JPH111389A - Apparatus for pulling up single crystal - Google Patents

Apparatus for pulling up single crystal

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JPH111389A
JPH111389A JP16953997A JP16953997A JPH111389A JP H111389 A JPH111389 A JP H111389A JP 16953997 A JP16953997 A JP 16953997A JP 16953997 A JP16953997 A JP 16953997A JP H111389 A JPH111389 A JP H111389A
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single crystal
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seed
pull
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Eiichi Iino
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the rapid change of seed crystals or seed holders, etc. by using a chamber and to shorten the hour of operation as the whole in the case of producing a single crystal having a large diameter, by installing a chamber of a small volume on the top of a pull chamber of an enlarged apparatus for pulling up by a czochralski method. SOLUTION: This apparatus is equipped with at least a base chamber 1 for housing a crucible 4 for packing a raw material melt, a pull chamber 2 for taking out a grown crystal rod, a chamber 13 of small volume which is installed on the top of the pull chamber 2 and is used for changing seed crystals 11, a gate valve 3 for cut-off between the base chamber and the pull chamber 2 and a gate valve 14 for cut-off between the pull chamber 2 and the chamber 13 of small volume. Consequently, the opening of the pull chamber 2 enlarged in volume is not required to change seed crystals 11 and a time especially for evacuation and replacement of an inert gas can be extremely shortened.

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、チョクラルスキー
法(Czochralski Method=CZ法、引上げ法)による単
結晶引上げ装置において、種結晶交換用等の小容量の真
空室を具備する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal pulling apparatus using the Czochralski method (CZ method, pulling method), which is provided with a small-capacity vacuum chamber for exchanging seed crystals.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコン等の半導体の多結晶材料
から単結晶を得る方法として、チョクラルスキー法が知
られている。チョクラルスキー法は、多結晶材料をいっ
たん融解し、単結晶からなる種結晶を原料融液に接触さ
せた後、回転させながらゆっくりと引き上げることによ
り単結晶棒を得る方法であり、種結晶を引き上げる手段
としてシャフトを用いる方法とワイヤを用いる方法とが
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, the Czochralski method has been known as a method for obtaining a single crystal from a semiconductor polycrystalline material such as silicon. The Czochralski method is a method in which a polycrystalline material is melted once, a seed crystal made of a single crystal is brought into contact with a raw material melt, and then slowly pulled up while rotating to obtain a single crystal rod. There are a method using a shaft and a method using a wire as means for lifting.

【0003】従来のワイヤを用いた単結晶引上げ装置の
一般的な構成例を図2に示す。この図に示すように、単
結晶引上げ装置は、少なくとも原料融液を充填するルツ
ボを収容するベースチャンバ1と、育成された結晶棒を
取り出すためのプルチャンバ2と、チャンバ間を遮断す
るためのゲートバルブ3を具備している。
FIG. 2 shows a general configuration example of a conventional single crystal pulling apparatus using a wire. As shown in this figure, the single crystal pulling apparatus includes a base chamber 1 for accommodating a crucible for filling at least a raw material melt, a pull chamber 2 for taking out grown crystal rods, and a gate for shutting off between the chambers. A valve 3 is provided.

【0004】そして、ベースチャンバ1中には、ルツボ
4と、ルツボの周囲に配置されたヒータ5および断熱材
6が収容されており、ルツボ4を回転させるルツボ保持
軸7及び回転機構8が設置されている。プルチャンバ2
の上部には、ワイヤを回転および巻き取るワイヤ巻取機
構を収納するボックス9があり、このワイヤ巻取機構か
ら巻き出されるワイヤ10の先端には、種結晶11を保
持する種ホルダ12が係止されている。種ホルダ12
は、プルチャンバ2、ゲートバルブ3を通して、ベース
チャンバ1内の原料融液に達することができ、回転上下
動自在に構成されている。
In the base chamber 1, a crucible 4, a heater 5 and a heat insulating material 6 arranged around the crucible are accommodated, and a crucible holding shaft 7 for rotating the crucible 4 and a rotating mechanism 8 are installed. Have been. Pull chamber 2
A box 9 for accommodating a wire winding mechanism for rotating and winding the wire is provided at the upper part of the wire. A seed holder 12 for holding a seed crystal 11 is attached to the tip of the wire 10 unwound from the wire winding mechanism. Has been stopped. Seed holder 12
Can reach the raw material melt in the base chamber 1 through the pull chamber 2 and the gate valve 3, and are configured to be rotatable up and down.

【0005】プルチャンバ2は育成された単結晶棒を取
り出すため開放可能に構成されており、プルチャンバ2
を開放する時にベースチャンバ1を外気と遮断するた
め、ゲートバルブ3がプルチャンバ2とベースチャンバ
1との間に配置されている。
The pull chamber 2 is configured to be openable for taking out the grown single crystal rod.
A gate valve 3 is disposed between the pull chamber 2 and the base chamber 1 in order to shut off the base chamber 1 from the outside air when opening the base.

【0006】次に、上記の単結晶引上げ装置による単結
晶育成方法について説明する。まず、ルツボ4内に所望
の高純度多結晶材料を充填し、ヒータ5によって該多結
晶材料の融点(シリコンであれば約1400°C)以上
に加熱して融解する。次に、ワイヤ10を巻き出すこと
により融液の表面略中心部に種結晶11の先端を接触又
は浸漬させる。その後、ルツボ保持軸7を適宜の方向に
回転させるとともに、ワイヤ10を回転させながらゆっ
くりと巻き取り、種結晶11を引き上げることにより、
単結晶育成が開始される。以後、主に引上げ速度と温度
を適切に調節することにより略円柱形状の単結晶棒を得
ることができる。
Next, a method for growing a single crystal using the above-described single crystal pulling apparatus will be described. First, the crucible 4 is filled with a desired high-purity polycrystalline material, and is heated and melted by the heater 5 to a temperature higher than the melting point of the polycrystalline material (about 1400 ° C. for silicon). Next, by unwinding the wire 10, the tip of the seed crystal 11 is brought into contact with or immersed substantially in the center of the surface of the melt. Thereafter, the crucible holding shaft 7 is rotated in an appropriate direction, the wire 10 is rotated slowly while being wound, and the seed crystal 11 is pulled up.
Single crystal growth is started. Thereafter, a substantially cylindrical single crystal rod can be obtained mainly by appropriately adjusting the pulling speed and the temperature.

【0007】単結晶の育成が終了したなら、種ホルダ1
2を上部のボックス9中に格納された不図示のワイヤ巻
取機構によって上昇させ、成長単結晶棒をプルチャンバ
2内に移動する。種ホルダ12とともに単結晶棒がプル
チャンバ2内に収容されたなら、ゲートバルブ3を閉じ
て、プルチャンバ2とベースチャンバ1を遮断する。プ
ルチャンバ2内を常圧にした後、プルチャンバ2の不図
示の結晶取り出し用ドアを開放する。育成された結晶棒
を炉外に取り出す。
When the growth of the single crystal is completed, the seed holder 1
2 is raised by a wire winding mechanism (not shown) stored in the upper box 9, and the grown single crystal rod is moved into the pull chamber 2. When the single crystal rod is housed in the pull chamber 2 together with the seed holder 12, the gate valve 3 is closed, and the pull chamber 2 and the base chamber 1 are shut off. After the internal pressure of the pull chamber 2 is reduced to normal pressure, a crystal take-out door (not shown) of the pull chamber 2 is opened. The grown crystal rod is taken out of the furnace.

【0008】結晶棒の取り出しが終了したら、プルチャ
ンバ2の結晶取り出し用ドアを閉め、プルチャンバ内を
真空排気の後、不活性ガス雰囲気に置換する。ガス雰囲
気、圧力をベースチャンバ1と同じにし、ゲートバルブ
3を開ける。そして、種ホルダ12をワイヤ巻取機構に
よって下降させることによって種結晶11を下降させ、
再度結晶の引上げを行う。
When the removal of the crystal rod is completed, the door for removing the crystal of the pull chamber 2 is closed, and the inside of the pull chamber is evacuated and then replaced with an inert gas atmosphere. The gas atmosphere and pressure are made the same as those of the base chamber 1, and the gate valve 3 is opened. Then, the seed crystal 11 is lowered by lowering the seed holder 12 by the wire winding mechanism,
The crystal is pulled up again.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このようなチョクラル
スキー法において、プルチャンバを開放する必要が生じ
るのは、上記のような成長単結晶棒を取り出す場合に限
られず、種結晶を交換する等の理由から行われる場合が
ある。
In such a Czochralski method, the need to open the pull chamber is not limited to the case where the grown single crystal rod is taken out as described above. May be done for a reason.

【0010】例えば、誤った軸方位の種結晶を用いた場
合に、これを正規のものに取り換える場合、あるいは育
成中に結晶が有転位化した場合に、育成結晶棒を再溶融
の後、改めて結晶の引上げを行うが、この際種結晶が短
すぎて、正規の長さを有するものに交換してからでない
と引上げが出来ない場合がある。さらに、結晶育成前あ
るいは育成中において、原料融液にルツボその他から派
生した異物が浮遊し、種結晶あるいは成長中の結晶棒に
付着し、有転位化する場合がある。このような場合に
は、その異物が付着した種結晶あるいは結晶棒を取り出
すことによって、異物を取り除く必要がある。また、操
業中種ホルダに劣化その他の理由から異常が生じた場合
に、これを新しいものに交換する必要が生じることもあ
る。
For example, when a seed crystal having an incorrect axis orientation is used, when the seed crystal is replaced with a regular one, or when the crystal is dislocated during the growth, the grown crystal rod is re-melted and then renewed. When the crystal is pulled, the seed crystal may be too short at this time to be replaced with one having a regular length before it can be pulled. Further, before or during crystal growth, foreign substances derived from the crucible or the like may float in the raw material melt, adhere to the seed crystal or the growing crystal rod, and become dislocated. In such a case, it is necessary to remove the foreign matter by removing the seed crystal or crystal rod to which the foreign matter has adhered. Further, when an abnormality occurs in the seed holder during operation due to deterioration or other reasons, it may be necessary to replace the holder with a new one.

【0011】さらには、例えば、アンチモン、ひ素をド
ープする単結晶の引上げにおいては、当初種ホルダに種
結晶をセットするのではなく、ドープ剤をセットし、多
結晶原料の溶融が終了してから、種ホルダを下降させる
ことによって、原料融液にドープ剤を投入し、その後種
ホルダにセットされたドープ剤投入器を、種結晶に交換
して結晶の育成を行う場合もある。
Further, for example, in pulling a single crystal doped with antimony or arsenic, a doping agent is set instead of initially setting the seed crystal in the seed holder, and after the melting of the polycrystalline raw material is completed. In some cases, the seed holder is lowered to introduce a doping agent into the raw material melt, and then the doping agent set in the seed holder is replaced with a seed crystal to grow the crystal.

【0012】また、本出願人はいわゆるネッキングによ
る絞り部を形成することなく、結晶を単結晶化させるこ
とができ、大直径かつ長尺な高重量のシリコン単結晶
を、結晶保持機構のような複雑な装置を使用することな
く、極めて簡単に引上げることができる、シリコン単結
晶の製造方法を開発することに成功し、先に提案した
(特願平9−17687号)。
Further, the present applicant can crystallize a single crystal without forming a narrowed portion by so-called necking, and can convert a large-diameter, long, and heavy silicon single crystal into a crystal holding mechanism. The present inventors have succeeded in developing a method of manufacturing a silicon single crystal which can be pulled up very easily without using a complicated apparatus, and have previously proposed the method (Japanese Patent Application No. 9-17687).

【0013】この方法は、種結晶としてシリコン融液に
接触させる先端部の形状が、尖った形状または尖った先
端を切り取った形状であるものとし、まず該種結晶の先
端をシリコン融液にしずかに接触させた後、種結晶を低
速度で下降させることによって種結晶の先端部が所望の
太さとなるまで溶融し、その後、種結晶をゆっくりと上
昇させ、ネッキングを行うことなく、所望径のシリコン
単結晶棒を育成させる、というようなシリコン単結晶の
製造方法である。
According to this method, the tip of the seed crystal to be brought into contact with the silicon melt has a sharp shape or a shape obtained by cutting off the sharp tip. After contacting with the seed crystal, the seed crystal is lowered at a low speed so that the tip of the seed crystal is melted to a desired thickness, and then the seed crystal is slowly raised, and without necking, the desired diameter of the seed crystal is reduced. This is a method for producing a silicon single crystal in which a silicon single crystal rod is grown.

【0014】ところが、このようなネッキングを行わな
いチョクラルスキー法においては、種結晶を接触、溶融
する過程で種結晶が有転位化した場合に限らず、成長単
結晶が有転位化した場合においても、その再溶融の過程
で転位が種結晶にまで及ぶので、再度同じ種結晶から、
同様にネッキングを行うことなく単結晶を成長させるこ
とは不可能となる。すなわち、ネッキングを行わないチ
ョクラルスキー法は、一旦種結晶あるいは単結晶に転位
を発生させると、同じ種結晶からはやり直しがきかない
ので、種結晶を交換する必要がある。
However, in the Czochralski method in which such necking is not performed, not only when the seed crystal is dislocated during the contact and melting of the seed crystal, but also when the growing single crystal is dislocated. In the remelting process, dislocations extend to the seed crystal, so again from the same seed crystal,
Similarly, it becomes impossible to grow a single crystal without necking. That is, in the Czochralski method in which necking is not performed, once dislocations are generated in a seed crystal or a single crystal, the same seed crystal cannot be redone, so the seed crystal needs to be replaced.

【0015】従来このような成長単結晶棒の取り出し以
外の場合においても、上記育成された結晶棒を取り出す
場合と同様に、種ホルダ12をプルチャンバ2内まで引
上げた後、プルチャンバ2を開放して種結晶等を交換し
ていた。
Conventionally, in cases other than the removal of the grown single crystal rod, the seed holder 12 is pulled up to the inside of the pull chamber 2 and then the pull chamber 2 is opened, similarly to the case of removing the grown crystal rod. Seed crystals were replaced.

【0016】ところが、近年の半導体デバイスの高集積
化にともない、結晶が大直径かつ長尺化しており、育成
する結晶の大直径・長尺化は、必然的に単結晶引上げ装
置の大型化をもたらしている。したがって、このような
結晶棒を収容するプルチャンバの容量も大きくなってお
り、上記のように引き上げた単結晶棒を取り出すため
に、あるいは種結晶等を交換するためにプルチャンバを
開放する必要が生じた場合、種ホルダをプルチャンバに
移動し、ゲートバルブを閉じ、プルチャンバを開放し、
結晶取り出しあるいは種結晶の交換を行い、プルチャン
バを閉じて、真空排気の後、不活性ガス置換し、ゲート
バルブを開けるといった一連の操作に要する時間が非常
に長くなっている。
However, with the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices, crystals have become larger in diameter and longer, and the larger diameter and longer length of the crystal to be grown inevitably necessitates a larger single crystal pulling apparatus. Has brought. Therefore, the capacity of the pull chamber for accommodating such a crystal rod has also become large, and it has become necessary to open the pull chamber to take out the single crystal rod pulled up as described above or to exchange a seed crystal or the like. If so, move the seed holder to the pull chamber, close the gate valve, open the pull chamber,
The time required for a series of operations such as taking out a crystal or exchanging a seed crystal, closing a pull chamber, evacuating, replacing with an inert gas, and opening a gate valve is extremely long.

【0017】このような結晶棒の取り出し、種結晶の交
換作業の長時間化は、結晶製造時間全体に及ぼす影響が
無視出来ないほど大きくなっており、大直径結晶の生産
性低下の原因となっている。
Such a prolonged operation of taking out the crystal rod and exchanging the seed crystal has such an effect that the influence on the entire crystal production time cannot be ignored, and causes a decrease in productivity of the large diameter crystal. ing.

【0018】そこで、本発明は上記のような問題に鑑み
てなされたもので、大型化したチョクラルスキー法によ
る単結晶引上げ装置において、迅速に種結晶の交換作業
を行うことが出来る装置を提供し、これによって特に大
直径の単結晶の生産性を向上せしめることを目的とす
る。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides an apparatus capable of quickly exchanging seed crystals in an enlarged single crystal pulling apparatus by the Czochralski method. Accordingly, it is an object of the present invention to improve productivity of a single crystal having a large diameter.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に記載した発明は、少なくとも原
料融液を充填するルツボを収容するベースチャンバと、
育成された結晶棒を取り出すためのプルチャンバと、チ
ャンバ間を遮断するためのゲートバルブを具備するチョ
クラルスキー法による単結晶引上げ装置において、該プ
ルチャンバの上部に、小容量のチャンバを設置したこと
を特徴とする単結晶引上げ装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 of the present invention provides a base chamber containing at least a crucible filled with a raw material melt,
In a single crystal pulling apparatus by a Czochralski method having a pull chamber for taking out grown crystal rods and a gate valve for shutting off between the chambers, a small-capacity chamber was installed above the pull chamber. This is a unique single crystal pulling device.

【0020】このように、小容量のチャンバを設置すれ
ば、大容量化した結晶取り出し用のプルチャンバを開放
する必要はなく、種結晶の交換等の作業はこの小容量の
チャンバを用いて行うことが出来る。そして、小容量の
チャンバでは、特に真空排気、不活性ガス置換の時間が
格段に短縮されるので、種結晶交換等の作業時間を短縮
することが出来、全体としてチョクラルスキー法による
単結晶の生産性を向上せしめることが出来る。
As described above, if a small-capacity chamber is installed, it is not necessary to open a large-capacity pull-out chamber for taking out a crystal, and operations such as replacement of seed crystals can be performed using this small-capacity chamber. Can be done. In a small-capacity chamber, the time for evacuation and inert gas replacement is significantly reduced, so that the work time for seed crystal exchange and the like can be shortened. Productivity can be improved.

【0021】本発明の請求項2に記載した発明は、請求
項1に記載の単結晶引上げ装置であって、前記チャンバ
間を遮断するためのゲートバルブを2ケ具備することを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the single crystal pulling apparatus according to the first aspect, further comprising two gate valves for shutting off the space between the chambers.

【0022】このように、単結晶引上げ装置にゲートバ
ルブを2ケ具備するように構成すれば、小容量のチャン
バとプルチャンバあるいはベースチャンバとの遮断が容
易に出来るので、種結晶交換あるいは成長単結晶棒の取
り出しのいずれの作業をも簡単、迅速に行うことが出来
る。
If the single crystal pulling apparatus is provided with two gate valves as described above, it is possible to easily shut off the small-capacity chamber from the pull chamber or the base chamber. Any operation of removing the rod can be performed easily and quickly.

【0023】また、本発明の請求項3に記載した発明
は、請求項1または請求項2に記載の単結晶引上げ装置
であって、前記小容量のチャンバは、種結晶交換用チャ
ンバであることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the single crystal pulling apparatus according to the first or second aspect, wherein the small capacity chamber is a seed crystal exchange chamber. It is characterized by.

【0024】このように、小容量チャンバを種結晶交換
用チャンバとすれば、結晶取り出し用のプルチャンバの
ような容量は必要なく、種ホルダと種が収容出来る容量
があれば足りるので、プルチャンバに対して極めて少容
量化することが出来る。そして、本発明の装置はネッキ
ングを行わないチョクラルスキー法のように、種結晶の
交換を従来より頻繁に行う必要が生じる方法において、
迅速に種結晶の交換が出来るので特に有益となる。
As described above, if the small-capacity chamber is used as a seed crystal exchange chamber, the capacity required for a pull chamber for taking out crystals is not required, and a sufficient capacity for accommodating the seed holder and the seed is sufficient. And the capacity can be extremely reduced. Then, the apparatus of the present invention is a method in which it is necessary to exchange seed crystals more frequently than before, such as the Czochralski method without necking,
This is particularly advantageous because seed crystals can be exchanged quickly.

【0025】本発明の請求項4に記載した発明は、請求
項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の単結晶引上
げ装置であって、育成される単結晶が、シリコン単結晶
棒であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the single crystal pulling apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the single crystal to be grown is a silicon single crystal rod. There is a feature.

【0026】このように、本発明にかかる単結晶引上げ
装置は、ますます大直径・長尺化しており、装置の大型
化が進んでいるシリコン単結晶棒の引上げ装置におい
て、特に種結晶交換等の作業を迅速化することが出来、
生産性の向上に寄与することが出来る。
As described above, the single crystal pulling apparatus according to the present invention has a larger diameter and a longer length, and the apparatus for pulling a silicon single crystal rod, which has been increasing in size, is particularly suitable for exchanging seed crystals. Work can be accelerated,
It can contribute to the improvement of productivity.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本
発明者らは、ますます大型化している単結晶引上げ装置
において、プルチャンバを開放する作業を行う場合に、
大容量化したプルチャンバを排気、不活性ガス置換する
のに要する時間が長くなっており、生産性に影響する度
合いが大きくなっていることに鑑み、これを短く出来な
いか種々検討した結果本発明を完成させたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments. The present inventors have found that when performing an operation of opening a pull chamber in a single crystal pulling apparatus that is becoming increasingly large,
In view of the fact that the time required for exhausting and replacing the inert gas with the large-capacity pull chamber is long and the degree of affecting the productivity has been increased, various examinations have been made as to whether this can be shortened as a result of the present invention. Is completed.

【0028】すなわち、大直径・長尺化した単結晶棒を
取り出すために、プルチャンバを大容量化するのはやむ
を得ないにしても、種結晶の交換等の作業はこのような
大容量化したプルチャンバで行わなければならないもの
ではなく、種結晶の交換作業のために結晶の取り出しと
同じような時間を費やすのは無駄である。そこで、結晶
の取り出し作業と、種結晶等の交換作業を別のチャンバ
で行うことにした。
That is, even if it is inevitable to increase the capacity of the pull chamber in order to take out a single crystal rod having a large diameter and a long length, operations such as replacement of a seed crystal are performed in such a large capacity pull chamber. It is useless to spend the same time as the removal of the crystal for the replacement of the seed crystal. Therefore, the work of taking out the crystal and the work of exchanging the seed crystal and the like are performed in different chambers.

【0029】以下、本発明にかかる単結晶引上げ装置を
図面に基づき説明すると、図1は本発明にかかる小容量
のチャンバを有する装置の一構成例である。(図中、従
来装置のものと同じ部材には同じ符号が付してある。)
Hereinafter, a single crystal pulling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an apparatus having a small capacity chamber according to the present invention. (In the figure, the same members as those of the conventional device are denoted by the same reference numerals.)

【0030】この図に示すように、単結晶引上げ装置
は、少なくとも原料融液を充填するルツボを収容するベ
ースチャンバ1と、育成された結晶棒を取り出すための
プルチャンバ2と、チャンバ間を遮断するためのゲート
バルブ3を具備している点は、従来装置と同様である。
As shown in this figure, the single crystal pulling apparatus shuts off a space between a base chamber 1 for accommodating at least a crucible filled with a raw material melt, a pull chamber 2 for taking out grown crystal rods, and a chamber. Is provided with a gate valve 3 for the same as the conventional apparatus.

【0031】そして、本発明にかかる装置においては、
さらに結晶を取り出すためのプルチャンバ2の上部に小
容量の種結晶交換用チャンバ13が設けられており、下
方のプルチャンバ2とは小型のゲートバルブ14で遮断
出来るようになっている。この場合、種結晶交換用の小
容量のチャンバ13は、種結晶11および種ホルダ12
を収容出来る容量があれば足り、小型のものとすること
が出来る。
In the apparatus according to the present invention,
Further, a small-capacity seed crystal exchange chamber 13 is provided above the pull chamber 2 for taking out crystals, and can be isolated from the lower pull chamber 2 by a small gate valve 14. In this case, the small-capacity chamber 13 for exchanging the seed crystal includes the seed crystal 11 and the seed holder 12.
It is sufficient if it has a capacity that can accommodate a small size.

【0032】この小容量のチャンバ13は種結晶の交換
等が出来るように、例えばベローズチャンバになってお
り、開放可能に構成されている。そして小容量のチャン
バ13を開放する時にプルチャンバ2およびベースチャ
ンバ1を外気と遮断するため、ゲートバルブ14が小容
量のチャンバ13とプルチャンバ2との間に配置されて
いる。
The small-capacity chamber 13 is, for example, a bellows chamber so that a seed crystal can be exchanged or the like, and is configured to be openable. A gate valve 14 is disposed between the small-capacity chamber 13 and the pull chamber 2 to shut off the pull chamber 2 and the base chamber 1 from the outside air when the small-capacity chamber 13 is opened.

【0033】また、ベースチャンバ1中には、ルツボ4
と、ルツボの周囲に配置されたヒータ5および断熱材6
が収容されており、ルツボ4を回転させるルツボ保持軸
7及び回転機構8が設置されている。小容量のチャンバ
13の上部には、ワイヤを回転および巻き取るワイヤ巻
取機構を収納するボックス9があり、このワイヤ巻取機
構から巻き出されるワイヤ10の先端には、種結晶11
を保持する種ホルダ12が係止されている。種ホルダ1
2は、小容量のチャンバ13、ゲートバルブ14、プル
チャンバ2、ゲートバルブ3を通して、ベースチャンバ
1内の原料融液に達することができ、回転上下動自在に
構成されている。
The base chamber 1 contains a crucible 4
And a heater 5 and a heat insulating material 6 arranged around the crucible
And a crucible holding shaft 7 for rotating the crucible 4 and a rotation mechanism 8 are provided. Above the small-capacity chamber 13, there is a box 9 for accommodating a wire winding mechanism for rotating and winding the wire. At the tip of the wire 10 unwound from the wire winding mechanism, a seed crystal 11 is provided.
Is locked. Seed holder 1
Numeral 2 can reach the raw material melt in the base chamber 1 through a small-capacity chamber 13, a gate valve 14, a pull chamber 2 and a gate valve 3, and is configured to be rotatable up and down.

【0034】プルチャンバ2は育成された単結晶棒を取
り出すため開放可能に構成されており、プルチャンバ2
を開放する時にベースチャンバ1を外気と遮断するた
め、ゲートバルブ3がプルチャンバ2とベースチャンバ
1との間に配置されている。
The pull chamber 2 is configured to be openable for taking out the grown single crystal rod.
A gate valve 3 is disposed between the pull chamber 2 and the base chamber 1 in order to shut off the base chamber 1 from the outside air when opening the base.

【0035】次に、上記の本発明にかかる単結晶引上げ
装置による単結晶育成方法について説明すると、これは
従来の装置とほぼ同様に行うことが出来る。まず、ルツ
ボ4内に所望の高純度多結晶材料を充填し、ヒータ5に
よって該多結晶材料の融点(シリコンであれば約140
0°C)以上に加熱して融解する。この時、ゲートバル
ブ3およびゲートバルブ14は、開の状態にしておく。
次に、ワイヤ10を巻き出すことにより融液の表面略中
心部に種結晶11の先端を接触又は浸漬させる。その
後、ルツボ保持軸7を適宜の方向に回転させるととも
に、ワイヤ10を回転させながらゆっくりと巻き取り、
種結晶11を引き上げることにより、単結晶育成が開始
される。以後、主に引上げ速度と温度を適切に調節する
ことにより略円柱形状の単結晶棒を得ることができる。
Next, a method for growing a single crystal by the single crystal pulling apparatus according to the present invention will be described. This can be performed in substantially the same manner as the conventional apparatus. First, the crucible 4 is filled with a desired high-purity polycrystalline material, and the melting point of the polycrystalline material (approximately 140
0 ° C) to melt. At this time, the gate valve 3 and the gate valve 14 are kept open.
Next, by unwinding the wire 10, the tip of the seed crystal 11 is brought into contact with or immersed substantially in the center of the surface of the melt. Thereafter, the crucible holding shaft 7 is rotated in an appropriate direction, and the wire 10 is slowly wound up while being rotated.
By pulling up the seed crystal 11, single crystal growth is started. Thereafter, a substantially cylindrical single crystal rod can be obtained mainly by appropriately adjusting the pulling speed and the temperature.

【0036】単結晶の育成が終了したなら、種ホルダ1
2を上部のボックス9中に格納された不図示のワイヤ巻
取機構によって上昇させ、成長単結晶をプルチャンバ2
内に移動する。種ホルダ12とともに単結晶棒がプルチ
ャンバ2内に収容されたなら、ゲートバルブ3を閉じ
て、プルチャンバ2とベースチャンバ1を遮断する。小
容量のチャンバ13とともにプルチャンバ2内を常圧に
した後、プルチャンバ2の不図示の結晶取り出し用ドア
を開放する。育成された結晶棒を炉外に取り出す。
When the growth of the single crystal is completed, the seed holder 1
2 is raised by a wire take-up mechanism (not shown) stored in the upper box 9 and the grown single crystal is pulled into the pull chamber 2.
Move in. When the single crystal rod is housed in the pull chamber 2 together with the seed holder 12, the gate valve 3 is closed, and the pull chamber 2 and the base chamber 1 are shut off. After the inside of the pull chamber 2 is brought to normal pressure together with the small-capacity chamber 13, a crystal take-out door (not shown) of the pull chamber 2 is opened. The grown crystal rod is taken out of the furnace.

【0037】結晶棒の取り出しが終了したら、プルチャ
ンバ2の結晶取り出し用ドアを閉め、小容量のチャンバ
13およびプルチャンバ2内を真空排気の後、不活性ガ
ス雰囲気に置換する。ガス雰囲気、圧力をベースチャン
バ1と同じにし、ゲートバルブ3を開ける。そして、種
ホルダ12をワイヤ巻取機構によって下降させることに
よって種結晶11を下降させ、再度結晶の引上げを行
う。
When the removal of the crystal rod is completed, the crystal removal door of the pull chamber 2 is closed, and the inside of the small capacity chamber 13 and the pull chamber 2 is evacuated and then replaced with an inert gas atmosphere. The gas atmosphere and pressure are made the same as those of the base chamber 1, and the gate valve 3 is opened. Then, the seed crystal 11 is lowered by lowering the seed holder 12 by the wire winding mechanism, and the crystal is pulled up again.

【0038】次に、本発明にかかる単結晶引上げ装置に
よって、種結晶を交換する手順につき説明する。上記の
ような装置により、種結晶の交換作業は結晶取り出し作
業と類似の手順で行えば良いが、種結晶を移動させ交換
するチャンバを、小容量のチャンバ13とし、この小容
量のチャンバ13を下方のプルチャンバ2と遮断するた
めにゲートバルブ14を用いる。
Next, a procedure for replacing a seed crystal by the single crystal pulling apparatus according to the present invention will be described. With the above-described apparatus, the seed crystal replacement operation may be performed in a procedure similar to the crystal extraction operation. However, the chamber for moving and replacing the seed crystal is a small-capacity chamber 13, and this small-capacity chamber 13 is A gate valve 14 is used to shut off the lower pull chamber 2.

【0039】すなわち、種結晶あるいは種ホルダ等を交
換する必要が生じた場合、まずワイヤ巻取機構によって
種ホルダ12を上昇させ、例えば種結晶交換用の小容量
のチャンバ13内まで種結晶11を移動させる。
That is, when it is necessary to replace a seed crystal or a seed holder, the seed holder 12 is first raised by a wire winding mechanism, and the seed crystal 11 is moved into, for example, a small capacity chamber 13 for seed crystal exchange. Move.

【0040】種ホルダ12とともに種結晶11が小容量
チャンバ13内に位置したなら、ゲートバルブ14を閉
じて、小容量のチャンバ13とプルチャンバ2を遮断す
る。ベローズからなる小容量チャンバ13内を常圧にし
た後、ベローズチャンバを縮めることによって、小容量
のチャンバ13を開放する。種結晶を新しいものに交換
する。
When the seed crystal 11 is located in the small capacity chamber 13 together with the seed holder 12, the gate valve 14 is closed to shut off the small capacity chamber 13 and the pull chamber 2. After the inside of the small-capacity chamber 13 made of bellows is brought to normal pressure, the bellows chamber is contracted to open the small-capacity chamber 13. Replace the seed crystal with a new one.

【0041】種結晶を交換したら、ベローズを伸ばすこ
とによって小容量チャンバ13を外気と遮断し、チャン
バ内を真空排気の後、不活性ガス雰囲気に置換する。ガ
ス雰囲気、圧力をプルチャンバ2およびベースチャンバ
1と同じにし、ゲートバルブ14を開ける。そして、種
ホルダ12をワイヤ巻取機構によって下降させることに
よって種結晶11を下降させ、再度チョクラルスキー法
により単結晶の引上げを行う。
After the replacement of the seed crystal, the small volume chamber 13 is shut off from the outside air by extending the bellows, and the inside of the chamber is evacuated and then replaced with an inert gas atmosphere. The gas atmosphere and pressure are made the same as those of the pull chamber 2 and the base chamber 1, and the gate valve 14 is opened. Then, the seed crystal 11 is lowered by lowering the seed holder 12 by the wire winding mechanism, and the single crystal is pulled up again by the Czochralski method.

【0042】このように、種結晶の交換を種結晶交換用
の小容量のチャンバを用いて行えば、チャンバの容量が
小さいために、チャンバの開放、真空置換等に時間がか
からないとともに、不活性ガス等の節約をすることが出
来、迅速に種結晶の交換作業が出来るので、きわめて簡
単かつ効率的に種結晶の交換をすることが出来る。そし
て、このような作業性の向上は、作業上の安全性の向上
にもつながる。
As described above, if the seed crystal is exchanged using a small-capacity chamber for exchanging the seed crystal, it takes no time to open the chamber, perform vacuum replacement, and the like because of the small capacity of the chamber. Since the gas and the like can be saved and the seed crystal can be replaced quickly, the seed crystal can be replaced very easily and efficiently. Such improvement in workability also leads to improvement in work safety.

【0043】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

【0044】例えば、本発明は、通常のチョクラルスキ
ー法のみならず、単結晶の引上げ時に磁場を印加するM
CZ法(Magnetic field applied Czochralski crystal
growth method)にも同様に適用できることは言うまでも
なく、本明細書中で使用したチョクラルスキー法という
用語には、通常のチョクラルスキー法だけでなく、MC
Z法も含まれる。
For example, the present invention is applicable not only to the ordinary Czochralski method but also to a method of applying a magnetic field when pulling a single crystal.
CZ method (Magnetic field applied Czochralski crystal
It goes without saying that the term Czochralski method as used herein applies not only to the usual Czochralski method, but also to the MC method.
The Z method is also included.

【0045】また、本発明の実施形態で説明した、ベー
スチャンバ、プルチャンバ、ゲートバルブ、小容量のチ
ャンバ等の文言は、必ずしも図面に示した形態の物でな
くとも、同じ機能を奏するものであれば良く、その名称
に拘泥されるものではない。
Further, the terms such as the base chamber, the pull chamber, the gate valve, and the small-capacity chamber described in the embodiments of the present invention are not necessarily in the form shown in the drawings, but may have the same function. It's fine, and you are not bound by that name.

【0046】また、本発明の装置で育成される単結晶と
して、シリコン単結晶棒を挙げたが、本発明の装置はシ
リコンの引上げ装置のみに用いられるものではなく、化
合物半導体、酸化物単結晶等の引上げにも応用すること
が出来る。
Although a silicon single crystal rod has been described as a single crystal grown by the apparatus of the present invention, the apparatus of the present invention is not limited to a silicon pulling apparatus, but may be a compound semiconductor or an oxide single crystal. It can also be applied to pulling of etc.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、単結
晶引上げ装置に小容量のチャンバを設置したので、この
チャンバを用いて種結晶あるいは種ホルダ等を迅速に交
換することが出来る。そして、これによって大型化した
チョクラルスキー法による単結晶引上げ装置によって大
直径の単結晶を生産する場合に、全体として操業時間を
短縮することが出来るので、単結晶の生産性を向上せし
めることが出来る。
As described above in detail, according to the present invention, since a small-capacity chamber is provided in the single crystal pulling apparatus, a seed crystal or a seed holder can be quickly replaced using this chamber. When a single crystal having a large diameter is produced by a single crystal pulling apparatus using the Czochralski method, which has been increased in size, the operating time can be shortened as a whole, so that the productivity of the single crystal can be improved. I can do it.

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

【図1】本発明にかかる小容量のチャンバを有するチョ
クラルスキー法による単結晶引上げ装置の一構成例であ
る。
FIG. 1 is a configuration example of a single crystal pulling apparatus using a Czochralski method and having a small capacity chamber according to the present invention.

【図2】従来のチョクラルスキー法による単結晶引上げ
装置の構成例である。
FIG. 2 is a configuration example of a conventional single crystal pulling apparatus using the Czochralski method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ベースチャンバ、 2…プルチャ
ンバ、3…ゲートバルブ、 4…ル
ツボ、5…ヒータ、 6…断
熱材、7…ルツボ保持軸、 8…回
転機構、9…ボックス、 10…
ワイヤ、11…種結晶、 12
…種ホルダ、13…小容量チャンバ、
14…ゲートバルブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base chamber, 2 ... Pull chamber, 3 ... Gate valve, 4 ... Crucible, 5 ... Heater, 6 ... Heat insulation material, 7 ... Crucible holding shaft, 8 ... Rotation mechanism, 9 ... Box, 10 ...
Wire, 11 ... seed crystal, 12
... seed holder, 13 ... small volume chamber,
14 ... Gate valve.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも原料融液を充填するルツボを
収容するベースチャンバと、育成された結晶棒を取り出
すためのプルチャンバと、チャンバ間を遮断するための
ゲートバルブを具備するチョクラルスキー法による単結
晶引上げ装置において、該プルチャンバの上部に小容量
のチャンバを設置した、ことを特徴とする単結晶引上げ
装置。
1. A simple Czochralski method comprising a base chamber accommodating at least a crucible filled with a raw material melt, a pull chamber for taking out grown crystal rods, and a gate valve for shutting off between the chambers. A single crystal pulling apparatus, wherein a small-capacity chamber is installed above the pull chamber.
【請求項2】 前記チャンバ間を遮断するためのゲート
バルブを2ケ具備することを特徴とする請求項1に記載
の単結晶引上げ装置。
2. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, further comprising two gate valves for shutting off between the chambers.
【請求項3】 前記小容量のチャンバは、種結晶交換用
チャンバである、ことを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の単結晶引上げ装置。
3. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the small capacity chamber is a seed crystal exchange chamber.
【請求項4】 育成される単結晶が、シリコン単結晶棒
である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のい
ずれか1項に記載の単結晶引上げ装置。
4. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the single crystal to be grown is a silicon single crystal rod.
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KR101332804B1 (en) * 2013-06-18 2013-11-27 주식회사 에이에스이 Seed change unit and method for growth furnace

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013028528A (en) * 2011-07-26 2013-02-07 Kcc Corp Sapphire single crystal growth apparatus
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