TWI252263B - Apparatus and method for producing silicon semiconductor single crystal - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1252263 A7 _____B7 五、發明説明（彳） 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用上拉法（Czochralski Method，以下 稱C Z法）之矽半導体體單晶之製造裝置及使用其裝置之 矽半導體單晶之製造方法。 【先前技術】 以往使用C Z法來孕育矽半導體單晶，係指：使用 CZ法長成矽半導體單晶，在矽半導體單晶之製造裝置長 成爐所配置之坩鍋中，收容多結晶矽，在坩鍋之周圍配置 加熱器，借由加熱器使其多結晶矽融解，而成矽熔融液， 當晶種粘著矽熔融液之表面，使其一面穩定的回轉一面將 矽熔融液往上拉，而長成出具有橢圓筒狀之一定口徑部的 矽半導體單晶。之後，被拉上之矽半導體單晶，留下其一 定口徑部來，做切斷硏削加工，再經過晶圓加工工程，而 成爲矽半導體晶圓。以上述之法而製得之矽半導體晶圓， 當要在晶圓表層上形成電氣迴路做集積迴路等時，而當做 半導體元件基板使用。 在此矽半導體晶圓之表面，製作電氣迴路工程時，矽 半導體晶圓內部所含之氧原子與矽原子結合，在矽半導體 晶圓內部形成B M D ( Bulk Micro Defect)等之氧析出物。 於是，可得知此B M D等之氧析出物，可在半導體元件形 成工程中，捕獲混入多餘之重金屬等的污染原子，而提昇 半導體元件之特性及良率。因此，若使用存在較多B M D 等之氧析出物的矽半導體晶圓基板，可提高在基板表層所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） ·丨 IU---IP-----·—、訂；------nl^·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 1252263 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2) 形成之半導體元件之良率。 氧析出物之量是依據於矽半導體晶圓中，從最初所含 氧的濃度及該矽半導體晶圓，從結晶成長中到進入半導體 兀件形成工程止所接收的熱記錄，但是一般砂半導體晶圓 所含的氧濃度有其規格，所以並不容易地可變更。 另外，在矽半導體單晶中，即使成長軸方向之氧濃度 分布均一，但亦會有在成長之結晶種側有較多的氧析出量 ，而在熔融液側有較少的氧析出量之軸方向分布。此起因 係因爲在單晶中形成氧析出核，於成長之比較低溫的溫度 熱之熱記錄之軸方向分布。 在此明確指示，從矽半導體單晶之長成到矽半導體晶 圓加工間，將熱記錄操作到所期望値之技術。例如，在曰 本特開昭5 8 - 1 2 0 5 9 1號公報中，明確指出，利用 在砂半導體單晶之成長中，將加熱器加熱，來操作結晶之 熱記錄，使其析出增加之方法。以及，日本特開平 2 - 2 6 3 7 9 2號公報中亦對矽半導體結晶之長成後做 退火之方法做檢討。 但是，在砂半導體單晶之結晶成長時所做加熱之方法 ，因在製造裝置上長成的矽半導體單晶做加熱，在裝上加 熱裝置，須做很大之改造，及因加熱長成結晶所以需要其 電力，因此成本或是作業性來看，並非是很有效率之方法 。另外亦有，因將矽半導體單晶之結晶成長時的溫度平衡 因而在長成結晶發生轉位，而無法成爲製品之問題。 另一方面，在矽半導單晶成長後，做退火之方法，有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I ^ -----—訂 ^------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 1252263 A7 B7__ 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 溫度下，比臨界半徑大之氧析出核會很大的成長，而小於 它以下之尺寸物將從矽半導體單晶之內部消滅。此時氧析 出物之臨界半徑會隨著熱處理溫度昇高而變大。因此，要 形成捕獲矽半導體晶圓之污染物質的B M D，其最重要的 是，不會消失在半導體元件形成工程之熱處理之程度下， 將其氧析出核變大。爲此，需要比在半導體元件形成工程 時所接受之熱處理溫度，較低之低溫度熱處理，需要以低 溫之熱處理或是增加其熱記錄，將氧析出物核變大。 矽半導體單晶，因在製造裝置之長成爐做單晶形成後 ，上拉至上部長成爐，做徐冷，所以，在此時之低溫部份 的冷卻速度調整至所期望之値的話，就可促進在低溫部份 增加其熱記錄，而形成B M D。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了容易地孕育出具有此種品質之矽半導體單晶，在 矽半導體單晶做徐冷時之冷溫部，能充分地得到熱記錄。 係爲：爲了要將上拉之結晶保溫，所以在上部長成爐做上 部隔熱材之配置，此爲最簡單且爲優良之方法。其上部隔 熱材之配置，爲上部長成爐之全長，或是至少能保溫其上 部長成爐之全長的1 / 2 0。此係爲配置於上部長成爐之 上部隔熱材，因在上部長成爐全長之1 / 2 0以下時，很 難得到其保溫於效果。 於是，爲了即不浪費亦且能適切地在矽半導體單晶之 低溫領域得到保溫效果，因此，於矽半導體單晶長成之製 造裝置的長成爐頂點部，連通上部長成爐內部之溫爲 8 0 0 °C以下，即使上部隔熱材之長度爲較短，爲了能使 ^纸張尺度適用中國國家標準（匸灿）八4規格（210父297公釐） — - 1252263 Α7 Β7 五、發明説明（5) 保溫，其上部隔熱材之配置於4 〇 〇 〇c〜6 5 〇 之溫度 帶部分。將此溫度範圍之矽半導體單晶之熱記錄調整變長 的話，即可將氧析出量變大，亦可在結晶的全長中，確保 安定之氧析出。 特別是利用，來做爲矽半導體單晶之製造裝置當做本 發明裝置之構成，係於矽半導體單晶之長成時，在晶種側 之結晶前半部，因通過在結晶後半部之長成中放放置於上 部長成爐內之斷熱部材中，所以，可以接受在充分的低溫 部之熱記錄。另外，雖然矽半導體單晶之後半部在單晶長 成後並沒有通過其斷熱部材之中，可是，爲了將矽半導體 單晶做徐冷，所以卷入至上部長成爐內，當冷卻至可將矽 半導體單晶取出之低溫程度止時，因被上部長成爐之斷熱 部材包圍，所以即使，與矽半導體單晶之前半部同樣地， 其結晶從矽熔融液切離後，亦可在低溫部充分地得到熱記 錄。 於是利用上述之對策，依據長成矽半導體單晶之操作 條件，其結晶之前半部及後半部，雖在低溫接受保溫之時 間，會出現一些差異，但與無斷熱部材比較的話，結晶前 半部與後半部之氧析出量的差會變小，且在整個結晶直體 邰之全長，可得到氧析出量之均一化的結晶。 又，如上所述，矽單晶所帶來氧析出量，係爲從在結 晶冷卻時之低溫部與熱記錄之長短有極大之關係。所以配 合長成矽半導體單晶之品種或是品質，且調整其配設於製 造裝置之上部長成爐的上部隔熱材之長短的話，可有效地 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Τ"訂 ------®·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 1252263 A7 _B7_ 五、發明説明（8) 1 6下端之坩鍋驅動裝置2 0。將內側爲石英製之坩鍋 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 8 a，外側爲石墨製坩鍋1 8 b所構成之坩鍋1 8，配 置爲可做回轉運動且亦可上下運動。坩鍋1 8係爲收容矽 熔融液Μ，此爲孕育矽半導體單晶S之原料。另外，在坩 鍋1 8之外側，配置有將坩鍋1 8包圍的石墨製之加熱器 2 0，將此加熱器2 0使之發熱，來溶解裝在坩鍋1 8內 之多結晶矽，將從矽熔融液Μ得到的矽半導體單晶S往上 拉。於是，在加熱器2 0與主長成爐1 2之間，設置加熱 器隔熱材，其主要的功能係爲：保護主長成爐1 2之壁爐 及保溫爐內。 在上部長成爐14之上部，爲了要將孕育出的矽半導 體單晶S往上拉，所以裝有捲取導線2 4，或是捲出導線 的導線捲線裝置2 6。利用在結晶長成時，與坩鍋1 8之 相反方向處，利用將導線2 4 —邊做回轉，一邊慢慢地捲 取，在晶種2 6的下方，使其結晶成長。在導線2 4之前 端，爲了要保持晶種，所以裝上種支持器，晶種2 6利用 此種支持器2 8，而與導線2 4連結。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而，在孕育單晶時，爲實施長成作業，將長成爐內 部充滿A r (氬）等之惰性氣體之爐內壓力調整至所期望 之値，且於長成爐外安裝調整惰性氣體之流量及爐內壓力 的氣體量控制裝置3 0及導電閥3 2。利用上述之裝置， 將長成爐內之惰性氣體及流量配合其長成條件，而可調整 至最適宜之處。 又，在上部長成爐1 4之主長成爐1 2的頂點部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -11 - 1252263 A7 B7 五、發明説明（士 成爐1 2內之惰性氣體之量及壓力，一邊將加熱器2 0發 熱來融解多結晶矽。當多結晶矽完全融解的話，將收容矽 熔融液Μ之坩鍋1 8做上下搖動，調整其適當之位，使晶 種2 6粘著於矽熔融液面Μ。 之後，爲使晶種粘著，所以將矽熔融液之溫度降至適 當溫度。當熔融液溫度充分地降至安定時，將導線2 4捲 出，輕輕地將晶種2 6粘著於矽熔融液Μ，再將晶種2 6 停止，當溫度至一安定時，此時，再一邊輕輕地將晶種 2 6及坩鍋1 8做反方向之相互回轉，一邊慢慢地將導線 2 4捲起，在晶種2 6之下方孕育矽半導體單晶S。 在矽半導體單晶S之形成之際，首先，將晶種2 6的 先端部做細小綁住，形成收縮部2 6 a，再去除當晶種 2 6粘著於矽熔融液時帶來之滑動轉位。當滑動轉位從長 成結晶消失後，在晶種2 6下方所形成之結晶口徑擴大至 所期望之口徑，形成矽半導體單晶S之擴大口徑部S 1。 形成擴大口徑部S 1之後，再移至具有矽半導體晶圓所期 望之一定口徑之橢圓筒狀的一定口徑部S 2之形成。如此 ，將所期望之長度的一定口徑部S 2之形成往上拉時，因 並非對矽半導體單晶S做熱衝擊，而是從矽熔融液切開， 所以慢慢地將結晶口徑縮小，而形成縮小口徑部S 3。 當縮小口徑部S 3形成完了，矽半導體結晶S從矽熔 融液分開後，輕輕地將矽半導體單晶S捲上至上部長成爐 1 4。做徐冷工程，此矽半導體單晶S之長成作業，即告 終了。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 1252263 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7

五、發明説明（A 且，當在長成矽半導體單晶s之時，需保持其一定之 結晶口徑，爲了要保持其結晶品質及加在矽半導體單晶S 之熱記錄之安定，當在操作坩鍋驅動裝置2 0，時需保持 一定之矽熔融液面Μ之高度。 第2圖係顯示，將本發明裝置的上部隔熱材3 4，裝 至上部長成爐1 4之另一例。在第2圖之例：係在上部長 成爐14裝設凸出部36之處，配置可以裝卸之長尺寸之 上部隔熱材3 4。第3圖係顯示，安裝其他之上部隔熱材 3 4之例。亦即凸出部3 6處，安裝短尺寸之上部隔熱材 3 4。利用此構造，依長成之矽半導體單晶S之品質要求 ，可容易地變換上部隔熱材3 4。 第4圖係顯示：本發明裝置之上部隔熱材3 4的另外 配置之例。在第4圖例中，於上部長成爐1 4內，裝有數 個（圖中顯示有5個）凸出部3 6處，配置可裝卸之數個 上部隔熱材3 4。此時，因上部隔熱材3 4可隨時裝卸， 所以可適當地變更在上部長成爐內所收容之矽半導體單晶 S之保溫部位，或變更保溫之結晶長成軸方向的長度。 利用如第2圖至第4圖之裝置構造，可自在地變更其 保溫之溫度範圍領域。以上部隔熱材3 4之形狀而言，在 圖示例中，雖是以筒狀爲例。但，只要是可圍繞矽半導體 單晶S之形狀的話，即使是將筒狀分割或是上面爲馬蹄形 之橢圓狀之形態，皆可使用。且在第2圖至第4圖中，其 與第1圖相同或是類似之部材皆以同一符號來表示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-14 - A7 1252263 B7 五、發明説明（1〗 【實施例】 以下，列舉實施例來具體地說明本發明，但本發明並 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 不侷限此種解釋方法。 (實驗例1 ) 爲了確認本發明裝置之上部長成爐1 4所設置的上部 隔熱材3 4之保溫效果，所以使用與第1圖相同之裝置， 來測量爐內中心之結晶長成軸方向之溫度分布；再與無上 部隔熱材3 4的上部長成爐1 4之一般單晶長成裝置做比 較。且，此時之上部隔熱材3 4之長度爲5 0 c m。其結 果爲第5圖所示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從此測定結果可得知，其效果爲在單晶製造裝置1 0 之上部長成爐1 4內所設置之斷熱部材3 4，在6 0 0 °C 〜3 0 0 °C前後之低溫領域中，其溫度分布較爲平穩。因 此，若使用本發明之單晶製造裝置10，來孕育矽半導體 單晶S，再與無裝置斷熱部材3 4之上部長成爐比較的話 ，可得知當矽半導體單晶被放置冷卻時，可接受較長低溫 熱記錄。 (實施例1 ) 其次，實際上如第1圖所示，使用裝設上部隔熱材 3 4之本發明單晶製造裝置1 0，而孕育多數（3條）之 矽半導體單晶S。 將口徑5 5 c m之石英製坩鍋1 8放入單晶製造裝置 本紙張尺度適财酬家縣（CNS ) A4規格（21GX297公釐) -15- 1252263 Α7 Β7

五、發明説明（A 1〇之主長成爐1 2，將1 2 0 k g之多結晶矽放入增鍋 1 8內，再將加熱器2 0加熱，而形成矽熔融液μ。進而 ，矽熔融液Μ之溫度安定後，將晶種2 6於矽熔融液Μ表 面做接觸熔解之後上拉，此時在晶種2 6之下方，孕育出 一定口徑部S2之長度l〇〇cm，結晶口徑2〇〇mm 之矽半導體單晶S。此時，矽半導體單晶S之一定口徑部 S2之上拉速度設定爲0 . 9〜1 · 〇mm/mi n，來 行結晶長成。砂半導體單晶S之長成終了後，於晶圓處再 做矽半導體單晶s之一定口徑部S 2之加工，在結晶中心 部測量氧析出量。有關孕育出的3條砂半導體單晶之測量 結果，如第6圖所示。 在第6圖中，將矽半導体單晶S之晶種側的一定□徑 部S 2頂端當爲Ocm，一定口徑部s 2的〇〜2 5 cm 以下當爲前半部，一定口徑部S2的25cm〜75cm 當爲中盤部，一定口徑部S 2的7 5 c m以下當爲後半部 ，其各個之砂半導体單晶S的初期氧濃度之氧析出量如第 6圖之（a) ( b ) (c)所示。 尙，爲了測定氧析出量，於晶圓樣本之加熱處理條件 爲 600 °Cx 180mi n + l〇〇〇°cX6〇mi n + 1 1 0 0 °C X 1 8 0 m i η，以此條件來做熱處理後之測 量。另外，氧析出量之算出是依據熱處理前後之紅外光吸 收，測定其氧溫度。將熱處理的値，從熱處理前之値減其 熱處理後之値。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----—?—訂 J------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •16- 1252263 Α7 Β7 五、發明説明（4 (比較例1 ) 如第一圖所示，從半導體單晶製造裝置使之上部長成 爐1 4將上部隔熱材取掉，除此之外，與實施例1相同， 其條件爲口徑2 0 0 m m，一定口徑的長爲1 0 0 c m的 矽半體單晶做上拉。矽半導單晶的製造完了以後，與實施 例1相同因要做氧析出量的確認，將測量用的樣本晶圓， 從結晶的各個部位做切斷取出處理，加以熱處理做氧析出 量的測量。有關於孕育3條矽半導體單晶之測定結果，如 第6圖所示。 即使在第6圖的統計表中，其矽半導體單晶的晶種側 ，其一定口徑部的尖端部係爲0 c m，一定口徑部的〇〜 2 5 cm以下爲前半部一定口徑部2 5 cm〜7 5 cm爲 中盤部。一定口徑部7 5 c m以後爲後半部，對於各個的 矽半導體單晶之初期氧濃度的氧析出量，在第6圖的（a )(b ) ( c )所示，此時爲了要做氧析出物之測定，在 晶圓樣本之加熱處理條件，也與實施例1同樣爲6 0 0 °C X 180mi n + 1000°Cx60min+1100°Cx 1 8 0 m i η 〇 從以上之結果，以實施例1與比較例1所顯示，在上 部長成爐1 4無裝設上部隔熱材3 4之單晶製造裝置，所 長成的矽半導體單晶S比較，可得知在一定口徑部S 2之 全體之氧析出量較多，在一定口徑部S2的前半部及後半 部之氧析出量其均一性爲高。再加上因利用於上部長成爐 1 4裝設上部隔熱材3 4，因而不會發生當矽半導體單晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 一 " -17- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----幾|訂-I----- ΡΨ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 1252263 B7 五、發明説明（4 S於長成途中，所發生滑動轉位，而使長成結晶無法單晶 化之問題。且亦可確定因裝配上部隔熱材3 4，所以不會 瓦解單晶製造裝置內之熱平衡及不會阻礙熱結晶之成長。 對此，從比較例1的結果，與實施例1作比較，可得 知其氧析出量較少且與一定口徑部前半部比較，其後半部 之氧析出量較低，在結晶成長中方向，其氧析出量較不均 一，另外，全體的氧析出量，其値亦爲低。 且，本發明並不僅限於上述之實施形態。上述實施形 態僅爲一例，即使是具有與本發明之申請專利範圍中，所 記載的技術槪念及效果相同，其亦爲包含本技術發明之範 圍。 例如，上述例舉以c Z法加以說明，使用本發明的矽 半導体單晶之長成，將晶種或矽半導體之製造方法，並不 是於矽熔融液施加磁場，而是從矽溶融液將矽半導體單晶 上拉。即使在半導體單晶製造裝置之長成爐外側，配置磁 鐵，於矽溶融液一邊施加磁場，一邊作單晶之長成。使用 此M C Z法之矽半導體單晶之製造當然亦具有同樣之效果 【產業上之利用可能】 如以上所述，在以C Ζ法作矽半導體單晶之長成，若 使用本發明之矽半導體單晶之製造裝置，並不需於矽半導 體單晶之製造裝置，另加其高價値且複雜之裝置，或是不 需於長成後之矽半導體單晶導入加熱處理之裝置。使用本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 0f ----.—訂 J----- ΡΦ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 1252263 A7 ___B7 五、發明説明（士 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 法在結晶全階段中，可孕育氧析出量之安定及均一的矽半 導體單晶。且可製造出以低成本且不需變更製造工程之品 質均一且優良之矽半導體晶圓。 另外，同時與過去之製品相比較，可簡單的提供高氧 析出量之矽半導體單晶。使用其上述之矽半導體單晶之晶 圓製造半導體元件，既可提高其元件良率，亦可提高其半 導體元件之品質。 【圖面之簡單說明】 第1圖係顯示本發明矽半導體單晶之製造裝置的一個 實施形態之槪略斷面說明圖。 第2圖係顯示本發明矽半導體單晶之製造裝置的其他 實施形態。（a )爲要部槪略斷面說明圖，（b )爲上部 隔熱材之摘示斜視圖。 LP·. 第3圖係顯示除了本發明之矽半導體單晶之裝造裝置 再加上其他之實施形態。（a )爲要部之槪略斷面說明圖 (b )爲上部隔熱材之摘不斜視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖係顯示本發明之矽半導體單晶之製造裝置的其 他實施形態。（a )爲要部之槪略斷面說明圖（b )爲上 部隔熱材之摘示斜視圖。 第5圖係顯示在實施例1及比較例1中，從主長成爐 至上部長成爐中心部的溫度及從矽熔融液面之距離間的關 係之曲線圖。 第6圖係顯示在實施例2及比較例2中，（a ) —定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1252263 A7 B7五、發明説明（^ 口徑部〇〜2 5 cm (b) —定口徑部2 5〜7 5 cm ( c ) 一定口徑部7 5 c m以後之初期氧濃度與氧析出量之 關係的曲線圖。 主要元件對照表 8 矽半 導 體 口 α 早 晶 1 〇 □口 早 晶 製 裝 置 1 2 主 長 成 爐 1 4 上 部 長 成 爐 1 6 坩 鍋 支 架 軸 1 8 坩 鍋 2 〇 坩 鍋 驅 動 裝 置 2 〇 加 熱 器 2 2 加 熱 隔 熱 材 2 4 導 線 2 6 導 線 卷 線 裝 置 2 6 晶 種 2 8 種 支 持 器 3 〇 氣 體 量 控 製 裝 3 2 導 電 閥 3 6 凸 出 部 1 2 a 頂 點 部 1 8 a 石 英 製 坩 鍋 1 8 b 石 墨 製 坩 鍋 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·#- „—訂 J----- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 1252263 五、發明説明（4 A7 2 6 a 收 縮 部 Μ 矽熔 融 液 S 1 擴 大 □ 徑 部 S 2 一 定 □ 徑 部 S 3 縮 小 □ 徑 部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ··1 ----?—訂 J----- i. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 -

Claims (1)

1252263 公告本 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . 一種矽半導體單晶之製造裝置，於具備收容保持 矽溶融液之坩鍋，長成矽半導體單晶之主長成爐及收容從 矽熔融液被拉上之矽半導體單晶之冷卻上部長成爐之經由 C Z法所成半導體單晶之製造裝置中，其特徵爲於連通於 該主長成爐之頂點部之該上部長成爐，配設於圍繞拉上矽 半導體單晶之上部隔熱材。 2 .如申請專利範圍第1項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，令配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材的 結晶成長軸方向之長度，成爲該上部長成爐之全長的~ 1/2 0以上，且爲該上部長成爐的全長以下之長度。 3 ·如申請專利範圍第1項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，將配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材， 配置於該上部長成爐內之溫度爲8 0 〇 °C以下之位置。 4 .如申請專利範圍第2項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，將配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材， 配置於該上部長成爐內之溫度爲8 0 〇 °C以下之位置。 5 .如申請專利範圍第3項之矽半導體單晶之製造裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 置，其中，將配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材， 配置於該上部長成爐內之溫度爲4 0 〇 °C〜6 5 0 °C以下 之位置。 6 ·如申請專利範圍第4項之砂半導體單晶之製造裝 置，其中，將配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材， 配置於該上部長成爐內之溫度爲4 0 〇 °C〜6 5 0 以下 之位置。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1252263 A8 B8 C8 D8 A、申請專利範圍 7 .如申請專利範圍第1項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材，係 以碳素纖維形成所得之材料所製作。 8 .如申請專利範圍第2項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材，係 以碳素纖維形成所得之材料所製作。 9 .如申請專利範圍第7項之矽半導體單晶之製造裝 置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材表面 ，以高純度石墨材或表面施以熱分解碳或碳化砂之皮膜的 咼純度石墨材來覆蓋。 1 0 .如申請專利範圍第8項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材表 面，以高純度石墨材或表面施以熱分解碳或碳化矽之皮膜 的高純度石墨材來覆蓋。 1 1 .如申請專利範圍第7項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材表 面，以選自鐵、鎳、鉻、鐵、鈦、鎢、鉬所成群的任何一 種之金屬爲主成分之金屬材來覆蓋。 1 2 ·如申請專利範圍第8項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材表 面，以鐵、鎳、鉻、鐵、鈦、鎢、鉬所成群的任何一種之 金屬爲主成分之金屬材來覆蓋。 1 3 .如申請專利範圍第1項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，配合所期望之矽半導體單晶之冷卻熱記錄， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 1252263 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 可交換配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材* ° 1 4 .如申請專利範圍第2項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，配合所期望之矽半導體單晶之冷卻熱記錄， 可交換配置於上述上部長成爐之上述上部隔熱材° 1 5 .如申請專利範圍第1項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，於上述上部長成爐內沿著矽半導體單晶之結 晶成長軸，配置複數個上述隔熱材，配合所期望之矽半導 體單晶之冷卻熱記錄，可調整配置於矽半導體單晶之結晶 成長軸方向的上述上部隔熱材之個數。 i 6 .如申請專利範圍第2項之矽半導體單晶之製造 裝置，其中，於上述上部長成爐內沿著矽半導體單晶之結 晶成長軸，配置複數個上述隔熱材，配合所期望之矽半導 體單晶之冷卻熱記錄，可調整配置於矽半導體單晶之結晶 成長軸方向的上述上部隔熱材之個數。 1 7 . —種矽半導體單晶之製造方法，其特徵爲：於 使用如申請專利範圍第1項至第1 6項中之任一項所載之 石夕半導體單晶之製造裝置，而製造出砂半導體單晶。 1 8 . —種矽半導體單晶之製造方法，屬於利用c Z 法之矽半導體單晶之製造方法，其特徵將從坩鍋上拉之矽 半導體單晶的溫度在8 0 0 °C以下的部分，無需從外部加 熱，一邊進行保溫地一邊使矽半導體單晶成長。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) Ί訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24-