(57)【要約】【課題】インゴットの無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大する。【解決手段】インゴット２５の外周面を包囲する熱遮蔽部材３６の筒部３７の下端がシリコン融液１２表面から間隔をあけて上方に位置し、膨出部４１が筒部３７の下部内方に設けられ、更に不活性ガス給排手段が膨出部４１とインゴット２５の間に不活性ガスを流下させる。インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面との間に鉛直方向に延びかつインゴット２５の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられた複数の整流板４３が、インゴット２５の外周面を包囲する。基端を膨出部４１にそれぞれ取付けかつ先端に複数の整流板４３の上端をそれぞれ枢着した複数の調整板４７が、複数の整流板４３及び膨出部４１間の隙間を塞ぐ。シリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて調整板駆動手段５０が複数の調整板４７をそれぞれ駆動して固液界面１２ｃが上凸状となるように制御する。【選択図】　図１
2004137093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ（１１）内に設けられシリコン融液（１２）が貯留された石英るつぼ（１３）と、前記石英るつぼ（１３）の外周面を包囲し前記シリコン融液（１２）を加熱するヒータ（１８）と、前記シリコン融液（１２）から引上げられるインゴット（２５）の外周面を包囲しかつ下端が前記シリコン融液（１２）表面から間隔をあけて上方に位置する筒部（３７）と前記筒部（３７）の下部内方に膨出して設けられた膨出部（４１）とを有する熱遮蔽部材（３６）と、前記チャンバ（１１）の上部から前記チャンバ（１１）の内部に不活性ガスを供給して前記膨出部（４１）と前記インゴット（２５）の間に不活性ガスを流下させる不活性ガス給排手段（２８）とを備えたシリコン単結晶引上げ装置において、
前記インゴット（２５）の外周面と前記膨出部（４１）の内周面又はこの内周面の延長面との間に鉛直方向に延びかつ前記インゴット（２５）の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられ更に前記インゴット（２５）の外周面を包囲する複数の整流板（４３，４４）と、
基端又は基部が前記膨出部（４１）にそれぞれ取付けられかつ先端に前記複数の整流板（４３，４４，６４）の上端がそれぞれ枢着され更に前記複数の整流板（４３，４４，６４）及び前記膨出部（４１）間の隙間を塞ぐ複数の調整板（４７，４８，６７，６８）と、
前記シリコン融液（１２）の対流（１２ｂ）の変化に応じて前記複数の整流板（４３，４４，６４）を前記インゴット（２５）の外周面に近づけるか或いは前記インゴット（２５）の外周面から離すように前記複数の調整板（４７，４８，６７，６８）をそれぞれ駆動することにより前記インゴット（２５）と前記シリコン融液（１２）との固液界面（１２ｃ）が上凸状となるように制御する調整板駆動手段（５０，７０）と
を備えたことを特徴とする不活性ガスの流速制御装置。
【請求項２】
複数の調整板（４７，４８）の基端が膨出部（４１）の内周面にそれぞれ回動可能に取付けられ、調整板駆動手段（５０）が前記複数の調整板（４７，４８）をそれぞれ吊上げて前記複数の調整板（４７，４８）をこれらの基端を中心にそれぞれ回動させる複数のワイヤ（５０ａ）を有する請求項１記載の不活性ガスの流速制御装置。
【請求項３】
複数の調整板（６７，６８）の基部が膨出部（４１）の上面又は下面にこの上面又は下面に沿ってそれぞれ移動可能に取付けられ、調整板駆動手段（７０）が前記複数の調整板（６７，６８）を前記膨出部（４１）の上面又は下面に沿ってそれぞれ移動させる複数のワイヤ（７０ａ）を有する請求項１記載の不活性ガスの流速制御装置。
【請求項４】
シリコン融液（１２）を貯留する石英るつぼ（１３）を所定の回転速度で回転させ、前記シリコン融液（１２）から引上げられるインゴット（２５）を包囲しかつ下端が前記シリコン融液（１２）表面から間隔をあけて上方に位置する筒部（３７）と前記筒部（３７）の下部内方に膨出して設けられた膨出部（４１）とを有する熱遮蔽部材（３６）を設け、前記チャンバ（１１）の上部から前記チャンバ（１１）の内部に不活性ガスを供給して前記膨出部（４１）と前記インゴット（２５）の間に不活性ガスを流下させつつ、前記インゴット（２５）内が格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体の存在しないパーフェクト領域となる引上げ速度で前記インゴット（２５）を引上げるシリコン単結晶引上げ方法において、
前記インゴット（２５）の外周面と前記膨出部（４１）の内周面又はこの内周面の延長面との間に鉛直方向に延びかつ前記インゴット（２５）の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられた前記複数の整流板（４３，４４，６４）が前記インゴット（２５）の外周面を包囲し、
基端又は基部を前記膨出部（４１）にそれぞれ取付けかつ先端に前記複数の整流板（４３，４４，６４）の上端をそれぞれ枢着した前記複数の調整板（４７，４８，６７，６８）が前記複数の整流板（４３，４４，６４）及び前記膨出部（４１）間の隙間を塞ぎ、
前記シリコン融液（１２）の対流（１２ｂ）の変化に応じて前記複数の整流板（４３，４４，６４）を前記インゴット（２５）の外周面に近づけるか或いは前記インゴット（２５）の外周面から離すように調整板駆動手段（５０，７０）が前記複数の調整板（４７，４８，６７，６８）をそれぞれ駆動することにより前記インゴット（２５）と前記シリコン融液（１２）との固液界面（１２ｃ）が上凸状となるように制御する
ことを特徴とする不活性ガスの流速制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英るつぼに貯留されたシリコン融液からシリコン単結晶のインゴット（以下、単にインゴットという。）を引上げるときの、不活性ガスの流速を制御する装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコン単結晶の製造方法として、インゴットをチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という）により引上げる方法が知られている。このＣＺ法は、石英るつぼに貯留されたシリコン融液に種結晶を接触させ、石英るつぼ及び種結晶を回転させながら種結晶を引上げることにより、円柱状のインゴットを製造する方法である。
【０００３】
一方、半導体集積回路を製造する工程において、歩留りを低下させる原因として酸化誘起積層欠陥（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｓｔａｃｋｉｎｇ　Ｆａｕｌｔ、以下、ＯＳＦという。）の核となる酸素析出物の微小欠陥や、結晶に起因したパーティクル（Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ、以下、ＣＯＰという。）や、或いは侵入型転位（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ−ｔｙｐｅ　Ｌａｒｇｅ　Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ、以下、Ｌ／Ｄという。）の存在が挙げられている。ＯＳＦは、結晶成長時にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイスのリーク電流の増加等の不良原因になる。またＣＯＰは、鏡面研磨後のシリコンウェーハをアンモニアと過酸化水素の混合液で洗浄したときにウェーハ表面に出現する結晶に起因したピットである。このウェーハをパーティクルカウンタで測定すると、このピットも本来のパーティクルとともに光散乱欠陥として検出される。
【０００４】
このＣＯＰは電気的特性、例えば酸化膜の経時絶縁破壊特性（Ｔｉｍｅ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ、ＴＤＤＢ）、酸化膜耐圧特性（Ｔｉｍｅ　Ｚｅｒｏ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ、ＴＺＤＢ）等を劣化させる原因となる。またＣＯＰがウェーハ表面に存在するとデバイスの配線工程において段差を生じ、断線の原因となり得る。そして素子分離部分においてもリーク等の原因となり、製品の歩留りを低くする。更にＬ／Ｄは、転位クラスタとも呼ばれたり、或いはこの欠陥を生じたシリコンウェーハをフッ酸を主成分とする選択エッチング液に浸漬するとピットを生じることから転位ピットとも呼ばれる。このＬ／Ｄも、電気的特性、例えばリーク特性、アイソレーション特性等を劣化させる原因となる。この結果、半導体集積回路を製造するために用いられるシリコンウェーハからＯＳＦ、ＣＯＰ及びＬ／Ｄを減少させることが必要となっている。
【０００５】
このＯＳＦ、ＣＯＰ及びＬ／Ｄを有しない無欠陥のシリコンウェーハを切出すためのシリコン単結晶インゴットの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。一般に、インゴットを速い速度で引上げると、インゴット内部に空孔型点欠陥の凝集体が支配的に存在する領域［Ｖ］が形成され、インゴットを遅い速度で引上げると、インゴット内部に格子間シリコン型点欠陥の凝集体が支配的に存在する領域［Ｉ］が形成される。このため上記製造方法では、インゴットを最適な引上げ速度で引上げることにより、上記点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域［Ｐ］からなるシリコン単結晶を製造できるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６，０４５，６１０号明細書に対応する特開平１１−１３９３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたシリコン単結晶インゴットの製造方法では、インゴットとシリコン融液との固液界面近傍での鉛直方向の温度勾配が均一になるように制御する必要があり、この制御はシリコン融液の残量の変化や対流の変化による影響を受けるため、インゴットの直胴部の長手方向に、無欠陥で高品質の部分を拡大することは困難であった。
本発明の目的は、引上げられるインゴットの無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる、シリコン単結晶引上げ装置の不活性ガスの流速制御装置及びその流速制御方法を提供することにある。
【０００８】
【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５に示すように、チャンバ１１内に設けられシリコン融液１２が貯留された石英るつぼ１３と、石英るつぼ１３の外周面を包囲しシリコン融液１２を加熱するヒータ１８と、シリコン融液１２から引上げられるインゴット２５の外周面を包囲しかつ下端がシリコン融液１２表面から間隔をあけて上方に位置する筒部３７と筒部３７の下部内方に膨出して設けられた膨出部４１とを有する熱遮蔽部材３６と、チャンバ１１の上部からチャンバ１１の内部に不活性ガスを供給して膨出部４１とインゴット２５の間に不活性ガスを流下させる不活性ガス給排手段２８とを備えたシリコン単結晶引上げ装置の改良である。
【０００９】
その特徴ある構成は、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面又はこの内周面の延長面との間に鉛直方向に延びかつインゴット２５の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられ更にインゴット２５の外周面を包囲する複数の整流板４３，４４と、基端又は基部が膨出部４１にそれぞれ取付けられかつ先端に複数の整流板４３，４４の上端がそれぞれ枢着され更に複数の整流板４３，４４及び膨出部４１間の隙間を塞ぐ複数の調整板４７，４８と、シリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて複数の整流板４３，４４をインゴット２５の外周面に近づけるか或いはインゴット２５の外周面から離すように複数の調整板４７，４８をそれぞれ駆動することによりインゴット２５とシリコン融液１２との固液界面１２ｃが上凸状となるように制御する調整板駆動手段５０とを備えたところにある。
【００１０】
請求項４に係る発明は、図１及び図５に示すように、シリコン融液１２を貯留する石英るつぼ１３を所定の回転速度で回転させ、シリコン融液１２から引上げられるインゴット２５を包囲しかつ下端がシリコン融液１２表面から間隔をあけて上方に位置する筒部３７と筒部３７の下部内方に膨出して設けられた膨出部４１とを有する熱遮蔽部材３６を設け、チャンバ１１の上部からチャンバ１１の内部に不活性ガスを供給して膨出部４１とインゴット２５の間に不活性ガスを流下させつつ、インゴット２５内が格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体の存在しないパーフェクト領域となる引上げ速度でインゴット２５を引上げるシリコン単結晶引上げ方法の改良である。
その特徴ある構成は、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面又はこの内周面の延長面との間に鉛直方向に延びかつインゴット２５の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられた複数の整流板４３，４４がインゴット２５の外周面を包囲し、基端又は基部を膨出部４１にそれぞれ取付けかつ先端に複数の整流板４３，４４の上端をそれぞれ枢着した複数の調整板４７，４８が複数の整流板４３，４４及び膨出部４１間の隙間を塞ぎ、シリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じてインゴット２５の外周面に近づけるか或いはインゴット２５の外周面から離すように調整板駆動手段５０が複数の調整板４７，４８をそれぞれ駆動することによりインゴット２５とシリコン融液１２との固液界面１２ｃが上凸状となるように制御するところにある。
【００１１】
この請求項１に記載された不活性ガスの流速制御装置又は請求項４に記載された不活性ガスの流速制御方法では、インゴット２５の外周面及びシリコン融液１２の表面の境界部分であるメニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に所定の対流１２ｂが発生しているときに、調整板駆動手段５０により複数の調整板４７，４８を駆動して、複数の整流板４３，４４をインゴット２５の外周面に近づけると、複数の整流板４３，４４及びインゴット２５間を流下する不活性ガスの流速が増大する。これによりメニスカス１２ａの表面を流下する不活性ガスの流速が増大するので、シリコン融液１２には、メニスカス１２ａ近傍で下降しかつシリコン融液１２及びインゴット２５間の固液界面１２ｃの中心近傍で上昇する比較的大きな対流１２ｂが発生し、固液界面１２ｃが上凸状になって、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配が大きくなる。この結果、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配と、固液界面１２ｃの周縁近傍の鉛直方向の温度勾配との差が小さくなるので、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図５に本発明のシリコン単結晶引上げ装置１０を示す。この引上げ装置１０のチャンバ１１内には、シリコン融液１２を貯留する石英るつぼ１３が設けられ、この石英るつぼ１３の外周面は黒鉛サセプタ１４により被覆される。石英るつぼ１３の下面は上記黒鉛サセプタ１４を介して支軸１６の上端に固定され、この支軸１６の下部はるつぼ駆動手段１７に接続される。るつぼ駆動手段１７は図示しないが石英るつぼ１３を回転させる第１回転用モータと、石英るつぼ１３を昇降させる昇降用モータとを有し、これらのモータにより石英るつぼ１３が所定の方向に回転し得るとともに、上下方向に移動可能となっている。石英るつぼ１３の外周面は石英るつぼ１３から所定の間隔をあけてヒータ１８により包囲され、このヒータ１８は保温筒１９により包囲される。ヒータ１８は石英るつぼ１３に投入された高純度のシリコン多結晶体を加熱・融解してシリコン融液１２にする。
【００１３】
またチャンバ１１の上端には円筒状のケーシング２１が接続される。このケーシング２１には引上げ手段２２が設けられる。引上げ手段２２はケーシング２１の上端部に水平状態で旋回可能に設けられた引上げヘッド（図示せず）と、このヘッドを回転させる第２回転用モータ（図示せず）と、ヘッドから石英るつぼ１３の回転中心に向って垂下されたワイヤケーブル２３と、上記ヘッド内に設けられワイヤケーブル２３を巻取り又は繰出す引上げ用モータ（図示せず）とを有する。ワイヤケーブル２３の下端にはシリコン融液１２に浸してインゴット２５を引上げるための種結晶２４が取付けられる。
更にチャンバ１１にはこのチャンバ１１のインゴット側に不活性ガスを供給しかつ上記不活性ガスをチャンバ１１のるつぼ内周面側から排出するガス給排手段２８が接続される。ガス給排手段２８は一端がケーシング２１の周壁に接続され他端が上記不活性ガスを貯留するタンク（図示せず）に接続された供給パイプ２９と、一端がチャンバ１１の下壁に接続され他端が真空ポンプ（図示せず）に接続された排出パイプ３０とを有する。供給パイプ２９及び排出パイプ３０にはこれらのパイプ２９，３０を流れる不活性ガスの流量を調整する第１及び第２流量調整弁３１，３２がそれぞれ設けられる。
【００１４】
一方、引上げ用モータの出力軸（図示せず）にはエンコーダ（図示せず）が設けられ、るつぼ駆動手段１７には支軸１６の昇降位置を検出するエンコーダ（図示せず）が設けられる。２つのエンコーダの各検出出力はコントローラ（図示せず）の制御入力に接続され、コントローラの制御出力は引上げ手段２２の引上げ用モータ及びるつぼ駆動手段の昇降用モータにそれぞれ接続される。またコントローラにはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル２３の巻取り長さ、即ちインゴット２５の引上げ長さが第１マップとして記憶される。また、メモリには、インゴット２５の引上げ長さに対する石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面レベルが第２マップとして記憶される。コントローラは、引上げ用モータにおけるエンコーダの検出出力に基づいて石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面を常に一定のレベルに保つように、るつぼ駆動手段１７の昇降用モータを制御するように構成される。
【００１５】
インゴット２５の外周面と石英るつぼ１３の内周面との間には、インゴット２５の外周面を包囲する熱遮蔽部材３６が設けられる。この熱遮蔽部材３６は円筒状に形成されヒータ１８からの輻射熱を遮る筒部３７と、この筒部３７の上縁に連設され外方に略水平方向に張り出すフランジ部３８とを有する。上記フランジ部３８を保温筒１９上に載置することにより、筒部３７の下縁がシリコン融液１２表面から所定の距離だけ上方に位置するように熱遮蔽部材３６はチャンバ１１内に固定される。また筒部３７の下部には、この筒部３７の内方に膨出しかつ内部に断熱部材４２を有する膨出部４１が設けられる。この筒部３７及び膨出部４１はＣ（黒鉛）により、或いは表面にＳｉＣがコーティングされた黒鉛等により作られる。
【００１６】
図１〜図４に示すように、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面との間には複数の整流板４３，４４が設けられる。これらの整流板４３，４４は鉛直方向に延びかつインゴット２５の半径方向に平行移動可能にそれぞれ設けられる。具体的には、複数の整流板４３，４４は、インゴット２５の円周方向に所定の間隔をあけて設けられた８枚の長方形板状のインナ整流板４３と、隣合うインナ整流板４３の間に設けられかつ両側縁が隣のインナ整流板４３の側縁に重なる長方形板状の８枚のアウタ整流板４４とを有する（図２及び図３）。上記のようにインナ整流板４３及びアウタ整流板４４を配設することにより、インゴット２５の外径より大きく筒部３７の内径より小さくかつインゴット２５の外周面を包囲する筒状体４６が構成される。
【００１７】
また上記複数の整流板４３，４４の上端は複数の調整板４７，４８の先端にそれぞれ枢着され、これらの調整板４７，４８の基端は膨出部４１にそれぞれ取付けられる（図１〜図４）。具体的には、複数の調整板４７，４８は、基端が膨出部４１の内周面上端に円周方向に所定の間隔をあけて回動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のインナ整流板４３の上端がそれぞれ枢着された８枚の長方形板状のアッパ調整板４７と、隣合うアッパ調整板４７の間に位置し両側縁が隣のアッパ調整板４７の側縁に重なるように基端が膨出部４１の内周面上端に回動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のアウタ整流板４４の上端がそれぞれ枢着された長方形板状の８枚のロア調整板４８とを有する（図２〜図４）。上記のようにアッパ調整板４７及びロア調整板４８を配設することにより、上記筒状体４６と膨出部４１との間の隙間を塞ぐコーン体４９が構成される。
【００１８】
またアッパ調整板４７は、基端が膨出部４１の内周面上端に回動可能に取付けられたアッパ固定部４７ａと、先端にアウタ整流板４４の上端が枢着されかつアッパ固定部４７ａに摺動可能に設けられたアッパ摺動部４７ｂとからなる。アッパ摺動部４７ｂの中央にはインゴット２５の半径方向に延びる長孔４７ｃが形成され、この長孔４７ｃにはアッパ固定部４７ａの先端中央に取付けられた案内軸４７ｄが遊挿される。上記のようにアッパ固定部４７ａにアッパ摺動部４７ｂを連結することにより、アウタ整流板４４を常にインナ整流板４３に接近した状態に保つように、アッパ調整板４７の全長が伸縮可能になっている。なお、図２〜図４の符号４７ｅは案内軸４７ｄからアッパ摺動部４７ｂが離脱するの阻止する平座金である。
【００１９】
更に上記複数の調整板４７，４８は調整板駆動手段５０により駆動・制御される（図１〜図４）。調整板駆動手段５０は、下端がロア調整板４８の先端近傍にそれぞれ取付けられかつ上端がチャンバ１１（図５）外にそれぞれ配索された８本のワイヤ５０ａと、チャンバ１１外に設けられかつ８本のワイヤ５０ａを繰出し可能に巻取るウインチ（図示せず）とを有する。上記ウインチによりワイヤ５０ａを繰出すことにより、複数の調整板４７，４８が図１の破線矢印で示す方向に回転して、複数の整流板４３，４４により構成された筒状体４６がインゴット２５の外周面に近づく方向に平行移動し、ウインチによりワイヤ５０ａを巻取ることにより、複数の調整板４７，４８が一点鎖線矢印で示す方向に回転して、筒状体４６がインゴット２５の外周面から離れる方向に平行移動するように構成される。なお、インナ整流板４３及びアウタ整流板４４の鉛直方向の長さは、筒状体４６をインゴット２５の外周面に近づけたときにこれらの整流板４３，４４の下端がシリコン融液１２の表面に接近して所定の隙間があくように設定される。
【００２０】
なお、インナ整流板４３、アウタ整流板４４、アッパ調整板４７（アッパ固定部４７ａ、アッパ摺動部４７ｂ、ガイドピン４７ｄ及び平座金４７ｅからなる。）、ロア調整板４８及びワイヤ５０ａはＣ（黒鉛）により、或いは表面にＳｉＣがコーティングされた黒鉛等により作られる。また、この実施の形態では、インナ整流板、アウタ整流板、アッパ調整板及びロア調整板の枚数をそれぞれ８枚としたが、７枚以下又は９枚以上であってもよい。また、この実施の形態では、ワイヤをロア調整板の枚数と同一の８本としたが、ロア調整板と同一の本数であれば、７本以下又は９本以上であってもよい。更に、この実施の形態では、ウインチをワイヤの本数と同一の８台としたが、ワイヤと同一の台数であれば、７台以下又は９台以上であってもよく、１台のウインチで全てのワイヤを繰出し可能に巻取ることができれば、１台でもよい。
【００２１】
このように構成された装置を用いてインゴットを引上げる方法を説明する。
先ず、シリコン融液１２を貯留する石英るつぼ１３を所定の回転速度で回転させ、チャンバ１１の上部からチャンバ１１の内部に不活性ガスを供給して、複数の整流板４３，４４により構成された筒状体４６とインゴット２５の間のリング状空間に不活性ガスを流下させつつ、そのシリコン融液１２からインゴット２５を引上げる。このインゴット２５は、このインゴット２５内が格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体の存在しないパーフェクト領域となる引上げ速度で引上げられる。即ち、インゴット２５は、ＣＺ法によりホットゾーン炉内のシリコン融液１２からボロンコフ（Ｖｏｒｏｎｋｏｖ）の理論に基づいた所定の引上げ速度プロファイルで引上げられる。
【００２２】
一般的に、ＣＺ法によりシリコン融液１２からインゴット２５を引上げると、インゴット２５内には、点欠陥（ｐｏｉｎｔ　ｄｅｆｅｃｔ）と点欠陥の凝集体（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ：三次元欠陥）が発生する。点欠陥は空孔型点欠陥と格子間シリコン型点欠陥という二つの一般的な形態がある。空孔型点欠陥は一つのシリコン原子がシリコン結晶格子で正常的な位置の一つから離脱したものである。このような空孔が空孔型点欠陥になる。一方、原子がシリコン結晶の格子点以外の位置（インタースチシャルサイト）で発見されるとこれが格子間シリコン点欠陥になる。
【００２３】
点欠陥は一般的にシリコン融液１２とインゴット２５の間の接触面、即ち固液界面２６で形成される。しかし、インゴット２５を連続的に引上げることによって固液界面２６であった部分は引上げとともに冷却し始める。冷却の間、空孔型点欠陥又は格子間シリコン型点欠陥は拡散により互いに合併して、空孔型点欠陥の凝集体（ｖａｃａｎｃｙ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）又は格子間シリコン型点欠陥の凝集体（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）が形成される。言い換えれば、凝集体は点欠陥の合併に起因して発生する三次元構造となる。
【００２４】
空孔型点欠陥の凝集体は、前述したＣＯＰの他に、ＬＳＴＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ　Ｄｅｆｅｃｔｓ）又はＦＰＤ（Ｆｌｏｗ　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｄｅｆｅｃｔｓ）と呼ばれる欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体は前述したＬ／Ｄと呼ばれる欠陥を含む。ＦＰＤとは、インゴット２５をスライスして作製されたシリコンウェーハを３０分間セコエッチング（Ｓｅｃｃｏ　ｅｔｃｈｉｎｇ、ＨＦ：Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７（０．１５モル／リットル）＝２：１の混合液によるエッチング）したときに現れる特異なフローパターンを呈する痕跡の源であり、ＬＳＴＤとは、シリコン単結晶内に赤外線を照射したときにシリコンとは異なる屈折率を有し散乱光を発生する源である。
【００２５】
ボロンコフの理論は、欠陥の数が少ない高純度インゴット２５を成長させるために、インゴット２５の引上げ速度をＶ（ｍｍ／分）、インゴット２５とシリコン融液１２の界面２６近傍のインゴット２５中の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）とするときに、Ｖ／Ｇ（ｍｍ２／分・℃）を制御することである。この理論では、図６に示すように、Ｖ／Ｇを横軸にとり、空孔型点欠陥濃度と格子間シリコン型点欠陥濃度を同一の縦軸にとって、Ｖ／Ｇと点欠陥濃度との関係を図式的に表現し、空孔領域と格子間シリコン領域の境界がＶ／Ｇによって決定されることを説明している。より詳しくは、Ｖ／Ｇ比が臨界点以上では空孔型点欠陥濃度が優勢なインゴット２５が形成される反面、Ｖ／Ｇ比が臨界点以下では格子間シリコン型点欠陥濃度が優勢なインゴット２５が形成される。図６において、［Ｉ］は格子間シリコン型点欠陥が支配的であって、格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在する領域（（Ｖ／Ｇ）１以下）を示し、［Ｖ］はインゴット２５内での空孔型点欠陥が支配的であって、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域（（Ｖ／Ｇ）２以上）を示し、［Ｐ］は空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域（（Ｖ／Ｇ）１〜（Ｖ／Ｇ）２）を示す。領域［Ｐ］に隣接する領域［Ｖ］にはＯＳＦ核を形成する領域［ＯＳＦ］（（Ｖ／Ｇ）２〜（Ｖ／Ｇ）３）が存在する。
【００２６】
このパーフェクト領域［Ｐ］は更に領域［ＰＩ］と領域［ＰＶ］に分類される。［ＰＩ］はＶ／Ｇ比が上記（Ｖ／Ｇ）１から臨界点までの領域であり、［ＰＶ］はＶ／Ｇ比が臨界点から上記（Ｖ／Ｇ）２までの領域である。即ち、［ＰＩ］は領域［Ｉ］に隣接し、かつ侵入型転位を形成し得る最低の格子間シリコン型点欠陥濃度未満の格子間シリコン型点欠陥濃度を有する領域であり、［ＰＶ］は領域［Ｖ］に隣接し、かつＯＳＦを形成し得る最低の空孔型点欠陥濃度未満の空孔型点欠陥濃度を有する領域である。なお、上記ＯＳＦは、結晶成長時にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイスのリーク電流の増加等の不良原因になる。
【００２７】
図１に戻って、シリコン融液１２からインゴット２５を引上げる際には、複数の調整板４７，４８をそれぞれ回動調整して、筒状体４６とインゴット２５との間のリング状空間の横断面積を変化させ、このリング状空間を通過する不活性ガスの流速を変化させることにより、インゴット２５の外周面及びシリコン融液１２の表面の境界部分であるメニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に発生している対流を変化させる。なお、このメニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に発生する対流の変化は、予めシミュレーションによるインゴットの引上げや、実験によるインゴットの引上げ等により求めておく。
【００２８】
具体的には、メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に図１７に示すような小さくかつ遅い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ５０ａを繰出して調整板４７，４８を図１の破線矢印で示す方向に回転させることにより、筒状体４６をインゴット２５の外周面に近づける方向に平行移動させる。これにより上記リング状空間が狭くなるので、リング状空間を流下する不活性ガスの流速が増大し、メニスカス１２ａの表面に添って流れる不活性ガスの流速も増大する。この結果、上記メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に発生していた対流１２ｂは、上記不活性ガスの流速の増大に伴って図１に示すように大きくかつ速くなり、メニスカス１２ａ近傍で下降しかつ固液界面１２ｃの中心近傍で上昇するようになるので、固液界面１２ｃが上凸状になり、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配が大きくなる。従って、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配と、固液界面１２ｃの周縁近傍の鉛直方向の温度勾配との差が小さくなるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。
【００２９】
一方、メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に図１８に示すような大きくかつ速い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ５０ａを巻取って調整板４７，４８を図１の一点鎖線矢印で示す方向に回転させることにより、筒状体４６をインゴット２５の外周面から離す方向に平行移動させる。これにより上記リング状空間が広くなるので、リング状空間を流下する不活性ガスの流速が低下し、上記メニスカス１２ａの表面からシリコン融液１２の表面に添って流れる不活性ガスの流速も低下する。この結果、上記メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に発生していた対流１２ｂは、上記不活性ガスの流速の低下に伴って図１に示す位置まで移動し、メニスカス１２ａ近傍で下降しかつ固液界面１２ｃの中心近傍で上昇するようになるので、固液界面１２ｃが上凸状になり、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配が大きくなる。従って、固液界面１２ｃの中心近傍の鉛直方向の温度勾配と、固液界面１２ｃの周縁近傍の鉛直方向の温度勾配との差が小さくなるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。このようにシリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて筒状体４６をインゴット２５の外周面に近づけたり、或いはインゴット２５の外周面から離すことにより、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。
【００３０】
図７〜図１１は本発明の第２の実施の形態を示す。図７〜図１１において図１〜図５と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面との間に複数の整流板６４が設けられ、これらの整流板６４の上端が複数の調整板６７，６８の先端にそれぞれ枢着され、更にこれらの調整板６７，６８の基部は膨出部４１の傾斜上面にこの面に沿って移動可能にそれぞれ取付けられる。複数の整流板６４は、第１の実施の形態と同様に、８枚の長方形板状のインナ整流板（図示せず）と、８枚のアウタ整流板６４とを有する（図７）。上記のようにインナ整流板及びアウタ整流板６４を配設することにより、インゴット２５の外径より大きく筒部３７の内径より小さくかつインゴット２５の外周面を包囲する筒状体６６が構成される。
【００３１】
また複数の調整板６７，６８は、基部が膨出部４１の傾斜上面に円周方向に所定の間隔をあけてインゴット２５の半径方向に移動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のアウタ整流板４４の上端がそれぞれ枢着された８枚の略台形板状のロア調整板６８と、隣合うロア調整板６８の間に位置し両側縁が隣のロア調整板６８の側縁に重なるように基部が膨出部４１の傾斜上面にこの面に沿って移動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のインナ整流板の上端がそれぞれ枢着された略台形板状の８枚のアッパ調整板６７とを有する（図７〜図１１）。上記のようにロア調整板６８及びアッパ調整板６７を配設することにより、上記複数の整流板６４により構成された筒状体６６と膨出部４１との間の隙間を塞ぐコーン体６９が構成される。
【００３２】
ロア調整板６８の中央にはインゴット２５の半径方向に延びる長孔６８ａが形成され、この長孔６８ａには膨出部４１の傾斜上面に取付けられたガイドピン６８ｂが遊挿される。また膨出部４１の傾斜上面には、傾斜上面から一部が突出してロア調整板６８を受ける転動ローラ６８ｃが回転可能に埋設される。これによりロア調整板６８はガイドピン６８ｂに案内されて転動ローラ６８ｃ上をインゴット２５の半径方向に往復動可能に構成される。
【００３３】
更に上記複数の調整板６７，６８は調整板駆動手段７０により駆動・制御される（図７及び図１１）。調整板駆動手段７０は、下端がロア調整板６８及びアッパ調整板６７の基端にそれぞれ取付けられかつ上端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本のワイヤ７０ａと、チャンバ外に設けられ１６本のワイヤ７０ａを繰出し可能に巻取るウインチ（図示せず）とを有する。図７及び図１１の符号７０ｂはワイヤ７０ａを膨出部４１の傾斜上面から筒部３７内面に沿うように案内するガイドローラである。なお、インナ整流板及びアウタ整流板６４の鉛直方向の長さは、筒状体６６をインゴット２５の外周面に近づけたときにこれらの整流板６４の下端がシリコン融液１２の表面に接近して所定の隙間があくように設定される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３４】
このように構成された装置を用いてインゴットを引上げる方法を説明する。
メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に図１７に示すような小さくかつ遅い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ７０ａを繰出すと、調整板６７，６８が膨出部４１の傾斜上面を図７の破線矢印で示す方向、即ち傾斜上面を下る方向に移動するため、筒状体６６がインゴット２５の外周面に近づく方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。
【００３５】
一方、メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に図１８に示すような大きくかつ速い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ７０ａを巻取ると、調整板６７，６８が膨出部４１の傾斜上面を図７の一点鎖線矢印で示す方向、即ち傾斜上面を上る方向に移動するため、筒状体６６がインゴット２５の外周面から離れる方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。このようにシリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて筒状体６６をインゴット２５の外周面に近づけたり、或いはインゴット２５の外周面から離すことにより、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。なお、この実施の形態では、複数の調整板６７，６８が膨出部４１の上面に常に沿った状態に保たれるので、インゴット２５及び筒部３７間を流下した不活性ガスを第１の実施の形態より速やかにインゴット２５及び筒状体４６間に導くことができる。
【００３６】
図１２〜図１４は本発明の第３の実施の形態を示す。図１２〜図１４において図１〜図５と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面との間に複数の整流板７４が設けられ、これらの整流板７４の上端が複数の調整板７７，７８の先端にそれぞれ枢着され、更にこれらの調整板７７，７８の基部は膨出部４１の傾斜下面にこの面に沿って移動可能にそれぞれ取付けられる。複数の整流板７４は、第１の実施の形態と同様に、８枚の長方形板状のインナ整流板（図示せず）と、８枚のアウタ整流板７４とを有する（図１２）。上記のようにインナ整流板及びアウタ整流板７４を配設することにより、インゴット２５の外径より大きく筒部３７の内径より小さくかつインゴット２５の外周面を包囲する筒状７６体が構成される。なお、この筒状体７６は、インゴット２５の外周面と膨出部４１の内周面下方への延長面との間に設けられる。
【００３７】
また複数の調整板７７，７８は、基部が膨出部４１の傾斜下面に円周方向に所定の間隔をあけてインゴット２５の半径方向に移動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のアウタ整流板７４の上端がそれぞれ枢着された８枚の略台形板状のロア調整板７８と、隣合うロア調整板７８の間に位置し両側縁が隣のロア調整板７８の側縁に重なるように基部が膨出部４１の傾斜下面にこの面に沿って移動可能にそれぞれ取付けられかつ先端に８枚のインナ整流板の上端がそれぞれ枢着された略台形板状の８枚のアッパ調整板７７とを有する（図１２〜図１４）。上記のようにロア調整板７８及びアッパ調整板７７を配設することにより、上記複数の整流板７４により構成された筒状体７６と膨出部４１との間の隙間を塞ぐコーン体７９が構成される。
【００３８】
ロア調整板７８の中央にはインゴット２５の半径方向に延びる長孔７８ａが形成され、この長孔７８ａには膨出部４１の傾斜下面に取付けられたガイドピン７８ｂが遊挿される。またガイドピン７８ｂの下端には、ロア調整板７８を受ける転動ローラ７８ｃが回転可能に取付けられる。これによりロア調整板７８はガイドピン７８ｂに案内されて転動ローラ７８ｃ上をインゴット２５の半径方向に往復動可能に構成される。
【００３９】
更に上記複数の調整板７７，７８は調整板駆動手段７０により駆動・制御される（図１２及び図１４）。調整板駆動手段７０は、下端がロア調整板７８及びアッパ調整板７７の基端にそれぞれ取付けられかつ上端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本のワイヤ７０ａと、チャンバ外に設けられ１６本のワイヤ７０ａを繰出し可能に巻取るウインチ（図示せず）とを有する。図１２及び図１４の符号７０ｂはワイヤ７０ａを膨出部４１の傾斜下面から膨出部４１外面を通って筒部３７外面に沿うように案内するガイドローラである。なお、インナ整流板及びアウタ整流板７４の鉛直方向の長さは、筒状体７６をインゴット２５の外周面に近づけたときにこれらの整流板７４の下端がシリコン融液１２の表面に接近して所定の隙間があくように設定される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００４０】
このように構成された装置を用いてインゴットを引上げる方法を説明する。
メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に図１７に示すような小さくかつ遅い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ７０ａを繰出すと、調整板７７，７８が膨出部４１の傾斜下面を図１２の破線矢印で示す方向、即ちに傾斜下面を下る方向に移動することにより、筒状体７６がインゴット２５の外周面に近づく方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。
【００４１】
一方、メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に図１８に示すような大きくかつ速い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチによりワイヤ７０ａを巻取ると、調整板７７，７８が膨出部４１の傾斜下面を図１２の一点鎖線矢印で示す方向、即ち傾斜下面を上る方向に移動することにより、筒状体７６がインゴット２５の外周面から離れる方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。このようにシリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて筒状体７６をインゴット２５の外周面に近づけたり、或いはインゴット２５の外周面から離すことにより、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。なお、この実施の形態では、複数の調整板７７，７８が膨出部４１の下面に常に沿った状態に保たれるので、膨出部４１に対向するインゴット２５外周面に沿う不活性ガスの流速を変化させずに、メニスカス１２ａ近傍における不活性ガスの流速のみを変化させることができ、チャンバ１１内全体にわたって不活性ガスを高流速化することによりインゴット２５が揺動するのを未然に防止できるという効果が得られる。
【００４２】
図１５は本発明の第４の実施の形態を示す。図１５において図７と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、膨出部８１の上面が水平に形成され、複数の調整板６７，６８がこの水平な膨出部８１の上面をインゴット２５の半径方向に移動可能に構成され、更にこれらの調整板６７，６８は調整板駆動手段８０により駆動・制御される。調整板駆動手段８０は、一端がロア調整板６８及びアッパ調整板６７の基端にそれぞれ取付けられかつ他端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本の第１ワイヤ８０ａと、一端がロア調整板６８及びアッパ調整板６７の中央下面にそれぞれ取付けられかつ他端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本の第２ワイヤ８０ｂと、チャンバ外に設けられ上記第１及び第２ワイヤ８０ａ，８０ｂを繰出し可能に巻取るウインチ（図示せず）とを有する。図１５の符号８０ｃは第１ワイヤ８０ａや第２ワイヤ８０ｂを膨出部８１や筒部３７に沿うように案内するガイドローラである。上記以外は第２の実施の形態と同一に構成される。
【００４３】
このように構成された装置を用いてインゴットを引上げる方法を説明する。
メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に図１７に示すような小さくかつ遅い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチにより第１ワイヤ８０ａを繰出しかつ第２ワイヤ８０ｂを巻取ると、調整板６７，６８が膨出部８１の上面を破線矢印で示す方向に移動するため、筒状体６６がインゴット２５の外周面に近づく方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。
【００４４】
一方、メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に図１８に示すような大きくかつ速い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチにより第１ワイヤ８０ａを巻取りかつ第２ワイヤ８０ｂを繰出すと、調整板６７，６８が膨出部８１の上面を一点鎖線矢印で示す方向に移動するため、筒状体６６がインゴット２５の外周面から離れる方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。このようにシリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて筒状体６６をインゴット２５の外周面に近づけたり、或いはインゴット２５の外周面から離すことにより、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。なお、この実施の形態の第１及び第２ワイヤ８０ａ，８０ｂを有する調整板駆動手段８０は、膨出部の上面が水平でなく、膨出部の上面がインゴット２５の外周面に向うに従って緩やかな角度で傾斜している場合、即ちウインチによりワイヤを繰出しても調整板がその自重により膨出部の上面を下る方向に移動しない場合にも適用できる。
【００４５】
図１６は本発明の第５の実施の形態を示す。図１６において図１２と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、膨出部８１の下面が水平に形成され、調整板７７，７８がこの水平な膨出部８１の下面をインゴット２５の半径方向に移動可能に構成され、更にこれらの調整板７７，７８は調整板駆動手段８０により駆動・制御される。調整板駆動手段８０は、一端がロア調整板７８及びアッパ調整板７７の基端にそれぞれ取付けられかつ他端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本の第１ワイヤ８０ａと、一端がロア調整板７８及びアッパ調整板７７の中央上面にそれぞれ取付けられかつ他端がチャンバ外にそれぞれ配索された１６本の第２ワイヤ８０ｂと、チャンバ外に設けられ上記第１及び第２ワイヤ８０ａ，８０ｂを繰出し可能に巻取るウインチ（図示せず）とを有する。図１６の符号８０ｃは第１ワイヤ８０ａや第２ワイヤ８０ｂを膨出部８１や筒部３７に沿うように案内するガイドローラである。上記以外は第３の実施の形態と同一に構成される。
【００４６】
このように構成された装置を用いてインゴットを引上げる方法を説明する。
メニスカス１２ａ近傍のシリコン融液１２に図１７に示すような小さくかつ遅い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチにより第１ワイヤ８０ａを繰出しかつ第２ワイヤ８０ｂを巻取ると、調整板７７，７８が膨出部８１の下面を破線矢印で示す方向に移動するため、筒状体７６がインゴット２５の外周面に近づく方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。
【００４７】
一方、メニスカス１２ａから離れたシリコン融液１２の表面近傍に図１８に示すような大きくかつ速い対流１２ｂが発生している場合には、ウインチにより第１ワイヤ８０ａを巻取りかつ第２ワイヤ８０ｂを繰出すと、調整板７７，７８が膨出部８１の下面を一点鎖線矢印で示す方向に移動するため、筒状体７６がインゴット２５の外周面から離れる方向に平行移動する。これにより第１の実施の形態と同様に、固液界面１２ｃが上凸状になるので、引上げられるインゴット２５はその径方向及びその長手方向にわたって無欠陥で高品質となる。このようにシリコン融液１２の対流１２ｂの変化に応じて筒状体７６をインゴット２５の外周面に近づけたり、或いはインゴット２５の外周面から離すことにより、引上げられるインゴット２５の無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。なお、この実施の形態の第１及び第２ワイヤ８０ａ，８０ｂを有する調整板駆動手段８０は、膨出部８１の下面が水平でなく、膨出部の下面がインゴットの外周面に向うに従って緩やかな角度で傾斜している場合、即ちウインチによりワイヤを繰出しても調整板がその自重により膨出部の下面を下る方向に移動しない場合にも適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、インゴットの外周面と膨出部の内周面又はこの内周面の延長面との間に鉛直方向に延びかつインゴットの半径方向に移動可能に設けられた複数の整流板がインゴットの外周面を包囲し、基端又は基部を膨出部に取付けかつ先端に複数の整流板の上端を枢着した複数の調整板が複数の整流板及び膨出部間の隙間を塞ぎ、更にシリコン融液の対流の変化に応じて調整板駆動手段が複数の調整板を駆動・制御するように構成したので、メニスカス近傍のシリコン融液に所定の対流が発生しているときに、複数の整流板をインゴットの外周面に近づけると、複数の整流板及びインゴット間を流下する不活性ガスの流速が増大する。この結果、メニスカスの表面を流下する不活性ガスの流速が増大するので、シリコン融液には、メニスカス近傍で下降しかつシリコン融液及びインゴット間の固液界面の中心近傍で上昇する比較的大きな対流が発生し、固液界面が上凸状になる。従って、固液界面の中心近傍の鉛直方向の温度勾配と、固液界面の周縁近傍の鉛直方向の温度勾配との差が小さくなるので、引上げられるインゴットの無欠陥で高品質の部分をその長手方向に拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の引上げ装置を示す図５のＡ部拡大断面図。
【図２】図４のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】図４のＣ−Ｃ線断面図。
【図４】図１のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】その引上げ装置の縦断面構成図。
【図６】ボロンコフの理論に基づいた、Ｖ／Ｇ比が臨界点以上で空孔型点欠陥濃度が優勢なインゴットが形成され、Ｖ／Ｇ比が臨界点以下で格子間シリコン型点欠陥濃度が優勢なインゴットが形成されることを示す図。
【図７】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する断面図。
【図８】図７のＥ−Ｅ線断面図。
【図９】図８のＦ−Ｆ線断面図。
【図１０】図８のＧ−Ｇ線断面図。
【図１１】図７のＨ−Ｈ線断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態を示す図１に対応する断面図。
【図１３】図１２のＩ−Ｉ線断面図。
【図１４】図１３のＪ−Ｊ線断面図。
【図１５】本発明の第４実施形態を示す図７に対応する断面図。
【図１６】本発明の第５実施形態を示す図１２に対応する断面図。
【図１７】従来のメニスカス近傍のシリコン融液に小さくかつ遅い対流が発生した状態を示す図１に対応する断面図。
【図１８】従来のメニスカスから離れたシリコン融液の表面近傍に大きくかつ速い対流が発生した状態を示す図１に対応する断面図。
【符号の説明】
１１　チャンバ
１２　シリコン融液
１２ｂ　対流
１３　石英るつぼ
２５　インゴット
２８　ガス給排手段
３６　熱遮蔽部材
３７　筒部
４１，８１　膨出部
４３，４４，６４，７４　整流板
４７，４８，６７，６８，７７，７８　調整板
５０，７０，８０　調整板駆動手段
５０ａ，７０ａ，８０ａ，８０ｂ　ワイヤ
【図１】
2004137093.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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