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公開番号2025038002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024211950,2024194115
出願日2024-12-05,2020-12-31
発明の名称ユニット化るつぼアセンブリを形成するための方法、るつぼ鋳型、およびユニット化るつぼ
出願人グローバルウェーハズカンパニーリミテッド,GlobalWafers Co.,Ltd.
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/06 20060101AFI20250311BHJP(結晶成長)
要約【課題】シリコンインゴットを形成するためのシリコン融液を保持するユニット化るつぼアセンブリ、およびその形成方法を提供する。
【解決手段】方法は、底部チャネル30、底部チャネルから延びる外側側壁チャネル32、および底部チャネルから延びる中央堰チャネル34を有するチャネルネットワーク20を有する多孔質るつぼ鋳型を含む。スリップスラリーは、チャネルネットワークに加えられ、スリップスラリーの液体キャリアは、鋳型に引き込まれてもよい。得られたグリーンボディは、るつぼアセンブリを形成するために焼結されてもよい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
チョクラルスキ法によりシリコンインゴットを形成するためのシリコン融液を保持するためのユニット化るつぼアセンブリを形成する方法であって、
鋳型を提供する工程であって、該鋳型は、
底部チャネル；
底部チャネルから延びる外側側壁チャネル；
底部チャネルから延びる中央堰チャネル；および、
底部チャネルから延びる内側堰チャネルであって、中央堰チャネルは外側側壁チャネルと内側堰チャネルとの間に配置される、内側堰チャネル；を含むチャネルネットワークを有する工程と、
スリップスラリーをチャネルネットワークに導入して、底部チャネル、外側側壁チャネル、中央堰チャネル、および内側堰チャネルをスリップスラリーで満たし、スリップスラリーはシリカと液体キャリアを含む工程と、
液体キャリアの少なくとも一部をチャネルネットワークから除去して、グリーンボディを形成する工程と、
グリーンボディをるつぼ鋳型から分離する工程と、
グリーンボディを焼結して乾燥および緻密化し、ユニット化るつぼアセンブリを形成する工程と、を含む方法。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
鋳型は多孔質体を含み、毛細管現象によって液体キャリアを鋳型に引き込む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多孔質体は、多孔質シリカからなる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
グリーンボディの含水率は、約５０％未満、約４５％未満、少なくとも約３０ｗｔ％、少なくとも約３５ｗｔ％、少なくとも約４０ｗｔ％、少なくとも約４５ｗｔ％、約３０ｗｔ％から約５０ｗｔ％、または約３５ｗｔ％～約４５ｗｔ％である請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
グリーンボディは、約１２００℃から約１８００℃、約１３００℃から約１７００℃、または約１３００℃から約１６５０℃の温度で焼結される請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
底部チャネル、外側側壁チャネル、中央堰チャネル、および内側堰チャネルは、それぞれ互いに流体接続されている請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
底部チャネルは、丸みを帯びている請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ユニット化るつぼアセンブリは、単層の底部を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ユニット化るつぼアセンブリは、透明である請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ユニット化るつぼアセンブリは、
底部；
底部から上方に延びる外側側壁；
底部から上方に延びる中央堰；および、
底部から上方に延びる内側堰であって、中央堰は外側側壁と内側堰の間に配置される内側堰、を含む請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は、２０２０年２月２０日に出願された米国非仮出願特許出願第１６／７９６，４８２号、および２０２０年２月２０日に出願された米国非仮出願特許出願第１６／７９６，５２２号に対する優先権を主張するものである。両方の出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,500 文字）【技術分野】
【０００２】
本開示の分野は、シリコンインゴットを形成するためにシリコン融液を保持するためのユニット化るつぼアセンブリを形成するための方法、特に、連続チョクラルスキシリコンインゴット成長で使用するための中央堰および内側堰を有するユニット化るつぼアセンブリを形成するための方法に関する。本開示の分野はまた、るつぼ鋳型およびユニット化るつぼに関する。
【背景技術】
【０００３】
単結晶シリコンインゴットは、単結晶シリコンシードをるつぼ内に保持されたシリコン融液と接触させる、いわゆるチョクラルスキ法によって準備される。単結晶シリコンシードを融液から引き上げて、単結晶シリコンインゴットを融液から引き上げる。インゴットは、多結晶シリコンのチャージが最初にるつぼ内で溶融され、るつぼ内の溶融シリコンが枯渇するまでシリコンインゴットが融液から引き上げられるバッチシステムで準備されてもよい。あるいは、インゴットは、インゴット成長中にシリコン融液を補充するためにポリシリコンが断続的または連続的に融液に加えられる連続チョクラルスキ方式で引き上げられてもよい。
【０００４】
連続チョクラルスキ法では、るつぼは、別々の融液ゾーンに分割されてもよい。例えば、るつぼアセンブリは、シリコンインゴットが成長する際にシリコン融液を補充するために多結晶シリコンを添加し溶融させる外側融液ゾーンを含んでもよい。シリコン融液は、外側融液ゾーンから外側融液ゾーン内の安定化ゾーンに流れ、そこで融液は熱的に安定化する。その後、シリコン融液は安定化ゾーンから成長ゾーンに流れ、そこからシリコンインゴットが引き上げられる。
【０００５】
従来、連続チョクラルスキ法によってシリコンインゴットを成長させるためのるつぼアセンブリは、米国特許第１０，４５０，６７０号に示されるるつぼアセンブリのような１つまたは複数の入れ子式るつぼを含むことができる。代替的にまたは追加的に、るつぼアセンブリは、米国特許第８，２６２，７９７号に開示されるように、るつぼの底部に接続され、そこから上方に延びる１つまたは複数の堰を含んでもよい。両方のタイプのるつぼの配置は、るつぼアセンブリ上に均一なガス流を提供するために、結晶引上げホットゾーンに配置されるときに、位置合わせツールの使用を伴う。どちらのタイプの構造も、るつぼアセンブリの底部に接続部を形成する必要がある（すなわち、アセンブリの底部に堰またはるつぼを取り付ける）。これらの接続は、るつぼアセンブリを変形させ、１つ以上の公差を失わせるような劣化を起こす可能性がある。
【０００６】
変形に抵抗し、アライメントツールなしで、またはより少ないアライメントツールでホットゾーンに配置することができ、より簡単に製造することができるるつぼアセンブリ、およびそのようなるつぼアセンブリを準備するための方法が必要とされる。
【０００７】
このセクションは、以下に説明および／または請求される本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図している。この議論は、本開示の様々な態様のより良い理解を促進するために、読者に背景情報を提供するのに役立つと考えられる。従って、これらの記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術の容認としてではないことが理解されるべきである。
【発明の概要】
【０００８】
本開示の一態様は、チョクラルスキ法によりシリコンインゴットを形成するためにシリコン融液を保持するためのユニット化るつぼアセンブリを形成するための方法に関する。るつぼ鋳型が提供される。この鋳型は、底部チャネルと、底部チャネルから延びる外側側壁チャネルとを含むチャネルネットワークを有する。チャネルネットワークはまた、底部チャネルから延びる中央堰チャネルと、底部チャネルから延びる内側堰チャネルとを含む。中央堰は、外側側壁チャネルと内側堰チャネルの間に配置される。スリップスラリーは、底部チャネル、外側側壁チャネル、中央堰チャネル、および内側堰チャネルをスリップスラリーで満たすためにチャネルネットワークに導入される。スリップスラリーは、シリカと液体キャリアを含む。液体キャリアは、少なくとも部分的にチャネルネットワークから除去され、グリーンボディを形成する。グリーンボディは、るつぼ鋳型から取り出される。グリーンボディを焼結して、グリーンボディを乾燥させ、緻密化して、ユニット化るつぼアセンブリを形成する。
【０００９】
本開示の別の態様は、チョクラルスキ法によりシリコンインゴットを形成するためにシリコン融液を保持するためのユニット化るつぼアセンブリを形成するための方法に関する。るつぼの鋳型が提供される。鋳型は、多孔質体と、多孔質体内部に配置されたチャネルネットワークとを含む。チャネルネットワークは、底部チャネルと、底部チャネルから延びる外側側壁チャネルと、底部チャネルから延びる内側堰チャネルと、を含む。内側堰チャネルは、外側側壁チャネルの内側に配置されている。スリップスラリーは、底部チャネル、外側側壁チャネル、および内側堰チャネルをスリップスラリーで満たすためにチャネルネットワークに導入される。スリップスラリーは、シリカと液体キャリアを含む。液体キャリアは、毛細管現象により少なくとも部分的に鋳型内に引き込まれ、グリーンボディを形成する。グリーンボディは、るつぼ鋳型から分離される。グリーンボディを焼結して、グリーンボディを乾燥させ、緻密化し、ユニット化るつぼアセンブリを形成する。
【００１０】
本開示のさらに他の態様は、るつぼ鋳型に関する。るつぼ鋳型は、下部部分と、下部部分の上に配置された上部部分とを含む。上部部分は、中央堰チャネルおよび内側堰チャネルを形成する。上部部分と下部部分は、底部チャネルと、底部チャネルに流体接続された側壁チャネルを形成する。中央堰チャネルおよび内側堰チャネルは、底部チャネルから延びる。
（【００１１】以降は省略されています）

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