(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置を用いてシリコン単結晶を製造する方法であって、
前記原料の溶融を開始する前に、前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように円筒型のカバーを配置し、前記原料溶融が終了した後、前記カバーを取り外してから前記シリコン単結晶を引き上げ、
前記カバーの取り外しにおいて、前記原料を溶融したシリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダーに装着された可動のフランジ部を有する取り出し治具を用い、該取り出し治具を前記カバーの内側を通して前記カバーの下端部より下側に降下させ、前記フランジ部を広げて固定してから、前記種結晶ホルダーを上昇させることにより前記フランジ部で前記カバーの下端部を支持しながら前記カバーを持ち上げて取り外すことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記冷却機構として、前記育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒を用いることを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記冷却筒として、該冷却筒の内側に冷却補助筒を備えたものを用いることを特徴とする請求項２に記載のシリコン単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記原料の溶融において、あらかじめ前記石英るつぼ内に充填した原料を溶融した後、原料を追加投入して溶融し、該追加投入した原料の溶融が終了してから前記カバーを取り外すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記カバーとして、黒鉛製のものを用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
【請求項６】
原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置であって、
前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように配置された脱着可能な円筒型のカバーを備えたものであり、
前記シリコン単結晶製造装置が、前記原料を溶融したシリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダーを備えたものであり、かつ該種結晶ホルダーが、前記カバーを取り外すための可動のフランジ部を有する取り出し治具を装着可能なものであることを特徴とするシリコン単結晶製造装置。
【請求項７】
前記冷却機構が、前記育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒であることを特徴とする請求項６に記載のシリコン単結晶製造装置。
【請求項８】
前記冷却筒が、該冷却筒の内側に冷却補助筒を備えたものであることを特徴とする請求項７に記載のシリコン単結晶製造装置。
【請求項９】
前記カバーが、黒鉛製のものであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のシリコン単結晶製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの基板等に用いられるシリコンウェーハを切り出すシリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス向け基板として用いられる材料には、例えばシリコンウェーハがあり、そのシリコンウェーハは主にチョクラルスキー法（ＣＺ法）で製造されたシリコン単結晶から切り出される。ＣＺ法によりシリコン単結晶を製造する場合、石英るつぼに多結晶シリコン原料を充填し、黒鉛ヒーターにより原料を溶融した後、シリコン融液からシリコン単結晶を引き上げる。石英るつぼ内に収容する原料が多いほど引き上げられるシリコン単結晶の長さが長くなり、効率的な単結晶製造が可能になる。石英るつぼ内に収容するシリコン融液を多くする方法としては、あらかじめ石英るつぼにチャージしたシリコン原料を溶融した後、シリコン原料を追加投入し溶融する工程を何度か繰り返す追加チャージ（リチャージ）が知られている。
【０００３】
また、シリコン単結晶の成長速度を速くする方法として、シリコン単結晶とシリコン融液の界面近傍の温度勾配を大きくすることが行われている。界面近傍の温度勾配を大きくするためには、引き上げる結晶を包囲するように冷却筒等の冷却機構を設けることが有効である。ここで、図６に、冷却機構を備えた従来のシリコン単結晶製造装置の一例を示す。図６に示される従来のシリコン単結晶製造装置は、メインチャンバー１０１、トップチャンバー１０２、引き上げチャンバー１０３、多結晶シリコン原料１０４を収容するための石英るつぼ１０５、石英るつぼ１０５を支持するための黒鉛るつぼ１０６、多結晶シリコン原料１０４を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター１０７、黒鉛ヒーター１０７からの熱を遮断するための断熱部材１０８、シリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダー１０９、ガスを排気するためのガス流出口１１０、ガスを導入するためのガス導入口１１１、ガスをメインチャンバー１０１に導くためのガス整流筒１１２、石英るつぼ１０５から引き上げられるシリコン単結晶に対して黒鉛ヒーター１０７から供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材１１３、及び育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却筒１１４を具備する。
【０００４】
しかし、このような冷却機構（例えば、図６の冷却筒１１４）を設けることで、引き上げ中の結晶と融液の界面近傍の温度勾配を大きくすることはできるが、原料溶融中でも冷却機構は熱を吸収するため、冷却機構があるためにかえって原料溶融時間が長時間化し、またより高い電力が必要になり電力効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、ＣＺ法において原料溶融を短時間で行う技術として、特許文献１では、原料溶融中に石英るつぼ周囲に設置する黒鉛ヒーターとは別に原料溶融用のヒーターを石英るつぼ上部に配置して、石英るつぼ上部から原料シリコンに熱を与えることで、短時間で原料を溶融できる装置が提案されている。しかし、このような装置では、原料溶融用ヒーターを石英るつぼ上部に配置する機構を設けるため、装置が複雑化するという問題があった。また、冷却機構を備えた単結晶製造装置では、原料溶融用ヒーターから与えられる熱が冷却機構にも吸収されるため、電力効率が悪いという問題もあった。
【０００６】
一方、特許文献２では、原料溶融時に石英るつぼ上部を内面に反射構造を備えたドーム型の石英板で覆い、石英るつぼ中のシリコン原料からの輻射熱を反射することで熱の逃げを防ぐ装置が提案されている。このような装置であれば、装置を複雑にすることなく、熱効率良く原料を溶融することが可能である。しかし、この装置では原料の追加投入（追加チャージ）をする度に石英板を炉外へ取り出す必要がある。石英板を炉外へ取り出すためには、炉内の圧力をその都度調整し、また高温になっている石英板の冷却を待つ必要もあり、時間効率が非常に悪いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２２８２８４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５５１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、冷却機構を備えた単結晶製造装置を用いる場合において、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融することができるシリコン単結晶の製造方法、及びこのような製造を可能とするシリコン単結晶製造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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置を用いてシリコン単結晶を製造する方法であって、前記原料の溶融を開始する前に、前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように円筒型のカバーを配置し、前記原料溶融が終了した後、前記カバーを取り外してから前記シリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶の製造方法を提供する。
【００１０】
このような製造方法であれば、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融することができる。
【００１１】
また、前記冷却機構として、前記育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒を用いることが好ましい。
【００１２】
このような冷却筒を用いれば、育成中のシリコン単結晶をより効率的に冷却することができる。
【００１３】
更に、前記冷却筒として、該冷却筒の内側に冷却補助筒を備えたものを用いることが好ましい。
【００１４】
このような冷却補助筒を備えた冷却筒を用いれば、育成中のシリコン単結晶を更に効率的に冷却することができる。
【００１５】
また、前記原料の溶融において、あらかじめ前記石英るつぼ内に充填した原料を溶融した後、原料を追加投入して溶融し、該追加投入した原料の溶融が終了してから前記カバーを取り外すことが好ましい。
【００１６】
本発明の製造方法であれば、このように追加チャージをする場合にも、カバーを付けたまま原料を追加投入することができるため、時間効率を大幅に悪化させることなく容易に追加チャージを行うことができる。
【００１７】
また、前記カバーとして、黒鉛製のものを用いることが好ましい。
【００１８】
黒鉛製のカバーを用いれば、安価であり、不純物の発生もほとんどない。
【００１９】
また、前記カバーの取り外しにおいて、前記原料を溶融したシリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダーに装着された可動のフランジ部を有する取り出し治具を用い、該取り出し治具を前記カバーの内側を通して前記カバーの下端部より下側に降下させ、前記フランジ部を広げて固定してから、前記種結晶ホルダーを上昇させることにより前記フランジ部で前記カバーの下端部を支持しながら前記カバーを持ち上げて取り外すことが好ましい。
【００２０】
このような方法であれば、取り出し治具を用いてカバーの取り外しを容易に行うことができる。
【００２１】
また、本発明では、原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置であって、前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように配置された脱着可能な円筒型のカバーを備えたものであるシリコン単結晶製造装置を提供する。
【００２２】
このような製造装置であれば、複雑な機構を設けなくとも、短時間で効率的に原料を溶融することができる。
【００２３】
また、前記冷却機構が、前記育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒であることが好ましい。
【００２４】
このような冷却筒であれば、育成中のシリコン単結晶をより効率的に冷却することができる。
【００２５】
更に、前記冷却筒が、該冷却筒の内側に冷却補助筒を備えたものであることが好ましい。
【００２６】
このような冷却補助筒を備えた冷却筒であれば、育成中のシリコン単結晶を更に効率的に冷却することができる。
【００２７】
また、前記カバーが、黒鉛製のものであることが好ましい。
【００２８】
黒鉛製のカバーであれば、安価であり、不純物の発生もほとんどない。
【００２９】
また、前記シリコン単結晶製造装置が、前記原料を溶融したシリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダーを備えたものであり、かつ該種結晶ホルダーが、前記カバーを取り外すための可動のフランジ部を有する取り出し治具を装着可能なものであることが好ましい。
【００３０】
このような製造装置であれば、取り出し治具を用いてカバーの取り外しを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明のシリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置であれば、冷却機構を備えた単結晶製造装置を用いる場合において、原料溶融前に冷却機構を覆うカバーを取り付けることで、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融することができ、原料溶融後にカバーを取り外せば、単結晶引き上げ中の冷却機構による冷却を従来通りに行うことができるため、効率良くシリコン単結晶の製造を行うことができる。また、原料の追加チャージをする場合にも、カバーを付けたまま原料を追加投入することができるため、時間効率を大幅に悪化させることなく容易に追加チャージを行うことができる。更に、取り出し治具を用いることで、カバーの取り外しも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のシリコン単結晶製造装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のシリコン単結晶製造装置の別の一例を示す概略図である。
【図３】本発明のシリコン単結晶製造装置のカバーを取り外すための取り出し冶具の一例を示す概略図である。
【図４】本発明のシリコン単結晶の製造方法の一例を示すフロー図である。
【図５】実施例及び比較例における原料溶融開始から終了までに要した時間を比較したグラフである。
【図６】比較例で使用した従来のシリコン単結晶製造装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
上述のように、冷却機構を備えた単結晶製造装置を用いる場合において、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融することができるシリコン単結晶の製造方法、及びこのような製造を可能とするシリコン単結晶製造装置の開発が求められていた。
【００３４】
本発明者は、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、原料溶融前に冷却機構の内側に断熱用の脱着可能な円筒型カバーを配置することで、製造装置を複雑にすることなく、原料溶融中の冷却機構による熱の吸収を抑制し、原料溶融の熱効率と時間効率を向上させることができ、原料溶融後にカバーを取り外せば、単結晶引き上げ中の冷却機構による冷却を従来通りに行うことができることを見出し、本発明を完成させた。
【００３５】
即ち、本発明の製造方法は、原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置を用いてシリコン単結晶を製造する方法であって、前記原料の溶融を開始する前に、前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように円筒型のカバーを配置し、前記原料溶融が終了した後、前記カバーを取り外してから前記シリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶の製造方法である。
【００３６】
また、本発明の製造装置は、原料を収容するための石英るつぼ、前記原料を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター、前記石英るつぼから引き上げられるシリコン単結晶に対して前記黒鉛ヒーターから供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材、及び前記熱遮蔽部材より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却機構を備えたシリコン単結晶製造装置であって、前記冷却機構の内側に前記冷却機構を覆うように配置された脱着可能な円筒型のカバーを備えたものであるシリコン単結晶製造装置である。
【００３７】
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
＜シリコン単結晶製造装置＞
まず、本発明のシリコン単結晶製造装置について説明する。図１は、本発明のシリコン単結晶製造装置の一例を示す概略図である。図１のシリコン単結晶製造装置は、メインチャンバー１、トップチャンバー２、引き上げチャンバー３、多結晶シリコン原料４を収容するための石英るつぼ５、石英るつぼ５を支持するための黒鉛るつぼ６、多結晶シリコン原料４を加熱して溶融するための黒鉛ヒーター７、黒鉛ヒーター７からの熱を遮断するための断熱部材８、シリコン融液に浸す種結晶を固定するための種結晶ホルダー９、ガスを排気するためのガス流出口１０、ガスを導入するためのガス導入口１１、ガスをメインチャンバー１に導くためのガス整流筒１２、石英るつぼ５から引き上げられるシリコン単結晶に対して黒鉛ヒーター７から供給される輻射熱を遮蔽するための熱遮蔽部材１３、熱遮蔽部材１３より上方にあって育成中のシリコン単結晶を冷却するための冷却筒１４、及び冷却筒１４の内側に冷却筒１４を覆うように配置された脱着可能な円筒型のカバー１５を具備する。
【００３９】
カバー１５は、脱着可能なものであるため、原料溶融前に装着して原料溶融中の冷却機構（冷却筒１４）による熱の吸収を抑制し、原料の溶融が終わったら単結晶の引き上げ前に取り外すことで、単結晶引き上げ中の冷却機構による熱の吸収（冷却）を従来通り行うことを可能とするものである。
【００４０】
また、本発明の製造装置では、原料の追加チャージをする場合にも、カバー１５を付けたまま原料を追加投入することができるため、時間効率を大幅に悪化させることなく容易に追加チャージを行うことができる。
【００４１】
なお、カバー１５は、冷却筒１４との間に空隙を有するように配置されるものとすることが好ましい。カバー１５と冷却筒１４の間に空隙を有していれば、カバー１５自体による黒鉛ヒーター７からの輻射熱をカットする効果に加えて、カバー１５から冷却筒１４への伝熱が抑制され、原料溶融中の冷却機構による熱の吸収をより効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、カバー１５は、特に限定されないが、黒鉛製のものであることが好ましい。黒鉛製のカバーであれば、安価であり、不純物の発生もほとんどない。
【００４３】
また、カバー１５で覆う範囲を冷却機構の全高以上とすれば、原料溶融中の石英るつぼ内の原料から冷却機構の表面に対して直接輻射熱が当たるのを防ぐことができ、溶融効率が低下するのを防ぐことができるため、好ましい。
【００４４】
また、冷却機構は冷却筒１４に限定されないが、育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒であれば、育成中のシリコン単結晶をより効率的に冷却することができる。なお、冷却筒としては、例えば水冷式のものなどを好適に用いることができる。
【００４５】
また、図２は本発明のシリコン単結晶製造装置の別の一例を示す概略図であるが、図２に示されるように、冷却筒１４の内側に冷却補助筒１６を備えたものとすれば、育成中のシリコン単結晶を更に効率的に冷却することができる。なお、冷却補助筒１６を冷却筒１４と直接接触するように設置することで、冷却補助筒１６から冷却筒１４への伝熱が促進されるため、冷却効率を更に向上させることができる。
【００４６】
なお、カバー１５は、図１のように冷却筒１４が冷却補助筒１６を備えていないものの場合には冷却筒１４の内側に配置すればよく、図２のように冷却筒１４の内側に冷却補助筒１６を備えたものの場合には冷却補助筒１６の内側に配置すればよい。
【００４７】
また、種結晶ホルダー９は、カバー１５を取り外すための取り出し治具を装着可能なものであることが好ましい。図３は、本発明のシリコン単結晶製造装置のカバーを取り外すための取り出し冶具の一例を示す概略図である。図３の取り出し治具１７は、種結晶ホルダー９に装着されており、可動のフランジ部１８を有している。このフランジ部１８は、図３に示されるように、外側に広げることができる構造になっており、フランジ部１８を広げた状態とすることでカバー１５の下端部を支持しながらカバー１５を持ち上げることができるものである。このように、種結晶ホルダー９が取り出し治具１７を装着可能なものであれば、取り出し治具１７を用いてカバーの取り外しを容易に行うことができるため好ましい。なお、取り出し治具を用いてカバーを取り外す際の具体的な手順については後述する。
【００４８】
＜シリコン単結晶の製造方法＞
次に、本発明のシリコン単結晶の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、上述の本発明のシリコン単結晶製造装置を用いて行うことができる。ここで、図４（ａ）〜（ｆ）に本発明のシリコン単結晶の製造方法の一例のフロー図を示す。図４の製造方法では、まず、石英るつぼ内に原料を充填する（図４（ａ））。次に、冷却機構の内側に冷却機構を覆うように円筒型のカバーを配置する（図４（ｂ））。なお、カバーの配置は、原料の溶融を開始する前であればよいため、石英るつぼへの原料の充填前にカバーを配置しておいてもよい。次に、石英るつぼ内に充填した原料を黒鉛ヒーターにより加熱して溶融させる（図４（ｃ））。追加チャージを行わない場合は、図４（ｃ）の原料溶融が終了したら、冷却機構の内側に配置したカバーを取り外す（図４（ｅ））。一方、追加チャージを行う場合は、図４（ｃ）の原料溶融が終了した後、原料を追加投入し、黒鉛ヒーターで加熱して溶融させる（図４（ｄ））。なお、この追加チャージは複数回行ってもよい。図４（ｄ）の追加投入した原料の溶融が終了したら、冷却機構の内側に配置したカバーを取り外す（図４（ｅ））。そして、カバーを取り外した状態で、シリコン単結晶を引き上げる（図４（ｆ））。
【００４９】
なお、上述のように、安価であり、不純物の発生もほとんどないことから、冷却機構の内側に配置するカバーとしては、黒鉛製のものを用いることが好ましい。また、原料溶融中の冷却機構による熱の吸収をより効果的に抑制できることから、カバーは、冷却筒との間に空隙を有するように配置することが好ましい。
【００５０】
また、冷却機構としては、育成中のシリコン単結晶を囲むように配置された冷却筒を用いることが好ましく、更には、冷却筒の内側に冷却補助筒を備えたものを用いることが好ましい。このような冷却機構を用いることで、育成中のシリコン単結晶をより効率的に冷却することができる。
【００５１】
また、本発明の製造方法では、上記のように、必要に応じて原料の追加チャージを行ってもよい。本発明の製造方法であれば、追加チャージをする場合にも、カバーを付けたまま原料を追加投入することができるため、その都度カバーを取り外す必要がない。従って、時間効率を大幅に悪化させることなく容易に追加チャージを行うことができる。
【００５２】
また、上述のように、カバーの取り外しは、図３に示される種結晶ホルダー９に装着された可動のフランジ部１８を有する取り出し治具１７を用いて行うことが好ましい。具体的な手順としては、種結晶ホルダー９に装着された取り出し治具１７をカバーの内側を通してカバーの下端部より下側に降下させ、フランジ部１８を広げて固定してから、種結晶ホルダー９を上昇させることにより、フランジ部１８でカバーの下端部を支持しながらカバーを持ち上げて取り外すことができる。このような方法であれば、カバーの取り外しを容易に行うことができる。
【００５３】
以上のように、本発明のシリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置であれば、冷却機構を備えた単結晶製造装置を用いる場合において、原料溶融前に冷却機構を覆うカバーを取り付けることで、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融することができ、原料溶融後にカバーを取り外せば、単結晶引き上げ中の冷却機構による冷却を従来通りに行うことができるため、効率良くシリコン単結晶の製造を行うことができる。また、原料の追加チャージをする場合にも、カバーを付けたまま原料を追加投入することができるため、時間効率を大幅に悪化させることなく容易に追加チャージを行うことができる。更に、取り出し治具を用いることで、カバーの取り外しも容易に行うことができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５５】
［実施例］
図１に示される冷却筒１４の内側に脱着可能な円筒型のカバー１５を備えた本発明のシリコン単結晶製造装置を用いて、黒鉛製のカバー１５を装着した状態で原料の溶融を行い、原料溶融開始から終了までに要した時間を計測した。なお、石英るつぼの口径は８００ｍｍ、使用した原料の総量は２５０ｋｇ、３００ｋｇ、３５０ｋｇ、４００ｋｇの４条件で、原料溶融前にるつぼに充填する原料量は２５０ｋｇとし、それ以上の原料は５０ｋｇずつ追加投入（追加チャージ）した。即ち、使用原料量２５０ｋｇの場合は追加チャージなし、３００ｋｇの場合は追加チャージ１回、３５０ｋｇの場合は追加チャージ２回、４００ｋｇの場合は追加チャージ３回とした。原料溶融中に黒鉛ヒーターに通電する電力は１６０ｋＷで一定とし、黒鉛ヒーター及びるつぼの位置はその都度適当な位置に調整した。
【００５６】
［比較例］
図６に示される（冷却筒１１４にカバーを備えていない）従来のシリコン単結晶製造装置を用いて、実施例と同様に原料の溶融を行い、原料溶融開始から終了までに要した時間を計測した。なお、使用原料量、黒鉛ヒーターの電力、並びに黒鉛ヒーター及びるつぼの位置は実施例と同様にした。
【００５７】
図５に実施例及び比較例における原料溶融開始から終了までに要した時間を比較したグラフを示す。なお、図５のグラフでは、実施例で原料２５０ｋｇを溶融するのに要した時間を１として、各条件の所要時間を相対値で表した。図５に示されるように、いずれの使用原料量においても、冷却筒にカバーを装着した本発明のシリコン単結晶製造装置を用いて原料を溶融した実施例では、冷却筒にカバーを備えていない従来のシリコン単結晶製造装置を使用した比較例に比べて、原料の溶融に要する時間が短かった。また、上記のように、実施例・比較例では黒鉛ヒーターの電力を同条件としていることから、実施例では原料の溶融に要する時間が短い分、電力効率も向上していた。
【００５８】
以上のことから、本発明のシリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置であれば、製造装置を複雑にすることなく、短時間で効率的に原料を溶融できることが明らかとなった。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１…メインチャンバー、  ２…トップチャンバー、  ３…引き上げチャンバー、
４…多結晶シリコン原料、  ５…石英るつぼ、  ６…黒鉛るつぼ、
７…黒鉛ヒーター、  ８…断熱部材、  ９…種結晶ホルダー、  １０…ガス流出口、
１１…ガス導入口、  １２…ガス整流筒、  １３…熱遮蔽部材、  １４…冷却筒、
１５…カバー、  １６…冷却補助筒、  １７…取り出し治具、  １８…フランジ部。
【図１】
0006414135.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006414135.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006414135.tif 000007