单晶硅提拉装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据CZ法(切克劳斯基法)从硅熔液提拉单晶硅的单晶硅提拉装置。
【背景技术】
[0002]以往，单晶硅主要根据CZ法来制造。在CZ法中，首先是向石英坩祸内放入多晶硅原料，通过石墨制的加热器进行加热并熔融原料。向该熔液中浸入安装于上轴的下端的晶种，并使上轴旋转，同时以低速提拉，从而使单晶硅成长。这样使单晶硅成长的装置就是单晶硅提拉装置。
[0003]在该单晶硅提拉装置中，由于石英坩祸内的熔液液面会在提拉单晶硅的同时降低，因此为了使熔液面保持在一定的高度位置上，则使坩祸上升与熔液面的降低对应的量。另外，对于提拉一定直径的单晶硅，需要一边测量提拉中的直径，一边控制单晶硅的提拉速度和熔液温度，相对于提拉速度以一定的比率使坩祸上升，以使直径为一定。
[0004]另外，在现有的单晶提拉装置中，由于加热器是固定的，并不会在提拉单晶硅时移动，因此在进行提拉的同时，单晶硅的氧浓度会下降。为抑制其氧浓度下降而使坩祸的旋转速度上升，但由此会存在单晶硅截面内的半径方向的氧浓度分布特性恶化的倾向。因此，在专利文献I所述的单晶提拉装置中，通过做成一种不仅是坩祸，加热器也能够上下移动的单晶提拉装置，来改善单晶的轴方向的氧浓度分布特性。
[0005]在专利文献2所述的单晶硅提拉装置中，具备可使屏蔽罩(保温筒部)升降的移动机构，在提拉单晶硅结束后，使屏蔽罩上升，使位于屏蔽罩内侧的屏蔽罩下部区域相对于水冷腔室露出，从而使水冷腔室内高效冷却。这样，将缩短冷却腔室所需要的时间，从而提高生产效率。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本专利公开平成3-5394号公报
[0009]专利文献2:日本专利公开2012-240861号公报
【发明内容】
[0010](一)要解决的技术问题
[0011]在上述的单晶提拉装置中，坩祸与加热器可以升降，或者坩祸与屏蔽罩可以升降，但加热器与屏蔽罩这两者不能升降。因此，在一边使熔液面的位置保持在一定的高度位置上，一边提拉单晶硅时，即使能够仅改变加热器相对于坩祸的位置，或者仅改变屏蔽罩的位置，也无法改变加热器与屏蔽罩这二者的位置。
[0012]另外，在提拉单晶硅时，通过改变加热器相对于熔液面位置的位置，来控制提拉时的单晶硅的氧浓度，或者调整单晶硅的热历程。此时，若保持固定屏蔽罩的位置不变而仅改变加热器的位置，使屏蔽罩相对于加热器的位置变高，则屏蔽罩的保温效果提高而无法高效冷却单晶硅，从而不能充分提高提拉速度。另外，还存在如下问题:若屏蔽罩相对于加热器的位置降低，则屏蔽罩的保温效果降低，从而无法充分加热熔液的上部，无法充分降低单晶硅的氧浓度等。
[0013]此外，在保持固定加热器的位置不变而仅升降屏蔽罩的位置的装置中，加热器的发热中心的位置不会改变，因此，无法控制提拉中的单晶硅的氧浓度，或者调整单晶硅的热历程。
[0014]为了解决这些问题，若要使单晶硅提拉装置中具备不仅使坩祸与加热器可升降且屏蔽罩也可升降的机构，则结构会变得非常复杂，从而成本会增加，进而产生单晶硅提拉装置易于发生故障等问题。
[0015]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种单晶硅提拉装置，其在能够调节单晶硅的热历程的同时，能够使提高提拉速度和降低氧浓度变得容易。
[0016](二)技术方案
[0017]为了实现上述目的，根据本发明，提供一种单晶硅提拉装置，其是具备坩祸、主腔室及屏蔽罩并基于切克劳斯基法的单晶硅提拉装置，所述坩祸收容原料;所述主腔室收纳有加热该原料从而形成原料熔液的加热器;所述屏蔽罩配置在所述加热器与所述主腔室之间，来隔绝来自所述加热器的辐射热，所述单晶硅提拉装置的特征在于，具有从下方支撑所述加热器及所述屏蔽罩的支撑部件，所述支撑部件可升降，由此所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降。
[0018]若是这种结构，则由于加热器与屏蔽罩能够一起升降，因此在降低加热器的位置，使提拉中的单晶硅处于易于冷却的状态时，屏蔽罩也能够一起位于较低位置，与现有的装置相比，能够使单晶硅处于更加易于冷却的状态，能够使提拉速度更快。另外，在提高加热器位置，使加热器的发热中心位于熔液的上部的情况下，屏蔽罩也能够一起位于较高位置，与现有的装置相比，能够使发热中心位于更加高的位置，能够进一步降低提拉时的单晶硅的氧浓度。另外，由于通过仅升降支撑部件，就能够使加热器及屏蔽罩升降，因此能够使机构变得简单。
[0019]此时，所述支撑部件由向所述加热器通入电流的可升降的电极和固定在该电极上部的夹具构成，所述加热器的足部的插头插入所述夹具的上表面，由此使所述加热器被固定支撑于所述夹具，所述屏蔽罩通过嵌入所述夹具的上表面的绝缘物和嵌入该绝缘物上部的下端屏蔽罩，被固定在所述夹具上被支撑，所述电极可升降，由此可以做成所述加热器和所述屏蔽罩可一起升降的结构。
[0020]若是这种结构，则能够仅通过电极的升降机构使加热器与屏蔽罩一起升降，从而不需要在电极的升降机构之外，另外新设置用于屏蔽罩的升降机构。并且，通过将作为炉内部件的夹具、下端屏蔽罩、绝缘物等组合做成简单的结构，能够以低成本容易地导入可以使加热器与屏蔽罩一起升降的单晶硅提拉装置。进一步地，由于结构简单，从而故障较少。
[0021]另外，此时，所述绝缘物可以为石英制或氧化铝制。
[0022]若是这种结构，在提拉单晶硅时，即使夹具处于高温也不会损耗绝缘物。另外，SP使向加热器通入大电流，下端屏蔽罩及屏蔽罩也能够维持电绝缘的状态。其结果为，能够进一步减少单晶硅提拉装置产生故障。
[0023](三)有益效果
[0024]若为本发明的单晶硅提拉装置，则不会使装置结构复杂化，能够调节单晶硅的热历程，使提高提拉速度和降低氧浓度变得容易。
【附图说明】
[0025]图1是表示本发明的单晶硅提拉装置一例的示意图。
[0026]图2是改变本发明的单晶硅提拉装置的加热器位置时的示意图。
[0027]图3是表示比较例I中使用的现有的单晶硅提拉装置的示意图。
[0028]图4是表示比较例2所使用的现有的单晶硅提拉装置的示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。
[0030]单晶硅提拉装置中，存在如下问题:若使加热器与屏蔽罩的位置关系处于相对于初始位置相互不同的高度位置，则无法提高成长的单晶硅的提拉速度或抑制氧浓度。另外，加热器与屏蔽罩均可升降的单晶硅提拉装置的结构非常复杂，因此导入成本会增加，进而产生单晶硅提拉装置易于发生故障等问题。
[0031]于是，本发明的发明人等为了解决这样的问题进行了深入研究。其结果想到，若通过一个可升降的支撑部件来支撑加热器和屏蔽罩，使加热器与屏蔽罩可一起升降，则能够通过维持二者的高度位置关系的同时，使二者一起升降，从而解决上述问题，并完成了本发明。
[0032]下面，参照图1、2对本发明的单晶硅提拉装置进行说明。
[0033]如图1所示，本发明的单晶硅提拉装置I以中空圆筒状的腔室2构成外观，腔室2由形成下部圆筒的主腔室2a、及形成与主腔室2a连接固定的上部圆筒的副腔室2b构成。另外，具有用于导通单晶硅的开口部的圆筒状整流筒14从主腔室2a的顶部向下方延伸设置。
[0034]在中空圆筒状的腔室2的中心部配设有坩祸3，该坩祸为双重结构，其由石英坩祸3a、以及为了保持石英坩祸3a的外侧而匹配的石墨坩祸3b构成。另外，在坩祸3的下方设置有用于支撑坩祸3使其旋转的支座13。此外，通过使该支座13在单晶硅的提拉时升降，能够使坩祸3升降。
[0035]在由双重结构构成的坩祸3的外侧配设有石墨制加热器4，在加热器4的外侧周边，呈同心圆状配设有隔热材料的屏蔽罩5。在本发明的单晶硅提拉装置中，加热器4及屏蔽罩5被可沿上下升降的支撑部件6所支承。通过升降该支撑部件6，使加热器4与屏蔽罩5可以一起升降。
[0036]若是这种结构，则为了调整热历程等，在使加热器4升降时，能够使加热器4与屏蔽罩5—起升降。因此，如图1那样，在降低加热器4的位置，使提拉中的单晶硅处于易于冷却的状态时，能够使屏蔽罩5也一起位于较低位置。因此，与现有的单晶硅