JPH0710687A - Seed chuck of device for drawing semiconductor single crystal - Google Patents
Seed chuck of device for drawing semiconductor single crystalInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶引き上げ
装置のシードチャックに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seed chuck for a semiconductor single crystal pulling apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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ＣＺ法という）が用いられている。ＣＺ法による
単結晶引き上げ装置にはシャフト方式とワイヤ方式とが
あるが、図３はシャフト方式の単結晶引き上げ装置の模
式図で、チャンバ１０内に設置したるつぼ１１に高純度
の多結晶シリコンを充填し、この多結晶シリコンを前記
るつぼ１１の外周を取り巻くように設けたヒータ１２に
よって加熱溶解する。そして、引き上げシャフト５に螺
着されたシードチャック１３に取り付けた種子結晶６を
融液１４に浸漬し、前記引き上げシャフト５とるつぼ１
１とを同方向または逆方向に回転しつつ引き上げシャフ
ト５を引き上げてシリコン単結晶を成長させる。なお、
１５は前記ヒータ１２の周囲に設けられた円筒状の断熱
材である。2. Description of the Related Art The Czochralski method (hereinafter referred to as the CZ method) for pulling a cylindrical single crystal from a raw material melt in a crucible is used as one of methods for producing a silicon single crystal which is a basic material of a semiconductor integrated circuit. Has been. There are a shaft type and a wire type in the single crystal pulling apparatus by the CZ method. FIG. 3 is a schematic diagram of the shaft type single crystal pulling apparatus. After filling, the polycrystalline silicon is heated and melted by the heater 12 provided so as to surround the outer periphery of the crucible 11. Then, the seed crystal 6 attached to the seed chuck 13 screwed to the pulling shaft 5 is dipped in the melt 14 to pull up the pulling shaft 5 and the crucible 1.
While rotating 1 and 1 in the same direction or in the opposite direction, the pulling shaft 5 is pulled up to grow a silicon single crystal. In addition,
Reference numeral 15 is a cylindrical heat insulating material provided around the heater 12.
【０００３】図４はワイヤ方式の単結晶引き上げ装置に
用いられるシードチャックの一例を示す断面図で、シー
ドチャック１６は引き上げワイヤ８の下端に連結ピン９
を用いて釣支され、種子結晶６はシードチャック１６に
設けた孔に挿入した上、シードピン４によって係止され
る。シャフト方式、ワイヤ方式のいずれの場合も前記シ
ードチャックは熱衝撃に強いことが要求されるため、一
般にモリブデン鋼製のものが使用されている。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a seed chuck used in a wire type single crystal pulling apparatus. The seed chuck 16 has a connecting pin 9 at the lower end of the pulling wire 8.
The seed crystal 6 is inserted into the hole provided in the seed chuck 16 and then locked by the seed pin 4. In any of the shaft type and the wire type, the seed chuck is required to be strong against thermal shock, and therefore, one made of molybdenum steel is generally used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体単結晶の
大径化に伴い、シードチャックに加えられる熱衝撃が大
きくなっている。このためモリブデン鋼製のシードチャ
ックでは、シードチャックと種子結晶との嵌合部あるい
はシードチャックと引き上げ軸または引き上げワイヤと
の結合部に噛み込みを起こして脱着不能となったり、高
温における機械的精度の悪化、脱ガスによる不純物の生
成とこれに伴う単結晶の重金属による汚染等の問題が発
生している。本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ、単結晶に対す
る重金属汚染等を発生させない半導体単結晶引き上げ装
置のシードチャックを提供することを目的としている。In recent years, as the diameter of semiconductor single crystals has increased, the thermal shock applied to the seed chuck has increased. For this reason, in a seed chuck made of molybdenum steel, it cannot be detached due to being caught in the fitting portion between the seed chuck and the seed crystal or the joint portion between the seed chuck and the pulling shaft or pulling wire, or the mechanical accuracy at high temperature is high However, there are problems such as deterioration of temperature, generation of impurities due to degassing, and consequent contamination of heavy metals in single crystals. The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a seed chuck of a semiconductor single crystal pulling apparatus which is excellent in heat resistance and thermal shock resistance and does not generate heavy metal contamination or the like for a single crystal. There is.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶引き上げ装置のシードチ
ャックは、少なくとも種子結晶取り付け部を炭素材で構
成するものとし、または、シードチャックの種子結晶取
り付け部に炭素繊維複合材を用い、引き上げシャフトま
たは引き上げワイヤとの連結部を炭素材で構成してもよ
く、あるいは、シードチャックを、一体成形の炭素材ま
たは炭素繊維複合材で構成してもよい。In order to achieve the above object, the seed chuck of the semiconductor single crystal pulling apparatus according to the present invention is such that at least the seed crystal attachment portion is made of a carbon material, or the seed of the seed chuck. A carbon fiber composite material may be used for the crystal attachment portion, and the connecting portion with the pulling shaft or the pulling wire may be made of carbon material, or the seed chuck may be made of integrally molded carbon material or carbon fiber composite material. Good.
【０００６】[0006]
【作用】上記構成によれば、シャフト方式、ワイヤ方式
を問わず、半導体単結晶引き上げ装置のシードチャック
において、少なくとも種子結晶取り付け部を炭素材で構
成し、もしくは種子結晶取り付け部に炭素繊維複合材を
用い、引き上げシャフトまたは引き上げワイヤとの連結
部を炭素材で構成するか、またはシードチャックを一体
成形の炭素材または炭素繊維複合材で構成したので、こ
れらのシードチャックは従来から使用されているモリブ
デン鋼製のシードチャックに比べて耐熱性、耐熱衝撃性
に優れたものとなる。。また、単結晶に対する重金属汚
染等の問題発生を防止することができる。According to the above structure, in the seed chuck of the semiconductor single crystal pulling apparatus regardless of the shaft system or the wire system, at least the seed crystal attachment portion is made of carbon material, or the seed crystal attachment portion is made of carbon fiber composite material. Since the connecting part with the pulling shaft or the pulling wire is made of carbon material or the seed chuck is made of integrally molded carbon material or carbon fiber composite material, these seed chucks have been conventionally used. Compared with molybdenum steel seed chuck, it has superior heat resistance and thermal shock resistance. . Further, it is possible to prevent problems such as heavy metal contamination of the single crystal.
【０００７】[0007]
【実施例】以下に、本発明に係る半導体単結晶引き上げ
装置のシードチャックの実施例について、図面を参照し
て説明する。図１はシャフト方式の単結晶引き上げ装置
に用いられるシードチャックの一実施態様を示す断面図
で、このシードチャックはスピンドルチャック１、シー
ドチャックスピンドル２、スピンドルピン３、シードピ
ン４の４個の部品で構成されている。スピンドルチャッ
ク１は円筒状の炭素材からなり、上部には引き上げシャ
フト５に連結するための孔１ａとめねじ１ｂとが設けら
れ、外周にはスピンドルチャック１を引き上げシャフト
５の下端に螺着する際のスパナ掛け用切り欠き１ｃが設
けられている。スピンドルチャック１の下部に設けられ
た孔には炭素繊維複合材からなるシードチャックスピン
ドル２が挿嵌され、前記スピンドルチャック１とシード
チャックスピンドル２とを貫通するスピンドルピン３に
よって、スピンドルチャック１からシードチャックスピ
ンドル２が脱落することを防止している。また、シード
チャックスピンドル２の下部には、種子結晶６を挿嵌す
る孔２ａと種子結晶６の脱落を防止するピン孔とが設け
られ、このピン孔にシードピン４が挿嵌されている。前
記スピンドルピン３およびシードピン４の材質はいずれ
も炭素繊維複合材である。Embodiments of the seed chuck of the semiconductor single crystal pulling apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a seed chuck used in a shaft type single crystal pulling apparatus. This seed chuck is composed of four parts, a spindle chuck 1, a seed chuck spindle 2, a spindle pin 3 and a seed pin 4. It is configured. The spindle chuck 1 is made of a cylindrical carbon material, and has a hole 1a for connecting to the pulling shaft 5 and an internal thread 1b at the upper part thereof. When the spindle chuck 1 is screwed to the lower end of the pulling shaft 5 at the outer circumference. The notch 1c for hanging the spanner is provided. A seed chuck spindle 2 made of a carbon fiber composite material is inserted into a hole provided in a lower portion of the spindle chuck 1, and a spindle pin 3 penetrating the spindle chuck 1 and the seed chuck spindle 2 is used to remove the seed from the spindle chuck 1. The chuck spindle 2 is prevented from falling off. Further, a hole 2a for inserting the seed crystal 6 and a pin hole for preventing the seed crystal 6 from falling off are provided in the lower portion of the seed chuck spindle 2, and the seed pin 4 is inserted in the pin hole. The spindle pin 3 and the seed pin 4 are both carbon fiber composite materials.
【０００８】本実施例においてシードチャックスピンド
ル２、スピンドルピン３、シードピン４に炭素繊維複合
材を用い、スピンドルチャック１のみを炭素材としたの
は、炭素繊維複合材が高価なためその使用を制限したこ
とによる。スピンドルチャック１とシードチャックスピ
ンドル２とに炭素材を用い、スピンドルピン３、シード
ピン４に炭素繊維複合材を用いてもよい。また、スピン
ドルチャック１とシードチャックスピンドル２とを一体
成形の炭素材または炭素繊維複合材で構成し、シードピ
ン４に炭素繊維複合材を用いてもよい。シードチャック
を、モリブデン鋼から炭素材または炭素繊維複合材に代
えることにより、従来の問題点はすべて解決することが
できる。ただし、炭素材または炭素繊維複合材はモリブ
デン鋼に比べて強度が低く、製造ロット間の強度のばら
つきも大きいので、シードチャックの設計に当たって十
分な安全率を考慮する必要がある。In the present embodiment, the carbon fiber composite material is used for the seed chuck spindle 2, the spindle pin 3 and the seed pin 4 and only the spindle chuck 1 is made of carbon material. It depends on what you did. A carbon material may be used for the spindle chuck 1 and the seed chuck spindle 2, and a carbon fiber composite material may be used for the spindle pin 3 and the seed pin 4. Alternatively, the spindle chuck 1 and the seed chuck spindle 2 may be formed of an integrally molded carbon material or carbon fiber composite material, and the seed pin 4 may be formed of a carbon fiber composite material. By replacing the seed chuck with molybdenum steel with carbon material or carbon fiber composite material, all the conventional problems can be solved. However, since the carbon material or the carbon fiber composite material has lower strength than molybdenum steel and the variation in strength between manufacturing lots is large, it is necessary to consider a sufficient safety factor in designing the seed chuck.
【０００９】図２はワイヤ方式の単結晶引き上げ装置に
用いられるシードチャックの一実施態様を示す断面図
で、このシードチャックは炭素材からなるスピンドルチ
ャック７と、炭素繊維複合材からなるシードチャックス
ピンドル２、スピンドルピン３、シードピン４とによっ
て構成されている。前記スピンドルチャック７の上部に
は、引き上げワイヤ８の下端に枢支される凹部とピン孔
とが設けられ、このピン孔と引き上げワイヤ８の下端に
設けたピン孔とに連結ピン９を挿通して引き上げワイヤ
８とスピンドルチャック７とを連結する。シードチャッ
クスピンドル２、スピンドルピン３、シードピン４の構
造はシャフト方式の場合と同一である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of a seed chuck used in a wire type single crystal pulling apparatus. The seed chuck is a spindle chuck 7 made of a carbon material and a seed chuck spindle made of a carbon fiber composite material. 2, a spindle pin 3, and a seed pin 4. A recess and a pin hole pivotally supported by the lower end of the pulling wire 8 are provided in the upper part of the spindle chuck 7, and the connecting pin 9 is inserted into the pin hole and the pin hole provided at the lower end of the pulling wire 8. To connect the pulling wire 8 and the spindle chuck 7. The structures of the seed chuck spindle 2, the spindle pin 3, and the seed pin 4 are the same as in the shaft system.
【００１０】ワイヤ方式の単結晶引き上げ装置におい
て、シードチャックをモリブデン鋼製のものから図２に
示した炭素材と炭素繊維複合材との組み合わせ品に代え
た場合、シードチャックの自重が小さいため、単結晶引
き上げの初期段階では引き上げワイヤを十分に引っ張る
ことができない。引き上げワイヤが曲がったままになっ
ていると種子結晶が垂直に保持されず、結晶品質に悪影
響を与える。このような不具合を防止するため、ワイヤ
方式の場合は引き上げワイヤにダミー荷重を掛ける構造
とすることが望ましい。In the wire type single crystal pulling apparatus, when the seed chuck made of molybdenum steel is replaced with the combination of the carbon material and the carbon fiber composite material shown in FIG. 2, the weight of the seed chuck is small. In the initial stage of pulling a single crystal, the pulling wire cannot be pulled sufficiently. If the pull-up wire remains bent, the seed crystals are not held vertically, which adversely affects the crystal quality. In order to prevent such a problem, in the case of the wire system, it is desirable that the pulling wire has a structure in which a dummy load is applied.
【００１１】[0011]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ードチャックの少なくとも種子結晶取り付け部を炭素材
で構成し、あるいは種子結晶取り付け部に炭素繊維複合
材を用い、引き上げシャフトまたは引き上げワイヤとの
連結部を炭素材で構成するか、またはシードチャックを
一体成形の炭素材または炭素繊維複合材で構成したの
で、従来から使用されているモリブデン鋼製のシードチ
ャックに比べて耐熱性、耐熱衝撃性が向上する。これに
より、モリブデン鋼製のシードチャックに発生していた
シードチャックと種子結晶との結合部あるいはシードチ
ャックと引き上げ軸または引き上げワイヤとの結合部の
噛み込み現象や、高温における機械的精度の悪化の問題
が解決される。また、モリブデン鋼の脱ガスによって発
生する単結晶の重金属汚染等の問題も同時に解決するこ
とができ、半導体単結晶の品質維持が可能となる。As described above, according to the present invention, at least the seed crystal attachment portion of the seed chuck is made of a carbon material, or the seed crystal attachment portion is made of a carbon fiber composite material, and a pulling shaft or a pulling wire is used. Since the connecting part of is made of carbon material or the seed chuck is made of integrally molded carbon material or carbon fiber composite material, it has higher heat resistance and thermal shock than the molybdenum steel seed chuck that has been used conventionally. The property is improved. As a result, the phenomenon of biting of the joint between the seed chuck and the seed crystal or the joint between the seed chuck and the pulling shaft or pulling wire that has occurred in the molybdenum steel seed chuck, and deterioration of mechanical accuracy at high temperatures The problem is solved. Further, it is possible to solve the problem of heavy metal contamination of the single crystal caused by degassing of molybdenum steel at the same time, and it becomes possible to maintain the quality of the semiconductor single crystal.
【図１】シャフト方式におけるシードチャックの一実施
態様を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a seed chuck of a shaft type.
【図２】ワイヤ方式におけるシードチャックの一実施態
様を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of a wire-type seed chuck.
【図３】シャフト方式の単結晶引き上げ装置の概略構成
を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a shaft type single crystal pulling apparatus.
【図４】ワイヤ方式における従来のシードチャックの一
例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional seed chuck in a wire system.
１，７ スピンドルチャック ２ シードチャックスピンドル ３ スピンドルピン ４ シードピン ５ 引き上げシャフト ６ 種子結晶 ８ 引き上げワイヤ 1,7 Spindle chuck 2 Seed chuck Spindle 3 Spindle pin 4 Seed pin 5 Pulling shaft 6 Seed crystal 8 Pulling wire
Claims (3)
り付け部を炭素材で構成したことを特徴とする半導体単
結晶引き上げ装置のシードチャック。1. A seed chuck for a semiconductor single crystal pulling apparatus, wherein at least a seed crystal attachment portion of the seed chuck is made of a carbon material.
炭素繊維複合材を用い、引き上げシャフトまたは引き上
げワイヤとの連結部を炭素材で構成したことを特徴とす
る半導体単結晶引き上げ装置のシードチャック。2. A seed chuck for a semiconductor single crystal pulling apparatus, wherein a carbon fiber composite material is used for a seed crystal attachment portion of the seed chuck, and a connecting portion with a pulling shaft or a pulling wire is made of a carbon material.
たは炭素繊維複合材で構成したことを特徴とする半導体
単結晶引き上げ装置のシードチャック。3. A seed chuck for a semiconductor single crystal pulling apparatus, wherein the seed chuck is made of an integrally molded carbon material or carbon fiber composite material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17231193A JPH0710687A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Seed chuck of device for drawing semiconductor single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17231193A JPH0710687A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Seed chuck of device for drawing semiconductor single crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0710687A true JPH0710687A (en) | 1995-01-13 |
Family
ID=15939569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17231193A Pending JPH0710687A (en) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | Seed chuck of device for drawing semiconductor single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710687A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6203614B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-03-20 | Memc Electronic Materials, Inc. | Cable assembly for crystal puller |
| CN104264230A (en) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 深圳市盛世智能装备有限公司 | Cooling pull rod for high temperature furnace for crystal growth and manufacturing method of cooling pull rod |
| CN114737252A (en) * | 2022-04-13 | 2022-07-12 | 江苏鑫华半导体科技股份有限公司 | Seed chuck, silicon core and preparation method thereof |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP17231193A patent/JPH0710687A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6203614B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-03-20 | Memc Electronic Materials, Inc. | Cable assembly for crystal puller |
| CN104264230A (en) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 深圳市盛世智能装备有限公司 | Cooling pull rod for high temperature furnace for crystal growth and manufacturing method of cooling pull rod |
| CN114737252A (en) * | 2022-04-13 | 2022-07-12 | 江苏鑫华半导体科技股份有限公司 | Seed chuck, silicon core and preparation method thereof |
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