JPS62108795A - 加熱流動装置 - Google Patents
加熱流動装置Info
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- JPS62108795A JPS62108795A JP60249031A JP24903185A JPS62108795A JP S62108795 A JPS62108795 A JP S62108795A JP 60249031 A JP60249031 A JP 60249031A JP 24903185 A JP24903185 A JP 24903185A JP S62108795 A JPS62108795 A JP S62108795A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
- B01F33/451—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers wherein the mixture is directly exposed to an electromagnetic field without use of a stirrer, e.g. for material comprising ferromagnetic particles or for molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/45—Mixing in metallurgical processes of ferrous or non-ferrous materials
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シリコンなどを加熱して流体とし、〈にこれ
全流動させる加熱流動装置ａに関するものである。
全流動させる加熱流動装置ａに関するものである。
従来、例えばＣＺ法によるシリコン単結晶引き上げ装置
においては、石英ガラスの円柱状ルツボ内に溶融シリコ
ンが入れられ、外部ヒータによって、１１ｉ温状１籟に
保持されるようになっている。また、絡的均−性の保持
等の理由により、溶融シリコンを単結晶インゴット２軸
に回転させる心安があり、ルツボは１ないし＆ｉｉＩ
Ｄ ｒｐｍ程度で礪傭的に回転している。
においては、石英ガラスの円柱状ルツボ内に溶融シリコ
ンが入れられ、外部ヒータによって、１１ｉ温状１籟に
保持されるようになっている。また、絡的均−性の保持
等の理由により、溶融シリコンを単結晶インゴット２軸
に回転させる心安があり、ルツボは１ないし＆ｉｉＩ
Ｄ ｒｐｍ程度で礪傭的に回転している。
一方、単結晶引き上げは、−、役にメＬＡとしゃ断され
た特定の界−気の中で行なわルる。このため、ルツボの
回転部、その外側の固定ヒータ、全体を包むチャンバ等
などの装置構造が４ｉ帷になる。
た特定の界−気の中で行なわルる。このため、ルツボの
回転部、その外側の固定ヒータ、全体を包むチャンバ等
などの装置構造が４ｉ帷になる。
特に最近においては、単結晶インゴット引き上げの連続
化が試みられているが、このためには、溶融物を加熱し
ながら他の部分の改良、あるいは他の装置の付加が必要
である。しかし、ルツボを回転させるという条件がかか
る改良の自由Ｉｆ を犬−鴫一制約している。
化が試みられているが、このためには、溶融物を加熱し
ながら他の部分の改良、あるいは他の装置の付加が必要
である。しかし、ルツボを回転させるという条件がかか
る改良の自由Ｉｆ を犬−鴫一制約している。
１比、引き上げの連続化においては、ルツボの石英ガラ
スの劣化の問題もあり、結東的にバッチ処理全行なって
引き上げ金行い、ルツボ全煩繁に交換せざる全得ず、時
１…的、経済的な無駄全招いている。
スの劣化の問題もあり、結東的にバッチ処理全行なって
引き上げ金行い、ルツボ全煩繁に交換せざる全得ず、時
１…的、経済的な無駄全招いている。
更に、ルツボの回転と溶融物の加熱に基因する溶融物内
の有害な流ｎの発生も問題点として指摘されている。
の有害な流ｎの発生も問題点として指摘されている。
〔発明が解決しようとする問題点３
以上説明したように、従来の技術によれば、るつ・ｌｆ
を回転させるため、装置ｄ構成が複雑になるとともに、
効率も低下し、引き上げの連続化に対して大きな４ｇと
なっていた。
を回転させるため、装置ｄ構成が複雑になるとともに、
効率も低下し、引き上げの連続化に対して大きな４ｇと
なっていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、溝１戊
の１１１３・洛北？図るとともに、高効率で引き上げの
連続化にも良好に対応することができる加熱流動装置全
提供すること金その目的とするものである。
の１１１３・洛北？図るとともに、高効率で引き上げの
連続化にも良好に対応することができる加熱流動装置全
提供すること金その目的とするものである。
本発明によれば、まず溶１独体が収容される収容手段の
近傍に磁界形成手段が用意される。この磁界形成手段に
は、第１及び第２の１源から供給された一力が合成手段
により合成されて印加さ扛、各々による磁界が形成され
る。第１の電源から供給された電力による磁界によって
溶融体は誘導加熱される。第２の１源から供給された電
力による磁界によって溶融体は移動する。
近傍に磁界形成手段が用意される。この磁界形成手段に
は、第１及び第２の１源から供給された一力が合成手段
により合成されて印加さ扛、各々による磁界が形成され
る。第１の電源から供給された電力による磁界によって
溶融体は誘導加熱される。第２の１源から供給された電
力による磁界によって溶融体は移動する。
溶融体は磁界の作用によって停動する。従って、収容手
段を＃勧させる必要がなく、そのための装置ｆＪｆｉが
簡略化される。
段を＃勧させる必要がなく、そのための装置ｆＪｆｉが
簡略化される。
溶融体は磁界の作用によって加＃ｌされる。従って、直
接加熱用の装ｆｉｔは用いらｎず、収容手段の材料の選
択の自由度が増大する。
接加熱用の装ｆｉｔは用いらｎず、収容手段の材料の選
択の自由度が増大する。
溶融体の移動、加熱の程度は、磁界の程度によって影響
されるので、磁界の程度は必要に応じて選択される。
されるので、磁界の程度は必要に応じて選択される。
以下、添附図面？参照しながら本発明の実施例について
説明する。
説明する。
第１図には本発明の一実施例として、シリコン単結晶引
き上げ装置のるつぼ部分が示されている。
き上げ装置のるつぼ部分が示されている。
甘た、第２図には、第１図の装置の平面図が示されてい
る。こルら第１図及び第２図において、シリコンがｍ融
されているルツボ１０は、チャンバ１２の洛中犬にＩｌ
！ｉｌｌ定支持されている。ルツボ１０の周、川には、
水冷銅ｕから成る６相のコイル１４がＡ当な間、１ＩＩ
ｋもって配置されている。この間隔内には、ダクト１６
を介して図示しない送風手段により第１図の上方から下
方Ｖこ送）虱が行なわれており、ルツボ１０の表面が冷
却されるようになっている。
る。こルら第１図及び第２図において、シリコンがｍ融
されているルツボ１０は、チャンバ１２の洛中犬にＩｌ
！ｉｌｌ定支持されている。ルツボ１０の周、川には、
水冷銅ｕから成る６相のコイル１４がＡ当な間、１ＩＩ
ｋもって配置されている。この間隔内には、ダクト１６
を介して図示しない送風手段により第１図の上方から下
方Ｖこ送）虱が行なわれており、ルツボ１０の表面が冷
却されるようになっている。
ルツボ１０内にはシリコンの融液１８が満たされており
、また、石英ガラス俸２０が浸されている。この石英ガ
ラス俸２０Ｉ′ｉ、ｒＡ液１８内の酸素り庸１ｆｆ （
豐咋するためのものである。単結晶インゴット２２ば、
ｒＩｌ！ｌ！イ夜１８から引き上げられるようになって
いる。
、また、石英ガラス俸２０が浸されている。この石英ガ
ラス俸２０Ｉ′ｉ、ｒＡ液１８内の酸素り庸１ｆｆ （
豐咋するためのものである。単結晶インゴット２２ば、
ｒＩｌ！ｌ！イ夜１８から引き上げられるようになって
いる。
以上の６．）６分のうち、ルツボ１０としては、石英諌
のものに限らず、ンリコンルツボを使用することができ
る。その理由については１麦述する。また、コイル１４
は、第６図に一相分を拡大して示すように、ルツボ１０
の表面形状に６った形であって、板状の渦巻き様に巻回
して形成されている。
のものに限らず、ンリコンルツボを使用することができ
る。その理由については１麦述する。また、コイル１４
は、第６図に一相分を拡大して示すように、ルツボ１０
の表面形状に６った形であって、板状の渦巻き様に巻回
して形成されている。
次に、第４図及び第５図を参照しながら、前述したコイ
ル１４に印加される電力について説、明する。第４図に
は回路ブロック図の一例が示さ江でおり、第５図にはか
かる回路の出力波形すなわち時間（横Ｔｏｌｌ）に対す
る振１鳴（４軸）の関係が示されている。
ル１４に印加される電力について説、明する。第４図に
は回路ブロック図の一例が示さ江でおり、第５図にはか
かる回路の出力波形すなわち時間（横Ｔｏｌｌ）に対す
る振１鳴（４軸）の関係が示されている。
これら第４１及び第５図において、第１の′電源６０及
び第２の１６源６２は、各々変調回路５４に接続さｎて
おり、この変調回路６４の出力がコイル１４に印加され
るようになっている。
び第２の１６源６２は、各々変調回路５４に接続さｎて
おり、この変調回路６４の出力がコイル１４に印加され
るようになっている。
屯諒６０は、第５図（Ａ）１７こ示すような融液１８の
加熱用の一周？皮三イ目交流（例えば１００ Ｋないし
１■（ｚ ）全出力し、シ諒６２は、同図（Ｂ＞に示す
ような融液１８の回転用の低周波三相交流（例えば１０
ないし２００ Ｊ（ｚ ） ｋ出力する。こｎらの交流
は変調回路３４に各々入力され、１源３０の出力を屯源
５２の出力で変調した同図（Ｃ）に示す波形の電力がコ
イル１４に印加されるようになっている。
加熱用の一周？皮三イ目交流（例えば１００ Ｋないし
１■（ｚ ）全出力し、シ諒６２は、同図（Ｂ＞に示す
ような融液１８の回転用の低周波三相交流（例えば１０
ないし２００ Ｊ（ｚ ） ｋ出力する。こｎらの交流
は変調回路３４に各々入力され、１源３０の出力を屯源
５２の出力で変調した同図（Ｃ）に示す波形の電力がコ
イル１４に印加されるようになっている。
次に上記実施例の全体的動作について説明する。
捷ず、コイル１４には、第５図（Ｃ）に示す変調された
三相成力が印加される。この三相′電力は、同図ｒＡ）
及び（Ｂ）の交流電力が合［１２されたものであるから
、ルツボ１０の周辺及び内部には、同図（Ａ）に示す三
相′１梳力による磁界と、同図ＣＢ）に示す三相゛成力
による磁界とが形ＦＭ、されることとなる。
三相成力が印加される。この三相′電力は、同図ｒＡ）
及び（Ｂ）の交流電力が合［１２されたものであるから
、ルツボ１０の周辺及び内部には、同図（Ａ）に示す三
相′１梳力による磁界と、同図ＣＢ）に示す三相゛成力
による磁界とが形ＦＭ、されることとなる。
こｎらの磁界のうち、電源ろ０による高周波磁場は、低
温で絶縁性の制いルツボ１０の壁面全透過して電気伝導
率の高い融液１８内に及び、誘導加熱↓１象が生ずる。
温で絶縁性の制いルツボ１０の壁面全透過して電気伝導
率の高い融液１８内に及び、誘導加熱↓１象が生ずる。
四方、電源３２による低周波磁場は、誘導モータと同様
の原理で融液１８に作用し、磁場の回転方向に融液１８
が回転するようになる。
の原理で融液１８に作用し、磁場の回転方向に融液１８
が回転するようになる。
従って、谷磁＃ｈ全形成する電力波形の周波数、出力レ
ベル、変調度等全適宜選択することにより所望の回転方
向、回転数、温度、流れの状態金得ることが可能となる
。
ベル、変調度等全適宜選択することにより所望の回転方
向、回転数、温度、流れの状態金得ることが可能となる
。
以上のように、木実施例によれば、ルツボ１０の底部あ
るいは側壁にｌｉ！接的な発熱手段が何ら必要とされな
いので、石英ルツボにかわって７リコンルツボを用いる
ことができ、このため劣化によるｊＫ々の交ＩＩＡｋ行
う必要がなく、また、ルツボ内面の変化による融液内酸
素着度の不安定もない。
るいは側壁にｌｉ！接的な発熱手段が何ら必要とされな
いので、石英ルツボにかわって７リコンルツボを用いる
ことができ、このため劣化によるｊＫ々の交ＩＩＡｋ行
う必要がなく、また、ルツボ内面の変化による融液内酸
素着度の不安定もない。
また、可ｋｈ部分は単結晶インゴット２２の引上げ装置
のみとなり、ルツボ１０を回転させる必要がないので、
Ａ置傳成が簡略化されるとともに、融液１８の状態例え
ば加熱の程度、回転の程度、有害な対流の抑制などの条
件が良好に保持さＣるので、効率的に単結晶インゴット
２２の引き上げを行うことができる。
のみとなり、ルツボ１０を回転させる必要がないので、
Ａ置傳成が簡略化されるとともに、融液１８の状態例え
ば加熱の程度、回転の程度、有害な対流の抑制などの条
件が良好に保持さＣるので、効率的に単結晶インゴット
２２の引き上げを行うことができる。
なお、本発明は何ら上記実痛例に限定されるものではな
い０し１１えば、上Δ己火施汐１ｊはシリコンのト雇液
に対するものであるが、その他の金属溶液、透磁流体あ
るいはプラズマ装置等に対しても適用可能でおる。また
、流体’ｉ１ｍ転させるのではなく、リニアモータの原
理によりｉｆＭ＋多励させるようにしてもよい。
い０し１１えば、上Δ己火施汐１ｊはシリコンのト雇液
に対するものであるが、その他の金属溶液、透磁流体あ
るいはプラズマ装置等に対しても適用可能でおる。また
、流体’ｉ１ｍ転させるのではなく、リニアモータの原
理によりｉｆＭ＋多励させるようにしてもよい。
１だ、上記実施例では、回転磁界を形成するために三相
交流全利用シフ、コイル全６組用意したが、コイルを６
組用意し、６０°づつの位相差ｔＷするようにしてもよ
く、その他周刊の方法で回転磁界全形成するようにして
もよい。
交流全利用シフ、コイル全６組用意したが、コイルを６
組用意し、６０°づつの位相差ｔＷするようにしてもよ
く、その他周刊の方法で回転磁界全形成するようにして
もよい。
以上説明したように、本発明による加熱流動装置によれ
ば、るつぼの周囲にコイル全配置し、これに加熱用の磁
界と回転用の磁界とを発生させる合成電力を与えること
としたので、装置偏成の１略化全図ることができるとと
もに、効率も向上し１、更には単結晶インゴットの引き
上げの連続化にも良好に対応することができるという効
果がある。
ば、るつぼの周囲にコイル全配置し、これに加熱用の磁
界と回転用の磁界とを発生させる合成電力を与えること
としたので、装置偏成の１略化全図ることができるとと
もに、効率も向上し１、更には単結晶インゴットの引き
上げの連続化にも良好に対応することができるという効
果がある。
第１図は本発明の一実施例全示す主＋決部分の断面図、
第２図に第１図の装置の千面図、第３図は一相分のコイ
ルを示す説明図、第４図はコイルに対する通「に回路例
を承すブロック図、第５図は第４図の回路の各部の波形
例を示す一図である。 １０・・・ルツボ、１２・・・チャンバ、１４・・・コ
イル、１６・・・ダクト、１８・・・融液、２０・・・
石英ガラス棒、２２・・・ＬｌＬ ｆ！ 晶インゴット
、３０．３２・・・電源、３４・・・変調回路。 代理人 弁理士 佐 慶 正 年 第１図 第２図 第３図 第４図 ３゜ 手続補正書（自発） １ 事件の表示 特願昭６０−２４９０３１号 ２ 発明の名称 加熱流動装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 （４１２）日本鍔管株式会社 ４代理人 住所 東京都港区虎ノ門−丁目２１番１９号秀和第２
虎ノ門ピル （２）図面中温４図及び第５図を、別紙補正図面の通り
補正する。 訂正 明 細 書 １、発明の名称 加熱流動装置 ２、特許請求の範囲 溶融体が収容される収容手段と、 前記溶融体を誘導加熱するための第１の電力全出力する
第１の発振手段と、 前記溶融体を所定方向に移動させるための第２の電力を
出力する第２の発振手段と、 前記第１の電力と第２の電力とを合成する合成手段と、 合成された電力の投入により前記誘導加熱を行うｇｌの
磁界と、前記溶融体移動全行う第２の磁界とを形成する
ために収容手段近傍に配置された磁界形成手段とを具備
することを特徴とする加熱流動装置。 ５、 発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコンなどを加熱して流体とし、更にこれ
を流動させる加熱流動装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来例えばＣ２法によるシリコン単結晶引き上げ装置に
おいては、石英ガラスのルツボ内に溶融シリコンが入れ
られ、外部ヒータによって高温状態に保持されるように
なっている。また、熱的均一性の保持等の理由により、
溶融シリコンを単結晶インゴットを軸に回転させる必要
があシ、ルツボは１ないし数１０ ｒｐｍ程度で機械的
に回転している。 一方、単結晶引き上げは一般に外気としゃ断された特定
の雰囲気の中で行なわれる。このため、ルツボの回転部
、その外側の固定ヒータ、全体を包むチャンバ等などの
装置構造が複雑になる。 特に最近においては、単結晶インゴット引さ上げの連続
化が試みられているが、このためには溶融物を加熱しな
がら他の部分の改良、あるいは他の装置の付加が必要で
ある。しかし、ルツボを回転させるという条件がかかる
改良の自由度を大幅に制約している。 また、引き上げの連続化においては、ルツボの石英ガラ
スの劣化の問題もあり、結果的にルツボ処理を行なって
引き上げを行い、ルツボを頻繁忙交換せざるを得す、時
間的、経済的な無駄を招いている。 更に、ルツボの回転と溶融物の加熱に基因する溶融物内
の有害な流れの発生も問題点として指摘されている。 〔発明が解決しようとする問題点１ 以上説明したように、従来の技術によればるつぼを回転
させるため、装置構成が複雑になるとともに効率も低下
し、引き上げの連続化に対して大きな障害となっていた
。 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、構成の
簡略化を図るとともに、高効率で引き上げの連続化にも
良好に対応することができる加熱流動装置を提供するこ
とをその目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によればまず溶融体が収容される収容手段の近傍
に磁界形成手段が用意される。この磁界形成手段では第
１及び第２の発掘回路からの信号が合成手段により合成
、増巾されて印加され、各各による磁界が形成される。 第１の発振回路による磁界によって溶融体は誘導加熱さ
れる。第２の発振回路による磁界によって溶融体は移動
する。 〔作用〕 溶融体は磁界の作用によって移動する。従って、収容手
段を移動させる必要がなく、そのための装置構成が簡略
化される。 溶融体は磁界の作用によって加熱される。従って、直接
加熱用の装置は用いられず、収容手段の材料の選択の自
由度が増大する。 溶融体の移動、加熱の程度は、磁界の程度によって影響
されるので、磁界の程度は必要に応じて選択さノする。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。 第１図には本発明の一実施例として、シリコン単結晶引
き上げ装置のるつぼ部分が示されている。 また、第２図には第１図の装置の平面図が示されている
。これら第１図及び第２図において、シリコンが溶融さ
れているルツボ１０は、チャンバ１２の略中央に固定支
持されている。ルツボ１０の周囲には、水冷鋼管から成
る３相のコイル１４が適当な間隔をもって配置されてい
る。この間隔内には、ダクト１６を介して図示しない送
風手段により第１図の上方から下方に送風が行なわれて
おり、ルツボ１０の表面が冷却されるようになっている
。 ルツボ１０内にはシリコンの融液１８が満たされており
、また、石英ガラス棒２０が浸されている。この石英ガ
ラス棒２０は、融液１８内の酸素濃度を操作するための
ものである。単結晶インゴット２２は、融液１８から引
き上げら几るようになっている。 以上の各部分のうち、ルツボ１０としては、石英製のも
のに限らず、シリコンルツボを使用することができる。 その理由については後述する。また、コイル１４は、第
６図に一相分を拡大して示すように１ルツボ１００表面
形状に沿った形であって、板状の渦巻き様に巻回して形
成されている。 次に、第４図及び第５図を参照しながら前述したコイル
１４に印加される電力について説明する。 第４図には回路ブロック図の一例が示されておシ、第５
図にはかかる回路の出力波形すなわち時間（横軸）に対
する振福（縦軸）の関係が示されている。 これら第４図及び第５図において、第１の発振回路３０
及び第２の発掘回路５２は、各々変調回路６４に接続さ
れており、この変調回路６４の出力が電力増巾回路５６
を経てコイル１４に印加されるようになっている。 発掘回路３０は、８ｇ５図■に示すような融液１８の加
熱用の高周波三相交流（例えば１００にないしＩ ＭＨ
ｚ ） （ｉｌ−出力し、発振回路３２は、同図（Ｂ）
に示すような融ｉ１８の回転用の低周波三相交流（例え
ば１０ないし２００Ｈｚ）Ｑ出力する。これらの交流は
変調回路３４に各々入力され、発振回路３０の出力を発
振回路２の出力で変調した同図（Ｃ）に示す波形の電力
がコイル１４に印加されるようになっている。 次に上記実施例の全体的動作について説明する。 まず、コイル１４には、第５図（Ｃ）に示す変調された
三相電力が印加される。この三相電力は、同図（４）及
び（Ｂ）が合成されたものであるから、ルツボ１０の周
辺及び内部には同図囚に示す三相電力による磁界と、同
図（Ｂ）に示す三相電力による磁界とが形成されること
となる。 これらの磁界のうち、発振回路３０による高周波磁場は
、低温で絶縁性の高いルツボ１０の管面を透過して電気
伝導率の高い融液１８内に及び誘導加熱現象が生ずる。 他方、発振回路３２による低周波磁場は誘導モータと同
様の原理で融液１８に作用し、磁場の回転方向に融液１
８が回転するようになる。 従って各磁場を形成する電力波形の周波数、出力レベル
、変調度等を適宜選択することにより所望の回転方向、
回転数、温度、流れの状態金得ることが可能となる。 以上のように、本実施例によれば、ルツボ１０の底部あ
るいは側壁に直接的な発熱手段が何ら必要とされないの
で、石英ルツボにかわってシリコンルツボを用いること
ができ、このため劣化による度々の交換を行う必要がな
く、また、ルツボ内面の変化による融液内酸素濃度の不
安定もない。 また、可動部分は単結晶インゴット２２の引上げ装置の
みとなり、ルツボ１０を回転させる必要がないので、装
置構成が簡略化されるとともに、融液１８の状態例えば
加熱の程度、回転の程度、有害な対流の抑制などの条件
が良好に保持されるので、効率的に単結晶インゴット２
２の引き上げを行うことができる。 なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
い。例えば上記実施例はシリコンの融液に対するもので
あるが、その他の金属融液、電磁流体あるいはプラズマ
装置等に対しても適用可能である。また、流体を回転さ
せるのではなく、リニアモータの原理によシ直線移動さ
せるようにしてもよい。 また、上記実施例では、回転磁界を形成するたよりにし
てもよく、その他周知の方法で回転磁界を形成するよう
にしてもよい。 尚、８００℃程度以下の低温ではシリコンには誘導電流
が流れないため、加熱初期にはシリコンを間接加熱する
ための冶具、例えばグラファイトリング等をルツボ内周
部に配置する必要性がある。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による加熱流動装置によれ
ば、るつぼの周囲にコイルを配置し、これに加熱用の磁
界と回転用の磁界とを発生させる合成電力金与えること
としたので、装置構成の簡略化を図ることができるとと
もに、効率も向上し、更には単結晶インゴットの引き上
げの連続化にも良好に対応することができるという効果
がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す主要部分の断面図、第
２図は第１図の装置の平面図、第３図は一相分のコイル
を示す説明図、第４図はコイルに対する通電回路例を示
すブロック図、第５図は第４図の回路の各部の波形例を
示す線図である。 １０・・・ルツボ、１２・・・チャンバ、１４・・・コ
イル、１６・・・ダクト、１Ｂ・・・融液、２０・・・
石英ガラス棒、２２・・・単結晶インゴット、３０．３
２・・・発振回路、３４・・・変調回路、６６・・・電
力増巾回路。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第４図 ３゜
第２図に第１図の装置の千面図、第３図は一相分のコイ
ルを示す説明図、第４図はコイルに対する通「に回路例
を承すブロック図、第５図は第４図の回路の各部の波形
例を示す一図である。 １０・・・ルツボ、１２・・・チャンバ、１４・・・コ
イル、１６・・・ダクト、１８・・・融液、２０・・・
石英ガラス棒、２２・・・ＬｌＬ ｆ！ 晶インゴット
、３０．３２・・・電源、３４・・・変調回路。 代理人 弁理士 佐 慶 正 年 第１図 第２図 第３図 第４図 ３゜ 手続補正書（自発） １ 事件の表示 特願昭６０−２４９０３１号 ２ 発明の名称 加熱流動装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 （４１２）日本鍔管株式会社 ４代理人 住所 東京都港区虎ノ門−丁目２１番１９号秀和第２
虎ノ門ピル （２）図面中温４図及び第５図を、別紙補正図面の通り
補正する。 訂正 明 細 書 １、発明の名称 加熱流動装置 ２、特許請求の範囲 溶融体が収容される収容手段と、 前記溶融体を誘導加熱するための第１の電力全出力する
第１の発振手段と、 前記溶融体を所定方向に移動させるための第２の電力を
出力する第２の発振手段と、 前記第１の電力と第２の電力とを合成する合成手段と、 合成された電力の投入により前記誘導加熱を行うｇｌの
磁界と、前記溶融体移動全行う第２の磁界とを形成する
ために収容手段近傍に配置された磁界形成手段とを具備
することを特徴とする加熱流動装置。 ５、 発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコンなどを加熱して流体とし、更にこれ
を流動させる加熱流動装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来例えばＣ２法によるシリコン単結晶引き上げ装置に
おいては、石英ガラスのルツボ内に溶融シリコンが入れ
られ、外部ヒータによって高温状態に保持されるように
なっている。また、熱的均一性の保持等の理由により、
溶融シリコンを単結晶インゴットを軸に回転させる必要
があシ、ルツボは１ないし数１０ ｒｐｍ程度で機械的
に回転している。 一方、単結晶引き上げは一般に外気としゃ断された特定
の雰囲気の中で行なわれる。このため、ルツボの回転部
、その外側の固定ヒータ、全体を包むチャンバ等などの
装置構造が複雑になる。 特に最近においては、単結晶インゴット引さ上げの連続
化が試みられているが、このためには溶融物を加熱しな
がら他の部分の改良、あるいは他の装置の付加が必要で
ある。しかし、ルツボを回転させるという条件がかかる
改良の自由度を大幅に制約している。 また、引き上げの連続化においては、ルツボの石英ガラ
スの劣化の問題もあり、結果的にルツボ処理を行なって
引き上げを行い、ルツボを頻繁忙交換せざるを得す、時
間的、経済的な無駄を招いている。 更に、ルツボの回転と溶融物の加熱に基因する溶融物内
の有害な流れの発生も問題点として指摘されている。 〔発明が解決しようとする問題点１ 以上説明したように、従来の技術によればるつぼを回転
させるため、装置構成が複雑になるとともに効率も低下
し、引き上げの連続化に対して大きな障害となっていた
。 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、構成の
簡略化を図るとともに、高効率で引き上げの連続化にも
良好に対応することができる加熱流動装置を提供するこ
とをその目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によればまず溶融体が収容される収容手段の近傍
に磁界形成手段が用意される。この磁界形成手段では第
１及び第２の発掘回路からの信号が合成手段により合成
、増巾されて印加され、各各による磁界が形成される。 第１の発振回路による磁界によって溶融体は誘導加熱さ
れる。第２の発振回路による磁界によって溶融体は移動
する。 〔作用〕 溶融体は磁界の作用によって移動する。従って、収容手
段を移動させる必要がなく、そのための装置構成が簡略
化される。 溶融体は磁界の作用によって加熱される。従って、直接
加熱用の装置は用いられず、収容手段の材料の選択の自
由度が増大する。 溶融体の移動、加熱の程度は、磁界の程度によって影響
されるので、磁界の程度は必要に応じて選択さノする。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。 第１図には本発明の一実施例として、シリコン単結晶引
き上げ装置のるつぼ部分が示されている。 また、第２図には第１図の装置の平面図が示されている
。これら第１図及び第２図において、シリコンが溶融さ
れているルツボ１０は、チャンバ１２の略中央に固定支
持されている。ルツボ１０の周囲には、水冷鋼管から成
る３相のコイル１４が適当な間隔をもって配置されてい
る。この間隔内には、ダクト１６を介して図示しない送
風手段により第１図の上方から下方に送風が行なわれて
おり、ルツボ１０の表面が冷却されるようになっている
。 ルツボ１０内にはシリコンの融液１８が満たされており
、また、石英ガラス棒２０が浸されている。この石英ガ
ラス棒２０は、融液１８内の酸素濃度を操作するための
ものである。単結晶インゴット２２は、融液１８から引
き上げら几るようになっている。 以上の各部分のうち、ルツボ１０としては、石英製のも
のに限らず、シリコンルツボを使用することができる。 その理由については後述する。また、コイル１４は、第
６図に一相分を拡大して示すように１ルツボ１００表面
形状に沿った形であって、板状の渦巻き様に巻回して形
成されている。 次に、第４図及び第５図を参照しながら前述したコイル
１４に印加される電力について説明する。 第４図には回路ブロック図の一例が示されておシ、第５
図にはかかる回路の出力波形すなわち時間（横軸）に対
する振福（縦軸）の関係が示されている。 これら第４図及び第５図において、第１の発振回路３０
及び第２の発掘回路５２は、各々変調回路６４に接続さ
れており、この変調回路６４の出力が電力増巾回路５６
を経てコイル１４に印加されるようになっている。 発掘回路３０は、８ｇ５図■に示すような融液１８の加
熱用の高周波三相交流（例えば１００にないしＩ ＭＨ
ｚ ） （ｉｌ−出力し、発振回路３２は、同図（Ｂ）
に示すような融ｉ１８の回転用の低周波三相交流（例え
ば１０ないし２００Ｈｚ）Ｑ出力する。これらの交流は
変調回路３４に各々入力され、発振回路３０の出力を発
振回路２の出力で変調した同図（Ｃ）に示す波形の電力
がコイル１４に印加されるようになっている。 次に上記実施例の全体的動作について説明する。 まず、コイル１４には、第５図（Ｃ）に示す変調された
三相電力が印加される。この三相電力は、同図（４）及
び（Ｂ）が合成されたものであるから、ルツボ１０の周
辺及び内部には同図囚に示す三相電力による磁界と、同
図（Ｂ）に示す三相電力による磁界とが形成されること
となる。 これらの磁界のうち、発振回路３０による高周波磁場は
、低温で絶縁性の高いルツボ１０の管面を透過して電気
伝導率の高い融液１８内に及び誘導加熱現象が生ずる。 他方、発振回路３２による低周波磁場は誘導モータと同
様の原理で融液１８に作用し、磁場の回転方向に融液１
８が回転するようになる。 従って各磁場を形成する電力波形の周波数、出力レベル
、変調度等を適宜選択することにより所望の回転方向、
回転数、温度、流れの状態金得ることが可能となる。 以上のように、本実施例によれば、ルツボ１０の底部あ
るいは側壁に直接的な発熱手段が何ら必要とされないの
で、石英ルツボにかわってシリコンルツボを用いること
ができ、このため劣化による度々の交換を行う必要がな
く、また、ルツボ内面の変化による融液内酸素濃度の不
安定もない。 また、可動部分は単結晶インゴット２２の引上げ装置の
みとなり、ルツボ１０を回転させる必要がないので、装
置構成が簡略化されるとともに、融液１８の状態例えば
加熱の程度、回転の程度、有害な対流の抑制などの条件
が良好に保持されるので、効率的に単結晶インゴット２
２の引き上げを行うことができる。 なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
い。例えば上記実施例はシリコンの融液に対するもので
あるが、その他の金属融液、電磁流体あるいはプラズマ
装置等に対しても適用可能である。また、流体を回転さ
せるのではなく、リニアモータの原理によシ直線移動さ
せるようにしてもよい。 また、上記実施例では、回転磁界を形成するたよりにし
てもよく、その他周知の方法で回転磁界を形成するよう
にしてもよい。 尚、８００℃程度以下の低温ではシリコンには誘導電流
が流れないため、加熱初期にはシリコンを間接加熱する
ための冶具、例えばグラファイトリング等をルツボ内周
部に配置する必要性がある。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による加熱流動装置によれ
ば、るつぼの周囲にコイルを配置し、これに加熱用の磁
界と回転用の磁界とを発生させる合成電力金与えること
としたので、装置構成の簡略化を図ることができるとと
もに、効率も向上し、更には単結晶インゴットの引き上
げの連続化にも良好に対応することができるという効果
がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す主要部分の断面図、第
２図は第１図の装置の平面図、第３図は一相分のコイル
を示す説明図、第４図はコイルに対する通電回路例を示
すブロック図、第５図は第４図の回路の各部の波形例を
示す線図である。 １０・・・ルツボ、１２・・・チャンバ、１４・・・コ
イル、１６・・・ダクト、１Ｂ・・・融液、２０・・・
石英ガラス棒、２２・・・単結晶インゴット、３０．３
２・・・発振回路、３４・・・変調回路、６６・・・電
力増巾回路。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第４図 ３゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 溶融体が収容される収容手段と、 前記溶融体を誘導加熱するための第１の電力を出力する
第１の電源手段と、 前記溶融体を所定方向に移動させるための第２の電力を
出力する第２の電源手段と、 前記第１の電力と第２の電力とを合成する合成手段と、 合成された電力の投入により前記誘導加熱を行う第１の
磁界と、前記溶融体移動を行う第２の磁界とを形成する
ために収容手段近傍に配置された磁界形成手段とを具備
することを特徴とする加熱流動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60249031A JPS62108795A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 加熱流動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60249031A JPS62108795A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 加熱流動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108795A true JPS62108795A (ja) | 1987-05-20 |
Family
ID=17186972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60249031A Pending JPS62108795A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 加熱流動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62108795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509026A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60249031A patent/JPS62108795A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509026A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
| JP4654193B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2011-03-16 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
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