【手続補正書】
【提出日】平成30年3月12日(2018.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の実施形態に基づく融液処理装置の断面図を示す。
【図１Ｂ】熱拡散バリアの代替的な実施形態の詳細を示す。
【図２】他の実施形態による融液処理装置の断面図を示す。
【図３Ａ】本発明のさらに他の実施形態による操作中における装置の端面方向から見た断面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａの装置における側面方向から見た断面図を示す。
【図３Ｃ】本発明の付加的な実施形態による構成の装置を示す。
【図４】３つの異なるジオメトリの下で行った融液の露出面における熱流シミュレーションを含む複合図を示す。
【図５Ａ】熱が融液を流れるときの熱流密度を増大させるよう熱拡散バリアアセンブリを構成した装置の一実施形態を示す。
【図５Ｂ】図５Ａの装置における一操作段階を示す。
【図５Ｃ】図５Ａの装置における他の操作段階を示す。
【図６】様々な状況における例示的熱流密度曲線を示す。
【図７】様々な付加的状況における例示的熱流密度曲線を示す。
【図８】更なる実施形態による装置の操作の一実施例を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１Ａの実施例において、熱拡散バリアアセンブリ１０８は、第１熱拡散バリア１１０及び第２熱拡散バリア１１１を有し、それらは図示のように互いに対向させて配置する。様々な実施形態において、るつぼ１０４並びに第１熱拡散バリア１１０及び第２熱拡散バリア１１１は、とくに、シリコン融液に使用するのに適している石英ガラスから構成する。熱拡散バリアアセンブリ１０８は、るつぼ１０４に機械的に固着する、又はるつぼ１０４の一部として一体形成することができる。様々な実施形態において、熱拡散バリアアセンブリ１０８は、例えば、０．１Ｗ／ｃｍ−Ｋ未満の低い熱伝導率を有し得る。この値は、融解シリコンよりずっと低い熱伝導率であり、融解シリコンの熱伝導率は１６８５Ｋで０．６Ｗ／ｃｍ−Ｋの範囲内と測定されている。例えば、シリコンの融点温度範囲における石英ガラスの熱伝導率は、０．０５Ｗ／ｃｍ−Ｋの範囲内と測定されており、その範囲は、シリコン融液の熱伝導率よりも一桁以上低い。この低熱伝導率の特徴は、有利にも、以下で詳述する実施形態において利用し、融液１０６のような融液に供給される熱の熱流を制限する。熱拡散バリアとして使用する他の適切な実施例は、内側部分と、及び融解シリコン接触する外殻とから成る構造を有し、外殻は石英ガラスから構成する。このようにして、外側部分は、融解シリコンに対して無反応性の材料であることを示す。図１Ｂは、熱拡散バリアの代替的な実施形態の詳細を示す。一実施例において、熱拡散バリア１２０は、全体的に石英ガラスのような単一材料から構成した中実構体とすることができる。他の実施例において、熱拡散バリア１３０は、石英ガラスのような材料から成る殻１３２を有することができ、石英ガラスは、シリコンとの反応に抵抗性があるため、シリコン融液での使用に適する。加えて、熱拡散バリア１３０は、熱拡散バリアに対して全体的に低熱伝導率を与えるように構成した内側部分１３４を有することができる。熱拡散バリア１３０のこの実施例は、石英ガラスから構成する場合の殻１３２が、石英ガラスよりも低いことすらある低熱伝導率を有する内側部分１３４を完全に包囲するものとすることができ、熱拡散バリアの熱伝導率は、例えば、０．０５Ｗ／ｃｍ-Ｋより低くなり得る。例えば、内側部分１３４は、低熱伝導率を有するガス媒体または他の媒体とすることができる。一実施例において、内側部分１３４は、シリカエーロゲル又は極低熱伝導率を有する他の構体とすることができる。この熱拡散バリア１３０の全体的熱伝導率はいくつかの例において０．０２Ｗ／ｃｍ-Ｋ、又はそれより低くなり得る。内側部分１３４は、石英ガラス殻によって封止することができるため、内側部分１３４は、さもなければ融解シリコンと反応し得る低熱伝導率材料、例えばジルコニア織成材から構成することができる。実施形態はこの内容において限定されない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
異なる実施形態において、熱拡散バリアアセンブリは、るつぼ内に異なる向きにして設けることができることに留意されたい。ここで使用する慣例において、結晶シートを引っ張る方向は、Ｚ軸に平行な方向に位置することができる。図１Ａ及び２において示すように、装置１００または装置２００の図は、Ｙ-Ｚ平面（側面図）、又は代替的にはＸ-Ｚ平面（端面図）に位置すると考えることができ、Ｚ軸は、結晶シートを引っ張る方向に平行に位置するものとする。更に、第１熱拡散バリア１１０及び第２熱拡散バリア１１１のＹ軸に対する向きは、異なる実施形態において変化することができる。特に、均一な加熱を生ずるのに適切な実施形態において、第１熱拡散バリア１１０及び第２熱拡散バリア１１１は、Ｙ軸に平行に向き決めすることができ、従って、図３Ａ〜４につき以下で詳述するように、露出面２０６に直交する壁を有することができる。集中した熱流を生ずるのに適切な実施形態において、第１熱拡散バリア１１０及び第２熱拡散バリア１１１は、必ずしもではないが、図５Ａ〜８に関連して以下で詳述するように、Ｙ軸に対してゼロではない角度に指向させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
熱流を隔離領域内に整合させるため、ヒーター及び熱拡散バリアアセンブリのジオメトリ（構成配置形態）を調整することができる。図３Ｃは、本発明の更なる実施形態により構成した装置３５０を示す。説明を簡潔にするため、装置３５０は、るつぼホルダーなしで示すが、様々な実施形態において、るつぼホルダーを備えることができる。図示のように、装置３５０は、るつぼ３６４と、第１熱拡散バリア３５６及び第２熱拡散バリア３５８を有する熱拡散バリアアセンブリ３６６とを備え、これらバリアは、図３Ａ及び３Ｂの実施形態に関して上述したようにＹ軸に平行に延在することができる。均一な熱源として機能するヒーター３５２は、図示のように、ヒーター幅ｄ２を有するように設ける。ヒーター３５２は熱流３５４を生じ、この熱流３５４は、融液１０６の表面３６２に向かって、第１熱拡散バリア３３２及び第２熱拡散バリア３３４が画定する隔離領域３６０を経て進む。熱流３５４の隔離領域３６０内での均一性を高めるため、また、ポイントＣとＤとの間における露出面３６２での熱流の均一性を高めるため、隔離領域の幅ｄ１をヒーター幅ｄ２に対して調整することができる。幾つかの事例において、ヒーター幅ｄ２は隔離領域の幅ｄ１よりも広くすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
他の実施形態において、熱拡散バリアの特性を活用して、融液表面に供給する熱流に集中させることができる。図５Ａは、熱拡散バリアアセンブリ５０１を、熱が融液１０６を経て移動するときに熱流密度が高くなるように構成した装置５００の一実施形態を示す。この装置は、ヒーター５０２、ヒーター５０４、及びヒーター５０６を備え、それらヒーターはるつぼ５１４の個別部分の下方に配置する。るつぼホルダー５１０は、るつぼ５１４とヒーターとの間に配置する。るつぼホルダー５１０は、るつぼ５１４の底部に沿って個別領域を画定する断熱スペーサ５１２を有し、これら個別領域をヒーター５０２、ヒーター５０４、又はヒーター５０６によって別個に加熱することができる。ヒーター５０２は、熱拡散バリアアセンブリ５０１の下方に配置し、この熱拡散バリアアセンブリ５０１は、第１熱拡散バリア５１６及び第２熱拡散バリア５１８から成る。第１熱拡散バリア５１６及び第２熱拡散バリア５１８それぞれは、融液１０６の露出面５２４に対して角度を付け、それらバリアの間の離間距離が、熱拡散バリアアセンブリ５０１の、露出面５２４に近接する部分と比較して露出面５２４から遠ざかる部分でより大きくなるようにする。図５Ａに更に示すように、第１熱拡散バリア５１６及び第２熱拡散バリア５１８は、露出面５２４の下方に配置し、熱拡散バリアアセンブリの頂部部分は、融液内１０６内に位置する平面５２２を画定する。幾つかの実施例において、融液１０６のＹ軸に平行な方向に沿う深さｈｍは、１０ｍｍ〜２０ｍｍとすることができ、平面５２２と露出面５２４との間の距離ｈ１は、１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。装置５００は、さらに、熱拡散バリアアセンブリ５０１の上方に配置する晶析装置５２０を有する。留意されたいのは、幾つかの実施形態において、第１熱拡散バリア５１６及び第２熱拡散バリア５１８が露出面５２４に対して同一角度をなすものとすることができ、他の実施形態において、第１熱拡散バリア５１６が、露出面５２４に対して第１角度をなし、この第１角度は、第２熱拡散バリア５１８によって露出面５２４に対してなす第２角度とは異なるものとすることができる点である。第１熱拡散バリア５１６及び第２熱拡散バリア５１８のこのような非対称指向性は、非対称熱流束分布を発生させるべき場合に有用である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
融液表面での熱流密度増進の正確な量は、熱拡散バリアの角度及び融液表面からの距離を調整することによって適合できることに留意されたい。図７は、様々な異なるシナリオに対する例示的な熱流密度曲線を示し、これらシナリオにおいて、熱拡散バリアアセンブリ頂部での熱拡散バリアのギャップ又は離間距離を変化させる。図７において、全ての熱流密度曲線は、るつぼ底部に隣接する底部における２５ｍｍの離間距離を有する熱拡散バリアアセンブリに基づいた計算を反映する。熱拡散バリアの壁の角度を調整することによって、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップを調整する。曲線７０２は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが２５ｍｍである場合を示し、隔離領域は一定の幅を有する。この例において、２６．３Ｗ／ｃｍ２の最大値を有する幅広いピークが発生する。曲線７０４は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが１２ｍｍである場合を示す。この例において、３７．４Ｗ／ｃｍ２の最大値を有する狭いピークが発生する。曲線７０６は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが８ｍｍである場合を示す。この例において、４２．４Ｗ／ｃｍ２の最大値を有するさらに狭いピークが発生する。曲線７０８は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが４ｍｍである場合を示す。この例において、４４．１Ｗ／ｃｍ２の最大値を有するさらに狭いピークが発生する。曲線７１０は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが３ｍｍである場合を示す。この例において、４２．９Ｗ／ｃｍ２の最大値を有するさらに狭いピークが発生する。曲線７１２は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが２ｍｍである場合を示す。この例において、４０．６Ｗ／ｃｍ２の最大値を有するさらに狭いピークが発生する。曲線７１４は、熱拡散バリアアセンブリ頂部でのギャップが１ｍｍである場合を示す。この例において、３５Ｗ／ｃｍ２の最大値を有するさらに狭いピークが発生する。４ｍｍ未満のギャップに対する最大熱流束の減少は、熱が高熱伝導率の融解シリコン内に導く減少したギャップによって生ずる増加した熱インピーダンスに起因すると考えることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
他の実施形態において、融液処理装置は、多重熱拡散バリアアセンブリを含む。特定の実施形態において、装置は、融液表面で集中した熱流を生ずる第１熱拡散バリアアセンブリと、融液の標的領域に均一な熱流を生ずる第２熱拡散バリアとを含む。図８は、装置８００の操作の一実施例を示し、この装置８００は、上述した装置５００及び装置３００の熱拡散バリアアセンブリのコンポーネントを含む。これらの熱拡散アセンブリのコンポーネントは、るつぼを用いて異なる向きにして設けることができる。特に、熱拡散バリアアセンブリ５０１が動作して、上述したように集中した熱流５３２を生ずる。この熱流は、例えば、３０Ｗ／ｃｍ２を超え、結晶シート８０４の前縁８０６の成長を安定化させるように用いる。これは、熱流５３６を晶析装置５２０によって露出面５２４から除去し、また結晶化が起こる時に発生する。装置８００は、さらに、ヒーター３５２及び熱拡散バリアアセンブリ３６６を備え、その操作は、図３Ｃにつき上述している。特に、熱拡散バリアアセンブリ３６６及びヒーター３５２は、結晶シート８０４に向けてＹ軸に沿って熱流を供給でき、この熱流の熱流密度は、図３Ｃ及び４において大まかに示すようにＸ軸に平行な結晶シート８０４の幅にわたり均一である。従って、熱拡散バリアアセンブリ３６６は、図８で示唆するように、結晶シートの幅にわたり均一に結晶シート８０４の一部を融液に戻すことができる。これによって、装置８００は、結晶シートの前縁を安定化させる改善した熱流と、並びに結晶シートの幅にわたり均一な融液戻しを生ずるよう結晶シートを均一に処理する均一熱流との双方を供給する。