特許

J-GLOBAL ID：200903020898975572

シリコン単結晶製造における数値解析方法

発明者： 西元 学
出願人/特許権者： 株式会社SUMCO
代理人 (2件)： 須田 正義 ,  早川 利明
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2008-032510
公開番号（公開出願番号）：特開2009-190926
出願日： 2008年02月14日
公開日（公表日）： 2009年08月27日
要約：

【課題】シリコン単結晶の引上げ条件を変更しても、シリコン単結晶及びシリコン融液の固液界面形状やこの固液界面近傍の温度分布の計算値が実測値と極めて良く一致する、シリコン単結晶製造における数値解析方法を提供する。【解決手段】メッシュ構造でモデル化したホットゾーンの各部材の物性値をコンピュータに入力し、各部材の表面温度分布をヒータ19の発熱量及び各部材の輻射率に基づいて求める。上記各部材の表面温度分布及び熱伝導率に基づいて各部材の内部温度分布を求めた後に対流を考慮したシリコン融液13の内部温度分布を求め、固液界面形状をシリコン単結晶23の三重点を含む等温線に合せて求め、更に上記ステップを三重点がシリコン単結晶の融点になるまで繰返す。シリコン融液のメッシュを所定の範囲に限定し、乱流モデル式がkl-乱流モデル式であり、このkl-乱流モデル式中の乱流プラントル数がチューニングパラメータである。【選択図】図1

請求項（抜粋）：

コンピュータを用いて計算するシリコン単結晶製造の引上げ機のホットゾーン内のチャンバ、石英るつぼ、カーボンるつぼ、るつぼ支持柱、シリコン融液、シリコン単結晶、ヒートキャップ、保温筒、ヒータ、湯漏れ受け皿及び水冷体の各部材をメッシュ構造でモデル化する第1ステップと、 前記ホットゾーンの各部材毎にメッシュをまとめかつこのまとめられたメッシュに対する前記各部材の熱伝導率、輻射率、粘性率、体積膨張係数、密度及び比熱からなる物性値をそれぞれ前記コンピュータに入力する第2ステップと、 前記各部材の表面温度分布をヒータの発熱量及び前記各部材の輻射率に基づいて求める第3ステップと、 前記各部材の表面温度分布及び熱伝導率に基づいて熱伝導方程式を解くことにより前記各部材の内部温度分布を求めた後にシリコン融液が乱流であると仮定して得られた乱流モデル式及びナビエ・ストークスの方程式を連結して解くことにより対流を考慮した前記シリコン融液の内部温度分布を更に求める第4ステップと、 前記シリコン単結晶及び前記シリコン融液の固液界面形状を前記シリコン単結晶の三重点を含む等温線に合せて求める第5ステップと、 前記第3ステップから前記第5ステップを前記三重点が前記シリコン単結晶の融点になるまで繰返す第6ステップと を含むシリコン単結晶製造するためにコンピュータを用いて数値解析する方法において、 前記シリコン融液のメッシュのうち前記シリコン単結晶の径方向のメッシュであってかつ前記シリコン融液の前記シリコン単結晶直下の一部又は全部のメッシュを0.01〜5.00mmに設定し、 前記シリコン融液のメッシュのうち前記シリコン単結晶の長手方向のメッシュであってかつ前記シリコン融液の一部又は全部のメッシュを0.01〜5.00mmに設定し、 前記乱流モデル式がkl-乱流モデル式であり、この乱流モデル式中の乱流プラントル数がチューニングパラメータである ことを特徴とするシリコン単結晶製造における数値解析方法。

IPC (2件)：

C30B 29/06 ,  C30B 15/00

FI (2件)：

C30B29/06 502Z ,  C30B15/00 Z

Fターム (7件)：

4G077AA02 ,  4G077BA04 ,  4G077BF10 ,  4G077EH07 ,  4G077HA12 ,  4G077PA16 ,  4G077PF51

引用特許：

出願人引用 (1件)

• 特許第3846155号公報(請求項1、段落[0024])