(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法によりルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、
前記単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶のクラウン部にくびれ部を形成するくびれ形成手段と、単結晶のルツボへの落下を防止するための単結晶落下防止手段を、少なくとも備え、
前記単結晶落下防止手段が、貫通孔が設けられたリング本体と、前記リング本体の貫通孔の側面に形成された上方に臨む傾斜面と、前記リング本体を昇降移動させるリング本体昇降手段と、前記貫通孔内の傾斜面を摺動可能に設けられ、前記くびれ部上側のテーパー面に係止可能な複数の爪部と、前記複数の爪部を昇降移動させる爪部昇降手段と、前記リング本体昇降手段、複数の爪部及び爪部昇降手段の動作制御を行う制御手段と、を具備し、
前記リング本体に対して爪部を引き上げることによって、爪部が傾斜面を上方向に摺動し、爪先が開いた状態となされ、前記リング本体に対して爪部を引き下げることによって、爪部が傾斜面を下方向に摺動し、爪先を閉じた状態となされるように構成され、
前記単結晶の引上げの際、前記制御手段の制御により、前記複数の爪部は、爪先が前記くびれ部の周囲に位置するよう閉じられ、単結晶と接触することなく該単結晶との間に所定の間隙を形成することを特徴とする単結晶引上装置。
【請求項２】
前記複数の爪部は、爪先を閉じた状態で、前記テーパー面に対する係止面が、前記くびれ部上側のテーパー面に平行となるよう設けられることを特徴とする請求項１に記載された単結晶引上装置。
【請求項３】
チョクラルスキー法によりルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、
前記単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶のクラウン部にくびれ部を形成するくびれ形成手段と、単結晶のルツボへの落下を防止するための単結晶落下防止手段を、少なくとも備え、
前記単結晶落下防止手段が、貫通孔が設けられたリング本体と、前記リング本体の貫通孔の側面に形成された上方に臨む傾斜面と、前記リング本体を昇降移動させるリング本体昇降手段と、前記貫通孔内の傾斜面を摺動可能に設けられ、前記くびれ部上側のテーパー面に係止可能な複数の爪部と、前記複数の爪部を昇降移動させる爪部昇降手段と、前記リング本体昇降手段、複数の爪部及び爪部昇降手段の動作制御を行う制御手段と、を具備し、
前記リング本体に対して爪部を引き上げることによって、爪部が傾斜面を上方向に摺動し、爪先が開いた状態となされ、前記リング本体に対して爪部を引き下げることによって、爪部が傾斜面を下方向に摺動し、爪先を閉じた状態となされるように構成され、
前記単結晶の引上げの際、前記制御手段の制御により、前記複数の爪部は、爪先が前記くびれ部の周囲に位置するよう閉じられ、単結晶と面接触することにより該単結晶を保持することを特徴とする単結晶引上装置。
【請求項４】
前記複数の爪部は、相対向する一対の爪部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された単結晶引上装置。
【請求項５】
前記単結晶の引上げ前において、前記複数の爪部は、前記制御手段の制御により、爪先を開いた状態になされ、前記爪部昇降手段により炉内上部で待機するよう制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された単結晶引上装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」という）によって単結晶を引上げる単結晶引上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶の育成に関し、ＣＺ法が広く用いられている。この方法は、ルツボ内に収容されたシリコン溶融液の表面に種結晶を接触させ、ルツボを回転させるとともに、この種結晶を反対方向に回転させながら上方へ引上げることによって、種結晶の下端に単結晶を形成していくものである。
【０００３】
図９に示すように、従来のＣＺ法を用いた引上げ法は、先ず、石英ガラスルツボ２００に原料シリコンを装填し、ヒータ２０１により加熱してシリコン融液Ｍとする。しかる後、引上げ用のワイヤ２０２に取り付けられた種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させてシリコン結晶Ｃを引上げる。
【０００４】
一般に、引上げ開始に先立ち、シリコン融液Ｍの温度が安定した後、図１０に示すように、種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させて種結晶Ｐの先端部を溶解するネッキングを行う。ネッキングとは、種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させることで発生するサーマルショックによりシリコン単結晶に生じる転位を除去する不可欠の工程である。このネッキングによりネック部Ｐ１が形成される。また、このネック部Ｐ１は、一般的に、直径が３〜４ｍｍで、その長さが３０〜４０ｍｍ以上必要とされている。
【０００５】
また、引上げ開始後の工程としては、ネッキング終了後、直胴部直径にまで結晶を広げるクラウン部形成工程、製品となる単結晶を育成する直胴部形成工程、直胴部形成工程後の単結晶直径を除除に小さくし、下面を形成するテール部形成工程が行われる。
尚、このＣＺ法を用いたシリコン単結晶の製造方法については、例えば特許文献１（特開２００５−９７０４９号公報）に記載されている。
【０００６】
ところで、ＣＺ法により製造される単結晶は、これまで直径が８インチで、重量が１００ｋｇ前後のものが主流であった。しかし、最近になって更なる大口径化が求められ、１２インチ結晶では、３００ｋｇ以上に達する単結晶の製造が行われるようになってきている。このため、地震等により大きな揺れが発生した場合には、単結晶の重量に、揺れによる外力が加わり、単結晶の重量を支えきれずに単結晶の育成中にネックが破断し、単結晶がルツボに落下する危険性が高くなっていた。
また、単結晶が大きくなると、地震等の外力が加えられなくても、単結晶の自重によりネックが破断し単結晶が落下する虞があり、単結晶の重量によらず安全に引上げることのできる方法が求められていた。
【０００７】
このような問題に対し特許文献２（特開平１１−２２８２８８号公報）には、図１１に示すように単結晶Ｃのクラウン部Ｃ１にくびれ部Ｃ２を形成し、そのくびれ部Ｃ２を爪部２５０でクランプすることにより単結晶Ｃの落下を防止する単結晶保持装置が開示されている。尚、図１１において、左半分は爪部２５０を閉じた単結晶保持前の状態、右半分は爪部２５０がくびれ部Ｃ２に当接して単結晶Ｃを保持している状態が示されている。
【０００８】
この単結晶保持装置において、爪部２５０はリング状の板からなる保持装置本体２５２に揺動自在に取り付けられ、ワイヤ２５１の引上げ、または、繰り出し操作により開閉するように構成されている。
単結晶Ｃの引上げ時には、爪部２５０を閉じた状態でくびれ部Ｃ２に当接させ、単結晶Ｃを保持した状態で引上げ動作がなされる。これにより、仮にネック部Ｐ１が切断されても、単結晶Ｃのルツボ内への落下を防止できるようになされている。
尚、単結晶Ｃの保持前においては、図１１の左半分に示すように保持装置本体２５２はスラストベアリング２５３を介して支持台２５４に担持され、爪部２５０をくびれ部に当接させる際の衝撃を緩和するため、ワイヤ２５１によって単結晶Ｃと同一方向に回転するようになされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−９７０４９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２８２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に示される単結晶保持装置にあっては、図１１の右半分に示すように爪部２５０の先端がくびれ部Ｃ２の上側テーパー面に当接する構成となっており、接触の際の応力が一点に集中するために有転位化しやすいという課題があった。
また、単結晶Ｃを保持するまでは、保持装置本体２５２は、スラストベアリング２５３を介して炉内で回転しているため、炉内で発塵する虞があった。
【００１１】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、単結晶を引上げる工程において、ネック部が破断することがあっても、ルツボ内への単結晶の落下を防ぐことができ、且つ、結晶が有転位化する可能性を低減することのできる単結晶引上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置は、チョクラルスキー法によりルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、前記単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶のクラウン部にくびれ部を形成するくびれ形成手段と、単結晶のルツボへの落下を防止するための単結晶落下防止手段を、少なくとも備え、前記単結晶落下防止手段が、貫通孔が設けられたリング本体と、前記リング本体の貫通孔の側面に形成された上方に臨む傾斜面と、前記リング本体を昇降移動させるリング本体昇降手段と、前記貫通孔内の傾斜面を摺動可能に設けられ、前記くびれ部上側のテーパー面に係止可能な複数の爪部と、前記複数の爪部を昇降移動させる爪部昇降手段と、前記リング本体昇降手段、複数の爪部及び爪部昇降手段の動作制御を行う制御手段と、を具備し、前記リング本体に対して爪部を引き上げることによって、爪部が傾斜面を上方向に摺動し、爪先が開いた状態となされ、前記リング本体に対して爪部を引き下げることによって、爪部が傾斜面を下方向に摺動し、爪先を閉じた状態となされるように構成され、前記単結晶の引上げの際、前記制御手段の制御により、前記複数の爪部は、爪先が前記くびれ部の周囲に位置するよう閉じられ、単結晶と接触することなく該単結晶との間に所定の間隙を形成することに特徴を有する。
【００１３】
このように構成されることにより、単結晶の成長から引き上げまで、単結晶の落下を防止するための爪部が単結晶に接触することがないため、その接触による衝撃に起因する有転位化を防止することができる。また、単結晶の落下を防止するための可動部は爪部のみであるため、発塵も抑制することができる。
また、単結晶の引き上げ中にネック部の破断等により単結晶が落下しても、くびれ部上側のテーパー面が爪部に係止するため、爪部により単結晶を保持することができ、ルツボ内への単結晶の落下を防ぐことができる。
また、単結晶の引き上げ中に仮に単結晶が有転位化しても、爪部と単結晶とを接触させずに単結晶を再度ルツボへ戻すことができるため、容易に再引上げ（メルトバック）することができる。
【００１４】
また、前記複数の爪部は、爪先を閉じた状態で、前記テーパー面に対する係止面が、前記くびれ部上側のテーパー面に平行となるよう設けられることが望ましい。
このようにすることで、単結晶の落下の際の衝撃を緩和することができ、爪部と単結晶との接触面が広くなるため、単結晶を安定して保持することができる。
【００１５】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置は、チョクラルスキー法によりルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、前記単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶のクラウン部にくびれ部を形成するくびれ形成手段と、単結晶のルツボへの落下を防止するための単結晶落下防止手段を、少なくとも備え、前記単結晶落下防止手段が、貫通孔が設けられたリング本体と、前記リング本体の貫通孔の側面に形成された上方に臨む傾斜面と、前記リング本体を昇降移動させるリング本体昇降手段と、前記貫通孔内の傾斜面を摺動可能に設けられ、前記くびれ部上側のテーパー面に係止可能な複数の爪部と、前記複数の爪部を昇降移動させる爪部昇降手段と、前記リング本体昇降手段、複数の爪部及び爪部昇降手段の動作制御を行う制御手段と、を具備し、前記リング本体に対して爪部を引き上げることによって、爪部が傾斜面を上方向に摺動し、爪先が開いた状態となされ、前記リング本体に対して爪部を引き下げることによって、爪部が傾斜面を下方向に摺動し、爪先を閉じた状態となされるように構成され、前記単結晶の引上げの際、前記制御手段の制御により、前記複数の爪部は、爪先が前記くびれ部の周囲に位置するよう閉じられ、単結晶と面接触することにより該単結晶を保持することに特徴を有する。
【００１６】
このように、単結晶引上げ工程において、爪部が単結晶のくびれ部上側のテーパー面に面接触した状態になされることで、高重量の単結晶であっても落下させることなく引上げることができる。また、爪部とテーパー面とが接触する際に、面接触することにより応力が分散され、有転位化の可能性を低減することができる。
【００１７】
また、前記複数の爪部は、可動部を最小限にするため、相対向する一対の爪部であることが望ましい。
このように、相対向する一対の爪部であれば可動部を最小限の構成とすることができるため、コストを低減することができ、また、発塵の可能性も低減される。
また、前記単結晶の引上げ前において、前記複数の爪部は、前記制御手段の制御により、爪先を開いた状態になされ、前記爪部昇降手段により炉内上部で待機するよう制御されることが望ましい。
このようにすることで、リング本体及び爪部への熱による劣化の影響を避けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、単結晶を引上げる工程において、ネック部が破断することがあっても、ルツボ内への単結晶の落下を防ぐことができ、且つ、結晶が有転位化する可能性を低減することのできる単結晶引上装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係わる単結晶引上装置の第一の実施形態について図面に基づき説明する。図１は本発明に係る単結晶引上装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。
この単結晶引上装置１００は、メインチャンバ１ａの上にプルチャンバ１ｂを重ねて形成された炉体１と、この炉体１内に設けられた石英ガラスルツボ２と、石英ガラスルツボ２に装填された半導体原料（原料シリコン）Ｍを溶融するヒータ３と、育成される単結晶Ｃを回転させながら引上げる単結晶引上げ機構４（引上げ手段）とを有している。単結晶引上げ機構４は、モータ駆動される巻取り機構４ａと、この巻取り機構４ａに巻き上げられる引上げワイヤ４ｂを有し、このワイヤ４ｂの先端にシードチャックＫを介して種結晶Ｐが取り付けられている。
【００２０】
また、単結晶引上装置１００には、単結晶Ｃのルツボ２への落下を防止するため、単結晶落下防止装置１０が設けられる。この単結晶落下防止装置１０は、リング状の板からなるリング本体１１と、リング本体１１の内側面に沿って上下摺動可能に設けられた複数の爪部１２とを具備している。尚、この形態においては、可動部を最小限とするため、相対向する一対の（２つの）爪部１２を具備するものとする。
【００２１】
さらに、単結晶落下防止装置１０は、リング本体１１及び爪部１２を夫々昇降移動させるための昇降機構１３を備える。この昇降機構１３は、モータ駆動される巻上げ機構１３ａ、１３ｂ及び、それらに巻上げ又は繰り出しされるワイヤ１３ｃ、１３ｄを有し、これらによりリング本体１１と爪部１２とが夫々昇降移動される。
【００２２】
具体的には、巻上げ機構１３ａによりワイヤ１３ｃが巻き取られると、このワイヤ１３ｃ先端に接続されたリング本体１１が引上げられ、ワイヤ１３ｃが繰り出されるとリング本体１１が下降する。また、巻上げ機構１３ｂ（爪部昇降手段）によりワイヤ１３ｄが巻き取られると、このワイヤ１３ｄ先端に接続された爪部１２が引き上げられ、ワイヤ１３ｄが繰り出されると爪部１２が下降するようになされている。
【００２３】
尚、リング本体１１には、図２に示すように略長方形の貫通孔１１ａが形成され、この貫通孔１１内で一対の爪部１２が上下動するようになされる。即ち、この貫通孔１１ａにおいて、短手側の対向する両側側面は夫々上方に臨む傾斜面とされ、一対の爪部１２はその傾斜面を夫々上下方向に摺動自在に設けられる。
リング本体１１への爪部１２の取付構造としては、例えば図示するように貫通孔１１ａにおいて、その長手側の対向する両側側面にはシャフト１４を嵌合するための孔１１ｂが形成され、また、爪部１２には、その長手方向に沿ってレール孔１２ａが形成される。そして、シャフト１４が爪部１２のレール孔１２ａに貫挿され、その両端が孔１１ｂに嵌合される。これにより爪部１２が貫通孔１１ａ内で上下方向に摺動するようになされる。
【００２４】
この構成において、リング本体１１に対し爪部１２が巻上げ機構１３ｂにより最大限引上げられると、図３（ａ）に示すように、２つの爪部１２先端（爪先）の距離寸法Ｈが大きくなり、一対の爪部１２は開いた状態となる。一方、リング本体１１に対し爪部１２が最大限下げられると、図３（ｂ）に示すように、２つの爪部１２先端（爪先）の距離寸法Ｈは小さくなり、一対の爪部１２は閉じた状態となる。
【００２５】
また、図１に示す単結晶引上装置１００は、シリコン融液Ｍの温度を制御するヒータ３の供給電力量を制御するヒータ制御部３ａと、石英ガラスルツボ２を回転させるモータ５と、モータ５の回転数を制御するモータ制御部５ａとを備えている。
さらには、成長結晶や単結晶落下防止装置１０の引上げ速度と回転数を制御するワイヤリール回転制御部６とを備えている。
尚、これら各制御部３ａ、５ａ、６は全体制御を行うコンピュータ７の演算制御装置７ａ（制御手段）に接続されている。
【００２６】
次に、このように構成された単結晶引上装置１００における単結晶引上げ工程について、図４、図５の工程図に基づき説明する。
最初に石英ガラスルツボ２に原料シリコンＭを装填し、コンピュータ７の記憶装置７ｂに記憶されたプログラムに基づき、単結晶成長工程が開始される。
【００２７】
先ず、演算制御装置７ａの指令によりヒータ制御部３ａを作動させてヒータ３を加熱し、石英ガラスルツボ２の原料シリコンＭが溶融される。
さらに、演算制御装置７ａの指令によりモータ制御部５ａと、ワイヤリール回転制御部６とが作動し、石英ガラスルツボ２が回転すると共に、巻取り機構４ａが作動してワイヤ４ｂが降ろされる。そして、ワイヤ４ｂに取付けられた種結晶Ｐがシリコン融液Ｍに接触され、種結晶Ｐの先端部を溶解するネッキングが行われてネック部Ｐ１が形成される。
【００２８】
しかる後、演算制御装置７ｂの指令によりヒータ３への供給電力や、単結晶引上げ速度（通常、毎分数ミリの速度）などをパラメータとして引上げ条件が調整され、図４（ａ）に示すようにクラウン部形成工程、直胴部形成工程が順に行われる。尚、クラウン部形成工程において、単結晶Ｃのクラウン部Ｃ１には、成長させる単結晶Ｃの回転数が演算制御装置７ｂ（くびれ形成手段）により制御され、くびれ部Ｃ２が形成される。
また、単結晶引上げ前の直胴部形成工程までは、リング本体１１及び爪先が開いた状態の爪部１２は、熱による劣化の影響を避けるため、プルチャンバ１ｂ内の上部に位置し、そこで待機状態となされる。
【００２９】
次いで、単結晶Ｃのテール部を形成するテール部形成工程に入ると、図４（ｂ）に示すようにリング本体１１及び爪部１２は単結晶Ｃの上方近傍まで降下される。尚、その位置に降下するまで爪部１２は爪先が開いた状態になされる。
そして、リング本体１１及び爪部１２が単結晶Ｃの上方近傍まで降下すると、図４（ｃ）に示すようにワイヤ１３ｄが繰り出され、爪部１２はその爪先が閉じた状態となる。ここで、一対の爪部１２の先端（爪先）は、図６に示すように単結晶Ｃのくびれ部Ｃ２の周囲に位置し、爪部１２はくびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３に沿って平行になるように位置する。即ち、爪部１２は単結晶Ｃと接触することなく、単結晶Ｃとの間に所定のクリアランス（間隙）が形成される。
【００３０】
次いで、テール部Ｃ４が形成されると、単結晶Ｃは融液Ｍから完全に引上げられ、図５（ａ）に示すように、さらに単結晶引上げ機構４によりプルチャンバ２ｂ内へ引上げられる。尚、この単結晶Ｃの引上げ工程中においても、図６に示すように爪部１２と単結晶Ｃとは一定のクリアランスを保ち、接触しないように制御される。そして、リング本体１１及び爪部１２は、単結晶Ｃの引上げ動作に同期して単結晶Ｃと非接触のまま上昇移動するようになされる。
このように、単結晶引上げ工程において、爪部１２は、その爪先の開閉動作を行っても単結晶Ｃに接触することがなく、即ち、単結晶Ｃに衝撃を与えることがなく、単結晶Ｃの有転位化を防止することができる。
【００３１】
また、単結晶Ｃの引上げ工程において、ネック部Ｐ１が破断し、切断された場合、図５（ｂ）に示すように単結晶Ｃは落下しようとする。しかしながら、図７に示すように単結晶Ｃは、くびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３が爪部１２に係止し、落下することなく保持される。尚、ネック部Ｐ１の破断（切断）前は、爪部１２の係止面はくびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３に沿って平行になるように配置されているため、単結晶Ｃが落下しても、爪部１２が単結晶Ｃへ与える衝撃は最小限に抑制される。また、爪部１２と単結晶Ｃとの接触面が広くなるため、単結晶Ｃは安定して保持される。
【００３２】
また、図５（ａ）に示す単結晶Ｃの引上げ工程において、何らかの原因により有転位化が発生した場合、単結晶引上げ機構４は単結晶Ｃの引上げを停止し、反対に下降動作を行う。即ち、有転位化した結晶を融液Ｍに戻し、結晶を再引上げ（メルトバック）するために単結晶Ｃを降下させる。このとき、リング本体１１及び爪部１２も同期して降下させ、爪部１２と単結晶Ｃとが一定のクリアランスを維持するように制御される。
そして、単結晶Ｃの所定の部位まで溶かす作業が終了後、爪部１２が開かれ、リング本体１１及び爪部１２は単結晶Ｃから離されて待機位置へ移動される。
【００３３】
以上のように本発明に係る第一の実施の形態によれば、単結晶Ｃの成長から引き上げまで、単結晶Ｃの落下を防止するための爪部１２が単結晶Ｃに接触することがないため、その接触による衝撃に起因する有転位化を防止することができる。また、単結晶Ｃの落下を防止するための可動部は爪部のみであるため、発塵も抑制することができる。
また、単結晶Ｃの引き上げ中にネック部の破断等により単結晶Ｃが落下しても、くびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３が爪部１２に係止するため、爪部１２により単結晶Ｃを保持することができ、ルツボ２内への単結晶Ｃの落下を防ぐことができる。
また、単結晶Ｃの引き上げ中に仮に単結晶Ｃが有転位化しても、爪部１２と単結晶Ｃとを接触させずに単結晶Ｃを再度ルツボ２へ戻すことができるため、容易に再引上げ（メルトバック）することができる。
【００３４】
続いて、本発明に係る第二の実施の形態の説明をする。尚、本発明に係る単結晶引上装置の第二の実施の形態においては、前記した第一の実施の形態と制御方法が異なり、機械的構成は同じであるため、図１乃至図３に示した同じ符号を用い、その構成の詳細な説明は省略する。
【００３５】
この第二の実施の形態において、単結晶Ｃの引上げ工程では、図４（ｂ）に示した単結晶Ｃのテール部形成工程までは第一の実施の形態と同様の制御で行われる。
そしてテール部形成工程において、リング本体１１及び爪部１２が単結晶Ｃの上方近傍まで降下すると、図４（ｃ）に示すようにワイヤ１３ｄが繰り出され、爪部１２はその爪先が閉じた状態となる。
【００３６】
ここで、一対の爪部１２の先端（爪先）は、図６に示すように単結晶Ｃのくびれ部Ｃ２の周囲に位置し、爪部１２（の係止面）はくびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３に沿って平行になるように位置する。即ち、爪部１２は単結晶Ｃと接触することなく、単結晶Ｃとの間に所定のクリアランス（間隙）が形成される。
次いで、巻上げ機構１３ａ、１３ｂによりリング本体１１及び爪部１２が引き上げられ、図８に示すように爪部１２がくびれ部Ｃ２上側のテーパー面Ｃ３に面接触するようになされる。これにより、爪部１２が単結晶Ｃを保持する状態になされる。
【００３７】
そして、テール部Ｃ４が形成されると、単結晶Ｃは融液Ｍから完全に引上げられ、図５（ａ）に示すように、さらに単結晶引上げ機構４によりプルチャンバ２ｂ内へ引上げられる。尚、この単結晶Ｃの引上げ工程中においても、図８に示すように爪部１２とテーパー面Ｃ３とが面接触し、爪部１２が単結晶Ｃを保持する状態が維持されるよう、リング本体１１及び爪部１２は、単結晶Ｃの引上げ動作に同期して上昇移動される。
【００３８】
以上のように本発明に係る第二の実施の形態によれば、単結晶引上げ工程において、爪部１２が単結晶Ｃのくびれ部上側のテーパー面に面接触した状態になされることで、高重量の単結晶であっても落下させることなく引上げることができる。また、爪部１２とテーパー面Ｃ３とが接触する際に、面接触することにより応力が分散され、有転位化の可能性が低減される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、チョクラルスキー法によって単結晶を引上げる単結晶引上装置に関するものであり、半導体製造業界等において好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明に係る単結晶引上装置の全体構成の実施形態を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の単結晶引上装置が有する単結晶落下防止装置の構成部材を説明するための図である。
【図３】図３は、単結晶落下防止装置における爪部の開閉動作を説明するための図である。
【図４】図４は、単結晶引上げ工程を説明するための工程図である。
【図５】図５は、単結晶引上げ工程を説明するための工程図である。
【図６】図６は、本発明に係る第一の実施の形態の単結晶引上げ時における爪部と単結晶との位置関係を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明に係る第一の実施の形態において、単結晶落下時に単結晶を保持する状態を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明に係る第二の実施の形態の単結晶引上げ時における爪部と単結晶との位置関係を説明するための図である。
【図９】図９は、従来のＣＺ法を用いた引上げ法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、従来のＣＺ法を用いた引上げ法においてネック部の形成を説明するための図である。
【図１１】図１１は、従来のくびれ部を形成して単結晶落下を防止する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      炉体
１ａ    メインチャンバ
１ｂ    プルチャンバ
２      石英ガラスルツボ
３      ヒータ
４      引上げ機構（引上げ手段）
６      ワイヤリール回転制御部
７      コンピュータ
７ａ    演算制御装置（制御手段、くびれ形成手段）
７ｂ    記憶装置
１０    単結晶落下防止装置
１１    リング本体
１２    爪部
１３    昇降機構
１３ａ  巻上げ機構
１３ｂ  巻上げ機構（昇降手段）
１００  単結晶引上装置
Ｃ      単結晶
Ｃ１    クラウン部
Ｃ２    くびれ部
Ｃ３    テーパー面
Ｍ      原料シリコン、シリコン融液
Ｐ      種結晶
Ｐ１    ネック部
【図１】
0004662362.tif 000002
【図２】
0004662362.tif 000003
【図３】
0004662362.tif 000004
【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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