JPH05330975A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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- JPH05330975A JPH05330975A JP16837292A JP16837292A JPH05330975A JP H05330975 A JPH05330975 A JP H05330975A JP 16837292 A JP16837292 A JP 16837292A JP 16837292 A JP16837292 A JP 16837292A JP H05330975 A JPH05330975 A JP H05330975A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン単結晶棒中のＯＳＦ発生を抑止する
ことによりシリコン単結晶棒の品質を向上させることが
できる単結晶引上装置を提供する。 【構成】 シリコン融液６を保持する石英坩堝５を回転
自在に設ける。このシリコン融液６からシリコン単結晶
棒８を引き上げる引上機構を設ける。石英坩堝５の周り
にシリコン融液６を加熱するヒータ７を設ける。そし
て、シリコン単結晶棒８を取り囲むように、熱遮蔽機構
９をシリコン融液６の上方に設ける。この熱遮蔽機構９
のスクリーン１５の下端開口９Ａの面積を可変する。こ
のことにより、シリコン単結晶棒８のＯＳＦの発生を助
長する温度領域、例えば８５０〜１０５０℃程度の温度
範囲に、シリコン単結晶棒８のテイル部が位置する時間
を短縮することができる。この結果、シリコン単結晶棒
８中のＯＳＦの発生を防止することができる。
ことによりシリコン単結晶棒の品質を向上させることが
できる単結晶引上装置を提供する。 【構成】 シリコン融液６を保持する石英坩堝５を回転
自在に設ける。このシリコン融液６からシリコン単結晶
棒８を引き上げる引上機構を設ける。石英坩堝５の周り
にシリコン融液６を加熱するヒータ７を設ける。そし
て、シリコン単結晶棒８を取り囲むように、熱遮蔽機構
９をシリコン融液６の上方に設ける。この熱遮蔽機構９
のスクリーン１５の下端開口９Ａの面積を可変する。こ
のことにより、シリコン単結晶棒８のＯＳＦの発生を助
長する温度領域、例えば８５０〜１０５０℃程度の温度
範囲に、シリコン単結晶棒８のテイル部が位置する時間
を短縮することができる。この結果、シリコン単結晶棒
８中のＯＳＦの発生を防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＺ（Czochralski）
法による単結晶引上装置に関するものである。
法による単結晶引上装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＺ法によるシリコン単結晶引上
装置としては、例えば特公昭５７−４０１１９号公報に
記載されたものがある。この装置は、シリコン融液、石
英坩堝、および、黒鉛サセプタに接している空間を、シ
リコン単結晶棒の引き上げの間、円錐形状のスクリーン
によってカバーしたものである。このスクリーンによっ
て、成長するシリコン単結晶棒へのシリコン融液からの
熱の輻射を防止するとともに、ヒータ、黒鉛サセプタ等
の炭素部品からの一酸化炭素との反応を防止するもので
ある。
装置としては、例えば特公昭５７−４０１１９号公報に
記載されたものがある。この装置は、シリコン融液、石
英坩堝、および、黒鉛サセプタに接している空間を、シ
リコン単結晶棒の引き上げの間、円錐形状のスクリーン
によってカバーしたものである。このスクリーンによっ
て、成長するシリコン単結晶棒へのシリコン融液からの
熱の輻射を防止するとともに、ヒータ、黒鉛サセプタ等
の炭素部品からの一酸化炭素との反応を防止するもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＣＺ法による単結晶引上装置にあっては、例
えば、融液の温度を上げてテイルを作製することによ
り、単結晶定径部のテイルに近い部位の熱履歴（引き上
げ中に結晶の各部位が任意の温度にさらされる時間）
が、定径上部・中部に比較して異なってしまう。このた
め、引き上げたシリコン単結晶棒のテイルとこれらの近
傍に、しばしばＯＳＦ（Oxidation induced Stacking F
ault）と呼ばれる積層欠陥が発生するという問題があ
り、これを防止する課題があった。また、酸素析出も異
常となるため、これを上部と同じにする課題もあった。
うな従来のＣＺ法による単結晶引上装置にあっては、例
えば、融液の温度を上げてテイルを作製することによ
り、単結晶定径部のテイルに近い部位の熱履歴（引き上
げ中に結晶の各部位が任意の温度にさらされる時間）
が、定径上部・中部に比較して異なってしまう。このた
め、引き上げたシリコン単結晶棒のテイルとこれらの近
傍に、しばしばＯＳＦ（Oxidation induced Stacking F
ault）と呼ばれる積層欠陥が発生するという問題があ
り、これを防止する課題があった。また、酸素析出も異
常となるため、これを上部と同じにする課題もあった。
【０００４】そこで、本発明は、シリコン結晶棒の引き
上げの際、このシリコン単結晶棒の部位に、８５０〜１
０５０℃程度の温度範囲の熱履歴を長時間受けさせない
ことにより、シリコン単結晶棒中のＯＳＦ発生を抑止さ
せ、シリコン単結晶棒の品質を向上させることができる
単結晶引上装置を提供することを、その目的とする。
上げの際、このシリコン単結晶棒の部位に、８５０〜１
０５０℃程度の温度範囲の熱履歴を長時間受けさせない
ことにより、シリコン単結晶棒中のＯＳＦ発生を抑止さ
せ、シリコン単結晶棒の品質を向上させることができる
単結晶引上装置を提供することを、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の単結晶
引上装置においては、結晶融液を保持する石英坩堝と、
上記結晶融液を加熱するヒータと、上記結晶融液から単
結晶棒を引き上げる引上機構と、上記結晶融液から上記
単結晶棒に伝播する熱を遮蔽するとともに、上記単結晶
棒が引き上げられる開口部を有する遮蔽部材と、を備え
た単結晶引上装置において、上記遮蔽部材の開口部の面
積を可変とするものである。
引上装置においては、結晶融液を保持する石英坩堝と、
上記結晶融液を加熱するヒータと、上記結晶融液から単
結晶棒を引き上げる引上機構と、上記結晶融液から上記
単結晶棒に伝播する熱を遮蔽するとともに、上記単結晶
棒が引き上げられる開口部を有する遮蔽部材と、を備え
た単結晶引上装置において、上記遮蔽部材の開口部の面
積を可変とするものである。
【０００６】
【作用】本発明に係る単結晶引上装置にあっては、単結
晶棒の引き上げとともに、遮蔽部材の開口部の面積を可
変することにより、結晶全域にわたり熱履歴を等しく
し、テイル部分が、ＯＳＦの発生を助長する温度領域、
例えば８５０〜１０５０℃程度の温度範囲に位置する時
間を短縮することができる。この結果、テイル部分のＯ
ＳＦの発生を防止し、均一な単結晶を作製することがで
きる。
晶棒の引き上げとともに、遮蔽部材の開口部の面積を可
変することにより、結晶全域にわたり熱履歴を等しく
し、テイル部分が、ＯＳＦの発生を助長する温度領域、
例えば８５０〜１０５０℃程度の温度範囲に位置する時
間を短縮することができる。この結果、テイル部分のＯ
ＳＦの発生を防止し、均一な単結晶を作製することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る単結晶シリコンの
引上装置の断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ
線断面図である。
する。図１は本発明の一実施例に係る単結晶シリコンの
引上装置の断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ
線断面図である。
【０００８】これらの図に示すように、単結晶引上装置
１の石英坩堝５内にはシリコン融液６が保持されてい
る。このシリコン融液６の加熱用ヒータ７が、石英坩堝
５の外側を囲むように設けられている。石英坩堝５の上
方には、単結晶シリコン棒８を引き上げるための引上機
構（図示略）が配設されている。これらの石英坩堝５、
引上機構およびヒータ７については従来周知の構成のも
のと同様であって、石英坩堝５は回転自在である。
１の石英坩堝５内にはシリコン融液６が保持されてい
る。このシリコン融液６の加熱用ヒータ７が、石英坩堝
５の外側を囲むように設けられている。石英坩堝５の上
方には、単結晶シリコン棒８を引き上げるための引上機
構（図示略）が配設されている。これらの石英坩堝５、
引上機構およびヒータ７については従来周知の構成のも
のと同様であって、石英坩堝５は回転自在である。
【０００９】そして、シリコン融液６の上方にその融液
面に近接して熱遮蔽機構９が設けられている。この熱遮
蔽機構９は、スクリーン１５を有している。このスクリ
ーン１５の形状は、スクリーン１５の上部が円管状で、
その下部が円錐台状である。この下部の下端開口１５Ａ
を通ってシリコン単結晶棒８が上方に向かって引き上げ
られる構成である。また、熱遮蔽機構９にあっては、シ
リコン単結晶棒８の外周面とスクリーン５の内周面との
間に、外カバー用ワイヤ１６により懸下された外カバー
１０が設けられている。この外カバー１０の形状は、略
四半球状である。さらに、外カバー１０の内方には、ピ
ン１２により内カバー１１が軸着されている。この内カ
バー１１も、内カバー用ワイヤ１７により懸下されてい
る。内カバー１１の形状も、略四半球状である。外カバ
ー１０の下方でスクリーン１５の内周面から下端開口１
５Ａの開口部に向かって、レール１４が傾斜して固着さ
れている。外カバー１０は、外カバー用ワイヤ１６およ
び内カバー用ワイヤ１７を上下に制御することにより、
スライダ１３を介して、レール１４上を滑動できるよう
になっている（図３参照）。内カバー１１は、外カバー
用ワイヤ１６を不動にし、内カバー用ワイヤ１７を緩め
ることにより、ピン１２を中心に回転できるようになっ
ている。そして、熱遮蔽機構９は、かかる外カバー１０
および内カバー１１の動きにより、石英坩堝５内のシリ
コン融液６からの熱の遮蔽を制御できるものである。
面に近接して熱遮蔽機構９が設けられている。この熱遮
蔽機構９は、スクリーン１５を有している。このスクリ
ーン１５の形状は、スクリーン１５の上部が円管状で、
その下部が円錐台状である。この下部の下端開口１５Ａ
を通ってシリコン単結晶棒８が上方に向かって引き上げ
られる構成である。また、熱遮蔽機構９にあっては、シ
リコン単結晶棒８の外周面とスクリーン５の内周面との
間に、外カバー用ワイヤ１６により懸下された外カバー
１０が設けられている。この外カバー１０の形状は、略
四半球状である。さらに、外カバー１０の内方には、ピ
ン１２により内カバー１１が軸着されている。この内カ
バー１１も、内カバー用ワイヤ１７により懸下されてい
る。内カバー１１の形状も、略四半球状である。外カバ
ー１０の下方でスクリーン１５の内周面から下端開口１
５Ａの開口部に向かって、レール１４が傾斜して固着さ
れている。外カバー１０は、外カバー用ワイヤ１６およ
び内カバー用ワイヤ１７を上下に制御することにより、
スライダ１３を介して、レール１４上を滑動できるよう
になっている（図３参照）。内カバー１１は、外カバー
用ワイヤ１６を不動にし、内カバー用ワイヤ１７を緩め
ることにより、ピン１２を中心に回転できるようになっ
ている。そして、熱遮蔽機構９は、かかる外カバー１０
および内カバー１１の動きにより、石英坩堝５内のシリ
コン融液６からの熱の遮蔽を制御できるものである。
【００１０】また、この単結晶引上装置１にあっては、
従来と同様に、チャンバ２を有している。このチャンバ
２の中央部には、モータ（図示略）で回転する軸３が設
けられている。この軸３の上端には、略半球形状の黒鉛
サセプタ４が取り付けられている。この黒鉛サセプタ４
の内部には、石英坩堝５が着脱可能に保持される。引上
機構により引上ワイヤ１８が石英坩堝５の上方で、石英
坩堝５とは反対方向に回転しつつ上下動するようになっ
ている。この引上ワイヤ１８の先端には、シードチャッ
ク（図示略）を介してシリコン単結晶の種結晶（図示
略）が取り付けられている。そして、この種結晶を、シ
リコン融液６に浸した後上昇させる。このことにより、
種結晶を始点として順次成長したシリコン単結晶棒８が
アルゴン雰囲気中で引き上げられるようになっている。
従来と同様に、チャンバ２を有している。このチャンバ
２の中央部には、モータ（図示略）で回転する軸３が設
けられている。この軸３の上端には、略半球形状の黒鉛
サセプタ４が取り付けられている。この黒鉛サセプタ４
の内部には、石英坩堝５が着脱可能に保持される。引上
機構により引上ワイヤ１８が石英坩堝５の上方で、石英
坩堝５とは反対方向に回転しつつ上下動するようになっ
ている。この引上ワイヤ１８の先端には、シードチャッ
ク（図示略）を介してシリコン単結晶の種結晶（図示
略）が取り付けられている。そして、この種結晶を、シ
リコン融液６に浸した後上昇させる。このことにより、
種結晶を始点として順次成長したシリコン単結晶棒８が
アルゴン雰囲気中で引き上げられるようになっている。
【００１１】次に、上記単結晶引上装置を使用したシリ
コン単結晶の引き上げ方法を説明する。引き上げに先立
って、石英坩堝５内に高純度多結晶シリコン、および、
アンチモンを高濃度にドープしたｎ型シリコン結晶の小
片を入れる。これら全体を軸３に取り付ける。チャンバ
２内を真空装置で真空にし、チャンバ２内へアルゴンガ
スを供給し、チャンバ２内を１０〜２０Ｔｏｒｒのアル
ゴン雰囲気にする。ヒータ７に通電して石英坩堝５を加
熱し原料のシリコン等を溶融する。次いで、引き上げワ
イヤ１８に懸下された種結晶をシリコン融液１３の中心
部に接触させる。この接触と同時に、モータで軸３を所
定の坩堝回転速度で一方向に回転させ、引上機構によ
り、所定の結晶回転速度で他方向に回転させながら、種
結晶をゆっくり上昇させる。種結晶からシリコン単結晶
棒８が成長して引き上げられていく。
コン単結晶の引き上げ方法を説明する。引き上げに先立
って、石英坩堝５内に高純度多結晶シリコン、および、
アンチモンを高濃度にドープしたｎ型シリコン結晶の小
片を入れる。これら全体を軸３に取り付ける。チャンバ
２内を真空装置で真空にし、チャンバ２内へアルゴンガ
スを供給し、チャンバ２内を１０〜２０Ｔｏｒｒのアル
ゴン雰囲気にする。ヒータ７に通電して石英坩堝５を加
熱し原料のシリコン等を溶融する。次いで、引き上げワ
イヤ１８に懸下された種結晶をシリコン融液１３の中心
部に接触させる。この接触と同時に、モータで軸３を所
定の坩堝回転速度で一方向に回転させ、引上機構によ
り、所定の結晶回転速度で他方向に回転させながら、種
結晶をゆっくり上昇させる。種結晶からシリコン単結晶
棒８が成長して引き上げられていく。
【００１２】このとき、シリコン融液６から発生する熱
は、熱遮蔽機構９のスクリーン１５により、シリコン単
結晶棒８のトップおよびこのトップの近傍において、Ｏ
ＳＦの発生を助長させる温度領域、例えば８５０〜１０
５０℃程度の温度範囲で、これらの部位が位置している
時間を短くするものである。次に、図４に示すように、
シリコン単結晶棒８の引き上げ終了後（テイル処理後）
に、外カバー用ワイヤ１６および内カバー用ワイヤ１７
を緩めて、外カバー１０を下方に移動させる。このと
き、スライダ１３は、レール１４の下端まで滑動する。
内カバー１１も外カバー１０と共にシリコン融液６の液
面近傍まで移動する。外カバー用ワイヤ１６を不動に
し、内カバー用ワイヤ１７を緩める。このことにより、
内カバー１１はピン１２を中心に回転する。このとき、
内カバー１１の一部同士が重なり合う。シリコン単結晶
棒８のテイルは、シリコン融液６から伝播する熱より完
全に遮蔽される。この結果、シリコン単結晶棒８のテイ
ル及びこの近傍において、８５０〜１０５０℃程度の温
度範囲で、これらの部位が位置している時間を短くする
ものである。従って、本実施例の単結晶引上装置１を用
いて引き上げたシリコン単結晶棒８は、その全体にわた
ってＯＳＦが発生せず、その品質が向上できるものであ
る。
は、熱遮蔽機構９のスクリーン１５により、シリコン単
結晶棒８のトップおよびこのトップの近傍において、Ｏ
ＳＦの発生を助長させる温度領域、例えば８５０〜１０
５０℃程度の温度範囲で、これらの部位が位置している
時間を短くするものである。次に、図４に示すように、
シリコン単結晶棒８の引き上げ終了後（テイル処理後）
に、外カバー用ワイヤ１６および内カバー用ワイヤ１７
を緩めて、外カバー１０を下方に移動させる。このと
き、スライダ１３は、レール１４の下端まで滑動する。
内カバー１１も外カバー１０と共にシリコン融液６の液
面近傍まで移動する。外カバー用ワイヤ１６を不動に
し、内カバー用ワイヤ１７を緩める。このことにより、
内カバー１１はピン１２を中心に回転する。このとき、
内カバー１１の一部同士が重なり合う。シリコン単結晶
棒８のテイルは、シリコン融液６から伝播する熱より完
全に遮蔽される。この結果、シリコン単結晶棒８のテイ
ル及びこの近傍において、８５０〜１０５０℃程度の温
度範囲で、これらの部位が位置している時間を短くする
ものである。従って、本実施例の単結晶引上装置１を用
いて引き上げたシリコン単結晶棒８は、その全体にわた
ってＯＳＦが発生せず、その品質が向上できるものであ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明に係る単
結晶引上装置によれば、単結晶棒に、所定の温度範囲の
熱履歴を長時間受けさせないことにより、単結晶棒中の
ＯＳＦ発生を抑止させ、この結果、単結晶棒の品質を向
上させることができる。
結晶引上装置によれば、単結晶棒に、所定の温度範囲の
熱履歴を長時間受けさせないことにより、単結晶棒中の
ＯＳＦ発生を抑止させ、この結果、単結晶棒の品質を向
上させることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る単結晶引上装置の断面
図である。
図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る単結晶引上装置の要部
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本発明の一実施底に係る単結晶引上装置の断面
図である。
図である。
５ 石英坩堝 ６ シリコン融液（結晶融液） ７ ヒータ ８ シリコン単結晶棒 ９ 熱遮蔽機構
フロントページの続き (72)発明者 新行内 隆之 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者 松原 順一 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 島貫 康 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 結晶融液を保持する石英坩堝と、 上記結晶融液を加熱するヒータと、 上記結晶融液から単結晶棒を引き上げる引上機構と、 上記結晶融液から上記単結晶棒に伝播する熱を遮蔽する
とともに、上記単結晶棒が引き上げられる開口部を有す
る遮蔽部材と、を備えた単結晶引上装置において、 上記遮蔽部材の開口部の面積を可変とすることを特徴と
する単結晶引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837292A JP2940892B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837292A JP2940892B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 単結晶引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330975A true JPH05330975A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2940892B2 JP2940892B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=15866877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16837292A Expired - Fee Related JP2940892B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940892B2 (ja) |
Cited By (14)
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| WO1989012601A1 (en) * | 1988-06-15 | 1989-12-28 | Fuel Tech, Inc. | Process for nitrogen oxides reduction with minimization of the production of other pollutants |
| WO1997021853A1 (fr) * | 1995-12-08 | 1997-06-19 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Appareil de production de monocristaux et processus s'y rapportant |
| EP0811707A1 (de) * | 1996-06-05 | 1997-12-10 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Einkristallen |
| EP0890662A1 (en) * | 1997-07-09 | 1999-01-13 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Method and apparatus for manufacturing a silicon single crystal having few crystal defects, and a silicon single crystal and silicon wafers manufactured by the same |
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| KR100378184B1 (ko) * | 1999-11-13 | 2003-03-29 | 삼성전자주식회사 | 제어된 결함 분포를 갖는 실리콘 웨이퍼, 그의 제조공정및 단결정 실리콘 잉곳의 제조를 위한 초크랄스키 풀러 |
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| WO2014155985A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶製造装置およびこれを用いたシリコン単結晶製造方法 |
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| WO2022115668A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Globalwafers Co., Ltd. | Ingot puller apparatus having heat shields with voids therein |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371506C (zh) * | 2005-03-28 | 2008-02-27 | 荀建华 | 单晶炉的保温装置 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP16837292A patent/JP2940892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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