KR19980079894A - 단결정 인상장치 및 단결정 지지기구 및 단결정 인상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감압된 챔버내에서 큰직경, 대중량의 단결정을 확실히 또한 안전하게 인상하는 것을 목적으로 한다. 본 발명으로서는 종결정의 아래쪽에 잘록한 부분을 형성하여, 이것을 지지하여 단결정의 인상을 할 때, 관통구멍인 개구(22)와 이것을 외주로 연통시키는 슬릿(34)을 가지는 지지대(30)를 사용하여, 잘록한 부분의 큰지름부를 선접촉으로 아래쪽에서 지탱하도록 하였다. 지지대(30)에는 개구(22)로 이어지는 요부(32)가 설치되고, 그 형상을 형성하는 잘록한 부분의 형상에 일치시키도록 설계·선택할 수가 있다. 지지대(30)는, 이동기구에 의해 비 지지위치와, 지지위치의 사이에서 요동가능하고, 종결정 승강장치의 구동부, 지지대의 이동기구의 구동부는 수납용기(10a)에 수납되어, 수납용기를 승강시키는 기구를 설치하는 것도 할 수 있게 된다.

Description

단결정 인상장치 및 단결정 지지기구 및 단결정 인상방법

본 발명은, 인상 CZ(Czochralski)법에 의해 Si(실리콘)의 무전위의 단결정을 제조하기 위한 단결정 인상장치 및 단결정 지지기구 및 단결정 인상방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인상 CZ법에 의한 단결정 인상장치로는, 고내압 기밀챔버내를 10토르(torr) 정도로 감압하여 신선한 Ar(아르곤)개스를 흘림과 동시에, 챔버내의 아래쪽에 설치된 석영 도가니내의 다결정을 가열하여 용융하여, 이 용융액의 표면에 종결정을 위에서 침지하여, 종결정과 석영 도가니를 회전, 상하이동시키면서 종결정을 인상하는 것에 의해, 종결정의 밑으로 상단이 돌출한 원추형의 상부 콘부와, 원통형의 바디부와 하단이 돌출한 원추형의 하부 콘부로 이루어지는 단결정(소위 잉곳)을 성장시키도록 구성되어 있다.

또한, 이 성장방법으로서 종결정을 용융액의 표면에 침지할 때의 열충격에 의해 종결정에 발생하는 전위를 제거(무전위화)하기 위해서, 종결정을 용융액의 표면에 침지한 뒤, 인상속도를 비교적 빨리하는 것에 의해 종결정보다 소지름의, 예컨대 지름이 3∼4mm의 넥부를 형성한 뒤에, 상기의 상부 콘부의 인상을 개시하는 대쉬(Dash)법이 알려져 있다.

또한, 이 소지름의 넥부를 통해서는, 큰직경, 대중량(150∼200kg 이상)의 단결정을 인상할 수 없기 때문에, 예컨대 특공평 5-65477호 공보에 표시되어 있는 것같이 Dash법에 의해 소지름의 넥부를 형성한 뒤, 인상속도를 비교적 느리게 하여 큰직경을 형성하고, 이어서 인상속도를 비교적 빨리하여 소지름을 형성하는 것에 의해「구상의 잘록한 부분」을 형성하여, 이 잘록한 부분을 파지기구로 파지하는 것에 의해 큰직경, 고중량의 단결정을 인상하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 잘록한 부분을 파지하는 종래의 장치로서는, 상기 공보의 것 외에, 예컨대 특공평 7-103000호 공보, 특공평 7-515호 공보에 표시되어 있는 것이 있다.

또한, 다른 종래예로서는, 예컨대 특개평 5-270974호 공보, 특개평 7-172981호 공보에 표시되어 있는 것같이, 상기「잘록한 부분」을 형성하지 않고 바디부를 그대로 파지하는 방법이든지, 특개소 63-252991호 공보, 특개평 5-270975호 공보에 표시되어 있는 것같이, 상기「구상의 잘록한 부분」을 대신해서, 상부 콘부와 바디부의 사이에 바디부보다 지름이 큰「환상의 잘록한 부분」을 형성하여, 이「환상의 잘록한 부분」을 파지하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상기의 것 같은 종래의 파지장치로는 어느 것이나, 진공펌프에 의해 10토르 정도로 감압된 챔버내에서, 큰직경, 대중량(예컨대 바디부의 지름이 400mm, 중량이 400kg)의 단결정을 매달은 파지구와 구동원의 전달기구가 현실적이지 않고, 실제적이 아니라고 하는 문제점이 있다. 또한, 혹시 단결정과 파지구의 계지가 벗어나 단결정이 낙하하면, 전위가 발생하여 단결정이 상품이 되지 않은 뿐만 아니라, 석영 도가니가 파손하여 최악의 경우에는 석영 도가니를 회전, 상하이동시키기 위한 도가니축의 내부의 냉각물과, 고온의 용융액이 반응하고 수증기 폭발이 발생할 수도 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점에 비추어 보아, 감압된 챔버내에서 큰직경, 대중량의 단결정을 확실히 또한 안전하게 인상할 수 있는 단결정 인상장치 및 단결정 지지기구 및 단결정 인상방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 종결정의 아래쪽에 잘록한 부분을 형성하여, 이것을 지지하여 단결정의 인상을 할 때, 관통구멍과 이것을 외주로 연통시키는 슬릿을 가지는 지지대를 사용하여 잘록한 부분의 큰지름부를 선접촉으로 아래쪽에서 지탱하도록 한 것이다.

즉, 본 발명에 의하면 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조하기 위한 단결정 인상장치에 있어서, 종결정을 유지하여 상하방향으로 승강시키는 종결정 승강기구와,

상기 종결정의 밑으로 형성되는 단결정의 잘록한 부분을 지지하는 단결정 지지기구를 가지는 것에 있어서,

상기 단결정 지지기구가, 상기 잘록한 부분의 큰지름부를 아래쪽에서 선접촉적으로 지지하는 지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 잘록한 부분을 상기 관통구멍으로 인도하기 위해서 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치된 것을 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 인상장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조할 때에 사용되는 단결정 지지기구용의 지지기구에 있어서, 단결정의 잘록한 부분의 큰지름부를 아래쪽에서 지지하는 지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 잘록한 부분을 상기 관통구멍에 인도하기 위해서 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치되는 것을 특징으로 하는 단결정 지지기구가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조하기 위한 단결정 인상방법로서,

종결정 승강기구에 의해 종결정을 석영 도가니내의 용융액에 침지하도록 스텝과,

상기 종결정 승강기구에 의해 상기 종결정을 인상하는 것에 의해 상기 종결정의 밑으로 단결정의 넥부를 형성하는 스텝과,

이어서 상기 넥부의 밑으로 단결정의 구상부를 성장시키도록, 상기 종결정 승강기구에 의한 인상속도를 제어하여 상기 단결정의 지름을 증대시키는 스텝과,

상기 단결정의 구상부의 아래쪽에 잘록한 부분을 형성하도록, 상기 종결정 승강기구에 의한 인상속도를 제어하여 상기 단결정의 지름을 좁히는 스텝과,

지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치되는 것을 사용하여, 상기 슬릿을 통해, 상기 잘록한 부분이 상기 관통구멍에 위치하도록, 상기 지지대를 상기 잘록한 부분의 축에 대하여 거의 직교하는 방향으로 이동시키는 스텝과,

상기 지지대를 상기 종결정 승강기구와 동기시켜 인상하는 것에 의해, 상기 잘록한 부분의 큰지름부의 아래쪽에 단결정의 바디부를 형성하는 스텝을 가지는 단결정 인상방법이 제공된다.

상기 본 발명의 목적이든지 특징은 다음 첨부도면과 같이 설명되는 하기의 실시예의 설명으로부터 명확하게 된다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 있어서의 단결정 지지기구의 지지대의 사시도이다.

도 2는 도 1중, 선 II­II에서 나타낸 면에서 절단하여 도 1의 오른쪽에서 본 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 단결정 지지기구의 지지대의 다른 예의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서의 단결정 지지기구의 지지대의 또 다른 예의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 관한 반도체 단결정 인상장치의 한 실시예의 주요부를 나타내는 측단면도이다.

도 6은 도 5의 단결정 유지장치를 상세히 나타내는 정면확대 단면도이다.

도 7은 도 6의 단결정 유지장치를 나타내는 측면도이다.

도 8은 도 6중의 가동판의 평면도이다.

도 9는 도 7중의 지지기구로서의 아암에 설치된 지지대를 나타내는 평면도이다.

도 10은 도 1, 도 2, 도 9의 지지대가 단결정의 잘록한 부분을 지지하는 모양을 설명하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시예에 관해서 설명한다. 도 1은 본 발명에 관계되는 단결정 인상장치의 한 실시예중의 단결정 지지기구의 주요부를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1에 나타내는 주요부중의 실선으로 나타내는 부분의 단면도, 도 3, 도 4는 각각 변형예를 개시하는 단면도, 도 5는 동 실시예의 주요부를 나타내는 측단면도, 도 6은 도 5의 단결정 유지장치를 상세히 나타내는 정면확대 단면도, 도 7은 도 6의 단결정 지지기구를 나타내는 측면도이다.

도 5는, 단결정(1)을 챔버(2)내에서 인상하는 단결정 인상장치의 주요부를 모식적 측단면도에 의해 나타낸다. 단결정 유지장치(10)는 챔버(2)내의 상부에 있어서 와이어(3)에 의해 매달아지고, 와이어(3)는 와이어 감기드럼(4)과 도시가 생략된 와이어 감기모터에 의해 감아서 꺼내여진다. 또한, 와이어 감기드럼(4) 등은 챔버(2)의 윗쪽의 드럼수납부(2a)내에 배치되고, 드럼수납부(2a)는 챔버(2)에 대하여 회전가능하게 설치되어, 따라서 단결정 유지장치(10)는 드럼수납부(2a)가 회전하면 회전되어, 와이어(3), 와이어 감기드럼(4) 등에 의해 승강한다.

단결정 유지장치(10)에는 또, 챔버(2)의 외측에 설치된 모터전원(5)과 모터제어장치(6)에서부터 각각 전력·제어용 케이블(7)을 통해 전원·모터제어신호가 인가되고, 전력·제어용 케이블(7)은 도 5에 회전방향을 화살표로 나타난 바와 같이 단결정 유지장치(10)가 회전하더라도 비틀리지 않도록, 드럼수납부(2a)에 형성된 슬립 링(8)을 통해 모터전원(5)과 모터제어장치(6)에 접속된다. 또, 챔버(2)의 아래쪽에는, 도시가 생략되어 있지만, 석영 도가니든지 그 회전·승강기구, 석영 도가니를 가열하는 히터 등이 배치된다.

다음에, 도 6 및 도 7을 참조하여 단결정 유지장치(10)의 구성을 상세히 설명한다. 이 단결정 유지장치(10)는 원통형의 단열용기(10a)와, 단결정(1)을 파지하기 위해서 단열용기(10a)의 아래쪽에 설치된 지지기구(20)를 가지고, 또한, 단열용기(10a)의 아래쪽에는 열차폐판(11)이 설치되어 있다. 이것들의 부재는 그래파이트, 세라믹, 몰리브덴, 카본 등의 어느 것에 의해 형성된다.

또한, 단열용기(10a)의 내부를 냉각하기 위해서, 단열용기(10a)의 벽부의 외측에 도시가 생략된 냉각핀을 설치하기도 하거나, 단열용기(10a)의 내부에 펠티어소자 등의 고체냉각소자를 배치하기도 하거나, 단열용기(10a)의 외부의 개스를 단열용기(10a)의 내부로 인도하는 수단을 설치하는 것은 바람직한 태양이다. 또한, 단열용기(10a)의 단열효과를 높이기 위해서, 단열용기(10a)의 벽부의 안쪽에 열전도율이 낮은, 예컨대 세라믹재료를 첨부하도록 하더라도 좋다.

단열용기(10a)의 내부에는 종결정(seed)(12)을 유지하는 종결정 홀더(13)를 상하로 이동시키기 위한 종결정 승강기구(14)와, 지지기구(20)의 후술하는 지지대(30)를 도 7의 점선과 실선으로 나타내는 2개의 위치사이로 이동시키기 위한 지지기구 이동기구(15)와 밸런스 웨이트(16) 등이 배치되어 있다. 이들은, 단열용기(10a)의 내부에 설치된 기판(9)상에 설치되고, 기판(9)에서 아래쪽으로 신장하는 가이드레일(24)이 설치되어 있다. 종결정 승강기구(14)와 지지기구 이동기구(15)의 내부구조는 도시가 생략되어 있지만, 각각 종결정 승강모터와 지지기구 이동모터 및 기어기구를 가진다. 종결정 홀더(13)는 연결샤프트(17)의 하단에 설치되고, 또한 연결샤프트(17)의 상단에 형성된 기어부가 종결정 승강기구(14)내의 기어기구에 맞물려 있다. 따라서, 종결정 승강기구(14)내의 종결정승강모터가 회전하면 연결샤프트(17)와 종결정 홀더(13)가 상하방향으로 이동한다.

지지기구(20)의 2개의 아암(20A, 20B)의 상단은, 단열용기(10a)의 윗쪽의 위치에 설치된 축(21)의 주위를 회전가능하도록 설치되고, 아암(20A)의 하단부에는 전체가 판형태인 지지대(30)가 착탈가능하게 설치되어 있다. 지지대(30)에는 단결정(1)의 잘록한 부분의 큰지름부를 선접촉적으로 아래쪽에서 지지하기 위한 요부(32)와 개구(22)가 설치된다. 또한, 2개의 아암(20A, 20B)의 중앙부 부근에는 슬릿(23)이 형성되어 있다. 또한, 지지기구 이동기구(15)내의 기어기구가 로드(26)의 상단에 형성된 기어부에 맞물리고, 로드(26)의 하단에 설치된 가동판(27)이 가이드레일(24)을 따라서 상하한다. 도 7에 있어서, 2개의 아암(20A, 20B)은 후술하는 것같이, 가동판(27)의 상하이동에 응해서 회동하지만, 닫힌 상태가 실선으로 개방된 상태가 점선으로 표시되어 있다. 또, 아암(20B)은 아암(20A)에 대한 카운트 밸런스웨이트로서 작동하는 것이어서, 지지대(30)에 의한 지지 이전의 아암위치에 있어서 회전에 의한 지지기구의 흔들림을 방지하기 위한 밸런스재를 구성하고 있다.

도 8은 가동판(27)의 평면도이다. 가동판(27)에는 연결샤프트(17)를 통과시키기 위한 중앙구(27a), 가이드레일(24)을 통과시키기 위한 4개의 구멍(27b)이 설치되고, 또한 외부로 신장하는 보스(25)가 4개 설치되어, 이 보스(25)가 2개의 아암(20A, 20B)의 4개의 슬릿(23)에 각각 연결되어 있다. 따라서, 지지기구 이동기구(15)내의 지지기구 이동모터가 회전하여 로드(26)가 위방향으로 이동하면 가동판(27)이 상승하여, 따라서 그 보스(25)가 슬릿(23)을 따라서 상승하여, 슬릿(23)의 상단과 연결되면 아암(20A)의 하단부에 설치되어 있는 지지대(30)가 도 7의 점선의 위치(비 지지위치)로 이동하는 것이 된다. 한편, 로드(26)가 밑방향으로 이동하면 가동판(27)이 하강하여, 따라서 보스(25)가 슬릿(23)을 따라서 하강하여, 슬릿(23)의 하단과 연결하여 지지대(30)이 실선의 위치(지지위치)로 이동한다.

도 1은 지지대(30)의 사시도이다. 또한, 도 2은 도 1중 선 II­II에서 나타낸 면에서 절단하여 도 1의 오른쪽에서 본 단면도이고, 도 9는 지지대(30)와 그 주변의 평면도이다. 도 10은 지지대(30)가 단결정의 잘록한 부분을 지지하고 있는 모양을 나타내는 단면도이다. 도 10에 나타난 바와 같이, 잘록한 부분은 좁은 부분(1k)과 이의 상하의 큰지름부로 구성되어, 좁은 부분(1k)에서, 그 상하의 큰지름부(1b)로 이어지는 경사부(1j)가 선접촉적으로 지지되는 것이다. 도 1, 도 2에 표시되어 있는 것같이, 지지대(30)는 전체가 평탄한 판형태이고, 거의 중앙에 관통구멍인 개구(22)가 설치되고, 윗면에는 이 개구로 이어지는 요부(32)가 설치된다. 이 요부는, 개구(22)로 향하여 두께가 엷게 되도록 경사되는 베벨부로 구성되고, 태이퍼(taper)형상이다. 또한, 이 개구(22)는 슬릿(34)을 통해 지지대(30)의 외주와 연통하고 있다. 즉, 지지대(30)는 개구(22) 및 이것으로 이어지는 슬릿(34)에 의해 윗면에서 아랫면으로 관통하고 있다.

도 2에 나타난 바와 같이, 태이퍼형상을 형성하는 요부(32)의 경사면은 지지대(30)가 평탄한 아랫면, 즉 개구(22)의 축방향으로 직교하는 방향과의 사이의 각도(θ)가 수십 도이다. 이 경사각(θ)은 10°내지 70°가 바람직하고, 형성하는 잘록한 부분의 형상에 일치시키기가 적당하고 변경가능하다. 관련된 변경을 위해서는, 지지대(30)를 아암(20A)에서 착탈가능하게 설치해 놓고, 다른 경사각(θ)의 복수의 지지대(30)를 준비해 두어서, 최적것을 설치하도록 할 수가 있다.

도 3은 요부의 형상이 다른 지지대(36)의 단면도이다. 도 2와의 비교에서부터 알 수 있는 것같이, 도 3의 지지대(36)에는 단면이 곡선형태의 팔(arm)형의 요부(38)가 설치된다. 요부(38)의 깊이가 도 2의 경우보다 깊기 때문에, 지지대(36)의 두께도 두텁게 설계되어 있다. 개구(22A), 슬릿(34A)이 도 1, 도 2와 같이 설치된다. 도 4는 요부의 형상이 더욱 다른 지지대(39)의 단면도이다. 도 3과의 비교에서 알수 있는 것같이, 도 4의 지지대(39)에는 단면이 곡선형태이지만, 도 3과는 반대의 형태의 요부(40)가 설치된다. 개구(22B), 슬릿(34B)이 도 2, 도 3과 같이 설치된다.

아암(20A)은 도 7의 화살표(M1)로 나타난 바와 같이, 이동 즉 요동(swing)하지만, 지지대(30)가 잘록한 부분의 윗쪽의 큰지름부(1b)로 이어지는 경사부(1j)의 아래쪽에서 벗어난 점선으로 나타내는 제1의 위치와, 상기 잘록한 부분의 윗쪽의 큰지름부(1b)의 아래쪽에 배치되는 실선으로 나타내는 제2의 위치와의 사이에서 이동가능하다. 지지대(30)는 도 10으로서는 화살표(M2)로 나타난 바와 같이 이동하지만, 제1의 위치(비 지지위치)에서 제2의 위치(지지위치)로 이동할 때에, 도 1, 도 2에 나타내는 슬릿(34)이 잘록한 부분의 좁은 부분(1k)을 지지대(30)에 접촉하지 않도록, 개구(22)까지 인도하는 것이 된다. 따라서, 슬릿(34)의 폭(W)은, 형성하는 잘록한 부분의 좁은 부분(1k)의 지름보다 크게 설계해 둘 필요가 있다. 또한, 슬릿(34)의 폭(W)은, 형성하는 잘록한 부분의 경사부(1j)를 유효히 지지할 수 있도록, 큰지름부(1b)의 지름보다 충분히 작게 설계해 둘 필요가 있다.

또, 2개의 아암(20A, 20B), 지지대(30)는 고온에 견디고, 또한 인상하는 단결정의 중량, 예컨대 600kg에 견디도록 재질과 사이즈를 선정할 필요가 있다. 일례로서, 아암(20A)은, 폭이 20mm정도 두께가 8mm정도 길이가 600mm정도이고, 또한 지지대(30)는 두께가 20∼30mm이다. 이것들의 재질로서는 그래파이트, 몰리브덴, 스테인레스 스틸, 카본섬유, 세라믹스 등을 사용할 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 단결정(1)을 제조하는 경우 챔버(2)내를 10토르 정도로 감압하여 신선한 Ar(아르곤)개스를 흘림과 동시에, 챔버(2)내의 아래쪽에 설치된 석영 도가니내의 다결정을 가열하여 용융시키고, 또한 단결정 유지장치(10)와 석영 도가니를 회전시킨다. 그리고, 챔버(2)의 아래쪽의 석영 도가니내의 Si용융액의 표면에 대하여 지지기구(20)의 하단, 즉 지지대(30) 등에는 접촉하지 않고, 종결정(12)이 침지하도록, 지지기구(20)가 개방된 상태로 와이어 감기드럼(4)에 의해 단결정 유지장치(10)를 하강시킴과 동시에 종결정 승강기구(14)에 의해 종결정(12)을 하강시킨다. 이어서 소정시간의 경과후에 종결정(12)을 비교적 빠른 속도로 인상하는 것에 의해, 종결정(12)의 밑으로 지름이 3∼4mm의 소지름의 넥부(1a)를 형성하고, 이어서 인상속도를 비교적 느리게 하여 큰직경을 형성한 뒤에 인상속도를 비교적 빨리하여 넥부(1a)의 밑으로 구상(도 6, 도 7) 또는 원주상(도 10)의 큰지름부(1b)를 형성하고, 그 밑으로 잘록한 부분(1k)을 형성한다.

이어서 잘록한 부분의 좁은 부분(1k)의 밑으로, 단결정(1)의 중량을 견딜 수 있는 지름의 제2의 넥부(1c)를 형성함과 동시에, 단결정 유지장치(10)의 높이위치와 종결정(12)의 높이위치를 제어하는 것에 의해, 지지기구 이동기구(15)에 의해 지지기구(20)의 하단의 지지대(30)를 제2의 위치로 이동시켜 잘록한 부분의 경사부(1j)를 지지시킨다. 그리고, 지지기구(20)가 잘록한 부분의 경사부(1j)를 지지하면, 단결정 유지장치(10)의 상승을 행하고, 그 속도를 서서히 느리게 하는 것에 의해 상부 콘부(1d)를 형성하고, 이어서 일정한 속도로 인상하는 것에 의해 원통형의 바디부(1e)를 형성한다.

또, 인상시에는, Si용융액의 표면의 높이위치가 항상 일정하게 되도록 석영 도가니를 상승시킨다. 또, 동기하여 종결정 승강기구(14)든지 단결정 지지기구 이동기구(15)의 구동용 전원케이블 및/또는 제어신호용 케이블의 감기를 하는 기구를 설치하여, 단결정 유지장치(10)를 매달고 있는 와이어(3)를 감아서 꺼내는 와이어 돌려감기드럼(4)의 회전에 동기하여 구동용 전원케이블이든지 제어신호용 케이블(7)의 감기를 하도록 하는 것은 바람직한 태양이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 단결정의 지지를 잘록한 부분의 큰지름부를 아래쪽에서 선접촉적으로 지지하기 위해서 개구와 슬릿을 가지는 지지대에 의해 지지되도록 하였기 때문에, 큰직경, 대중량의 단결정의 지지가 확실하고 안전하다. 특히, 단결정을 끼우는 파지구에 하등의 힘을 가하여 행하는 끼워 방식의 파지를 하는 것은 아니고, 거의 수평으로 유지된 지지대상에 단결정을 얹어 놓기 때문에, 예컨대 정전때든지 지지기구의 고장때에 예기치 않게 단결정을 낙하시키는 일이 없다. 또한, 상기 재치방식이기 때문에, 지지대를 요동, 또는 평행이동시키는 것만으로 좋고, 끼우기 위한 강력한 힘의 발생은 불필요하고 장치의 간략화, 소형화를 꾀할 수 있다. 따라서, 지지대를 이동시키는 아암은 단결정의 중량에 견딜만큼의 강도가 요구되기 때문에, 끼워기 위한 토크전달을 위한 강성은 불필요하고, 아암의 경량화, 간이구조화를 꾀할 수 있다. 또한, 단결정의 잘록한 부분을 지지한 상태로, 아암의 요동을 자유롭게 시키면, 지지대의 회전중심이, 단결정의 축과 일치하기 때문에, 단결정인상때의 단결정의 회전에 따른 축진동을 저감할 수가 있다.

또한, 종결정을 유지하여 상하방향으로 승강시키는 종결정 승강기구의 적어도 구동부와, 종결정의 밑으로 형성되는 단결정의 잘록한 부분을 지지하는 단결정 지지기구의 적어도 구동부를 1개의 용기에 수납하고, 이 수납용기를 상하방향으로 승강시키도록 구성할 경우는, 큰직경, 대중량의 단결정을 확실히, 또한 안전하게 인상하는데 특히 기여할 수 있다. 또한, 용기를 단열구조로 하여, 냉각기능을 갖게 하는 것에 의해, 내부의 구동부에 악영향을 미치게 하는 것을 방지할 수가 있고, 수납용기를 매달은 와이어를 감아서 꺼내는 기구의 작동에 동기하여, 종결정 승강기구든지 단결정 지지기구의 구동용 전원케이블이든지 제어신호용 케이블의 감기를 하도록 구성하면, 이것들의 케이블이 거추장스럽게 되지 않고 편리하다.

Claims (12)

1. 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조하기 위한 단결정 인상장치에 있어서,

   종결정을 유지하여 상하방향으로 승강시키는 종결정 승강기구와,

   상기 종결정의 밑으로 형성되는 단결정의 잘록한 부분을 지지하는 단결정 지지기구를 가지는 것에 있어서,

   상기 단결정 지지기구가, 상기 잘록한 부분의 큰지름부를 아래쪽에서 선접촉적으로 지지하는 지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 잘록한 부분을 상기 관통구멍에 인도하기 위해서 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치되는 것을 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 인상장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지대를 상기 단결정의 인상방향으로 직교하는 방향으로 이동시키고, 상기 지지대가 상기 잘록한 부분의 큰지름부의 아래에서 벗어난 제1의 위치와, 상기 잘록한 부분의 큰지름부의 아래쪽의 제2의 위치와의 사이에서 가동으로 하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 인상장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지대가 그의 거의 중앙에 함몰을 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 인상장치.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 상기 단결정 지지기구가 상기 지지대의 한쪽 끝을 지지하는 아암부재와, 지지 이전의 아암위치에 있어서 회전에 의한 지지기구의 흔들림을 방지하기 위한 밸런스재를 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 인상장치.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 상기 슬릿의 폭이 상기 잘록한 부분의 좁은 부분의 지름보다 큰것을 특징으로 하는 단결정 인상장치.
6. 제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 상기 종결정 승강기구의 적어도 구동부분 및 상기 단결정 지지기구의 적어도 구동부분을 수납하는 수납용기와,

   상기 수납용기를 상하방향으로 승강시키는 수납용기 승강기구를 더 가지는 단결정 인상장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 수납용기 승강기구에 의한 승강작동에 동기하여, 상기 종결정 승강기구 및/또는 상기 단결정 파지기구의 구동용 전원케이블 및/또는 제어신호용 케이블의 감기를 하는 동기 감기기구를 더 가지는 단결정 인상장치.
8. 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조할 때에 사용되는 단결정 지지기구용의 지지기구에 있어서,

   단결정의 잘록한 부분의 큰지름부를 아래쪽에서 지지하는 지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 잘록한 부분을 상기 관통구멍에 인도하기 위해서 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치되는 것을 특징으로 하는 단결정 지지기구.
9. 제8항에 있어서, 상기 지지대가 그의 함몰부를 가지는 것을 특징으로 하는 단결정 지지기구.
10. 제9항에 있어서, 상기 함몰부가 태이퍼형태이고, 상기 함몰부의 경사가 상기 지지대의 축방향과 직교하는 방향에 대하여 10°내지 70°의 각도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 단결정 지지기구.
11. 제8항 내지 제10항중 어느 하나에 있어서, 상기 슬릿의 폭이 상기 잘록한 부분의 좁은 부분의 지름보다 큰것을 특징으로 하는 단결정 지지기구.
12. 인상 CZ법에 의해 반도체 단결정을 제조하기 위한 단결정 인상방법으로서,

    종결정 승강기구에 의해 종결정을 석영 도가니내의 용융액에 침지하도록 하는 스텝과,

    상기 종결정 승강기구에 의해 상기 종결정을 인상하는 것에 의해 상기 종결정의 밑으로 단결정의 넥부를 형성하는 스텝과,

    이어서 상기 넥부의 밑으로 단결정의 구상부를 성장시키도록, 상기 종결정 승강기구에 의한 인상속도를 제어하여 상기 단결정의 지름을 증대시키는 스텝과,

    상기 단결정의 구상부의 아래쪽에 잘록한 부분을 형성하도록, 상기 종결정 승강기구에 의한 인상속도를 제어하여 상기 단결정의 지름을 좁히는 스텝과,

    지지대로서, 상기 잘록한 부분을 통과시키는 관통구멍을 가지고, 또한 상기 관통구멍과 상기 지지대의 외주부를 연통시키는 슬릿이 설치되는 것을 사용하여, 상기 슬릿을 통해, 상기 잘록한 부분이 상기 관통구멍에 위치하도록, 상기 지지대를 상기 잘록한 부분의 축에 대하여 거의 직교하는 방향으로 이동시키는 스텝과,

    상기 지지대를 상기 종결정 승강기구와 동기시켜 인상하는 것에 의해, 상기 잘록한 부분의 큰지름부의 아래쪽에 단결정의 바디부를 형성하는 스텝을 가지는 단결정 인상방법.