JP2504550Y2 - 単結晶引上げ装置 - Google Patents
単結晶引上げ装置Info
- Publication number
- JP2504550Y2 JP2504550Y2 JP11280491U JP11280491U JP2504550Y2 JP 2504550 Y2 JP2504550 Y2 JP 2504550Y2 JP 11280491 U JP11280491 U JP 11280491U JP 11280491 U JP11280491 U JP 11280491U JP 2504550 Y2 JP2504550 Y2 JP 2504550Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- pulling
- single crystal
- pedestal
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、引上げ法とくにチョク
ラルスキー法（以下ＣＺ法という）による単結晶の製造
装置においてるつぼを支えてこれを上下動させるペデス
タルの任意高さに、原料融液落下に備えた受皿を設けた
ものに関する。
ラルスキー法（以下ＣＺ法という）による単結晶の製造
装置においてるつぼを支えてこれを上下動させるペデス
タルの任意高さに、原料融液落下に備えた受皿を設けた
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの始発材料となる
半導体ウエハに対して、集積回路製作上の面積効率の点
からますます直径の大きなものが要求されつつある。通
常、半導体ウエハは引上げ法によって育成した単結晶イ
ンゴットから切り出されるが、太径の単結晶製造のため
には、当然原料をるつぼ内に大量にチャージしなければ
ならない。したがって、これを加熱溶解するためのヒー
タパワーや、引上げに要する時間等はますます増大して
きている。引上げ装置の炉内部品はそれだけ長時間、過
酷な熱的雰囲気に曝され、とりわけ原料融液を保持する
石英るつぼに受けるダメージは大きい。その結果、変形
が生じたり、偏心による融液面振動が発生したり、ある
いはるつぼ上端部が中心に向かって倒れ、付着していた
アモルファス等が融液中に落下して単結晶化を阻害した
りする。とくに、製造工程後半ではるつぼが上昇してお
り、ヒータとの距離が大きくなっていること、融液量が
減少して石英るつぼの放熱面積が増加していることなど
から、成長温度を維持するためにヒータパワーを増大さ
せるが、これは石英るつぼの前記のような劣化に一層の
拍車をかけることになる。石英るつぼは、従来より１回
こどに交換しなければならない程劣化が激しく、したが
って上記のような過酷な状況下にあると引上げ途中でも
破損する確率は高くなる。石英るつぼに含まれる細かな
気泡は、1000℃以上の高温のシリコン融液との接触によ
り膨張してるつぼ破損の一原因を作り出す。石英るつぼ
に亀裂が生じたりすると、原料融液が滲みだすが、石英
るつぼを収容する黒鉛るつぼは多孔質なため、滲みだし
を留めることはできない。こうして次第に炉内部品の損
傷が進行する。
半導体ウエハに対して、集積回路製作上の面積効率の点
からますます直径の大きなものが要求されつつある。通
常、半導体ウエハは引上げ法によって育成した単結晶イ
ンゴットから切り出されるが、太径の単結晶製造のため
には、当然原料をるつぼ内に大量にチャージしなければ
ならない。したがって、これを加熱溶解するためのヒー
タパワーや、引上げに要する時間等はますます増大して
きている。引上げ装置の炉内部品はそれだけ長時間、過
酷な熱的雰囲気に曝され、とりわけ原料融液を保持する
石英るつぼに受けるダメージは大きい。その結果、変形
が生じたり、偏心による融液面振動が発生したり、ある
いはるつぼ上端部が中心に向かって倒れ、付着していた
アモルファス等が融液中に落下して単結晶化を阻害した
りする。とくに、製造工程後半ではるつぼが上昇してお
り、ヒータとの距離が大きくなっていること、融液量が
減少して石英るつぼの放熱面積が増加していることなど
から、成長温度を維持するためにヒータパワーを増大さ
せるが、これは石英るつぼの前記のような劣化に一層の
拍車をかけることになる。石英るつぼは、従来より１回
こどに交換しなければならない程劣化が激しく、したが
って上記のような過酷な状況下にあると引上げ途中でも
破損する確率は高くなる。石英るつぼに含まれる細かな
気泡は、1000℃以上の高温のシリコン融液との接触によ
り膨張してるつぼ破損の一原因を作り出す。石英るつぼ
に亀裂が生じたりすると、原料融液が滲みだすが、石英
るつぼを収容する黒鉛るつぼは多孔質なため、滲みだし
を留めることはできない。こうして次第に炉内部品の損
傷が進行する。
【０００３】こうした現象と併せてまた、劣化に起因す
る振動等での融液のるつぼからの漏れにより、炉内部品
の損傷も起きる。
る振動等での融液のるつぼからの漏れにより、炉内部品
の損傷も起きる。
【０００４】従来は、このように次第に大型化する引上
げ装置に対して、融液漏れに対する安全性の確保は必ず
しも充分ではなかった。
げ装置に対して、融液漏れに対する安全性の確保は必ず
しも充分ではなかった。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】本考案は、前記のよう
に大型化しつつある単結晶引上装置の融液漏れに対する
安全性を確保することにある。
に大型化しつつある単結晶引上装置の融液漏れに対する
安全性を確保することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案は、原料を充填す
る石英るつぼと、石英るつぼを収容して保護する黒鉛る
つぼと、黒鉛るつぼ底部に一体的に固定して支持するる
つぼ受けと、るつぼ受けを底部から支え上下可動なペデ
スタルと、これらの周囲にあってるつぼ内の原料を加熱
溶融するヒータと、ヒータと引上げ装置本体のチャンバ
側壁間に設けられヒータからの輻射熱をしゃへいする断
熱筒と、さらにるつぼ中心上方にあって、るつぼ内の溶
融原料より先端に把持した種結晶を原料融液に浸漬して
徐々に引上げることにより単結晶を引上げる引上げ軸と
を備えた単結晶引上げ装置において、前記ペデスタルの
軸がその中心部を摺動可能に貫通する受皿と、この受皿
を底部より受け支持するストッパとをペデスタルの任意
高さに設けたことを特徴としている。
る石英るつぼと、石英るつぼを収容して保護する黒鉛る
つぼと、黒鉛るつぼ底部に一体的に固定して支持するる
つぼ受けと、るつぼ受けを底部から支え上下可動なペデ
スタルと、これらの周囲にあってるつぼ内の原料を加熱
溶融するヒータと、ヒータと引上げ装置本体のチャンバ
側壁間に設けられヒータからの輻射熱をしゃへいする断
熱筒と、さらにるつぼ中心上方にあって、るつぼ内の溶
融原料より先端に把持した種結晶を原料融液に浸漬して
徐々に引上げることにより単結晶を引上げる引上げ軸と
を備えた単結晶引上げ装置において、前記ペデスタルの
軸がその中心部を摺動可能に貫通する受皿と、この受皿
を底部より受け支持するストッパとをペデスタルの任意
高さに設けたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】すなわち、本考案を図面を用いて説明すれば、
図１に示すように、ＣＺ単結晶引上装置１の石英るつぼ
２及び黒鉛るつぼ３を底部より支えるるつぼ受け４に連
接するペデスタル５の一定高さにストッパ６が設けられ
ている。さらにストッパ上方には、ペデスタル５を同心
的にとり囲む、受皿７が、ペデスタルに対して摺動可能
に取り付けられている。単結晶８の引上げ初期は、るつ
ぼは下降しており図３の状態にある。したがって、受皿
７は、引上装置のチャンバ底部にある融液受け１２の上
に載置された状態になっている。引上げが進み次第にる
つぼが上昇してくるとやがてストッパ６が、受皿７を押
し上げるつぼの上昇にともなって受皿も一定距離を保っ
て上昇する。もし受皿がペデスタルに固定されている
と、引き上げ初期に要求されるるつぼの下降位置が確保
されず不具合を生ずるためこうした構成を採る。従来こ
のような空間部にヒータを取り付けたものはあるが（特
開平２−１９２４８６号参照）、るつぼ受けに接触した
構成はとり難いので一定距離を隔てて設けることになる
が、そうするとるつぼ昇降のためのストロークは限られ
てしまう。逆にるつぼから遠く隔てて設けても同様にス
トロークは限定される。受皿の高さは、ストッパを支え
るための孔を高さ方向に複数個所穿っておけば、融液の
充填量や装置状態に応じて最も適するよう設定できる。
図１に示すように、ＣＺ単結晶引上装置１の石英るつぼ
２及び黒鉛るつぼ３を底部より支えるるつぼ受け４に連
接するペデスタル５の一定高さにストッパ６が設けられ
ている。さらにストッパ上方には、ペデスタル５を同心
的にとり囲む、受皿７が、ペデスタルに対して摺動可能
に取り付けられている。単結晶８の引上げ初期は、るつ
ぼは下降しており図３の状態にある。したがって、受皿
７は、引上装置のチャンバ底部にある融液受け１２の上
に載置された状態になっている。引上げが進み次第にる
つぼが上昇してくるとやがてストッパ６が、受皿７を押
し上げるつぼの上昇にともなって受皿も一定距離を保っ
て上昇する。もし受皿がペデスタルに固定されている
と、引き上げ初期に要求されるるつぼの下降位置が確保
されず不具合を生ずるためこうした構成を採る。従来こ
のような空間部にヒータを取り付けたものはあるが（特
開平２−１９２４８６号参照）、るつぼ受けに接触した
構成はとり難いので一定距離を隔てて設けることになる
が、そうするとるつぼ昇降のためのストロークは限られ
てしまう。逆にるつぼから遠く隔てて設けても同様にス
トロークは限定される。受皿の高さは、ストッパを支え
るための孔を高さ方向に複数個所穿っておけば、融液の
充填量や装置状態に応じて最も適するよう設定できる。
【０００８】なお、ストッパは図２に示したようにスト
ッパの元にねじを切り、これをペデスタルの軸に設けた
ねじ孔にねじ込むようにしておけば良い。ストッパの材
質としては、耐熱性の高いカーボンが使用できる。また
受皿は、融液を吸収しやすいようなカーボン繊維または
多孔質のカーボンを用いることができる。
ッパの元にねじを切り、これをペデスタルの軸に設けた
ねじ孔にねじ込むようにしておけば良い。ストッパの材
質としては、耐熱性の高いカーボンが使用できる。また
受皿は、融液を吸収しやすいようなカーボン繊維または
多孔質のカーボンを用いることができる。
【０００９】
【実施例１】図１に示した本考案の一実施例である単結
晶引上装置を用いてシリコン単結晶の育成を行なった。
晶引上装置を用いてシリコン単結晶の育成を行なった。
【００１０】石英るつぼ８に原料シリコンを充填し、ヒ
ータ９に通電して原料シリコンを溶融した。種結晶１０
を融液に浸漬して徐々に引上げ常法どおりシリコン単結
晶を育成した。得られた単結晶の物性は、従来のものと
遜色なく、受皿を設けたことによる悪影響は観察されな
かった。
ータ９に通電して原料シリコンを溶融した。種結晶１０
を融液に浸漬して徐々に引上げ常法どおりシリコン単結
晶を育成した。得られた単結晶の物性は、従来のものと
遜色なく、受皿を設けたことによる悪影響は観察されな
かった。
【００１１】
【効果】本考案によれば、振動や事故による融液の漏れ
に対し受けの容量が増大するから、安全性が向上する。
さらに、受皿がペデスタルに対して摺動可能に構成さ
れ、るつぼ上昇と共にこの受皿をストッパが支え上げる
構成のため、結晶育成時に必要な充分なストロークを確
保でき、ペデスタル高さ方向にストッパ装着用の孔を複
数設ければ、受皿の設置を最適な任意高さに選ぶことが
できる。
に対し受けの容量が増大するから、安全性が向上する。
さらに、受皿がペデスタルに対して摺動可能に構成さ
れ、るつぼ上昇と共にこの受皿をストッパが支え上げる
構成のため、結晶育成時に必要な充分なストロークを確
保でき、ペデスタル高さ方向にストッパ装着用の孔を複
数設ければ、受皿の設置を最適な任意高さに選ぶことが
できる。
【００１２】さらにまた、本考案の単結晶製造装置は、
従来装置の大掛かりな改造によらないので、適用しやす
い。
従来装置の大掛かりな改造によらないので、適用しやす
い。
【００１３】また、この受皿内に断熱材を装填すれば、
保温効果がでるから、ヒータへの供給電力も節減され、
るつぼへの底部からの熱輻射をさえぎって保護する効果
も期待できる。
保温効果がでるから、ヒータへの供給電力も節減され、
るつぼへの底部からの熱輻射をさえぎって保護する効果
も期待できる。
【図１】本考案の一実施例を示す単結晶製造装置の断面
図。
図。
【図２】本考案の単結晶製造装置に用いられる構成部品
の一実施例の部分斜視図。
の一実施例の部分斜視図。
１ 引上装置 ２ 石英るつぼ ３ 黒鉛るつぼ ４ るつぼ受け ５ ペデスタル ６ ストッパ ７ 受皿 ８ 単結晶 ９ ヒータ １０ 種結晶 １１ ねじ孔 １２ 融液受け
Claims (1)
- 【請求項１】原料を充填する石英るつぼと、石英るつぼ
を収容して保護する黒鉛るつぼと、黒鉛るつぼ底部に一
体的に固定して支持するるつぼ受けと、るつぼ受けを底
部から支え昇降可能なペデスタルと、これらの周囲にあ
ってるつぼ内の原料を加熱溶融するヒータと、ヒータと
引上げ装置本体のチャンバ側壁間に設けられヒータから
の輻射熱をしゃへいする断熱筒と、さらにるつぼ中心上
方にあって、るつぼ内の溶融原料より先端に把持した種
結晶を原料融液に浸漬して徐々に引上げることにより単
結晶を引上げる引上げ軸とを備えた単結晶引上げ装置に
おいて、中心部を前記ペデスタルの軸が摺動可能に貫通
する受皿と、この受皿を受けて支持するストッパとをペ
デスタルの任意高さに設けたことを特徴とする単結晶引
上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11280491U JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11280491U JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556963U JPH0556963U (ja) | 1993-07-30 |
| JP2504550Y2 true JP2504550Y2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=14595949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11280491U Expired - Lifetime JP2504550Y2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 単結晶引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2504550Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9422635B2 (en) | 2011-02-07 | 2016-08-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single crystal production apparatus and single crystal production method having pedestal with grooves |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5573790B2 (ja) * | 2011-07-13 | 2014-08-20 | 信越半導体株式会社 | 単結晶育成装置 |
| CN108517554B (zh) * | 2018-06-13 | 2024-03-19 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种坩埚装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP11280491U patent/JP2504550Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9422635B2 (en) | 2011-02-07 | 2016-08-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single crystal production apparatus and single crystal production method having pedestal with grooves |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556963U (ja) | 1993-07-30 |
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