JPH0826880A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
- Publication number
- JPH0826880A JPH0826880A JP18052194A JP18052194A JPH0826880A JP H0826880 A JPH0826880 A JP H0826880A JP 18052194 A JP18052194 A JP 18052194A JP 18052194 A JP18052194 A JP 18052194A JP H0826880 A JPH0826880 A JP H0826880A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- guide
- supply pipe
- single crystal
- crucible
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単結晶引上装置において、原料供給管の下端
部の熱変形を防止し、その取付精度を高めるとともに、
下端部のぐらつき等を防止する。 【構成】 二重ルツボの内筒２１と石英ルツボ１３との
間の融液の上方に原料供給管２３の下端を開口させる。
原料供給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、ガ
イド２７が取付リング２５の開口２６に嵌入して取り付
けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、フ
ランジ２８により取付リング２５に嵌入、固定される。
部の熱変形を防止し、その取付精度を高めるとともに、
下端部のぐらつき等を防止する。 【構成】 二重ルツボの内筒２１と石英ルツボ１３との
間の融液の上方に原料供給管２３の下端を開口させる。
原料供給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、ガ
イド２７が取付リング２５の開口２６に嵌入して取り付
けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、フ
ランジ２８により取付リング２５に嵌入、固定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば単結晶シリコン
を連続ＣＺ法（チョクラルスキー法：Ｃｚｏｃｈｒａｌ
ｓｋｉ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｍｅｔｈｏ
ｄ）で製造するための単結晶引上技術、特に原料供給管
の取付部の改良に関する。
を連続ＣＺ法（チョクラルスキー法：Ｃｚｏｃｈｒａｌ
ｓｋｉ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｍｅｔｈｏ
ｄ）で製造するための単結晶引上技術、特に原料供給管
の取付部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＺ法による単結晶引上装置は、炉体
と、この炉体の内部に設けられシリコン融液を保持する
石英ルツボと、このシリコン融液を加熱するヒータと、
シリコン単結晶棒を回転させながら引き上げる引上機構
とを有して構成されている。
と、この炉体の内部に設けられシリコン融液を保持する
石英ルツボと、このシリコン融液を加熱するヒータと、
シリコン単結晶棒を回転させながら引き上げる引上機構
とを有して構成されている。
【０００３】この装置では、石英ルツボ内のシリコン融
液にシリコン単結晶の種結晶を浸し、この種結晶を回転
させながら徐々に引き上げ、種結晶と同一方位の大口径
のシリコン単結晶を成長させる。
液にシリコン単結晶の種結晶を浸し、この種結晶を回転
させながら徐々に引き上げ、種結晶と同一方位の大口径
のシリコン単結晶を成長させる。
【０００４】そして、ルツボに原料を連続的に供給しな
がら引き上げを行う連続ＣＺ法が近年開発されてきた。
この方法では、二重ルツボの外側ルツボに原料を原料供
給管から供給しながら、内側ルツボから長尺の単結晶棒
を引き上げる。この石英製の原料供給管は炉体上壁から
垂下され、その下端開口は外側ルツボの融液面に近接し
て配設されている。
がら引き上げを行う連続ＣＺ法が近年開発されてきた。
この方法では、二重ルツボの外側ルツボに原料を原料供
給管から供給しながら、内側ルツボから長尺の単結晶棒
を引き上げる。この石英製の原料供給管は炉体上壁から
垂下され、その下端開口は外側ルツボの融液面に近接し
て配設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の連続
ＣＺ技術にあっては、原料供給管が炉体上壁から単に垂
下されているのみの構造であったため、高温度に長期間
にわたってさらされることにより、また、原料の初期チ
ャージ溶解時はヒータに直接加熱されることにより、そ
の下端開口部が熱変形するという課題が生じていた。ま
た、原料である高純度シリコンを連続供給する際、原料
供給管の下端部のぐらつきや、供給管自体の取付位置が
移動することがあり、他部材との干渉のおそれが生じて
いた。
ＣＺ技術にあっては、原料供給管が炉体上壁から単に垂
下されているのみの構造であったため、高温度に長期間
にわたってさらされることにより、また、原料の初期チ
ャージ溶解時はヒータに直接加熱されることにより、そ
の下端開口部が熱変形するという課題が生じていた。ま
た、原料である高純度シリコンを連続供給する際、原料
供給管の下端部のぐらつきや、供給管自体の取付位置が
移動することがあり、他部材との干渉のおそれが生じて
いた。
【０００６】そこで、本発明は、原料供給管の下端部の
熱変形を防止し、その取付精度を高めるとともに、下端
部のぐらつき等を防止することを、その目的としてい
る。
熱変形を防止し、その取付精度を高めるとともに、下端
部のぐらつき等を防止することを、その目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、炉体と、炉内で結晶融液を保持するルツボと、炉体
上壁から垂下され、その下端がルツボ内に結晶融液の原
料を供給可能に開口した供給管とを備えた単結晶引上装
置において、上記供給管の中間部または下部を支持部材
を介して支持した単結晶引上装置である。
は、炉体と、炉内で結晶融液を保持するルツボと、炉体
上壁から垂下され、その下端がルツボ内に結晶融液の原
料を供給可能に開口した供給管とを備えた単結晶引上装
置において、上記供給管の中間部または下部を支持部材
を介して支持した単結晶引上装置である。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記支持部材
は、供給管に嵌合するガイドと、ガイドを炉壁に支持す
る支持材とを有する請求項１に記載の単結晶引上装置で
ある。
は、供給管に嵌合するガイドと、ガイドを炉壁に支持す
る支持材とを有する請求項１に記載の単結晶引上装置で
ある。
【０００９】請求項３に記載の発明は、上記支持材は、
複数の支持点からなる請求項２に記載の単結晶引上装置
である。例えば二重ルツボの内筒を支持するための取付
リングである。
複数の支持点からなる請求項２に記載の単結晶引上装置
である。例えば二重ルツボの内筒を支持するための取付
リングである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、上記ガイドを石
英で形成した請求項２に記載の単結晶引上装置である。
英で形成した請求項２に記載の単結晶引上装置である。
【００１１】
【作用】本発明にあっては、ルツボ上方に垂下された原
料供給管の中間部または下部を支持部材により支持した
ため、下端部の熱変形を効果的に防止することができ
る。また、その取付位置精度を高めることができ、ルツ
ボ内に正確に原料を供給することができる。さらに、原
料供給時、原料供給管の下端部がぐらついたりすること
はなくなり、安定して原料を供給することができる。ま
た、支持部材を構成するガイドを石英で形成することに
より、原料融液中への不純物のコンタミネーションを防
止することもできる。
料供給管の中間部または下部を支持部材により支持した
ため、下端部の熱変形を効果的に防止することができ
る。また、その取付位置精度を高めることができ、ルツ
ボ内に正確に原料を供給することができる。さらに、原
料供給時、原料供給管の下端部がぐらついたりすること
はなくなり、安定して原料を供給することができる。ま
た、支持部材を構成するガイドを石英で形成することに
より、原料融液中への不純物のコンタミネーションを防
止することもできる。
【００１２】
【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〜図４は本発明の一実施例に係る単結晶引上
装置の概略構成を説明するための図である。
する。図１〜図４は本発明の一実施例に係る単結晶引上
装置の概略構成を説明するための図である。
【００１３】図１に示すように、単結晶引上装置の炉体
１１の内部には、シリコン融液が注入された石英ルツボ
１３が配設されている。この石英ルツボ１３は上側が開
口した椀状または有底円筒状であって、略同形状の黒鉛
サセプタ１４に嵌合されて着脱可能に支持されている。
この黒鉛サセプタ１４の底壁中心部にはモータ駆動の回
転軸が取り付けられている。
１１の内部には、シリコン融液が注入された石英ルツボ
１３が配設されている。この石英ルツボ１３は上側が開
口した椀状または有底円筒状であって、略同形状の黒鉛
サセプタ１４に嵌合されて着脱可能に支持されている。
この黒鉛サセプタ１４の底壁中心部にはモータ駆動の回
転軸が取り付けられている。
【００１４】炉体１１の内部で黒鉛サセプタ１４の外側
には、これを取り囲むようにシリコン融液を加熱するた
めのヒータ１６が配設されている。さらに、この環状に
配設されたヒータ１６の外側は、保温用の熱シールド部
材１７により取り囲まれている。さらに、炉体１１の上
部には、引上機構（図示略）、および、炉体１１内部に
アルゴンガスを導入するための導入口等（図示略）が設
けられている。この引上機構の一部である引上ワイヤ
が、石英ルツボ１３の上方で、石英ルツボ１３と反対方
向に回転しつつ上下動するように構成されている。この
引き上げワイヤの先端には、チャックを介してシリコン
単結晶の種結晶が取り付けられる。この種結晶を、シリ
コン融液に浸した後上昇させ、種結晶を始点として順次
成長したシリコン単結晶棒Ｓｉ（Ｃｒ）がアルゴン雰囲
気中で引き上げられる。炉体１１の下部には排気口が設
けられ、排気口は真空装置に接続されている（図示
略）。
には、これを取り囲むようにシリコン融液を加熱するた
めのヒータ１６が配設されている。さらに、この環状に
配設されたヒータ１６の外側は、保温用の熱シールド部
材１７により取り囲まれている。さらに、炉体１１の上
部には、引上機構（図示略）、および、炉体１１内部に
アルゴンガスを導入するための導入口等（図示略）が設
けられている。この引上機構の一部である引上ワイヤ
が、石英ルツボ１３の上方で、石英ルツボ１３と反対方
向に回転しつつ上下動するように構成されている。この
引き上げワイヤの先端には、チャックを介してシリコン
単結晶の種結晶が取り付けられる。この種結晶を、シリ
コン融液に浸した後上昇させ、種結晶を始点として順次
成長したシリコン単結晶棒Ｓｉ（Ｃｒ）がアルゴン雰囲
気中で引き上げられる。炉体１１の下部には排気口が設
けられ、排気口は真空装置に接続されている（図示
略）。
【００１５】ここで、上記石英ルツボ１３は二重ルツボ
で構成され、内筒２１と石英ルツボ１３との間に高純度
シリコンを供給するための原料供給管２３の下端部が垂
下、固設されている。原料供給管２３の上端部は炉体１
１の上壁に固定され、略垂直に垂下されてその下端部開
口がルツボ１３の融液面より所定高さだけ上方に配設さ
れている。なお、２５は取付リングであり、この取付リ
ング２５は図４に示すように矩形の開口２６が形成され
ており、この開口２６に原料供給管２３が挿通される構
成である。
で構成され、内筒２１と石英ルツボ１３との間に高純度
シリコンを供給するための原料供給管２３の下端部が垂
下、固設されている。原料供給管２３の上端部は炉体１
１の上壁に固定され、略垂直に垂下されてその下端部開
口がルツボ１３の融液面より所定高さだけ上方に配設さ
れている。なお、２５は取付リングであり、この取付リ
ング２５は図４に示すように矩形の開口２６が形成され
ており、この開口２６に原料供給管２３が挿通される構
成である。
【００１６】図２（Ａ）、（Ｂ）には原料供給管２３を
示している。原料供給管２３はコンタミネーション防止
および加工性の点から矩形断面の石英管で構成されてい
る。粒状の高純度シリコンを適当な落下速度で供給する
ため、原料供給管２３の内部にはラダー状の斜板２４が
互い違いに内設されている。
示している。原料供給管２３はコンタミネーション防止
および加工性の点から矩形断面の石英管で構成されてい
る。粒状の高純度シリコンを適当な落下速度で供給する
ため、原料供給管２３の内部にはラダー状の斜板２４が
互い違いに内設されている。
【００１７】図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、原料供
給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、このガイ
ド２７が上記取付リング２５の開口２６に嵌入して取り
付けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、
フランジ２８により上記取付リング２５に嵌入、固定さ
れることとなる。なお、このガイド２７は、取付リング
２５ではなく、他の部材に固定するように構成してもよ
い、例えば内筒２１を初期チャージ溶解時に保持するた
めの部材２９に固定してもよい。
給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、このガイ
ド２７が上記取付リング２５の開口２６に嵌入して取り
付けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、
フランジ２８により上記取付リング２５に嵌入、固定さ
れることとなる。なお、このガイド２７は、取付リング
２５ではなく、他の部材に固定するように構成してもよ
い、例えば内筒２１を初期チャージ溶解時に保持するた
めの部材２９に固定してもよい。
【００１８】上記構成によれば、原料供給管２３の下端
部が原料の初期チャージ時たとえヒータ１６に対して露
出して直接加熱されても、また、長期間の運転に際して
も、その熱変形は少なくなる。よって、他部材との干渉
のおそれはなくなる。また、同時に取付精度も高められ
る。よって、ルツボ１３への安定した原料の供給が可能
である。下端部はガイド２７に支持されており、そのぐ
らつきも防止される。
部が原料の初期チャージ時たとえヒータ１６に対して露
出して直接加熱されても、また、長期間の運転に際して
も、その熱変形は少なくなる。よって、他部材との干渉
のおそれはなくなる。また、同時に取付精度も高められ
る。よって、ルツボ１３への安定した原料の供給が可能
である。下端部はガイド２７に支持されており、そのぐ
らつきも防止される。
【００１９】なお、ガイド２７は原料供給管２３と同じ
く石英製としたため、これらの熱膨張差は生じることが
なく、取付精度誤差等が経時使用により生じることがな
い。また、ガイド２７は耐熱強度の高いカーボンまたは
カーボンにＳｉＣをコーテイングしたものであってもよ
い。ＳｉＣコートによりＳｉＯ蒸気との反応を防ぎ、ガ
イド２７の耐久性を高めることができる。耐熱強度の観
点からはガイド２７をＭｏ，Ｗ等で形成することも考え
られる。
く石英製としたため、これらの熱膨張差は生じることが
なく、取付精度誤差等が経時使用により生じることがな
い。また、ガイド２７は耐熱強度の高いカーボンまたは
カーボンにＳｉＣをコーテイングしたものであってもよ
い。ＳｉＣコートによりＳｉＯ蒸気との反応を防ぎ、ガ
イド２７の耐久性を高めることができる。耐熱強度の観
点からはガイド２７をＭｏ，Ｗ等で形成することも考え
られる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、原料供給管の下端部の
熱変形を効果的に防止することができる。また、その取
付位置精度を高めることができ、ルツボ内に正確に原料
を供給することができる。さらに、原料供給時、原料供
給管の下端部がぐらついたりすることはなくなり、安定
して原料を供給することができる。また、原料融液中へ
の不純物のコンタミネーションを防止することもでき
る。
熱変形を効果的に防止することができる。また、その取
付位置精度を高めることができ、ルツボ内に正確に原料
を供給することができる。さらに、原料供給時、原料供
給管の下端部がぐらついたりすることはなくなり、安定
して原料を供給することができる。また、原料融液中へ
の不純物のコンタミネーションを防止することもでき
る。
【図１】本発明の一実施例に係る単結晶引上装置の要部
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る原料供給管を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の一実施例に係るガイドを示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例に係る取付リングを示す平面
図である。
図である。
１１ 炉体 １３ ルツボ ２３ 原料供給管 ２５ 取付リング（支持材） ２７ ガイド
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】ここで、上記石英ルツボ１３は二重ルツボ
で構成され、内筒２１と石英ルツボ１３との間に高純度
シリコンを供給するための原料供給管２３の下端部が垂
下、固設されている。原料供給管２３の上端部は炉体１
１の上壁に固定され、略垂直に垂下されてその下端部開
口がルツボ１３の融液面より所定高さだけ上方に配設さ
れている。なお、２５は取付リングであり、この取付リ
ング２５は図３に示すように矩形の開口２６が形成され
ており、この開口２６に原料供給管２３が挿通される構
成である。
で構成され、内筒２１と石英ルツボ１３との間に高純度
シリコンを供給するための原料供給管２３の下端部が垂
下、固設されている。原料供給管２３の上端部は炉体１
１の上壁に固定され、略垂直に垂下されてその下端部開
口がルツボ１３の融液面より所定高さだけ上方に配設さ
れている。なお、２５は取付リングであり、この取付リ
ング２５は図３に示すように矩形の開口２６が形成され
ており、この開口２６に原料供給管２３が挿通される構
成である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、原料供
給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、このガイ
ド２７が上記取付リング２５の開口２６に嵌入して取り
付けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、
フランジ２８により上記取付リング２５に嵌入、固定さ
れることとなる。なお、このガイド２７は、取付リング
２５ではなく、他の部材に固定するように構成してもよ
い、例えば内筒２１を初期チャージ溶解時に保持するた
めの部材２９に固定してもよい。
給管２３の中間部にはガイド２７が嵌合され、このガイ
ド２７が上記取付リング２５の開口２６に嵌入して取り
付けられている。ガイド２７は石英製の角筒であって、
フランジ２８により上記取付リング２５に嵌入、固定さ
れることとなる。なお、このガイド２７は、取付リング
２５ではなく、他の部材に固定するように構成してもよ
い、例えば内筒２１を初期チャージ溶解時に保持するた
めの部材２９に固定してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】本発明の一実施例に係るガイドを示す図であ
る。
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】本発明の一実施例に係る取付リングを示す平面
図である。
図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 倫久 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 (4)
- 【請求項１】 炉体と、炉内で結晶融液を保持するルツ
ボと、炉体上壁から垂下され、その下端がルツボ内に結
晶融液の原料を供給可能に開口した供給管とを備えた単
結晶引上装置において、 上記供給管の中間部または下部を支持部材を介して支持
したことを特徴とする単結晶引上装置。 - 【請求項２】 上記支持部材は、供給管に嵌合するガイ
ドと、ガイドを炉壁に支持する支持材とを有する請求項
１に記載の単結晶引上装置。 - 【請求項３】 上記支持材は、複数の支持点からなる請
求項２に記載の単結晶引上装置。 - 【請求項４】 上記ガイドを石英で形成した請求項２に
記載の単結晶引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052194A JPH0826880A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052194A JPH0826880A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 単結晶引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0826880A true JPH0826880A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=16084726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18052194A Pending JPH0826880A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112048758A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-08 | 乐山新天源太阳能科技有限公司 | 连续直拉单晶棒工艺 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP18052194A patent/JPH0826880A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112048758A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-08 | 乐山新天源太阳能科技有限公司 | 连续直拉单晶棒工艺 |
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