TW534931B - Single-crystal manufacturing device - Google Patents

Description

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（i ) 《發明之技術領域》 本發明係有關於利用 單結晶之製造裝置。 《習知技術》 省、k用净田射屏障（screen)與輻射擒板⑽⑹句等之單 結晶拉引裝置已❹所皆知，但在單結晶拉㈣準備階 段，只將所需必要量的原料多晶塊裝载入財鋼内，會使輻 f屏P早成礙，所以會浪f原料溶解時間，並且造成增 :又下部加戎為等使早結晶價格提高的因素。將上述問題解 $的提* ’例如特開平3_27929g號公報與特開平⑽⑽幻 ^公報所^舉之方法，前者是在反應㈣上板處設置可用 :絲任上^万向進柄懸吊材，㈣射屏障在反應室内保 ήt而後者疋利用預定長度的吊線(wire)將可升降的輻 射屏P早從財鋼上方下品 t 1 下吊，而可自動決定預定位置。又，如 1開平6·95772號公報所示，當溶解單結晶原料時，在種 衣《無射屏障懸吊治具以取代種晶夾具，將輕射 二障的下端鉤掛在該輕射屏障懸㈣具上，而可拉引，當 心解後的單結晶成長時，從輕射屏障懸吊治具將輕射屏障 ^，而當拉引反應室(pulldiamber)恢復常壓時，從種晶 支撑器將輕射屏障吊治具取下而將種晶裝設的種晶夫且 专裝方式是眾所皆知的。 、 《發明待解決的問題》 ρ、仁疋，在驾知例之中，如特開平3-279290號公報與特 L U83號公報，以上兩者同樣爲了設置輻射屏障或

Czochralski法製造矽等半導體 本紙張尺度適 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部中央檩準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 / 是輻射擋板等新機構 新問題。又，在_工或是成本增加的 掛在預定的“ =792772號公報之中，輕射屏障约 用在大氣中二==f室之側拉引，一 因此，在扣心 射屏障懸吊治具交換， 的冷外内’花費大约30分鐘時間而進行治具 率減攸二壓歧環境成爲必要，所以仍存在生產效 减低與自動化障礙等問題。 置，發明的目的是提供-種單結晶製造裝 低下二置自！不需複雜化，且亦無生產效率 羽# ^ ―〈’早凝’更谷易適用於既有的裝置，不需如 曰知技術射懸吊治具與 障的升降移動與設置，以及單結晶成二續而= 可進行自動化操作。 下果成I、買衣私而 《角t決問題的方法》 爲達上述目的，本發明之單結晶製造裝置，包括：一 =射屏障，其位於坤鋼上方之單結晶拉引區域的周 圍反應室内<拉引單結晶下端；以及一種晶支撑器， 射嵌住’其特徵在於:備有-掛鉤，用以將該輻 、屏p早保持下吊於該種晶支撑器上。 、a且，該掛鉤對應該種晶支撑器是呈可自由搖動之支承 △〜而在為射屏障中，備有連接於該種晶支撑器掛狗 的鈞掛治具，該鉤掛治具對應於該輻射屏障構成可自由搖 :力的支承狀悲。且’最好是構成該輻射屏障的鉤掛治具與 《種晶支撑器的掛鉤脱離之後，該鉤掛治具與該掛夠互相 210X297 公釐）

以 所 經濟、哪中央標準局員工消費合作社印製 2 4 五、發明説明（3 ) 不干擾。 本發明相闢之單結晶製造 目 於種晶支撑器切狗，所以將有將輕射屏障保击 的加熱，溶解時，藉由在軸填人㈣、原辛 擾，所以可充#射料下端的干 的溶解即將完成時、ϋ早結晶原科 脱離，目,!可吉接、隹w 洛下降而掛釣從輕射屏障 、，、]了直接進入早結晶成長階段。 《圖式之簡單説明》 圖係顯示關於本發明之單結晶製造裝置之石英坩 ''内已填充多結晶體之説明圖； 第2圖係顯不關於將輕射屏障夠掛於單結晶裝置 為筒内之説明圖； 第3圖係關於輪射屏障之整體立體圖； 第4圖係顯示關於單結晶製造裝置的另一例，所 車田射屏障狗掛於種晶支撑器的_部份省略説明圖 罘5圖係顯示關於單結晶製造裝置的另一例 輕射屏障從種晶支撑器脱離的一部份省略説明圖 《符號之説明》 主反應室（main chamber ) 石墨掛鋼 石英坩鍋 單結晶原料 拉弓1細 丨 |^狀衣— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Φ 本紙張尺度國國家標準 格u1〇x297公釐） 534931 經浓部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) . ~ -- 6種晶支撑器（holder ) 6A 種晶支撑本體 6B 掛鉤 6C 鉤掛治具 6D 種晶 6E 支撑點 7 輻射屏障 7A 凸緣（flange ) δ 紺鋼幸由 9 碳加熱器 10 絕熱筒 10Α 階梯狀部 11 保護筒 實族例 以下，叫爹照各圖式説明本發明之實施例。，如第^ 圖與第2圖所示，圖所標示的符號1爲利用Czochralskd 製造石夕等半導體單結晶製造裝置之主反應室1，在此主反 應至1之中，設置可由坩鍋軸8轉動的石墨坩鍋2，該石 墨琳鋼2内嵌著石英賴3，且在石英賴3之内充填單 2晶原料4之多結晶體。又，叾鋼或鎢材質之拉引軸$ 從由丄反應主1A垂直設置的拉引反應室上端下吊直到主 反應至1的正上方爲止，而在拉引柄5的下端，懸吊有用 以將種晶6D保持嵌著的種晶支撑器6之本體6A，而單晶 成長的同時，種晶支撑本體6 A向上拉引與轉動。如第’ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

7 334931 經濟部中央襟準局員工消費合作衽印製 A7 五、發明説明（5 ) =示個在種晶支撑本體6A上方周壁面，具料耐熱合 支=個1^形鍵狀的„6B，其後端與㈣熱合 =紐相接形成三股狀，而可自由搖動地支承。然後， 從石/所7^，在讀狗6B的前端，將於主反應室1内而 狀矣_3拉引的單結晶下方包圍的中空切頭逆圓椎筒 且謂射屏障7的上方周緣設置鈿耐熱合金製的三個狗掛治 iaH而保持下吊。此時，Μ屏障7上端與上反應室 6的合、面間隙*大约數十個1Bm以内，而可調整種晶支撑器 下二第1圖所示’石英对锡3上端與輕射屏障7 :1可確保具有充料„，所以料 填於=英掛鋼3時，其填充量可以任意設定。 无 ，加熱器9在上述石墨的周圍以預定的間隔， 全^^然後在竣加熱器9的周圍，將嵌著絕熱 保P 又 以預定的間隔配置於其内壁面，且該 部：Γ]上端凸：與上述絕熱筒10上端凸緣形成階梯狀 設置示’將種晶支撑器6下降時， 二;0: f 7上端外周的ΰ緣7 A，狗掛在前述的階梯 掛二且 因爲種晶支撑器6下降，所以可將前述鉤 UC從掛鉤6B解開而脱離。此 =掛治具6C與掛鉤6B不會互相干擾，在後續的科

.I— I I I if · --------I、玎------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f) 長作業步驟，可容易移動。 、'日日成 或$，如弟4圖與第5圖所示，使前述種晶 抑耐熱合金製的掛釣6B固定一體化，同時，以支承在6

本紙張國家 (210X297公釐） 534931 A7 B7 五、發明説明（6) 對應於輻射屏障7之鉬耐熱合金製支撑點6H，而可自由搖 動的鉬耐熱合金製搖動鉤掛治具6F之構造，以取代上述之 鉤掛治具6C，當種晶支撑器6下降，將設置於輻射屏障7 之上端外周之凸緣7A鉤掛在前記階梯狀部10A時，前述 搖動鉤掛治具6F由於自體重量一邊慢慢往輕射屏障7的内 壁面側傾倒，一邊可將掛鉤6B從搖動鉤掛治具6F解放脱 離。此時亦與上述相同，輻射屏障7的搖動鉤掛治具6F與 前述種晶支撑器6之掛鉤6B脱離後，該搖動鉤掛治具6F 與掛鉤6B不會互相干擾。 而且，在本實施例之中，對於上述輻射屏障7的鉤掛， 掛鉤6B係由種晶支撑本體6A突設成爲三股狀的三點支撑 所構成，本發明具有將輻射屏障7安定保持鉤掛於種晶支 撑器6上的功能，但當然不限於上述之各構成條件。又， 雖然上述之掛鉤6B、鉤掛治具6C、支撑點6E等個個皆 是由鉬耐熱合金所製成，但使用其他鎢、鉉、陶瓷、碳或 是在上述各材質施以SiC、SiN等塗層者亦可。再者，若 將鉤掛治具6C省略，可以將輻射屏障7的下端直接以掛鉤 6B保持鉤掛。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，説明關於本發明單結晶製造裝置之運作（使用） 的一例，例如在單結晶製造的準備階段，如第1圖所示， 使輻射屏障7保持鉤掛在種晶支撑器6的掛鉤6B上，然後 將單結晶原料4充填入石英坩鍋3内，利用碳加熱器9將 其熱溶解。接著，如第2圖所示，在溶解之後，慢慢將種 晶支撑器6下降時，輻射屏障7裝載在絕熱筒10的階梯狀 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 534931 經 中 央 h 準 局 員 工 消 費 合 社 印 製 A7 五、發明説明（7 ) 部10A上，並且在下降時，掛釣6B從釣掛治具6C 所以鉤掛治具6C與掛夠68成爲互不干擾的狀態。 種晶支撑器6下降時，種晶6D與原料融 二 行單結晶成長。 丨了進 《發明之效果》 本發明係由上述所構成，特別是備有將輻 鉤掛於種晶支撑器之掛夠，所以不需要如習 屏障㈣治具與種晶夹具利用操作者人工操作交換^十 射屏〜的升降移動與從設置到完成單結晶成: 程’可用短時間高效率之自動化方式進行。又，裳 不須複雜化’而且’也無生產低下與自動化之障礙二而 獲致既有< 裝置轉易適用之優良效果。‘而 雖然本發明已以較佳實施例揭 限定本發明，任何執翌此謂姑我| / …、/、並非用以 U热^此項技藝者，在不脱離本 神^範圍内5當可作些許之更動與潤錦，因此本發明Θ 護I&圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（2】0><297公餐）

Claims (1)

1. 4；534931

   申請子利範圍 種單結晶製造裳置，其包括：一中空輕射屏障， —;皆鋦上万之單結晶拉引區域的周圍〜備有-掛鉤，㈣將該輻射屏障保持下吊於該種晶支 撑器上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置 减種晶文撑器是呈可自由搖動之支承狀態 3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置 於該種晶支撑器掛鉤的鉤掛治具。 4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置 具對讓輻射屏障是呈可自由搖動的支承狀態 5. 如申請專利範圍第2或4項所述之裝置，其中該 射屏障的鉤掛治具與該種晶支撑器的掛鉤脱離之後，該 掛治具與該掛鉤互相不干擾。 其中該掛鉤對 其中備有連接 其中該鉤掛治 ---------|丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 约 -訂 -¾ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 II 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（ΉΟΧ297公釐）