JPH1081580A - ルツボ内への塊状原料の装填方法 - Google Patents
ルツボ内への塊状原料の装填方法Info
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- JPH1081580A JPH1081580A JP25400396A JP25400396A JPH1081580A JP H1081580 A JPH1081580 A JP H1081580A JP 25400396 A JP25400396 A JP 25400396A JP 25400396 A JP25400396 A JP 25400396A JP H1081580 A JPH1081580 A JP H1081580A
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 塊状原料をルツボ内に装填中にルツボが割れ
てしまうという問題を解決する。 【解決手段】 溶融用のルツボ内に表面に塊状原料を装
填する前に、緩衝材をルツボの内底面に敷き詰める。
てしまうという問題を解決する。 【解決手段】 溶融用のルツボ内に表面に塊状原料を装
填する前に、緩衝材をルツボの内底面に敷き詰める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法により半導体単結晶を成長させる際のルツボ内への塊
状原料の装填方法に関するものである。
法により半導体単結晶を成長させる際のルツボ内への塊
状原料の装填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体単結晶を成長させる方
法として、チョクラルスキー法（以後、ＣＺ法と記
す。）が一般に用いられている。ＣＺ法は、多結晶半導
体からなる直径１５０〜２００ｍｍのロッドを破砕して
得られる５ｃｍ程度の大きさの塊状原料や、流動床反応
炉を用いて得られる直径１００〜１５００μｍ程度の粒
状原料を、引上炉内のルツボに装填した後、ルツボ内で
融解させ、種結晶を用いて半導体単結晶を成長させなが
ら引き上げる方法である。
法として、チョクラルスキー法（以後、ＣＺ法と記
す。）が一般に用いられている。ＣＺ法は、多結晶半導
体からなる直径１５０〜２００ｍｍのロッドを破砕して
得られる５ｃｍ程度の大きさの塊状原料や、流動床反応
炉を用いて得られる直径１００〜１５００μｍ程度の粒
状原料を、引上炉内のルツボに装填した後、ルツボ内で
融解させ、種結晶を用いて半導体単結晶を成長させなが
ら引き上げる方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、デバイスチッ
プはバッチプロセスで製造されるため、製造歩留等の観
点からシリコンウェハの大口径化が常に求められてい
る。そのため、１２インチ（約３０ｃｍ）以上のいわゆ
る大口径ＣＺシリコンの実現の可能性が模索されてい
る。
プはバッチプロセスで製造されるため、製造歩留等の観
点からシリコンウェハの大口径化が常に求められてい
る。そのため、１２インチ（約３０ｃｍ）以上のいわゆ
る大口径ＣＺシリコンの実現の可能性が模索されてい
る。
【０００４】例えば、１６インチ（約４０ｃｍ）の大口
径ＣＺシリコンを製造する場合、従来の最大口径と言わ
れる１２インチ（約３０ｃｍ）のＣＺシリコンを製造す
る時と比べて原料の重量が倍以上にもなるため、従来の
石英ルツボでは容積が小さ過ぎ、不適当である。そのた
め、１６インチ結晶用の大型の石英ルツボおよび引上炉
を新たに設計・製造して、ＣＺ法によりシリコン単結晶
を成長させることが検討されている。
径ＣＺシリコンを製造する場合、従来の最大口径と言わ
れる１２インチ（約３０ｃｍ）のＣＺシリコンを製造す
る時と比べて原料の重量が倍以上にもなるため、従来の
石英ルツボでは容積が小さ過ぎ、不適当である。そのた
め、１６インチ結晶用の大型の石英ルツボおよび引上炉
を新たに設計・製造して、ＣＺ法によりシリコン単結晶
を成長させることが検討されている。
【０００５】しかしながら、１６インチ結晶用の大型の
石英ルツボ及び引上炉等の従来よりも大型なルツボ及び
引上炉を用いる場合、様々な難点が生じる。その中の１
つとして、以下のような難点が挙げられる。
石英ルツボ及び引上炉等の従来よりも大型なルツボ及び
引上炉を用いる場合、様々な難点が生じる。その中の１
つとして、以下のような難点が挙げられる。
【０００６】即ち、多結晶半導体からなる原料を溶融す
るためのルツボが大きくなると、当然のことながら、ル
ツボ内に装填する原料の量も多くなる。ルツボ内に装填
する塊状原料は多結晶半導体からなるロッドを破砕して
得られるものであるため、その表面には比較的鋭い突部
が形成されている。
るためのルツボが大きくなると、当然のことながら、ル
ツボ内に装填する原料の量も多くなる。ルツボ内に装填
する塊状原料は多結晶半導体からなるロッドを破砕して
得られるものであるため、その表面には比較的鋭い突部
が形成されている。
【０００７】従って、塊状原料を大量にルツボ内に装填
すると、ルツボの内面と接する塊状原料の表面突部の頂
点に、ルツボ内の塊状原料の重量が集中してかかり、こ
の圧力によりルツボが割れてしまう恐れがある。これは
ルツボの大きさが大きくなればなるほど装填する塊状原
料の量も多くなるため、ルツボが割れる可能性が高くな
る。
すると、ルツボの内面と接する塊状原料の表面突部の頂
点に、ルツボ内の塊状原料の重量が集中してかかり、こ
の圧力によりルツボが割れてしまう恐れがある。これは
ルツボの大きさが大きくなればなるほど装填する塊状原
料の量も多くなるため、ルツボが割れる可能性が高くな
る。
【０００８】一般に、ルツボは、石英等の比較的高価な
材質よりなるものであるため、ルツボ一個の値段は、ル
ツボが大きくなればなるほど高くなる。従って、１６イ
ンチ結晶用等の大型の石英ルツボを用いる場合にルツボ
が割れてしまうと多大な損失を被ることになってしま
う。
材質よりなるものであるため、ルツボ一個の値段は、ル
ツボが大きくなればなるほど高くなる。従って、１６イ
ンチ結晶用等の大型の石英ルツボを用いる場合にルツボ
が割れてしまうと多大な損失を被ることになってしま
う。
【０００９】そこで、本発明は、塊状原料をルツボ内に
装填中にルツボが割れてしまうという問題を解決するこ
とを主目的としている。特に、本発明は、１６インチ結
晶用等の大型の石英ルツボに塊状原料を装填中にルツボ
が割れてしまうという問題を解決することを目的として
いる。
装填中にルツボが割れてしまうという問題を解決するこ
とを主目的としている。特に、本発明は、１６インチ結
晶用等の大型の石英ルツボに塊状原料を装填中にルツボ
が割れてしまうという問題を解決することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決すべく請
求項１にかかる発明では、ＣＺ半導体単結晶の製造に際
して、多結晶半導体からなる塊状原料を溶融用のルツボ
へ装填する方法において、前記ＣＺ半導体単結晶の原料
となる組成物からなる緩衝材を予めルツボの内底面に敷
き詰め、しかる後に、前記塊状原料を装填することを特
徴とする方法を提案している。
求項１にかかる発明では、ＣＺ半導体単結晶の製造に際
して、多結晶半導体からなる塊状原料を溶融用のルツボ
へ装填する方法において、前記ＣＺ半導体単結晶の原料
となる組成物からなる緩衝材を予めルツボの内底面に敷
き詰め、しかる後に、前記塊状原料を装填することを特
徴とする方法を提案している。
【００１１】即ち、本方法では、溶融用のルツボ内に表
面に比較的鋭い突部を有する塊状原料を装填する前に、
緩衝材をルツボの内底面に敷き詰め、塊状原料がルツボ
内に装填された時に、塊状原料とルツボ内底面との間に
緩衝材が配されるように装填する。
面に比較的鋭い突部を有する塊状原料を装填する前に、
緩衝材をルツボの内底面に敷き詰め、塊状原料がルツボ
内に装填された時に、塊状原料とルツボ内底面との間に
緩衝材が配されるように装填する。
【００１２】そのため、ルツボ内に装填された複数の塊
状原料の重量が、最もルツボ内底面側に配された塊状原
料表面の突部に集中してかかっても、この重量は、緩衝
材により分散されてしまうため、ルツボの内面の一部に
原料の重量が集中してかかることがないので、ルツボが
割れることがない。
状原料の重量が、最もルツボ内底面側に配された塊状原
料表面の突部に集中してかかっても、この重量は、緩衝
材により分散されてしまうため、ルツボの内面の一部に
原料の重量が集中してかかることがないので、ルツボが
割れることがない。
【００１３】なお、本発明でのルツボの内底面とは、原
料の重量がかかる全ての面を指している。一般にルツボ
は、側面部と底部との間の面が曲面に形成されたお椀形
状であるため、その様な形状のルツボ内面において、原
料の重量がかかる面は、底部と、側面部と底部との間の
曲面部とである。従って、本発明でのルツボの内底面と
は、底部と、側面部と底部との間の曲面部とを含んでい
ることは言うまでもない。
料の重量がかかる全ての面を指している。一般にルツボ
は、側面部と底部との間の面が曲面に形成されたお椀形
状であるため、その様な形状のルツボ内面において、原
料の重量がかかる面は、底部と、側面部と底部との間の
曲面部とである。従って、本発明でのルツボの内底面と
は、底部と、側面部と底部との間の曲面部とを含んでい
ることは言うまでもない。
【００１４】また、請求項２の発明では、請求項１に記
載の装填方法において、前記緩衝材として、粒状ポリシ
リコンを用いることを特徴とする方法を提案している。
粒状ポリシリコンを用いることにより、比較的簡単にル
ツボの外底面に緩衝材を配することができる。
載の装填方法において、前記緩衝材として、粒状ポリシ
リコンを用いることを特徴とする方法を提案している。
粒状ポリシリコンを用いることにより、比較的簡単にル
ツボの外底面に緩衝材を配することができる。
【００１５】さらに、請求項３の発明では、請求項１に
記載の装填方法において、前記緩衝材として、シリコン
ウェハを用いることを特徴とする方法を提案している。
表面が平坦なシリコンウェハを用いることにより、ルツ
ボの外底面に緩衝材を配する作業が楽になる。
記載の装填方法において、前記緩衝材として、シリコン
ウェハを用いることを特徴とする方法を提案している。
表面が平坦なシリコンウェハを用いることにより、ルツ
ボの外底面に緩衝材を配する作業が楽になる。
【００１６】また、表面が平坦なシリコンウェハをルツ
ボの内側面と内底面との間の曲面部に沿って配すること
は難しいため、ルツボの底部には比較的大きなシリコン
ウェハを配し、前記曲面部には比較的小さなシリコンウ
ェハを配したり、比較的小さなシリコンウェハの代わり
に粒状ポリシリコンを配するなどのように、ルツボの内
面と原料との間又は原料同士において隙間をなくすよう
にすることもできる。
ボの内側面と内底面との間の曲面部に沿って配すること
は難しいため、ルツボの底部には比較的大きなシリコン
ウェハを配し、前記曲面部には比較的小さなシリコンウ
ェハを配したり、比較的小さなシリコンウェハの代わり
に粒状ポリシリコンを配するなどのように、ルツボの内
面と原料との間又は原料同士において隙間をなくすよう
にすることもできる。
【００１７】尚、以上説明したすべての発明は、装填す
る塊状原料の量が多くなる１６インチ結晶用の石英ルツ
ボ等のような従来よりも大型なルツボに塊状原料を装填
する場合に特に有効である。勿論、従来の大きさのルツ
ボに対しても有効であることは言うまでもない。
る塊状原料の量が多くなる１６インチ結晶用の石英ルツ
ボ等のような従来よりも大型なルツボに塊状原料を装填
する場合に特に有効である。勿論、従来の大きさのルツ
ボに対しても有効であることは言うまでもない。
【００１８】
【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を詳細に説明
する。勿論、本発明はこの実施形態のみに限定されるも
のではない。まず、１６インチ径のＣＺシリコンの製造
のために、直径約１〜１．２ｍ、高さ約０．６〜０．８
ｍのルツボを含む引上炉を用意する。この引上炉は高さ
約１５ｍ、幅約５ｍであり、従来よりも大型のものであ
る。
する。勿論、本発明はこの実施形態のみに限定されるも
のではない。まず、１６インチ径のＣＺシリコンの製造
のために、直径約１〜１．２ｍ、高さ約０．６〜０．８
ｍのルツボを含む引上炉を用意する。この引上炉は高さ
約１５ｍ、幅約５ｍであり、従来よりも大型のものであ
る。
【００１９】前述のルツボを専用の台車に載せ、引上炉
の外で直径約５〜１５ｃｍのシリコンウェハをルツボ内
底面に何重かに敷き詰める。この時、内底面中央には大
きめのウェハを敷き詰め、外周に向うにつれて小さくな
るようにシリコンウェハの大きさを選択して敷き詰める
ことで、ウェハ間及びウェハとルツボ内底面との間に隙
間を作らないようにする。
の外で直径約５〜１５ｃｍのシリコンウェハをルツボ内
底面に何重かに敷き詰める。この時、内底面中央には大
きめのウェハを敷き詰め、外周に向うにつれて小さくな
るようにシリコンウェハの大きさを選択して敷き詰める
ことで、ウェハ間及びウェハとルツボ内底面との間に隙
間を作らないようにする。
【００２０】シリコンウェハを敷き詰め後、大きさが大
体５ｃｍの多結晶シリコン塊を約５００ｋｇ人手により
装填して、台車により引上炉の近くまで搬送した後、台
車の昇降機能及びハンドリング装置を利用してルツボを
引上炉の所定位置に移しかえ、炉内を密閉してＡｒガス
を充填し、炉を始動させて融解を開始する。
体５ｃｍの多結晶シリコン塊を約５００ｋｇ人手により
装填して、台車により引上炉の近くまで搬送した後、台
車の昇降機能及びハンドリング装置を利用してルツボを
引上炉の所定位置に移しかえ、炉内を密閉してＡｒガス
を充填し、炉を始動させて融解を開始する。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明のルツボ内への塊
状原料の装填方法によれば、ルツボ内に装填された複数
の塊状原料の重量が、最もルツボ内底面側に配された塊
状原料表面の突部に集中してかかっても、固形緩衝材に
より分散されてしまうため、ルツボが割れることがない
という効果を達成する。これは、特に、装填する塊状原
料の量が多くなる１６インチ結晶用の石英ルツボ等のよ
うな従来よりも大型なルツボに塊状原料を装填する場合
に著しい効果を発揮する。
状原料の装填方法によれば、ルツボ内に装填された複数
の塊状原料の重量が、最もルツボ内底面側に配された塊
状原料表面の突部に集中してかかっても、固形緩衝材に
より分散されてしまうため、ルツボが割れることがない
という効果を達成する。これは、特に、装填する塊状原
料の量が多くなる１６インチ結晶用の石英ルツボ等のよ
うな従来よりも大型なルツボに塊状原料を装填する場合
に著しい効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔵本 誠 東京都千代田区丸の内１−４−２ 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 町田 倫久 東京都千代田区丸の内１−４−２ 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 白石 裕 東京都千代田区丸の内１−４−２ 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 高野 清隆 東京都千代田区丸の内１−４−２ 株式会 社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者 飯田 哲広 東京都千代田区丸の内１−４−２ 株式会 社スーパーシリコン研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＣＺ半導体単結晶の製造に際して、多結
晶半導体からなる塊状原料を溶融用のルツボへ装填する
方法において、 前記ＣＺ半導体単結晶の原料となる組成物からなる緩衝
材を予めルツボの内底面に敷き詰め、しかる後に、前記
塊状原料を装填することを特徴とするルツボ内への塊状
原料の装填方法。 - 【請求項２】 前記緩衝材として、粒状ポリシリコンを
用いることを特徴とする請求項１に記載の装填方法。 - 【請求項３】 前記緩衝材として、シリコンウェハを用
いることを特徴とする請求項１に記載の装填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25400396A JPH1081580A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ルツボ内への塊状原料の装填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25400396A JPH1081580A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ルツボ内への塊状原料の装填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081580A true JPH1081580A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17258916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25400396A Pending JPH1081580A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ルツボ内への塊状原料の装填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1081580A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105780105A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制备方法 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP25400396A patent/JPH1081580A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105780105A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制备方法 |
| JP2016130200A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
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