JPH10279390A

JPH10279390A - 石英るつぼへの原料装填装置及び原料装填方法

Info

Publication number: JPH10279390A
Application number: JP29056497A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Yatsurugi; 吉文八釼
Original assignee: Sumco Techxiv Corp; Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造におい
て、石英るつぼに対する原料装填作業を自動化、かつ、
迅速化するとともに、原料装填時の石英るつぼの損傷を
防止する。【解決手段】原料装填方法の一例を説明する。石英る
つぼ（１）に排水ホース（３）を取り付けた後、給水ホ
ース（４）から純水を注入し、容器（10）の下方に設置
したテーブル（13）上に搬送する。ここで、石英るつぼ
（１）を回転させつつ容器（10）から塊状原料（９）を
投入する。純水中に投入された塊状原料には浮力が作用
するため、落下の衝撃が緩和され、石英るつぼの破損を
防止する。原料投入完了後、排水ホース（３）により排
水し、排水ホース（３）を石英るつぼ（１）から抜き取
り、石英るつぼ（１）をマイクロ波オーブン（11）に搬
入して乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法によるシリ
コン単結晶の製造における石英るつぼへの原料装填装置
及び原料装填方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の基板には主として高純度の
シリコン単結晶が使用されているが、その製造方法とし
て一般にＣＺ法が用いられている。ＣＺ法においては、
シリコン単結晶の原料である多結晶シリコンを装填した
石英るつぼを単結晶製造装置内に設置し、前記多結晶シ
リコンを石英るつぼの周囲に設けたヒータによって加
熱、溶解して融液とする。そして、シードチャックに取
り付けた種結晶を融液に浸漬してなじませた後、シード
チャック及び石英るつぼを互いに同方向または逆方向に
回転しつつシードチャックを引き上げて、シリコン単結
晶を所定の直径及び長さに成長させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＣＺ法においては、シ
リコン単結晶の製造に先立って石英るつぼに所定量の多
結晶シリコンを装填しなければならない。多結晶シリコ
ンは、塊状で角部が鋭角をなし、硬度が極めて高い。一
方、石英るつぼは割れやすいため、装填量の９０％以上
を占める塊状シリコン（大きさは２０〜１１０ｍｍ）を
１個ずつ人手によって石英るつぼに装填している。従っ
て、原料装填は極めて単純でありながら時間のかかる作
業であり、特にシリコン単結晶の大型化に伴って原料装
填に更に長時間を要するようになっている。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造におい
て、原料である多結晶シリコンを石英るつぼに装填する
作業を省人化、かつ、迅速化するとともに、原料装填時
の石英るつぼの損傷防止が可能な石英るつぼへの原料装
填装置及び原料装填方法を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る石英るつぼへの原料装填装置の第１
は、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造に先立ち、石英
るつぼに多結晶シリコンを装填する装置であって、石英
るつぼに純水を注入する手段と、純水を用いて製造した
氷片あるいはシャーベット状の氷またはそれらの混合物
を投入する手段と、石英るつぼに小片あるいは粒状の多
結晶シリコンまたはそれらの混合物を投入する手段と、
塊状の多結晶シリコンを投入する手段と、石英るつぼ及
び石英るつぼ内の多結晶シリコンを乾燥する手段とを備
えていることを特徴とする。シリコン単結晶の原料であ
る多結晶シリコンを人手を用いず、迅速に石英るつぼに
装填することとし、塊状の多結晶シリコンを投入したと
きの緩衝材として、石英るつぼに満たした純水や多結晶
シリコンの小片、粒状多結晶シリコン、あるいは純水の
表面に浮遊する氷片等を緩衝材として使用することにし
た。本発明によれば、原料装填装置として塊状多結晶シ
リコンの投入手段の他に前記の各緩衝材投入手段を備え
ているので、石英るつぼに塊状の多結晶シリコンが落下
したときの衝撃が緩和され、石英るつぼの破損を防止す
ることができる。原料装填後、石英るつぼ及び石英るつ
ぼ内の多結晶シリコンは原料乾燥手段により乾燥され
る。

【０００６】本発明に係る石英るつぼへの原料装填装置
の第２は、上記第１の原料装填装置において、石英るつ
ぼの高さよりも深い水桶に石英るつぼを収容する手段
と、石英るつぼを前記水桶から搬出する手段とを備えて
いることを特徴とする。石英るつぼをその高さよりも深
い水桶に収容し、石英るつぼと水桶とに純水を満たす
と、石英るつぼの上端は水没する。すなわち、石英るつ
ぼの上端より上方にも純水の層が存在するので、特に塊
状多結晶シリコン投入の後半における緩衝効果が大きく
なる。

【０００７】本発明に係る石英るつぼへの原料装填装置
の第３は、上記第１または第２の原料装填装置におい
て、石英るつぼの側面内壁を被覆するチューブを設け、
前記チューブを所定の範囲で昇降させる手段を備えたこ
とを特徴とする。この原料装填装置では、塊状多結晶シ
リコン投入時に石英るつぼの側面内壁に加えられる衝撃
を緩和する手段として、チューブを用いることにした。
チューブは塊状多結晶シリコン投入直前に下降して石英
るつぼの側面内壁を被覆するので、石英るつぼの破損は
皆無となる。

【０００８】次に、本発明に係る石英るつぼに対する原
料装填方法の第１は、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製
造に先立ち、石英るつぼに塊状の多結晶シリコンを装填
するに当たり、石英るつぼに純水を満たし、塊状の多結
晶シリコンを前記純水中に投入することを特徴とする。
この方法は、本発明の原料装填方法の基本となるもの
で、石英るつぼに塊状の多結晶シリコンを投入する際の
緩衝材として純水を用いる。純水を満たした石英るつぼ
に投入された塊状の多結晶シリコンは、浮力を受けて重
量が約６０％に減少した状態で沈降し、落下時の衝撃が
緩和されるため、石英るつぼの破損が防止される。ま
た、多結晶シリコンを純水に投入することにより、その
表面に付着していた汚染物が除去される。

【０００９】また、本発明に係る石英るつぼに対する原
料装填方法の第２は、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製
造に先立ち、石英るつぼに塊状の多結晶シリコンを装填
するに当たり、石英るつぼを、この石英るつぼよりも深
い水桶に入れ、前記石英るつぼ及び水桶に純水を満たし
た上、石英るつぼ内に塊状の多結晶シリコンを投入する
ことを特徴とする。石英るつぼを、その高さよりも深い
水桶に収容し、石英るつぼと水桶とに純水を満たすと、
石英るつぼの上端より更に上方に純水の層ができる。こ
のような状態にすると、原料装填工程の最終段階におい
ても投入された塊状の多結晶シリコンに浮力が作用し、
落下時の衝撃を緩和することができる。

【００１０】本発明に係る石英るつぼに対する原料装填
方法の第３は、上記第１または第２の原料装填方法にお
いて、塊状の多結晶シリコン投入に先立ち、石英るつぼ
の底部に小片あるいは粒状の多結晶シリコンまたはそれ
らの混合物を所定の厚さに敷きつめておくことを特徴と
する。この方法は、小片あるいは粒状の多結晶シリコン
等により石英るつぼの底部を被覆しておくので、落下し
た塊状の多結晶シリコンが石英るつぼの底部に直接衝突
することがなく、るつぼ底部を保護する効果が大きくな
る。

【００１１】本発明に係る石英るつぼに対する原料装填
方法の第４は、上記第１または第２の原料装填方法にお
いて、塊状の多結晶シリコン投入に先立ち、石英るつぼ
に純水を用いて製造した氷片あるいはシャーベット状の
氷またはそれらの混合物を投入しておくことを特徴とす
る。純水からなる氷片等は純水表面に浮遊し、投入され
た塊状の多結晶シリコンに対する第１次の緩衝材として
機能する。また、原料装填工程の最終段階に近づいて純
水の量が減少した場合でも、浮遊する氷片等は緩衝材と
して機能することができる。

【００１２】本発明に係る石英るつぼに対する原料装填
方法の第５は、上記第１または第２の原料装填方法にお
いて、塊状の多結晶シリコン投入に先立ち、石英るつぼ
に小片あるいは粒状の多結晶シリコンまたはそれらの混
合物と、純水を用いて製造した氷片あるいはシャーベッ
ト状の氷またはそれらの混合物とを投入しておくことを
特徴とする。この方法は、前記第３の原料装填方法と第
４の原料装填方法とを組み合わせたもので、塊状の多結
晶シリコン投入の初期段階から最終段階に至るまで石英
るつぼを衝撃から保護することができる。

【００１３】本発明に係る石英るつぼに対する原料装填
方法の第６は、上記第１〜第５の原料装填方法におい
て、塊状の多結晶シリコン投入に先立ち、石英るつぼの
側面内壁を昇降自在のチューブで被覆し、塊状の多結晶
シリコンの装填終了とともに石英るつぼからチューブを
離脱させるか、または塊状の多結晶シリコン装填の進捗
に対応してチューブを上昇させ、塊状の多結晶シリコン
の装填終了とともに石英るつぼからのチューブの離脱を
完了させることを特徴とする。この原料装填方法によれ
ば、原料投入時に石英るつぼの側面内壁がチューブで保
護されるので、塊状の多結晶シリコンの衝突等による石
英るつぼの側面内壁の損傷は起こらない。原料装填終了
後、チューブを前記２つの方法で離脱させるが、塊状の
多結晶シリコン装填の進捗に対応して徐々に引き上げる
後者の方法によれば、チューブと塊状の多結晶シリコン
との摩擦が極めて小さくなり、石英るつぼ内への不純物
混入を最小限に抑えることができる。

【００１４】上記の各方法により、石英るつぼに所定量
の多結晶シリコンを装填した後、原料乾燥手段により多
結晶シリコン及び石英るつぼを乾燥させることを特徴と
する。石英るつぼに所定量の多結晶シリコンを装填した
後、石英るつぼ及び多結晶シリコンを乾燥させれば、Ｃ
Ｚ法による単結晶製造装置に設置可能の状態になる。

【００１５】

【発明の実施の形態及び実施例】次に、本発明に係る石
英るつぼへの原料装填装置及び原料装填方法の実施例に
ついて、図面を参照して説明する。原料装填装置の第１
実施例を図１に示す。石英るつぼ１は支持台２に安定し
た状態で載置され、石英るつぼ１の内壁に沿って一端が
底面に達する長さをもつ排水ホース３を昇降させる装置
と、純水を供給する給水ホース４と、小片あるいは粒状
の多結晶シリコンまたはそれらの混合物（以下小片・粒
状原料という)5を貯蔵する容器６と、純水を用いて製造
した氷片あるいはシャーベット状の氷またはそれらの混
合物（以下氷片という)7を貯蔵する容器８と、塊状の多
結晶シリコン（以下塊状原料という)9を貯蔵する容器１
０と、所定量の原料を装填した石英るつぼ１を収容して
乾燥させるマイクロ波オーブン１１と、石英るつぼ１の
搬送装置１２とを備えている。容器６、容器８、容器１
０の下端にはそれぞれガイドチューブ６ａ、８ａ、１０
ａが取着されている。また、マイクロ波オーブン１１
は、濾過された清浄な空気を導入する空気取り入れ口１
１ａと、水分を含んだ空気を排出する排気口１１ｂとを
備えている。

【００１６】排水ホース３は図示しない排水ポンプに接
続され、石英るつぼ１及び石英るつぼ１に装填した原料
の乾燥を速める補助手段として、石英るつぼ１内の純水
を排出するために装着されている。また、搬送装置１２
は給水ホース４の下方近傍からマイクロ波オーブン１１
に至り、更にマイクロ波オーブン１１から図示しない単
結晶製造装置の近傍まで設けられていることが望まし
い。容器６、８、１０は上下方向に移動可能で、これら
の容器の下方には搬送装置１２上に回転自在のテーブル
１３が設けられ、石英るつぼ１は支持台２とともに前記
テーブル１３上で回転することができる。石英るつぼ１
の搬送及び停止、排水ホース３、給水ホース４及び容器
６、８、１０の上下移動、各容器内貯蔵物の放出開始及
び停止、テーブル１３の回転及び停止、給水及び排水、
マイクロ波オーブン１１の作動及び停止等は図示しない
制御装置の指令信号により制御される。

【００１７】上記の構成要素は、以下に述べる数種類の
原料装填方法のすべてを満足させることができるように
羅列したもので、原料装填方法によってはこれらの要素
のすべてを必要とするとは限らない。

【００１８】第２実施例の原料装填装置の一部を図２に
示す。搬送装置１２の最上流側に底板１４が搬送可能に
設置され、その上方にはロッド１５によって上下動する
円筒１６が、純水を供給する給水ホース４を取り囲むよ
うに設けられている。円筒１６の軸方向長さは石英るつ
ぼ１の高さより十分に長く、その下端面にはＯリング１
７が装着され、円筒１６が下降して底板１４に押しつけ
られると、石英るつぼ１を支持台２とともに収容する水
桶となる。底板１４の下流側には、第１実施例と同様に
排水ホース３を昇降させる装置、小片・粒状原料５を貯
蔵する容器６、氷片７を貯蔵する容器８、塊状原料９を
貯蔵する容器１０、マイクロ波オーブン１１が設置され
ている。ただし、原料装填方法によってはこれらの要素
のすべてを必要とするとは限らない。

【００１９】第３実施例の原料装填装置の一部を図４に
示す。この原料装填装置は、図１に示した容器１０に代
えて、塊状原料９を貯蔵する容器２１と、これを取り巻
くように設けられたチューブ２２とを備えている。容器
２１は昇降及び水平方向往復動が可能である。チューブ
２２は下降したとき石英るつぼの側面内壁に遊嵌する円
筒で、塊状原料９を包装する袋と同一の材料を用いて製
作され、昇降自在の支持ロッド２３に固定されてい
る。。このチューブ２２は図１に示した排水ホース３と
の干渉を避けるため、図５に示すようにスリット２２ａ
が設けられている。また、チューブ２２は図１に示した
テーブル１３の回転に同期して回転することができる。
原料装填装置を構成するその他の要素は図１に示した第
１実施例と同一であり、説明を省略する。

【００２０】本発明の石英るつぼへの原料装填に関して
は各種の方法があり、以下に順次説明する。第１実施例
の原料装填方法は、石英るつぼに対する塊状原料の落下
による衝撃を純水で緩和するものである。図１におい
て、石英るつぼ１が支持台２に載せられて給水ホース４
の下方近傍に搬送されると、排水ホース３が下降して石
英るつぼ１に取り付けられる。排水ホース３は、その一
端が石英るつぼ１の底部に達するまで下降する。次に、
石英るつぼ１は給水ホース４の直下に搬送され、給水ホ
ース４から石英るつぼ１に純水が供給される。純水を満
たされた石英るつぼ１は容器１０の下方に設置されたテ
ーブル１３上に搬送され、所定の位置に下降した容器１
０から塊状原料９が石英るつぼ１に投入される。塊状原
料９には純水による浮力が作用し、落下時の重量が約６
０％に減少する。このため、石英るつぼ１に加えられる
衝撃が著しく緩和され、石英るつぼ１の破損が防止され
る。また、テーブル１３とともに石英るつぼ１が回転す
るので、塊状原料９は石英るつぼ１内の各位置にほぼ均
等に落下し、手作業による場合と同様の密度で装填され
る。

【００２１】所定量の塊状原料９を装填すると容器１０
はもとの位置に上昇し、排水ホース３に接続された図示
しない排水ポンプが駆動して石英るつぼ１内の水分を排
水ホース３を介して排出する。塊状原料の包装、輸送、
開封等の工程で付着した汚染物質は純水によって洗い流
され、排水ホース３を通って排出される。排水完了後、
排水ホース３は自動的に引き上げられ、石英るつぼ１か
ら撤去される。

【００２２】その後、原料を装填した石英るつぼ１は、
搬送手段により支持台２とともにマイクロ波オーブン１
１に搬入され、除塵空気または窒素ガス雰囲気中で加熱
される。このとき、塊状原料９にＳｉＯ2 が発生するこ
とを防止するため、過熱しないように加熱温度が制御さ
れる。石英るつぼ１及び塊状原料９に付着している水分
が除去された後、石英るつぼ１はマイクロ波オーブン１
１から搬出され、ＣＺ法による単結晶製造装置近傍の所
定の場所に搬送される。

【００２３】原料装填方法の第２実施例は図２に示した
原料装填装置を用いるもので、石英るつぼ１が支持台２
とともに底板１４上に搬送されると、ロッド１５に取着
された円筒１６が下降して底板１４に圧接する。これに
より、石英るつぼ１及び支持台２は円筒１６と底板１４
とで構成された水桶に収容されたことになる。ここで、
図３に示すように排水ホース３が下降して石英るつぼ１
に取り付けられる。排水ホース３は、その一端が石英る
つぼ１の底部に達するまで下降し、他端は水桶１８の上
端を越えて図示しない排水ポンプに接続されている。次
に、給水ホース４から純水が供給され、純水は石英るつ
ぼ１を満たした後、水桶１８を満たす。

【００２４】純水を満たした水桶１８及び石英るつぼ１
は、図３に示すように容器１０の下方に設置されたテー
ブル１３上に搬送され、水桶１８とともに回転する石英
るつぼ１に容器１０から塊状原料９が投入される。塊状
原料９には純水による浮力が作用するため、石英るつぼ
１に加えられる衝撃が著しく緩和される。更に、石英る
つぼ１の上端と水桶１８の上端との間Ｈに純水の層が存
在しているため、原料装填の最終段階においても投入さ
れる塊状原料９には浮力が作用し、石英るつぼ１に塊状
原料落下時の衝撃が作用しない。

【００２５】石英るつぼ１に所定量の塊状原料９が装填
されると、水桶１８は容器１０の下流側に搬送され、円
筒１６が僅かに上昇する。これにより、水桶１８内の純
水は円筒１６と底板１４との隙間から流出する。次に、
排水ホース３に接続された図示しない排水ポンプが駆動
して石英るつぼ１内の水分を排水ホース３を介して排出
する。塊状原料の包装、輸送、開封等の工程で付着した
汚染物質は純水によって洗い流され、排水ホース３を通
って排出される。排水完了後、排水ホース３は自動的に
引き上げられ、石英るつぼ１から撤去される。一方、円
筒１６はもとの高さに上昇する。その後の原料乾燥工程
は、さきに述べた原料装填方法の第１実施例と同一であ
るので、説明を省略する。

【００２６】原料装填方法の第３実施例は、石英るつぼ
への塊状原料投入の緩衝材として純水と小片・粒状原料
とを使用するものである。図１に示した原料装填装置に
おいて、排水ホース３を取り付けられ、純水を注入され
た石英るつぼ１は、容器６の下方に設置されたテーブル
上に搬送される。ここで、石英るつぼ１は支持台２とと
もに回転しながら容器６から小片・粒状原料５を投入さ
れる。小片・粒状原料５が石英るつぼ１の底部に３ｃｍ
以上の厚さに敷きつめられた後、石英るつぼ１は図６に
示すように容器１０の下方に設置されたテーブル１３上
に搬送され、容器１０から塊状原料９が投入される。石
英るつぼ１に所定量の原料が装填されると、排水ホース
３に接続された図示しない排水ポンプが駆動して石英る
つぼ１内の水分を排出し、排水ホース３は石英るつぼ１
から撤去される。その後の原料乾燥工程は、さきに述べ
た原料装填方法の第１実施例と同一であるので、説明を
省略する。この原料装填方法を図２に示した第２実施例
に適用してもよい。

【００２７】原料装填方法の第４実施例は、石英るつぼ
への塊状原料投入の緩衝材として純水と氷片とを使用す
るものである。図１に示した原料装填装置において、排
水ホース３を取り付けられ、純水を注入された石英るつ
ぼ１を容器８の下方に設置されたテーブル上に搬送す
る。ここで、石英るつぼ１は支持台２とともに回転しな
がら容器８から氷片７を投入される。氷片７は石英るつ
ぼ１に満たされた純水の表面に隙間なく浮遊する。所定
量の氷片７が投入されると、石英るつぼ１は図７に示す
ように容器１０の下方に設置されたテーブル１３上に搬
送され、容器１０から塊状原料９が投入される。塊状原
料９は浮遊する氷片７により落下速度が減殺され、更に
純水の浮力を受けることになる。石英るつぼ１に所定量
の原料が装填された後の処理は、前記第３実施例の原料
装填方法と同一であるので、説明を省略する。この原料
装填方法を図２に示した第２実施例に適用し、水桶に氷
片を浮遊させてもよい。

【００２８】原料装填方法の第５実施例は、前記第３実
施例の原料装填方法と第４実施例の原料装填方法とを組
み合わせた方法である。図１に示した原料装填装置にお
いて、純水を満たした石英るつぼ１にまず容器６から小
片・粒状原料５を投入して石英るつぼ１の底部に敷きつ
める。次に、容器８から氷片７を投入し、石英るつぼ１
に満たされた純水の表面に隙間なく浮遊させる。その
後、図８に示すように石英るつぼ１を容器１０の下方に
設置されたテーブル１３上に搬送し、容器１０から塊状
原料９を投入する。塊状原料９は浮遊する氷片７により
落下速度が減殺され、更に純水の浮力を受けつつ小片・
粒状原料５の上に堆積する。石英るつぼ１に所定量の原
料が装填された後の処理は、前記第３実施例の原料装填
方法と同一であるので、説明を省略する。この原料装填
方法を図２に示した第２実施例に適用してもよい。

【００２９】原料装填方法の第６実施例は、石英るつぼ
の側面内壁をチューブで被覆する方法である。図９に示
すように石英るつぼ１に排水ホース３を取り付け、給水
ホースから純水を供給して石英るつぼ１内を満たした
後、この石英るつぼ１を容器２１の下方に設置されたテ
ーブル１３上に搬送する。ここで、まず容器２１を取り
巻くように設けられたチューブ２２（図４、図５参照）
が下降して石英るつぼ１に挿嵌され、石英るつぼ１の側
面内壁を被覆する。このとき、石英るつぼ１に取り付け
られた排水ホース３とチューブ２２に設けられたスリッ
ト２２ａとの位置が一致するので、チューブ２２は排水
ホース３に干渉することなく石英るつぼ１に挿嵌され
る。

【００３０】その後、容器２１が所定の投入位置に下降
して塊状原料９の投入が開始される。この間、石英るつ
ぼ１は回転テーブル１３とともに回転し、容器２１は所
定のストロークで水平方向に往復動するので、塊状原料
９は石英るつぼ１内にまんべんなく装填される。また、
チューブ２２は回転テーブル１３に同期して回転するの
で、石英るつぼ１に投入された塊状原料９とチューブ２
２との間で摩擦が起こることはない。石英るつぼ１の側
面内壁はチューブ２２で被覆されているので、塊状原料
９落下時の衝突から保護され、破損することがない。

【００３１】チューブ２２は、塊状原料９の装填の進捗
に伴って徐々に上昇し、塊状原料９の装填終了とともに
石英るつぼ１から離脱する。そして、容器２１とともに
もとの位置に上昇する。原料装填後の処理は第１実施例
と同一であり、説明を省略する。この原料装填方法を図
２に示した第２実施例の原料装填装置に適用してもよ
い。

【００３２】上記原料装填方法の第６実施例において、
石英るつぼ１に塊状原料９を投入する前に図１に示した
容器６から小片・粒状原料５を投入して石英るつぼ１の
底部を被覆してもよく、小片・粒状原料５の投入と容器
８からの氷片７投入とを行ってもよい。これらの方法に
よれば、石英るつぼ１の側面内壁はチューブ２２で保護
され、底面は小片・粒状原料または小片・粒状原料と氷
片とによって保護され、塊状原料９による衝撃が著しく
緩和される。

【００３３】上記の各実施例において、塊状原料や小片
・粒状原料は、石英るつぼに満たされた純水中に投入さ
れて洗浄されることになるため、原料の包装、輸送、開
封時等の汚染の大部分が除去されるとともに、従来の人
手による装填時の汚染がなくなる。これにより、平均汚
染水準よりはるかに高い突発汚染の問題を解消すること
ができる。たとえば、突発汚染で最も頻度の高い炭素含
有量のレベルはほぼ０．６に低下し、金属含有量も０．
８のレベルに低下した。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来から手作業で長時間を要した石英るつぼへの原料装填
作業を、構造の簡単な装置の組み合わせによる原料装填
装置を用いて行うことにしたので、省人化ならびに作業
の迅速化を実現することができる。また、原料投入の過
程で緩衝材として純水を用いるため、原料に付着した汚
染物質が洗い流されてクリーン化され、育成したシリコ
ン単結晶の品質が従来よりも向上する。これらの点から
みて本発明は、ＣＺ法によるシリコン単結晶の大径化、
大重量化に対し極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原料装填装置の第１実施例を示す
模式図である。

【図２】本発明に係る原料装填装置の第２実施例の一部
を示す模式図である。

【図３】本発明による原料装填方法の第２実施例を示す
模式図である。

【図４】本発明による原料装填装置の第６実施例を示す
模式図である。

【図５】チューブの斜視図である。

【図６】本発明による原料装填方法の第３実施例を示す
模式図である。

【図７】本発明による原料装填方法の第４実施例を示す
模式図である。

【図８】本発明による原料装填方法の第５実施例を示す
模式図である。

【図９】本発明による原料装填方法の第６実施例を示す
模式図である。

【符号の説明】

１石英るつぼ２支持台３排水ホース４給水ホース５小片・粒状原料６，８，１０，２１容器７氷片９塊状原料１１マイクロ波オーブン１２搬送装置１８水桶２２チューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造に先
立ち、石英るつぼに多結晶シリコンを装填する装置であ
って、石英るつぼ(1) に純水を注入する手段と、純水を
用いて製造した氷片あるいはシャーベット状の氷または
それらの混合物(7) を投入する手段と、石英るつぼ(1)
に小片あるいは粒状の多結晶シリコンまたはそれらの混
合物(5) を投入する手段と、塊状の多結晶シリコン(9)
を投入する手段と、石英るつぼ(1) 及び石英るつぼ(1)
内の多結晶シリコン(5,9) を乾燥する手段とを備えてい
ることを特徴とする石英るつぼへの原料装填装置。
【請求項２】請求項１記載の石英るつぼへの原料装填
装置において、石英るつぼ(1) の高さよりも深い水桶(1
8)に石英るつぼ(1) を収容する手段と、石英るつぼ(1)
を前記水桶(18)から搬出する手段とを備えていることを
特徴とする石英るつぼへの原料装填装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の石英るつ
ぼへの原料装填装置において、石英るつぼ(1) の側面内
壁を被覆するチューブ(22)を設け、前記チューブ(22)を
所定の範囲で昇降させる手段を備えたことを特徴とする
石英るつぼへの原料装填装置。
【請求項４】ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造に先
立ち、石英るつぼ(1) に塊状の多結晶シリコン(9) を装
填するに当たり、石英るつぼ(1) に純水を満たし、塊状
の多結晶シリコン(9) を前記純水中に投入することを特
徴とする石英るつぼへの原料装填方法。
【請求項５】ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造に先
立ち、石英るつぼ(1) に塊状の多結晶シリコン(9) を装
填するに当たり、石英るつぼ(1) を、この石英るつぼ
(1) よりも深い水桶(18)に入れ、前記石英るつぼ(1) 及
び水桶(18)に純水を満たした上、石英るつぼ(1) 内に塊
状の多結晶シリコン(9) を投入することを特徴とする石
英るつぼへの原料装填方法。
【請求項６】塊状の多結晶シリコン(9) 投入に先立
ち、石英るつぼ(1) の底部に小片あるいは粒状の多結晶
シリコンまたはそれらの混合物(5) を所定の厚さに敷き
つめておくことを特徴とする請求項４または請求項５記
載の石英るつぼへの原料装填方法。
【請求項７】塊状の多結晶シリコン(9) 投入に先立
ち、石英るつぼ(1) に純水を用いて製造した氷片あるい
はシャーベット状の氷またはそれらの混合物(7) を投入
しておくことを特徴とする請求項４または請求項５記載
の石英るつぼへの原料装填方法。
【請求項８】塊状の多結晶シリコン(9) 投入に先立
ち、石英るつぼ(1) に小片あるいは粒状の多結晶シリコ
ンまたはそれらの混合物(5) と、純水を用いて製造した
氷片あるいはシャーベット状の氷またはそれらの混合物
(7) とを投入しておくことを特徴とする請求項４または
請求項５記載の石英るつぼへの原料装填方法。
【請求項９】塊状の多結晶シリコン(9) 投入に先立
ち、石英るつぼ(1) の側面内壁を昇降自在のチューブ(2
2)で被覆し、塊状の多結晶シリコン(9) の装填終了とと
もに石英るつぼ(1) からチューブ(22)を離脱させるか、
または塊状の多結晶シリコン(9) 装填の進捗に対応して
チューブ(22)を上昇させ、塊状の多結晶シリコン(9) の
装填終了とともに石英るつぼ(1) からのチューブ(22)の
離脱を完了させることを特徴とする請求項４、請求項
５、請求項６、請求項７または請求項８記載の石英るつ
ぼへの原料装填方法。
【請求項１０】石英るつぼ(1) に所定量の多結晶シリ
コン(5,9) を装填した後、乾燥手段(11)により多結晶シ
リコン(5,9) 及び石英るつぼ(1) を乾燥させることを特
徴とする請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請
求項８または請求項９記載の石英るつぼへの原料装填方
法。