JPS5860691A - 単結晶育成装置 - Google Patents
単結晶育成装置Info
- Publication number
- JPS5860691A JPS5860691A JP15570381A JP15570381A JPS5860691A JP S5860691 A JPS5860691 A JP S5860691A JP 15570381 A JP15570381 A JP 15570381A JP 15570381 A JP15570381 A JP 15570381A JP S5860691 A JPS5860691 A JP S5860691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- chain
- seed crystal
- rotating
- single crystal
- 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
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単結晶育成法の一つである引上法で使用され
る単結晶育成−！Ａ置に関し、特に大型単結晶の育成の
際に大きな効力を発揮する単結晶育成装置に関する。
る単結晶育成−！Ａ置に関し、特に大型単結晶の育成の
際に大きな効力を発揮する単結晶育成装置に関する。
引上法により単結晶を背成ヂる場合、まず第一に種子結
晶が偏心することのないように種子結晶支持ｆｉｃヲ設
直することが極めてｉ４である。従来、引上法により単
結晶を育成する揚台、種子結晶を取付けた種子結晶支持
共ケ回転引上部に設置した抄、種子結晶支持共に回転を
与え、種子結晶の回転の中心からのずれｔ−、４１子結
！１１支持具を手で動かす即ら曲げること等によって調
節していた。このような方法で回転中心Ａ節（以後セン
タリングと記述）ｒ迅速に行なうのは困難で、また重度
の熟練を資し、妃に種子結晶支持共の上端を固定した状
態で種子結晶支持共を曲げてセンタリング行なうため、
種子結晶支持共を痛める欠点があった。
晶が偏心することのないように種子結晶支持ｆｉｃヲ設
直することが極めてｉ４である。従来、引上法により単
結晶を育成する揚台、種子結晶を取付けた種子結晶支持
共ケ回転引上部に設置した抄、種子結晶支持共に回転を
与え、種子結晶の回転の中心からのずれｔ−、４１子結
！１１支持具を手で動かす即ら曲げること等によって調
節していた。このような方法で回転中心Ａ節（以後セン
タリングと記述）ｒ迅速に行なうのは困難で、また重度
の熟練を資し、妃に種子結晶支持共の上端を固定した状
態で種子結晶支持共を曲げてセンタリング行なうため、
種子結晶支持共を痛める欠点があった。
また、このような方法でセンタリングした種子結晶支持
共が時間のＭ過に従りて、元の状態に戻り、偏心回転が
始まるという危惧を拭い去るこ乏はできなか９た。近年
の育成結晶の大型化においては、種子結晶の偏心はより
大きな問題となる。
共が時間のＭ過に従りて、元の状態に戻り、偏心回転が
始まるという危惧を拭い去るこ乏はできなか９た。近年
の育成結晶の大型化においては、種子結晶の偏心はより
大きな問題となる。
また、ａ成結晶が大型化すると、従来の回転棒全引上軸
とする育成法では、育成結晶の長さの分だけ、育成炉の
上方に空間を必要とし、育成炉自身の大型化もｍＷな問
題となる。Ｍ１図に示すようにる一つぼ１に、原料２を
浴融し、種子結晶３を解融＃Ｃ科２に侵し、シーディン
グした後、種子結晶支持回転軸４を回転させつつ上方へ
引上げることによって単結、０Ｌ−１育成するのが引上
法Ａあり、育成結晶５の長さに対応しｃｔＯ分だけ、回
転軸４は上方へ引上げられるため、胃我炉上部には、ノ
に対応した空間を必要と４−る。育成結晶が大型化し、
例えば半導体シリコン単結晶のように２００１ もの大
型結晶を育成する場合、育成炉の大型化は着しく、単結
晶胃酸コストの−Ｆ昇等の点で重要な問題となっＣいる
。
とする育成法では、育成結晶の長さの分だけ、育成炉の
上方に空間を必要とし、育成炉自身の大型化もｍＷな問
題となる。Ｍ１図に示すようにる一つぼ１に、原料２を
浴融し、種子結晶３を解融＃Ｃ科２に侵し、シーディン
グした後、種子結晶支持回転軸４を回転させつつ上方へ
引上げることによって単結、０Ｌ−１育成するのが引上
法Ａあり、育成結晶５の長さに対応しｃｔＯ分だけ、回
転軸４は上方へ引上げられるため、胃我炉上部には、ノ
に対応した空間を必要と４−る。育成結晶が大型化し、
例えば半導体シリコン単結晶のように２００１ もの大
型結晶を育成する場合、育成炉の大型化は着しく、単結
晶胃酸コストの−Ｆ昇等の点で重要な問題となっＣいる
。
上述のような状況で、考案され、現在既に実施さイワて
いる方法として、′４１図、回転・引上＠４の替りに［
ツイヤ−音用いる方法がある。このワイヤーを引上軸に
用いる方法（Ｊ１一つには第２図で示すように、錘６を
吊した糸７が鉛直線を描く原理を応用したもので、種イ
結晶、育成結晶のセンタリングが自然に行なわれ、上記
の如き偏心の危惧がない、また、更に、第３因に示すよ
うに、ワイヤー８を第１ＬＩの回転・引上軸（棒）４の
暦りに用いワイヤー回転巻上げ機ａ９により育成結晶５
を引上げ育成するに従うてワイヤー８を巻上げることに
よ１て上記の如き、育成結晶の良さに対応したメの長さ
の空間を必要とせず、育成装置の大を化を防ぐことがで
きる。しかし、実際に大型結晶を育成する中で、本方法
の欠点が腹足して来た。つまり、大型結晶を第３図の如
く、ワイヤー８で支持し、回転することによって、ワイ
ヤーが褒れ、更に捩れたワイヤーか元に戻ろうとするこ
とにより、結晶の回転か不均一になり、育成結晶性に重
大な悪影響を及ぼす。周知のように引上法による単結晶
育成において、結晶性全制御する二大喪木は引上速度と
結晶の回転（ｆるつぼの回転も含む）であり、このうち
の一方が不均一となることは単結晶育成法として、致命
的な欠点と言わねばなら゛ない。
いる方法として、′４１図、回転・引上＠４の替りに［
ツイヤ−音用いる方法がある。このワイヤーを引上軸に
用いる方法（Ｊ１一つには第２図で示すように、錘６を
吊した糸７が鉛直線を描く原理を応用したもので、種イ
結晶、育成結晶のセンタリングが自然に行なわれ、上記
の如き偏心の危惧がない、また、更に、第３因に示すよ
うに、ワイヤー８を第１ＬＩの回転・引上軸（棒）４の
暦りに用いワイヤー回転巻上げ機ａ９により育成結晶５
を引上げ育成するに従うてワイヤー８を巻上げることに
よ１て上記の如き、育成結晶の良さに対応したメの長さ
の空間を必要とせず、育成装置の大を化を防ぐことがで
きる。しかし、実際に大型結晶を育成する中で、本方法
の欠点が腹足して来た。つまり、大型結晶を第３図の如
く、ワイヤー８で支持し、回転することによって、ワイ
ヤーが褒れ、更に捩れたワイヤーか元に戻ろうとするこ
とにより、結晶の回転か不均一になり、育成結晶性に重
大な悪影響を及ぼす。周知のように引上法による単結晶
育成において、結晶性全制御する二大喪木は引上速度と
結晶の回転（ｆるつぼの回転も含む）であり、このうち
の一方が不均一となることは単結晶育成法として、致命
的な欠点と言わねばなら゛ない。
本発明は、かかる情勢を鑑みで成されたもので、大型単
結晶を極めて安定した状態で育成することができ、尚且
つ、嚇結蒔育成装置自体を大型化する必要のない単結晶
育成装置を提供するものである。
結晶を極めて安定した状態で育成することができ、尚且
つ、嚇結蒔育成装置自体を大型化する必要のない単結晶
育成装置を提供するものである。
以下、本発明の詳細全内面？用いて説明する。
本発明の単結晶ｆｔ成装置の特徴は、種子結晶、育成結
晶の支持１回転、引上げ軸止して、鎖（チーーン）（ｌ
ｌ−用い、げ成炉上方に設置ＴＭさイ１．た１ｄ転存上
げ機構によって、該鎖を回転させ、引上げ（巻上げ）な
がら単結晶の引上げ育成するこ古である。
晶の支持１回転、引上げ軸止して、鎖（チーーン）（ｌ
ｌ−用い、げ成炉上方に設置ＴＭさイ１．た１ｄ転存上
げ機構によって、該鎖を回転させ、引上げ（巻上げ）な
がら単結晶の引上げ育成するこ古である。
第４図に本発明の率結話育成装置を用いた育成方法の概
要を説明するための図である。＠１０ の先端に１子結
晶３を装７ｄシ、るー〕ば１内に充填さイ′シた原料融
液２にイ重子結晶３をｔｔシた後、鎖１０ を回転１
巻上げする鎖回転巻上げ木咲僧９を作動さぜなことによ
って、結晶を回転、引上げし、育成結晶５を得る。本俸
１１における結晶支持軸は、鎖であるから、ワイヤーを
用いＣ，４′成した場ｉｔと同様に、ａ成結晶のセンタ
リングおよび、巻上げによるＴ’ｆ成装置大型化の不黄
件についての利点を有する上に、ワイヤー育成法におけ
る致命的な欠点であったワイヤーの捩れによる結晶回転
の不均一性は全くない。つまり、本発明の単結晶育成法
は従来の引−［げ′ｆＩ成装置が有していたすべての欠
点ｒ；余去し、利点のろを合体化した画期的な単結晶ｄ
成装置が実現できる。
要を説明するための図である。＠１０ の先端に１子結
晶３を装７ｄシ、るー〕ば１内に充填さイ′シた原料融
液２にイ重子結晶３をｔｔシた後、鎖１０ を回転１
巻上げする鎖回転巻上げ木咲僧９を作動さぜなことによ
って、結晶を回転、引上げし、育成結晶５を得る。本俸
１１における結晶支持軸は、鎖であるから、ワイヤーを
用いＣ，４′成した場ｉｔと同様に、ａ成結晶のセンタ
リングおよび、巻上げによるＴ’ｆ成装置大型化の不黄
件についての利点を有する上に、ワイヤー育成法におけ
る致命的な欠点であったワイヤーの捩れによる結晶回転
の不均一性は全くない。つまり、本発明の単結晶育成法
は従来の引−［げ′ｆＩ成装置が有していたすべての欠
点ｒ；余去し、利点のろを合体化した画期的な単結晶ｄ
成装置が実現できる。
次に本発明の半結晶げ成装置の一実施例について説明ｒ
る。先端部に種子結晶支持ｊ４．をＡ備した頑から成る
単結晶引上軸および、該鎖を回転９巻上げる一回転９巻
上げ４１！構を有すること全特徴としでいる。本発明の
単結晶育成装置の概要は第４図に示す通ｌ）であり、前
述のようＫｓ本発明の特徴は、鎖から成る育成４ａ畠支
持軸１ｏ と鎖１ｏ を回転させ、巻上げる鎖回転
巻上げ→構９會有することである。特に、従来のイ成装
置ＶＣなく、不発明の秀れた特徴は、結晶支持軸である
。ａ５図を用いて、第４図に示す結晶支持−１１０の詳
＃Ｉ′ｆｔ説明する。
る。先端部に種子結晶支持ｊ４．をＡ備した頑から成る
単結晶引上軸および、該鎖を回転９巻上げる一回転９巻
上げ４１！構を有すること全特徴としでいる。本発明の
単結晶育成装置の概要は第４図に示す通ｌ）であり、前
述のようＫｓ本発明の特徴は、鎖から成る育成４ａ畠支
持軸１ｏ と鎖１ｏ を回転させ、巻上げる鎖回転
巻上げ→構９會有することである。特に、従来のイ成装
置ＶＣなく、不発明の秀れた特徴は、結晶支持軸である
。ａ５図を用いて、第４図に示す結晶支持−１１０の詳
＃Ｉ′ｆｔ説明する。
本発明の王たる特徴をなす結晶支持・回転軸１゜は、艶
１構成要業１１ か軸１２ で！結されることによ
って成る鎖で構成されており、鐸の先端部は、上記軸１
２と頭具なる方向に施された軸１３ で連結された結
晶支持具１４ が設置されている。核結晶支持具は、
錘１５と種子結晶取付具１６とから成り、種子結晶増付
坂１６ １７ｃは種子結晶固定ネジ１７ が具備されて
いる、結晶支持・回転軸１０ は、鎖構成要素１１
および結晶支持具１４ を連結す６軸１２ および
軸１３ を中心とする１１転により、咄直に吊り下げ
られる。錘１５ は結晶支持・回転軸１０が より鉛
直に吊り下げられるのを助ける。特に、この轢１５
は結晶育成初期時にその効果を発揮する。柚子結晶３を
樗子結晶取付−１６にネジ１７ で固定した後、第４
図に示すように１子結晶を回転しなから学結晶を引上げ
育成する。第５図に示した鎖状結晶支持・回転軸１０
は、第６図に、意略を示した鎖巻上げｌ１転４４横１８
の作動（ｔＣよって回転と同時に引上げらｊＬ？ｂ
。１巻上げ回転機構１８ は鎖状結晶支持回転４１１
１０ を巻上げるＩＪ−、、＋し１９、 該ＩＪ−ル
１９ を回転させる回転機構（図示せず）に連結した
回転軸２０１鎖状結晶支持回転軸１０の吊りＦげ位置を
固定し、巻上げを円滑にする補助リール２１ から成
っている。
１構成要業１１ か軸１２ で！結されることによ
って成る鎖で構成されており、鐸の先端部は、上記軸１
２と頭具なる方向に施された軸１３ で連結された結
晶支持具１４ が設置されている。核結晶支持具は、
錘１５と種子結晶取付具１６とから成り、種子結晶増付
坂１６ １７ｃは種子結晶固定ネジ１７ が具備されて
いる、結晶支持・回転軸１０ は、鎖構成要素１１
および結晶支持具１４ を連結す６軸１２ および
軸１３ を中心とする１１転により、咄直に吊り下げ
られる。錘１５ は結晶支持・回転軸１０が より鉛
直に吊り下げられるのを助ける。特に、この轢１５
は結晶育成初期時にその効果を発揮する。柚子結晶３を
樗子結晶取付−１６にネジ１７ で固定した後、第４
図に示すように１子結晶を回転しなから学結晶を引上げ
育成する。第５図に示した鎖状結晶支持・回転軸１０
は、第６図に、意略を示した鎖巻上げｌ１転４４横１８
の作動（ｔＣよって回転と同時に引上げらｊＬ？ｂ
。１巻上げ回転機構１８ は鎖状結晶支持回転４１１
１０ を巻上げるＩＪ−、、＋し１９、 該ＩＪ−ル
１９ を回転させる回転機構（図示せず）に連結した
回転軸２０１鎖状結晶支持回転軸１０の吊りＦげ位置を
固定し、巻上げを円滑にする補助リール２１ から成
っている。
以上述べた第５図、第６図に示した結Ｍ１支持回転軸お
よび該軸巻上げ回転機構に特＊Ｖｒ南する本発明の単結
晶育成法＃によって、大型単結、ｔｉｌ、が、育成装置
を大型化することなく、極めて安定した状聾で育成する
ことができる。本発明が単結晶育成工業、特に育成結晶
の大型化が著しく進んでいる半導体工業に果たす役割は
極めて大きい。
よび該軸巻上げ回転機構に特＊Ｖｒ南する本発明の単結
晶育成法＃によって、大型単結、ｔｉｌ、が、育成装置
を大型化することなく、極めて安定した状聾で育成する
ことができる。本発明が単結晶育成工業、特に育成結晶
の大型化が著しく進んでいる半導体工業に果たす役割は
極めて大きい。
第１図は、従来の棒状回転・引上げ軸を用いた引上げ法
による単結晶育成法の概略図、第２図は鉛直線の原理図
、第３図は、従来のワイヤーを用いた引上げ法によυｉ
″ｉ＆育成法の哲略図である０第４図は、本発明の単結
晶育成装置を用いた育成方法の概要を説明するための図
で、１はるつぼ、２は原料融液、３は種子結晶、５は育
成結晶、９は回転巻上げ機構、１０ Ｌｔ鎖状結晶支
持・回転軸を示す。第５図は、本発明の単結晶育成装置
の特徴をなす鎖状結晶支持回転軸を示し、ＩＮま鎖構成
費素、１２ は該手鎖要素を連結し、回転軸となる軸
、１４ は結晶支持具で、１３ は該結λｌ’ｌ支
持共と不備９′ｓ１１ とを連結し、各々の回転軸と
なる軸１２ 、：方向が９０ 異なる軸である。そし
て、１５は錘、１６ は撞子結Ａ６取付部、１７ は
種子結晶ｈ１定ネジである。第６図は、不発明の単結晶
育成装置を構成する鎖状納品支持・回転軸（第５図）を
回転・巻上げる機構１８ の概要を示し、１９ は
翅巻上げリール、２０ はリール回転軸、２１ は
補助リール金示す。 第 ｌ （ト） ｉＡ ３ 図 ７９ 第 ４ 図 第 ５ 図 ０
による単結晶育成法の概略図、第２図は鉛直線の原理図
、第３図は、従来のワイヤーを用いた引上げ法によυｉ
″ｉ＆育成法の哲略図である０第４図は、本発明の単結
晶育成装置を用いた育成方法の概要を説明するための図
で、１はるつぼ、２は原料融液、３は種子結晶、５は育
成結晶、９は回転巻上げ機構、１０ Ｌｔ鎖状結晶支
持・回転軸を示す。第５図は、本発明の単結晶育成装置
の特徴をなす鎖状結晶支持回転軸を示し、ＩＮま鎖構成
費素、１２ は該手鎖要素を連結し、回転軸となる軸
、１４ は結晶支持具で、１３ は該結λｌ’ｌ支
持共と不備９′ｓ１１ とを連結し、各々の回転軸と
なる軸１２ 、：方向が９０ 異なる軸である。そし
て、１５は錘、１６ は撞子結Ａ６取付部、１７ は
種子結晶ｈ１定ネジである。第６図は、不発明の単結晶
育成装置を構成する鎖状納品支持・回転軸（第５図）を
回転・巻上げる機構１８ の概要を示し、１９ は
翅巻上げリール、２０ はリール回転軸、２１ は
補助リール金示す。 第 ｌ （ト） ｉＡ ３ 図 ７９ 第 ４ 図 第 ５ 図 ０
Claims (1)
- （１） 引上法による単結晶育成装置におＧ１て先端
部に錘を備えかつ該錘の先端に種子結晶支持具を有した
鎖と該鎖を鉛直軸を中心に回転させる機構と、該鎖を順
次巻き上げる鎖巻きＦげ偵構を具備することを特徴とす
る単結晶育成装置０（２） 。ヒ記鎖は、各々回転軸
で連結さｉｔた鎖構成要素で構成され、該鎖の先端部で
は少なくとも一ケ所で回転軸の方向が鉛［１１１１に垂
直な平面内で９０°変わ−Ｃいる特許請求の範囲第１項
記載の単結晶育成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15570381A JPS5860691A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 単結晶育成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15570381A JPS5860691A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 単結晶育成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860691A true JPS5860691A (ja) | 1983-04-11 |
Family
ID=15611665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15570381A Pending JPS5860691A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 単結晶育成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860691A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015120636A (ja) * | 2015-01-09 | 2015-07-02 | 株式会社Sumco | 単結晶インゴットの製造方法 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15570381A patent/JPS5860691A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015120636A (ja) * | 2015-01-09 | 2015-07-02 | 株式会社Sumco | 単結晶インゴットの製造方法 |
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