JPH11157986A - 単結晶成長装置及び単結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減圧されたチャンバ内において大径、大重量
の単結晶の落下を防止して確実にかつ安全に引き上げ
る。 【解決手段】 種結晶２４ａが石英ルツボ１４内のＳｉ
融液に浸漬した後、引き上げることにより種結晶２４ａ
の下に小径のネック部１ａを形成させ、次いでネック部
１ａの下に玉状のくびれ１ｂを形成させる。このとき、
支持台３２は径拡大部１ｂに接触しないようその角度位
置が制御されている。径拡大部１ｂの下の第２のネック
部１ｃが所定位置まで上昇すると、支持台３２を回動さ
せて、貫通スリット２３ａを径拡大部１ｂの下方に位置
させ、ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを巻取りドラム２
６ａ、２６ｂ、２６ｃにより巻き上げて、径拡大部１ｂ
を下方から支持して、支持台３２をワイヤ３と同一速度
で上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、引上げＣＺ（Czoc
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶成長装置及び単結晶成長方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。

【０００３】また、この成長方法として、種結晶を融液
の表面に浸漬した時の熱衝撃により種結晶に発生する転
位を除去（無転位化）するために、種結晶を融液の表面
に浸漬した後、引上げ速度を比較的速くすることにより
種結晶より小径の例えば直径が３〜４ｍｍのネック部を
形成した後に、上記の上部コーン部の引上げを開始する
ダッシュ(Dash)法が知られている。

【０００４】さらに、この小径のネック部を介しては、
大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶を引
き上げることができないので、例えば特公平５−６５４
７７号公報に示されるようにDash法により小径のネック
部を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大径を形
成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を形成す
ることにより「球状のくびれ」を形成し、このくびれを
把持具で把持することにより大径、高重量の単結晶を引
き上げる方法が提案されている。また、くびれを把持す
る従来の装置としては、上記公報の他に、例えば特公平
７−１０３０００号公報、特公平７−５１５号公報に示
されているものがある。

【０００５】また、他の従来例としては、例えば特開平
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィー部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２
９９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示され
るように上記「球状のくびれ」の代わりに、上部コーン
部とボディー部の間にボディー部より径が大きい「環状
のくびれ」を形成し、この「環状のくびれ」を把持する
方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の把持装置ではいずれも、真空ポンプにより
１０torr程度に減圧されたチャンバ内において、大径、
大重量（例えばボディー部の直径が４００ｍｍ、重量が
４００ｋｇ）の単結晶を吊り下げる把持具と駆動源の伝
達機構が現実的ではなく、実際的でないという問題点が
ある。なお、もし単結晶と把持具の係止が外れて単結晶
が落下すると、転位が発生して単結晶が商品とならない
ばかりか、石英ルツボが破損して最悪の場合には石英ル
ツボを回転、上下移動させるためのルツボ軸の内部の冷
却水と、高温の融液が反応して水蒸気爆発が発生するこ
ともあり得る。本出願人は大重量の単結晶を引き上げる
ための単結晶引上げ装置として、先に特願平９−９３１
８２号にて、引上げチャンバを上下２分割とし、上部チ
ャンバ自体が回転する構造を提案している（この提案は
未公開につき、本発明に対する従来技術ではない）。し
かし、上部チャンバ自体の重量が数トンにも及ぶため、
その回転機構が大掛かりであり、コストもかかるという
問題があった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点並びに上記本出
願人自身の先願にかかる装置の問題点に鑑み、減圧され
たチャンバ内において大径、大重量の単結晶の落下を防
止して確実にかつ安全に引き上げることができる単結晶
棒の落下防止の機能を有する単結晶成長装置及び単結晶
成長方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、チャンバの上方に単結晶の引上げ軸を中心
に回転可能な支持台引上げ手段を設け、チャンバ内部に
複数のワイヤにて吊るされたスリットを有する支持台を
設け、この支持台を単結晶の引上げ方向に直交する方向
を軸に回動可能とし、この支持台にて単結晶の径拡大部
を下方から支持し、支持台引上げ手段に設けたワイヤ巻
上げ手段にて複数のワイヤを巻上げて、支持台を上昇さ
せる構成とし、よって、種結晶の下に単結晶のネック部
を形成してネック部の下に単結晶の径拡大部とくびれを
形成するまでは種結晶を支持して引き上げ、その後はチ
ャンバ内の支持台によりくびれを支持して引き上げるよ
う構成したものである。

【０００９】すなわち本発明によれば、内部に石英ルツ
ボが配置されるチャンバと、前記チャンバの上において
前記チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶を上
下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記チャンバ内
で上下方向に移動可能に配置され、かつ単結晶の引上げ
軸に直交する方向を中心に回動可能で単結晶の径拡大部
を下方から支持可能なような貫通スリットを有する支持
台と、前記チャンバに対して回転可能であり、前記支持
台に接続された複数のワイヤを巻き上げるワイヤ巻上げ
手段を有する支持台引上げ手段とを有し、前記種結晶昇
降機構は、種結晶を前記石英ルツボ内の融液に浸漬して
引き上げることにより種結晶の下に単結晶のネック部を
形成し、次いで前記ネック部の下に単結晶のくびれを形
成するために用いられ、前記支持台及び前記支持台引上
げ手段は、前記単結晶のくびれが形成された後に前記く
びれの上方の径拡大部を下方から把持して上昇させて単
結晶を引き上げるために用いられるよう構成された単結
晶成長装置が提供される。

【００１０】また本発明によれば、内部に石英ルツボが
配置されるチャンバと、前記チャンバの上において前記
チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶を上下方
向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記チャンバ内で上
下方向に移動可能に配置され、かつ単結晶の引上げ軸に
直交する方向を中心に回動可能で単結晶の径拡大部を下
方から支持可能なような貫通スリットを有する支持台
と、前記チャンバに対して回転可能であり、前記支持台
に接続された複数のワイヤを巻き上げる第１ワイヤ巻上
げ手段を有する支持台引上げ手段と、前記チャンバ内で
上下方向に移動可能に配置され、かつ前記支持台の一部
が連結されたフレーム部と、前記チャンバに対して回転
可能であり、前記フレーム部に接続された複数のワイヤ
を巻き上げる第２ワイヤ巻上げ手段を有するフレーム部
引上げ手段とを有し、前記種結晶昇降機構は、種結晶を
前記石英ルツボ内の融液に浸漬して引き上げることによ
り種結晶の下に単結晶のネック部を形成し、次いで前記
ネック部の下に単結晶のくびれを形成するために用いら
れ、前記支持台、前記支持台引上げ手段、前記フレーム
部、前記フレーム部引上げ手段は、前記単結晶のくびれ
が形成された後に前記くびれの上方の径拡大部を下方か
ら把持して上昇させて単結晶を引き上げるために用いら
れるよう構成された単結晶成長装置が提供される。

【００１１】また本発明によれば、内部に石英ルツボが
配置されるチャンバと、前記チャンバの上において前記
チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶を上下方
向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記チャンバ内で上
下方向に移動可能に配置され、かつ単結晶の引上げ方向
に直交する方向を中心に回動可能で単結晶の径拡大部を
下方から支持可能なような貫通スリットを有する支持台
と、前記チャンバに対して回転可能であり、前記支持台
に接続された複数のワイヤを巻き上げるワイヤ巻上げ手
段を有する支持台引上げ手段とを有する単結晶成長装置
を用いた単結晶成長方法であって、前記種結晶昇降機構
により前記種結晶を前記石英ルツボ内の融液に浸漬して
なじませるステップと、前記種結晶昇降機構により前記
種結晶を引き上げることにより前記種結晶の下に単結晶
のネック部を形成するステップと、次いで前記ネック部
の下に単結晶の径拡大部とその下方にくびれを形成する
ステップと、前記支持台の貫通スリットを前記単結晶の
径拡大部の下方に位置するよう前記支持台を前記単結晶
の引上げ方向に直交する方向を中心に回動させ、前記単
結晶の径拡大部を下から把持するステップと、前記種結
晶昇降機構と前記ワイヤ巻上げ手段により前記種結晶と
前記単結晶の径拡大部を引き上げて単結晶を成長させる
ステップとを、有する単結晶成長方法が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶成長装
置の一実施形態の構成を概略的に示す側断面図、図２は
図１の上部チャンバの上部に設けられた支持台引上げ機
構の構成を概略的に示す平面図、図３は図１中の支持台
が第２の角度位置にある様子を示す斜視図、図４は図１
中の支持台が第１の角度位置にある様子を示す斜視図、
図５、図６、図７は支持台による単結晶の径拡大部の支
持と引上げのプロセスを説明する部分側面図である。

【００１３】図１において、フレーム１０内には下部チ
ャンバ１１と上部チャンバ１２が配置され、また、フレ
ーム１０の上にドラム部１３が回転可能に配置されてい
る。これらのチャンバ１０〜１２とドラム部１３は高耐
圧の真空容器で構成され、また、Ａｒガスが上部チャン
バ１２内に引き込まれて下部チャンバ１１から排出され
るように構成されている。下部チャンバ１１はフレーム
１０内の下方に固定され、下部チャンバ１１内には単結
晶１を引き上げるための石英ルツボ１４と、石英ルツボ
１４内の多結晶１５を溶融させるためのヒータ１６など
が配置されている。石英ルツボ１４は回転可能に、かつ
上下方向に移動可能に支持されている。

【００１４】上部チャンバ１２は水冷ジャケット方式で
構成される。すなわち、上部チャンバ１２は、上部チャ
ンバ本体１２ａと、その周囲に配された冷却部１２ｂを
有し、上部チャンバ１２全体は、下部チャンバ１１の上
に固定・支持されている。図２に示すように上部チャン
バ１２の上部に配されるドラム部１３内にあるドラム部
基板１３ａには、先端に種結晶ホルダ２４が連結された
ワイヤ３を巻き上げる巻取りドラム４が配されるととも
に、その他に５つの巻取りドラム（ワイヤ巻上げ手段）
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂが配され、そ
れぞれ後述するワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５
ａ、３５ｂを巻き取る（あるいは巻き戻す）構造となっ
ている。

【００１５】各巻取りドラム２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、
２７ａ、２７ｂ、４は図示省略のドラム駆動モータによ
り回転する。図２中、４０〜４５は上記各ワイヤ３４
ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３５ｂ、３が滑動可能な
ように回転可能に取り付けられた滑車であり、それぞれ
図示省略の部材に軸が取り付けられている。なお、図１
では上記各ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３
５ｂ、３中、便宜上ワイヤ３４ｃ、３５ｂ、３のみを示
し、また上記巻取りドラム２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２
７ａ、２７ｂ、４中、巻取りドラム２６ｃ、２７ｂ、４
のみを示している。

【００１６】さらに、ドラム部１３はフレーム１０に対
して回転可能なようにボールベアリング１７を介して支
持され、またドラム部１３と上部チャンバ１２の間には
真空シール１８が設けられている。ドラム部１３はベル
ト１９及び図示省略のプーリによりドラム部回転モータ
Ｍに連結されていて、ドラム部回転モータＭにより駆動
されて、単結晶１の引上げ軸を中心に回転する。ワイヤ
３、巻取りドラム４、ワイヤ巻取りモータは種結晶昇降
機構を構成している。なお、ワイヤ３などの代わりにシ
ャフトと、シャフト上下機構を設けて単結晶１を引き上
げるようにしてもよい。

【００１７】図３、図４は支持台３２とその支持台フレ
ーム３１の構造と動作を示す斜視図である。支持台３２
と支持台フレーム３１は単結晶の径拡大部１ｂを下方か
ら支持する支持機構２８を構成している。図３は支持台
３２が第２の角度位置にあって、単結晶の径拡大部１ｂ
を下方から支持可能な状態を示し、図４は支持台３２が
第１の角度位置にあって、単結晶の径拡大部１ｂを支持
しない状態を示している。巻取りドラム２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂは、図２、図３、図４に示
すように支持台フレーム３１に接続された３本のワイヤ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、支持台３２に接続された２
本のワイヤ３５ａ、３５ｂをそれぞれて巻き上げるよう
構成されている。すなわち、巻取りドラム２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂを含むドラム部１３及びワ
イヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、３５ａ、３５ｂは支持
台引上げ手段として動作する。

【００１８】上部チャンバ１２内には、図３に詳しく示
すように支持台フレーム３１が３本のワイヤ３４ａ、３
４ｂ、３４ｃにより支持されている。この例では支持台
フレーム３１はリング状である。支持台フレーム３１に
は支持台３２の一端が支持台回転軸３３により軸支さ
れ、支持台３２が図３に示す第２の角度位置と図４に示
す第１の角度位置の間で回動可能である。支持台３２
は、全体が長方形で平らな板状部材に貫通孔を設けたも
のである。この貫通孔は単結晶の径拡大部１ｂを下方か
ら支持するための貫通スリット２３ａを有していて、こ
の貫通スリット２３ａはＵ字状であり、開放端を有す
る。支持台３２の軸支部の反対側、すなわちＵ字状スリ
ット２３ａの開放端側にはワイヤ取付け用の金具３０
ａ、３０ｂが取り付けられている。ワイヤ３５ａ、３５
ｂはそれぞれワイヤ取付け用の金具３０ａ、３０ｂに接
続されている。

【００１９】この例ではワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
が支持台フレーム３１に溶接などにより直接接続されて
いるが、必要に応じてワイヤ取付け用金具を介して接続
してもよい。ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを巻き取る
巻取りドラム２６ａ、２６ｂ、２６ｃは常時同期して回
転し、支持台フレーム３２と共に上下動するよう構成さ
れている。巻取りドラム２７ａ、２７ｂは同期して回転
し、支持台３２を支持台回転軸３３を中心に回動させる
ために用いられるとともに、支持台３２が図３の水平状
態となって単結晶の径拡大部１ｂを下方から支持した後
は、ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃとともに同期して上
昇して、支持台３２を引き上げる。

【００２０】なお、ドラム部回転モータＭ及び各巻取り
ドラム２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂ、４を
駆動する図示省略のモータには制御装置２５から後述す
る制御信号が供給されている。制御装置２５には、石英
ルツボ１４の温度情報、成長中の単結晶１の直径情報が
図示省略の温度センサやＣＣＤカメラなどから与えられ
ている。

【００２１】このような構成において、単結晶１を製造
する場合、まず、チャンバ１０〜１２とドラム部１３内
を減圧してＡｒガスを流すとともに、石英ルツボ１４内
の多結晶１５をヒータ１６により加熱して溶融させる。
また、ワイヤ３の先端に取り付けられた種結晶ホルダ２
４に種結晶２４ａを取り付け、次いで種結晶２４ａが石
英ルツボ１４内のＳｉ融液に浸漬するように、ワイヤ巻
取りドラム４を回転させてワイヤ３を下降させる。この
とき、支持台３２は、ワイヤ３５ａ、３５ｂが各対応の
巻取りドラム２７ａ、２７ｂから繰り出され、図４の状
態、すなわち径拡大部１ｂを支持しない第１の角度位置
（非支持位置）にある。

【００２２】次いで、種結晶２４ａが石英ルツボ１４内
のＳｉ融液に浸漬された後、所定時間経過後に種結晶２
４ａを比較的速い速度で引き上げることにより種結晶２
４ａの下に直径が３〜４ｍｍの小径のネック部１ａを形
成させ、次いで引き上げ速度を比較的遅くして径を大き
く形成した後に、引き上げ速度を比較的速くすることに
よりネック部１ａの下に玉状の径大部１ｂを形成させ
る。このとき、図５に示すように支持台３２は、引き上
げ中の径拡大部１ｂに接触しないように、図４に示した
第２の位置にある。また、この引き上げ中は、ドラム部
１３すなわち種結晶２４ａと石英ルツボ１４は回転して
おり、さらに石英ルツボ１４はＳｉ融液の表面の高さが
一定になるように上昇している。

【００２３】径拡大部１ｂを形成すると、製造が完了し
た単結晶１の重量（例えば４００ｋｇ）に耐えることが
できるように、小径のネック部１ａより大径であって、
径拡大部１ｂの径より小さい第２のネック部１ｃを径拡
大部１ｂの下に形成し、次いで引き上げ速度を徐々に遅
くすることにより上部コーン１ｄを形成し、次いで一定
の速度で引き上げることにより円筒形のボディー部１ｅ
を形成する。ここまでの引き上げ工程では、単結晶１は
小径のネック部１ａのみを介して支持され、その限度は
１００ｋｇ以下である。

【００２４】次いで、ワイヤ３によるボディー部１ｅの
引き上げ中において、ネック部１ａが破断する前に径拡
大部１ｂの下を支持台３２により支持するために、径拡
大部１ｂを下方から支持すべく、ワイヤ３５ａ、３５ｂ
を巻き上げ、支持台３２の貫通スリット２３ａの上方に
径拡大部１ｂが位置するよう、支持台３２を図４の状態
から図３の状態に約９０度回動させる。図６はこの回動
後の状態を示している。貫通スリット２３ａが完全に径
拡大部１ｂの下方に入りこんで、図６の状態、すなわち
図３の状態となると、支持台フレーム３１に取り付けら
れた３つの巻取りドラム２６ａ、２６ｂ、２６ｃと支持
台３２の２つの巻取りドラム２７ａ、２７ｂのモータを
駆動して、ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３
５ｂをそれぞれ同期して巻き上げる。このときの支持台
３２の上昇速度は、種結晶２４ａの上昇速度よりわずか
に速くなるよう制御される。

【００２５】その結果、支持台３２は図７に示すように
径拡大部１ｂの下方に当接して、径拡大部１ｂを下方か
ら支持することとなる。その後は、支持台３２をワイヤ
３と同一速度で上昇させる。かかる同期運転を行うため
には、巻取りドラム４を駆動するモータと巻取りドラム
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂを回転させる
モータとの間で種結晶２４ａと支持台３２の上昇速度が
同一となるような同期がとられるよう、所定の同期用制
御信号をコンピュータを含む制御装置２５から与える。

【００２６】かかる同期運転時に、５つの巻取りドラム
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂはすべて、ド
ラム部１３に取り付けられ、種結晶を引き上げるワイヤ
３の巻取りドラム４と同期して単結晶の軸の周囲を回転
しているので、支持台３２も同様に同期回転し、よって
単結晶１は転位しない。以下、ボディー部１ｅの引き上
げ中には単結晶１を支持台３２（及びワイヤ３）により
支持して引き上げる。このように、支持台３２は単結晶
１の引上げ方向に対して実質的に垂直な軸を中心に回動
可能であり、貫通スリット２３ａが径拡大部１の下方に
あるとき、ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３
５ｂをそれぞれ同期して巻き上げることにより単結晶の
径拡大部１ｂは支持台３２により確実に保持され、よっ
て径拡大部１ｂを落下させることなく、しっかりと保持
することができる。

【００２７】上記実施の形態では、上部チャンバと下部
チャンバの２つが有る場合について説明したが、本発明
は上部と下部のチャンバが一体となっているものにも好
適に適用することができる。また、支持台３２の回動は
ワイヤによらず、支持台３２の適当な位置に取り付けら
れた棒状部材を用いたり、その他の外力を加える方法に
よることができる。かかる、支持台に外力を加える手段
は、その一端を上部チャンバ１２の外部に突出させ、手
動にて操作することもできるし、ラックアンドピニオン
機構とモータを組み合わせた駆動機構を設け、遠隔制御
したり、自動制御することもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ャンバの上方に単結晶の引上げ軸を中心に回転可能な支
持台引上げ手段を設け、チャンバ内部に複数のワイヤに
て吊るされたスリットを有する支持台を設け、この支持
台にて単結晶の径拡大部を下方から支持し、支持台引上
げ手段に設けたワイヤ巻上げ手段にて複数のワイヤを巻
上げて、支持台を上昇させる構成とし、種結晶の下に単
結晶のネック部を形成してネック部の下に単結晶の径拡
大部とくびれを形成するまでは種結晶を支持して引き上
げ、その後はチャンバ内の支持台によりくびれを支持し
て引き上げるようにしたので、減圧されたチャンバ内に
おいて大径、大重量の単結晶の落下を防止して確実にか
つ安全に引き上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単結晶成長装置の一実施形態の構
成を概略的に示す側面図である。

【図２】図１の上部チャンバの上部に設けられた支持台
引上げ機構の構成を概略的に示す平面図である。

【図３】図１中の支持台が第２の角度位置にある様子を
示す斜視図である。

【図４】図１中の支持台が第１の角度位置にある様子を
示す斜視図である。

【図５】図１の支持台による単結晶の径拡大部の支持と
引上げのプロセスを説明する部分側面図である。

【図６】図１の支持台による単結晶の径拡大部の支持と
引上げのプロセスを説明する部分側面図である。

【図７】図１の支持台による単結晶の径拡大部の支持と
引上げのプロセスを説明する部分側面図である。

【符号の説明】

１ 単結晶 １ａ ネック部 １ｂ 径拡大部 １ｃ ネック部（くびれ） ３ ワイヤ（種結晶引き上げ用） ４ 巻取りドラム（ワイヤ、図示省略のモータと共に種
結晶昇降機構を構成する） １０ フレーム １１ 下部チャンバ １２ 上部チャンバ １２ａ 上部チャンバ本体 １２ｂ 冷却部 １３ ドラム部（ワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５
ａ、３５ｂと共に支持台引上げ手段を構成する） １３ａ ドラム部基板 １７ ボールベアリング １８ 真空シール １９ ベルト ３２ 支持台 ２３ａ 貫通スリット（Ｕ字状スリット） ２４ 種結晶ホルダ ２４ａ 種結晶 ２５ 制御装置（各モータと共に引上げ速度を同期させ
る手段及び単結晶の軸を中心に同期回転させる手段を構
成する） ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂ 巻取りドラ
ム（ワイヤ巻上げ手段） ２８ 支持機構 ３０ａ、３０ｂ ワイヤ取付け用の金具 ３１ 支持台フレーム ３２ 支持台 ３３ 支持台回転軸 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ ワイヤ（支持台フレーム用） ３５ａ、３５ｂ ワイヤ（支持台用） Ｍ ドラム部回転モータ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に石英ルツボが配置されるチャンバ
   と、 前記チャンバの上において前記チャンバに対して回転可
   能に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇
   降機構と、 前記チャンバ内で上下方向に移動可能に配置され、かつ
   単結晶の引上げ軸に直交する方向を中心に回動可能で単
   結晶の径拡大部を下方から支持可能なような貫通スリッ
   トを有する支持台と、 前記チャンバに対して回転可能であり、前記支持台に接
   続された複数のワイヤを巻き上げるワイヤ巻上げ手段を
   有する支持台引上げ手段とを有し、 前記種結晶昇降機構は、種結晶を前記石英ルツボ内の融
   液に浸漬して引き上げることにより種結晶の下に単結晶
   のネック部を形成し、次いで前記ネック部の下に単結晶
   のくびれを形成するために用いられ、前記支持台及び前
   記支持台引上げ手段は、前記単結晶のくびれが形成され
   た後に前記くびれの上方の径拡大部を下方から把持して
   上昇させて単結晶を引き上げるために用いられるよう構
   成された単結晶成長装置。
2. 【請求項２】 内部に石英ルツボが配置されるチャンバ
   と、 前記チャンバの上において前記チャンバに対して回転可
   能に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇
   降機構と、 前記チャンバ内で上下方向に移動可能に配置され、かつ
   単結晶の引上げ軸に直交する方向を中心に回動可能で単
   結晶の径拡大部を下方から支持可能なような貫通スリッ
   トを有する支持台と、 前記チャンバに対して回転可能であり、前記支持台に接
   続された複数のワイヤを巻き上げる第１ワイヤ巻上げ手
   段を有する支持台引上げ手段と、 前記チャンバ内で上下方向に移動可能に配置され、かつ
   前記支持台の一部が連結されたフレーム部と、 前記チャンバに対して回転可能であり、前記フレーム部
   に接続された複数のワイヤを巻き上げる第２ワイヤ巻上
   げ手段を有するフレーム部引上げ手段とを有し、 前記種結晶昇降機構は、種結晶を前記石英ルツボ内の融
   液に浸漬して引き上げることにより種結晶の下に単結晶
   のネック部を形成し、次いで前記ネック部の下に単結晶
   のくびれを形成するために用いられ、前記支持台、前記
   支持台引上げ手段、前記フレーム部、前記フレーム部引
   上げ手段は、前記単結晶のくびれが形成された後に前記
   くびれの上方の径拡大部を下方から把持して上昇させて
   単結晶を引き上げるために用いられるよう構成された単
   結晶成長装置。
3. 【請求項３】 前記支持台は前記径拡大部の下方から外
   れた第１の角度位置と前記径拡大部の下方の第２の角度
   位置との間で回動可能なように、一端で前記フレーム部
   に軸支されている請求項２記載の単結晶成長装置。
4. 【請求項４】 前記支持台に接続された複数のワイヤが
   少なくとも２本あり、前記フレーム部に接続された複数
   のワイヤが少なくとも３本ある請求項２又は３記載の単
   結晶成長装置。
5. 【請求項５】 前記支持台の前記貫通スリットは、その
   一端が開放端につながり、前記径拡大部が所定高さまで
   上昇したとき、回動して前記貫通スリットが前記径拡大
   部の下方のくびれを囲むよう配置される構造である請求
   項１ないし４のいずれか１つに記載の単結晶成長装置。
6. 【請求項６】 前記ワイヤ巻上げ手段が前記支持台に接
   続された複数のワイヤの引上げ速度を同期させる手段を
   有する請求項１記載の単結晶成長装置。
7. 【請求項７】 前記第１ワイヤ巻上げ手段が前記支持台
   に接続された複数のワイヤの引上げ速度を同期させる手
   段を有し、前記第２ワイヤ巻上げ手段が前記フレーム部
   に接続された複数のワイヤの引上げ速度を同期させる手
   段を有し、さらにこれらの同期手段同士を同期させる手
   段を有する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の単
   結晶成長装置。
8. 【請求項８】 前記種結晶昇降機構による前記種結晶と
   前記ワイヤ巻上げ手段による前記支持台のそれぞれの引
   上げ速度を同期させる手段を更に有する請求項１記載の
   単結晶成長装置。
9. 【請求項９】 前記種結晶昇降機構による前記種結晶と
   前記第１ワイヤ巻上げ手段による前記支持台と、前記第
   ２ワイヤ巻上げ手段による前記フレームのそれぞれの引
   上げ速度を同期させる手段を更に有する請求項２ないし
   ４のいずれか１つに記載の単結晶成長装置。
10. 【請求項１０】 前記種結晶昇降機構と前記支持台引上
    げ手段を前記単結晶の軸を中心に同期回転させる手段を
    更に有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の単
    結晶成長装置。
11. 【請求項１１】 前記チャンバは、 内部に前記石英ルツボが配置される下部チャンバと、 前記下部チャンバの上部に位置し、内部に前記支持台が
    配置される上部チャンバ本体と、 前記上部チャンバ本体の周りに配置されて前記上部チャ
    ンバ本体を冷却する冷却部とを有している請求項１ない
    し１０のいずれか１つに記載の単結晶成長装置。
12. 【請求項１２】 内部に石英ルツボが配置されるチャン
    バと、前記チャンバの上において前記チャンバに対して
    回転可能に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種
    結晶昇降機構と、前記チャンバ内で上下方向に移動可能
    に配置され、かつ単結晶の引上げ方向に直交する方向を
    中心に回動可能で単結晶の径拡大部を下方から支持可能
    なような貫通スリットを有する支持台と、前記チャンバ
    に対して回転可能であり、前記支持台に接続された複数
    のワイヤを巻き上げるワイヤ巻上げ手段を有する支持台
    引上げ手段とを有する単結晶成長装置を用いた単結晶成
    長方法であって、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を前記石英ルツボ
    内の融液に浸漬してなじませるステップと、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を引き上げること
    により前記種結晶の下に単結晶のネック部を形成するス
    テップと、 次いで前記ネック部の下に単結晶の径拡大部とその下方
    にくびれを形成するステップと、 前記支持台の貫通スリットを前記単結晶の径拡大部の下
    方に位置するよう前記支持台を前記単結晶の引上げ方向
    に直交する方向を中心に回動させ、前記単結晶の径拡大
    部を下から把持するステップと、 前記種結晶昇降機構と前記ワイヤ巻上げ手段により前記
    種結晶と前記単結晶の径拡大部を引き上げて単結晶を成
    長させるステップとを、 有する単結晶成長方法。
13. 【請求項１３】 前記種結晶昇降機構による前記種結晶
    と前記ワイヤ巻上げ手段による前記支持台のそれぞれの
    引上げ速度を同期させるステップを更に有する請求項１
    ２記載の単結晶成長方法。
14. 【請求項１４】 前記種結晶昇降機構と前記支持台引上
    げ手段を前記単結晶の軸を中心に同期回転させるステッ
    プを更に有する請求項１２又は１３記載の単結晶成長方
    法。