[發(fā)明專利]硅單晶制造裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010129767.X
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111636097A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尼崎晉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/00
• 分類號(hào): C30B15/00;C30B15/20;C30B29/08
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;劉茜

本發(fā)明提供一種硅單晶制造裝置。硅單晶制造裝置（1）具備主腔室（2）、閘閥（3）、牽拉腔室（5）、以及測(cè)量配置于主腔室（2）的坩堝（21）內(nèi)的硅熔液表面的溫度的熔液表面溫度測(cè)量部（4）；熔液表面溫度測(cè)量部（4）具備：筒狀部（42），配置在閘閥（3）及牽拉腔室（5）之間，在外周面形成有開(kāi)口（421）；窗部（433），由使輻射熱（H）透過(guò)的材料構(gòu)成，設(shè)置于筒狀部（42）的開(kāi)口（421）；反射鏡（434），配置在筒狀部（42）的內(nèi)側(cè)，將從坩堝（21）內(nèi)的硅熔液表面輻射的輻射熱（H）向窗部（433）引導(dǎo)；以及輻射溫度計(jì)（437），配置在筒狀部（42）的外側(cè)，測(cè)量從反射鏡（434）經(jīng)由窗部（433）引導(dǎo)出的輻射熱（H）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅單晶制造裝置。

背景技術(shù)

利用切克勞斯基法（CZ法）的硅單晶的提拉是在主腔室內(nèi)設(shè)置坩堝、將被投入到坩堝內(nèi)的硅加熱而設(shè)為熔液狀態(tài)、使晶種植入到硅熔液、通過(guò)用提拉線材將晶種向上方提拉來(lái)進(jìn)行。被提拉的硅單晶被收納在設(shè)在主腔室的上部的牽拉腔室（pull chamber）內(nèi)，在用閘閥將主腔室密閉后，使?fàn)坷皇乙苿?dòng)，從提拉裝置取出。

在硅單晶的提拉時(shí)，坩堝內(nèi)的硅熔液表面的溫度是重要的參數(shù)之一，通過(guò)準(zhǔn)確地測(cè)量熔液表面的溫度，能夠精密地控制硅單晶的品質(zhì)。

以往，在文獻(xiàn)1（日本特開(kāi)2014－218402號(hào)公報(bào)）中，公開(kāi)了在牽拉腔室的上部配置輻射溫度計(jì)和二維溫度計(jì)、使用這兩個(gè)溫度計(jì)測(cè)量硅熔液表面的溫度的技術(shù)。

但是，在文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，從硅熔液表面到溫度計(jì)的測(cè)量距離變大。特別是，如果測(cè)量距離變長(zhǎng)，則輻射溫度計(jì)的能夠測(cè)量的測(cè)量斑點(diǎn)直徑變大，有以顯示斑點(diǎn)（spot）內(nèi)的平均溫度為原因而測(cè)量值離散的課題。

此外，如果測(cè)量距離變長(zhǎng)，則輻射溫度計(jì)將在主腔室、牽拉腔室內(nèi)不規(guī)則反射的輻射熱等的干擾拾取，有不能準(zhǔn)確地測(cè)量硅熔液表面的溫度的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度地控制硅單晶的品質(zhì)的硅單晶制造裝置。

本發(fā)明的硅單晶制造裝置其特征在于，具備：主腔室；閘閥；牽拉腔室；以及熔液表面溫度測(cè)量部，測(cè)量配置于前述主腔室的坩堝內(nèi)的硅熔液表面的溫度；前述熔液表面溫度測(cè)量部具備：筒狀部，配置在前述閘閥及前述牽拉腔室之間，在外周面形成有開(kāi)口；窗部，由使輻射熱透過(guò)的材料構(gòu)成，設(shè)置于前述筒狀部的開(kāi)口；導(dǎo)熱部，配置在前述筒狀部的內(nèi)側(cè)，將從前述硅熔液表面輻射的輻射熱向前述窗部引導(dǎo)；以及輻射溫度計(jì)，配置在前述筒狀部的外側(cè)，測(cè)量從前述導(dǎo)熱部經(jīng)由前述窗部引導(dǎo)出的輻射熱。

根據(jù)本發(fā)明，在主腔室及牽拉腔室之間配置熔液表面溫度測(cè)量部。因而，與前述文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)相比，能夠使輻射溫度計(jì)的測(cè)量距離變短，能夠減小計(jì)測(cè)斑點(diǎn)直徑而準(zhǔn)確地測(cè)量硅熔液表面的溫度。并且，能夠基于該溫度測(cè)量結(jié)果高精度地控制硅單晶的品質(zhì)。

在本發(fā)明的硅單晶制造裝置中，優(yōu)選的是，前述導(dǎo)熱部被支承部件支承，該支承部件插通于前述筒狀部且沿該插通方向移動(dòng)自如。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使支承部件沿其插通方向進(jìn)退，能夠使導(dǎo)熱部在筒狀部的徑向上移動(dòng)。由此，通過(guò)在硅熔液表面上使計(jì)測(cè)斑點(diǎn)移動(dòng)，能夠容易地測(cè)量坩堝徑向的溫度分布。此外，能夠在徑向上測(cè)量任意的位置的溫度。

在本發(fā)明的硅單晶制造裝置中，優(yōu)選的是，在前述筒狀部的外周面，沿著該筒狀部的外周方向形成有多個(gè)開(kāi)口；前述多個(gè)開(kāi)口構(gòu)成為，能夠拆裝自如地配置前述窗部、前述導(dǎo)熱部及前述輻射溫度計(jì)；設(shè)置前述窗部的開(kāi)口以外的開(kāi)口被蓋部堵塞。

根據(jù)本發(fā)明，能夠使窗部、導(dǎo)熱部及輻射溫度計(jì)移動(dòng)到多個(gè)開(kāi)口的某個(gè)，能夠測(cè)量硅熔液表面的希望的位置的溫度。此外，通過(guò)沒(méi)有設(shè)置窗部的開(kāi)口被蓋部封堵，能夠抑制主腔室內(nèi)的輻射熱向外部泄漏，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行硅熔液表面的溫度測(cè)量。

附圖說(shuō)明