JPH0596073U - 単結晶引き上げ用熱遮蔽体 - Google Patents
単結晶引き上げ用熱遮蔽体Info
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- JPH0596073U JPH0596073U JP4232592U JP4232592U JPH0596073U JP H0596073 U JPH0596073 U JP H0596073U JP 4232592 U JP4232592 U JP 4232592U JP 4232592 U JP4232592 U JP 4232592U JP H0596073 U JPH0596073 U JP H0596073U
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造におい
て、単結晶引き上げ速度を上げることができ、かつ、炉
内汚染の少ない単結晶引き上げ用熱遮蔽体を提供する。 【構成】 高純度炭素材からなる熱遮蔽体３の内部を中
空とし、この熱遮蔽体３の下端に設けた単結晶引き上げ
用穴の内周に、前記中空部３ａに連通する複数個のノズ
ル５を取着する。前記中空部３ａに連通する熱遮蔽体３
上端フランジの穴に、不活性ガス導入管６を接続する。
単結晶引き上げ時、前記不活性ガス導入管６、中空部３
ａを介してノズル５から単結晶４の固液界面１１近傍表
面に不活性ガスを吹きつけ、単結晶４を強制的に冷却す
る。また、中空構造の熱遮蔽体３を用いることにより、
周囲からの輻射熱に対する断熱効果が上がり、単結晶４
表面からの輻射熱放射が促進される。従って、単結晶引
き上げ速度を従来より早めることができるとともに、炉
内汚染の危険度が減少する。
て、単結晶引き上げ速度を上げることができ、かつ、炉
内汚染の少ない単結晶引き上げ用熱遮蔽体を提供する。 【構成】 高純度炭素材からなる熱遮蔽体３の内部を中
空とし、この熱遮蔽体３の下端に設けた単結晶引き上げ
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単結晶引き上げ時、前記不活性ガス導入管６、中空部３
ａを介してノズル５から単結晶４の固液界面１１近傍表
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る。また、中空構造の熱遮蔽体３を用いることにより、
周囲からの輻射熱に対する断熱効果が上がり、単結晶４
表面からの輻射熱放射が促進される。従って、単結晶引
き上げ速度を従来より早めることができるとともに、炉
内汚染の危険度が減少する。
Description
【０００１】
本考案は、単結晶引き上げ用熱遮蔽体に関する。
【０００２】
半導体集積回路の基本材料であるシリコン単結晶の製造方法の一つとして、る つぼ内の原料融液から円柱状の単結晶を引き上げるチョクラルスキー法（以下Ｃ Ｚ法という）が用いられている。ＣＺ法においては、図２に示すようにチャンバ １内に設けたるつぼ２に充填した原料をヒータ８によって加熱溶融し、シード軸 に取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、シード軸およびるつぼ２を同方向ま たは逆方向に回転しつつシード軸を引き上げてシリコン単結晶４を成長させる。 その際、結晶成長時の反応生成物をチャンバ１外部に排出して清浄雰囲気を維持 するため、チャンバ１の上方からアルゴン等の不活性ガスを流し込んでいる。ま た、高温の融液面１０やるつぼ２の内壁から放射される輻射熱から引き上げ単結 晶４を保護し、引き上げ単結晶４の冷却を早めるため、るつぼ２上方に熱遮蔽体 １２が設けられている。前記熱遮蔽体１２は一般にすり鉢状で、底面に単結晶引 き上げ用の穴が設けられている。不活性ガスは単結晶４に沿って流下し、前記熱 遮蔽体１２の穴を通り、熱遮蔽体１２下端と融液面１０との隙間からるつぼ２の 内壁に沿って上昇した後、ヒータ８と保温筒９及びヒータ８と、るつぼ２との隙 間を流下してチャンバ１外部に排出される。前記熱遮蔽体１２には、通常グラフ ァイトを使用したものや、あるいは、サンドウィッチ構造にして、中間層を炭素 繊維材で構成したものがある。
【０００３】
シリコン単結晶の大径化に伴って、従来の熱遮蔽体を用いていても成長した単 結晶の冷却に時間がかかるため、単結晶引き上げ速度が遅くなり、生産性が低下 している。また、半導体集積回路素子の集積度向上に伴って、シリコン単結晶に 対する高品質化要求は近年ますます厳しいものとなっている。そのため、単結晶 引き上げ炉内に炭素繊維材等の汚染源を設けることは好ましくない。本考案は上 記従来の問題点に着目してなされたもので、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造 において、単結晶引き上げ速度を上げることができ、かつ、炉内汚染の少ない単 結晶引き上げ用熱遮蔽体を提供することを目的としている。
【０００４】
上記目的を達成するため、本考案に係る単結晶引き上げ用熱遮蔽体は、ＣＺ法 による単結晶製造装置において、るつぼ上面を被覆するすり鉢状の熱遮蔽体の内 部を中空とし、前記熱遮蔽体の下端に設けた単結晶引き上げ用穴の内周に前記中 空部に連通する複数個のノズルを取着するとともに、前記中空部に連通する熱遮 蔽体上端の穴に不活性ガス導入管を接続する構成とし、または、 中空部に連通する複数個のノズルに代えて、熱遮蔽体の下端に設けた単結晶引 き上げ用穴の内周に、前記中空部に連通する複数個のガス吹き出し穴を設ける構 成とした。そして、このような構成において、 前記熱遮蔽体の材質を、高純度炭素からなるものとした。
【０００５】
上記構成によれば、熱遮蔽体を中空構造とし、その内周下端にノズルまたはガ ス吹き出し穴を設け、熱遮蔽体上端の穴に不活性ガス導入管を接続したので、チ ャンバ外部から前記不活性ガス導入管、中空部、ノズルまたはガス吹き出し穴を 介して引き上げ単結晶の固液界面近傍表面に不活性ガスを吹きつけることができ 、引き上げ単結晶は強制的に冷却される。その結果、単結晶表面からの凝固潜熱 の吐き出しが促進される。また、熱遮蔽体を中空構造としたので、熱遮蔽体の厚 さ方向の熱伝導率が低下し、周囲からの輻射熱に対する断熱効果が上がり、単結 晶表面からの輻射熱放射が促進される。これらにより、単結晶引き上げ速度を従 来より早めることができる。更に、熱遮蔽体の構成材料に炭素繊維材を使用しな いので、炉内が汚染される危険度が減少し、より高純度のシリコン単結晶を製造 することができる。
【０００６】
以下に、本考案に係る単結晶引き上げ用熱遮蔽体の実施例について、図面を参 照して説明する。図１は、請求項１の単結晶引き上げ用熱遮蔽体を設置したＣＺ 法による単結晶製造装置の断面説明図で、チャンバ１内に設けられたるつぼ２の 上方に、熱遮蔽体３が設置されている。ただし、多結晶シリコン原料をるつぼに 充填して、溶解させるまでは、熱遮蔽体３は、上方へ移動させておく。前記熱遮 蔽体３は高純度炭素からなるほぼすり鉢状の物体で、その内部に中空部３ａが設 けられ、引き上げられるシリコン単結晶４の直径よりやや大きい穴が底部に設け られている。この穴の内周付近には、中空部３ａに通じる複数個のノズル５が固 着されている。また、熱遮蔽体３の大径側フランジ上面には、中空部３ａに連通 する１個または複数個の穴が穿設され、前記穴に不活性ガス導入管６の下端が接 続されている。前記不活性ガス導入管６はチャンバ１の外方に通じている。なお 、７はるつぼ軸、８は黒鉛ヒータ、９は保温筒、１０は融液面、１１は単結晶引 き上げ時の固液界面である。
【０００７】 るつぼ２に原料シリコンを充填し、黒鉛ヒータ８で原料シリコンを加熱、融解 した後、るつぼ２と引き上げ軸とを回転させながら引き上げ軸を上昇させ、シリ コン単結晶を引き上げる。このとき熱遮蔽体３は、るつぼ２を覆うように設置さ れ、熱遮蔽体３の下端は前記固液界面１１に近接している。チャンバ１の外部か ら供給されるアルゴン等の不活性ガスは、不活性ガス導入管６と中空部３ａとを 経て、ノズル５から固液界面１１近傍の単結晶４表面に吹きつけられ、単結晶４ は強制的に冷却される。また、熱遮蔽体３が中空構造であるため熱遮蔽効果が大 きく、融液面１０やるつぼ２の内壁のシリコン単結晶４に対する輻射熱を遮断し 、シリコン単結晶４の放射冷却を促進する。なお、不活性ガス導入管６から供給 されるアルゴン等の不活性ガスとは別に、チャンバ１上方から従来通り不活性ガ スが供給される。本考案による熱遮蔽体を用いた場合、図２に示した従来の熱遮 蔽体を使用する場合に比べて、単結晶引き上げ速度を約２０％増すことができる 。
【０００８】 請求項２の単結晶引き上げ用熱遮蔽体は、中空部３ａに連通するノズル５に 代えて、中空部３ａに連通する複数個のガス吹き出し穴を熱遮蔽体３の下端内周 に穿設し、これらの穴から固液界面１１近傍の単結晶４表面に向かって不活性ガ スを吹き出すようにしたものである。
【０００９】
以上説明したように本考案によれば、るつぼ上面を被覆するすり鉢状の熱遮蔽 体の内部を中空とし、前記熱遮蔽体の下端に設けた単結晶引き上げ用穴の内周に 前記中空部に連通する複数個のノズルまたはガス吹き出し穴を設けるとともに、 前記中空部に連通する熱遮蔽体の上端の穴に不活性ガス導入管を接続し、単結晶 の固液界面近傍表面に不活性ガスを吹きつけることにしたので、引き上げ単結晶 を強制的に冷却することができる。また、熱遮蔽体を中空構造としたので、周囲 からの輻射熱に対する断熱効果が上がり、単結晶表面からの輻射熱放射が促進さ れる。これらにより、単結晶の大径化に伴って低下していた引き上げ速度を早め ることができる。更に、熱遮蔽体の構成に炭素繊維材等を使用しないので、炉内 汚染の危険度が減少する。このような改良により、より高純度のシリコン単結晶 を生産性を下げることなく製造することができる。
【図１】本考案による単結晶引き上げ用熱遮蔽体を装着
した単結晶製造装置の断面説明図である。
した単結晶製造装置の断面説明図である。
【図２】従来の技術による単結晶引き上げ用熱遮蔽体を
装着した単結晶製造装置の断面説明図である。
装着した単結晶製造装置の断面説明図である。
２ るつぼ ３，１２ 熱遮蔽体 ３ａ 中空部 ４ 単結晶 ５ ノズル ６ 不活性ガス導入管
Claims (3)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法による単結晶製造装
置において、るつぼ上面を被覆するすり鉢状の熱遮蔽体
の内部を中空とし、前記熱遮蔽体の下端に設けた単結晶
引き上げ用穴の内周に前記中空部に連通する複数個のノ
ズルを取着するとともに、前記中空部に連通する熱遮蔽
体上端の穴に不活性ガス導入管を接続したことを特徴と
する単結晶引き上げ用熱遮蔽体。 - 【請求項２】 中空部に連通する複数個のノズルに代え
て、熱遮蔽体の下端に設けた単結晶引き上げ用穴の内周
に、前記中空部に連通する複数個のガス吹き出し穴を設
けたことを特徴とする請求項１の単結晶引き上げ用熱遮
蔽体。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の熱遮蔽体が、
高純度炭素からなることを特徴とする単結晶引き上げ用
熱遮蔽体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4232592U JP2558171Y2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 単結晶引き上げ用熱遮蔽体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4232592U JP2558171Y2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 単結晶引き上げ用熱遮蔽体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596073U true JPH0596073U (ja) | 1993-12-27 |
| JP2558171Y2 JP2558171Y2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=12632861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4232592U Expired - Lifetime JP2558171Y2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 単結晶引き上げ用熱遮蔽体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558171Y2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010202436A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Sumco Corp | 単結晶引き上げ装置 |
| CN111663178A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 宁夏隆基硅材料有限公司 | 直拉单晶用热屏装置及单晶硅生产设备 |
| CN113481590A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-08 | 牛伟 | 一种用于使用碎硅料同时拉制多根硅芯的冷却屏 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP4232592U patent/JP2558171Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010202436A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Sumco Corp | 単結晶引き上げ装置 |
| CN111663178A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 宁夏隆基硅材料有限公司 | 直拉单晶用热屏装置及单晶硅生产设备 |
| CN113481590A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-08 | 牛伟 | 一种用于使用碎硅料同时拉制多根硅芯的冷却屏 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558171Y2 (ja) | 1997-12-17 |
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Legal Events
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