JPH1045491A - Heat insulation cylinder for silicon single crystal pulling device - Google Patents

Heat insulation cylinder for silicon single crystal pulling device

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Publication number
JPH1045491A
JPH1045491A JP20164796A JP20164796A JPH1045491A JP H1045491 A JPH1045491 A JP H1045491A JP 20164796 A JP20164796 A JP 20164796A JP 20164796 A JP20164796 A JP 20164796A JP H1045491 A JPH1045491 A JP H1045491A
Authority
JP
Japan
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single crystal
silicon single
graphite
cylinder
crystal pulling
Prior art date
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Pending
Application number
JP20164796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kato
浩二 加藤
Masayuki Sato
正行 佐藤
Takashi Takagi
俊 高木
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
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Publication of JPH1045491A publication Critical patent/JPH1045491A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the heat insulation cylinder which enables evacuation of gas inside a furnace and within a graphite base material of the cylinder in a short time when the cylinder is placed in a vacuum space and also enables prevention of peeling-off of small flakes from the graphite base material and further, has high durability and is inexpensive. SOLUTION: This heat insulation cylinder 30 is placed in the space between a heater 20 for heating a crucible 10 in a silicon single crystal pulling device and a heat insulation material 40 for inhibiting heat from being transferred from the heater 20 to the outside, to perform heat insulation of the inside of the pulling device, wherein the upper part and the whole inner side surface of the cylinder 30 are coated with a coating film consisting of pyrolytic carbon.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶引
き上げ装置を構成するための部材に関し、特に、シリコ
ン単結晶引き上げ装置のヒータと断熱材との間に配置さ
れて、黒鉛材料を基材とする保温筒に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a member for constructing a silicon single crystal pulling apparatus, and more particularly, to a member disposed between a heater and a heat insulating material of a silicon single crystal pulling apparatus, and comprising a graphite material as a base material. It relates to a heat retaining cylinder to be heated.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン単結晶引き上げ装置は、所謂チ
ョクラルスキー法と称される方法により、雰囲気ガスの
存在下で、ルツボ内のシリコン融液からシリコン単結晶
を引き上げるもので、例えば、特公昭57−15079
号公報にて示されているような「単結晶製造装置」とし
て知られている。この公報に示された装置は、図3に示
すように、「炉体容器1内にその下方より回転軸2が導
入され、その回転軸2の端面上に載置台3を介してルツ
ボ4が配される。又該ルツボ4の周りに発熱体5と保温
筒6が配され、而してルツボ4内でシリコンが溶融され
融液7を得る。一方炉体容器1の上方には上下に滑動す
る回転軸9が設けられている。該回転軸9の遊端にシリ
コンの種結晶8を取付け、回転軸9を種結晶8がルツボ
4内の融液7に触れている状態より上方に移動させて、
種結晶8の下に続くシリコンの単結晶10を得る。単結
晶を育成する際、不必要な反応生成ガスが、単結晶10
及び融液7の液面で反応しないように、これを排除する
必要がある。このためにアルゴン等の不活性ガスを雰囲
気ガスとして、炉体容器1の上方より単結晶及び液面に
送給し、炉体容器下部より排出する」というものである
(上記公報の第2欄)。なお、図3中の符号5を付した
部材はヒータであり、保温筒6と炉体容器1との間に
は、図1に示すように断熱材が配置されるものである。
2. Description of the Related Art A silicon single crystal pulling apparatus pulls a silicon single crystal from a silicon melt in a crucible in the presence of an atmospheric gas by a so-called Czochralski method. 57-15079
Is known as a “single crystal manufacturing apparatus” as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. As shown in FIG. 3, the apparatus disclosed in this publication is configured such that “a rotary shaft 2 is introduced into a furnace body 1 from below, and a crucible 4 is placed on an end surface of the rotary shaft 2 via a mounting table 3. Further, a heating element 5 and a heat retaining cylinder 6 are arranged around the crucible 4, so that the silicon is melted in the crucible 4 to obtain a melt 7. On the other hand, the furnace 7 is vertically arranged above the furnace body container 1. A sliding shaft 9 is provided for sliding movement, and a silicon seed crystal 8 is attached to the free end of the rotating shaft 9 so that the rotating shaft 9 is positioned above the state where the seed crystal 8 is in contact with the melt 7 in the crucible 4. Move it,
A silicon single crystal 10 that follows the seed crystal 8 is obtained. When growing a single crystal, unnecessary reaction product gas is generated in the single crystal 10.
It is necessary to eliminate this so that no reaction occurs on the liquid surface of the melt 7. For this purpose, an inert gas such as argon is supplied as an atmospheric gas to the single crystal and the liquid level from above the furnace body container 1 and discharged from the lower part of the furnace body container ”(column 2 of the above-mentioned publication). ). The member denoted by reference numeral 5 in FIG. 3 is a heater, and a heat insulating material is disposed between the heat retaining cylinder 6 and the furnace body container 1 as shown in FIG.

【0003】ところで、この種のシリコン単結晶引き上
げ装置においては、その保温筒等の各部材を、耐熱性に
優れているという理由から、黒鉛材料によって形成する
ことが行われている。この耐熱性に優れた保温筒は、材
料が黒鉛であるため細片が剥離し易く、この細片がルツ
ボ内のシリコンに対する不純物かつ結晶欠陥発生の原因
となる場合があったため、黒鉛基材の表面全体を熱分解
炭素被膜によって気密的に被覆することがなされてきて
いる。
[0003] In a silicon single crystal pulling apparatus of this type, each member such as a heat retaining cylinder is formed of a graphite material because of its excellent heat resistance. In the heat-insulating cylinder with excellent heat resistance, the flakes are easily peeled off because the material is graphite, and the flakes may cause impurities and crystal defects in silicon in the crucible. The entire surface has been hermetically coated with a pyrolytic carbon coating.

【0004】一方、この種のシリコン単結晶引き上げ装
置においては、その炉体容器(密閉本体)内が不活性ガ
スのみの雰囲気に十分なり得るか、つまり炉内の気密性
が十分保たれているかをチェックするために、当該炉内
の気体を真空ポンプによって排気し、この真空ポンプの
作動を一旦停止して様子を見ることが行われる。
On the other hand, in this type of silicon single crystal pulling apparatus, whether the inside of the furnace body container (closed main body) can be sufficiently filled with an atmosphere containing only inert gas, that is, whether the airtightness in the furnace is sufficiently maintained or not. In order to check the condition, the gas in the furnace is evacuated by a vacuum pump, and the operation of the vacuum pump is temporarily stopped to see the situation.

【0005】ところが、真空ポンプを作動させていると
きには所定の真空度になったが、真空ポンプを停止する
と、真空度が低下して気密性が不十分との判断により、
当該引上げ装置の起動を行えないことがあり、その場合
には密閉本体の各部の気密性保持の再点検を行わなけれ
ばならないことがあった。この再点検は、長時間を費や
す作業であるが、再点検後にも再び前述した真空度の低
下がみられた。
[0005] However, when the vacuum pump was operated, the predetermined degree of vacuum was attained. However, when the vacuum pump was stopped, the degree of vacuum was reduced and the airtightness was judged to be insufficient.
In some cases, the pulling device cannot be started, and in that case, it is necessary to recheck the airtightness of each part of the sealed main body. This re-inspection is a work that requires a long time, but after the re-inspection, the aforementioned degree of vacuum was again reduced.

【0006】本発明者等も、この真空度の低下する原因
がどこにあるかを検討してみたところ、例えば全体を熱
分解炭素で被覆した保温筒を構成している黒鉛基材中の
気体が、上記熱分解炭素によって形成した被膜の小さな
裂け目・割れ目から、密閉本体内の真空度に応じて時間
的ズレを生じながら密閉本体内に出てくることに原因が
あることをつきとめた。すなわち、黒鉛基材は、多数の
気孔を有する所謂ポーラスなものであるため、この気孔
内にあった気体が、熱分解炭素被膜の小さな穴から所定
の真空度にされた密閉本体内に少しづつ排出され、これ
が真空度を低下させる一因となっていたのである。
The inventors of the present invention have also examined where the cause of the decrease in the degree of vacuum is. For example, the gas in the graphite substrate constituting the heat insulating cylinder entirely coated with pyrolytic carbon was found to have been reduced. It was also found out that the small cracks and crevices of the coating formed by the pyrolytic carbon caused the coating to come out into the sealed body while causing a time shift according to the degree of vacuum in the sealed body. That is, since the graphite base material is a so-called porous material having a large number of pores, the gas in the pores is gradually introduced into the sealed main body at a predetermined degree of vacuum from the small holes in the pyrolytic carbon coating. It was exhausted, which contributed to the decrease in vacuum.

【0007】一方、このシリコン単結晶引き上げ装置に
おいて使用されている一般的なルツボは、図1にも示す
ように、通常はSiすなわちシリコンと直接接触する部
分をSiO2を主成分とした所謂石英によって形成する
ものであるため、シリコンを高温下で溶融させると、こ
のSiO2は勿論、ルツボ内にて溶融しているSi(シ
リコン)そのものもシリコン単結晶引き上げ装置内にて
気化して飛散することになる。また、保温筒は、その直
近にあるヒータによって加熱されるものであり、特に上
述したSiO2ガスやSiOガスが飛散してくる上部で
は他よりも高温になっているものである。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a general crucible used in this silicon single crystal pulling apparatus is a so-called quartz having a main component mainly composed of SiO 2, which is in direct contact with Si, ie, silicon. When silicon is melted at a high temperature, not only SiO 2 but also Si (silicon) itself melted in the crucible is vaporized and scattered in the silicon single crystal pulling apparatus. Will be. Further, the heat retaining cylinder is heated by a heater located in the immediate vicinity thereof, and has a higher temperature than the others especially at the upper portion where the above-mentioned SiO 2 gas or SiO gas is scattered.

【0008】以上のことから、黒鉛製保温筒の上部が熱
分解炭素被膜によって覆われていないとすると、シリコ
ン単結晶の引き上げ作業時に、次のような化学反応が生
ずると考えられる。 (1) SiO+2C→SiC+CO
[0008] From the above, if the upper part of the graphite heat insulating cylinder is not covered with the pyrolytic carbon film, it is considered that the following chemical reaction occurs during the pulling operation of the silicon single crystal. (1) SiO + 2C → SiC + CO

【0009】つまり、高温に加熱されている黒鉛製の保
温筒の特に上部においては、その露出したままとなって
いる黒鉛基材が珪化されることになり、この珪化層は黒
鉛とは物性の異なったものであるから、シリコン単結晶
引き上げ装置を停止して冷却したときに、保温筒内に亀
裂を生じさせる原因となり、亀裂が生じれば珪化層及び
黒鉛が細片となって剥離して落下するだけでなく、保温
筒の耐久性を低下させる原因ともなる。この珪化層及び
黒鉛を含む細片は、シリコン単結晶引き上げ装置内を汚
すだけでなく、高純度を維持しなければならない引き上
げられたシリコン単結晶の不純物かつ結晶欠陥の原因と
もなり、絶対に発生を防止しなければならないものであ
る。従って、黒鉛製の保温筒の特に上部は熱分解炭素に
よる被膜によって覆わなければならないのである。
In other words, especially at the upper part of the graphite heat retaining cylinder heated to a high temperature, the exposed graphite base material is silicided, and the silicide layer has physical properties different from graphite. Because it is different, when the silicon single crystal pulling apparatus is stopped and cooled, it causes a crack in the heat insulation cylinder, and if a crack occurs, the silicide layer and graphite are exfoliated as fine pieces. Not only does it drop, but it also causes the durability of the heat retention tube to decrease. The silicide layer and the flakes containing graphite not only contaminate the silicon single crystal pulling apparatus, but also cause impurities and crystal defects of the pulled silicon single crystal, which must maintain high purity, and are absolutely generated. Must be prevented. Therefore, especially the upper part of the heat insulating cylinder made of graphite must be covered with a coating made of pyrolytic carbon.

【0010】そこで、本発明者は、この種のシリコン単
結晶引き上げ装置用の保温筒について、これを黒鉛を基
材とすること、及び表面に(珪化)細片剥離防止のため
の熱分解炭素被膜を形成することの長所を生かしなが
ら、前述した炉内の脱気、気密化の際の問題を解決する
にはどうしたらよいかについて種々検討を重ねてきた結
果、要するに、黒鉛基材の気孔を部分的に積極的に露出
させて、黒鉛基材からの気体の脱気を直接的なものとす
ることがよい結果を得ることを新規に知見し、本発明を
完成したのである。
Therefore, the present inventor has proposed that a heat insulating cylinder for a silicon single crystal pulling apparatus of this kind be made of graphite as a base material, and that pyrolytic carbon for preventing (silicified) flakes from being peeled off on the surface. While taking advantage of the advantages of forming a coating, we have conducted various studies on how to solve the above-mentioned problems of degassing and airtightness in the furnace. Has been newly found that a good result can be obtained by partially and positively exposing the gas to directly degas the gas from the graphite substrate, thereby completing the present invention.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとす
る課題は、この種のシリコン単結晶引き上げ装置のチェ
ック時における真空度の維持を十分達成することのでき
る保温筒を提供するとともに、この保温筒の細片剥離を
防止できるものとすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the problem to be solved is to maintain the degree of vacuum when checking this kind of silicon single crystal pulling apparatus. It is an object of the present invention to provide a heat retaining cylinder capable of sufficiently achieving the above, and to prevent stripping of the heat retaining cylinder.

【0012】すなわち、発明の目的とするところは、真
空空間内に置いたときに、炉内及び保温筒黒鉛基材内部
の気体の排出を短時間に行うことができ、しかも、黒鉛
基材からの細片剥離を防止することができて、耐久性が
高く安価な保温筒を提供することにある。
That is, it is an object of the present invention that when placed in a vacuum space, the gas in the furnace and the inside of the heat insulating cylinder graphite substrate can be discharged in a short time, and moreover, the gas can be discharged from the graphite substrate. It is an object of the present invention to provide an inexpensive heat-insulating cylinder which can prevent the strips from peeling off and has high durability and low cost.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、まず、請求項1に係る発明の採った手段は、以下
の実施形態の説明中において使用する符号を付して説明
すると、「シリコン単結晶引き上げ装置100内のルツ
ボ10を加熱するヒータ20とこのヒータ20からの熱
が外部へ移動しないようにするための断熱材40との間
に配置されて、当該シリコン単結晶引き上げ装置100
内の保温を行なう保温筒30であって、この保温筒30
の上部及び内側面全体を熱分解炭素からなる被膜32で
被覆してなることを特徴とするシリコン単結晶引き上げ
装置100用の保温筒30」である。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, first, means according to the first aspect of the present invention will be described with reference numerals used in the following description of the embodiments. "The silicon single crystal pulling apparatus is disposed between a heater 20 for heating the crucible 10 in the silicon single crystal pulling apparatus 100 and a heat insulating material 40 for preventing heat from the heater 20 from moving outside. 100
A heat insulation cylinder 30 for keeping the inside of the heat insulation cylinder 30
Is a heat insulating cylinder 30 for the silicon single crystal pulling apparatus 100, characterized in that the upper part and the entire inner surface are covered with a coating 32 made of pyrolytic carbon.

【0014】すなわち、本発明に係る保温筒30は、図
1に示すように、密閉本体50内のルツボ10を加熱す
るためのヒータ20と、密閉本体50からの熱の外方へ
の移動を規制する断熱材40との間に介装されるもので
あり、その基体全体を黒鉛基材31によって形成したも
のである。
That is, as shown in FIG. 1, the heat retaining cylinder 30 according to the present invention includes a heater 20 for heating the crucible 10 in the sealed main body 50 and a transfer of heat from the sealed main body 50 to the outside. It is interposed between the heat insulating material 40 to be regulated, and the entire substrate is formed by the graphite substrate 31.

【0015】そして、この請求項1の発明に係る保温筒
30は、その基体である黒鉛基材31の上部及び内側面
全体に、黒鉛基材31の表面の一部を露出させながら、
熱分解炭素からなる被膜32によって被覆する必要があ
る。その理由は、この保温筒30を構成している黒鉛基
材31の一部分を熱分解炭素被膜32から露出させるこ
とにより、黒鉛基材31の気孔を外部に積極的に露出さ
せて、当該保温筒30を配置した密閉本体50内の排気
を行ったとき、その気孔から黒鉛基材31内に存在して
いる気体を直ちに黒鉛基材31外、すなわち密閉本体5
0内に排出させることが必要だからである。
The heat retaining cylinder 30 according to the first aspect of the present invention exposes a part of the surface of the graphite base material 31 to the upper part and the entire inner surface of the graphite base material 31 as the base.
It is necessary to cover with a coating 32 made of pyrolytic carbon. The reason is that by exposing a part of the graphite base material 31 constituting the heat insulating cylinder 30 from the pyrolytic carbon coating 32, the pores of the graphite base material 31 are actively exposed to the outside, and the heat insulating cylinder When the inside of the sealed main body 50 in which the 30 is disposed is evacuated, the gas present in the graphite base 31 is immediately discharged from the pores to the outside of the graphite base 31, that is, the closed main body 5.
This is because it is necessary to discharge the gas within zero.

【0016】また、この請求項1に係る保温筒30は、
その黒鉛基材31の上部及び内側面全体に熱分解炭素被
膜32を形成しなければならないが、その理由は、この
熱分解炭素被膜32によって、黒鉛基材31とSiOガ
スとの接触を阻止して、前述した式(1)に示した反応
が生じないようにする必要があるからである。特に、こ
の保温筒30の内側上部は、ヒータ20によって最も加
熱されている部分であり、また高温のSiOガスが最初
に接触する部分であって、前述した(1)の反応が最も
起き易い部分であるから、この熱分解炭素被膜32を、
保温筒30の少なくとも内側面及び上部に形成すること
が必要なのである。
Further, the heat retaining cylinder 30 according to the first aspect of the present invention comprises:
The pyrolytic carbon coating 32 must be formed on the entire upper surface and inner surface of the graphite substrate 31 because the pyrolytic carbon coating 32 prevents contact between the graphite substrate 31 and SiO gas. This is because it is necessary to prevent the reaction shown in the above formula (1) from occurring. In particular, the inner upper part of the heat retaining cylinder 30 is a part which is heated most by the heater 20 and a part where the high-temperature SiO gas comes into contact first, and where the above-mentioned reaction (1) is most likely to occur. Therefore, the pyrolytic carbon coating 32 is
It is necessary to form at least the inner surface and the upper part of the heat retaining cylinder 30.

【0017】これに対して、熱分解炭素被膜32を形成
した以外の部分の黒鉛基材31の表面は、むしろ積極的
に露出させなければならない。その理由は、この黒鉛基
材31の多孔質性を有効に利用して、当該シリコン単結
晶引き上げ装置100のチェック時には、前述したよう
に、黒鉛基材31中の気体を早期に密閉本体50内に排
出させて真空度が維持できるようにする必要があるから
である。
On the other hand, the surface of the graphite substrate 31 other than the portion where the pyrolytic carbon film 32 is formed must be exposed rather actively. The reason is that, when the silicon single crystal pulling apparatus 100 is checked, the gas in the graphite base material 31 is quickly removed from the closed main body 50 by using the porosity of the graphite base material 31 effectively as described above. This is because it is necessary to discharge the gas to maintain the degree of vacuum.

【0018】以上のように構成した本発明に係る保温筒
30によれば、次のような作用を発揮することになる。
すなわち、この保温筒30を収納したシリコン単結晶引
き上げ装置100は、これを起動させる前に、内部の気
密性が十分であるか否かのチェックを行わなければなら
ないのであるが、このチェックを行うに際しては、当該
保温筒30を収納した密閉本体50内の気体を真空ポン
プによって外部に排出するのである。この場合に、黒鉛
基材31それ自体に浸透している気体は、黒鉛基材31
の熱分解炭素被膜32から露出している部分の気孔か
ら、密閉本体50内の圧力低下に追随して略同時に密閉
本体50外へ排出されることになるのである。従って、
一定の真空度に達して真空ポンプを停止しても、この黒
鉛基材31から気体が密閉本体50内に出ることがない
のであり、当該シリコン単結晶引き上げ装置100が必
要とされる気密性は、他からの流入がなければ、十分維
持されることになるのである。
According to the heat retaining cylinder 30 of the present invention configured as described above, the following effects are exhibited.
In other words, the silicon single crystal pulling apparatus 100 containing the heat retaining cylinder 30 must check whether the internal airtightness is sufficient before starting the apparatus. This check is performed. At this time, the gas in the sealed main body 50 containing the heat retaining cylinder 30 is discharged to the outside by a vacuum pump. In this case, the gas permeating the graphite substrate 31 itself is
Are discharged from the closed main body 50 substantially simultaneously from the pores exposed from the pyrolytic carbon film 32 following the pressure drop in the closed main body 50. Therefore,
Even if the vacuum pump is stopped after reaching a certain degree of vacuum, gas does not flow out of the graphite base 31 into the sealed main body 50, and the airtightness required by the silicon single crystal pulling apparatus 100 is as follows. If there is no inflow from others, it will be sufficiently maintained.

【0019】次に、この保温筒30を収納したシリコン
単結晶引き上げ装置100を起動させると、ヒータ20
によってルツボ10内のシリコンが溶融され、このシリ
コンが単結晶化されて引き上げられることになる。この
間、ヒータ20の直近に位置する保温筒30も加熱され
るとともに、ルツボ10を構成している石英ルツボ11
からのSiOガスや、ルツボ10内のシリコン自体が気
化した蒸気が、図2に示すように、保温筒30の近傍を
飛散することになる。
Next, when the silicon single crystal pulling apparatus 100 containing the heat retaining cylinder 30 is started, the heater 20
As a result, the silicon in the crucible 10 is melted, and this silicon is monocrystallized and pulled up. During this time, the heat retaining cylinder 30 located immediately near the heater 20 is also heated, and the quartz crucible 11 constituting the crucible 10 is heated.
As shown in FIG. 2, the SiO gas from the furnace and the vaporized silicon itself in the crucible 10 scatter around the heat retaining cylinder 30.

【0020】ところが、本発明に係る保温筒30では、
図2に示したような緻密質の熱分解炭素被膜32が形成
してあるため、ここに飛散してきたSiOガスやSiガ
スはこの熱分解炭素被膜32によって、黒鉛基材31に
接触することはなく、従って黒鉛基材31中の炭素と反
応することはない。特に、熱分解炭素被膜32は、Si
Oガスと黒鉛基材31中の炭素との反応を起こす温度に
加熱されている保温筒30の内側上面を覆うものである
から、黒鉛基材31中の炭素が反応することはない。
However, in the heat retaining cylinder 30 according to the present invention,
Since the dense pyrolytic carbon film 32 as shown in FIG. 2 is formed, the SiO gas or Si gas scattered here may not contact the graphite substrate 31 by the pyrolytic carbon film 32. And therefore does not react with the carbon in the graphite substrate 31. In particular, the pyrolytic carbon coating 32 is made of Si
Since the O gas and the carbon in the graphite substrate 31 cover the inner upper surface of the heat retaining cylinder 30 heated to a temperature at which the reaction occurs, the carbon in the graphite substrate 31 does not react.

【0021】そして、この保温筒30は、あくまでも黒
鉛基材31をその基本材料とするものであり、しかもこ
の黒鉛基材31のある部分にだけ熱分解炭素被膜32を
形成すればよいのであるから、全体としてみれば、非常
にコストの安いものとなっているのである。
The heat insulating cylinder 30 uses the graphite base material 31 as its basic material, and the pyrolytic carbon coating 32 may be formed only on a certain portion of the graphite base material 31. On the whole, the cost is very low.

【0022】従って、この請求項1に係る保温筒30
は、シリコン単結晶引き上げ装置100の稼働の可否を
判断するチェック時(以下、稼働チェック時という)に
おける真空度を十分維持することができて、安価でしか
も耐久性の非常に高いものとなっているのである。
Therefore, the heat retaining cylinder 30 according to the first aspect of the present invention.
Can sufficiently maintain the degree of vacuum at the time of checking whether or not the silicon single crystal pulling apparatus 100 can be operated (hereinafter, referred to as an operation check), and can be inexpensive and have extremely high durability. It is.

【0023】前述した課題を解決するために、請求項2
に係る発明の採った手段は、上記請求項1に係る保温筒
30について、「基体を構成している黒鉛基材31の室
温から1000℃における平均熱膨張係数が、3.5〜
6.0×10-6/℃であり、かつJISR7212の試
験方法による気孔率が、10%〜30%」であるものと
したことである。
[0023] In order to solve the above-mentioned problem, a second aspect is provided.
Means adopted by the invention according to the invention is that the graphite cylinder 31 constituting the substrate has an average thermal expansion coefficient from room temperature to 1000 ° C. of 3.5 to 3.5 with respect to the heat retaining cylinder 30 according to the first aspect.
6.0 × 10 −6 / ° C., and the porosity according to the test method of JIS R7212 is 10% to 30% ”.

【0024】すなわち、この保温筒30の黒鉛基材31
は、まず、その室温から1000℃における平均熱膨張
係数が3.5〜6.0×10-6/℃である必要がある。
その理由は、この種の保温筒30は、ヒータ20による
加熱と、シリコン単結晶引き上げ装置100自体の停止
を行う場合の冷却とにより熱応力を受けるものであるか
ら、もし、この黒鉛基材31の平均熱膨張係数が上記範
囲外のものであると、その加熱・冷却の繰り返しによっ
て、熱分解炭素被膜32が黒鉛基材31表面から頻繁に
剥離してしまうようになるからである。
That is, the graphite substrate 31 of the heat retaining cylinder 30
First, the average coefficient of thermal expansion from room temperature to 1000 ° C. needs to be 3.5 to 6.0 × 10 −6 / ° C.
The reason is that this kind of heat retaining cylinder 30 receives thermal stress due to heating by the heater 20 and cooling when the silicon single crystal pulling apparatus 100 itself is stopped. If the average thermal expansion coefficient is outside the above range, the pyrolytic carbon coating 32 will frequently peel off from the surface of the graphite substrate 31 due to the repetition of heating and cooling.

【0025】また、この請求項2に係る保温筒30で
は、JISR7212の試験方法による気孔率が、10
%〜30%であることが必要であるが、その理由は、気
孔率が上記範囲より小さいと、シリコン単結晶引き上げ
装置100の稼働チェック時における気体の排出が急に
長時間を要するようになり、所定の時間内で行えなくな
るからである。一方、気孔率が上記範囲を越えると、保
温筒全体の強度が、加熱・冷却サイクルに十分耐えるも
のでなくなり、シリコン単結晶引き上げ作業を安心して
実施することができなくなるからである。
Further, in the heat retaining cylinder 30 according to the second aspect, the porosity according to the test method of JISR7212 is 10%.
It is necessary that the porosity is smaller than the above range, so that the gas discharge at the time of checking the operation of the silicon single crystal pulling apparatus 100 suddenly takes a long time. This is because the operation cannot be performed within a predetermined time. On the other hand, if the porosity exceeds the above range, the strength of the entire heat retaining cylinder will not be sufficiently resistant to the heating / cooling cycle, and it will be impossible to carry out the silicon single crystal pulling operation with security.

【0026】そして、上記課題を解決するために、請求
項3に係る発明の採った手段は、上記請求項1または請
求項2に係る保温筒30について、「基体の被膜32か
らの露出面積が、当該基体の全表面積の5%〜95%」
となるものとしたことである。
In order to solve the above-mentioned problem, the means adopted by the invention according to claim 3 is that the heat insulation cylinder 30 according to claim 1 or 2 is described as follows. 5% to 95% of the total surface area of the substrate "
That is what it was.

【0027】このように、保温筒30の基体である黒鉛
基材31の熱分解炭素被膜32からの露出面積が全表面
積の5%〜95%であることが必要な理由は、まず、9
5%よりも大きいと、前述した気孔率の場合と同様に、
熱分解炭素被膜32によるSi蒸気と当該保温筒30と
の反応阻止作用を十分発揮させることができなくなるか
らである。また、黒鉛基材31の露出面積が5%よりも
小さいと、黒鉛基材31内の気体を所定時間内に十分排
出することができなくなるからである。
As described above, the reason why the exposed area of the graphite substrate 31 as the base of the heat retaining cylinder 30 from the pyrolytic carbon coating 32 needs to be 5% to 95% of the total surface area is as follows.
If it is larger than 5%, as in the case of the porosity described above,
This is because the effect of inhibiting the reaction between the Si vapor and the heat retaining cylinder 30 by the pyrolytic carbon coating 32 cannot be sufficiently exhibited. Further, if the exposed area of the graphite base 31 is smaller than 5%, the gas in the graphite base 31 cannot be sufficiently discharged within a predetermined time.

【0028】なお、この保温筒30では、黒鉛基材31
の熱分解炭素被膜32からの露出部分の一部を外側に形
成するようにしたものであるが、このようにする理由
は、まず、Si蒸気やSiOガスの発生源に面すること
によって露出部が塞がれたり変質させられたりするため
である。また、黒鉛基材31の露出部分の一部を外側に
形成する理由は、シリコン単結晶引き上げ装置100の
稼働チェック時における黒鉛基材31中の気体を排出す
る部分を、簡単に形成できるようにするためである。つ
まり、黒鉛基材31の露出部分を黒鉛基材31の外側に
形成することは、例えばその部分に、熱分解炭素被膜3
2の形成を阻止する治具を当てたり、または当該部分に
形成された熱分解炭素被膜32を機械的に削り落とした
りすることは、当該露出部分が外側にあれば容易に行う
ことができるからである。
It should be noted that the heat insulating cylinder 30 has a graphite substrate 31.
A part of the exposed portion from the pyrolytic carbon film 32 is formed outside. The reason for this is that the exposed portion is first exposed by facing the source of Si vapor or SiO gas. Is to be blocked or altered. The reason for forming a part of the exposed portion of the graphite base material 31 outside is that the portion for discharging the gas in the graphite base material 31 during the operation check of the silicon single crystal pulling apparatus 100 can be easily formed. To do that. In other words, forming the exposed portion of the graphite base 31 outside the graphite base 31 means, for example, that the pyrolytic carbon coating 3
Applying a jig for preventing the formation of 2 or mechanically shaving off the pyrolytic carbon coating 32 formed on the portion can be easily performed if the exposed portion is outside. It is.

【0029】また、以上のような保温筒30を構成して
いる黒鉛基材31は、その熱膨張係数の異方比が1.2
5以下のものであることが好ましい。この黒鉛基材31
の異方比は、黒鉛基材31を図1に示した方向に配置し
たときに、その垂直方向の熱膨張係数の値、例えば6.
0×10-6/℃を、水平方向の値、例えば4.8×10
-6/℃で割ったものである。この黒鉛基材31の異方比
を1.25以下のものとすることが好ましい理由は、こ
の種の保温筒30は前述したような熱衝撃を受けるもの
であるし、図1にも示したような筒状のものに形成しな
ければならないものであるから、この黒鉛基材31を構
成している炭素と熱分解炭素被膜32との熱膨張係数に
大きな差異が生じないようにして、亀裂を生じさせない
ようにするためである。
The graphite substrate 31 constituting the above-mentioned heat retaining cylinder 30 has an anisotropic ratio of thermal expansion coefficient of 1.2.
It is preferably 5 or less. This graphite base material 31
When the graphite substrate 31 is arranged in the direction shown in FIG. 1, the value of the coefficient of thermal expansion in the vertical direction, for example, 6.
0 × 10 −6 / ° C. is a value in the horizontal direction, for example, 4.8 × 10
Divided by -6 / ° C. The reason why it is preferable to set the anisotropic ratio of the graphite base material 31 to 1.25 or less is that this kind of heat retaining cylinder 30 receives the thermal shock as described above and is also shown in FIG. Since it must be formed in such a cylindrical shape, a large difference is not generated in the thermal expansion coefficient between the carbon constituting the graphite base material 31 and the pyrolytic carbon film 32, and the crack is prevented. This is to prevent the occurrence of.

【0030】特に、以上のような保温筒30が筒状とい
う形状のものであり、かつ上部と下部とでは温度差が生
ずるものであれば、黒鉛基材31の縦方向と横方向との
間に大きな熱膨張係数の差があると、黒鉛基材31及び
そこに被覆されている熱分解炭素被膜32に剪断応力が
加わるので、黒鉛基材31の異方比を1.25以下とす
るのが好ましいのである。
In particular, if the above-mentioned heat retaining cylinder 30 has a tubular shape and a temperature difference is generated between the upper part and the lower part, the distance between the longitudinal direction and the lateral direction of the graphite base material 31 is reduced. If there is a large difference in the coefficient of thermal expansion, a shear stress is applied to the graphite substrate 31 and the pyrolytic carbon coating 32 coated thereon, so that the anisotropic ratio of the graphite substrate 31 is set to 1.25 or less. Is preferred.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】次に、本発明を、図面に示した実
施の形態について説明すると、図1には、本発明に係る
保温筒30が適用されるシリコン単結晶引き上げ装置1
00の縦断面図が示してある。このシリコン単結晶引き
上げ装置100は、その密閉本体50内に、シリコンを
溶融させるためのルツボ10を回転軸55にて回転可能
に収納したものであり、このルツボ10の周囲にはこれ
を加熱するためのヒータ20が配置してある。このヒー
タ20の外側には、本発明に係る保温筒30が配置して
あり、この保温筒30と密閉本体50との間には断熱材
40が収納してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows a silicon single crystal pulling apparatus 1 to which a heat retaining cylinder 30 according to the present invention is applied.
A vertical cross section of 00 is shown. In the silicon single crystal pulling apparatus 100, a crucible 10 for melting silicon is rotatably housed in a sealed main body 50 around a rotation shaft 55. The crucible 10 is heated around the crucible 10. Heater 20 is arranged. Outside the heater 20, a heat retaining tube 30 according to the present invention is disposed, and a heat insulating material 40 is accommodated between the heat retaining tube 30 and the sealed main body 50.

【0032】ルツボ10は、溶融したシリコンと直接接
触する部分を、石英ルツボ11とした二重構造のもので
あり、ヒータ20は、一般的には、所謂黒鉛ヒータが採
用されるものである。このルツボ10内の溶融シリコン
の表面は、その温度を高くして、シリコンの溶融を完全
かつ十分なものとしなければならないし、この溶融シリ
コンの液面は引き上げによって下がっていくものである
から、それに伴いルツボ10を上方向に移動させ、ヒー
タ20の発熱中心とルツボ10内の溶融シリコンの液面
を一定の関係となるようにしている。
The crucible 10 has a double structure in which the portion directly in contact with the molten silicon is a quartz crucible 11, and the heater 20 is generally a so-called graphite heater. The surface of the molten silicon in the crucible 10 must be heated to a higher temperature to completely and sufficiently melt the silicon, and the liquid level of the molten silicon is lowered by pulling. Accordingly, the crucible 10 is moved upward so that the heat generation center of the heater 20 and the liquid level of the molten silicon in the crucible 10 have a fixed relationship.

【0033】保温筒30は、その大部分を黒鉛を材料と
して形成したものであり、この黒鉛基材31の表面に
は、図2に示したように、この黒鉛基材31の一部を露
出させた状態で、熱分解炭素被膜32が形成してある。
これらの熱分解炭素被膜32及び黒鉛基材31は、基体
を構成している黒鉛基材31の室温から1000℃にお
ける平均熱膨張係数が、3.5〜6.0×10-6/℃で
あり、かつJISR7212の試験方法による気孔率
が、10%〜30%である。
The heat retaining cylinder 30 is made of graphite as a major part, and a part of the graphite substrate 31 is exposed on the surface of the graphite substrate 31 as shown in FIG. In this state, the pyrolytic carbon film 32 is formed.
The pyrolytic carbon coating 32 and the graphite substrate 31 have an average thermal expansion coefficient of 3.5 to 6.0 × 10 −6 / ° C. from room temperature to 1000 ° C. of the graphite substrate 31 constituting the substrate. And the porosity according to the test method of JISR7212 is 10% to 30%.

【0034】また、本発明に係る保温筒30において
は、図2に示したように、その下部の外側面に、黒鉛基
材31の熱分解炭素被膜32からの露出部分を形成した
ものであり、この黒鉛基材31の本実施形態における露
出面積は、黒鉛基材31の全表面積の約20%程度であ
るが、5%〜95%の範囲内で露出させることができる
ものである。
Further, in the heat retaining cylinder 30 according to the present invention, as shown in FIG. 2, a portion exposed from the pyrolytic carbon film 32 of the graphite base material 31 is formed on the lower outer surface. The exposed area of the graphite base material 31 in this embodiment is about 20% of the total surface area of the graphite base material 31, but can be exposed within a range of 5% to 95%.

【0035】この保温筒30や前述したヒータ20は、
回転することになるルツボ10に対して一定の位置に配
置しなければならないし、ルツボ10の周囲にはアルゴ
ンガス等の不活性ガスを流さなければならないから、図
1に示したような各種部材が採用される。すなわち、ま
ず、ヒータ20は、密閉本体50の底面に設けた電極5
4上に固定した電導軸58、及びその上の端子57によ
って、外部からの電力提供を可能にしながら支持されて
いる。そして、このヒータ20の上端と保温筒30との
間に、図1の矢印にて示したような不活性ガス通路を形
成しなければならないため、保温筒30の上端に上部リ
ング51が取付けてある。勿論、密閉本体50内の熱は
外部へ逃がしてしまうと、効率の悪いシリコン単結晶引
き上げ装置100となってしまうから、保温筒30と密
閉本体50との間は当然のこととして、他の部分の密閉
本体50の内側にもできるだけ多くの断熱材40が配置
してある。
The heating cylinder 30 and the heater 20 described above are
Since the crucible 10 must be disposed at a fixed position with respect to the crucible 10 to be rotated, and an inert gas such as an argon gas must flow around the crucible 10, various members as shown in FIG. Is adopted. That is, first, the heater 20 is connected to the electrode 5 provided on the bottom surface of the closed body 50.
The power supply shaft 58 is supported while allowing electric power to be supplied from the outside by a conductive shaft 58 fixed on the terminal 4 and terminals 57 thereon. Since an inert gas passage as shown by an arrow in FIG. 1 must be formed between the upper end of the heater 20 and the heat retaining cylinder 30, the upper ring 51 is attached to the upper end of the heat retaining cylinder 30. is there. Of course, if the heat inside the sealed main body 50 is released to the outside, the silicon single crystal pulling apparatus 100 becomes inefficient, so that the space between the heat retaining cylinder 30 and the sealed main body 50 is naturally changed to other parts. As many heat insulating materials 40 as possible are arranged inside the closed main body 50.

【0036】また、この密閉本体50の底部上には、断
熱材40を介して底部遮熱板53が載置してあり、これ
らの底部遮熱板53及び断熱材40に形成した排気口を
介して、当該シリコン単結晶引き上げ装置100の作動
中において、その内部のガスの排出がなされているので
ある。この密閉本体50内への不活性ガスの供給は、密
閉本体50の上部に取付けたガス整流部材56を介して
行われている。なお、保温筒30そのものは、ヒータ2
0の周囲を覆えば十分であるから、図1に示したよう
に、下部リング52によって区画してあり、この下部リ
ング52の下方は別部材としてある。
On the bottom of the sealed main body 50, a bottom heat shield plate 53 is placed via a heat insulating material 40, and an exhaust port formed in the bottom heat shield plate 53 and the heat insulating material 40 is provided. Thus, during operation of the silicon single crystal pulling apparatus 100, the gas inside the silicon single crystal pulling apparatus 100 is exhausted. The supply of the inert gas into the sealed main body 50 is performed via a gas rectifying member 56 mounted on the upper part of the sealed main body 50. Note that the heat retaining cylinder 30 itself is the heater 2
Since it is sufficient to cover the periphery of 0, it is partitioned by a lower ring 52 as shown in FIG. 1, and the lower part of the lower ring 52 is a separate member.

【0037】以上のシリコン単結晶引き上げ装置100
を構成している各部材の内、その基体が黒鉛基材31に
よって形成されるものについては、シリコン単結晶引き
上げ装置100の稼働チェック時における真空状態を維
持するために、請求項1に係る保温筒30のように構成
して実施する。各構成部材は、黒鉛基材31程の体積を
有してはいないが、その中に浸透している気体は、密閉
本体50中の真空度を維持するために悪影響を与えるも
のだからである。従って、上部リング51等の基材を、
保温筒30の黒鉛基材31と同様な黒鉛によって形成す
るとともに、この黒鉛基材の、例えば内側下面に熱分解
炭素被膜32を形成するとよいのである。以上のこと
は、下部リング52や底部遮熱板53、あるいは端子5
7や電導軸58についても同様である。
The above silicon single crystal pulling apparatus 100
The member according to claim 1, wherein the base member formed of the graphite base material 31 is maintained in a vacuum state when the operation of the silicon single crystal pulling apparatus 100 is checked during operation. It is configured and implemented like a cylinder 30. This is because each constituent member does not have the volume of the graphite base material 31, but the gas permeating therein has a bad influence in maintaining the degree of vacuum in the sealed main body 50. Therefore, the base material such as the upper ring 51 is
It is good to form with the same graphite as the graphite base material 31 of the heat retaining cylinder 30, and to form the pyrolytic carbon film 32 on the inner lower surface of this graphite base material, for example. The above is because the lower ring 52, the bottom heat shield 53, or the terminal 5
7 and the conductive shaft 58.

【0038】さて、本発明に係る保温筒30を、その製
造方法を含んだ実施例とともにさらに詳述すると、次の
通りである。
Now, the insulated cylinder 30 according to the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment including a method of manufacturing the same.

【0039】(実施例1)平均粒径20μmに粉砕した
骨材コークス70重量部と、結合材となるコールタール
ピッチ30重量部とを加熱混練した後、この混練物を3
0〜200μmに粉砕し、炭素材原料を形成した。
Example 1 70 parts by weight of aggregate coke pulverized to an average particle size of 20 μm and 30 parts by weight of coal tar pitch as a binder were heated and kneaded.
It was pulverized to 0 to 200 μm to form a carbon material raw material.

【0040】この炭素材原料を用いてラバープレス法に
より所望成形体を形成し、この成形体を焼成・黒鉛化し
て黒鉛材を形成した。得られた黒鉛材は、その室温から
1000℃における平均熱膨張係数が、4.8×10-6
/℃であり、JISR7212の試験方法による気孔率
が12%であった。なお、この黒鉛基材31は、水銀圧
入法による細孔半径75オングストローム〜75,00
0オングストロームの測定範囲での平均細孔半径(横軸
に細孔半径をとり、縦軸に累積細孔体積をとって、前記
測定範囲での最終累積細孔体積の1/2に相当する細孔
体積がさし示す細孔半径)が、12000オングストロ
ームで、熱膨張係数の異方比が1.05であった。
Using the carbon material, a desired compact was formed by a rubber press method, and the compact was fired and graphitized to form a graphite material. The obtained graphite material has an average coefficient of thermal expansion from room temperature to 1000 ° C. of 4.8 × 10 −6.
/ ° C, and the porosity according to the test method of JIS R7212 was 12%. The graphite substrate 31 has a pore radius of 75 Å to 750,000 by a mercury intrusion method.
The average pore radius in the measurement range of 0 Angstroms (the pore radius is plotted on the horizontal axis and the cumulative pore volume is plotted on the vertical axis, and the fine pore diameter corresponds to 1/2 of the final cumulative pore volume in the measurement range. The pore radius (indicated by the pore volume) was 12,000 angstroms, and the anisotropic ratio of the thermal expansion coefficient was 1.05.

【0041】この黒鉛材に加工を施し、内径630m
m、外径650mm、高さ700mmの黒鉛基材31を
得た。
This graphite material is processed to have an inner diameter of 630 m.
m, an outer diameter of 650 mm and a height of 700 mm were obtained.

【0042】得られた黒鉛基材31をCVD炉に入れて
1400℃に加熱するとともに、水素ガスをキャリアと
してメタンガスを炉内に連続的に供給した。これによ
り、黒鉛基材31の表面全体に厚さ50μmの熱分解炭
素被膜32が生成されたので、図2に示した熱分解炭素
被膜32以外の熱分解炭素被膜32をサンドペーパーに
より除去した。なお、黒鉛基材31の熱分解炭素被膜3
2を形成しなくてよい表面に、熱分解炭素被膜32の生
成を阻止する遮蔽物を配置しておいて、黒鉛基材31の
所定箇所にのみ熱分解炭素被膜32を形成するように実
施してもよい。
The obtained graphite substrate 31 was placed in a CVD furnace and heated to 1400 ° C., and methane gas was continuously supplied into the furnace using hydrogen gas as a carrier. As a result, a pyrolytic carbon coating 32 having a thickness of 50 μm was formed on the entire surface of the graphite substrate 31. Therefore, the pyrolytic carbon coating 32 other than the pyrolytic carbon coating 32 shown in FIG. 2 was removed with sandpaper. The pyrolytic carbon coating 3 of the graphite substrate 31
A shield for preventing the formation of the pyrolytic carbon coating 32 is disposed on the surface where the formation of the pyrolytic carbon coating 32 is not necessary, and the pyrolytic carbon coating 32 is formed only at a predetermined position of the graphite base material 31. You may.

【0043】(実施例2)平均粒径20μmに粉砕した
骨材コークス70重量部と、結合材となるコールタール
ピッチ30重量部とを加熱混練した後、この混練物を3
00〜500μmに粉砕し、炭素材原料を形成した。
Example 2 70 parts by weight of aggregate coke pulverized to an average particle size of 20 μm and 30 parts by weight of coal tar pitch as a binder were heated and kneaded.
It was pulverized to 00 to 500 µm to form a carbon material raw material.

【0044】この炭素材原料を用いて黒鉛化温度以外は
実施例1と同様の方法で黒鉛材を形成した。得られた黒
鉛材は、その平均熱膨張係数が4.1×10-6/℃であ
り、JISR7212の試験方法による気孔率が27%
であった。なお、この黒鉛基材31は、水銀圧入法によ
る平均細孔半径が水銀圧入法で測定できる最大範囲の7
5000オングストローム以上で熱膨張係数の異方比が
1.25であった。
Using this carbon material, a graphite material was formed in the same manner as in Example 1 except for the graphitization temperature. The obtained graphite material has an average coefficient of thermal expansion of 4.1 × 10 −6 / ° C. and a porosity of 27% according to the test method of JISR7212.
Met. The graphite substrate 31 has an average pore radius determined by the mercury intrusion method of 7 which is the maximum range that can be measured by the mercury intrusion method.
Above 5000 angstroms or more, the anisotropic ratio of thermal expansion coefficient was 1.25.

【0045】この黒鉛材に加工を施し、実施例1と同形
状の黒鉛基材31を得て、これに実施例1と同様な方法
によって熱分解炭素被膜32を形成した。
This graphite material was processed to obtain a graphite substrate 31 having the same shape as in Example 1, and a pyrolytic carbon film 32 was formed thereon in the same manner as in Example 1.

【0046】(比較例1)実施例1の黒鉛材に加工を施
し、実施例1と同形状の黒鉛基材31を得て、保温筒3
0とした。
(Comparative Example 1) The graphite material of Example 1 was processed to obtain a graphite base material 31 having the same shape as that of Example 1,
0 was set.

【0047】(比較例2)平均粒径10μmに粉砕した
骨材コークス70重量部と、結合材となるコールタール
ピッチ30重量部とを加熱し混練した後、この混練物を
30〜150μmに粉砕し炭素材原料を形成した。
Comparative Example 2 70 parts by weight of aggregate coke pulverized to an average particle diameter of 10 μm and 30 parts by weight of coal tar pitch serving as a binder were heated and kneaded, and the kneaded product was pulverized to 30 to 150 μm. Then, a carbon material was formed.

【0048】この炭素材原料を用いてラバープレス法に
て所望成形体を形成し、この成形体を焼成、黒鉛化して
黒鉛材を形成した。得られた黒鉛材は、水銀圧入法によ
る平均細孔半径が9000オングストロームで熱膨張係
数の異方比が1.10であった。また、この黒鉛材の平
均熱膨張係数は、6.5×10-G/℃であり、JISR
7212の試験方法による気孔率が8%であった。
Using the carbon material, a desired compact was formed by a rubber press method, and the compact was fired and graphitized to form a graphite material. The obtained graphite material had an average pore radius determined by mercury intrusion method of 9000 angstroms and an anisotropic ratio of thermal expansion coefficient of 1.10. The average thermal expansion coefficient of this graphite material is 6.5 × 10 −G / ° C.
The porosity according to the test method of 7212 was 8%.

【0049】この黒鉛材に加工を施し、実施例1と同形
状の黒鉛基材31を得て、この本筒全体に熱分解炭素被
膜を形成した。
The graphite material was processed to obtain a graphite substrate 31 having the same shape as that of Example 1, and a pyrolytic carbon film was formed on the entire main cylinder.

【0050】(比較例3)平均粒径20μmに粉砕した
骨材コークス70重量部と結合材となるコールタールピ
ッチ30重量部とを加熱し混練した後、この混練物を1
00〜300μmに粉砕し炭素材原料を形成した。
Comparative Example 3 After heating and kneading 70 parts by weight of aggregate coke pulverized to an average particle diameter of 20 μm and 30 parts by weight of coal tar pitch serving as a binder, the kneaded product was mixed with 1 part.
It was pulverized to 00 to 300 μm to form a carbon material.

【0051】この炭素材原料を用いて型押しプレス法に
て所望成形体を形成し、この成形体を焼成・黒鉛化して
黒鉛材を形成した。得られた黒鉛材は、水銀圧入法によ
る平均細孔半径が水銀圧入法で測定できる最大範囲の7
5000オングストローム以上で熱膨張係数の異方比が
1.35であった。また、JISR7212の試験方法
による気孔率は32%であった。
Using the carbon material, a desired compact was formed by a stamping press method, and the compact was fired and graphitized to form a graphite material. The obtained graphite material has an average pore radius measured by a mercury intrusion method of 7 which is the maximum range that can be measured by the mercury intrusion method.
Above 5000 Å, the anisotropic ratio of the thermal expansion coefficient was 1.35. Further, the porosity according to the test method of JISR7212 was 32%.

【0052】この黒鉛材に加工を施し、実施例1と同形
状の黒鉛基材を得て、これに実施例1と同様な方法によ
って熱分解炭素被膜を形成した。
This graphite material was processed to obtain a graphite base material having the same shape as in Example 1, and a pyrolytic carbon film was formed thereon in the same manner as in Example 1.

【0053】この様にして得られた保温筒30を、シリ
コン単結晶引き上げ装置100に設置して、同じ容積の
密閉本体50内の気体を真空ポンプにより排出した。こ
の時の、密閉本体50内の真空度が所定値以上となるま
での時間と、真空ポンプを停止してから、密閉本体50
内の真空度が所定値以下となるまでの時間を測定したと
ころ、次の表1に示す結果が得られた。
The thus-obtained heat retaining cylinder 30 was set in a silicon single crystal pulling apparatus 100, and the gas in the closed main body 50 having the same volume was discharged by a vacuum pump. At this time, the time required for the degree of vacuum in the sealed main body 50 to reach a predetermined value or more, and after stopping the vacuum pump,
When the time required for the degree of vacuum to become equal to or less than the predetermined value was measured, the results shown in the following Table 1 were obtained.

【表1】 また、各保温筒のライフの比較を実施したところ、次の
表2に示す結果が得られた。
[Table 1] In addition, when the life of each of the heat retaining cylinders was compared, the results shown in the following Table 2 were obtained.

【表2】 [Table 2]

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述した通り、まず請求項1に係る
発明においては、上記実施形態において例示した如く、
「シリコン単結晶引き上げ装置100内のルツボ10を
加熱するヒータ20とこのヒータ20からの熱が外部へ
移動しないようにするための断熱材40との間に配置さ
れて、当該シリコン単結晶引き上げ装置100内の保温
を行なう保温筒30であって、この保温筒30の上部及
び内側面全体を熱分解炭素からなる被膜32で被覆して
なること」にその構成上の特徴があり、これにより、真
空空間内に置いたときに、内部の気体の排出を短時間に
行うことができて、シリコン単結晶引き上げ装置の気密
性の稼働チェック時に黒鉛基材の存在による誤認を生じ
ないようにすることができ、しかも、黒鉛基材からの細
片剥離を防止することができて、耐久性が高く安価な保
温筒を提供することができるのである。
As described in detail above, first, in the invention according to claim 1, as exemplified in the above embodiment,
"The silicon single crystal pulling apparatus is disposed between a heater 20 for heating the crucible 10 in the silicon single crystal pulling apparatus 100 and a heat insulating material 40 for preventing heat from the heater 20 from moving outside. 100 is a heat insulation cylinder 30 for keeping heat inside, and the upper part and the entire inner surface of the heat insulation cylinder 30 are covered with a coating 32 made of pyrolytic carbon. " When placed in a vacuum space, the gas inside can be exhausted in a short period of time, so that there is no misidentification due to the presence of the graphite base when checking the airtightness of the silicon single crystal pulling device. In addition, it is possible to provide a durable and inexpensive heat insulating cylinder that can prevent flakes from being separated from the graphite substrate.

【0055】また、請求項2に係る発明においては、上
記請求項1に係る保温筒30について、基体を構成して
いる黒鉛基材31の室温から1000℃における平均熱
膨張係数が、3.5〜6.0×10-6/℃であり、かつ
JISR7212の試験方法による気孔率が、10%〜
30%であるものとしたことにその特徴があり、これに
より、上記請求項1の発明の目的を達成することができ
る他、加熱・冷却の繰り返しにより黒鉛基材表面から熱
分解炭素被膜が剥離することがない保温筒を提供するこ
とができるのである。
According to the second aspect of the present invention, in the heat retaining cylinder 30 according to the first aspect, the average thermal expansion coefficient of the graphite base material 31 constituting the base from room temperature to 1000 ° C. is 3.5. 6.0 × 10 −6 / ° C., and the porosity according to the JISR7212 test method is 10%
It is characterized by being 30%, whereby the object of the first aspect of the present invention can be achieved, and in addition, the pyrolytic carbon coating is peeled off from the graphite substrate surface by repeated heating and cooling. It is possible to provide a heat retaining cylinder that does not need to be performed.

【0056】さらに、請求項3に係る発明によれば、上
記請求項1または2に係る保温筒30について、基体の
被膜32からの露出面積が、当該基体の全表面積の5%
〜95%となるものとしたことにその構成上の特徴があ
り、これにより、上記請求項1または2の目的を達成す
ることができる他、黒鉛基材31内の気体の排出とSi
蒸気の十分な吸着とを行うことのできる保温筒を提供す
ることができるのである。
Further, according to the third aspect of the present invention, in the heat retaining cylinder 30 according to the first or second aspect, the exposed area of the base from the coating film 32 is 5% of the total surface area of the base.
The feature of the structure is that it is set to be up to 95%, whereby the object of claim 1 or 2 can be achieved.
It is possible to provide a heat retaining cylinder that can perform sufficient adsorption of steam.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る保温筒を採用したシリコン単結晶
引き上げ装置の概略縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a silicon single crystal pulling apparatus employing a heat retaining cylinder according to the present invention.

【図2】同保温筒の熱分解炭素被膜を中心にしてみた部
分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view mainly showing a pyrolytic carbon coating of the heat retaining cylinder.

【図3】従来のシリコン単結晶引き上げ装置を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional silicon single crystal pulling apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 シリコン単結晶引き上げ装置 10 ルツボ 11 石英ルツボ 20 ヒータ 30 保温筒 31 黒鉛基材 32 熱分解炭素被膜 40 断熱材 50 密閉本体 REFERENCE SIGNS LIST 100 silicon single crystal pulling apparatus 10 crucible 11 quartz crucible 20 heater 30 heat retaining cylinder 31 graphite base material 32 pyrolytic carbon coating 40 heat insulating material 50 closed body

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン単結晶引き上げ装置内のルツボ
を加熱するヒータと、このヒータからの熱が外部へ移動
しないようにするための断熱材との間に配置されて、当
該シリコン単結晶引き上げ装置内の保温を行なう保温筒
であって、 この保温筒の上部及び内側面全体を熱分解炭素からなる
被膜で被覆してなることを特徴とするシリコン単結晶引
き上げ装置用の保温筒。
1. A silicon single crystal pulling apparatus disposed between a heater for heating a crucible in a silicon single crystal pulling apparatus and a heat insulating material for preventing heat from the heater from moving to the outside. A heat insulation cylinder for a silicon single crystal pulling apparatus, comprising: a heat insulation cylinder for keeping the inside of the heat insulation cylinder, wherein an upper part and an entire inner surface of the heat insulation cylinder are coated with a coating made of pyrolytic carbon.
【請求項2】 前記基体を構成している黒鉛基材の室温
から1000℃における平均熱膨張係数が、3.5〜
6.0×10-6/℃であり、かつJISR7212の試
験方法による気孔率が、10%〜30%であることを特
徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶引き上げ装置
用の保温筒。
2. The graphite base material constituting said base material has an average coefficient of thermal expansion from room temperature to 1000 ° C. of from 3.5 to 1,000 ° C.
2. The heat retaining cylinder for a silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the temperature is 6.0 × 10 −6 / ° C. and the porosity according to the test method of JISR7212 is 10% to 30%.
【請求項3】 前記基体の前記被膜からの露出面積が、
当該基体の全表面積の5%〜95%であることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載のシリコン単結晶引
き上げ装置用の保温筒。
3. An exposed area of the base from the coating,
The thermal insulation cylinder for a silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the thermal insulation cylinder is 5% to 95% of the total surface area of the substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1035194C (en) * 1992-03-17 1997-06-18 陈国诚 Method for preparation of polyvinyl alcohol microbe or enzyme immobilization carrier and its use
JP4673459B2 (en) * 1999-05-07 2011-04-20 イビデン株式会社 Thermal insulation cylinder for single crystal pulling apparatus and single crystal pulling apparatus

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