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公開番号2025005649
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023105906
出願日2023-06-28
発明の名称シリコン単結晶製造装置
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/06 20060101AFI20250109BHJP(結晶成長)
要約【課題】ガス排気配管が取り回し易く、配管同士の間のシール材の劣化を防止することができるCZシリコン単結晶製造装置を提供する。
【解決手段】石英ルツボと、該石英ルツボ内のシリコン多結晶原料を加熱溶融して原料融液とするヒーターとが内部に配置されるチャンバーと、ガス導入配管と、ガス排気配管とを備えており、CZ法によってシリコン単結晶を製造する装置であって、ガス排気配管は、各々が継ぎ手部を有する複数の配管と、冷却水の通水により液冷可能な配管クランプとを有しており、複数の配管の継ぎ手部同士がシール材を間に挟んで対向しており、かつ、該対向した継ぎ手部同士が前記配管クランプにより挟まれていることで、複数の配管同士が接続されており、配管クランプの液冷により、継ぎ手部同士の間のシール材の冷却が可能なものであるシリコン単結晶製造装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリコン多結晶原料を収容する石英ルツボと、該石英ルツボ内の前記シリコン多結晶原料を加熱溶融して原料融液とするヒーターとが内部に配置されるチャンバーと、
該チャンバー内に不活性ガスを導入するためのガス導入配管と、
前記チャンバー内に導入された前記不活性ガスを排気するためのガス排気配管とを備えており、
前記原料融液からチョクラルスキー法によってシリコン単結晶を製造するシリコン単結晶製造装置であって、
前記ガス排気配管は、各々が継ぎ手部を有する複数の配管と、冷却水の通水により液冷可能な配管クランプとを有しており、
前記複数の配管の継ぎ手部同士がシール材を間に挟んで対向しており、かつ、該対向した継ぎ手部同士が前記配管クランプにより挟まれていることで、前記複数の配管同士が接続されており、
前記配管クランプの液冷により、前記継ぎ手部同士の間の前記シール材の冷却が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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はチョクラルスキー法（ＣＺ法）によりシリコン単結晶を製造する装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の基本材料であるシリコン単結晶の製造方法としてチョクラルスキー法がある。ＣＺ法においてはチャンバー内に設けられた石英ルツボ内に高純度のシリコン多結晶原料を投入し、石英ルツボの外周に配置されたヒーターにより加熱してシリコン多結晶原料を溶融させる。この原料融液（シリコン溶融液）に種結晶を浸し、該種結晶を回転しながら引上げることで単結晶を成長させ、円柱状のシリコン単結晶が製造される。
【０００３】
ＣＺ法では、シリコン単結晶の製造装置（引上げ機）にガス排気配管を介して真空ポンプが接続されており、真空ポンプにより、引上げ機に導入された不活性ガス（例えばＡｒガス）を吸引する構成が排気方法として知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１１４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成での製造装置においては、ガス排気配管は複数の配管が接続されて成っており、その継ぎ手部の間にシール材（例えばＯリング）を介して接続されている。そしてシリコン単結晶を製造する場合、チャンバー内の不活性ガスはヒーターによって加熱されるため、不活性ガスは高温となる。高温となった不活性ガスを真空ポンプにて排気するが、ガス排気配管の継ぎ手部を介し、シール材に熱が伝わり劣化し、シリコン単結晶製造中に不活性ガスがリークする恐れがある。リークがある場合、シリコン単結晶製造装置のチャンバー内の真空が保たれず、品質に影響を及ぼす場合がある。
【０００６】
リークが発生した場合、リーク発生箇所の特定とシール材の交換を行う必要があるが、配管継ぎ手部は多数あるため、点検には時間を要し、その間はシリコン単結晶を製造することができない。
【０００７】
また、シリコン単結晶製造中にはシリコン酸化物が発生し、ガス排気配管内にシリコン酸化物が堆積する為、シリコン単結晶の製造後にはガス排気配管を取り外してシリコン酸化物を除去している。掃除のため、ガス排気配管（複数の配管）は軽量で取り回しやすく、且つ取り外しの容易な構造が望まれていた。
【０００８】
図３は従来技術のガス排気配管１１０の冷却機構の一例を示した説明図である。図３の左図はガス排気配管１１０の軸方向から見た構成説明図であり、右図は左図のＢ-Ｂ’の断面における構成説明図である。隣接する２つの配管１１２（１１２ａ、１１２ｂ）の継ぎ手部１１５同士がシール材１１４を介して円環状に２分割された配管クランプ１１３（１１３ａ、１１３ｂ）をボルトで締め付けることにより接続されている。従来技術では継ぎ手部１１５が高温にならないようにガス排気配管１１０の管本体（つまり、配管１１２の管本体）の外周に水冷配管１２０を巻き付けて溶接しており、水冷配管１２０に通水することでガス排気配管１１０が高温にならないようにしていた。
【０００９】
前記従来技術の手法ではガス排気配管の管本体の外周部を冷却するため、継ぎ手部やシール材付近は冷却されにくいことからシール材を熱で劣化させる場合があった。また、ガス排気配管の掃除の際にはばらして配管を取り外す必要がある。しかし配管には上記のように水冷配管を溶接しているため重く、作業性が悪化する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ガス排気配管が取り回し易く、配管同士の間のシール材の劣化を防止することができるＣＺ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】
（【００１１】以降は省略されています）

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