JPH05208888A - Ｃｚ法による単結晶製造装置の冷却システム - Google Patents
Ｃｚ法による単結晶製造装置の冷却システムInfo
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- JPH05208888A JPH05208888A JP3864392A JP3864392A JPH05208888A JP H05208888 A JPH05208888 A JP H05208888A JP 3864392 A JP3864392 A JP 3864392A JP 3864392 A JP3864392 A JP 3864392A JP H05208888 A JPH05208888 A JP H05208888A
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- cooling
- cooling water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 良質で、かつ形状精度の良い単結晶を、高い
歩留りで得ることができるような、ＣＺ法による単結晶
製造装置の冷却システムを提供する。 【構成】 チャンバ１と冷却水供給装置２との間にイン
ラインチラー３を設け、Ｓｉ単結晶の引き上げ工程ごと
に、かつチャンバ１、ヒータ電極４およびるつぼ軸５な
どの冷却部位ごとに、それぞれ最適温度の冷却水を供給
する。これにより、冷却システムの温度制御性が向上
し、結晶形状の精度を高めることができ、結晶歩留りが
向上する。また、Ｓｉ単結晶８に放射される輻射熱をチ
ャンバ１の内壁上部に反射させる外周面を備え、Ｓｉ単
結晶８を包囲する中空管状部材１０を用いることによ
り、単結晶の外周への熱履歴を制御することができると
ともに、冷却性能を向上させることができる。従って、
結晶内部品質特にＯｉ濃度が一定に保たれ、高品質の単
結晶を得ることが可能となる。
歩留りで得ることができるような、ＣＺ法による単結晶
製造装置の冷却システムを提供する。 【構成】 チャンバ１と冷却水供給装置２との間にイン
ラインチラー３を設け、Ｓｉ単結晶の引き上げ工程ごと
に、かつチャンバ１、ヒータ電極４およびるつぼ軸５な
どの冷却部位ごとに、それぞれ最適温度の冷却水を供給
する。これにより、冷却システムの温度制御性が向上
し、結晶形状の精度を高めることができ、結晶歩留りが
向上する。また、Ｓｉ単結晶８に放射される輻射熱をチ
ャンバ１の内壁上部に反射させる外周面を備え、Ｓｉ単
結晶８を包囲する中空管状部材１０を用いることによ
り、単結晶の外周への熱履歴を制御することができると
ともに、冷却性能を向上させることができる。従って、
結晶内部品質特にＯｉ濃度が一定に保たれ、高品質の単
結晶を得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＺ法による単結晶製
造装置の冷却システムに関する。
造装置の冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＺ法を用いて単結晶を引き上げる場
合、結晶歩留りや結晶冷却速度を上げるため、単結晶引
き上げの各工程すなわち絞り、肩広げ、直胴部形成、テ
ール形成に応じて、チャンバ、ヒータ電極等の温度を最
適状態に制御する必要がある。これについては、下記の
引き上げ方法または引き上げ装置が知られている。 （１）特開昭６２−１９７３９８に示されているよう
に、単結晶の引き上げ工程に応じてシード軸およびるつ
ぼ軸の冷却水温度、流量に特定の変化を与えながら単結
晶を成長させ、結晶成長界面の形状を均一に保持するこ
とにより、良質の単結晶を高い歩留りで得る単結晶引き
上げ方法。 （２）実開平１−９４４６８に示されているように、る
つぼを収納したチャンバの上端面に、単結晶を囲んだ状
態で冷却する冷却筒を着脱自在に垂設することにより、
単結晶の直径に応じた適正な冷却効果を与え、単結晶の
品質を良好に保持する引き上げ装置。
合、結晶歩留りや結晶冷却速度を上げるため、単結晶引
き上げの各工程すなわち絞り、肩広げ、直胴部形成、テ
ール形成に応じて、チャンバ、ヒータ電極等の温度を最
適状態に制御する必要がある。これについては、下記の
引き上げ方法または引き上げ装置が知られている。 （１）特開昭６２−１９７３９８に示されているよう
に、単結晶の引き上げ工程に応じてシード軸およびるつ
ぼ軸の冷却水温度、流量に特定の変化を与えながら単結
晶を成長させ、結晶成長界面の形状を均一に保持するこ
とにより、良質の単結晶を高い歩留りで得る単結晶引き
上げ方法。 （２）実開平１−９４４６８に示されているように、る
つぼを収納したチャンバの上端面に、単結晶を囲んだ状
態で冷却する冷却筒を着脱自在に垂設することにより、
単結晶の直径に応じた適正な冷却効果を与え、単結晶の
品質を良好に保持する引き上げ装置。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２−１９
７３９８による単結晶引き上げ方法は、チャンバ内の冷
却能力が不足しているため、温度制御性特に立ち上がり
特性が悪く、結晶形状の制御も十分にできない。また、
実開平１−９４４６８による単結晶引き上げ装置は、結
晶冷却に対する効果は認められるが、結晶形状に不可欠
なチャンバ内温度制御速度および制御精度の点で劣るた
め、結晶の歩留りを向上させることはできない。本発明
は上記従来の問題点に着目し、良質でかつ形状精度の高
い単結晶を高い歩留りで得ることができるような、ＣＺ
法による単結晶製造装置の冷却システムを提供すること
を目的とする。
７３９８による単結晶引き上げ方法は、チャンバ内の冷
却能力が不足しているため、温度制御性特に立ち上がり
特性が悪く、結晶形状の制御も十分にできない。また、
実開平１−９４４６８による単結晶引き上げ装置は、結
晶冷却に対する効果は認められるが、結晶形状に不可欠
なチャンバ内温度制御速度および制御精度の点で劣るた
め、結晶の歩留りを向上させることはできない。本発明
は上記従来の問題点に着目し、良質でかつ形状精度の高
い単結晶を高い歩留りで得ることができるような、ＣＺ
法による単結晶製造装置の冷却システムを提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るＣＺ法による単結晶製造装置の冷却シ
ステムは、ＣＺ法を用いる単結晶製造装置と冷却水供給
装置との間に水温調節装置を設け、チャンバ、るつぼ
軸、ヒータ電極、シード軸など単結晶製造装置の各部位
を冷却する冷却水の温度を、単結晶引き上げの各工程ご
とに可変とし、または、ＣＺ法を用いる単結晶製造装置
において、前記水温調節装置を単結晶製造装置の冷却対
象部位ごとに区分し、各冷却対象部位に供給する冷却水
の温度を、単結晶引き上げの各工程ごとに、かつ前記冷
却対象部位ごとに可変とし、あるいは、ＣＺ法を用いる
単結晶製造装置において、前記水温調節装置に加えて、
チャンバ内に上下動自在の中空管状部材を設け、この中
空管状部材は引き上げ単結晶の外周を包囲し、下端と融
液面との間に隙間を形成するとともに、外周面には、前
記融液面およびるつぼ内壁から引き上げ単結晶に放射さ
れる輻射熱を、チャンバ内壁に反射する曲面を備えるも
のとした。
に、本発明に係るＣＺ法による単結晶製造装置の冷却シ
ステムは、ＣＺ法を用いる単結晶製造装置と冷却水供給
装置との間に水温調節装置を設け、チャンバ、るつぼ
軸、ヒータ電極、シード軸など単結晶製造装置の各部位
を冷却する冷却水の温度を、単結晶引き上げの各工程ご
とに可変とし、または、ＣＺ法を用いる単結晶製造装置
において、前記水温調節装置を単結晶製造装置の冷却対
象部位ごとに区分し、各冷却対象部位に供給する冷却水
の温度を、単結晶引き上げの各工程ごとに、かつ前記冷
却対象部位ごとに可変とし、あるいは、ＣＺ法を用いる
単結晶製造装置において、前記水温調節装置に加えて、
チャンバ内に上下動自在の中空管状部材を設け、この中
空管状部材は引き上げ単結晶の外周を包囲し、下端と融
液面との間に隙間を形成するとともに、外周面には、前
記融液面およびるつぼ内壁から引き上げ単結晶に放射さ
れる輻射熱を、チャンバ内壁に反射する曲面を備えるも
のとした。
【０００５】
【作用】請求項１においては、単結晶製造装置と冷却水
供給装置との間に水温調節装置を設け、単結晶の引き上
げの各工程ごとにチャンバ、るつぼ軸、ヒータ電極、シ
ード軸などを冷却する冷却水の温度を可変としたので、
それぞれの工程に対して最適温度の冷却水を単結晶製造
装置の各部位に供給することができる。また、請求項２
においては、前記水温調節装置を冷却対象部位ごとに区
分し、単結晶引き上げの各工程ごとに、かつ、チャン
バ、るつぼ軸、ヒータ電極、シード軸などに分けてそれ
ぞれ冷却水温度を可変としたので、各部位ごとに、各工
程に対応した最適温度の冷却水を供給することができ
る。これにより、チャンバ内の温度制御性が向上する。
供給装置との間に水温調節装置を設け、単結晶の引き上
げの各工程ごとにチャンバ、るつぼ軸、ヒータ電極、シ
ード軸などを冷却する冷却水の温度を可変としたので、
それぞれの工程に対して最適温度の冷却水を単結晶製造
装置の各部位に供給することができる。また、請求項２
においては、前記水温調節装置を冷却対象部位ごとに区
分し、単結晶引き上げの各工程ごとに、かつ、チャン
バ、るつぼ軸、ヒータ電極、シード軸などに分けてそれ
ぞれ冷却水温度を可変としたので、各部位ごとに、各工
程に対応した最適温度の冷却水を供給することができ
る。これにより、チャンバ内の温度制御性が向上する。
【０００６】請求項３においては、上記水温調節装置に
加えて、チャンバ内に上下動自在の中空管状部材を設
け、この中空管状部材によって、引き上げ単結晶を融液
面およびるつぼ内壁から放射される輻射熱から保護する
構成としたので、単結晶製造装置の各部位に供給する冷
却水温度を最適に維持することができるとともに、引き
上げ単結晶の冷却速度を上げることができる。
加えて、チャンバ内に上下動自在の中空管状部材を設
け、この中空管状部材によって、引き上げ単結晶を融液
面およびるつぼ内壁から放射される輻射熱から保護する
構成としたので、単結晶製造装置の各部位に供給する冷
却水温度を最適に維持することができるとともに、引き
上げ単結晶の冷却速度を上げることができる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明に係るＣＺ法によるＳｉ単結
晶製造装置の冷却システムの実施例について、図面を参
照して説明する。図１は請求項１に基づく冷却システム
の概略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１
と冷却水供給装置２との間に水温調節装置（以下インラ
インチラーという）３が設けられ、前記冷却水供給装置
２は、冷却水供給水管２ａ，冷却水戻り水管２ｂを介し
てインラインチラー３に接続されている。前記インライ
ンチラー３と、図示しないロードセルおよびシード軸と
の間に冷却水供給水管３１、冷却水戻り水管３２が、イ
ンラインチラー３とトップチャンバ１ａとの間に冷却水
供給水管３３、冷却水戻り水管３４が、またインライン
チラー３とメインチャンバ１ｂとの間に冷却水供給水管
３５、冷却水戻り水管３６が、更にインラインチラー３
とヒータ電極４およびるつぼ軸５との間に冷却水供給水
管３７、冷却水戻り水管３８がそれぞれ配設されてい
る。前記冷却水戻り水管３２，３４，３６，３８の水温
は、図示しない温度センサによって検出され、ＣＺコン
トローラ６に入力される。また、ＣＺコントローラ６の
出力配線６ａは前記インラインチラー３に接続され、ヒ
ータ４ａの温度を検出する放射温度計７の出力配線７ａ
は、前記ＣＺコントローラ６に接続されている。なお、
８はＳｉ単結晶である。
晶製造装置の冷却システムの実施例について、図面を参
照して説明する。図１は請求項１に基づく冷却システム
の概略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１
と冷却水供給装置２との間に水温調節装置（以下インラ
インチラーという）３が設けられ、前記冷却水供給装置
２は、冷却水供給水管２ａ，冷却水戻り水管２ｂを介し
てインラインチラー３に接続されている。前記インライ
ンチラー３と、図示しないロードセルおよびシード軸と
の間に冷却水供給水管３１、冷却水戻り水管３２が、イ
ンラインチラー３とトップチャンバ１ａとの間に冷却水
供給水管３３、冷却水戻り水管３４が、またインライン
チラー３とメインチャンバ１ｂとの間に冷却水供給水管
３５、冷却水戻り水管３６が、更にインラインチラー３
とヒータ電極４およびるつぼ軸５との間に冷却水供給水
管３７、冷却水戻り水管３８がそれぞれ配設されてい
る。前記冷却水戻り水管３２，３４，３６，３８の水温
は、図示しない温度センサによって検出され、ＣＺコン
トローラ６に入力される。また、ＣＺコントローラ６の
出力配線６ａは前記インラインチラー３に接続され、ヒ
ータ４ａの温度を検出する放射温度計７の出力配線７ａ
は、前記ＣＺコントローラ６に接続されている。なお、
８はＳｉ単結晶である。
【０００８】図２は請求項１の冷却システムにおける制
御装置の構成を示すブロック図である。図１に示した冷
却水戻り水管３２，３４，３６，３８にそれぞれ装着さ
れた水温センサ２１，２２，２３，２４の出力信号は、
ＣＺコントローラ６内の戻り水温演算手段６１，６２，
６３，６４に入力され、各水温の演算が行われる。放射
温度計７の出力信号はヒータ温度演算手段６５に入力さ
れて、ヒータ温度が演算され、シード軸昇降用モータエ
ンコーダ２５、るつぼ軸昇降用モータエンコーダ２６の
出力信号は、それぞれシード軸昇降速度演算手段６６、
るつぼ軸昇降速度演算手段６７に入力されて、各昇降速
度が演算される。
御装置の構成を示すブロック図である。図１に示した冷
却水戻り水管３２，３４，３６，３８にそれぞれ装着さ
れた水温センサ２１，２２，２３，２４の出力信号は、
ＣＺコントローラ６内の戻り水温演算手段６１，６２，
６３，６４に入力され、各水温の演算が行われる。放射
温度計７の出力信号はヒータ温度演算手段６５に入力さ
れて、ヒータ温度が演算され、シード軸昇降用モータエ
ンコーダ２５、るつぼ軸昇降用モータエンコーダ２６の
出力信号は、それぞれシード軸昇降速度演算手段６６、
るつぼ軸昇降速度演算手段６７に入力されて、各昇降速
度が演算される。
【０００９】単結晶成長工程別冷却水温設定・記憶手段
６８には、単結晶引き上げ工程別に冷却水温が設定・記
憶されている。たとえば絞り工程ではＴ11、肩広げ工程
ではＴ12、直胴形成工程ではＴ13、テール形成工程では
Ｔ14である。これらの設定値と、前記各演算手段による
演算結果とに基づいて、単結晶成長工程別冷却水温の可
否判定手段６９が冷却水温の可否を判定し、インライン
チラー３に指令信号ＶC を出力する。また、冷却水温を
調節する必要がある場合は、前記指令信号をＶC ’に変
更して出力する。
６８には、単結晶引き上げ工程別に冷却水温が設定・記
憶されている。たとえば絞り工程ではＴ11、肩広げ工程
ではＴ12、直胴形成工程ではＴ13、テール形成工程では
Ｔ14である。これらの設定値と、前記各演算手段による
演算結果とに基づいて、単結晶成長工程別冷却水温の可
否判定手段６９が冷却水温の可否を判定し、インライン
チラー３に指令信号ＶC を出力する。また、冷却水温を
調節する必要がある場合は、前記指令信号をＶC ’に変
更して出力する。
【００１０】図３は前記ＣＺコントローラ６の制御を実
行するフローチャートで、各ステップの左肩に記載した
数字はステップ番号である。ステップ１でインラインチ
ラーに対する冷却水温指令信号が出力される。まず第１
工程すなわち絞り工程において、インラインチラーから
出る冷却水温がＴ11になるように、指令信号ＶC が出力
される。次にステップ２で単結晶製造装置の各部位から
の戻り冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度
ＴH とが読み込まれる。ステップ３では、前記戻り冷却
水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とに基
づいて、同一工程内たとえば絞り工程内において前記Ｔ
11の変更が必要か否かを判定し、必要であればステップ
４でインラインチラーの冷却水温変更指令信号ＶC ’が
出力された後、ステップ２に戻る。不要であればステッ
プ５に進み、前記戻り冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4
と、ヒータ温度ＴH 、シード移動速度ｖs 、るつぼ移動
速度ｖc とが読み込まれる。ステップ６では、ステップ
５で読み込んだ各データに基づいて、工程進捗に伴う前
記Ｔ11の変更が必要か否かを判定し、これも不要であれ
ばステップ２に戻る。必要であればステップ７で、次の
工程番号たとえば第２工程である肩広げ工程における冷
却水設定温度Ｔ12に対するインラインチラーの設定温度
指令信号ＶC が出力され、ステップ２に戻る。
行するフローチャートで、各ステップの左肩に記載した
数字はステップ番号である。ステップ１でインラインチ
ラーに対する冷却水温指令信号が出力される。まず第１
工程すなわち絞り工程において、インラインチラーから
出る冷却水温がＴ11になるように、指令信号ＶC が出力
される。次にステップ２で単結晶製造装置の各部位から
の戻り冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度
ＴH とが読み込まれる。ステップ３では、前記戻り冷却
水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とに基
づいて、同一工程内たとえば絞り工程内において前記Ｔ
11の変更が必要か否かを判定し、必要であればステップ
４でインラインチラーの冷却水温変更指令信号ＶC ’が
出力された後、ステップ２に戻る。不要であればステッ
プ５に進み、前記戻り冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4
と、ヒータ温度ＴH 、シード移動速度ｖs 、るつぼ移動
速度ｖc とが読み込まれる。ステップ６では、ステップ
５で読み込んだ各データに基づいて、工程進捗に伴う前
記Ｔ11の変更が必要か否かを判定し、これも不要であれ
ばステップ２に戻る。必要であればステップ７で、次の
工程番号たとえば第２工程である肩広げ工程における冷
却水設定温度Ｔ12に対するインラインチラーの設定温度
指令信号ＶC が出力され、ステップ２に戻る。
【００１１】図４は請求項２に基づく冷却システムの概
略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１と冷
却水供給装置２との間にインラインチラー３が設けら
れ、前記冷却水供給装置２は冷却水供給水管２ａ，冷却
水戻り水管２ｂを介してインラインチラー３に接続され
ている。前記インラインチラー３は、ロードセルおよび
シード軸冷却用チラー３ａ、トップチャンバ冷却用チラ
ー３ｂ、メインチャンバ冷却用チラー３ｃ、ヒータ電極
およびるつぼ軸冷却用チラー３ｄの４区画に区分され、
前記チラー３ａと、図示しないロードセルおよびシード
軸との間に冷却水供給水管３１、冷却水戻り水管３２
が、前記チラー３ｂとトップチャンバ１ａとの間に冷却
水供給水管３３、冷却水戻り水管３４が、また前記チラ
ー３ｃとメインチャンバ１ｂとの間に冷却水供給水管３
５、冷却水戻り水管３６が、更に前記チラー３ｄとヒー
タ電極４およびるつぼ軸５との間に冷却水供給水管３
７、冷却水戻り水管３８がそれぞれ配設されている。前
記冷却水戻り水管３２，３４，３６，３８の水温は、図
示しない温度センサによって検出され、ＣＺコントロー
ラ６に入力される。また、ＣＺコントローラ６の出力配
線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄはそれぞれ前記チラー３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄにそれぞれ接続され、ヒータ４ａの温
度を検出する放射温度計７の出力配線７ａおよび図示し
ないシード軸昇降用モータ、るつぼ軸昇降用モータのエ
ンコーダ出力配線は、前記ＣＺコントローラ６に接続さ
れている。
略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１と冷
却水供給装置２との間にインラインチラー３が設けら
れ、前記冷却水供給装置２は冷却水供給水管２ａ，冷却
水戻り水管２ｂを介してインラインチラー３に接続され
ている。前記インラインチラー３は、ロードセルおよび
シード軸冷却用チラー３ａ、トップチャンバ冷却用チラ
ー３ｂ、メインチャンバ冷却用チラー３ｃ、ヒータ電極
およびるつぼ軸冷却用チラー３ｄの４区画に区分され、
前記チラー３ａと、図示しないロードセルおよびシード
軸との間に冷却水供給水管３１、冷却水戻り水管３２
が、前記チラー３ｂとトップチャンバ１ａとの間に冷却
水供給水管３３、冷却水戻り水管３４が、また前記チラ
ー３ｃとメインチャンバ１ｂとの間に冷却水供給水管３
５、冷却水戻り水管３６が、更に前記チラー３ｄとヒー
タ電極４およびるつぼ軸５との間に冷却水供給水管３
７、冷却水戻り水管３８がそれぞれ配設されている。前
記冷却水戻り水管３２，３４，３６，３８の水温は、図
示しない温度センサによって検出され、ＣＺコントロー
ラ６に入力される。また、ＣＺコントローラ６の出力配
線６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄはそれぞれ前記チラー３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄにそれぞれ接続され、ヒータ４ａの温
度を検出する放射温度計７の出力配線７ａおよび図示し
ないシード軸昇降用モータ、るつぼ軸昇降用モータのエ
ンコーダ出力配線は、前記ＣＺコントローラ６に接続さ
れている。
【００１２】図５は請求項２の冷却システムにおける制
御装置の構成を示すブロック図である。図４に示した冷
却水戻り水管３２，３４，３６，３８にそれぞれ装着さ
れた水温センサ２１，２２，２３，２４の出力信号は、
ＣＺコントローラ６内の戻り水温演算手段６１，６２，
６３，６４に入力され、各水温の演算が行われる。放射
温度計７の出力信号はヒータ温度演算手段６５に入力さ
れて、ヒータ温度が演算され、シード軸昇降用モータエ
ンコーダ２５、るつぼ軸昇降用モータエンコーダ２６の
出力信号は、それぞれシード軸昇降速度演算手段６６、
るつぼ軸昇降速度演算手段６７に入力されて、各昇降速
度が演算される。
御装置の構成を示すブロック図である。図４に示した冷
却水戻り水管３２，３４，３６，３８にそれぞれ装着さ
れた水温センサ２１，２２，２３，２４の出力信号は、
ＣＺコントローラ６内の戻り水温演算手段６１，６２，
６３，６４に入力され、各水温の演算が行われる。放射
温度計７の出力信号はヒータ温度演算手段６５に入力さ
れて、ヒータ温度が演算され、シード軸昇降用モータエ
ンコーダ２５、るつぼ軸昇降用モータエンコーダ２６の
出力信号は、それぞれシード軸昇降速度演算手段６６、
るつぼ軸昇降速度演算手段６７に入力されて、各昇降速
度が演算される。
【００１３】製造装置部位別・単結晶成長工程別冷却水
温設定・記憶手段６８ａには、トップチャンバ、メイン
チャンバ、ヒータ等の部位別に、かつ、単結晶引き上げ
工程別に冷却水温が設定・記憶されている。たとえば絞
り工程では、ロードセルおよびシード軸に対してＴ11、
トップチャンバに対してＴ21、メインチャンバに対して
Ｔ31、ヒータ電極およびるつぼ軸に対してＴ41、肩広げ
工程では前記各部位別にＴ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42であ
り、直胴形成工程では前記各部位別にＴ13，Ｔ23，Ｔ3
3，Ｔ43である。これらの設定値と、前記各演算手段に
よる演算結果とに基づいて、製造装置部位別・単結晶成
長工程別冷却水温の可否判定手段６９ａが冷却水温の可
否を判定し、ロードセルおよびシード軸冷却用チラー３
ａ、トップチャンバ冷却用チラー３ｂ、メインチャンバ
冷却用チラー３ｃ、ヒータ電極およびるつぼ軸冷却用チ
ラー３ｄにそれぞれ指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4を
出力する。また、冷却水温を調節する必要がある場合
は、前記指令信号をＶC1’，ＶC2’，ＶC3’，ＶC4’に
変更して出力する。
温設定・記憶手段６８ａには、トップチャンバ、メイン
チャンバ、ヒータ等の部位別に、かつ、単結晶引き上げ
工程別に冷却水温が設定・記憶されている。たとえば絞
り工程では、ロードセルおよびシード軸に対してＴ11、
トップチャンバに対してＴ21、メインチャンバに対して
Ｔ31、ヒータ電極およびるつぼ軸に対してＴ41、肩広げ
工程では前記各部位別にＴ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42であ
り、直胴形成工程では前記各部位別にＴ13，Ｔ23，Ｔ3
3，Ｔ43である。これらの設定値と、前記各演算手段に
よる演算結果とに基づいて、製造装置部位別・単結晶成
長工程別冷却水温の可否判定手段６９ａが冷却水温の可
否を判定し、ロードセルおよびシード軸冷却用チラー３
ａ、トップチャンバ冷却用チラー３ｂ、メインチャンバ
冷却用チラー３ｃ、ヒータ電極およびるつぼ軸冷却用チ
ラー３ｄにそれぞれ指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4を
出力する。また、冷却水温を調節する必要がある場合
は、前記指令信号をＶC1’，ＶC2’，ＶC3’，ＶC4’に
変更して出力する。
【００１４】図６は前記ＣＺコントローラ６の制御を実
行するフローチャートで、各ステップの左肩に記載した
数字はステップ番号である。ステップ１でインラインチ
ラー別冷却水温指令信号が出力される。まず第１工程す
なわち絞り工程において、ロードセルおよびシード軸冷
却用チラーの水温がＴ11になり、トップチャンバ冷却用
チラーの水温がＴ21になり、メインチャンバ冷却用チラ
ーの水温がＴ31になり、ヒータ電極およびるつぼ軸冷却
用チラーの水温がＴ41になるように、前記各チラーにそ
れぞれ指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4が出力される。
次にステップ２で単結晶製造装置の各部位からの戻り冷
却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とが
読み込まれる。ステップ３では、前記戻り冷却水温ｔ1
，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とに基づい
て、同一工程内たとえば絞り工程内において前記Ｔ11〜
Ｔ41の変更が必要か否かを判定し、必要であればステッ
プ４でインラインチラー別冷却水温変更指令信号ＶC
1’，ＶC2’，ＶC3’，ＶC4’が出力された後、ステッ
プ２に戻る。不要であればステップ５に進み、前記戻り
冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH 、
シード移動速度ｖs 、るつぼ移動速度ｖc とが読み込ま
れる。ステップ６では、ステップ５で読み込んだ各デー
タに基づいて、工程進捗に伴う前記Ｔ11〜Ｔ41の変更が
必要か否かを判定し、これも不要であればステップ２に
戻る。必要であればステップ７で、次の工程番号たとえ
ば第２工程である肩広げ工程における部位別冷却水設定
温度Ｔ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42に対する各チラーの設定温
度指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4が出力され、ステッ
プ２に戻る。
行するフローチャートで、各ステップの左肩に記載した
数字はステップ番号である。ステップ１でインラインチ
ラー別冷却水温指令信号が出力される。まず第１工程す
なわち絞り工程において、ロードセルおよびシード軸冷
却用チラーの水温がＴ11になり、トップチャンバ冷却用
チラーの水温がＴ21になり、メインチャンバ冷却用チラ
ーの水温がＴ31になり、ヒータ電極およびるつぼ軸冷却
用チラーの水温がＴ41になるように、前記各チラーにそ
れぞれ指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4が出力される。
次にステップ２で単結晶製造装置の各部位からの戻り冷
却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とが
読み込まれる。ステップ３では、前記戻り冷却水温ｔ1
，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH とに基づい
て、同一工程内たとえば絞り工程内において前記Ｔ11〜
Ｔ41の変更が必要か否かを判定し、必要であればステッ
プ４でインラインチラー別冷却水温変更指令信号ＶC
1’，ＶC2’，ＶC3’，ＶC4’が出力された後、ステッ
プ２に戻る。不要であればステップ５に進み、前記戻り
冷却水温ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 と、ヒータ温度ＴH 、
シード移動速度ｖs 、るつぼ移動速度ｖc とが読み込ま
れる。ステップ６では、ステップ５で読み込んだ各デー
タに基づいて、工程進捗に伴う前記Ｔ11〜Ｔ41の変更が
必要か否かを判定し、これも不要であればステップ２に
戻る。必要であればステップ７で、次の工程番号たとえ
ば第２工程である肩広げ工程における部位別冷却水設定
温度Ｔ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42に対する各チラーの設定温
度指令信号ＶC1，ＶC2，ＶC3，ＶC4が出力され、ステッ
プ２に戻る。
【００１５】図７は請求項３に基づく冷却システムの概
略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１と冷
却水供給装置２との間に、請求項２の実施例と同様にイ
ンラインチラー３が設けられ、前記冷却水供給装置２は
冷却水供給水管２ａ，冷却水戻り水管２ｂを介してイン
ラインチラー３に接続されている。前記インラインチラ
ー３は３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの４区画に区分され、イ
ンラインチラー３ａと、図示しないロードセルおよびシ
ード軸との間、インラインチラー３ｂとトップチャンバ
１ａとの間、インラインチラー３ｃとメインチャンバ１
ｂとの間およびインラインチラー３ｄとヒータ電極４お
よびるつぼ軸５との間に、それぞれ冷却水供給水管３
１，３３，３５，３７と、冷却水戻り水管３２，３４，
３６，３８とが配設されている。前記冷却水戻り水管３
２，３４，３６，３８の水温は、図示しない温度センサ
によって検出され、ＣＺコントローラ６に入力される。
また、ＣＺコントローラ６の出力配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄはそれぞれ前記チラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
にそれぞれ接続され、ヒータ４ａの温度を検出する放射
温度計７の出力配線７ａおよび図示しないシード軸昇降
用モータ、るつぼ軸昇降用モータのエンコーダ出力配線
は、前記ＣＺコントローラ６に接続されている。
略説明図である。Ｓｉ単結晶製造装置のチャンバ１と冷
却水供給装置２との間に、請求項２の実施例と同様にイ
ンラインチラー３が設けられ、前記冷却水供給装置２は
冷却水供給水管２ａ，冷却水戻り水管２ｂを介してイン
ラインチラー３に接続されている。前記インラインチラ
ー３は３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの４区画に区分され、イ
ンラインチラー３ａと、図示しないロードセルおよびシ
ード軸との間、インラインチラー３ｂとトップチャンバ
１ａとの間、インラインチラー３ｃとメインチャンバ１
ｂとの間およびインラインチラー３ｄとヒータ電極４お
よびるつぼ軸５との間に、それぞれ冷却水供給水管３
１，３３，３５，３７と、冷却水戻り水管３２，３４，
３６，３８とが配設されている。前記冷却水戻り水管３
２，３４，３６，３８の水温は、図示しない温度センサ
によって検出され、ＣＺコントローラ６に入力される。
また、ＣＺコントローラ６の出力配線６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄはそれぞれ前記チラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
にそれぞれ接続され、ヒータ４ａの温度を検出する放射
温度計７の出力配線７ａおよび図示しないシード軸昇降
用モータ、るつぼ軸昇降用モータのエンコーダ出力配線
は、前記ＣＺコントローラ６に接続されている。
【００１６】チャンバ１内上部には、チャンバ１内を上
下動自在の中空管状部材上下軸９が設けられ、この中空
管状部材上下軸９の下端に、Ｓｉ単結晶８の外周を包囲
する中空管状部材１０が固着されている。前記中空管状
部材１０の内周は、Ｓｉ単結晶８の外周との間に不活性
ガスが流通する隙間を備え、中空管状部材１０の外周
は、融液面１１および石英るつぼ１２の内壁からＳｉ単
結晶８に放射される輻射熱をチャンバ内壁上部に反射さ
せる曲面を備えた、反射率の大きい材質で構成されてい
る。なお中空管状部材１０は、その下端と融液面１１と
の間に一定の隙間を保つように、中空管状部材上下軸９
によって調節される。
下動自在の中空管状部材上下軸９が設けられ、この中空
管状部材上下軸９の下端に、Ｓｉ単結晶８の外周を包囲
する中空管状部材１０が固着されている。前記中空管状
部材１０の内周は、Ｓｉ単結晶８の外周との間に不活性
ガスが流通する隙間を備え、中空管状部材１０の外周
は、融液面１１および石英るつぼ１２の内壁からＳｉ単
結晶８に放射される輻射熱をチャンバ内壁上部に反射さ
せる曲面を備えた、反射率の大きい材質で構成されてい
る。なお中空管状部材１０は、その下端と融液面１１と
の間に一定の隙間を保つように、中空管状部材上下軸９
によって調節される。
【００１７】上記インラインチラー３の機能について
は、請求項２の実施例と同一であるので説明を省略し、
ここでは中空管状部材１０の機能について説明する。高
温の融液面１１や石英るつぼ１２の内壁から放射される
輻射熱は、中空管状部材１０の外周面に当たって反射
し、トップチャンバ１ａの内壁上部に当たる。また、Ｓ
ｉ単結晶８と中空管状部材１０の内周面との隙間を流下
する適温の不活性ガスは、中空管状部材１０と融液面１
１との隙間から石英るつぼ１２の内壁に沿って上昇し、
ヒータ４ａと保温筒１３との隙間を流下する。Ｓｉ単結
晶８は、前記不活性ガスによって外周面を適度に冷却さ
れるとともに、融液面１１や石英るつぼ１２の内壁から
の輻射熱の影響が極めて小さくなり、Ｓｉ単結晶８の冷
却速度を上げることが可能となる。
は、請求項２の実施例と同一であるので説明を省略し、
ここでは中空管状部材１０の機能について説明する。高
温の融液面１１や石英るつぼ１２の内壁から放射される
輻射熱は、中空管状部材１０の外周面に当たって反射
し、トップチャンバ１ａの内壁上部に当たる。また、Ｓ
ｉ単結晶８と中空管状部材１０の内周面との隙間を流下
する適温の不活性ガスは、中空管状部材１０と融液面１
１との隙間から石英るつぼ１２の内壁に沿って上昇し、
ヒータ４ａと保温筒１３との隙間を流下する。Ｓｉ単結
晶８は、前記不活性ガスによって外周面を適度に冷却さ
れるとともに、融液面１１や石英るつぼ１２の内壁から
の輻射熱の影響が極めて小さくなり、Ｓｉ単結晶８の冷
却速度を上げることが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ャンバと冷却水供給装置との間にインラインチラーを設
け、単結晶引き上げの工程ごとに、あるいは引き上げ工
程ごと、単結晶製造装置の冷却部位ごとに、それぞれ最
適温度の冷却水を供給する単結晶製造装置の冷却システ
ムとしたので、冷却システムの温度制御性すなわち応答
性が向上し、結晶形状の精度を高めることができ、結晶
歩留りが向上する。また、引き上げ単結晶に放射される
輻射熱をチャンバの内壁上部に反射させる中空管状部材
を用いて引き上げ単結晶を保護することにしたので、単
結晶の外周への熱履歴を制御することができるととも
に、単結晶の冷却性能を向上させることができる。そし
てこのような改良により、結晶内部品質特にＯｉ濃度が
一定に保たれるので、高品質の単結晶を得ることが可能
となる。
ャンバと冷却水供給装置との間にインラインチラーを設
け、単結晶引き上げの工程ごとに、あるいは引き上げ工
程ごと、単結晶製造装置の冷却部位ごとに、それぞれ最
適温度の冷却水を供給する単結晶製造装置の冷却システ
ムとしたので、冷却システムの温度制御性すなわち応答
性が向上し、結晶形状の精度を高めることができ、結晶
歩留りが向上する。また、引き上げ単結晶に放射される
輻射熱をチャンバの内壁上部に反射させる中空管状部材
を用いて引き上げ単結晶を保護することにしたので、単
結晶の外周への熱履歴を制御することができるととも
に、単結晶の冷却性能を向上させることができる。そし
てこのような改良により、結晶内部品質特にＯｉ濃度が
一定に保たれるので、高品質の単結晶を得ることが可能
となる。
【図１】請求項１に基づく冷却システムの概略説明図で
ある。
ある。
【図２】請求項１の冷却システムにおける制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】請求項１の冷却システムの制御を実行するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】請求項２に基づく冷却システムの概略説明図で
ある。
ある。
【図５】請求項２の冷却システムにおける制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図６】請求項２の冷却システムの制御を実行するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】請求項３に基づく冷却システムの概略説明図で
ある。
ある。
１ チャンバ ２ 冷却水供給装置 ３ 水温調節装置（インラインチラー） ４ ヒータ電極 ５ るつぼ軸 ６ ＣＺコントローラ ８ Ｓｉ単結晶 １０ 中空管状部材 １１ 融液面 １２ 石英るつぼ
Claims (3)
- 【請求項１】 ＣＺ法を用いる単結晶製造装置と冷却水
供給装置との間に水温調節装置を設け、チャンバ、るつ
ぼ軸、ヒータ電極、シード軸など単結晶製造装置の各部
位を冷却する冷却水の温度を、単結晶引き上げの各工程
ごとに可変としたことを特徴とするＣＺ法による単結晶
製造装置の冷却システム。 - 【請求項２】 請求項１の冷却システムにおいて、水温
調節装置を単結晶製造装置の冷却対象部位ごとに区分
し、各冷却対象部位に供給する冷却水の温度を、単結晶
引き上げの各工程ごとに、かつ前記冷却対象部位ごとに
可変としたことを特徴とするＣＺ法による単結晶製造装
置の冷却システム。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の冷却システム
において、チャンバ内に上下動自在の中空管状部材を設
け、この中空管状部材は引き上げ単結晶の外周を包囲
し、下端と融液面との間に隙間を形成するとともに、外
周面には、前記融液面およびるつぼ内壁から引き上げ単
結晶に放射される輻射熱を、チャンバ内壁に反射する曲
面を備えていることを特徴とするＣＺ法による単結晶製
造装置の冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864392A JP2939601B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864392A JP2939601B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208888A true JPH05208888A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2939601B2 JP2939601B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12530932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3864392A Expired - Fee Related JP2939601B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939601B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220291A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-14 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | シリコンウエハの製造方法 |
| WO2002031234A1 (fr) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Appareil de croissance de cristal |
| KR20030046718A (ko) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 주식회사 실트론 | 소구경 실리콘 잉곳 성장챔버 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP3864392A patent/JP2939601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001220291A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-14 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | シリコンウエハの製造方法 |
| WO2002031234A1 (fr) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Appareil de croissance de cristal |
| KR20030046718A (ko) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 주식회사 실트론 | 소구경 실리콘 잉곳 성장챔버 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2939601B2 (ja) | 1999-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |