JPH07115984B2 - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
- Publication number
- JPH07115984B2 JPH07115984B2 JP62305238A JP30523887A JPH07115984B2 JP H07115984 B2 JPH07115984 B2 JP H07115984B2 JP 62305238 A JP62305238 A JP 62305238A JP 30523887 A JP30523887 A JP 30523887A JP H07115984 B2 JPH07115984 B2 JP H07115984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- cooling means
- melt
- crystal pulling
- cylindrical portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として石英ルツボ内に保持されたシリコン
融液からシリコン単結晶を引上げる単結晶引上装置に関
する。
融液からシリコン単結晶を引上げる単結晶引上装置に関
する。
従来、この種のシリコン単結晶引上装置としては、第３
図に示すように、炉本体１の内部に、シリコン融液２を
保持する石英ルツボ３が、黒鉛サセプタ４を介して昇降
自在かつ回転自在な下軸５に取付けられた状態で設置さ
れ、この石英ルツボ３及び黒鉛サセプタ４の周囲に、上
記石英ルツボ３内のシリコン融液２の温度を制御するヒ
ーター６が設けられ、かつこのヒーター６と炉本体１と
の間に保温筒７が設置されると共に、上記炉本体１の首
部から下方に、水冷筒８が垂設されたものが知られてい
る（例えば、特開昭61−68389号公報参照）。そして、
上記従来のシリコン単結晶引上装置にあっては、上記石
英ルツボ３内のシリコン融液２に、炉本体１の内部上方
から吊設した引上軸９の下端にチャック10を介して支持
された種結晶11を浸漬した後に、上記引上軸９を回転さ
せながら所定速度（例えば1mm/min）で引上げることに
より、単結晶12を製造するようにしている。
図に示すように、炉本体１の内部に、シリコン融液２を
保持する石英ルツボ３が、黒鉛サセプタ４を介して昇降
自在かつ回転自在な下軸５に取付けられた状態で設置さ
れ、この石英ルツボ３及び黒鉛サセプタ４の周囲に、上
記石英ルツボ３内のシリコン融液２の温度を制御するヒ
ーター６が設けられ、かつこのヒーター６と炉本体１と
の間に保温筒７が設置されると共に、上記炉本体１の首
部から下方に、水冷筒８が垂設されたものが知られてい
る（例えば、特開昭61−68389号公報参照）。そして、
上記従来のシリコン単結晶引上装置にあっては、上記石
英ルツボ３内のシリコン融液２に、炉本体１の内部上方
から吊設した引上軸９の下端にチャック10を介して支持
された種結晶11を浸漬した後に、上記引上軸９を回転さ
せながら所定速度（例えば1mm/min）で引上げることに
より、単結晶12を製造するようにしている。
しかしながら、上記従来のシリコン単結晶引上装置を用
いて、シリコン単結晶を引上げ育成する場合には、引上
げ中の単結晶12を冷却するための水冷筒８の下部が上記
石英ルツボ３あるいは石英ルツボ３内のシリコン融液２
に接近しているために、該石英ルツボ３あるいはシリコ
ン融液２が冷却され、石英ルツボ３の内壁近傍からシリ
コン融液２が再結晶化し、単結晶12の引上げが阻害され
るという問題があった。
いて、シリコン単結晶を引上げ育成する場合には、引上
げ中の単結晶12を冷却するための水冷筒８の下部が上記
石英ルツボ３あるいは石英ルツボ３内のシリコン融液２
に接近しているために、該石英ルツボ３あるいはシリコ
ン融液２が冷却され、石英ルツボ３の内壁近傍からシリ
コン融液２が再結晶化し、単結晶12の引上げが阻害され
るという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、ルツボ内壁近傍からの融液の再結晶化
を防止することができ、しかも引上中の単結晶を効果的
に冷却できて、円滑かつ迅速に端結晶を得ることができ
る単結晶引上装置を提供することにある。
とするところは、ルツボ内壁近傍からの融液の再結晶化
を防止することができ、しかも引上中の単結晶を効果的
に冷却できて、円滑かつ迅速に端結晶を得ることができ
る単結晶引上装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、引上中の単結晶
の周囲に設けられた冷却手段の下部に、該冷却手段の外
径より大径の円筒部と、該円筒部の下端に連続して設け
られ内方に先細りして前記冷却手段と前記融液との間を
遮断する傾斜筒部とからなるシールド部材を昇降自在に
設けたものである。
の周囲に設けられた冷却手段の下部に、該冷却手段の外
径より大径の円筒部と、該円筒部の下端に連続して設け
られ内方に先細りして前記冷却手段と前記融液との間を
遮断する傾斜筒部とからなるシールド部材を昇降自在に
設けたものである。
本発明の単結晶引上装置にあっては、シールド部材を昇
降させて適正な位置に保持させることにより、前記冷却
手段と前記融液との間を熱的に遮断し、前記融液の温度
が低下するのを抑制するとともに、引き上げる単結晶の
周囲を最適状態に冷却し、該単結晶の熱履歴を制御す
る。これにより該単結晶中に欠陥や格子不整等が発し難
くなる。さらに、該シールド部材によりルツボの上部内
壁が前記冷却手段から熱的に遮断され、前記融液が該内
壁で結晶化するのを防止する。
降させて適正な位置に保持させることにより、前記冷却
手段と前記融液との間を熱的に遮断し、前記融液の温度
が低下するのを抑制するとともに、引き上げる単結晶の
周囲を最適状態に冷却し、該単結晶の熱履歴を制御す
る。これにより該単結晶中に欠陥や格子不整等が発し難
くなる。さらに、該シールド部材によりルツボの上部内
壁が前記冷却手段から熱的に遮断され、前記融液が該内
壁で結晶化するのを防止する。
以下、第１図と第２図に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、第１図と第２図中、第３図に示す上記従来
例と同様の構成の部分については同符号を付けて説明を
省略する。
する。なお、第１図と第２図中、第３図に示す上記従来
例と同様の構成の部分については同符号を付けて説明を
省略する。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中符号20
は、上記水冷筒８の下部に石英等の断熱部材21を介して
昇降調整自在に設けられたモリブデン製のシールド部材
である。そして、このシールド部材20は、石英ルツボ３
の内径より小径の円筒部20aと、この円筒部20aの下端に
続いて内方に先細りした傾斜筒部20bとから構成されて
いる。また、上記水冷筒８の下部外周にはねじ部8aが形
成され、このねじ部8aに上記断熱部材21の内突起21aが
係合されることにより、この断熱部材21及びシール部材
20が上記水冷筒８に対して回転しながら昇降するように
なっている。
は、上記水冷筒８の下部に石英等の断熱部材21を介して
昇降調整自在に設けられたモリブデン製のシールド部材
である。そして、このシールド部材20は、石英ルツボ３
の内径より小径の円筒部20aと、この円筒部20aの下端に
続いて内方に先細りした傾斜筒部20bとから構成されて
いる。また、上記水冷筒８の下部外周にはねじ部8aが形
成され、このねじ部8aに上記断熱部材21の内突起21aが
係合されることにより、この断熱部材21及びシール部材
20が上記水冷筒８に対して回転しながら昇降するように
なっている。
また、上記シールド部材20は、第２図に示すように、上
記炉本体１の分割可能な下チャンバー1aと中チャンバー
1bとの間にはさみ込まれた冷却手段22の水冷筒22aに、
断熱部材21を介して昇降調整自在に設けた構成でもよ
い。この場合、上記水冷筒部22aの外周には、上記断熱
部材21の内突起21aに係合するねじ部22bが形成されてい
る。
記炉本体１の分割可能な下チャンバー1aと中チャンバー
1bとの間にはさみ込まれた冷却手段22の水冷筒22aに、
断熱部材21を介して昇降調整自在に設けた構成でもよ
い。この場合、上記水冷筒部22aの外周には、上記断熱
部材21の内突起21aに係合するねじ部22bが形成されてい
る。
上記のように構成された単結晶引上装置にあっては、従
来同様、石英ルツボ３内のシリコン融液２に種結晶11を
浸漬させた後に、この種結晶11を回転させながら、所定
速度で引上げることにより、種結晶11の下端に順次単結
晶12が成長していく。
来同様、石英ルツボ３内のシリコン融液２に種結晶11を
浸漬させた後に、この種結晶11を回転させながら、所定
速度で引上げることにより、種結晶11の下端に順次単結
晶12が成長していく。
この場合、シリコン融液２の表面中央部、すなわち引上
げられる単結晶12との界面をシリコンの融点に保持する
と、水冷筒８の作用により、第３図に示す従来例におい
ては、水冷筒８の下部に面した石英ルツボ３、あるいは
シリコン融液２が冷却され、ルツボ内壁近傍からシリコ
ン融液２が再結晶化して引上げが困難になるが、第１図
及び第２図に示す本実施例にあっては、シールド部材20
によって、水冷筒８あるいは水冷筒部22aと、石英ルツ
ボ３あるいはシリコン融液２とが互いに遮断され、シリ
コン融液２の再結晶化が防止される。
げられる単結晶12との界面をシリコンの融点に保持する
と、水冷筒８の作用により、第３図に示す従来例におい
ては、水冷筒８の下部に面した石英ルツボ３、あるいは
シリコン融液２が冷却され、ルツボ内壁近傍からシリコ
ン融液２が再結晶化して引上げが困難になるが、第１図
及び第２図に示す本実施例にあっては、シールド部材20
によって、水冷筒８あるいは水冷筒部22aと、石英ルツ
ボ３あるいはシリコン融液２とが互いに遮断され、シリ
コン融液２の再結晶化が防止される。
例えば、本発明による単結晶引上装置及び従来の装置を
それぞれ用いて、各々10バッチずつの引上げ育成を行な
ったところ、従来の装置では、８バッチにつき再結晶化
が起こり、引上げが困難になったのに対して、本発明に
よる単結晶引上装置では再結晶化が生じなかった。
それぞれ用いて、各々10バッチずつの引上げ育成を行な
ったところ、従来の装置では、８バッチにつき再結晶化
が起こり、引上げが困難になったのに対して、本発明に
よる単結晶引上装置では再結晶化が生じなかった。
また、本発明による単結晶引上装置にあっては、表１に
示すように、引上中の単結晶12が850〜1050℃の温度帯
域を通過するのに要する滞留時間を抑制すべく水冷筒
８、水冷筒部22aを設定することで、引上げ育成された
シリコン単結晶中の積層欠陥（BSF）の発生を著しく少
なくきた。この表においては、引上げ育成されたシリコ
ン単結晶から採取した試料について、２℃/minで1100℃
まで昇温した後、１時間保持の加熱処理を施した状態で
積層欠陥の密度を測定している。
示すように、引上中の単結晶12が850〜1050℃の温度帯
域を通過するのに要する滞留時間を抑制すべく水冷筒
８、水冷筒部22aを設定することで、引上げ育成された
シリコン単結晶中の積層欠陥（BSF）の発生を著しく少
なくきた。この表においては、引上げ育成されたシリコ
ン単結晶から採取した試料について、２℃/minで1100℃
まで昇温した後、１時間保持の加熱処理を施した状態で
積層欠陥の密度を測定している。
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種種の形状
のシールド部材20の採用が可能である。また、水冷筒
８、水冷筒部22aに水以外の冷却剤を流通させることも
有効である。
のシールド部材20の採用が可能である。また、水冷筒
８、水冷筒部22aに水以外の冷却剤を流通させることも
有効である。
以上説明したように、本発明は、引上中の単結晶の周囲
に設けられた冷却手段に、該冷却手段の下部に、該冷却
手段の外径より大径の円筒部と、該円筒部の下端に連続
して設けられ内方に先細りして前記冷却手段と前記融液
との間を遮断する傾斜筒部とからなるシールド部材を昇
降自在に設けたので、シールド部材を昇降させて適正な
位置に保持させることにより、前記冷却手段と前記融液
との間を熱的に遮断することができ、前記融液の温度が
低下するのを抑制するとともに、引き上げる単結晶の周
囲を最適状態に冷却し、該単結晶の熱履歴を高精度で制
御することができる。したがって、該単結晶中に欠陥や
格子不整等が発生するのを防止することができ、円滑に
かつ迅速に単結晶を得ることができ、半導体デバイス製
造工程における高温処理によっても積層欠陥の発生が著
しく少ないウェーハを製造することができる。さらに、
該シールド部材によりルツボの上部内壁が前記冷却手段
から熱的に遮断されるので、前記融液が該内壁で結晶化
するのを防止することができる。
に設けられた冷却手段に、該冷却手段の下部に、該冷却
手段の外径より大径の円筒部と、該円筒部の下端に連続
して設けられ内方に先細りして前記冷却手段と前記融液
との間を遮断する傾斜筒部とからなるシールド部材を昇
降自在に設けたので、シールド部材を昇降させて適正な
位置に保持させることにより、前記冷却手段と前記融液
との間を熱的に遮断することができ、前記融液の温度が
低下するのを抑制するとともに、引き上げる単結晶の周
囲を最適状態に冷却し、該単結晶の熱履歴を高精度で制
御することができる。したがって、該単結晶中に欠陥や
格子不整等が発生するのを防止することができ、円滑に
かつ迅速に単結晶を得ることができ、半導体デバイス製
造工程における高温処理によっても積層欠陥の発生が著
しく少ないウェーハを製造することができる。さらに、
該シールド部材によりルツボの上部内壁が前記冷却手段
から熱的に遮断されるので、前記融液が該内壁で結晶化
するのを防止することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
本発明の他の実施例を示す概略構成図、第３図は従来の
単結晶引上装置を示す概略構成図である。 ２……シリコン融液、 ３……石英ルツボ、 ８……水冷筒（冷却手段） 12……単結晶 20……シールド部材、 20a……円筒部、20b……傾斜筒部、 22……冷却手段。
本発明の他の実施例を示す概略構成図、第３図は従来の
単結晶引上装置を示す概略構成図である。 ２……シリコン融液、 ３……石英ルツボ、 ８……水冷筒（冷却手段） 12……単結晶 20……シールド部材、 20a……円筒部、20b……傾斜筒部、 22……冷却手段。
フロントページの続き (72)発明者 清水 光太郎 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 金属株式会社中央研究所内 (72)発明者 番場 義明 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 金属株式会社中央研究所内 (72)発明者 島貫 康 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 金属株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】ルツボ内に保持された融液から引上げられ
る単結晶の周囲に冷却手段が設けられてなる単結晶引上
装置において、上記冷却手段の下部に、該冷却手段の外
径より大径の円筒部と、該円筒部の下端に連続して設け
られ内方に先細りして前記冷却手段と前記融液との間を
遮断する傾斜筒部とからなるシールド部材が昇降自在に
設けられた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 |
|---|---|---|---|
| JP62305238A JPH07115984B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305238A JPH07115984B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 単結晶引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145391A JPH01145391A (ja) | 1989-06-07 |
| JPH07115984B2 true JPH07115984B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=17942694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62305238A Expired - Lifetime JPH07115984B2 (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115984B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993000462A1 (en) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. | Device for pulling up single crystal |
| WO2001057293A1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single crystal growing device and production method of single crystal using the device and single crystal |
| EP1356139B1 (en) | 2001-01-26 | 2006-08-09 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Low defect density silicon substantially free of oxidation induced stacking faults having a vacancy-dominated core |
| US6579362B2 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-17 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal puller |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6350391A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-03 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
-
1987
- 1987-12-02 JP JP62305238A patent/JPH07115984B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6350391A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-03 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01145391A (ja) | 1989-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |