JPH02255590A - 粒状シリコン供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、シリコン単結晶引上げ装置においてシリコ
ン原料粒子をるつぼ内に供給する粒状シリコン原料供給
装置に関するものである。

［従来の技術］ チョクラルスキー法によるシリコン単結晶引上げ装置に
おいて、粒状原料をるつぼ内に供給しながらシリコン単
結晶の連続引上げを行う操業方法は従来から知られてい
る。この場合の粒状シリコン原料の供給量装置としては
、−船釣には構造が簡単なことから振動フィーダーが考
え易い。振動フィーダーとは、振動板の上に粒状シリコ
ン原料を供給し、板の振動の振幅、あるいは振動数を制
御することにより供給量を制御するものである。

例えば特公昭６１−１７５３７号公報では振動フィーダ
ーの一種が提案されている。

その他の供給装置としてロータリーバルブが考えられる
。第２図はロータリーバルブの断面説明図であり、図に
おいて（１）はローターで、（ｌａ）はシャフト、（ｉ
ｂ）は羽根である。（２）はケース、（３）は粉粒体貯
蔵ホッパーである。このロータリーバルブは、シャフト
（ｌａ）に数枚の羽根（ｌｂ）を取付けたローター（１
）をケース（２）内で回転し、上部の粉粒体貯蔵ホッパ
ー（３）より排出された粉粒体を羽根（ｌａ）　　とケ
ース（２）の間の空間に受は入れ、そして、ケース（２
）の下部より順次排出する。

［発明が解決しようとする課題］ 振動フィーダーでの供給量は粒状シリコン原料の寸法の
影響を大きく受ける。すなわち、粒寸法が大きいと供給
量が多くなり、小さいとその逆となる。原料粒を完全に
混合するのは難しく、大きい粒、或いは小さい粒の偏析
は避けられない。すなわち、振動フィーダーでは供給量
の寸法の偏析による供給量の変動は避けられない。この
変動は、即、単結晶育成炉の熱環境の変動となるので、
単結晶育成上は極めて好ましくないという問題点がある
。

他方、ロータリーバルブは、羽根とケースの間の空間に
受は入れられた粉粒体がローターの回転によってケース
内を移動する際、粉粒体とケース内面との摩擦によって
ケース内面が摩耗し、粉粒体内に不純物が混入すること
となるため、シリコン単結晶引上げ装置への原料供給装
置としては問題がある。また、粒状物質を供給する場合
には、ローターの羽根とケースとの間に粒子が噛み込む
という問題点がある。

粒状物質の供給装置としては、ローターの弁状空間が満
杯にならない様にして噛み込みを防止した粒子用噛み込
み防止形ロータリーバルブがある。

第３図はその断面説明図であり、羽根（ｌｂ）を図示の
ように特殊な形状して粒子の噛み込みを防止しているが
、構造が複雑となるという問題点がある。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る粒状シリコン原料の供給装置は、減圧不
活性ガス雰囲気に置換可能な箱体内に回転軸が水平な回
転体の外周部に開口方向が回転軸と垂直かつ放射状の多
数の升を連続的に設けたローターと、ローターの上部に
設けられ、貯蔵されたシリコン粒子を下部に開口した排
出口よりローター側に供給する貯蔵ホッパーとを有する
。

そして、ローター及び貯蔵ホッパーは、ローターの回転
停止時には貯蔵ホッパーより排出されたシリコン粒子が
ローター上に堆積してシリコン粒子の供給が停止する様
に配置される。

［作用］ この発明においては、貯蔵ホッパーの下部排出口から排
出された粒状シリコン原料は、ローターの弁状空間に受
は入れられ、ローターの回転によって升とともに移動・
排出され、ローターの回転速度に対応した量の粒状シリ
コン原料がるつぼ内に供給される。ローター停止時には
、貯蔵ホッパーの下部排出口から排出された粒状シリコ
ン原料が粒子の安息角によりローター上に堆積し、るつ
ぼ内への粒状シリコン原料の供給を停止する。

この発明において、供給量に影響を及ぼす因子は、升の
大きさ、升と貯蔵ホッパーとの間隙長、ローターの回転
速度であり、供給量は粒子寸法の影響を殆ど受けず、供
給量の制御はローターの回転速度制御により行われるの
で、供給量の制御は高精度になされる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る粒状シリコン供給装
置の断面図である。シリコン単結晶引上げ装置のチャン
バー蓋（２２）の上部に仕切弁（２１）を介して同チャ
ンバーと連通する箱体（１１）を設け、同箱体（１１）
の内部をチャンバー内部と同様に減圧不活性ガス雰囲気
に置換可能とするとともに、箱体（１１）の上部にはシ
リコン粒子（２５）の補充の際の開閉用蓋板（１８）を
設けられ、箱体（１１）とボルト締めされ、かつ、０リ
ング（１９）によりシールされている。

箱体（１１）の内部には、シリコン粒子（２５）を−時
的に貯蔵し下部の排出口から排出する貯蔵ホッパー　（
１２）、同ホッパーを保持する貯蔵ホッパー受は台（１
６）、水平な回転軸（１４）を有し、外周部に開口方向
が同回転軸と垂直かつ放射状の連続した多数の升を有す
るローター（１３）、ロート状案内管Ａ（１５）、及び
案内管受は台（１７）が設けられ、チャンバ−蓋（２２
）の開口部には、仕切り弁（２１）及びシリコン粒子（
２５）をるつぼに導くロート状案内管Ｂ　（２３）が設
けられている。

次に動作を説明する。貯蔵ホッパー（１２）内に充填さ
れたシリコン粒子（２５）はホッパーの下部排出口から
連続的に排出され、同排出口の直下にあるローター（１
３）の外周部の弁状空間に充填される。

充填されたシリコン粒子はローター（１３）の回転によ
って升とともに移動し、最終的には重力によって升空間
から下側に落下し、ロート状案内管Ａ（１５）およびＢ
　（２１）を経てるつぼ（図示せず）内に供給される。

この場合、シリコン粒子（２５）の排出量つまり、るつ
ぼ内へのシリコン粒子（２５）の供給量はローター　（
ｔａ＞の外周の弁状空間に充填されたシリコン粒子の移
動速度によって決まるので、ローター（１３）の回転数
を任意に調節することにより供給量を制御することがで
きる。

ローター（１３）の回転を停止させた場合には、貯蔵ホ
ッパー（１２）から排出された粒子はローター（１３）
上に固有の安息角をもって円錐形状に堆積し、るつぼ内
へのシリコン粒子の供給は停止する。

この実施例による粒状シリコン原料供給装置では、従来
の振動板フィーダーの様に、供給量が原料粒寸法の影響
を受けないので、単結晶育成の安定化に大きく寄与する
。更に、ロータリーバルブの様なケースがないため、構
造が簡単であるばかりでなく、ケースと粒子の摩擦によ
るケースの摩耗による不純物の粒子内への混入を防止で
きるとともに、ケースとローターの間に粒子が噛み込む
という問題も解決できる。

また、この実施例において貯蔵ホッパー（１２）、ロー
ター（１３）、ロート状案内管（１５）、　　（２３）
等シリコン粒子（２５）と接する部分を石英、シリコン
、テフロンの材質で構成すれば、るつぼ内にシリコン粒
子を供給する際、不純物の混入を防止できる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、シリコン単結晶の連続
チョクラルスキー法引上げ装置において、回転軸が水平
な回転体の外周部に開口方向が回転軸と垂直かつ放射状
の多数の升を連続的に有するローターを設け、このロー
ターを回転させることにより、貯蔵ホッパーからのシリ
コン粒子をるつぼに供給するようにしたので、簡単な構
造で装置が実現でき、更に粒状シリコン原料が汚染され
ることなく、安定して定量を連続供給することができ、
安定した長時間の連続操業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る粒状シリコンの供給
装置の断面説明図、第２図及び第３図は従来のロータリ
ーバルブの断面説明図である。 図において、（１２）は貯蔵ホッパー、（１３）はロー
ターである。 代理人　弁理士　佐　々　木　宗　治 手 続 補 正 書（自発） １：ローター 平成 １年５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリコン原料粒子をるつぼ中に供給しながら単結晶を育
   成するシリコン単結晶の連続チョクラルスキー法引上げ
   装置において、 減圧不活性ガス雰囲気に置換可能な箱体内に設けられ、
   回転軸が水平な回転体の外周部に、開口方向が回転軸と
   垂直かつ放射状の多数の升を連続的に有するローターと
   、 該ローターの上部に設けられ、貯蔵されたシリコン粒子
   を下部に開口した排出口よりローター側に供給する貯蔵
   ホッパーとを有し、 前記ローターの回転停止時には前記貯蔵ホッパーより排
   出されたシリコン粒子が前記ローター上に堆積してシリ
   コン粒子の供給が停止する様に前記ローター及び前記貯
   蔵ホッパーを配置し、前記ターの回転速度を制御するこ
   とによりシリコン粒子の供給量を制御することを特徴と
   する粒状シリコン供給装置。