(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英るつぼ(21)の内径に相応した外径を有する円筒部(11)と、
前記円筒部(11)の下縁に折曲り可能に連続して形成され折曲げた状態で前記石英るつぼ(21)の内底面に沿いかつ前記円筒部(11)の下部開口部(11a)を閉塞可能に構成された複数のフラップ部(12)と
を備えた石英るつぼの内面保護具。
【請求項２】
円筒部(11)の上縁に一対の取手(13)が設けられた請求項１記載の石英るつぼの内面保護具。
【請求項３】
石英るつぼ(21)の内周面に請求項１記載の円筒部(11)を沿わせかつ請求項１記載の複数のフラップ部(12)を折曲げて前記石英るつぼ(21)の内底面に沿わせる工程と、
前記折曲げた複数のフラップ部(12)と前記円筒部(11)で囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多結晶シリコン(22)を入れる工程と、
前記円筒部(11)を引上げかつ前記複数のフラップ部(12)を引き伸して前記石英るつぼ(21)から取出し前記多結晶シリコン(22)を前記石英るつぼ(21)内に残す工程と
を含む石英るつぼ内面保護具を用いて多結晶シリコンを入れる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン単結晶棒育成装置の石英るつぼに多結晶シリコンを入れる際に使用される石英るつぼ内面保護具及びこれを用いて多結晶シリコンを入れる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコン単結晶棒を育成する装置は、チャンバ内に設けられ石英るつぼを包囲して支持するカーボンサセプタと、このサセプタを包囲してチャンバ内に設けられ石英るつぼ内の多結晶シリコンを融解しかつ石英るつぼ内に貯留されたシリコン融液を加熱するカーボンヒータとを備える。この装置はサセプタの支軸を介して石英るつぼを上昇又は下降させるるつぼ昇降手段を備え、石英るつぼに入れられた多結晶シリコンをカーボンヒータで融解した後、石英るつぼ内に貯留されたシリコン融液に種結晶を接触させ、その種結晶を引上げて種結晶の下方にシリコン単結晶棒を育成している。
【０００３】
一方、カーボンヒータで融解する多結晶シリコンはチャンバ内に装着された石英るつぼに又はチャンバの外部で石英るつぼに入れられ、チャンバの外部で多結晶シリコンを入れた場合の石英るつぼはその後チャンバ内に装着される。この際の多結晶シリコンは所定量に計量されて袋詰めされており、石英るつぼに入れる量に相当する数の袋を用意した後にその袋を開封し、その開封された開封部から図５に示すように、多結晶シリコン２を石英るつぼ３の上方から落下させることによりその石英るつぼ３に入れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多結晶シリコン２を石英るつぼ３の上方から落下させることにより石英るつぼ３に入れると、多結晶シリコン２は塊状又は粒状であるため、その塊状又は粒状の多結晶シリコン２が石英るつぼ３の内底面に落下して当る際にその内底面に衝撃を与え、当接箇所が変形し又は欠けて、石英るつぼ３がダメージを受け、石英るつぼ３の寿命が低下する不具合がある。
本発明の目的は、多結晶シリコンを入れる際に受けるダメージを軽減して石英るつぼの劣化を抑制し得る石英るつぼの内面保護具及びこれを用いて多結晶シリコンを入れる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、石英るつぼ２１の内径に相応した外径を有する円筒部１１と、円筒部１１の下縁に折曲り可能に連続して形成され折曲げた状態で石英るつぼ２１の内底面に沿いかつ円筒部１１の下部開口部１１ａを閉塞可能に構成された複数のフラップ部１２とを備えた石英るつぼの内面保護具である。
請求項１に係る発明では、複数のフラップ部１２を折曲げて石英るつぼ２１の内底面に沿わせるとともに、円筒部１１を石英るつぼ２１の内周面に沿わせ、塊状又は粒状の多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上方から複数のフラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に落下させる。多結晶シリコン２２をその空間に落下させると、その塊状又は粒状の多結晶シリコン２２は複数のフラップ部１２又は円筒部１１に落下して当るが、その際に生じる衝撃は複数のフラップ部１２又は円筒部１１が吸収し、多結晶シリコン２２を落下させることに起因する石英るつぼ２１のダメージを軽減させる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、円筒部１１の上縁に一対の取手１３が設けられた石英るつぼの内面保護具である。
請求項２に係る発明では、作業員が内面保護具１０の一対の取手１３を把持し、その取手１３を上方に引上げることにより円筒部１１の引上げを容易にかつ確実に行うことができる。
請求項３に係る発明は、図２〜図４に示すように、石英るつぼ２１の内周面に請求項１記載の円筒部１１を沿わせかつ請求項１記載の複数のフラップ部１２を折曲げて石英るつぼ２１の内底面に沿わせる工程と、折曲げた複数のフラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多結晶シリコン２２を入れる工程と、円筒部１１を引上げかつ複数のフラップ部１２を引き伸して石英るつぼ２１から取出し多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１内に残す工程とを含む石英るつぼ内面保護具を用いて多結晶シリコンを入れる方法である。
【０００７】
請求項３に係る発明では、塊状又は粒状の多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上方から落下させる際の衝撃を複数のフラップ部１２又は円筒部１１が吸収して、多結晶シリコン２２を落下させることに起因する石英るつぼ２１のダメージを軽減させる。その一方、多結晶シリコン２２が入れられた状態の円筒部１１を引上げると、円筒部１１の下縁に連続して形成された複数のフラップ部１２は引き伸され、円筒部１１の下部開口部１１ａは開放される。このため、フラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に入れられた塊状又は粒状の多結晶シリコン２２はその下部開口部１１ａから石英るつぼ２１内に移動して石英るつぼ２１内部に残る。この結果、ダメージを与えることなく石英るつぼ２１に多結晶シリコンを入れることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
石英るつぼの内面保護具１０はプラスチックシートを所定の長さに切断して円筒状に形成した後、一端に複数のフラップ部を形成することにより図１及び図２に示すように、円筒部１１と複数のフラップ部１２が一体的に形成される。プラスチックシートはポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（商標名；テフロン）等から作られる。円筒部１１は外径が保護すべき石英るつぼ２１の内径に相応して形成され、塊状又は粒状の多結晶シリコン２２が当る際の衝撃を吸収し得る厚さ、具体的には１〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍの厚さに形成される。１ｍｍ未満では多結晶シリコン２２の落下による衝撃でフラップ部１２が破れやすく、５ｍｍを越えると内面保護具１０が取扱いにくくなる。また、円筒部１１の長さは少なくとも石英るつぼ２１の円筒部の高さより大きく形成される。
【０００９】
フラップ部１２は円筒部１１と同じ厚さを有して円筒部１１の下縁に折曲り可能に連続して複数形成され、折曲げた状態で保護すべき石英るつぼ２１の内底面に沿うように形成される。また、それぞれのフラップ部１２は下方に向って先細りに形成され、折曲げた状態で部分的に互いに重なり合い、円筒部１１の下部開口部１１ａを閉塞可能に構成される。一方、円筒部１１の上縁には円筒部１１の上縁から上方に膨出するように形成された一対の取手１３が一体的に形成され、この取手１３には作業員が把持可能な把持孔１３ａがそれぞれ形成される。
【００１０】
次に、このように形成された石英るつぼの内面保護具を用いて多結晶シリコンを入れる方法について説明する。
図２に示すように先ず、内面保護具１０の複数のフラップ部１２を折曲げ、この状態で円筒部１１を石英るつぼ２１の内周面に沿わせようにして、石英るつぼ２１に装着する。この実施の形態では図示しないシリコン単結晶棒育成装置の外部で石英るつぼ２１に塊状の多結晶シリコン２２を入れる方法を示し、石英るつぼ２１はその育成装置のサセプタ２０に配置される。石英るつぼ２１は直径が８インチのシリコン種結晶棒を引上げるためのものが使用され、石英るつぼ２１に装着された状態での内面保護具１０の複数のフラップ部１２は石英るつぼ２１の内底面に沿うとともに、円筒部１１の下部開口部１１ａは折曲げられた複数のフラップ部１２により閉塞される。
【００１１】
次に、この折曲げた複数のフラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に所定量の塊状の多結晶シリコン２２を入れる。この実施の形態では最終的に１００ｋｇの多結晶シリコン２２が入れられる場合を示し、その多結晶シリコン２２は５ｋｇ毎に袋２３に詰められ、多結晶シリコン２２が詰められた袋は合計で２０袋用意される。袋２３は一袋ずつ開封され、その開封された袋２３の開封部から内部の塊状の多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上方から複数のフラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に落下させる。塊状の多結晶シリコン２２をその空間に落下させると、その多結晶シリコン２２は複数のフラップ部１２又は円筒部１１に落下して当るが、その際に生じる衝撃は複数のフラップ部１２又は円筒部１１が吸収し、多結晶シリコン２２を落下させることに起因する石英るつぼ２１のダメージを軽減させる。
【００１２】
所定量の塊状の多結晶シリコン２２を入れた後には、円筒部１１を僅かに引上げる。所定量とは、図２に示すように、石英るつぼ２１の内底面を覆う程度に多結晶シリコンを入れた状態を現し、円筒部１１の引上げは作業員が内面保護具１０の一対の取手１３を把持し、その取手１３を上方に引上げることにより行う。
この実施の形態では４袋（２０ｋｇ）の多結晶シリコン２２を入れた後に円筒部１１を僅かに引上げ、円筒部１１の下縁に連続して形成された複数のフラップ部１２を引き伸す。これにより円筒部１１の下部開口部１１ａは図３に示すように開放され、フラップ部１２と円筒部１１で囲まれた空間に入れられた塊状の多結晶シリコン２２はその下部開口部１１ａから石英るつぼ２１内に移動する。この移動の際に塊状の多結晶シリコン２２は石英るつぼ２１の内底面に当るが、多結晶シリコンを上方から石英るつぼ２１に直接落下させる場合に比較して著しくその衝撃力は低減する。
【００１３】
一方、僅かに引上げられた円筒部１１は石英るつぼ２１の内側面に位置する。
作業員は続けて残りの袋２３を開封し、図３に示すように、その開封部から内部の塊状の多結晶シリコン２２を石英るつぼ２１の上方から先に入れられた多結晶シリコン２２と円筒部１１で囲まれた空間に落下させる。塊状の多結晶シリコン２２をその空間に落下させると、その多結晶シリコン２２は先に入れられた多結晶シリコン２２又は円筒部１１に当るが、その際に生じる衝撃は先に入れられた多結晶シリコン２２又は円筒部１１が吸収して石英るつぼ２１のダメージを軽減させる。
【００１４】
このように円筒部１１を引上げる動作と多結晶シリコン２２を入れる動作とを繰返した後、石英るつぼ２１に入れるべき２０袋の塊状の多結晶シリコン２２が全て入れられたならば、図４に示すように、石英るつぼ２１から内面保護具１０を取出す。内面保護具１０の取出しは、円筒部１１を全て引上げることにより行い、複数のフラップ部１２は引き伸されて石英るつぼ２１から取出され、塊状の多結晶シリコン２２は石英るつぼ２１内に残される。内面保護具１０を石英るつぼ２１から取出すと、円筒部１１及び複数のフラップ部１２に当接していた塊状の多結晶シリコン２２は石英るつぼ２１の内周面にまで移動して当るが、多結晶シリコンを落下させて石英るつぼ２１に入れる場合に比較して著しくその衝撃力は低減される。
図示しないが、このようにしてチャンバの外部で多結晶シリコン２２が入れられた石英るつぼ２１はその後チャンバ内に装着され、多結晶シリコン２２はカーボンヒータで融解され、その融液に種結晶を接触させて引上げることによりシリコン単結晶棒が育成される。
【００１５】
なお、上述した実施の形態では、直径が８インチのシリコン種結晶棒を引上げるための石英るつぼ２１を使用して１００ｋｇの多結晶シリコンから成る塊状物２２が入れられる場合を説明したが、石英るつぼの大きさ及び入れる多結晶シリコンの重量は一例であり、これに限らない。特に上述した実施の形態では円筒部１１を引上げる動作と多結晶シリコンを入れる動作とを繰返したが、石英るつぼが比較的小さく、その石英るつぼに入れる多結晶シリコンが少ない場合には、石英るつぼ２１に所定量の多結晶シリコン全てを入れた後、石英るつぼ２１から内面保護具１０を一度に取出しても良い。
また、図２〜図５では塊状の多結晶シリコン２２を長方形で示しているが、多結晶シリコンの塊状はこの長方形に限るものではない。
更に、上述した実施の形態では石英るつぼ２１に塊状の多結晶シリコン２２を入れる場合を示したが、多結晶シリコンは粒状であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、内面保護具が石英るつぼの内径に相応した外径を有する円筒部と、円筒部の下縁に折曲り可能に連続して形成され折曲げた状態で石英るつぼの内底面に沿いかつ円筒部の下部開口部を閉塞可能に構成された複数のフラップ部とを備えたので、複数のフラップ部を折曲げて石英るつぼの内底面に沿わせるとともに円筒部を石英るつぼの内周面に沿わせることにより、多結晶シリコンを石英るつぼの上方から複数のフラップ部と円筒部で囲まれた空間に落下させても、当る際に生じる衝撃を複数のフラップ部又は円筒部が吸収し、多結晶シリコンを落下させることに起因する石英るつぼのダメージを軽減させることができる。
【００１７】
また、石英るつぼの内周面に円筒部を沿わせかつ複数のフラップ部を折曲げて石英るつぼの内底面に沿わせる工程と、折曲げた複数のフラップ部と円筒部で囲まれた空間に所定量の塊状又は粒状の多結晶シリコンを入れる工程と、円筒部を引上げかつ複数のフラップ部を引き伸して石英るつぼから取出し多結晶シリコンを石英るつぼ内に残す工程とを備えたので、多結晶シリコンを石英るつぼの上方から落下させることに起因する石英るつぼのダメージを軽減させるとともに、多結晶シリコンが入れられた状態の円筒部を引上げると、円筒部の下縁に連続して形成された複数のフラップ部は引き伸され、円筒部の下部開口部は開放される。
この結果、フラップ部と円筒部で囲まれた空間に入れられた塊状又は粒状の多結
晶シリコンをその下部開口部から石英るつぼ内に移動して石英るつぼ内部に残すことにより、多結晶シリコンを入れる際に受けるダメージを軽減して石英るつぼの劣化を抑制することができる。なお、円筒部の上縁に一対の取手を設ければ、作業員がその一対の取手を把持して上方に引上げることにより円筒部の引上げを容易にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石英るつぼの内面保護具の斜視部。
【図２】その保護具を石英るつぼに装着して多結晶シリコンを入れる状態を示す断面構成図。
【図３】その保護具を僅かに引上げて多結晶シリコンを入れる状態を示す断面構成図。
【図４】その保護具を引上げて石英るつぼから取出した状態を示す断面構成図。
【図５】従来例を示す図２に対応する断面構成図。
【符号の説明】
１１  円筒部
１１ａ  下部開口部
１２  フラップ部
１３  取手
２１  石英るつぼ
２２  多結晶シリコン
【図１】
0003702679.tif 000002
【図２】
0003702679.tif 000003
【図３】
0003702679.tif 000004
【図４】
0003702679.tif 000005
【図５】
0003702679.tif 000006