JPH05254988A - 単結晶の製造方法および装置 - Google Patents
単結晶の製造方法および装置Info
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- JPH05254988A JPH05254988A JP5544092A JP5544092A JPH05254988A JP H05254988 A JPH05254988 A JP H05254988A JP 5544092 A JP5544092 A JP 5544092A JP 5544092 A JP5544092 A JP 5544092A JP H05254988 A JPH05254988 A JP H05254988A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は不活性ガスの消費量を増大す
ることなく、容易に高品質の単結晶を得ることができる
単結晶の製造方法および装置を提供することにある。 【構成】 本発明はチョクラルスキー法によってルツボ
内の原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造
方法において、上記単結晶を引上げ成長させる際に、上
記ルツボを収納したチャンバ上端側から該チャンバー内
面及び上記単結晶を冷却しつつルツボの液面に沿って、
チャンバ下端側に不活性ガスを流すことを特徴としてい
る。
ることなく、容易に高品質の単結晶を得ることができる
単結晶の製造方法および装置を提供することにある。 【構成】 本発明はチョクラルスキー法によってルツボ
内の原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造
方法において、上記単結晶を引上げ成長させる際に、上
記ルツボを収納したチャンバ上端側から該チャンバー内
面及び上記単結晶を冷却しつつルツボの液面に沿って、
チャンバ下端側に不活性ガスを流すことを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ基板等に用いられ
るシリコン単結晶の製造方法および装置に関するもので
ある。
るシリコン単結晶の製造方法および装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩ基板等に用いられるシリコ
ン単結晶の製造方法としてはチョクラルスキー法による
製造方法が知られている。
ン単結晶の製造方法としてはチョクラルスキー法による
製造方法が知られている。
【０００３】このチョクラルスキー法による単結晶製造
装置としては、例えば実開平１−９４４６８に示すよう
なものが提案されている。この単結晶製造装置は図５に
示すように、チャンバａ内に、回転自在に支持された石
英ルツボｂが設けられ、この石英ルツボｂ内にシリコン
融液ｃが収容され、この石英ルツボｂの周囲に、この石
英ルツボｂを加熱するヒータｄと保温筒ｅが設けられて
いる。また、石英ルツボｂの上方にはこの石英ルツボｂ
内にシリコン融液ｃから引上げられた単結晶ｆを冷却す
る冷却手段ｇが設けられており、この冷却手段ｇで引上
げ成長中の単結晶ｆを強制的に冷却することにより、結
晶欠陥が少なくて品質の良好な単結晶ｆを速やかに得る
ようにしている。この冷却手段ｇはワイヤｉで引上げら
れる単結晶ｆを囲繞するようにチャンバａの上端面に着
脱自在に設けられた円筒状の冷却筒ｈであり、その上方
からアルゴンガス等の不活性ガスを流し、引上げる単結
晶ｆの径の大きさに応じて適正な冷却効果を与えること
ができ、単結晶ｆの品質を良好に保持している。
装置としては、例えば実開平１−９４４６８に示すよう
なものが提案されている。この単結晶製造装置は図５に
示すように、チャンバａ内に、回転自在に支持された石
英ルツボｂが設けられ、この石英ルツボｂ内にシリコン
融液ｃが収容され、この石英ルツボｂの周囲に、この石
英ルツボｂを加熱するヒータｄと保温筒ｅが設けられて
いる。また、石英ルツボｂの上方にはこの石英ルツボｂ
内にシリコン融液ｃから引上げられた単結晶ｆを冷却す
る冷却手段ｇが設けられており、この冷却手段ｇで引上
げ成長中の単結晶ｆを強制的に冷却することにより、結
晶欠陥が少なくて品質の良好な単結晶ｆを速やかに得る
ようにしている。この冷却手段ｇはワイヤｉで引上げら
れる単結晶ｆを囲繞するようにチャンバａの上端面に着
脱自在に設けられた円筒状の冷却筒ｈであり、その上方
からアルゴンガス等の不活性ガスを流し、引上げる単結
晶ｆの径の大きさに応じて適正な冷却効果を与えること
ができ、単結晶ｆの品質を良好に保持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この単結晶
ｆにＳｂドープをした場合、揮発成分の発生量が多いこ
とに起因してチャンバａ内に堆積した異物が飛散して単
結晶体に接触し、単結晶化を阻害することが多かった。
そのため、アルゴンガス等の不活性ガスの流量の増大や
減圧雰囲気条件をＰ、Ｂドープに比べて更に低下させる
ことにより対応しているが、この場合には不活性ガスの
消費量が増えるため、コスト上昇などの不都合がある。
ｆにＳｂドープをした場合、揮発成分の発生量が多いこ
とに起因してチャンバａ内に堆積した異物が飛散して単
結晶体に接触し、単結晶化を阻害することが多かった。
そのため、アルゴンガス等の不活性ガスの流量の増大や
減圧雰囲気条件をＰ、Ｂドープに比べて更に低下させる
ことにより対応しているが、この場合には不活性ガスの
消費量が増えるため、コスト上昇などの不都合がある。
【０００５】そこで、本発明は上述した問題点に有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は不活
性ガスの消費量を増大することなく、容易に高品質の単
結晶を得ることができる単結晶の製造方法および装置を
提供することにある。
解決するために案出されたものであり、その目的は不活
性ガスの消費量を増大することなく、容易に高品質の単
結晶を得ることができる単結晶の製造方法および装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一の発明方法はチョクラルスキー法によってルツボ
内の原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造
方法において、上記単結晶を引上げ成長させる際に、上
記ルツボを収納したチャンバ上端側から該チャンバ内面
及び上記単結晶を冷却しつつルツボの液面に沿って、チ
ャンバ下端側に不活性ガスを流すものであり、第二の発
明はチョクラルスキー法によってルツボ内の原料融液か
ら単結晶を引上げ成長させる単結晶製造装置において、
上記ルツボを収納したチャンバの上端面に、上記単結晶
を囲繞し、かつ下方に不活性ガスを流して上記単結晶を
冷却する冷却筒を着脱自在に垂設すると共に、該冷却筒
の側面周方向に、不活性ガスを水平方向に噴出するため
の複数のガス噴出孔を形成したものである。
の第一の発明方法はチョクラルスキー法によってルツボ
内の原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造
方法において、上記単結晶を引上げ成長させる際に、上
記ルツボを収納したチャンバ上端側から該チャンバ内面
及び上記単結晶を冷却しつつルツボの液面に沿って、チ
ャンバ下端側に不活性ガスを流すものであり、第二の発
明はチョクラルスキー法によってルツボ内の原料融液か
ら単結晶を引上げ成長させる単結晶製造装置において、
上記ルツボを収納したチャンバの上端面に、上記単結晶
を囲繞し、かつ下方に不活性ガスを流して上記単結晶を
冷却する冷却筒を着脱自在に垂設すると共に、該冷却筒
の側面周方向に、不活性ガスを水平方向に噴出するため
の複数のガス噴出孔を形成したものである。
【０００７】
【作用】本発明は以上のように、上記ルツボを収納した
チャンバの上端面に、上記単結晶を囲繞し、かつ下方に
不活性ガスを流して上記単結晶を冷却する冷却筒を垂設
すると共に、該冷却筒の側面周方向に、不活性ガスを噴
出するための複数のガス噴出孔を形成したものであるた
め、冷却筒内を下方に流れる不活性ガスは引上げ成長し
ている単結晶を冷却した後、原料融液面上を上記ルツボ
の中心部から外縁方向に広がるように流れた後、チャン
バの下方に流れることになる。従って、原料融液面上に
浮游している不純物は上記ルツボの中心部から外縁方向
に流され、ルツボの中心部にある単結晶に付着すること
がなくなる。
チャンバの上端面に、上記単結晶を囲繞し、かつ下方に
不活性ガスを流して上記単結晶を冷却する冷却筒を垂設
すると共に、該冷却筒の側面周方向に、不活性ガスを噴
出するための複数のガス噴出孔を形成したものであるた
め、冷却筒内を下方に流れる不活性ガスは引上げ成長し
ている単結晶を冷却した後、原料融液面上を上記ルツボ
の中心部から外縁方向に広がるように流れた後、チャン
バの下方に流れることになる。従って、原料融液面上に
浮游している不純物は上記ルツボの中心部から外縁方向
に流され、ルツボの中心部にある単結晶に付着すること
がなくなる。
【０００８】また、単結晶が成長して冷却筒内に挿入さ
れると、冷却筒の下端開口部での不活性ガスの流れが低
下し、その代わり、不活性ガスの一部は冷却筒の側面周
方向に設けられた複数のガス噴出孔からチャンバ内面方
向に向かって噴出し、チャンバ内面に当たった後、これ
に沿って下方に流れることになる。従って、蒸発してチ
ャンバ内に存在している不純物ガスはこの不活性ガスに
よってチャンバ下方へ流され、チャンバ内面に付着する
ことがなくなる。
れると、冷却筒の下端開口部での不活性ガスの流れが低
下し、その代わり、不活性ガスの一部は冷却筒の側面周
方向に設けられた複数のガス噴出孔からチャンバ内面方
向に向かって噴出し、チャンバ内面に当たった後、これ
に沿って下方に流れることになる。従って、蒸発してチ
ャンバ内に存在している不純物ガスはこの不活性ガスに
よってチャンバ下方へ流され、チャンバ内面に付着する
ことがなくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１０】図１は本発明に係る単結晶製造装置の一実
施例を示したものである。図示するように、この単結晶
の製造装置は内部が水冷ジャケット構造となったチャン
バ１内の略中央部に石英ルツボ２が設けられており、こ
の石英ルツボ２は黒鉛サセプタ１１を介して昇降自在か
つ回転自在な下軸３に取り付けられている。また、上記
石英ルツボ２の周囲には上記石英ルツボ２内のシリコン
融液４の温度を制御するヒータ５が設置されていると共
に、このヒータ５とチャンバ１と間には保温筒６が配置
されている。
施例を示したものである。図示するように、この単結晶
の製造装置は内部が水冷ジャケット構造となったチャン
バ１内の略中央部に石英ルツボ２が設けられており、こ
の石英ルツボ２は黒鉛サセプタ１１を介して昇降自在か
つ回転自在な下軸３に取り付けられている。また、上記
石英ルツボ２の周囲には上記石英ルツボ２内のシリコン
融液４の温度を制御するヒータ５が設置されていると共
に、このヒータ５とチャンバ１と間には保温筒６が配置
されている。
【００１１】さらに、上記チャンバ１のフランジ部１ａ
の上端面には、チャンバ１内に垂下するように、冷却筒
７が着脱自在の取り付けられている。この冷却筒７は図
２及び図３に示すように、円筒体７ａの上端にフランジ
７ｂが形成されており、このフランジ７ｂをチャンバ１
のフランジ部１ａに嵌合することで取付け自在となって
いる。また、上記石英ルツボ２側に垂下した状態の冷却
筒７の内部には単結晶８を保持して引き上げるワイヤ９
が昇降自在にかつ回転自在に吊設されている。
の上端面には、チャンバ１内に垂下するように、冷却筒
７が着脱自在の取り付けられている。この冷却筒７は図
２及び図３に示すように、円筒体７ａの上端にフランジ
７ｂが形成されており、このフランジ７ｂをチャンバ１
のフランジ部１ａに嵌合することで取付け自在となって
いる。また、上記石英ルツボ２側に垂下した状態の冷却
筒７の内部には単結晶８を保持して引き上げるワイヤ９
が昇降自在にかつ回転自在に吊設されている。
【００１２】この冷却筒７にはその上端部からアルゴン
ガス等の不活性ガスＧが流されるようになっており、成
長している単結晶８を囲繞しつつ、これを冷却するよう
になっている。また、円筒体７ａの下端部は径方向内方
に窄まっており、上方から流れてきた不活性ガスＧを円
筒体７ａの中心に位置することになる単結晶８方向に案
内するように流している。また、円筒体７ａの側面に
は、周方向に沿って複数のガス噴出孔１０が形成されて
おり、円筒体７ａ内を流れている不活性ガスＧの一部が
これを通過し、水平方向に流れるようになっている。
ガス等の不活性ガスＧが流されるようになっており、成
長している単結晶８を囲繞しつつ、これを冷却するよう
になっている。また、円筒体７ａの下端部は径方向内方
に窄まっており、上方から流れてきた不活性ガスＧを円
筒体７ａの中心に位置することになる単結晶８方向に案
内するように流している。また、円筒体７ａの側面に
は、周方向に沿って複数のガス噴出孔１０が形成されて
おり、円筒体７ａ内を流れている不活性ガスＧの一部が
これを通過し、水平方向に流れるようになっている。
【００１３】次に、本実施例の作用を説明する。
【００１４】先ず、単結晶８を引き上げる場合には、引
き上げようとする単結晶８の大きさに応じて冷却筒７を
設置し、次いで従来同様にこの冷却筒７に不活性ガスＧ
を流す。その後、予め石英ルツボ２内に収納していた原
料をヒータ５によって溶融し、この溶融したシリコン融
液４の温度を単結晶引上げに適した温度に維持する。次
に、この状態において、下軸３を回転させて黒鉛サセプ
タと共に石英ルツボ２を回転させ、上方よりワイヤ９の
シードホルダ９ａに保持されている種結晶を下降させ、
シリコン融液４の液面中央部に浸漬させる。そして、従
来公知の方法によってこの種結晶を上記下軸３の回転方
向と逆方向に回転させながらゆっくりと引き上げること
により、図示するように単結晶を徐々に成長させること
になる。
き上げようとする単結晶８の大きさに応じて冷却筒７を
設置し、次いで従来同様にこの冷却筒７に不活性ガスＧ
を流す。その後、予め石英ルツボ２内に収納していた原
料をヒータ５によって溶融し、この溶融したシリコン融
液４の温度を単結晶引上げに適した温度に維持する。次
に、この状態において、下軸３を回転させて黒鉛サセプ
タと共に石英ルツボ２を回転させ、上方よりワイヤ９の
シードホルダ９ａに保持されている種結晶を下降させ、
シリコン融液４の液面中央部に浸漬させる。そして、従
来公知の方法によってこの種結晶を上記下軸３の回転方
向と逆方向に回転させながらゆっくりと引き上げること
により、図示するように単結晶を徐々に成長させること
になる。
【００１５】このとき、冷却筒７の上端から流された不
活性ガスＧは、図１に示すように、引上げ成長している
単結晶８を冷却した後、原料融液面上を上記ルツボの中
心部から外縁方向に広がるように流れた後、容器の下方
に流れることになる。従って、原料融液面上に浮游した
場合の不純物Ｆはこの不活性ガスＧの流れによって石英
ルツボ２の中心部から外縁方向に流され、石英ルツボ２
の中心部で成長している単結晶８に付着することがなく
なる。また、単結晶８の成長初期においては、冷却筒７
の下端部から流れた不活性ガスＧは図４に示すように、
冷却筒７の下部中心方向に集中して流れることになり、
結晶引き上げ過程で重要となる偏心を抑制し易くなる。
活性ガスＧは、図１に示すように、引上げ成長している
単結晶８を冷却した後、原料融液面上を上記ルツボの中
心部から外縁方向に広がるように流れた後、容器の下方
に流れることになる。従って、原料融液面上に浮游した
場合の不純物Ｆはこの不活性ガスＧの流れによって石英
ルツボ２の中心部から外縁方向に流され、石英ルツボ２
の中心部で成長している単結晶８に付着することがなく
なる。また、単結晶８の成長初期においては、冷却筒７
の下端部から流れた不活性ガスＧは図４に示すように、
冷却筒７の下部中心方向に集中して流れることになり、
結晶引き上げ過程で重要となる偏心を抑制し易くなる。
【００１６】そして、単結晶８が徐々に成長してその直
胴部８ａが冷却筒７に挿入してくると冷却筒７の下端部
の開口部は狭くなって不活性ガスＧの流れが低下し、そ
の代わりに不活性ガスＧの一部は、冷却筒７の側面周方
向に設けられた、不活性ガスＧを噴出するための複数の
ガス噴出孔１０から噴出し、この不活性ガスＧはチャン
バ１内面に当たった後、これに沿って下方に流れること
になる。従って、蒸発してチャンバ内に存在している不
純物ガスはこの不活性ガスＧによってチャンバ１外へ流
され、チャンバ１の内面への付着量が大巾に減少され
る。
胴部８ａが冷却筒７に挿入してくると冷却筒７の下端部
の開口部は狭くなって不活性ガスＧの流れが低下し、そ
の代わりに不活性ガスＧの一部は、冷却筒７の側面周方
向に設けられた、不活性ガスＧを噴出するための複数の
ガス噴出孔１０から噴出し、この不活性ガスＧはチャン
バ１内面に当たった後、これに沿って下方に流れること
になる。従って、蒸発してチャンバ内に存在している不
純物ガスはこの不活性ガスＧによってチャンバ１外へ流
され、チャンバ１の内面への付着量が大巾に減少され
る。
【００１７】
【発明の効果】以上、要するに本発明によれば、不活性
ガスの消費量を増大することなく、容易に高品質の単結
晶を得ることができ、歩留まりの低下を大巾に防止する
ことができるといった優れた効果を有している。
ガスの消費量を増大することなく、容易に高品質の単結
晶を得ることができ、歩留まりの低下を大巾に防止する
ことができるといった優れた効果を有している。
【図１】本発明の一実施例を示す部分拡大図断面図であ
る。
る。
【図２】冷却筒の取り付け状態を示す斜視図である。
【図３】冷却筒を示す斜視図である。
【図４】単結晶引上げ初期の不活性ガスの流れを示す概
略図である。
略図である。
【図５】従来の単結晶製造装置の一実施例を示す断面図
である。
である。
１ チャンバ ２ ルツボ ４ 原料融液 ７ 冷却筒 ８ 単結晶 １０ ガス噴出孔 Ｇ 不活性ガス
Claims (2)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法によってルツボ内の
原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造方法
において、上記単結晶を引上げ成長させる際に、上記ル
ツボを収納したチャンバ上端側から該チャンバー内面及
び上記単結晶を冷却しつつルツボの液面に沿って、チャ
ンバ下端側に不活性ガスを流すことを特徴とする単結晶
の製造方法。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法によってルツボ内の
原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶製造装置
において、上記ルツボを収納したチャンバの上端面に、
上記単結晶を囲繞し、かつ下方に不活性ガスを流して上
記単結晶を冷却する冷却筒を着脱自在に垂設すると共
に、該冷却筒の側面に、不活性ガスを噴出するための複
数のガス噴出孔を形成したことを特徴とする単結晶の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544092A JPH05254988A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 単結晶の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544092A JPH05254988A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 単結晶の製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05254988A true JPH05254988A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12998659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5544092A Pending JPH05254988A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 単結晶の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05254988A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07277887A (ja) * | 1993-05-31 | 1995-10-24 | Sumitomo Sitix Corp | 単結晶の製造装置および製造方法 |
| US5707447A (en) * | 1995-09-26 | 1998-01-13 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag | Crystal pulling apparatus |
| JP2009184863A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
| JP2010006646A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Sumco Corp | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP5544092A patent/JPH05254988A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07277887A (ja) * | 1993-05-31 | 1995-10-24 | Sumitomo Sitix Corp | 単結晶の製造装置および製造方法 |
| US5707447A (en) * | 1995-09-26 | 1998-01-13 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag | Crystal pulling apparatus |
| JP2009184863A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
| JP2010006646A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Sumco Corp | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶 |
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