【手続補正書】
【提出日】平成17年2月3日(2005.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  結晶引上装置においてチョクラルスキー法によってシリコンインゴットを製造する間に生成される珪素化合物の連続酸化によって、結晶引上装置内の理論量以下の二酸化珪素の量を減少させる方法であって、該方法が、インゴットの成長の間に、装置内のホットゾーンよりも上で装置内にアルゴンガス流を連続的に注入して、アルゴン流が装置内を下向きに流れて、ホットゾーンを通って排気トンネルに入るようにし、および、アルゴンガス流の流れの方向に関してホットゾーンよりも下流の位置で装置の排気トンネルにおける入口を通して酸素含有ガスを連続的に注入して、シリコンインゴットの製造の間に生成される一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素を連続的に酸化することを含んで成る方法。
【請求項２】  酸素含有ガスが空気である請求項１に記載の方法。
【請求項３】  該装置が、成長するインゴットの方向にアルゴン流を誘導するパージ管を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】  結晶引上装置においてチョクラルスキー法によってシリコンインゴットを製造する間に生成される珪素化合物の連続酸化によって、結晶引上装置内の理論量以下の二酸化珪素の量を減少させる方法であって、該方法が、インゴットの成長の間に、装置内のホットゾーンよりも上で装置内にアルゴンガス流を連続的に注入して、アルゴン流が装置内を下向きに流れて、ホットゾーンを通って排気トンネルに入るようにし、および、アルゴンガス流の流れの方向に関してホットゾーンよりも下流の位置で装置の排気トンネルにおける入口を通して酸素含有ガスを連続的に注入して、シリコンインゴットの製造の間に生成される一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素を連続的に酸化することを含んで成り；
酸素含有ガスからの酸素の、アルゴン流を通るホットゾーンへの拡散が、成長するインゴットの完全構造損失を生じさせるのに充分でないように、酸素含有ガスを排気トンネルにおける位置において注入する方法。
【請求項５】  酸素含有ガスからの酸素の、アルゴン流を通るホットゾーンへの拡散が約１００ppm以下であるように、酸素含有ガスを結晶引上装置に注入する請求項４に記載の方法。
【請求項６】  結晶引上装置においてチョクラルスキー法によってシリコンインゴットを製造する間に生成される珪素化合物の連続酸化によって、結晶引上装置内の理論量以下の二酸化珪素の量を減少させる方法であって、該方法が、インゴットの成長の間に、装置内のホットゾーンよりも上で装置内にアルゴンガス流を連続的に注入して、アルゴン流が装置内を下向きに流れて、ホットゾーンを通って排気トンネルに入るようにし、および、アルゴンガス流の流れの方向に関してホットゾーンよりも下流の位置で装置の排気トンネルにおける入口を通して酸素含有ガスを連続的に注入して、シリコンインゴットの製造の間に生成される一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素を連続的に酸化することを含んで成り；
酸素含有ガスからの酸素の、アルゴン流を通るホットゾーンへの拡散が、成長するインゴットの完全構造損失を生じさせるのに充分でないように、酸素含有ガスを排気トンネルにおける位置において注入し；酸素含有ガスの注入位置における一酸化珪素、珪蒸気、および理論量以下の二酸化珪素の温度が少なくとも約６００℃である方法。
【請求項７】  酸素含有ガスからの酸素の、アルゴン流を通るホットゾーンへの拡散が約１００ppm以下であるようにおよび一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素の温度が約６００℃〜約８００℃であるように酸素含有ガスを結晶引上装置に注入する請求項６に記載の方法。
【請求項８】  結晶引き上げ工程の間に生成される一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素を連続的に酸化する結晶引上装置であって、該装置が
ハウジング；
ルツボを有するホットゾーン；
アルゴンガス流が装置内を下向き流れ、ホットゾーンを通って排気トンネルに入って、ホットゾーンから熱い排気ガスをパージすることを可能にする、装置内のホットゾーンよりも上に位置するガス入口；および
酸素含有ガスが排気トンネルに入り、シリコンインゴットの製造の間に生成される一酸化珪素、珪素蒸気、および理論量以下の二酸化珪素を連続的に酸化し、それによって、結晶引上装置内の理論量以下の二酸化珪素の量を減少させることを可能にする、アルゴン流の流れの方向に関してホットゾーンよりも下流の排気トンネルに位置するガス入口；
を有して成る装置。
【請求項９】  成長するインゴットにアルゴン流を誘導するパージ管をさらに有して成る請求項８に記載の装置。
【請求項１０】  ホットゾーンよりも下流のガス入口が、ホットゾーンから少なくとも約２ｃｍ下流に位置する請求項８に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
結晶引上装置において副生成物として生成される理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）と凝縮したＳｉ（ｇ）の混合物は、引上装置および排気システムの多くの部品に粘着し付着しやすい故に、結晶引上工業において重大な問題である。インゴットが成長した後に、結晶引上装置および排気システムが大気に開放された際に、理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）が多量の酸素と混合し、くすぶり、燃焼し、かなりの熱を放出し、結晶引上装置および排気システムの内部部品に重大な損傷を与え得る。さらに、充分な量の理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）がダストの形態で存在する場合に、結晶引上装置の爆発およびその結果としての急激な過圧が起こり、装置および作業者にかなりのダメージを与える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
従来、約２４時間までにわたって遅い速度で、空にした結晶引上装置に空気のような酸素含有ガスを再充填することから成るラン後の酸化工程の使用によって、理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）と酸素の反応による結晶引上装置の急激な過圧および部品の燃焼のリスクが抑制されてきている。空気中の酸素が、理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）と反応し、酸化して、充分な酸素を含有するＳｉＯ２（ｇ）を生成し、過圧のリスクを減少させる。工程サイクル時間が増加することによって、結晶引上装置の処理量がかなり減少する。さらに、理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）の堆積の約９５％までが、水冷面か、またはホットゾーンから数フィート離れ、従って室温に近い排気パイプに存在する故に、堆積した酸化物の酸化速度は必要とされるよりずっと不充分であり、装置および作業者にいくらかのリスクがなお存在する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
結晶が成長する間に、アルゴン３４がパージングガスとして入口３６から結晶引上装置２の頂部付近に連続的に導入され、下向きに流れて、結晶成長室４４に入り、成長するインゴット１６に沿ってパージ管５０に入り、ホットゾーン４に入り、熱い排気ガス１８と混合し、排気トンネル３０および３２に入る。アルゴン排出ガス混合物は、排気トンネル３０および３２、ならびに出口２０および２２を通って、排出システム２４に入る。アルゴン３４は、結晶引上装置の全体において層流パターンを有し、結晶が成長する間にホットゾーン４において生成されるＳｉＯ（ｇ）、Ｓｉ（ｇ）、および理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）を含有する熱い排気ガス１８を除去する。排気トンネル３０および３２は、約２インチ〜約６インチ、好ましくは約３インチ〜約５インチ、最も好ましくは約４インチの直径を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明によれば、図１に示される結晶引上装置２は、アルゴン３４の流れに関してホットゾーン４より下流に排気トンネル３０および３２において位置するガス入口２６および３８も有する。これらの入口によって、酸素含有ガス、例えば空気（空気中に約２１％の酸素）を、排気トンネル３０および３２において、結晶成長の間に生成されるＳｉＯ（ｇ）、Ｓｉ（ｇ）、および理論量以下のＳｉＯ２（ｓ）を含有する熱い排気ガス１８と混合することが可能になる。熱いガスは、ガス入口２６および３８を過ぎて排気トンネル３０および３２内の出口２０および２２を通って、アルゴン３４によって、ホットゾーン４から運び出される。酸素含有ガスを、ホットゾーンにおいて生成される熱い排気ガスと混合し、反応させることを可能にすることによって、ガス入口の下流の理論量以下の酸化物の堆積物が、ＳｉＯ２理論量に近くなり、後に酸素と接触する際に実質的な反応を受けない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
酸素含有ガスを結晶引上装置に入れる、排気トンネル３０および３２に位置するガス入口２６および３８は、約０.１ｃｍ〜約４.０ｃｍ、好ましくは約０.５ｃｍの直径を有し、例えばステンレス鋼製であってよい。該入口を、排気トンネル３０および３２内においてアルゴン流に関してホットゾーンの下流の位置で位置させており、こうして、アルゴンパージを通って逆拡散し、シリコンメルトおよび成長する結晶を有するホットゾーンに入る酸素の量を最少限にする。充分な酸素がアルゴンを通って逆拡散して、ホットゾーンに入る場合に、該酸素はこの領域に位置する熱いグラファイト部品と反応し、酸化させる。さらに、ホットゾーンにおける酸素は、成長する結晶の周囲の雰囲気に入ることができ、完全構造の欠損（損失）を生じる。