JPH0791146B2 - Heating furnace for silicon single crystal production - Google Patents
Heating furnace for silicon single crystal productionInfo
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- JPH0791146B2 JPH0791146B2 JP3116187A JP3116187A JPH0791146B2 JP H0791146 B2 JPH0791146 B2 JP H0791146B2 JP 3116187 A JP3116187 A JP 3116187A JP 3116187 A JP3116187 A JP 3116187A JP H0791146 B2 JPH0791146 B2 JP H0791146B2
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- single crystal
- silicon single
- heating furnace
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、いわゆるチョクラルスキー法に基づいてシリ
コン単結晶を引き上げ形成するさいに適用される加熱炉
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heating furnace applied in pulling and forming a silicon single crystal based on the so-called Czochralski method.
いわゆるチョクラルスキー法は、加熱炉によって溶融さ
れたシリコン溶融液に種結晶を接触させ、この種結晶を
引き上げながら、シリコン単結晶を成長、形成する方法
である。この方法によつて形成されたシリコン単結晶を
加熱炉から取り出す場合、従来はこの単結晶を引き上げ
装置によって加熱炉外まで引き上げるようにしている。
すなわち、単結晶の下端が加熱炉最上部に位置されるゲ
ートチャンバよりもさらに上に位置されるまで引き上げ
られる。The so-called Czochralski method is a method in which a seed crystal is brought into contact with a silicon melt melted in a heating furnace, and a silicon single crystal is grown and formed while pulling the seed crystal. When the silicon single crystal formed by this method is taken out from the heating furnace, conventionally, the single crystal is pulled up to the outside of the heating furnace by a pulling device.
That is, the lower end of the single crystal is pulled until it is located further above the gate chamber located at the top of the heating furnace.
ところで、シリコン単結晶の歩留りを向上するには、で
きるだけ長さの大きなシリコン単結晶を得る必要があ
る。By the way, in order to improve the yield of a silicon single crystal, it is necessary to obtain a silicon single crystal having a length as large as possible.
上記したように、従来はシリコン単結晶の下端が加熱炉
外に完全に露出するまで該結晶を引き上げていたので、
大きな長さの単結晶を得ようとする場合、加熱炉が配設
されたクリーンルームの天井高さと引き上げ装置の設置
高さを十分に高くする必要があり、このためクリーンル
ームおよび引き上げ装置が大型化かつ高コスト化すると
いう不都合を生じていた。As described above, conventionally, since the lower end of the silicon single crystal was pulled up until it was completely exposed outside the heating furnace,
When obtaining a single crystal of a large length, it is necessary to raise the ceiling height of the clean room in which the heating furnace is installed and the installation height of the pulling device sufficiently high. There was an inconvenience of high cost.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、ゲートチャンバと、このゲートチャンバの下方に位
置されるトップチャンバと、このトップチャンバの下方
に位置されるメインチャンバとに分割された炉体と、上
記ゲートチャンバを上下動可能に支持する手段と、上記
トップチャンバを上記メインチャンバに対する載置域外
に、かつ水平方向に退避可能に支持する手段とを有した
チャンバ支持手段とを備えている。The present invention has been made to solve the above problems, and is divided into a gate chamber, a top chamber located below the gate chamber, and a main chamber located below the top chamber. A chamber supporting means having a furnace body, means for supporting the gate chamber so as to be movable up and down, and means for supporting the top chamber outside the mounting area for the main chamber and capable of retracting in the horizontal direction. ing.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明に係るシリコン単結晶製造用加熱炉の
一実施例を示している。FIG. 1 shows an embodiment of a heating furnace for producing a silicon single crystal according to the present invention.
同図に示すようにこの実施例に係る加熱炉は、炉体１と
支持装置２とから構成されている。As shown in the figure, the heating furnace according to this embodiment includes a furnace body 1 and a supporting device 2.
炉体１は、ゲートチャンバ３と、このチャンバ３の下方
に位置されるトップチャンバ４と、このトップチャンバ
４の下方に位置されるメインチャンバ５とに分割されて
いる。The furnace body 1 is divided into a gate chamber 3, a top chamber 4 located below the chamber 3, and a main chamber 5 located below the top chamber 4.
一方支持装置２は、炉体１の側方に併設された支持柱６
と、この支持柱６にそれぞれ回動可能にかつ上下動可能
に支承された上部ホルダ７および下部ホルダ８と、これ
らのホルダ7,8間において上記支持柱６に上下動可能に
支承された上部アーム９および下部アーム10と、上記支
持柱６に対し平行配置されたシリンダ11とを備えてい
る。そして前記ゲートチャンバ３は、上部ホルダ７に、
またトップチャンバ４は下部ホルダ８にそれぞれ固定さ
れている。On the other hand, the support device 2 is a support column 6 provided side by side with the furnace body 1.
And an upper holder 7 and a lower holder 8 which are rotatably and vertically movably supported by the support columns 6, respectively, and an upper part which is vertically movably supported by the support columns 6 between the holders 7 and 8. An arm 9 and a lower arm 10 and a cylinder 11 arranged in parallel with the support column 6 are provided. The gate chamber 3 is provided in the upper holder 7,
The top chambers 4 are fixed to the lower holders 8, respectively.
上記シリンダ11のロッド11aの先端部には、押上げブロ
ック12が固定されている。上記ブロック12は、小径部12
a、12cと大径部12bを有し、小径部12aは下部アーム10に
上下動可能に嵌入されている。また、小径部12cは上部
アーム９に上下動可能に嵌入されている。そして、シリ
ンダ11が縮退されている状態において、上記ブロック12
の小径部12aの上面と上部アーム９の下面間にはギャッ
プd1が形成され、該ブロック12の大径部12bの上面と下
部アーム10の下面間にはギャップd2（＞d1）が形成され
ている。A push-up block 12 is fixed to the tip of the rod 11a of the cylinder 11. The block 12 has a small diameter portion 12
It has a and 12c and a large diameter portion 12b, and the small diameter portion 12a is fitted in the lower arm 10 so as to be vertically movable. The small diameter portion 12c is fitted in the upper arm 9 so as to be vertically movable. When the cylinder 11 is in the retracted state, the block 12
A gap d 1 is formed between the upper surface of the small diameter portion 12a and the lower surface of the upper arm 9, and a gap d 2 (> d 1 ) is formed between the upper surface of the large diameter portion 12b of the block 12 and the lower surface of the lower arm 10. Has been formed.
そしてブロック12cの先端に設けられたストッパ13は図
示したシリンダ縮退時において上部アーム９を下方に押
圧している。A stopper 13 provided at the tip of the block 12c presses the upper arm 9 downward when the cylinder is retracted as shown in the figure.
また、この実施例では、上記ギャップd1が5mmに、また
ギャップd2が20mmにそれぞれ設定されている。Further, in this embodiment, the gap d 1 is set to 5 mm and the gap d 2 is set to 20 mm.
上記メインチャンバ５の内部には多結晶シリコン14を収
容させた容器（るつぼ）15が配設され、かつこの容器の
周囲に図示されていないヒータが配設されている。上記
容器15内の多結晶シリコン14は上記ヒータで加熱されて
溶融される。Inside the main chamber 5, a container (crucible) 15 containing polycrystalline silicon 14 is arranged, and a heater (not shown) is arranged around this container. The polycrystalline silicon 14 in the container 15 is heated by the heater and melted.
上記チャンバ3,4および５を貫通する引き上げシャフト1
6は、図示されていない引き上げ機構によって上下動さ
れ、かつ中心軸線まわりに回転される。Lifting shaft 1 passing through the chambers 3, 4 and 5 above
6 is moved up and down by a pulling mechanism (not shown) and is rotated about the central axis.
つぎに、本実施例の作用について第２図〜第６図を参照
して説明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、上記引き上げシャフト16の先端に種結晶17が取付
けられ、しかるのち該結晶17が多結晶シリコン14に接触
するまで、このシャフト16が下降される。その後、上記
シャフト16が回転しながら引き上げられ、これに伴って
その引き上げ方向にシリコン単結晶が成長していく。そ
して、この引き上げ処理によって得られたシリコン単結
晶のインゴット18は、つぎのようにして炉体１から取り
出される。First, a seed crystal 17 is attached to the tip of the pulling shaft 16, and then the shaft 16 is lowered until the crystal 17 contacts the polycrystalline silicon 14. After that, the shaft 16 is pulled while rotating, and along with this, a silicon single crystal grows in the pulling direction. Then, the silicon single crystal ingot 18 obtained by this pulling process is taken out from the furnace body 1 as follows.
すなわち、まず第２図に示すように形成されたインゴッ
ト18の下端高さがトップチャンバ４の上端高さより若干
大きくなるまで上記シャフト16が上動される。That is, first, the shaft 16 is moved upward until the lower end height of the ingot 18 formed as shown in FIG. 2 becomes slightly larger than the upper end height of the top chamber 4.
つぎに、シリンダ11が上方作動される。これによって前
記ブロック12が5mm上昇した時点で前記ギャップd1が消
失する。ギャップd1がなくなると、ブロック12の小径部
12aの上面とアーム９の下面とが当接するので、以後、
シリンダ11の上動に伴ってゲートチャンバ３が上動され
る。Next, the cylinder 11 is operated upward. As a result, the gap d 1 disappears when the block 12 moves up by 5 mm. When the gap d 1 disappears, the small diameter part of the block 12
Since the upper surface of 12a and the lower surface of the arm 9 contact each other,
As the cylinder 11 moves up, the gate chamber 3 moves up.
その後、ゲートチャバ３がd2−d1（＝15mm）だけ上動さ
れると、前記ギャップd2が消失してブロック12の大径部
12bの上面とアーム10の下面とが当接する（第２図参
照）。After that, when the gate chamber 3 is moved upward by d 2 −d 1 (= 15 mm), the gap d 2 disappears and the large diameter portion of the block 12 is removed.
The upper surface of 12b and the lower surface of arm 10 contact (see FIG. 2).
第２図に示す位置から、さらにシリンダ12が上動される
と、距離15mmを保持した状態でチャンバ3,4が一体的に
上昇される（第３図参照）。When the cylinder 12 is further moved upward from the position shown in FIG. 2, the chambers 3 and 4 are integrally lifted while maintaining the distance of 15 mm (see FIG. 3).
以後、トップチャンバ４とメインチャンバ５とのなす間
隔が所定の大きさ（たとえば20mm）になった時点でシリ
ンダ11の作動が停止される。ついで、トップチャンバ４
が第４図に示すように支持柱６を中心軸として水平旋回
され、これによってトップチャンバ４が、メインチャン
バ５に対する載置域外の位置まで退避される。つぎに、
第５図に示すようにゲートチャンバ３の上端がインゴッ
ト18の下端よりも低く位置されるまで、シリンダ11が下
動される。この状態では、インゴット18が炉体１から完
全露出されている。そこで、第６図に示すようにゲート
チャンバ３をメインチャンバ５の上方から側方に旋回さ
せれば、インゴット18を容易に取り出すことができる。
つまり、インゴット18がゲートチャンバ３内にあるよう
な低位置にもかかわらず（第４図参照）、トップチャン
バ４を水平旋回させ、ゲートチャンバ３を下動させるこ
とで、インゴット18を取り出すことができるわけであり
（第５図参照）、ゲートチャンバ３の高さ分だけインゴ
ット18の上昇ストロークが小さくてすみ、加熱炉が設置
された部屋を低くすることができる。After that, when the distance between the top chamber 4 and the main chamber 5 reaches a predetermined value (for example, 20 mm), the operation of the cylinder 11 is stopped. Next, top chamber 4
4 is horizontally swung around the support column 6 as a central axis as shown in FIG. 4, whereby the top chamber 4 is retracted to a position outside the mounting area with respect to the main chamber 5. Next,
As shown in FIG. 5, the cylinder 11 is moved downward until the upper end of the gate chamber 3 is positioned lower than the lower end of the ingot 18. In this state, the ingot 18 is completely exposed from the furnace body 1. Therefore, as shown in FIG. 6, if the gate chamber 3 is swung laterally from above the main chamber 5, the ingot 18 can be easily taken out.
In other words, even if the ingot 18 is in a low position such that it is inside the gate chamber 3 (see FIG. 4), the top chamber 4 is horizontally swung and the gate chamber 3 is moved downward so that the ingot 18 can be taken out. This is possible (see FIG. 5), and the lift stroke of the ingot 18 can be reduced by the height of the gate chamber 3, and the room in which the heating furnace is installed can be lowered.
なお、上記実施例では、シリンダ11の上下動操作および
チャンバ3,4の旋回操作を手動で行っているが、これを
シーケンス制御によって自動的に行なうことも当然可能
である。In the above embodiment, the vertical movement operation of the cylinder 11 and the turning operation of the chambers 3 and 4 are manually performed, but it is naturally possible to perform this automatically by sequence control.
上記するように、本発明によれば、シリコン単結晶を炉
体の上方まで引き上げることなく取り出すことができ
る。したがって、クリーンルームの天井を高くすること
なく従来よりも長いシリコン単結晶を取り出すことが可
能であり、これにより製品の分留りを著しく向上するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the silicon single crystal can be taken out without pulling it up above the furnace body. Therefore, it is possible to take out a silicon single crystal longer than before without raising the ceiling of the clean room, which can significantly improve the product yield.
第１図は、本発明に係るシリコン単結晶製造用加熱炉の
一実施例を示した正面図、第２図、第３図、第４図、第
５図および第６図は、それぞれ第１図に示したシリコン
単結晶製造用加熱炉の作用を説明した図である。 １……炉体、２……支持装置、３……ゲートチャンバ、
４……トップチャンバ、５……メインチャンバ、６……
支持柱、７……上部ホルダ、８……下部ホルダ、９……
上部アーム、10……下部アーム、11……シリンダ、11a
……ロッド、12……押上げブロック、12a……小径部、1
2b……大径部、13……ストッパ、14……多結晶シリコ
ン、15……容器、16……引き上げシャフト、17……種結
晶、18……インゴット。1 is a front view showing an embodiment of a heating furnace for producing a silicon single crystal according to the present invention, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. It is a figure explaining the effect | action of the heating furnace for silicon single crystal production shown in the figure. 1 ... Furnace body, 2 ... Supporting device, 3 ... Gate chamber,
4 ... Top chamber, 5 ... Main chamber, 6 ...
Support pillar, 7 ... upper holder, 8 ... lower holder, 9 ...
Upper arm, 10 …… Lower arm, 11 …… Cylinder, 11a
...... Rod, 12 …… Pushing block, 12a …… Small diameter part, 1
2b …… Large diameter part, 13 …… Stopper, 14 …… Polycrystalline silicon, 15 …… Container, 16 …… Pulling shaft, 17 …… Seed crystal, 18 …… Ingot.
Claims (1)
使用される加熱炉であって、 ゲートチャンバと、このゲートチャンバの下方に位置さ
れるトップチャンバと、このトップチャンバの下方に位
置されるメインチャンバとに分割された炉体と、 上記ゲートチャンバを上下動可能に支持する手段と、上
記トップチャンバを上記メインチャンバに対する載置域
外に、かつ水平方向に退避可能に支持する手段とを有し
たチャンバ支持手段 とを備えることを特徴とするシリコン単結晶製造用加熱
炉。1. A heating furnace used for pulling and growing a silicon single crystal, comprising: a gate chamber, a top chamber located below the gate chamber, and a main site located below the top chamber. A furnace body divided into a chamber, means for supporting the gate chamber so as to be movable up and down, and means for supporting the top chamber outside the mounting area for the main chamber and horizontally retractable. A furnace for producing a silicon single crystal, comprising: a chamber supporting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116187A JPH0791146B2 (en) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Heating furnace for silicon single crystal production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116187A JPH0791146B2 (en) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Heating furnace for silicon single crystal production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201091A JPS63201091A (en) | 1988-08-19 |
| JPH0791146B2 true JPH0791146B2 (en) | 1995-10-04 |
Family
ID=12323720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3116187A Expired - Lifetime JPH0791146B2 (en) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Heating furnace for silicon single crystal production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791146B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19538857A1 (en) * | 1995-10-19 | 1997-04-24 | Leybold Ag | Method and device for pulling single crystals from a melt in a crucible |
| US5989341A (en) * | 1996-02-08 | 1999-11-23 | Sumitomo Sitix Corporation | Single crystal producing apparatus and a single crystal producing method using same |
| DE19628316B4 (en) * | 1996-07-13 | 2006-07-13 | Crystal Growing Systems Gmbh | Device for lifting, pivoting and rotating the lid of a vacuum kettle of a crystal pulling machine |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP3116187A patent/JPH0791146B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63201091A (en) | 1988-08-19 |
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