JPH1053486A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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Abstract
能とし、この間隔を所定値に制御修正することで半導体
単結晶の品質、特に酸素誘起積層欠陥(OSF)等の結
晶欠陥を安定化させる装置を提供する。 【解決手段】 炉内観察用の覗き窓8に望遠鏡11を設
置し、この視野内に布置表示されたレチクル目盛り10
を介して整流筒7の下端部7Aと融液表面での該整流筒
7の反射像7Bの上端部との目盛り間距離と、該レチク
ル目盛り10の水平基準線10Aと整流筒7の下端部7
Aとの合致位置および該水平基準線10Aと融液表面で
の整流筒7の反射像7Bの上端部との合致位置の間の望
遠鏡11の上下方向の移動距離との対応関係に基づき、
該望遠鏡11のレチクル目盛り10による目盛り間距離
の任意の測定値を読み取ることで、融液表面と整流筒7
との間隔が検出可能となるように構成する。
Description
質、特に酸素誘起積層欠陥(OSF)等の結晶欠陥を安
定化させる主としてチョクラルスキー法による単結晶引
上装置に関するものである。
包囲する整流筒を坩堝上に配したチョクラルスキー法に
よる単結晶引上装置において、高温炉内での炉内部材の
熱膨張や坩堝を構成する石英ガラスの軟化およびこれら
の熱による変形に伴い、引上げ炉内部材と融液表面との
相対位置を正確に設定する必要があり、特に融液表面と
整流筒下端の間隔は、酸素および結晶欠陥の安定化を図
るために様々な方法で一定に保とうとする技術的改良が
なされている。例えば、単結晶中の酸素濃度を低く抑
え、その変動を低減することで酸素誘起積層欠陥(OS
F)等の結晶欠陥を低減させるという目的のために、断
熱性円筒等の炉内部材に設置した融液位置測定装置を用
いて炉内部材下端と融液表面との距離を液面接触法で測
定する所謂シードディップ法(特開平7−330484
号公報参照)や、融液表面にレーザー光を入射させ、そ
の反射光を検知することで坩堝の位置を制御する所謂レ
ーザー検出法(特開平6−92784号公報参照)とが
知られている。
では、両者とも単結晶引上装置内の融液表面の絶対位
置、例えば床上何mmあるかは測定できるが、整流筒と
の相対位置すなわち融液表面と整流筒下端の間隔は直接
測定することは困難である。その理由は炉内部材、例え
ばカーボン部材の劣化等により整流筒の絶対位置が僅か
に動けば、融液表面と整流筒下端の間隔は変動してしま
うからであり、したがって、炉内部品の状況が少しでも
変化すると、実際の融液表面と整流筒下端の間隔が計れ
ないという問題点を有していた。
で、シリコン等の半導体単結晶を同心包囲する整流筒を
坩堝上に配したチョクラルスキー法による単結晶引上装
置において、融液表面と整流筒下端の間隔の直接測定が
可能となるように改良し、この間隔を所定値に制御修正
することで半導体単結晶の品質、特に酸素誘起積層欠陥
(OSF)等の結晶欠陥を安定化させる装置を提供する
ことを目的としたものである。
ため、本発明にあっては、単結晶を同心包囲する整流筒
を坩堝上に配し、該坩堝中の融液から単結晶を引上げ成
長させる単結晶引上装置において、炉内観察用の覗き窓
に取り付けた望遠鏡の視野内に布置表示されたレチクル
の目盛りを介して測定される整流筒下端部と融液表面で
の該整流筒反射像上端部との目盛り間距離と、前記レチ
クルの目盛りの水平基準線と整流筒下端との合致位置お
よび該水平基準線と融液表面での整流筒反射像上端部と
の合致位置の間の望遠鏡の上下方向移動距離との対応関
係に基づき、該望遠鏡のレチクルによる目盛り間距離の
任意の測定値を読み取ることで、融液表面と整流筒下端
の間隔を検出可能とすることを特徴とする。
望遠鏡移動架台に付設された移動距離マイクロ測定器に
より読み取る構成としたり、また前記望遠鏡は、チャン
バー肩部に設置した単結晶直径測定用のスコープに代替
させるものとすることができる。
り間距離を単結晶育成の際の融液面位置変動に伴う単結
晶酸素濃度のバラツキを最小にする所定の間隔に合致す
るよう坩堝昇降装置を介して坩堝を上下に移動すること
で融液表面と整流筒下端の間隔を制御することを特徴と
する。
炉内観察用の覗き窓に取付けられた望遠鏡により直接炉
内を観察し、整流筒下端と融液表面でのその反射像の上
端部との距離を望遠鏡の視野内に重ねて表示されるレチ
クル目盛りにより直接測定させる。また、望遠鏡の視野
内に重ねて表示されるレチクルの水平基準線に最初に整
流筒下端を合致させ、その後望遠鏡を下方に移動させ、
前記反射像の上端部に水平基準線が合致するまでの移動
距離を望遠鏡の移動架台に設置された移動距離マイクロ
測定器により読み取ることで、前記整流筒下端と融液表
面との間隔の直接測定を可能とさせる。
施の形態を説明するに、図において示される符号1は、
例えば半導体単結晶の品質、特に酸素誘起積層欠陥(O
SF)等の結晶欠陥を安定化させる主としてチョクラル
スキー法による単結晶引上装置であり、該単結晶引上装
置1は、図1に示すように、チャンバー2内中央部に黒
鉛補強された石英等の坩堝3が昇降自在且つ回転自在な
下軸4に取り付けられ、該坩堝3の周囲には、坩堝内融
液温度を制御するヒーター5が設置され、チャンバー2
とヒーター5との間には保温筒6が配置され、該保温筒
6上側には坩堝3の上部開口へ向けて下方に至るに伴い
次第に縮径した筒状の輻射熱遮蔽機能を有し、引上単結
晶を同心包囲する整流筒7が支持されており、さらにチ
ャンバー2の肩部にはチャンバー内部観察用の覗き窓8
が設けられた構成としている。この坩堝3の内部にはシ
リコン等の半導体単結晶原料が充填され、溶解中は融液
9となっている。そして、覗き窓8には例えば引上げ育
成される単結晶の直径測定用のスコープの替わりに視野
内にレチクル目盛り10が布置表示された望遠鏡11が
前記整流筒7と坩堝3周辺へ向けて取り付けられてお
り、該望遠鏡11の光軸は水平方向にスライド自在と
し、チャンバー2中心方向である垂直方向には傾倒偏向
できないような構成としている。そして、前記望遠鏡1
1の上下方向への光軸並進移動距離を望遠鏡移動架台に
付設された移動距離マイクロ測定器(図示せず)により
読み取れる構成としている。
り付けた前記望遠鏡11は、この視野内に布置表示され
たレチクル目盛り10を介して整流筒7の下端部7Aと
融液表面での該整流筒7の反射像7Bの上端部との目盛
り間距離を直接測定できるものとしている(図2参
照)。また前記レチクル目盛り10の水平基準線10A
と整流筒7の下端部7Aとの合致位置および該水平基準
線10Aと融液表面での整流筒7の反射像7Bの上端部
との合致位置の間の望遠鏡11の上下方向の光軸並進移
動距離が前記移動距離マイクロ測定器により精密に計測
され、この計測値と前記レチクル目盛り10を介しての
整流筒7の下端部7Aと融液表面での該整流筒7の反射
像7Bの上端部との目盛り間距離とが対応する望遠鏡読
み取り値対坩堝位置の線型関係(図3参照)に基づき、
該望遠鏡11のレチクル目盛り10による目盛り間距離
の任意の測定値を読み取ることで、融液表面と整流筒7
下端の間隔を正確に検出することができるようにしてい
る。
による前記目盛り間距離を単結晶育成の際の融液面位置
変動に伴う単結晶酸素濃度のバラツキを最小にする所定
の間隔に合致するよう下軸4に設置された昇降装置(図
示せず)を介して坩堝3を上下方向に移動することで融
液表面と整流筒7下端の間隔を微調整制御することがで
きるようにしている。
に、単結晶引上育成時において、チャンバー2(炉内)
観察用の覗き窓8に取付けられた望遠鏡11により直接
炉内を観察し、整流筒7の下端部7Aと融液表面でのそ
の反射像7Bの上端部との距離を望遠鏡11の視野内に
重ねて表示されるレチクル目盛り10により直接測定す
る。この測定値から望遠鏡読み取り値対坩堝位置の線型
関係(図3参照)により整流筒7下端と融液表面との間
隔が検出される。このとき、望遠鏡11の視野内に重ね
て表示されるレチクル目盛り10の水平基準線10Aに
最初に整流筒7の下端部7Aを合致させ、その後望遠鏡
11を下方に並進移動させ、前記反射像7Bの上端部に
水平基準線10Aが合致するまでの移動距離を望遠鏡の
移動架台に設置された移動距離マイクロ測定器により読
み取ることで、前記整流筒7と融液表面との間隔の直接
測定が可能となる。そして、前記望遠鏡11のレチクル
目盛り10による目盛り間距離を単結晶育成の際の融液
面位置変動に伴う単結晶酸素濃度のバラツキを最小限に
抑える所定の間隔値(図3の設定坩堝位置)に合致する
よう昇降装置を介して坩堝3を上下方向に移動させるこ
とで融液表面と整流筒7との間隔を修正制御する。
よる融液表面位置の変動は約2mmであり、従来の単結
晶育成条件では、融液表面位置の±1mmの上下動に対
して、酸素濃度は約±0.45×1017atoms/
ccの変動を生じているので、融液表面位置変動による
酸素濃度のバラツキは約±0.45×1017atom
s/ccとなる。本実施例では融液表面位置の測定バラ
ツキは約±0.5mmであるため、融液表面と整流筒7
下端の間隔の変動偏差(融液表面の位置制御)を±0.
5mm以内に修正して単結晶の育成を行なったところ、
従来の方式では他の変動要因も含めて約±0.80×1
017atoms/ccのバラツキ幅であったところ
が、約±0.58×1017atoms/ccとなり、
バラツキによる酸素濃度規格外れを大幅に低減すること
ができた。
特に融液表面と整流筒下端の間隔の直接測定が可能とな
り、この間隔を所定値に制御修正することで半導体単結
晶の品質、特に酸素誘起積層欠陥(OSF)等の結晶欠
陥を安定化することができ、炉内品劣化等による融液表
面位置の変動に伴う酸素濃度規格からの逸脱を大幅に低
減することができる。
置の概略図である。
野の状態図である。
関係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 単結晶を同心包囲する整流筒を坩堝上に
配し、該坩堝中の融液から単結晶を引上げ成長させる単
結晶引上装置において、炉内観察用の覗き窓に取り付け
た望遠鏡の視野内に布置表示されたレチクルの目盛りを
介して測定される整流筒下端部と融液表面での該整流筒
反射像上端部との目盛り間距離と、前記レチクルの目盛
りの水平基準線と整流筒下端との合致位置および該水平
基準線と融液表面での整流筒反射像上端部との合致位置
の間の望遠鏡の上下方向移動距離との対応関係に基づ
き、該望遠鏡のレチクルによる目盛り間距離の任意の測
定値を読み取ることで、融液表面と整流筒下端の間隔を
検出可能とすることを特徴とする単結晶引上装置。 - 【請求項2】 前記望遠鏡の上下方向移動距離を望遠鏡
移動架台に付設された移動距離マイクロ測定器により読
み取ることを特徴とする請求項1記載の単結晶引上装
置。 - 【請求項3】 前記望遠鏡は、チャンバー肩部に設置し
た単結晶直径測定用のスコープに代替させるものとする
ことを特徴とする請求項1または2記載の単結晶引上装
置。 - 【請求項4】 前記望遠鏡のレチクルによる目盛り間距
離を単結晶育成の際の融液面位置変動に伴う単結晶酸素
濃度のバラツキを最小にする所定の間隔に合致するよう
坩堝昇降装置を介して坩堝を上下に移動することで融液
表面と整流筒下端の間隔を制御することを特徴とする請
求項1記載の単結晶引上装置。
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ID=17048138
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JP2009292722A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-17 | Sumco Techxiv株式会社 | シリコン単結晶引上げ装置及び引上げ方法 |
JP2009292721A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-17 | Sumco Techxiv株式会社 | シリコン単結晶引上げ装置及び引上げ方法 |
CN103882512A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-25 | 宁晋晶兴电子材料有限公司 | 一种控制氧施主单晶的生产工艺方法 |
CN104357901A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-18 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种降低直拉单晶氧施主的方法 |
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1996
- 1996-08-06 JP JP23966896A patent/JPH1053486A/ja active Pending
-
1997
- 1997-05-24 TW TW86107018A patent/TW462998B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2009292722A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-17 | Sumco Techxiv株式会社 | シリコン単結晶引上げ装置及び引上げ方法 |
JP2009292721A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-12-17 | Sumco Techxiv株式会社 | シリコン単結晶引上げ装置及び引上げ方法 |
WO2015037955A1 (ko) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | 주식회사 엘지실트론 | 열차폐체 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치 |
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