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JPH06102587B2 - Method of pulling silicon single crystal - Google Patents
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JPH06102587B2 - Method of pulling silicon single crystal - Google Patents

Method of pulling silicon single crystal

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JPH06102587B2
JPH06102587B2 JP33703989A JP33703989A JPH06102587B2 JP H06102587 B2 JPH06102587 B2 JP H06102587B2 JP 33703989 A JP33703989 A JP 33703989A JP 33703989 A JP33703989 A JP 33703989A JP H06102587 B2 JPH06102587 B2 JP H06102587B2
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lid
silicon
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pulling
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、チョクラルスキー法(CZ法)によるシリコン
単結晶引上げ方法に関するもので、さらに詳しくは、原
材料であるシリコン多結晶団塊の表面の不純物汚染を低
減させ、ひいては、ライフタイム向上が図れる技術に関
するものである。
The present invention relates to a method for pulling a silicon single crystal by the Czochralski method (CZ method). More specifically, the present invention relates to a method for pulling a surface of a polycrystalline silicon nodule as a raw material. The present invention relates to a technique capable of reducing impurity contamination and eventually improving lifetime.

[従来の技術] 近年、デバイスの高集積化に伴って、デバイスの製造に
あたって、より高純度のシリコン単結晶が必要となって
きた。そこで、このような要求に応えるため、CZ法を用
いるシリコン単結晶の引上げにあっては、石英るつぼ内
に充填され溶融されるシリコン多結晶団塊を予め薬液で
もって湿式洗浄(弗硝酸などによる表面腐蝕を含む)し
てシリコン多結晶団塊表面に付着している不純物を除去
している。しかしながら、シリコン多結晶の団塊の表面
には凹凸があったり、その製造または処理工程に起因す
るクラックによりその表面形状は複雑となつているた
め、湿式洗浄のみでは、その後のリンスを慎重に行って
もシリコン多結晶団塊表面に付着している不純物を除去
することは難しい。また一方、引上装置内のヒーター、
カーボンサセプター及び保温部材などの炭素製品の清浄
化を目的としてシリコン多結晶団塊を充填した石英るつ
ぼを、引上げ機のチャンバーにセットした後、チャンバ
ーを密閉し、その内部雰囲気にアルゴンガスで置換し、
その後、例えば減圧(50Torr)にし、その減圧下でシリ
コン多結晶の溶融点以下の温度でチャンバー内を加熱す
ることが行われている。
[Prior Art] With higher integration of devices in recent years, a higher-purity silicon single crystal has been required for manufacturing devices. Therefore, in order to meet such demands, when pulling a silicon single crystal using the CZ method, a silicon polycrystal nodule that is filled and melted in a quartz crucible is wet-cleaned with a chemical solution in advance (surface treatment with fluoronitric acid or the like). Impurities adhering to the surface of the polycrystalline silicon nodules are removed by corrosion (including corrosion). However, since the surface of the nodule of polycrystalline silicon has irregularities and the surface shape is complicated due to cracks caused by the manufacturing or processing steps, only the wet cleaning should be followed by careful rinsing. Also, it is difficult to remove the impurities adhering to the surface of the polycrystalline silicon nodules. On the other hand, the heater in the pulling device,
Quartz crucible filled with silicon polycrystalline nodules for the purpose of cleaning carbon products such as carbon susceptor and heat insulating member, after setting in the chamber of the pulling machine, the chamber was sealed, and the internal atmosphere was replaced with argon gas,
After that, for example, the pressure is reduced (50 Torr), and the inside of the chamber is heated under the reduced pressure at a temperature not higher than the melting point of the silicon polycrystal.

[発明が解決しようとする課題] しかし、このようにしてチャンバー内の減圧加熱を行っ
たとしても、シリコン多結晶団塊又はそのクラック中の
汚染物(シリコン多結晶の湿式洗浄時の残留薬液)の除
去は不完全であった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, even if the chamber is heated under reduced pressure in this manner, contaminants in the silicon polycrystal nodule or the cracks (residual chemical liquid during wet cleaning of the silicon polycrystal) Removal was incomplete.

その理由としては、チャンバーに十分に気密性を持たせ
るには、通常構造的に不適当であり、また製作コストの
点からもチャンバーに十分な機密性を持たせることは無
意味であるので、チャンバー内の減圧度を1Torr以下に
することはしばしば困難があり、また上述のチャンバー
内の炭素製品等から排出ガスとかチャンバーのシール部
分からの外部雰囲気ガスのリークなどがあり、シリコン
多結晶団塊の表面汚染の除去がほとんど不可能であるこ
とがあげられる。
The reason is that it is usually structurally unsuitable to make the chamber sufficiently airtight, and it is meaningless to make the chamber sufficiently airtight in terms of manufacturing cost. It is often difficult to reduce the degree of decompression in the chamber to 1 Torr or less. Also, there are some problems such as exhaust gas from the above-mentioned carbon products in the chamber and leakage of external atmosphere gas from the sealing part of the chamber, which causes One reason is that it is almost impossible to remove surface contamination.

またさらに、石英るつぼ内外表面はチャンバー内にセッ
トされる前に清浄化されるが、その保持移動の際に保持
具との接触やまた手作業の場合手袋の接触によって石英
るつぼの外表面が汚染され、その汚染がチャンバー内に
持ち込まれるという欠点があった。
Furthermore, the inner and outer surfaces of the quartz crucible are cleaned before being set in the chamber, but when holding and moving the quartz crucible, the outer surface of the quartz crucible is contaminated due to contact with the holder or contact with gloves during manual work. However, there is a drawback that the contamination is brought into the chamber.

以上の結果、従来技術では、シリコン単結晶の引上げに
おいて汚染が著しく、ライフタイムの向上が図れなかっ
た。
As a result of the above, in the prior art, the contamination during the pulling of the silicon single crystal was significant and the lifetime could not be improved.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、高純度シリ
コン単結晶の引上げが可能な技術を提供することを目的
としている。
The present invention has been made in view of the above point, and an object thereof is to provide a technique capable of pulling a high-purity silicon single crystal.

[課題を解決するための手段] 請求項1記載のシリコン単結晶引上げ方法は、石英るつ
ぼ内にシリコン多結晶団塊を充填し、この石英るつぼに
蓋をした後、該石英るつぼと上記蓋とを減圧吸着させつ
つシリコン多結晶の融点より低い温度で上記シリコン多
結晶団塊を加熱して該シリコン多結晶団塊表面を清浄化
し、次いで石英るつぼと上記蓋とを減圧吸着させたまま
の状態で上記石英るつぼを上記蓋の付属把手を利用して
引上げ機のチャンバー内に装着し、その後蓋を取り外し
てシリコン多結晶を溶融するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In the method for pulling a silicon single crystal according to claim 1, the quartz crucible is filled with a silicon polycrystal nodule, and the quartz crucible is capped, and then the quartz crucible and the lid are separated from each other. While adsorbing under reduced pressure, the silicon polycrystal nodule is heated at a temperature lower than the melting point of the silicon polycrystal to clean the surface of the silicon polycrystal nodule, and then the quartz crucible and the lid are adsorbed under reduced pressure. The crucible was mounted in the chamber of the pulling machine using the attached handle of the lid, and then the lid was removed to melt the silicon polycrystal.

請求項2記載のシリコン単結晶引上げ方法は、請求項1
記載の発明において、上記石英るつぼと上記蓋とを減圧
吸着させるにあたり、石英るつぼの上端面及びこれに対
応する該蓋の下面部分を高度の平坦且つ鏡面仕上げをし
て、パッキングなしで減圧吸着を行なうようにしたもの
である。
The method for pulling a silicon single crystal according to claim 2 is the method according to claim 1.
In the invention described above, in adsorbing the quartz crucible and the lid under reduced pressure, the upper end surface of the quartz crucible and the corresponding lower surface portion of the lid are highly flat and mirror-finished, and vacuum adsorption is performed without packing. It was something that I was supposed to do.

請求項3記載のシリコン単結晶引上げ方法は、請求項1
記載の発明において、上記石英るつぼ上記蓋とを減圧吸
着させるにあたり、シリコンゴムからなるパッキンを介
して減圧吸着させ、上記石英るつぼと上記蓋とを減圧吸
着させるにあたり、シリコンゴムからなるパッキンを介
して減圧吸着させるようにしたものである。
The method for pulling a silicon single crystal according to claim 3 is the method according to claim 1.
In the invention described, in adsorbing the quartz crucible and the lid under reduced pressure, adsorbed under reduced pressure via a packing made of silicon rubber, in adsorbing the quartz crucible and the lid under reduced pressure, via packing made of silicon rubber. It is designed to be adsorbed under reduced pressure.

請求項4記載のシリコン単結晶引上げ方法は、請求項
1、2または3記載の発明において、チャンバー内で蓋
を取り外すにあたり、石英チャンバー内に外気よりも重
くクリーンな不活性ガスを導入するようにしたものであ
る。
In the method for pulling a silicon single crystal according to claim 4, in the invention according to claim 1, 2 or 3, when the lid is removed in the chamber, a clean inert gas heavier than the outside air is introduced into the quartz chamber. It was done.

[作用] 上記手段によれば、シリコン多結晶団塊を充填した石英
るつぼに直接蓋をしているので、シリコン多結晶団塊を
溶融点以下に加熱するに際し、石英るつぼ内圧力を清浄
化に必要な程度にまで容易に減圧できる。その結果、シ
リコン多結晶団塊又はクラック中の汚染物の除去が促進
される。
[Operation] According to the above means, since the quartz crucible filled with the polycrystalline silicon agglomerates is directly covered, when heating the polycrystalline silicon agglomerates below the melting point, it is necessary to clean the pressure inside the quartz crucible. The pressure can be easily reduced to a certain degree. As a result, the removal of contaminants in the polycrystalline silicon nodules or cracks is facilitated.

石英るつぼの内容積が比較的小さく、また石英るつぼと
その上記蓋との接触部は例えば耐熱性があり、且つ高温
時に異常ガスの発生しない弾性体パッキングによる気密
化が可能であり、またこのパッキングの代わりに石英る
つぼの上端を完全な平面で鏡面に仕上げ、この蓋の対応
部分を同様に仕上げることによって、パッキングフリー
で高度の気密化も可能である。後者の場合には、パッキ
ングの材質の検討を不要にし、本目的には最も適してい
る。
The inner volume of the quartz crucible is relatively small, and the contact portion between the quartz crucible and the lid is, for example, heat resistant, and can be hermetically sealed by an elastic body packing that does not generate abnormal gas at high temperature. Instead of, the upper end of the quartz crucible is mirror-finished with a perfectly flat surface, and the corresponding part of this lid is also finished, so that a high degree of airtightness is possible without packing. In the latter case, it is not necessary to consider the packing material, which is most suitable for this purpose.

ここで、石英るつぼの上端面及びこれに接触する上記蓋
の下面部分は、研削並びに砥粒加工及びこれに化学的作
用を加味した鏡面加工によって達成され得る。この面粗
さは最大高さ表示で、500Å以下であれば十分その目的
が達成される。
Here, the upper end surface of the quartz crucible and the lower surface portion of the lid in contact with the quartz crucible can be achieved by grinding, abrasive grain processing and mirror surface processing in which chemical action is added thereto. This surface roughness is the maximum height display, and if it is 500 Å or less, the purpose is sufficiently achieved.

また、石英るつぼの移動にあたり、蓋の付属把手を利用
しているので、保持具と石英るつぼとの接触や手作業の
場合手袋と石英るつぼの接触が回避され、石英るつぼ外
表面は全く汚染の機会を持たないこととなる。
In addition, since the handle attached to the lid is used to move the quartz crucible, contact between the holder and the quartz crucible and contact between the gloves and the quartz crucible during manual work are avoided, and the outer surface of the quartz crucible is completely free of contamination. You will not have the opportunity.

したがって、上記したシリコン単結晶引上げ方法によれ
ば、高純度シリコン単結晶を得ることができ、ライフタ
イムの向上が図れることになる。
Therefore, according to the above silicon single crystal pulling method, a high-purity silicon single crystal can be obtained, and the lifetime can be improved.

また、石英るつぼ内にセットされたシリコン多結晶の団
塊は蓋によって外部雰囲気と遮断されるため、石英るつ
ぼのチャンバーへの装着の際にも外部雰囲気からの不純
物汚染を受けない。さらに、引上げ機のチャンバーに石
英るつぼを装着後、アルゴンガス等の不活性ガスを石英
るつぼ内に充填した後に、蓋を取り外すようにすれば、
アルゴンガス等の不活性ガスで充たされた石英るつぼ内
雰囲気と外部雰囲気との交換は起こらず、そこでも、シ
リコン多結晶表面の雰囲気からの汚染を低減させること
ができる。
In addition, since the nodule of the polycrystalline silicon set in the quartz crucible is shielded from the external atmosphere by the lid, impurities are not contaminated from the external atmosphere even when the quartz crucible is mounted in the chamber. Furthermore, after mounting the quartz crucible in the chamber of the puller, after filling the quartz crucible with an inert gas such as argon gas, the lid can be removed.
No exchange occurs between the atmosphere inside the quartz crucible filled with an inert gas such as argon gas and the atmosphere outside, and it is possible to reduce contamination from the atmosphere on the polycrystalline silicon surface.

[実施例] 以下、シリコン単結晶の引上げ方法の一実施例を説明す
る。
[Example] An example of a method for pulling a silicon single crystal will be described below.

先ず、シリコン単結晶引上げ機について説明すれば、こ
の引上げ機は、第2図に示すように、下チャンバー41と
上チャンバー42とを備えてなる。ここで、下チャンバー
41には、石英るつぼ2を装着するための黒鉛るつぼ43
と、石英るつぼ2を加熱するためのヒーター44とが設置
されている。上チャンバー42は、結晶引上げ、取り出し
等のためのチャンバーであり、その上端には、結晶引上
げのためのワイヤー巻き取り部と、種結晶を回転させる
ための回転部が形成されている。
First, the silicon single crystal pulling machine will be described. This pulling machine comprises a lower chamber 41 and an upper chamber 42 as shown in FIG. Where the lower chamber
41 is a graphite crucible 43 for mounting the quartz crucible 2.
And a heater 44 for heating the quartz crucible 2. The upper chamber 42 is a chamber for pulling up and taking out a crystal, and a wire winding portion for pulling up the crystal and a rotating portion for rotating the seed crystal are formed at the upper end thereof.

次に、実施例で用いられる真空吸着装置について説明す
る。
Next, the vacuum suction device used in the examples will be described.

この真空吸着装置10は、第1図に示すように、真空吸引
によって石英るつぼ1の上端に密着される蓋11を備えて
いる。
As shown in FIG. 1, this vacuum suction device 10 is provided with a lid 11 that is brought into close contact with the upper end of the quartz crucible 1 by vacuum suction.

つまり、蓋11の縁部にはフランジ11aが形成されてお
り、このフランジ11aには、吸着性をよくするため、例
えば、シリコンゴムからなるパッキン12がねじ13によっ
て取り付けられている。そして、このパッキン12を介し
て、蓋11の縁部と石英るつぼ2の縁部とが突き合わされ
るようになっている。
That is, a flange 11a is formed on the edge of the lid 11, and a packing 12 made of, for example, silicone rubber is attached to the flange 11a with a screw 13 in order to improve adsorption. The edge of the lid 11 and the edge of the quartz crucible 2 are abutted against each other via the packing 12.

また、蓋11の表面側には付属把手を構成するアイボルト
14が取り付けられており、このアイボルト14に図示しな
い持上げ機を連結させることによって蓋11の持上げ運搬
等ができるようになっている。
In addition, the eyebolt that forms the attached handle is on the front side of the lid 11.
A lid 14 is attached to the eyebolt 14, and a lifting machine (not shown) is connected to the eyebolt 14 so that the lid 11 can be lifted and transported.

なお、蓋11は、例えば、ステンレス鋼によって形成さ
れ、この蓋11の内面には汚染防止のためテフロンがコー
トされている。
The lid 11 is made of, for example, stainless steel, and the inner surface of the lid 11 is coated with Teflon to prevent contamination.

また、蓋11にはガス給排装置に連結されるガス給排管21
が連結されている。ガス給排管21は途中でガス排気管21
aとガス供給管21bとに分岐され、ガス排気管21aは真空
排気装置30に連結され、他方、ガス供給管21bは図示し
ないガス供給装置に連結されている。なお、ガス排気管
21bの途中部分にはバルブ22とリークバルブ23とが設け
られている。また、ガス排気管21bは、その途中部分
(バルブ22とリークバルブ23の間の部分)で、継手31に
よって分割可能となるように構成されている。一方、ガ
ス供給管21bの途中部分にはフィルタ24はバルブ25とが
設けられている。
Further, the lid 11 has a gas supply / discharge pipe 21 connected to a gas supply / discharge device.
Are connected. The gas supply and exhaust pipe 21 is on the way to the gas exhaust pipe 21.
It is branched into a and a gas supply pipe 21b, the gas exhaust pipe 21a is connected to a vacuum exhaust device 30, and the gas supply pipe 21b is connected to a gas supply device (not shown). The gas exhaust pipe
A valve 22 and a leak valve 23 are provided in the middle of 21b. In addition, the gas exhaust pipe 21b is configured to be separable by the joint 31 at an intermediate portion thereof (a portion between the valve 22 and the leak valve 23). On the other hand, the filter 24 is provided with a valve 25 in the middle of the gas supply pipe 21b.

なお、ガス給排管21の途中部分には圧力計26が設けられ
ている。
A pressure gauge 26 is provided in the middle of the gas supply / discharge pipe 21.

次に、前記真空吸着装置を用いて行なわれる実施例の方
法を具体的に説明する。
Next, the method of the embodiment performed using the vacuum suction device will be specifically described.

例えば、引上げ室外に設けられた局所的クリーンルーム
若しくはクリーンベンチ内でシリコン多結晶団塊1を石
英るつぼ2内に充填する。次に持上げ機によってアイボ
ルト14を介して蓋11を石英るつぼ2上に載せる。このと
き、蓋11のパッキン12が石英るつぼ2の縁部に当接され
るようにする。
For example, the silicon polycrystal nodule 1 is filled in the quartz crucible 2 in a local clean room or a clean bench provided outside the pulling room. Next, the lid 11 is placed on the quartz crucible 2 via the eyebolt 14 by the lifting machine. At this time, the packing 12 of the lid 11 is brought into contact with the edge of the quartz crucible 2.

次に、バルブ22を開にすることにより、石英るつぼ2内
を真空引きした後若しくは真空引きしつつバルブ25を開
にして、石英るつぼ2内のアルゴンガス等のクリーンな
不活性ガスを導入してその内部雰囲気の圧力を例えば1T
orr程度以下に維持しつつ、内部のシリコン多結晶をで
きるだけ高温に加熱する。このための加熱源を底部又は
底部側方に設け、少なくとも本吸着装置の蓋11の下面
が、耐熱温度を超えることは避けなければならない。こ
のために蓋11は水冷ジャケットによる冷却が有効であ
る。当該蓋11の下面がテフロンで被覆されている場合に
は、その表面温度は250℃で限界とする。しかし、種々
の工夫で、シリコン多結晶を500℃以上に加熱すること
は可能である。なお、その際、蓋11と石英るつぼ2との
密着が阻害されないような圧力に内部雰囲気の圧力を維
持しておくことが必要である。
Next, by opening the valve 22, the inside of the quartz crucible 2 is evacuated, or after opening the valve 25 while evacuating, a clean inert gas such as argon gas in the quartz crucible 2 is introduced. The internal atmosphere pressure is, for example, 1T
The silicon polycrystal inside is heated to as high a temperature as possible while maintaining the temperature below orr. It is necessary to provide a heating source for this purpose at the bottom or on the side of the bottom, and at least prevent the lower surface of the lid 11 of the present adsorption device from exceeding the heat resistant temperature. For this reason, the lid 11 is effectively cooled by a water cooling jacket. When the lower surface of the lid 11 is coated with Teflon, the surface temperature is limited to 250 ° C. However, it is possible to heat the silicon polycrystal to 500 ° C. or higher by various means. At this time, it is necessary to maintain the pressure of the internal atmosphere at a pressure that does not hinder the close contact between the lid 11 and the quartz crucible 2.

これによって、シリコン多結晶団塊1に付着していた不
純物がその雰囲気中に放出され、シリコン多結晶団塊1
表面は清浄化される。
As a result, the impurities attached to the silicon polycrystalline nodule 1 are released into the atmosphere, and the silicon polycrystalline nodule 1 is removed.
The surface is cleaned.

このようにしてシリコン多結晶団塊1表面が清浄化され
たなら、バルブ25を閉じ一方バルブ22は開放したままで
さらに石英るつぼ2内を真空引き(例えば500Torr程度
以下)した後、バルブ22を閉にし、リークバルブ23を開
にする。これによって、バルブ22以降の配管内の圧力を
大気圧に戻してから継手31部分でガス排気管21aを分離
する。これによって、蓋11と真空排気装置30とが切り離
される。
When the surface of the polycrystalline silicon nodule 1 is cleaned in this manner, the valve 25 is closed, while the valve 22 is left open, and the quartz crucible 2 is further evacuated (for example, about 500 Torr or less), and then the valve 22 is closed. And open the leak valve 23. As a result, the pressure inside the pipe after the valve 22 is returned to atmospheric pressure, and then the gas exhaust pipe 21a is separated at the joint 31 portion. As a result, the lid 11 and the vacuum exhaust device 30 are separated.

吸着吊り上げに必要な石英るつぼ内の圧力P(Torr)
は、充填されるシリコン多結晶の重量及び石英るつぼの
重量の和をW(kg)、石英るつぼの断面積をA(cm2
とすると、ほぼ次式の関係があるので、 いま仮りにW=71kg,A=1500cm2(直径44cmの場合)
に、、吸着吊り上げに必要な圧力Pは725Torrである
が、使用条件からこの1/2に選定するのが好ましい。即
ち、安全率α=10とする。
Pressure P (Torr) in the quartz crucible required for suction lifting
Is the sum of the weight of the filled silicon polycrystal and the weight of the quartz crucible, W (kg), and the cross-sectional area of the quartz crucible, A (cm 2 ).
Then, since there is a relation of the following formula, Now suppose W = 71kg, A = 1500cm 2 (when diameter is 44cm).
In addition, the pressure P required for suction lifting is 725 Torr, but it is preferable to select half the pressure P from the operating conditions. That is, the safety factor α = 10.

そして、蓋11と石英るつぼ2とを、一体化させたままの
状態で、持上げ機によって、上記蓋11のアイボルト14を
利用して石英るつぼ2を引上げ室まで移送し、そこに設
置される下チャンバー41内に装着する。
Then, with the lid 11 and the quartz crucible 2 being integrated, the quartz crucible 2 is transferred to the pulling chamber using the eyebolt 14 of the lid 11 by the lifting machine, and is installed there. It is mounted in the chamber 41.

その後、石英るつぼ2内にアルゴンガス等のクリーンな
不活性ガスを充たすことによって石英るつぼ2内の圧力
を上げて減圧吸着状態を解除させて蓋11を外し、上チャ
ンバーで42で閉塞する。
Then, the quartz crucible 2 is filled with a clean inert gas such as argon gas to increase the pressure in the quartz crucible 2 to release the reduced pressure adsorption state, remove the lid 11, and close the upper chamber with 42.

そして、チャンバー内を真空引きした後、該チャンバー
内にアルゴンガス等の不活性ガスを充たし、減圧(50To
rr)下でシリコン多結晶の団塊1を溶融する。
Then, after the chamber is evacuated, the chamber is filled with an inert gas such as argon gas to reduce the pressure (50To
rr) Melting the nodule 1 of polycrystalline silicon.

上記したシリコン単結晶引上げ方法によれば、シリコン
多結晶団塊1を充填した石英るつぼ2に直接蓋11をして
いるので、シリコン多結晶団塊1を溶融点以下に加熱す
るに際し、石英るつぼ2内圧力を清浄化に必要な程度に
まで十分減圧できる。その結果、シリコン多結晶団塊1
又はクラック中の汚染の除去が促進される。
According to the above silicon single crystal pulling method, since the quartz crucible 2 filled with the silicon polycrystal nodules 1 is directly covered with the lid 11, when heating the silicon polycrystal nodules 1 below the melting point, the inside of the quartz crucible 2 is heated. The pressure can be sufficiently reduced to the level required for cleaning. As a result, silicon polycrystalline nodules 1
Alternatively, removal of contamination in the crack is promoted.

また、このシリコン多結晶団塊1の加熱処理は、引上げ
機のチャンバー内では行われないので、チャンバー内の
各種構造物に起因する汚染は生じない。
Moreover, since the heat treatment of the silicon polycrystalline nodule 1 is not performed in the chamber of the pulling machine, contamination due to various structures in the chamber does not occur.

さらに、石英るつぼ2の移動にあたり、蓋11のアイボル
ト14を利用しているので、保持具と石英るつぼ2との接
触や手作業の場合手袋と石英るつぼ2の接触が回避さ
れ、石英るつぼ2外表面は全く汚染の機会を持たないこ
ととなる。
Further, since the eyebolt 14 of the lid 11 is used to move the quartz crucible 2, contact between the holder and the quartz crucible 2 and contact between the gloves and the quartz crucible 2 in the case of manual work are avoided, and the quartz crucible 2 outside The surface will have no chance of contamination.

したがって、上記したシリコン単結晶引上げ法によれ
ば、高純度シリコン単結晶を得ることができ、ライフタ
イムの向上が図れることになる。
Therefore, according to the above silicon single crystal pulling method, a high-purity silicon single crystal can be obtained, and the lifetime can be improved.

第3図にはその実験結果が示されている。このうち白丸
は従来方法によって引き上げたシリコン単結晶のインゴ
ットライフタイムを、一方、黒丸は実施例の方法によっ
て引き上げたシリコン単結晶のインゴットライフタイム
を表わしている。
The experimental results are shown in FIG. Of these, the white circles represent the ingot lifetime of the silicon single crystal pulled by the conventional method, while the black circles represent the ingot lifetime of the silicon single crystal pulled by the method of the example.

この第3図からは、実施例の方法によれば従来法に比べ
てシリコン単結晶ライフタイムが向上していることが判
る。
It can be seen from FIG. 3 that the method of the embodiment improves the silicon single crystal lifetime as compared with the conventional method.

また、石英るつぼ2内に充填されたシリコン多結晶団塊
1は蓋11によって外部雰囲気と遮断されるため、チャン
バーへの装着の際にも外部雰囲気からの不純物汚染を受
けない。さらに、引上げ機のチャンバーに石英るつぼ2
を装着後,アルゴンガス等の不活性ガスを石英るつぼ2
内に充填した後に、蓋11を取り外すようにしているの
で、アルゴンガス等の不活性ガスで充たされた石英るつ
ぼ2内雰囲気と外部雰囲気との交換は起こらず、そこで
も、シリコン多結晶団塊1表面の雰囲気からの汚染の低
減ひいてはライフタイムを向上させることができる。
Further, since the silicon polycrystalline nodules 1 filled in the quartz crucible 2 are shielded from the external atmosphere by the lid 11, they are not contaminated with impurities from the external atmosphere even when mounted in the chamber. In addition, the quartz crucible 2 in the chamber of the puller.
After mounting, place an inert gas such as argon gas in the quartz crucible 2
Since the lid 11 is removed after filling the inside of the quartz crucible 2, the atmosphere inside the quartz crucible 2 filled with an inert gas such as argon gas does not exchange with the outside atmosphere. (1) Reduction of pollution from the atmosphere on the surface and, in turn, improvement of life time.

なお、本実施例では、クリーンルーム又はクリーンベン
チでシリコン多結晶団塊1を石英るつぼ2内に充填して
いるので、その点でも、外部雰囲気による汚染防止が図
れる。
In the present embodiment, the silicon polycrystal nodule 1 is filled in the quartz crucible 2 in a clean room or a clean bench. Therefore, also in this respect, the contamination by the external atmosphere can be prevented.

さらに、チャンバー内でシリコン多結晶団塊1の清浄化
処理を行なう必要がないので、引上げ機の稼働率向上も
図れる。
Furthermore, since it is not necessary to clean the polycrystalline silicon nodules 1 in the chamber, the operating rate of the pulling machine can be improved.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.

[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりであ
る。
[Effects of the Invention] The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

石英るつぼ中に、シリコン多結晶団塊を充填し、この石
英るつぼに蓋をした後、該石英るつぼと上記蓋とを減圧
吸着させるとともに減圧下シリコン多結晶の融点より低
い温度で上記シリコン多結晶団塊を加熱して該シリコン
多結晶団塊表面を清浄化し、次いで石英るつぼと上記蓋
とを減圧吸着させたままの状態で上記石英るつぼを上記
蓋の付属把手を介して引上げ機のチャンバー内に装着
し、その後蓋を取り出してシリコン多結晶を溶融するよ
うにしたので、シリコン多結晶団塊を溶融点以下に加熱
するに際し、石英るつぼ内圧力を清浄化に必要な程度に
まで減圧できる。その結果、シリコン多結晶団塊又はク
ラック中の汚染物の除去が促進される。
A quartz crucible is filled with a polycrystalline silicon agglomerate, the quartz crucible is covered with a lid, the quartz crucible and the lid are adsorbed under reduced pressure, and the polycrystalline silicon agglomerate of silicon at a temperature lower than the melting point of the polycrystalline silicon under reduced pressure. To clean the surface of the polycrystalline silicon agglomerate, and then mount the quartz crucible in the chamber of the puller through the attached handle of the lid while the quartz crucible and the lid are adsorbed under reduced pressure. After that, the lid was taken out to melt the silicon polycrystal, so that the pressure inside the quartz crucible can be reduced to a level necessary for cleaning when the silicon polycrystal nodule is heated below the melting point. As a result, the removal of contaminants in the polycrystalline silicon nodules or cracks is facilitated.

また、石英るつぼの移動にあたり、蓋の付属把手を利用
しているので、保持具と石英るつぼとの接触や手作業の
場合手袋の石英るつぼの接触が回避され、石英るつぼ表
面は全く汚染の機会を持たないこととなる。
In addition, since the handle attached to the lid is used to move the quartz crucible, the contact between the holder and the quartz crucible and the quartz crucible of the gloves during manual work is avoided, and the quartz crucible surface is completely contaminated. Will not have.

したがって、上記したシリコン単結晶引上げ法によれ
ば、高純度シリコン単結晶を得ることができ、ライフタ
イムの向上が図れることになる。
Therefore, according to the above silicon single crystal pulling method, a high-purity silicon single crystal can be obtained, and the lifetime can be improved.

また、石英るつぼ内にセットされたシリコン多結晶の団
塊は蓋によって外部雰囲気と遮断されるため、その装着
の際にも外部雰囲気からの不純物汚染を受けない。さら
に、引上げ機に石英るつぼを装着後、アルゴンガス等の
不活性ガスを石英るつぼ内に充填した後に、蓋を取り外
すようにすれば、アルゴンガス等の不活性ガスで充たさ
れた石英るつぼ内雰囲気と外部雰囲気との交換は起こら
ず、そこでも、シリコン多結晶表面の雰囲気からの汚染
を低減させることができる。
Further, since the nodule of silicon polycrystal set in the quartz crucible is shielded from the external atmosphere by the lid, it is not contaminated with impurities from the external atmosphere even when it is mounted. Furthermore, after mounting the quartz crucible on the puller, after filling the inert gas such as argon gas into the quartz crucible and removing the lid, the inside of the quartz crucible filled with the inert gas such as argon gas can be removed. The atmosphere is not exchanged with the external atmosphere, and the contamination from the atmosphere of the silicon polycrystal surface can be reduced also there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本実施例の方法に使用された真空吸着装置の概
略構成図、 第2図は引上げ機の概略縦断面図、 第3図は本発明と従来技術との効果を比較するためのラ
イフタイムの比較図である。 1…シリコン多結晶団塊、2…石英るつぼ、14…把手、
41…下チャンバー、42…上チャンバー。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum adsorption device used in the method of the present embodiment, FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a pulling machine, and FIG. 3 is a diagram for comparing the effects of the present invention and the prior art. It is a comparison diagram of lifetime. 1 ... Silicon polycrystalline nodule, 2 ... Quartz crucible, 14 ... Handle,
41 ... Lower chamber, 42 ... Upper chamber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−83887(JP,A) 特開 平2−296788(JP,A) 特開 平2−221183(JP,A) 特開 平2−22200(JP,A) 特開 昭59−102899(JP,A) 特開 昭63−285191(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-3-83887 (JP, A) JP-A-2-296788 (JP, A) JP-A-2-221183 (JP, A) JP-A-2- 22200 (JP, A) JP 59-102899 (JP, A) JP 63-285191 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】石英るつぼ内にシリコン多結晶団塊を充填
し、この石英るつぼに蓋をした後、該石英るつぼと上記
蓋とを減圧吸着させつつシリコン多結晶の融点より低い
温度で上記シリコン多結晶団塊を加熱して該シリコン多
結晶団塊表面を清浄化し、次いで石英るつぼと上記蓋と
を減圧吸着させたままの状態で上記石英るつぼを上記蓋
の付属把手を利用して引上げ機のチャンバー内に装着
し、その後蓋を取り外してシリコン多結晶を溶融するよ
うにしたことを特徴とする高純度シリコン単結晶引上げ
方法。
1. A quartz crucible is filled with a silicon polycrystal nodule, the quartz crucible is covered with a lid, and the quartz crucible and the lid are adsorbed under reduced pressure while the silicon polycrystal is melted at a temperature lower than the melting point of the silicon polycrystal. The crystal nodule is heated to clean the surface of the silicon polycrystal nodule, and then the quartz crucible and the lid are kept adsorbed under reduced pressure, and the quartz crucible is attached to the inside of the chamber of the puller using the attached handle of the lid. A method for pulling a high-purity silicon single crystal, characterized in that the silicon polycrystal is melted by mounting the lid on the substrate and then removing the lid.
【請求項2】上記石英るつぼと上記蓋とを減圧吸着させ
るにあたり、石英るつぼの上端面及びこれに対応する該
蓋部分を高度に平坦に鏡面仕上げを施してなるパッキン
グ不使用の減圧吸着を行なうようにしたことを特徴とす
る請求項1記載の高純度シリコン単結晶の引上げ方法。
2. When vacuum-adsorbing the quartz crucible and the lid under reduced pressure, the upper end surface of the quartz crucible and the corresponding lid portion are highly flatly mirror-finished to perform vacuum adsorption without using packing. The method for pulling a high-purity silicon single crystal according to claim 1, characterized in that.
【請求項3】上記石英るつぼと上記蓋とを減圧吸着させ
るにあたり、シリコンゴムからなるパッキンを介して減
圧吸着させることを特徴とする請求項1記載の高純度シ
リコン単結晶引上げ方法。
3. The method for pulling a high-purity silicon single crystal according to claim 1, wherein the quartz crucible and the lid are adsorbed under reduced pressure through a packing made of silicon rubber.
【請求項4】チャンバー内で蓋を取り外すにあたり、石
英チャンバー内に外気よりも重くクリーンな不活性ガス
を導入するようにしたことを特徴とする請求項1、2ま
たは3記載の高純度シリコン単結晶引上げ方法。
4. The high-purity silicon unit according to claim 1, 2 or 3, wherein when the lid is removed in the chamber, a clean inert gas heavier than the outside air is introduced into the quartz chamber. Crystal pulling method.
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