[發(fā)明專利]單晶制造裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080053719.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102630256A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 島田聰郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信越半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/14
• 分類號(hào): C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 宋曉寶;郭曉東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用切克勞斯基法來(lái)培育單晶錠的單晶制造裝置。

背景技術(shù)

制造超高集成半導(dǎo)體器件所使用的基板，主要是使用硅晶片，所述硅晶片是先利用切克勞斯基法（Czochralski?method，CZ法）來(lái)培育硅單晶錠，然后將培育后的單晶錠進(jìn)行晶片加工，并將表面加工成鏡面。在此種使用CZ法的單晶制造中，隨著為了減低半導(dǎo)體器件的制造成本而增大硅晶片的口徑，則需要進(jìn)一步擴(kuò)大裝置或爐內(nèi)零部件。

在CZ法中，利用圓筒形石墨加熱器，對(duì)放入石英坩堝中的多晶原料加熱，然后由熔解的硅熔體(silicon?melt)來(lái)培育單晶。隨著這樣培育的單晶錠的口徑的增大，并導(dǎo)致坩堝等的尺寸擴(kuò)大，將產(chǎn)生以下問(wèn)題：圍繞坩堝進(jìn)行加熱的加熱器也擴(kuò)大，產(chǎn)生彎曲等變形，并與其他零部件接觸而放電。擴(kuò)大后的加熱器的凈重也可能導(dǎo)致此種變形，并且，尤其是在磁場(chǎng)外加切克勞斯基法（Magnetic?field?applied?Czochralski?Method，MCZ法）中，可能無(wú)法忽視由磁場(chǎng)中的洛倫茲力(Lorentz?force)所引起的變形，為了防止此種加熱器的變形，而采用在加熱電極以外，設(shè)置輔助電極，來(lái)支持加熱器的方法（參照專利文獻(xiàn)1）。

[先行技術(shù)文獻(xiàn)]

(專利文獻(xiàn))

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平9-263491號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明所要解決的問(wèn)題]

但是，經(jīng)由輔助電極從加熱器散失的熱量較多，從而使單晶制造裝置的耗電量增加。因此，在習(xí)知的CZ法及MCZ法中，存在熱效率較差，工業(yè)成本高，環(huán)境負(fù)擔(dān)大的問(wèn)題。

本發(fā)明是有鑒于所述問(wèn)題點(diǎn)而完成，其目的在于提供一種抑制加熱器的變形，且熱效率不會(huì)惡化的單晶制造裝置。

[解決問(wèn)題的技術(shù)手段]

為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明提供一種單晶制造裝置，是通過(guò)切克勞斯基法來(lái)制造單晶錠的單晶制造裝置，具備：坩堝，其容置原料熔液；加熱器，其具有圍繞該坩堝的圓筒形發(fā)熱部；主室，其容置該加熱器；加熱電極，其支持所述加熱器，并供給電流；及絕熱板，其被配置于所述加熱器的圓筒形發(fā)熱部的下方；其中，所述單晶制造裝置的特征在于：

所述絕熱板，經(jīng)由絕緣性固定構(gòu)件，被固定并支持于所述加熱電極，并在所述絕熱板的頂面與所述圓筒形發(fā)熱部的下端相對(duì)應(yīng)的位置處，配置有絕緣性支持構(gòu)件。

這樣一來(lái)，如果絕熱板是經(jīng)由絕緣性固定構(gòu)件而被固定并支持于加熱電極上，并在絕熱板的頂面與圓筒形發(fā)熱部的下端相對(duì)應(yīng)的位置處，配置有絕緣性支持構(gòu)件，就可以利用絕熱板上的絕緣性支持構(gòu)件來(lái)支持加熱器的圓筒形發(fā)熱部，并抑制變形，并且，即使絕緣性支持構(gòu)件與加熱器接觸，由于所接觸的絕緣性支持構(gòu)件，是被配置在絕熱板上，且該絕熱板已通過(guò)絕緣性固定構(gòu)件而被固定并支持在加熱電極上，因此通過(guò)接觸而散失的熱量較小，加熱器的熱效率幾乎不會(huì)惡化。又，由于絕熱板經(jīng)由絕緣性的構(gòu)件與加熱電極及加熱器接觸，因此也不用擔(dān)心會(huì)放電。并且，為了抑制加熱器的圓筒形發(fā)熱部的變形，無(wú)需輔助電極等追加構(gòu)件，因此裝置成本較低。

此時(shí)，優(yōu)選為，所述加熱電極在兩處支持所述加熱器，所述絕熱板的頂面的配置有所述絕緣性支持構(gòu)件的位置，與所述圓筒形發(fā)熱部下端的所述加熱電極支持所述加熱器的位置旋轉(zhuǎn)90度后的位置相對(duì)應(yīng)。

由此，由于在加熱器的圓筒形發(fā)熱部的變形量最大的位置處，配置有絕緣性支持構(gòu)件，因此所述單晶制造裝置可以更有效地抑制加熱器的變形。

此時(shí)，優(yōu)選為，所述絕緣性支持構(gòu)件的上端與所述加熱器的圓筒形發(fā)熱部的下端之間的距離為0～5mm。

由此，所述單晶制造裝置可以充分地抑制加熱器的變形。

此時(shí)，優(yōu)選為，所述加熱器的圓筒形發(fā)熱部的內(nèi)徑為850mm以上。

這樣一來(lái)，由于即使是加熱器的圓筒形發(fā)熱部的內(nèi)徑為850mm以上的大型的裝置，本發(fā)明的裝置也不會(huì)使熱效率惡化，而能抑制變形，因此所述單晶制造裝置適合用于制造大口徑單晶錠。

(發(fā)明的效果)

如上所述，利用本發(fā)明的單晶制造裝置，由于抑制加熱器的變形，并且熱效率幾乎不會(huì)惡化，因此所述單晶制造裝置可以降低耗電量，并以低成本來(lái)制造大口徑的單晶。

附圖說(shuō)明

圖1中的(a)是部分地表示本發(fā)明的單晶制造裝置的實(shí)施態(tài)樣的一例的概略斜視圖。

圖1中的(b)是部分地表示本發(fā)明的單晶制造裝置的實(shí)施態(tài)樣的一例的概略側(cè)視圖。

圖2是表示本發(fā)明的單晶制造裝置的實(shí)施態(tài)樣的一例的概略剖面圖。