[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2008087999A - Apparatus for supplying raw material - Google Patents

Apparatus for supplying raw material Download PDF

Info

Publication number
JP2008087999A
JP2008087999A JP2006268030A JP2006268030A JP2008087999A JP 2008087999 A JP2008087999 A JP 2008087999A JP 2006268030 A JP2006268030 A JP 2006268030A JP 2006268030 A JP2006268030 A JP 2006268030A JP 2008087999 A JP2008087999 A JP 2008087999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
material supply
length adjusting
support member
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006268030A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4901405B2 (en
Inventor
Masatoshi Tamura
政利 田村
Yasuhiko Eguchi
靖彦 江口
Ryuichi Tajima
龍一 田嶋
Junsuke Tomioka
純輔 富岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Techxiv Corp
Original Assignee
Sumco Techxiv Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumco Techxiv Corp filed Critical Sumco Techxiv Corp
Priority to JP2006268030A priority Critical patent/JP4901405B2/en
Publication of JP2008087999A publication Critical patent/JP2008087999A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4901405B2 publication Critical patent/JP4901405B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for supplying a raw material, with which production of a gap between a raw material supply pipe and a bottom lid can be prevented by making a support member be a hardly stretchable material and/or adjusting the length of the support member. <P>SOLUTION: The apparatus 1 for supplying a raw material is installed in a single crystal pulling apparatus for supplying a lumpy raw material and provided with a nearly cylindrical raw material supply pipe 3 for holding the lumpy raw material, a conical bottom lid 5 detachably installed at the lower end opening part of the raw material supply pipe 3, and a support member for suspending the bottom lid 5. The support member includes a shaft member made of a material hardly stretched by heat and/or has a length adjusting mechanism capable of adjusting the length in the axial direction of the support member. Thereby, the production of a gap between the lower end opening part and the bottom lid 5 can be prevented even when the apparatus 1 for supplying the raw material is disposed under a high temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、単結晶インゴットを製造する単結晶引き上げ装置に係り、特に、多結晶原料を供給する原料供給装置に関する。   The present invention relates to a single crystal pulling apparatus for manufacturing a single crystal ingot, and more particularly to a raw material supply apparatus for supplying a polycrystalline raw material.

半導体デバイスを作製するための基板として用いられる鏡面ウェーハは、単結晶インゴットを薄板部材にスライスし、その表裏面を研削・研磨等することにより得られる。この単結晶インゴットは、例えば、チョクラルスキー(CZ)法(MCZ法を含む)により製造することができる。チョクラルスキー法を用いた一般的な単結晶インゴットの製造方法について以下簡単に説明する。   A specular wafer used as a substrate for manufacturing a semiconductor device is obtained by slicing a single crystal ingot into thin plate members and grinding and polishing the front and back surfaces thereof. This single crystal ingot can be manufactured by, for example, the Czochralski (CZ) method (including the MCZ method). A general method for producing a single crystal ingot using the Czochralski method will be briefly described below.

チョクラルスキー法では、単結晶引き上げ装置の炉内に設置された石英坩堝に原料の多結晶シリコン(多結晶原料)を充填し、石英坩堝の周囲に設けられたヒータにより石英坩堝を加熱することによって、多結晶シリコンを溶融し、原料融液とする。そこに種子にあたる単結晶(種結晶)を浸して、結晶引き上げ機構を使って種結晶をゆっくりと引き上げることによって、種結晶と同じ方位配列を持った単結晶を成長させ、大きな円柱状の単結晶インゴットに仕上げる。そして必要な大きさに成長した単結晶インゴットを炉外に取り出す。   In the Czochralski method, a raw material polycrystalline silicon (polycrystalline raw material) is filled in a quartz crucible installed in a furnace of a single crystal pulling apparatus, and the quartz crucible is heated by a heater provided around the quartz crucible. Thus, polycrystalline silicon is melted to obtain a raw material melt. A single crystal with the same orientation as the seed crystal is grown by immersing a single crystal (seed crystal), which is a seed, and slowly pulling up the seed crystal using the crystal pulling mechanism. Finish into an ingot. Then, the single crystal ingot grown to the required size is taken out of the furnace.

ヒータによる加熱を停止した後、単結晶引き上げ装置の内部を冷却し、新たな石英坩堝と原料の多結晶シリコンの再投入を行う。通常、石英坩堝の中に原料融液が残ったままシリコンを融点以下に冷却すると、融液の凝固時の膨張により石英坩堝が壊れるため、1つの石英坩堝から1本の単結晶インゴットしか製造することができず、コストを増大させていた。そこでコスト低減のため、1つの単結晶インゴットの製造工程が終了した後、装置を冷却せずに、石英坩堝の中の原料融液が凝固することを防ぎながら次の単結晶インゴット製造に用いる原料の多結晶シリコンを追加投入し、追加投入した多結晶シリコンを溶融して、再度単結晶インゴットを引き上げる単結晶インゴット製造方法が提案されている。原料の多結晶シリコンの供給については、次のような技術が開示されている。   After stopping the heating by the heater, the inside of the single crystal pulling apparatus is cooled, and a new quartz crucible and polycrystalline silicon as a raw material are recharged. Usually, when silicon is cooled below the melting point while the raw material melt remains in the quartz crucible, the quartz crucible is broken due to expansion during solidification of the melt, so that only one single crystal ingot is produced from one quartz crucible. It was not possible to increase the cost. Therefore, in order to reduce costs, the raw material used for the production of the next single crystal ingot is prevented without cooling the apparatus after the production process of one single crystal ingot is completed and preventing the raw material melt in the quartz crucible from solidifying. There has been proposed a single crystal ingot manufacturing method in which additional polycrystalline silicon is added, the added polycrystalline silicon is melted, and the single crystal ingot is pulled up again. The following techniques are disclosed for supplying polycrystalline silicon as a raw material.

例えば、特許文献1では、単結晶製造装置(単結晶引き上げ装置)内に取り入れ取り出しが簡単に行え、ナゲット状及び/または粒状(以下、「塊状」と総称する)原料を坩堝内の固化した融液面に直接投入するリチャージ管が開示されている。このリチャージ管は、リチャージに適した供給速度を実現し、短時間でスムースに効率よくリチャージを行うことで単結晶の生産性を向上させることができるとしている。   For example, in Patent Document 1, a single crystal production apparatus (single crystal pulling apparatus) can be easily taken out and taken out, and a nugget-like and / or granular (hereinafter, collectively referred to as “lumb-like”) raw material is solidified and melted in a crucible. A recharge tube is disclosed that is charged directly to the liquid surface. This recharge tube realizes a supply rate suitable for recharge and can improve the productivity of single crystals by performing recharge smoothly and efficiently in a short time.

また、特許文献2では、原料融液からの輻射熱を要因とするランプ材(原料の多結晶シリコン)の加熱により、ランプ材が底蓋上で溶融して貼りついたり、熱膨張によりブリッジを形成して落下しなくなるという問題点を改善する単結晶引き上げ装置用リチャージ装置が開示されている。   In Patent Document 2, the lamp material is melted and stuck on the bottom lid by heating the lamp material (raw material polycrystalline silicon) caused by radiant heat from the raw material melt, or a bridge is formed by thermal expansion. Thus, a recharging device for a single crystal pulling device that improves the problem of no longer falling is disclosed.

さらに、特許文献3では、結晶汚染を生ずることがない、固形原料を円周方向に均等にかつ多量に投入することが出来る原料供給装置及び供給方法が開示されている。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a raw material supply apparatus and a supply method that can supply solid raw materials evenly and in a large amount in the circumferential direction without causing crystal contamination.

開示されている各技術では、略円筒状の原料供給管(ホッパー本体、リチャージ管本体ともいう)と円錐状の底蓋から構成されるリチャージ装置(原料供給装置ともいう)を用い、リチャージ管に底蓋で蓋をして原料の多結晶シリコンを入れ、底蓋を上下動することによって開閉して、原料供給管内の原料の多結晶シリコンを石英坩堝へ落下させる構成となっている。
再公表WO2002/068732号公報 特開2004−244236公報 特開2006−89294公報
In each disclosed technique, a recharge apparatus (also referred to as a raw material supply apparatus) including a substantially cylindrical raw material supply pipe (also referred to as a hopper main body or a recharge pipe main body) and a conical bottom lid is used. The material is made of polycrystalline silicon, which is covered with a bottom cover, and is opened and closed by moving the bottom cover up and down to drop the material polycrystalline silicon in the material supply pipe into the quartz crucible.
Republished WO2002 / 068732 JP 2004-244236 A JP 2006-89294 A

しかしながら、単結晶引き上げ工程において、単結晶シリコン引き上げの溶解工程の途中で単結晶引き上げ装置の炉内にリチャージ装置(又は「リチャージのための原料供給装置」)を挿入しているため、リチャージ装置の下方部は高温(数百度)になりやすい。このため、リチャージ装置内(又は外)において、底蓋を吊り下げるシャフト(又はワイヤー)が伸びて底蓋が下がり、リチャージ管(又は「原料供給装置若しくはリチャージ装置の原料供給管に相当する部材」)と底蓋の間に隙間が生じ、このリチャージ管内の多結晶シリコンが隙間から落下するおそれがある。   However, in the single crystal pulling process, since the recharge device (or “raw material supply device for recharging”) is inserted into the furnace of the single crystal pulling device in the middle of the melting process of the single crystal silicon pulling, The lower part tends to be hot (several hundred degrees). For this reason, in (or outside) the recharge device, the shaft (or wire) that suspends the bottom cover extends and the bottom cover is lowered, and the recharge pipe (or “a member corresponding to the raw material supply apparatus or the raw material supply pipe of the recharge apparatus”). ) And the bottom lid, there is a possibility that the polycrystalline silicon in the recharge tube falls from the gap.

例えば、原料供給管の材質が石英であり、シャフトが金属製の場合、一般に金属は石英より熱膨張率が高く、常温で長さが同じであっても、高温になると金属製のシャフトが原料供給管より伸びて長くなり原料供給管と底蓋との間に隙間が生じることがある。例えば、単結晶引き上げ装置の炉内に原料供給装置が吊るされると、たとえ素早く作業をしたとしても、ある程度時間がかかり、シャフトの温度が400℃から500℃に上がることもあり、数ミリメートルの隙間が生じると推定される。この隙間では、必ずしも塊状の原料の全てが落下するわけではないが、粒状のものや、ナゲット状の原料同士の摩擦などにより生じた破片や小片(以下これらを総称して、「原料粉」という)は、このような隙間から落下するおそれがある。この隙間から落下した原料粉は、坩堝内に落下したときに融液を跳ねることがあり、跳ね上がった融液は、炉内品に付着し、その後引上げ中に坩堝内に落下して結晶に付着し結晶を有転位化させたり、将来コンタミとして、単結晶シリコンの品質に悪影響を与えたりする恐れがある。また、原料供給管の下端がゲートより上にあるときに、このような原料粉(上述の破片や粒状片等を含む)が落下した場合、落下した原料粉がゲート上やゲートフランジ上に乗ってチャンバのリーク不良を生じたり、ゲート開閉ができなくなる危険性がある。   For example, if the material supply pipe is made of quartz and the shaft is made of metal, the metal generally has a higher coefficient of thermal expansion than quartz, and even if the length is the same at room temperature, the metal shaft is made of the material at high temperatures. It may be longer and longer than the supply pipe, and a gap may be formed between the raw material supply pipe and the bottom cover. For example, if a raw material supply device is suspended in a furnace of a single crystal pulling device, even if it is quickly operated, it takes a certain amount of time, and the temperature of the shaft may rise from 400 ° C to 500 ° C. Is estimated to occur. In this gap, not all of the lump-like raw material is necessarily dropped, but it is a granular one, and fragments or small pieces generated by friction between nugget-like raw materials (hereinafter collectively referred to as “raw material powder”) ) May fall from such a gap. The raw material powder dropped from this gap may splash the melt when falling into the crucible, and the splashed melt adheres to the in-furnace product and then falls into the crucible during pulling and adheres to the crystal. This may cause dislocation of the crystal, or adversely affect the quality of the single crystal silicon as a future contamination. Also, when such raw material powder (including the above-mentioned broken pieces and granular pieces) falls when the lower end of the raw material supply pipe is above the gate, the dropped raw material powder rides on the gate or gate flange. As a result, there is a risk that the chamber leaks or the gate cannot be opened or closed.

ここで、原料粉とは、上述のような原料供給管と底蓋との間の隙間から落下可能な大きさの原料の小片、粒、顆粒等の原料固体が砕けて細かになったものを意味することができ、球形、ラグビーボールのような楕円球等あらゆる形状のものを含んでよい。球形近似をしたときの個数を基準とした算術による平均径が、約0.1mmから約5.0mmのものとすることもできる。   Here, the raw material powder is a material obtained by pulverizing a raw material solid such as small pieces, granules, granules, etc. of the raw material having a size that can be dropped from the gap between the raw material supply pipe and the bottom cover as described above. It may mean any shape, including spherical shapes, elliptical spheres such as rugby balls. The arithmetic average diameter based on the number when the sphere is approximated may be about 0.1 mm to about 5.0 mm.

また、形状指数Fを、1から10のものとすることもできる。ここで、形状指数は、次のように定義される。原料粉の体積から等価な球の直径(Deq)を求め、原料粉の形状に関して得られる最大の距離(Lmax)との比Fを取ったものである。例えば、図10に示すように、次のように求められる。
径がDの球:Deqと、Lmax(直径)は同じであるので、F=Lmax/Deq=1。
一辺がDの立方体:Lmaxは対角線長さで、F=√3/(6/π)1/3=1.396。
一辺がDで2Dの高さの正四角柱:Lmaxは対角線長さで、F=√6/(12/π)1/3=1.57。
高さが径Dの2倍の円柱:Lmaxは上下底を結ぶ斜線長さで、F=√5/31/3=1.55。
高さが径Dと同じ円錐:Lmaxは円錐面に沿う長さで、F=√5/41/3=1.41。
厚みDで幅が4Dで長さが8Dの平板:Lmaxは対角線長さで、F=9/(192/π)1/3=2.28。
Also, the shape index F can be 1 to 10. Here, the shape index is defined as follows. The equivalent sphere diameter (Deq) is obtained from the volume of the raw material powder, and the ratio F to the maximum distance (Lmax) obtained for the shape of the raw material powder is obtained. For example, as shown in FIG.
Sphere with diameter D: Since Deq and Lmax (diameter) are the same, F = Lmax / Deq = 1.
Cube with side D: Lmax is diagonal length, F = √3 / (6 / π) 1/3 = 1.396.
A square prism with a side of D and a height of 2D: Lmax is the diagonal length, F = √6 / (12 / π) 1/3 = 1.57.
A cylinder whose height is twice the diameter D: Lmax is the length of the oblique line connecting the upper and lower bases, and F = √5 / 3 1/3 = 1.55.
Cone whose height is the same as the diameter D: Lmax is the length along the conical surface, F = √5 / 4 1/3 = 1.41.
Flat plate with thickness D, width 4D and length 8D: Lmax is the diagonal length, F = 9 / (192 / π) 1/3 = 2.28.

一方、落下した原料粉が、融液を跳ね上げて、単結晶引き上げ装置の部品に融液が付着すること等を防ぐため、原料供給装置を低い位置へ保とうとすると、原料供給管は、更に高温にさらされることとなる。このときは、約600度以上になるとも考えられ、この場合、生じる隙間は10ミリメートル以上になると推察される。そのため、より大きな原料粉まで落下して、液跳ねなどの問題を更に生じやすくさせるおそれがある。   On the other hand, in order to prevent the falling raw material powder from splashing up the melt and adhering the melt to the parts of the single crystal pulling device, etc. You will be exposed to high temperatures. In this case, it is considered that the angle is about 600 degrees or more. In this case, it is assumed that the generated gap is 10 millimeters or more. Therefore, it may fall to a larger raw material powder and further cause problems such as liquid splashing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、支持部材の軸方向の長さを原料供給管の長さの変化に合わせて(原料供給管の長さが不変のときは変化しないように)調節することにより、原料供給管と底蓋との間の隙間の発生を防止する原料供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the length of the support member in the axial direction is adjusted to the change in the length of the raw material supply pipe (changed when the length of the raw material supply pipe is unchanged). It is an object of the present invention to provide a raw material supply apparatus that prevents the formation of a gap between the raw material supply pipe and the bottom cover by adjusting the adjustment.

上記課題を解決するために、本発明における原料供給装置は、原料を保持する略円筒状の原料供給管と、前記原料供給管の下方開口端に装着及び装脱可能に備えられる円錐状の底蓋と、前記底蓋を吊り下げる支持部材と、を備え、前記支持部材は長さ調節手段を備える。   In order to solve the above-described problems, a raw material supply apparatus according to the present invention includes a substantially cylindrical raw material supply pipe that holds a raw material, and a conical bottom that can be attached to and detached from a lower opening end of the raw material supply pipe. A lid and a support member for suspending the bottom lid, the support member comprising length adjusting means.

より具体的には、本発明では以下のようなものを提供することができる。   More specifically, the present invention can provide the following.

(1)単結晶育成用原料を供給する原料供給装置であって、前記原料を保持する略円筒状の原料供給管と、前記原料供給管の下方開口端に脱着可能に備えられる円錐状の底蓋と、
前記底蓋を吊り下げる支持部材と、を備え、前記底蓋の装着により閉じられた前記下方開口端を有する前記原料供給管内に保持される原料は、前記底蓋の装脱により開かれた前記下方開口端から放出され、前記支持部材は、長さ調節手段を備えることを特徴とする原料供給装置を提供することができる。
(1) A raw material supply apparatus for supplying a raw material for growing a single crystal, a substantially cylindrical raw material supply pipe for holding the raw material, and a conical bottom provided detachably at a lower opening end of the raw material supply pipe A lid,
A support member that suspends the bottom lid, and the raw material held in the raw material supply pipe having the lower opening end closed by the mounting of the bottom lid is opened by the loading and unloading of the bottom lid The raw material supply apparatus can be provided in which the support member is discharged from a lower opening end and the support member includes a length adjusting unit.

(2)前記長さ調節手段は、弾性体を用いた伸縮機構であることを特徴とする上記(1)記載の原料供給装置を提供することができる。 (2) It is possible to provide the raw material supply apparatus according to (1) above, wherein the length adjusting means is an expansion / contraction mechanism using an elastic body.

ここで、弾性体とは、つるまきばね、いたばね、さらばね、その他のばねのような、形状及び/又は構造を利用した弾性を有する部材や、金属、エラストマ(ゴムを含む)、樹脂等の高分子材料等材料自体が持つ弾性的性質を直接利用する弾性体が含まれる。また、サスペンジョンに用いられ得るエアシリンダのような機構的なものも含むことができる。更に、これらは例示であり、弾性的な性質を持つならば、これらに限られない。   Here, the elastic body is a member having elasticity utilizing shape and / or structure, such as a helical spring, a spring, a flat spring, and other springs, metal, elastomer (including rubber), resin, etc. An elastic body that directly utilizes the elastic properties of the material itself such as a polymer material is included. Moreover, a mechanical thing like an air cylinder which can be used for suspension can also be included. Furthermore, these are examples, and if it has an elastic property, it will not be restricted to these.

(3)前記長さ調節手段は、前記支持部材の軸方向の長さにおいて、上方に配置されることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の原料供給装置を提供することができる。 (3) Providing the raw material supply apparatus according to the above (1) or (2), wherein the length adjusting means is arranged above the axial length of the support member. it can.

ここで、上方とは、支持部材の長さの少なくとも半分よりも上であってよい。また、原料が充填される原料供給管よりも上であってもよい。上方の方が熱的にはよりマイルドであるため、長さ調節手段の信頼性や耐久性等がより高くなる。また、耐熱性の低い材料、構造、機構等を用いることがより容易となる。また、原料供給管の上に設置されると、原料の充填のために原料供給管の容積をより有効に用いることができる。従って、これらを考慮すれば、支持部材の長さの少なくとも3/4以上であってよい。   Here, “above” may be above at least half of the length of the support member. Moreover, it may be above the raw material supply pipe filled with the raw material. Since the upper part is milder in terms of heat, the reliability and durability of the length adjusting means are higher. In addition, it becomes easier to use a material, structure, mechanism or the like having low heat resistance. Further, when installed on the raw material supply pipe, the volume of the raw material supply pipe can be used more effectively for filling the raw material. Therefore, if these are taken into consideration, it may be at least 3/4 or more of the length of the support member.

(4)前記長さ調節手段は、前記原料供給管内に配置されることを特徴とする上記(1)又は(2)記載の原料供給装置を提供することができる。 (4) The said length adjustment means can be arrange | positioned in the said raw material supply pipe | tube, The raw material supply apparatus as described in said (1) or (2) characterized by the above-mentioned can be provided.

長さ調節手段が、支持部材の軸方向に長い場合、原料供給管の上に設けるよりも、却って、原料の充填のために原料供給管の容積をより有効に用いることができる。即ち、原料供給装置の全長が所定長さ以下に規定されるならば、原料供給管の上に備えられる長さ調節手段が短い方が好ましいからである。例えば、長さ調節手段が原料供給管の上になければ、原料供給管の長さをその分長くできる。また、長さ調節手段が細長い場合は、原料供給管の容積をそれほど犠牲にすることなく、原料供給管内に設けることができる。また、長さ調節手段の調節代(調節可能な長さ)が、長さ調節手段の長さに比例若しくは正の相関関係がある場合、より長い長さ調節手段を配置可能な原料供給管内に配置することは好ましい。   When the length adjusting means is long in the axial direction of the support member, the volume of the raw material supply pipe can be used more effectively for filling the raw material than on the raw material supply pipe. That is, if the total length of the raw material supply apparatus is defined to be equal to or less than a predetermined length, it is preferable that the length adjusting means provided on the raw material supply pipe is short. For example, if the length adjusting means is not on the raw material supply pipe, the length of the raw material supply pipe can be increased accordingly. Further, when the length adjusting means is elongated, it can be provided in the raw material supply pipe without sacrificing the volume of the raw material supply pipe so much. In addition, when the adjustment allowance (adjustable length) of the length adjusting means is proportional or positively correlated with the length of the length adjusting means, the longer length adjusting means can be arranged in the raw material supply pipe. Arranging is preferred.

(5)前記長さ調節手段は、ばねを含み、前記底蓋の前記下方開口端への装着の際に付勢することを特徴とする上記(1)から(4)のいずれか記載の原料供給装置を提供することができる。 (5) The material according to any one of (1) to (4), wherein the length adjusting means includes a spring and biases when the bottom cover is attached to the lower opening end. A feeding device can be provided.

例えば、支持部材を2本のシャフトに分割し、それらのシャフト間に長さ調節手段を設けることができる。この長さ調節手段は、分割されたこれらのシャフトが実質的に直列に配置され全体として支持部材を構成する場合に、全体としての支持部材の長さをより短くするように機能してよい。即ち、これらのシャフトを相互に引き寄せる機能を有することができる。より具体的には、これらのシャフト間に、それぞれのシャフトに対し軸方向にスライド可能な中間部材を設け、少なくとも1つのシャフトがこの中間部材に引き寄せられるような機構を有してよい。尚、いずれのシャフトもこの中間部材から分離されないように連結部材(若しくはストッパ)を備えている。つるまきばねは、例えば、この連結部材に適用され、少なくとも1つのシャフトが中間部材から引き離されようとするときに、ばねの伸縮による力を利用し、引き離された距離に応じてその抵抗力が増す機構を有することができる。より具体的には、いずれかのシャフトと中間部材に設けられた1対の連結部材間につるまきばねを装着し、このシャフトと中間部材を引き離したときに、このつるまきばねは圧縮されるようにしてよい。この機構を、他方のシャフトと中間部材とについても同様に備えることができる。   For example, the support member can be divided into two shafts, and length adjusting means can be provided between the shafts. This length adjusting means may function to shorten the overall length of the support member when the divided shafts are arranged substantially in series to constitute the support member as a whole. That is, it can have a function of drawing these shafts toward each other. More specifically, an intermediate member that is slidable in the axial direction with respect to each shaft may be provided between the shafts, and at least one shaft may be pulled toward the intermediate member. Note that any shaft is provided with a connecting member (or stopper) so as not to be separated from the intermediate member. For example, the helical spring is applied to the connecting member, and when the at least one shaft is to be separated from the intermediate member, the helical spring uses the force due to the expansion and contraction of the spring, and the resistance force depends on the separated distance. It can have an increasing mechanism. More specifically, a helical spring is mounted between one of the shafts and a pair of connecting members provided on the intermediate member, and the helical spring is compressed when the shaft and the intermediate member are pulled apart. You may do it. This mechanism can be similarly provided for the other shaft and the intermediate member.

(6)前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、前記長さ調節手段は、熱膨張率が小さい金属を含む該軸部材からなることを特徴とする上記(1)から(5)いずれか記載の原料供給装置を提供することができる。支持部材の主要な構成要素である軸部材が線熱膨張率の小さい金属からなる場合、支持部材の軸部材が高温になってもその伸びは少ないので好ましい。 (6) From the above (1), wherein the support member includes a shaft member extending along the axial direction, and the length adjusting means includes the shaft member including a metal having a small coefficient of thermal expansion. 5) The raw material supply apparatus according to any one of the above can be provided. When the shaft member, which is a main component of the support member, is made of a metal having a small coefficient of linear thermal expansion, it is preferable because the elongation of the shaft member of the support member is small even when the temperature is high.

(7)前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、前記長さ調節手段は、熱拡散率が小さい金属を含む該軸部材からなることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれか記載の原料供給装置を提供することができる。支持部材の主要な構成要素である軸部材が熱拡散率の小さい金属からなる場合、支持部材の底蓋側が高温になっても、上方の吊り上げ装置側まで熱が伝わり難く、高温となる支持部材の軸部材の長さが短くなる。従って、支持部材全体として熱による伸びは少なくなるので好ましい。また、熱が伝わり難いので、更に別のタイプの長さ調節手段が付加された場合、その信頼性や耐久性等が高くなる。 (7) From the above (1), wherein the support member includes a shaft member extending along the axial direction, and the length adjusting means includes the shaft member including a metal having a low thermal diffusivity. The raw material supply apparatus according to any one of 5) can be provided. When the shaft member, which is the main component of the support member, is made of a metal having a low thermal diffusivity, even if the bottom cover side of the support member becomes high temperature, it is difficult for heat to be transferred to the upper lifting device side, and the support member becomes high The length of the shaft member becomes shorter. Accordingly, the entire support member is preferable because the elongation due to heat is reduced. In addition, since heat is difficult to be transmitted, when another type of length adjusting means is added, its reliability, durability, and the like are increased.

(8)前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、前記長さ調節手段は、金属モリブデンを含む該軸部材からなることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれか記載の原料供給装置を提供することができる。支持部材の主要な構成要素である軸部材は、モリブデン金属製であってもよく、モリブデンを含む複合材から構成されてもよい。 (8) Any of the above (1) to (5), wherein the support member includes a shaft member extending along the axial direction, and the length adjusting means includes the shaft member including metallic molybdenum. The raw material supply apparatus described above can be provided. The shaft member that is a main component of the support member may be made of molybdenum metal or may be made of a composite material containing molybdenum.

(9)前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、前記長さ調節手段は、CCコンポジットを含む該軸部材からなることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれか記載の原料供給装置を提供することができる。支持部材の主要な構成要素である軸部材は、CCコンポジット製であってもよく、CCコンポジットを含む複合材から構成されてもよい。 (9) Any of the above (1) to (5), wherein the support member includes a shaft member extending along an axial direction, and the length adjusting means includes the shaft member including a CC composite. The raw material supply apparatus described above can be provided. The shaft member that is a main component of the support member may be made of a CC composite or may be made of a composite material including the CC composite.

本発明によれば、支持部材の長さを一定とする、若しくは、適宜調節することにより、原料供給管の下方端部の開口と底蓋との間の隙間の発生を防止することが可能となる。これにより、原料供給管の下方端部の開口と底蓋との間に生じる隙間から原料粉が落下することを防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a gap between the opening of the lower end portion of the raw material supply pipe and the bottom lid by making the length of the support member constant or adjusting it appropriately. Become. Thereby, it can prevent that raw material powder falls from the clearance gap which arises between opening of the lower end part of a raw material supply pipe | tube, and a bottom cover.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。また、以下の説明では、本発明に係る実施の態様の一例を示したに過ぎず、当業者の技術常識に基づき、本発明の範囲を超えることなく、適宜変更可能である。従って、本発明の範囲はこれらの具体例に限定されるものではない。また、これらの図面は、説明のために強調されて表されており、実際の寸法とは異なる場合がある。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, components having the same configuration or function and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Moreover, in the following description, only an example of the embodiment according to the present invention is shown, and can be appropriately changed without exceeding the scope of the present invention based on the common general knowledge of those skilled in the art. Therefore, the scope of the present invention is not limited to these specific examples. Also, these drawings are emphasized for the purpose of explanation, and may differ from actual dimensions.

図1(a)から(c)は、本発明に係る原料供給装置1の一例を示した断面図である。図1(a)に示すように、原料供給装置1は、原料(例えば、多結晶シリコン)を保持する略円筒状の原料供給管(又はホッパー本体)3と、該原料供給管3の下端開口部3aを開閉する円錐状の底蓋5と、底蓋5を吊り下げる下方シャフト7aと、から構成される。ここで、下方シャフト7aは長さ調節手段である長さ調節機構50につながれており、この長さ調節手段である長さ調節機構50は更に上のシャフト7と連結している。これらシャフト7及び下方シャフト7aは、支持部材を構成する。このシャフト7は、更に上のシード軸16に連結され、図示しない吊り下げ装置により、この原料供給装置1全体が吊り下げられる。底蓋5は、下方シャフト7aに固定されており、原料供給管3の下方端の開口部3aに装着され、開口部3aを閉じる。金属製あるいは他の材料からなる下方シャフト7aは、長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形のフレームに開けられた孔を挿通して、円板状のヘッド52が固定されている。この円板状のヘッド52と、長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形の下段フレームとに挟まれた空間に、下方シャフト7aと同軸に、つるまきばね53が配置される。このつるまきばねは、図1(a)の状態では、圧縮されており、逆に言えば、この圧縮に起因する力によって、底蓋5が開口部3aに装着されている。   1A to 1C are cross-sectional views showing an example of a raw material supply apparatus 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1A, a raw material supply apparatus 1 includes a substantially cylindrical raw material supply pipe (or hopper body) 3 that holds a raw material (for example, polycrystalline silicon), and a lower end opening of the raw material supply pipe 3. A conical bottom lid 5 that opens and closes the portion 3a and a lower shaft 7a that suspends the bottom lid 5 are configured. Here, the lower shaft 7 a is connected to a length adjusting mechanism 50 that is a length adjusting means, and the length adjusting mechanism 50 that is a length adjusting means is further connected to the upper shaft 7. The shaft 7 and the lower shaft 7a constitute a support member. The shaft 7 is further connected to the seed shaft 16 above, and the whole raw material supply device 1 is suspended by a suspension device (not shown). The bottom cover 5 is fixed to the lower shaft 7a, is attached to the opening 3a at the lower end of the raw material supply pipe 3, and closes the opening 3a. The lower shaft 7a made of metal or other material is inserted through a hole formed in a cylindrical frame of a length adjusting mechanism 50 which is a length adjusting means, and a disk-shaped head 52 is fixed. . A helical spring 53 is arranged coaxially with the lower shaft 7a in a space sandwiched between the disc-shaped head 52 and the cylindrical lower frame of the length adjusting mechanism 50 serving as a length adjusting means. This helical spring is compressed in the state of FIG. 1A, and conversely, the bottom lid 5 is attached to the opening 3a by a force resulting from this compression.

つまり、このつるまきばね53によって、下方シャフト7aが図中上方に引っ張られる。この引っ張り力の反力が、長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形のフレームを介して、上に配置されるシャフト7のヘッド51に作用することにより、シャフト7自体を押し下げようとする。一方、シャフト7は、直接更に上のシード軸16に連結され、そのシード軸16は図示しない引上げ装置に吊り下げられている。つるまきばね53の反力(引っ張り力)が原料供給装置の重量に抗する程でない限りは、シャフト7自体が下に下がることはない。逆に言えば、そのヘッド51を介して、長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形のフレームを引上げようとするのである。   That is, the lower shaft 7a is pulled upward in the drawing by the helical spring 53. The reaction force of the pulling force acts on the head 51 of the shaft 7 disposed above via the cylindrical frame of the length adjusting mechanism 50 that is the length adjusting means, so that the shaft 7 itself is pushed down. And On the other hand, the shaft 7 is directly connected to a seed shaft 16 further above, and the seed shaft 16 is suspended by a pulling device (not shown). As long as the reaction force (tensile force) of the helical spring 53 does not resist the weight of the raw material supply device, the shaft 7 itself does not fall down. In other words, an attempt is made to pull up the cylindrical frame of the length adjusting mechanism 50, which is the length adjusting means, through the head 51.

ここで、前記引上げ装置によりシャフト7が上方に引き上げられるとする。これにより、シャフト7にかしめて固定されているストッパ71が第2の天板9bに当接し、第2の天板9bを支持する。この第2の天板9bは原料供給装置1の本体である原料供給管3に固定されているので、原料供給装置1が前記引上げ装置により支持され、即ち、吊り下げられているのである。ここで、ストッパ71が第2の天板9bに当接したときに、底蓋5が開口部3aに丁度装着されるよりもやや短く下方シャフト7aの長さが調節されているので、上述のようにばね53が圧縮され、その力の幾分かが、底蓋5と開口部3aを押しつける装着力等として寄与する。   Here, it is assumed that the shaft 7 is pulled upward by the pulling device. Accordingly, the stopper 71 that is caulked and fixed to the shaft 7 comes into contact with the second top plate 9b and supports the second top plate 9b. Since the second top plate 9b is fixed to the raw material supply pipe 3 which is the main body of the raw material supply device 1, the raw material supply device 1 is supported by the pulling device, that is, is suspended. Here, when the stopper 71 comes into contact with the second top plate 9b, the length of the lower shaft 7a is adjusted slightly shorter than the bottom lid 5 is just attached to the opening 3a. Thus, the spring 53 is compressed, and some of the force contributes as a mounting force for pressing the bottom lid 5 and the opening 3a.

第1の天板9aは、原料供給管3に汚染物が混入することを防止するとともに、シャフト7を挿通する孔が形成されている。また、下方シャフト7aに連結された底蓋5が原料供給管3の中心になるようにガイドする。この第1の天板9aに固定されて第2の天板9bが設けられる。この第1の天板9aと第2の天板9bの間であって、長さ調節手段である長さ調節機構50の上には、シャフト7を挿通するために開けられた孔の径よりも大きな径をもつストッパ71が、備えられ、ストッパ71と第2の天板9bとによって、第1の天板9aに固定された原料供給管3が吊り下げられる。この第1の天板9aには、クランプ状の留め具を介して係止部42が固定されている。この係止部42は、全体として鉛直方向に伸びる円筒形状をしており、第1の天板9aに留める留め具、シリンダ状の長さ調整機構、そして、フランジ部との当接箇所である下端部に備えられるクッション部材等から主に構成される。この係止部42は、原料供給管3の回りに対称に2個備えられているが、回転対称に3個又は4個備えてもよい。また、円筒形状に限らず、中身が詰まった単なる棒状のもの(断面形状を問わない)が周方向に3本以上で軸対称に配置されていてもよい。この係止部42は後述する底蓋5の開閉機構に用いられる。   The first top plate 9 a has a hole through which the shaft 7 is inserted while preventing contamination from entering the raw material supply pipe 3. Further, the bottom cover 5 connected to the lower shaft 7 a is guided so as to be the center of the raw material supply pipe 3. A second top plate 9b is provided fixed to the first top plate 9a. Between the first top plate 9a and the second top plate 9b, and above the length adjusting mechanism 50, which is the length adjusting means, from the diameter of the hole opened for inserting the shaft 7. A stopper 71 having a larger diameter is provided, and the raw material supply pipe 3 fixed to the first top plate 9a is suspended by the stopper 71 and the second top plate 9b. A locking portion 42 is fixed to the first top plate 9a via a clamp-shaped fastener. The locking portion 42 has a cylindrical shape extending in the vertical direction as a whole, and is a fastener that is fastened to the first top plate 9a, a cylindrical length adjusting mechanism, and a contact portion with the flange portion. It is mainly comprised from the cushion member etc. with which a lower end part is equipped. Although the two locking portions 42 are provided symmetrically around the raw material supply pipe 3, three or four rotationally symmetrical portions may be provided. In addition, the shape is not limited to a cylindrical shape, and a simple rod-shaped object (regardless of the cross-sectional shape) filled with the contents may be arranged axially symmetrically with three or more in the circumferential direction. The locking portion 42 is used for an opening / closing mechanism of the bottom lid 5 described later.

図1(b)は、(a)の原料供給装置1が引き上げ装置に挿入され、温度が上がり、金属製の下方シャフト7aを含む支持部材が伸びた状態を示している。このとき、原料供給管3も伸びてはいるが、著しく少ないため、この図ではそのような伸びがないものとして取り扱っている。図1(b)に示すようにシード軸16、シャフト7、長さ調節手段である長さ調節機構50(ここでは、調節を行われていない)、そして、下方シャフト7aを合わせた長さが、Dだけ伸びている。従って、原料供給管3の下方端の開口部3aと底蓋5との間には、隙間が生じている。   FIG. 1B shows a state in which the raw material supply device 1 of FIG. 1A is inserted into the pulling device, the temperature rises, and the support member including the metal lower shaft 7a extends. At this time, although the raw material supply pipe 3 is also extended, it is remarkably small, and therefore, in this figure, it is handled as having no such extension. As shown in FIG. 1B, the combined length of the seed shaft 16, the shaft 7, a length adjusting mechanism 50 (not adjusted here) that is a length adjusting means, and the lower shaft 7a , D is extended. Therefore, a gap is formed between the opening 3 a at the lower end of the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5.

図1(c)は、図1(b)の原料供給装置1が自動で隙間を閉じた状態を示している。即ち、下方シャフト7aは、ばね53の伸び力により上方に引上げられ、隙間の空いた図1(b)の状態から、自動的に隙間をなくし、底蓋5を開口部3aに再度装着した状態を示している。ここでわかるように、ばね53が、Dだけ伸びており、熱膨張差等により伸びたDを吸収している。従って、弾性体(例えばばね53)の圧縮量は、想定される伸びの分以上を確保することが好ましい。   FIG.1 (c) has shown the state which the raw material supply apparatus 1 of FIG.1 (b) closed the clearance gap automatically. That is, the lower shaft 7a is pulled upward by the extension force of the spring 53, and the gap is automatically removed from the state shown in FIG. 1B, and the bottom cover 5 is remounted on the opening 3a. Is shown. As can be seen, the spring 53 extends by D and absorbs D that has been extended due to a difference in thermal expansion or the like. Therefore, it is preferable that the amount of compression of the elastic body (for example, the spring 53) is ensured to be equal to or more than the expected elongation.

ここで、底蓋5は、底面の直径が原料供給管3の径と略同じかやや大きい。底蓋5の円錐面の一部分が原料供給管3の下端と係合して下端開口部3aを閉じる。   Here, the diameter of the bottom surface of the bottom cover 5 is substantially the same as or slightly larger than the diameter of the raw material supply pipe 3. A part of the conical surface of the bottom cover 5 engages with the lower end of the raw material supply pipe 3 to close the lower end opening 3a.

このように、支持部材の長さを調整する長さ調節機構を有する支持部材(シャフト7及び下方シャフト7aを含む)により、原料供給装置1は、原料供給管3と底蓋5との間に隙間が発生することを防止することができる。これにより、原料供給管3と底蓋5との間に生じる隙間から原料粉が落下することを防ぐことができる。   Thus, the raw material supply apparatus 1 is provided between the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5 by the support member (including the shaft 7 and the lower shaft 7a) having a length adjusting mechanism for adjusting the length of the support member. Generation of a gap can be prevented. Thereby, it can prevent that raw material powder falls from the clearance gap which arises between the raw material supply pipe | tube 3 and the bottom cover 5. FIG.

図2(a)から(c)は、本発明について、つるまきばね53を2本使った別の実施形態を断面図において示す。基本的な構造は、図1(a)と同じであるので、重複する説明は省略する。図2(a)は、2つのばね53がそれぞれ圧縮されてセットされた状態を示す。2つのばね53はそれぞれ、シャフト7のヘッド52と長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形の上段フレームとの間で、そして、下方シャフト7aのヘッド52と長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形の下段フレームとの間で、圧縮されている。   2 (a) to 2 (c) show, in a sectional view, another embodiment using two helical springs 53 for the present invention. Since the basic structure is the same as that in FIG. FIG. 2A shows a state where the two springs 53 are compressed and set. The two springs 53 are respectively between the head 52 of the shaft 7 and the cylindrical upper frame of the length adjusting mechanism 50 which is the length adjusting means, and are the head 52 and the length adjusting means of the lower shaft 7a. It is compressed between the cylindrical lower frame of the length adjusting mechanism 50.

図2(b)は、図2(a)の原料供給装置1が引き上げ装置に挿入され、温度が上がり、金属製の下方シャフト7aを含む支持部材が伸びた状態を示している。同図に示すようにシード軸16、シャフト7、長さ調節手段である長さ調節機構50(ここでは、調節が行われていない)、そして、下方シャフト7aを合わせた長さが、Dだけ伸びている。従って、原料供給管3の下方端の開口部3aと底蓋5との間には、隙間が生じている。   FIG. 2B shows a state in which the raw material supply device 1 of FIG. 2A is inserted into the pulling device, the temperature rises, and the support member including the metal lower shaft 7a extends. As shown in the figure, the combined length of the seed shaft 16, the shaft 7, the length adjusting mechanism 50 (which is not adjusted here) as a length adjusting means, and the lower shaft 7a is only D. It is growing. Therefore, a gap is formed between the opening 3 a at the lower end of the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5.

図2(c)は、図2(b)の原料供給装置1が自動で隙間を閉じた状態を示している。即ち、長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形のフレームは、ばね53の伸び力により上方に引上げられ、及び、下方シャフト7aは、ばね53の伸び力により上方に引上げられるのである。このようにすれば、熱膨張が特に大きい等の変位が大きいときに2つの弾性体の圧縮代が使えるので、有利である。また、底蓋5と開口部3aとの間に余圧もかけやすく、底蓋5と開口部3aとの間の隙間を空き難くすることができる。   FIG. 2 (c) shows a state where the raw material supply apparatus 1 of FIG. 2 (b) automatically closes the gap. That is, the cylindrical frame of the length adjusting mechanism 50 that is the length adjusting means is pulled upward by the extension force of the spring 53, and the lower shaft 7a is pulled upward by the extension force of the spring 53. . This is advantageous because the compression allowance of the two elastic bodies can be used when the displacement is large, for example, the thermal expansion is particularly large. Further, it is easy to apply a residual pressure between the bottom lid 5 and the opening 3a, and it is difficult to make a gap between the bottom lid 5 and the opening 3a.

次に、図3に基づいて本発明の実施の形態の例である原料供給装置1を適用した単結晶シリコンを引き上げる単結晶引き上げ装置10の全体構成について簡単に説明する。断面で表される図3は、単結晶シリコン引き上げの溶解工程の途中で単結晶引き上げ装置10の炉内に原料供給装置1を設置した状態を示している。図3に示す単結晶引き上げ装置10は、主として、チャンバ12と、サブチャンバ14と、から構成される。チャンバ12内には、石英坩堝20と黒鉛坩堝22とヒータ24を囲繞する断熱材26がそれぞれ配置される。サブチャンバ14は、チャンバ12の上部に開口部18aを開閉可能なゲートバルブ18を隔てて設けられており、結晶育成工程では、原料融液48から単結晶を引上げ、切り離した後、単結晶インゴットを保持し、そして、単結晶引き上げ装置10外へと取り出すために用いられる。シード軸16は、種結晶(図示せず)又は原料供給装置1を掛け止めする。   Next, based on FIG. 3, the whole structure of the single crystal pulling apparatus 10 which pulls the single crystal silicon to which the raw material supply apparatus 1 which is an example of embodiment of this invention is applied is demonstrated easily. FIG. 3 represented by a cross section shows a state in which the raw material supply device 1 is installed in the furnace of the single crystal pulling apparatus 10 during the melting process of single crystal silicon pulling. A single crystal pulling apparatus 10 shown in FIG. 3 mainly includes a chamber 12 and a subchamber 14. In the chamber 12, a heat insulating material 26 surrounding the quartz crucible 20, the graphite crucible 22, and the heater 24 is disposed. The sub-chamber 14 is provided in the upper part of the chamber 12 with a gate valve 18 that can open and close the opening 18a. In the crystal growth step, the single crystal is pulled from the raw material melt 48, separated, and then a single crystal ingot. Is used to hold and take out the single crystal pulling apparatus 10. The seed shaft 16 latches a seed crystal (not shown) or the raw material supply apparatus 1.

まず、チャンバ12について説明する。図3に示すように、有底円筒形状のチャンバ12は、その底部中央から鉛直上方に向けた状態で、上下動自在な回転軸28を配置している。回転軸28の上端には椀状の黒鉛坩堝22が固定されており、黒鉛坩堝22の内部には椀状の石英坩堝20が嵌合されている。石英坩堝20と黒鉛坩堝22の二重構造としたのは、原料融液に直接接する坩堝はシリコンに対する汚染を防止するために、石英坩堝20とすることが望ましいからである。一方、石英は高温で軟化すると共に、脆く破損しやすいという性質を有するため、その周囲を黒鉛坩堝22で囲繞している。   First, the chamber 12 will be described. As shown in FIG. 3, the bottomed cylindrical chamber 12 is provided with a rotary shaft 28 that can move up and down in a state of being directed vertically upward from the center of the bottom. A bowl-shaped graphite crucible 22 is fixed to the upper end of the rotating shaft 28, and a bowl-shaped quartz crucible 20 is fitted inside the graphite crucible 22. The double structure of the quartz crucible 20 and the graphite crucible 22 is because the crucible directly in contact with the raw material melt is preferably the quartz crucible 20 in order to prevent contamination of silicon. On the other hand, quartz is softened at a high temperature and has a property of being brittle and easily damaged, and therefore, the periphery thereof is surrounded by a graphite crucible 22.

黒鉛坩堝22の周囲はヒータ24に囲繞されており、このヒータ24により石英坩堝20内に投入された多結晶シリコンのランプ材46を溶融する。ヒータ24の周囲にはチャンバ12と同心円状に円筒形状の断熱材26を配置している。断熱材26はヒータ24からの熱がチャンバ12に直接輻射されることを防止している。   The graphite crucible 22 is surrounded by a heater 24, and the heater 24 melts the polycrystalline silicon lamp material 46 put into the quartz crucible 20. A cylindrical heat insulating material 26 is disposed around the heater 24 concentrically with the chamber 12. The heat insulating material 26 prevents heat from the heater 24 from being directly radiated to the chamber 12.

図3に示すように、チャンバ12上部にはゲートバルブ18を介して略円筒形状のサブチャンバ14が連結されている。チャンバ12とサブチャンバ14とは、このゲートバルブ18により連通または遮断可能となっている。一方、図示しないが、サブチャンバ14の上端は天板により封鎖されている。また、図3に示すように、サブチャンバ14の内周面には、中心軸に向かって突出したリング状のフランジ部40を設けている。   As shown in FIG. 3, a substantially cylindrical sub-chamber 14 is connected to the upper portion of the chamber 12 via a gate valve 18. The chamber 12 and the sub-chamber 14 can be communicated or blocked by the gate valve 18. On the other hand, although not shown, the upper end of the sub-chamber 14 is sealed with a top plate. Further, as shown in FIG. 3, a ring-shaped flange portion 40 that protrudes toward the central axis is provided on the inner peripheral surface of the sub-chamber 14.

サブチャンバ14上部には、図示しないシード軸引き上げ装置が設けられている。シード軸引き上げ装置は、シード軸16を上下動自在に保持しており、サブチャンバ14の中心軸に沿って吊り下げられている。シード軸16の下端には、単結晶インゴット引き上げ工程の際には種結晶が吊り下げられ、原料供給工程の際には原料供給装置1が吊り下げられる。   A seed shaft pulling device (not shown) is provided on the upper portion of the sub chamber 14. The seed shaft lifting device holds the seed shaft 16 so as to be movable up and down, and is suspended along the central axis of the subchamber 14. A seed crystal is suspended from the lower end of the seed shaft 16 during the single crystal ingot pulling process, and the raw material supply apparatus 1 is suspended during the raw material supply process.

次に、原料供給工程の際にシード軸16に掛け止めする原料供給装置1の構成について説明する。シード軸16には、シャフト7が結合されており、このシャフト7は、第2の天板9b及び第1の天板9aに開けられた孔を通して、底蓋5に結合されている。原料供給装置1は、図1で説明したように原料供給管3は、第2の天板9bに係止されたストッパ71を介してシャフト7によって保持される。一方、原料供給管3の下端開口部3aに装着された底蓋5は、下方シャフト7aに結合され、長さ調節手段である長さ調節機構50のフレームに、ばね53を介して結合されている。   Next, the structure of the raw material supply apparatus 1 that is hooked on the seed shaft 16 in the raw material supply process will be described. A shaft 7 is coupled to the seed shaft 16, and the shaft 7 is coupled to the bottom lid 5 through a hole formed in the second top plate 9 b and the first top plate 9 a. In the raw material supply apparatus 1, as described with reference to FIG. 1, the raw material supply pipe 3 is held by the shaft 7 via the stopper 71 locked to the second top plate 9b. On the other hand, the bottom lid 5 attached to the lower end opening 3a of the raw material supply pipe 3 is coupled to the lower shaft 7a and coupled to the frame of the length adjusting mechanism 50, which is a length adjusting means, via a spring 53. Yes.

原料供給管3は、製品となるシリコン単結晶を汚染しないように、原料のシリコンへの不純物の混入を防止するために、石英製としている。また、原料供給管3を透明の石英で構成することにより、原料供給装置1の内部に装填した多結晶シリコンのランプ材46が全て落下したか否かを確認することができる。また、原料供給管3は、フランジ部40に掛け止めて、原料供給装置1の第1の天板に固定される原料供給管3の下降を停止させる係止部42を備える。係止部42が、フランジ部40に支持され、原料供給管3の下降を停止させるので、さらに、シャフト7及び下方シャフト7aが下降すると、底蓋5だけが下降することになる。   The raw material supply pipe 3 is made of quartz in order to prevent contamination of silicon as a raw material so as not to contaminate a silicon single crystal as a product. Further, by configuring the raw material supply tube 3 with transparent quartz, it is possible to confirm whether or not all the polycrystalline silicon lamp material 46 loaded in the raw material supply device 1 has fallen. In addition, the raw material supply pipe 3 is provided with a locking portion 42 that is hooked on the flange portion 40 and stops the lowering of the raw material supply pipe 3 that is fixed to the first top plate of the raw material supply apparatus 1. Since the locking portion 42 is supported by the flange portion 40 and stops the lowering of the raw material supply pipe 3, when the shaft 7 and the lower shaft 7a are further lowered, only the bottom lid 5 is lowered.

底蓋5は、下方シャフト7aに固定されており、原料供給管3を上述のような余圧の力で押し上げようとする。しかし、原料供給管3等の重量による押し下げ力は、より大きいので、原料供給管3を固定する第1の天板9a、そして、第2の天板9bを介して、ストッパ71が固定されたシャフト7によって、原料供給管3は実質的に支持される。ここで、下方シャフト7aは、金属製(例えば、ステンレス製、タングステン製、モリブデン製等)またはCCコンポジット製である。図1で説明したように、シャフト7には、ストッパ71が固定され、シャフト7が挿通するための孔が開けられた第2の天板9bの下に配置されている。原料供給装置1が吊り下げられた状態では、ストッパ71が第2の天板9bに当接し、第1の天板9aを介して第2の天板9bに固定された原料供給管3が吊り下げられ下降することが制限されている。   The bottom cover 5 is fixed to the lower shaft 7a, and tries to push up the raw material supply pipe 3 with the above-described residual pressure. However, since the pressing force due to the weight of the raw material supply pipe 3 and the like is larger, the stopper 71 is fixed via the first top plate 9a and the second top plate 9b for fixing the raw material supply pipe 3. The raw material supply pipe 3 is substantially supported by the shaft 7. Here, the lower shaft 7a is made of metal (for example, stainless steel, tungsten, molybdenum, etc.) or CC composite. As described with reference to FIG. 1, the stopper 71 is fixed to the shaft 7, and the shaft 7 is disposed under the second top plate 9 b with a hole through which the shaft 7 is inserted. In the state where the raw material supply apparatus 1 is suspended, the stopper 71 contacts the second top plate 9b, and the raw material supply pipe 3 fixed to the second top plate 9b is suspended via the first top plate 9a. Lowering and lowering is restricted.

図4および図5は、原料供給を開始する状態を示している。原料となる多結晶シリコンを原料供給する場合、まず、ゲートバルブ18が開口し、チャンバ12とサブチャンバ14とが一つの空間となる。このとき、ルツボ20内の融液48から熱が輻射により与えられ、原料供給装置1の温度が上昇する。さらに、原料供給装置1全体が下降し、係止部42がフランジ部40へ支持されて原料供給管3の下降が止められる。さらに、原料供給管3の位置が下がらないままシャフト7及び下方シャフト7aを下降させることにより、ついには底蓋5が脱着され、原料供給管3の下方端の開口部3aが開くことになるが、ばね53の余圧分だけ底蓋5が引上げられるので、開口部3aからの底蓋5の脱着が遅れる。   4 and 5 show a state in which raw material supply is started. When supplying polycrystalline silicon as a raw material, first, the gate valve 18 is opened, and the chamber 12 and the sub-chamber 14 become one space. At this time, heat is applied from the melt 48 in the crucible 20 by radiation, and the temperature of the raw material supply apparatus 1 rises. Further, the entire raw material supply apparatus 1 is lowered, and the locking portion 42 is supported by the flange portion 40, so that the lowering of the raw material supply pipe 3 is stopped. Further, by lowering the shaft 7 and the lower shaft 7a without lowering the position of the raw material supply pipe 3, the bottom cover 5 is finally detached and the opening 3a at the lower end of the raw material supply pipe 3 is opened. Since the bottom cover 5 is pulled up by the residual pressure of the spring 53, the removal of the bottom cover 5 from the opening 3a is delayed.

しかしながら、さらに、シャフト7及び下方シャフト7aが下降すると、図6に示すように、底蓋5が開口部3aから装脱され、原料供給管3の下方端の開口部3aが開き、原料供給装置1から、石英坩堝20の原料融液48へ塊状の多結晶シリコンが供給される。   However, when the shaft 7 and the lower shaft 7a are further lowered, as shown in FIG. 6, the bottom lid 5 is detached from the opening 3a, the opening 3a at the lower end of the raw material supply pipe 3 is opened, and the raw material supply device From 1, massive polycrystalline silicon is supplied to the raw material melt 48 of the quartz crucible 20.

原料供給装置1が高温の状態のサブチャンバ14へ設置されたとき、あるいは、サブチャンバ14へ設置された原料供給装置1が下降してチャンバ12内へ移動したとき、原料供給装置1は高温に曝されることになる。原料供給装置1が高温に曝されて原料供給管3に比べ下方シャフト7aが伸びた結果、底蓋5が相対的に下降することになる(図4)。しかし、このとき、ばね53の圧縮量の開放により、下方シャフト7aが引上げられ、下端開口部3aと底蓋5との間に隙間が生じることを防止できる(図5)。従って、熱膨張による隙間の発生を防止し、原料供給管3に充填された塊状の多結晶シリコンのランプ材46あるいはこれらの摩擦等によって発生する原料粉が落下することを防ぐことができる。   When the raw material supply apparatus 1 is installed in the sub-chamber 14 in a high temperature state, or when the raw material supply apparatus 1 installed in the sub-chamber 14 descends and moves into the chamber 12, the raw material supply apparatus 1 becomes high temperature. Will be exposed. As a result of the raw material supply apparatus 1 being exposed to a high temperature and the lower shaft 7a extending as compared with the raw material supply pipe 3, the bottom lid 5 is relatively lowered (FIG. 4). However, at this time, by releasing the compression amount of the spring 53, the lower shaft 7a is pulled up, and a gap can be prevented from being generated between the lower end opening 3a and the bottom lid 5 (FIG. 5). Therefore, the generation of gaps due to thermal expansion can be prevented, and the bulk polycrystalline silicon lamp material 46 filled in the raw material supply pipe 3 or the raw material powder generated by the friction thereof can be prevented from falling.

このように、支持部材(シャフト7及び下方シャフト7a)に上述のようなばね53による長さ調節機構(「長さ調節手段」として)を設けることにより、原料供給管3と底蓋5との間に意図しない隙間が発生することを防止することができる。これにより、原料供給管3と底蓋5との間に生じる隙間から原料粉が落下することを防止し、原料粉の落下による不具合(例えば、液跳ねの炉内品付着)の発生を回避することが可能になる。また、ゲートバルブ18のシール(Oリング)部等に付着することによる、リーク不良の発生を防ぐことができる。また、単結晶引き上げ装置10の炉内(チャンバ12あるいはサブチャンバ14内)の温度が高い場合であっても、原料供給装置1を単結晶引き上げ装置10内へ設置することが可能になり、また、ゲートバルブ18を開けた状態で、長時間原料供給装置1を単結晶引き上げ装置10内においておくことが可能となる。   Thus, by providing the support member (the shaft 7 and the lower shaft 7a) with the length adjusting mechanism (as the “length adjusting means”) by the spring 53 as described above, the raw material supply pipe 3 and the bottom lid 5 are provided. It is possible to prevent an unintended gap from occurring between them. As a result, the raw material powder is prevented from falling from the gap formed between the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5, and the occurrence of a malfunction due to the dropping of the raw material powder (for example, adhesion of liquid splashing in the furnace) is avoided. It becomes possible. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a leak failure caused by adhering to the seal (O-ring) portion or the like of the gate valve 18. Further, even when the temperature in the furnace of the single crystal pulling apparatus 10 (in the chamber 12 or the subchamber 14) is high, the raw material supply apparatus 1 can be installed in the single crystal pulling apparatus 10, and The raw material supply apparatus 1 can be kept in the single crystal pulling apparatus 10 for a long time with the gate valve 18 opened.

図7(a)から(c)は、本発明について、長さ調節手段である長さ調節機構50をシャフト7及び下方シャフト7aからなる支持部材の長さ方向でほぼ中央に配置した別の実施形態を断面図において示す。基本的な構造は、図1(a)と同じであるので、重複する説明は省略する。図7(a)は、常温での状態を示す。長さ調節手段である長さ調節機構50は、原料供給管3内に配置される。長さ調節手段である長さ調節機構50の設置位置は異なっているものの、ほぼ同じ機能を果たすため、図1(a)と同様つるまきばね53は下方シャフト7aのヘッド52と長さ調節手段である長さ調節機構50の円筒形の下段フレームとの間で圧縮されている。   FIGS. 7 (a) to (c) show another embodiment in which the length adjusting mechanism 50, which is a length adjusting means, is arranged substantially in the center in the length direction of the support member including the shaft 7 and the lower shaft 7a. The form is shown in a cross-sectional view. Since the basic structure is the same as that in FIG. FIG. 7A shows a state at room temperature. A length adjusting mechanism 50 that is a length adjusting means is disposed in the raw material supply pipe 3. Although the installation position of the length adjusting mechanism 50, which is the length adjusting means, is different, it performs substantially the same function. Therefore, the helical spring 53 is the same as the head 52 of the lower shaft 7a and the length adjusting means as in FIG. It is compressed between the cylindrical lower frame of the length adjusting mechanism 50.

図7(b)は、図7(a)の原料供給装置1が引き上げ装置に挿入され、温度が上がり、金属製の下方シャフト7aを含む支持部材が伸びた状態を示している。同図に示すようにシード軸16、シャフト7、長さ調節手段である長さ調節機構50(ここでは、調節を行われていない)、そして、下方シャフト7aを合わせた長さが、Dだけ伸びている。従って、原料供給管3の下方端の開口部3aと底蓋5との間には、隙間が生じている。   FIG. 7B shows a state in which the raw material supply device 1 of FIG. 7A is inserted into the pulling device, the temperature rises, and the support member including the metal lower shaft 7a extends. As shown in the figure, the combined length of the seed shaft 16, the shaft 7, the length adjusting mechanism 50 (which is not adjusted here) as a length adjusting means, and the lower shaft 7 a is only D. It is growing. Therefore, a gap is formed between the opening 3 a at the lower end of the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5.

図7(c)は、図7(b)の原料供給装置1が自動で隙間を閉じた状態を示している。即ち、下方シャフト7aは、ばね53の伸び力により上方に引上げられる。以上のように、長さ調節手段である長さ調節機構50を原料供給管3内に配置すると、全体の長さを同じにしたままで、原料供給管3を長くすることができ、原料を充填する容積を却って大きくすることも可能である。また、長さ調節手段である長さ調節機構50は、支持部材の軸方向の熱伝導を低下させる熱抵抗として機能することができるので、上のシャフト7は、あまり高温にならず、耐熱性の低い材料で構成することも可能となる。   FIG.7 (c) has shown the state which the raw material supply apparatus 1 of FIG.7 (b) closed the clearance gap automatically. That is, the lower shaft 7 a is pulled upward by the extension force of the spring 53. As described above, when the length adjusting mechanism 50, which is a length adjusting means, is disposed in the raw material supply pipe 3, the raw material supply pipe 3 can be lengthened while keeping the entire length the same, It is also possible to enlarge the filling volume. In addition, the length adjusting mechanism 50, which is a length adjusting means, can function as a thermal resistance that lowers the heat conduction in the axial direction of the support member. It is also possible to configure with a low material.

図8に、別の実施形態を縦断面図において示す。基本的な構造は、図1のものと同じであるので、重複する説明は省略する。この実施例では、長さ調節手段としての長さ調節機構50が支持部材であるシャフト7に取り付けられていない。従って、このシャフト7が、通常の金属でできている場合は、原料供給管3が石英製であるので、それらの熱膨張差から、原料供給管3の下方端の開口部3aと底蓋5との間に隙間ができることとなる。   FIG. 8 shows another embodiment in a longitudinal sectional view. Since the basic structure is the same as that of FIG. 1, duplicate description is omitted. In this embodiment, the length adjusting mechanism 50 as the length adjusting means is not attached to the shaft 7 as the support member. Therefore, when the shaft 7 is made of a normal metal, the raw material supply pipe 3 is made of quartz. Therefore, from the difference in thermal expansion between them, the opening 3a at the lower end of the raw material supply pipe 3 and the bottom cover 5 are provided. There will be a gap between them.

しかしながら、このシャフト7は、以下のような熱膨張係数を考慮した材料を用いることにより、このような隙間ができることを防止している。即ち、特定の材料から構成されるシャフトが長さ調節手段となるのである。   However, the shaft 7 prevents the formation of such a gap by using a material that takes into consideration the following thermal expansion coefficient. That is, a shaft made of a specific material becomes the length adjusting means.

Figure 2008087999
Figure 2008087999

表1は、種々の材料の特性をまとめる。石英ガラスは、特に熱膨張が小さく、かつ、熱拡散率が小さいので、熱が伝わり難く、熱膨張による伸びが極端に少ないことが分かる。従って、石英ガラスの熱膨張は、ほぼ無視することができ、なるべく熱膨張の小さい材料をシャフト7に用いることが好ましい。例えば、オーステナイト系の典型的なステンレスであるSUS304よりも、モリブデン、タングステン、又はカーボンやカーボン複合材を使用することがより好ましい。カーボンやカーボン複合材の方がより小さな熱膨張係数を持ち得るので、機械的強度等の特性が満足すれば、より好ましいと考えられる。   Table 1 summarizes the properties of the various materials. It can be seen that quartz glass has a particularly low thermal expansion and a low thermal diffusivity, so that it is difficult for heat to be transmitted and the elongation due to thermal expansion is extremely small. Accordingly, the thermal expansion of the quartz glass can be almost ignored, and it is preferable to use a material having a low thermal expansion as much as possible for the shaft 7. For example, it is more preferable to use molybdenum, tungsten, carbon, or a carbon composite material than SUS304, which is a typical austenitic stainless steel. Since carbon and carbon composite materials can have a smaller thermal expansion coefficient, it is more preferable if characteristics such as mechanical strength are satisfied.

尚、SUS304に比べて、モリブデンやタングステンは、熱拡散率が大きく、熱が伝わりやすいので、シャフト7の途中に熱バリアを設けることがより好ましい。例えば、図1に示すように、途中に長さ調節手段としての長さ調節機構を介することがより好ましい。さらに、このようにすると、少ないとはいえ、石英ガラスよりも1桁も大きい熱膨張係数を持つモリブデンやタングステンを用いる場合、このような長さ調節機構を更に設けることがより好ましいことはいうまでもない。   Note that molybdenum and tungsten have a larger thermal diffusivity and heat is more easily transmitted than SUS304, so it is more preferable to provide a thermal barrier in the middle of the shaft 7. For example, as shown in FIG. 1, it is more preferable that a length adjusting mechanism as a length adjusting means is provided in the middle. Furthermore, in this case, it is more preferable to further provide such a length adjusting mechanism when molybdenum or tungsten having a thermal expansion coefficient that is an order of magnitude larger than that of quartz glass is used. Nor.

因みに、熱の伝わり方は、半無限固体の1次元の非定常熱伝導を仮定して、推定することができる。ここで、[数1]式のように温度を変換すれば、1次元の非定常熱伝導の方程式は、[数2]式のようになる。   Incidentally, how heat is transferred can be estimated by assuming one-dimensional unsteady heat conduction of a semi-infinite solid. Here, if the temperature is converted as in [Equation 1], the one-dimensional equation of unsteady heat conduction becomes as in [Equation 2].

Figure 2008087999
Figure 2008087999

Figure 2008087999
Figure 2008087999

ここで、aは、熱拡散率であり、tは時間(S)、xは、距離(m)である。初期条件及び境界条件を[数3]式のように、基準温度を600℃とし、初期温度を0℃とする。このとき、x=0で強制的に温度を600℃に上げたとする。尚、シャフト熱流れは、断熱近似をし、さらに、無限遠を仮定する。   Here, a is the thermal diffusivity, t is time (S), and x is distance (m). The initial condition and boundary condition are set to 600 ° C. and the initial temperature is 0 ° C. as shown in [Formula 3]. At this time, it is assumed that the temperature is forcibly raised to 600 ° C. with x = 0. The shaft heat flow approximates adiabatic and further assumes infinity.

Figure 2008087999
Figure 2008087999

この場合の解は解析的に求めることができ、[数3]式のような誤差関数となる。この誤差関数の変化の仕方を図9に示す。   The solution in this case can be obtained analytically, and becomes an error function as shown in [Equation 3]. FIG. 9 shows how the error function changes.

Figure 2008087999
Figure 2008087999

図9から、θ/θが1/2となる場合、即ち、300℃となる時間及び場所について考えるために、zをもとめれば、zは約0.47である。従って、仮に1時間立ったときの300℃となる位置を求めれば、ステンレスで、は表2に示すように、100mmの位置、モリブデン等で約400から500mmの位置になる。 From FIG. 9, in order to consider the time and place where θ / θ 1 is ½, ie, 300 ° C., z is about 0.47. Accordingly, if a position at 300 ° C. when standing for 1 hour is obtained, the position of stainless steel is 100 mm, and the position of molybdenum is about 400 to 500 mm as shown in Table 2.

Figure 2008087999
Figure 2008087999

表2から、おおよその熱勾配が予想でき、予想を立てるには有効であるが、多くの仮定と、近似をしているため、絶対値が正確なものとはいえず、実験で確認することにする。実際にSUSシャフトを炉内に入れて、隙間の大きさを測定したところ、約9.2mm開いていた。これは、900mmのシャフトであるので、平均シャフト温度は約600℃であったことになる。また、モリブデンでは、約2.9mm、タングステンでは、約2.5mmから3.4mmであった。また、カーボン材では、約2.2mmから約2.8mmであった。この結果から分かるように、タングステンやモリブデンでは、空く隙間がより狭くなるので、原料粉が不用意に落下するおそれが少ないことがわかる。   From Table 2, it is possible to predict the approximate thermal gradient, which is effective for making predictions. However, since it is approximated by many assumptions, the absolute value is not accurate and should be confirmed by experiments. To. When the SUS shaft was actually put in the furnace and the size of the gap was measured, it was about 9.2 mm open. Since this is a 900 mm shaft, the average shaft temperature was about 600 ° C. Further, it was about 2.9 mm for molybdenum, and about 2.5 mm to 3.4 mm for tungsten. Moreover, in the carbon material, it was about 2.2 mm to about 2.8 mm. As can be seen from this result, it can be seen that tungsten and molybdenum are less vacant and the gap is narrower, so that the raw material powder is less likely to fall inadvertently.

特に、モリブデンやタングステンを用い、さらに、上述の長さ調節手段としての長さ調節機構を用いれば、底蓋5と開口部3aとの間に隙間が空くことは実質無くなると期待される。   In particular, if molybdenum or tungsten is used and further the length adjusting mechanism as the above-described length adjusting means is used, it is expected that there is substantially no gap between the bottom lid 5 and the opening 3a.

さらに、上記実施の形態で示した支持部材に用いた長さ調節機構は一例であり、その他の手段であってもかまわない。支持部材と原料供給管との長さの一様ではない変化により、上述のような隙間ができる場合であっても、熱膨張特性やその他の熱特性をそろえることにより、また、長さの調節手段を支持部材に用いることにより、或いは、これらの手段を適宜組み合わせることにより、望ましい原料供給装置を提供できる。   Furthermore, the length adjusting mechanism used for the support member shown in the above embodiment is merely an example, and other means may be used. Even if there is a gap as described above due to non-uniform changes in the length of the support member and the raw material supply pipe, the length can be adjusted by aligning the thermal expansion characteristics and other thermal characteristics. A desired raw material supply apparatus can be provided by using the means for the support member or by appropriately combining these means.

また、上記実施の形態で示した原料供給装置1並びに単結晶引き上げ装置10は一例であり、これらに限られることない。本発明の原料供給装置は、原料供給管(ホッパー本体)の下端開口部を円錐状の底蓋を脱着して開閉する機能を有する如何なる装置へ適用することが可能である。また、原料供給装置1の原料供給管の形状が円筒形のものを例として上述の実施例で説明してきたが、円筒形に限られるものではなく、矩形の筒形状等、他の形状であってもよいことはいうまでもない。また、底蓋の形状も円錐形又は円錐台形状に限られず、例えば角錐や角柱のような、他の形状であってもよいことはいうまでもない。   Moreover, the raw material supply apparatus 1 and the single crystal pulling apparatus 10 shown in the above embodiment are examples, and are not limited to these. The raw material supply apparatus of the present invention can be applied to any apparatus having a function of opening and closing a lower end opening of a raw material supply pipe (hopper body) by attaching and removing a conical bottom lid. In addition, although the above-described embodiment has been described by taking the shape of the material supply pipe of the material supply device 1 as an example of a cylindrical shape, the shape is not limited to the cylindrical shape, and may be other shapes such as a rectangular cylindrical shape. Needless to say, it may be. Further, the shape of the bottom lid is not limited to the conical shape or the truncated cone shape, and it is needless to say that the bottom lid may have another shape such as a pyramid or a prism.

本発明の実施形態について原料供給装置の例を示した断面図である。(a)は、常温時の状態を示し、(b)は、高温時の状態を示し、(c)は、長さ調節機構が機能したときの状態を示したものである。It is sectional drawing which showed the example of the raw material supply apparatus about embodiment of this invention. (A) shows the state at normal temperature, (b) shows the state at high temperature, and (c) shows the state when the length adjusting mechanism functions. 本発明の実施形態について、原料供給装置の別の例を示した断面図である。(a)は、常温時の状態を示し、(b)は、高温時の状態を示し、(c)は、長さ調節機構が機能したときの状態を示したものである。It is sectional drawing which showed another example of the raw material supply apparatus about embodiment of this invention. (A) shows the state at normal temperature, (b) shows the state at high temperature, and (c) shows the state when the length adjusting mechanism functions. 本実施形態の例である原料供給装置を配置した単結晶引き上げ装置の例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the example of the single crystal pulling apparatus which has arrange | positioned the raw material supply apparatus which is an example of this embodiment. 図3の単結晶引き上げ装置であって、原料供給が開始されようとしている状態を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the single crystal pulling apparatus of FIG. 3 in a state in which raw material supply is about to start. 図4の単結晶引き上げ装置において、本実施形態の例である原料供給装置が機能したときの状態を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state when the raw material supply apparatus as an example of the present embodiment functions in the single crystal pulling apparatus of FIG. 4. 図4の単結晶引き上げ装置において、本実施形態の例である原料供給装置が原料の塊状の多結晶シリコンを放出している状態を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the raw material supply apparatus as an example of the present embodiment releases the bulk polycrystalline silicon of the raw material in the single crystal pulling apparatus of FIG. 4. 本発明の実施形態について、原料供給装置のさらに別の例を示した断面図である。(a)は、常温時の状態を示し、(b)は、高温時の状態を示し、(c)は、長さ調節機構が機能したときの状態を示したものである。It is sectional drawing which showed another example of the raw material supply apparatus about embodiment of this invention. (A) shows the state at normal temperature, (b) shows the state at high temperature, and (c) shows the state when the length adjusting mechanism functions. 本発明に係る原料供給装置の別の実施形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed another embodiment of the raw material supply apparatus which concerns on this invention. 誤差関数の挙動を示したグラフである。It is the graph which showed the behavior of an error function. 図形指数の説明図である。It is explanatory drawing of a figure index.

符号の説明Explanation of symbols

1 原料供給装置
3 原料供給管
3a 開口部
5 底蓋
7 シャフト
7a 下方シャフト
9a、9b 第1及び第2の天板
10 単結晶引き上げ装置
12 チャンバ
14 サブチャンバ
16 シード軸
18 ゲートバルブ
20 石英坩堝
22 黒鉛坩堝
24 ヒータ
26 断熱材
28 回転軸
40 フランジ部
42 係止部
46 ランプ材
48 原料融液
71 ストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material supply apparatus 3 Raw material supply pipe 3a Opening part 5 Bottom cover 7 Shaft 7a Lower shaft 9a, 9b 1st and 2nd top plate 10 Single crystal pulling apparatus 12 Chamber 14 Subchamber 16 Seed shaft 18 Gate valve 20 Quartz crucible 22 Graphite crucible 24 Heater 26 Heat insulating material 28 Rotating shaft 40 Flange portion 42 Locking portion 46 Lamp material 48 Raw material melt 71 Stopper

Claims (9)

単結晶育成用原料を供給する原料供給装置であって、
前記原料を保持する略円筒状の原料供給管と、
前記原料供給管の下方開口端に脱着可能に備えられる円錐状の底蓋と、
前記底蓋を吊り下げる支持部材と、を備え、
前記底蓋の装着により閉じられた前記下方開口端を有する前記原料供給管内に保持される原料は、前記底蓋の装脱により開かれた前記下方開口端から放出され、
前記支持部材は、長さ調節手段を備えることを特徴とする原料供給装置。
A raw material supply apparatus for supplying a raw material for growing a single crystal,
A substantially cylindrical raw material supply pipe for holding the raw material;
A conical bottom lid detachably provided at a lower opening end of the raw material supply pipe;
A support member for suspending the bottom lid,
The raw material held in the raw material supply pipe having the lower open end closed by the mounting of the bottom lid is discharged from the lower open end opened by the loading and unloading of the bottom lid,
The raw material supply apparatus, wherein the support member includes length adjusting means.
前記長さ調節手段は、弾性体を用いた伸縮機構であることを特徴とする請求項1記載の原料供給装置。   The raw material supply apparatus according to claim 1, wherein the length adjusting means is an expansion / contraction mechanism using an elastic body. 前記長さ調節手段は、前記支持部材の軸方向の長さにおいて、上方に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の原料供給装置。   The raw material supply apparatus according to claim 1, wherein the length adjusting unit is disposed above the axial length of the support member. 前記長さ調節手段は、前記原料供給管内に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の原料供給装置。   The raw material supply apparatus according to claim 1, wherein the length adjusting unit is disposed in the raw material supply pipe. 前記長さ調節手段は、ばねを含み、前記底蓋の前記下方開口端への装着の際に付勢することを特徴とする請求項1から4いずれか記載の原料供給装置。   The raw material supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the length adjusting means includes a spring and biases when the bottom cover is attached to the lower opening end. 前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、
前記長さ調節手段は、熱膨張率が小さい金属を含む該軸部材からなることを特徴とする請求項1から5いずれか記載の原料供給装置。
The support member includes a shaft member extending along the axial direction,
The raw material supply apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the length adjusting means includes the shaft member including a metal having a low coefficient of thermal expansion.
前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、
前記長さ調節手段は、熱拡散率が小さい金属を含む該軸部材からなることを特徴とする請求項1から5いずれか記載の原料供給装置。
The support member includes a shaft member extending along the axial direction,
The raw material supply apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the length adjusting means includes the shaft member including a metal having a low thermal diffusivity.
前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、
前記長さ調節手段は、金属モリブデンを含む該軸部材からなることを特徴とする請求項1から5いずれか記載の原料供給装置。
The support member includes a shaft member extending along the axial direction,
The raw material supply apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the length adjusting means includes the shaft member containing metallic molybdenum.
前記支持部材は、軸方向に沿って延びる軸部材を含み、
前記長さ調節手段は、CCコンポジットを含む該軸部材からなることを特徴とする請求項1から5いずれか記載の原料供給装置。
The support member includes a shaft member extending along the axial direction,
The raw material supply apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the length adjusting means includes the shaft member including a CC composite.
JP2006268030A 2006-09-29 2006-09-29 Raw material supply equipment Active JP4901405B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006268030A JP4901405B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Raw material supply equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006268030A JP4901405B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Raw material supply equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008087999A true JP2008087999A (en) 2008-04-17
JP4901405B2 JP4901405B2 (en) 2012-03-21

Family

ID=39372525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006268030A Active JP4901405B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Raw material supply equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4901405B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068732A1 (en) * 2001-02-28 2002-09-06 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Recharge pipe for solid multicrystal material, and single crystal producing method using the same
JP2004035357A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Raw material feeding device in single crystal pulling apparatus, raw material for manufacturing single crystal semiconductor, and raw material feeding vessel
JP2004244236A (en) * 2003-02-12 2004-09-02 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Recharge device, ingot pull-up apparatus, and method of manufacturing ingot
JP2006089294A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Sumco Corp Apparatus and method for supplying raw material in czochralski method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068732A1 (en) * 2001-02-28 2002-09-06 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Recharge pipe for solid multicrystal material, and single crystal producing method using the same
JP2004035357A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Raw material feeding device in single crystal pulling apparatus, raw material for manufacturing single crystal semiconductor, and raw material feeding vessel
JP2004244236A (en) * 2003-02-12 2004-09-02 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Recharge device, ingot pull-up apparatus, and method of manufacturing ingot
JP2006089294A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Sumco Corp Apparatus and method for supplying raw material in czochralski method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4901405B2 (en) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101279709B1 (en) System for continuous growing of monocrystalline silicon
TWI596239B (en) Side feed system for czochralski growth of silicon ingots
TWI759399B (en) Crystal pulling system and method including crucible and conditioning members
JP5777336B2 (en) Recharging method of polycrystalline silicon raw material
US20060060133A1 (en) Apparatus and method for supplying raw material in Czochralski method
US20080031720A1 (en) Apparatus and method for supplying solid raw material to single crystal grower
KR101216521B1 (en) Silicon ingot growing apparatus including feed unit
JP4868430B2 (en) Recharge device, ingot pulling device, and ingot manufacturing method
JP4966267B2 (en) Recharge device, raw material supply device, and ingot pulling device
JP4699975B2 (en) Raw material supply apparatus and raw material supply method
US8105514B2 (en) Mold for producing silica crucible
KR20150127682A (en) Crucible assembly for controlling oxygen and related methods
EP2181970A2 (en) Mold for producing silica crucible
JP4901405B2 (en) Raw material supply equipment
JP4931122B2 (en) Raw material supply apparatus and raw material supply method
JP4699976B2 (en) Raw material supply equipment
JP5370394B2 (en) Compound semiconductor single crystal substrate
JP4817379B2 (en) Raw material supply equipment
JP2005001977A (en) Apparatus and method for supplying raw material in czochralski method
WO2015047824A9 (en) Advanced crucible support and thermal distribution management
KR101496248B1 (en) Apparatus for auto seeding of sapphire ingot growth furnace
JP7398702B2 (en) Single crystal growth equipment and single crystal growth equipment protection method
JP4563951B2 (en) Solid material recharging equipment
KR101496249B1 (en) Method for auto seeding of sapphire ingot growth furnace
KR101503237B1 (en) Apparatus for Material Insert

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090813

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111003

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20111012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111227

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4901405

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250