JPH10273390A - 半導体単結晶製造装置 - Google Patents
半導体単結晶製造装置Info
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- JPH10273390A JPH10273390A JP9095247A JP9524797A JPH10273390A JP H10273390 A JPH10273390 A JP H10273390A JP 9095247 A JP9095247 A JP 9095247A JP 9524797 A JP9524797 A JP 9524797A JP H10273390 A JPH10273390 A JP H10273390A
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
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- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 減圧されたチャンバ内において大径、大重量
の単結晶を確実に且つ安全に引き上げる。 【解決手段】 種結晶を保持して上下方向に昇降させる
種結晶昇降機構と、形成される単結晶のくびれを把持す
る単結晶把持機構とを有する半導体製造装置であって、
種結晶昇降機構の少なくとも駆動部分１４及び単結晶把
持機構の少なくとも駆動部分１５を収納する収納容器１
０ａと、収納容器を上下方向に昇降させる収納容器昇降
機構３、４とを設けた。収納容器を耐熱構造としたり、
収納容器の内部を冷却する冷却手段を更に設けることが
でき、収納容器を吊り下げるワイヤ３を巻き取る機構４
の動作に同期して、種結晶昇降機構や単結晶把持機構の
駆動用電源ケーブルや制御信号用ケーブル７の巻き取り
を行うよう構成することができる。
の単結晶を確実に且つ安全に引き上げる。 【解決手段】 種結晶を保持して上下方向に昇降させる
種結晶昇降機構と、形成される単結晶のくびれを把持す
る単結晶把持機構とを有する半導体製造装置であって、
種結晶昇降機構の少なくとも駆動部分１４及び単結晶把
持機構の少なくとも駆動部分１５を収納する収納容器１
０ａと、収納容器を上下方向に昇降させる収納容器昇降
機構３、４とを設けた。収納容器を耐熱構造としたり、
収納容器の内部を冷却する冷却手段を更に設けることが
でき、収納容器を吊り下げるワイヤ３を巻き取る機構４
の動作に同期して、種結晶昇降機構や単結晶把持機構の
駆動用電源ケーブルや制御信号用ケーブル７の巻き取り
を行うよう構成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引上げＣＺ（Czoc
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための半導体単結晶製造装置に関する。
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための半導体単結晶製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、グラファイトにより構成された高耐圧気密チ
ャンバ内を１０torr程度に減圧して新鮮なＡｒ（アルゴ
ン）ガスを流すとともに、チャンバ内の下方に設けられ
た石英るつぼ内の多結晶を加熱して溶融し、この融液の
表面に種結晶を上から浸漬し、種結晶と石英るつぼを回
転、上下移動させながら種結晶を引き上げることによ
り、種結晶の下に上端が突出した円錐形の上部コーン部
と、円筒形のボディ部と下端が突出した円錐形の下部コ
ーン部より成る単結晶（いわゆるインゴット）を成長さ
せるように構成されている。
装置では、グラファイトにより構成された高耐圧気密チ
ャンバ内を１０torr程度に減圧して新鮮なＡｒ（アルゴ
ン）ガスを流すとともに、チャンバ内の下方に設けられ
た石英るつぼ内の多結晶を加熱して溶融し、この融液の
表面に種結晶を上から浸漬し、種結晶と石英るつぼを回
転、上下移動させながら種結晶を引き上げることによ
り、種結晶の下に上端が突出した円錐形の上部コーン部
と、円筒形のボディ部と下端が突出した円錐形の下部コ
ーン部より成る単結晶（いわゆるインゴット）を成長さ
せるように構成されている。
【０００３】また、この成長方法として、種結晶を融液
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、種結晶を融液の表
面に浸漬した後、引上げ速度を比較的速くすることによ
り種結晶より小径の、例えば直径が３〜４ｍｍのネック
部を形成した後に、上記の上部コーン部の引上げを開始
するダッシュ(Dash)法が知られている。
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、種結晶を融液の表
面に浸漬した後、引上げ速度を比較的速くすることによ
り種結晶より小径の、例えば直径が３〜４ｍｍのネック
部を形成した後に、上記の上部コーン部の引上げを開始
するダッシュ(Dash)法が知られている。
【０００４】さらに、この小径のネック部を介しては、
大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶を引
き上げることができないので、例えば特公平５−６５４
７７号公報に示されるようにDash法により小径のネック
部を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大径を形
成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を形成す
ることにより「球状のくびれ」を形成し、このくびれを
把持具で把持することにより大径、高重量の単結晶を引
き上げる方法が提案されている。また、くびれを把持す
る従来の装置としては、上記公報の他に、例えば特公平
７−１０３０００号公報、特公平７−５１５号公報に示
されているものがある。
大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶を引
き上げることができないので、例えば特公平５−６５４
７７号公報に示されるようにDash法により小径のネック
部を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大径を形
成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を形成す
ることにより「球状のくびれ」を形成し、このくびれを
把持具で把持することにより大径、高重量の単結晶を引
き上げる方法が提案されている。また、くびれを把持す
る従来の装置としては、上記公報の他に、例えば特公平
７−１０３０００号公報、特公平７−５１５号公報に示
されているものがある。
【０００５】また、他の従来例としては、例えば特開平
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィ部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２９
９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示される
ように上記「球状のくびれ」の代わりに、上部コーン部
とボディ部の間にボディ部より径が大きい「環状のくび
れ」を形成し、この「環状のくびれ」を把持する方法が
提案されている。
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィ部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２９
９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示される
ように上記「球状のくびれ」の代わりに、上部コーン部
とボディ部の間にボディ部より径が大きい「環状のくび
れ」を形成し、この「環状のくびれ」を把持する方法が
提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の把持装置ではいずれも、真空ポンプにより
１０torr程度に減圧されたチャンバ内において、大径、
大重量（例えばボディ部の直径が４００ｍｍ、重量が４
００ｋｇ）の単結晶を吊り下げる把持具と駆動源の伝達
機構が現実的ではなく、実際的でないという問題点があ
る。なお、もし単結晶と把持具の係止が外れて単結晶が
落下すると、転位が発生して単結晶が商品とならないば
かりか、石英るつぼが破損して最悪の場合には石英るつ
ぼを回転、上下移動させるためのるつぼ軸の内部の冷却
水と、高温の融液が反応して水蒸気爆発が発生すること
もあり得る。
ような従来の把持装置ではいずれも、真空ポンプにより
１０torr程度に減圧されたチャンバ内において、大径、
大重量（例えばボディ部の直径が４００ｍｍ、重量が４
００ｋｇ）の単結晶を吊り下げる把持具と駆動源の伝達
機構が現実的ではなく、実際的でないという問題点があ
る。なお、もし単結晶と把持具の係止が外れて単結晶が
落下すると、転位が発生して単結晶が商品とならないば
かりか、石英るつぼが破損して最悪の場合には石英るつ
ぼを回転、上下移動させるためのるつぼ軸の内部の冷却
水と、高温の融液が反応して水蒸気爆発が発生すること
もあり得る。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、減圧さ
れたチャンバ内において大径、大重量の単結晶を確実に
かつ安全に引き上げることができる半導体単結晶製造装
置を提供することを目的とする。
れたチャンバ内において大径、大重量の単結晶を確実に
かつ安全に引き上げることができる半導体単結晶製造装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、種結晶を保持して上下方向に昇降させる種
結晶昇降機構の少なくとも駆動部と、種結晶の下に形成
される単結晶のくびれを把持する単結晶把持機構の少な
くとも駆動部を１つの容器に収納し、この収納容器を上
下方向に昇降させるようにしたものである。すなわち本
発明によれば、引上げＣＺ法により半導体単結晶を製造
するための半導体単結晶製造装置であって、種結晶を保
持して上下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記種
結晶の下に形成される単結晶のくびれを把持する単結晶
把持機構とを有するものにおいて、前記種結晶昇降機構
の少なくとも駆動部分及び前記単結晶把持機構の少なく
とも駆動部分を収納する収納容器と、前記収納容器を上
下方向に昇降させる収納容器昇降機構とを、設けたこと
を特徴とする半導体単結晶製造装置が提供される。
するために、種結晶を保持して上下方向に昇降させる種
結晶昇降機構の少なくとも駆動部と、種結晶の下に形成
される単結晶のくびれを把持する単結晶把持機構の少な
くとも駆動部を１つの容器に収納し、この収納容器を上
下方向に昇降させるようにしたものである。すなわち本
発明によれば、引上げＣＺ法により半導体単結晶を製造
するための半導体単結晶製造装置であって、種結晶を保
持して上下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記種
結晶の下に形成される単結晶のくびれを把持する単結晶
把持機構とを有するものにおいて、前記種結晶昇降機構
の少なくとも駆動部分及び前記単結晶把持機構の少なく
とも駆動部分を収納する収納容器と、前記収納容器を上
下方向に昇降させる収納容器昇降機構とを、設けたこと
を特徴とする半導体単結晶製造装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る半導体単結晶
製造装置の一実施形態の要部を示す側断面図、図２は図
１の単結晶保持装置を詳細に示す正面拡大断面図、図３
は図２の単結晶保持装置を示す側面図、図４は図２の単
結晶保持装置に冷却ガス取り込み機能を持たせた変形例
を示す外観図である。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る半導体単結晶
製造装置の一実施形態の要部を示す側断面図、図２は図
１の単結晶保持装置を詳細に示す正面拡大断面図、図３
は図２の単結晶保持装置を示す側面図、図４は図２の単
結晶保持装置に冷却ガス取り込み機能を持たせた変形例
を示す外観図である。
【００１０】図１は、単結晶１をチャンバ２内において
引き上げる製造装置の要部を模式的側断面図により示し
ている。単結晶保持装置１０はチャンバ２内の上部にお
いてワイヤ３により吊り下げられ、ワイヤ３はワイヤ巻
取りドラム４と図示省略のワイヤ巻取りモータにより巻
き取られる。また、ワイヤ巻取りドラム４などはチャン
バ２の上方のドラム収納部２ａ内に配置され、ドラム収
納部２ａはチャンバ２に対して回転可能に取り付けら
れ、したがって、単結晶保持装置１０はドラム収納部２
ａが回転すると回転し、ワイヤ３、ワイヤ巻取りドラム
４などにより昇降する。
引き上げる製造装置の要部を模式的側断面図により示し
ている。単結晶保持装置１０はチャンバ２内の上部にお
いてワイヤ３により吊り下げられ、ワイヤ３はワイヤ巻
取りドラム４と図示省略のワイヤ巻取りモータにより巻
き取られる。また、ワイヤ巻取りドラム４などはチャン
バ２の上方のドラム収納部２ａ内に配置され、ドラム収
納部２ａはチャンバ２に対して回転可能に取り付けら
れ、したがって、単結晶保持装置１０はドラム収納部２
ａが回転すると回転し、ワイヤ３、ワイヤ巻取りドラム
４などにより昇降する。
【００１１】単結晶保持装置１０にはまた、チャンバ２
の外側に設けられたモータ電源５とモータ制御装置６か
らそれぞれ電力・制御用ケーブル７を介して電源・モー
タ制御信号が印加され、電力・制御用ケーブル７は図１
に回転方向を矢印で示すように単結晶保持装置１０が回
転しても捩じれないように、ドラム収納部２ａに形成さ
れたスリップリング８を介してモータ電源５とモータ制
御装置６に接続される。なお、チャンバ２の下方には、
図示が省略されているが、石英るつぼやその回転・昇降
機構、石英るつぼを加熱するヒータなどが配置される。
の外側に設けられたモータ電源５とモータ制御装置６か
らそれぞれ電力・制御用ケーブル７を介して電源・モー
タ制御信号が印加され、電力・制御用ケーブル７は図１
に回転方向を矢印で示すように単結晶保持装置１０が回
転しても捩じれないように、ドラム収納部２ａに形成さ
れたスリップリング８を介してモータ電源５とモータ制
御装置６に接続される。なお、チャンバ２の下方には、
図示が省略されているが、石英るつぼやその回転・昇降
機構、石英るつぼを加熱するヒータなどが配置される。
【００１２】次に、図２及び図３を参照して単結晶保持
装置１０の構成を詳細に説明する。この単結晶保持装置
１０は円筒形の断熱容器１０ａと、単結晶１を把持する
ために断熱容器１０ａの下方に設けられた一対の把持具
２０を有し、また、断熱容器１０ａの下方には熱遮蔽板
１１が取り付けられている。これらの部材はグラファイ
ト、セラミック、モリブデン、カーボンなどのいずれか
により形成される。
装置１０の構成を詳細に説明する。この単結晶保持装置
１０は円筒形の断熱容器１０ａと、単結晶１を把持する
ために断熱容器１０ａの下方に設けられた一対の把持具
２０を有し、また、断熱容器１０ａの下方には熱遮蔽板
１１が取り付けられている。これらの部材はグラファイ
ト、セラミック、モリブデン、カーボンなどのいずれか
により形成される。
【００１３】また、断熱容器１０ａの内部を冷却するた
めに、断熱容器１０ａの壁部の外側に図示省略の冷却フ
ィンを設けたり、断熱容器１０ａの内部にペルチェ素子
などの固体冷却素子を配したり、断熱容器１０ａの外部
のガスを断熱容器１０ａの内部に導く手段を設けること
は好ましい態様である。図４は断熱容器１０ａの上部に
Ａｒガス収集用コーン１０ｂを取り付けられ、断熱容器
１０ａの上端にはガス導入口１０ｃが、下端にはガス排
出口１０ｄが形成されている変形例を示している。ま
た、断熱容器１０ａの断熱効果を高めるため、断熱容器
１０ａの壁部の内側に熱伝導率が低い、例えばセラミッ
ク材料を貼付するようにしてもよい。
めに、断熱容器１０ａの壁部の外側に図示省略の冷却フ
ィンを設けたり、断熱容器１０ａの内部にペルチェ素子
などの固体冷却素子を配したり、断熱容器１０ａの外部
のガスを断熱容器１０ａの内部に導く手段を設けること
は好ましい態様である。図４は断熱容器１０ａの上部に
Ａｒガス収集用コーン１０ｂを取り付けられ、断熱容器
１０ａの上端にはガス導入口１０ｃが、下端にはガス排
出口１０ｄが形成されている変形例を示している。ま
た、断熱容器１０ａの断熱効果を高めるため、断熱容器
１０ａの壁部の内側に熱伝導率が低い、例えばセラミッ
ク材料を貼付するようにしてもよい。
【００１４】断熱容器１０ａの内部には種結晶（シー
ド）１２を保持する種結晶ホルダ１３を上下に移動させ
るためのシード昇降機構１４と、把持具２０の下端部２
０Ｃ、２０Ｄを開閉・揺動させるための把持具開閉機構
１５とバランスウエイト１６などが配置されている。こ
れらは、断熱容器１０ａの内部に取り付けられた基板９
上に設けられ、基板９からは下方へ伸長するガイドレー
ル２４が取り付けられている。シード昇降機構１４と把
持具開閉機構１５の内部構造は図示省略されているが、
それぞれシード昇降モータと把持具開閉モータ及びギヤ
機構を有する。種結晶ホルダ１３は連結シャフト１７の
下端に取り付けられ、また、連結シャフト１７の上端に
形成されたギヤ部がシード昇降機構１４内のギヤ機構に
歯合している。したがって、シード昇降機構１４内のシ
ード昇降モータが回転すると連結シャフト１７と種結晶
ホルダ１３が上下方向に移動する。
ド）１２を保持する種結晶ホルダ１３を上下に移動させ
るためのシード昇降機構１４と、把持具２０の下端部２
０Ｃ、２０Ｄを開閉・揺動させるための把持具開閉機構
１５とバランスウエイト１６などが配置されている。こ
れらは、断熱容器１０ａの内部に取り付けられた基板９
上に設けられ、基板９からは下方へ伸長するガイドレー
ル２４が取り付けられている。シード昇降機構１４と把
持具開閉機構１５の内部構造は図示省略されているが、
それぞれシード昇降モータと把持具開閉モータ及びギヤ
機構を有する。種結晶ホルダ１３は連結シャフト１７の
下端に取り付けられ、また、連結シャフト１７の上端に
形成されたギヤ部がシード昇降機構１４内のギヤ機構に
歯合している。したがって、シード昇降機構１４内のシ
ード昇降モータが回転すると連結シャフト１７と種結晶
ホルダ１３が上下方向に移動する。
【００１５】一対の把持具２０の上端は、断熱容器１０
ａの上方の位置に設けられた軸２１の回りを回動可能で
あるように取り付けられ、把持具２０の下端部２０Ｃ、
２０Ｄには単結晶１のくびれを把持するための開口２２
が設けられている。また、把持具２０の中央部にはスリ
ット２３が形成されている。また、把持具開閉機構１５
内のギヤ機構がロッド２６の上端に形成されたギヤ部に
歯合し、ロッド２６の下端に取り付けられた可動板２７
がガイドレール２４に沿って上下する。図３において、
一対の把持具２０は後述するように、可動板２７の上下
動に応じて開閉するが、閉じた状態が実線で、開いた状
態が点線で示されている。
ａの上方の位置に設けられた軸２１の回りを回動可能で
あるように取り付けられ、把持具２０の下端部２０Ｃ、
２０Ｄには単結晶１のくびれを把持するための開口２２
が設けられている。また、把持具２０の中央部にはスリ
ット２３が形成されている。また、把持具開閉機構１５
内のギヤ機構がロッド２６の上端に形成されたギヤ部に
歯合し、ロッド２６の下端に取り付けられた可動板２７
がガイドレール２４に沿って上下する。図３において、
一対の把持具２０は後述するように、可動板２７の上下
動に応じて開閉するが、閉じた状態が実線で、開いた状
態が点線で示されている。
【００１６】図５は可動板２７の平面図である。可動板
２７には連結シャフト１７を通すための中央口２７ａ、
ガイドレール２４を通すための４つの穴２７ｂが設けら
れ、さらに外部へ伸長するボス２５が４個設けられてい
て、このボス２５が把持具２０の４つのスリット２３に
それぞれ係合している。したがって、把持具開閉機構１
５内の把持具開閉モータが回転してロッド２６が上方向
に移動すると可動板２７が上昇し、よってそのボス２５
がスリット２３に沿って上昇し、スリット２３の上端と
係合すると把持具２０の下端部２０Ｃ、２０Ｄが開くこ
ととなる。他方、ロッド２６が下方向に移動すると可動
板２７が下降し、よってボス２５がスリット２３に沿っ
て下降し、スリット２３の下端と係合して把持具２０の
下端部２０Ｃ、２０Ｄが閉じる。
２７には連結シャフト１７を通すための中央口２７ａ、
ガイドレール２４を通すための４つの穴２７ｂが設けら
れ、さらに外部へ伸長するボス２５が４個設けられてい
て、このボス２５が把持具２０の４つのスリット２３に
それぞれ係合している。したがって、把持具開閉機構１
５内の把持具開閉モータが回転してロッド２６が上方向
に移動すると可動板２７が上昇し、よってそのボス２５
がスリット２３に沿って上昇し、スリット２３の上端と
係合すると把持具２０の下端部２０Ｃ、２０Ｄが開くこ
ととなる。他方、ロッド２６が下方向に移動すると可動
板２７が下降し、よってボス２５がスリット２３に沿っ
て下降し、スリット２３の下端と係合して把持具２０の
下端部２０Ｃ、２０Ｄが閉じる。
【００１７】図６は把持具２０の下端部２０Ｃ、２０Ｄ
の開閉状態を説明するための平面図である。図３に示す
ように、この実施形態では一対の把持具２０は単結晶の
引上げ方向に実質的に垂直な方向（図６中の矢印方向）
に移動可能な２つのアーム２０Ａ、２０Ｂとなってお
り、その下端部２０Ｃ、２０Ｄには、単結晶のくびれの
径大部を下から保持するように開口２２へ向って厚さが
薄くなるよう傾斜したベベル部２０Ｅ、２０Ｆを有して
いて、２つのベベル部２０Ｅ、２０Ｆは、２つのアーム
２０Ａ、２０Ｂの下端部２０Ｃ、２０Ｄが閉じたとき、
円形の開口２２を形成する形状となっている。なお、図
６は側面Ｗが２つのアーム２０Ａ、２０Ｂのの下端部２
０Ｃ、２０Ｄが完全に閉じる少し前の状態を示してい
る。なお、アーム２０Ａ、２０Ｂは、くびれを保持する
に十分な力を加えることができるよう、下端部２０Ｃ、
２０Ｄを除く部分は幅が４０ｍｍ程度、厚さが１０ｍｍ
程度、長さが６００ｍｍ程度であり、また、下端部２０
Ｃ、２０Ｄは厚さが２０〜３０ｍｍである。
の開閉状態を説明するための平面図である。図３に示す
ように、この実施形態では一対の把持具２０は単結晶の
引上げ方向に実質的に垂直な方向（図６中の矢印方向）
に移動可能な２つのアーム２０Ａ、２０Ｂとなってお
り、その下端部２０Ｃ、２０Ｄには、単結晶のくびれの
径大部を下から保持するように開口２２へ向って厚さが
薄くなるよう傾斜したベベル部２０Ｅ、２０Ｆを有して
いて、２つのベベル部２０Ｅ、２０Ｆは、２つのアーム
２０Ａ、２０Ｂの下端部２０Ｃ、２０Ｄが閉じたとき、
円形の開口２２を形成する形状となっている。なお、図
６は側面Ｗが２つのアーム２０Ａ、２０Ｂのの下端部２
０Ｃ、２０Ｄが完全に閉じる少し前の状態を示してい
る。なお、アーム２０Ａ、２０Ｂは、くびれを保持する
に十分な力を加えることができるよう、下端部２０Ｃ、
２０Ｄを除く部分は幅が４０ｍｍ程度、厚さが１０ｍｍ
程度、長さが６００ｍｍ程度であり、また、下端部２０
Ｃ、２０Ｄは厚さが２０〜３０ｍｍである。
【００１８】このような構成において、単結晶１を製造
する場合、チャンバ２内を１０torr程度に減圧して新鮮
なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャンバ２内
の下方に設けられた石英るつぼ内の多結晶を加熱して溶
融し、また、単結晶保持装置１０と石英るつぼを回転さ
せる。そして、チャンバ２の下方の石英るつぼ内のＳｉ
融液の表面に対して把持具２０の下端は接触せず、種結
晶１２が浸漬するように、把持具２０が開いた状態でワ
イヤ巻取りドラム４により結晶保持装置１０を下降させ
るとともにシード昇降機構１４により種結晶１２を下降
させる。次いで所定時間の経過後に種結晶１２を比較的
速い速度で引き上げることにより、種結晶１２の下に直
径が３〜４ｍｍの小径のネック部１ａを形成させ、次い
で引上げ速度を比較的遅くして大径を形成した後に引上
げ速度を比較的速くしてネック部１ａの下に球状のくび
れ１ｂを形成させる。
する場合、チャンバ２内を１０torr程度に減圧して新鮮
なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャンバ２内
の下方に設けられた石英るつぼ内の多結晶を加熱して溶
融し、また、単結晶保持装置１０と石英るつぼを回転さ
せる。そして、チャンバ２の下方の石英るつぼ内のＳｉ
融液の表面に対して把持具２０の下端は接触せず、種結
晶１２が浸漬するように、把持具２０が開いた状態でワ
イヤ巻取りドラム４により結晶保持装置１０を下降させ
るとともにシード昇降機構１４により種結晶１２を下降
させる。次いで所定時間の経過後に種結晶１２を比較的
速い速度で引き上げることにより、種結晶１２の下に直
径が３〜４ｍｍの小径のネック部１ａを形成させ、次い
で引上げ速度を比較的遅くして大径を形成した後に引上
げ速度を比較的速くしてネック部１ａの下に球状のくび
れ１ｂを形成させる。
【００１９】次いでくびれ１ｂの下に、単結晶１の重量
に耐えることができる直径の第２のネック部１ｃを形成
させるとともに、結晶保持装置１０の高さ位置と種結晶
１２の高さ位置を制御することにより把持具開閉機構１
５により把持具２０の下端を閉じてくびれ１ｂの下を把
持させる。そして、把持具２０がくびれ１ｂの下を把持
すると、結晶保持装置１０の上昇を行ってその速度を徐
々に遅くすることにより上部コーン部１ｄを形成させ、
次いで一定の速度で引き上げることにより円筒形のボデ
ィ部１ｅを形成させる。なお、引き上げ時には、石英る
つぼはＳｉ融液の表面の高さ位置は常に一定になるよう
に上昇させる。
に耐えることができる直径の第２のネック部１ｃを形成
させるとともに、結晶保持装置１０の高さ位置と種結晶
１２の高さ位置を制御することにより把持具開閉機構１
５により把持具２０の下端を閉じてくびれ１ｂの下を把
持させる。そして、把持具２０がくびれ１ｂの下を把持
すると、結晶保持装置１０の上昇を行ってその速度を徐
々に遅くすることにより上部コーン部１ｄを形成させ、
次いで一定の速度で引き上げることにより円筒形のボデ
ィ部１ｅを形成させる。なお、引き上げ時には、石英る
つぼはＳｉ融液の表面の高さ位置は常に一定になるよう
に上昇させる。
【００２０】なお、同期して、シード昇降機構１４や単
結晶把持具開閉機構１５の駆動用電源ケーブル及び／又
は制御信号用ケーブルの巻き取りを行う機構を設け、結
晶保持装置１０を吊り下げているワイヤ３を巻き取るワ
イヤ巻取ドラム４の回転に同期して駆動用電源ケーブル
や制御信号用ケーブル７の巻き取りを行うようにするこ
とは好ましい態様である。
結晶把持具開閉機構１５の駆動用電源ケーブル及び／又
は制御信号用ケーブルの巻き取りを行う機構を設け、結
晶保持装置１０を吊り下げているワイヤ３を巻き取るワ
イヤ巻取ドラム４の回転に同期して駆動用電源ケーブル
や制御信号用ケーブル７の巻き取りを行うようにするこ
とは好ましい態様である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
結晶を保持して上下方向に昇降させる種結晶昇降機構の
少なくとも駆動部と、種結晶の下に形成される単結晶の
くびれを把持する単結晶把持機構の少なくとも駆動部を
１つの容器に収納し、この収納容器を上下方向に昇降さ
せるようにしたので、減圧されたチャンバ内において大
径、大重量の単結晶を確実に且つ安全に引き上げること
ができる。また、容器を断熱構造とし、冷却機能を持た
せることにより、内部の駆動部に悪影響を及ぼすことを
防止することができ、収納容器を吊り下げるワイヤを巻
き取る機構の動作に同期して、種結晶昇降機構や単結晶
把持機構の駆動用電源ケーブルや制御信号用ケーブルの
巻き取りを行うよう構成すれば、これらのケーブルが邪
魔になったりせず便利である。
結晶を保持して上下方向に昇降させる種結晶昇降機構の
少なくとも駆動部と、種結晶の下に形成される単結晶の
くびれを把持する単結晶把持機構の少なくとも駆動部を
１つの容器に収納し、この収納容器を上下方向に昇降さ
せるようにしたので、減圧されたチャンバ内において大
径、大重量の単結晶を確実に且つ安全に引き上げること
ができる。また、容器を断熱構造とし、冷却機能を持た
せることにより、内部の駆動部に悪影響を及ぼすことを
防止することができ、収納容器を吊り下げるワイヤを巻
き取る機構の動作に同期して、種結晶昇降機構や単結晶
把持機構の駆動用電源ケーブルや制御信号用ケーブルの
巻き取りを行うよう構成すれば、これらのケーブルが邪
魔になったりせず便利である。
【図１】本発明に係る半導体単結晶製造装置の一実施形
態の要部を示す側断面図である。
態の要部を示す側断面図である。
【図２】図１の単結晶保持装置を詳細に示す正面拡大断
面図、である。
面図、である。
【図３】図２の単結晶保持装置を示す側面図である。
【図４】図２の単結晶保持装置の変形例を示す外観図で
ある。
ある。
【図５】図２中の可動板の平面図である。
【図６】図３中の一対の把持具としての２つのアームの
下端を示す平面図である。
下端を示す平面図である。
１ 単結晶 ２ チャンバ ２ａ ドラム収納部 ３ ワイヤ ４ ワイヤ巻取りドラム ５ モータ電源 ６ モータ制御装置 ７ ケーブル ８ スリップリング １０ 単結晶保持装置 １０ａ 円筒形の断熱容器（収納容器） １０ｂ ガス収集用コーン １０ｃ ガス導入口 １０ｄ ガス排出口 １１ 熱遮蔽板 １２ 種結晶 １３ 種結晶ホルダ １４ シード昇降機構 １５ 把持具開閉機構 １７ シャフト ２０ 把持具 ２０Ａ、２０Ｂ 把持具を構成するアーム ２０Ｃ、２０Ｄ アームの下端部 ２０Ｅ、２０Ｆ アームの下端部のベベル部 ２１ 軸 ２２ 開口 ２３ スリット ２４ ガイドレール ２５ ボス ２６ ロッド ２７ 可動板
Claims (8)
- 【請求項１】 引上げＣＺ法により半導体単結晶を製造
するための半導体単結晶製造装置であって、 種結晶を保持して上下方向に昇降させる種結晶昇降機構
と、 前記種結晶の下に形成される単結晶のくびれを把持する
単結晶把持機構とを有するものにおいて、 前記種結晶昇降機構の少なくとも駆動部分及び前記単結
晶把持機構の少なくとも駆動部分を収納する収納容器
と、 前記収納容器を上下方向に昇降させる収納容器昇降機構
とを、 設けたことを特徴とする半導体単結晶製造装置。 - 【請求項２】 前記収納容器が耐熱構造である請求項１
記載の半導体単結晶製造装置。 - 【請求項３】 前記収納容器の内部を冷却する冷却手段
を更に設けた請求項１又は２記載の半導体単結晶製造装
置。 - 【請求項４】 前記冷却手段が前記収納容器の外部に設
けた冷却フィン、前記収納容器の内部に設けた固体冷却
素子、前記収納容器の外部のガスを前記収納容器内に導
く手段のいずれか１つ以上を有する請求項３記載の半導
体単結晶製造装置。 - 【請求項５】 前記単結晶把持機構が前記収納容器の下
方にあって前記単結晶の引上げ方向に対して実質的に垂
直方向に移動して開閉し、単結晶のくびれの径大部を下
方から把持する２以上の部材を有する請求項１記載の半
導体単結晶製造装置。 - 【請求項６】 前記単結晶把持機構が前記収納容器のい
ずれかの点を中心に回動する複数のアームと、前記アー
ムに設けられたスリットに沿って移動可能な部材とを有
する請求項１記載の半導体単結晶製造装置。 - 【請求項７】 前記収納容器昇降機構が前記収納容器を
吊り下げるワイヤを巻き取る機構を有している請求項１
記載の半導体単結晶製造装置。 - 【請求項８】 前記ワイヤを巻き取る機構の動作に同期
して、前記種結晶昇降機構及び／又は前記単結晶把持機
構の駆動用電源ケーブル及び／又は制御信号用ケーブル
の巻き取りを行う同期巻き取り機構を更に有する請求項
７記載の半導体単結晶製造装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095247A JPH10273390A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体単結晶製造装置 |
| KR1019980007119A KR19980079893A (ko) | 1997-03-28 | 1998-03-04 | 반도체 단결정 제조장치 |
| TW087103352A TW408199B (en) | 1997-03-28 | 1998-03-07 | Semiconductor single crystal manufacturing apparatus |
| EP98104231A EP0867534A3 (en) | 1997-03-28 | 1998-03-10 | Semiconductor single crystal manufacturing apparatus |
| US09/037,515 US6033472A (en) | 1997-03-28 | 1998-03-10 | Semiconductor single crystal manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095247A JPH10273390A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273390A true JPH10273390A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=14132435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9095247A Withdrawn JPH10273390A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体単結晶製造装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6033472A (ja) |
| EP (1) | EP0867534A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10273390A (ja) |
| KR (1) | KR19980079893A (ja) |
| TW (1) | TW408199B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005040229B4 (de) * | 2005-08-25 | 2011-12-22 | Siltronic Ag | Unterstützungsvorrichtung zur Unterstützung eines wachsenden Einkristalls aus Halbleitermaterial und Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls |
| US11255024B2 (en) | 2019-06-18 | 2022-02-22 | Linton Crystal Technologies Corp. | Seed lifting and rotating system for use in crystal growth |
| US11891721B2 (en) | 2020-12-09 | 2024-02-06 | Linton Kayex Technology Co., Ltd | Spool-balanced seed lift |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4186173A (en) * | 1975-04-11 | 1980-01-29 | Leybold-Heraeus Gmbh & Co. Kg | Apparatus for producing monocrystals |
| US4190630A (en) * | 1978-01-03 | 1980-02-26 | Vsesojuzny Nauchno-Isslekovatelsky Institut Monokristallov Stsintillyatsionnykh Materialov I Osobo Chistykh Khimicheskikh Veschestv | Apparatus for pulling single crystals from melt |
| JPS62288191A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Kyushu Denshi Kinzoku Kk | 単結晶成長方法及びその装置 |
| JPS63252991A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | Mitsubishi Metal Corp | 落下防止保持部を有するｃｚ単結晶 |
| US5173270A (en) * | 1987-04-09 | 1992-12-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Monocrystal rod pulled from a melt |
| JPH07103000B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1995-11-08 | 信越半導体株式会社 | 結晶引上装置 |
| DE69112463T2 (de) * | 1990-03-30 | 1996-02-15 | Shinetsu Handotai Kk | Vorrichtung zur Herstellung von Monokristallen nach dem Czochralski-Verfahren. |
| JPH07515B2 (ja) * | 1990-04-11 | 1995-01-11 | 信越半導体株式会社 | 結晶引上装置 |
| JPH04321583A (ja) * | 1991-04-23 | 1992-11-11 | Hitachi Cable Ltd | 化合物半導体単結晶の引上げ法 |
| JP2946936B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶引上装置およびその引上方法 |
| JP2946934B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶引上装置 |
| JP2946935B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶引上装置およびその引上方法 |
| JP2946933B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶引上装置 |
| DE4329283C2 (de) * | 1993-08-31 | 1997-02-13 | Leybold Ag | Drehkopf für Kristallziehanlagen für die Durchführung des Czochralski-Prozesses |
| JPH07172981A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-11 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 半導体単結晶の製造装置および製造方法 |
| JP3402012B2 (ja) * | 1995-04-21 | 2003-04-28 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の成長方法及び装置 |
| JP3615291B2 (ja) * | 1995-12-25 | 2005-02-02 | 信越半導体株式会社 | 引上げ結晶重量測定装置 |
| JP3402040B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2003-04-28 | 信越半導体株式会社 | 単結晶保持装置 |
| JP3528448B2 (ja) * | 1996-07-23 | 2004-05-17 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の引上げ方法及び装置 |
| JP3598681B2 (ja) * | 1996-09-26 | 2004-12-08 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の引上げ方法及び装置 |
| JP3438492B2 (ja) * | 1996-10-18 | 2003-08-18 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の引上げ方法 |
| JP3596226B2 (ja) * | 1997-03-17 | 2004-12-02 | 信越半導体株式会社 | 単結晶保持装置 |
-
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- 1997-03-28 JP JP9095247A patent/JPH10273390A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-03-04 KR KR1019980007119A patent/KR19980079893A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-03-07 TW TW087103352A patent/TW408199B/zh active
- 1998-03-10 EP EP98104231A patent/EP0867534A3/en not_active Withdrawn
- 1998-03-10 US US09/037,515 patent/US6033472A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980079893A (ko) | 1998-11-25 |
| US6033472A (en) | 2000-03-07 |
| EP0867534A3 (en) | 1999-11-24 |
| TW408199B (en) | 2000-10-11 |
| EP0867534A2 (en) | 1998-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |