單晶提拉裝置的清洗方法及其清洗用具和單晶的制造方法與流程

本發(fā)明涉及一種基于切克勞斯基法（以下，稱為cz法）的單晶的制造中使用的單晶提拉裝置的清洗方法，尤其涉及一種對常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的殘留于腔室內(nèi)的較小的垃圾、塵埃等異物進行清洗的方法。并且，本發(fā)明涉及一種上述清洗方法中使用的清洗用具及采用上述清洗方法的單晶的制造方法。

背景技術(shù)：

在基于cz法的硅單晶的制造中，結(jié)束提拉工序后的單晶提拉裝置內(nèi)的各處附著有提拉時產(chǎn)生的蒸汽、鋼絲繩的磨損粉末、因碳組件的劣化產(chǎn)生的碳塵、因冷卻結(jié)晶時的石英坩堝的碎裂產(chǎn)生的石英的碎末及殘余硅的碎末等各種異物。若不掃除它們而移到下一提拉工序，則上述異物脫離而附著于生長中的單晶上，從而引起位錯化，因此每結(jié)束提拉工序便進行基于擦拭、真空吸塵及吹氣等的腔室及腔室內(nèi)的組件的拆卸清潔。

然而，由于單晶提拉裝置的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此難以完全掃除單晶提拉裝置的各個角落。因此，僅靠拆卸清潔無法降低單晶的位錯化的發(fā)生率。

為了解決上述問題，專利文獻1中提出有用于掃除難以人工掃除的副腔室的內(nèi)表面及下垂于副腔室內(nèi)的鋼絲繩的清洗裝置。并且，專利文獻2中提出有拆卸清潔單晶提拉裝置，并在腔室內(nèi)設(shè)置組件后且石英坩堝內(nèi)加入原料之前，對腔室內(nèi)進行真空抽吸的方法。

以往技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2001-348293號公報

專利文獻2：日本專利公開2013-147406號公報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在上述專利文獻2中所記載的清洗方法中，也無法充分地去除附著在腔室內(nèi)壁及腔室內(nèi)的組件上的細小的異物，從而要求對清洗方法的進一步改善。

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠去除腔室內(nèi)異物而抑制單晶的位錯化的單晶提拉裝置的清洗方法。并且，本發(fā)明的另一目的在于提供一種這種清洗方法中使用的清洗用具。本發(fā)明的又一目的在于提供一種包括這種清洗方法的單晶的制造方法。

用于解決技術(shù)課題的方案

為了解決上述課題，基于本發(fā)明的第1方式的單晶提拉裝置的清洗方法的特征在于，具有如下清洗工序：準備模仿了包括模仿了坩堝內(nèi)的原料熔液的液面的仿制液面、及模仿了從所述原料熔液的液面向上方提拉途中的單晶錠的第1仿制錠的所述坩堝的仿制坩堝，并以在單晶提拉裝置的已被減壓的腔室內(nèi)設(shè)置有所述仿制坩堝的狀態(tài)供給氣體，使受到了所述仿制坩堝的影響的所述氣體的流動產(chǎn)生，以使附著在所述腔室的壁面或所述腔室內(nèi)的組件上的異物脫落。

根據(jù)本發(fā)明，模擬性地再現(xiàn)單晶提拉中的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，有意地使氣體的較強的流動及亂流產(chǎn)生，從而能夠使附著在腔室的壁面或腔室內(nèi)的組件上的異物脫離，并能夠預(yù)先去除常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的殘留于腔室內(nèi)的較小的垃圾、塵埃等異物。因此，能夠減少之后的提拉工序中的異物的脫離，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述單晶提拉裝置具有：旋轉(zhuǎn)支承軸，其在所述腔室內(nèi)可升降地支承所述坩堝；及熱屏蔽體，其配置在所述旋轉(zhuǎn)支承軸的上方，以使所述仿制液面與所述熱屏蔽體下端之間的第1隙寬實質(zhì)上和實際單晶提拉工序中的所述原料熔液的液面與所述熱屏蔽體下端之間的第2隙寬相等的方式，即以成為實際單晶提拉中可采用的隙寬的方式，調(diào)整所述仿制坩堝的高度而實施所述清洗工序。如此，通過在清洗工序中再現(xiàn)熱屏蔽體與原料熔液的液面之間的狹窄的隙寬，能夠再現(xiàn)氣體的較強的流動及亂流。因此，能夠預(yù)先去除實際提拉時脫離的異物，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

基于本發(fā)明的清洗方法優(yōu)選在所述清洗工序中使所述仿制坩堝上下擺動。如此，通過使仿制坩堝上下擺動，能夠有意地使腔室內(nèi)的氣體的流動發(fā)生變化。因此，能夠防止實際提拉中的起塵，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

所述第1仿制錠優(yōu)選具有直徑逐漸變大的肩部及直徑維持恒定的軀體部，當提升所述仿制坩堝時，以所述肩部的下端從比所述熱屏蔽體的下端更靠下方的第1高度位置移動至比所述熱屏蔽體的所述下端更靠上方的第2高度位置的方式，使所述第1仿制錠與所述仿制坩堝一同上升。當肩部的下端（軀體部的上端）成為與熱屏蔽體的下端相同的高度時，氣體的流動急劇變強，因此能夠去除腔室內(nèi)的異物。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述仿制坩堝為樹脂制。當包括仿制液面及第1仿制錠的仿制坩堝整體由樹脂構(gòu)成時，能夠以非常低的成本來制作，且也容易操作。并且，當仿制坩堝為白色材料時，碳屑等黑色異物掉落而附著在仿制坩堝時能夠通過肉眼觀察來將其捕捉，從而也能夠作為異物的回收/確認裝置發(fā)揮功能。

基于本發(fā)明的清洗方法，優(yōu)選準備模仿了單晶錠的第2仿制錠，在所述清洗工序中，以在所述腔室內(nèi)吊設(shè)有所述第2仿制錠的狀態(tài)供給氣體，使受到了所述第2仿制錠的影響的所述氣體的流動產(chǎn)生，以使附著在所述腔室的壁面或所述腔室內(nèi)的組件上的異物脫落。根據(jù)本發(fā)明，還再現(xiàn)單晶提拉中的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，有意地使氣體的較強的流動及亂流產(chǎn)生，從而能夠使附著在腔室的壁面或腔室內(nèi)的組件上的異物脫離，并能夠預(yù)先去除常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的殘留于腔室內(nèi)的較小的垃圾、塵埃等異物。因此，能夠減少之后的提拉工序中的異物的脫離，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

基于本發(fā)明的清洗方法優(yōu)選以將所述第2仿制錠與所述第1仿制錠連結(jié)的狀態(tài)實施所述清洗工序。通過如此設(shè)定，能夠在腔室內(nèi)再現(xiàn)長條的單晶錠，并能夠再現(xiàn)實際提拉工序中所產(chǎn)生的氣體的較強的流動及亂流。因此，能夠預(yù)先去除殘留于腔室內(nèi)的異物，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述腔室具有：主腔室；及副腔室，其與所述主腔室的上部開口連結(jié)，以將所述第2仿制錠配置在所述副腔室內(nèi)的狀態(tài)實施所述清洗工序。由此，能夠再現(xiàn)副腔室與單晶錠之間的狹窄的隙寬，并能夠在副腔室內(nèi)產(chǎn)生氣體的較強的流動。因此，能夠預(yù)先去除實際提拉時從副腔室脫離的異物，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

基于本發(fā)明的清洗方法優(yōu)選以與所述仿制坩堝獨立地使所述第2仿制錠上下擺動的狀態(tài)實施所述清洗工序。通過使第2仿制錠上下擺動，能夠有意地使氣體的流動發(fā)生變化。因此，能夠降低實際提拉時的起塵量，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述單晶提拉裝置還具有鋼絲繩，其與所述旋轉(zhuǎn)支承軸配置在同軸上，且在末端部安裝有掛鉤，在所述第2仿制錠的末端部安裝有環(huán)配件，通過將所述掛鉤與所述環(huán)配件卡合且使所述卡合帶游隙，將所述第2仿制錠與所述鋼絲繩的下端部連結(jié)。由此，當將第2仿制錠搭載于第1仿制錠上而進行連結(jié)時，能夠避免鋼絲繩的撓曲的發(fā)生，并能夠使第2仿制錠與第1仿制錠一同升降。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述第2仿制錠為樹脂制。由此，能夠以低成本制作第2仿制錠，且設(shè)置時也容易操作。并且，當?shù)?仿制錠為白色材料時，附著有碳屑等黑色異物時能夠通過肉眼觀察來將其捕捉，從而也能夠作為異物的回收/確認裝置發(fā)揮功能。

基于本發(fā)明的第2方式的單晶提拉裝置的清洗方法的特征在于，具有如下清洗工序：準備模仿了單晶錠的仿制錠，以在單晶提拉裝置的已被減壓的腔室內(nèi)吊設(shè)有所述仿制錠的狀態(tài)供給氣體，使受到了所述仿制錠的影響的所述氣體的流動產(chǎn)生，以使附著在所述腔室的壁面或所述腔室內(nèi)的組件上的異物脫落。

根據(jù)本發(fā)明，模擬性地再現(xiàn)單晶提拉中的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，有意地使氣體的較強的流動及亂流產(chǎn)生，從而能夠使附著在腔室的壁面或腔室內(nèi)的組件上的異物脫離，并能夠預(yù)先去除常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的殘留于腔室內(nèi)的較小的垃圾、塵埃等異物。因此，能夠減少之后的提拉工序中的異物的脫離，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

在基于本發(fā)明的第2方式的清洗方法中，優(yōu)選所述仿制錠為樹脂制，將所述腔室內(nèi)的溫度設(shè)定為常溫而實施所述清洗工序。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述仿制錠具有：肩部，其直徑逐漸變大；及軀體部，其在所述肩部的下方直徑維持恒定，在所述清洗工序中，以所述肩部的下端穿過設(shè)置在所述坩堝的上方的熱屏蔽體下端的開口的方式提拉所述仿制錠。在用于提拉單晶的提拉軸的下端連接仿制錠，并在使肩部的下端（軀體部的上端）從比熱屏蔽體的下端更靠下方的高度位置移動至比熱屏蔽體的下端更靠上方的高度位置的情況下，當肩部的下端成為與熱屏蔽體的下端相同的高度時，氣體的流動急劇變強，因此能夠去除腔室內(nèi)的異物。

基于本發(fā)明的第2方式的清洗方法也可以將支承原料熔液的坩堝設(shè)置在所述腔室內(nèi)，并在所述坩堝內(nèi)實際上蓄有所述原料熔液的高溫下的所述腔室內(nèi)實施所述清洗工序。在這種情況下，優(yōu)選所述坩堝由石英構(gòu)成，且所述仿制錠由選自硅、石英、碳、碳化硅及鉬中的至少一種材料構(gòu)成。如此，通過在即將開始單晶提拉工序的高溫下進行清洗，能夠充分去除腔室內(nèi)的異物。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述仿制錠具有：肩部，其直徑逐漸變大；及軀體部，其在所述肩部的下方直徑維持恒定，在所述清洗工序中，以所述肩部的下端穿過設(shè)置在所述坩堝的上方的熱屏蔽體下端的開口的方式提拉所述仿制錠。在用于提拉單晶的提拉軸的下端連接仿制錠，并在使肩部的下端（軀體部的上端）從比熱屏蔽體的下端更靠下方的高度位置移動至比熱屏蔽體的下端更靠上方的高度位置的情況下，當肩部的下端成為與熱屏蔽體的下端相同的高度時，氣體的流動急劇變強，因此能夠去除腔室內(nèi)的異物。

在本發(fā)明中，優(yōu)選以使開始所述清洗工序時的所述坩堝的高度位置低于開始所述單晶提拉工序時的所述坩堝的高度位置的方式，調(diào)整所述坩堝的高度。而且，優(yōu)選當所述清洗工序中所述肩部的所述下端處在與所述熱屏蔽體的所述下端相同的高度時，以使所述原料熔液的液面與所述熱屏蔽體的下端之間的第1隙寬實質(zhì)上和實際單晶提拉工序中的所述原料熔液的液面與所述熱屏蔽體的下端之間的第2隙寬相等的方式，即以成為實際單晶提拉中可采用的隙寬的方式，調(diào)整所述坩堝的高度。通過如此設(shè)定，能夠進一步加快導(dǎo)入于腔室內(nèi)的氣體的流速。尤其，通過再現(xiàn)盡量與實際單晶提拉工序接近的條件，能夠可靠地去除腔室內(nèi)的異物。

基于本發(fā)明的第2方式的清洗方法優(yōu)選在向所述坩堝內(nèi)追加投入原料后，進行所述清洗工序。在這種情況下，優(yōu)選在使用與用于提拉單晶的提拉軸的下端連接的投入管追加投入所述原料后，用所述仿制錠來更換所述投入管后進行所述清洗工序。當追加補充原料時，或再投入時，或追加投入新的單晶提拉工序中所使用的原料時，原料的微粉在腔室內(nèi)擴散而附著，并在提拉工序中脫落，由此有可能會成為單晶的位錯化的原因。但是，通過在追加投入后且提拉工序之前實施最終清洗，能夠更進一步降低單晶的位錯化的發(fā)生率。

在本發(fā)明中，優(yōu)選所述仿制錠具有中空結(jié)構(gòu)。當仿制錠為塊狀時，因在高溫腔室內(nèi)進行熱膨脹而容易出現(xiàn)龜裂或破裂。但是，當仿制錠為中空結(jié)構(gòu)時，能夠抑制蓄熱而防止龜裂或破裂的發(fā)生。

基于本發(fā)明的第3方式的硅單晶提拉裝置的清洗用具的特征在于，具備：仿制坩堝，其模仿了單晶的提拉中使用的坩堝；仿制液面，其模仿了所述坩堝內(nèi)的原料熔液的液面；及第1仿制錠，其模仿了從所述原料熔液的液面向上方提拉途中的單晶錠。

基于本發(fā)明的清洗用具優(yōu)選還具備模仿了單晶錠的第2仿制錠，且所述第1仿制錠的上端部具有圓錐形狀的凸部，所述第2仿制錠的下端部具有可與所述第1仿制錠的所述上端部嵌合的圓錐形狀的凹部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使第2仿制錠與第1仿制錠連結(jié)，并能夠在腔室內(nèi)再現(xiàn)長條的單晶錠。

基于本發(fā)明的第4方式的單晶提拉裝置的清洗用具的特征在于，由模仿了單晶錠的仿制錠構(gòu)成，所述仿制錠的下端部具有圓錐形狀的凹部。根據(jù)本發(fā)明，能夠使用仿制錠來再現(xiàn)與實際提拉時相同的環(huán)境，能夠在腔室內(nèi)產(chǎn)生氣體的較強的流動及亂流而預(yù)先去除實際提拉時脫離的異物，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。并且，通過連結(jié)仿制錠，能夠在腔室內(nèi)再現(xiàn)長條的單晶錠。

基于本發(fā)明的第5方式的單晶的制造方法的特征在于，具備：拆卸清潔單晶提拉裝置的腔室及所述腔室內(nèi)的組件的工序；在所述拆卸清潔后，通過上述清洗方法實施所述單晶提拉裝置的最終清洗的工序；及在結(jié)束所述最終清洗后，使用所述單晶提拉裝置來提拉單晶的工序。

根據(jù)本發(fā)明，模擬性地再現(xiàn)單晶提拉中的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，有意地使氣體的較強的流動及亂流產(chǎn)生，從而能夠使附著在腔室的壁面或腔室內(nèi)的組件上的異物脫離，并能夠預(yù)先去除常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的殘留于腔室內(nèi)的較小的垃圾、塵埃等異物。因此，能夠減少之后的提拉工序中的異物的脫離，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠去除常規(guī)的拆卸清潔中無法去除干凈的腔室內(nèi)的異物而抑制單晶的位錯化的單晶提拉裝置的清洗方法。并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種這種清洗方法中使用的清洗用具。而且，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過采用這種清洗方法而單晶收率得到提高的單晶的制造方法。

附圖說明

圖1是表示基于本發(fā)明的成為清洗對象的單晶提拉裝置1的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖。

圖2是用于說明基于本發(fā)明的第1實施方式的單晶提拉裝置1的清洗方法（最終清洗工序）的剖視圖。

圖3是表示仿制坩堝30及仿制錠40的結(jié)構(gòu)的概略立體圖。

圖4是用于說明仿制坩堝30的作用的剖視圖。

圖5是用于說明清洗中的仿制坩堝30及第2仿制錠40的配置的一例的圖。

圖6是用于說明清洗中的仿制坩堝30及第2仿制錠40的配置的另一例的圖。

圖7是用于說明基于本發(fā)明的第2實施方式的單晶提拉裝置1的清洗方法的剖視圖。

圖8是用于與圖7一同說明單晶提拉裝置1的清洗方法的剖視圖。

圖9是用于與圖7及圖8一同說明單晶提拉裝置1的清洗方法的剖視圖。

圖10是用于與圖7至圖9一同說明單晶提拉裝置1的清洗方法的剖視圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細的說明。

圖1是表示基于本發(fā)明的成為清洗對象的單晶提拉裝置1的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖。

如圖1所示，該單晶提拉裝置1為用于通過cz法制造半導(dǎo)體用硅單晶的裝置，具備腔室10、配置在腔室10的內(nèi)側(cè)的隔熱材料11、支承容納于腔室10內(nèi)的石英坩堝12的基座13、可升降地支承基座13的旋轉(zhuǎn)支承軸14、以包圍基座13周圍的方式配置的加熱器15、配置在基座13的上方的熱屏蔽體16、在基座13的上方且與旋轉(zhuǎn)支承軸14在同軸上配置的單晶提拉用鋼絲繩17及配置在腔室10的上方的鋼絲繩卷取機構(gòu)18。

腔室10由主腔室10a及與主腔室10a的上部開口連結(jié)的副腔室10b構(gòu)成，上述石英坩堝12、基座13、旋轉(zhuǎn)支承軸14、加熱器15及熱屏蔽體16設(shè)置在主腔室10a內(nèi)。卷取機構(gòu)18配置在副腔室10b的上方，鋼絲繩17從卷取機構(gòu)18穿過副腔室10b內(nèi)而向下方延伸，鋼絲繩17的末端部延伸至主腔室10a的內(nèi)部空間。圖1中示出了在鋼絲繩17的末端部吊設(shè)有硅單晶2的狀態(tài)。

熱屏蔽體16抑制硅熔液2的溫度變動而在晶體生長界面附近形成適當?shù)臒釁^(qū)，并且為了防止因來自加熱器15及石英坩堝12的輻射熱引起的硅單晶2的加熱而設(shè)置。熱屏蔽體16為覆蓋除了硅單晶2的提拉路徑以外的硅熔液2的上方區(qū)域的碳制部件，尤其具有從下端朝向上端而開口尺寸變大的倒圓錐臺形狀。熱屏蔽體16的下端的開口直徑大于硅單晶2的直徑，由此確保硅單晶2的提拉路徑。并且，熱屏蔽體16的下端的開口直徑小于石英坩堝12的口徑，熱屏蔽體16的下端部位于石英坩堝12的內(nèi)側(cè)，因此即使將石英坩堝12的邊緣上端提升至比熱屏蔽體16的下端更靠上方，熱屏蔽體16也不會干擾石英坩堝12。

以上結(jié)構(gòu)中，在硅單晶的提拉工序中，首先，在基座13內(nèi)設(shè)置石英坩堝12，在石英坩堝12內(nèi)填充硅原料，在鋼絲繩17的末端部安裝籽晶。接著，通過加熱器15對硅原料進行加熱而生成硅熔液3，使籽晶下降而使其與硅熔液3接觸。然后，一邊旋轉(zhuǎn)石英坩堝12一邊緩慢提升籽晶，由此使略呈圓柱狀的硅單晶2生長。

單晶提拉中，腔室10內(nèi)被保持在恒定的減壓狀態(tài)。從設(shè)置在副腔室10b的上部的進氣口19a供給氬氣，從設(shè)置在主腔室10a的下部的排氣口19b排出氬氣，由此在腔室10內(nèi)產(chǎn)生如虛線箭頭表示的氬氣的流動，該流動（氣流）根據(jù)單晶的生長狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化。另外，腔室10內(nèi)的氣氛氣體并不限定于氬氣，可以使用其他惰性氣體。

硅單晶2的直徑通過控制其提拉速度及加熱器15的溫度來進行控制。在硅單晶2的生長中，在形成晶體直徑縮小為較細的頸部后，將晶體直徑以圓錐狀擴展而形成肩部。在單晶生長至規(guī)定直徑的時刻以恒定的直徑繼續(xù)提拉以形成軀體部，結(jié)束提拉時將直徑縮小為較細以形成尾部，最終從液面分離。通過以上，完成具有肩部及軀體部的硅單晶錠。

以上是對單晶提拉裝置1的結(jié)構(gòu)及動作進行的說明。接著，對這種單晶提拉裝置1的清洗方法進行說明。作為單晶提拉裝置1的清洗，有拆卸清潔及拆卸清潔后的最終清洗。拆卸清潔為如下工序：批處理結(jié)束后拆卸裝置，對各部進行清潔，去除附著在腔室10的內(nèi)壁及腔室10內(nèi)的組件上的粉體及堆積物等。

另一方面，最終清洗為在這種拆卸清潔后且開始下一硅單晶的提拉工序之前進行的清洗工序。通過該最終清洗，能夠去除拆卸清潔中無法去除干凈的腔室10內(nèi)的異物。

圖2是用于說明基于本發(fā)明的第1實施方式的單晶提拉裝置1的清洗方法（最終清洗工序）的剖視圖。

如圖2所示，在最終清洗中，為了再現(xiàn)單晶提拉中的腔室10內(nèi)環(huán)境，使用兩種清洗用具。一種是模仿了實際石英坩堝12形狀的仿制坩堝30，另一種是模仿了單晶錠形狀的仿制錠40。

圖3是表示仿制坩堝30及仿制錠40的結(jié)構(gòu)的概略立體圖。

如圖3所示，仿制坩堝30為具有實質(zhì)上與實際使用的石英坩堝12相同的尺寸（口徑）的樹脂制的部件。仿制坩堝30的形狀只要與實際使用的石英坩堝12類似即可，并不要求嚴密的一致性。在仿制坩堝30內(nèi)模仿了硅熔液3的液面的仿制液面31與仿制坩堝30形成為一體，而且模仿了從硅熔液3的液面向上方被提拉的硅單晶的形狀的仿制錠32（第1仿制錠）與仿制液面31形成為一體。即，仿制坩堝30為包括仿制液面31及仿制錠32的單一結(jié)構(gòu)體。

仿制坩堝30直接設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支承軸14的上端部。即，不使用基座13。這是因為，在實際提拉工序中在高溫下被軟化的石英坩堝12需要用基座13來支承，但清洗工序是在常溫下進行，從而無需考慮仿制坩堝30的變形。并且，通過省略基座13的設(shè)置，能夠簡化清洗工序的準備工作。另外，仿制坩堝30的底部必須是可設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支承軸14的形狀。

仿制錠40（第2仿制錠）為具有實質(zhì)上與實際被提拉的硅單晶錠相同的直徑的樹脂制的部件，且具有朝向下方直徑逐漸變大的肩部40a及直徑恒定的軀體部40b。在肩部40a的上端部設(shè)置有環(huán)配件40d，設(shè)置在鋼絲繩17的末端部的掛鉤17a與該環(huán)配件40d卡合，由此仿制錠40被吊設(shè)成升降自如。而且，掛鉤17a與環(huán)配件40d的卡合帶游隙，因此在后述的仿制錠40搭載在仿制錠32上的狀態(tài)下，能夠避免鋼絲繩17的較大的撓曲。

仿制錠40能夠和與仿制坩堝30成一體的仿制錠32嵌合。仿制錠32的上端部具有圓錐形狀的凸部32a（肩部），仿制錠40的下端部具有圓錐形狀的凹部40c，因此僅使仿制錠40下降便能夠與仿制錠32嵌合。即使在仿制錠40受到氬氣的風壓而擺動的情況下，也能夠一邊以自對準的方式修正其中心軸的位置偏離一邊與仿制錠32連結(jié)。而且，通過使仿制錠40與仿制錠32連結(jié)，能夠再現(xiàn)長條的單晶（參考圖5）。

在本實施方式中，使用2個仿制錠。仿制錠32與仿制坩堝30成一體，且發(fā)揮對比熱屏蔽體16更靠下方的氬氣的流動賦予變化的作用。并且，仿制錠40發(fā)揮對比熱屏蔽體16更靠上方的氬氣的流動賦予變化的作用，并以實際上提拉單晶的狀態(tài)使腔室10內(nèi)各部分的開口面積變窄來使氬氣的流動發(fā)生變化。

仿制坩堝30及仿制錠40的材料并無特別限定，但優(yōu)選使用聚丙烯等樹脂。使用樹脂時容易加工，且能夠廉價地制作。并且，當為白色材料時，例如碳屑等黑色異物掉落而附著于仿制錠40及仿制坩堝30時，能夠通過肉眼觀察來將其捕捉，從而也能夠作為異物的回收/確認裝置發(fā)揮功能。

在最終清洗工序中，在將仿制坩堝30及仿制錠40設(shè)置在腔室10內(nèi)后，向腔室10內(nèi)供給規(guī)定流量的氬氣，并將腔室10內(nèi)設(shè)為常溫/減壓下的氬氣氛。氬氣從設(shè)置在副腔室10b的上部的進氣口19a供給，并通過副腔室10b及主腔室10a而從設(shè)置在主腔室10a下部的排氣口19b排出。腔室10內(nèi)的氣壓優(yōu)選設(shè)為20～30torr，并且氬氣的供給量例如能夠設(shè)為130l/min。腔室10內(nèi)的氣壓通過壓力計來測量，從排氣口19b排出的氬氣的排氣量以腔室10內(nèi)的氣壓成為恒定的方式進行控制。

在本實施方式中，最終清洗在常溫下進行。也可以將腔室10內(nèi)的溫度提高至與實際單晶提拉工序相同的溫度而在高溫下進行清洗，但需要花費用于提高腔室10內(nèi)溫度或清洗后進行冷卻的時間，因此效率不高。并且，作為仿制錠40及仿制坩堝30不能采用樹脂制。鑒于這種理由，最終清洗優(yōu)選在常溫下進行。

在最終清洗中，上述的腔室內(nèi)的常溫/減壓狀態(tài)被保持一定時間。清洗時間并無特別限定，但優(yōu)選2～8個小時左右。

圖4是用于說明仿制坩堝30的作用的剖視圖。

在最終清洗中，提升仿制坩堝30而使其接近熱屏蔽體16，并將仿制錠31向熱屏蔽體16的開口部16a插入。此時，可以一邊旋轉(zhuǎn)仿制坩堝30一邊提升，也可以不旋轉(zhuǎn)而提升。

已知，單晶的紊亂多在單晶的肩部進入熱屏蔽體16的開口部時發(fā)生。認為這是因為，隨著單晶的肩部進入目前為止仍較寬的熱屏蔽體16的開口部16a而開口面積變窄，通過單晶成為阻礙氬氣流動的阻抗而氬氣的流速增強，目前為止仍附著在腔室10的壁體或組件上的異物脫離而附著于單晶。因此，在最終清洗中，通過有意將單晶的肩部插入熱屏蔽體16的開口部來再現(xiàn)異物容易脫離的環(huán)境。

熱屏蔽體16的開口部16a的直徑為稍大于單晶的直徑的程度。最初開口面積較寬，因此氬氣也較順暢地流動，但若因仿制坩堝30的上升而仿制錠32的肩部進入開口部16a，則開口面積急劇變窄，欲穿過仿制坩堝30與熱屏蔽體16之間的狹窄的間隙的氬氣的流速增強。由此，腔室10內(nèi)的氣流發(fā)生變化，容易產(chǎn)生亂流，因此能夠使附著在腔室10內(nèi)的角落及凹部的微細的異物脫落而飄起，從而能夠與氣流一同排氣去除這些異物。

若提升仿制坩堝30，則不僅熱屏蔽體16與仿制錠32之間的間隙變窄，而且熱屏蔽體16與仿制坩堝30的邊緣上端之間的間隙也變窄。因此，欲穿過熱屏蔽體16與仿制坩堝30之間的狹窄的間隙的氬氣的流速進一步增強，腔室10內(nèi)的氣流發(fā)生變化而容易產(chǎn)生亂流。

當提升仿制坩堝30而接近熱屏蔽體16時，優(yōu)選使仿制液面31與熱屏蔽體16下端之間的隙寬（第1隙寬）g實質(zhì)上和實際單晶提拉工序中的石英坩堝12內(nèi)的硅熔液3的液面與熱屏蔽體16下端之間的隙寬（第2隙寬）相等，即優(yōu)選以成為實際單晶提拉中可采用的隙寬的方式進行調(diào)整，更優(yōu)選將該狀態(tài)保持一定時間。通過如此設(shè)定，欲穿過熱屏蔽體16與仿制液面31之間的狹窄的間隙的氬氣的流速進一步增強，因此腔室10內(nèi)的氣流發(fā)生變化而容易產(chǎn)生亂流。因此，能夠使附著于腔室10內(nèi)的異物脫落而飄起，從而能夠與氣流一同排氣去除這些異物。

圖5是用于說明清洗中的仿制坩堝30及仿制錠40的配置的一例的圖。

如圖5所示，仿制錠40可以與仿制坩堝30連結(jié)。剛開始設(shè)置仿制坩堝30及仿制錠40時，兩者并未連結(jié)，但通過使仿制錠40下降能夠使兩者連結(jié)，從而能夠在腔室10內(nèi)再現(xiàn)更長條的單晶。而且，在清洗中，優(yōu)選將仿制錠40與仿制坩堝30連結(jié)的狀態(tài)保持一定時間。通過如此設(shè)定，能夠再現(xiàn)更接近于實際提拉的狀態(tài)，從而能夠使氬氣的流動及流速進一步發(fā)生變化。

而且，在本實施方式中，掛鉤17a與環(huán)配件40d的卡合帶游隙，因此當將仿制錠40搭載于仿制錠32上而進行連結(jié)時，能夠避免鋼絲繩17的較大的撓曲，并能夠使仿制錠40與仿制錠32一同升降。

在最終清洗中，還優(yōu)選使仿制坩堝30上下擺動。此時，仿制錠40可以與仿制坩堝30連結(jié)，也可以從仿制坩堝30分離?？傊?，通過使仿制坩堝30上下移動而腔室10內(nèi)的氣流進一步發(fā)生變化，因此能夠在腔室10內(nèi)產(chǎn)生氬氣的亂流，從而能夠去除腔室10內(nèi)的異物。

在最終清洗中，還優(yōu)選從仿制坩堝30分離仿制錠40，且與仿制坩堝30獨立地使仿制錠40上下擺動。在這種情況下，可以固定仿制坩堝30的高度方向的位置而僅使仿制錠40上下移動，也可以固定仿制錠40而使仿制坩堝30上下移動，還可以分別使兩者上下移動。當從仿制坩堝30分離仿制錠40時，通過較大地改變仿制錠40的高度方向的位置，能夠使腔室10內(nèi)的氣流發(fā)生變化，從而能夠使僅靠仿制錠40停留在一定位置時未能飄起的異物飄起。

圖6是用于說明清洗中的仿制坩堝30及仿制錠40的配置的另一例的圖。

如圖6所示，仿制錠40也可以配置在防止坩堝30副腔室10b內(nèi)。當仿制錠40位于副腔室10b內(nèi)時，通過氬氣穿過仿制錠40與副腔室10b的內(nèi)壁面之間的狹窄的間隙而氣流風速變強。在副腔室10b的上部有閘閥及傳感器等呈凹凸面的部件，且容易附著異物，但由于副腔室10b內(nèi)的氣流變強，因此能夠去除副腔室10b內(nèi)的異物。并且，因氣流風速變強而主腔室10a內(nèi)的氣流風速也變強，而容易產(chǎn)生亂流，因此可去除主腔室10a內(nèi)的異物。

在結(jié)束最終清洗后，對腔室10進行大氣開放，取出仿制坩堝30及仿制錠40，在旋轉(zhuǎn)支承軸14上設(shè)置基座13及石英坩堝12，向石英坩堝12內(nèi)填充硅原料。然后，進行上述的常規(guī)的單晶提拉工序。如上所述，在本實施方式中，進行最終清洗，因此能夠在單晶提拉工序中降低由腔室10內(nèi)殘存的異物的影響造成的位錯化的發(fā)生概率。

如上說明，基于本實施方式的單晶提拉裝置1的清洗方法，再現(xiàn)單晶提拉時的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，因存在石英坩堝及單晶錠而人為地作出腔室內(nèi)產(chǎn)生的氬氣的較強的流動及亂流，由此有意地使惰性氣體的流量發(fā)生變化，使附著在腔室內(nèi)的角落及凹部的異物脫離而預(yù)先去除，因此能夠減少之后的提拉工序中的起塵量，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

圖7～圖10是用于說明基于本發(fā)明的第2實施方式的單晶提拉裝置的清洗方法的剖視圖。

如圖7所示，該清洗方法的特征在于以即將開始單晶提拉工序的石英坩堝12內(nèi)蓄有硅熔液3的狀態(tài)實施使用了仿制錠50的清洗這一點。因此，不同于第1實施方式，在腔室10內(nèi)并不是設(shè)置仿制坩堝而是設(shè)置單晶提拉工序中實際使用的石英坩堝12，石英坩堝12被加熱器15加熱，腔室10內(nèi)被保持在高溫。

基于第1實施方式的清洗方法作為開始單晶生長工序之前的清洗方法被認可為有一定效果。但是，例如，如圖8所示，在如使用投入管60向石英坩堝12內(nèi)追加投入硅原料5的情況下，附著在投入管60表面的硅微粉在腔室10內(nèi)脫離而飄起，或使投入管60內(nèi)的硅原料掉落而投入到石英坩堝12內(nèi)時，附著在投入管60內(nèi)表面及硅原料5的硅微粉飄起，而附著于熱屏蔽體16等的爐內(nèi)結(jié)構(gòu)物上，導(dǎo)致成為單晶的位錯化的原因。因此，在本實施方式中，在即將開始單晶提拉工序的高溫下的腔室10內(nèi)實施使用了仿制錠的清洗，以實現(xiàn)腔室10內(nèi)的進一步的凈化。

腔室10內(nèi)為高溫，石英坩堝12保持有硅熔液3，因此需要清洗中所使用的仿制錠50具有耐熱性且不會污染硅熔液3。因此，仿制錠50的原材料優(yōu)選為硅、石英、碳、碳化硅（sic）、表面被sic所包覆的碳及鉬等。作為仿制錠50，例如，能夠使用在使用與清洗對象相同種類的單晶提拉裝置進行提拉后，將未被作為晶圓產(chǎn)品進行加工的硅單晶錠加工成規(guī)定形狀的仿制錠。如此，通過將未被產(chǎn)品化的硅單晶錠用作仿制錠50，能夠省略從頭開始制作仿制錠的工夫，從而能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用。

仿制錠50的形狀與通過cz法實際生長的硅單晶錠的頂端側(cè)的形狀同樣地，只要具有從上向下直徑逐漸變大的肩部50a及在肩部50a的下方直徑維持恒定的軀體部50b即可。并且，仿制錠50可以是在其內(nèi)部具有空腔的中空結(jié)構(gòu)，也可以是沒有空腔的塊體。當為中空結(jié)構(gòu)的仿制錠50時，也可以在其底部形成開口。當仿制錠為中空結(jié)構(gòu)時，能夠抑制蓄熱而防止龜裂或破裂的發(fā)生。在清洗工序中，仿制錠50不能與硅熔液3接觸，因此仿制錠50的軀體部50b長度需要考慮石英坩堝12內(nèi)的硅熔液的液面的高度而設(shè)定。

接著，參考圖7～圖10對清洗工序進行說明。

首先，如圖8所示，使用投入管60進行硅原料5的追加投入。追加投入也可以為了提拉所謂的多段拉晶法中的第二階段以后的硅單晶錠而進行。多段拉晶法中，在提拉硅單晶后，向同一石英坩堝內(nèi)追加供給硅原料而進行熔解，從所獲得的硅熔液進行硅單晶的提拉，并通過重復(fù)這種原料供給工序和單晶提拉工序，從一個石英坩堝制造出多條硅單晶。根據(jù)多段拉晶法，能夠降低每條硅單晶的石英坩堝的原價成本。并且，能夠降低拆卸腔室而更換石英坩堝的頻率，因此能夠提高作業(yè)效率。

追加投入還可以為了在所謂的單拉晶法中向石英坩堝內(nèi)補充硅原料而進行。在這種情況下，在腔室10內(nèi)對常溫下預(yù)先加入到石英坩堝12內(nèi)的多晶硅進行加熱而生成硅熔液3后，追加供給硅原料。根據(jù)該方法，能夠提拉長條的硅單晶，從而能夠提高作業(yè)效率。

投入管60為具有可開閉的底蓋61的圓筒狀的石英玻璃制的容器。投入管60吊設(shè)在鋼絲繩17的下端，從副腔室10b中的位置使投入管60下降而接近到熔液面附近。然后，通過開啟底蓋61，投入管60內(nèi)所追加的硅原料5掉落而投入到石英坩堝12內(nèi)。

如上所述，在使用了投入管60的硅原料的追加工序中，在腔室10的壁面及熱屏蔽體16等爐內(nèi)結(jié)構(gòu)物中容易附著硅微粉，這可能會成為單晶的位錯化的原因。因此，在本實施方式中，在硅原料的追加工序后，實施使用了仿制錠50的腔室10內(nèi)的清洗工序。

在清洗工序中，拆下安裝在鋼絲繩17的下端的空投入管60，并用仿制錠50來更換后，如圖9所示，使仿制錠50下降至熔液面附近。此時，優(yōu)選使石英坩堝12也盡量向下方下降。即，以使開始清洗工序時的石英坩堝12的高度位置低于開始單晶提拉工序時的石英坩堝12的高度位置的方式，調(diào)整石英坩堝12的高度。

圖9中示出了已使石英坩堝12及仿制錠50充分下降的開始清洗工序時的狀態(tài)。另外，即便清洗工序途中的狀態(tài)為這種狀態(tài)也無妨。如此，在仿制錠50的下降位置中，優(yōu)選仿制錠50的肩部50a的下端（軀體部50b的上端）配置在比熱屏蔽體16的下端更靠下方的位置。通過提升位于該位置的仿制錠50，能夠再現(xiàn)與硅單晶2從硅熔液3逐漸被提拉時相同的狀況。

圖7中示出了比圖9所示的位置更高地提升了石英坩堝12及仿制錠50的狀態(tài)。仿制錠50的肩部50a的下端成為正好與熱屏蔽體16的下端相同的高度位置。這與圖4（b）所示的狀態(tài)相同。在實際單晶提拉工序中，當硅單晶的肩部的位置臨近熱屏蔽體16的下端時，氣體的流動急劇變強，容易發(fā)生晶體的紊亂。本實施方式也能夠再現(xiàn)這狀況，因此能夠在腔室10內(nèi)產(chǎn)生亂流而使硅微粉等異物脫離。

如圖示，當仿制錠50的肩部50a的下端為與熱屏蔽體16的下端相同的高度時，硅熔液3的液面與熱屏蔽體的下端之間的隙寬（第1隙寬）優(yōu)選以如下方式進行調(diào)整：使其實質(zhì)上和實際單晶提拉工序中的所述原料熔液的液面與所述熱屏蔽體的下端之間的隙寬（第2隙寬）相等，即，使其成為實際單晶提拉時可采用的隙寬。通過如此設(shè)定，能夠再現(xiàn)與實際單晶提拉工序相同的狀況。即，不僅熱屏蔽體16與仿制錠32之間的橫向間隙變窄，而且熱屏蔽體16與熔液面之間的縱向間隙也變窄，因此欲穿過熱屏蔽體16與仿制坩堝30之間的狹窄的間隙的氬氣的流速進一步增強，腔室10內(nèi)的氣流發(fā)生變化而容易產(chǎn)生亂流。

圖10中示出了進一步提升了仿制錠50的狀態(tài)。在這種情況下，與圖6同樣地，能夠去除副腔室10b內(nèi)的異物，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

仿制錠50的升降動作中也可以使石英坩堝12一同升降。當仿制錠50在比熱屏蔽體16的下端更靠下方的位置進行升降動作時，通過配合該升降動作使石英坩堝12升降，能夠使仿制錠50不與硅熔液3接觸而將仿制錠50配置在適當?shù)奈恢?，并且能夠使熱屏蔽體16的下端與硅熔液3的隙寬（第1隙寬）接近實際提拉工序中的隙寬（第2隙寬）。

如上說明，基于本實施方式的單晶提拉裝置1的清洗方法也再現(xiàn)單晶提拉時的腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，因存在石英坩堝及單晶錠而人為地作出在腔室內(nèi)所產(chǎn)生的氬氣的較強的流動及亂流，由此有意地使惰性氣體的流量發(fā)生變化，從而使附著在腔室內(nèi)的硅微粉等異物脫離而預(yù)先去除，因此能夠減少之后的提拉工序中的起塵量，從而能夠降低由異物附著引起的單晶的位錯化的發(fā)生率。

以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種變更，這些也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)是顯而易見的。

例如，在上述實施方式中，同時使用仿制坩堝30及仿制錠40來進行清洗，但可以僅使用仿制坩堝30來進行清洗，也可以僅使用仿制錠40來進行清洗。

并且，在上述實施方式中，作為仿制坩堝30及仿制錠40的材料舉出了樹脂，但在本發(fā)明中仿制坩堝30及仿制錠40的材料并不限定于樹脂，例如也可以使用碳材料。

并且，如上所述，仿制坩堝30及仿制錠40、50的形狀只要與實物類似即可，關(guān)于類似程度，只要能夠發(fā)揮發(fā)明效果也并無特別限定。因此，例如可以在仿制坩堝30中設(shè)置缺口，也可以使其偏心。并且，可以將仿制錠40及50的形狀設(shè)為不是正圓柱的橢圓柱，也可以在圓柱的外周面形成凹凸，還可以設(shè)為具有晶癖線的扭曲的形狀。即使在這種仿制坩堝30及仿制錠40、50的形狀與實物差別較大時，也能夠通過氣體的流動清洗腔室內(nèi)，反而因亂流的增加而能夠促進清洗效果。

并且，在上述實施方式中，作為向腔室內(nèi)供給的氣體舉出了氬氣，但代替氬氣也可以使用其他惰性氣體，或者還可以使用空氣。

并且，在上述實施方式中，作為例子舉出了硅單晶的提拉裝置，但本發(fā)明并不限定于此，能夠?qū)ic、藍寶石等各種單晶的提拉裝置設(shè)為對象。但是，雖然基于cz法的半導(dǎo)體用硅單晶的制造中從硅熔液蒸發(fā)的sio容易附著于腔室內(nèi)，但另一方面因裝置體型較大而難以對腔室內(nèi)的各個角落都進行拆卸清潔，從以上觀點考慮本發(fā)明能夠優(yōu)選適用于基于cz法的半導(dǎo)體用硅單晶的制造中使用的提拉裝置的清洗。

附圖標記說明

1-單晶提拉裝置，2-硅單晶，3-硅熔液，5-追加的硅原料，10-腔室，10a-主腔室，10b-副腔室，11-隔熱材料，12-石英坩堝，13-基座，14-旋轉(zhuǎn)支承軸，15-加熱器，16-熱屏蔽體，16a-開口部，17-鋼絲繩，17a-掛鉤，18-卷取機構(gòu)，19a-進氣口，19b-排氣口，30-仿制坩堝，31-仿制液面，32-仿制錠（第1仿制錠），32a-仿制錠的凸部，40-仿制錠（第2仿制錠），40a-仿制錠的肩部，40b-仿制錠的軀體部，40c-仿制錠的凹部，40d-環(huán)配件，50-仿制錠，60-投入管。