JPH0556963U - 単結晶引上げ装置 - Google Patents
単結晶引上げ装置Info
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- JPH0556963U JPH0556963U JP11280491U JP11280491U JPH0556963U JP H0556963 U JPH0556963 U JP H0556963U JP 11280491 U JP11280491 U JP 11280491U JP 11280491 U JP11280491 U JP 11280491U JP H0556963 U JPH0556963 U JP H0556963U
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- crucible
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- pulling
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本考案は、引上げ法による単結晶製造装置の
原料融液の漏れに対する安全性を向上させることを目的
とする。 【構成】 るつぼを支えるペデスタルに摺動自在な受皿
と、さらにこの受皿を支えるストッパを設ける。
原料融液の漏れに対する安全性を向上させることを目的
とする。 【構成】 るつぼを支えるペデスタルに摺動自在な受皿
と、さらにこの受皿を支えるストッパを設ける。
Description
【０００１】
本考案は、引上げ法とくにチョクラルスキー法（以下ＣＺ法という）による単 結晶の製造装置においてるつぼを支えてこれを上下動させるペデスタルの任意高 さに、原料融液落下に備えた受皿を設けたものに関する。
【０００２】
近年、半導体デバイスの始発材料となる半導体ウエハに対して、集積回路製作 上の面積効率の点からますます直径の大きなものが要求されつつある。通常、半 導体ウエハは引上げ法によって育成した単結晶インゴットから切り出されるが、 太径の単結晶製造のためには、当然原料をるつぼ内に大量にチャージしなければ ならない。したがって、これを加熱溶解するためのヒータパワーや、引上げに要 する時間等はますます増大してきている。引上げ装置の炉内部品はそれだけ長時 間、過酷な熱的雰囲気に曝され、とりわけ原料融液を保持する石英るつぼに受け
整理番号＝Ｕ９１１２００００３ ページ（ ２／ ５） るダメージは大きい。その結果、変形が生じたり、偏心による融液面振動が発生 したり、あるいはるつぼ上端部が中心に向かって倒れ、付着していたアモルファ ス等が融液中に落下して単結晶化を阻害したりする。とくに、製造工程後半では るつぼが上昇しており、ヒータとの距離が大きくなっていること、融液量が減少 して石英るつぼの放熱面積が増加していることなどから、成長温度を維持するた めにヒータパワーを増大させるが、これは石英るつぼの前記のような劣化に一層 の拍車をかけることになる。石英るつぼは、従来より１回こどに交換しなければ ならない程劣化が激しく、したがって上記のような過酷な状況下にあると引上げ 途中でも破損する確率は高くなる。石英るつぼに含まれる細かな気泡は、1000℃ 以上の高温のシリコン融液との接触により膨張してるつぼ破損の一原因を作り出 す。石英るつぼに亀裂が生じたりすると、原料融液が滲みだすが、石英るつぼを 収容する黒鉛るつぼは多孔質なため、滲みだしを留めることはできない。こうし て次第に炉内部品の損傷が進行する。
整理番号＝Ｕ９１１２００００３ ページ（ ２／ ５） るダメージは大きい。その結果、変形が生じたり、偏心による融液面振動が発生 したり、あるいはるつぼ上端部が中心に向かって倒れ、付着していたアモルファ ス等が融液中に落下して単結晶化を阻害したりする。とくに、製造工程後半では るつぼが上昇しており、ヒータとの距離が大きくなっていること、融液量が減少 して石英るつぼの放熱面積が増加していることなどから、成長温度を維持するた めにヒータパワーを増大させるが、これは石英るつぼの前記のような劣化に一層 の拍車をかけることになる。石英るつぼは、従来より１回こどに交換しなければ ならない程劣化が激しく、したがって上記のような過酷な状況下にあると引上げ 途中でも破損する確率は高くなる。石英るつぼに含まれる細かな気泡は、1000℃ 以上の高温のシリコン融液との接触により膨張してるつぼ破損の一原因を作り出 す。石英るつぼに亀裂が生じたりすると、原料融液が滲みだすが、石英るつぼを 収容する黒鉛るつぼは多孔質なため、滲みだしを留めることはできない。こうし て次第に炉内部品の損傷が進行する。
【０００３】 こうした現象と併せてまた、劣化に起因する振動等での融液のるつぼからの漏 れにより、炉内部品の損傷も起きる。
【０００４】 従来は、このように次第に大型化する引上げ装置に対して、融液漏れに対する 安全性の確保は必ずしも充分ではなかった。
【０００５】
本考案は、前記のように大型化しつつある単結晶引上装置の融液漏れに対する 安全性を確保することにある。
【０００６】
本考案は、原料を充填する石英るつぼと、石英るつぼを収容して保護する黒鉛 るつぼと、黒鉛るつぼ底部に一体的に固定して支持するるつぼ受けと、るつぼ受 けを底部から支え上下可動なペデスタルと、これらの周囲にあってるつぼ内の原 整理番号＝Ｕ９１１２００００３ ページ（ ３／ ５） 料を加熱溶融するヒータと、ヒータと引上げ装置本体のチャンバ側壁間に設けら れヒータからの輻射熱をしゃへいする断熱筒と、さらにるつぼ中心上方にあって 、るつぼ内の溶融原料より先端に把持した種結晶を原料融液に浸漬して徐々に引 上げることにより単結晶を引上げる引上げ軸とを備えた単結晶引上げ装置におい て、前記ペデスタルの軸がその中心部を摺動可能に貫通する受皿と、この受皿を 底部より受け支持するストッパとをペデスタルの任意高さに設けたことを特徴と している。
【０００７】
すなわち、本考案を図面を用いて説明すれば、図１に示すように、ＣＺ単結晶 引上装置１の石英るつぼ２及び黒鉛るつぼ３を底部より支えるるつぼ受け４に連 接するペデスタル５の一定高さにストッパ６が設けられている。さらにストッパ 上方には、ペデスタル５を同心的にとり囲む、受皿７が、ペデスタルに対して摺 動可能に取り付けられている。単結晶８の引上げ初期は、るつぼは下降しており 図３の状態にある。したがって、受皿７は、引上装置のチャンバ底部にある融液 受け１２の上に載置された状態になっている。引上げが進み次第にるつぼが上昇 してくるとやがてストッパ６が、受皿７を押し上げるつぼの上昇にともなって受 皿も一定距離を保って上昇する。もし受皿がペデスタルに固定されていると、引 き上げ初期に要求されるるつぼの下降位置が確保されず不具合を生ずるためこう した構成を採る。従来このような空間部にヒータを取り付けたものはあるが（特 開平２−１９２４８６号参照）、るつぼ受けに接触した構成はとり難いので一定 距離を隔てて設けることになるが、そうするとるつぼ昇降のためのストロークは 限られてしまう。逆にるつぼから遠く隔てて設けても同様にストロークは限定さ れる。受皿の高さは、ストッパを支えるための孔を高さ方向に複数個所穿ってお けば、融液の充填量や装置状態に応じて最も適するよう設定できる。
【０００８】 なお、ストッパは図２に示したようにストッパの元にねじを切り、これをペデ スタルの軸に設けたねじ孔にねじ込むようにしておけば良い。ストッパの材質と 整理番号＝Ｕ９１１２００００３ ページ（ ４／ ５） しては、耐熱性の高いカーボンが使用できる。また受皿は、融液を吸収しやすい ようなカーボン繊維または多孔質のカーボンを用いることができる。
【０００９】
【実施例１】 図１に示した本考案の一実施例である単結晶引上装置を用いてシリコン単結晶 の育成を行なった。
【００１０】 石英るつぼ８に原料シリコンを充填し、ヒータ９に通電して原料シリコンを溶 融した。種結晶１０を融液に浸漬して徐々に引上げ常法どおりシリコン単結晶を 育成した。得られた単結晶の物性は、従来のものと遜色なく、受皿を設けたこと による悪影響は観察されなかった。
【００１１】
【効果】 本考案によれば、振動や事故による融液の漏れに対し受けの容量が増大するか ら、安全性が向上する。さらに、受皿がペデスタルに対して摺動可能に構成され 、るつぼ上昇と共にこの受皿をストッパが支え上げる構成のため、結晶育成時に 必要な充分なストロークを確保でき、ペデスタル高さ方向にストッパ装着用の孔 を複数設ければ、受皿の設置を最適な任意高さに選ぶことができる。
【００１２】 さらにまた、本考案の単結晶製造装置は、従来装置の大掛かりな改造によらな いので、適用しやすい。
【００１３】 また、この受皿内に断熱材を装填すれば、保温効果がでるから、ヒータへの供 給電力も節減され、るつぼへの底部からの熱輻射をさえぎって保護する効果も期 待できる。
【提出日】平成４年３月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【０００１】
本考案は、引上げ法とくにチョクラルスキー法（以下ＣＺ法という）による単 結晶の製造装置においてるつぼを支えてこれを上下動させるペデスタルの任意高 さに、原料融液落下に備えた受皿を設けたものに関する。
【０００２】
近年、半導体デバイスの始発材料となる半導体ウエハに対して、集積回路製作 上の面積効率の点からますます直径の大きなものが要求されつつある。通常、半 導体ウエハは引上げ法によって育成した単結晶インゴットから切り出されるが、 太径の単結晶製造のためには、当然原料をるつぼ内に大量にチャージしなければ ならない。したがって、これを加熱溶解するためのヒータパワーや、引上げに要 する時間等はますます増大してきている。引上げ装置の炉内部品はそれだけ長時 間、過酷な熱的雰囲気に曝され、とりわけ原料融液を保持する石英るつぼに受け るダメージは大きい。その結果、変形が生じたり、偏心による融液面振動が発生 したり、あるいはるつぼ上端部が中心に向かって倒れ、付着していたアモルファ ス等が融液中に落下して単結晶化を阻害したりする。とくに、製造工程後半では るつぼが上昇しており、ヒータとの距離が大きくなっていること、融液量が減少 して石英るつぼの放熱面積が増加していることなどから、成長温度を維持するた めにヒータパワーを増大させるが、これは石英るつぼの前記のような劣化に一層 の拍車をかけることになる。石英るつぼは、従来より１回こどに交換しなければ ならない程劣化が激しく、したがって上記のような過酷な状況下にあると引上げ 途中でも破損する確率は高くなる。石英るつぼに含まれる細かな気泡は、1000℃ 以上の高温のシリコン融液との接触により膨張してるつぼ破損の一原因を作り出 す。石英るつぼに亀裂が生じたりすると、原料融液が滲みだすが、石英るつぼを 収容する黒鉛るつぼは多孔質なため、滲みだしを留めることはできない。こうし て次第に炉内部品の損傷が進行する。
【０００３】 こうした現象と併せてまた、劣化に起因する振動等での融液のるつぼからの漏 れにより、炉内部品の損傷も起きる。
【０００４】 従来は、このように次第に大型化する引上げ装置に対して、融液漏れに対する 安全性の確保は必ずしも充分ではなかった。
【０００５】
本考案は、前記のように大型化しつつある単結晶引上装置の融液漏れに対する 安全性を確保することにある。
【０００６】
本考案は、原料を充填する石英るつぼと、石英るつぼを収容して保護する黒鉛 るつぼと、黒鉛るつぼ底部に一体的に固定して支持するるつぼ受けと、るつぼ受 けを底部から支え上下可動なペデスタルと、これらの周囲にあってるつぼ内の原 料を加熱溶融するヒータと、ヒータと引上げ装置本体のチャンバ側壁間に設けら れヒータからの輻射熱をしゃへいする断熱筒と、さらにるつぼ中心上方にあって 、るつぼ内の溶融原料より先端に把持した種結晶を原料融液に浸漬して徐々に引 上げることにより単結晶を引上げる引上げ軸とを備えた単結晶引上げ装置におい て、前記ペデスタルの軸がその中心部を摺動可能に貫通する受皿と、この受皿を 底部より受け支持するストッパとをペデスタルの任意高さに設けたことを特徴と している。
【０００７】
すなわち、本考案を図面を用いて説明すれば、図１に示すように、ＣＺ単結晶 引上装置１の石英るつぼ２及び黒鉛るつぼ３を底部より支えるるつぼ受け４に連 接するペデスタル５の一定高さにストッパ６が設けられている。さらにストッパ 上方には、ペデスタル５を同心的にとり囲む、受皿７が、ペデスタルに対して摺 動可能に取り付けられている。単結晶８の引上げ初期は、るつぼは下降しており 図３の状態にある。したがって、受皿７は、引上装置のチャンバ底部にある融液 受け１２の上に載置された状態になっている。引上げが進み次第にるつぼが上昇 してくるとやがてストッパ６が、受皿７を押し上げるつぼの上昇にともなって受 皿も一定距離を保って上昇する。もし受皿がペデスタルに固定されていると、引 き上げ初期に要求されるるつぼの下降位置が確保されず不具合を生ずるためこう した構成を採る。従来このような空間部にヒータを取り付けたものはあるが（特 開平２−１９２４８６号参照）、るつぼ受けに接触した構成はとり難いので一定 距離を隔てて設けることになるが、そうするとるつぼ昇降のためのストロークは 限られてしまう。逆にるつぼから遠く隔てて設けても同様にストロークは限定さ れる。受皿の高さは、ストッパを支えるための孔を高さ方向に複数個所穿ってお けば、融液の充填量や装置状態に応じて最も適するよう設定できる。
【０００８】 なお、ストッパは図２に示したようにストッパの元にねじを切り、これをペデ スタルの軸に設けたねじ孔にねじ込むようにしておけば良い。ストッパの材質と しては、耐熱性の高いカーボンが使用できる。また受皿は、融液を吸収しやすい ようなカーボン繊維または多孔質のカーボンを用いることができる。
【０００９】
【実施例１】 図１に示した本考案の一実施例である単結晶引上装置を用いてシリコン単結晶 の育成を行なった。
【００１０】 石英るつぼ８に原料シリコンを充填し、ヒータ９に通電して原料シリコンを溶 融した。種結晶１０を融液に浸漬して徐々に引上げ常法どおりシリコン単結晶を 育成した。得られた単結晶の物性は、従来のものと遜色なく、受皿を設けたこと による悪影響は観察されなかった。
【００１１】
本考案によれば、振動や事故による融液の漏れに対し受けの容量が増大するか ら、安全性が向上する。さらに、受皿がペデスタルに対して摺動可能に構成され 、るつぼ上昇と共にこの受皿をストッパが支え上げる構成のため、結晶育成時に 必要な充分なストロークを確保でき、ペデスタル高さ方向にストッパ装着用の孔 を複数設ければ、受皿の設置を最適な任意高さに選ぶことができる。
【００１２】 さらにまた、本考案の単結晶製造装置は、従来装置の大掛かりな改造によらな いので、適用しやすい。
【００１３】 また、この受皿内に断熱材を装填すれば、保温効果がでるから、ヒータへの供 給電力も節減され、るつぼへの底部からの熱輻射をさえぎって保護する効果も期 待できる。
【図１】本考案の一実施例を示す単結晶製造装置の断面
図。整理番号＝Ｕ９１１２００００３
ページ（ ５／ ５）
図。整理番号＝Ｕ９１１２００００３
ページ（ ５／ ５）
【図２】本考案の単結晶製造装置に用いられる構成部品
の一実施例の部分斜視図。
の一実施例の部分斜視図。
１ 引上装置 ２ 石英るつぼ ３ 黒鉛るつぼ ４ るつぼ受け ５ ペデスタル ６ ストッパ ７ 受皿 ８ 単結晶 ９ ヒータ １０ 種結晶 １１ ねじ孔 １２ 融液受け
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【考案の名称】単結晶引上げ装置
【実用新案登録請求の範囲】
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施例を示す単結晶製造装置の断面
図。
図。
【図２】本考案の単結晶製造装置に用いられる構成部品
の一実施例の部分斜視図。
の一実施例の部分斜視図。
【符号の説明】 １ 引上装置 ２ 石英るつぼ ３ 黒鉛るつぼ ４ るつぼ受け ５ ペデスタル ６ ストッパ ７ 受皿 ８ 単結晶 ９ ヒータ １０ 種結晶 １１ ねじ孔 １２ 融液受け
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】原料を充填する石英るつぼと、石英るつぼ
を収容して保護する黒鉛るつぼと、黒鉛るつぼ底部に一
体的に固定して支持するるつぼ受けと、るつぼ受けを底
部から支え昇降可能なペデスタルと、これらの周囲にあ
ってるつぼ内の原料を加熱溶融するヒータと、ヒータと
引上げ装置本体のチャンバ側壁間に設けられヒータから
の輻射熱をしゃへいする断熱筒と、さらにるつぼ中心上
方にあって、るつぼ内の溶融原料より先端に把持した種
結晶を原料融液に浸漬して徐々に引上げることにより単
結晶を引上げる引上げ軸とを備えた単結晶引上げ装置に
おいて、中心部を前記ペデスタルの軸が摺動可能に貫通
する受皿と、この受皿を受けて支持するストッパとをペ
デスタルの任意高さに設けたことを特徴とする単結晶引
上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11280491U JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11280491U JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556963U true JPH0556963U (ja) | 1993-07-30 |
| JP2504550Y2 JP2504550Y2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=14595949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11280491U Expired - Lifetime JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2504550Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013018686A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶育成装置 |
| CN108517554A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-09-11 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种坩埚装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5630301B2 (ja) | 2011-02-07 | 2014-11-26 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP11280491U patent/JP2504550Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013018686A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶育成装置 |
| CN108517554A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-09-11 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种坩埚装置 |
| CN108517554B (zh) * | 2018-06-13 | 2024-03-19 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种坩埚装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2504550Y2 (ja) | 1996-07-10 |
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