KR19990007931A - 단결정의 성장방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

소위 CZ법에 의하여 제조되는 단결정의 성장방법 및 장치이다. 씨결정(12)을 현수구(41)의 와이어(41a)의 선단부에 장치하고, 단결정부(15)를 인상 형성하고, 그 도중에서 단결정부(15)측에 형성되는 요철(14)의 오목부(16)에 현수지지구(44)의 아암상부재(44a)를 계착하고, 아암상부재(44a)와 와이어(41a)와의 주고 받음을 원활히 행하기 위하여 양자의 인상속도를 동기제어하고, 상시 일정한 인상속도로 단결정부(15)를 끌어올린다. 특히 중량이 무거운 단결정을 안전하게 인상함과 동시에 결정에 작용하는 충격을 최소한으로 억제하고, 동시에 유전위화하는일 없이 단결정을 형성한다.

Description

단결정의 성장방법 및 장치
실리콘등의 반도체 재료의 융체를 수용한 도가니로부터 단결정을 인상 형성하는 방법으로서 종래부터 CZ법(Czochralski법)이 일반적으로 채용되고 있다. 도 13은 그의 개요를 도시하는 것이다. 우선 씨결정(12)을 가열챔버(도시생략)내에 수용한 도가니(10)의 융액(10a)에 접촉시켜 씨결정(12)을 인상하면, 그 인상속도의 상승조작에 의하여 씨결정(12)의 하방에 목부(13)가 형성된다. 이 목부(13)를 형성시킴으로써 그 하방에 형성되는 단결정부(15)(확경(擴徑)부(15a)와 직동(直胴)부(15b)를 합한 것을 단결정부(15)라 부른다)가 무전위화된다. 더욱이, 41은 씨결정 인상용의 현수구이다.
종래 단결정부(15)는 20 내지 30kg 정도의 경량, 동시에 소직경이지만 최근에는 반도체 생산의 효율화나 이익률 향상등 때문에 단결정부(15)의 대경화, 고중량화가 요청되었다. 이 때문에 도 13에 도시한 목부(13)에서는 100 내지 200 kg 정도의 고중량의 단결정부(15)를 안전하게 지지할수 없는 문제점이 생겼다. 그의 해결수단으로서, 예를들면 도 14에 도시하는 바와같이 목부(13)와 단결정부(15) 사이에 형성되는 요철(14) 등을 현수지지구(14a)로 끼워둠으로 인상하는 단결정의 성장방법 및 장치가 채용되었다.
도 14에 도시한 성장방법과 대략 같은 공지기술로서, 예를들면 일본 특개소 62-288191호 공보, 일본 특개소 63-252991호 공보, 일본 특개평 3-285893호 공보, 일본 특개평 3-295893호 공보 등이 열거된다. 이들은 각각 특징을 갖는 것이지만, 예를들면 일본 특개평 3-285893호 공보에 표시하는 것은 씨결정에 연결하는 와이어등에 의하여 우선 인상을 행하고, 소정위치에 배치되는 파지레버(상기 현수지지구 (14a)에 상당한다)에 의하여 네킹부(상기 요철(14)에 상당한다)를 파지한 단결정부의 인상 형성을 행하는 것이다.
도 13에 도시한 목부(13)는 일반적으로 3 내지 4mm 정도의 직경으로 이루어지고 상기한 바와같이 고중량의 단결정부(15)를 인상하는 데는 강도가 부족하다. 이를 위하여 일본 특개평 5-43379호 공보에는 인상조건등을 고안하여 목부(13)의 직경을 4.5mm 이하로 하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 단결정부(15)를 안전하고 동시에 무전위화하여 형성하는 데는 이 방법으로는 불충분하다.
상기의 문제를 해결하는 것으로서, 도 14나 상기한 각 공보에 기재된 기술이 열거된다. 그러나, 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다. 우선, 상기한 요철(14)를 제작하는 데는 씨결정(12)의 인상속도 및 도가니내 융액온도의 조정이 필요하고, 일정한 위치에 일정형상의 요철(14)를 형성하는 것은 그 자체로서 어렵다.
이를 위하여 단결정에서 전위를 소실시키기 위하여 형성되는 목부의 요철부(벌지부; Journal of Crystal Growth 52(1981) 391∼ 395), 또는 단결정을 성장시킬 때 생기는 직경의 미소변동부를 사용하여 단결정을 계속 유지할 수 있는 것이 보다 바람직하다.
따라서, 상기 공지 기술과 같이 일정한 아암길이의 현수지지구(14a)가 장치의 일정장소에 설치되는 것으로서는 현수지지구(14a)와 요철(14)의 걸어맞춤위치가 안정하지 않고, 파지가 불충분하게 되는 문제점이 생기기 쉽다. 또, 도 14에 도시하는 바와같이 현수지지구(14a) 및 그의 유지부는 고온의 도가니(10)의 비교적 근방에 배치되기 때문에 이들의 재질을 특수한 것으로 할 필요가 있고, 고가의 것으로 됨과 동시에 도가니(10)내의 오염의 원인으로 될 염려도 있다.
더욱이, 가장 큰 문제점은 회전하면서 인상되어지는 요철(14)이나 단결정부(15)에 현수지지구(14a)를 무충격상태로 걸어맞춤시키는 것이 어려운 것이다. 형성도중의 단결정부(15)는 약간의 충격력이 작용하더라도 용이하게 유전위화 된다. 따라서, 양질의 단결정부(15)를 만드는 데는 무충격 상태로 현수지지구(14a)를 걸어맞춤하는 것이 필요하다. 그러나, 상기한 종래기술에서는 이 점에 있어서 배려되어 있지 않다.
본 발명은 이상의 문제를 해결하려고 하는 것이고, 고중량의 결정 인상을 안전하고, 동시에 확실히 행할수 있음과 동시에 결정을 계속 유지할때의 충격을 최소한으로 억제할 수가 있어 결정의 유전위화를 확실히 방지할수 있는 단결정의 성장방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 소위 CZ법에 의하여 제조되는 단결정의 성장방법 및 장치에 관한 것이고, 특히 중량의 무거운 단결정을 안전하고 동시에 유전위화하는 일 없이 인상 제조하는데 알맞은 단결정의 성장방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 1실시예의 전체 구성도이고,
도 2는 동 실시예의 현수구 및 현수지지구 둘레의 상세한 구조를 도시하는 축단면도이고,
도 3은 동 실시예에 있어서, 가요성 탄성부재의 벨로스의 개요구조를 도시하는 일부 축단면도이다.
도 4는 검출수단을 도시하는 부분 축단면도이고,
도 5는 동 실시예에 있어서, 단결정의 인상작용을 설명하는 축단면도이고,
도 6은 동 실시예에 있어서 현수지지구에 의한 단결정의 유지상태를 설명하는 축단면도이고,
도 7은 동 실시예에 있어서, 현수지지구에 의한 단결정의 인상상태를 설명하는 축단면도이다.
도 8은 현수구로부터 현수지지구의 단결정의 주고받음을 설명하는 축단면도이고,
도 9는 현수구에 의한 단결정 인상의 경과시간과 현수구의 인상속도와의 관계를 도시하는 선도이고,
도 10은 단결정을 현수구로부터 현수지지구로 주고 받는 경우의 경과시간과 현수구의 인상속도 및 현수지지구의 상승속도와의 관계를 도시하는 선도이고,
도 11a, 11b, 11c는 현수지지구의 1예의 상세함을 도시하고, 각각 정면도, 측면도, 상기 정면도의 A-A 단면도이고,
도 12는 현수지지구의 계착부와 단결정의 오목경, 볼록경과의 위치 관계를 도시하는 설명도이고,
도 13은 다른 실시예에 있어서 성장중의 단결정의 형상 및 현수지지구에 의한 단결정의 유지상태를 설명하는 축단면도이고,
도 14는 도 13의 B-B선 단면도이고,
도 15는 도 13의 단결정을 별도의 현수지지구에 의하여 유지하는 상태를 설명하는 축단면도이고,
도 16은 도 15의 C-C선 단면도이다.
도 17은 종래의 단결정의 성장방법을 도시하는 부분 축단면도이고,
도 18은 고중량 단결정의 인상에 사용되는 현수지지구의 종래예를 도시하는 부분 축단면도이다.
(발명의 개시)
본 발명의 단결정의 성장방법은 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 방법으로서, 상기 씨결정에 연결되는 현수구의 인상에 의하여 상기 목부와 확경부와 직동부를 형성함과 동시에 현수구의 상승에 의하여 소정의 위치까지 상승한 상기 단결정 표면에 있는 요철의 오목부에 현수지지구를 계착(係着)하고, 현수구에 걸리는 하중을 현수지지구에 이행시켜 이후의 인상을 현수지지구에 의하여 행하는 것을 특징으로 한다(발명 1).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 방법으로서, 상기 씨결정에 연결되는 현수구의 상승에 의하여 소정의 위치까지 상승한 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 현수지지구를 계착하게 하여 현수구에 걸리는 하중을 현수지지구로 이행시켜 이후의 인상을 현수지지구에 의하여 행하는 것을 특징으로 한다(발명 2).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 단결정 표면의 요철이 단결정을 성장시킬때에 온도, 인상속도, 대류의 변동에 의하여 생기는 직경의 미소변동에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다(발명 3).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 목부의 요철이 단결정에서 전위를 소실시키기 위하여 형성되는 요철(벌지)인 것을 특징으로 한다(발명 4).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 목부, 확경부, 직동부의 요철이 의도적으로 형성되는 것을 특징으로 한다(발명 5).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 도립 직원뿔부가 단결정의 인상속도, 도가니내의 융액온도의 적어도 한쪽을 제어함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다(발명 6).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 현수지지구의 상승속도 VB와 상기 현수지지구의 계착후에 상기 현수구의 인상속도 VA를 가산한 속도 V를, 상기 현수지지구가 계착하기 직전의 상기 현수구의 상승속도 VSE와 동일속도로 하기 위하여, 상기 현수지지구의 속도 VB를 계착한 직후의 0값으로 부터 서서히 상승시킴과 동시에 이것과 동기하여 상기 현수구의 인상속도 VA를 VSE로부터 점차로 감소하게 하는 것을 특징으로 한다(발명 7).
또, 본 발명의 단결정의 성장방법은 상기 현수구에 부가되는 하중을 계측하고, 하중 계측치가 0으로 된 후에 현수구의 인상속도 VA를 0으로 하는 것을 특징으로 한다(발명 8).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부의 일부를 형성하고, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 단결정 표면의 요철의 오목부에 계착되는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고 상기 현수구와 현수지지구는 서로 독립하여 승강이동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다(발명 9).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착되는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 상기 현수구와 현수지지구는 서로 독립하여 승강이동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다(발명 10).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 씨결정에 연속되는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 씨결정에 연속되는 목부와 확경부와 직동부의 일부를 형성하고 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 단결정 표면의 요철의 오목부에 계착하는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 반도체 재료의 융체를 수용하는 도가니와 상대향하여 배치되는 슬라이더와 상기 슬라이더에 걸어 맞춤되고 이 슬라이더를 수직방향으로 속도 VB로 이동 및 안내하는 슬라이더 이동기구부와 이 슬라이더 이동기구부상에 피봇팅되는 유지케이스와 이 유지케이스의 회전기구부와, 상기 유지케이스측에 설치되고 상기 씨결정에 연결되는 현수구를 속도 VA로 이동시키는 현수구 승강기구부 및 상기 현수구의 이동에 동반하여 이 현수구 승강기구부측에 부가되는 하중을 계측하는 하중 계측수단과, 상기 유지케이스측에 설치되고 상기요철의 오목부에 착리 자유롭게 계착하는 상기 현수지지구를 상기 오목부에 근접측 또는 이것에서 이격하는 측에 이동시키는 현수지지구 구동기구부와, 상기 슬라이더 이동기구부, 회전기구부, 현수구 승강기구부, 하중 계측수단 및 현수지지구 구동기구부에 연결하고, 이들의 동기제어를 행하는 제어장치를 갖고, 상기 제어장치는 적어도 상기 현수구 승강기구부에 의한 상기 현수구의 인상속도 VA와 상기 오목부에 계착하는 현수지지구의 속도 VB와의 가산치가 상기 현수지지구가 상기 오목부와 계착하기 직전에 상기 현수구의 인상속도 VSE와 합치하도록 상기 속도 VA, VB를 제어하는 것을 특징으로 한다(발명 11).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일 없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 반도체 재료의 융체를 수용하는 도가니와 상대향하여 배치되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 걸어맞춤되고 이 슬라이더를 수직방향으로 속도 VB로 이동 및 안내하는 슬라이더 이동기구부, 이 슬라이더 이동기구부상에 피봇팅되는 유지케이스, 이 유지케이스의 회전기구부, 상기 유지케이스측에 설치되어 상기 씨결정에 연결되는 현수구를 속도 VA로 이동시키는 현수구 승강기구부 및 상기 현수구의 이동에 동반하여 이 현수구 승강기구부측에 부가되는 하중을 계측하는 계측수단, 상기 유지케이스측에 설치되어 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 착리 자유롭게 계착하는 상기 현수지지구를 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 근접측 또는 여기에서 이격하는 측에 이동시키는 현수지지구 구동기구부와, 상기 슬라이더 이동기구부, 회전기구부, 현수구 승강기구부, 하중계측수단 및 현수지지구 구동기구부에 연결하고, 이들의 동기 제어를 행하는 제어장치를 갖고 이 제어장치는 적어도 상기 현수구 승강구동부에 의한 상기 현수구의 인상속도 VA와 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 현수지지구의 속도 VB와의 가산치와 현수지지구가 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하기 직전에 상기 현수구의 인상속도 VSE를 합치하게 하기 위하여 상기 속도 VA, VB를 제어하는 것을 특징으로 한다(발명12).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 현수구와 현수지지구의 상승속도가 직경제어장치에 의하여 제어되는 것을 특징으로 한다(발명 13).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 도가니를 가열챔버중에 설치하고, 가열챔버의 상방에 결정꺼내기용 챔버를 설치하고, 상기 결정꺼내기용 챔버는 상하 방향으로 신축 자유롭게 형성되는 것을 특징으로 한다(발명 14).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 결정 꺼내기용 챔버를 벨로스로 구성하는 것을 특징으로 한다(발명 15).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 현수지지구가 그 중간부를 상기 유지케이스측에 피봇팅시키고, 하단측에 상기 요철의 오목부에 계착하는 계착부를 형성하여 이루는 한쌍의 아암상부재로 이루어지고, 상기 현수지지구 구동기구부가 상기 아암상부재의 상단부에 연결되는 한쌍의 유압실린더 또는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다(발명 16).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 현수지지구, 그 중간부를 상기 유지케이스측에 피봇팅시켜 하단측에 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 계착부를 형성하여 이루는 한쌍의 아암상부재로 이루고, 상기 현수지지구 구동기구부가 상기 아암상부재의 상단부에 연결되는 한쌍의 유압실린더 또는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다(발명 17).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 상기 계착부가 상기 아암상부재에 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 한다(발명 18).
또, 본 발명의 단결정의 성장장치는 장치의 부동측의 소정위치에 상기 현수구에 의하여 인상되는 단결정의 목부, 확경부 및 직동부의 표면의 각 위치를 검출하는 검출수단이 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다(발명 19).
또 본 발명의 단결정의 성장장치는 장치의 부동측의 소정위치에 상기 현수구에 의하여 인상되는 단결정의 목부, 확경부, 도립 직원뿔부 및 직동부의 표면의 각 위치를 검출하는 검출수단이 배치되어서 이루어지는 것을 특징으로 한다(발명 20).
이상에 있어서, 발명 11로서 기재한 단결정의 성장장치에 있어서는 현수구의 선단에 씨결정을 설치하고, 이를 도가니내의 융액에 접촉시켜 현수구 승강기구부에 의하여 현수구를 인상과 동시에 회전기구부를 작동시킨다. 인상속도의 조정등에 의하여 목부, 확경부 및 직동부(더욱이, 확경부와 직동부의 양자를 포함시킨 것을 단결정부라 칭함)가 형성된다. 목부, 확경부 또는 직동부가 소정의 위치로 인상된 것을 검출수단이 검출하면, 현수지지구 구동기구부가 작동되고 현수지지구가 단결정 표면에 있는 요철의 오목부에 걸어맞춤되지만, 현수지지구는 이것과 동시에 슬라이더 이동기구부에 의하여 속도 VB로 상승하고, 동시에 회전기구부에 의하여 회전한다. 현수지지구가 단결정 표면에 있는 요철의 오목부에 걸어맞춤하기 직전에 현수구의 인상속도를 VSE라 하면, 현수지지구가 상기 요철의 오목부에 계착하기 직후로부터 일정시간 사이는 현수구의 인상속도 VA와 현수지지구의 인상속도 VB와의 가산치가 상기의 VSE에 합치되도록 현수구 및 현수지지구의 속도제어를 행한다. 이로써, 현수구로부터 현수지지구의 주고받음을 원활히 행하고 충격력의 발생을 방지한다. 현수구의 하중이 0으로 된 후로는 현수지지구만의 인상과 회전에 의하여 단결정부가 안정하게 인상되고, 소정 형상의 단결정부가 형성된다.
또, 이상에서 발명 12로서 기재한 단결정의 성장장치에 있어서는 현수구의 선단에 씨결정을 설치하고, 이를 도가니내의 융액에 접촉시켜 현수구 승강기구부에 의하여 현수구를 인상과 동시에 회전기구부를 작동시킨다. 인상속도의 조정등에 의하여 목부, 확경부, 도립 직원뿔부 및 직동부가 이 순서로 형성된다. 도립 직원뿔부가 소정의 위치로 인상된 것을 검출수단이 검출하면, 현수지지구 구동기구부가 작동하고 현수지지구가 도립 직원뿔부의 외주면에 걸어맞춤되지만 현수지지구는 이것과 동시에 슬라이더 이동기구부에 의하여 속도 VB로 상승하고, 동시에 회전기구부에 의하여 회전한다. 현수지지구가 도립 직원뿔부의 외주면에 걸어맞춤하기 직전에 현수구의 인상속도를 VSE로 하면 현수지지구가 상기 외주면에 계착된 직후로부터 일정시간 사이는 현수구의 인상속도 VA와 현수지지구의 인상속도 VB와의 가산치가 상기의 VSE에 합치되도록 현수구 및 현수지지구의 속도제어를 행한다. 이로써, 현수구로부터 현수지지구의 주고받음을 원활히 행하고 충격력의 발생을 방지한다. 현수구의 하중이 0으로 된 후로는 현수지지구만의 인상과 회전에 의하여 단결정 전체가 안정하게 인상되고 소정의 형상의 단결정부가 형성된다.
(발명의 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명을 보다 상세히 하기 위하여 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 실시예의 전체 구성도, 도 2는 현수구 및 현수지지구 둘레에 상세한 구조를 도시하는 축단면도, 도 3은 본 실시예에 있어서 가요성 탄성부재의 벨로스의 개요구조를 도시하는 일부 축단면도, 도 4는 검출수단을 도시하는 부분 축단면도, 도 5 내지 도 7은 본 실시예의 작용을 설명하기 위한 축단면도, 도 8은 현수구로부터 현수지지구의 단결정의 주고받음을 설명하기 위한 축단면도, 도 9는 현수구에 의한 단결정 인상의 경과시간과 인상속도와의 관계를 도시하는 선도, 도 10은 현수구로부터 현수지지구의 단결정의 주고받음시에 있어서, 현수구 및 현수지지구의 속도변화를 도시하는 선도, 도 11a, 11b, 11c 는 현수지지구의 1예의 상세한 것을 도시하고 각각은 정면도, 측면도, 상기 정면도의 A-A단면도, 도 12는 현수지지구의 계착부와 단결정의 오목경, 볼록경과의 위치관계를 도시하는 설명도이다.
우선 도 1 및 도 2에 의하여 단결정의 성장장치의 구조를 설명한다. 성장장치는 크게 구별하여 슬라이더 이동기구부(1), 가요성 탄성부재(2), 유지케이스(3), 유지케이스(3)를 회전시키는 회전기구부(4), 현수구 승강기구부(5), 하중 계측수단(6), 현수지지구 구동기구부(7), 검출수단(8) 및 제어장치(9) 등으로 이루어진다. 실리콘과 같은 반도체 재료의 융액을 증류하는 도가니(도면 생략)는 부동측에 설치되고, 그 상방에 플랜지(11)를 형성한다.
본 실시예의 성장장치에 의하여 도 2에 도시하는 바와같이 씨결정(12)에 연결하는 목부(13)의 하방측에는 요철(14)이 형성되고 그 하방에 무전위화된 단결정부(15)가 형성되지만, 이 형성방법에 대하여는 공지기술이고 설명을 생략한다. 더욱이 요철(14)의 오목부(16)에는 현수지지구(44)의 계착부(46)가 계착한다.
슬라이더 이동기구부(1)를 설명한다. 플랜지(11)상에는 볼나사(17) 및 가이드축(18)을 세워 설치한다. 슬라이더(19)는 플랜지(11)와 상대향하여 수평으로 배치되어 볼나사(17)에 나사맞춤하는 너트부재(20)가 고정됨과 동시에 가이드축(18)에 접동 자유롭게 지지된다. 볼나사(17)의 하방측에는 모터(21)에 연결하는 구동기구부(22) (도 1)가 배치된다. 이상의 구조에 의하여 모터(21)를 작동시킴으로써 슬라이더(19)는 가이드축(18)에 안내되어 볼나사(17)에 의하여 수직방향으로 상하동된다.
슬라이더(19)와 플랜지(11) 사이에는 가요성 탄성부재(2)에 의하여 결정꺼내기용 챔버가 형성된다. 본 실시예에서는 가요성 탄성부재(2)로서 벨로스(2a)가 채용된다. 벨로스(2a)는 도 3에 도시하는 바와같은 축단면 형상을 갖는 것으로 이루어지고 공지기술이다. 벨로스(2a)는 중공 원통체로 이루어지고 그 외면의 상하 플랜지판(23, 24) 사이에는 적당한 길이의 스팬을 갖는 굴곡체(25)가 적당한 피치로 다수매 배열설치된다. 굴곡체(25)는 스테인레스, 티탄등의 재질의 판재를 성형·용접한 것으로 이루어지고, 직선성이 있는 스프링 특성을 갖고, 히스테리시스도 거의 무시할수 있다. 또 체적변화율도 크고, 내압성·내열성·내구성도 우수하다.
도 2에 도시하는 바와같이 슬라이더(19)상에 고정되는 유지구(26)에는 유지케이스(3)가 축받이(27)를 통하여 피봇된다. 더욱이 유지케이스(3)는 제1의 유지케이스(3a)와 제2의 유지케이스(3b)를 연결하여 고정시킨 것으로 이루어진다. 제1의 유지케이스(3a)는 중공 원통형으로 이루어지고, 축받이(27)에 의하여 유지구(26)에 지지됨과 동시에 양자간에는 자기 시일(28)이 개설된다. 또 제1의 유지케이스(3a)에는 대경상의 풀리(29)가 형성됨과 동시에 후에 설명하는 현수지지구 구동기구부(7)가 장착되는 보스부(30)가 내부로 개구하여 형성된다. 한편, 제2의 유지케이스(3b)는 제1의 유지케이스(3a)상에 재치되는 중공상 자체로 이루어지고 내부에는 후에 설명하는 현수구 승강기구부(5) 및 하중계측수단(6)이 수납된다.
회전기구부(4)는 모터(31)와 이에 연결되는 풀리(32), 제1의 유지케이스(3a)의 풀리(29)와 풀리(32) 사이에 가설되는 풀리 벨트(33) 등으로 이루어진다. 모터(31)를 작동시킴으로써 유지케이스(3) 전체가 회전한다. 더욱이 모터(31)는 슬라이더(19)상에 재치된다.
현수구 승강기구부(5) 및 하중계측수단(6)을 설명한다. 도 2에 도시하는 바와같이 제2의 유지케이스(3b)의 저판(34)상에는 풀리(35)를 지지하는 지지브래킷(36)과 풀리(35)를 회전구동시키는 모터(37)와 지지주(38)등이 재치된다. 지지주(38)에는 레버부재(39)의 기단이 오버행(overhang)핀으로 지지된다. 레버부재(39)의 중간부에는 풀리(40)가 피벗된다. 또 레버부재(39)의 선단은 하중계측수단(6)의 하나인 로드셀(6a)에 지지된다.
한편, 현수구(41)는 본 실시예에서는 와이어(41a)로 이루어지고, 풀리(40)를 통하여 풀리(35)에 두루 감긴다. 또, 와이어(41a)의 하단부에는 지지간(42)을 통하여 씨결정(12)에 연결된다. 또, 와이어(41a)는 제1의 유지케이스(3a)의 중심부에 수직방향에 따라 고정되는 가이드튜브(43)내를 끼워 통하고, 다른 주변의 구성부품의 간섭이 방지되어 있다.
이상의 구조에 있어서, 모터(37)를 작동시킴으로써 와이어(41a)가 풀리(35)에 두루 감겨서 승강함과 동시에 와이어(41a)에 작용하는 하중이 풀리(40)로부터 레버부재(39)를 통하여 로드셀(6a)에 부가된다.
다음에 현수지지구 구동기구부(7)를 설명한다. 수직방향에 따라 동시에 상대향하여 배설되는 현수지지구(44)는 본 실시예에서는 한쌍의 아암상부재(44a, 44a)로 이루어진다. 이들의 아암상부재(44a, 44a)는 중간부에서 교차하여 배치되어 교차부를 핀(45)으로 연결시킨다. 아암상부재(44a)의 선단부에는 계착부(46)가 형성된다.
한편 아암상부재(44a)의 상단부는 유압실린더(47)의 피스톤 로드(48)에 핀 연결된다. 유압실린더(47)는 제1의 유지케이스(3a)의 보스부(30)등에 고정된다. 더욱이 유압실린더(47) 대신에 피스톤로드(48)를 왕복운동시키는 모터(도시생략) 및 그의 구동기구부(도시생략)를 채용하여도 된다.
이상의 구조에 의하여 유압실린더(47)를 작동하면 아암상부재(44a, 44a)의 선단부가 서로 근접 또는 이격하는 방향으로 이동하고, 계착부(46)를 요철(14)의 오목부(16)에 계착 또는 이것에서 떨어지는 방향으로 이동시킨다.
도 1에 도시하는 바와같이 검출수단(8)은 인상되어 단결정의 요철(14)과 단결정부(15)와의 연결부위의, 예를들면 오목부(16)의 위치검출을 행하는 것이다. 구체적으로 도 4에 도시하는 바와같이 개구공(49, 49)에 근접하여 배치되는 레이저 광 발신기(50) 및 레이저 광수신기(51)등으로 이루어진다. 물론 레이저광에 한정되지 않고 CCD 카메라나 라인센서등도 채용된다.
여기서, 상기 요철(14)에는 ① 도가니내 융액의 대류·온도, 단결정의 인상속도등의 변동에 의하여 생기는 요철, ② 단결정에서 전위를 소실시키기 위하여 형성되는 요철(벌지), ③ 도가니내 융액의 대류·온도, 단결정의 인상속도의 제어에 의하여 의도적으로 형성된 요철이 포함된다. 더욱이, 의도적으로 요철을 형성하는 경우, 도시되지 않은 직경제어장치를 사용할 수가 있고, 이 직경제어장치로서는 공지의 것이 적용될수 있고, 예를들면 일본 특개평 3-137092호 공보에 표시된 것이 사용가능하다.
도 1에 도시하는 바와같이 제어장치(9)는 모터(21), 모터(31), 모터(37), 로드셀(6a), 유압유니트(52) 및 유압실린더(47), 검출수단(8)등에 연결되어 이들을 자동제어하고 있다. 그 제어작용에 대하여는 후에 설명한다.
다음에 본 실시예의 작용을 설명한다. 도 5에 도시하는 바와같이 우선 씨결정(12)을 선단부에 장치한 와이어(41a)를 모터(37)를 작동시켜 인상시킨다.
이로써 요철(14) 및 단결정부(15)를 갖는 단결정이 인상된다. 동시에 모터(31)를 작동시켜 유지케이스(3)를 회전시킨다. 이 경우, 유지케이스(3)를 이동시키는 모터(21)는 작동되지 않는다. 따라서, 현수지지구(44)의 아암상부재(44a)는 소정위치에 있고, 동시에 그의 선단부의 계착부(46)는 개구한 상태로 유지된다. 물론 와이어(41a)에는 단결정부(15)등의 하중이 부가되기 때문에 로드셀(6a)에는 하중이 부가된다.
와이어(41a)가 더욱더 인상되는 요철(14)의 위치가 검출수단(8)에 의하여 검출되면, 제어장치(9) (도 1)는 현수지지구 구동개구부(7)의 유압실린더(47)를 작동한다. 이 때문에 도 6에 도시하는 바와같이 아암상부재(44a)가 폐지방향으로 이동하고, 계착부(46)가 요철(14)의 오목부(16)에 계착한다. 이 상태에서는 와이어(41a)의 인상은 속행되고, 동시에 와이어(41a) 및 아암상부재(44a)는 모터(31)에 의한 유지케이스(3)의 회전에 의하여 동시에 회전한다. 다음에 모터(21)를 작동시키고 도 7에 도시하는 바와같이 유지케이스(3)를 상승시킨다. 이로써 아암상부재(44a)에 끼워지지된 단결정부(15)등은 인상되어진다.
벨로스(2a)는 플랜지(11)와 슬라이더(19) 사이에 길게 걸쳐있고, 결정꺼내기용 챔버(61)를 형성한다. 아암상부재(44a)로 요철(14)을 파지하여 단결정부(15)를 인상하는 경우, 와이어(41a)로부터 원활하게 아암상부재(44a)의 인상 이행을 행할 필요가 있고, 동시에 아암상부재(44a)의 계착부(46)와 오목부(16)의 걸어맞춤이 원활히 행해지는 것이 필요하다.
우선 계착부(46)와 오목부(16)의 계착을 계착부(46)에 호상부가 형성되어 동시에 검출수단(8)에 의하여 계착위치가 특정되기 때문에 문제는 없다.
더욱이 상기 호상부에 축받이등을 사용함으로써 원활한 걸어맞춤이 가능하게 된다.
다음에 도 8내지 도 10에 의하여 와이어(41a)에 의한 단결정 인상에서 아암상부재(44a)에 의한 단결정 인상으로 이행할때의 원활한 이행의 확보의 방법에 대하여 설명한다.
우선 상기와 같이 아암상부재(44a)에 의한 파지가 행해지기 직전의 와이어(41a)에 의한 인상속도를 VSE라 한다. 도 9는 그의 상태를 도시한다. 소정 위치에서 아암상부재(44a)가 요철(14)의 오목부(16)에 걸어맞춤된 후의 아암상부재(44a)의 인상속도를 VB라 한다. 또 아암상부재(44a)의 걸어맞춤된 후의 와이어(41a)의 인상속도를 VA라 한다. 단결정부(15)는 아암상부재(44a)가 걸어맞춤된 후 속도 VSE로 인상하는 것이 필요하다. 따라서 아암상부재(44a)가 걸어맞춤된 직후로부터 어느 시간범위(도 10의 시간 t의 범위)는 속도 VA와 속도 VB의 가산치가 VSE로 될 필요가 있다. 따라서 도 10에 도시하는 바와같이 아암상부재(44a)의 걸어맞춤위치(도 10의 t0의 위치) 이후는 VA는 점차 하강하고 VB는 0에서 점차 상승하는 것이 필요하게 된다.
속도 VA는 모터(37)에 의하여, 속도 VB는 모터(21)에 의하여 결정된다. 제어장치(9)는 모터(37)와 모터(21)의 회전을 제어함과 동시에 VA+ VB= VSE의 조건을 만족시키면서 로드셀(6a)에 부가되는 하중을 체크하고, 이 값이 0으로 된 것을 검지하고, 이 검지정보에 의하여 와이어(41a)에 의한 인상종료위치를 제어할 수가 있다.
도 10에 도시하는 바와같이 경과시간 t1의 위치에서 VA= 0, VB= VSE로 되지만, 이 상태에서 와이어(41a)의 인상을 정지시키면 단결정부(15)측에 약간의 가해질 염려가 있기 때문에 와이어(41a)를 마이너스 방향으로 작동시키고, 아암상부재(44a)의 속도 VB를 VSE보다도 상승시킨다. 그후 도시하는 바와같이 와이어(41a)의 속도 VA를 약간씩 상승시킴과 동시에 아암상부재(44a)의 속도 VB를 약간씩 하강시킨다. t0의 위치로부터 시간 t 만큼 경과한 위치 t2에서 VA를 0으로 하고 VB를 VSE로 함으로써 와이어(41a)로부터 아암상부재(44a)의 인상 이행을 완료시킨다.
이상의 방법에 의하여 단결정부(15)는 상시 속도 VSE로 인상되고 와이어(41a)로부터 아암상부재(44a)로의 이행시 충격이 발생하지 않는다.
이상의 설명에 있어서, 현수구(41)를 와이어로 하였지만 로드식의 것도 된다.
또, 현수지지구(44)는 도시한 바와 같은 아암상부재(44a)로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또, 가요성 탄성부재(2)도 벨로스(2a)에 한정되는 것은 아니다. 또, 하중계측수단(6)은 로드셀(6a)에 한정되는 것은 아니고, 다른 공지기술도 적용된다. 또, 상기한 바와같이 현수지지구 구동기구부(7)는 유압실린더(47) 대신에 모터를 사용하여도 물론 좋다. 또 슬라이더 이동기구부(1)도 도시한 볼나사(17)와 가이드축(18)에 의한 것이 아니더라도 좋고, 회전기구부(4)도 도시한 것에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서는 단결정에서 전위를 소실시키기 위하여 형성되는 넥의 요철부(벌지부; Journal of Crystal Growth 52 (1981) 391-395), 또는 단결정을 성장시킬때에 생기는 직경의 미소 변동부를 적극적으로 사용하여 단결정을 현수지지구에 의하여 유지시키는 것이 바람직하다. 이는 고의로 직경을 변동시켜서 일정 크기, 형상의 요철(14)을 일정한 위치에 형성하는데는 씨결정(12)의 인상속도나 융액의 온도조정이 필요하고, 그 자체로서 어렵기 때문이다.
그러나, 본 발명과 같이 장치의 부동측의 소정위치에 상기 현수구에 의하여 인상되는 단결정의 목부, 확경부 및 직동부의 표면의 각 위치를 검출하는 검출수단을 배치하면, 기술한 바와같이 고의로 직경변동시켜서 적당한 크기의 요철을 목부 또는 직동부의 적당한 위치에 작성하고 이의 요철을 사용하여 현수지지구에 의하여 유지하도록 할 수가 있다.
도 11에 단결정 성장시에 그의 인상속도, 도가니내 융액의 온도·대류 등의 변동에 의하여 직동부(15b)에 자연히 생기는 직경의 미소변동(±1∼ 3mm)에 의한 미소변동부를 현수지지하는데 적합한 치구의 실시예를 도시한다. 현수지지구(44)는 아암상부재(44a)의 하방에 반원통부(53), 이에 연결하여 설치하는 턱부(54)를 갖고, 턱부(54)의 안쪽 가장자리에는 반원형의 계착부(46)가 형성되어 있다. 원통부(53)에 의하여 현수지지구(44)의 계착부(46) 근변의 강도가 크게 된다.
현수지지구에 의한 단결정의 유지는 단결정 성장시에 자연히 생기는 직경의 미소변동부를 사용하여 행하는 경우에는 이 현수지지구의 계착부(46)가 도 12에 도시하는 바와같이 단결정의 요철의 오목직경부분에 들어가기 때문에 단결정의 직동부(15b)는 현수지지구에 의하여 확실히 계착된다.
실시예 2
이 실시예에서는 도 13에 도시하는 바와같이 씨결정(12)의 바로 아래에 목부(13), 확경부(15a), 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부(15c), 직동부(15b)의 순으로 단결정을 성장시킨다. 이 단결정 유지용의 현수지지구로서는 하부 구조가, 예를들면 도 13 및 도 14에 도시되는 것, 또는 도 15 및 도 16에 도시되는 것을 사용한다. 단결정의 유지는 현수지지구를 도립 직원뿔부(15c)의 외주면에 계착시켜서 행한다.
단결정 성장장치의 전체구조, 및 상기 현수지지구의 상부구조는 실시예1과 동일하다. 즉 슬라이더 이동기구부, 가요성 탄성부재, 유지케이스, 유지케이스의 회전기구부, 현수구 승강기구부, 하중 계측수단, 현수지지구 구동기구부, 검출수단 및 제어장치등(어느것도 도시생략)은 도 1, 도 2에 도시하는 것과 동일하다.
상기「테이퍼」는 통상의 의미로 사용하고 있다. 즉, 도립 직원뿔부(15c)의 최대직경과 최소직경의 차를 도립 직원뿔부(15c)의 길이로 나눈 값이다. 도립 직원뿔부(15c)는 단결정의 인상속도, 도가니내 융액의 온도의 적어도 한쪽을 제어함으로써 성장시킬수가 있다.
도립 직원뿔부(15c)의 테이퍼를 0.1∼ 0.3으로 하는 것으로 결정결함이 없는 단결정을 안정하게 성장시킬수가 있고, 동시에 현수지지구에 의한 단결정의 유지를 적확·안정하게 행하는 것이 가능하게 된다.
테이퍼가 0.3을 초과하면(테이퍼가 0.3을 초과할 정도로 상기 인상속도 또는 온도의 변화를 크게 하면), 단결정에 결정결함이 발생하기 쉬워짐과 동시에 원통 연삭시의 가공로스가 크게 되는 문제가 있다.
테이퍼가 0.1 미만으로 되면, 현수지지구에 의한 단결정의 유지를 적확·안정하게 행하는 것이 곤란하게 된다. 도립 직원뿔부(15c)는 성장공정 종료후에 원통연삭으로 직동부(15b)와 동일직경의 원통상으로 가공함으로써, 직동부(15b)와 동일품질의 단결정 제품으로서 취급할 수가 있다.
도립 직원뿔부(15c)의 길이는 현수지지구에 의한 단결정의 유지를 확실히 행할수 있는 것이면 좋다. 도 13에서는 도립 직원뿔부(15c)의 길이를 상당히 길게 하고 있기 때문에 이를 짧게 한 경우보다도 단결정의 성장상태가 안정하다. 도립 직원뿔부(15c)의 길이를 도 13보다도 짧게 하고, 직동부(15b)의 직경의 약 1/5 로 형성하여도 된다. 더욱이 지나치게 긴 경우, 상기 원통연삭에 의한 가공로스가 많아지므로 이 점에 대한 배려가 필요하다.
도 13 및 도 14에 도시하는 현수지지구(71)는 한쌍의 아암상부재(71a, 71b)로 이루어진다. 아암상(71a, 71b)은 실시예1의 아암상부재(44a, 44a)와 같이 중간부로 교차하고, 이 교차부는 핀으로 연결하고 있다(도시생략). 아암상부재(71a, 71b)의 하단부에는 각각 반원환부(73, 74)를 설치하고 있고, 이들 반원환부의 내주면이 단결정 유지용의 계착부로 된다.
즉, 도 14에 도시하는 바와같이 상기 반원환부(73)의 선단부에 볼록부(73a)를 형성하고, 반원환부(74)의 선단부에는 상기 볼록부(73a)와 끼워맞춤하는 오목부(74a)를 형성한다. 따라서 반원환부(73, 74)를 서로 접근시키므로 도 14에 도시하는 바와같이 볼록부(73a)와 오목부(74a)가 끼워맞춤하여 대략 완전한 원환상의 부재가 구성된다.
현수지지구(71)에 의하여 단결정부(15)를 유지하는데는 미리 반원환부(73, 74)를 직동부(15b)의 위치까지 강하시켜, 여기서 볼록부(73a)와 오목부(74a)를 끼워맞춤시켜 상기 원환상부재로 만든 후, 이 원환상 부재를 상승시킴으로써 반원환부(73, 74)의 내주면을 도립 직원뿔부(15c)의 외주면에 계착시킨다.
이 경우, 단결정부(15)의 중량에 의하여 상기 원환상부재에 이를 확개하려고 하는 힘이 작용하지만 상기와 같이 반원환부(73, 74)가 요철 끼워맞춤하고 있기 때문에 이들 반원환부끼리 분리하는 일은 없다. 단결정의 성장 종료후에는 유압실린더(도시생략)의 작동에 의하여 아암상부재(71a, 71b) 사이의 간격을 넓힘으로써, 반원환부끼리를 간단히 분리할 수가 있다.
이와같이 반원환부(73)와 (74)는 간단한 조작으로 결합·분리할 수가 있고, 게다가 결합후에는 단결정의 하중이 걸리더라도 빠지는 일이 없으므로 단결정의 유지는 확실한 것으로 된다.
도 15 및 도 16에 도시하는 현수지지구(81)는 한쌍의 아암상부재(81a, 81b)로 이루어진다. 이들 아암상부재(81a, 81b)의 하단부에 각각 보강부재(82)를 통하여 도립반원뿔부(83)를 설치한다.
이 도립 반원뿔부(83)는 내주면의 테이퍼를 도립 직원뿔부(15c)의 테이퍼와 동일하게 한다. 아암상부재(81a)와 (81b)를 서로 접근시킴으로써, 대략 완전한 도립원뿔체가 형성되어 그 결과 상기 내주면이 단결정 유지용의 계착부로 된다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과를 이룬다.
1) 단결정부가 목부에 의하여만 지지되지 않고, 현수지지구에 의하여 도중에서 지지되어 인상되어지고, 인상중에 있어서 단결정부의 낙하는 발생하지 않는다. 따라서 안전한 인상이 행해진다.
2) 현수구에 의한 단결정부의 인상에서 현수지지구에 의한 인상으로 이행할때에 양자의 인상속도를 동기 제어하여 상시 일정한 인상속도로 인상을 행하도록 함으로써, 단결정부의 충격이 최소한으로 억제되고, 단결정의 유전위화가 방지된다.
3) 검출수단을 사용하여 현수지지구와 요철의 걸어맞춤위치를 특정하는 방법을 채용함으로써, 양자의 걸어맞춤이 원활히 행해지고 계착시의 충격발생이 방지된다.
4) 하중 계측수단을 사용함으로써, 현수구에 의한 인상정지상태를 정확히 확인할 수가 있다.
5) 단결정의 성장 공정에서는 확경부에 계속하여 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 형성함과 동시에 현수지지구를 도립 직원뿔부의 외주면에 계착시킴으로써 단결정을 유지하도록 하였으므로 단결정을 적확·안정하게 유지할 수가 있다. 또, 결정결함이 없는 도립 직원뿔부를 성장시킬수가 있고, 따라서 이의 도립 직원뿔부를 원통연삭하는 것으로 직동부와 동일품질의 단결정 제품으로서 취급할 수가 있다.

Claims (20)

  1. 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 방법으로서, 상기 씨결정에 연결되는 현수구의 인상에 의하여 상기 목부와 확경부와 직동부를 형성함과 동시에 현수구의 상승에 의하여 소정의 위치까지 상승한 상기 단결정 표면에 있는 요철의 오목부에 현수지지구를 계착하고, 현수구에 걸리는 하중을 현수지지구에 이행시켜 이후의 인상을 현수지지구에 의하여 행하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  2. 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 방법으로서, 상기 씨결정에 연결되는 현수구의 상승에 의하여 소정의 위치까지 상승한 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 현수지지구를 계착하여 현수구에 걸리는 하중을 현수지지구로 이행시켜 이후의 인상을 현수지지구에 의하여 행하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단결정 표면의 요철이 단결정을 성장시킬때에 온도, 인상속도, 대류의 변동에 의하여 생기는 직경의 미소변동에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 목부의 요철이 단결정에서 전위를 소실시키기 위하여 형성되는 요철(벌지)인 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 목부, 확경부, 직동부의 요철이 의도적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 도립 직원뿔부가 단결정의 인상속도, 도가니내의 융액온도의 적어도 한쪽을 제어함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 현수지지구의 상승속도 VB와 상기 현수지지구의 계착후에 상기 현수구의 인상속도 VA를 가산한 속도 V를, 상기 현수지지구가 계착하기 직전의 상기 현수구의 상승속도 VSE와 동일속도로 하기 위하여 상기 현수지지구의 속도 VB를 계착 직후의 0 값으로부터 서서히 상승시킴과 동시에 이것과 동기하여 상기 현수구의 인상속도 VA를 VSE로부터 점차로 감소하게 하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 현수구에 부가되는 하중을 계측하고, 하중 계측치가 0으로 된 후에 현수구의 인상속도 VA를 0으로 하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장방법.
  9. 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 씨결정에 연속해 있는 목부와 확경부와 직동부의 일부를 형성하고, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 단결정 표면의 요철의 오목부에 계착하는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 상기 현수구와 현수지지구는 서로 독립하여 승강이동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  10. 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 상기 현수구와 현수지지구는 서로 독립하여 승강이동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  11. 씨결정에 연속되는 목부와 확경부와 직동부를 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 씨결정에 연속되는 목부와 확경부와 직동부의 일부를 형성하고, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 단결정 표면의 요철의 오목부에 계착하는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 반도체 재료의 융체를 수용하는 도가니와 상대향하여 배치되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 걸어 맞춤하고 이 슬라이더를 수직방향으로 속도 VB로 이동 및 안내하는 슬라이더 이동기구부, 이 슬라이더 이동기구부상에 피봇되는 유지케이스, 이 유지케이스의 회전기구부, 상기 유지케이스측에 설치되고 상기 씨결정에 연결되는 현수구를 속도 VA로 이동시키는 현수구 승강기구부 및 상기 현수구의 이동에 동반하여 이 현수구 승강기구부측에 부가되는 하중을 계측하는 하중 계측수단, 상기 유지케이스측에 설치되고 상기요철의 오목부에 착리 자유롭게 계착하는 상기 현수지지구를 상기 오목부에 근접측 또는 이것에서 이격하는 측에 이동시키는 현수지지구 구동기구부와, 상기 슬라이더 이동기구부, 회전기구부, 현수구 승강기구부, 하중 계측수단 및 현수지지구 구동기구부에 연결하고, 이들의 동기제어를 행하는 제어장치를 갖고, 이 제어장치는 적어도 상기 현수구 승강기구부에 의한 상기 현수구의 인상속도 VA와 상기 오목부에 계착하는 현수지지구의 속도 VB와의 가산치가, 상기 현수지지구가 상기 오목부와 계착하기 직전에 상기 현수구의 인상속도 VSE와 합치하도록 상기 속도 VA, VB를 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  12. 씨결정의 바로 아래에 목부, 확경부, 테이퍼가 0.1∼0.3인 도립 직원뿔부, 직동부의 순으로 갖는 단결정을 성장시키는 장치로서, 상기 씨결정에 연결하는 현수구와, 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 잡아매는 현수지지구에 의하여 상기 단결정을 현수지지하고, 단결정에 진동이나 충격을 부가하는 일 없이 무전위화된 단결정을 매달아 올려 형성하기 위한 단결정의 성장장치이고, 반도체 재료의 융체를 수용하는 도가니와 상대향하여 배치되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 걸어맞춤되고 이 슬라이더를 수직방향으로 속도 VB로 이동 및 안내하는 슬라이더 이동기구부, 이 슬라이더 이동기구부상에 피봇되는 유지케이스, 이 유지케이스의 회전기구부, 상기 유지케이스측에 설치되어 상기 씨결정에 연결되는 현수구를 속도 VA로 이동시키는 현수구 승강기구부 및 상기 현수구의 이동에 동반하여 이 현수구 승강기구부측에 부가되는 하중을 계측하는 계측수단, 상기 유지케이스측에 설치되어 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 착리 자유롭게 계착하는 상기 현수지지구를 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 근접측 또는 여기에서 이격하는 측에 이동시키는 현수지지구 구동기구부와, 상기 슬라이더 이동기구부, 회전기구부, 현수구 승강기구부, 하중계측수단 및 현수지지구 구동기구부에 연결하고, 이들의 동기 제어를 행하는 제어장치를 갖고 이 제어장치는 적어도 상기 현수구 승강구동부에 의한 상기 현수구의 인상속도 VA와 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 현수지지구의 속도 VB와의 가산치가, 현수지지구가 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하기 직전에 상기 현수구의 인상속도 VSE와 합치하게 하기 위하여 상기 속도 VA, VB를 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 현수구와 현수지지구의 상승속도가 직경제어장치에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 도가니를 가열챔버중에 설치하고, 가열챔버의 상방에 결정꺼내기용 챔버를 설치하고, 상기 결정꺼내기용 챔버는 상하 방향으로 신축 자유롭게 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 결정 꺼내기용 챔버를 벨로스로 구성하는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 현수지지구가 그 중간부를 상기 유지케이스측에 피봇시켜 하단측에 상기 요철의 오목부에 계착하는 계착부를 형성하여 이루는 한 쌍의 아암상부재로 이루어지고, 상기 현수지지구 구동기구부가 상기 아암상부재의 상단부에 연결되는 한쌍의 유압실린더 또는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 현수지지구, 그 중간부를 상기 유지케이스측에 피봇시켜 하단측에 상기 도립 직원뿔부의 외주면에 계착하는 계착부를 형성하여 이루는 한쌍의 아암상부재로 이루어지고, 상기 현수지지구 구동기구부가 상기 아암상부재의 상단부에 연결되는 한쌍의 유압실린더 또는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 계착부는 상기 아암상부재에 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  19. 제 11 항에 있어서, 장치의 부동측의 소정위치에 상기 현수구에 의하여 인상되는 단결정의 목부, 확경부 및 직동부의 표면의 각 위치를 검출하는 검출수단이 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
  20. 제 11 항에 있어서, 장치의 부동측의 소정위치에 상기 현수구에 의하여 인상되는 단결정의 목부, 확경부, 도립 직원뿔부 및 직동부의 표면의 각 위치를 검출하는 검출수단이 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 단결정의 성장장치.
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