JPH11255579A

JPH11255579A - 単結晶引上げ装置

Info

Publication number: JPH11255579A
Application number: JP8027498A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Iida; 哲広飯田
Original assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Current assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】磁界を用いて単結晶を引き上げる場合に単結
晶の品質が悪化することを防止する。【解決手段】磁界を用いて単結晶を引き上げる場合に
は、マグネット５が上昇してチャンバ１の回りを包囲す
るように配置され、このとき、引上げ装置支持フレーム
２０に固定された滑車１５がマグネット５の側壁に沿っ
て押圧しながら転動して、引上げ装置支持フレーム２０
がマグネット５を吸引してもマグネット５が水平方向に
移動することを防止することができる。単結晶４の引き
上げが終了してチャンバ１を開放する際には、マグネッ
ト５が邪魔にならないように下降し、また、固定物２０
に固定された滑車１５がマグネット５の側壁に沿って転
動する。

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引上げ装置に関し、特に磁界を
用いた単結晶引上げ装置に関する。

【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、図１２に示すように高耐圧気密チャンバ１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１内の下方に設けられた石英
ルツボ２内の多結晶を加熱して溶融し、この融液３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）４を成長
させるように構成されている。

【０００３】また、このような装置において、単結晶４
内に取り込まれる酸素濃度を制御するために、チャンバ
１の回りに電磁石や、超電導線をコイルに巻回した超電
導磁石などのマグネット５を配置して融液３に磁場を印
加する方法が知られている。また、この種の従来例とし
ては、単結晶４の引き上げが終了してチャンバ１を開放
する際にはマグネット５が邪魔になるので、昇降装置６
によりマグネット５をチャンバ１に対して上下方向に昇
降させる方法が提案されている。また、単結晶４の引き
上げ中にマグネット５の位置を変化させて単結晶４の品
質を維持する従来例としては、例えば特開昭５９−１９
９５９７号公報、特開昭６０−１６８９２号公報、特開
昭６１−４４７９７号公報、特開昭６１−５３１８９号
公報、特開昭６３−１１２４８９号公報、特公平３−４
６４３５号公報などで提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の単結
晶４の大型化に伴い、使用される磁場の強度が飛躍的に
大きくなっているので、昇降装置６によりマグネット５
を昇降可能にした場合に、図１３（ａ）に示すように近
傍の引上げ装置支持フレーム２０を構成する鉄などの磁
性部材や、図１３（ｂ）に示すように工場建物の鉄筋な
どによりマグネット５が吸引され、このためマグネット
５の軸が単結晶４の軸とずれて単結晶４の品質が悪化す
るという問題点がある。

【０００５】本発明は上記従来例の問題点に鑑み、磁界
を用いて単結晶を引き上げる場合に単結晶の品質が悪化
することを防止することができる単結晶引上げ装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【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、チャンバ内で引き上げられる単結晶の軸に
向かって前記マグネットの軸を付勢するように滑車又は
位置規制手段がマグネットの昇降に従って転動又は摺動
するようにしたものである。すなわち本発明によれば、
単結晶内に取り込まれる酸素濃度を制御するためにチャ
ンバの回りにおいて配置される昇降可能な円筒形のマグ
ネットと、前記チャンバ内で引き上げられる単結晶の軸
に向かって前記マグネットの軸を付勢するように前記マ
グネットの昇降に従って転動する滑車と、を有する単結
晶引上げ装置が提供される。

【０００７】

【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引上げ
装置の一実施形態を示す側面図、図２は図１の単結晶引
上げ装置においてマグネットが下降した状態を示す側面
図、図３は図１の滑車を詳しく示す図である。

【０００８】図１〜図３において、円筒形のチャンバ１
の回りには同じく円筒形のマグネット５が昇降装置７に
より昇降可能に配置されている。昇降装置７のフレーム
１１は例えば円筒形で形成され、床の上に固定されてい
る。このフレーム１１には例えば３つのスピンドル１２
が垂直方向に延びるように、また、回転可能に設けら
れ、スピンドル１２には環状の台座１３が螺合してい
る。台座１３の上にマグネット５が固定され、したがっ
て、スピンドル１２が回転すると台座１３の上のマグネ
ット５が昇降する。そして、引上げ装置支持フレーム２
０には、マグネット５の側壁上に設けられた台５ａの上
を押圧しながら転動可能なように例えば３つの滑車１５
が固定されている。

【０００９】このような構成において、磁界を用いて単
結晶を引き上げる場合には、図１に示すようにマグネッ
ト５が上昇してチャンバ１の回りを包囲するように配置
される。このとき、引上げ装置支持フレーム２０に固定
された滑車１５がマグネット５の側壁に沿って押圧しな
がら転動するので、引上げ装置支持フレーム２０がマグ
ネット５を吸引してもマグネット５が水平方向に移動す
ることを防止することができる。また、単結晶４の引き
上げが終了してチャンバ１を開放する際には、マグネッ
ト５が邪魔にならないように下降し、また、引上げ装置
支持フレーム２０に固定された滑車１５がマグネット５
の側壁に沿って転動する。

【００１０】なお、滑車１５がマグネット５を押圧する
代わりに、図４に示すように滑車１５が水平方向に嵌合
するレール５ｂをマグネット５側に設け、滑車１５がマ
グネット５を引っ張りながら転動するようにしてもよ
い。また、滑車１５の代わりに、図５に示すように引上
げ装置支持フレーム２０、マグネット５側にそれぞれ水
平方向に嵌合し、垂直方向に摺動する楔状の係合部材１
６、５ｃを設けるようにしてもよい。

【００１１】また、滑車１５を引上げ装置支持フレーム
２０ではなく、図６に示すようにマグネット５を支持す
る台座１３側に固定してフレーム１１側を押圧しながら
転動するようにしてもよい。また、フレーム１１の高さ
が比較的低く、マグネット５の上端が動きやすい構造の
場合には、図７に示すように滑車１５−１を台座１３側
に設けてフレーム１１側を押圧するとともに、フレーム
１１を高くして第２の滑車１５−２をフレーム１１に設
けてマグネット５を転動するようにしてもよい。

【００１２】また、フレーム１１は図８に示すような円
筒形の代わりに、図９に示すように直方体で形成しても
よく、また、この場合にはマグネット５の軸に対して四
方から滑車１５により押圧してもよい。また、図１０に
示すように近傍の引上げ装置支持フレーム２０がマグネ
ット５を１方向に吸引する場合には、１方向の滑車１５
によりマグネット５の動きを規制するようにしてもよ
く、また、図１１に示すように工場建物の梁などが２方
向に吸引する場合には、この２方向と抗するようにして
もよい。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ャンバ内で引き上げられる単結晶の軸に向かって前記マ
グネットの軸を付勢するように滑車又は位置規制手段が
マグネットの昇降に従って転動又は摺動するようにした
ので、マグネットの軸が外部磁界により移動することを
防止することができ、したがって、磁界を用いて単結晶
を引き上げる場合に単結晶の品質が悪化することを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単結晶引上げ装置の一実施形態を
示す側面図である。

【図２】図１の単結晶引上げ装置においてマグネットが
下降した状態を示す側面図である。

【図３】図１の滑車を詳しく示す図である。

【図４】図１の滑車の他の例を示す図である。

【図５】図１の滑車の代わりに用いられる係合部材を示
す図である。

【図６】第２の実施形態の単結晶引上げ装置を示す側面
図である。

【図７】第３の実施形態の単結晶引上げ装置を示す側面
図である。

【図８】図７の実施形態の単結晶引上げ装置を示す平面
図である。

【図９】第４の実施形態の単結晶引上げ装置を示す平面
図である。

【図１０】第５の実施形態の単結晶引上げ装置を示す平
面図である。

【図１１】第６の実施形態の単結晶引上げ装置を示す平
面図である。

【図１２】従来の単結晶引上げ装置を示す側面図であ
る。

【図１３】外部の磁性体によりマグネットが吸引される
ことを示す説明図である。

【符号の説明】

１チャンバ５マグネット５ｃ，１６係合部材１１フレーム１２スピンドル１３台座１５滑車２０引上げ装置支持フレーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶内に取り込まれる酸素濃度を制御
するためにチャンバの回りに配置される昇降可能なマグ
ネットを有する単結晶引上げ装置において、前記チャンバ内で引き上げられる単結晶の軸との水平位
置関係が一定であるように前記マグネットの水平位置を
規制しつつ前記マグネットの昇降に従って転動する滑車
を有することを特徴とする単結晶引上げ装置。
【請求項２】単結晶内に取り込まれる酸素濃度を制御
するためにチャンバの回りに前記チャンバ内で引き上げ
られる単結晶の軸と同軸に配置される昇降可能なマグネ
ットを有する単結晶引上げ装置において、前記単結晶の軸に向かって前記マグネットの軸を付勢す
るように前記マグネットの昇降に従って転動する滑車を
有することを特徴とする単結晶引上げ装置。
【請求項３】前記滑車が前記マグネットを昇降させる
昇降機構に固定されるとともに、前記マグネットの側壁
上を転動することを特徴とする請求項１又は２記載の単
結晶引上げ装置。
【請求項４】前記滑車が前記昇降機構以外の固定物に
固定されるとともに、前記マグネットの側壁上を転動す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の単結晶引上げ
装置。
【請求項５】前記滑車が前記マグネットに固定される
とともに、前記マグネットを昇降させる昇降機構に沿っ
て転動することを特徴とする請求項１又は２記載の単結
晶引上げ装置。
【請求項６】前記滑車が前記マグネットに固定される
とともに、前記マグネットを昇降させる昇降機構以外の
固定物に沿って転動することを特徴とする請求項１又は
２記載の単結晶引上げ装置。
【請求項７】前記滑車が前記マグネットの軸に対して
少なくとも３方向から付勢することを特徴とする請求項
１ないし６のいずれか１つに記載の単結晶引上げ装置。
【請求項８】前記滑車が前記マグネットの上下方向の
２箇所以上の位置で付勢することを特徴とする請求項１
ないし７のいずれか１つに記載の単結晶引上げ装置。
【請求項９】単結晶内に取り込まれる酸素濃度を制御
するためにチャンバの回りに配置される昇降可能なマグ
ネットを有する単結晶引上げ装置において、前記チャンバ内で引き上げられる単結晶の軸との水平位
置関係が一定であるように前記マグネットの水平位置を
規制しつつ前記マグネットの昇降に従って垂直方向に摺
動可能な位置規制手段を有することを特徴とする単結晶
引上げ装置。
【請求項１０】単結晶内に取り込まれる酸素濃度を制
御するためにチャンバの回りに前記チャンバ内で引き上
げられる単結晶の軸と同軸に配置される昇降可能なマグ
ネットを有する単結晶引上げ装置において、前記単結晶の軸に向かって前記マグネットの軸を付勢す
るように前記マグネットの昇降に従って垂直方向に摺動
可能な位置規制手段を有することを特徴とする単結晶引
上げ装置。
【請求項１１】前記位置規制手段が前記マグネットを
昇降させる昇降機構に固定されるとともに、前記マグネ
ットの側壁上を摺動することを特徴とする請求項９又は
１０記載の単結晶引上げ装置。
【請求項１２】前記位置規制手段が前記昇降機構以外
の固定物に固定されるとともに、前記マグネットの側壁
上を摺動することを特徴とする請求項９又は１０記載の
単結晶引上げ装置。
【請求項１３】前記位置規制手段が前記マグネットに
固定されるとともに、前記マグネットを昇降させる昇降
機構に沿って摺動することを特徴とする請求項９又は１
０記載の単結晶引上げ装置。
【請求項１４】前記位置規制手段が前記マグネットに
固定されるとともに、前記マグネットを昇降させる昇降
機構以外の固定物に沿って摺動することを特徴とする請
求項９又は１０記載の単結晶引上げ装置。
【請求項１５】前記位置規制手段が前記マグネットの
軸に対して少なくとも３方向から付勢することを特徴と
する請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の単結晶
引上げ装置。
【請求項１６】前記位置規制手段が前記マグネットの
上下方向の２箇所以上の位置で付勢することを特徴とす
る請求項９ないし１５のいずれか１つに記載の単結晶引
上げ装置。