[发明专利]感应加热线圈及使用其的单晶制造装置

说明书

本发明提供能够防止以附着于上表面的微小的异物为原因产生的单晶的有位错化的感应加热线圈及使用其的单晶硅制造装置。本发明的感应加热线圈（20）用于基于悬浮区熔法的单晶的制造，具备感应加热线圈主体（21）、设置于感应加热线圈主体（21）的上表面的异物捕获夹具（30）。

技术领域

本发明涉及用于基于悬浮区熔法(FZ法，Floating Zone法)的单晶的制造的感应加热线圈及使用其的单晶制造装置。

背景技术

作为单晶硅的制造方法已知有悬浮区熔法。悬浮区熔法为如下方法：将由多晶硅构成的原料杆的一部分加热而生成熔融带，使分别位于熔融带的上方及下方的原料杆及籽晶逐渐降下，由此在籽晶的上方使较大的单晶成长。悬浮区熔法的话不像切克劳斯基法(CZ法，Czochralski法)那样地使用石英坩埚，因此能够制造氧浓度低的单晶。

悬浮区熔法中对于多晶硅原料的加热使用感应加热方式。将高频电流流过感应加热线圈时产生的磁场向硅原料施加时，硅原料中由于电磁感应而流有涡电流，产生基于涡电流的焦耳热。感应加热方式中利用该焦耳热将硅原料加热。

关于使用感应加热线圈加热硅原料的方法，例如专利文献1中记载有如下方法：通过在感应加热线圈的上表面配置绝缘板来抑制放电，并且防止冰溜状的硅原料的熔融残余与感应加热线圈的上表面接触所引起的单晶的重金属污染。

此外，专利文献2中记载有抑制由硅原料的熔融痕引起的刺状的未熔融硅的产生来减少单晶的有位错化率的方法。该方法中，控制原料棒加热用辅助加热器的输出，使得放肩工序完成时的悬浮带的长度为培养的单晶的目标直径的80%的悬浮带的长度的110%以下。

专利文献1：日本特许第4604700号公报。

专利文献2：日本特开2018-199585号公报。

基于悬浮区熔法的单晶硅的制造中，原料杆被溶解，有从单晶的锥部至直体部的培养过程中单晶的有位错化多发的问题。

为了调查单晶的有位错化的原因，调查了有位错化多发的单晶制造装置，确认在感应加热线圈的上表面附着有微小的异物。对异物进行调查，发现是固体的硅粒。本发明的多位发明人考察出，应该是发生原料杆侧的熔化物微观上弹飞那样的现象，作为微小异物向线圈上落下，由于感应加热线圈的振动等，异物向线圈的内径侧移动而从开口部落下，进入固液界面而成为单晶的有位错化的原因，关于将其消除的方法进行深入研究，结果完成本发明。

发明内容

本发明是基于上述情况而作出的，其目的在于，提供能够防止以附着于上表面的微小的异物为原因而产生的单晶的有位错化的感应加热线圈及使用其的单晶硅制造装置。

为了解决上述问题，本发明的感应加热线圈的特征在于，具备感应加热线圈主体、设置于前述感应加热线圈主体的上表面的异物捕获夹具。

根据本发明，能够将附着于感应加热线圈的上表面的微小的异物捕获，能够将异物关入一定范围内来限制其移动。因此，能够防止异物从感应加热线圈的开口部落下而进入固液界面所引起的单晶的有位错化。

本发明中，优选的是，前述异物捕获夹具是具有形成有凹部或凸部的上表面的圆环状的部件。该情况下，优选的是，前述凹部为环状的槽或多个孔，前述凸部为环状的突出部。通过在异物捕获夹具的上表面设置这样的异物捕获形状，能够阻止附着于感应加热线圈的上表面的异物向内径侧移动。

本发明中，优选的是，在前述感应加热线圈主体的上表面形成有前述异物捕获夹具嵌合的嵌合部。该情况下，优选的是，前述嵌合部形成于从前述感应加热线圈主体的内周端至线圈宽度的50%的位置的范围内。由此，能够将异物捕获夹具在感应加热线圈上简单且切实地设置。此外，能够在附着于感应加热线圈的上表面的微小的异物向内径侧区域移动时用异物捕获夹具捕获，能够将异物关入一定范围内来限制其移动。