(57)【要約】【課題】ＣＯを含むガスを効率的に排気して、シリコン単結晶中の炭素濃度を低減することができるシリコン単結晶の製造方法を提供すること。【解決手段】チャンバと、チャンバ内に設けられる石英ルツボ３Ａと、石英ルツボ３Ａを囲むように配置され、石英ルツボ３Ａを加熱するヒーター５とを備えた引き上げ装置を用い、シリコン単結晶を製造するシリコン単結晶の製造方法は、引き上げ中に引き上げ装置内に導入されたガスを、ヒーター５の背面に形成された中部排気口１６Ａから排気する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、前記チャンバ内に設けられる石英ルツボと、前記石英ルツボを囲むように配置され、前記石英ルツボを加熱するヒーターとを備えた引き上げ装置を用い、シリコン単結晶を製造するシリコン単結晶の製造方法であって、
引き上げ中に前記引き上げ装置内に導入されたガスを、前記ヒーターの背面から排気することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記ヒーターの背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記ヒーターは、それぞれが上下方向に延び、上下方向に直交する幅方向に、隙間を設けて配列される複数の第１加熱部と、前記複数の第１加熱部のそれぞれの上端同士、およびそれぞれの下端同士を交互に連結する第２加熱部とを備え、蛇行形状に形成され、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の上端同士を連結する第２加熱部と、前記第１加熱部の下端同士を連結する第２加熱部との間に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記引き上げ装置内に導入されたガスを、さらに、前記ヒーターの上端より上方から排気することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法において、
前記引き上げ装置内に導入されたガスを、さらに、前記ヒーターの下端より下方から排気することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項８】
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられる石英ルツボと、
前記石英ルツボを囲むように配置され、前記石英ルツボを加熱するヒーターと、
引き上げ中に前記チャンバ内に導入されたガスを、前記ヒーターの背面から排気する排気口と、を備えていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のシリコン単結晶の引き上げ装置において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記ヒーターの背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のシリコン単結晶の引き上げ装置において、
前記ヒーターは、それぞれが上下方向に延び、上下方向に直交する幅方向に、隙間を設けて配列される複数の第１加熱部と、前記複数の第１加熱部のそれぞれの上端同士、およびそれぞれの下端同士を交互に連結する第２加熱部とを備え、蛇行状に形成され、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシリコン単結晶の引き上げ装置において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の上端同士を連結する第２加熱部と、前記第１加熱部の下端同士を連結する第２加熱部との間に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシリコン単結晶の引き上げ装置において、
前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面と重なる位置に形成されていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の引き上げ装置において、
前記石英ルツボの上方に設けられ、前記石英ルツボ内のシリコン融液からの熱を遮蔽する熱遮蔽体を備えていることを特徴とするシリコン単結晶の引き上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶の引き上げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体用ウエーハとして用いられた場合に、シリコン単結晶中の高濃度な炭素は半導体デバイス不良を引き起こす原因となる。
ここで、結晶中の炭素濃度は、炉内のヒーター、黒鉛ルツボ等の高温炭素部材から原料融液中に混入するＣＯの汚染速度と、原料融液からのＣＯの蒸発速度を制御することによって低減することが知られている。なお、高温炭素部材からのＣＯ（gas）は、下記反応
式（１）に基づいて発生する。
ＳｉＯ（gas）＋２Ｃ（solid）→ＣＯ（gas）＋ＳｉＣ（solid）…式（１）
【０００３】
このため、特許文献１には、石英ルツボ内に存在するＣＯを含むガスを、引き上げ装置のヒーターの下方から排出する技術が開示されている。
また、特許文献２には、引き上げ装置の上方からアルゴンガス等の不活性ガスを石英ルツボ内に導入し、ＣＯを含むガスを、ヒーターの上端より上方、および下端より下方に導き、引き上げ装置の下方から排出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２３８０５号公報
【特許文献２】特開平０５−３１１９９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術は、一般的な排気構造ではあるが、炉内下部でしか排気することができないため、炉内上部側で発生するＣＯガスを効率よく排出できないという課題がある。
また、前記特許文献２に記載の技術は、１系統排気において、ホットゾーンに複数の排気経路を設けると、装置側排気口に近い箇所の排気が優勢となるため、装置側排気口より遠い箇所は、配管抵抗の影響で排気効率が低下してしまう。このため、複数の排気口を設けても十分な効果が得られないという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ＣＯを含むガスを効率的に排気して、シリコン単結晶中の炭素濃度を低減することができるシリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶の引き上げ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリコン単結晶の製造方法は、チャンバと、前記チャンバ内に設けられる石英ルツボと、前記石英ルツボを囲むように配置され、前記石英ルツボを加熱するヒーターとを備えた引き上げ装置を用い、シリコン単結晶を製造するシリコン単結晶の製造方法であって、引き上げ中に前記引き上げ装置内に導入されたガスを、前記ヒーターの背面から排気することを特徴とする。
【０００８】
ここで、ヒーターの背面とは、ヒーターの裏面から内筒に向かって水平方向にヒーターを投影した領域をいう。
前述したように、ヒーターなどの高温になる炭素部材とシリコン融液から発生したＳｉＯガスが式（１）のような反応をし、ＣＯガスが発生する。このＣＯガスがシリコン融液中に混入することにより、シリコン単結晶中の炭素濃度が上昇する。
基本的には、炭素部材が高温であるほど、式（１）の反応により、ＣＯガスが発生し易くなる。炉内部材の中で最も高温となる炭素部材であるヒーターは、ＣＯガスを最も多く発生させる。したがって、ＣＯガスの発生部位となるヒーターの背面から排気することにより、最短経路でＣＯガスを排気できるため、シリコン単結晶中の炭素濃度を低減できる。
【０００９】
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記ヒーターの背面と少なくとも一部と重なる位置に形成されているのが好ましい。
この発明によれば、排気口がヒーターの背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されていれば、ヒーターの上部またはヒーターの下部の裏面から生じたＣＯガスを排気できるため、シリコン単結晶中の炭素濃度を低減できる。
【００１０】
本発明では、前記ヒーターは、それぞれが上下方向に延び、上下方向に直交する幅方向に、隙間を設けて配列される複数の第１加熱部と、前記複数の第１加熱部のそれぞれの上端同士、およびそれぞれの下端同士を交互に連結する第２加熱部とを備え、蛇行状に形成され、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されているのが好ましい。
この発明によれば、排気口が第１加熱部の背面と少なくとも一部と重なる位置に形成されていれば、第１加熱部の間の隙間からＣＯガスを排気できるため、シリコン単結晶中の炭素濃度を確実に低減できる。
【００１１】
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の上端同士を連結する第２加熱部と、前記第１加熱部の下端同士を連結する第２加熱部との間に形成されているのが好ましい。
この発明によれば、ヒーターで生じたＣＯガスを、ヒーターの第１加熱部５１間の隙間から直接排気することができる。したがって、より確実にヒーター５で生じたＣＯガスを排気して、引き上げられたシリコン単結晶中の炭素濃度を低減できる。
【００１２】
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面と重なる位置に形成されているのが好ましい。
この発明によれば、ヒーターの幅方向に配列された複数の第１加熱部の間のスリット状の隙間から、ＣＯガスを確実に排気できるため、ＣＯガス発生位置から最短経路でＣＯガスを排気でき、シリコン単結晶中の炭素濃度をより確実に低減できる。
【００１３】
本発明では、前記引き上げ装置内に導入されたガスを、さらに、前記ヒーターの上端より上方から排気することが考えられる。
また、本発明では、前記引き上げ装置内に導入されたガスを、さらに、前記ヒーターの下端より下方から排気することが考えられる。
これらの発明によれば、ヒーターの上端より上方の排気のみの場合や、ヒーターの下端より下方のみの場合であっても、ヒーターの背面側の排気を追加することにより、ＣＯガス発生部位近傍からＣＯガスを排気できるため、シリコン単結晶中の炭素濃度を低減できる。
【００１４】
本発明では、前記引き上げ装置は、前記ヒーターの外側に配置される排気ダクトを備え、前記排気ダクトは、前記ヒーターの背面に応じた位置に形成される中部排気口を備えているのが好ましい。
この発明によれば、ヒーターの外側に排気ダクトが配置されていれば、ヒーターから発生したＣＯガスを効率的に排気できるので、ＣＯガスがシリコン融液中に混入して、シリコン単結晶中の炭素濃度が上昇することを防止できる。
特に、排気ダクトが複数あり、それぞれの排気ダクトが、ヒーターの周方向に均等に配置されていれば、ヒーターの周方向における均等な位置からＣＯガスを排気できる。したがって、シリコン単結晶中に取り込まれる炭素を含むガスが、シリコン単結晶の結晶軸回りに均等に排気される。また、それぞれの排気ダクトが中部排気口を備えることにより、効率的な排気を行うことができ、シリコン単結晶中の炭素濃度を一層低減できる。
【００１５】
本発明のシリコン単結晶の引き上げ装置は、チャンバと、前記チャンバ内に設けられる石英ルツボと、前記石英ルツボを囲むように配置され、前記石英ルツボを加熱するヒーターと、引き上げ中に前記チャンバ内に導入されたガスを、前記ヒーターの背面から排気する排気口とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記ヒーターの背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されているのが好ましい。
本発明では、前記ヒーターは、それぞれが上下方向に延び、上下方向に直交する幅方向に、隙間を設けて配列される複数の第１加熱部と、前記複数の第１加熱部のそれぞれの上端同士、およびそれぞれの下端同士を交互に連結する第２加熱部とを備え、蛇行形状に形成され、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面の少なくとも一部と重なる位置に形成されているのが好ましい。
【００１７】
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の上端同士を連結する第２加熱部と、前記第１加熱部の下端同士を連結する第２加熱部との間に形成されているのが好ましい。
本発明では、前記ヒーターの背面から排気する排気口が、前記第１加熱部の背面と重なる位置に形成されているのが好ましい。
本発明では、前記石英ルツボの上方に設けられ、前記石英ルツボ内のシリコン融液からの熱を遮蔽する熱遮蔽体を備えているのが好ましい。
これらの発明によっても、前述した作用および効果と同様の作用および効果を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリコン単結晶の引き上げ装置の構造を示す模式図。
【図２】前記実施の形態における排気流路の構造を示す垂直方向断面図。
【図３】前記実施の形態における排気流路の構造を示す水平方向断面図。
【図４】前記実施の形態におけるヒーターの構造および中部排気口の配置範囲を示す模式図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る排気流路の構造を示す垂直方向断面図。
【図６】実施例および比較例におけるシリコン単結晶中の炭素濃度の変化を示すグラフ。
【図７】シミュレーションによる排気口位置を示す垂直方向断面図。
【図８】各排気口位置におけるシミュレーション結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［１］シリコン単結晶の引き上げ装置１の構造
図１には、本発明の実施の形態に係るシリコン単結晶１０の製造方法を適用できる引き上げ装置１の構造の一例を表す模式図が示されている。引き上げ装置１は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶１０を引き上げる装置であり、外郭を構成するチャンバ２と、チャンバ２の中心部に配置されるルツボ３とを備える。
ルツボ３は、内側の石英ルツボ３Ａと、外側の黒鉛ルツボ３Ｂとから構成される二重構造であり、回転および昇降が可能な支持軸４の上端部に固定されている。
【００２０】
ルツボ３の外側には、ルツボ３を囲む抵抗加熱式のヒーター５が設けられ、その外側には、チャンバ２の内面に沿って外筒となる断熱材６が設けられている。
ルツボ３の上方には、支持軸４と同軸上で逆方向または同一方向に所定の速度で回転するワイヤなどの引き上げ軸７が設けられている。この引き上げ軸７の下端には種結晶８が取り付けられている。
【００２１】
チャンバ２内には、筒状の熱遮蔽体１２が配置されている。
熱遮蔽体１２は、育成中のシリコン単結晶１０に対して、ルツボ３内のシリコン融液９やヒーター５やルツボ３の側壁からの高温の輻射熱を遮断するとともに、結晶成長界面である固液界面の近傍に対しては、外部への熱の拡散を抑制し、単結晶中心部および単結晶外周部の引き上げ軸方向の温度勾配を制御する役割を担う。
また、熱遮蔽体１２は、シリコン融液９からの蒸発部を炉上方から導入した不活性ガスにより、炉外に排気する整流筒としての機能もある。
【００２２】
チャンバ２の上部には、アルゴンガス（以下、Ａｒガスと称す）などの不活性ガスをチャンバ２内に導入するガス導入口１３が設けられている。チャンバ２の下部には、図示しない真空ポンプの駆動によりチャンバ２内の気体を吸引して排出する排気口１４が設けられている。
ガス導入口１３からチャンバ２内に導入された不活性ガスは、育成中のシリコン単結晶１０と熱遮蔽体１２との間を下降し、熱遮蔽体１２の下端とシリコン融液９の液面との隙間を経た後、熱遮蔽体１２の外側、さらにルツボ３の外側に向けて流れ、その後に後述する中部排気口１６Ａから排気ダクト１５を介してルツボ３の外側を下降し、排気口１４から排出される。
【００２３】
このような引き上げ装置１を用いてシリコン単結晶１０を製造する際、チャンバ２内を減圧下の不活性ガス雰囲気に維持した状態で、ルツボ３に充填した多結晶シリコンなどの固形原料をヒーター５の加熱により溶融し、シリコン融液９を形成する。ルツボ３内にシリコン融液９が形成されると、引き上げ軸７を下降させて種結晶８をシリコン融液９に浸漬し、ルツボ３および引き上げ軸７を所定の方向に回転させながら、引き上げ軸７を徐々に引き上げ、これにより種結晶８に連なったシリコン単結晶１０を育成する。
【００２４】
［２］排気流路の構造
図２および図３には、前述した引き上げ装置１に形成された排気流路の構造が示されている。図２は、垂直方向断面図であり、図３は、水平方向断面図である。
排気ダクト１５は、図３に示すように断面Ｕ字状の長尺部材から構成され、ヒーター５の外側に配置される内筒１６に、排気ダクト１５のＵ字のフランジ先端が接合されている。排気ダクト１５は、ヒーター５の外側であって、内筒１６の周方向に４箇所設けられる。互いに向き合う一対の排気ダクト１５と、他の一対の排気ダクト１５は、図３に示す平面視で９０°の角度をなすように均等に配置されている。
【００２５】
内筒１６は、グラファイト等の炭素部材から構成される円筒状体である。内筒１６には、図２に示すように、ヒーター５の背面に中部排気口１６Ａが形成されている。
なお、本実施の形態では排気ダクト１５を４箇所設けているが、これに限られるわけではなく、３箇所でもよく、また８箇所でもよく、複数の排気ダクト１５があればよい。
【００２６】
ヒーター５は、図４に示すように、第１加熱部５１、第２加熱部５２、５３を備え、第１加熱部５１の上端を第２加熱部５２で、第１加熱部の下端を第２加熱部５３で交互に連結し、幅方向に延びる蛇行状に形成される。
第１加熱部５１は、上下に延びる抵抗加熱体である炭素製の棒状体または板状体から構成され、上下方向に直交する幅方向に、隙間を設けて複数配列される。
【００２７】
第２加熱部５２は、水平方向に延びる炭素製の棒状体または板状体から構成され、幅方向に隣接する第１加熱部５１の上端同士を１つおきに連結する。
第２加熱部５３は、水平方向に延びる炭素製の棒状体または板状体から構成され、幅方向に隣接する第１加熱部５１の下端同士を１つおきに連結する。
つまり、ヒーター５は、第１加熱部５１を幅方向に隙間を設けて配列し、第１加熱部５１の上端同士を第２加熱部５２で１つおきに連結し、第１加熱部５１の下端同士を第２加熱部５３で上部とは異なる位置で１つおきに連結することにより、蛇行形状に形成される。
【００２８】
中部排気口１６Ａは、図４に示すように、ヒーター５の背面の高さ方向の範囲Ｈ２の範囲内に配置することが可能である。範囲Ｈ２は、ヒーター５の高さ方向において、少なくとも中部排気口１６Ａの一部が、第２加熱部５２の上端から第２加熱部５３の下端の間の高さ方向の範囲Ｈ０に含まれる範囲である。
高さ方向の範囲Ｈ２に中部排気口１６Ａが形成されれば、少なくとも、ヒーター５の背面からの排気が可能となる。したがって、ヒーター５で生じたＣＯガスを、ヒーター５の背面から排気することができるため、引き上げられたシリコン単結晶１０中の炭素濃度を低減できる。
【００２９】
より好ましくは、中部排気口１６Ａを、ヒーター５の第２加熱部５２の上端から第２加熱部５３の下端の間の高さ方向の範囲Ｈ０に配置する。
高さ方向の範囲Ｈ０に中部排気口１６Ａが形成されれば、ヒーター５で生じたＣＯガスを、ヒーター５の第１加熱部５１間の隙間から直接排気することができる。したがって、より確実にヒーター５で生じたＣＯガスを排気して、引き上げられたシリコン単結晶１０中の炭素濃度を低減できる。
【００３０】
最も好ましくは、図４に示すように、中部排気口１６Ａを、隣接する第１加熱部５１の間に形成される隙間の高さ方向の範囲Ｈ１に配置する。
高さ方向の範囲Ｈ１に中部排気口１６Ａが形成されれば、ヒーター５の第１加熱部５１間に形成される隙間から排気される量が多くなる。したがって、最も高温になり、ＣＯガスの発生量も多くなる第１加熱部５１の隙間から直接ＣＯガスを最短経路で排気することができるため、シリコン単結晶１０中の炭素濃度をより確実に低減することができる。
【００３１】
［３］実施の形態の作用および効果
このような排気流路では、石英ルツボ３Ａの上部のガス導入口１３（図１参照）から導入された不活性ガスは、図２に示すように、シリコン融液９の融液表面に沿って、石英ルツボ３Ａの外側に拡散する。シリコン融液９の表面のＳｉＯガスの一部は、ヒーター５の裏面に沿って流れ、他の一部のガスは、石英ルツボ３Ａとヒーター５の間を流れる。このとき、石英ルツボ３Ａとヒーター５の間を流れたガスは、ヒーター５の内部を通り、ヒーター５を構成する炭素製の材料と反応して、ＣＯガスが発生する。
発生したＣＯガスは、ヒーター５の背面に形成された中部排気口１６Ａから吸い込まれ、排気ダクト１５内を流れ、他の部位に拡散せずに排気口１４から排出される。
【００３２】
したがって、ＳｉＯガスが炭素と反応して発生するＣＯガスを、中部排気口１６Ａから吸い込み、排気ダクト１５を介して排気口１４から排気することにより、最短経路でＣＯガスを直接排気できるため、引き上げ装置１によって引き上げられたシリコン単結晶１０中の炭素濃度を低減できる。
また、ヒーター５の幅方向に配列された複数の第１加熱部５１の間のスリットから、ＣＯガスを排気できるため、ＣＯガス発生位置から最短経路でＣＯガスを排気でき、シリコン単結晶１０中の炭素濃度を低減できる。
【００３３】
複数の排気ダクト１５が、ヒーター５の周りに均等な位置に配置されることにより、石英ルツボ３Ａ回りに均等な位置からＣＯガスを排気できる。したがって、シリコン単結晶１０中に取り込まれる炭素の量を、シリコン単結晶１０の結晶軸回りに均等にできるため、シリコン単結晶の炭素濃度を均一にすることができる。また、それぞれの排気ダクト１５が中部排気口１６Ａを備えることにより、効率的な排気を行うことができ、シリコン単結晶１０中の炭素濃度を一層低減できる。
【００３４】
［４］第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
前述した第１の実施の形態では、一段型のヒーター５の背面の略中央部に中部排気口１６Ａを形成し、発生したＣＯガスを排気していた。
【００３５】
これに対して、本実施の形態では、図５に示すように、二段型のヒーター５Ａ、５Ｂを用いており、上方のヒーター５Ａの背面の中央部に中部排気口１６Ａを形成し、下方のヒーター５Ｂの背面の中央部に中部排気口１６Ｂを形成し、それぞれの中部排気口１６Ａ、１６ＢからＣＯガスを排気している点が相違する。なお、ヒーターの段数は、これに限らず、２以上の段数のヒーターが配置されている場合、それぞれのヒーターの背面の中央部に、中部排気口を形成してもよい。
このような、本実施の形態によっても、前述した第１の実施の形態と同様の作用および効果を享受することができる。
【００３６】
［５］実施の形態の変形
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるのではなく、以下に示すような変形も含むものである。
前述した実施の形態では、排気ダクト１５が取り付けられる内筒１６には、中部排気口１６Ａが１箇所しか形成されていなかったが、本発明はこれに限られない。すなわち、中部排気口１６Ａに加え、ヒーター５の上部にＣＯガスを取り込む上部排気口を形成してもよく、ヒーター５の下部にＣＯガスを取り込む下部排気口を形成してもよい。
【００３７】
前述した実施の形態では、ヒーター５は、ヒーター５の幅方向に蛇行するものであったが、本発明はこれに限られない。すなわち、ヒーターは、上下方向に蛇行するものであってもよい。要するに、ヒーターを構成する加熱体間にスリット状の隙間があれば、その形状は問わない。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［１］実炉試験
図１に示される実稼働している引き上げ装置１を用い、ヒーター５の背面に排気ダクト１５を形成し、ヒーター５の高さ方向の略半分の位置に中部排気口１６Ａを形成した場合（実施例）と、ヒーター５の高さ方向の下端よりも下に下部排気口を形成した場合（比較例）とについて、引き上げられたシリコン単結晶１０中の炭素濃度を測定した。結果を図６に示す。なお、中部排気口１６Ａが形成された内筒１６、排気ダクト１５は、グラファイト材、炭素繊維強化複合材等の炭素製材料によって形成されている。
【００３９】
図６から判るように、実施例と比較例を対比すると、比較例は、シリコン単結晶１０の引き上げ当初から、実施例の炭素濃度よりも炭素濃度が高い傾向にある。また、比較例は、固化率が高くなる、すなわち、シリコン単結晶１０の引き上げが進むにつれて、実施例の炭素濃度よりも高くなることが確認された。
これに対して、実施例は、下排気の場合よりも、シリコン単結晶１０中の炭素濃度が低く抑えられ、中部排気口１６ＡによるＣＯガスの排気効率がよいことを確認することができた。
【００４０】
［２］シミュレーションによる確認
次に、数値シミュレーションソフトを用いて、排気位置別のシリコン融液９中の炭素濃度の推定を行った。
具体的には、図７に示すように、下部排気のみ（Ａ）、中間排気のみ（Ｂ）、中間排気および下部排気（Ｃ）、および中間排気および上部排気（Ｄ）について、シリコン融液９中の炭素濃度を推定した。結果を図８に示す。
実際の引き上げでは、シリコン融液９中の炭素濃度を初期濃度として、偏析にしたがってシリコン単結晶１０中に炭素が取り込まれるので、シミュレーションによる算出値は、実際のシリコン単結晶１０の炭素濃度と対応すると考えてよい。
【００４１】
実炉試験と同様に、下部排気のみ（Ａ）の場合、図８に示すように、シリコン融液９中の炭素濃度が最も高い。中間排気のみ（Ｂ）の場合、シリコン融液９中の炭素濃度が最も低いことが確認された。
中間排気および下部排気（Ｃ）の場合、中間排気のみ（Ｂ）ほどではないが、下部排気（Ａ）の場合に比較して、シリコン融液９中の炭素濃度が低下しているのが確認された。
【００４２】
同様に中間排気および上部排気（Ｄ）についても、下部排気のみ（Ａ）と比較して、シリコン融液９中の炭素濃度が低下していることが確認された。
以上のことから、上部排気に中間排気を組み合わせたり、下部排気に中間排気を組み合わせたりすることにより、シリコン単結晶１０中の炭素濃度を低減できることがわかった。
なお、中間排気に上部排気または下部排気を組み合わせた場合に、中間排気のみの方がシリコン単結晶１０中の炭素濃度を下げることができるのは、上部排気、下部排気が存在する分、中間排気の排気効率が低下しているためであると推測される。
【符号の説明】
【００４３】
１…引き上げ装置、２…チャンバ、３…ルツボ、３Ａ…石英ルツボ、３Ｂ…黒鉛ルツボ、４…支持軸、５、５Ａ、５Ｂ…ヒーター、６…断熱材、７…引き上げ軸、８…種結晶、９…シリコン融液、１０…シリコン単結晶、１２…熱遮蔽体、１３…ガス導入口、１４…排気口、１５…排気ダクト、１６…内筒、１６Ａ、１６Ｂ…中部排気口、５１…第１加熱部、５２、５３…第２加熱部、Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２…高さ方向の範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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