JPH11255588A - 単結晶原料供給装置及び単結晶原料供給方法 - Google Patents
単結晶原料供給装置及び単結晶原料供給方法Info
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- JPH11255588A JPH11255588A JP10080342A JP8034298A JPH11255588A JP H11255588 A JPH11255588 A JP H11255588A JP 10080342 A JP10080342 A JP 10080342A JP 8034298 A JP8034298 A JP 8034298A JP H11255588 A JPH11255588 A JP H11255588A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
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- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶解原料を補助ルツボからオーバフローさせ
て供給管を介して主ルツボに供給する場合に供給管の外
周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温手段を設
けることなく溶解原料が供給管内で固化することを防止
する。 【解決手段】 石英の補助ルツボ１の中央には、補助ル
ツボ１内の溶融液をオーバフローにより主ルツボ１１に
供給するためのパイプ１ａが形成されている。補助ルツ
ボ１内の原料が溶解すると、フィーダ２１から原料を補
助ルツボ１内に連続して供給するのではなく、補助ルツ
ボ１内の溶融液が間欠的にパイプ１ａの上端の開口をオ
ーバフローして主ルツボ１１に供給される量の追加原料
が供給される。
て供給管を介して主ルツボに供給する場合に供給管の外
周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温手段を設
けることなく溶解原料が供給管内で固化することを防止
する。 【解決手段】 石英の補助ルツボ１の中央には、補助ル
ツボ１内の溶融液をオーバフローにより主ルツボ１１に
供給するためのパイプ１ａが形成されている。補助ルツ
ボ１内の原料が溶解すると、フィーダ２１から原料を補
助ルツボ１内に連続して供給するのではなく、補助ルツ
ボ１内の溶融液が間欠的にパイプ１ａの上端の開口をオ
ーバフローして主ルツボ１１に供給される量の追加原料
が供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引上げＣＺ（Czoc
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶引上げ装置において単結晶の原
料を補助ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を主
ルツボに供給するための単結晶原料供給装置及び単結晶
原料供給方法に関する。
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶引上げ装置において単結晶の原
料を補助ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を主
ルツボに供給するための単結晶原料供給装置及び単結晶
原料供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディ部と下端が突
出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆる
インゴット）を成長させるように構成されている。
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディ部と下端が突
出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆる
インゴット）を成長させるように構成されている。
【０００３】このような装置において原料を溶解する従
来の方法としては、単結晶引上げ用のルツボ（以下、主
ルツボ）内の溶融原料の減少を補助ルツボから供給する
方法が提案されている。例えば特開昭５５−１３０８９
４号公報では主ルツボと連通した補助ルツボ内で原料を
溶解して、補助ルツボから連通管を介して主ルツボに追
加供給する方法が提案されている。また、特開昭５６−
１６４０９７号公報では固体原料を引上げ装置の外から
引上げ装置内の補助ルツボ内に供給して溶解し、溶解原
料を補助ルツボから主ルツボに追加供給する方法が提案
されている。
来の方法としては、単結晶引上げ用のルツボ（以下、主
ルツボ）内の溶融原料の減少を補助ルツボから供給する
方法が提案されている。例えば特開昭５５−１３０８９
４号公報では主ルツボと連通した補助ルツボ内で原料を
溶解して、補助ルツボから連通管を介して主ルツボに追
加供給する方法が提案されている。また、特開昭５６−
１６４０９７号公報では固体原料を引上げ装置の外から
引上げ装置内の補助ルツボ内に供給して溶解し、溶解原
料を補助ルツボから主ルツボに追加供給する方法が提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶解原
料を補助ルツボから少量ずつ連続してオーバフローさせ
て供給管を介して主ルツボに供給する方法では、溶解原
料が供給管内で固化するのでこれを防止するために、供
給管の外周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温
手段が必要になるという問題点がある。また、他の方法
として、供給管を用いずに、棒状の原料を吊るして溶解
し、液滴を落下させる方法では、あらかじめ原料を棒状
に加工する必要があり、また、供給速度が遅くなるとい
う問題点がある。
料を補助ルツボから少量ずつ連続してオーバフローさせ
て供給管を介して主ルツボに供給する方法では、溶解原
料が供給管内で固化するのでこれを防止するために、供
給管の外周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温
手段が必要になるという問題点がある。また、他の方法
として、供給管を用いずに、棒状の原料を吊るして溶解
し、液滴を落下させる方法では、あらかじめ原料を棒状
に加工する必要があり、また、供給速度が遅くなるとい
う問題点がある。
【０００５】本発明は上記従来例の問題点に鑑み、溶解
原料を補助ルツボからオーバフローさせて供給管を介し
て主ルツボに供給する場合に供給管の外周にヒータなど
の加熱手段や断熱材などの保温手段を設けることなく溶
解原料が供給管内で固化することを防止することができ
る単結晶原料供給装置を提供することを目的とする。
原料を補助ルツボからオーバフローさせて供給管を介し
て主ルツボに供給する場合に供給管の外周にヒータなど
の加熱手段や断熱材などの保温手段を設けることなく溶
解原料が供給管内で固化することを防止することができ
る単結晶原料供給装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、補助ルツボ内の溶融液が間欠的に供給管の
上端の開口をオーバフローしてオーバフロー量が増加す
るように、追加原料を間欠的に補助ルツボ内に供給する
ようにしたり、あるいは追加原料は連続的に補助ルツボ
内に供給するが、補助ルツボ自体における溶融液の表面
張力を増大させ、溶融液が供給管の開口に対して盛り上
がり、一度にまとまった量の溶融液がオーバフローする
ようにしたり、さらにこれらを組み合わせたりしたもの
である。
するために、補助ルツボ内の溶融液が間欠的に供給管の
上端の開口をオーバフローしてオーバフロー量が増加す
るように、追加原料を間欠的に補助ルツボ内に供給する
ようにしたり、あるいは追加原料は連続的に補助ルツボ
内に供給するが、補助ルツボ自体における溶融液の表面
張力を増大させ、溶融液が供給管の開口に対して盛り上
がり、一度にまとまった量の溶融液がオーバフローする
ようにしたり、さらにこれらを組み合わせたりしたもの
である。
【０００７】すなわち本発明によれば、単結晶の原料を
補助ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管
を介して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置におい
て、前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液
が間欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする
量の追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原
料供給手段を有することを特徴とする単結晶原料供給装
置が提供される。
補助ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管
を介して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置におい
て、前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液
が間欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする
量の追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原
料供給手段を有することを特徴とする単結晶原料供給装
置が提供される。
【０００８】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が表面張力により前記供給管
の上端開口より所定距離以上盛り上がるように、前記供
給管の上端開口が変形されていることを特徴とする単結
晶原料供給装置が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が表面張力により前記供給管
の上端開口より所定距離以上盛り上がるように、前記供
給管の上端開口が変形されていることを特徴とする単結
晶原料供給装置が提供される。
【０００９】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていることを特徴とする単
結晶原料供給装置が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていることを特徴とする単
結晶原料供給装置が提供される。
【００１０】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、かつ前記補助ルツボ内の溶融液が表面張
力により前記供給管の上端開口より所定距離以上盛り上
がるように、前記供給管の上端開口が変形されているこ
とを特徴とする単結晶原料供給装置が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、かつ前記補助ルツボ内の溶融液が表面張
力により前記供給管の上端開口より所定距離以上盛り上
がるように、前記供給管の上端開口が変形されているこ
とを特徴とする単結晶原料供給装置が提供される。
【００１１】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、前記補助ルツボ内の溶融液が対流により
前記供給管の上端の開口より所定距離以上盛り上がるよ
うに、前記補助ルツボ内の原料を加熱するための高周波
コイルが、前記補助ルツボの回りに配置されていること
を特徴とする単結晶原料供給装置が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、前記補助ルツボ内の溶融液が対流により
前記供給管の上端の開口より所定距離以上盛り上がるよ
うに、前記補助ルツボ内の原料を加熱するための高周波
コイルが、前記補助ルツボの回りに配置されていること
を特徴とする単結晶原料供給装置が提供される。
【００１２】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていて、かつ前記補助ルツ
ボ内の溶融液が表面張力により前記供給管の上端開口よ
り所定距離以上盛り上がるように、前記供給管の上端開
口が変形されていることを特徴とする単結晶原料供給装
置が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給装置において、
前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていて、かつ前記補助ルツ
ボ内の溶融液が表面張力により前記供給管の上端開口よ
り所定距離以上盛り上がるように、前記供給管の上端開
口が変形されていることを特徴とする単結晶原料供給装
置が提供される。
【００１３】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プを有することを特徴とする単結晶原料供給方法が提供
される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プを有することを特徴とする単結晶原料供給方法が提供
される。
【００１４】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液の表
面張力を増大させるステップを有することを特徴とする
単結晶原料供給方法が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液の表
面張力を増大させるステップを有することを特徴とする
単結晶原料供給方法が提供される。
【００１５】また本発明によれば、単結晶の原料を補助
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プと、前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融
液の表面張力を増大させるステップとを、有することを
特徴とする単結晶原料供給方法が提供される。
ルツボ内で加熱して溶解し、この溶解原料を供給管を介
して主ルツボに供給する単結晶原料供給方法において、
前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プと、前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融
液の表面張力を増大させるステップとを、有することを
特徴とする単結晶原料供給方法が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶原料供
給装置の一実施形態が適用された単結晶引上げ装置を示
す構成図、図２は図１の原料供給装置の供給方法を示す
説明図である。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶原料供
給装置の一実施形態が適用された単結晶引上げ装置を示
す構成図、図２は図１の原料供給装置の供給方法を示す
説明図である。
【００１７】図１に示す単結晶引上げ装置１０では、石
英の主ルツボ１１の回りには円筒状のヒータ（不図示）
が配置され、ヒータの回りには円筒状の断熱材１３が配
置されている。これらの部材１１、１３は下部チャンバ
１４内に配置されている。また、図示省略されている
が、主ルツボ１１はカーボンルツボにより支持され、こ
の主ルツボ１１とカーボンルツボは上下方向に移動可能
に、軸の回りを回動可能に支持されている。また、下部
チャンバ１４の上には上部チャンバ１５が配置され、上
部チャンバ１５からは単結晶を引き上げるためのケーブ
ルが上下方向に移動可能に、軸の回りを回転可能に吊り
下げられる。
英の主ルツボ１１の回りには円筒状のヒータ（不図示）
が配置され、ヒータの回りには円筒状の断熱材１３が配
置されている。これらの部材１１、１３は下部チャンバ
１４内に配置されている。また、図示省略されている
が、主ルツボ１１はカーボンルツボにより支持され、こ
の主ルツボ１１とカーボンルツボは上下方向に移動可能
に、軸の回りを回動可能に支持されている。また、下部
チャンバ１４の上には上部チャンバ１５が配置され、上
部チャンバ１５からは単結晶を引き上げるためのケーブ
ルが上下方向に移動可能に、軸の回りを回転可能に吊り
下げられる。
【００１８】下部チャンバ１４の上にはまた、補助チャ
ンバ１７が配置され、補助チャンバ１７内には主ルツボ
１１内に溶解原料（メルト）を供給するために図２に詳
しく示すような補助溶解装置２０が配置されている。さ
らに、補助溶解装置２０の上には単結晶原料となる固体
粒状原料を供給するための固体粒状原料供給装置（フィ
ーダ）２１が配置されている。なお、下部チャンバ１４
と、上部チャンバ１５と補助チャンバ１７の内部は連通
していて低圧に維持され、また、Ａｒなどの不活性ガス
が流されている。
ンバ１７が配置され、補助チャンバ１７内には主ルツボ
１１内に溶解原料（メルト）を供給するために図２に詳
しく示すような補助溶解装置２０が配置されている。さ
らに、補助溶解装置２０の上には単結晶原料となる固体
粒状原料を供給するための固体粒状原料供給装置（フィ
ーダ）２１が配置されている。なお、下部チャンバ１４
と、上部チャンバ１５と補助チャンバ１７の内部は連通
していて低圧に維持され、また、Ａｒなどの不活性ガス
が流されている。
【００１９】図２を参照して補助溶解装置２０について
詳しく説明する。石英の補助ルツボ１の中央には、補助
ルツボ１内の溶融液をオーバフローにより主ルツボ１１
に供給するための供給管としてのパイプ１ａが形成さ
れ、このパイプ１ａは上端の開口の高さ位置が補助ルツ
ボ１の高さの約１／２の位置に突出するように形成され
ている。また、補助ルツボ１はカーボンルツボ２により
支持され、カーボンルツボ２の回りには抵抗加熱式のヒ
ータ３が配置されている。
詳しく説明する。石英の補助ルツボ１の中央には、補助
ルツボ１内の溶融液をオーバフローにより主ルツボ１１
に供給するための供給管としてのパイプ１ａが形成さ
れ、このパイプ１ａは上端の開口の高さ位置が補助ルツ
ボ１の高さの約１／２の位置に突出するように形成され
ている。また、補助ルツボ１はカーボンルツボ２により
支持され、カーボンルツボ２の回りには抵抗加熱式のヒ
ータ３が配置されている。
【００２０】このような構成において、まず、パイプ１
ａは上端の開口を超えない量の原料がフィーダ２１から
補助ルツボ１内に供給され、次いでヒータ３により加熱
される。そして、補助ルツボ１内の原料が溶解すると、
補助ルツボ１内の溶融液が間欠的にパイプ１ａの上端の
開口をオーバフローして主ルツボ１１に供給される量の
追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給され
る。間欠の頻度は、例えば１分に１回などとすることが
できる。次いで補助ルツボ１内の全ての原料がヒータ２
により加熱されて溶解すると、再度、補助ルツボ１内の
溶融液がオーバフローにより主ルツボ１１に供給される
量の追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給
される。以下、同様に、フィーダ２１から原料を連続し
て供給するのではなく、間欠的に供給することにより補
助ルツボ１内の溶融液を間欠的にオーバフローさせてオ
ーバフロー量を増加させ、パイプ１ａの内壁面との接触
時間を短縮することにより、主ルツボ１１に供給する。
ａは上端の開口を超えない量の原料がフィーダ２１から
補助ルツボ１内に供給され、次いでヒータ３により加熱
される。そして、補助ルツボ１内の原料が溶解すると、
補助ルツボ１内の溶融液が間欠的にパイプ１ａの上端の
開口をオーバフローして主ルツボ１１に供給される量の
追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給され
る。間欠の頻度は、例えば１分に１回などとすることが
できる。次いで補助ルツボ１内の全ての原料がヒータ２
により加熱されて溶解すると、再度、補助ルツボ１内の
溶融液がオーバフローにより主ルツボ１１に供給される
量の追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給
される。以下、同様に、フィーダ２１から原料を連続し
て供給するのではなく、間欠的に供給することにより補
助ルツボ１内の溶融液を間欠的にオーバフローさせてオ
ーバフロー量を増加させ、パイプ１ａの内壁面との接触
時間を短縮することにより、主ルツボ１１に供給する。
【００２１】図３に示す第２の実施形態では、表面張力
により補助ルツボ１内の溶融液がパイプ１ａの開口と補
助ルツボ１の内壁の間で、開口より所定距離以上盛り上
がるように、パイプ１ａの開口１ｂが内側にやや変形さ
れている。このような変形をしない、図２の形状の場合
にも溶融液は表面張力により開口より上へ盛り上がる
が、このような変形をすることにより、更に盛り上がり
が高くなる。なお、この例ではパイプ１ａの先端の外径
と内径が共にテーパー状に先細りとなっているが、表面
張力に影響を与えるのは、パイプ１ａの外周部であるの
で、パイプ先端の外径がテーパー状に先細りとなってい
れば、同様の効果がある。
により補助ルツボ１内の溶融液がパイプ１ａの開口と補
助ルツボ１の内壁の間で、開口より所定距離以上盛り上
がるように、パイプ１ａの開口１ｂが内側にやや変形さ
れている。このような変形をしない、図２の形状の場合
にも溶融液は表面張力により開口より上へ盛り上がる
が、このような変形をすることにより、更に盛り上がり
が高くなる。なお、この例ではパイプ１ａの先端の外径
と内径が共にテーパー状に先細りとなっているが、表面
張力に影響を与えるのは、パイプ１ａの外周部であるの
で、パイプ先端の外径がテーパー状に先細りとなってい
れば、同様の効果がある。
【００２２】他の構成は第１の実施形態と同一である。
ただし、第１の実施形態のように間欠的に原料を補助ル
ツボに供給する必要はなく、開口に対する溶融液の盛り
上がりが所定高さになったとき、表面が崩れて、一度に
所定量の溶融液がパイプ１ａ内に流れ込むので、自動的
に間欠供給が可能である。したがって、このような構成
によれば、補助ルツボ１内の原料がヒータ３により加熱
されて溶解した後、補助ルツボ１内の溶融液がオーバフ
ローにより主ルツボ１１に供給される量の原料がフィー
ダ２１から補助ルツボ１内に追加供給されると、第１の
実施形態と比較して、表面張力により盛り上がった分だ
け多く原料がオーバフローして主ルツボ１１に供給され
るので、パイプ１ａの内壁面との接触時間を更に短縮す
ることができる。
ただし、第１の実施形態のように間欠的に原料を補助ル
ツボに供給する必要はなく、開口に対する溶融液の盛り
上がりが所定高さになったとき、表面が崩れて、一度に
所定量の溶融液がパイプ１ａ内に流れ込むので、自動的
に間欠供給が可能である。したがって、このような構成
によれば、補助ルツボ１内の原料がヒータ３により加熱
されて溶解した後、補助ルツボ１内の溶融液がオーバフ
ローにより主ルツボ１１に供給される量の原料がフィー
ダ２１から補助ルツボ１内に追加供給されると、第１の
実施形態と比較して、表面張力により盛り上がった分だ
け多く原料がオーバフローして主ルツボ１１に供給され
るので、パイプ１ａの内壁面との接触時間を更に短縮す
ることができる。
【００２３】図４に示す第３の実施形態では、抵抗加熱
式のヒータ３の代わりに誘導加熱式の高周波コイル４が
配置されている。他の構成は第１の実施形態と同一であ
る。このような構成によれば、高周波コイル４に高周波
電力が印加されると、補助ルツボ１内の原料が２次誘導
電流によりジュール発熱して溶解し、また、補助ルツボ
１内の溶融液が高周波コイル４による対流によりパイプ
１ａの開口と補助ルツボ１の内壁の間で盛り上がる。こ
の実施形態では、第２の実施形態より、表面張力が増大
し、あるいは実際の値はともかく、あたかも表面張力が
増大したような状態となり、第２の実施形態における開
口からの盛り上がり高さの臨界点、すなわち、パイプ１
ａに溶融液が流れ込み出す盛り上がり高さより、高い盛
り上がりとなっても、流れ込まず、より多くの量を一度
に供給することができる。
式のヒータ３の代わりに誘導加熱式の高周波コイル４が
配置されている。他の構成は第１の実施形態と同一であ
る。このような構成によれば、高周波コイル４に高周波
電力が印加されると、補助ルツボ１内の原料が２次誘導
電流によりジュール発熱して溶解し、また、補助ルツボ
１内の溶融液が高周波コイル４による対流によりパイプ
１ａの開口と補助ルツボ１の内壁の間で盛り上がる。こ
の実施形態では、第２の実施形態より、表面張力が増大
し、あるいは実際の値はともかく、あたかも表面張力が
増大したような状態となり、第２の実施形態における開
口からの盛り上がり高さの臨界点、すなわち、パイプ１
ａに溶融液が流れ込み出す盛り上がり高さより、高い盛
り上がりとなっても、流れ込まず、より多くの量を一度
に供給することができる。
【００２４】したがって、この状態で補助ルツボ１内の
溶融液がオーバフローにより主ルツボ１１に供給される
量の追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給
されると、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較し
て、対流により盛り上がった分だけ多く原料がオーバフ
ローして主ルツボ１１に供給されるので、パイプ１ａの
内壁面との接触時間を更に短縮することができる。な
お、第２の実施形態と同様、第１の実施形態のように間
欠的に原料を補助ルツボに供給する必要はなく、開口に
対する溶融液の盛り上がりが所定高さになったとき、表
面が崩れて、一度に所定量の溶融液がパイプ１ａ内に流
れ込むので、自動的に間欠供給が可能である。
溶融液がオーバフローにより主ルツボ１１に供給される
量の追加原料がフィーダ２１から補助ルツボ１内に供給
されると、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較し
て、対流により盛り上がった分だけ多く原料がオーバフ
ローして主ルツボ１１に供給されるので、パイプ１ａの
内壁面との接触時間を更に短縮することができる。な
お、第２の実施形態と同様、第１の実施形態のように間
欠的に原料を補助ルツボに供給する必要はなく、開口に
対する溶融液の盛り上がりが所定高さになったとき、表
面が崩れて、一度に所定量の溶融液がパイプ１ａ内に流
れ込むので、自動的に間欠供給が可能である。
【００２５】ところで、単結晶引上げの分野では、単結
晶の引上げ中に主ルツボ１１内の溶融液が対流すること
を防止するために、主ルツボ１１の回りにコイルなどを
配置して縦型磁界、横型磁界、カスプ形磁界を発生する
ことは周知である。これに対し、本発明では補助ルツボ
１内の溶融液を意図的に対流させて溶融液のオーバフロ
ー量を増加させて主ルツボ１１に供給するように構成さ
れている。また、第１〜第３の実施形態を組み合わせる
ことにより更に多く原料をオーバフローさせることがで
きる。すなわち、第１の実施形態と第２の実施形態を組
み合わせたり、第１の実施形態と第３の実施形態を組み
合わせたり、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合
わせたり、第１の実施形態と第２の実施形態と第３の実
施形態を組み合わせたりすることができる。
晶の引上げ中に主ルツボ１１内の溶融液が対流すること
を防止するために、主ルツボ１１の回りにコイルなどを
配置して縦型磁界、横型磁界、カスプ形磁界を発生する
ことは周知である。これに対し、本発明では補助ルツボ
１内の溶融液を意図的に対流させて溶融液のオーバフロ
ー量を増加させて主ルツボ１１に供給するように構成さ
れている。また、第１〜第３の実施形態を組み合わせる
ことにより更に多く原料をオーバフローさせることがで
きる。すなわち、第１の実施形態と第２の実施形態を組
み合わせたり、第１の実施形態と第３の実施形態を組み
合わせたり、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合
わせたり、第１の実施形態と第２の実施形態と第３の実
施形態を組み合わせたりすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、補
助ルツボ内の溶融液が間欠的に供給管の上端の開口をオ
ーバフローしてオーバフロー量が増加するように、追加
原料を間欠的に補助ルツボ内に供給するようにしたり、
あるいは追加原料は連続的に補助ルツボ内に供給する
が、補助ルツボ自体における溶融液の表面張力を増大さ
せ、溶融液が供給管の開口に対して盛り上がり、一度に
まとまった量の溶融液がオーバフローするようにした
り、さらにこれらを組み合わせたりしたので、供給管の
外周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温手段を
設けることなく溶解原料が供給管内で固化することを防
止することができる。
助ルツボ内の溶融液が間欠的に供給管の上端の開口をオ
ーバフローしてオーバフロー量が増加するように、追加
原料を間欠的に補助ルツボ内に供給するようにしたり、
あるいは追加原料は連続的に補助ルツボ内に供給する
が、補助ルツボ自体における溶融液の表面張力を増大さ
せ、溶融液が供給管の開口に対して盛り上がり、一度に
まとまった量の溶融液がオーバフローするようにした
り、さらにこれらを組み合わせたりしたので、供給管の
外周にヒータなどの加熱手段や断熱材などの保温手段を
設けることなく溶解原料が供給管内で固化することを防
止することができる。
【図１】本発明に係る単結晶原料供給装置の一実施形態
が適用された単結晶引上げ装置を示す構成図である。
が適用された単結晶引上げ装置を示す構成図である。
【図２】図１の原料供給装置の供給方法を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】第２の実施形態の原料供給装置を示す構成図で
ある。
ある。
【図４】第３の実施形態の原料供給装置を示す構成図で
ある。
ある。
１ 補助ルツボ １ａ パイプ ４ 高周波コイル １１ 主ルツボ ２１ フィーダ（固定粒状原料供給装置）
Claims (12)
- 【請求項１】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有することを特徴とする単結晶原料供給装置。 - 【請求項２】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の溶融液が表面張力により前記供給管
の上端開口より所定距離以上盛り上がるように、前記供
給管の上端開口が変形されていることを特徴とする単結
晶原料供給装置。 - 【請求項３】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていることを特徴とする単
結晶原料供給装置。 - 【請求項４】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、 かつ前記補助ルツボ内の溶融液が表面張力により前記供
給管の上端開口より所定距離以上盛り上がるように、前
記供給管の上端開口が変形されていることを特徴とする
単結晶原料供給装置。 - 【請求項５】 前記補助ルツボ内の溶融液が対流により
前記供給管の上端の開口より所定距離以上盛り上がるよ
うに、前記補助ルツボ内の原料を加熱するための高周波
コイルが、前記補助ルツボの回りに配置されていること
を特徴とする請求項４記載の単結晶原料供給装置。 - 【請求項６】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給する原料供
給手段を有し、 前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていることを特徴とする単
結晶原料供給装置。 - 【請求項７】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱して
溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供給
する単結晶原料供給装置において、 前記補助ルツボ内の溶融液が対流により前記供給管の上
端の開口より所定距離以上盛り上がるように、前記補助
ルツボ内の原料を加熱するための高周波コイルが、前記
補助ルツボの回りに配置されていて、かつ前記補助ルツ
ボ内の溶融液が表面張力により前記供給管の上端開口よ
り所定距離以上盛り上がるように、前記供給管の上端開
口が変形されていることを特徴とする単結晶原料供給装
置。 - 【請求項８】 前記供給管の上端開口が、前記補助ルツ
ボ内で前記補助ルツボの底面より所定高さ突出している
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記
載の単結晶原料供給装置。 - 【請求項９】 前記供給管の上端開口の外径がテーパー
状に先細りとなっていることを特徴とする請求項２、
４、５、７のいずれか１つに記載の単結晶原料供給装
置。 - 【請求項１０】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱し
て溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供
給する単結晶原料供給方法において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プを有することを特徴とする単結晶原料供給方法。 - 【請求項１１】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱し
て溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供
給する単結晶原料供給方法において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液の表
面張力を増大させるステップを有することを特徴とする
単結晶原料供給方法。 - 【請求項１２】 単結晶の原料を補助ルツボ内で加熱し
て溶解し、この溶解原料を供給管を介して主ルツボに供
給する単結晶原料供給方法において、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液が間
欠的に前記供給管の上端の開口をオーバフローする量の
追加原料を間欠的に前記補助ルツボ内に供給するステッ
プと、 前記補助ルツボ内の原料が溶解した後、この溶融液の表
面張力を増大させるステップとを、 有することを特徴とする単結晶原料供給方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080342A JPH11255588A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 単結晶原料供給装置及び単結晶原料供給方法 |
| DE19882385T DE19882385T1 (de) | 1998-03-12 | 1998-12-04 | Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen von einkristallinem Material |
| PCT/JP1998/005478 WO1999046433A1 (fr) | 1998-03-12 | 1998-12-04 | Appareil auxiliaire destine a faire fondre une matiere premiere monocristalline et procede de fusion de cette matiere premiere monocristalline |
| KR1019997009921A KR20010020314A (ko) | 1998-03-12 | 1998-12-04 | 단결정 원료 공급장치 및 단결정 원료 공급방법 |
| US09/403,626 US6423137B1 (en) | 1998-03-12 | 1998-12-04 | Single crystal material supplying apparatus and single crystal material supplying method |
| TW087120610A TW520409B (en) | 1998-03-12 | 1998-12-11 | Single crystal material supplying apparatus and single crystal material supplying method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080342A JPH11255588A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 単結晶原料供給装置及び単結晶原料供給方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11255588A true JPH11255588A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13715596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10080342A Withdrawn JPH11255588A (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 単結晶原料供給装置及び単結晶原料供給方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6423137B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11255588A (ja) |
| KR (1) | KR20010020314A (ja) |
| DE (1) | DE19882385T1 (ja) |
| TW (1) | TW520409B (ja) |
| WO (1) | WO1999046433A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009155162A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Sharp Corp | 融解装置 |
| JP2010120821A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 結晶成長装置及び結晶成長方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20030101924A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-06-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Intermittent feeding technique for increasing the melting rate of polycrystalline silicon |
| DE10204178B4 (de) | 2002-02-01 | 2008-01-03 | Siltronic Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Einkristalls aus Halbleitermaterial |
| US7344594B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-03-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
| US7465351B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-12-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
| US7691199B2 (en) * | 2004-06-18 | 2010-04-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Melter assembly and method for charging a crystal forming apparatus with molten source material |
| US9096946B2 (en) * | 2011-05-12 | 2015-08-04 | Korea Institute Of Energy Research | Reusable dual crucible for silicon melting and manufacturing apparatus of silicon slim plate including the same |
| DE102014210936B3 (de) * | 2014-06-06 | 2015-10-22 | Siltronic Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Kristalls aus Halbleitermaterial |
| JP6597526B2 (ja) * | 2016-09-06 | 2019-10-30 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 融液導入管及びこれを用いたシリコン単結晶の製造装置 |
| CN109306515B (zh) * | 2017-07-27 | 2021-06-08 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 物料供给装置和晶体生长系统 |
| KR102217883B1 (ko) * | 2020-09-24 | 2021-02-18 | 한화솔루션 주식회사 | 연속 잉곳 성장 장치 |
| KR102271710B1 (ko) * | 2020-09-24 | 2021-06-30 | 한화솔루션 주식회사 | 잉곳 성장 장치 |
| CN113061978A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-02 | 上海引万光电科技有限公司 | 一种用于连续直拉单晶的熔融硅加料器 |
| CN114164487B (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-27 | 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 | 一种横向码放多晶硅原料的石英加料系统及无损添加方法 |
| KR102740644B1 (ko) * | 2023-04-26 | 2024-12-10 | 한화솔루션 주식회사 | 잉곳 성장 장치 및 잉곳 성장 제어 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395196A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶の育成方法 |
| JPH0694396B2 (ja) * | 1989-12-21 | 1994-11-24 | 住友金属工業株式会社 | 結晶成長方法 |
| DE4106589C2 (de) * | 1991-03-01 | 1997-04-24 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Kontinuierliches Nachchargierverfahren mit flüssigem Silicium beim Tiegelziehen nach Czochralski |
| DE4218123C2 (de) * | 1992-06-02 | 1996-05-02 | Leybold Ag | Vorrichtung für die kontinuierliche Zuführung von Chargengut für einen Schmelztiegel und deren Verwendung |
| JPH09263481A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Sumitomo Sitix Corp | 単結晶引き上げ装置及び該装置を用いた単結晶引き上げ方法 |
| JP3193692B2 (ja) | 1998-11-13 | 2001-07-30 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のノック判定用学習値の学習方法 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP10080342A patent/JPH11255588A/ja not_active Withdrawn
- 1998-12-04 KR KR1019997009921A patent/KR20010020314A/ko not_active Withdrawn
- 1998-12-04 DE DE19882385T patent/DE19882385T1/de not_active Withdrawn
- 1998-12-04 WO PCT/JP1998/005478 patent/WO1999046433A1/ja not_active Ceased
- 1998-12-04 US US09/403,626 patent/US6423137B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-11 TW TW087120610A patent/TW520409B/zh not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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|---|---|
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| WO1999046433A1 (fr) | 1999-09-16 |
| TW520409B (en) | 2003-02-11 |
| KR20010020314A (ko) | 2001-03-15 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |