JP2525246B2 - 粒状シリコン原料供給装置 - Google Patents

粒状シリコン原料供給装置

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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、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶
の製造装置に関する。特に、シリコン粒子をるつぼ内に
供給する粒状シリコン原料供給装置に関する。
［従来の技術］ チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の引き上げ
装置において粒状シリコン原料を供給しながらシリコン
単結晶の連続引き上げを行う方法が良く知られている。
この場合、シリコン単結晶の育成は不純物の混入を避け
るために減圧不活性ガス雰囲気で行うのが一般的であ
り、原料粒子の供給方法としては引き上げチャンバーの
直上に該チャンバーと連通する箱体を設け、原料貯蔵ホ
ッパーの下部開口より排出されたシリコン粒子を該箱体
内の原料供給フィーダーにより定量供給し、案内管を経
てるつぼに粒状シリコン原料を供給するものである。
一例として、特公昭61−17537がある。
［発明が解決しようとする課題］ 粒状シリコン原料を供給しながら単結晶の育成を行う
シリコン単結晶の引き上げ装置では、原料である原料貯
蔵ホッパー内のシリコン粒子を使い終わった際に、該ホ
ッパー内にシリコン粒子が補給される。このシリコン粒
子の補給は、原料貯蔵ホッパーを内蔵する箱体の一箇所
に引き上げチャンバーとの連通を遮断でき、真空シール
可能な仕切り弁を設け、該仕切り弁を閉じた後、原料貯
蔵ホッパーを内蔵する箱体を常圧に戻して行われるのが
一般的である。
しかし、箱体の一箇所に仕切り弁を設けた場合には、
るつぼにシリコン粒子を導く案内管は該仕切り弁を貫通
させて設けることが出来ず、該仕切り弁の前後で２分割
されることになる。従って、シリコン粒子をるつぼに供
給する際は、シリコン粒子が該仕切り弁前の案内管より
仕切り弁後の案内管に重力によって自由落下し、落下す
る際にシリコン粒子が仕切り弁後の案内管に当たっては
ね返ったり、飛散したりして該仕切り弁の弁座面にシリ
コン粒子が付着したり、堆積したりする。この様に仕切
り弁の弁座面にシリコン粒子が付着した状態では、原料
ホッパーに新たにシリコン粒子を補給する際、仕切り弁
を閉じても仕切り弁の弁座面と弁体の間にシリコン粒子
が噛み込み、仕切り弁の真空封じ能力が低下する。この
為に、引き上げチャンバーに空気が混入し、その後のシ
リコン単結晶の引き上げが出来なくなるという問題点が
ある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記の問題点を解決し目的を達成するため
になされたものであり、本発明に係わる粒状シリコン原
料供給装置は、シリコン粒子をるつぼ中に供給しながら
シリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶の製造装置
において、原料貯蔵ホッパーおよび原料供給フィーダー
を内蔵し、引き上げ装置の引き上げチャンバーと連通す
る箱体に、該チャンバーとの連通を遮断でき、且つ真空
シール可能な仕切り弁を設けると共に、該仕切り弁が開
の時、該仕切り弁を貫通し、且つ該仕切り弁が閉の時、
該仕切り弁から抜き出されるような昇降自在なシリコン
粒子供給管を備えたものである。
［作用］ この発明においては、１本のシリコン単結晶を引き上
げる毎に原料貯蔵ホッパーを内蔵する箱体に設けられた
少なくとも１箇所の真空シール可能な仕切り弁を閉じ、
原料貯蔵ホッパー部分のみを常圧に戻してこの原料貯蔵
ホッパーにシリコン粒子が補給される。また、シリコン
単結晶を引き上げる際には、該仕切り弁を開け、シリコ
ン粒子供給管を該仕切り弁を貫通させて設けることによ
り原料貯蔵ホッパー内の粒状原料が原料フィーダーによ
り該シリコン粒子供給管を経てるつぼ内に定量供給され
る。
［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例である粒状シリコン原料
供給装置の断面図である。シリコン単結晶の引き上げ装
置の引き上げチャンバー10の開口部の上部に下端に仕切
り弁18を有し、原料貯蔵ホッパー13及び原料供給フィー
ダー15を内蔵し、チャンバー10と連通可能な箱体11が設
けられる。原料貯蔵ホッパー13はホッパー受け台14で保
持されている。仕切り弁18の上部にはロート状案内管16
およびシリコン粒子供給管19が設けられる。ロート状案
内管16は案内管受け台17で支持されている。引き上げチ
ャンバー10の開口部には、はね返り防止板20およびシリ
コン粒子22をるつぼに導くロート状案内管21が設けられ
ている。
次に、動作について説明する。
１本のシリコン単結晶を引き上げる毎に、シリコン粒
子供給管19を図示していない供給管昇降機構により仕切
り弁18内から上昇させ、箱体11の下端にある仕切り弁18
を閉じ、箱体内を常圧に戻して箱体の上部にボルト締め
られている箱体蓋12を開けて、引き上げ用原料であるシ
リコン粒子22が原料貯蔵ホッパー13に補給される。この
際、仕切り弁18の弁座部分にシリコン粒子22が付着し、
仕切り弁18による真空封じ能力が不十分であると、引き
上げチャンバー10内に大気が混入し、その後のシリコン
単結晶の引き上げが出来なくなる。
原料貯蔵ホッパー13にシリコン粒子22を補給した後次
のシリコン単結晶を引き上げる場合には、箱体蓋12を箱
体上部にボルト締めし、箱体11内部を減圧不活性ガス雰
囲気に置換し、仕切り弁18が開けられる。
引き上げ作業は箱体11内の原料貯蔵ホッパー13に貯蔵
されているシリコン粒子22を原料供給フィーダー15によ
り、単結晶の引き上げ量に相当する量だけ定量供給しな
がら行われる。このシリコン粒子供給に際しては、仕切
り弁18が閉の時に仕切り弁18より抜きだされ、ロート状
案内管16の外側に引き上げられていたシリコン粒子供給
管19を、図示していない供給管昇降機構により仕切り弁
18を貫通して下降させ、引き上げチャンバー10の開口部
に設けたはね返り防止板20の開口部に挿入する。第２図
にシリコン粒子供給管19を引き上げチャンバー10の開口
部に設けたはね返り防止板20の開口部に挿入した状態を
示す。
原料供給フィーダー15により定量供給されたシリコン
粒子22は、原料供給フィーダー15よりロート状案内管16
を経てロート状案内管21に重力落下するが、一部のシリ
コン粒子はロート状案内管21の円錐形状部分に当たって
はね返る。前述のようにシリコン粒子供給管19を仕切り
弁18を貫通させて設けることにより、はね返ったシリコ
ン粒子が仕切り弁18の弁座部分に付着し、仕切り弁によ
る真空封じ能力が低下するといった問題を解決すること
が出来る。
また、ロート状案内管16、ロート状案内管21、シリコ
ン粒子供給管19、はね返り防止板20等のシリコン粒子と
接する部分の材質を石英、シリコン、またはテフロンと
することにより、シリコン粒子をるつぼ内に供給する際
に粒子内への不純物の混入を防止できる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、粒状シリコン原料をる
つぼ中に供給しながらシリコン単結晶を引き上げるシリ
コン単結晶の製造装置において、原料貯蔵ホッパーおよ
び原料供給フィーダーを内蔵し、引き上げ装置の引き上
げチャンバーと連通する箱体に、該チャンバーとの連通
を遮断でき且つ真空シール可能な仕切り弁を設けると共
に、該仕切り弁が開の時、該仕切り弁を貫通し、且つ該
仕切り弁が閉の時、該仕切り弁から抜き出されるような
昇降自在なシリコン粒子供給管を備えているので、原料
供給チャンバーの容量が育成する単結晶１本分程度で
も、１本の単結晶を育成するごとに原料貯蔵ホッパーに
シリコン粒子を補給できるので長時間の連続操業が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である粒状シリコン原料供給
装置を示す断面図、第２図は本発明に係わるシリコン粒
子供給管を引き上げチャンバーの開口部に設けたはね返
り防止板の開口部に挿入した状態を示す断面図である。 10……引き上げチャンバー、11……箱体、13……原料貯
蔵ホッパー、18……仕切り弁、19……シリコン粒子供給
管、22……シリコン粒子。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリコン粒子をるつぼ中に供給しながらシ
    リコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶製造装置にお
    いて、原料貯蔵ホッパー（13）及び原料供給フィーダー
    （15）を内蔵し、引き上げ装置の引き上げチャンバーと
    連通する箱体（11）に、該チャンバーとの連通を遮断で
    き、且つ真空シール可能な１個の仕切り弁（18）を有し
    ており、また前記原料供給フィーダー（15）より供給さ
    れるシリコン粒子を直接受け採るロート状案内管（16）
    と、該ロート状案内管（16）の下部に昇降可能に嵌合す
    るシリコン粒子供給管（19）を備えており、更に前記ロ
    ート状案内管（16）からシリコン粒子を受け採るロート
    状案内管（21）及び該ロート状案内管（21）の上部をカ
    バーし前記仕切り弁の弁座へのシリコン粒子のはね返り
    を防ぐためのはね返り防止板（20）を設けており、前記
    シリコン粒子供給管（19）のみが、前記仕切り弁が開の
    時に、該仕切り弁並びにはね返り防止板（20）を貫通
    し、且つ該仕切り弁が開の時に、該はね返り防止板及び
    該仕切り弁から抜き出されるように昇降自在であること
    を特徴とする粒状シリコン原料供給装置。
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