特表 2024-500028 空洞を含む熱シールドを有するインゴットプラー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-04

(54)【発明の名称】空洞を含む熱シールドを有するインゴットプラー装置

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20231222BHJP

【ＦＩ】

C30B29/06 502C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023532795

(86)(22)【出願日】2021-11-29

(85)【翻訳文提出日】2023-06-28

(86)【国際出願番号】 US2021060918

(87)【国際公開番号】W WO2022115668

(87)【国際公開日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】63/119,200

(32)【優先日】2020-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518112516

【氏名又は名称】グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100184343

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 茂雄

(72)【発明者】

【氏名】クァ，ジャイン

(72)【発明者】

【氏名】バガバト，スミート エス

(72)【発明者】

【氏名】リュー，ジェウ

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー，ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】ルーター，ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】ハドソン，カリシマ マリー

【テーマコード（参考）】

4G077

【Ｆターム（参考）】

4G077AA02

4G077BA04

4G077EG01

4G077EG18

4G077EG19

4G077EG20

4G077FE17

4G077HA12

4G077PE22

4G077PE24

(57)【要約】

チョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを作成するためのインゴットプラー装置が開示されている。インゴットプラー装置は熱シールドを含む。熱シールドは、脚セグメントに配置されている空洞（すなわち、断熱材のない空間）を含む脚セグメントを有する。熱シールドはまた、熱シールド内に部分的に断熱材を含んでもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコンの溶融物から単結晶シリコンのインゴットを成長させるためのインゴットプラー装置であって、
前記インゴットプラー装置は、
成長チャンバを形成する、プラーハウジングと、
前記成長チャンバ内に配置され、前記シリコンの溶融物を収容する、るつぼと、
引き抜き軸に沿って前記溶融物から前記インゴットを引き抜くための引き抜き機構と、
前記成長チャンバ内に配置された熱シールドであって、前記熱シールドは、前記インゴットが前記引き抜き機構によって引き抜かれるとき、前記インゴットを受容するための中央通路を形成して、前記熱シールドは、前記引き抜き軸に対して下方に延びる脚セグメントを有して、前記脚セグメントは、前記脚セグメント内に形成された空洞を有する、ことを特徴とする、前記熱シールドと、を備える、インゴットプラー装置。

【請求項2】

前記空洞は、前記脚セグメントの遠位端にある、請求項１に記載のインゴットプラー装置。

【請求項3】

前記脚セグメントは、脚チャンバを画定する脚セグメントハウジングを含み、
前記脚セグメントは、前記脚チャンバ内に配置された断熱材を含む、請求項１又は２に記載のインゴットプラー装置。

【請求項4】

前記空洞は、前記断熱材の下方にある、請求項３に記載のインゴットプラー装置。

【請求項5】

前記空洞は、前記断熱材に対して径方向内側にある、請求項３に記載のインゴットプラー装置。

【請求項6】

前記空洞は、前記断熱材の径方向内側にあり、且つ前記断熱材の下方にも延びている、請求項３に記載のインゴットプラー装置。

【請求項7】

前記断熱材が、炭素、フェルト、又は層状モリブデンからなる、請求項３から６のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【請求項8】

前記脚セグメントハウジングがグラファイトから形成されている、請求項３から７のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【請求項9】

前記脚セグメントは、前記脚セグメントの遠位端において、径方向内側に延びる脚部を有しており、
前記空洞は少なくとも部分的に前記脚部内に配置されている、請求項１から８のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【請求項10】

前記脚部は、脚部チャンバを画定する脚部ハウジングを有しており、
前記脚部チャンバ内には断熱材が配置されていない、請求項９に記載のインゴットプラー装置。

【請求項11】

前記脚部は、脚部ハウジングを有しており、
前記脚部ハウジングは、前記引き抜き軸に対して平行である径方向内側壁を有する、請求項９又は１０に記載のインゴットプラー装置。

【請求項12】

前記脚部は、径方向内側下部側壁と径方向内側上部側壁とを有しており、
前記径方向内側下部側壁と前記径方向内側上部側壁は、互いに向かって角度をつけて頂点を形成して、前記頂点は前記熱シールドの最も径方向内側の部分である、請求項９又は１０に記載のインゴットプラー装置。

【請求項13】

前記脚部は、前記脚部内に形成された空洞を含まない、請求項１２に記載のインゴットプラー装置。

【請求項14】

前記インゴットプラー装置は、前記引き抜き軸に沿って前記熱シールドと少なくとも部分的にオーバーラップする冷却ジャケットを備え、
前記冷却ジャケットは前記熱シールドに対して径方向内側にあり、
前記冷却ジャケットは、前記インゴットが前記引き抜き機構によって引き抜かれるとき、前記インゴットを受容するための中央通路を形成する、請求項１から１３のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【請求項15】

シリコンの溶融物から単結晶シリコンのインゴットを成長させるためのインゴットプラー装置であって、
前記インゴットプラー装置は、
成長チャンバを形成する、ハウジングと、
前記成長チャンバ内に配置され、前記シリコンの溶融物を収容する、るつぼと、
引き抜き軸に沿って前記溶融物から前記インゴットを引き抜くために構成されている、引き抜き機構と、
前記成長チャンバ内に配置された熱シールドであって、前記熱シールドは、前記インゴットが前記引き抜き機構によって引き抜かれるとき、前記インゴットを受容するための中央通路を形成して、前記熱シールドは、前記引き抜き軸に沿って延びる脚セグメントを有して、前記脚セグメントは、前記脚セグメントの遠位端において、径方向内側に延びる脚部を有する、ことを特徴とする、前記熱シールドと、を備えており、
前記脚部は、
径方向内側下部側壁と、
径方向内側上部側壁と、を有しており、
前記径方向内側下部側壁と前記径方向内側上部側壁は、互いに向かって角度をつけて頂点を形成して、前記頂点は前記熱シールドの最も径方向内側の部分である、インゴットプラー装置。

【請求項16】

前記脚部は、前記脚部内に形成された空洞を含まない、請求項１５に記載のインゴットプラー装置。

【請求項17】

前記脚部は、グラファイトを備える、請求項１５又は１６に記載のインゴットプラー装置。

【請求項18】

前記頂点は、引き抜き軸に対して平行な内壁である、請求項１５から１７のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【請求項19】

前記インゴットプラー装置は、前記引き抜き軸に沿って前記熱シールドと少なくとも部分的にオーバーラップする冷却ジャケットを備え、
前記冷却ジャケットは前記熱シールドに対して径方向内側にあり、
前記冷却ジャケットは、前記インゴットが前記引き抜き機構によって引き抜かれるとき、前記インゴットを受容するための中央通路を形成する、請求項１５から１８のいずれかに記載のインゴットプラー装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願のクロスリファレンス】

【0001】

本願は、２０２０年１１月３０日に提出された米国仮特許出願第６３／１１９，２００号の利益を主張して、本明細書の一部としてその全体を援用する。

【技術分野】

【0002】

本開示の技術分野は、チョクラルスキー法によって単結晶シリコンインゴットを作成するためのインゴットプラー装置、特に熱シールド内に配置されている空洞（例えば、断熱材がない領域）を含む熱シールドを有するインゴットプラー装置に関する。

【背景技術】

【0003】

単結晶シリコンは、半導体装置及び太陽電池などの種々の電子部品を製造するための出発原料である。単結晶シリコンは、一般的に、チョクラルスキー（ＣＺ）法を用いて作成される。つまり、チョクラルスキー法は、シリコンの溶融物を形成するため、るつぼ内の多結晶シリコン（ポリシリコン）を融解すること、結晶成長を開始するため、種晶を下降させて該溶融物に接触させること、及び溶融物から単結晶のインゴットを引き抜くことを含む。

【0004】

一部のインゴットプラー装置は、インゴットが溶融物から引き抜かれるとき、インゴットを覆う溶融物の上方において、（場合によって「リフレクタ」と呼称される）熱シールドを含む。熱シールドは、インゴットが溶融物から引き抜かれるとき、インゴットの温度を保つため、熱シールド全体にわたる断熱材を含む。上述のインゴットプラー装置において成長したインゴットからスライスされたウェハは、ウェハの縁に近い径方向のバンドにおいて、欠陥を含む。これらの欠陥は、ゲート酸化物完全性（ＧＯＩ）の異常を引き起こす、大きく成長した空洞と酸素析出物を含む。上述の異常は、特に、新しい世代の記憶装置に対して用いられる完全シリコン（ＰＳ）ウェハ製品に対する故障となる。

【0005】

空洞と酸素析出物のような欠陥の数が少ない、及び／又は空洞と酸素析出物のような欠陥の大きさが小さいインゴットを製造するインゴットプラー装置の必要性がある。

【0006】

本項目は、以下に説明及び／又は請求される本開示の種々の態様に対して関連し得る技術の種々の態様を紹介することを意図している。この記述は、本開示の種々の態様の理解を促すための背景情報を提供することにおいて、有用であると考えられる。したがって、本記述は、この観点で解釈されるものであり、先行技術を認めるものではないと理解されたい。

【発明の概要】

【0007】

本開示の一態様は、シリコンの溶融物から単結晶シリコンのインゴットを成長させるためのインゴットプラー装置を対象とする。上記装置は、成長チャンバを形成するプラーハウジングを備える。るつぼは、シリコンの溶融物を収容するため、成長チャンバ内に配置される。インゴットプラー装置は、引き抜き軸に沿って溶融物からインゴットを引き抜くための引き抜き機構を備える。熱シールドは、成長チャンバ内に配置される。熱シールドは、インゴットが引き抜き機構によって引き抜かれるとき、インゴットを受容するための中央通路を画定する。熱シールドは、引き抜き軸に対して下方に延びる脚セグメントを有する。脚セグメントは、脚セグメント内に形成された空洞を有する。

【0008】

本開示の別の態様は、シリコンの溶融物から単結晶シリコンのインゴットを成長させるためのインゴットプラー装置を対象とする。上記装置は、成長チャンバを形成するハウジングを備える。るつぼは、シリコンの溶融物を収容するため、成長チャンバ内に配置される。引き抜き機構は、引き抜き軸に沿って溶融物からインゴットを引き抜くために構成されている。熱シールドは、成長チャンバ内に配置される。熱シールドは、インゴットが引き抜き機構によって引き抜かれるとき、インゴットを受容するための中央通路を画定する。熱シールドは、引き抜き軸に沿って延びる脚セグメントを有する。脚セグメントは、脚セグメントの遠位端において、径方向内側に延びる脚部を有する。脚部は、径方向内側下部側壁と、径方向内側上部側壁とを有する。径方向内側下部側壁と径方向内側上部側壁は、互いに向かって角度をつけて頂点を形成する。頂点は熱シールドの最も径方向内側の部分である。

【0009】

本開示の上述の態様に関連して指摘された特徴には、様々な改良が存在する。また、さらなる特徴は、同様に、本開示の上述の態様に組み込まれ得る。これらの改良および追加機能は、個別に存在してもよいし、任意の組み合わせで存在してもよい。例えば、本開示の図示された実施形態のいずれかに関連して後述する様々な特徴は、単独でまたは任意の組み合わせで、本開示の上述の態様のいずれかに組み込まれ得る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、インゴットプラー装置の断面図である。

【0011】

【図2】図２は、インゴットプラー装置の熱シールドの断面図である。

【0012】

【図3】図３は、熱シールドの別の実施形態の断面図である。

【0013】

【図4】図４は、従来のインゴットプラー装置によって成長したインゴット、図２の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴット、及び図３の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴットに対する軸方向インゴット縁の温度測定のグラフである。

【0014】

【図5】図５は、従来のインゴットプラー装置によって成長したインゴット、図２の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴット、及び図３の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴットからスライスされたウェハの欠陥性能と完全シリコン窓のグラフである。

【0015】

【図6】図６は、従来のインゴットプラー装置によって成長したインゴット、図２の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴット、及び図３の熱シールドを有するインゴットプラー装置において成長したインゴットからスライスされたウェハの欠陥性能と平均引き抜き速度のグラフである。

【0016】

対応する符号は、図面全体にわたって対応する部品を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１において、単結晶シリコンインゴットを成長させるためのインゴットプラー装置（又はより簡単に「インゴットプラー」）を符号１００で示す。インゴットプラー装置１００は、シリコンの溶融物１０４からシリコンインゴット１１３を引き抜くための成長チャンバ１５２を画定する結晶プラーハウジング１０８を含む。インゴットプラー装置１００は、シリコンの溶融物１０４を保持するため、成長チャンバ１５２内に配置されたるつぼ１０２を含む。るつぼ１０２は、サセプタ１０６によって支持されている。

【0018】

るつぼ１０２は、フロア１２９と、フロア１２９から上方に延びる側壁１３１とを含む。側壁１３１は、略垂直である。フロア１２９は、るつぼ１０２の側壁１３１の下方に延びる湾曲部を含む。溶融物面１１１ （すなわち、溶融物とインゴットの界面）を有するシリコン溶融物１０４が、るつぼ１０２内にある。サセプタ１０６は、シャフト１０５によって支持されている。サセプタ１０６、るつぼ１０２、シャフト１０５、及びインゴット１１３は、共通の長手方向軸Ａ又は「引き抜き軸」Ａを有する。

【0019】

引抜機構１１４が、インゴット１１３を成長させて溶融物１０４から引き抜くため、インゴットプラー装置１００内に設けられている。引抜機構１１４は、引抜ケーブル１１８と、引抜ケーブル１１８の一端に結合されているシードホルダ又はチャック１２０と、結晶成長を開始するため、シードホルダ又はチャック１２０に結合されている種晶１２２とを含む。引抜ケーブル１１８の一端は、（図示しない）プーリー、又は（図示しない）ドラム、又は他の適切な種類の持ち上げ機構、例えばシャフトに接続されている。また、他端は、種晶１２２を保持するチャック１２０に接続されている。作動において、種晶１２２は、溶融物１０４に接触するように下降する。引抜機構１１４は、種晶１２２を上昇させるように作動する。これにより、溶融物１０４から単結晶インゴット１１３が引き抜かれる。

【0020】

加熱及び結晶の引抜の間、るつぼ駆動部１０７（例えば、モータ）が、るつぼ１０２及びサセプタ１０６を回転させる。リフト機構１１２は、成長工程の間、るつぼ１０２を引き軸Ａに沿って昇降させる。インゴットが成長するにつれて、シリコン溶融物１０４が消費されて、るつぼ１０２内の溶融物の高さが減少する。るつぼ１０２とサセプタ１０６は、インゴットプラー装置１００に対して溶融物面１１１を同じ位置又はそれに近い位置に保つように、上昇し得る。

【0021】

また、（図示しない）結晶駆動部は、るつぼ駆動部１０７がるつぼ１０２を回転させる方向と反対の方向に（例えば、逆回転に）、引抜ケーブル１１８とインゴット１１３を回転させ得る。同種の回転を用いる実施形態では、結晶駆動部は、るつぼ駆動ユニット１０７がるつぼ１０２を回転させる方向と同じ方向に引抜ケーブル１１８を回転させ得る。さらに、結晶駆動部は、成長工程の間、要求に応じて、インゴット１１３を溶融物面１１１に対して昇降させる。

【0022】

インゴットプラー装置１００は、成長チャンバ１５２から、アルゴンなどの不活性ガスを導入して引き抜く不活性ガスシステムを含んでもよい。また、インゴットプラー装置１００は、溶融物１０４にドーパントを導入するための（図示しない）ドーパント供給システムを含むことができる。

【0023】

チョクラルスキー単結晶成長工程によれば、大量の多結晶シリコン又はポリシリコンがるつぼ１０２に堆積される。るつぼ１０２内に導入される半導体又は太陽電池級材料は、１つ以上の加熱要素から与えられる熱によって溶融される。インゴットプラー装置１００は、プラー装置１００内の熱を保持するため、底部断熱部１１０と側面断熱部１２４とを含む。図示する実施形態において、インゴットプラー装置１００は、るつぼのフロア１２９の下方に配置された底部加熱部１２６を含む。るつぼ１０２は、るつぼ１０２に堆積した多結晶を融かすように、底部加熱部１２６に比較的近接するように移動し得る。

【0024】

インゴットを形成するため、種晶１２２が溶融物１０４の表面１１１に接触する。引抜機構１１４は、溶融物１０４から種晶１２２を引き抜くように作動する。インゴット１１３は、インゴットが種晶１２２から遷移して、目標の直径に達するように外側に先細になるクラウン部１４２を含む。インゴット１１３は、引抜速度を上げることによって成長する結晶の定径部１４５又は円筒形の「本体」を含む。インゴット１１３の本体１４５は、比較的一定の直径を有する。インゴット１１３は、本体１４５の後、インゴットが直径を先細にする（図示しない）テール又はエンドコーンを含む。直径が十分に小さくなるとき、インゴット１１３は溶融物１０４から分離される。インゴット１１３は、クラウン部１４２とインゴット１１３の終端部とを通して延びる中心長手軸Ａを有する。

【0025】

インゴットプラー装置１００は、結晶成長の間の溶融物１０４の温度を保つため、るつぼ１０２を囲む側面加熱部１３５とサセプタ１０６を含む。側面加熱部１３５は、るつぼ１０２が引き軸Ａを上下に移動するとき、るつぼの側壁１３１に対して半径方向外側に配置される。側面加熱部１３５と底部加熱部１２６は、本明細書に記載するように作動できる任意の種類の加熱器であってもよい。一部の実施形態では、加熱部１３５，１２６は、抵抗加熱器である。側面加熱部１３５と底部加熱部１２６は、溶融物１０４の温度が引抜工程全体にわたって制御されるように、（図示しない）制御システムによって制御され得る。

【0026】

本開示の実施形態に従って、インゴットプラー装置１００は、成長チャンバ１５２内において、インゴットの成長の間、インゴット１１３を覆う溶融物１０４の上方に配置される熱シールド１５１を含む。熱シールド１５１は、結晶の成長の間、るつぼ１０２内に部分的に配置される。熱シールド１５１は、インゴットが引き抜き機構１１４によって引き抜かれるとき、インゴット１１３を受容するための中央通路１６０を画定する。

【0027】

熱シールド１５１は、引き抜き軸Ａ（図１）に沿って延びる脚セグメント１６４（図２）を有する。脚セグメント１６４は、脚セグメント１６４内に形成されている空洞１６６（すなわち、ガスを含む空間）を有する。空洞１６６は、脚セグメント１６４の遠位端１６８にあり、引き抜き軸Ａに対して上方に延びる。脚セグメント１６４は、脚セグメントハウジング１７０を含む。脚セグメントハウジング１７０は、ハウジング１７０内において、脚チャンバ１７２を画定する。脚セグメント１６４は、チャンバ１７２内において、断熱材１７４を含む。断熱材１７４は、ハウジング１７０から延びるレッジ１５５によって支持される。空洞１６６は、断熱材１７４の下方にあり、断熱材１７４に対して径方向内側にある。断熱材１７４は、熱伝導を低減するため、脚セグメントハウジング１７４から隙間１５４で分離され得る。脚セグメントハウジング１７４は、不活性ガス（例えば、アルゴンガス）が、ハウジングに入り、空洞１６６を満たすことができるように、開口部を有してもよい。

【0028】

脚セグメントハウジング１７０は、グラファイト、又はシェル内において、放射線を遮断するため、モリブデンシートを有するグラファイトシェルから形成され得る。代替として、脚セグメントハウジングは、炭化ケイ素により覆われているグラファイトから形成され得る。断熱材１７４は、炭素（例えば、炭素ベースの硬質な断熱材）、フェルト、又は層状モリブデンから形成され得る。

【0029】

図２に示すように、脚セグメント１６４は、脚セグメント１６４から脚セグメント１６４の遠位端１６８に向けて径方向内側に延びる脚部１８２を有する。空洞１６６は、脚部１８２に向けて少なくとも部分的に延びる。（図２の実施形態において、空洞１６６は、脚部全体の中を通って延びる。）脚部１８２は、脚部チャンバ１８６を画定する脚部ハウジング１８４を備える。脚部ハウジング１８４は、フロア１９０、径方向内側壁１９２、及び傾斜した頂部１９４を含む。径方向内側壁１９２は、引き抜き軸Ａに対して実質的に平行である（図１）。図２に示す実施形態において、脚部チャンバ１８６内には断熱材が配置されていない。他の実施形態において、脚部チャンバ１８６は、脚部チャンバ１８６内において、断熱材又は他の物質（例えば、グラファイト）を含む。

【0030】

図３において、熱シールドの別の実施形態を示す。図３に示す構成要素は、図２に示す構成要素に類似しており、図２の対応する符号に「１００」を足した符号（例えば、部品１８２は２８２になる）によって示す。熱シールド２５１は、脚セグメント２６４と、脚セグメント２６４から延びる脚部２８２とを含む。熱シールド２５１は、脚セグメントハウジング２７０内に形成されている空洞２６６を含む。熱シールド２５１は、脚セグメント２６４内に形成されている脚チャンバ２７２内に断熱材２７４を含む。空洞２６６は、断熱材１７４より下方に延びて、断熱材１７４に対して径方向内側にある。

【0031】

脚部２８２は、径方向内側下部側壁２８３と径方向内側上部側壁２８５とを有する。径方向内側下部側壁２８３と径方向内側上部側壁２８５は、互いに向かって角度をつけて、熱シールド２５１の最も径方向内側の部分である頂点２８７を形成する。図示する実施形態において、頂点２８７は、引き抜き軸Ａに対して平行な内壁である（図１）。

【0032】

図３に示すように、脚部２８２は、脚部２８２内に形成された空洞を含まない。脚部２８２は、グラファイトから形成され得る。

【0033】

図１を再び参照して、インゴットプラー装置１００は、冷却ジャケット１３２を備える。冷却ジャケット１３２は、引き抜き軸Ａに沿って熱シールド１５１と少なくとも部分的にオーバーラップする（図１）。冷却ジャケット１３２は、熱シールド１５１に対して径方向内側にある。冷却ジャケットは、インゴットが引き抜き機構１１４によって引き抜かれるとき、インゴットを受容するための中央通路１３４を画定する。

【0034】

従来のインゴットプラー装置と比較して、本開示の装置は、複数の利点を有する。空洞を有する熱シールド（図２，３）は、得られるウェハの欠陥性能を向上する。得られるウェハは、（例えば、インゴットプラー装置の冷却ジャケットの寸法を変更することなく）縁バンドを和らげる。熱シールドは、１６８５～１５３３°Ｋの温度範囲において、結晶縁に沿って熱除去を強化する。熱シールドは、結晶の１５３３～１２８５°Ｋの温度領域において、相対的に均一な温度勾配を保ち、残りの結晶に対する冷却効果を強化する。熱シールドは、粒子汚染を低減する比較的高い温度に保たれるように、外側上部リフレクタの温度をもたらす。熱シールドはまた、設計変更（例えば、１５～４０ｋＷの電力上昇）に起因する熱損失を最小化する。

【0035】

［実施例］
本開示の工程は、以下の実施例によってさらに説明される。これらの実施例は、限定的な意味で捉えられるべきものではない。

【0036】

［第１の実施例：インゴット軸の温度勾配］
図４は、図１の熱シールド１５１のような従来の熱シールド（ＰＯＲ）を有する一方、熱シールド全体にわたる断熱材を有する、インゴットプラー装置で成長したインゴットの軸方向インゴット縁の温度測定値を示す。図４はまた、熱シールドに空洞が配置されている図２の熱シールドを含むインゴットプラー装置（図２）、及び熱シールドに空洞が配置されており、互いに向かって傾斜する上部側壁と下部側壁を含む脚部を有する図３の熱シールドを含むインゴットプラー装置（図３）の軸方向インゴット縁温度測定値を示す。図４に示すように、図２及び図３の熱シールドは、インゴット内に組み込まれた空孔濃度を低下させ、空孔のピークを縁に近づけながら、空孔の移動をより長い時間維持し、クラスターの成長を減少させる。

【0037】

上部のホットゾーンの冷却を増加させることによって、従来に比べて、熱シールドの下部が冷却される。

【0038】

［第２の実施例：熱シールドの形状の間の欠陥性能］
図５～図６は、図１の熱シールド１５１のような従来の熱シールド（ＰＯＲ）を有しながら、熱シールド全体にわたる断熱材を有するインゴットプラー装置を用いることにより成長したインゴットの欠陥性能を示す。図４はまた、熱シールド内に空洞を有する図２の熱シールドを含むインゴットプラー装置において成長したインゴット（図２）、及び熱シールド内に空洞を有して、互いに向かって傾斜する上部側壁と下部側壁を含む脚部を有する図３の熱シールドを含むインゴットプラー装置において成長したインゴット（図３）の軸方向インゴット縁温度測定値を示す。すべてのパラメータは、より良い比較のため、ＰＯＲ性能によってスケーリングされている。図２の形状と図３の形状の両方が、従来の熱シールド（ＰＯＲ）よりも優れた欠陥性能を有している。両方の新しい形状において、約１０％の低い引き抜き速度（図６）により、特定のプロセス条件に応じて、完全なシリコン窓(すなわち、完全なシリコンが生成される引き抜き速度の範囲)の１０％～３５％の改善が達成され得る（図５）。

【0039】

本明細書で使用される場合、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」、「ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ（本質的に）」及び「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」という用語は、寸法、濃度、温度又は他の物理的若しくは化学的な性質若しくは特性の範囲とともに使用される場合、たとえば、丸め、測定方法又は他の統計的変動から生じる変動を含む、性質あるいは特性の範囲の上限及び／又は下限に存在し得る変動を包含することを意味する。

【0040】

本開示又はその（１つ又は複数の）実施形態の要素を導入する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、その要素が１つ又は複数あることを意味することを意図する。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。特定の向き（たとえば、「ｔｏｐ」、「ｂｏｔｔｏｍ」、「ｓｉｄｅ」など）を示す用語の使用は、説明の便宜上のものであり、説明される部材の特定の向きを必要とするものではない。

【0041】

本開示の範囲から逸脱することなく上記の構成及び方法に様々な変更を加えることができるので、上記の説明に含まれ、添付の図面に示されるすべての事項は、限定的な意味ではなく、例示として解釈されるべきであることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0027】

熱シールド１５１は、引き抜き軸Ａ（図１）に沿って延びる脚セグメント１６４（図２）を有する。脚セグメント１６４は、脚セグメント１６４内に形成されている空洞１６６（すなわち、ガスを含む空間）を有する。空洞１６６は、脚セグメント１６４の遠位端１６８にあり、引き抜き軸Ａに対して上方に延びる。脚セグメント１６４は、脚セグメントハウジング１７０を含む。脚セグメントハウジング１７０は、ハウジング１７０内において、脚チャンバ１７２を画定する。脚セグメント１６４は、チャンバ１７２内において、断熱材１７４を含む。断熱材１７４は、ハウジング１７０から延びるレッジ１５５によって支持される。空洞１６６は、断熱材１７４の下方にあり、断熱材１７４に対して径方向内側にある。断熱材１７４は、熱伝導を低減するため、脚セグメントハウジング１７０から隙間１５４で分離され得る。脚セグメントハウジング１７０は、不活性ガス（例えば、アルゴンガス）が、ハウジングに入り、空洞１６６を満たすことができるように、開口部を有してもよい。

【手続補正2】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【国際調査報告】