CN114381793A - 单晶提拉装置的线材防振机构 - Google Patents
单晶提拉装置的线材防振机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114381793A CN114381793A CN202111170642.2A CN202111170642A CN114381793A CN 114381793 A CN114381793 A CN 114381793A CN 202111170642 A CN202111170642 A CN 202111170642A CN 114381793 A CN114381793 A CN 114381793A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire
- single crystal
- advancing
- wire rod
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 121
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 10
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
- F16H19/043—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack for converting reciprocating movement in a continuous rotary movement or vice versa, e.g. by opposite racks engaging intermittently for a part of the stroke
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
提供一种单晶提拉装置的线材防振机构(2),设置于单晶提拉装置,前述单晶提拉装置具备腔(51)和提拉部,前述腔在内部容纳用于存积多晶融液的坩埚,前述提拉部具有从多晶融液经由籽晶提拉单晶的线材,具备旋转驱动源(3)、进退机构(6)、可动轴(5),前述进退机构(6)具有旋转部件(26)和移动部件(27),前述旋转部件(26)由于旋转驱动源(3)的旋转而旋转,前述移动部件(27)由于旋转部件(26)的旋转而沿与线材的轴线交叉的进退方向进退移动,前述可动轴(5)与移动部件(27)连接,沿进退方向(D)延伸,在进退方向(D)的末端设置有与线材接触的线材接触机构(17)。
Description
技术领域
本发明涉及单晶提拉装置的线材防振机构。
背景技术
以往,已知用切克劳斯基法(Czochralski method,以下简称作“CZ法”。)培育硅等的单晶的方法。作为用CZ法培育单晶的装置,已知通过用缠绕滚筒提拉线材来从坩埚内被熔融的多晶(例如硅多晶)的融液提拉单晶的同时使其成长的单晶提拉装置。
这样的单晶的提拉时,由于用具有可挠性的线材提拉单晶的关系,有线材振动这样的问题。具体地,有线材的转速与由从线材提拉部至融液面的线材伸出长度决定的固有振动数一致时线材发生共振的问题。线材发生共振时,线材的振动增大,单晶的培育变得困难。
文献1(日本实开平2-140981号公报)中记载了如下线材防振机构:具有被线材插通的块部件、具有将块部件卡合脱离自如地保持的锥状卡合孔的线材支承件、使线材支承件沿与线材的轴线正交的方向移动的驱动机构。驱动机构将空气压力缸作为驱动源。
文献2(日本特开平2-279586号公报)中记载了以线材为中心沿水平方向相对设置而在末端形成有保持线材的V字形槽的一对线材保持件。各个线材保持件能够借助驱动机构(空气压力缸)沿与线材的轴线正交的方向移动,通过成借助一对线材保持件的V字形槽将线材夹入的状态来进行线材的防振。
然而,文献1及文献2中记载的机构将空气压力缸作为驱动源,所以微调较难,特别地有单晶提拉中的防振较难的问题。
此外,文献1中记载的机构中,借助块部件,文献2中记载的机构中借助一对线材保持件限制线材的位置,所以想到有由此产生新的线材的振动、振动变大等的不良情况。
发明内容
本发明的目的为提供单晶提拉装置的线材防振机构,前述单晶提拉装置的线材防振机构具有相对于线材能够软接触的可动轴,且能够抑制线材的振动。
本发明的单晶提拉装置的线材防振机构设置于单晶提拉装置,前述单晶提拉装置具备腔、坩埚和提拉部,前述坩埚配置于前述腔内,存积多晶融液,前述提拉部具有从前述多晶融液经由籽晶提拉单晶的线材,其特征在于,具备旋转驱动源、进退机构、可动轴,前述进退机构具有旋转部件和移动部件,前述旋转部件由于前述旋转驱动源的旋转而旋转,前述移动部件由于前述旋转部件的旋转而沿与前述线材的轴线交叉的进退方向进退移动,前述可动轴与前述移动部件连接,沿前述进退方向延伸,在前述进退方向的末端设置有与前述线材接触的线材接触机构。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述旋转驱动源是具有手柄主体、由于前述手柄主体的旋转而旋转的传递轴的手柄机构。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述传递轴是挠性轴。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述旋转驱动源是能够进行旋转控制的步进马达。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述可动轴具有被从前述进退方向的后端侧向末端侧穿孔的螺纹轴容纳孔,前述进退机构是具有作为前述旋转部件发挥功能的螺纹轴、作为前述移动部件发挥功能的螺母部件的螺纹进给机构,前述螺纹轴被插入前述螺纹轴容纳孔。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述进退机构是具有作为前述旋转部件发挥功能的小齿轮、作为前述移动部件发挥功能的齿条的齿条和小齿轮机构。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,具有安装于前述腔的外表面的壳,前述壳形成为,在前述线材接触机构与前述线材接触的位置和前述线材接触机构不从前述腔的内表面突出的位置之间能够沿前述进退方向移动地容纳前述可动轴的大小。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述可动轴具有可动轴主体和扩径部,前述可动轴主体被插入前述腔的内部,为圆柱状,前述扩径部与前述可动轴主体相比向径向外侧扩径,在周向的一部分形成有向径向内侧凹陷的直进引导件卡合槽,前述壳沿前述进退方向延伸,具有与前述直进引导件卡合槽卡合的直进引导件。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述扩径部形成为,通过与前述壳的内表面接触来限制前述可动轴的移动范围。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,前述线材接触机构具有能够以与前述轴线大致平行的旋转轴为中心旋转、且在与前述轴线大致正交的水平方向上被互相相邻地配置的一对辊,前述一对辊被配置成,前述辊的周缘彼此的间隔比前述线材的直径小。
上述单晶提拉装置的线材防振机构中,可以是,具有增速机,前述增速机位于前述旋转驱动源和前述旋转部件之间,将前述旋转驱动源侧的旋转向前述旋转部件侧增速来传递。
根据本发明,单晶提拉中,即使装置的上部机构由于热变形、强度下降而产生稍许振动,也能够通过调整由旋转部件引起的移动部件的移动量来进行微调。此外,能够相对于线材软接触,所以能够在不产生新的线材的振动的情况下高效率地抑制线材的振动。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的单晶提拉装置的结构的概略图。
图2是将本发明的一实施方式的线材防振机构的一部分剖开来表示的立体图。
图3是本发明的一实施方式的线材防振机构的剖视图。
图4是图3的IV-IV剖视图。
图5是本发明的一实施方式的线材接触机构的立体图。
图6是本发明的一实施方式的线材接触机构的俯视图,是说明与线材的接触状态的图。
具体实施方式
以下,参照附图的同时对本发明的优选的实施方式详细地说明。
本发明的线材防振机构被设置于,通过使安装于线材的下端的籽晶接触多晶融液后提拉来培育单晶的单晶提拉装置。
〔单晶提拉装置〕
图1是表示本发明的一实施方式的单晶提拉装置1的结构的概略图。
如图1所示,本实施方式的单晶提拉装置1具备装置主体50、线材防振机构2。装置主体50具备腔51、线材提拉部55、坩埚驱动部56。
在腔51的内部能够容纳用于存积多晶融液M的坩埚54。
虽未图示,但单晶提拉装置1具备将坩埚54及容纳于坩埚54的多晶融液M(例如硅融液)加热的加热器、配置于加热器的周围的隔热材料等。此外,单晶提拉装置1具备将腔51内用氩(Ar)气等的非活性气体充满的气体导入口及气体排出口。
腔51具备主腔52、连接于该主腔52的上部的拉腔53。
坩埚54被配置于主腔52内,存积多晶融液M。
线材提拉部55具备借助经由籽晶保持件61安装的籽晶S从多晶融液M提拉单晶C的线材W、使该线材W升降及旋转的卷起驱动部57。
卷起驱动部57具有被相对于拉腔53能够旋转地安装的盒58、配置于盒58内的缠绕滚筒59、将缠绕滚筒59旋转驱动的马达60。盒58被未图示的驱动装置以线材W的轴线为中心旋转驱动。盒58绕线材W的轴线旋转,由此,线材W也绕该轴线旋转。
坩埚驱动部56具备从下方支承坩埚54的支承轴62,使坩埚54以既定的速度旋转及升降。
根据上述单晶提拉装置1,利用CZ法,使籽晶S接触多晶融液M后提拉,由此培育例如硅单晶等的单晶C。
〔线材防振机构〕
接着,对用于单晶提拉装置1的线材W的防振的线材防振机构2进行说明。
如图1所示,线材防振机构2具备手柄机构3和防振单元4,前述防振单元4具备通过手柄机构3的手动操作来进退的可动轴5。
图2是本发明的一实施方式的线材防振机构2的立体图,是主要说明防振单元4的构造的图。图3是本发明的一实施方式的线材防振机构2的剖视图。
手柄机构3是作为可动轴5的进退动作的动力源的旋转驱动源。
如图3所示,手柄机构3具有由于作业者的操作而旋转的手柄主体35、连接手柄主体35和防振单元4的挠性轴30、将手柄主体35的旋转向挠性轴30传递的圆锥齿轮36。线材防振机构2将基于手动操作的旋转动作作为动力源,使可动轴5进退。
挠性轴30具有内轴31、覆盖内轴31的外管32。内轴31及外管32具有柔软性。挠性轴30具有,作为将手柄主体35的旋转动作向被与手柄主体35的上方隔开地配置的防振单元4传递的传递轴的功能。
手柄主体35具有手柄轴35A,手柄轴35A被与圆锥齿轮36的输入侧齿轮36A连接。挠性轴30的内轴31经由输出轴37与圆锥齿轮36的输出侧齿轮36B连接。根据该构造,使手柄主体35旋转,由此,挠性轴30的内轴31经由圆锥齿轮36旋转。
通过借助挠性轴30和圆锥齿轮36构成传递动力的结构,能够将手柄主体35配置于更低的位置,此外,能够使手柄主体35的朝向为对于作业者来说容易操作的合适的朝向。
接着,对具有通过手柄主体35的旋转动作进退的可动轴5的防振单元4进行说明。防振单元4配置于拉腔53的上下方向的大致中央部。
防振单元4具有固定于拉腔53的壳20、能够在拉腔53内和壳20内之间进退的可动轴5、使可动轴5进退的进退机构6、引导可动轴5的直进动作的直进引导件7、增速机8、支承增速机8的托架46。
以下的说明中,将沿着可动轴5的轴线A的方向称作进退方向D,将接近拉腔53的一侧称作一侧D1,将从拉腔53离开的一侧称作另一侧D2。进退方向D是与线材W的轴线(铅垂线)大致正交的水平方向。
进退方向D并非必须是与线材W的轴线大致正交的水平方向,只要是与线材W的轴线交叉的方向,也可以稍微向上下倾斜。但是,并非阻碍线材W的防振的程度的倾斜。
壳20是呈沿进退方向D延伸的筒状的容纳部件,具有将进退方向D的另一侧D2固封的盖部件13。壳20在其内部容纳可动轴5、进退机构6、直进引导件7。
容纳于壳20的可动轴5能够在线材接触机构17(在后说明)与线材W接触的位置、线材接触机构17不从拉腔53的内表面突出的位置之间沿进退方向D移动。换言之,壳20在可动轴5完全后退至进退方向D的另一侧D2时,为线材接触机构17不从拉腔53的内表面突出的大小。
壳20的进退方向D的一端(进退方向D的一侧D1的端部)经由壳固定板47安装于拉腔53的外表面。
壳固定板47为了支承防振单元4而被形成。此外,在壳固定板47及拉腔53处形成有可动轴5插通的孔47A。孔47A无需一定在壳固定板47及拉腔53处大小相同,例如也可以使拉腔53侧较大。此外,本实施方式的壳20经由壳固定板47固定于拉腔53,但若拉腔53的强度高,也可以将壳20直接固定于拉腔53。
如图3所示,在壳20的进退方向D的一端形成有供可动轴5插通的可动轴插通孔10。在可动轴插通孔10的内表面设置有真空密封部11。真空密封部11将可动轴插通孔10的内周面和可动轴5的外周面之间密封。真空密封部11由例如O型圈那样的密封部件形成。
在壳20的进退方向D的另一端(进退方向D的另一侧D2的端部),形成有以轴线A为中心向径向的外侧突出的凸缘部12。凸缘部12被盖部件13固封。盖部件13例如借助螺栓那样的紧固连结部件固定于壳20的凸缘部12。在盖部件13,形成有后述的进退机构6的螺纹轴26插通的螺纹轴插通孔14。
可动轴5为,借助进退机构6沿进退方向D移动,使设置于其末端的线材接触机构17接触线材W,由此进行线材W的防振的轴状部件。
可动轴5具有插入拉腔53的内部的可动轴主体16、设置于可动轴主体16的一端的线材接触机构17、形成于可动轴主体16的另一端的扩径部18。
在可动轴5,形成有被从进退方向D的另一端向可动轴5的末端穿孔的螺纹轴容纳孔25。螺纹轴容纳孔25是容纳后述的进退机构6的螺纹轴26的有底孔。螺纹轴容纳孔25被从扩径部18遍及至可动轴主体16地形成,但不将可动轴主体16贯通。
扩径部18呈比可动轴主体16向径向外侧扩径的圆柱状。如图2及图4所示,在扩径部18的外周面,形成有延进退方向D延伸而凹向径向内侧的直进引导件卡合槽29。直进引导件卡合槽29呈后述的圆柱形状的直进引导件7卡合的形状。直进引导件卡合槽29形成于扩径部18的外周面的周向的两处。具体地,两个直进引导件卡合槽29形成为相对于包括轴线A的铅垂面对称。
此外,扩径部18形成为,通过朝向扩径部18的进退方向D的一侧D1的面18A和朝向壳20的进退方向D的另一侧D2的面20A接触,限制可动轴5的移动范围。具体地,扩径部18形成为,在面18A和面20A抵接时,可动轴5的末端位于拉腔53的中心附近。
进退机构6是具有沿进退方向D延伸的螺纹轴26、螺母部件27、位于螺纹轴26和螺母部件27之间的滚珠(未图示)的所谓的螺纹进给机构。作为构成进退机构6(螺纹进给机构)的螺纹件,能够采用梯形螺纹件、滚珠螺纹件。螺纹轴26作为由于传递轴即挠性轴30的旋转而旋转的旋转部件发挥功能。螺母部件27作为由于螺纹轴26的旋转而沿进退方向D进退移动的移动部件发挥功能。
螺纹轴26的进退方向D的一侧D1经由壳20的螺纹轴插通孔14插入壳20内。
螺纹轴26在进退方向D的另一侧D2具有被缩径的延长部26A。螺纹轴26被延长部26A支承。即,螺纹轴26仅被进退方向D的另一侧D2支承,进退方向D的一侧D1被插入可动轴5的螺纹轴容纳孔25。螺纹轴26的延长部26A被配置于螺纹轴插通孔14的内侧的轴承14A支承。
螺母部件27被例如螺栓那样的紧固连结部件固定于可动轴5的扩径部18。螺母部件27被固定于可动轴5,由此,可动轴5随着螺母部件27的直进运动而移动。
在构成壳20的盖部件13处,设置有直进引导件7,前述直进引导件7与上述的直进引导件卡合槽29协同动作来抑制可动轴5的旋转,且引导可动轴5的进退方向D的移动。直进引导件7呈圆柱状,配置于与可动轴5的直进引导件卡合槽29对应的位置。
线材接触机构17是通过可动轴5向进退方向D的一侧D1移动而与线材W接触的机构。如图5及图6所示,线材接触机构17具有设置于可动轴主体16的末端的辊保持部19、借助旋转轴24旋转自如地安装于辊保持部19的一对辊21。
在旋转轴24的末端形成有螺纹,旋转轴24通过将末端的螺纹拧入设置于辊保持部19的螺纹孔来固定于辊保持部19。此外,在辊保持部19,形成有用于避免与线材W的干涉的切口22。
各个辊21被以旋转轴24的轴线与线材W的轴线大致平行而能够以旋转轴24为中心旋转的方式安装。
一对辊21被以辊21的周缘彼此的间隔比线材W的直径小的方式相邻地配置。此外,一对辊21被以从上方观察相对于轴线A对称的方式配置。
辊21例如能够由聚酰亚胺树脂等的工程塑料形成。构成辊21的材料不限于上述材料,只要具有相对于与被提拉的线材W接触的强度、耐热性及绝缘性,则例如也能够采用氟橡胶系、氧化铝等的陶瓷系的材料。
增速机8位于手柄机构3和螺纹轴26之间,是将手柄机构3侧的旋转向螺纹轴26侧增速地传递的传递装置。
增速机8具有支承于托架46的壳39、容纳于壳39内的齿轮组40。托架46例如是由金属板形成的支承部件,进退方向D的一端固定于壳固定板47,在进退方向D的另一侧D2支承增速机8。另外,图3中省略支承齿轮组40的轴承等的部件。
齿轮组40将挠性轴30的旋转动作向进退机构6的螺纹轴26传递。齿轮组40具有与挠性轴30连接而由输入侧齿轮41A和输出侧齿轮41B构成的圆锥齿轮41、设置于圆锥齿轮41的后段而互相啮合的第1齿轮43及第2齿轮44。
圆锥齿轮41的输入侧齿轮41A经由输入轴42与挠性轴30的内轴31连接。圆锥齿轮41的输出侧齿轮41B与第1齿轮43连接,与第1齿轮43啮合的第2齿轮44经由连接器33与螺纹轴26的延长部26A连接。
第1齿轮43与第2齿轮44是平齿轮,第2齿轮44的齿数比第1齿轮43的齿数少。例如,第2齿轮44的齿数能够为第1齿轮43的齿数的1/2。由此,螺纹轴26的转速为输出侧齿轮41B的转速的2倍。
接着,对上述线材防振机构2的作用进行说明。
作业者使手柄机构3的手柄主体35旋转,由此,挠性轴30的内轴31旋转。被挠性轴30传递的旋转动作被增速机8增速后,使进退机构6的螺纹轴26旋转。进退机构6为进给螺纹机构,所以螺纹轴26的旋转运动被转换成直进运动,螺母部件27沿进退方向D移动,被固定于螺母部件27的可动轴5沿进退方向D移动。
此时,直进引导件7和直进引导件卡合槽29协同动作,由此,绕可动轴5的轴线A的旋转被限制,在线材接触机构17不旋转的情况下前进。
这里,对手柄主体35的转速进行说明。若将可动轴5(线材接触机构17)至与线材W接触的行程设为X,将进退机构6的螺纹轴26的螺距设为P,则为使可动轴5移动X,需要使螺纹轴26旋转X/P。本实施方式的线材防振机构2中,借助增速机8,手柄机构3的转速被增速成2倍,所以使可动轴5遍及行程X地移动的手柄主体35的转速可以是X/P旋转的1/2。
可动轴5直进动作,由此,如图6所示,线材接触机构17相对于线材W从一方向抵接。具体地,线材接触机构17的一对辊21与线材W接触。
线材W振动的情况下,由于线材接触机构17的辊21,振动被抑制。此外,线材W绕线材W的轴线旋转且沿上下方向移动的情况下,线材接触机构17的辊21旋转的同时与线材W接触,所以不妨碍线材W的移动。
根据上述实施方式,使可动轴5沿一方向直进移动,使线材接触机构17与线材W接触,由此,即使在线材W发生共振而振动的情况下,也能够抑制线材W的振动的增大。
被提拉单晶截面内的电阻率及氧浓度分布等的特性取决于线材W的转速,所以根据被要求的特性,会发生提高至共振点以上的转速的情况。但是,将线材W的转速提高至共振点以上的转速通常线材W的振动增大而单晶的培育变得困难,但根据本实施方式,在培育中进行防振,由此,能够使其成为可能。因此,能够满足被要求的特性。
此外,设为通过手动使手柄主体35旋转而经由作为传递轴发挥功能的挠性轴30驱动进退机构6的结构。由此,单晶C提拉中,即使装置的上部机构由于热变形、强度下降而稍微发生振动,通过将构成螺纹轴26的螺母部件27的移动量调整,也能够进行可动轴5的进给量的微调。此外,能够相对于线材W软接触,所以不会发生新的线材W的振动,能够高效率地抑制线材W的振动。
此外,线材接触机构17为通过仅从一方向接触线材W来抑制线材W的振动的机构,不限制线材W的位置,所以能够抑制新的线材W的振动。
此外,线材接触机构17具有一对辊21,一对辊21以不妨碍线材W的旋转的方式旋转,由此,能够防止与线材W接触的部件由于线材W而磨损,能够防止由于线材W的旋转及升降的动作而与线材W接触的部件的磨削产生的杂质的落下。
此外,将壳20的大小设为可动轴5被容纳于壳20时可动轴5不从拉腔53的内表面突出的大小,由此,能够防止原料追加装填用的石英管、容纳于拉腔53的单晶摇晃而与可动轴5碰撞・接触。
设为将作为进给螺纹机构的进退机构6的螺纹轴26插入作为动作对象的可动轴5的螺纹轴容纳孔25的构造,此外,设为借助简单的构造的直进引导件7引导可动轴5的直进动作的构造,由此,能够使防振单元4紧凑。由此,在拉腔53的外部无需较大的空间,此外,能够使防振单元4向拉腔53的固定容易。
此外,借助增速机8,手柄机构3的转速被增速,所以能够减少用于使可动轴5直进至与线材W接触的手柄转速,能够减轻作业者的负担。
此外,可动轴5的扩径部18与壳20的内壁接触,由此能够限制可动轴5的进退方向D的移动,所以,能够防止可动轴5与拉腔53的内壁接触引起的可动轴5的破损。
另外,在上述实施方式中,将进退机构6设为螺纹进给机构,但只要是具有由于挠性轴30的旋转而旋转的旋转部件、由于旋转部件的旋转而沿进退方向D移动的移动部件的机构则不限于此,例如,也可以采用由齿条(旋转部件)和小齿轮(移动部件)组成的齿条和小齿轮机构。
此外,在上述实施方式中,作为构成可动轴5的进退动作的动力源的旋转驱动源使用手柄机构3,但不限于此,例如也能够采用能够控制旋转的步进马达。步进马达为经由驱动器施加直流的脉冲电压来驱动的马达,能够使进退机构6的螺纹轴26高精度地旋转,进而能够使可动轴5高精度地进退动作。
采用步进马达作为旋转驱动源的情况下,步进马达的输出轴可以与进退机构6的螺纹轴26直接连接,也可以根据步进马达的规格经由增速机8连接。此外,步进马达的控制不仅为有线控制,能够通过无线进行。
Claims (11)
1.一种单晶提拉装置的线材防振机构,设置于单晶提拉装置,前述单晶提拉装置具备腔和提拉部,前述腔在内部容纳用于存积多晶融液的坩埚,前述提拉部具有从前述多晶融液经由籽晶提拉单晶的线材,其特征在于,
具备旋转驱动源、进退机构、可动轴,
前述进退机构具有旋转部件和移动部件,前述旋转部件由于前述旋转驱动源的旋转而旋转,前述移动部件由于前述旋转部件的旋转而沿与前述线材的轴线交叉的进退方向进退移动,
前述可动轴与前述移动部件连接,沿前述进退方向延伸,在前述进退方向的末端设置有与前述线材接触的线材接触机构。
2.如权利要求1所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述旋转驱动源是手柄机构,前述手柄机构具有手柄主体、由于前述手柄主体的旋转而旋转的传递轴。
3.如权利要求2所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述传递轴是挠性轴。
4.如权利要求1所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述旋转驱动源是能够进行旋转控制的步进马达。
5.如权利要求1至4中任一项所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述可动轴具有被从前述进退方向的后端侧向末端侧穿孔的螺纹轴容纳孔,
前述进退机构是螺纹进给机构,前述螺纹进给机构具有作为前述旋转部件发挥功能的螺纹轴、作为前述移动部件发挥功能的螺母部件,前述螺纹轴被插入前述螺纹轴容纳孔。
6.如权利要求1至4中任一项所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述进退机构是齿条和小齿轮机构,前述齿条和小齿轮机构具有作为前述旋转部件发挥功能的小齿轮、作为前述移动部件发挥功能的齿条。
7.如权利要求1或2所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
具有安装于前述腔的外表面的壳,前述壳形成为,在前述线材接触机构与前述线材接触的位置和前述线材接触机构不从前述腔的内表面突出的位置之间能够沿前述进退方向移动地容纳前述可动轴的大小。
8.如权利要求7所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述可动轴具有可动轴主体和扩径部,前述可动轴主体被插入前述腔的内部,为圆柱状,前述扩径部与前述可动轴主体相比向径向外侧扩径,在周向的一部分形成有向径向内侧凹陷的直进引导件卡合槽,
前述壳沿前述进退方向延伸,具有与前述直进引导件卡合槽卡合的直进引导件。
9.如权利要求8所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述扩径部形成为,通过与前述壳的内表面接触来限制前述可动轴的移动范围。
10.如权利要求1至4中任一项所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
前述线材接触机构具有一对辊,前述一对辊能够以与前述轴线大致平行的旋转轴为中心旋转,且在与前述轴线大致正交的水平方向上被互相相邻地配置,
前述一对辊被配置成,前述辊的周缘彼此的间隔比前述线材的直径小。
11.如权利要求1至4中任一项所述的单晶提拉装置的线材防振机构,其特征在于,
具有增速机,前述增速机位于前述旋转驱动源和前述旋转部件之间,将前述旋转驱动源侧的旋转向前述旋转部件侧增速来传递。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020177034A JP7388333B2 (ja) | 2020-10-22 | 2020-10-22 | 単結晶引き上げ装置のワイヤー振れ止め機構 |
JP2020-177034 | 2020-10-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114381793A true CN114381793A (zh) | 2022-04-22 |
CN114381793B CN114381793B (zh) | 2024-01-02 |
Family
ID=81194670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111170642.2A Active CN114381793B (zh) | 2020-10-22 | 2021-10-08 | 单晶提拉装置的线材防振机构 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7388333B2 (zh) |
CN (1) | CN114381793B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63170297A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Kyushu Denshi Kinzoku Kk | Cz炉内の単結晶シリコン振れ幅制御システム |
JPH09208383A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-12 | Sumitomo Sitix Corp | 単結晶育成装置 |
JP2000095595A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-04-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上げワイヤの巻上げ機構 |
JP2000351693A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 棒状多結晶シリコン供給方法及び装置 |
CN105358743A (zh) * | 2013-06-27 | 2016-02-24 | 信越半导体株式会社 | 单晶制造装置及单晶制造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2665500B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1997-10-22 | 住友シチックス株式会社 | Cz炉のワイヤ振れ止め装置 |
-
2020
- 2020-10-22 JP JP2020177034A patent/JP7388333B2/ja active Active
-
2021
- 2021-10-08 CN CN202111170642.2A patent/CN114381793B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63170297A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | Kyushu Denshi Kinzoku Kk | Cz炉内の単結晶シリコン振れ幅制御システム |
JPH09208383A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-12 | Sumitomo Sitix Corp | 単結晶育成装置 |
JP2000095595A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-04-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上げワイヤの巻上げ機構 |
JP2000351693A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 棒状多結晶シリコン供給方法及び装置 |
CN105358743A (zh) * | 2013-06-27 | 2016-02-24 | 信越半导体株式会社 | 单晶制造装置及单晶制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7388333B2 (ja) | 2023-11-29 |
JP2022068397A (ja) | 2022-05-10 |
CN114381793B (zh) | 2024-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113106548B (zh) | 一种pzn基大尺寸三元高性能单晶、生长方法及熔盐炉 | |
US8518180B2 (en) | Silicon single crystal pull-up apparatus having a sliding sample tube | |
CN114836824B (zh) | 籽晶提拉装置、晶体生长设备和籽晶提拉方法 | |
CN114381793A (zh) | 单晶提拉装置的线材防振机构 | |
US5096677A (en) | Single crystal pulling apparatus | |
US4734267A (en) | Apparatus for growing compound semiconductor single crystals | |
US5932007A (en) | Method and apparatus for securely supporting a growing crystal in a czochralski crystal growth system | |
JP2009242142A (ja) | シリコン単結晶引上装置及びシリコン単結晶の製造方法 | |
US4301120A (en) | Chain introduction means for a crystal growth pulling head | |
US20060185580A1 (en) | Pulling-down apparatus and container therefor | |
EP0425837B1 (en) | Method of adjusting concentration of oxygen in silicon single crystal and apparatus for use in the method | |
JP2939919B2 (ja) | 半導体単結晶引き上げ装置 | |
EP1029955B1 (en) | Apparatus and method for producing single crystal | |
RU1736209C (ru) | Устройство дл получени нитевидных монокристаллов | |
JP2001010892A (ja) | シリコン単結晶引上げ装置の多結晶シリコンの融解方法 | |
JP3557872B2 (ja) | シリコン単結晶の育成装置 | |
US4662860A (en) | Telescoping low vibration pulling mechanism for Czochralski crystal growth | |
KR20220130491A (ko) | 단결정 성장 장치 | |
CN213772273U (zh) | 用于提拉半导体材料的单晶的设备 | |
JP2000351693A (ja) | 棒状多結晶シリコン供給方法及び装置 | |
CN102912421A (zh) | 一种用于区熔炉的内轴运动装置 | |
EP0416799B1 (en) | A single crystal pulling apparatus | |
JPH11255576A (ja) | シリコン単結晶の引上げ装置及びその引上げ方法 | |
KR101942192B1 (ko) | 잉곳 성장용 원료충진장치 | |
GB1590204A (en) | Apparatus for pulling single crystals from melt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |