JPH0612477U - 引上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原料の供給を妨げることなく、結晶融液の温
度低下を防止できる引上装置を提供する。 【構成】 溶融シリコン４を保持する石英坩堝２を設け
る。この石英坩堝２の上方に溶融シリコン４からシリコ
ン単結晶棒を引き上げる引上機構を設ける。溶融シリコ
ン４の液面の上方から多結晶シリコンの粒５を供給する
供給管を設ける。溶融シリコン４からの放射熱を遮蔽す
る反射板８を設ける。この反射板８によって溶融シリコ
ン４からの放射熱が遮蔽される。そのため、該溶融シリ
コン４の温度は反射板８がないときよりも低下しない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、シリコン単結晶棒を連続ＣＺ法（Czochralski crystal gr owth method）で製造するための引上装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、長尺のシリコン単結晶棒を連続して引き上げるシリコン単結晶引上装置 は、概略、チャンバ内に設けられ溶融シリコンを保持する石英坩堝と、この石英 坩堝内に設けられ溶融シリコンを中心部と周辺部とに区画する石英リングと、溶 融シリコンを加熱するヒータと、石英坩堝の上方に設けられシリコン単結晶棒を 回転自在に引き上げる引上機構と、溶融シリコンの周辺部にシリコン多結晶粒を 連続的に補給する原料供給機構と、で構成されている。そして、石英坩堝内の溶 融シリコンを一定量に保ったまま、この溶融シリコンの中心部にシリコン単結晶 の種子結晶を浸し、この種子結晶を回転させながら徐々に引き上げ、該種子結晶 と同一方位の大口径のシリコン単結晶棒を成長させる。この原料の補給によって 、溶融シリコンの溶融量および温度等の変動を防止し、シリコン単結晶棒の品質 の均質化を図っている。

【０００３】 しかし、このシリコン単結晶引上装置にあっては、温度の低いシリコン多結晶 粒が、直接、高温（約１４００℃）の溶融シリコンに補給されている。このため 、溶融シリコンの温度が低下し、補給されたシリコン多結晶粒が全て溶融するこ となく、引き上げたシリコン単結晶棒の結晶成長部に欠陥発生等の悪影響が発生 していた。

【０００４】 この悪影響を防止するため、特開平１−１１９５９２号公報に示された引上装 置では、原料供給機構の供給管を通じて、溶融シリコンからの高温ＳｉＯガスを 引上装置の外部に排出する機構が設けられていた。高温ＳｉＯガスが供給管の中 へ引き込まれ、供給管内で降下するシリコン多結晶粒と高温ＳｉＯガスとが接触 している。このため、シリコン多結晶粒が加熱され、原料投入に伴う溶融シリコ ンの温度低下が防止されていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この引上装置では、多結晶シリコン粒によってＳｉＯガスの熱 が奪われ、供給管内においてＳｉＯガスが凝結し、供給管内が徐々に塞がれてい た。この結果、この引上装置は、原料の供給を妨げるという課題があった。

【０００６】 そこで、本考案の目的は、原料の供給を妨げることなく、溶融シリコンの温度 低下を防止できる引上装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の引上装置は、結晶融液を保持する坩堝と、この坩堝の上方に設けられ 上記結晶融液から結晶棒を引き上げる引上機構と、上記結晶融液の液面の上方か ら原料を供給する供給機構と、を備えた引上装置において、上記供給機構に近設 して上記結晶融液からの放射熱を遮蔽する遮蔽手段を備えるものである。

【０００８】

【作用】

本考案に係る引上装置にあっては、遮蔽手段によって結晶融液からの放射熱が 遮蔽される。この遮蔽された熱によって、原料は、結晶融液に落下するとき、加 熱される。この加熱された原料が結晶融液へ供給されるので、加熱されない原料 が供給されたときより結晶融液の温度低下が少ない。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案に係る引上装置の実施例について、図面を参照して説明する。図 １は本考案の一実施例に係る引上装置の概略を示す断面図である。図２は図１の 矢視断面図である。

【００１０】 これらの図に示すように、回転自在で略半球形状の黒鉛サセプタ１の内部に、 石英坩堝２が着脱可能に保持されている。この石英坩堝２は、略半球形状をなし ている。石英坩堝２内には石英リング３が、吊下ワイヤ（図示略）により設けら れている。この石英リング３は、石英坩堝２に保持される溶融シリコン４を中心 部（結晶育成）と周辺部（原料供給）とに区画するためのものである。３Ａは溶 融シリコン４の周辺部と中心部とを導通させる孔である。

【００１１】 そして、溶融シリコン４の液面の上方から溶融シリコン４の周辺部へ多結晶シ リコンの粒５を連続的に補給する原料供給機構の石英製供給管６が設けられてい る。この供給管６の下部において、石英坩堝２の上面から溶融シリコン４の液面 の間には、４本の石英製フック７に係止されてＭｏ製反射板８が保持されている 。このＭｏ製反射板８は、薄い板状で略扇型状のカバーである。Ｍｏ製反射板８ は溶融シリコン４よりはるかに高い融点を有している。このＭｏ製反射板８にお いて、溶融シリコン４との対向面は、鏡面加工され、有効放射率が０〜０.３程 度である。反射板８は反射率が高いので、多結晶シリコンの粒５の落下点近傍の 溶融シリコン４からの放射熱を、充分に遮蔽するものである。そのために、該溶 融シリコン４の温度は、反射枝８がないときよりも、温度低下が少ない。このた め、多結晶シリコンの粒５は溶け残ることがない。

【００１２】 また、黒鉛サセプタ１の外側には、溶融シリコン４の加熱用ヒータ（図示略） が黒鉛サセプタ１を取り囲むように配設されている。さらに、石英坩堝２の上方 には、中心部の溶融シリコン４からシリコン単結晶棒を引き上げる引上機構（図 示略）が設けられている。この引上機構によって、シリコン単結晶の種子結晶が 、黒鉛サセプタ１と反対方向に回転しつつ上下動するようになっている。そして 、上記種子結晶を、中心部の溶融シリコン４に浸した後上昇させることにより、 この種子結晶を始点として順次成長したシリコン単結晶棒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。

【００１３】 次に、上記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２の中に高純度多結晶シリコンを原料として入れる 。ヒータに通電して、石英坩堝２を加熱し原料のシリコンを溶融する。

【００１４】 次いで、シリコン単結晶の種子結晶を中心部の溶融シリコン４に接触させる。 その後、黒鉛サセプタ１を坩堝回転速度：５〜１５ｒｐｍで回転させ、この回転 とは逆回転に、引上機構により種子結晶を、シード回転速度：０.１〜２ｒｐｍ で回転させながらゆっくり上昇させる。この間、原料供給機構の供給管６より多 結晶シリコンの粒５が溶融シリコン４中に連続的に補給される。この結果、種子 結晶からシリコン単結晶棒が成長して引き上げられていくものである。

【００１５】 この引き上げにおいて、反射板８が溶融シリコン４からの輻射熱を反射、遮蔽 しているので、大量の多結晶シリコンの粒５を完全に溶融できる温度に保つ。供 給管６内にＳｉＯガスが凝結することもなく、供給管６内が塞がれることもない 。したがって、多結晶シリコンの粒５の供給が阻害されることがない。ＳｉＯが 多結晶シリコンの粒５に混入することもない。また、反射板８は、多結晶シリコ ンの粒５が溶融シリコン４に落下したとき、周辺部の溶融シリコン４が跳ねて、 中心部の溶融シリコン４へ混入するのを阻止することができる。なお、この反射 板８はカーボン製でもよい。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明してきたように本考案に係る引上装置によれば、原料の供給を妨げる ことなく、結晶融液の温度低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る引上装置の要部断面図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面斜視図である。

【符号の説明】

２ 石英坩堝 ４ 溶融シリコン（結晶融液） ５ 多結晶シリコンの粒（原料） ６ 供給管 ８ 反射板（遮蔽手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 新井 義明 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)考案者 小野 直樹 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)考案者 佐平 健彰 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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶融液を保持する坩堝と、 この坩堝の上方に設けられ上記結晶融液から結晶棒を引
   き上げる引上機構と、 上記結晶融液の液面の上方から原料を供給する供給機構
   と、を備えた引上装置において、 上記供給機構に近設して上記結晶融液からの放射熱を遮
   蔽する遮蔽手段を備えることを特徴とする引上装置。