JP2796687B2 - 単結晶製造方法およびその装置 - Google Patents
単結晶製造方法およびその装置Info
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- JP2796687B2 JP2796687B2 JP4026014A JP2601492A JP2796687B2 JP 2796687 B2 JP2796687 B2 JP 2796687B2 JP 4026014 A JP4026014 A JP 4026014A JP 2601492 A JP2601492 A JP 2601492A JP 2796687 B2 JP2796687 B2 JP 2796687B2
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- rotating
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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
- C30B15/20—Controlling or regulating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法に
よる単結晶製造方法およびその装置に関する。
よる単結晶製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法による単結晶製造装
置において、単結晶をシード軸によって引き上げる場
合、図３に示すように単結晶２８の成長に伴ってワイヤ
ケーブルを回転させながらワイヤケーブル１０１を巻き
上げるワイヤ巻き上げ方式、または、図４に示すように
引き上げシャフトの上昇によってシャフト１０２を回転
させながら成長単結晶を引き上げるシャフト引き上げ方
式が用いられている。
置において、単結晶をシード軸によって引き上げる場
合、図３に示すように単結晶２８の成長に伴ってワイヤ
ケーブルを回転させながらワイヤケーブル１０１を巻き
上げるワイヤ巻き上げ方式、または、図４に示すように
引き上げシャフトの上昇によってシャフト１０２を回転
させながら成長単結晶を引き上げるシャフト引き上げ方
式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤ巻き上げ方式
は、引き上げ結晶の長さが長くなっても装置全高が変わ
らないという長所がある。しかしその反面、引き上げワ
イヤのねじり剛性が低いため、シード軸を高速で回転さ
せることができず、従って引き上げ結晶を高速回転させ
ることは不可能である。また、結晶生成中の結晶直径を
制御するためにカメラを用いて結晶の直径を直接計測し
ているが、この方法では計測誤差が出やすく、結晶直径
の正確な制御ができない。一方、シャフト引き上げ方式
は、引き上げシャフトが剛体であるため高速回転が可能
であり、結晶直径を制御するために用いられている結晶
重量センシング方式は、結晶の成長度を精度よく検出す
ることができるので、結晶直径の制御性がよい。しか
し、結晶引き上げに従って引き上げシャフトが上昇する
ため、単結晶製造装置の全高をあらかじめ十分に高く設
定しておかなければならず、その高さはワイヤ巻き上げ
方式の約２倍に達する。
は、引き上げ結晶の長さが長くなっても装置全高が変わ
らないという長所がある。しかしその反面、引き上げワ
イヤのねじり剛性が低いため、シード軸を高速で回転さ
せることができず、従って引き上げ結晶を高速回転させ
ることは不可能である。また、結晶生成中の結晶直径を
制御するためにカメラを用いて結晶の直径を直接計測し
ているが、この方法では計測誤差が出やすく、結晶直径
の正確な制御ができない。一方、シャフト引き上げ方式
は、引き上げシャフトが剛体であるため高速回転が可能
であり、結晶直径を制御するために用いられている結晶
重量センシング方式は、結晶の成長度を精度よく検出す
ることができるので、結晶直径の制御性がよい。しか
し、結晶引き上げに従って引き上げシャフトが上昇する
ため、単結晶製造装置の全高をあらかじめ十分に高く設
定しておかなければならず、その高さはワイヤ巻き上げ
方式の約２倍に達する。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目し、チョ
クラルスキー法による単結晶製造方法およびその装置に
関し、特に、詳しくは単結晶製造装置における単結晶引
き上げ方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
クラルスキー法による単結晶製造方法およびその装置に
関し、特に、詳しくは単結晶製造装置における単結晶引
き上げ方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る単結晶の製造方法およびその製造装置の
第１の発明では、単結晶の成長を回転しながら引き上げ
るチョクラルスキー法による単結晶製造装置において、
単結晶を巻上げ装置により引上げるときにワイヤ自体を
非回転にし単結晶の成長に合わせてワイヤを引き上げる
ととともに、巻上げ装置を装着するシードハウジング部
を回転し、単結晶を回転させながら成長させる。また、
第２の発明では、るつぼおよびヒータを収納するチャン
バの上端に、ベアリングを介して回転自在に装着したシ
ードハウジング部と、前記シードハウジング部の外周に
装着したシードハウジング部を回転する回転装置部と、
前記シードハウジング内に垂直に設けたガイドバーに沿
って上下動するシードガイド部と、ガイドバーに沿って
単結晶の成長に合わせてシードガイド部を巻き上げる巻
き上げ装置部と、からなる。さらに第２発明を主体とす
る第３の発明ではシードハウジング駆動モータがシード
ハウジングを回転させることにより、チャンバに対して
シード軸を回転させるとともに、シードリフトモータに
よって駆動されるスクリューシャフトの回転によりシー
ドリフト部を下降させ、前記ワイヤケーブルの他端に連
結したロードセルを押し下げることにより、下面にシー
ド軸を固着したシードガイド部をワイヤケーブルとプー
リとを介して上昇させ、前記ロードセルによって単結晶
重量を計測する。
に本発明に係る単結晶の製造方法およびその製造装置の
第１の発明では、単結晶の成長を回転しながら引き上げ
るチョクラルスキー法による単結晶製造装置において、
単結晶を巻上げ装置により引上げるときにワイヤ自体を
非回転にし単結晶の成長に合わせてワイヤを引き上げる
ととともに、巻上げ装置を装着するシードハウジング部
を回転し、単結晶を回転させながら成長させる。また、
第２の発明では、るつぼおよびヒータを収納するチャン
バの上端に、ベアリングを介して回転自在に装着したシ
ードハウジング部と、前記シードハウジング部の外周に
装着したシードハウジング部を回転する回転装置部と、
前記シードハウジング内に垂直に設けたガイドバーに沿
って上下動するシードガイド部と、ガイドバーに沿って
単結晶の成長に合わせてシードガイド部を巻き上げる巻
き上げ装置部と、からなる。さらに第２発明を主体とす
る第３の発明ではシードハウジング駆動モータがシード
ハウジングを回転させることにより、チャンバに対して
シード軸を回転させるとともに、シードリフトモータに
よって駆動されるスクリューシャフトの回転によりシー
ドリフト部を下降させ、前記ワイヤケーブルの他端に連
結したロードセルを押し下げることにより、下面にシー
ド軸を固着したシードガイド部をワイヤケーブルとプー
リとを介して上昇させ、前記ロードセルによって単結晶
重量を計測する。
【０００６】
【作用】上記構成によれば、チャンバ上端にシードハウ
ジング駆動モータとタイミングベルトとによって回転す
るシードハウジングを設けたので、シードハウジング内
を上下動するシード軸はチャンバに対して回転し、成長
する単結晶に回転運動を与えることができる。このと
き、シード軸を引き上げるワイヤケーブルには前記回転
によるねじりが加えられないので、従来から問題となっ
ていたワイヤケーブルのねじり剛性の低さを考慮する必
要はない。また、シード軸にシードガイド部を介して連
結したワイヤケーブルの他端を、プーリを介してロード
セルに連結し、モータ駆動のスクリューシャフトによっ
て上下動するシードリフト部が前記ロードセルを押し下
げることによって、シード軸を引き上げることにしたの
で、単結晶製造装置の全高をワイヤ巻き上げ方式並みに
低く抑えることができる。更に、単結晶重量の計測は前
記ロードセルによって行うので、単結晶の直径を高精度
で制御することができる。
ジング駆動モータとタイミングベルトとによって回転す
るシードハウジングを設けたので、シードハウジング内
を上下動するシード軸はチャンバに対して回転し、成長
する単結晶に回転運動を与えることができる。このと
き、シード軸を引き上げるワイヤケーブルには前記回転
によるねじりが加えられないので、従来から問題となっ
ていたワイヤケーブルのねじり剛性の低さを考慮する必
要はない。また、シード軸にシードガイド部を介して連
結したワイヤケーブルの他端を、プーリを介してロード
セルに連結し、モータ駆動のスクリューシャフトによっ
て上下動するシードリフト部が前記ロードセルを押し下
げることによって、シード軸を引き上げることにしたの
で、単結晶製造装置の全高をワイヤ巻き上げ方式並みに
低く抑えることができる。更に、単結晶重量の計測は前
記ロードセルによって行うので、単結晶の直径を高精度
で制御することができる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明に係る単結晶製造装置の実施例
について、図面を参照して説明する。図１において、る
つぼおよびヒータを収納するチャンバの上端に、ベアリ
ングを介して回転自在に装着したシードハウジング部５
０と、前記シードハウジング部５０の外周に装着したシ
ードハウジング部５０を回転する回転装置部６０と、前
記シードハウジング３内に垂直に設けたガイドバー９に
沿って上下動するシードガイド部７０と、ガイドバー９
に沿って単結晶の成長に合わせてシードガイド部７０を
巻き上げる巻上げ装置部８０と、からなる。
について、図面を参照して説明する。図１において、る
つぼおよびヒータを収納するチャンバの上端に、ベアリ
ングを介して回転自在に装着したシードハウジング部５
０と、前記シードハウジング部５０の外周に装着したシ
ードハウジング部５０を回転する回転装置部６０と、前
記シードハウジング３内に垂直に設けたガイドバー９に
沿って上下動するシードガイド部７０と、ガイドバー９
に沿って単結晶の成長に合わせてシードガイド部７０を
巻き上げる巻上げ装置部８０と、からなる。
【０００８】チャンバ１上部にはベアリング２を介して
シードハウジング部５０が設けられている。シードハウ
ジング部５０は、シードハウジング３と、その上面板３
ａと、上面板３ａの張り出し部分３ｂと、シードハウジ
ング３の下端付近から突出する板３ｃと、プーリカバー
３ｄとからなる。
シードハウジング部５０が設けられている。シードハウ
ジング部５０は、シードハウジング３と、その上面板３
ａと、上面板３ａの張り出し部分３ｂと、シードハウジ
ング３の下端付近から突出する板３ｃと、プーリカバー
３ｄとからなる。
【０００９】回転装置部６０は、シードハウジング３の
下端外周に嵌着された大プーリ４と、前記チャンバ１に
固着された台５上に設けられた絶対固定側のシードハウ
ジング３を駆動する駆動モータ６と、駆動モータ６の出
力軸に嵌着された小プーリ７と、タイミングベルト８
と、からなる。大プーリ４と小プーリ７との間にはタイ
ミングベルト８が巻着されており、駆動モータ６の回転
によりチャンバ１内のるつぼ２４に対して相対的にシー
ドハウジング部５０と巻上げ装置部８０とシードガイド
部７０とを共に回転させ、これにより単結晶２８を回転
させている。
下端外周に嵌着された大プーリ４と、前記チャンバ１に
固着された台５上に設けられた絶対固定側のシードハウ
ジング３を駆動する駆動モータ６と、駆動モータ６の出
力軸に嵌着された小プーリ７と、タイミングベルト８
と、からなる。大プーリ４と小プーリ７との間にはタイ
ミングベルト８が巻着されており、駆動モータ６の回転
によりチャンバ１内のるつぼ２４に対して相対的にシー
ドハウジング部５０と巻上げ装置部８０とシードガイド
部７０とを共に回転させ、これにより単結晶２８を回転
させている。
【００１０】シードガイド部７０は、前記シードハウジ
ング３内に垂直に設けられたガイドバー９と、前記ガイ
ドバー９に挿通され下面にシード軸１０を固着したシー
ドガイド部材１１とからなる。従って前記シードガイド
部材１１は、ガイドバー９によって横方向の揺れが防止
されるとともに、ガイドバー９に沿って上下に滑動する
ことができる。
ング３内に垂直に設けられたガイドバー９と、前記ガイ
ドバー９に挿通され下面にシード軸１０を固着したシー
ドガイド部材１１とからなる。従って前記シードガイド
部材１１は、ガイドバー９によって横方向の揺れが防止
されるとともに、ガイドバー９に沿って上下に滑動する
ことができる。
【００１１】巻上げ装置部８０は、ガイドバー９の上方
でカバー１２上に設けられたプーリ１３と、このプーリ
１３の横方向で、プーリ１３とほぼ同じ高さのプーリ１
４と、シードハウジング３の下端付近から突出する板３
ｃと前記張り出し部分３ｂとの間に設けられたスクリュ
ーシャフト１５及びリフトガイドバー１６と、板３ｃの
下面に取着されたシードリフトモータ１７と、スクリュ
ーシャフト１５とのはめあい部にボールねじを内蔵する
シードリフト部１８と、シードガイド部材１１の上面に
一端を連結されたワイヤケーブル１９とからなる。前記
スクリューシャフト１５はシードリフトモータ１７によ
って駆動され、スクリューシャフト１５の回転により前
記リフトガイドバー１６に沿って、スクリューシャフト
１５とのはめあい部にボールねじを内蔵するシードリフ
ト部１８は上下動する。
でカバー１２上に設けられたプーリ１３と、このプーリ
１３の横方向で、プーリ１３とほぼ同じ高さのプーリ１
４と、シードハウジング３の下端付近から突出する板３
ｃと前記張り出し部分３ｂとの間に設けられたスクリュ
ーシャフト１５及びリフトガイドバー１６と、板３ｃの
下面に取着されたシードリフトモータ１７と、スクリュ
ーシャフト１５とのはめあい部にボールねじを内蔵する
シードリフト部１８と、シードガイド部材１１の上面に
一端を連結されたワイヤケーブル１９とからなる。前記
スクリューシャフト１５はシードリフトモータ１７によ
って駆動され、スクリューシャフト１５の回転により前
記リフトガイドバー１６に沿って、スクリューシャフト
１５とのはめあい部にボールねじを内蔵するシードリフ
ト部１８は上下動する。
【００１２】シードリフト部１８の上下動は、シードリ
フト部１８の穴と張り出し部分３ｂの穴とを通り、プー
リ１３およびプーリ１４を経て、カバー１２の穴を通
り、前記シードガイド部材１１の上面に一端を連結され
たワイヤケーブル１９により、シードリフト部１８を上
下動する。
フト部１８の穴と張り出し部分３ｂの穴とを通り、プー
リ１３およびプーリ１４を経て、カバー１２の穴を通
り、前記シードガイド部材１１の上面に一端を連結され
たワイヤケーブル１９により、シードリフト部１８を上
下動する。
【００１３】前記シードガイド部材１１の上面に一端を
連結されたワイヤケーブル１９は、カバー１２の穴を通
り、プーリ１３およびプーリ１４を経て、張り出し部分
３ｂの穴とシードリフト部１８の穴とを通り、ロードセ
ル２０に他端を連結されている。なお、前記チャンバ１
とシードハウジング３との接続部およびシードハウジン
グ３の上面板３ａとプーリカバー３ｄとの接合部は、い
ずれもシール、パッキン等を用いて封止され、張り出し
部分３ｂの下面とシードリフト部１８の上面との間に
は、ワイヤケーブル１９を被包して封止するベローズ２
１が取着されている。
連結されたワイヤケーブル１９は、カバー１２の穴を通
り、プーリ１３およびプーリ１４を経て、張り出し部分
３ｂの穴とシードリフト部１８の穴とを通り、ロードセ
ル２０に他端を連結されている。なお、前記チャンバ１
とシードハウジング３との接続部およびシードハウジン
グ３の上面板３ａとプーリカバー３ｄとの接合部は、い
ずれもシール、パッキン等を用いて封止され、張り出し
部分３ｂの下面とシードリフト部１８の上面との間に
は、ワイヤケーブル１９を被包して封止するベローズ２
１が取着されている。
【００１４】なお、上記実施例では、回転装置にベルト
を用いたが、チェーン、歯車、あるいはモータにより直
接駆動しても良い。また、シードハウジング部は一体の
円筒型でも、多角型でも良い。さらに、巻上げ装置は複
数のプーリを介したが、一個のプーリにより変換しシー
ドハウジング上で巻き上げても良い。
を用いたが、チェーン、歯車、あるいはモータにより直
接駆動しても良い。また、シードハウジング部は一体の
円筒型でも、多角型でも良い。さらに、巻上げ装置は複
数のプーリを介したが、一個のプーリにより変換しシー
ドハウジング上で巻き上げても良い。
【００１５】上記実施例において、つぎに作動について
説明する。単結晶の成長を回転しながら引き上げるチョ
クラルスキー法による単結晶製造装置において、単結晶
２８を巻上げ装置部８０のシードリフトモータ１７の回
転により、スクリューガイド１７、シードリフト部１
８、ワイヤケーブル１９を介してガイドバー９に沿って
シードガイド部材１１を引上げる。このときにワイヤケ
ーブル自体１９は非回転にし単結晶の成長に合わせてワ
イヤを引き上げている。さらに、巻上げ装置部８０を装
着するシードハウジング部５０は、チャンバ１に固着さ
れた台５上のシードハウジング３を回転する駆動モータ
６、小プーリ７、タイミングベルト８、大プーリ４を介
して回転され、シードハウジング部５０の回転により単
結晶が回転させられながら成長する。
説明する。単結晶の成長を回転しながら引き上げるチョ
クラルスキー法による単結晶製造装置において、単結晶
２８を巻上げ装置部８０のシードリフトモータ１７の回
転により、スクリューガイド１７、シードリフト部１
８、ワイヤケーブル１９を介してガイドバー９に沿って
シードガイド部材１１を引上げる。このときにワイヤケ
ーブル自体１９は非回転にし単結晶の成長に合わせてワ
イヤを引き上げている。さらに、巻上げ装置部８０を装
着するシードハウジング部５０は、チャンバ１に固着さ
れた台５上のシードハウジング３を回転する駆動モータ
６、小プーリ７、タイミングベルト８、大プーリ４を介
して回転され、シードハウジング部５０の回転により単
結晶が回転させられながら成長する。
【００１６】上記の単結晶製造装置を用いるシリコン単
結晶成長のプロセスについて、さらに詳しくシステムブ
ロック図および図１を参照して説明する。 （１）ＣＺコントローラ３０からシード回転指令信号Ｖ
SR、るつぼ回転指令信号ＶCRが、Ｉ／Ｏインタフェース
３１、パワーアンプ４１、４４を介してシードハウジン
グ駆動モータ６およびるつぼ回転モータ２２に伝達さ
れ、それぞれ減速機構Ｒ1 、Ｒ4 たとえば大小プーリに
よる減速を経てシードハウジング３およびるつぼ回転軸
２３が回転する。シードハウジング３が回転することに
より、るつぼ２４に対してシード軸１０が回転すること
になる。また、ＣＺコントローラ３０からＩ／Ｏインタ
フェース３１、パワーアンプ４５を経て出力されるヒー
タコントロール指令信号ＶH によって、ヒータ２５が作
動し、シリコン単結晶の原料が融解されて、シード軸１
０先端からシリコン単結晶の成長が開始される。 （２）単結晶の成長に伴って、ＣＺコントローラ３０か
らシードリフト指令信号ＶSLがＩ／Ｏインタフェース３
１、パワーアンプ４２を介してシードリフトモータ１７
に伝達され、減速機構Ｒ2 を介してスクリューシャフト
１５が回転し、シードリフト部１８が下降する。これに
伴ってシードガイド部材１１はワイヤケーブル１９を介
して上方に引き上げられる。同時に、ＣＺコントローラ
３０からるつぼリフト指令信号ＶCLがＩ／Ｏインタフェ
ース３１、パワーアンプ４３を介してるつぼリフトモー
タ２６に伝達され、減速機構Ｒ3 を介してスクリューシ
ャフト２７が回転する。るつぼ２４は融液面が所定の高
さを維持するように上昇する。（３）成長に伴って引き
上げられるシリコン単結晶２８の重量は、ワイヤケーブ
ル１９の端末に連結されたロードセル２０によって計測
され、ロードセル２０が出力する信号はＩ／Ｏインター
フェース３１を介してロードセルフィードバック信号Ｖ
F としてＣＺコントローラ３０に入力される。ＣＺコン
トローラ３０は前記フィードバック信号ＶF に基づい
て、各指令信号を制御する。
結晶成長のプロセスについて、さらに詳しくシステムブ
ロック図および図１を参照して説明する。 （１）ＣＺコントローラ３０からシード回転指令信号Ｖ
SR、るつぼ回転指令信号ＶCRが、Ｉ／Ｏインタフェース
３１、パワーアンプ４１、４４を介してシードハウジン
グ駆動モータ６およびるつぼ回転モータ２２に伝達さ
れ、それぞれ減速機構Ｒ1 、Ｒ4 たとえば大小プーリに
よる減速を経てシードハウジング３およびるつぼ回転軸
２３が回転する。シードハウジング３が回転することに
より、るつぼ２４に対してシード軸１０が回転すること
になる。また、ＣＺコントローラ３０からＩ／Ｏインタ
フェース３１、パワーアンプ４５を経て出力されるヒー
タコントロール指令信号ＶH によって、ヒータ２５が作
動し、シリコン単結晶の原料が融解されて、シード軸１
０先端からシリコン単結晶の成長が開始される。 （２）単結晶の成長に伴って、ＣＺコントローラ３０か
らシードリフト指令信号ＶSLがＩ／Ｏインタフェース３
１、パワーアンプ４２を介してシードリフトモータ１７
に伝達され、減速機構Ｒ2 を介してスクリューシャフト
１５が回転し、シードリフト部１８が下降する。これに
伴ってシードガイド部材１１はワイヤケーブル１９を介
して上方に引き上げられる。同時に、ＣＺコントローラ
３０からるつぼリフト指令信号ＶCLがＩ／Ｏインタフェ
ース３１、パワーアンプ４３を介してるつぼリフトモー
タ２６に伝達され、減速機構Ｒ3 を介してスクリューシ
ャフト２７が回転する。るつぼ２４は融液面が所定の高
さを維持するように上昇する。（３）成長に伴って引き
上げられるシリコン単結晶２８の重量は、ワイヤケーブ
ル１９の端末に連結されたロードセル２０によって計測
され、ロードセル２０が出力する信号はＩ／Ｏインター
フェース３１を介してロードセルフィードバック信号Ｖ
F としてＣＺコントローラ３０に入力される。ＣＺコン
トローラ３０は前記フィードバック信号ＶF に基づい
て、各指令信号を制御する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
結晶の成長に伴ってシード軸を引き上げるワイヤケーブ
ルの端末を複数個のプーリを介して下向きに方向転換
し、このワイヤケーブルの端末にロードセルを連結し、
スクリューシャフトの回転によって下降するシードリフ
ト部が前記ロードセルを押し下げることによって、成長
する単結晶を引き上げることにしたので、単結晶製造装
置の全高を従来のワイヤ巻き上げ方式並みに低く抑える
ことができるとともに、単結晶重量を高精度で検出して
単結晶の直径制御を正確に行うことができる。また、単
結晶引き上げ装置をシードハウジングに収納し、このシ
ードハウジングをタイミングベルトによって回転させる
ことにしたので、引き上げワイヤのねじり剛性の問題を
解決することができるとともに、シード軸はガイドバー
に沿って垂直に上昇するので、ワイヤケーブルによるシ
ード軸の揺れも容易に防止可能となる。従って、ワイヤ
巻き上げ方式並みの設置スペースで、シャフト引き上げ
方式と同等の高速回転ならびに結晶直径制御が可能な単
結晶製造装置を実現することができる。
結晶の成長に伴ってシード軸を引き上げるワイヤケーブ
ルの端末を複数個のプーリを介して下向きに方向転換
し、このワイヤケーブルの端末にロードセルを連結し、
スクリューシャフトの回転によって下降するシードリフ
ト部が前記ロードセルを押し下げることによって、成長
する単結晶を引き上げることにしたので、単結晶製造装
置の全高を従来のワイヤ巻き上げ方式並みに低く抑える
ことができるとともに、単結晶重量を高精度で検出して
単結晶の直径制御を正確に行うことができる。また、単
結晶引き上げ装置をシードハウジングに収納し、このシ
ードハウジングをタイミングベルトによって回転させる
ことにしたので、引き上げワイヤのねじり剛性の問題を
解決することができるとともに、シード軸はガイドバー
に沿って垂直に上昇するので、ワイヤケーブルによるシ
ード軸の揺れも容易に防止可能となる。従って、ワイヤ
巻き上げ方式並みの設置スペースで、シャフト引き上げ
方式と同等の高速回転ならびに結晶直径制御が可能な単
結晶製造装置を実現することができる。
【図１】単結晶製造装置の概略構造を示す説明図であ
る。
る。
【図２】単結晶製造を制御するシステムブロック図であ
る。
る。
【図３】単結晶製造装置の従来のワイヤ巻き上げ方式の
概略構造を示す説明図である。
概略構造を示す説明図である。
【図４】単結晶製造装置の従来のシャフト引き上げ方式
の概略構造を示す説明図である。
の概略構造を示す説明図である。
１ チャンバ ２ ベアリング ３ シードハウジング ４ 大プーリ ６ シードハウジング駆動モータ ７ 小プーリ ８ タイミングベルト ９ ガイドバー １０ シード軸 １１ シードガイド部材 １３，１４ プーリ １５，２７ スクリューシャフト １６ リフトガイドバー １７ シードリフトモータ １８ シードリフト部 １９ ワイヤケーブル ２０ ロードセル ２４ るつぼ ２５ ヒータ ２８ シリコン単結晶 ５０ シードハウジング部 ６０ 回転装置部 ７０ シードガイド部 ８０ 巻上げ装置部
Claims (3)
- 【請求項１】 単結晶の成長を回転しながら引き上げる
チョクラルスキー法による単結晶製造装置において、単
結晶を巻上げ装置により引上げるときにワイヤ自体を非
回転にし単結晶の成長に合わせてワイヤを引き上げると
とともに、巻上げ装置を装着するシードハウジング部を
回転し、単結晶を回転させながら成長させることを特徴
とする単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法による単結晶製造装
置において、るつぼおよびヒータを収納するチャンバの
上端に、ベアリングを介して回転自在に装着したシード
ハウジング部と、前記シードハウジング部の外周に装着
したシードハウジング部を回転する回転装置部と、前記
シードハウジング内に垂直に設けたガイドバーに沿って
上下動するシードガイド部と、ガイドバーに沿って単結
晶の成長に合わせてシードガイド部を巻き上げる巻き上
げ装置部と、からなることを特徴とする単結晶製造装
置。 - 【請求項３】 シードハウジング駆動モータがシードハ
ウジングを回転させることにより、チャンバに対してシ
ード軸を回転させるとともに、シードリフトモータによ
って駆動されるスクリューシャフトの回転によりシード
リフト部を下降させ、前記ワイヤケーブルの他端に連結
したロードセルを押し下げることにより、下面にシード
軸を固着したシードガイド部をワイヤケーブルとプーリ
とを介して上昇させ、前記ロードセルによって単結晶重
量を計測することを特徴とする請求項１記載の単結晶製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026014A JP2796687B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 単結晶製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026014A JP2796687B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 単結晶製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194082A JPH05194082A (ja) | 1993-08-03 |
| JP2796687B2 true JP2796687B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=12181843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4026014A Expired - Lifetime JP2796687B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 単結晶製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796687B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3109564B2 (ja) * | 1995-03-27 | 2000-11-20 | 大倉電気株式会社 | 成長結晶体の重量測定装置 |
| JP3400312B2 (ja) | 1997-09-05 | 2003-04-28 | 株式会社スーパーシリコン研究所 | 単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方法 |
| KR101674287B1 (ko) * | 2015-01-21 | 2016-11-08 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 잉곳의 직경 제어 시스템 및 제어 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0431388A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-02-03 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体単結晶引上装置 |
| JPH0431389A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-02-03 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体単結晶引上装置 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4026014A patent/JP2796687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05194082A (ja) | 1993-08-03 |
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