JP5488545B2 - Single crystal growth equipment - Google Patents
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Description
本発明は、チョクラルスキー法により単結晶棒を育成させる単結晶育成装置に関する。 The present invention relates to a single crystal growing apparatus for growing a single crystal rod by the Czochralski method.
半導体シリコン単結晶棒の製造に用いられる従来のチョクラルスキー法による単結晶育成装置の一例を図3により説明する。図3に示すように、単結晶育成装置101は、メインチャンバー102と、メインチャンバー102中に設けられたルツボ103と、ルツボ103の周囲に配置されたヒーター106と、ルツボ103を回転させるルツボ保持軸110及びその回転機構(不図示)と、シリコンの種結晶113を保持するシードチャック114と、シードチャック114を引上げるワイヤ115と、ワイヤ115を回転または巻き取る巻き取り機構(不図示)を備えて構成されている。ルツボ103は、その内側の原料融液105を収容する側には石英ルツボ103aが設けられ、その外側には黒鉛ルツボ103bが設けられている。また、ヒーター106の外側周囲にはヒーター断熱材107が設置され、ルツボ103の下方には断熱板104が配置されている。
An example of a conventional single crystal growth apparatus using the Czochralski method used for manufacturing a semiconductor silicon single crystal rod will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the single
また、この単結晶育成装置101は、メインチャンバー102の底部に配置されルツボ103から漏れてきた融液を収容する湯漏れ受皿108を具備し、湯漏れ受皿108はその内壁に沿って配置された断熱材109を有する。
The single
さらに、図4に示すように、別の例として、湯漏れ融液117を吸収させるための厚い断熱材109’を有する単結晶育成装置101’も半導体シリコン単結晶棒の製造に用いられる。このような厚い断熱材109’を有する単結晶育成装置101’は、図3の単結晶育成装置101と比べて湯漏れ受皿からの熱ロスを防ぐことができ、省エネ効果が高いとされる。
Further, as shown in FIG. 4, as another example, a single crystal growing apparatus 101 'having a thick heat insulating material 109' for absorbing the
次に、上記の単結晶育成装置101、101’による単結晶育成方法について説明する。まず、ルツボ103内でシリコンの高純度多結晶原料をヒーター106により融点(約1420°C)以上に加熱して融解する。そして、ワイヤ115を巻き出すことにより融液105の表面の略中心部に種結晶113の先端を接触又は浸漬させる。その後、ルツボ保持軸110を適宜の方向に回転させるとともに、ワイヤ115を回転させながら巻き取り、種結晶113を引上げることにより、単結晶育成が開始される。以後、引上げ速度と温度を適切に調節することにより略円柱形状の単結晶棒112を得ることができる。
Next, a single crystal growth method using the above-described single
上記した単結晶育成装置における石英ルツボおよび黒鉛ルツボは、共に高い耐熱性を有しているが、やや脆く、耐衝撃性に乏しいという欠点がある。そこで、単結晶引上げに際し、多結晶原料をルツボに投入すると、その衝撃によってルツボに亀裂が入ることがあり、そこから溶融液(湯)が漏れる恐れがある。また、多結晶原料投入時にルツボ内の湯がルツボの周囲に飛散することもある。さらに使用により徐々にルツボが劣化したり、地震等により引上げ中の単結晶が落下した場合には、ルツボが破壊されて湯のほぼ全量が流出したりしてしまうこともある。 Both the quartz crucible and the graphite crucible in the above-described single crystal growth apparatus have high heat resistance, but have a drawback of being somewhat brittle and poor in impact resistance. Therefore, when the single crystal is pulled, if the polycrystalline raw material is put into the crucible, the crucible may be cracked by the impact, and the molten liquid (hot water) may leak from there. In addition, hot water in the crucible may be scattered around the crucible when the polycrystalline raw material is charged. Further, when the crucible gradually deteriorates due to use, or when the single crystal being pulled is dropped due to an earthquake or the like, the crucible may be destroyed and almost all of the hot water may flow out.
このように、高温の湯がルツボ外へ流出、飛散すると、ルツボの周りからメインチャンバーの底部に至り、メインチャンバー底部やヒーター用端子部あるいはルツボ保持軸等の金属部やルツボ駆動装置、下部冷却水配管等を侵食することになる。特に高温のシリコンは反応性が高く金属に対する侵食作用が強いため、安全対策が必要とされる。 In this way, when hot water flows out and scatters outside the crucible, it reaches the bottom of the main chamber from around the crucible, metal parts such as the bottom of the main chamber, the terminal for heater or the crucible holding shaft, the crucible driving device, and the lower cooling It will erode water pipes. In particular, high-temperature silicon is highly reactive and has a strong erosion effect on metals, so safety measures are required.
これに備えて特許文献1などでは等方性黒鉛材による湯漏れ受皿を設けている。湯漏れ受皿の内部には、漏れてきた融液を全量確保するための空間を設ける必要があるので、熱が漏れやすいという問題がある。 In preparation for this, Patent Literature 1 and the like provide a hot water leak tray made of isotropic graphite material. Since it is necessary to provide a space for securing the entire amount of the melt that has leaked, there is a problem that heat is likely to leak.
そこで特許文献2では湯漏れ受皿内に炭素繊維成型材(断熱材)を貼り付けて熱ロスの低減を図りながら、湯漏れ容量の確保を行っている。しかし近年の大直径化に伴い湯量が多くなり、湯漏れ受皿容量も大きくなったので、この空間からの熱ロスが無視できず、省電力の観点からは問題があるといえる。
Therefore,
この熱ロスを低減するには、湯漏れ受内に断熱材(CZ法などで用いられるのは低密度の炭素繊維材など)を置く事が有効である。実際に熱ロス低減が主目的ではないが特許文献3、特許文献4、特許文献5等で融液を吸収可能な浸透性カーボンや炭素繊維材等を充填する方法が開示されている。
In order to reduce this heat loss, it is effective to place a heat insulating material (such as a low-density carbon fiber material used in the CZ method or the like) in the hot water leak receiver. Actually, although reduction of heat loss is not the main purpose,
しかし、開示されたこれらの方法では断熱材等に融液全量を吸収させるため、充分な厚みが必要である。また熱ロス防止の観点からも断熱材は厚い方が好ましい。断熱材が厚い場合にはルツボ側に比べて湯漏れ受皿側の断熱材は低温になっている。このような低温部を有する断熱材においては、高温の融液が一挙に漏れれば断熱材下側の低温部まで融液が到達して、断熱材全体が融液を吸収できる可能性はある。しかしながら、多くの場合少量ずつある程度の時間をかけて湯が漏れていく。このような場合、厚い断熱材では、下に行くほど低温になっているので、融液が断熱材の繊維を伝って下に落ちていく途中で冷却され、断熱材の途中で固まってしまう。この場合、融液が固まった部分より下側の断熱材には融液が到達しなくなるため、湯漏れを吸収できない領域が発生することになる。 However, these disclosed methods require a sufficient thickness in order for the heat insulating material or the like to absorb the entire amount of the melt. From the viewpoint of preventing heat loss, it is preferable that the heat insulating material is thick. When the heat insulating material is thick, the temperature of the heat insulating material on the side of the hot water receiving tray is lower than that on the crucible side. In a heat insulating material having such a low temperature part, if a high temperature melt leaks all at once, the melt may reach the low temperature part below the heat insulating material, and the whole heat insulating material may absorb the melt. . However, in many cases, hot water leaks over a small amount of time. In such a case, in a thick heat insulating material, since it becomes low temperature so that it goes down, it will be cooled in the middle of a melt going down through the fiber of a heat insulating material, and will solidify in the middle of a heat insulating material. In this case, since the melt does not reach the heat insulating material below the portion where the melt is solidified, an area where the molten metal cannot be absorbed is generated.
従って、特許文献3、特許文献4、特許文献5などに例示される厚い断熱材の全てを湯漏れ受容量として見込むことは非常に危険である。またこのように、漏れた融液が断熱材の途中で止まってしまっては、湯漏れの発見が遅れてしまう。また、例え湯漏れを全量湯漏れ受皿内に受け取れたとしても、湯漏れが発生したという事実を早期に発見し、その対処を早めに開始することが望ましい。
Therefore, it is very dangerous to expect all of the thick heat insulating materials exemplified in
このような観点から特許文献6では湯漏れを検知するセンサーを導入し湯漏れを発見する技術が開示されている。また更に特許文献7ではルツボ下に導入されている断熱板に誘導路を設けて湯漏れをセンサーに導き湯漏れをより早く検知する技術が開示されている。しかしこれらの技術においては、下部の断熱構造が充分とは言えず、省電力の観点からは問題があるといえる。
From such a viewpoint,
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、メインチャンバーの底部に充分な断熱材を配して熱ロスを防止し、省エネ効果を得ることができ、かつ、漏れた融液は断熱材の表面に溜まったまま固化してしまうことなく、受皿充填断熱材同士の間の隙間を通って受皿充填断熱材に吸収させることができるため安全性も確保することができるCZ法単結晶育成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a sufficient heat insulating material is provided at the bottom of the main chamber to prevent heat loss and to obtain an energy saving effect, and the leaked melt is insulated. CZ method single crystal growth that can ensure the safety because it can be absorbed by the saucer-filling heat insulating material through the gap between the saucer-filling heat insulating materials without solidifying while remaining on the surface of the material An object is to provide an apparatus.
本発明では、原料融液を収容するルツボと前記原料融液を加熱するヒーターとを格納するメインチャンバーと、該メインチャンバーの底部に設置され前記ルツボから漏れてきた融液を収容する炭素材からなる湯漏れ受皿を具備するチョクラルスキー法によって単結晶インゴットを製造する単結晶育成装置であって、
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置を提供する。
In the present invention, the main chamber for storing the crucible for storing the raw material melt and the heater for heating the raw material melt, and the carbon material for storing the melt leaked from the crucible installed at the bottom of the main chamber. A single crystal growing apparatus for producing a single crystal ingot by the Czochralski method comprising a hot water leak receiving pan,
The hot water leak tray has a plurality of tray filling heat insulating materials filled in the hot water leak tray,
The filling volume occupied by the saucer filling heat insulating material is not less than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible,
The single crystal growing apparatus is characterized in that at least the tray filling heat insulating material in the vicinity where the molten metal melt falls is a spherical shape or a polyhedral shape having a diameter of 1 cm to 10 cm.
このような受皿充填断熱材を湯漏れ融液が落下する近傍に配置する構造とすれば、表面が平面ではなく、受皿充填断熱材同士の間に隙間があるので、湯漏れ融液は受皿充填断熱材の表面に溜まったまま固化してしまうことなく、受皿充填断熱材同士の間の隙間を通って下方に流れ、底部にある受皿充填断熱材に吸収されることができ、湯漏れ受容量を確保することができる。また、分割されることで個々の受皿充填断熱材の重量が減少し、下に誘導した融液の浮力で浮く効果も期待でき、受皿充填断熱材が浮くことで湯漏れ受容量を確実に確保することができる。これにより、湯漏れ容量を充分確保した安全な状態のまま、受皿充填断熱材により熱ロスを低減でき、省電力化を図ることができるCZ法単結晶育成装置となる。 If such a saucer-filling heat insulating material is arranged in the vicinity where the molten metal melt falls, the surface is not flat and there is a gap between the saucer-filled heat insulating materials. Without being solidified while accumulating on the surface of the heat insulating material, it flows downward through the gap between the heat sinks filled with the saucer and can be absorbed by the heat sink filled with the saucer at the bottom. Can be secured. In addition, the weight of each saucer filling insulation is reduced by the division, and the effect of floating by the buoyancy of the melt induced below can also be expected. can do. Thereby, it becomes the CZ method single crystal growth apparatus which can reduce a heat loss with a saucer filling heat insulating material and can aim at power saving with the safe state which ensured the hot water leak capacity enough.
また、このような受皿充填断熱材を用いれば、複雑な形状の湯漏れ受皿の形状に合わせて成型する必要がないので、受皿充填断熱材の成型コストを著しく安く抑えることも可能となる。さらに、実際に湯漏れが発生して、融液を吸収した受皿充填断熱材を交換する場合には、湯漏れ融液が浸透したもののみ交換し、その他のものは再度利用することが可能であり、この面でも低コスト化が可能である。 Moreover, if such a saucer filling heat insulating material is used, since it is not necessary to shape | mold according to the shape of a complicated-shaped leaking water saucer, the shaping | molding cost of a saucer filling heat insulating material can also be suppressed extremely cheaply. In addition, when the heat sink leaks and the pan-filling insulation that has absorbed the melt is replaced, only the one that has penetrated the melt can be replaced, and the others can be reused. In this respect, the cost can be reduced.
また、前記湯漏れ受皿は、湯漏れを検知するセンサーを有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said hot water leak tray has a sensor which detects a hot water leak.
これにより、湯漏れ受皿の底へ到達する湯漏れ融液を確実に発見することができ、より安全性が確保される単結晶育成装置となる。 As a result, it is possible to surely find the molten metal melt that reaches the bottom of the molten metal receiving tray, and the single crystal growing apparatus that ensures more safety.
さらに、前記ルツボと前記センサーとの間に、ルツボから漏れた湯漏れ融液をセンサーの位置に誘導する下部誘導部材を有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable to have a lower guide member for guiding the molten metal leaked from the crucible to the position of the sensor between the crucible and the sensor.
これにより、より確実に、より早く、湯漏れ融液を湯漏れ受皿底部に導入して湯漏れを検知するセンサーによる湯漏れを感知することができる単結晶育成装置となる。 Thereby, it becomes a single crystal growth apparatus which can detect the hot water leak by the sensor which introduces the hot water melt into the bottom of the hot water tray and detects the hot water leak more reliably and quickly.
また、前記湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は直径1cm以上5cm以下である球形状又は多面体形状であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the saucer filling heat insulating material of the vicinity where the said hot-water leaking melt falls is a spherical shape or a polyhedron shape whose diameter is 1 cm or more and 5 cm or less.
受皿充填断熱材のサイズが5cm以下であれば、受皿充填断熱材同士で形成される隙間が大きくなりすぎず断熱効果に優れる。また、受皿充填断熱材のサイズが1cm以上であれば、受皿充填断熱材の個数が多くなりすぎ、またゴミなどの異物との区別が付きにくくなり、汚染の問題を引き起こすような事態を回避できる。 If the size of a saucer filling heat insulating material is 5 cm or less, the clearance gap formed between saucer filling heat insulating materials will not become large too much, and it is excellent in the heat insulation effect. Also, if the size of the saucer-filling heat insulating material is 1 cm or more, the number of the saucer-filling heat insulating materials becomes too large, and it becomes difficult to distinguish from foreign substances such as dust, so that a situation that causes a problem of contamination can be avoided. .
以上説明したように、本発明の単結晶育成装置であれば、受皿充填断熱材の表面が平面ではなく、受皿充填断熱材同士の間に隙間があるので、湯漏れ融液は受皿充填断熱材の表面に溜まったまま固化してしまうことなく、受皿充填断熱材同士の間の隙間を通って下方に流れ、底部にある受皿充填断熱材から吸収させることができ、湯漏れ受容量を確保することができる。また、分割により個々の受皿充填断熱材の重量が減少し、下に浸透した湯漏れ融液の浮力で浮く効果も期待でき、受皿充填断熱材が浮くことで湯漏れ受容量を確実に確保することができる。これにより、湯漏れ容量を充分確保した安全な状態のまま、受皿充填断熱材により熱ロスを低減でき、省電力化を図ることができるCZ法単結晶育成装置となる。 As described above, in the single crystal growth apparatus of the present invention, the surface of the saucer filling heat insulating material is not flat, and there is a gap between the saucer filling heat insulating materials. It can flow down through the gap between the saucer-filling heat insulating materials without solidifying while remaining on the surface of the tray, and can be absorbed from the saucer-filling heat insulating material at the bottom, ensuring a hot water leak acceptance amount be able to. In addition, the weight of the individual saucer filling insulation is reduced by the division, and the effect of floating by the buoyancy of the molten metal leaked below can also be expected. be able to. Thereby, it becomes the CZ method single crystal growth apparatus which can reduce a heat loss with a saucer filling heat insulating material and can aim at power saving with the safe state which ensured the hot water leak capacity enough.
また、このような受皿充填断熱材を用いれば、複雑な形状の湯漏れ受皿に合わせて成型する必要がないので、受皿充填断熱材の成型コストを安く抑えることも可能となる。さらに、実際に湯漏れが発生して、融液を吸収した受皿充填断熱材を交換する場合には、湯漏れ融液が浸透したもののみ交換し、その他のものは再度利用することが可能であり、この面でも低コスト化が可能である。 Moreover, if such a saucer filling heat insulating material is used, since it is not necessary to shape | mold according to the hot water leaking saucer of a complicated shape, it also becomes possible to hold down the shaping | molding cost of a saucer filling heat insulating material cheaply. In addition, when the heat sink leaks and the pan-filling insulation that has absorbed the melt is replaced, only the one that has penetrated the melt can be replaced, and the others can be reused. In this respect, the cost can be reduced.
以下、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。前述の通り、熱ロスを防止し、省エネ効果を得ることができ、かつ、安全性も確保できるCZ法単結晶育成装置が望まれていた。まず、本発明に想到するための実験例について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto. As described above, there has been a demand for a CZ method single crystal growing apparatus that can prevent heat loss, obtain an energy saving effect, and can ensure safety. First, experimental examples for conceiving the present invention will be described.
(実験例1:一体型の断熱材)
等方性黒鉛で作製したヒーター及びルツボを備えた、チョクラルスキー法を模した簡単な炉を用意した。そのルツボの下端には穴を開けておき、その中にシリコン原料を入れておいて原料が溶融すると湯漏れが発生するようにした。また、図4に示されるように、炉の下側には等方性黒鉛の湯漏れ受皿108内に炭素繊維からなる一体型の断熱材109’を配置して、ルツボ103の下に配置した。このとき断熱材の厚さは10cmとした。炭素繊維の断熱材はその嵩密度が0.1〜1.0g/cm3のものがラインナップされているが、最も標準的なものは0.13〜0.16g/cm3である。後述する実施例、比較例では全て嵩密度0.13〜0.16g/cm3の炭素繊維断熱材を用いた。
(Experimental example 1: integrated heat insulating material)
A simple furnace imitating the Czochralski method, equipped with a heater and crucible made of isotropic graphite, was prepared. A hole was made in the lower end of the crucible, and a silicon raw material was put in the crucible so that a hot water leak occurred when the raw material melted. Further, as shown in FIG. 4, an integrated
このヒーターに電力を供給し加熱を開始した。ルツボ内に入ったシリコン原料の一部が溶解し始めたのを確認し、5分程度経過した後、切電して冷却した。炉内が冷えた後、中から一体型の断熱材を取り出して観察した。その結果、この断熱材の表面から厚さ数cmまでシリコンが浸透しており、そこから下へのシリコンの浸透はなかった。また断熱材の表面には固まったシリコンが隆起していた。 Electric power was supplied to the heater to start heating. After confirming that a part of the silicon raw material contained in the crucible started to dissolve, about 5 minutes passed, the battery was turned off and cooled. After the inside of the furnace was cooled, the integrated heat insulating material was taken out and observed. As a result, silicon penetrated from the surface of the heat insulating material to a thickness of several centimeters, and there was no penetration of silicon from there. In addition, hardened silicon was raised on the surface of the heat insulating material.
以上のことから湯漏れが少量ずつ漏れた場合には、一体型の断熱材の表面近傍でシリコンが固まってしまい、吸収しきれないシリコンが一体型の断熱材の表面に残ってしまうことが確認できた。従って、この状態が継続して大量の湯漏れに至った場合には、一体型の断熱材の上部しか湯漏れ受けとして機能せず、湯漏れ受皿から湯があふれ出す可能性があることがわかった。 From the above, if the water leaks little by little, silicon is solidified near the surface of the integrated heat insulating material, and silicon that cannot be absorbed remains on the surface of the integrated heat insulating material. did it. Therefore, if this state continues and a large amount of hot water leaks, only the upper part of the integrated heat insulating material will function as a hot water receiver, and hot water may overflow from the hot water tray. It was.
(実験例2:分割された断熱材)
一体型の断熱材の代わりに、湯漏れ受皿内を直径約3cmからなる概略球形状の炭素繊維の受皿充填断熱材で充填し、その高さが概略約10cmになるようにしたことを除いては、実験例1と同様のテストを行った。切電後、炉内の受皿充填断熱材を観察したところ、受皿充填断熱材の隙間を通して流れた融液は湯漏れ受皿の底部まで到達していた。
(Experimental example 2: divided heat insulating material)
Except that instead of the integrated heat insulating material, the inside of the hot water leaking saucer was filled with a roughly spherical carbon fiber saucer filling heat insulating material having a diameter of about 3 cm, and the height was about 10 cm. Conducted the same test as in Experimental Example 1. When the tray filling heat insulating material in the furnace was observed after turning off, the melt flowing through the gap between the tray filling heat insulating material reached the bottom of the leaking tray.
このことから概略球形状である複数個の受皿充填断熱材を用いることにより、湯漏れ受皿内の受皿充填断熱材の表面で融液が溜まってしまい、湯漏れ受容量として働かないといった事態を避けられることが明らかとなった。 For this reason, by using a plurality of saucer-filling heat insulating materials having a substantially spherical shape, it is possible to avoid a situation in which melt accumulates on the surface of the saucer-filling heat insulating material in the hot water leaking tray and does not work as a hot water leakage acceptance amount. It became clear that
本発明者らは、上記結果について検討したところ、受皿充填断熱材を一体型とするのではなく、湯漏れ受皿内の少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍において、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状の受皿充填断熱材を複数個充填し、その充填容積がルツボに収容された原料融液の最大容量以上とした湯漏れ受皿を具備する単結晶育成装置であれば、受皿充填断熱材により熱ロスを防止して、省エネ効果を得ることができ、かつ、湯漏れが発生した際の安全性も確保できる単結晶育成装置となることを見出して、本発明を完成させた。以下、より詳細に説明する。 When the present inventors examined the above results, the basin having a diameter of not less than 1 cm and not more than 10 cm at least in the vicinity of the molten metal leaking in the molten metal receiving tray is not integrated into the tray filled heat insulating material. If it is a single crystal growth apparatus equipped with a hot water leaking tray that is filled with a plurality of shape or polyhedron-shaped tray filling heat insulating materials and the filling volume is equal to or greater than the maximum capacity of the raw material melt contained in the crucible, the tray filling heat insulation The present invention was completed by finding a single crystal growth apparatus that can prevent heat loss with a material, obtain an energy saving effect, and can also ensure safety when a hot water leak occurs. This will be described in more detail below.
〔単結晶育成装置〕
本発明は、原料融液を収容するルツボと前記原料融液を加熱するヒーターとを格納するメインチャンバーと、該メインチャンバーの底部に設置され前記ルツボから漏れてきた融液を収容する炭素材からなる湯漏れ受皿を具備するチョクラルスキー法によって単結晶インゴットを製造する単結晶育成装置であって、
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置である。
[Single crystal growth equipment]
The present invention includes a main chamber that stores a crucible for storing a raw material melt and a heater for heating the raw material melt, and a carbon material that is installed at the bottom of the main chamber and stores a melt leaked from the crucible. A single crystal growing apparatus for producing a single crystal ingot by the Czochralski method comprising a hot water leak receiving pan,
The hot water leak tray has a plurality of tray filling heat insulating materials filled in the hot water leak tray,
The filling volume occupied by the saucer filling heat insulating material is not less than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible,
Of the tray filling heat insulating material, at least the tray filling heat insulating material in the vicinity where the molten metal melt falls is a spherical or polyhedral shape having a diameter of 1 cm or more and 10 cm or less.
図1に本発明のCZ法単結晶育成装置の第1の形態を示す。チョクラルスキー法によって単結晶インゴットを製造する単結晶育成装置1は、原料融液5を収容するルツボ3とそれを加熱するヒーター6とを格納するメインチャンバー2を具備する。このメインチャンバー2の底部にはルツボ3から漏れてくる湯漏れ融液17を収容する炭素材からなる湯漏れ受皿8が設置されており、万が一、湯漏れが発生した場合にもこの湯漏れ受皿8内に融液全量を収容できる容積を確保してある。この単結晶育成装置1内のルツボ3の下には主には熱ロスを防ぐために断熱板4が装備されている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the CZ method single crystal growing apparatus of the present invention. A single crystal growing apparatus 1 for producing a single crystal ingot by the Czochralski method includes a
図1に示したように、湯漏れ融液が落下する近傍16aの受皿充填断熱材16を球形状又は多面体形状とすると、湯漏れが発生した際には、断熱板4上に落下し更に湯漏れ受皿8に落下する融液17は、受皿充填断熱材16の隙間を通り抜けてメインチャンバー2の底部に配してある湯漏れ受皿8の底部に落下してそこに溜まっていく。受皿充填断熱材16は低密度の炭素繊維からなる材料が好ましく、溜まってきた融液17をその内部に吸収可能であり、湯漏れ受皿8の容積を減じるものではない。
As shown in FIG. 1, when the
受皿充填断熱材16の充填された表面が平面でなく、受皿充填断熱材16同士の間に多数の隙間があるので、融液はすぐに下方に流下し、断熱材の表面に溜まったまま固化してしまうような事態を避けることができ、湯漏れ受皿の底部まで融液が到達することができる。これにより、受皿充填断熱材16の充填容積の全てを湯漏れ容積として見込むことが可能となる。これにより、湯漏れ容量を充分確保した安全な状態のまま、熱ロスを低減でき、省電力化を図ることができるCZ法単結晶育成装置1となる。
Since the surface filled with the saucer-filling
なお、図1ではルツボ下に断熱板4を装着した場合を記載したが、本発明では断熱板は必ずしも必要ではなく、また、断熱板4ではなく下部ヒーターを設置する場合もある。また、湯漏れを早期に検出するために、湯漏れを検知するセンサー11を配置することが好ましい。さらに、湯漏れをより確実に早期に検出するために、ルツボ3とセンサー11との間に、ルツボ3から漏れた湯漏れ融液17をセンサー11の位置に誘導する下部誘導部材を有することが好ましい。ここで、本発明の第2の形態のCZ法単結晶育成装置1’として図2に示すように、下部誘導部材は、誘導構造4aを有する断熱板4や、誘導構造を有する下部ヒーター、受皿充填断熱材の中に設けることができる筒18とすることができる。
In addition, although the case where the
尚、上記以外の構成については従来と同じとすることができる。例えば、ルツボ3を回転させるルツボ保持軸10及びその回転機構(不図示)と、シリコンの種結晶13を保持するシードチャック14と、シードチャック14を引上げるワイヤ15と、ワイヤ15を回転または巻き取る巻き取り機構(不図示)を備えて構成されることができる。また、ルツボ3は、その内側の原料融液5を収容する側には石英ルツボ3aが設けられ、その外側には黒鉛ルツボ3bが設けられている。さらに、ヒーター6の外側周囲にはヒーター断熱材7が設置されている。また、湯漏れ受皿の内壁に薄板状の受皿内壁断熱材を配置することもできる。以下、本発明についてより詳細に説明する。
The configuration other than the above can be the same as the conventional one. For example, a
〔受皿充填断熱材〕
本発明の単結晶育成装置は、湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有する。この受皿充填断熱材の占める充填容積は、ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状である。
[Insulation material for saucer filling]
The single crystal growing apparatus of the present invention has a plurality of saucer-filling heat insulating materials filled in a leaking saucer. The filling volume occupied by the saucer filling heat insulating material is equal to or greater than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible, and at least the saucer filling heat insulating material in the vicinity where the molten metal melt falls is 1 cm in diameter. It is a spherical shape or a polyhedral shape that is 10 cm or less.
受皿充填断熱材が一体型で、その表面が平らになっている断熱材では、湯漏れが少量ずつ徐々に進行する場合、表面近傍で融液が固化してしまい、下側まで融液が到達しない。しかし、球形状又は多面体形状の複数の受皿充填断熱材の場合には、表面が平面とならず、受皿充填断熱材同士の間に多数の隙間があるので、融液はすばやく下方に流下して表面に溜まったまま固化してしまうことはない。そこで、少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍には、このような受皿充填断熱材を配置することで、湯漏れ受容量を十分確保することが可能となる。当然ながら、湯漏れ受皿の全体にわたってこの形状の受皿充填断熱材を配置しても良い。 In the case of a heat insulating material that has an integrated pan-filling heat insulating material and has a flat surface, when the hot water leaks gradually, the melt is solidified near the surface and reaches the lower side. do not do. However, in the case of a plurality of saucers filled with a spherical shape or polyhedron shape, the surface is not flat and there are many gaps between the saucer filled insulators, so the melt quickly flows downward. It does not solidify while remaining on the surface. Therefore, it is possible to secure a sufficient amount of molten metal leak by arranging such a saucer-filled heat insulating material at least in the vicinity of the molten metal leaking melt. Of course, a saucer-filling heat insulating material of this shape may be disposed over the entire leaking saucer.
また、このような球形状又は多面体形状の複数個の受皿充填断熱材で湯漏れ受皿を充填すれば、複雑な形状の湯漏れ受皿の形状に合わせて成型する必要がないので、受皿充填断熱材の成型コストを安く抑えることが可能である。 In addition, if the hot water leaking tray is filled with a plurality of such spherical or polyhedral tray filling heat insulating materials, there is no need to mold according to the shape of the complicated shape of the hot water leakage receiving pan. The molding cost can be kept low.
さらに、実際に湯漏れが発生した場合には、融液を吸収した受皿充填断熱材を交換する必要がある。もちろん全量が湯漏れした場合には全交換になるものの、一般的には少量の湯漏れでおさまることがほとんどである。このような場合には、湯漏れ融液が落下する近傍の融液が浸透した受皿充填断熱材のみ交換し、その他の部分は再度利用することが可能であるので、受皿充填断熱材の交換コストを安く抑えることが可能である。 Furthermore, when a hot water leak actually occurs, it is necessary to replace the tray filling heat insulating material that has absorbed the melt. Of course, if the entire amount leaks, it will be completely replaced, but in general, it is usually settled with a small amount of leak. In such a case, it is possible to replace only the saucer-filled heat insulating material that has penetrated the melt in the vicinity where the molten metal melt falls, and the other parts can be reused. Can be kept cheap.
また、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状に分割されることにより、個々の受皿充填断熱材の重量が減少し、下に浸透した融液の浮力で受皿充填断熱材が浮く効果も期待できる。このように、受皿充填断熱材が浮くことで湯漏れ受容量を確実に確保することができる。そして、球形状、多面体形状の断熱材は表面積も大きいのですぐに融液を吸収することができる。 In addition, by dividing into a spherical shape or a polyhedral shape having a diameter of 1 cm or more and 10 cm or less, the weight of each saucer filling heat insulating material is reduced, and the effect that the saucer filling heat insulating material floats by the buoyancy of the melt that has permeated below. I can expect. Thus, the amount of hot water leakage can be reliably ensured by floating the tray filling heat insulating material. Since the spherical and polyhedral heat insulating materials have a large surface area, they can immediately absorb the melt.
受皿充填断熱材のサイズが直径10cmより大きい場合には、受皿充填断熱材同士で形成される隙間が大きくなってしまうので断熱効果が低下して熱ロスが発生し、省エネ効果が得られない。一方で、受皿充填断熱材のサイズが直径1cmより小さい場合には、湯漏れ受皿内に充填される受皿充填断熱材の個数が多くなりすぎ、またゴミなどの異物との区別が付きにくくなり、汚染の問題を引き起こす可能性がある。そのため、本発明の球形状又は多面体形状の受皿充填断熱材は直径1cm以上10cm以下のものとする。なお、多面体形状の直径とは、多面体形状に外接する球の直径を言う。 When the size of the saucer-filling heat insulating material is larger than 10 cm in diameter, the gap formed between the saucer-filling heat insulating materials becomes large, so that the heat insulation effect is reduced and heat loss is generated, and the energy saving effect cannot be obtained. On the other hand, when the size of the saucer filling insulation is smaller than 1 cm in diameter, the number of the saucer filling insulation filled in the leaking saucer is too large, and it is difficult to distinguish from foreign substances such as dust, May cause contamination problems. For this reason, the spherical or polyhedral saucer filled heat insulating material of the present invention has a diameter of 1 cm or more and 10 cm or less. The diameter of the polyhedron shape means the diameter of a sphere circumscribing the polyhedron shape.
ここで、用いる受皿充填断熱材の形状、サイズは、少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍において直径1cm以上10cm以下の球形状又は多面体形状の受皿充填断熱材が用いられていれば、それ以外の部分もあわせて湯漏れ受皿内で全てが同じであっても良いし、異なる形状、サイズが混在していても良い。例えば、湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材を直径1cm以上10cm以下の複数個の受皿充填断熱材とし、湯漏れ融液が落下しないところの受皿充填断熱材は直径10cmより大きい断熱材で形成することも可能である。 Here, the shape and size of the saucer-filling heat insulating material to be used are other than that if a spherical or polyhedral-shaped saucer-filling heat insulating material having a diameter of 1 cm or more and 10 cm or less is used at least in the vicinity where the molten metal melt falls All of the portions may be the same in the leaking pan, or different shapes and sizes may be mixed. For example, the tray filling heat insulating material in the vicinity where the molten metal melt falls is a plurality of tray filled heat insulating materials having a diameter of 1 cm or more and 10 cm or less. It is also possible to form with a material.
より好ましい受皿充填断熱材の形状、サイズは、直径1cm以上5cm以下の球形状又は多面体の受皿充填断熱材の形状である。模式図を図1、2に示した。球形状又は多面体形状であれば、湯漏れ融液が落下してくる部分が平らな平面状になっている可能性はほぼなく、融液が湯漏れ受皿の底部へと導入されやすい。また受皿充填断熱材のサイズが直径1cm以上5cm以下であれば、断熱材同士によって形成される隙間が小さくなるので断熱効果が期待できる上、取扱が容易である。単結晶育成後に行われる単結晶育成装置の清掃作業の際には、一度、受皿充填断熱材を除去し再び戻すなどの作業手順が考えられるが、このような場合に直径1cm以上5cm以下であれば市販の掃除機等を利用して受皿充填断熱材を回収し、戻す際には回収した受皿充填断熱材をそのまま撒けば敷き詰めることができるため、メンテナンスが容易となる。 A more preferable shape and size of the saucer-filling heat insulating material is a spherical or polyhedral saucer-filling heat insulating material having a diameter of 1 cm to 5 cm. A schematic diagram is shown in FIGS. If it is a spherical shape or a polyhedral shape, there is almost no possibility that the portion where the molten metal melt falls is a flat plane, and the melt is easily introduced into the bottom of the molten metal tray. Moreover, if the size of a saucer filling heat insulating material is diameter 1 cm or more and 5 cm or less, since the clearance gap formed by heat insulating materials will become small, the heat insulation effect can be anticipated and handling is easy. In the cleaning operation of the single crystal growing apparatus performed after the single crystal growth, a work procedure such as removing the tray filling heat insulating material once and returning it again can be considered, but in such a case, the diameter should be 1 cm or more and 5 cm or less. For example, a commercially available vacuum cleaner or the like is used to collect the tray filling heat insulating material, and when returning, the collected tray filling heat insulating material can be spread as it is, so that maintenance is facilitated.
また、受皿充填断熱材は、ルツボから漏れてきた湯漏れ融液を吸収できる断熱材であり、低密度の炭素繊維からなる材料が好ましい。さらに、本発明において受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上とする。これにより、ルツボが劣化したり、地震等により引上げ中の単結晶が落下して、ルツボが破壊され原料融液のほぼ全量が流出したりしてしまう場合にも安全性が確保される。 Moreover, the saucer-filling heat insulating material is a heat insulating material that can absorb the molten metal leaked from the crucible, and is preferably made of a low-density carbon fiber. Furthermore, in the present invention, the filling volume occupied by the tray filling heat insulating material is set to be equal to or larger than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible. As a result, safety is ensured even when the crucible is deteriorated or the single crystal being pulled is dropped due to an earthquake or the like, and the crucible is destroyed and almost all the raw material melt flows out.
尚、最大容量とは、その装置に装備されるルツボの口径及び高さにより定まるもので、用いたルツボに充填可能な原料融液の最大容積のことである。通常はルツボに最初に充填される原料の量である初期チャージ量がこれにあたる。また、充填容積とは、受皿充填断熱材自体の容積と、受皿充填断熱材同士の間の隙間が占める容積を合わせたものをいう。 The maximum capacity is determined by the diameter and height of the crucible provided in the apparatus, and is the maximum volume of the raw material melt that can be filled in the used crucible. This is usually the initial charge amount, which is the amount of raw material that is initially filled in the crucible. The filling volume refers to the sum of the volume of the tray filling heat insulating material itself and the volume occupied by the gap between the tray filling heat insulating materials.
〔湯漏れを検知するセンサー〕
前記湯漏れ受皿は、湯漏れを検知するセンサーを有することが好ましい。上記のような受皿充填断熱材の形状、サイズであれば、湯漏れが発生した際に早いうちに融液が湯漏れ受皿の底部まで到達することができる。そのため、図1、2に例を示したように、湯漏れを検知するセンサー11を湯漏れ受皿8に設置することで、湯漏れを早期に発見することが可能であり、湯漏れ後の対処を早期に実施することが可能となる。
[Sensor for detecting leaks]
It is preferable that the said hot water leak tray has a sensor which detects a hot water leak. With the shape and size of the saucer-filled heat insulating material as described above, the melt can reach the bottom of the leaking saucer as soon as a leak occurs. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, it is possible to detect a hot water leak at an early stage by installing the sensor 11 for detecting the hot water leak in the
〔下部誘導部材〕
ルツボとセンサーとの間に、ルツボから漏れた湯漏れ融液をセンサーの位置に誘導する下部誘導部材を有することが好ましい。上述の湯漏れの早期発見と早期対処をより確実にするためには、原料融液を収容しているルツボから湯漏れを検知するセンサーまでの間に、湯漏れが発生した場合に融液が通過する通り道を形成するような下部誘導部材を設けることが好ましい。例として図2には、ルツボ3の下に主に熱ロス低減を目的として配されている断熱板4に誘導構造4aを設けて、下部誘導部材の一つとして、断熱板4上の所望の位置から融液を落下させ、湯漏れ受皿8内の受皿充填断熱材16の中にも筒状の下部誘導部材(筒18)を設けた形態が示されている。この筒状の下部誘導部材(筒18)の下端部は湯漏れ融液が流出可能なようになっている。このような形態によれば、より確実に、より早く、湯漏れ融液を湯漏れ受皿底部に導入でき、かつ湯漏れを検知するセンサーによる湯漏れを感知できる単結晶育成装置となる。
[Lower induction member]
It is preferable to have a lower guide member for guiding the molten metal leaked from the crucible to the position of the sensor between the crucible and the sensor. In order to ensure early detection and early countermeasures for the above-described hot water leak, the melt is detected when a hot water leak occurs between the crucible containing the raw material melt and the sensor that detects the hot water leak. It is preferable to provide a lower guide member that forms a passing path. As an example, in FIG. 2, a guiding
このような下部誘導部材がある場合においても、湯漏れ融液が落下する近傍に受皿充填断熱材を複数個配置しておけば、実際に湯漏れが発生した場合に湯漏れを吸収した部分のみ交換可能であり、交換コストを低減することが可能となる。 Even in the case where there is such a lower guide member, if a plurality of tray filling heat insulating materials are arranged in the vicinity where the molten metal melt falls, only the portion that has absorbed the molten metal when a molten metal leak actually occurs Exchange is possible, and the replacement cost can be reduced.
以下、本発明の実施例および比較例をあげてさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although the Example and comparative example of this invention are given and demonstrated further in detail, this invention is not limited to the following Example.
(実施例)
図1に示すように、直径3cmである球形状の受皿充填断熱材で充填された湯漏れ受皿を備えた単結晶育成装置を準備した。受皿充填断熱材の充填容積は、ルツボに収容された原料融液の最大容量以上の容積を有するものとし、本実施例では受皿充填断熱材を積み上げた高さがおおよそ15cmになるようにした。また、受皿充填断熱材としては0.13〜0.16g/cm3の最も標準的な嵩密度のものを使用した。
(Example)
As shown in FIG. 1, a single crystal growing apparatus provided with a hot water leaking saucer filled with a spherical saucer filling heat insulating material having a diameter of 3 cm was prepared. The filling volume of the saucer-filling heat insulating material is assumed to have a volume equal to or greater than the maximum capacity of the raw material melt contained in the crucible, and in this embodiment, the height at which the saucer-filling heat insulating material is stacked is set to approximately 15 cm. Moreover, as a saucer filling heat insulating material, the thing with the most standard bulk density of 0.13-0.16 g / cm < 3 > was used.
この単結晶育成装置のメインチャンバー内に直径65cmのルツボに200kgの原料融液を収容し、磁場印加チョクラルスキー法(MCZ法)により直径20cmのシリコン単結晶を育成した。より詳細には、ルツボ中の原料融液に種結晶を浸漬した後、溶融液から棒状の単結晶を引き上げながら、結晶成長軸方向に昇降可能なルツボを結晶成長中に結晶化して減少した融液の液面下降分を補うように上昇させ、融液表面の高さを一定に保ちながら行った。このときの受皿充填断熱材の充填容積は、200kgのシリコンの固体の容積の1.2倍であった。 In the main chamber of this single crystal growing apparatus, 200 kg of raw material melt was accommodated in a 65 cm diameter crucible, and a silicon single crystal having a diameter of 20 cm was grown by a magnetic field application Czochralski method (MCZ method). More specifically, after the seed crystal is immersed in the raw material melt in the crucible, the crucible that can be moved up and down in the direction of the crystal growth axis is crystallized during crystal growth while pulling up the rod-shaped single crystal from the melt. The temperature was raised so as to compensate for the lowering of the liquid level, and the height of the melt surface was kept constant. The filling volume of the saucer-filling heat insulating material at this time was 1.2 times the volume of 200 kg of silicon solid.
(比較例1)
図3に示すように、断熱板と湯漏れ受皿とを備えた単結晶育成装置を準備した。ここで、湯漏れ受皿は内壁に配置される平面状の断熱材を有し、球形状又は多面体形状の受皿充填断熱材を有さないものとした。なお、平面状の断熱材の厚さは約2〜3cmとした。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 3, a single crystal growing apparatus provided with a heat insulating plate and a hot water leak tray was prepared. Here, the hot-water leaking tray has a planar heat insulating material disposed on the inner wall, and does not have a spherical or polyhedral tray-filling heat insulating material. The thickness of the planar heat insulating material was about 2 to 3 cm.
この単結晶育成装置のメインチャンバー内に直径65cmのルツボを装備して、実施例と同様に磁場印加チョクラルスキー法(MCZ法)により直径20cmのシリコン単結晶を育成した。 A crucible with a diameter of 65 cm was installed in the main chamber of this single crystal growth apparatus, and a silicon single crystal with a diameter of 20 cm was grown by a magnetic field application Czochralski method (MCZ method) in the same manner as in the example.
(比較例2)
図4に示すように、湯漏れ受皿が厚さ15cmの一体型の断熱材を有するものとした以外は比較例1と同様の構成の単結晶育成装置を準備した。これを用いて実施例と同様にシリコン単結晶を育成した。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 4, a single crystal growing apparatus having the same configuration as that of Comparative Example 1 was prepared except that the hot water leaking tray had an integrated heat insulating material having a thickness of 15 cm. A silicon single crystal was grown using this as in the example.
実施例の単結晶育成装置でも比較例1、2の単結晶育成装置でも問題なく結晶を育成することができたが、比較例1では厚い受皿充填断熱材がないため湯漏れ受皿からの熱ロスが大きかった。これに比べ、実施例では、ルツボに収容された原料融液の最大容量以上の充填容積を有する受皿充填断熱材により湯漏れ受皿からの熱ロスを防止することができるため、比較例1と比較して約8%の省電力を達成することができた。 Although the single crystal growing apparatus of the example and the single crystal growing apparatuses of Comparative Examples 1 and 2 were able to grow crystals without any problem, in Comparative Example 1, there was no thick saucer filled heat insulating material, so heat loss from the leaking saucer Was big. In comparison with this, in the example, since the heat loss from the hot water receiving pan can be prevented by the pan filling heat insulating material having a filling volume equal to or larger than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible. As a result, power saving of about 8% was achieved.
また、比較例2では、省エネ効果は実施例と同程度であったが、実験例1で示されたように、この一体型の断熱材を用いた場合には湯漏れが発生した場合に、湯漏れ容量が不足する可能性がある。これに比べ、本発明の実施例では万が一湯漏れが発生しても、融液が湯漏れ受皿底部まで到達可能であり、湯漏れ受容量を充分確保することができるので、安全性が確保された単結晶育成装置となる。さらに、比較例2と実施例を比較すると受皿充填断熱材の成型コストや湯漏れが生じた場合の受皿充填断熱材の交換コストの点で本発明の実施例が有利となる。 Further, in Comparative Example 2, the energy saving effect was similar to that of the Example, but as shown in Experimental Example 1, when this one-piece type heat insulating material was used, The hot water leakage capacity may be insufficient. In contrast to this, in the embodiment of the present invention, even if a hot water leak occurs, the melt can reach the bottom of the hot water receiving tray, and a sufficient amount of the hot water leak can be secured, thus ensuring safety. Single crystal growing apparatus. Furthermore, when the comparative example 2 is compared with the examples, the embodiment of the present invention is advantageous in terms of the molding cost of the saucer-filling heat insulating material and the replacement cost of the saucer-filling heat insulating material in the event of a leakage of hot water.
ここではシリコン結晶育成を例に説明を行ったが、本発明はシリコン単結晶の製造に用いられる単結晶育成装置に限られるものではなく、化合物半導体や酸化物単結晶などのCZ法を用いた単結晶育成装置に適用可能である。 Here, silicon crystal growth has been described as an example, but the present invention is not limited to a single crystal growth apparatus used for manufacturing a silicon single crystal, and a CZ method such as a compound semiconductor or an oxide single crystal is used. It can be applied to a single crystal growth apparatus.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
1,1’…単結晶育成装置、 2…メインチャンバー、 3…ルツボ、 3a…石英ルツボ、 3b…黒鉛ルツボ、 4…断熱板、 4a…誘導構造、 5…原料融液、 6…ヒーター、 7…ヒーター断熱材、 8…湯漏れ受皿、 10…ルツボ保持軸、 11…湯漏れを検知するセンサー、 12…シリコン単結晶、 13…種結晶、 14…シードチャック、 15…ワイヤ、 16…受皿充填断熱材、 16a…湯漏れ融液が落下する近傍、 17…湯漏れ融液、 18…筒、 101,101’…単結晶育成装置、 102…メインチャンバー、 103…ルツボ、 103a…石英ルツボ、 103b…黒鉛ルツボ、 104…断熱板、 105…原料融液、 106…ヒーター、 107…ヒーター断熱材、 108…湯漏れ受皿、 109,109’…断熱材、 110…ルツボ保持軸、 112…シリコン単結晶、 113…シリコンの種結晶、 114…シードチャック、 115…ワイヤ、 117…湯漏れ融液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 '... Single crystal growth apparatus, 2 ... Main chamber, 3 ... Crucible, 3a ... Quartz crucible, 3b ... Graphite crucible, 4 ... Thermal insulation board, 4a ... Induction structure, 5 ... Raw material melt, 6 ... Heater, 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Heater insulation material, 8 ... Hot water leak tray, 10 ... Crucible holding shaft, 11 ... Sensor detecting hot water leak, 12 ... Silicon single crystal, 13 ... Seed crystal, 14 ... Seed chuck, 15 ... Wire, 16 ... Filling tray Insulating material, 16a: in the vicinity where the molten metal leaks, 17 ... molten metal in the molten metal, 18 ... cylinder, 101, 101 '... single crystal growing apparatus, 102 ... main chamber, 103 ... crucible, 103a ... quartz crucible, 103b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Graphite crucible, 104 ... Heat insulation board, 105 ... Raw material melt, 106 ... Heater, 107 ... Heater insulation material, 108 ... Hot water leak tray, 109, 109 '... Heat insulation material, 110 ... Lu Bo holding shaft, 112 ... silicon single crystal, 113 ... silicon seed crystal, 114 ... seed chuck, 115 ... wire, 117 ... water leakage melt
Claims (4)
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置。 A main chamber for storing a crucible for storing the raw material melt and a heater for heating the raw material melt, and a hot water leak tray made of a carbon material which is installed at the bottom of the main chamber and stores the melt leaked from the crucible. A single crystal growing apparatus for producing a single crystal ingot by the Czochralski method comprising:
The hot water leak tray has a plurality of tray filling heat insulating materials filled in the hot water leak tray,
The filling volume occupied by the saucer filling heat insulating material is not less than the maximum capacity of the raw material melt accommodated in the crucible,
The single crystal growing apparatus characterized in that at least the tray filling heat insulating material in the vicinity where the molten metal melt falls out of the tray filling heat insulating material has a spherical shape or a polyhedral shape with a diameter of 1 cm to 10 cm.
The single-piece | unit of any one of Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Crystal growth device.
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