JPH11157993A - シリコン単結晶の引上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的簡単な部品の追加で、シリコン単結晶棒
の温度を制御することにより、単結晶棒中の点欠陥の濃
度やグローイン微小欠陥の密度を制御できる。 【解決手段】チャンバ１１内に設けられた石英るつぼ１
３にシリコン融液１２が貯留され、この石英るつぼ１３
の外周面を包囲するヒータ１８がシリコン融液１２を加
熱する。ヒータ１８からの輻射熱を遮る熱遮蔽部材２６
がシリコン融液１２から引上げられるシリコン単結晶棒
２５の外周面を包囲し、この熱遮蔽部材２６の下端がシ
リコン融液１２表面から間隔をあけて上方に位置する。
熱遮蔽部材２６はアッパ部材２７とロア部材２８と複数
の連結部材２９とを有し、アッパ部材２７は引上げられ
るシリコン単結晶棒２５の上部を包囲し、ロア部材２８
は引上げられるシリコン単結晶棒２５の下部を包囲し、
更に複数の連結部材２９によりロア部材２８がアッパ部
材２７に所定の間隔をあけて連結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶棒
を引上げて育成する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の引上げ装置として、本出
願人はシリコン融液から引上げられるシリコン単結晶棒
の下端部が第１冷却部により取り囲まれ、シリコン単結
晶棒の中間部が加熱部により取り囲まれ、更にシリコン
単結晶棒の上端部が第２冷却部により取り囲まれた単結
晶引上装置を特許出願した（特開平８−１１９７８
６）。この装置では、第１及び第２冷却部は内部に冷却
水が通過可能なウォータジャケット状の冷却管であり、
加熱部は円筒状のアフタヒータである。このように構成
された単結晶引上装置では、シリコン単結晶棒を引上げ
るときに、第１冷却部によりシリコン単結晶棒の下端部
を急冷することにより、引上げ速度を大きくすることが
できる。また加熱部によりシリコン単結晶棒の中間部を
所定温度で保温することにより、その結晶性を高めるこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の単
結晶引上装置では、比較的構造の複雑な第１及び第２冷
却部と加熱部を必要とし、これらの部品の製造工数が増
大し、製造コストを押上げる不具合があった。本発明の
目的は、比較的構造の簡単な部品の追加で、シリコン融
液から引上げられるシリコン単結晶棒の温度を制御する
ことにより、シリコン単結晶棒中の点欠陥の濃度やグロ
ーイン（Grown-in）微小欠陥の密度及びサイズを最適に
制御できるシリコン単結晶の引上げ装置を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、チャンバ１１内に設けられ
シリコン融液１２が貯留された石英るつぼ１３と、石英
るつぼ１３の外周面を包囲しシリコン融液１２を加熱す
るヒータ１８と、シリコン融液１２から引上げられるシ
リコン単結晶棒２５の外周面を包囲しかつ下端がシリコ
ン融液１２表面から間隔をあけて上方に位置しヒータ１
８からの輻射熱を遮る熱遮蔽部材２６とを備えたシリコ
ン単結晶の引上げ装置１０の改良である。その特徴ある
構成は、熱遮蔽部材２６が引上げられるシリコン単結晶
棒２５の上部を包囲するアッパ部材２７と、引上げられ
るシリコン単結晶棒２５の下部を包囲するロア部材２８
と、ロア部材２８をアッパ部材２７に所定の間隔をあけ
て連結する複数本の連結部材２９とを備えたところにあ
る。

【０００５】この請求項１に記載されたシリコン単結晶
の引上げ装置では、シリコン単結晶棒２５をシリコン融
液１２から引上げると、シリコン単結晶棒２５のロア部
材２８により包囲された下部はヒータ１８からの輻射熱
がロア部材２８の外面により遮られて急冷される（図２
のＡ部）。この結果、結晶の成長速度を速くすることが
できるので、上記部分で発生する点欠陥の坂道拡散等を
促進することができる。またシリコン単結晶棒２５のロ
ア部材２８及びアッパ部材２７間の開放された部分はヒ
ータ１８からの輻射熱が照射されて保温され（図２のＢ
部）、点欠陥の外方拡散、坂道拡散や対消滅等の反応時
間を長くすることができる。更にシリコン単結晶棒２５
のアッパ部材２７により包囲された上部はヒータ１８か
らの輻射熱がアッパ部材２７の外面により遮られて急冷
される（図２のＣ部及びＤ部）。この結果、この部分で
発生する酸化誘起積層欠陥（Oxidation-induced Stacki
ngFault 以下、ＯＳＦという）を低減できる。ここ
で、ＯＳＦとは、石英るつぼの成分であるＳｉＯ₂がシ
リコン融液に溶け込むため、このシリコン融液から引上
げられるシリコン単結晶棒中に酸素が混入するが、この
酸素を起因とする欠陥をいい、対消滅とは、点欠陥であ
る格子間シリコン及び空孔の過飽和度に応じて生じる点
欠陥同士の反応であり、上記過飽和点欠陥が凝集を開始
する直前に高温側で上記反応が烈しくなり、上記点欠陥
濃度が低下することをいう。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図１及び図２に示すように、連結部材
２９の全長を変更可能に形成することによりアッパ部材
２７とロア部材２８の間隔が調整可能に構成されたこと
を特徴とする。この請求項２に記載されたシリコン単結
晶の引上げ装置では、ヒータ１８からの輻射熱がシリコ
ン単結晶棒２５の中間部に照射される時間及び長さを調
整できるので、更に点欠陥の外方拡散、坂道拡散や対消
滅等の反応時間を長くすることができる。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、ロ
ア部材２８が下方に向うに従って直径が小さくなるコー
ン状に形成され、アッパ部材２７が直筒部２７ａとこの
直筒部２７ａと一体的に設けられ直筒部２７ａの下端に
上方に向うに従って直径が小さくなって直筒部２７ａに
収容されるアッパコーン部２７ｂとを有することを特徴
とする。この請求項３に記載されたシリコン単結晶の引
上げ装置では、ロア部材２８によりシリコン単結晶棒２
５の下部へのヒータ１８からの輻射熱の照射のみならず
シリコン融液１２からの輻射熱の照射をも遮ることがで
きる（図２のＡ部）。またシリコン融液１２からの輻射
熱をアッパコーン部２７ｂの下面で反射してシリコン単
結晶棒２５の中央上部に照射し、この部分のシリコン単
結晶棒２５が保温される（図２のＣ部）。アッパコーン
部２７ｂの上部を越えてシリコン単結晶棒２５が引上げ
られると、この単結晶の部分はシリコン融液１２からの
輻射熱が遮られて急冷される。この結果、アッパコーン
部２７ｂの位置を調節することにより、１２００〜１０
５０℃の温度領域で形成・成長するグローイン微小欠陥
の密度及びサイズを最適に制御できる。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、更に図６に示すように、
アッパ部材２７及びロア部材２８の間の引上げられるシ
リコン単結晶棒２５の外周面を包囲しヒータ１８の熱を
シリコン単結晶棒２５の外周面に向けて反射するリフレ
クタ５１が設けられたことを特徴とする。請求項５に係
る発明は、請求項４に係る発明であって、更に図６に示
すように、リフレクタ５１が下方に向うに従って直径が
大きくなるコーン状に形成されたことを特徴とする。こ
れら請求項４及び５に記載されたシリコン単結晶の引上
げ装置では、ヒータ１８から上方に向う輻射熱がリフレ
クタ５１で反射した後、アッパ部材２７及びロア部材２
８の間の開放された部分からシリコン単結晶棒２５の外
周面に向うので、この輻射熱がシリコン単結晶棒２５の
外周面に照射されてこの単結晶棒２５が効率良く保温さ
れる。またヒータ１８から上方に向う輻射熱の殆ど全て
がリフレクタ５１で反射してシリコン単結晶棒２５の外
周面に向うので、リフレクタ５１より上方の各部材の温
度を低くできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１〜図４に示すように、シ
リコン単結晶の引上げ装置１０のチャンバ１１内には、
シリコン融液１２を貯留する石英るつぼ１３が設けら
れ、この石英るつぼ１３の外面は黒鉛サセプタ１４によ
り被覆される。石英るつぼ１３の下面は上記黒鉛サセプ
タ１４を介して支軸１６の上端に固定され、この支軸１
６の下部はるつぼ駆動手段１７に接続される（図１）。
るつぼ駆動手段１７は図示しないが石英るつぼ１３を回
転させる第１回転用モータと、石英るつぼ１３を昇降さ
せる昇降用モータとを有し、これらのモータにより石英
るつぼ１３が所定の方向に回転し得るとともに、上下方
向に移動可能となっている。石英るつぼ１３の外周面は
石英るつぼ１３から所定の間隔をあけてヒータ１８によ
り包囲され、このヒータ１８は保温筒１９により包囲さ
れる。ヒータ１８は石英るつぼ１３に投入された高純度
のシリコン多結晶体を加熱・溶融してシリコン融液１２
にする。

【００１０】またチャンバ１１の上端には円筒状のケー
シング２１が接続される。このケーシング２１には引上
げ手段２２が設けられる。引上げ手段２２はケーシング
２１の上端部に水平状態で旋回可能に設けられた引上げ
ヘッド（図示せず）と、このヘッドを回転させる第２回
転用モータ（図示せず）と、ヘッドから石英るつぼ１３
の回転中心に向って垂下されたワイヤケーブル２３と、
上記ヘッド内に設けられワイヤケーブル２３を巻取り又
は繰出す引上げ用モータ（図示せず）とを有する。ワイ
ヤケーブル２３の下端にはシリコン融液１２に浸してシ
リコン単結晶棒２５を引上げるための種結晶２４が取付
けられる。

【００１１】シリコン単結晶棒２５の外周面と石英るつ
ぼ１３の内周面との間にはシリコン単結晶棒２５を包囲
する熱遮蔽部材２６が設けられる（図１〜図４）。この
熱遮蔽部材２６はシリコン融液１２から引上げられるシ
リコン単結晶棒２５の上部を包囲するアッパ部材２７
と、シリコン単結晶棒２５の下部を包囲するロア部材２
８と、ロア部材２８をアッパ部材２７に所定の間隔をあ
けて連結する複数本の連結部材２９とを備える。アッパ
部材２７は直筒部２７ａと、この直筒部２７ａと一体的
に設けられ直筒部２７ａの下端に上方に向うに従って直
径が小さくなって直筒部２７ａに収容されるアッパコー
ン部２７ｂとを有する。直筒部２７ａの上端には外方に
略水平方向に張り出すフランジ部２７ｃが一体的に設け
られ、このフランジ部２７ｃを保温筒１９上に載置する
ことにより熱遮蔽部材２６が固定される。またロア部材
２８は下方に向うに従って直径が小さくなるコーン状に
形成され、ロア部材２８の下端はシリコン融液１２表面
から間隔をあけて上方に位置する。アッパコーン部２７
ｂ及びロア部材２８の傾斜角度は水平面に対して４５
度、好ましくは３０〜６０度の範囲に設定される。

【００１２】また連結部材２９はこの実施の形態では３
本であり（図３）、各連結部材２９は上端がアッパコー
ン部２７ｂの上端にボルト３３ａ及びナット３３ｂ（図
２）を介して接続されたアッパ連結具３１と、下端がロ
ア部材２８の下端にボルト３４ａ及びナット３４ｂ（図
２）を介して接続されたロア連結具３２とを有する（図
１〜図４）。アッパ連結具３１の上端及びロア連結具３
２の下端は略Ｖ字状に折曲げられ、アッパ連結具３１の
下端及びロア連結具３２の上端にはこれらの連結具３
１，３２の長手方向に所定の間隔をあけて複数の第１及
び第２通孔３１ａ，３２ａ（図２）がそれぞれ形成され
る。これらの通孔３１ａ，３２ａに選択的にボルト３５
ａを挿通してナット３５ｂ（図２）を螺合することによ
り、アッパ連結具３１の下端及びロア連結具３２の上端
が接続される。このように連結部材３３の全長を変更可
能に形成することにより、アッパ部材２７とロア部材２
８の間隔が調整可能に構成される。上記アッパ部材２
７、ロア部材２８及び連結部材２９はＭｏ，Ｗ，Ｃ等に
より形成されることが好ましい。

【００１３】チャンバ１１にはこのチャンバ１１のシリ
コン単結晶棒側に不活性ガスを供給しかつ上記不活性ガ
スをチャンバ１１のるつぼ内周面側から排出するガス給
排手段３６が接続される（図１）。ガス給排手段３６は
一端がケーシング２１の周壁に接続され他端が上記不活
性ガスを貯留するタンク（図示せず）に接続された供給
パイプ３７と、一端がチャンバ１１の下壁に接続され他
端が真空ポンプ（図示せず）に接続された排出パイプ３
８とを有する。供給パイプ３７及び排出パイプ３８には
これらのパイプ３７，３８を流れる不活性ガスの流量を
調整する第１及び第２流量調整弁４１，４２がそれぞれ
設けられる。

【００１４】また引上げ用モータの出力軸（図示せず）
にはロータリエンコーダ（図示せず）が設けられ、るつ
ぼ駆動手段１７には石英るつぼ１３内のシリコン融液１
２の重量を検出する重量センサ（図示せず）と、支軸１
６の昇降位置を検出するリニヤエンコーダ（図示せず）
とが設けられる。ロータリエンコーダ、重量センサ及び
リニヤエンコーダの各検出出力はコントローラ（図示せ
ず）の制御入力に接続され、コントローラの制御出力は
引上げ手段２２の引上げ用モータ及びるつぼ駆動手段の
昇降用モータにそれぞれ接続される。またコントローラ
にはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはロ
ータリエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル２
３の巻取り長さ、即ちシリコン単結晶棒２５の引上げ長
さが第１マップとして記憶され、重量センサの検出出力
に対する石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面レ
ベルが第２マップとして記憶される。コントローラは重
量センサの検出出力に基づいて石英るつぼ１３内のシリ
コン融液１２の液面を常に一定のレベルに保つように、
るつぼ駆動手段１７の昇降用モータを制御するように構
成される。

【００１５】このように構成されたシリコン単結晶の引
上げ装置の動作を説明する。シリコン単結晶棒２５をシ
リコン融液１２から引上げると、先ずシリコン単結晶棒
２５の下部、即ちシリコン単結晶棒２５のロア部材２８
により包囲された部分には、ロア部材２８の外面により
ヒータ１８及びシリコン融液１２からの輻射熱が遮られ
て照射されず、シリコン単結晶棒２５の下部は急冷され
る（図２のＡ部）。この結果、結晶の成長速度を速くす
ることができ、かつこの部分で発生する点欠陥の外方拡
散（単結晶棒の内部から外側に向う拡散）や坂道拡散
（高温側即ち下方に向う拡散）を促進できるので、その
点欠陥の濃度を最適に制御できる。この部分では上方に
向うに従って温度が約１４１０℃から約１３００℃に低
下する。

【００１６】またシリコン単結晶棒２５の中間部、即ち
ロア部材２８とアッパ部材２７の間の開放された部分
は、図１の実線矢印で示すようにヒータ１８からの輻射
熱が照射されて保温され（図２のＢ部）、点欠陥の外方
拡散、坂道拡散、対消滅等の反応時間を長くでき、点欠
陥の濃度を最適に制御できる。この部分では上方に向う
に従って温度が約１３００℃から約１２００℃に低下す
る。次にシリコン単結晶棒２５の中央上部のアッパコー
ン部２７ｂにより包囲された部分では、上方に向うに従
って温度が約１２００℃から約１０５０℃に低下し、こ
の温度領域でＣＯＰ（Crystal Originated Particles）
やＦＰＤ（Flow Pattern defect）や赤外散乱欠陥等の
グローイン欠陥が発生・成長する。しかしながら図１の
破線矢印で示すように、シリコン融液１２からの輻射熱
がアッパコーン部２７ｂの下面で反射して照射され（図
２のＣ部）、最適な温度勾配になるため、即ちＣＯＰや
ＦＰＤや赤外散乱欠陥等のグローイン微小欠陥が発生・
成長する温度領域が長くなるため、グローイン微小欠陥
の密度を低くすることができる。

【００１７】ここで、ＣＯＰとはＳＣ−１洗浄後にレー
ザパーティクルカウンタでパーティクルとしてカウント
された底の深いエッチピットであり、ＦＰＤとはシリコ
ン融液から引上げられたシリコン単結晶棒から切り出し
たシリコンウェーハを長時間化学エッチング（Seccoエ
ッチング液）したときに現れる特異なフローパターンを
呈する痕跡の源であり、赤外散乱欠陥とはシリコン単結
晶棒中に赤外線を照射したときにシリコンとは異なる屈
折率を有し散乱光を発生する源である。

【００１８】更にシリコン単結晶棒２５のアッパ部材２
７により包囲された部分のうちアッパコーン部２７ｂに
より包囲された中央上部以外の上部には、ヒータ１８か
らの輻射熱がアッパ部材２７の外面により遮られて照射
されず、このシリコン単結晶棒２５の上部は急冷される
（図２のＤ部）。この結果、この部分で発生するＯＳＦ
を低減できる。この部分では上方に向うに従って温度が
約１０５０℃から約８５０℃に低下する。またアッパ部
材２７とロア部材２８の間隔を変えると、温度勾配の変
更箇所を制御することができる。つまりアッパコーン部
２７ｂにより包囲される部分を液面に近付け、アッパコ
ーン部２７ｂを越えてシリコン単結晶棒２５が引上げら
れたときに結晶温度が１２００℃付近になるようにアッ
パ部材２７とロア部材２８の間隔を調整すると、シリコ
ン融液１２からの輻射熱が遮られるため、アッパコーン
部２７ｂを越えてシリコン単結晶棒２５が引上げられた
ときから、即ち１２００℃から急冷される。従って、１
２００〜１０５０℃で発生・成長するグローイン欠陥の
サイズを小さくすることができる。このようにシリコン
融液１２から引上げられるシリコン単結晶棒２５の温度
を制御することにより、シリコン単結晶棒２５中の点欠
陥の濃度やグローイン微小欠陥の密度等を最適に制御で
きる。

【００１９】図６は本発明の第２の実施の形態を示す。
図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、アッパ部材２７及びロア部材２８の間の
引上げられるシリコン単結晶棒２５の外周面がリフレク
タ５１により包囲され、このリフレクタ５１がヒータ１
８の熱をシリコン単結晶棒２５の外周面に向けて反射す
るように構成される。リフレクタ５１は下方に向うに従
って直径が大きくなるコーン状に形成されたリフレクタ
本体５１ａと、このリフレクタ本体５１ａの下縁に連設
されたリング状の取付部５１ｂとを有する。取付部５１
ｂは保温筒１９の内周面に図示しないボルト等により取
付けられ、リフレクタ本体５１ａはヒータ１８の上方に
位置するように構成される。

【００２０】このように構成されたシリコン単結晶の引
上げ装置５０では、ヒータ１８から上方に向う輻射熱が
図６の一点鎖線矢印で示すようにリフレクタ５１で反射
した後、アッパ部材２７及びロア部材２８の間の開放さ
れた部分からシリコン単結晶棒２５の外周面に向うの
で、この輻射熱がシリコン単結晶棒２５の外周面に照射
されてこの単結晶棒２５が上記第１の実施の形態より効
率良く保温される。この結果、シリコン単結晶棒２５内
の点欠陥の外方拡散、坂道拡散、対消滅等の反応時間を
更に長くでき、点欠陥の濃度を最適に制御できる。また
ヒータ１８から上方に向う輻射熱の殆ど全てがリフレク
タ５１で反射してシリコン単結晶棒２５の外周面に向う
ので、リフレクタ５１より上方の各部材の温度を低くで
きる。この結果、アッパコーン部２７ｂより上方に達し
たシリコン単結晶棒２５は急冷され、この部分で発生す
るＯＳＦを第１の実施の形態より更に低減できる。上記
以外の動作は第１の実施の形態と同様であるので、繰返
しの説明を省略する。

【００２１】なお、第１及び第２の実施の形態では、連
結部材を３本としたが、２本又は４本以上であってもよ
い。また、第１及び第２の実施の形態では、連結部材を
アッパ連結具及びロア連結具により構成し、連結部材の
全長を変更可能に構成したが、アッパ部材とロア部材と
の間隔を一義的に設定できれば１本の連結部材で構成し
てもよい。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞図１〜図４に示すようなシリコン単結晶の
引上げ装置１０を用いて外径１５０ｍｍのシリコン単結
晶棒２５を引上げた。この装置１０の熱遮蔽部材２６の
各寸法は以下の通りである。ロア部材２８の下端及び上
端の直径は１９０ｍｍ及び２７０ｍｍであり、高さは４
０ｍｍであった。即ちロア部材２８の傾斜角度は水平面
に対して４５度であった。またアッパ部材２７の直胴部
２７ａの直径及び高さは３５０ｍｍ及び１００ｍｍであ
った。アッパコーン部２７ｂの下端及び上端の直径は３
５０ｍｍ及び１９０ｍｍであり、高さは８０ｍｍであっ
た。即ちアッパコーン部２７ｂの傾斜角度は水面に対し
て４５度であった。更にアッパ部材２７とロア部材２８
との間隔は１５０ｍｍとし、ロア部材２８の下端とシリ
コン融液１２との間隔は２０ｍｍとした。なお、上記熱
遮蔽部材２６はＭｏにより形成した。

【００２３】＜実施例２＞直胴部２７ａの高さを２００
ｍｍ、アッパ部材とロア部材との間隔を５０ｍｍとした
ことを除いて、上記実施例１と同様の装置で引き上げた
シリコン単結晶棒を実施例２とした。 ＜比較例１＞図７に示すように、熱遮蔽部材６は直胴部
７と、直胴部７の下端に連設された傾斜部８とを有す
る。直胴部７の直径及び高さは３５０ｍｍ及び２００ｍ
ｍであった。また傾斜部８の上端及び下端の直径は３５
０ｍｍ及び１９０ｍｍであり、高さは８０ｍｍであっ
た。この熱遮蔽部材６の材質は実施例１の熱遮蔽部材の
材質と同一とした。この引上げ装置１は上記のように熱
遮蔽部材６の形状を変更したことを除いて、実施例１の
装置と同一とした。この装置１を用いて引上げた外径１
５０ｍｍのシリコン単結晶棒５を比較例１とした。

【００２４】＜比較試験及び評価＞実施例１、実施例２
及び比較例１のシリコン単結晶棒の各部の温度は次のよ
うにして測定した。先ず種結晶よりも長い熱電対を種結
晶の横に数本取付け、シリコン融液中に浸漬させた状態
から結晶成長を開始し、シコリン単結晶棒の中に取り込
ませた形で成長させる。このとき、シリコン融液からの
距離に対する温度を測定した。その結果を図５に示す。
図５から明らかなように、実施例１及び２では、アッパ
部材とロア部材との間の開放された部分でシリコン単結
晶棒の温度勾配が緩やかになり、またこの開放部分の位
置と間隔を変更することにより特定の温度領域の温度勾
配を制御できることが判った。これに対して比較例１で
は、シリコン単結晶棒のうち保温して結晶品質を高める
必要のある部分での温度勾配が急激であった。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヒ
ータから輻射熱を遮る熱遮蔽部材のアッパ部材が上記シ
リコン単結晶棒の上部を包囲し、ロア部材がシリコン単
結晶棒の下部を包囲し、更に複数本の連結部材がロア部
材をアッパ部材に所定の間隔をあけて連結するように構
成したので、シリコン単結晶棒のロア部材により包囲さ
れた下部はヒータからの輻射熱がロア部材の外面により
遮られて急冷される。この結果、結晶の成長速度を速く
することができるので、この部分で発生する点欠陥の坂
道拡散等を促進でき、点欠陥の濃度を最適に制御でき
る。

【００２６】またシリコン単結晶棒のロア部材及びアッ
パ部材間の開放された部分はヒータからの輻射熱が照射
されて保温され、点欠陥の反応時間を長くでき、その結
晶品質が高められる。またシリコン単結晶棒のアッパ部
材により包囲された上部はヒータからの輻射熱がアッパ
部材の外面により遮られて急冷される。この結果、この
部分で発生するＯＳＦ等の結晶欠陥を低減できる。この
ように比較的構造の簡単な部品、即ちアッパ部材及びロ
ア部材を有する熱遮蔽部材の追加で、シリコン融液から
引上げられるシリコン単結晶棒の温度を制御することに
より、シリコン単結晶棒中の点欠陥の濃度等を最適に制
御できる。

【００２７】また連結部材の全長を変更可能に形成する
ことによりアッパ部材とロア部材の間隔を調整可能に構
成すれば、ヒータからの輻射熱がシリコン単結晶棒の中
間部に照射される時間及び長さを調整でき、更に結晶品
質を高めることができる。またロア部材を下方に向うに
従って直径が小さくなるコーン状に形成すれば、ロア部
材によりシリコン単結晶棒の下部へのヒータからの輻射
熱の照射のみならずシリコン融液からの輻射熱の照射を
も遮ることができる。またアッパ部材の直筒部の下端に
上方に向うに従って直径が小さくなって直筒部に収容さ
れるアッパコーン部を一体的に設ければ、シリコン融液
からの輻射熱をアッパコーン部の下面で反射してシリコ
ン単結晶棒の中央上部に照射し、この部分の温度勾配を
制御できるので、グローイン微小欠陥の密度及びサイズ
を最適に制御できる。

【００２８】またアッパ部材及びロア部材の間のシリコ
ン単結晶棒の外周面をリフレクタが包囲し、このリフレ
クタがヒータの熱をシリコン単結晶棒の外周面に向けて
反射するように構成し、更にリフレクタを下方に向うに
従って直径が大きくなるコーン状に形成すれば、ヒータ
から上方に向う輻射熱がリフレクタで反射した後、アッ
パ部材及びロア部材の間の開放された部分からシリコン
単結晶棒の外周面に向うので、この輻射熱がシリコン単
結晶棒の外周面に照射されてこの単結晶棒が効率良く保
温される。この結果、シリコン単結晶棒中の点欠陥の外
方拡散、坂道拡散、対消滅等の反応時間を更に長くで
き、点欠陥の濃度を最適に制御できる。更にヒータから
上方に向う輻射熱の殆ど全てがリフレクタで反射してシ
リコン単結晶棒の外周面に向うので、リフレクタより上
方の各部材の温度を低くできる。この結果、アッパコー
ン部より上方に達したシリコン単結晶棒は急冷され、こ
の部分で発生するＯＳＦを更に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態のシリコン単結晶の引上げ
装置の断面構成図。

【図２】図１のＥ部拡大断面図。

【図３】図２のＦ−Ｆ線断面図。

【図４】その引上げ装置の熱遮蔽部材を含む要部斜視
図。

【図５】シリコン単結晶棒のシリコン融液表面からの距
離に対するシリコン単結晶棒の温度の変化を示す図。

【図６】本発明第２実施形態を示す図１に対応する断面
構成図。

【図７】比較例１を示す図１に対応する断面構成図。

【符号の説明】

１０，５０ シリコン単結晶の引上げ装置 １１ チャンバ １２ シリコン融液 １３ 石英るつぼ １８ ヒータ ２５ シリコン単結晶棒 ２６ 熱遮蔽部材 ２７ アッパ部材 ２７ａ 直胴部 ２７ｂ アッパコーン部 ２８ ロア部材 ２９ 連結部材 ５１ リフレクタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ(11)内に設けられシリコン融液
   (12)が貯留された石英るつぼ(13)と、前記石英るつぼ(1
   3)の外周面を包囲し前記シリコン融液(12)を加熱するヒ
   ータ(18)と、前記シリコン融液(12)から引上げられるシ
   リコン単結晶棒(25)の外周面を包囲しかつ下端が前記シ
   リコン融液(12)表面から間隔をあけて上方に位置し前記
   ヒータ(18)からの輻射熱を遮る熱遮蔽部材(26)とを備え
   たシリコン単結晶の引上げ装置において、 前記熱遮蔽部材(26)が前記引上げられるシリコン単結晶
   棒(25)の上部を包囲するアッパ部材(27)と、前記引上げ
   られるシリコン単結晶棒(25)の下部を包囲するロア部材
   (28)と、前記ロア部材(28)を前記アッパ部材(27)に所定
   の間隔をあけて連結する複数本の連結部材(29)とを備え
   たことを特徴とするシリコン単結晶の引上げ装置。
2. 【請求項２】 連結部材(29)の全長を変更可能に形成す
   ることにより前記アッパ部材(27)と前記ロア部材(28)の
   間隔が調整可能に構成された請求項１記載のシリコン単
   結晶の引上げ装置。
3. 【請求項３】 ロア部材(28)が下方に向うに従って直径
   が小さくなるコーン状に形成され、アッパ部材(27)が直
   筒部(27a)とこの直筒部(27a)と一体的に設けられ前記直
   筒部(27a)の下端に上方に向うに従って直径が小さくな
   って前記直筒部(27a)に収容されるアッパコーン部(27b)
   とを有する請求項１又は２記載のシリコン単結晶の引上
   げ装置。
4. 【請求項４】 アッパ部材(27)及びロア部材(28)の間の
   引上げられるシリコン単結晶棒(25)の外周面を包囲しヒ
   ータ(18)の熱を前記シリコン単結晶棒(25)の外周面に向
   けて反射するリフレクタ(51)が設けられた請求項１ない
   し３いずれか記載のシリコン単結晶の引上げ装置。
5. 【請求項５】 リフレクタ(51)が下方に向うに従って直
   径が大きくなるコーン状に形成された請求項４記載のシ
   リコン単結晶の引上げ装置。