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公開番号2024167510
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083629
出願日2023-05-22
発明の名称製造装置
出願人国立大学法人長岡技術科学大学,燦栄コンサルティング株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C30B 15/00 20060101AFI20241127BHJP(結晶成長)
要約【課題】ヒータの消費電力を小さくすることができる製造装置を提供する。
【解決手段】結晶2を製造する結晶製造装置10は、結晶2を加熱する加熱ヒータ15と、加熱ヒータ15の外側に位置する断熱材20と、断熱材20及び加熱ヒータ15を収容するメインチャンバ12と、メインチャンバ12内から外への熱輸送を減少させる圧力調整層17と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体又は結晶を製造する製造装置であって、
前記半導体又は前記結晶を加熱する加熱ヒータと、
前記加熱ヒータの外側に位置する断熱材と、
前記断熱材及び前記加熱ヒータを収容する炉体と、
前記炉体内から外への熱輸送を減少させる真空断熱層と、を備える、
製造装置。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記半導体又は前記結晶の原料を収容するルツボを備え、
前記加熱ヒータは、前記原料を加熱して溶融する、
請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記真空断熱層の内部の気圧を真空状態と大気圧状態の間で切り替え可能である圧力調整部を備える、
請求項１又は２に記載の製造装置。
【請求項４】
前記炉体を冷却するための冷却液が供給される冷却層と、
前記真空断熱層の内部の気圧が大気圧状態であるときに前記冷却層内に冷却液を供給する冷却液供給部と、を備える、
請求項１又は２に記載の製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２及び３に記載のシリコン単結晶製造装置は、ルツボと、ルツボに収容された原料である多結晶シリコンを加熱することでシリコン融液とする加熱ヒータと、加熱ヒータの外側に配置される断熱材（保温筒）と、ルツボ、加熱ヒータ及び断熱材を収容する炉体（チャンバ）と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２０１０９４号公報
特開２０１３－２３７５８６号公報
特開２０２１－４２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、「高温の輻射熱から炉壁を守るために、炉壁を二重構造として隙間に冷却水を流し、強制的に炉壁を冷やす構造としたものが多く用いられている。これによって、より多くの熱が、炉壁を通して外部へと移送される。」と記載されており、炉体内から外に熱が逃げやすい構造であるため、ヒータの消費電力が大きくなるおそれがある。
例えば、上記特許文献２には、シリコン原料を２００ｋＷの高電力で溶融することが記載されている。
また、上記特許文献３には、２７９ｋＷの高電力で炉内部材を再生することが記載されている。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、ヒータの消費電力を小さくすることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る製造装置は、半導体又は結晶を製造する製造装置であって、前記半導体又は前記結晶を加熱する加熱ヒータと、前記加熱ヒータの外側に位置する断熱材と、前記断熱材及び前記加熱ヒータを収容する炉体と、前記炉体内から外への熱輸送を減少させる真空断熱層と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒータの消費電力を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１実施形態に係る結晶製造装置の概略図である。
本発明の第１実施形態に係る圧力調整室の圧力状態と冷却液の供給状態を示すタイミングチャートである。
本発明の第３実施形態に係るメインチャンバの部分的な概略断面図である。
本発明の第４実施形態に係る真空構造物と炉壁の部分的な概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る製造装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の製造装置は、例えば、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により、結晶（例えば、シリコン単結晶）を製造する結晶製造装置である。
図１に示すように、結晶製造装置１０は、炉体であるメインチャンバ１２と、引上げチャンバ１３と、引上げワイヤ８と、ルツボ１４と、加熱ヒータ１５と、断熱材２０と、支持軸１１と、真空ポンプ３１と、冷却液供給部３２と、大気開放弁３３と、制御部３４と、を備える。
【００１０】
メインチャンバ１２は、金属製であり、ルツボ１４、加熱ヒータ１５、断熱材２０、支持軸１１を収容する収容空間を有する中空形状をなす。メインチャンバ１２の天井部には、開口部１２Ｈが形成されている。メインチャンバ１２の壁部内には、図１の右下に拡大して示すように、圧力調整層１７と冷却層１８が形成されている。圧力調整層１７と冷却層１８については後述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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