JPH0840796A - 単結晶シリコン製造装置 - Google Patents
単結晶シリコン製造装置Info
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- JPH0840796A JPH0840796A JP18223194A JP18223194A JPH0840796A JP H0840796 A JPH0840796 A JP H0840796A JP 18223194 A JP18223194 A JP 18223194A JP 18223194 A JP18223194 A JP 18223194A JP H0840796 A JPH0840796 A JP H0840796A
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- crystal silicon
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便な手段によって融液から発生する酸化シ
リコン粉を効率よく外部に排出できる単結晶シリコン製
造装置を提供する。 【構成】 黒鉛るつぼ５に包囲された石英るつぼの中の
融液に種結晶を浸し、種結晶と黒鉛るつぼ５とを相互に
反対方向に回転させながら種結晶を引き上げて単結晶シ
リコンを成長させるものであって、黒鉛るつぼ５の外周
面に、その上縁から下方に向かって螺旋状の排出溝５ａ
が複数本形成されているものである。
リコン粉を効率よく外部に排出できる単結晶シリコン製
造装置を提供する。 【構成】 黒鉛るつぼ５に包囲された石英るつぼの中の
融液に種結晶を浸し、種結晶と黒鉛るつぼ５とを相互に
反対方向に回転させながら種結晶を引き上げて単結晶シ
リコンを成長させるものであって、黒鉛るつぼ５の外周
面に、その上縁から下方に向かって螺旋状の排出溝５ａ
が複数本形成されているものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単結晶シリコン製造装置
に関し、特に、るつぼ中の多結晶シリコンの融液から発
生する酸化シリコン粉の外部への排出に適用して有効な
技術に関するものである。
に関し、特に、るつぼ中の多結晶シリコンの融液から発
生する酸化シリコン粉の外部への排出に適用して有効な
技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】単結晶シリコンの製造技術としては、Ｃ
Ｚ法（チョクラルスキー法）やＦＺ法（フローティング
ゾーン法）が知られているが、半導体装置に使用される
電気比抵抗の低いシリコンウエハを得ようとするときに
は、ＣＺ法が一般的に用いられている。ここでＣＺ法と
は、石英などから構成されたるつぼの中で多結晶シリコ
ンを溶融して種結晶を浸し、この種結晶とるつぼと相互
に反対方向に回転させながら引き上げて、単結晶シリコ
ンを成長させる方法である。
Ｚ法（チョクラルスキー法）やＦＺ法（フローティング
ゾーン法）が知られているが、半導体装置に使用される
電気比抵抗の低いシリコンウエハを得ようとするときに
は、ＣＺ法が一般的に用いられている。ここでＣＺ法と
は、石英などから構成されたるつぼの中で多結晶シリコ
ンを溶融して種結晶を浸し、この種結晶とるつぼと相互
に反対方向に回転させながら引き上げて、単結晶シリコ
ンを成長させる方法である。
【０００３】このような単結晶シリコン製造に関する技
術を詳しく記載している例としては、たとえば、大日本
図書（株）発行、「シリコンＬＳＩと化学」（１９９３
年１０月１０日発行）Ｐ７８〜Ｐ８３がある。
術を詳しく記載している例としては、たとえば、大日本
図書（株）発行、「シリコンＬＳＩと化学」（１９９３
年１０月１０日発行）Ｐ７８〜Ｐ８３がある。
【０００４】この、「シリコンＬＳＩと化学」Ｐ７９、
図３.7にも記載されているように、従来の単結晶シリコ
ン製造装置においては、るつぼ中にある多結晶シリコン
の融液から発生する酸化シリコン粉（以下「ＳｉＯ粉」
という。）が単結晶シリコン中に混入しないように、ア
ルゴンをキャリアガスとして上部から流し込み、これを
下部から真空引きする減圧アルゴン雰囲気中（1,000 〜
2,000Pa ）で引き上げが行われている。
図３.7にも記載されているように、従来の単結晶シリコ
ン製造装置においては、るつぼ中にある多結晶シリコン
の融液から発生する酸化シリコン粉（以下「ＳｉＯ粉」
という。）が単結晶シリコン中に混入しないように、ア
ルゴンをキャリアガスとして上部から流し込み、これを
下部から真空引きする減圧アルゴン雰囲気中（1,000 〜
2,000Pa ）で引き上げが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＳｉＯ粉をよ
り確実に外部に排出し、生成された単結晶シリコンの品
質を向上させようとすると、従来の単結晶シリコン製造
装置では真空ポンプの容量を大きくする他はないものと
思われる。これでは装置の大型化、価格アップを招くこ
とになる。
り確実に外部に排出し、生成された単結晶シリコンの品
質を向上させようとすると、従来の単結晶シリコン製造
装置では真空ポンプの容量を大きくする他はないものと
思われる。これでは装置の大型化、価格アップを招くこ
とになる。
【０００６】そこで、本発明の目的は、より簡便な手段
によってるつぼ内の融液から発生するＳｉＯ粉を効率よ
く外部に排出することのできる技術を提供することにあ
る。
によってるつぼ内の融液から発生するＳｉＯ粉を効率よ
く外部に排出することのできる技術を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。
【０００９】すなわち、本発明による単結晶シリコン製
造装置は、るつぼ支持部材に包囲されたるつぼの中の融
液に種結晶を浸し、種結晶とるつぼ支持部材とを相互に
反対方向に回転させながら種結晶を引き上げて単結晶シ
リコンを成長させるものであって、るつぼ支持部材の外
周面に、その上縁から下方に向かって排出溝が形成され
ているものである。この場合、るつぼ支持部材は、黒鉛
るつぼとすることが望ましい。
造装置は、るつぼ支持部材に包囲されたるつぼの中の融
液に種結晶を浸し、種結晶とるつぼ支持部材とを相互に
反対方向に回転させながら種結晶を引き上げて単結晶シ
リコンを成長させるものであって、るつぼ支持部材の外
周面に、その上縁から下方に向かって排出溝が形成され
ているものである。この場合、るつぼ支持部材は、黒鉛
るつぼとすることが望ましい。
【００１０】また、前記した排出溝は、螺旋状に複数本
形成したり、直線状に複数本形成することができる。
形成したり、直線状に複数本形成することができる。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、るつぼを包囲しつつ回
転するるつぼ支持部材の外周面に上縁から下方に向かっ
て排出溝が形成されているので、融液から発生するＳｉ
Ｏ粉は強制的に該排出溝から流れて外部に排出される。
したがって、ＳｉＯ粉の排出効率が向上されて、生成さ
れた単結晶シリコンの有転位化を防止できるとともに、
歩留り向上にも寄与することができる。
転するるつぼ支持部材の外周面に上縁から下方に向かっ
て排出溝が形成されているので、融液から発生するＳｉ
Ｏ粉は強制的に該排出溝から流れて外部に排出される。
したがって、ＳｉＯ粉の排出効率が向上されて、生成さ
れた単結晶シリコンの有転位化を防止できるとともに、
歩留り向上にも寄与することができる。
【００１２】また、このようなＳｉＯ粉の排出効率の向
上がるつぼ支持部材に排出溝を形成するという簡便な手
段によって実現できるので、装置の大型化や価格アップ
を招くこともない。
上がるつぼ支持部材に排出溝を形成するという簡便な手
段によって実現できるので、装置の大型化や価格アップ
を招くこともない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいてさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例である単結晶シリ
コン製造装置を示す断面図、図２はその単結晶シリコン
製造装置に用いられたるつぼ支持部材を示す斜視図であ
る。
コン製造装置を示す断面図、図２はその単結晶シリコン
製造装置に用いられたるつぼ支持部材を示す斜視図であ
る。
【００１５】図１に示すように、本実施例による単結晶
シリコン製造装置はＣＺ法により単結晶シリコン１を製
造するものであり、下方に位置する引上げ炉２内の中央
部には、内部に多結晶シリコンの融液３が収容された石
英るつぼ（るつぼ）４が位置している。この石英るつぼ
４は、約１４５０℃という高温による変形を防止するた
めに、黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材）５に包囲されてい
る。図２に示すように、黒鉛るつぼ５の外周面には、そ
の上縁から下方に向かって螺旋状の排出溝５ａが複数本
形成されている。
シリコン製造装置はＣＺ法により単結晶シリコン１を製
造するものであり、下方に位置する引上げ炉２内の中央
部には、内部に多結晶シリコンの融液３が収容された石
英るつぼ（るつぼ）４が位置している。この石英るつぼ
４は、約１４５０℃という高温による変形を防止するた
めに、黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材）５に包囲されてい
る。図２に示すように、黒鉛るつぼ５の外周面には、そ
の上縁から下方に向かって螺旋状の排出溝５ａが複数本
形成されている。
【００１６】黒鉛るつぼ５の底面の中心部には回転機構
に加えて上昇機構をも有するるつぼ軸６が取り付けら
れ、単結晶シリコン１の成長段階において融液３の液面
を一定位置に保ち液面付近の温度分布を均一化するよう
になっている。
に加えて上昇機構をも有するるつぼ軸６が取り付けら
れ、単結晶シリコン１の成長段階において融液３の液面
を一定位置に保ち液面付近の温度分布を均一化するよう
になっている。
【００１７】黒鉛るつぼ５の外周位置には、石英るつぼ
４内の融液３を加熱して一定温度に保つためのヒータ
７、およびこのヒータ７の熱が外部へ発散することを防
止するための遮蔽板８が配置されている。
４内の融液３を加熱して一定温度に保つためのヒータ
７、およびこのヒータ７の熱が外部へ発散することを防
止するための遮蔽板８が配置されている。
【００１８】引上げ炉２の上部には、融液３から発生す
るＳｉＯ粉９を排出するためのキャリアガスであるアル
ゴン１０を供給するガス供給口１１が開設されている。
下部に設けられた排出口１２には図示しない真空ポンプ
が接続されており、前記した黒鉛るつぼ５に形成された
排出溝５ａと相俟って、融液３からのＳｉＯ粉９は下方
に流れて排出口１２から強制的に外部に排出されるよう
になる。
るＳｉＯ粉９を排出するためのキャリアガスであるアル
ゴン１０を供給するガス供給口１１が開設されている。
下部に設けられた排出口１２には図示しない真空ポンプ
が接続されており、前記した黒鉛るつぼ５に形成された
排出溝５ａと相俟って、融液３からのＳｉＯ粉９は下方
に流れて排出口１２から強制的に外部に排出されるよう
になる。
【００１９】ガス供給口１１の近傍には、単結晶シリコ
ン１が液面をつり上げて作るメニスカス部からの光の位
置移動を直径の増減として光学的に検出して成長する単
結晶シリコン１の直径を一定に制御する光センサ１３が
設けられている。
ン１が液面をつり上げて作るメニスカス部からの光の位
置移動を直径の増減として光学的に検出して成長する単
結晶シリコン１の直径を一定に制御する光センサ１３が
設けられている。
【００２０】そして、引上げ炉２の上方には、この引上
げ炉２に開口した結晶取出部１４が、さらにその上方に
は、種結晶１５を回転させながら引き上げるワイヤ巻取
り装置１６が設けられている。このワイヤ巻取り装置１
６の回転方向は、黒鉛るつぼ５に取り付けられたるつぼ
軸６の回転方向とは逆になっており、したがって、単結
晶シリコン１は円周方向のムラが抑制され、且つ真円に
近い状態で引き上げられることになる。
げ炉２に開口した結晶取出部１４が、さらにその上方に
は、種結晶１５を回転させながら引き上げるワイヤ巻取
り装置１６が設けられている。このワイヤ巻取り装置１
６の回転方向は、黒鉛るつぼ５に取り付けられたるつぼ
軸６の回転方向とは逆になっており、したがって、単結
晶シリコン１は円周方向のムラが抑制され、且つ真円に
近い状態で引き上げられることになる。
【００２１】結晶取出部１４には、引き上げられた単結
晶シリコン１を側方から取り出すための開閉扉１７が設
けられるとともに、単結晶シリコン１から発生するＳｉ
Ｏ粉９を排気口１８から排出するキャリアガスとしての
アルゴン１０を供給するガス供給口１９が開設されてい
る。ワイヤ巻取り装置１６は、ワイヤ２０によって融液
３に対して垂直に設けられた種結晶ホルダ２１に保持さ
れた種結晶１５を多結晶シリコンの融液３の中に浸して
回転させながら、たとえば約1.0mm/min の速度で引き上
げるものであり、これによって種結晶１５に続いて単結
晶シリコン１が成長することになる。そして、得られた
単結晶シリコン１のインゴットは、結晶取出部１４の開
閉扉１７から取り出される。
晶シリコン１を側方から取り出すための開閉扉１７が設
けられるとともに、単結晶シリコン１から発生するＳｉ
Ｏ粉９を排気口１８から排出するキャリアガスとしての
アルゴン１０を供給するガス供給口１９が開設されてい
る。ワイヤ巻取り装置１６は、ワイヤ２０によって融液
３に対して垂直に設けられた種結晶ホルダ２１に保持さ
れた種結晶１５を多結晶シリコンの融液３の中に浸して
回転させながら、たとえば約1.0mm/min の速度で引き上
げるものであり、これによって種結晶１５に続いて単結
晶シリコン１が成長することになる。そして、得られた
単結晶シリコン１のインゴットは、結晶取出部１４の開
閉扉１７から取り出される。
【００２２】このように、本実施例のシリコン単結晶製
造装置においては、石英るつぼ４を包囲しつつ回転する
黒鉛るつぼ５の外周面に上縁から下方に向かって螺旋状
の排出溝５ａが形成されているので、融液３から発生す
るＳｉＯ粉９は強制的に該排出溝５ａから排出口１２へ
と流れて外部に排出される。したがって、ＳｉＯ粉９の
排出効率が向上されて、生成された単結晶シリコン１の
有転位化を防止でき、歩留りも向上する。また、このよ
うなＳｉＯ粉９の排出効率の向上が黒鉛るつぼ５に排出
溝５ａを形成するという簡便な手段によって実現できる
ので、装置の大型化や価格アップを招くこともない。
造装置においては、石英るつぼ４を包囲しつつ回転する
黒鉛るつぼ５の外周面に上縁から下方に向かって螺旋状
の排出溝５ａが形成されているので、融液３から発生す
るＳｉＯ粉９は強制的に該排出溝５ａから排出口１２へ
と流れて外部に排出される。したがって、ＳｉＯ粉９の
排出効率が向上されて、生成された単結晶シリコン１の
有転位化を防止でき、歩留りも向上する。また、このよ
うなＳｉＯ粉９の排出効率の向上が黒鉛るつぼ５に排出
溝５ａを形成するという簡便な手段によって実現できる
ので、装置の大型化や価格アップを招くこともない。
【００２３】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００２４】たとえば、本実施例における排出溝５ａは
複数本形成されているが、１本であってもよい。また、
図３に示すように、黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材）２５
の外周面の上縁から下方に向かって直線状に排出溝２５
ａを複数本、あるいは１本形成することもできる。すな
わち、排出溝５ａ，２５ａは上縁から下方に向かって形
成されていればよい。
複数本形成されているが、１本であってもよい。また、
図３に示すように、黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材）２５
の外周面の上縁から下方に向かって直線状に排出溝２５
ａを複数本、あるいは１本形成することもできる。すな
わち、排出溝５ａ，２５ａは上縁から下方に向かって形
成されていればよい。
【００２５】また、本実施例に示すような黒鉛から構成
された黒鉛るつぼ５は、石英るつぼ４の高温による変形
を防止するるつぼ支持部材に好適な材質の一例に過ぎ
ず、材質を黒鉛に限定する趣旨のものではない。同様
に、石英から構成された石英るつぼ４についても、融液
３を収容するのに適したものであればよく、たとえば窒
化シリコンなどを適用することができ、石英に限定され
るものではない。
された黒鉛るつぼ５は、石英るつぼ４の高温による変形
を防止するるつぼ支持部材に好適な材質の一例に過ぎ
ず、材質を黒鉛に限定する趣旨のものではない。同様
に、石英から構成された石英るつぼ４についても、融液
３を収容するのに適したものであればよく、たとえば窒
化シリコンなどを適用することができ、石英に限定され
るものではない。
【００２６】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。
【００２７】(1).すなわち、本発明の単結晶シリコン製
造装置によれば、るつぼを包囲しつつ回転するるつぼ支
持部材の外周面に上縁から下方に向かって排出溝が形成
されているので、融液から発生するＳｉＯ粉は強制的に
該排出溝から流れて外部に排出される。したがって、Ｓ
ｉＯ粉の排出効率が向上されて、生成された単結晶シリ
コンの有転位化を防止でき、歩留りも向上する。
造装置によれば、るつぼを包囲しつつ回転するるつぼ支
持部材の外周面に上縁から下方に向かって排出溝が形成
されているので、融液から発生するＳｉＯ粉は強制的に
該排出溝から流れて外部に排出される。したがって、Ｓ
ｉＯ粉の排出効率が向上されて、生成された単結晶シリ
コンの有転位化を防止でき、歩留りも向上する。
【００２８】(2).また、このようなＳｉＯ粉の排出効率
の向上がるつぼ支持部材に排出溝を形成するという簡便
な手段によって実現できるので、装置の大型化や価格ア
ップを招くこともない。
の向上がるつぼ支持部材に排出溝を形成するという簡便
な手段によって実現できるので、装置の大型化や価格ア
ップを招くこともない。
【図１】本発明の一実施例である単結晶シリコン製造装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図２】その単結晶シリコン製造装置に用いられたるつ
ぼ支持部材を示す斜視図である。
ぼ支持部材を示す斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例による単結晶シリコン製造
装置に用いられたるつぼ支持部材を示す斜視図である。
装置に用いられたるつぼ支持部材を示す斜視図である。
１ 単結晶シリコン ２ 引上げ炉 ３ 融液 ４ 石英るつぼ（るつぼ） ５ 黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材） ５ａ 排出溝 ６ るつぼ軸 ７ ヒータ ８ 遮蔽板 ９ ＳｉＯ粉 １０ アルゴン １１ ガス供給口 １２ 排出口 １３ 光センサ １４ 結晶取出部 １５ 種結晶 １６ ワイヤ巻取り装置 １７ 開閉扉 １８ 排気口 １９ ガス供給口 ２０ ワイヤ ２１ 種結晶ホルダ ２５ 黒鉛るつぼ（るつぼ支持部材） ２５ａ 排出溝
Claims (4)
- 【請求項１】 るつぼ支持部材に包囲されたるつぼの中
の融液に種結晶を浸し、前記種結晶と前記るつぼ支持部
材とを相互に反対方向に回転させながら前記種結晶を引
き上げて単結晶シリコンを成長させる単結晶シリコン製
造装置であって、前記るつぼ支持部材の外周面に、その
上縁から下方に向かって排出溝が形成されていることを
特徴とする単結晶シリコン製造装置。 - 【請求項２】 前記るつぼ支持部材は、黒鉛るつぼであ
ることを特徴とする請求項１記載の単結晶シリコン製造
装置。 - 【請求項３】 前記排出溝は、螺旋状に複数本形成され
ていることを特徴とする請求項１または２記載の単結晶
シリコン製造装置。 - 【請求項４】 前記排出溝は、直線状に複数本形成され
ていることを特徴とする請求項１または２記載の単結晶
シリコン製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18223194A JPH0840796A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 単結晶シリコン製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18223194A JPH0840796A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 単結晶シリコン製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0840796A true JPH0840796A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16114644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18223194A Pending JPH0840796A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 単結晶シリコン製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0840796A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2687623A1 (en) * | 2011-12-12 | 2014-01-22 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Silica container for pulling up single crystal silicon, and method for manufacturing same |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP18223194A patent/JPH0840796A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2687623A1 (en) * | 2011-12-12 | 2014-01-22 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Silica container for pulling up single crystal silicon, and method for manufacturing same |
| EP2687623A4 (en) * | 2011-12-12 | 2015-01-07 | Shinetsu Quartz Prod | SILICON CONTAINER FOR MONOCRYSTALLINE SILICON GROWTH, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME |
| US9382640B2 (en) | 2011-12-12 | 2016-07-05 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Single crystal silicon pulling silica container and manufacturing method thereof |
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