DE3890368C2 - Systemeinrichtung zur Steuerung von Vorrichtungen zum Ziehen rohrförmiger Kristallkörper und Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Kristallkörpers - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Apparaturen zum Ziehen von Kristallen und insbesondere auf Steuersysteme zur Steuerung von Apparaturen zum Ziehen von rohrförmigen Kristallkörpern.

Stand der Technik

Silicium in Folien- bzw. Blattform, wie es zur Herstellung von Halbleiteranordnungen verwendet wird, wird häufig aus den ebenen Seitenflächen rohrförmiger Kristallkörper des Typs mit mehreren Seiten, beispielsweise eines Neuneck-Kristallkörpers, gewonnen. Apparaturen des in der US-Patentschrift 4 544 528 beschriebenen Typs wurden zur Herstellung dieser Kristallkörper nach dem soge­ nannten EFG-Verfahren ("edge-defined, film-fed growth process", "randkantenbegrenztes Ziehen aus einem nachge­ füllten Schmelzefilm") verwendet. Kurz gesagt weisen diese Apparaturen einen Schmelztiegel zur Aufnahme einer Schmelze des zu ziehenden Materials (beispielsweise Silizium), ein Kapillarformgebungsteil zur Steuerung der Form und Gestalt des gezogenen Kristalls, eine Heiz­ vorrichtung zur Steuerung der Temperatur des Formgebungs­ teils und der Schmelze, ein Kristallkeimhalterungsaggre­ gat zur Halterung des zum Ziehen des Kristalls verwende­ ten Kristallkeims, sowie einen mit dem Kristallkeim­ halterungsaggregat verbundenen Ziehmechanismus zum Ab­ ziehen des rohrförmigen Kristallkörpers aus der Schmelze auf.

Zur Herstellung eines kommerziell zufriedenstellenden Siliziumsubstrats und um zu gewährleisten, daß der Kristallziehvorgang nicht vorzeitig entweder durch Ab­ lösung oder durch Anfrieren des rohrförmigen Kristall­ körpers abgebrochen wird, ist es wesentlich, die Kristall­ wandstärke des gezogenen Körpers innerhalb enger Grenzen zu steuern bzw. zu regeln. Bei Apparaturen mit Kapillarformgebung des in der US-Patentschrift 4 544 528 beschriebenen Typs ist es bekannt, daß die Wandstärke des gezogenen Kristallkörpers mit der Größe und Form des zwischen der Oberseite des Formgebungsteils und der Unterseite des gezogenen Körpers ausgebildeten Meniskus schwankt. Unter Ausnutzung dieser Beziehung zwischen Wandstärke und verschiedenen geometrischen Charakteristi­ ken des Meniskus, sind verschiedene Vorrichtungen mit optischen Systemen, beispielsweise wie in den US-Patent­ schriften 4 239 583, 4 267 151 und 4 318 769 beschrieben, zur Steuerung des Betriebs von Kristallziehvorrichtungen entwickelt worden. Diese Systeme auf optischer Basis weisen ein optisches Aggregat zur Sichtüberwachung des Meniskus auf. Unter Verwendung von durch das optische Aggregat gewonnener Information betreffend die Konfi­ guration des Meniskus, steuert eine Bedienungsperson den Betrieb der Kristallziehvorrichtung derart, daß ein Kristallkörper mit der gewünschten Soll-Wandstärke er­ zeugt wird.

Zwar läßt sich mit den vorstehend erwähnten optischen Kontrollsystemen eine ausreichende Wandstärkenkontrolle erzielen, jedoch bestehen gewisse Beschränkungen hin­ sichtlich der Anwendung derartiger Systeme. Als erstes muß eine Bedienungsperson kontinuierlich die Konfigura­ tion des Meniskus überwachen und den Betrieb der Kristallziehvorrichtung auf der Grundlage ihrer Fest­ stellungen und Beobachtungen regeln. Um menschliche Fehler auszuschließen, die Kristallziehgeschwindigkeiten zu er­ höhen und die mit der Verwendung eines Technikers verbunde­ nen Kosten zu reduzieren, ist eine Automation des gesamten Kristallziehvorgangs erwünscht. Zweitens ist mit dem be­ kannten optischen Kontrollsystemen nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des gesamten Meniskus beobachtbar. Die Kon­ figuration dieses kleinen Bereichs ist nicht notwendiger­ weise repräsentativ für die Konfiguration des gesamten Meniskus.

Bei den bekannten Kristallziehapparaturen des in der US-Patentschrift 4 544 528 beschriebenen Typs hat sich das Ziehen vom Kristallkörpern mit einer Länge von mehr als etwa 2 m als schwierig und praktisch untunlich erwiesen. Diese Schwierigkeit ist zum Teil durch die Notwendigkeit bedingt, Luft aus dem Innenraum des gezogenen rohrförmi­ gen Kristallkörpers auszuschließen, indem man diesen Innenraum mit einem Inertgas, wie beispielsweise Argon, füllt, und zum Teil durch den Umstand bedingt, daß inner­ halb dieses Volumens Konvektionsströme durch große in dem Volumen herrschende Temperaturunterschiede erzeugt werden.

Im einzelnen wird ein inertes Gas, typischerweise Argon, in das Innere des gezogenen Kristallkörpers eingeleitet, um die Umgebungsluft aus dem Inneren des Körpers fernzu­ halten. Da das Inertgas schwerer als die Umgebungsluft ist, erreicht in einem Kristallkörper mit einer Länge von mehr als etwa 2 m die Inertgassäule im Inneren des Körpers eine hinreichende Länge und damit ein hinreichendes Ge­ wicht, daß die Säule zum Absinken nach unten tendiert, derart daß es zum Ansaugen von Umgebungsluft in den Kristallkörper durch dessen obere Ende kommen kann.

Trifft man Maßnahmen, um einen Eintritt von Umgebungsluft in den Kristallkörper zu verhindern, beispielsweise, indem man den Kristallkörper an seiner Oberseite abschließt, so nehmen die schädlichen Effekte der innerhalb des Körpers erzeugten Konvektionsströme beträchtlich zu. Wird das Rohr in dieser Weise verschlossen, so bewirken diese Konvektions­ ströme Schwankungen innerhalb des Kristallkörpers, welche eine Steuerung bzw. Regelung des Betriebs der Kristallzieh­ vorrichtung schwierig gestalten. Als Folge hiervon hat sich das Ziehen von Kristallkörpern mit einer gleichförmigen Wandstärke und mit Längen von mehr als etwa 2 m als proble­ matisch erwiesen.

Aus J. Crystal Growth 82 (3/1987), pp. 134 bis 141 ist be­ reits ein System zur Steuerung des Betriebs einer Vorrichtung zur Erzeugung eines rohrförmigen Kristallkörpers der hier interessierenden Art bekannt, bei welchem wesentliche Para­ meter des in Entstehung befindlichen rohrförmigen Kristall­ körpers mittels Sensoren im Betrieb laufend überwacht und die Meßwertsignale dieser Sensoren als Eingangsgrößen einer Steuereinrichtung zugeführt werden, welche geeignete, den Ziehvorgang beeinflussende Stellgrößen, wie die Heizvor­ richtung für die Beheizung des Schmelztiegels oder die Materialzufuhr zur Schmelztiegelnachfüllung, im Sinn der Aufrechterhaltung einer konstanten Wandstärke des gezogenen Kristallkörpers steuert. Im einzelnen weist die bekannte Anordnung einen auf das Gewicht des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers ansprechenden Meßwertgeber bzw. -sensor und einen auf die Länge des anwachsenden Kristallkörpers ansprechenden Sensor bzw. Meßwertgeber auf, deren Ausgangs- oder Meßwertsignale einer Regelein­ richtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung zuge­ führt werden. Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten, die sich aus in der Atmosphäre im Inneren des gezogenen Rohrkörpers induzierten Schwankungen ergeben, wird bei dem bekannten System der gezogene Kristallkörper an seinem oberen Ende bewußt nicht hermetisch abgeschlossen; die Fernhaltung von Luft bzw. Sauerstoff aus der heißen Zone erfolgt durch Beaufschlagung des Innenraums mit einer von unten nach oben gerichteten Argonströmung; um zu verhindern, daß bei einem eventuellen Abreißen der dichten Verbindung am unteren Ende die in dem Innenraum stehende Argonsäule in der erwähnten Weise unter ihrem Eigengewicht nach unten absinkt und hierdurch von dem oberen Ende her Luft einge­ saugt wird, ist bei dem bekannten System vorgeschlagen, den den gezogenen Rohrkörper außen umgebenden Ofenraum insgesamt mit einem Druck zu beaufschlagen, welcher gegebenenfalls dem Gewicht der Argonsäule das Gleichgewicht hält.

Dieses bekannte System gestattet zwar eine automatische Über­ wachung und Regelung des Ziehvorgangs; jedoch hat sich diese, eine kontrollierte Druckbeaufschlagung des den gezogenen Rohr­ körper umgebenden Außenraums erfordernde, Anordnung letztlich nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen. Abgesehen von dem zusätzlichen Aufwand für die laufende und kontrollierte Druckbeaufschlagung der Außenumgebung des gezogenen Rohrkörpers, ist die unter praktischen Betriebsbedingungen erzielte Qualität der Regelung unbefriedigend. Die Unzuträglichkeiten nehmen mit zunehmender Länge des gezogenen Rohrkörpers infolge der zu­ nehmenden Höhe und des zunehmenden Gewichts der Argonsäule zu.

Da die Vorbereitung der Ziehapparatur für das Ziehverfahren einen wesentlichen Anteil der zum Ziehen des Kristallkörpers erforderlichen Gesamtzeit ausmacht, ist die Erzielung größerer, in einem Verfahrensgang mit guter Qualität (Konstanz der Wand­ stärke) erzielbarer Ziehlängen im Interesse einer Verbesserung des Verfahrenswirkungsgrades dringend erwünscht.

Die Erfindung betrifft - ausgehend etwa von dem aus J. Crystal Growth 82 (3/1987), pp. 134-141 bekannten System - eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs einer Vorrich­ tung zur Erzeugung eines rohrförmigen Kristallkörpers, wobei die Vorrichtung einen Schmelztiegel zur Aufnahme einer Schmel­ ze, eine Heizeinrichtung zur Beheizung des Schmelztiegels, ein Kapillarformgebungsteil und eine Einrichtung zum Ziehen eines rohrförmigen Kristallkörpers aus der Schmelze umfaßt, wobei die Kristallzieheinrichtung einen Kristallkeimhalter zur Halterung eines Kristallkeims und einen Abziehmechanismus zum Abziehen des rohrförmigen Kristallkörpers, des Kristallkeims und des Kristallkeimhal­ ters von dem Schmelztiegel weg umfaßt, und wobei die Steuer­ einrichtung einen Längensensor zur Erzeugung eines die Länge des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers wie­ dergebenden Ausgangssignals, einen Gewichtssensor zur Erzeugung eines das Gewicht des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers, des Kristallkeims und des Kristallkeimhalters wiedergebenden Ausgangssignals, sowie eine Regeleinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung aufweist.

Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer Steuer­ einrichtung der vorstehend genannten Art zugrunde, welche in Abhängigkeit von der laufenden Überwachung wesentlicher Para­ meter des in Entstehung befindlichen Ziehkörpers die automa­ tische Steuerung bzw. Regelung des Ziehvorgangs im Sinn der Gewährleistung einer konstanten Wandstärke des Ziehkörpers mit hoher Genauigkeit und über große, in einem Ziehvorgang herstellbare, Rohrlängen ermöglicht.

Zu diesem Zweck ist bei einer Steuereinrichtung der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Kristall­ keimhalter so ausgebildet ist, daß er das obere Ende des rohr­ förmigen Kristallkörpers pneumatisch dicht verschließt, daß die Steuereinrichtung des weiteren einen Drucksensor zur Erzeu­ gung eines den Druck im Inneren des im Ziehen befindlichen rohr­ förmigen Kristallkörpers wiedergebenden Ausgangssignals auf­ weist, und daß die Regeleinrichtung den Betrieb der Heizvor­ richtung und/oder der Ziehvorrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Längensensors, des Gewichtssensors und des Drucksensors zur Gewährleistung einer gleichförmigen Wand­ stärke des gezogenen rohrförmigen Kristallkörpers steuert.

Indem erfindungsgemäß - in Abkehr von dem bekannten System - der in seinem Inneren mit der Argonströmung beaufschlagte gezogene Kristallkörper an seinem oberen Ende pneumatisch dicht verschlossen wird und ein auf den Druck im Inneren des Kristalls ansprechender Drucksensor zur Erzeugung eines den jeweiligen Druck im Inneren des in Ziehung befindlichen Kristalls wieder­ gebenden Signals vorgesehen wird und dieses Drucksignal - zusätzlich zu den Ausgangssignalen des Längensensors und des Gewichtssensors - zur Regelung des Ziehvorgangs herangezogen wird, wird in apparativ und verfahrensmäßig einfacher Weise eine wesentliche Verbesserung der Regelung erreicht, derart daß die Einhaltung einer innerhalb engerer Grenzen konstanten Wand­ stärke über eine größere Länge der jeweils in einem Ziehvor­ gang herstellbaren rohrförmigen Kristallkörper gewährleistet wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung des weiteren Mittel zur Berechnung des wahren Gewichts des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers aus den Ausgangssignalen des Gewichtssensors und des Drucksensors und zur Erzeugung eines das wahre Gewicht des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers wiedergebenden korrigierten Ausgangssignals aufweist und der­ art ausgebildet ist, daß sie den Betrieb der Schmelz­ tiegel-Heizeinrichtung und/oder der Zieheinrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Längensensors und des korri­ gierten Ausgangssignals der Berechnungsmittel steuert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 6. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ziehen eines rohr­ förmigen Kristallkörpers mittels und unter der Kontrolle einer derartigen Regeleinrichtung; dieses Verfahren ist Gegenstand der Ansprüche 7 bis 9.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Für ein vollständigeres Verständnis des Wesens und der Ziele der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit der beilie­ genden Zeichnung Bezug genommen; in dieser zeigen

Fig. 1 in teilweise geschnittener schemati­ scher Darstellung die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, welche den zeitlichen Verlauf der Ausgangs­ größe des Drucksensors und des Gewichtssensors gemäß der Erfindung relativ bezogen auf das wahre Gewicht des Kristalls veranschaulicht,

Fig. 3 ein Schaltschema der in der bevor­ zugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung verwendeten Schaltung zur Ermittlung des wahren Gewichts, sowie

Fig. 4 ein Software-Fließdiagramm, das die verschiedenen durch das Steuer­ system gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Steuerung des Betriebs einer Kristallziehvorrich­ tung ausgeführten Verfahrens- und Arbeitsschritte veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die vorliegende Er­ findung ein Steuer- bzw. Regelsystem zur Steuerung des Betriebs einer Vorrichtung 20 zum Ziehen rohrförmiger Kristallkörper 22 aus Halbleitermaterialien. Obwohl dies im einzelnen nicht dargestellt ist, wird voraus­ gesetzt, daß die Vorrichtung 20 einen Ofen des in den US Patentschriften 4 544 528, 4 239 583, 4 267 151 und 4 318 769 beschriebenen und veranschaulichten Typs auf­ weist. Näherhin umfaßt die Vorrichtung 20 einen Schmelz­ tiegel 24 zur Aufnahme einer Schmelze des kristalli­ sierenden Halbleitermaterials, eine Heizvorrichtung 26 zur Beheizung der Schmelze, sowie ein Kapillar-Formge­ bungsteil 28 der gewünschten Form zur Formgebung des Körpers 22. Das Kapillarformgebungsteil kann in ver­ schiedenen Formen ausgeführt sein, vorzugsweise hat es die in Fig. 1 der US-Patentschrift 4 544 528 gezeigte Ausbildung, mit dem Unterschied, daß es eine Form zum Ziehen eines Körpers von runder oder einer bestimmten Vieleck-Querschnittsform, beispielsweise einem Neun- oder Achteck, besitzt. Zwei stationäre parallele Schienen 29 und ein längs diesen gleitend verschieblich angeord­ neter Rahmen 30 sind zur Verwendung beim Ziehen eines Kristallkörpers 22 aus der Schmelze vorgesehen. In dem Rahmen 30 ist eine Öffnung 32 (vergleiche die Zeichnung) vorgesehen, und benachbart dieser Öffnung eine Befesti­ gungsplatte 34 an dem Rahmen befestigt. Oberhalb des Schmelztiegels 24 ist an einer fest angeordneten Stelle in axialem Abstand ein Ziehmechanismus 35 des nach dem Stand der Technik bekannten Typs angeordnet und mit dem Rahmen 30 verbunden, derart daß dieser längs der Schienen 29 mit einer im wesentlichen konstanten Ge­ schwindigkeit von dem Schmelztiegel 24 weg abgezogen werden kann. Mit dem Rahmen 30 ist ein Kristallkeimhalter 36 verbunden. Dieser ist mechanisch mit einem Kristall­ keim 39 (Fig. 1) verbunden, von welchem der anwachsende Kristallkörper 22 gezogen wird.

Die vorstehende kurze Beschreibung der Vorrichtung 20 reicht für das Verständnis der Beziehung und gegensei­ tigen Zuordnung zwischen dem erfindungsgemäßen Steuer- bzw. Regelsystem und der von diesem gesteuerten Vorrich­ tung aus. Für eine nähere Beschreibung einer Ausführungs­ form der Vorrichtung 20 wird auf die vorstehend erwähnte US-Patentschrift 4 544 528 verwiesen, die für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung in Bezug genommen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Steuer- bzw. Regel­ systems gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Gewichts-Meßfühler bzw. -sensor 100, einen Längen-Meß­ fühler bzw. -sensor 101, einen Druck-Meßfühler bzw. -sensor 102, eine Schaltung 104 zur Bildung eines das wahre Gewicht wiedergebenden Signals ("wahres-Gewicht-Schaltung") 104 sowie eine Steuer- und Regelvorrichtung 105. Gemäß der Ausführungsform ist der Kristallkeimhalter 36 so ausgebildet, daß er den Körper an seinem oberen Ende pneumatisch dicht abschließt. Der Kristallkeimhalter 36 weist eine rechtwinklig zur Achse des rohrförmigen Kristalls 22 verlaufende Oberfläche 37 sowie eine Leitung 38 auf, wel­ che eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Innenraum des Kristalls 22 mit dem Raum außerhalb des Kristallkeim­ halters herstellt.

Der Gewichtssensor 100 ist an der Befestigungsplatte 34 befestigt und mit dem Kristallkeimhalter 36 durch eine axial ausziehbare Stange 106 verbunden. Diese Stange erstreckt sich durch die Öffnung 32 in dem Rahmen 30. Der Gewichtssensor 100 mißt das Gewicht des Kristall­ körpers 22 und des Kristallkeimhalters 36, einschließ­ lich des Kristallkeims 39. Die Ausgangsgröße des Gewichts­ sensors 100 wird über eine Leitung 108 der Schaltung 104 für die Bestimmung des das wahre Gewicht wiedergebenen Signals zugeführt. Der Gewichtssensor 100 ist eine her­ kömmliche auf Dehnungsbeanspruchung ansprechende Meß­ zelle (Dehnungsmesser).

Der Längensensor 101 dient zur Messung der Verschiebung des Rahmens 30 relativ bezüglich dem stationären Schmelz­ tiegel 24. Der Längensensor 101 ist an einem oberhalb des Schmelztiegels 24 angeordneten stationären Gegenstand, vorzugsweise an dem Ziehmechanismus 35 befestigt. Der Längensensor 101 weist einen herkömmlichen Kabeltrommel- Längenmessungs-Meßwertgeber auf. In dem Maße, in welchem der Rahmen 30 längs der Schienen 29 durch den Ziehmecha­ nismus 35 nach oben gezogen wird, wird das Kabel 103 auf die Kabeltrommel aufgewickelt. Die auf die Trommel auf­ gewickelte Kabellänge entspricht der Länge des Kristalls und wird mittels eines in der Trommel angeordneten Po­ tentiometers gemessen. Die Ausgangsgröße des Potentio­ meters des Längensensors 101 wird auf einer Leitung 109 der Steuer- und Regelvorrichtung 105 zugeführt.

Der Drucksensor 102 dient zur Messung des in Richtung nach oben gegen die Kristallkeimhalterfläche 37 wirkenden Innendrucks im Inneren des Kristallkörpers 22. Der Druck­ sensor 102 steht über eine Leitung 116 in Strömungsmittel­ verbindung mit der Leitung 38 und von dieser mit dem Innenraum des Kristallkörpers 22. Der Drucksensor 102 kann an der Befestigungsplatte 34 oder an einem ander­ weitigen geeigneten Element angebracht sein. Die Aus­ gangsgröße des Drucksensors 102 wird über eine Leitung 118 der Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts zugeführt. Der Drucksensor 102 ist ein Meßfühler vom kapazitiven Typ.

Die Schaltung 104 zur Ermittlung des wahren Gewichts dient, wie in den Fig. 1 bis 3 veranschaulicht, zur kontinuier­ lichen Erzeugung eines Signals, welches in jedem aus­ gewählten Zeitintervall während des Kristallziehvorgangs das wahre Gewicht des anwachsenden bzw. gezogenen Kristall­ körpers 22 wiedergibt. Kurz gesagt werden in der Schaltung 104 zur Ermittlung des wahren Gewichts die Ausgangsgrößen des Gewichtssensors 100 und des Drucksensors 102 zur Erzeugung eines Signals kombiniert, welches das wahre Gewicht des anwachsenden bzw. gezogenen Siliziumkristall­ körpers 22, des Kristallkeimhalters 36 und des Kristall­ kerns 39 wiedergibt. Sodann wird von diesem wahren Gewicht­ signal ein Versetzungs-Spannungssignal subtrahiert, um ein Signal zu erhalten, das das wahre Gewicht lediglich des anwachsenden bzw. gezogenen Kristallkörpers 22 wieder­ gibt.

Jedoch kann infolge der innerhalb des Körpers erzeugten Druckkräfte, die aufwärts gegen die Kristallkeimhalter­ fläche 37 wirken, das wahre Gewicht des gezogenen Körpers 22 nicht direkt durch den Gewichtssensor 100 gemessen werden. Wenn die auf die Fläche 37 wirkende Kraft zunimmt, wird der gezogene. Kristallkörper 22 gegen den Zug der Schwer­ kraft angehoben, was eine Verringerung des das Gewicht des Kristallkörpers 22 wiedergebenden Ausgangssignals des Gewichtssensors 100 bewirkt, wie durch die abwärtsgerich­ teten Spitzen bzw. Zacken in dem Kurvenzug 132 in Fig. 2 veranschaulicht. Entsprechend stellt bei einer Abnahme der auf die Fläche 37 wirkenden Kraft der Gewichtssensor 100 eine Zunahme im Gewicht des Kristallkörpers 22 fest, wie durch die aufwärts gerichteten Spitzen bzw. Zacken in dem Kurvenzug 132 in Fig. 2 veranschaulicht. Diese Schwankungen im Ausgangssignal des Gewichtssensors 100 verringern die Genauigkeit der durch. die Regel- bzw. Steuervorrichtung 105 erzeugten Steuer- bzw. Regelinforma­ tionen. Die von dem Drucksensor 102 gemessenen Druck­ schwankungen innerhalb des Kristallkörpers 22 schwanken in direkt umgekehrt ein Verhältnis zu den Gewichtsmessungen durch den Gewichtssensor 100. Indem man wie weiter unten mit näheren Einzelheiten beschrieben die Druck- und Ge­ wichtssignale summiert, kann das wahre Gewicht des Kristall­ körpers 22 wie durch die Linie 133 in Fig. 2 veranschau­ licht ermittelt werden. Die Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts dient zur Erzeugung dieser wahren Wiedergabe des Gewichts.

Durch die Ausbildung des Kristallkeimhalters 36 derart, daß dieser und der Kristallkeim 38, wie oben erwähnt, den Kristallkörper 22 an seinem stirnseitigen Ende im wesentlichen vollständig abschließen, wird der Betrag der Druckschwankungen innerhalb des Körpers stark erhöht, verglichen mit den Schwankungen, wie sie im Inneren eines nicht-abgeschlossenen Kristalls des Typs, wie er mit der in der oben erwähnten US-Patentschrift 4 544 528 gezogen wird, auftreten. Die aus diesen Druckschwankungen folgenden Fehler in der Gewichtsmessung geben Anlaß zur Verwendung des Druckfühlers 102 und der Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts.

Im folgenden wird nunmehr anhand von Fig. 3 die Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts beschrieben; die Ausgangsgröße des Gewichtssensors 100 wird über Leitungen 108 einem Verstärker 134 zugeführt. Der Verstärker 134 ist über eine Leitung 136 mit einem Gewichtskalibrier­ potentiometer 138 verbunden. Dieses letztere ist mit dem negativen Eingang des Summationsverstärkers 146 verbunden. Der eine Anschluß eines Widerstands 148 ist über eine Leitung 152 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 146 verbunden, der andere Anschluß des Wi­ derstands 148 liegt an Masse. Ein Widerstand 150 ist mit seinem einen Anschluß ebenfalls über eine Leitung 152 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 146 ver­ bunden; der andere Anschluß des Widerstands 150 ist mit einem weiter unten beschriebenen anderen Teil der Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts ver­ bunden. Der Ausgang des Verstärkers 146 ist über eine Leitung 156 über ein Filter 158 verbunden, dessen Ausgangsgröße wiederum über eine Leitung 160 der Regel- bzw. Steuervorrichtung 105 zugeführt wird. Gemäß der für Summationsverstärker üblichen Schaltkonfiguration ist die Ausgangsleitung 156 über einen Widerstand 162 mit dem negativen Eingang des Verstärkers 146 verbunden.

Die vorstehend beschriebenen Elemente 134-162 einschließ­ lich ergeben in dem Fachmann geläufiger Weise eine Signalkonditionierung der Ausgangsgröße des Gewichts­ sensors 100. Das Gewichtskalibrierpotemtiometer 138 dient zur Kalibrierung der Ausgangsgröße der Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts, um Schwankungen bzw. Änderungen in der Empfindlichkeit des Gewichts­ sensors 100 zu kompensieren.

Die Ausgangsgröße des Drucksensors 102 wird über Lei­ tungen 118 einem Verstärker 170 zugeführt. Dieser ist über eine Leitung 172 mit einem Druckkalibrierpotentio­ meter 174 verbunden, das seinerseits mit dem negativen Eingang eines Summationsverstärkers 182 verbunden ist. Der positive Eingang des Verstärkers 182 liegt an Masse. Mit dem negativen Eingang des Summationsverstärkers 182 ist über einen Widerstand 186 eine Versetzungs-Spannungs­ quelle 192 verbunden. Die Versetzungs-Spannungsquelle 192 weist ein herkömmliches Potentiometer 193 und ein ge­ eignetes Potential 195 auf. Ein Widerstand 194 verbindet den Widerstand 186 über einen Widerstand 150 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 146, in für Summations­ verstärker üblicher Schaltungskonfiguration. Die Polari­ tät des Ausgangssignals der Versetzungsspannungsquelle 192 ist so gewählt, daß bei Addition dieses Signals zu dem Ausgangssignal des Gewichtssensors 100, mittels des Verstärkers 182 und der zugehörigen Widerstände 186, 194 und 150, der Betrag des letztgenannten Signals (Ausgangs­ signal des Gewichtssensors 100) verringert wird, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Die Aus­ gangsgröße des Verstärkers 182 auf der Leitung 200 wird über eine Leitung 202 dem einen Anschluß des Widerstands 150 zugeführt. Wie oben erwähnt, ist der andere Anschluß des Widerstands 150 über die Leitung 152 mit dem positiven Anschluß des Verstärkers 146 verbunden.

Ein vom der Spannungsquelle 192 abgeleitetes Versetzungs­ signal wird mit dem Ausgangssignal des Druckfühlers 102 kombiniert und das resultierende Signal in dem Verstärker 182 verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 182 wird mit dem Ausgangssignal des Gewichtssensors 100 im Summationsverstärker 146 summiert. Das Gewichtkalibrier­ potentiometer 138 und das Druckkalibrierpotentiometer 174 werden zur geeigneten Kalibrierung der Ausgangssignale des Gewichtssensors 100 bzw. des Drucksensors 102 eingestellt, derart daß jeweils in jedem Zeitpunkt der Betrag des Drucksignals auf der Leitung 172 entgegenge­ setzt gleich dem Anteil des auf der Leitung 136 anste­ henden Gewichtssignals ist, der von dem auf die Kristall­ keimhalterfläche 37 wirkenden Druck herrührt. Beispiels­ weise kann in einem bestimmten Meßintervall das durch den Verstärker 134 und das Potentiometer 138 kalibrierte Aus­ gangssignal des Gewichtssensors 100 +1,5 V betragen, und das durch die Verstärker 170 und 182 und die zugehörigen Widerstände kalibrierte Ausgangssignal des Druckfühlers 102 kann -0,5 V betragen. Durch Addition der Ausgangs­ größen des Gewichtssensors 100 und des Drucksensors 102 im Verstärker 146, wird eine Summation der Ausgangs­ signale erhalten, d. h. +1,0 V, was das wahre Gewicht des Kristallkörpers 22, des Kristallkeims 39 und des Kristallkeimhalters 36 in den betreffenden Meßintervallen wiedergibt.

Das durch den Verstärker 182 verstärkte Ausgangssignal der Versetzungsspannungsquelle 192 ergibt ein zusätz­ liches konstantes Signal, das bei Zufuhr an den Ver­ stärker 146 dessen Ausgangsgröße um einen dem Gewicht des Kristallkeims 39 und des Kristallkeimhalters 36 ent­ sprechenden Betrag reduziert. Infolgedessen gibt das Ausgangssignal des Verstärkers 146 das wahre Gewicht des Kristallkörpers 22 wieder.

Dieses auf der Leitung 156 anstehende wahre Gewichts-Signal wird abschließend in einer Filterschaltung 158 be­ handelt, um von mechanischen Schwingungen und in dem Gewichtssensor erzeugtem elektrischen Rauschen her­ rührende unerwünschte Komponenten zu dämpfen. Dieses Signal wird sodann über die Leitung 160 der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 105 zugeführt.

Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 105 dient zur Steuerung der Arbeitsweise der Kristallziehapparatur 20. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Ziehmechanismus 35 so betrieben, daß der Kristall­ körper 22 aus dem Schmelztiegel 24 mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit gezogen wird. Auf diese Weise kann der Betrieb der Vorrichtung 20 dadurch gesteuert bzw. geregelt werden, daß man lediglich die Ausgangsgröße der Schmelztiegelheizung 26 verändert. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 105 liefert das zur Vornahme dieser Einstellung der Schmelztiegelheizung 26 dienende Tempera­ tursteuersignal. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 105 kann in einer von mehreren verschiedenen Weisen ausge­ bildet sein, beispielsweise kann es sich um einen indu­ striellen digitalen Prozeß-Minicomputer handeln.

Wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, steuert die Regel- bzw. Steuervorrichtung 105 unter Verwertung der ihr zu­ geführten Eingangssignalinformation die Betriebsweise der Schmelztiegelheizung 26 in Abhängigkeit von einem Maschinensteuerungs-Softwareprogramm. Das in Fig. 4 veranschaulichte Software-Fließdiagramm stellt eine logische Skizze der von dem Software-Programm ausgeführten Vorgänge dar. Die zeilenweise Codierung des Software-Programms ist hier nicht veranschaulicht und beschrieben, da diese Codierung zum Fachwissen des Durchschnitts­ fachmanns gehört.

Als erster Schritt in dem Fließdiagramm wird das Steuer­ system der vorliegenden Erfindung betätigt, derart daß es die Steuerung der Betriebsweise der Apparatur 20 beginnt, wie durch Verfahrensschritt 200 veranschaulicht. Als nächstes liest die Steuervorrichtung 105 die je­ weilige laufende Länge des Kristallkörpers 22 ein, wie durch den Verfahrensschritt 204 veranschaulicht. Der Längen-Meßwertgeber 101 liefert diese laufende Längen­ information über die Leitung 109 an die Steuervorrichtung 105. Als nächster Schritt 206 wird sodann die jeweilige laufende Länge-Information für den nächsten Zyklus ge­ speichert. Danach liest die Steuervorrichtung 105 das jeweilige laufende Gewicht des Kristallkörpers ein, wie durch den Verfahrensschritt 208 veranschaulicht. Diese laufende Gewichtsinformation wird durch die Schaltung 104 zur Bestimmung des wahren Gewichts erzeugt und der Steuervorrichtung 105 über die Leitung 160 zugeführt. Als nächstes wird im Verfahrenschritt 210 die laufende Gewichtsinformation für den nächsten Zyklus gespeichert.

Danach wird die Änderung der Länge des Kristallkörpers 22 während des Meßintervalls X berechnet, wie durch den Verfahrensschritt 212 veranschaulicht. Diese Berechnung wird unter Verwendung der jeweils laufenden Längendaten und der Längendaten aus dem vorhergehenden Meßzyklus durchgeführt. Der laufende Längenwert wird direkt von dem Längenmeßwertgeber 101 zugeführt und der Längenwert des vorhergehenden Zyklus, wie durch den Verfahrensschritt 214 veranschaulicht, unter Verwendung des im Verfahrens­ schritt 206 gespeicherten Werts eingelesen. Selbstver­ ständlich ist die beim ersten Durchgang des Fließdiagramms erzeugte Längenberechnungsinformation noch nicht sinnvoll, da ja kein Längenwert aus einem vorhergehenden Zyklus erzeugt wurde. Das Meßintervall X hat vorzugsweise einen Wert im Bereich von etwa 30 Sekunden bis etwa 3 Minuten. Das Meßintervall X kann in der Steuervorrichtung 105 als ein fester Einstellwert gespeichert sein, oder das Intervall kann als Steuervariable zu Beginn eines Kristallziehvorgangs eingegeben werden.

Als nächstes wird die Gewichtsänderung des Kristall­ körpers 22 über das Meßintervall X hin berechnet, wie durch den Verfahrensschritt 216 veranschaulicht. Diese Berechnung wird unter Verwendung des jeweiligen laufenden Gewichtswerts und des Gewichtswerts aus dem vorhergehen­ den Meßzyklus durchgeführt. Der jeweilige laufende Gewichts­ wert wird direkt von der Schaltung 104 für die Bestimmung des wahren Gewichts geliefert und der Gewichtswert aus dem vorhergehenden Zyklus wird, wie durch den Verfahrens­ schritt 218 veranschaulicht, unter Verwendung des im Verfahrensschritt 210 gespeicherten Werts eingelesen. Wie im Verfahrensschritt 212 ist die während des ersten Durchgangs erzeugte Gewichtsberechnungsinformation noch nicht sinnvoll. Das im Verfahrensschritt 216 verwendete Meßintervall X ist dasselbe wie das im Verfahrensschritt 212 verwendete Meßintervall X, d. h. X hat vorzugsweise einen Wert im Bereich von etwa 30 Sekunden bis etwa 3 Minuten.

Sodann wird als nächster Verfahrensschritt 220 die tat­ sachliche oder Ist-Wandstärke des Kristallkörpers 22 berechnet, indem man eine Konstante K mit der im Ver­ fahrensschritt 216 berechneten Gewichtsänderung des Kristallkörpers multipliziert und sodann dieses Produkt durch die im Verfahrensschritt 212 berechnete Längen­ änderung des Körpers 22 dividiert. Für den Fachmann ist klar, daß es sich bei K um eine Wandstärken-Umwandlungs­ konstante handelt, die auf der Grundlage der für den gezogenen Kristallkörper gewünschten oder Soll-Wand­ stärke und des Betrags des Ausgangssignals des Längen­ sensors 100 und der Schaltung 104 für die Bestimmung des wahren Gewichts gewählt ist.

Als nächstes wird, durch den Verfahrensschritt 222 ver­ anschaulicht, die Information betreffend die gewünschte oder Sollwandstärke aus einem Speicher eingelesen. Da­ nach wird im Verfahrensschritt 224 die im Verfahrens­ schritt 220 berechnete tatsächliche oder Ist-Wandstärke mit der in Verfahrensschritt 222 eingelesenen gewünschten oder Soll-Wandstärke verglichen und festgestellt, ob die tatsächliche oder Ist-Wandstärke größer oder gleich der gewünschten oder Soll-Wandstärke ist. Falls die tatsäch­ liche oder Ist-Wandstärke größer als oder gleich der gewünschten oder Soll-Wandstärke ist, wird im Fließ­ diagramm zu Verfahrensschritt 226 fortgeschritten, dem­ gemäß die Steuervorrichtung 105 ein Temperaturerhöhungs­ signal erzeugt, das über eine Leitung 230 der Schmelz­ tiegelheizvorrichtung 26 zugeführt wird. Bei Erhalt dieses Temperaturerhöhungssignals wird die Schmelztiegel­ heizvorrichtung 26 so betätigt, daß die Temperatur der Schmelze sich erhöht, was seinerseits eine Verringerung der Wandstärke des Kristallkörpers 22 bewirkt. Falls die tatsächliche oder Ist-Wandstärke nicht größer als oder gleich der gewünschten oder Soll-Wandstärke ist, schreitet das Fließdiagramm gemäß Verfahrensschritt 228 fort, wonach die Steuervorrichtung ein Temperaturverringerungs­ signal erzeugt, das über die Leitung 230 der Schmelz­ tiegelheizvorrichtung 26 zugeführt wird. Bei Erhalt dieses Temperaturverringerungssignals wird die Schmelz­ tiegelheizvorrichtung 26 so betätigt, daß die Tempera­ tur der Schmelze abnehmen kann, was seinerseits eine Zunahme der Wandstärke des Kristallkörpers 22 zur Folge haben wird. Da in der Praxis mit zunehmender Länge eine Tendenz zur Abnahme der Wandstärke des Kristallkörpers 22 besteht, wird typischerweise die Temperatur des Formgebungsteils 28 mit zunehmender Ziehlänge des Kristalls verringert, indem die Ausgangsgröße der Schmelztiegel­ heizvorrichtung 26 verringert wird.

Die Natur des von der Steuervorrichtung 105 gelieferten Signals und die Art und Weise, in welcher die Schmelz­ tiegelheizvorrichtung 26 dieses von der Steuervorrich­ tung zugeführte Signal verarbeitet, um die Temperatur des Formgebungsteils und der Schmelze zu regeln, ist für die vorliegende Erfindung unwesentlich. Jedoch kann bei­ spielsweise die Schmelztiegelheizvorrichtung 26 eine Stufen-Heizvorrichtung sein, deren Ausgangsgröße stufen­ weise regelbar ist. Somit würde bei Empfang eines posi­ tiven Signals von der Steuervorrichtung 105 die thermi­ sche Ausgangsgröße der Heizvorrichtung 26 um einen Be­ trag Y ansteigen, und bei Empfang eines negativen Signals von der Steuervorrichtung 105 die Ausgangsgröße der Heiz­ vorrichtung 26 um einen Betrag Y abnehmen. Gegebenenfalls kann zwischen der Schmelztiegelheizvorrichtung 26 und der Ausgangsleitung 230 in der in Fig. 1 veranschaulichtem Weise eine herkömmliche Temperatursteuervorrichtung 232 vorgesehen werden. Auf der Grundlage des auf der Leitung 230 von der Steuervorrichtung 105 zugeführten Ausgangs­ signals bewirkt die Temperatursteuervorrichtung 232 eine Veränderung der Eingangsleistung für die Schmelztiegel­ heizvorrichtung 26, derart daß ein Kristallkörper 22 mit einer im wesentlichen gleichförmigen Wandstärke ge­ zogen wird.

Als abschließender Verfahrensschritt 232 wird eine Zeit­ verzögerung eingeführt, bevor die jeweils nächsten laufen­ den Werte von Länge und Gewicht eingelesen werden. Da die Verfahrensschritte 204 bis 228 typischerweise in einer kürzeren Zeit vorgenommen werden, als in einem Meßintervall zur Verfügung steht, dient der Verfahrens­ schritt 232 dazu, die restliche Zeit in einem Meßintervall verstreichen zu lassen, bevor die nächsten Längen- und Gewichtswerte eingelesen werden.

Am Ende der Zeitverzögerung werden die vorstehend be­ schriebenen Schritte des Software-Fließdiagramms mit Schritt 204 beginnend wiederholt.

Die vorliegende Erfindung dient zur Steuerung des Betriebs einer bekannten Kristallziehapparatur mit größerer Ge­ nauigkeit als typischerweise mit bekannten Steuersystemen zu erreichen ist. Durch die genaue Steuerung des Betriebs bekannter Kristallziehvorrichtungen werden mehrere be­ deutsame Vorteile erzielt. Zum ersten wird die Häufigkeit, mit der ein in Wachstum befindlicher Kristallkörper 22 sich von dem Formgebungsteil löst oder an diesem anfriert, ganz wesentlich verringert. Zweitens wird eine genauere Steuerung bzw. Regelung der Wandstärke des rohrförmigen Kristallkörpers erreicht. Drittens können Kristallkörper 22 mit Längen von bis zu 6 m und darüber mit verhältnis­ mäßig konstanten Wandstärken unter Verwendung bekannter Kristallziehapparaturen gezogen werden, wenn diese in der erfindungsgemäßen Weise gesteuert und so modifiziert sind, daß der gezogene Kristall an seiner oberen Stirn­ seite im wesentlichen pneumatisch abgedichtet ist. Die Materialkosten für aus langen Kristallkörpern, beispiels­ weise Kristallkörpern von 6 m Länge, hergestellten Silizium­ folien bzw. -tafeln sind beträchtlich niedriger als für Folien, die aus mit den bekannten Kristallziehapparaturen gezogenen, verhältnismäßig kurzen Kristallkörpern her­ gestellt werden, und zwar wegen der Vermeidung von Verlusten infolge von Anfrier- und Ablöse-Erscheinungen, und wegen verringerter Apparatur-Anfahrzeiten relativ bezogen auf die gezogene Kristall-Länge.

Die Erfindung ist zwar besonders zur Steuerung des Be­ triebs von EFG-Kristallziehofenvorrichtungen des in der erwähnten US-Patentschrift 4 544 528 beschriebenen Typs ausgelegt, jedoch kann die Erfindung ersichtlicher­ weise zur Steuerung des Betriebs anderweitiger Ofen­ vorrichtungen zum Ziehen hohler Kristallkörper angepaßt werden.

Zwar ist die Erfindung vorzugsweise für eine Veränderung der Beheizung des Schmelztiegels zur Steuerung der Wand­ dicke (bei im wesentlichen konstantgehaltener Ziehge­ schwindigkeit) ausgelegt, jedoch kann die Erfindung auch so ausgeführt werden, daß die Beheizung konstant gehalten und die Ziehgeschwindigkeit zur Steuerung der Wanddicke verändert wird. Alternativ können sowohl die Heizintensi­ tät wie die Ziehgeschwindigkeit zur Erzeugung eines Kristalls mit im wesentlichen gleichförmiger Wandstärke variiert werden.

Claims (9)

1. Steuereinrichtung (20) zur Steuerung des Betriebs einer Vorrichtung zur Erzeugung eines rohrförmigen Kristall­ körpers (22), wobei die Vorrichtung einen Schmelztiegel (24) zur Aufnahme einer Schmelze, eine Heizeinrichtung (26) zur Beheizung des Schmelztiegels (24), ein Kapillarformgebungsteil und eine Einrichtung zum Ziehen eines rohrförmigen Kristall­ körpers aus der Schmelze umfaßt, wobei die Kristallzieh­ einrichtung einen Kristallkeimhalter (36) zur Halterung eines Kristallkeims und einen Abziehmechanismus (35) zum Abziehen des rohrförmigen Kristallkörpers (22), des Kristallkeims (39) und des Kristallkeimhalters (36) von dem Schmelztiegel weg umfaßt, und wobei die Steuereinrichtung einen Längen­ sensor (101) zur Erzeugung eines die Länge des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers wiedergebenden Ausgangssignals, einen Gewichtssensor (100) zur Erzeugung eines das Gewicht des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers (22), des Kristallkeims (39) und des Kristallkeimhalters (36) wiedergebenden Ausgangssignals, sowie eine Regeleinrichtung (105) zur Steuerung des Be­ triebs der Vorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Kristallkeimhalter (36) so ausgebildet ist, daß er das obere Ende des rohrförmigen Kristallkörpers pneumatisch dicht verschließt,
• - daß die Steuereinrichtung des weiteren einen Drucksensor (102) zur Erzeugung eines den Druck im Inneren des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers (22) wieder­ gebenden Ausgangssignals aufweist,
• - und daß die Regeleinrichtung (105) den Betrieb der Heizvor­ richtung (26) und/oder der Ziehvorrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Längensensors (101), des Gewichtssensors (100) und des Drucksensors (102) zur Gewährleistung einer gleichförmigen Wandstärke des gezogenen rohrförmigen Kristallkörpers (22) steuert.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (105) des weiteren Mittel (104) zur Berechnung des wahren Gewichts des im Ziehen be­ findlichen rohrförmigen Kristallkörpers aus den Ausgangs­ signalen des Gewichtssensors (100) und des Drucksensors (102) und zur Erzeugung eines das wahre Gewicht des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers (22) wiedergebenden korrigierten Ausgangssignals aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie den Betrieb der Schmelztiegel-Heizeinrichtung (26) und/oder der Zieh­ einrichtung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Längensensors und des korrigierten Ausgangssignals der Berechnungsmittel (104) steuert.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsmittel (104) umfassen:

• (a) Mittel (164, Fig. 3) zur Erzeugung eines das Gewicht des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers (22), des Kristallkeims (39) und des Kristallkeimhalters (36) wiedergebenden resultierenden Signals,
• (b) Mittel (192) zur Erzeugung eines das Gewicht des Kristallkeims (39) und des Kristallkeimhalters (36) wiedergebenden Versetzungs-Ausgangssignals, und
• (c) daß die Berechnungsmittel so ausgebildet sind, daß sie das resultierende Signal und das Versetzungssignal zur Erzeugung ihres das wahre Gewicht des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers wiedergebenden korrigierten Ausgangssignals verwerten.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (105) Mittel zum Berechnen der jeweiligen mittleren Ist-Wandstärke des in Ziehung befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers (22) in jedem ausgewählten Meßintervall umfaßt, sowie Mittel zur Erzeugung eines diese wiedergebenden Ausgangssignals.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (105) Mittel zum Speichern eines vorgewählten gewünschten oder Soll-Werts der Wandstärke umfaßt; Mittel zum Vergleich des vorgewählten Soll-Werts der Wandstärke mit dem die berechnete mittlere Ist-Wand­ stärke in einem ausgewählten Meßintervall wiedergebenden Signal; Mittel zur Zufuhr eines ersten Signals zu der Heizeinrichtung (26) und/oder zu der Ziehvorrichtung, wenn der vorgewählte gewünschte oder Soll-Wert der Wand­ stärke kleiner als der berechnete mittlere Ist-Wert der Wandstärke ist; und Mittel zur Zufuhr eines zweiten Signals an die Heizeinrichtung (26) und/oder die Zieh­ vorrichtung, wenn der vorgewählte gewünschte oder Soll-Wert der Wandstärke größer als oder gleich dem berech­ neten mittleren Ist-Wert der Wandstärke ist.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (102) zur Messung des in Richtung aufwärts auf den Kristallkeimhalter (36) wirkenden Teils des Drucks im Inneren des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers ausgebildet ist.

7. Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Kristallkörpers mit gleichförmiger Wandstärke in einer Vorrichtung nach Anspruch 1 mittels einer Regeleinrichtung (105) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Länge des rohrförmigen Kristallkörpers gemessen und ein Längenänderungswert gebildet wird, der die Längenänderung des rohrförmigen Kristallkörpers über ein Meßzeitintervall X hin angibt; daß das jeweilige kombinierte Gewicht des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers, des Kristallkeims und des Kristallkeimhalters gemessen und hieraus ein Gewichts­ änderungswert abgeleitet wird, der die Änderung des wahren Gewichts des im Ziehen befindlichen rohrförmigen Kristallkörpers über das Meßintervall X hin wiedergibt; daß unter Verwendung des Längenänderungs-Meßwerts, der Änderung des wahren Gewichtswerts und eines Skalier­ faktors (K) die mittlere Ist-Wandstärke des im Ziehen befindlichen Kristallkörpers berechnet wird; daß der jeweilige mittlere Ist-Wandstärkewert über das Meß­ intervall X mit einem gewünschten oder Soll-Wandstärke­ wert verglichen wird; und daß die Temperatur der Heiz­ einrichtung und/oder die Ziehgeschwindigkeit der Zieh­ einrichtung erhöht wird, falls der berechnete mittlere Ist-Wert der Wandstärke größer als der gewünschte oder Soll-Wert der Wandstärke ist, und daß die Temperatur der Heiz-Einrichtung und/oder die Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung verringert wird, falls der berechnete mittlere Ist-Wert der Wandstärke kleiner als der ge­ wünschte oder Soll-Wert der Wandstärke ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Formgebungsteil polygonalen Querschnitt auf­ weist und ein rohrförmiger Kristallkörper mit einem dem polygonalen Querschnitt des Formgebungsteils ent­ sprechenden polygonalen Querschnitt gezogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des rohrförmigen Kristallkörpers mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit vom Schmelztiegel (24) weg abgezogen wird.