[发明专利]再装填管、原料供给装置、单晶提拉装置、再装填管的使用方法、再装填方法及单晶提拉方法

说明书

本发明提供一种再装填管，其为原料供给装置中的圆筒状再装填管（10），所述原料供给装置使用于基于切克劳斯基法的单晶的培育，并将颗粒状固体原料（S1）追加装填或再装填于坩埚（3）内的原料熔液（S2）中，所述圆筒状再装填管（10）具有：多个分割管（10A）、（10B），当填充固体原料时，在轴向上被分割；及连结部（11），当将固体原料投入到坩埚中时，将分割管上下连结，并且，实现防止再装填管的寿命减少和减少位错化的产生。

技术领域

本发明涉及一种再装填管、原料供给装置、单晶提拉装置、再装填管的使用方法、再装填方法及单晶提拉方法，尤其涉及一种在基于CZ法的单晶提拉中的固体原料的追加或再装填中适合使用的技术。

本申请基于2017年12月20日在日本申请的日本专利申请2017-244437号主张优先权，将其内容援用于此。

背景技术

通常，在基于CZ法（切克劳斯基法）的单晶硅的培育中，作为初始装填而投入到坩埚内的固态的多晶硅通过围绕坩埚的加热器被加热并熔融。而且，若在坩埚内形成原料熔液，则一边使坩埚向恒定方向旋转，一边使保持在坩埚上的籽晶下降，并浸渍于坩埚内的原料熔液中。然后，一边使所述籽晶向规定的方向旋转，一边使籽晶上升，由此在籽晶的下方提拉并培育圆柱状单晶硅。

作为初始装填而投入到坩埚内的固体原料而使用杆状、块状或粒状等各种形状的多晶硅，分别被单独供给或复合供给，成为培育单晶硅的熔液的原料。

在基于这种CZ法的单晶硅的培育中，若初始装填于坩埚内的固体原料熔融，则熔融后的表观上的体积减少，因此与坩埚的容积相比，所得到的原料熔液量不足。若在这种状态下培育单晶，则因原料熔液量的不足而必然导致生产率的降低。

为了避免由上述原因所导致的生产率的降低，需要补充原料熔液的不足量以确保所希望的熔液量，在初始装填于坩埚中之后，作为追加供给固体原料的技术而进行“追加装填”。

即，在“追加装填”中为如下技术：在熔融了初始装填于坩埚内的固体原料之后，在所形成的原料熔液中进而追加投入固体原料，由此使坩埚内的原料熔液量增加。通过适用该“追加装填”，能够有效地应用所使用的坩埚的容积，并能够提高单晶硅培育中的生产率。

此外，在基于CZ法的单晶硅的培育中，也进行被称为“再装填”的供给固体原料的技术。具体而言，为如下技术：在培育并提拉最初的单晶之后，将与由原料熔液的提拉引起的减少量对应的量的固体原料追加投入到坩埚内的残余熔液中。

换言之，为如下技术：通过进行“再装填”，在坩埚内重新形成规定量的原料熔液，并重复进行单晶的提拉，使每个坩埚中的晶体提拉数量增加。从而，通过采用“再装填”，以有效地使用坩埚来实现成本的降低，并且与前述“追加装填”同样地，能够提高生产率并降低单晶硅的培育成本。

关于基于“追加装填”或“再装填”的原料供给，已知有如下方法：使用具有从坩埚的上方的拉晶室插入到提拉炉内的再装填管的原料供给装置，将颗粒状固体原料追加投入到坩埚内的原料熔液中。

此时，当追加投入固体原料时，对坩埚造成损伤，或者由于原料熔液的飞溅而原料熔液的飞沫附着于腔室内的组件上，从而缩短组件的寿命，由此可能对单晶的培育造成不良影响。为了解决这种问题，如专利文献中所记载，关于“追加装填”或“再装填”，提出有各种建议。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-020295号公报

专利文献2：日本特开2005-001977号公报

专利文献3：日本特开2007-217224号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题