JPH08333189A

JPH08333189A - 結晶引き上げ装置

Info

Publication number: JPH08333189A
Application number: JP13702295A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Okui; 正彦奥井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ＯＳＦ及びＢＭＤの発生を制御して高品質な
単結晶を製造することが可能な結晶引き上げ装置を提供
すること。【構成】メインチャンバ１の上壁に螺子棒21が垂下支
持されており、螺子棒21に冷却装置20の冷却装置支持部
材22が螺合されている。螺子棒21の上端に設けられたモ
ータ31にて螺子棒21を回転させると冷却装置20が上下動
する。冷却板26は、冷却装置容器23の内周面に、その一
側辺に固定された支持軸の球継手の構成により回動可能
に支持されている。冷却板26の、単結晶８に接触しない
側の面には冷媒管が取り付けられており、冷媒管へはフ
レキシブルチューブを介して冷媒が供給され循環するよ
うになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体材料として使用
されるＳｉ単結晶等の結晶を引き上げ成長させる結晶引
き上げ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶成長方法には種々の方法があるが、
その１つにチョクラルスキー法（ＣＺ法）がある。図12
は、ＣＺ法に用いられる結晶引き上げ装置を示す模式的
断面図である。図中３は、図示しないチャンバ内に配設
された坩堝を示しており、坩堝３は有底円筒形状をなす
石英製の内層容器3aとこの内層容器3aの外側に嵌合され
たグラファイト製の外側容器3bとから構成されている。
坩堝３は、図示しない昇降・回転機構に接続された支持
軸10に連結されて支持されており、昇降および回転が可
能なようになっている。坩堝３の外側には、坩堝３と同
心円筒状であるヒータ５が配設され、さらにその外側に
保温筒11が配設されている。またシードチャックにてそ
の先端に種結晶13を脱着することが可能な引き上げ軸
（ワイヤ）12が坩堝３の中央上方に臨ませてある。引き
上げ軸12も図示しない昇降・回転機構に連結されてお
り、昇降、及び支持軸10と同一軸心で支持軸10と同方
向，逆方向の回転が可能なようになしてある。

【０００３】結晶成長を行う場合は、まず坩堝３に結晶
用原料を充填し、坩堝３を所定方向へ所定回転数にて回
転させながら結晶用原料をヒータ５にて溶融する。また
引き上げ軸12の先端に種結晶13を取り付け、種結晶13を
溶融液７に一旦接触するまで降下させた後、坩堝３とは
逆方向に回転させながら上方へ引き上げる。そうすると
種結晶13の下端に接触している溶融液７が凝固して単結
晶８を成長させることができる。ここでシリコン（Ｓ
ｉ）単結晶を成長させる場合は、結晶を無転位化するた
めに、直径約３mmの絞り（neck）部を成長させた後に所
定の直径まで結晶を成長させ、所定径を維持する。

【０００４】また半導体材料として使用されるシリコン
単結晶を成長させる場合、所定の電気伝導型及び電気抵
抗率を得るため、溶融液７中にドーピング不純物（ドー
パント）を添加して成長させることが多い。このドーパ
ントはPfann の式として知られている（1)式に従って単
結晶８の引き上げ方向に偏析する。Ｃ_S ＝ｋ_e・Ｃ_C（１−ｆ_S）^ke-1 …（1) 但し、ｋ_e：実効偏析係数Ｃ_S：結晶中ドーパント濃度Ｃ_C：結晶引き上げ開始時溶融液中ドーパント濃度ｆ_S：結晶引き上げ率（使用結晶原料重量に対する結晶
重量の比）このような偏析は実効偏析係数が１でないことに起因す
る。例えばドーパントの実効偏析係数が１より小さい場
合、結晶中のドーパント濃度は溶融液７中のそれよりも
低い。従って単結晶８の引き上げが進むにつれ溶融液７
中のドーパント濃度は高くなり、これに従って引き上げ
られる単結晶８におけるドーパント濃度も軸方向に次第
に高くなる。単結晶８中のドーパント濃度が高くなると
電気抵抗率が小さくなり、１つの単結晶８において均一
な電気抵抗率が得られない。

【０００５】ドーパントの偏析を抑制する方法として溶
融層法がある。図13は従来の溶融層法に用いられる結晶
引き上げ装置を示す模式的断面図である。溶融層法は、
坩堝３内の結晶用原料を、ヒータ５によって上部のみ溶
解して溶融層７を形成し下部は固体層６を形成する。そ
して単結晶８の引き上げに伴って変化するドーパント濃
度を固体層６の溶解により一定に保つ。

【０００６】溶融層法において溶融層７のドーパント濃
度を一定に保ちドーパントの偏析を防止する方法として
溶融層厚一定法と溶融層厚変化法とがある。溶融層厚一
定法には、成長途中にドーパントを添加する方法（特公
昭34−8242号公報，特公昭62-880号公報，実公平3-7405
号公報）としない方法（特公昭62-880号公報，特開昭62
−252989号公報）とがある。成長途中にドーパントを添
加する方法は、ドーパントを含有しない固体層６を形成
し、溶融層７中にドーパントを含有させ、単結晶８の引
き上げに伴って固体層６を溶融して溶融層７の体積を一
定に保ちながら、単結晶８中に取り込まれた量のドーパ
ントを溶融層７に連続的に添加し、溶融層７中のドーパ
ント濃度を一定に保つ。これによりドーパント濃度が均
一な単結晶８を成長させることができる。

【０００７】また溶融層厚一定法の、成長途中にドーパ
ントを添加しない方法は、結晶用原料を全て溶解した時
点でドーパントを添加し、ドーパントを含有する固体層
６を形成する。そして単結晶８の引き上げに伴って固体
層６を溶融し、溶融層７の体積を一定に保ちながら、成
長途中にはドーパントを添加せずに、溶融層７中のドー
パント濃度の変化を抑制する。

【０００８】一方、溶融層厚変化法には、ドーパントを
含有しない固体層６を使用する方法（特公平３-79320号
公報）とドーパントを含有する固体層６を使用する方法
（特開平６-80495号公報）とがある。前者は、ドーパン
トを含有しない固体層６を形成し、溶融層７にドーパン
トを添加する。そして単結晶８の引き上げ途中にはドー
パントを添加せずに、固体層６を溶融して溶融層７の体
積を変化させることによって溶融層７中のドーパント濃
度を一定に保持する。また後者は、結晶用原料を溶解し
た時点でドーパントを添加しドーパントを含む固体層６
を形成する。そして単結晶８の引き上げ途中にはドーパ
ントを添加せずに、固体層６を溶融して溶融層７の体積
を変化させることによって溶融層７中のドーパント濃度
を一定に保持する。

【０００９】これらの方法はいずれも、引き上げに伴っ
て高くなる溶融層中のドーパント濃度を、引き上げ途中
に固体層を溶融することにより低くして溶融層中の濃度
を一定に保つものである。

【００１０】また、溶融層法の１つとして、二層引き上
げ法（ＤＬＣＺ（Ｄouble ＬayeredＣＺochralski)法)
が知られている（干川圭吾編著「バルク結晶成長技術」
アドバンストエレクトロニクスシリーズＩ−４，培風
館,1994, 115-120頁) 。ＤＬＣＺ法は、結晶用原料を全
て溶解した後、ヒータ５の出力制御によって溶融液の下
部を凝固させて坩堝３の底部に固体層６を形成し、その
上部に溶融層７を形成して、これらを共存させている。
そして溶融層７に種結晶13を浸した後これを徐々に引き
上げて単結晶８を成長させ、これと同時に溶融層７の減
少を補うように固体層６を溶融する。結晶成長中には結
晶の引き上げに伴い坩堝３内の結晶用原料が減少し、坩
堝３内での溶融液表面のレベルが低下するので、結晶成
長装置に対してこのレベルが一定に保たれるように、結
晶の成長速度に応じた速度で坩堝３を上昇せしめる。結
晶用原料を溶解しながら引き上げを行うと原料の隙間に
溶融液が落ち込んで結晶に転位が生じることがあるが、
ＤＬＣＺ法は結晶用原料を一旦全て溶解しているので、
転位はほとんど生じない。

【００１１】さらに特開平３-26261号公報には、固体層
の溶出量を制御するために２段のヒータを備える装置が
開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩ材料として使用
されるＳｉ単結晶のほとんどはＣＺ法で引き上げられて
おり、このＳｉ単結晶の品質には引き上げ途中の熱履歴
が大きく影響することが知られている。ウエハの酸化熱
処理時に生じる、例えば酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）と
呼ばれる格子間型の転位ループは、中温域（800 〜1050
℃）で成長した酸素析出物が核となって発生する。この
中温域は酸素析出物の成長を促進させる温度範囲である
ため、引き上げ時に中温域となる時間を短縮する、即ち
引き上げ時の中温域にある領域を狭くして中温域の通過
時間を短くすると、酸素析出物の成長を抑制してＯＳＦ
の発生数を減少させることができる。従って中温域では
強制的に急冷することが望まれる。

【００１３】また引き上げ時の低温域ではＢＭＤ（Ｂul
k Ｍicro Ｄefect)と呼ばれる小さな酸素析出物が高密
度に生成され易く、この多数のＢＭＤがウエハの熱処理
時に成長して酸素析出量が目標値以上になることがあ
る。従って低温域において適当な冷却時間で冷却し、Ｂ
ＭＤの発生密度を適正に制御する必要があるが、この制
御は非常に困難である。これらＯＳＦ，ＢＭＤが所定レ
ベル以上存在する単結晶は、ウエハ等の半導体材料とし
て利用できず、歩留りを悪化させていた。

【００１４】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、結晶に冷却板を接触させて冷却する冷却装置
を備えることにより、ＯＳＦ及びＢＭＤの発生を制御し
て高品質な結晶を製造することが可能な結晶引き上げ装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る結晶引き
上げ装置は、溶解された結晶用原料に種結晶を浸し、こ
れを引き上げることによって結晶を成長させる結晶引き
上げ装置において、引き上げ途中の結晶を周方向に囲む
ように設置された冷却装置を備えることを特徴とする。

【００１６】第２発明に係る結晶引き上げ装置は、溶解
された結晶用原料に種結晶を浸し、これを引き上げるこ
とによって結晶を成長させる結晶引き上げ装置におい
て、引き上げ途中の結晶に冷却板を接触させて冷却する
冷却装置を備えることを特徴とする。

【００１７】第３発明に係る結晶引き上げ装置は、第２
発明において、前記冷却板は上下動が可能であることを
特徴とする。

【００１８】第４発明に係る結晶引き上げ装置は、第２
発明において、前記冷却板は冷媒にて冷却するようにな
してあることを特徴とする。

【００１９】第５発明に係る結晶引き上げ装置は、第２
発明において、前記冷却装置は、筒形の冷却装置容器
と、該冷却装置容器の内周面の周方向に、その一側辺に
固定された支持軸にて回動自在に支持された複数の冷却
板と、該冷却板の上部他側辺寄り部分を結晶側へ弾性的
に押圧する押圧部材とを備え、前記冷却装置容器と前記
冷却板の他側辺との間隔及び引き上げ軸に対する前記冷
却板の上下方向の角度が可変となしてあることを特徴と
する。

【００２０】

【作用】第１発明にあっては、引き上げ途中の結晶を強
制的に冷却することができる。

【００２１】第２発明にあっては、引き上げ途中の結晶
に直接冷却板を接触させて冷却するので、結晶を強制的
に冷却することができる。

【００２２】第３発明にあっては、第２発明の作用に加
えて、冷却装置が上下動可能になしてあることにより、
冷却温度を制御したい部分に位置合わせをすることがで
き、所望する温度領域にある結晶部分の冷却が自在に行
える。また長さの異なる結晶にも適用することができ
る。

【００２３】第４発明にあっては、第２発明の作用に加
えて、冷媒の流量を変えることにより、冷却能を自由に
設定することができる。

【００２４】第５発明にあっては、冷却板の他側辺と冷
却装置容器との間隔及び結晶に対する角度が可変である
ので、冷却板間への結晶の進入がスムーズに行え、また
所定範囲内にある直径を有する結晶に適用が可能であ
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る結晶引き上
げ装置（以下、本発明装置という）を示す模式的縦断面
図である。図中１は円筒形状の真空容器であるメインチ
ャンバであり、メインチャンバ１の上には同心小径のプ
ルチャンバ２が連設されている。メインチャンバ１内中
央には、有底円筒形状をなす石英製の内層容器3aとこの
内層容器3aの外側に嵌合されたグラファイト製の外側容
器3bとから構成された坩堝３が配設されている。坩堝３
は、図示しない昇降・回転機構に接続された支持軸10に
連結されて支持されており、昇降および回転が可能なよ
うになっている。坩堝３の外側には、坩堝３と同心円筒
状であるヒータ5a，5bが上下２段に配設され、さらにそ
の外側には保温筒11が配設されている。またプルチャン
バ２内中央には、支持軸10と同一軸心で支持軸10と同方
向，逆方向の回転、及び昇降が可能な引き上げ軸（ワイ
ヤ）12が垂設されている。引き上げ軸12の先端にはシー
ドチャックが取り付けられており、その下側に単結晶８
を成長せしめるための種結晶13を脱着するようになして
ある。

【００２６】以上は従来と同様の構成であり、本発明装
置はこの構成に加えて、単結晶８に対して上下動可能で
あり、単結晶８に接触してこれをを冷却する冷却板26を
有する冷却装置20を備える。メインチャンバ１の上壁の
径方向に対向する２箇所に、図２に示す如く、鉛直方向
に貫通されたベアリング軸受孔を有する螺子棒支持部材
30が固定されており、各螺子棒支持部材30はベアリング
軸受孔に貫挿された螺子棒21を回動自在に垂下支持して
いる。螺子棒21の上端にはプルチャンバ２の側壁に固定
されたモータ31の回転軸が連結されており、正，逆両方
向に回転可能になっている。

【００２７】冷却装置20は、中央に単結晶８より大きい
孔を有する円形の上板23ａ，下板23ｂ及び円筒形の側板
23ｃとからなる冷却装置容器23と、冷却装置容器23内に
取り付けられた冷却板26と、冷却装置容器23の外周面
の、径方向に対向する２箇所に設けられた冷却装置支持
部材22とを備える。冷却装置支持部材22は、鉛直方向に
貫通されており、螺子棒21と螺合する螺子孔を有し、各
冷却装置支持部材22に設けられた螺子孔の間隔は２本の
螺子棒21の間隔と等しい。冷却装置20は、各冷却装置支
持部材22が螺子棒21に螺合されて支持されており、モー
タにて螺子棒21を時計回りに回転させると冷却装置20が
上方へ移動し、反時計回りに回転させると冷却装置20が
下方へ移動するようになしてある。

【００２８】冷却装置20の構成及び動作について詳述す
る。図３は、時計回りに回転する単結晶８及び冷却装置
20を、上板23ａを除去した状態で示す上面図である。長
方形の板状をなし、熱伝導性が良い金属（例えばモリブ
デン）からなる複数の（図３では８枚）冷却板26が、側
板23ｃの内周面に支持軸26ａを介して等間隔で回動自在
に支持されている。以下、冷却板26の、支持軸26ａが固
定されている側を基部側、反対側を先端側という。また
冷却板26は、バネ24が装着され側板23ｃに挿通された押
圧軸25にて、その一面側を側板23ｃの内周面と対向せし
められている、即ち図３ではその先端が時計回りの方向
に傾斜せしめられている。そしてバネ24の弾性力により
側板23ｃの内周面に垂直となる方向、即ち単結晶８に近
づく方向の押力を受けている。このような構成により冷
却板26は、単結晶８の回転を妨げないように、全ての冷
却板26の他面先端部において単結晶８に接している。

【００２９】図４は、図３と同じく単結晶８及び冷却装
置20を示すが、図３に示していない冷却機構を示すため
のものであり、支持軸26ａ, 押圧軸25及びバネ24は省略
し、またその断面を示している。冷却機構は図３には図
示されていない。冷却板26の前記一面には冷媒管27が取
り付けられており、側板23ｃの内部には冷媒路29が設け
られている。そしてこれら冷媒管27，冷媒路29間はフレ
キシブルチューブ27ａにて連結されている。冷媒路29へ
は結晶引き上げ装置の外部からＮ₂等の冷媒が供給さ
れ、冷媒路29，冷媒管27内を循環するようになってい
る。

【００３０】図５は１枚の冷却板26を前記一面側から見
た図であり、図６は先端側から見た図である。冷却板26
の正面には、その上辺，下辺及び先端側の側辺に沿うよ
うなコの字状の冷媒管27が取り付けられている。支持軸
26ａは、冷却板26の一側辺中央に、冷却板26と同一面内
で前記側辺に対し垂直に固定されている。支持軸26ａの
先端は球状となしてあり、側板23ｃに形成された球受溝
に抱持されている。この球継手の構成により冷却板26
は、この抱持部を支点とした回動が自在である。

【００３１】押圧軸25は、その一端が球状となしてあ
り、他端側には止め金であるストッパ28を備える。冷却
板26の上辺側、先端部寄りには球受溝が形成されてお
り、バネ24が装着された押圧軸25の、球状をなす端部が
この球受溝にて回動自在に抱持されている。押圧軸25を
挿通させるための側板23ｃの挿通孔は、図７に示す如
く、外側がストッパ28の外径より大きくストッパ28が通
過可能な通り部としてあり、内側はストッパ28の外径よ
り小さく且つ押圧軸25より大きい止まり部となしてあ
る。これにより押圧軸25は冷却装置容器23の内側へ抜け
出ないようになっている。図６に示す如く、上述した球
継手の構成により冷却板26は、バネ24の伸縮により、支
持軸26ａの抱持部を支点とした揺動及び回動が可能であ
る。

【００３２】図７，８は図３の VII-VII線における略示
縦断面図であり、冷却板26と単結晶８との接触状態及び
ストッパ28の係合部を示すための図である。押圧軸25は
冷却板26の上辺側に抱持されており、押圧軸25にバネ24
が装着されていることにより、冷却板26は、単結晶８に
接触するまでは支持軸26ａを回転軸として上部が内側に
回動している。そして単結晶８が引き上げられてくると
ショルダーでは略点接触し（図７）、単結晶８がさらに
引き上げられボディが冷却板26間に進入すると、図８に
示す如く、冷却板26は単結晶８に沿って引き上げ軸と略
平行になり単結晶８と線接触する。

【００３３】冷却装置容器23と冷却板26との間には可撓
のフレキシブルチューブ27ａが使用されているので、冷
却板26が回動してもその動作を妨げず冷媒を供給するこ
とができる。また冷却装置容器23内において、上板23
ａ，下板23ｂにも適宜冷媒を流す構成とすることによ
り、冷却装置20の冷却能を調整することが可能である。
なお冷却板26は、先端部と側板23ｃとの距離も可変であ
るので、製造する単結晶８の直径が異なっても冷却板26
を単結晶８に接触させることができる。

【００３４】結晶引き上げ装置の仕様の例は以下のとお
りであり、溶融層法にて結晶成長を行う場合について説
明する。坩堝（内層容器）直径16インチ，高さ14インチメインヒータ直径 550mm，高さ 150mm，発熱長90mm サブヒータ直径 550mm, 高さ 150mm，発熱長90mm 冷却板縦70mm ×横 110mm 冷媒管外径 9.5mm 結晶用原料多結晶シリコン６５Ｋｇドーパント（ｎ型）リンとシリコンとの合金 0.6 ｇ雰囲気Ａｒ 10Torr 単結晶径１５４mm 単結晶長１０００mm

【００３５】まず坩堝３に結晶用原料を充填し、坩堝３
を１rpm で反時計回りに回転させ、ヒータ5a，5bの出力
を50kWとして結晶用原料を溶融する。その後ヒータ5aの
出力を70kWとしヒータ5bの出力を０kWとして坩堝３の底
部に固体層６を形成する。そして引き上げ軸12の先端に
取り付けた種結晶13を、10rpm で時計回りに回転させな
がら、溶融層７に一旦接触するまで降下させた後上方へ
引き上げる。最初は引き上げ速度を速く（３〜3.5 mm／
min)溶融層７の温度を高く（ヒータ5aの出力：71.0kW）
して単結晶８の直径を細く絞り（φ２〜３mm，長さ20〜
30mm以上）、転位を結晶表面に追い出して無転位とす
る。その後引き上げ速度を低くし（１mm／min)、溶融層
７の温度を低くして（ヒータ5aの出力：69.0kW）所定径
まで太くする。このように単結晶８の引き上げがネッ
ク，ショルダー，ボディへ移行するに従いヒータパワー
を調整し固体層６の溶出量を制御して、溶融層７の不純
物濃度を一定に保ちながら、溶融原料を順次凝固させて
単結晶８を成長させる。

【００３６】ここで本発明装置は坩堝３の上方に冷却装
置20を備えているので、引き上げ途中の単結晶８はその
周面の複数箇所で冷却板26と接触し、強制的に冷却され
る。この冷却装置20は上下動が可能であるので、様々な
温度領域の冷却速度を制御することができる。また冷却
板26は冷媒を流すことによって冷却されるので、冷媒の
流量によっても冷却能を変えることが可能である。冷却
板26以外の冷却装置20を構成する各部品にも熱伝導性が
良い材料を使用すると冷却能を高めることができる。

【００３７】中温域(800〜1050℃）及び低温域(500〜80
0 ℃）の幅（長さ）を制御する方法について具体的に説
明する。《試作例１》本発明装置において中温域(800〜1050℃）
にある時間を短縮して実際に単結晶８を成長させた結果
について述べる。本試作例では、溶融層７の液面から冷
却板26下端までの距離を 120mmとし、流量20リットル/m
inで液体窒素から発生する冷却窒素ガスを供給した。こ
れにより単結晶８が中温域にある時間は略2.2hであり、
長さは略 130mmであった。本試作例の場合と、冷却装置
を備えない従来装置にて成長させた場合とのＯＳＦの発
生個数を図９に示す。なお従来装置では、中温域にある
時間は略3.5hであり、長さは略 210mmであった。サンプ
ル数は夫々10個である。従来装置にて成長させた単結晶
に発生したＯＳＦの個数は10〜20個／cm²であったが、
本発明装置では０〜５個に減少している。従って本発明
装置を使用すると、ＯＳＦの原因となる引き上げ時の酸
素析出が抑制されているといえる。

【００３８】《試作例２》次に本発明装置において低温
域(500〜800 ℃）にある時間を短縮して実際に成長させ
た単結晶８から製造されたウエハの品質について述べ
る。本試作例では、溶融層７の液面から冷却板26下端ま
での距離を 290mmとし、流量20リットル/minで液体窒素
から発生する冷却窒素ガスを供給し、冷却板26に熱伝導
率が1.43J/cm・ｓ・Ｋである高融点金属のＭｏ（モリブ
デン）を使用した。これにより低温域にある時間は略2.
8hであり、長さは略 170mmであった。本発明装置及び従
来装置による単結晶８を使用したウエハにおけるＢＭＤ
の密度を図10に示す。なお従来装置では、低温域にある
時間は略5.3hであり、長さは略 320mmであった。測定し
たウエハ数は夫々10枚である。従来装置による単結晶８
を使用した場合のＢＭＤ密度は(6.9〜9.0)×10⁹／cm ³
であったが、本発明装置によれば熱処理した後において
もＢＭＤ密度が(1.8〜3.9)×10⁹／cm³と大幅に削減さ
れている。従って本発明装置を使用すると、ＢＭＤの原
因となる引き上げ時の酸素析出が抑制されているといえ
る。

【００３９】図11は、これらウエハにおける酸素の析出
量を示すグラフである。従来装置にて得た単結晶８を使
用した場合は(4.0〜6.6)×10¹⁷／cm³であったが、本発
明装置にて成長させた単結晶８は、熱処理してウエハと
した後においても酸素の析出量が(1.5〜2.6)×10¹⁷／cm
³と大幅に削減されている。

【００４０】このように本発明装置においては冷却装置
20の高さを調整することにより、熱履歴を制御する範囲
を、例えば中温域，低温域と変えることが可能である。
また冷却装置20の高さ、及び冷媒流量，冷媒経路，冷媒
温度等による冷却能を調整することにより、所望する酸
素析出量を得ることも可能である。さらに本発明装置
は、冷却装置20が上下動可能であり、対向する冷却板26
の先端間隔も可変であるので、直径及び長さが異なる結
晶にも適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明に係る結晶引き上げ
装置は、結晶に冷却板を接触させて冷却する冷却装置を
備え、引き上げ途中の結晶を強制冷却するので、結晶の
熱履歴を自由に制御することができ、ＯＳＦ又はＢＭＤ
の発生を制御して高品質な結晶を製造し、また歩留りの
向上も図れる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る結晶引き上げ装置を示す模式的縦
断面図である。

【図２】図１に示す冷却装置の移動機構の模式図であ
る。

【図３】単結晶及び冷却装置を示す上面図である。

【図４】単結晶及び冷却装置を示す上面図である。

【図５】冷却板及び冷媒管を示す図である。

【図６】冷却板を示す図である。

【図７】図３のVII-VII 線における略示縦断面図であ
る。

【図８】図３のVII-VII 線における略示縦断面図であ
る。

【図９】本発明装置及び従来装置にて成長させた単結晶
におけるＯＳＦの発生個数を示すグラフである。

【図１０】本発明装置及び従来装置にて成長させた単結
晶を使用したウエハにおけるＢＭＤの密度を示すグラフ
である。

【図１１】本発明装置及び従来装置にて成長させた単結
晶を使用したウエハにおける酸素の析出量を示すグラフ
である。

【図１２】ＣＺ法に用いられる従来の結晶引き上げ装置
を示す模式的断面図である。

【図１３】溶融層法に用いられる従来の結晶引き上げ装
置を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

６固体層７溶融層（溶融液）８単結晶 12 引き上げ軸 13 種結晶 20 冷却装置 21 螺子棒 23 冷却装置容器 25 押圧軸 26 冷却板 26ａ支持軸 27 冷媒管 30 螺子棒支持部材 31 モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解された結晶用原料に種結晶を浸し、
これを引き上げることによって結晶を成長させる結晶引
き上げ装置において、引き上げ途中の結晶を周方向に囲
むように設置された冷却装置を備えることを特徴とする
結晶引き上げ装置。
【請求項２】溶解された結晶用原料に種結晶を浸し、
これを引き上げることによって結晶を成長させる結晶引
き上げ装置において、引き上げ途中の結晶に冷却板を接
触させて冷却する冷却装置を備えることを特徴とする結
晶引き上げ装置。
【請求項３】前記冷却板は上下動が可能であることを
特徴とする請求項２記載の結晶引き上げ装置。
【請求項４】前記冷却板は冷媒にて冷却するようにな
してあることを特徴とする請求項２記載の結晶引き上げ
装置。
【請求項５】前記冷却装置は、筒形の冷却装置容器
と、該冷却装置容器の内周面の周方向に、その一側辺に
固定された支持軸にて回動自在に支持された複数の冷却
板と、該冷却板の上部他側辺寄り部分を結晶側へ弾性的
に押圧する押圧部材とを備え、前記冷却装置容器と前記
冷却板の他側辺との間隔及び引き上げ軸に対する前記冷
却板の上下方向の角度が可変となしてあることを特徴と
する請求項２記載の結晶引き上げ装置。