrical body (purge tube) 5,6 pressure sensor 7 seed crystal 8 pulling device 9 single crystal 10 exhaust port 11 heater 12, 13 valve 14 supply port 20,30 Gas phase 25 Raw material melt 40 Central controller 100 Lifting device 200 Chamber

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【図1】 [Figure 1]

【図3】 [Figure 3]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原料を充填するるつぼと、るつぼ周囲に設
けられ原料を溶解する加熱機構と、溶融原料に種結晶を
浸漬して単結晶を引上げる引上げ機構と、るつぼ上方の
引上げ装置チャンバの内壁にその一端が固定され、単結
晶の引上げ域の周囲を取り囲んで原料融液充填域近傍に
まで他端が達した円筒体とを備えた単結晶の引上げ装置
において、円筒体内外気相部の圧力差を検出する検出機
構と、検出された差圧に基づき、引上げ装置内への不活
性ガスの供給量及び/または引上げ装置外への排気量と
を制御して、前記差圧を単結晶の育成中所定のプログラ
ムにしたがって制御する制御機構とを備えたことを特徴
とする単結晶引上げ装置。
1. A crucible for filling a raw material, a heating mechanism provided around the crucible for melting the raw material, a pulling mechanism for pulling a single crystal by immersing a seed crystal in the molten raw material, and a pulling device chamber above the crucible. One end is fixed to the inner wall, in the single crystal pulling device with a cylindrical body surrounding the periphery of the single crystal pulling region and the other end reaching near the raw material melt filling region, The detection mechanism for detecting the pressure difference and the supply amount of the inert gas into the pulling device and / or the exhaust amount to the outside of the pulling device are controlled based on the detected differential pressure to control the differential pressure to a single crystal. And a control mechanism for controlling according to a predetermined program during the growth of the single crystal pulling apparatus.
【請求項2】前記円筒内外気相部の圧力検出機構の圧力
検出手段が、静電容量式の圧力測定素子または半導体圧
力センサであることを特徴とする請求項1記載の単結晶
引上げ装置。
2. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the pressure detecting means of the pressure detecting mechanism for the gas phase inside and outside the cylinder is a capacitance type pressure measuring element or a semiconductor pressure sensor.
【請求項3】るつぼ内に溶解された原料融液に、るつぼ
上方の引上げ装置チャンバの内壁より単結晶引上げ域を
囲んで垂下された円筒体内を通じ、種結晶を浸漬して徐
々に引上げ、種結晶下に単結晶を育成する単結晶の引上
げ方法において、円筒体内外気相部の圧力差を単結晶の
育成時所定のプログラムにしたがって制御することを特
徴とする単結晶の引上げ方法。
3. A seed crystal is dipped in a raw material melt dissolved in a crucible and gradually pulled up through a cylindrical body suspended from an inner wall of a pulling apparatus chamber above the crucible so as to surround a single crystal pulling region. A method for pulling a single crystal in which a single crystal is grown under a crystal, wherein the pressure difference between the gas phase outside the cylinder is controlled according to a predetermined program during the growth of the single crystal.
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