JPS63297292A

JPS63297292A - シリコン単結晶引上装置

Info

Publication number: JPS63297292A
Application number: JP13163187A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Yamato; 充博大和; Takayoshi Higuchi; 樋口　孝良
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はシリコン単結晶引上装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

半導体デバイスの基板として用いられるシリコン単結晶
は、主にチョクラルスキー法（ＣＺ法）により製造され
ている。このＣＺ法は、原理的には、チャンバー内にル
ツボを回転自在に支持し、このルツボにシリコン原料を
装填し、ルツボ外周に設けられたカーボンヒータでルツ
ボ内のシリコン原料を溶融し、シリコン融液に上方から
回転自在に吊下された種結晶を浸してこれを引上げるこ
とによりシリコン単結晶インゴットを引上げるものであ
る。

また、近年、このＣＺ法を改良してシリコン融液に磁場
を印加しながらシリコン単結晶の引上げを行ない、シリ
コン融液の対流の抑制によりシリコン単結晶の特性の改
善を図る、いわゆるＭＣＺ法も知られている。このＭＣ
Ｚ法を実施するためのシリコン単結晶引上装置を第３図
を参照して説明する。

第３図において、チャンバ−１上部にはプルチャンバー
２が設けられている。チャンバー１の下部間口からは回
転軸３が挿入され、この回転軸３上端にはカーボン製の
保護体４が固定され、内部の石英ガラス製のルツボ５を
保護している。上記保護体４の外周には円筒状のカーボ
ンヒータ６が設けられ、その下端２箇所に取付けられた
クランプ７．７を介してチャンバ−１下部から挿入され
た電極８．８に接続されている。また、カーボンヒータ
６の外周には保温筒９が設けられている。

更に、チャンバーｌ外周のルツボ５側方に対応する位置
には、空芯コイルからなる磁石１Ｏ１１０が設けられて
いる。

第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記ヒータ６は
上端から下端側へ向かう溝と下端から上端側へ向かう溝
とが交互に設けられたものであり、電流は上下にジグザ
グに流れるようになっている。

そして、ヒータ６はその下端の２個所が、クランプ７．
７に設けられた溝に嵌合され、クサビ１６によって固定
されている。

このシリコン単結晶引上装置を用い、以下のようにして
シリコン単結晶インゴットの引上げが行なわれる。すな
わち、ルツボ５内に多結晶シリコン原料を装填した後、
電極８．８からクランプ７．７を介してカーボンヒータ
ー６に通電することによりルツボ５内のシリコン原料を
溶融し、磁石１０によりシリコン融液１１に例えば水平
方向の磁場を印加しながら、シリコン融液１１にプルチ
ャンバー２上方から吊下された引上軸１２下端のシード
チャック１３に取付けられた種結晶１４を浸し、これを
引上げることによりシリコン単結晶インゴット１５を引
上げる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来は、ＭＣＺ法による引上げ時にヒータ６が
クランプ７からはずれて破損するという問題が生じてい
た。

すなわち、第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように、クラ
ンプ７．７が磁束Ｂの中心線の方向と平行なヒータ６の
直径の両端に配置されている場合において、図中右側の
クランプ７の電極がプラス、左側のクランプ７の電極が
マイナスであるとすると、クランプ７と結合しているヒ
ータ６の右側の１片Ｘでは下端から上端側へ、左側の１
片Ｙでは上端から下端側へ電流が流れる。この場合、Ｘ
、Ｙにはそれぞれ図中矢印で示すような力Ｆが（勉〈、
この力Ｆは、クランプ７に設けられた溝に沿うような方
向にｆ＠＜ので、クサビ１Ｂがゆるくなることがあり、
この結果ヒータ６がクランプ７からはずれた場合にはヒ
ータ６が破損してしまう。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、ＭＣＺ法による引上げ時に、ヒータがクランプから
はずれて破損するのを防止することができるシリコン単
結晶引上装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のシリコン単結晶引上装置は、水平方向に磁場を
印加するＭＣＺ法によ名田上装置において、上記ヒータ
の一部を嵌合させる溝を有するとともに電極が取付けら
れるクランプを、磁束の中心線に直交するヒータの直径
の両端に対向させて配置したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

このようなシリコン単結晶引上装置によれば。

ヒータに働く力はクランプに設けられた溝の方向とほぼ
直交する方向となりしかもその力の大きさ自体も小さい
ので、クサビがゆるくなるのを防止してヒータを確実に
固定することができ、ヒータの破損事故をなくすことが
できる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明に係るシリコン単結晶引上装置の概略的な構成は
、第３図に示すのと同様であるので、説明を省略する。

本発明に係るシリコン単結晶引上装置のヒータとクラン
プとの位置関係は第１図（第２図（ｂ）に対応）に示す
ようなものである。すなわち、クランプ７．７は磁束Ｂ
の中心線と直交するヒータ６の直径の両端に対向するよ
うに設けられている。

このような構造によれば、ヒータ６に働く力Ｆの方向は
、クランプ７に設けられた溝及び溝に嵌合されたクサビ
１Ｂとほぼ直交する方向になる。また、空芯コイルから
なる磁石１Ｏ１ｌＯによって発生する磁束密度（矢印Ｂ
方向の成分）は、例えば点ａテｏ、ａ”ｒ、点ｂ　テ０
．２３Ｔ　、点ｏテｏ、３Ｔとなっている。そして、電
極部のヒータ片に流れる電流を１８０ＯＡ、ヒータ片の
長さく高さ）を０．５ｍとすると、電極部のヒータ片に
働く力はＦ＝ＩＸＢＸ文の関係から、点ａでは３２ＯＮ
、点すでは１８４Ｎとなり、点すの方がはるかに小さい
、したがって、本発明の装置では、従来の装置の装置の
ようにクサビがゆるんではずれ、これに伴ってヒータが
クランプからはずれて破損するという事故は起らなくな
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明のシリコン単結晶引上装置に
よれば、ＭＣＺ法による引上げを行なっても、ヒータを
確実に固定してヒータの破損事故をなくすことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるシリコン単結晶引上装
置に用いられるヒータ及びクランプの平面図、第２図（
ａ）は従来のシリコン単結晶引上装置に用いられるヒー
タ及びクランプの縦断面図、第２図（ｂ）は同平面図、
第３図はＭＣＺ法を実施するためのシリコン単結晶引上
装置の概略構成図である。１・・・チャンバー、２・・・プルチャンバー、３・・
・回転軸、４・・・保護体、５・・・ルツボ、６・・・
ヒータ、７・・・クランプ、８・・・電極、９・・・保
温筒、ＩＯ・・・磁石。１１・・・シリコン融液、１２・・・引上軸、１３・・
・シードチャック、１４・・・種結晶、１５・・・シリ
コン単結晶インゴット、１６・・・クサビ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図（ａ）（ｂ）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

チャンバー内にルツボを回転自在に支持して該ルツボ内
にシリコン原料を装填し、該ルツボ外周に設けられたヒ
ータにより加熱してルツボ内のシリコン原料を溶融し、
シリコン融液に水平方向に磁場を印加しながらシリコン
融液に上方から回転自在に吊下された種結晶を浸してこ
れを引上げることによりシリコン単結晶を引上げる装置
において、上記ヒータの一部を嵌合させる溝を有すると
ともに電極が取付けられるクランプを、磁束の中心線に
直交するヒータの直径の両端に対向させて配置したこと
を特徴とするシリコン単結晶引上装置。