JPH10167878A

JPH10167878A - 単結晶引き上げ用ルツボ

Info

Publication number: JPH10167878A
Application number: JP34265796A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Nagaoka; 勝秀長岡
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｃ／Ｃ材からなるルツボの長寿命化等を図る
ことができ、また、結晶の製造時におけるルツボの支持
を安定して行うこと等のできる単結晶引き上げ用ルツボ
を提供することである。【解決手段】直胴部３と、該直胴部３からの小Ｒ部
と底に到る大Ｒ部を有する底部とからなり、少なくとも
前記小Ｒ部が炭素繊維強化炭素複合材料を含んで形成さ
れる単結晶引き上げ用ルツボ１を、前記直胴部３から延
在し少なくとも前記小Ｒ部を含む第一底部４と、前記大
Ｒ部に設けられ前記第一底部４に対して上下方向に分離
可能に構成される第二底部５と、前記第二底部５の下方
突出部に嵌合し前記第一底部４を上方に支持するように
構成される第三底部６とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法によるシリコン単結晶引き上げ等に用いられる単結晶
引き上げ用ルツボに関し、特に、該ルツボが炭素繊維強
化炭素複合材（以下Ｃ／Ｃ材ともいう）を含んで形成さ
れるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、チョクラルスキー法（以下ＣＺ
法という）に用いられるルツボは、シリコン等の半導体
材料を溶融するための石英ルツボを収容して外部から支
持するためのものであり、単結晶引き上げ用ルツボとし
て黒鉛製ルツボが従来から用いられてきた。しかし、石
英ルツボは使用中に半導体材料の溶融熱を受けて軟化す
るので、その外壁面が黒鉛ルツボ内面に密着した状態と
なる。その結果、黒鉛製ルツボは、その熱膨張が石英ル
ツボに比べて著しく高いので、後の冷却時に割れを生ず
る等の不利があった。

【０００３】また、近年、製造される前記シリコン等の
半導体の結晶は大口径化する傾向にあるが、黒鉛製ルツ
ボを用いた場合、結晶が大口径化すると該ルツボの著し
い重量増加を招くため、大口径の結晶の製造には限界が
ある。

【０００４】そこで、このような欠点のないルツボとし
て、炭素繊維強化炭素複合材からなるルツボを採用する
ことが提案されている（実公平３−４３２５０号公
報）。即ち、Ｃ／Ｃ材からなるルツボを用いると、ルツ
ボの軽量化が可能であり、また、機械的強度が高く、熱
膨張率も石英ルツボに近いことから、黒鉛ルツボのよう
な不利がなく、結晶製造用のルツボとして適している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、部品数が増え
ることによる取扱いの不便がないように、Ｃ／Ｃ材から
なるルツボを一体形状に構成することが考えられる。し
かし、Ｃ／Ｃ材からなるルツボを一体形状に構成する
と、繰り返し使用しているうちにクラックを生じ、ルツ
ボに割れを生ずることが判った。この原因を分析したと
ころ、以下のようなことが判った。

【０００６】Ｃ／Ｃ材は多孔性で外表面積が大きいた
め、石英ルツボの外側に嵌めるルツボにＣ／Ｃ材により
構成されるルツボを用いると、ＳｉＯ₂により構成され
る石英ルツボに接する内面側において、高温環境の下で
ＳｉＣ化を招く。このＳｉＣは脆いので、クラックを生
ずる原因となる。

【０００７】そして、結晶引き上げ終了後においては、
石英ルツボ中に残存するシリコン残渣が冷却されて膨張
することにより、前記Ｃ／Ｃ材により構成されるルツボ
の内面、特に、ルツボの小Ｒ部の内面周辺には大きな応
力が生ずることになる。そのため、Ｃ／Ｃ材からなるル
ツボを一体形状に構成していると、前記応力を解放する
ことができないため、ＳｉＣ化の進行によりクラックを
生ずるに至る。従って、Ｃ／Ｃ材からなるルツボを一体
形状に構成すると、高価なＣ／Ｃ材からなるルツボの長
寿命化を図れない。

【０００８】また、結晶引き上げ終了後においては、前
記の冷却時に生ずる応力により、内側に支持される石英
ルツボは破砕され、Ｃ／Ｃ材からなるルツボを再度使用
するためには、石英ルツボの破砕片や、シリコン残渣を
回収する作業が必要である。この作業を行う上で、ルツ
ボの小Ｒ部の内面近傍に付着している破砕片等をルツボ
の上部の開口部から除去することは容易ではない。従っ
て、該石英ルツボの破砕片等を除去して容易にルツボの
メンテナンスを行えるようにルツボを構成する必要もあ
る。

【０００９】さらに、単結晶の製造においては、溶融シ
リコン等を内側に蓄えたルツボを受皿の上部に支持し、
これを回転させつつ結晶の引き上げが行われる。そのた
め、このような製造の状況において、安定してルツボを
支持できるようにルツボを構成することが必要である。

【００１０】そこで、本発明は、Ｃ／Ｃ材からなるルツ
ボの長寿命化等を図ることができ、また、結晶の製造時
におけるルツボの支持を安定して行えるように構成され
る単結晶製造用ルツボを提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明にかかる請求項１記載の発明は、直胴部と、該直
胴部からの小Ｒ部と底に到る大Ｒ部を有する底部とから
なり、少なくとも前記小Ｒ部がＣ／Ｃ材を含んで形成さ
れる単結晶引き上げ用ルツボであって、前記底部は、前
記直胴部から延在し少なくとも前記小Ｒ部を含む第一底
部と、前記大Ｒ部に設けられ前記第一底部に対して上下
方向に分離可能に構成される第二底部と、前記第二底部
の下方突出部に嵌合し前記第一底部を上方に支持するよ
うに構成される第三底部とによって構成される。前記ル
ツボの第二底部は、前記第一底部に対して上下方向に分
離可能な別部材として構成される。これにより、ルツボ
の小Ｒ部を含む第一底部と大Ｒ部を含む第二底部とは一
体構造ではなく、別離する構造となっている。そのた
め、小Ｒ部周辺に作用する応力を、該別離部分により吸
収し解放することができる。そして、第三底部は、前記
第二底部の下方突出部を嵌合するように構成されてお
り、また、直胴部に延在する第一底部を上方に支持する
ように構成されている。そのため、結晶製造において回
転動作を受ける前記ルツボの支持の安定を図ることがで
きる。また、第二底部を分離した状態においては、前記
第一底部には開孔が形成される。この第二底部の開孔が
形成される部分は、ルツボのＲ部の内面に近接するの
で、Ｒ部内面に付着する石英ルツボの破砕片等を容易に
除去することができる。そして、これらのルツボを構成
する部材のうち、少なくとも第一底部の小Ｒ部について
は、Ｃ／Ｃ材を含んで形成される。該小Ｒ部は、結晶製
造時も含めて応力が集中するので、特に、機械的強度を
高めるためである。

【００１２】ここで、炭素繊維強化炭素複合材とは、炭
素繊維にピッチ又は樹脂を含浸させてマトリックスにし
て成形し、炭素化処理、黒鉛化処理を施して得られたも
のであり、黒鉛の特性を有しつつ機械的強度を向上させ
たものである。製法の一般的な具体例としては、まずピ
ッチ系又はＰＡＮ系の炭素繊維を出発物質とするＵＤ又
は２−Ｄに樹脂を含浸させたプリプレグにして積層・硬
化させるか、前記炭素繊維をフィラメントワインディン
グ（ＦＷ法）で巻き付けて加熱・硬化させるか、前記炭
素繊維の３−Ｄ又はｎ−Ｄ織物に樹脂を含浸させて加熱
・硬化させる等の方法によって成形体を形成する。この
成形体に対して非酸化性雰囲気にて炭化を行い、炭素化
Ｃ／Ｃ材にする。ついで再含浸、炭化、または、ＣＶＤ
を繰り返しつつ緻密化を行う。更に高温熱処理を行い黒
鉛化Ｃ／Ｃ材にする。更にＣＺ用途で使用する為に、高
純度化処理（ハロゲンガスと反応させて金属不純物を除
去する）を行う。

【００１３】このようにして形成されたＣ／Ｃ材は内部
に炭素繊維を有する複合材であるため、表面に開気孔等
に起因する凹凸が多く微小な窪みが存在しており、単な
る黒鉛材や炭素材に比較して表面積が大きい。そのた
め、このＣ／Ｃ材により単結晶製造用のルツボを形成す
ると、ＳｉＯ₂により構成される石英ルツボに接触する
内面側から、結晶が製造される高温の環境の下でＳｉＣ
化を生ずる。このＳｉＣは脆いので、ルツボを繰り返し
使用することによりＳｉＣ化が進行すると、ルツボの使
用条件に伴って生ずる応力の作用によるクラックの原因
となる。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記第一底部と第
二底部とを炭素繊維強化炭素複合材料によって形成し、
前記第三底部を黒鉛材によって形成することを特徴とす
る請求項１記載の単結晶引き上げ用ルツボ。小Ｒ部を含
む第一底部全体を炭素繊維強化炭素複合材料を含んで形
成することにより、炭素繊維強化炭素複合材料を含んで
形成される小Ｒ部との間で熱膨張や収縮の差異を生じな
いようにすることができる。また、第二底部を炭素繊維
強化炭素複合材料を含んで形成することにより、第二底
部に隣接する前記第一底部との間で熱膨張や収縮の差異
を生じないようにすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記第二底部を前
記第三底部に固定することを特徴とする請求項１または
請求項２記載の単結晶引き上げ用ルツボである。これに
より、第三底部による第二底部の嵌合をより安定させる
ことができ、また、該第二底部に組み合わされ直胴部に
延在する第一底部を、第三底部の上方において安定して
支持することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１乃至図８
に沿って説明する。図１は、本願発明にかかる単結晶引
き上げ用ルツボの一例についての断面形状を示してい
る。単結晶引き上げ用ルツボ１は、ルツボ本体２と第二
底部５と第三底部６とを備えて構成される。そして、第
三底部６を受皿１２の窪みに嵌合させ、ルツボ１が受皿
１２の上に支持されるようになっている。そして、結晶
製造時において、受皿１２に接続されている回転軸１２
ａが回転することにより、ルツボ１が受皿１２とともに
回転するようになっている。

【００１７】ルツボ本体２は、直胴部３と小Ｒ部を含む
第一底部４とから構成されている。そして、第一底部４
については、少なくとも小Ｒ部は前記で説明したように
Ｃ／Ｃ材を含んで形成されている。なお、直胴部３につ
いてもＣ／Ｃ材を含んで形成することができる。小Ｒ部
と連なっている直胴部３について、小Ｒ部と同一の材質
により一体的に形成すると、ルツボ各部の結晶製造時に
生ずる熱膨張の不均衡を極力抑えることもできる。

【００１８】第一底部４は、直胴部３から延在し少なく
とも前記小Ｒ部を含むように構成されている。この第一
底部４は、直胴部３から延在して連続する一体構造に構
成されている。この例では、第一底部４を、図１に示す
ように小Ｒ部と大Ｒ部の一部とを含んで構成している
が、大Ｒ部を含まない小Ｒ部のみにより構成するとして
も構わない。

【００１９】第二底部５は、下方突出部を備える形状に
構成されており、ルツボ１として組み立てられた状態に
おいては、第一底部４に対して下方に凸形状をなしてい
る。また、第二底部５は、図２にも示すように、ルツボ
本体２に対して分離可能に構成されている。そして、第
二底部５を分離した状態において、ルツボ本体２の底に
あたる大Ｒ部の中心に相当する部分は、第一底部４の端
部４ｃが向かい合うように開孔７が構成される。

【００２０】この開孔７の径は、ルツボ本体２と第二底
部５とを組み合わせることができる寸法とする必要があ
る。即ち、第二底部５の径ｒに対して、結晶製造時の回
転動作によるズレを生じない程度に第二底部５と第一底
部４の端部４ｃとを密着させつつ、第二底部５を組み込
むための余裕を与えた寸法（ｒ＋δｒ_c）の径とする必
要がある。また、ルツボ本体２に開孔７を設けるにあた
っては、ルツボ本体２の縦方向の中心２ｄが開孔７の中
心を通るようにする必要がある。後に説明する結晶製造
時においては、ルツボ本体２と第二底部５とを組み合わ
されてなるルツボ１が、回転動作を受けることになる。
そのため、ルツボ本体２の中心２ｄが該回転の軸１２ｄ
から偏心しないようにする必要があるからである。

【００２１】第三底部６は、ルツボ本体２と第二底部５
とを、その上部に載置して支持する部材であり、陥孔６
ａがその上部に形成されている。そして、該陥孔６ａ
は、第二底部５を嵌合させて収容するようになってお
り、第二底部５の底面５ｃが陥孔６ａの底面６ｃに一致
するようになっている。陥孔６ａについても、結晶製造
時にズレを生じない程度に第二底部５と密着させつつ、
第二底部５を前記のように陥孔６ａに収容できるように
余裕を与えた寸法（ｒ＋δｒ_s）の径に形成する必要が
ある。

【００２２】第三底部６は、黒鉛材により形成すること
ができる。この第三底部６については、前記の応力を配
慮して機械的強度を高める等の必要はないので、黒鉛材
を用いて形成することができる。ただし、Ｃ／Ｃ材を用
いて形成しても構わない。

【００２３】そして、これらの部材をルツボ１として組
み立てた状態、即ち、第三底部６の陥孔６ａに第二底部
５を嵌合させ、該底部５とルツボ本体２とを組み合わせ
た状態においては、これらの部材相互が安定に組み立て
られ、また、ルツボ１の内側に石英ルツボを安定に支持
できるように、その内面が滑らかに連続する一体的な形
状をなすように構成されることが必要である。従って、
第二底部５の側面の縦方向の長さｈが、第一底部４の端
部４ｃの肉厚ｔと第三底部６の陥孔６ａの深さｄとに一
致することが必要である。

【００２４】また、第三底部６の上面６ｂの曲率は、第
二底部４の外面４ｂの曲率と一致する必要がある。ま
た、第二底部５の上面５ａが、第一底部４の内面４ａと
滑らかに連続する一体的な形状をなすことが必要であ
る。即ち、小Ｒと該小Ｒに一体に連続する大Ｒとからな
る内面４ａと、大Ｒからなる底部５の上面５ａとの間
で、内面４ａから上面５ａに渡って連続的に曲率が変化
するように構成されることが必要である。

【００２５】このように構成されるルツボ１について、
ルツボ本体２の底部分には、前記のように開孔７が形成
されているので、かかる部分より結晶製造終了後に生ず
る応力を解放することができ、クラックの発生を防止す
ることができる。即ち、結晶製造終了後には、内側に支
持される石英ルツボ中に残存するシリコン残渣１４が冷
却されて膨張し、図３に示すように、第一底部４の小Ｒ
部を押し広げるように力ｆが作用する。本発明にかかる
ルツボ本体２は、開孔７の形成により、第一底部４の端
部４ｃに開孔７を外側に押し広げるような力Ｆを作用さ
せることによって、前記の力ｆが最終的に解放される。

【００２６】ここで、ルツボ１を一体形状に構成し、第
二底部５のような分離可能な部材を設ける構成としない
場合には、前記のようなシリコン残渣１４の膨張により
生ずる応力を解放することができない。そのため、該応
力はルツボ本体２の小Ｒ部の周辺に残留することにな
る。前記に説明したように、第一底部４をＣ／Ｃ材を含
んで形成すると、特に、その内面４ａには脆いＳｉＣが
形成され易いので、前記応力を解放できないとクラック
を生ずるに至るのである。従って、本発明のようにルツ
ボ本体２と第二底部５とを分離可能にルツボ１を構成す
ると、前記応力を解放することができるので、Ｃ／Ｃ材
を含んで形成されるルツボの長寿命化を図ることができ
るのである。

【００２７】また、上記のように構成されるルツボ１
は、その第二底部５が第三底部６に嵌合するように構成
されているので、結晶製造時において回転動作を受ける
ルツボ１の支持を安定させることができる。

【００２８】上記のルツボ１の構成において、第一底部
４の全体、および第二底部５をもＣ／Ｃ材を含んで形成
することができる。かかる構成とすると、第一底部４の
全体について熱膨張や収縮の差異を生じないようにする
ことができ、また、第二底部５に隣接する前記第一底部
４との間で熱膨張や収縮の差異を生じないようにするこ
とができる。

【００２９】また、ルツボ１の上記の各構成部材につい
て、その一部のみを部分的にＣ／Ｃ材により形成するこ
ともできる。例えば、第一底部４の小Ｒ部の内面４ａに
面する部分のみをＣ／Ｃ材により形成するのであっても
構わない。

【００３０】また、ルツボ１の上記構成の全ての場合に
ついて、第二底部５を形成する材質を、第一底部４のう
ち大Ｒ部を形成する材質と一致させて構成すると、複数
の部材が組み合わされてなるルツボ１の安定をより高め
ることができる。即ち、単結晶の製造時には、シリコン
等の結晶の材料を溶融するために高温の環境とされるの
で、第二底部５、および、底部５に隣接する第一底部４
の大Ｒ部ともに膨張する。そして、結晶の引き上げが終
了し、冷却されると、これらの部材は収縮する。従っ
て、第二底部５と第一底部４の大Ｒ部とを同一の材質に
より形成すると、隣接するこれら部材相互間の熱膨張や
収縮の程度を同程度とすることができ、隣接部材間に生
ずるズレ等を極力抑えることができる。

【００３１】また、Ｃ／Ｃルツボの成形体を形成するに
あたっては、前記のＣ／Ｃ材からなる成形体を形成する
方法のうち、ＦＷ法、または、２Ｄクロスを積層する方
法等により形成することができる。具体例を上げると、
ルツボ本体２を、ＦＷ法により形成することができ、炭
素繊維の巻き取りに用いられる型に備わる回転軸の径を
前記の開孔７の径に対応させると、ルツボ本体２の成形
体を形成することができる。底部５については、底部５
の径ｒからなる円状の２Ｄクロスを積層させることによ
り、底部５の成形体を形成することができる。

【００３２】図４は、結晶の製造を開始する時点、また
は、結晶の製造を終了した時点においてルツボ１を組み
立て、または分解する様子を示している。まず、第二底
部５を、前記陥孔６ａに嵌合させることにより、第三底
部６に設置する。次に、矢印９に示すように、ルツボ本
体２を、開孔７が第二底部５に嵌まるようにし、ルツボ
本体２の第一底部４の外面４ｂが第三底部６の上面６ｂ
に接して支持されるように、第三底部６の上部に載置す
る。この状態で、図１に示されるような結晶引き上げ用
ルツボ１として組み立てられることになる。

【００３３】次に、単結晶の引き上げを終了すると、ル
ツボ１は分解される。ルツボ１を分解する場合は、第二
底部５を第三底部６の側に残したままとして、ルツボ本
体２のみを上方へ取り外す。ルツボ本体２をこのように
取り外した状態においては、ルツボ本体２の第一底部４
には開孔７が形成されるので、結晶の製造終了後に残留
している石英ルツボの破砕片等を開孔７より除去するこ
とが容易である。即ち、結晶の製造を終了すると、ルツ
ボ本体２の第一底部４の内面４ａには、石英ルツボの破
砕片等が付着しており、これをルツボ本体２の直胴部３
の上縁側の開口部より除去するのは容易ではないが、第
一底部４の開孔７は内面４ａに近接しているので、この
部分から石英ルツボの破砕片等を除去することは容易で
ある。

【００３４】また、図５に示すように、第二底部５の上
部から縦方向に第三底部６へと貫通するボルト８を設け
て第二底部５を第三底部６に固定することができる。こ
のようにすると、第二底部５が第三底部６に固定される
ので、結晶引き上げ時における第三底部６による第二底
部５とルツボ本体２の支持を、より安定させることがで
きる。この場合、ボルト８は、石英ルツボをＣ／Ｃルツ
ボの内側に安定して支持できるように、その端面８ａを
底部５の上面５ａと連続する滑らかな一体形状に構成す
るか、または、第二底部５への埋め込みを深くする等す
る必要がある。

【００３５】このボルト８は、図６（ａ）に示すように
２本設けるのであってもよく、さらに多数本設ける構成
としても構わない。また、第二底部５を固定できるので
あれば、図６（ｂ）に示すように第三底部６の底面６ｅ
側から第三底部６の陥孔６ａの底面６ｃを通って第二底
部５へボルト８を貫通させるようにしても構わない。な
お、この場合には、ボルト８の端面８ａを第三底部６の
底面６ｅと一致させる等により、第三底部６の姿勢を安
定させる必要がある。

【００３６】また、図１から図６においては、第三底部
６の陥孔６ａの径を開孔７の径と略同径に構成する例を
上げて説明したが、図７（ａ）に示すように、陥孔６ａ
の径を開孔７より小径に構成しても構わない。また、図
７（ｂ）に示すように、陥孔６ａとして一定幅ｑの同心
円状の溝を構成するのであっても構わない。そして、底
部５を、かかる形状からなる陥孔６ａに嵌合する形状と
し、開孔７に対して前記の条件を満たすような寸法から
なる形状に構成されるのであればよい。

【００３７】第二底部５と陥孔６ａとを、かかる形状に
構成する場合であっても、第三底部６と第二底部５とを
嵌合させ、第二底部５とルツボ本体２とを組み合わせた
状態、即ち、ルツボ１として組み立てた状態において、
回転動作を受けるルツボ１のこれら部材の組み立てが相
互に安定に構成されており、また、第一底部４の内面４
ａと第二底部５の上面５ａとによって形成されるルツボ
１の内面が滑らかに連続する一体的な形状に構成され、
内側に石英ルツボを安定に支持できるようになっていれ
ばよい。

【００３８】また、第三底部６に第二底部５を嵌合させ
た状態で、ルツボ本体２を、第二底部５に組み合わせ易
く、または、第二底部５から取り外し易いように、第一
底部４の端部４ｃと第二底部５の側面に勾配を設ける形
状に構成しても構わない。

【００３９】なお、第二底部５をどのような形状に構成
するとしても、結晶製造時の回転動作において、ルツボ
１全体の回転に偏りを生じないように、第二底部５の前
記中心２ｄに対する重量分布に均衡が図られるように留
意する必要がある。

【００４０】図８は、本発明にかかる結晶引き上げ用ル
ツボ１を単結晶の製造に用いる例を示している。本発明
にかかるルツボ１を組み込み、結晶製造に用いる装置の
主要部分を示している。ルツボ１の一構成部分であるル
ツボ本体２は、その内側に石英ルツボ１１を支持する。
ルツボ１の外側には、ルツボ１より一定距離の位置でル
ツボ１を覆うようにヒータ２０が設けられる。石英ルツ
ボ１１内の結晶の原料としてのシリコン原料１３を溶融
するため、ヒータ２０によりルツボ１の外部より、ルツ
ボ本体２を通して石英ルツボ１１の内部が加熱される。

【００４１】また、受皿１２が回転軸１２ａを介して図
示しない駆動機構により回転すると、ルツボ１が回転動
作を受けるようになっている。そして、単結晶の製造
は、ヒータ２０の加熱により石英ルツボ１１内のシリコ
ン１３を溶融しつつ、ルツボ１とともに石英ルツボ１１
を回転させながら、上方の図示しない引き上げ装置上で
成長させることにより行う。

【００４２】ルツボ１を受皿１２の上に設置する場合
に、受皿１２に接続される回転軸１２ａの中心１２ｄ
と、ルツボ本体２の中心２ｄとを一致させるようにする
必要がある。前記のように、ルツボ１を回転させつつ上
方に引き上げて結晶を成長させるので、ルツボ本体２の
中心２ｄが回転の中心である１２ｄから偏心することの
ないようにし、ルツボ１に安定した平均的な回転を与え
る必要があるからである。

【００４３】そして、結晶の引き上げを終了すると、シ
リコン１３のうち結晶として引き上げられなかったシリ
コン残渣１４が残留する。そして、これらが冷却される
過程において、先の図３に示したようにシリコン残渣１
４は膨張し、また、石英ルツボ１１は破砕される。本発
明におけるルツボ１においては、これに備わるルツボ本
体２の底部分には開孔７が形成されているので、シリコ
ン残渣１４が膨張しても、前記のようにクラックを生ず
ることはない。

【００４４】また、結晶の製造を終了すると、ルツボ本
体２をルツボ１から取り外し、第一底部４の開孔７よ
り、ルツボ本体２の内面４ａに付着している石英ルツボ
１１の破砕片や残留しているシリコン残渣１４を除去す
ることが容易である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる請求項１
記載の発明は、炭素繊維強化炭素複合材料を含んで形成
されるルツボの底部を第一底部と第二底部とを備える構
成とし、第二底部を第一底部に対して分離可能に構成し
ているので、結晶製造終了後の冷却時のシリコン残渣の
膨張により作用する応力を解放することができる。これ
により、ルツボにクラックを生ずることを防ぎ、前記ル
ツボの長寿命化を図ることができるという効果を奏す
る。また、前記第二底部を分離し、第一底部の開孔より
石英ルツボの破砕片等の回収が容易であるので、該ルツ
ボのメンテナンスを行い易いという効果も奏する。さら
に、前記第二底部が第三底部に嵌合するように構成され
るので、ルツボを回転させながら行われる結晶の製造に
おいて、ルツボの支持を安定させることができるという
効果を奏する。

【００４６】請求項２記載の発明は、第一底部全体を炭
素繊維強化炭素複合材料を含んで形成するので、小Ｒ部
を含む第一底部全体において熱膨張や収縮の差異を生じ
ないようにすることができ、第一底部の機械的強度を高
めることができるという効果を奏する。また、第二底部
を炭素繊維強化炭素複合材料を含んで構成するため、第
一底部との間で熱膨張や収縮の差異を生じず、これら二
つの部材間相互の安定を図りつつルツボを構成すること
ができるという効果を奏する。

【００４７】請求項３記載の発明は、前記ルツボの第二
底部を第三底部に固定するように構成されるので、前記
ルツボを回転させながら行われる結晶の製造において、
ルツボの支持の安定をより高めることができるという効
果を奏する。また、第三底部にルツボをセットし、取り
外すことの操作をより安定して行えるという効果も奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる単結晶引き上げ用ルツボの断面
図を示す図である。

【図２】単結晶引き上げ用ルツボの構成各部を分離した
状態を示す図である。

【図３】シリコン残渣の膨張により生ずる応力が解放さ
れる状況を示す図である。

【図４】結晶引き上げ用ルツボを組み立て、または、分
解する状況を示す図である。

【図５】第二底部を第三底部に固定した結晶引き上げ用
ルツボの例を示す図である。

【図６】第二底部を第三底部に固定した結晶引き上げ用
ルツボの例を示す図である。

【図７】第二底部と第三底部の形状の例を示す図であ
る。

【図８】本発明にかかる単結晶引き上げ用ルツボにより
結晶を製造する状況を示す図である。

【符号の説明】

１単結晶引き上げ用ルツボ２ルツボ本体２ｄルツボの中心３ルツボの直胴部４第一底部４ａ第一底部の内面４ｂ第一底部の外面４ｃ第一底部の端部５第二底部５ａ第二底部の上面５ｃ第二底部の底面６第三底部６ａ陥孔６ｂ第三底部の上面６ｃ陥孔の底面６ｅ第三底部の底面７開孔８ボルト８ａボルトの端面１１石英ルツボ１２受皿１２ａ回転軸１２ｄ回転軸の中心１３溶融シリコン１４シリコン残渣２０ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直胴部と、該直胴部からの小Ｒ部と底に
到る大Ｒ部を有する底部とからなり、少なくとも前記小
Ｒ部が炭素繊維強化炭素複合材料を含んで形成される単
結晶引き上げ用ルツボであって、前記底部は、前記直胴部から延在し少なくとも前記小Ｒ
部を含む第一底部と、前記大Ｒ部に設けられ前記第一底
部に対して上下方向に分離可能に構成される第二底部
と、前記第二底部の下方突出部に嵌合し前記第一底部を
上方に支持するように構成される第三底部とからなる単
結晶引き上げ用ルツボ。
【請求項２】前記第一底部と第二底部とを炭素繊維強
化炭素複合材料によって形成し、前記第三底部を黒鉛材
によって形成することを特徴とする請求項１記載の単結
晶引き上げ用ルツボ。
【請求項３】前記第二底部を前記第三底部に固定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の単結晶
引き上げ用ルツボ。