DE3640868A1 - Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze - Google Patents

Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze

Info

Publication number
DE3640868A1
DE3640868A1 DE19863640868 DE3640868A DE3640868A1 DE 3640868 A1 DE3640868 A1 DE 3640868A1 DE 19863640868 DE19863640868 DE 19863640868 DE 3640868 A DE3640868 A DE 3640868A DE 3640868 A1 DE3640868 A1 DE 3640868A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crystal
melt
rope
light
torque
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.)
Withdrawn
Application number
DE19863640868
Other languages
English (en)
Inventor
Dirk Dr Helms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
Priority to DE19863640868 priority Critical patent/DE3640868A1/de
Publication of DE3640868A1 publication Critical patent/DE3640868A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • C30B15/22Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/28Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication
    • G01D5/30Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication the beams of light being detected by photocells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Einrichtung wird beispielsweise für die Messung des Kristalldurchmessers beim Ziehen von Einkristallen nach dem Czochralski-Verfahren verwendet.
Auf dem Gebiet des Kristallzüchtens ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren bekannt, z. B. das Kristallzüchten aus der Gasphase, aus der Lösung oder aus der Schmelze. Die verschiedenen Verfahren zum Kristallziehen aus der Schmelze haben wegen ihrer weit entwickelten Verfahrenstechnik und der Produktionsquantität eine Vorrangstellung gegenüber anderen Züchtungsmethoden erreicht.
Die bekanntesten Verfahren beim Kristallzüchten aus der Schmelze sind das Kyropoulus-Verfahren, das Bridman-Verfahren und das Czochralski- Verfahren. Während beim Kyropoulus-Verfahren ein gekühlter Keimkristall in die Schmelze eingetaucht und beim Bridgman-Verfahren ein Tiegel vertikal im Temperaturgradienten gesenkt wird, wird beim Czochralski-Verfahren ein Kristall aus der Schmelze gezogen.
Beim Czochralski-Verfahren schmilzt das Ausgangsmaterial ähnlich wie beim Kyropoulus-Verfahren in einem Tiegel. Ein Keimkristall taucht in die Schmelze und wird von ihr benetzt und damit angeschmolzen. Anschließend wird der Keimkristall bei gleichzeitigem Absenken der Temperatur kontinuierlich nach oben aus der Schmelze gezogen. Kristall und Tiegel drehen sich hierbei gegenläufig. Die Ziehgeschwindigkeit und die Temperatur der Schmelze sind so geregelt, daß der Kristall nach Ausbildung einer Schulter mit konstantem Durchmesser wächst. Die Orientierung des wachsenden Kristalls entspricht der des Keimkristalls (vgl. hierzu Bonora: Czochralski Growth of Single-Crystal Silicon - A State-of-the-Art Overview, Microelectronic Manufacturing and Testing, September 1980, S. 44-46).
Der Querschnitt des Kristalls senkrecht zur Ziehrichtung muß oft innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden, damit der Kristall den Vorgaben einer Einrichtung genügt, in der er eingesetzt werden soll. Es ist deshalb erforderlich, den Querschnitt bzw. den Durchmesser ständig zu messen.
Eine optische Messung des Kristalldurchmessers stößt insbesondere bei Galliumarsenid-Hochdruckanlagen wegen der diffusen Streuung des Lichts in der Arsenatmosphäre auf Schwierigkeiten.
Es ist indessen bereits ein Verfahren bekannt, mit dem es möglich ist, aufgrund der Gewichtsüberwachung des Kristalls auf seinen Durchmesser rückzuschließen (GB-PS 1 457 275). Hierbei wird ein Signal erzeugt, das der Funktion der effektiven trägen Masse des Kristalls beim Herausziehen entspricht. Dieses Signal wird jeweils mit einem hochgerechneten Erwartungswert verglichen. Weichen beide Signale voneinander ab, so wird aufgrund eines Regeleingriffs die Ziehgeschwindigkeit geändert, um den tatsächlichen Kristall-Durchmesser dem Soll-Durchmesser anzupassen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß es infolge des langsamen Kristallwachstums ungenau und verschiedenen Stör-Einflüssen unterworfen ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung des Durchmessers eines Kristalls zu schaffen, welche die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Meßgenauigkeit unabhängig von der Masse des Kristalls ist und mit steigendem Durchmesser zunimmt, was aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert ist. Bei einem Kristalldurchmesser von 100 mm und einer Drehzahl von 30 U/min ist das Meßsignal bei der Erfindung etwa um den Faktor 100 größer als bei dem bekannten Gewichtsverfahren, weil das Drehmoment des Kristalls von der 4. Potenz des Radius' abhängt (H. Schlichting, Grenzschicht-Theorie, 5. Aufl., S. 89, Formel 5; 54; Scheel/Müller- Krumbhaar, crystal pulling using ACRT, Journal of Crystal Growth 49, 1980, S. 294, Gleichung 14).
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Stangenvorschub-Anlage mit Drehmomentmessung,
Fig. 2a eine Seitenansicht eines Meßkopfs mit Dehnungsmeßstreifen zur Drehmomentmessung,
Fig. 2b eine Draufsicht auf den in der Fig. 2a dargestellten Meßkopf,
Fig. 3 einen Meßkopf für eine kombinierte Gewichts- und Drehmomentmessung,
Fig. 4 eine Seilzuganlage mit einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Verdrehwinkels des Seilzugs,
Fig. 5 eine Vorrichtung für die optische Messung des Verdrehwinkels eines Seilzugs,
Fig. 6 eine Kompensationsanordnung betreffend eine Bandauslenkung.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, mit der es möglich ist, das Drehmoment zu bestimmen, das zwischen der Unterseite 2 eines Kristalls 3 und einer Schmelze 4 auftritt, wenn der Kristall 3 im Sinne des Pfeils 5 gedreht wird. Dieses Drehmoment bestimmt sich nach der Gleichung
M = ω 3/2 · r 4(η · ρ ) 1/2
wobei
l = Winkelgeschwindigkeit des Kristalls r = Kristallradius η = Viskosität ρ = Dichte der Schmelze
Die Schmelze 4 befindet sich in einem Ziehkessel 6, der in der Fig. 1 nur teilweise dargestellt ist. In diesen Ziehkessel 6 ragt eine hohle Ziehwelle 7 hinein, die in ihrem Inneren eine koaxial angeordnete Ziehstange 8 aufweist. Am unteren Ende dieser Ziehstange 8 ist der Kristall 3 über den Kristallimpfling 9 befestigt. Zwischen der Ziehwelle 7 und dem Ziehkessel 6 ist ein Drucklager 10 vorgesehen, das eine Drehung der Ziehwelle 7 relativ zu dem Ziehkessel 6 ermöglicht. Oberhalb des Ziehkessels 6 ist die Ziehwelle 7 mittels zweier Lager 11, 12 in einem Träger 13 gelagert, der aus einer linken Trägerhälfte 14 und einer rechten Trägerhälfte 15 besteht. Beide Trägerhälften 14, 15 sind ihrerseits über Lager 16, 17 bzw. 18, 19 an vertikalen Führungsstangen 20 bzw. 21 gelagert. Mit Hilfe von elektrisch angetriebenen Kugelrollspindeln 22, 23, die aus ihren jeweils zugeordneten Zylindern 24, 25 herausragen, können die Trägerhälften 14, 15 nach oben bzw. nach unten bewegt werden. Die Ziehstange 8 hängt entweder frei in dem inneren Hohlraum 26, der Ziehwelle 7, oder sie wird durch reibungsarme Lager 27, 28 geführt. Als Lager 27, 28 kommen hierbei insbesondere Magnetlager in Frage. Auf dem äußeren Umfang der Ziehwelle 7 befindet sich ein Antriebsrad 29, das über einen Treibriemen 30 von dem Antriebsrad 31 angetrieben wird, das sich auf der Antriebswelle 32 eines Elektromotors 33 befindet. Dieser Elektromotor 33 ist an einem Arm 34 angeflanscht, der seinerseits mit der rechten Trägerhälfte 15 verbunden ist. Die Lager 11, 12 lassen nur eine Drehbewegung, aber keine Vertikalbewegung der Ziehwelle 7 relativ zu den Trägerhälften 14, 15 zu, so daß dann, wenn sich die Kolben 22, 23 nach oben bewegen, die Trägerhälften 14, 15 mit der Ziehwelle 7 und dem Arm 34 nach oben bewegt werden. Das obere Ende der Ziehwelle 7 ist mit der Unterseite 35 eines Meßkopfs 36 starr verbunden, d. h. dieser Meßkopf macht dieselben Vertikalbewegungen mit wie die Ziehwelle 7. An dem Flansch 37 ist eine Welle 38 befestigt, die mit einem Drehmomentwandler 39 verbunden ist, der das mechanische Drehmoment der Welle 38 in eine entsprechend elektrische Größe umformt. Diese elektrische Größe wird über eine Welle 40 auf Schleifringe 40, von wo aus sie mittels Bürsten 42 oder dergleichen abgegriffen und einem Meßauswertegerät 43 zugeführt wird. In diesem Meßauswertegerät 43 wird aufgrund der eingegebenen Daten, wie Drehmoment, Winkelgeschwindigkeit, Viskosität und Dichte der Schmelze der Radius des Kristalls errechnet und als analoge oder digitale elektrische Größe auf die Leitung 44 gegeben, die zu einem Anzeigegerät oder dergleichen führt.
In der Fig. 2a ist ein spezieller Meßkopf 36 in einer Seitenansicht dargestellt. Auf einer Blattfeder 45, die zwei Flügel 46, 47 aufweist, und die über einen Bolzen 48 mit der Ziehstange 8 verbunden ist, sind Dehnungsmeßstreifen 49, 50 angebracht, mit denen die elastische Verformung der Flügel 46, 47 gemessen werden kann.
Als Überlastungsschutz und zur Drehwinkelbegrenzung greifen am Kopf 37 der Zugstange 8 angebrachte Stifte 51, 52 in entsprechende Aussparungen eines Ringes 53 ein.
Die freien Enden der Blattfeder 45 werden über elastische dünne Stangen, von denen in der Fig. 2a nur eine Stange 54 im Querschnitt sichtbar ist, mit dem Gehäuse 36 verbunden. Der Kopf 37 der Ziehstange 8 ist über ein ringförmiges Mangetlager 55, 56 auf der Unterseite 35 des Meßkopfgehäuses 36 gelagert. Desgleichen ist ein Magnetlager 57, 58 bzw. 59, 60 zwischen der Ziehstange 8 und der Ziehwelle 7 vorgesehen.
Die Fig. 2b zeigt den Meßkopf 36 noch einmal in der Draufsicht. Man erkennt hierbei eine zweite dünne Stange 61, welche der Flügel 46 der Blattfeder 45 mit dem Gehäuse 36 verbindet. Diese elastische Stange 61 ist ebenso wie die elastische Stange 54 über einen Befestigungsfuß 62 bzw. 63 mit dem Gehäuse 36 verbunden. Mit Hilfe der beiden Stangen 54, 61 wird die Durchbiegung der Blattfeder 45 und damit eine genaue Messung ermöglicht. Die Bezugszahl 64 bezeichnet eine übertrieben durchgebogene Biegelinie der Blattfeder 45.
In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung für die Messung des Drehmoments dargestellt, die nach dem mit dem bekannten Gewichtsmeßprinzip kombinierten Kompensationsprinzip arbeitet. Die axiale Lagerung der Zugstange 8 wird hier durch ein dünnes, elastisches Seil 65 übernommen, das in der Drehachse liegt und durch einen Halter 66 und eine Abnutzung 67 mit dem Gehäuse 36 verbunden ist. In den Halter 66 kann eine Kraftmeßdose zur Gewichtsmessung integriert sein. Das Drehmoment wird hierbei über einen Bügel 68 und eine elastische aber drehsteife Kupplung 69 auf einen Drehmomentmotor 70 übertragen, der ein Drehmoment erzeugt, das proportional zum durchfließenden Strom ist. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um einen Abbau in der Art eines Drehspulinstruments oder eines Gleichstromkleinstmotors. Ein Meßgerät 76′ gibt hierbei ein Gewichtssignal ab. Das Kompensationsprinzip verlangt eine möglichst genaue Messung des Verdrehwinkels der Ziehstange 8. Diese Messung kann beispielsweise optisch mit Hilfe einer Blende 71 durchgeführt werden, die am oberen Ende des Bügels 68 angebracht ist und im Strahlengang einer Lichtquelle 72 zu einem Empfänger 73 liegt. Mit 74 ist ein optisches Abbildungssystem bezeichnet, das sich vor der Lampe 72 befindet. Durch Verdrehen der Zugstange 8 und somit des Bügels 68 und der Blende 71 gelangt mehr oder weniger Licht auf den Empfänger 73. Die auf den Empfänger 73 auftreffende Lichtmenge kann folglich als Maß für den Verdrehwinkel herangezogen werden.
Das vom Empfänger 73 gelieferte elektrische Signal wird über eine Leitung 75 einer Meßelektronik 76 zugeführt, die ein elektrisches Signal erzeugt, welches einem Verstellwinkel Δϕ entspricht. Dieser Verstellwinkel Δϕ wird auf einen PID-Regler 77 gegeben, der seinerseits einen Verstärker 78 ansteuert, der einen Motorsteuerstrom I erzeugt. Dieser Motorsteuerstrom I wird auf den Drehmomentmotor 70 gegeben, der hierauf ein Drehmoment erzeugt, das dem von der Schmelze 4 auf den Kristall 3 übertragenen Drehmoment entspricht, aber gegensinnig zu diesem ist; d. h. es wird das auf den Kristall 3 einwirkende Drehmoment kompensiert. Da das Drehmoment des Drehmomentmotors 70 proportional zum Strom I ist, ist die vom Verstärker 78 gelieferte Stromstärke I geeignet, den Verstellwinkel Δϕ auf Null zurückzusetzen.
Der Vorteil der Anordnung gemäß Fig. 3 gegenüber der Anordnung gemäß den Fig. 2a, 2b ist die hohe Drehstetigkeit, die mit Hilfe des PID-Reglers 77 erreicht werden kann. Damit ergeben sich kurze Ansprechzeiten des Ausgangssignals I auf Änderungen des Radius' des Kristalls 3. Außerdem kann die radiale Lagerung 57, 58; 59, 60 zwischen Ziehstange 8 und Ziehwelle 7 bei der Anordnung gemäß Fig. 3 entfallen, weil über das Seil 65 ohnehin eine axiale Lagerung vorgesehen ist. Mit Hilfe der Anordnung gemäß Fig. 3 ist es möglich, sowohl das Gewicht des Kristalls über die Meßeinrichtung 66 zu erfassen als auch den Verdrehwinkel Δϕ , der durch das Drehmoment zwischen Schmelze und Kristall 3 aufgebracht wird. Hierdurch ist eine doppelte Meßsicherheit gegeben, denn bei Übereinstimmung beider Größen, die vorher komensurabel gemacht werden, kann man sicher sein, daß der gemessene Wert des Kristalldurchmessers zutreffend ist.
In der Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Kristall 3 an einem Seil 80 statt an einer Stange 8 hängt. Dieses Seil 80 ist vorzugsweise ein Stahlband, das mit einem Impflinghalter 81 verbunden ist, der seinerseits mit dem Impfling 82 des Kristalls 3 in Verbindung steht. Das Seil 80 ist auf einer Trommel 83 aufgewickelt und wird von dort über eine Umlenkrolle 84 dem Impflinghalter zugeführt. Die Trommel 83 kann mittels einer Antriebseinrichtung, die hier als angeflanschter Motor 85 schematisch dargestellt ist, in Drehung versetzt werden. Das Gehäuse 86, in dem sich die Antriebseinrichtung 85, die Trommel 83 und die Umlenkrolle 84 befinden, ist in einem Ziehkessel 87 gelagert, und zwar über Lager 88, 89 in einem zylindrischen Öffnungsstutzen 90 des Ziehkessels 87. Auf den Lagern ruht eine schmale zylindrische Verlängerung 91 des Gehäuses 86, auf dem sich auch eine Antriebsrolle 92 für einen Riemenantrieb 93 befindet, mit dem das ganze Gehäuse 86 in Drehung versetzt werden kann. Wird das Gehäuse 86 gedreht, so werden auch die Umlenkrolle 84 sowie die Trommel 83 mit dem Motor 85 und damit das Seil 80 gedreht. Das Reibungsmoment zwischen dem Kristall 3 und der Schmelze 4 führt dabei zu einer Verdrehung des Seils 80, die durch eine im Gehäuse 86 eingebaute Meßeinrichtung 94 gemessen wird. Die Messung kann durch optische Abtastung erfolgen, was durch den gestrichelten Pfeil 95 angedeutet ist. Der Verdrehwinkel des Seils 80 ist ein Maß für das Reibungsmoment und damit für den Durchmesser des Kristalls 3.
Eine spezielle Ausführungsform einer optischen Verdrehwinkelmessung ist in der Fig. 5 dargestellt. Man erkennt hierbei, daß das Seil 80 vorzugsweise als schmales Band ausgebildet ist, an dem auftreffende Lichtstrahlen reflektiert werden. Der Lichtstrahl 97 einer Lichtquelle 96, beispielsweise eines Lasers, der unter einen Winkel α zum Lot 98 auf das Seil 80 auftrifft, wird von diesem Seil 80 als Lichtstrahl 97 reflektiert und trifft auf einen feststehenden Spiegel 99 auf. Von diesem Spiegel 99 gelangt der Lichtstrahl 97′′ erneut auf das Seil 80, wo er als Lichtstrahl 97′′′ auf ein Diodenarray 100 trifft. Dieses Diodenarray 100 erkennt den Auftreffpunkt des Lichtstrahls 97′′′ und gibt eine entsprechende Information an eine nicht dargestellte Verarbeitungseinrichtung weiter. Wird das Seil um den Winkel Δϕ verdreht, so wird der Lichtstrahl 91 als Lichtstrahl 101 auf den Spiegel 99 gelenkt, von wo aus er als Lichtstrahl 101′′ erneut auf das Seil 80 trifft, um von dort als Lichtstrahl 101′′′ auf das Diodenarray zu treffen. Durch diese Anordnung ergibt sich ein großer Meßweg am Diodenarray 100 bei relativ kleinen Verdrehwinkeln des Bandes, womit eine hohe Meßauflösung möglich ist.
Anhand der Fig. 6 wird deutlich, daß die Anordnung gemäß Fig. 5 auch dann noch funktioniert, wenn das Seil 80 Pendelbewegungen ausführt, die in der Praxis schwer vermeidbar sind.
Es sei angenommen, daß das Seil 80 aus seiner ursprünglichen Position in die mit 80′ bezeichnete Position ausgelenkt worden ist. Die hierdurch entstandene Auslenkung ist mit "S" bezeichnet. Im Falle eines einfachen Strahlenganges, wie er etwa bei dem bekannten Spiegelgalvanometer üblich ist, würde dies zu Meßfehlern führen. Aufgrund der doppelten Strahlenspiegelung am Seil 80 kann dieser Fehlereinfluß jedoch weitgehend kompensiert werden, weil der Winkelfehler zweimal mit umgekehrten Vorzeichen auftritt und sich somit selbst eliminiert. Der große Winkelfehler, der bei der Reflexion des Strahls 102 durch das Seil 80′ am Spiegel 99 auftritt, wird durch die rücklaufenden Strahlen 102′′, 102′′′ wieder ausgeglichen.
Die Erfindung ist im übrigen auch dann anwendbar, wenn sich auf der Schmelze eine Deckschicht, beispielsweise aus Boroxid, befindet. In diesem Fall muß lediglich berücksichtigt werden, daß der Kristall zusätzlich an seinem Umfang benetzt wird. Das hierdurch erhöhte Drehmoment ist ebenfalls radiusabhängig. Über geeignete Meßkurven, welche beide Drehmomenteinflüsse berücksichtigt, kann wieder auf den Radius des Kristalls rückgeschlossen werden.

Claims (22)

1. Einrichtung zur Bestimmung des Durchmessers eines Kristalls beim Ziehen aus einer Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgrund einer relativen Drehbewegung zwischen Kristall (3) und Schmelze (4) auftretende Drehmoment als Maß für die Bestimmung des Durchmessers des Kristalls (3) herangezogen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drehmoment um das Drehmoment handelt, das zwischen der Unterseite des Kristalls (3) und der Oberfläche der Schmelze (4) auftritt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schmelze (4) als auch der Kristall (3) relativ zu einem festen Bezugspunkt gedreht werden, und zwar im gegenläufigen Sinn.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Kristalls (3) an einer Ziehstange (8) befestigt ist, die in einer hohlen Ziehwelle (7) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Ziehwelle (7) über ein Antriebsmittel (29-33) in Drehung versetzbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Ziehwelle (7) innerhalb eines Trägers (14, 15) drehbar gelagert ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14, 15) vertikal verschiebbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die vertikale Verschiebung zwei Führungsstangen (20, 21) sowie eine Hebeeinrichtung (22-25) vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehstange (8) über einen Drehmomentaufnehmer (39) mit dem Gehäuse eines Meßkopfs (36) verbunden ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Ziehwelle (7) über ein Getriebe (29, 30, 31) mit einem Elektromotor (33) verbunden ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehstange (8) einen Flansch (37) aufweist, der sich im Meßkopf (36) befindet.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentaufnehmer (39) an zwei Seiten mit Stangen (38, 40) verbunden ist, wobei die eine Stange (38) mit dem Flansch (37) in Verbindung steht, während die andere Stange (40) elektrische Leitungen führt, über welche die von dem Drehmomentaufnehmer (39) erzeugten elektrischen Signale einer Auswerteeinrichtung (43) zugeführt werden.
13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende der Ziehstange (8) ein Flansch (37) vorgesehen ist, an dem sich eine Blattfeder (45) mit zwei Flügeln (46, 47) befindet, die mit ihren Enden an Stangen (54, 61) befestigt sind, die mit einem Gehäuse (36) in Verbindung stehen, wobei zwischen den Stangen (54, 61) und dem Drehpunkt (48) der Blattfeder (45) Dehnungsmeßstreifen (49, 50) vorgesehen sind, die elektrische Signale erzeugen, welche einer Auswerteschaltung zugeführt werden.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Flansch (37) Vorsprünge (51, 52) vorgesehen sind, die zur Begrenzung der Drehbewegung der Ziehstange (8) gegen Anschläge (53) stoßen.
15. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehstange (8) durch Magnetlager (55, 56; 57, 58; 59, 60) gelagert ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall (3) an einem verdrehbaren Seil (80) befestigt ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (80) teilweise auf eine Rolle (83) gewickelt ist, die relativ zur Achse des Seils (80) verdrehbar ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehungen des Seils (80) meßtechnisch erfaßt werden.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (80) bandförmig ausgebildet ist und mindestens auf einer Seite Licht reflektiert, daß ferner eine Lichtquelle (96) vorgesehen ist, welche Licht (97) auf die reflektierende Seite des Seils (80) sendet, wobei das reflektierte Licht (97′) auf einen Spiegel (99) gelangt, der das Licht (97′′) zum Seil (80) zurückreflektiert, von wo aus das reflektierte Licht (97′′′) auf eine lichtempfindliche Anordnung (100) gelangt, mittels welcher der Auftreffort des Lichts (97′′′) auf dieser Anordnung (100) feststellbar ist
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Anordnung ein Diodenarray (100) ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schmelze (4) eine Deckschicht vorgesehen ist, die eine Verschmutzung der Schmelze (4) verhindert.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus Boroxid besteht.
DE19863640868 1986-11-29 1986-11-29 Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze Withdrawn DE3640868A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863640868 DE3640868A1 (de) 1986-11-29 1986-11-29 Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863640868 DE3640868A1 (de) 1986-11-29 1986-11-29 Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3640868A1 true DE3640868A1 (de) 1988-06-09

Family

ID=6315112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863640868 Withdrawn DE3640868A1 (de) 1986-11-29 1986-11-29 Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3640868A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293757A2 (de) * 1987-05-30 1988-12-07 Forschungszentrum Jülich Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Bestimmungsgrösse für den Übergangsbereich zwischen Schmelze und Kristall
CN112362222A (zh) * 2020-11-09 2021-02-12 哈尔滨晶创科技有限公司 一种单晶生长过程压力监控系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1619967B2 (de) * 1966-03-01 1972-06-08 Verfahren zum ziehen von einkristallstaebchen gleichfoermigen durchmessers
DE2126662A1 (de) * 1971-05-28 1972-12-07 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von versetzungsfreien A tief III B tief V-Einkristallen
DE7410609U (de) * 1974-07-04 Hartmann & Braun Ag Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes eines drehbeweglichen Organs
DE2513924A1 (de) * 1974-03-29 1976-02-26 Nat Res Dev Automatische regeleinrichtung fuer die kristallherstellung
DE2502886A1 (de) * 1975-01-24 1976-07-29 Heinz Dipl Ing Weber Drehmoment-messvorrichtung
GB1457275A (en) * 1973-07-23 1976-12-01 Secr Defence Growth of crystalline material
DD145407A1 (de) * 1979-08-02 1980-12-10 Manfred Reiche Verfahren zur automatischen kontrolle und regelung des kristalldurchmessers
DE3325003A1 (de) * 1983-07-11 1985-01-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum messen des druchmessers eines durch zonenschmelzen hergestellten halbleiterstabes
DE3325242C2 (de) * 1982-07-15 1986-10-02 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Verbindungshalbleiter-Einkristalls
DE3516234A1 (de) * 1985-05-06 1986-11-06 Lothar Dipl.-Phys. Dr. 8031 Gilching Schmieder Einrichtung zum messen von kraeften und drehmomenten in verschiedenen richtungen

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7410609U (de) * 1974-07-04 Hartmann & Braun Ag Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes eines drehbeweglichen Organs
DE1619967B2 (de) * 1966-03-01 1972-06-08 Verfahren zum ziehen von einkristallstaebchen gleichfoermigen durchmessers
DE2126662A1 (de) * 1971-05-28 1972-12-07 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von versetzungsfreien A tief III B tief V-Einkristallen
GB1457275A (en) * 1973-07-23 1976-12-01 Secr Defence Growth of crystalline material
DE2513924A1 (de) * 1974-03-29 1976-02-26 Nat Res Dev Automatische regeleinrichtung fuer die kristallherstellung
DE2502886A1 (de) * 1975-01-24 1976-07-29 Heinz Dipl Ing Weber Drehmoment-messvorrichtung
DD145407A1 (de) * 1979-08-02 1980-12-10 Manfred Reiche Verfahren zur automatischen kontrolle und regelung des kristalldurchmessers
DE3325242C2 (de) * 1982-07-15 1986-10-02 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Verbindungshalbleiter-Einkristalls
DE3325003A1 (de) * 1983-07-11 1985-01-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum messen des druchmessers eines durch zonenschmelzen hergestellten halbleiterstabes
DE3516234A1 (de) * 1985-05-06 1986-11-06 Lothar Dipl.-Phys. Dr. 8031 Gilching Schmieder Einrichtung zum messen von kraeften und drehmomenten in verschiedenen richtungen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293757A2 (de) * 1987-05-30 1988-12-07 Forschungszentrum Jülich Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Bestimmungsgrösse für den Übergangsbereich zwischen Schmelze und Kristall
EP0293757A3 (en) * 1987-05-30 1990-07-11 Kernforschungsanlage Juelich Process and apparatus to determine a parameter for the transition region between crystal and melt
CN112362222A (zh) * 2020-11-09 2021-02-12 哈尔滨晶创科技有限公司 一种单晶生长过程压力监控系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0335080B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln des Spulenumfangs von Kreuzspulen und zum Verwerten des Ergebnisses
DE10047793B4 (de) Rotationsrheometer
DE3876384T2 (de) Vorrichtung zum messen des durchmessers eines kristalles.
DE3885571T2 (de) Vorrichtung für die Einbringung von optischen Fasern in die schraubenlinienförmigen Nuten eines Tragelements.
CH615274A5 (de)
DE69017642T2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Einkristallen nach dem Czochralski-Verfahren.
DE2543839B1 (de) Vorrichtung zum erzeugen eines gleichmaessigen textilen faserbandes
EP0344115A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Fadenbandbreite bei Schärmaschinen
DE3736694A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum beruehrungslosen antrieb eines doppelpendel-interferometers
DE102009060855B4 (de) Elektromechanisches Füllstandmessgerät und ein Verfahren zur Füllstandmessung nach dem Prinzip der Verdrängungsmessung
EP0694775A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ausgleich einer Unwucht an einem Kraftfahrzeugrad
EP0225966A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen rheologischer Eigenschaften und Substanzen
EP0074416A1 (de) Verfahren zum Übertragen einer gemessenen Unwuchtwinkellage auf einen Rotor und Vorrichtung hierzu
DE3411395C2 (de) Vorrichtung zum Aufwickeln von strangförmigem Gut
DE68904302T2 (de) Vorrichtung zum messen einer achsenabweichung in einer kristallzieheinrichtung.
EP2810908A1 (de) Verfahren zum Einstellen einer Drehwinkelstellung eines eine Spulenhülse drehbeweglich halternden Spulenrahmens und Spulen herstellende Textilmaschine mit mehreren Spulstellen
DE3640868A1 (de) Einrichtung zur bestimmung des durchmessers eines kristalls beim ziehen aus einer schmelze
CH378060A (de) Polarimeter
DE69415291T2 (de) Roboterisierte Maschine zum quadrupolen Wickeln von Lichtleitfasern
EP0059301A2 (de) Brennelementenkastenmessmaschine
EP2369313B1 (de) Kalibrieranordnung für eine elektronische Waage
DE3144179A1 (de) Markiervorrichtung fuer linsenpruefgeraete
DE19738438B4 (de) Einrichtung und Verfahren für die Bestimmung des Durchmessers eines Kristalls
DE1931202A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur photometrischen Pruefung
DE2903807A1 (de) Verfahren zum unwuchtausgleich eines bandwicklers und hierzu eingerichteter bandwickler

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee