JPH11116376A - Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling - Google Patents

Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling

Info

Publication number
JPH11116376A
JPH11116376A JP28240797A JP28240797A JPH11116376A JP H11116376 A JPH11116376 A JP H11116376A JP 28240797 A JP28240797 A JP 28240797A JP 28240797 A JP28240797 A JP 28240797A JP H11116376 A JPH11116376 A JP H11116376A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
ingot
silicon single
pulling
gripping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28240797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Suzuki
聡 鈴木
Masami Hasebe
政美 長谷部
Shinichi Morita
新一 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittetsu Plant Designing Corp, Nippon Steel Corp filed Critical Nittetsu Plant Designing Corp
Priority to JP28240797A priority Critical patent/JPH11116376A/en
Publication of JPH11116376A publication Critical patent/JPH11116376A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide both a method for pulling a silicon single crystal by which the silicon single crystal can stably be pulled with high reliability even when the pulling weight is increased by increasing the caliber and the length of a grown silicon single crystal ingot and an apparatus for pulling the silicon single crystal. SOLUTION: This method for pulling a silicon single crystal comprises dipping a seed crystal in a silicon melt, pulling the seed crystal, thereby growing a silicon single crystal ingot 9 at the rear end of the seed crystal, holding the silicon single crystal ingot 9 grown thereafter with a mechanical holding means and carrying out the pulling. In this case, the contact part of the means for performing the mechanical holding with the ingot 9 is a pillowy structure 17 deformable by an external force. Since the contact part is deformed along uneven parts on the surface of the ingot 9 when holding the ingot 9, the mechanical holding means can uniformly be brought into contact with the ingot 9 to uniformly disperse the applied pressing force throughout the whole contact part and hold the ingot 9 without causing trouble such as occurrence of a concentrated stress due to biased contact or the like.

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、シリコン単結晶の
引き上げ方法および引き上げ装置に関するものである。
詳しく述べると本発明は、育成されるシリコン単結晶イ
ンゴットの大口径化・長尺化により引き上げ重量が増加
しても、安定にかつ信頼性高く引き上げることが可能な
引き上げ方法および引き上げ装置に関するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for pulling a silicon single crystal.
More specifically, the present invention relates to a pulling method and a pulling apparatus capable of stably and reliably pulling a silicon single crystal ingot to be grown even if the pulling weight increases due to an increase in diameter and length of the grown silicon single crystal ingot. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、集積回路(IC)、大規模集積回
路(LSI)等のデバイスとして工業的に広く用いられ
ている半導体としては、シリコンが代表的なものであ
る。
2. Description of the Related Art At present, silicon is a typical semiconductor that is widely used industrially as a device such as an integrated circuit (IC) and a large-scale integrated circuit (LSI).

【0003】このような半導体産業等において用いられ
るシリコン単結晶は、多結晶を原料として、多結晶棒に
誘導加熱で溶融帯を作りこれを種結晶側から移動させて
単結晶を成長させる浮遊帯溶融法(Floating Zone法、
FZ法と略称される。)、あるいは、多結晶を坩堝に入
れて加熱溶融し、種結晶を溶融液に浸漬してから引き上
げて種結晶後方に単結晶インゴットを成長させる引き上
げ法(Czochralski法、CZ法と略称される。)によっ
て製造されている。
A silicon single crystal used in the semiconductor industry or the like is a floating zone in which a polycrystalline material is used as a raw material to form a molten zone on a polycrystalline rod by induction heating and move the molten zone from a seed crystal side to grow a single crystal. Melting method (Floating Zone method,
Abbreviated as FZ method. ) Alternatively, a polycrystal is placed in a crucible and heated and melted, and the seed crystal is immersed in a melt and then pulled up to grow a single crystal ingot behind the seed crystal (abbreviated as Czochralski method or CZ method). ).

【0004】これらの製法は単結晶の用途によって選択
され、FZ法によって製造された単結晶は高抵抗率の用
途、CZ法により製造された単結晶は低〜中抵抗率の用
途に供されるが、近年、LSI製造技術の進歩により1
個の電子回路がますます微小化する一方、加工基板とな
る単結晶ウェハーの面積を大きくして1回のプロセスで
ウェハー中に形成される回路数の増大を図ることによ
り、1つの回路当たりのコストの低減が図られている。
このため、単結晶製造技術に対し、大直径化が絶えず要
求されており、同時に、単結晶製造時の時間当たりの生
産性を高めるため、1本の単結晶インゴットの長さを長
くする方法も追求されている。
[0004] These production methods are selected depending on the use of the single crystal. The single crystal produced by the FZ method is used for high resistivity applications, and the single crystal produced by the CZ method is used for low to medium resistivity applications. However, recently, due to the progress of LSI manufacturing technology,
The number of circuits formed in a wafer in one process is increased by increasing the area of a single crystal wafer serving as a processing substrate while increasing the size of electronic circuits. The cost has been reduced.
For this reason, there is a constant demand for single crystal production technology to increase the diameter, and at the same time, a method of increasing the length of one single crystal ingot in order to increase productivity per hour during the production of a single crystal. Have been pursued.

【0005】上述したCZ法は、大口径のインゴットが
得やすいという長所を備えているのみならず、自動直径
制御や、原料多結晶のリチャージによる半連続化等の改
良技術が進んでコスト面でもFZ法を凌いでいるのが実
状である。
[0005] The above-mentioned CZ method not only has an advantage that a large-diameter ingot can be easily obtained, but also has an advanced technology such as automatic diameter control and semi-continuous operation by recharging a raw material polycrystal, thereby reducing costs. The fact is that it surpasses the FZ method.

【0006】CZ法による引き上げ装置においては、従
来、融液面に対して種結晶を昇降する引き上げワイヤー
等の昇降手段によって、種結晶後方に育成される単結晶
インゴットをそのまま引き上げる構成が取られていた
が、この場合、この単結晶インゴットの重量は、前記種
結晶ないしはその直下に結晶の無転位化を図るために形
成されるダッシュズネック(Dash's neck)部と称され
る小口径部分によって受けることとなるが、特にこのダ
ッシュズネック部は、口径が3〜4mm程度であり、せ
いぜい200kg程度の重量にしか耐えられないもので
あった。
Conventionally, a pulling apparatus using the CZ method has a configuration in which a single crystal ingot grown behind a seed crystal is directly pulled up by lifting means such as a pulling wire for raising and lowering the seed crystal with respect to the melt surface. However, in this case, the weight of the single crystal ingot is received by the seed crystal or a small diameter portion called a dash's neck portion formed immediately below the seed crystal to prevent dislocation of the crystal. In particular, the dash neck has a diameter of about 3 to 4 mm and can withstand a weight of at most about 200 kg.

【0007】このように従来の引き上げ装置において
は、インゴットの大口径化、長尺化に限界があった。
As described above, in the conventional lifting device, there is a limit in increasing the diameter and length of the ingot.

【0008】このため、単結晶インゴットの大口径化・
長尺化に伴う重量増加に対処すべく、引き上げ機構にお
ける改良が種々提案されている。
For this reason, the diameter of the single crystal ingot can be increased.
In order to cope with an increase in weight due to an increase in length, various improvements in a lifting mechanism have been proposed.

【0009】例えば、特開平5−270968号公報に
おいては、単結晶育成時に前記ダッシュズネック部を囲
撓する筒状の型枠を設け、この型枠にフッ素樹脂、シリ
コーン樹脂等の熱硬化性樹脂を流し込んで硬化させて、
ダッシュズネック部を補強する方法が、特開平5−27
0976号公報においては、ダッシュズネック部回りに
カーボンファイバー等の補強繊維を巻き付けて、ダッシ
ュズネック部を補強する方法が、特開平7−13808
9号公報においては、単結晶育成時にダッシュズネック
部を冷却ないし加熱して当該部位の引張強さが最大とな
る600〜800℃程度に維持する方法が、さらに特公
平7−515号公報においては、ダッシュネック部によ
る無転位化後、所望口径まで拡径していくいわゆるコー
ン部において、一旦縮径してクビレ部を形成し、この部
位にツメ状の係止部材を引架けることによりインゴット
を把持する把持手段を別途設け、この把持手段を昇降す
ることで単結晶を引き上げる方法が、さらに特開平7−
172981号公報においては、空圧シリンダによって
開閉可能な複数のアームを有する把持手段を単結晶の成
長軸方向から単結晶インゴットを囲撓するように配し、
前記空圧シリンダを作動させてこの複数のアームのそれ
ぞれ先端部に設けられた把持部を、単結晶インゴットの
直胴部に押圧することでインゴットを把持し、この把持
手段を昇降することで単結晶を引き上げる方法が開示さ
れている。
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-270968, a cylindrical mold is provided which surrounds the above-mentioned dash neck portion when growing a single crystal, and the mold is made of a thermosetting resin such as a fluororesin or a silicone resin. Pour the resin and cure it,
A method of reinforcing the dashes neck is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-27.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-13808 discloses a method in which a reinforcing fiber such as carbon fiber is wound around a dashes neck portion to reinforce the dashes neck portion.
In Japanese Patent Publication No. 9-515, Japanese Patent Publication No. 7-515 discloses a method of cooling or heating a dash neck portion at the time of growing a single crystal to maintain the tensile strength of the portion at a maximum of about 600 to 800 ° C. In the so-called cone part, which expands to the desired diameter after dislocation by the dash neck part, temporarily reduces the diameter to form a cracked part, and hooks a nail-shaped locking member on this part to make the ingot A method is provided in which a single crystal is pulled by raising and lowering this gripping means separately.
In Japanese Patent No. 172981, the gripping means having a plurality of arms that can be opened and closed by a pneumatic cylinder is arranged so as to surround the single crystal ingot from the single crystal growth axis direction.
The pneumatic cylinder is actuated to grip the ingot by pressing the gripping portions provided at the distal ends of the plurality of arms against the straight body of the single crystal ingot, and the gripping means is moved up and down to lift the ingot. A method for pulling a crystal is disclosed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−270968号公報に示されるような熱硬化性樹脂
によるダッシュズネック部の補強は、型枠の設置に非常
に精密な位置合わせが必要であり、また、特開平5−2
70976号公報に示されるような補強繊維によるダッ
シュズネック部の補強は、機構面で非常に複雑であり、
いずれも操作信頼性に欠けるものであり、かつその補強
効果も十分なものではなかった。さらに、特開平7−1
38089号公報によるダッシュズネック部の温度制御
による方法は、基本的にはダッシュズネック部自体の強
度によって育成単結晶インゴットを保持するものである
ため、温度制御および機構が複雑なわりには、保持重量
の向上が望めないものであった。また、特公平7−51
5号に開示される技術においては、保持のためのクビレ
部を単結晶インゴットに形成する必要があるが、径を小
さくする際の熱応力で、転位が生じたり多結晶化する等
の危険性があり、またこのクビレが半径方向に均一に形
成されないと、ツメ状の係止部材を係合した際に、成長
軸が傾いてしまうといった虞れもあった。さらに、特開
平7−172981号公報に示されるような単結晶イン
ゴットの直胴部を把持機構によって把持する場合、一般
にシリコン単結晶インゴットの直胴部表面には、数ミリ
程度の成長縞段差が不可避的に生じるため、把持時にお
ける把持部材当接面の片当たりによる把持信頼性の低下
と、インゴットへの集中応力の付加によるインゴットの
破損が懸念されうるものであった。
However, the reinforcement of the dashes neck portion with a thermosetting resin as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-270968 requires a very precise alignment for setting the formwork. And Japanese Patent Laid-Open No. 5-2
Reinforcement of a dashes neck portion by a reinforcing fiber as disclosed in JP-A-70976 is very complicated in terms of mechanism,
All of them lack operation reliability, and their reinforcing effect is not sufficient. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1
The method of controlling the temperature of the dashes neck portion disclosed in Japanese Patent No. 38089 is basically for holding the grown single crystal ingot by the strength of the dashes neck portion itself. Improvement in weight could not be expected. In addition, 7-51
In the technique disclosed in No. 5, it is necessary to form a crack portion for holding in a single crystal ingot, but there is a risk that dislocation occurs or polycrystallization occurs due to thermal stress when reducing the diameter. If these cracks are not formed uniformly in the radial direction, there is a possibility that the growth axis may be inclined when the claw-shaped locking member is engaged. Further, when a straight body of a single crystal ingot as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-172981 is gripped by a gripping mechanism, a growth stripe step of about several millimeters is generally formed on the surface of the straight body of a silicon single crystal ingot. Since it inevitably occurs, the gripping reliability may be reduced due to one-sided contact of the gripping member contact surface during gripping, and the ingot may be damaged due to the application of concentrated stress to the ingot.

【0011】このように、単結晶インゴットの大口径化
・長尺化に伴う重量増加に対処するために、種々の方法
が従来提唱されているものの、いずれも満足できる程度
のものではなかった。
As described above, various methods have been conventionally proposed in order to cope with an increase in the weight of single crystal ingots due to the increase in diameter and length, but none of them has been satisfactory.

【0012】従って、本発明は、新規なシリコン単結晶
引き上げ方法およびシリコン単結晶引き上げ装置を提供
することを課題とするものである。本発明はまた育成さ
れるシリコン単結晶インゴットの大口径化・長尺化によ
り引き上げ重量が増加しても、安定にかつ信頼性高く引
き上げることが可能なシリコン単結晶引き上げ方法およ
びシリコン単結晶引き上げ装置を提供することを課題と
するものである。本発明はさらに、比較的簡便な操作で
かつ簡単な機構によって、引き上げ重量が増加しても、
安定にかつ信頼性高く引き上げることが可能なシリコン
単結晶引き上げ方法およびシリコン単結晶引き上げ装置
を提供することを課題とするものである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel silicon single crystal pulling method and a silicon single crystal pulling apparatus. The present invention also provides a silicon single crystal pulling method and a silicon single crystal pulling apparatus capable of stably and reliably pulling a silicon single crystal ingot to be stably and reliably even if the weight of the silicon single crystal ingot to be grown is increased due to an increase in diameter and length. It is an object to provide The present invention further provides a relatively simple operation and a simple mechanism, even if the lifting weight is increased.
An object of the present invention is to provide a silicon single crystal pulling method and a silicon single crystal pulling apparatus that can be pulled stably and with high reliability.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を行った結果、種結晶の引き上
げ機構とは別途に、育成されるシリコン単結晶インゴッ
トを機械的に把持して引き上げる場合において、当該把
持機構のシリコン単結晶インゴットとの当接部を、外力
によって変形可能な構成とすることで、インゴット把持
時において当接部が、前記したようなの成長縞段差等に
よるインゴット表面の凹凸形状に追従して変形すること
で、インゴットに全体にわたり均一かつ密着性高く把持
することで、インゴットを安定にかつ信頼性高く保持で
きることを見出し本発明に至ったものである。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, mechanically grasps a silicon single crystal ingot to be grown separately from a seed crystal pulling mechanism. In the case of pulling up, the contact portion of the gripping mechanism with the silicon single crystal ingot is configured to be deformable by external force, so that the contact portion at the time of gripping the ingot is caused by the growth stripe step or the like as described above. The present invention has been found that the ingot can be stably and reliably held by being uniformly and highly adhesively gripped over the entire ingot by being deformed following the uneven shape of the surface of the ingot.

【0014】すなわち、上記課題を解決する本発明は、
(1)シリコン融液に種結晶を浸漬し、この種結晶を引
き上げることにより種結晶後端部にシリコン単結晶イン
ゴットを育成させ、その後育成されるシリコン単結晶イ
ンゴットを機械的に把持して引き上げを行うシリコン単
結晶の引き上げ方法であって、前記機械的把持を行う手
段のインゴットとの当接部を機械的把持の際に加わる押
圧力によって変形させ、シリコン単結晶インゴット表面
に密接させて把持することを特徴とするシリコン単結晶
の引き上げ方法である。
That is, the present invention for solving the above-mentioned problems has the following features:
(1) A seed crystal is immersed in a silicon melt, and the seed crystal is pulled up to grow a silicon single crystal ingot at the rear end of the seed crystal. Thereafter, the silicon single crystal ingot to be grown is mechanically gripped and pulled up. A method of pulling a silicon single crystal, wherein a contact portion of the means for performing mechanical gripping with the ingot is deformed by a pressing force applied during mechanical gripping, and is held in close contact with the surface of the silicon single crystal ingot. This is a method of pulling a silicon single crystal.

【0015】また上記課題は、(2)シリコン単結晶の
引き上げ装置において、育成されるシリコン単結晶イン
ゴットを機械的に把持する把持手段と、当該把持手段を
育成されるシリコン単結晶の成長軸に沿って昇降させる
昇降手段とを有し、前記把持手段のシリコン単結晶イン
ゴットとの当接部が、外力により圧縮変形可能な構造体
とされていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上
げ装置。
Further, (2) in a silicon single crystal pulling apparatus, there is provided a gripping means for mechanically gripping a silicon single crystal ingot to be grown, and a gripping means for growing the silicon single crystal ingot. Lifting means for raising and lowering the silicon single crystal along a silicon single crystal ingot, wherein a contact portion of the gripping means with the silicon single crystal ingot has a structure which can be compressed and deformed by an external force.

【0016】さらに本発明においては、(3)前記当接
部が、複数の粒状体と、これら複数の粒状体を外方より
覆う柔軟な囲繞体とより構成されるものであることが望
ましい。
Further, in the present invention, it is preferable that (3) the abutting portion is constituted by a plurality of granules and a flexible surrounding body which covers the plurality of granules from outside.

【0017】また本発明においては、(4)前記当接部
が、多孔体あるいは繊維嵩高集合体から構成されるもの
であることが望ましい。
Further, in the present invention, it is preferable that (4) the contact portion is made of a porous body or a bulky fiber assembly.

【0018】[0018]

【作用】本発明においては、シリコン単結晶インゴット
引き上げ操作途中において、育成されるシリコン単結晶
インゴットを機械的把持機構によって把持するものであ
るが、この把持機構のシリコン単結晶インゴットとの当
接部は、外力によって変形可能な構造体とされているも
のである。当該把持機構を作動させその当接面がシリコ
ン単結晶インゴットに接触した際に、把持機構によって
もたらされる押圧力によって、インゴット表面の凹凸に
応じて当該当接部が変形し、インゴットに対して均一に
接することができ、片当たり等による集中応力の発生等
の不具合が生じることなく、負荷される押圧力を当接部
全体に均一に分散させて、インゴットを把持することが
できるため、把持における安定性および信頼性が向上す
るものである。
In the present invention, the silicon single crystal ingot to be grown is gripped by a mechanical gripping mechanism during the operation of pulling up the silicon single crystal ingot, and the gripping mechanism contacts the silicon single crystal ingot. Is a structure that can be deformed by an external force. When the gripping mechanism is actuated and its abutment surface comes into contact with the silicon single crystal ingot, the pressing force provided by the gripping mechanism causes the abutting portion to be deformed according to the unevenness of the surface of the ingot, and is uniformly applied to the ingot. It is possible to uniformly distribute the applied pressing force to the entire contact portion and to grip the ingot without causing any troubles such as generation of concentrated stress due to one-sided contact. Stability and reliability are improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的実施態様に
基づきより詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific embodiments.

【0020】本発明に係るシリコン単結晶引き上げ装置
は、育成されるシリコン単結晶インゴットを機械的に把
持する把持手段と、当該把持手段を育成されるシリコン
単結晶の成長軸に沿って昇降させる昇降手段と、前記把
持手段の育成されるシリコン単結晶との当接部として
の、外力により変形可能な構造体を有するものであるこ
とを特徴とするものである。
A silicon single crystal pulling apparatus according to the present invention comprises a gripper for mechanically gripping a silicon single crystal ingot to be grown, and an elevating device for raising and lowering the gripper along a growth axis of the silicon single crystal to be grown. And a structure that can be deformed by an external force as a contact portion between the means and the silicon single crystal grown by the gripping means.

【0021】本発明の引き上げ装置における前記把持手
段は、育成されるシリコン単結晶インゴットのダッシュ
ズネック部より下方の所定の位置、例えば直胴部、コー
ン部、あるいはこの把持のためにコーン部等に形成され
た特別な部位、において、インゴット外周を囲撓してイ
ンゴット表面に対してその当接部を係合し、押圧力、懸
架力等によってシリコン単結晶を把持できるものであれ
ば、その構造自体は特に制限されるものではなく、各種
の態様を採用できる。具体的には、例えば、図1〜3に
例示されるような構造を例示し得るが、もちろんこれら
に限定されるものではない。図1および図4は、それぞ
れ本発明に係るシリコン単結晶引き上げ装置の実施態様
における把持手段の構成を使用状態において示す模式図
であるが、以下に詳述するように、図1に示す実施態様
においては、この把持手段は、シリコン単結晶インゴッ
トの直胴部をその外周回りに配された複数のアームによ
って保持する構成を有し、図4に示す実施態様において
は、シリコン単結晶インゴットのダッシュズネック部の
直下に、このダッシュズネック部よりは直径が大きく、
かつ所望するインゴット直径よりは十分に小さな直径の
円柱形状部(以下、ミニ直胴部と称する。)を設け、把
持手段は、当該ミニ直胴を、いわゆる「コレットチャッ
ク」に類似の構造体で挟持する構成を有するものであ
る。
The gripping means in the pulling apparatus of the present invention may be a predetermined position below the dash neck portion of the silicon single crystal ingot to be grown, for example, a straight body, a cone, or a cone for gripping the same. In the special part formed in the ingot, if it can bend the outer periphery of the ingot and engage its abutment against the ingot surface, if it can grasp the silicon single crystal by pressing force, suspension force, etc. The structure itself is not particularly limited, and various modes can be adopted. Specifically, for example, the structure as illustrated in FIGS. 1 to 3 can be exemplified, but is not limited thereto. FIGS. 1 and 4 are schematic views showing the configuration of a gripping means in an embodiment of the silicon single crystal pulling apparatus according to the present invention in a use state, respectively. As described in detail below, the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 4, the holding means has a configuration in which the straight body of the silicon single crystal ingot is held by a plurality of arms arranged around its outer periphery. In the embodiment shown in FIG. Immediately below the zneck part, the diameter is larger than this dash neck part,
In addition, a cylindrical portion (hereinafter, referred to as a mini straight body portion) having a diameter sufficiently smaller than a desired ingot diameter is provided, and the holding means uses the mini straight body with a structure similar to a so-called "collet chuck". It has a configuration for clamping.

【0022】また、シリコン単結晶インゴットの半径方
向断面における前記把持手段の当接部の配置としても、
少なくとも2箇所以上においてインゴットを把持するも
のであれば良く、その各箇所の接触面積としても十分に
インゴットの重量に耐えられるものである限り、特に幅
広なものとする必要もない。しかしながら、本発明にお
いては、当該把持手段のシリコン単結晶インゴットとの
当接部に後述するような変形可能な枕状構造物を配して
おき、その変形によって、単結晶インゴットの保持の安
定性および信頼性の高い保持を行おうとするものである
から、当該当接部のシリコン単結晶に対する当接面積が
比較的大きなものである方が望ましい。
Also, the arrangement of the contact portion of the gripping means in the radial cross section of the silicon single crystal ingot may be
It is sufficient that the ingot is gripped at least at two or more locations, and it is not necessary to make the ingot particularly wide as long as the contact area of each location can sufficiently withstand the weight of the ingot. However, in the present invention, a deformable pillow-like structure as described later is arranged at a contact portion of the gripping means with the silicon single crystal ingot, and the deformation causes the stability of holding the single crystal ingot. Therefore, it is desirable that the contact area of the contact portion with respect to the silicon single crystal be relatively large.

【0023】さらに把持手段の当接部は、清掃交換が可
能なように把持手段の本体部より容易に脱着可能な構成
としておくことが望ましい。
Further, it is desirable that the contact portion of the gripping means be configured so as to be easily detachable from the main body of the gripping means so that cleaning and replacement can be performed.

【0024】当該把持手段の当接部である外力により変
形可能な構造体は、代表的には、一定の空隙率を有して
何らかの充填物を所定容積内に配した枕様の構造であ
り、例えば、複数の粒状体と、これら複数の粒状体を外
方より覆う柔軟なシートないし箔状の囲繞体とより構成
されるもの、多孔体、あるいは繊維嵩高集合体などとい
ったものから構成され得る。多孔体、繊維嵩高集合体を
用いる場合であっても、その外方を柔軟な囲繞体によっ
て覆うことが望ましい。
The structure which can be deformed by an external force, which is an abutting portion of the gripping means, is typically a pillow-like structure having a certain porosity and a certain filling material disposed in a predetermined volume. For example, it can be composed of a plurality of granules and a flexible sheet or foil-like surrounding body that covers the plurality of granules from the outside, a porous body, or a bulky fiber aggregate. . Even when a porous body or a fiber bulky aggregate is used, it is desirable to cover the outside with a flexible surrounding body.

【0025】粒状体としては、例えば、球状体が代表的
ではあるが、その形状としては粒状体同士の当たりによ
って欠損片が生じやすいような形状でなければ、球状体
に特に限定されるものではない。またその大きさとして
も特に限定されるものではなく、製造しようとするシリ
コン単結晶インゴット表面に生ずる凹凸の大きさに応じ
て適宜選定可能であるが、例えば、球状体である場合に
は、直径0.5〜1.0mm程度のものが好適に使用可
能である。なお、このような球状体に代表される粒状体
の寸法精度、真球度等は、それほど必要ではない。
As the granular material, for example, a spherical body is typical, but the shape is not particularly limited to a spherical body unless the shape is such that a chipped piece is easily generated due to contact between the granular bodies. Absent. Also, the size is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the size of the irregularities generated on the surface of the silicon single crystal ingot to be manufactured. Those having a size of about 0.5 to 1.0 mm can be suitably used. The dimensional accuracy, sphericity and the like of the granular material represented by such a spherical body are not so required.

【0026】また、粒状体としてサイズの異なるものを
2つないしそれ以上組み合わせて用いることによって、
充填率を向上させることができ、より安定な把持力を発
揮することが期待できる。
Also, by using two or more granular materials having different sizes in combination,
The filling rate can be improved, and a more stable gripping force can be expected.

【0027】このような粒状体を構成する材質として
は、十分な耐熱性および強度を有していることが望ま
れ、例えばSiC、Si34、Al23、ZrO2等の
セラミックス、Mo、Ti、Nb、W等の耐熱金属が例
示できる。これらの材質からなるボールは、例えば、ボ
ールミル用ボール、ベアリング用ボールなどとして商業
的に入手可能であり、これらを転用することが可能であ
る。
It is desired that the material constituting such a granular material has sufficient heat resistance and strength. For example, ceramics such as SiC, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 , Heat-resistant metals such as Mo, Ti, Nb and W can be exemplified. Balls made of these materials are commercially available, for example, as balls for ball mills, balls for bearings, and the like, and these can be diverted.

【0028】また、このような粒状物を複数個、所定の
空間内に保持するための囲繞体としては、十分な柔軟性
を有し、かつ十分な強度および耐熱性を有している限り
特に限定されるものではないが、例えば、延性の高いT
a等の耐熱金属箔、W等の耐熱金属繊維あるいは炭素繊
維等で編まれたネットないし布帛等が例示できる。特
に、Ta等の耐熱金属箔、W等の耐熱金属繊維によるネ
ットないし布帛は、ケバ立ちや発塵の虞れも無く好まし
い。また、その囲繞体の肉厚としては、十分な柔軟性を
有する一方で十分な強度を発揮するものであれば良く、
材質によっても左右されるので、一概には規定できない
が、例えば、金属箔の場合、0.5〜5.0mm程度が
適当である。
Further, as a surrounding body for holding a plurality of such granular materials in a predetermined space, it is particularly preferable as long as it has sufficient flexibility, sufficient strength and heat resistance. Although not limited, for example, a highly ductile T
Examples thereof include a heat-resistant metal foil such as a, a heat-resistant metal fiber such as W, a net or a fabric woven with carbon fiber, or the like. In particular, a net or cloth made of a heat-resistant metal foil such as Ta or a heat-resistant metal fiber such as W is preferable because there is no risk of fluffing or dust generation. Further, as the thickness of the surrounding body, it is sufficient if it has sufficient flexibility while exhibiting sufficient strength,
Since it depends on the material, it cannot be unconditionally specified. For example, in the case of a metal foil, about 0.5 to 5.0 mm is appropriate.

【0029】把持手段の当接部となる枕様構造体を構成
するために用いられ得る多孔体としては、例えば焼結体
としての金属スポンジ等が例示でき、また繊維嵩高集合
体とは、いわゆる「金属タワシ」状のもので、繊維ある
いは金属箔の幅狭帯状体をシュリンク、絡合等の加工に
より嵩高なものとしたものであり、例えばカーボンファ
イバー、あるいはTa等の耐熱金属箔等を原料として形
成されたものが好ましく例示できる。
Examples of the porous body that can be used for forming the pillow-like structure serving as an abutting portion of the gripping means include, for example, a metal sponge or the like as a sintered body. It is a "metal scourer" -shaped material in which a narrow band of fiber or metal foil is made bulky by processing such as shrinking or entanglement. For example, carbon fiber or heat-resistant metal foil such as Ta is used as a raw material. The one formed as is preferably exemplified.

【0030】把持手段の当接部となる枕様構造体とし
て、多孔体あるいは繊維嵩高集合体を使用した場合、単
回の使用(把持操作)にて、これらの多孔体あるいは繊
維嵩高集合体に、「くせ」がつきやすく復元性に乏しい
ため、繰り返し使用にはあまり適さないものとなる虞れ
があるため、球状体といった剛性のある粒状物を使用し
た構成が、特に望ましいものである。
When a porous body or a fibrous bulky aggregate is used as the pillow-like structure serving as the contact portion of the gripping means, the porous body or the fibrous bulky aggregate can be formed by a single use (gripping operation). Since a habit is easily formed and poor in restoring property, it may not be suitable for repeated use. Therefore, a configuration using a rigid granular material such as a spherical body is particularly desirable.

【0031】このような把持手段の当接部となる枕様構
造体を構成する材料は、いずれも上記したように十分な
耐熱性を有するものである必要があるが、例えば、融点
が2000℃以上のものであることが望ましい。
The material constituting the pillow-like structure serving as an abutting portion of such a gripping means needs to have a sufficient heat resistance as described above. It is desirable to have the above.

【0032】また、このような枕様構造体における空隙
率は、把持しようとするシリコン単結晶インゴットの表
面に形成される凹凸の大きさ、ならびに、使用される粒
状体、多孔体、繊維嵩高集合体等の充填物の種類などに
よっても左右されるが、外力を加えない非圧縮状態で、
30〜80%程度であることが望ましい。
The porosity of such a pillow-like structure depends on the size of the irregularities formed on the surface of the silicon single crystal ingot to be gripped, and the granular material, porous material, and bulky fiber used. Although it depends on the type of packing such as the body, in an uncompressed state without applying external force,
It is desirable to be about 30 to 80%.

【0033】また、本発明のシリコン単結晶の引き上げ
装置において、上記したような当接部を有する把持手段
のその他の部位を構成する材質としては、十分な耐熱性
を有するものである限り、特に限定されるものではな
く、例えばSiC、Si34、Al23、ZrO2等の
セラミックス、Mo、Ti、Nb、W等の耐熱金属、カ
ーボン、シリコン等により構成され得る。
In the apparatus for pulling a silicon single crystal of the present invention, the material constituting the other part of the gripping means having the contact portion as described above is not particularly limited as long as it has sufficient heat resistance. It is not limited, and may be made of, for example, ceramics such as SiC, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 and ZrO 2 , heat-resistant metals such as Mo, Ti, Nb and W, carbon, silicon and the like.

【0034】また、把持手段の本体部への上記したよう
な枕様構造体からなる当接部の取り付け方法としても、
特に限定されるものではなく、例えば、このような枕状
構造体を、ビス止めや接着材により係止したり、あるい
は、枕様構造体をはめ込むための凹部を本体部側に形成
しここに枕様構造体をはめ込む方法、さらにはこれらを
併用する方法等が採用できる。しかしながら、枕状構造
体を把持手段の本体部へ単純にビス止め等により係止し
たのみでは、シリコン単結晶インゴットの把持の際に加
わる押圧力によって、枕様構造体が、シリコン単結晶イ
ンゴットに対する当接面方向のみならず、横方向(イン
ゴットの引き上げ方向と平行な方向)にも必要以上に大
きく変形してしまうこと、また、このような把持状態に
おいて枕様構造体がインゴットの引き上げ方向にある程
度の剛性を発揮できなければ、インゴットの荷重を枕様
構造体が支持できない虞れが生じてくるために、好まし
くは、上記したように枕様構造体をはめ込むための凹部
を本体部側に形成するなどして、枕様構造体のシリコン
単結晶インゴットとの当接面方向以外への変形を規制す
るような構成とすることがより望ましい。なお、このよ
うに、本体部に枕様構造体をはめ込むための凹部を本体
部側に形成する場合、極端にその凹部の深さを深いもの
とすると、本体部の壁面が直接シリコン単結晶インゴッ
トに接触してしまう虞れも生じてくるために、例えば粒
状物の充填度等によって左右される枕様構造体の変形度
に応じて、適当な深さとすべきである。
Further, as a method of attaching the contact portion composed of the pillow-like structure to the main body of the gripping means,
There is no particular limitation, for example, such a pillow-like structure is locked with a screw or an adhesive, or a concave portion for fitting the pillow-like structure is formed on the main body side and is formed here. A method of fitting the pillow-like structure, a method of using these together, and the like can be adopted. However, by simply locking the pillow-like structure to the main body of the gripping means with a screw or the like, the pressing force applied when gripping the silicon single crystal ingot causes the pillow-like structure to move against the silicon single crystal ingot. Not only in the contact surface direction but also in the lateral direction (direction parallel to the ingot pulling direction), the pillow-like structure is unnecessarily deformed in the gripping state. If the pillow-like structure cannot support the load of the ingot if it cannot exhibit a certain degree of rigidity, it is preferable that the recess for fitting the pillow-like structure be provided on the main body side as described above. It is more desirable to form the pillow-like structure so as to restrict the deformation of the pillow-like structure in a direction other than the contact surface direction with the silicon single crystal ingot. In this case, when the concave portion for fitting the pillow-like structure in the main body portion is formed on the main body portion side, assuming that the depth of the concave portion is extremely deep, the wall surface of the main body portion is directly in the silicon single crystal ingot. Therefore, the depth should be set to an appropriate value according to the degree of deformation of the pillow-like structure which is influenced by, for example, the degree of filling of the granular material.

【0035】また本発明の単結晶引き上げ装置におい
て、前記把持手段を育成されるシリコン単結晶の成長軸
に沿って昇降させる昇降手段の構成としても、少なくと
もシリコン単結晶インゴット成長初期(種結晶の融液浸
漬からシリコン単結晶インゴットに前記把持部材により
把持される部位が形成されるまでの段階)においては、
種結晶の昇降機構と独立して機能するものであれば、そ
の具体的構成としては特に限定されるものではなく、吊
り下げワイヤーとその捲取機構からなるワイヤー駆動方
式、チェーン駆動方式、ラック・ピニオン駆動方式等任
意のものとすることができる。
In the single crystal pulling apparatus of the present invention, the lifting means for raising and lowering the gripping means along the growth axis of the silicon single crystal to be grown may be used at least in the initial stage of silicon single crystal ingot growth (seed crystal melting). From the liquid immersion to the formation of a portion to be gripped by the gripping member on the silicon single crystal ingot))
The specific configuration is not particularly limited as long as it functions independently of the seed crystal raising / lowering mechanism, and a wire drive system including a hanging wire and its winding mechanism, a chain drive system, and a rack drive system. Any method such as a pinion drive method can be used.

【0036】さらに本発明の単結晶引き上げ装置におい
て、上記したようなシリコン単結晶インゴット把持手
段、当該把持手段の当接部である枕状構造物、および前
記把持手段の昇降手段以外の構成としては、少なくとも
チャンバー内に、シリコン融液を保持する坩堝、種結晶
の把持手段、およびこの種結晶の把持手段を昇降させる
昇降手段を備えたものであれば任意のものであって、従
来公知の種々の態様を採用し得る。
Further, in the single crystal pulling apparatus according to the present invention, the structure other than the silicon single crystal ingot gripping means as described above, the pillow-like structure which is a contact portion of the gripping means, and the lifting / lowering means of the gripping means are as follows. At least in a chamber, a crucible for holding a silicon melt, a means for holding a seed crystal, and an elevating means for elevating and lowering the means for holding the seed crystal are arbitrary, and any conventionally known various types can be used. Can be adopted.

【0037】本発明の単結晶引き上げ方法は、上記のご
とき構成の単結晶引き上げ装置を用いて行われるもので
あって、まず常法に基づき、単結晶引上げ装置内に配置
された坩堝内に多結晶シリコンおよび必要に応じて添加
されるドーパントなどの原料を所定量装填し、加熱ヒー
タ等によって加熱して原料を溶融して融液を形成し、該
融液に、種結晶把持手段に保持された種結晶を一旦浸漬
し、その後、前記種結晶把持手段に連結された昇降手段
によって種結晶を軸回りに回転させながら引上げ、種結
晶の下端に単結晶を成長させていく。無転位化のために
一旦径を絞ってダッシュズネック部を形成後、しだいに
拡径してコーン部を形成し、所望口径に達した後はその
口径を維持するように引き上げ速度、融液温度等を制御
して、直胴部を形成する。なお、前記コーン部におい
て、必要に応じて、ミニ直胴部等を形成する。これまで
の段階においては、本発明に係るシリコン単結晶インゴ
ットの把持手段は、インゴットに対して、係合しない所
定の空間位置に保持しておく。
The single crystal pulling method of the present invention is carried out by using the single crystal pulling apparatus having the above-described structure. First, a multi-crystal is placed in a crucible disposed in the single crystal pulling apparatus according to a conventional method. A predetermined amount of crystalline silicon and a raw material such as a dopant to be added as needed are charged, and the raw material is melted by heating with a heater or the like to form a melt, and the melt is held by a seed crystal holding means. The seed crystal is immersed once, and then pulled up while rotating the seed crystal around an axis by an elevating means connected to the seed crystal holding means, to grow a single crystal at the lower end of the seed crystal. After reducing the diameter once to form a dashed neck part to eliminate dislocations, gradually increase the diameter to form a cone part, and after reaching the desired diameter, pull up speed to maintain the diameter, melt The straight body is formed by controlling the temperature and the like. In the cone portion, a mini straight body portion or the like is formed as necessary. In the steps so far, the holding means for the silicon single crystal ingot according to the present invention is held at a predetermined spatial position where it is not engaged with the ingot.

【0038】単結晶インゴットの育成が進行し、インゴ
ットに所望の被把持部位が形成され、かつこの部位がチ
ャンバー内で所望の位置まで上昇したら、前記把持手段
を作動させ、その当接部(枕様構造体)をインゴットに
接触させる。枕状構造物は、把持手段によって加わる押
圧力によりインゴット表面の凹凸(成長縞)に応じて変
形し、把持手段当接部はインゴット表面に均一に密着す
る。
When the growth of the single crystal ingot progresses, a desired portion to be gripped is formed in the ingot, and when this portion rises to a desired position in the chamber, the gripping means is operated to contact the contact portion (pillow). (Like structure) is brought into contact with the ingot. The pillow-like structure is deformed in accordance with the unevenness (growth stripes) on the surface of the ingot due to the pressing force applied by the gripping means, and the gripping means abutment portion is evenly adhered to the surface of the ingot.

【0039】このようにして、把持手段の当接部である
枕状構造物が変形することで、インゴット表面に均一に
密着把持する状態となったら、種結晶の昇降手段による
単結晶引き上げを、この把持手段に連結された昇降手段
による単結晶引き上げに切り替えて、その後、インゴッ
トが所望の長さとなるまで単結晶育成を続けるものであ
る。
In this way, when the pillow-shaped structure, which is the contact portion of the gripping means, is deformed so as to uniformly grip the ingot surface, the single crystal is pulled up by the seed crystal elevating means. Switching to single crystal pulling by the lifting means connected to the gripping means is performed, and thereafter, single crystal growth is continued until the ingot has a desired length.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきより具体的に
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below more specifically based on embodiments.

【0041】図1は、本発明に係るシリコン単結晶引き
上げ装置の一実施態様における要部構成を使用状態にお
いて、模式的に示すものである。
FIG. 1 schematically shows a main part configuration of an embodiment of a silicon single crystal pulling apparatus according to the present invention in a used state.

【0042】この実施態様においては、従来のシリコン
単結晶引き上げ装置と同様に、石英製坩堝1aおよびこ
れを囲撓するグラファイト製坩堝1bからなる坩堝1が
図示しない回転支持軸によってチャンバー内中央部に設
置されている。一方、チャンバー上部には、回転用モー
ター5によってチャンバー軸回りに回転する結晶保持機
構支持盤3が設けられ、この支持盤5上に設置された種
結晶引き上げモーター4に取り付けられた種結晶引き上
げワイヤー2がチャンバーの軸線に沿ってチャンバー内
へと延長されている。前記ワイヤー2の先端部には種結
晶保持部(シードチャック)6が設けられており、ここ
に装着された種結晶7を、前記種結晶引き上げモーター
4(および回転用モーター5)を駆動することで、前記
坩堝1内に形成されるシリコン融液8に一旦浸漬し、そ
の後回転しながら引き上げることで単結晶インゴット9
が育成できるものとされている。
In this embodiment, similarly to the conventional silicon single crystal pulling apparatus, a crucible 1 composed of a quartz crucible 1a and a graphite crucible 1b surrounding the quartz crucible 1a is provided at the center of the chamber by a rotating support shaft (not shown). is set up. On the other hand, on the upper part of the chamber, a crystal holding mechanism support plate 3 that is rotated around the chamber axis by a rotation motor 5 is provided, and a seed crystal pulling wire attached to a seed crystal pulling motor 4 installed on the support plate 5 is provided. 2 extends into the chamber along the axis of the chamber. A seed crystal holding unit (seed chuck) 6 is provided at the tip of the wire 2, and the seed crystal 7 attached thereto is driven by the seed crystal pulling motor 4 (and the rotation motor 5). Then, the single crystal ingot 9 is immersed in the silicon melt 8 formed in the crucible 1 and then pulled up while rotating.
Can be raised.

【0043】しかして、この実施態様においてチャンバ
ー内に配された単結晶インゴット把持機構10は、前記
種結晶保持部6ないし種結晶引き上げワイヤー7を挿通
自在とする貫通孔11を中央部に有してチャンバー半径
方向に放射状に延長された支持ロッド12と、その先端
の支点13において回動自在に取り付けられ、チャンバ
ーの略軸線方向に延長された結晶保持用アーム14を有
している。なお、この結晶保持用アームは、チャンバー
の軸回りに等間隔(例えば90°毎)に4本存在してい
る。この単結晶保持用アーム14の下端部には、支点1
5において回動可能にかつ着脱自在に取り付けられ、チ
ャンバーの半径方向において中心部側に向かって延長さ
れた単結晶当接部取り付け部16が設けられており、さ
らにこの単結晶当接部取り付け部16のチャンバー中心
軸側に向かって形成された凹部には、枕様構造体17が
配されている。一方、結晶保持用アーム14の上端部に
は、チャンバーの中心部側に延長された短尺の水平突当
部18が設けられており、この突当部18には、前記支
持ロッド12上に固定された支持枠19に設けられたネ
ジ取り付け部20に螺着された位置調整ネジ21の先端
部が当接している。この位置調整ネジ21を、図示しな
いネジ回転機構により回転させ、前記水平突当部18に
当接する当該ネジ先端位置を、チャンバー半径方向にお
いて変位させことで、結晶保持用アーム14は、支点1
3を中心として回動し、この結果、アーム14下端部に
設けられた枕様構造体(単結晶当接部)17は、育成さ
れる単結晶インゴット9の外周面に対する解離位置と接
触位置との間で変位可能とされている。なお、前記水平
突当部18は、その途中に設けられた支点22によって
屈曲可能とされており、前記したようなアーム14の回
動によって、位置調整ネジ14との当接位置がずれてし
まうことを防いでいる。
Thus, in this embodiment, the single crystal ingot gripping mechanism 10 disposed in the chamber has a through hole 11 at the center thereof through which the seed crystal holding portion 6 or the seed crystal pulling wire 7 can be inserted. A supporting rod 12 extending radially in the radial direction of the chamber, and a crystal holding arm 14 rotatably mounted at a fulcrum 13 at the tip thereof and extending substantially in the axial direction of the chamber. Note that four crystal holding arms exist at equal intervals (for example, every 90 °) around the axis of the chamber. At the lower end of the single crystal holding arm 14, a fulcrum 1
5 is provided with a single crystal contact portion attaching portion 16 which is rotatably and detachably attached and extends toward the center in the radial direction of the chamber. A pillow-like structure 17 is provided in a recess formed toward the center axis side of the chamber 16. On the other hand, a short horizontal abutment 18 extending toward the center of the chamber is provided at the upper end of the crystal holding arm 14, and the abutment 18 is fixed on the support rod 12. A tip end of a position adjusting screw 21 screwed to a screw mounting portion 20 provided on the support frame 19 is in contact with the supporting frame 19. The position adjusting screw 21 is rotated by a screw rotating mechanism (not shown), and the screw tip position abutting on the horizontal abutting portion 18 is displaced in the chamber radial direction.
3 and as a result, the pillow-like structure (single crystal contact portion) 17 provided at the lower end of the arm 14 is disengaged from the outer peripheral surface of the single crystal ingot 9 to be grown. It can be displaced between. The horizontal abutting portion 18 is bendable by a fulcrum 22 provided in the middle thereof, and the rotation of the arm 14 as described above causes the abutting position with the position adjusting screw 14 to shift. Is preventing that.

【0044】そして、この単結晶インゴット把持機構1
0は、前記種結晶引き上げモーター4を設置したものと
同じ支持盤3上に設置された単結晶把持機構引き上げモ
ーター23の駆動軸に取り付けられた複数本の単結晶把
持機構引き上げワイヤー24a、24b…によって懸架
されており、前記種結晶保持部6とは独立してチャンバ
ー内を昇降可能とされ、かつ軸回りには種結晶保持部と
同期して回転するものとされている。
Then, this single crystal ingot holding mechanism 1
Reference numeral 0 denotes a plurality of single crystal gripping mechanism pulling wires 24a, 24b attached to the drive shaft of a single crystal gripping mechanism pulling motor 23 installed on the same support plate 3 as the one on which the seed crystal pulling motor 4 is mounted. , And can be moved up and down in the chamber independently of the seed crystal holding unit 6, and rotate around the axis in synchronization with the seed crystal holding unit.

【0045】図2(a)は、図1に示す実施態様のシリ
コン単結晶引き上げ装置の単結晶インゴット把持機構1
0の当接部構造を使用状態において示す横断面図、図3
(b)は同縦断面図である。図2(a)および(b)に
示すように、前記枕様構造体17は、複数の球状体17
aと、これら複数の球状体17aを、単結晶当接部取り
付け部16に設けられた凹部の開口部側において外方よ
り覆う金属箔よりなる囲繞体17bとから構成されてい
る。囲繞体17aは、単結晶当接部取り付け部16に設
けられた凹部側面部においてビス止めにより係止されて
いる。なおこの実施態様においては、囲繞体17bは、
単結晶当接部取り付け部16に設けられた凹部の底面部
を除く面において存在しているが、少なくとも単結晶イ
ンゴット9への当接面において存在し、かつ複数の球状
体17aを所定位置に保持できるものであれば良く、例
えば、単結晶当接部取り付け部16に設けられた凹部の
側面部においてはその取り付けのための必要最低限の長
さとすることも可能であり、また複数の球状体17aを
全周囲的に覆う完全な袋体とすることも勿論可能であ
る。本実施態様においては、この枕様構造体17は、単
結晶当接部取り付け部16に設けられた凹部の壁面によ
って、単結晶インゴット9への当接面以外の方向への変
形を実質的に規制された状態とされており、また枕様構
造体17のインゴットとの当接面である、チャンバー中
心軸側に向いた面は、単結晶当接部取り付け部(把持機
構本体)の端面よりも中心軸側に突出しており、図2
(a)および(b)に示すようにインゴットを把持した
状態においても単結晶当接部取り付け部(把持機構本
体)が、インゴットと接触することはない。
FIG. 2A shows a single crystal ingot gripping mechanism 1 of the silicon single crystal pulling apparatus of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a contact portion structure of No. 0 in use.
(B) is the same longitudinal sectional view. As shown in FIGS. 2A and 2B, the pillow-like structure 17 includes a plurality of spherical bodies 17.
a and a surrounding body 17b made of metal foil that covers the plurality of spherical bodies 17a from the outside on the opening side of the concave portion provided in the single crystal contact part attaching portion 16. The surrounding body 17a is locked by a screw at a side surface of a concave portion provided in the single crystal contact portion attaching portion 16. In this embodiment, the surrounding body 17b is
Although present on the surface excluding the bottom surface of the concave portion provided in the single crystal contact portion attaching portion 16, it exists at least on the contact surface with the single crystal ingot 9, and the plurality of spherical bodies 17 a are positioned at predetermined positions. Any length can be used as long as it can be held. For example, the length of the side surface of the concave portion provided in the single crystal contact portion mounting portion 16 can be set to the minimum length necessary for mounting the concave portion. It is, of course, possible to form a complete bag covering the entire body 17a. In the present embodiment, the pillow-like structure 17 substantially prevents deformation in a direction other than the contact surface with the single crystal ingot 9 due to the wall surface of the concave portion provided in the single crystal contact portion attaching portion 16. The surface of the pillow-like structure 17 facing the ingot, which is the surface in contact with the ingot, which is in a regulated state, is closer to the end face of the single crystal contact portion attachment portion (gripping mechanism main body). 2 also protrudes toward the central axis, and FIG.
As shown in (a) and (b), even when the ingot is gripped, the single crystal contact portion mounting portion (grip mechanism main body) does not come into contact with the ingot.

【0046】前記したように位置調整ネジ21が、図示
しないネジ回転機構により回転され、結晶保持用アーム
14が、支点13を中心として回動し、アーム14下端
部に設けられた枕様構造体(単結晶当接部)17が、育
成される単結晶インゴット9の外周面に接触しさらに押
圧されると、図2(a)および(b)に示すように、枕
様構造体17のインゴットとの当接面が、凹凸を有する
インゴット9表面に全体的に密着するように変形するも
のである。
As described above, the position adjusting screw 21 is rotated by a screw rotating mechanism (not shown), and the crystal holding arm 14 rotates about the fulcrum 13, and a pillow-like structure provided at the lower end of the arm 14. When the (single crystal contact portion) 17 comes into contact with the outer peripheral surface of the single crystal ingot 9 to be grown and is further pressed, as shown in FIGS. 2A and 2B, the ingot of the pillow-like structure 17 is formed. Is deformed so that the contact surface of the ingot 9 comes into close contact with the surface of the ingot 9 having irregularities.

【0047】図3は、本発明に係るシリコン単結晶引き
上げ装置の別の実施態様における単結晶インゴット把持
機構の当接部構造を使用状態において示す縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a contact portion structure of a single crystal ingot gripping mechanism in another embodiment of the silicon single crystal pulling apparatus according to the present invention in a used state.

【0048】この実施態様においては、単結晶インゴッ
ト把持機構の当接部となる枕様構造体17が、炭素繊維
よりなる繊維嵩高集合体17cと、この繊維嵩高集合体
17cを、単結晶当接部取り付け部16に設けられた凹
部の開口部側において外方より覆う金属箔よりなる囲繞
体17bとから構成されている以外は、前記図1および
図2に示した実施態様の装置と同様の構成を有するもの
であり、この実施態様の装置においても、枕様構造体
(単結晶当接部)17が、育成される単結晶インゴット
9の外周面に接触しさらに押圧されると、図3に示すよ
うに、枕様構造体17のインゴットとの当接面が、凹凸
を有するインゴット9表面に全体的に密着するように変
形するものである。
In this embodiment, the pillow-like structure 17 serving as the contact portion of the single crystal ingot gripping mechanism is composed of a fiber bulky aggregate 17c made of carbon fiber, and this fiber bulky aggregate 17c is connected to the single crystal abutment. 1 and 2, except that it comprises a surrounding body 17 b made of metal foil that covers the outside from the opening side of the concave portion provided in the mounting portion 16. In the apparatus of this embodiment, the pillow-like structure (single-crystal contact portion) 17 contacts the outer peripheral surface of the single-crystal ingot 9 to be grown, and is further pressed as shown in FIG. As shown in (1), the contact surface of the pillow-like structure 17 with the ingot is deformed so as to be in close contact with the surface of the ingot 9 having irregularities.

【0049】次に、図4(a)および(b)は、本発明
に係るシリコン単結晶引き上げ装置の別の実施態様にお
ける要部構成を使用状態において、模式的に示すもので
ある。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) schematically show a main part configuration of another embodiment of the silicon single crystal pulling apparatus according to the present invention in use.

【0050】この実施態様においては、単結晶インゴッ
ト把持機構40は、チャンバーの軸線を中心として配置
され、下端部位に軸線方向に沿う複数の切り割りを周面
に有するコレット41と、このコレット41の外周面に
摺動可能に嵌合された筒状かしめ具32とを有してい
る。このコレット41の上端部は、そのコレット外周面
に固定されたコレット連結円筒43によって、チャンバ
ー外へと延長されており、一方、筒状かしめ具42も同
様にかしめ具連結円筒44によって、チャンバー外へと
延長されている。そして、コレット連結円筒43は、か
しめ具連結円筒44内方に同軸的に配されたものとなっ
ているが、双方は、それぞれの外周面部に接続端部を有
する伸縮可能なシリンダ機構45によって変位可能に係
合されており、図示しない駆動源によってシリンダ機構
45を伸縮することによって、それぞれの連結円筒下端
部に接続されたコレット41とかしめ具42との相対的
位置が変動し、コレット41下端部の径が拡縮される。
In this embodiment, the single crystal ingot gripping mechanism 40 is arranged around the axis of the chamber, and has a plurality of cuts on its peripheral surface along the axial direction at its lower end. And a cylindrical caulking tool 32 slidably fitted to the surface. The upper end of the collet 41 is extended to the outside of the chamber by a collet connecting cylinder 43 fixed to the outer peripheral surface of the collet. On the other hand, the cylindrical caulking tool 42 is similarly extended outside the chamber by a caulking tool connecting cylinder 44. Has been extended to The collet connecting cylinder 43 is coaxially arranged inside the caulking tool connecting cylinder 44, and both are displaced by an extendable cylinder mechanism 45 having a connection end on each outer peripheral surface. When the cylinder mechanism 45 is extended and contracted by a drive source (not shown), the relative position between the collet 41 and the caulking tool 42 connected to the lower end of the connecting cylinder is changed. The diameter of the part is scaled.

【0051】また、コレット連結円筒43上端には、等
間隔(120°毎)で3本の結晶把持部引き上げワイヤ
ー46(46a、46b、46c)が接続されて懸架さ
れており、これらのワイヤー46は、単結晶把持機構引
き上げモーター47の駆動軸に取り付けられおり、単結
晶インゴット把持機構40は、種結晶引き上げモーター
34に種結晶引き上げワイヤー32によって連結された
種結晶保持部36とは独立してチャンバー内を昇降可能
とされ、かつかしめ具連結円筒34に連結される回転伝
達機構38および回転モーター39を駆動することによ
って、チャンバー軸回りには種結晶保持部と同期して回
転するものとされている。なお、図中、符号50は、チ
ャンバーとかしめ具連結円筒34とのシール部を示す。
At the upper end of the collet connecting cylinder 43, three crystal holding portion pulling wires 46 (46a, 46b, 46c) are connected and suspended at equal intervals (every 120 °). Is attached to the drive shaft of a single crystal gripping mechanism pulling motor 47, and the single crystal ingot gripping mechanism 40 is independent of the seed crystal holding unit 36 connected to the seed crystal pulling motor 34 by the seed crystal pulling wire 32. By driving a rotation transmission mechanism 38 and a rotation motor 39 connected to the caulking tool connection cylinder 34, the rotation can be performed in the chamber in synchronization with the seed crystal holding unit. ing. In the drawing, reference numeral 50 indicates a seal portion between the chamber and the caulking tool connecting cylinder 34.

【0052】そして、この実施態様においても、前記コ
レット31の下端部内周面、すなわち、シリコン単結晶
インゴット39との当接面に、前記図2(a)および
(b)に示したものと同様の枕状構造体51が全周にわ
たり配されており、単結晶インゴッ379のダッシュズ
ネック部下方に設けられるミニ直胴部39aを、前記コ
レット41で挟持した際に、当該挟持面において枕状構
造体51の変形による上記したような所望の密着把持が
なされるものとされている。
Also in this embodiment, the inner peripheral surface of the lower end of the collet 31, that is, the contact surface with the silicon single crystal ingot 39, is the same as that shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The pillow-like structure 51 is disposed over the entire circumference, and when the mini-rect body portion 39a provided below the dashes neck portion of the single crystal ingot 379 is clamped by the collet 41, the pillow-like structure is formed on the clamping surface. The desired close gripping as described above due to the deformation of the structure 51 is performed.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、シリ
コン単結晶インゴット引き上げ操作途中において、育成
されるシリコン単結晶インゴットを機械的把持機構によ
って把持するにおいて、把持機構のシリコン単結晶イン
ゴットとの当接部が外力により変形可能な構造体とされ
ているために、インゴット表面の凹凸に追従して当接面
が変形するため、インゴットに対して均一に接すること
ができ、片当たり等による集中応力の発生等の不具合が
生じることなく、負荷される押圧力を当接部全体に均一
に分散させて、インゴットを把持することができるた
め、把持における安定性および信頼性が向上するもので
ある。
As described above, according to the present invention, when the silicon single crystal ingot to be grown is gripped by the mechanical gripping mechanism during the pulling operation of the silicon single crystal ingot, the silicon single crystal ingot of the gripping mechanism can be used. The contact part of the ingot has a structure that can be deformed by external force, and the contact surface deforms following the irregularities on the surface of the ingot. Without inconvenience such as the occurrence of concentrated stress, the applied pressing force can be evenly distributed throughout the abutting part and the ingot can be gripped, so that stability and reliability in gripping are improved. is there.

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

【図1】 本発明に係る単結晶引き上げ装置の一実施態
様の要部構成を使用状態において模式的に示す概略図、
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a main part configuration of an embodiment of a single crystal pulling apparatus according to the present invention in a use state;

【図2】 (a)図1の実施態様のさらに要部構成を使
用状態において模式的に示す横断面図、(b)は同縦断
面図、
2 (a) is a cross-sectional view schematically showing a further essential part of the embodiment of FIG. 1 in a use state, FIG. 2 (b) is a longitudinal sectional view of the same,

【図3】 本発明に係る単結晶引き上げ装置の別の実施
態様の要部構成を使用状態において模式的に示す縦断面
図、
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a main part configuration of another embodiment of the single crystal pulling apparatus according to the present invention in a use state,

【図4】 (a)本発明に係る単結晶引き上げ装置のさ
らに別の実施態様の要部構成を使用状態において模式的
に示す概略図、(b)は(a)図におけるA−A線断面
図。
FIG. 4 (a) is a schematic view schematically showing a main part configuration of still another embodiment of the single crystal pulling apparatus according to the present invention in a use state, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 石英製坩堝 1b グラファイト製坩堝 1 坩堝 2 種結晶引き上げワイヤー 3 結晶保持機構支持盤 4 種結晶引き上げモーター 5 支持盤回転用モーター 6 種結晶保持部 7 種結晶 8 シリコン融液 9 単結晶インゴット 10 単結晶インゴット把持機構 11 貫通孔 12 支持ロッド 13 支点 14 結晶保持用アーム 15 支点 16 単結晶当接部取り付け部 17 枕様構造体 17a 球状体、 17b 囲繞体、 17c 繊維嵩高集合体 18 水平突当部 19 支持枠 20 ネジ取り付け部 21 位置調整ネジ 22 支点 23 単結晶把持機構引き上げモーター 24 単結晶把持機構引き上げワイヤー 34 種結晶引き上げモーター 36 種結晶保持部 37 種結晶 39 単結晶インゴット 39a ミニ直胴部 40 単結晶インゴット把持機構 41 コレット 42 筒状かしめ具 43 コレット連結円筒 44 かしめ具連結円筒 45 シリンダ機構 46 結晶保持部引き上げワイヤー 47 単結晶把持機構引き上げモーター 48 回転伝達機構 49 回転モーター 50 シール部 51 枕様構造体 1a Quartz crucible 1b Graphite crucible 1 Crucible 2 Seed crystal pulling wire 3 Crystal holding mechanism support plate 4 Seed crystal pulling motor 5 Motor for rotating support plate 6 Seed crystal holding unit 7 Seed crystal 8 Silicon melt 9 Single crystal ingot 10 Single Crystal ingot gripping mechanism 11 Through hole 12 Support rod 13 Support point 14 Crystal holding arm 15 Support point 16 Single crystal contact part attaching part 17 Pillow-like structure 17a Spherical body, 17b Surrounding body, 17c Fiber bulky assembly 18 Horizontal abutting part DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Support frame 20 Screw attachment part 21 Position adjustment screw 22 Support 23 Single crystal gripping mechanism pulling motor 24 Single crystal gripping mechanism pulling wire 34 Seed crystal pulling motor 36 Seed crystal holding part 37 Seed crystal 39 Single crystal ingot 39a Mini straight body part 40 Single crystal ingot gripping mechanism 41 Tsu DOO 42 cylindrical caulking member 43 collet connecting cylinder 44 crimping tool coupling cylinder 45 cylinder mechanism 46 crystal holder pulling wire 47 single crystal gripping mechanism pulling motor 48 rotation transmission mechanism 49 rotates the motor 50 seal portion 51 pillow-like structure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 新一 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地59 日鐵プラント設計株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shinichi Morita 46-59 Nakahara, Toba-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Nippon Steel Plant Design Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン融液に種結晶を浸漬し、この種
結晶を引き上げることにより種結晶後端部にシリコン単
結晶インゴットを育成させ、その後育成されるシリコン
単結晶インゴットを機械的に把持して引き上げを行うシ
リコン単結晶の引き上げ方法であって、前記機械的把持
を行う手段のインゴットとの当接部を機械的把持の際に
加わる押圧力によって変形させ、シリコン単結晶インゴ
ット表面に密接させて把持することを特徴とするシリコ
ン単結晶の引き上げ方法。
1. A seed crystal is immersed in a silicon melt, and the seed crystal is pulled up to grow a silicon single crystal ingot at a rear end portion of the seed crystal. Thereafter, the grown silicon single crystal ingot is mechanically gripped. A method of pulling a silicon single crystal, wherein the contact portion of the means for performing mechanical gripping with the ingot is deformed by a pressing force applied at the time of mechanical gripping, and is brought into close contact with the surface of the silicon single crystal ingot. A method for pulling a silicon single crystal, characterized in that the silicon single crystal is pulled and held.
【請求項2】 シリコン単結晶の引き上げ装置におい
て、育成されるシリコン単結晶インゴットを機械的に把
持する把持手段と、当該把持手段を育成されるシリコン
単結晶の成長軸に沿って昇降させる昇降手段とを有し、
前記把持手段のシリコン単結晶インゴットとの当接部
が、外力により変形可能な構造体とされていることを特
徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
2. An apparatus for pulling a silicon single crystal, comprising: gripping means for mechanically gripping a silicon single crystal ingot to be grown; and elevating means for raising and lowering the gripping means along a growth axis of the silicon single crystal to be grown. And
A silicon single crystal pulling apparatus, wherein a contact portion of the gripping means with the silicon single crystal ingot has a structure deformable by an external force.
【請求項3】 前記当接部が、複数の粒状体と、これら
複数の粒状体を外方より覆う柔軟な囲繞体とより構成さ
れるものである請求項2に記載のシリコン単結晶の引き
上げ装置。
3. The pulling-up of a silicon single crystal according to claim 2, wherein the contact portion is constituted by a plurality of granular bodies and a flexible surrounding body covering the plurality of granular bodies from outside. apparatus.
【請求項4】 前記当接部が、多孔体あるいは繊維嵩高
集合体から構成されるものである請求項2に記載のシリ
コン単結晶の引き上げ装置。
4. The silicon single crystal pulling apparatus according to claim 2, wherein the contact portion is formed of a porous body or a bulky aggregate of fibers.
JP28240797A 1997-10-15 1997-10-15 Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling Pending JPH11116376A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28240797A JPH11116376A (en) 1997-10-15 1997-10-15 Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28240797A JPH11116376A (en) 1997-10-15 1997-10-15 Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11116376A true JPH11116376A (en) 1999-04-27

Family

ID=17652018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28240797A Pending JPH11116376A (en) 1997-10-15 1997-10-15 Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11116376A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007131482A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method and apparatus for producing semiconductor crystal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007131482A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method and apparatus for producing semiconductor crystal
JP4677882B2 (en) * 2005-11-10 2011-04-27 信越半導体株式会社 Semiconductor crystal manufacturing method and semiconductor crystal manufacturing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4345624B2 (en) Raw material supply apparatus and raw material supply method by Czochralski method
US20100258050A1 (en) Apparatus for producing single crystal
JPWO2002068732A1 (en) Recharge tube for solid polycrystalline raw material and method for producing single crystal using the same
EP0364899B1 (en) Apparatus and process for growing crystals of semiconductor materials
JPH03285893A (en) Crystal pulling-up apparatus
JP3760769B2 (en) Method for producing silicon single crystal
EP1538242B1 (en) Heater for crystal formation, apparatus for forming crystal and method for forming crystal
KR20100056640A (en) Single crystal growth apparatus
JPH09208364A (en) Production of silicon single crystal
JPH11116376A (en) Pulling of silicon single crystal and apparatus for pulling
US6090198A (en) Method for reducing thermal shock in a seed crystal during growth of a crystalline ingot
US5932008A (en) Apparatus for manufacturing a single-crystal and method of manufacturing a single-crystal using the same
JPH11314998A (en) Silicon single crystal pulling equipment and pulling method using the same
JP2001130995A (en) Method of pulling silicon single crystal
JP4563951B2 (en) Solid material recharging equipment
JP4052753B2 (en) Single crystal growth apparatus and single crystal growth method
JP3085565B2 (en) Recharge method in semiconductor single crystal pulling
JP2990661B2 (en) Single crystal growth method
JPH10120487A (en) Single-crystal pulling apparatus and method
JP3241518B2 (en) Silicon single crystal manufacturing equipment
JP2004292288A (en) Method for melting raw material for silicon single crystal
JPH0511074B2 (en)
JPH09202685A (en) Apparatus for pulling up single crystal
JP4273820B2 (en) Single crystal pulling method
JP3721977B2 (en) Single crystal pulling method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040804

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060905

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070109