JP3573021B2

JP3573021B2 - 結晶保持装置

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Publication number: JP3573021B2
Application number: JP27663499A
Authority: JP
Inventors: 輝夫蔭山; 義弘明石
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001097798A; US20020117106A1; US6645296B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＺ法による単結晶の育成に使用される結晶保持装置に関し、より具体的には、育成結晶を上端部で機械的に保持して引上げる、結晶保持引上げに使用される結晶保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造に使用されるシリコンウエーハの素材としては、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶が多用されている。ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造では、周知の通り、引上げ軸の下端に保持された種結晶を、坩堝内に形成されたシリコン融液に漬け、この状態から引上げ軸を回転させながら上昇させることにより、種結晶の下方にシリコンの単結晶を育成する。
【０００３】
ここで種結晶は、シリコン単結晶からなる直径が１０数ｍｍ程度の細い棒体であり、上部が種ホルダーに連結され、下部がシリコン融液に浸漬される。このような種結晶を高温のシリコン融液に浸漬すると、熱衝撃により転位が導入されるため、種結晶をシリコン融液に浸漬した後に種結晶の直径を絞り、しばらくの間この状態を維持して結晶の無転位化を図る、いわゆる種絞りが実施される。種絞り部の直径は無転位化の点から５ｍｍ以下が必要とされ、３ｍｍ以下が望ましいとされている。
【０００４】
一方、ＣＺ法によって製造されるシリコン単結晶は、これまでは直径が８インチで重量が１００ｋｇ前後のものが主流であった。しかし、最近になって単結晶の更なる大径化が進み、直径が１２インチのシリコン単結晶の試験製造も始まっている。
【０００５】
単結晶の直径が大きくなると、その重量は飛躍的に増え、直径が１２インチの場合で重量は２００〜３００ｋｇに達する。この重量は、単結晶の上端部に位置し且つ最小径部である種絞り部に最も集中することになるが、シリコンの破壊強度は２０ｋｇ／ｍｍ^２程度であるため、２００ｋｇのシリコン単結晶でさえこれを確実に保持するためには少なく見積もっても５ｍｍを超える直径が種絞り部に必要になる。従って、結晶保持の点からは、１２インチ単結晶の安定な引上げは不可能ということなる。
【０００６】
この矛盾を解消するとりわけ有効な技術の一つとして、種絞り部に依存しない結晶保持引上げがある。特公平５−６５４７７号公報、特開平１０−８１５８２号公報、特開平１０−８１５８３号公報等に記載されているこの技術では、図７に示すように、シードチャック３に保持された種結晶３を種絞りした後、その種絞り部１１の下に、種絞り部１１より大径で且つ機械的な保持が可能な被係止部１２を形成し、その下に従来どおりの本体部１３を形成する。被係止部１２が形成されると、結晶保持装置２０により被係止部１２を機械的に保持して単結晶１０を引上げる。
【０００７】
単結晶１０の脱落を防止るすため、その被係止部１２は、通常は上部が太く、下部が細い形状とされ、下の細い部分でも、その外径は種絞り径より十分に大きく設定される。上の太い部分は、ノブ形状に類似し、下の部分は、下方の本体部１３に対してくびれていることから、この被係止部１２はノブ部或いはくびれ部と呼ばれている。
【０００８】
また、結晶保持装置２０としては、単結晶１０を引上げるために昇降及び回転を行う円筒形状のフレーム２１に、複数の回動式クランプ２２，２２を周方向に等間隔で取付けたものが知られている。単結晶１０の育成に使用される引上げ軸１は、フレーム２１の内側を挿通し、引上げ軸１の下端部に連結されたシードチャック２は、単結晶１０の育成の進行に伴って、フレーム２１内に引き込まれる。複数の回動式クランプ２２，２２は、内側へ回動することにより閉状態となり、閉状態で単結晶１０の被係止部１２を把持し、閉状態から上方へは回動自在である。
【０００９】
回動式クランプ２２，２２を使用する結晶保持装置２０の一般的な使用方法は以下の通りである。
【００１０】
結晶保持装置２０は、回動式クランプ２２，２２を閉状態にして、単結晶１０の上方に待機する。この状態で単結晶１０の育成が進行すると、まず、回動式クランプ２２，２２の内側をシードチャック２が通過する。次いで、単結晶１０の種絞り部１１が通過し、引き続き、回動式クランプ２２，２２の内側に被係止部１２が進入し、被係止部１２が自動的に把持される。そうすると、フレーム２１は引上げ軸と同期して上昇及び回転を始める。これ以後、単結晶１０は、被係止部１２で結晶保持装置２０により機械的に保持されつつ引上げられる。回動式クランプ２２，２２は、閉状態から上方へ自由に回動するので、シードチャック２の通過及び被係止部１２の進入を阻害しない。
【００１１】
このように、回動式クランプ２２，２２を使用する結晶保持装置２０は、回動式クランプ２２，２２の操作機構を必要としないので、構造が簡単であり、この利点のため、回動式クランプ２２，２２は、当初から閉状態にセットされ、特に操作されないのが一般的であるが、一部の結晶保持装置２０では、回動式クランプ２２，２２を開状態にセットしておき、その内側に被係止部２１が進入したあと、単結晶１０の本体部１３（肩部）でプッシュロッドを突き上げて回動式クランプ２２，２２を閉状態に操作することも考えられている（特開平１０−８１５８２号公報）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回動式クランプ２２，２２を使用する従来の結晶保持装置２０には、以下のような問題がある。
【００１３】
種結晶３を保持するシードチャック２は、上部は引上げ軸１との連結のためにモリブデン等の金属で形成されているが、種結晶３を保持する下部は種結晶３の金属汚染を防止するためにカーボンで形成されている。回動式クランプ２２，２２を操作しない場合、即ち、回動式クランプ２２，２２が当初から閉状態にセットされる場合は、その内側をシードチャック２が通過するときに回動式クランプ２２，２２がシードチャック２の表面と擦れ合うため、カボーンの粉が脱落し、単結晶１０の育成に支障を与えるおそれがある。
【００１４】
また、シードチャック２が回動式クランプ２２，２２の内側に進入するときやその内側から抜け出るときに、段差通過による振動が生じ、これも単結晶１０の育成に支障を与えるおそれがある。
【００１５】
回動式クランプ２２，２２を開状態にセットしておき、その内側に被係止部２１が進入したあと、回動式クランプ２２，２２を閉状態に操作する場合は、シードチャック２が回動式クランプ２２，２２の内側を非接触で通過するので、その通過に伴う上記の諸問題は解決される。
【００１６】
しかし、回動式クランプ２２，２２の開状態から閉状態への切り換え操作が、単結晶１０の本体部１３（肩部）でプッシュロッドを突き上げることによって行われ、本体部１３（肩部）に当接する位置にプッシュロッドを設ける必要があるため、結晶保持装置２０が半径方向に大型化する問題がある。
【００１７】
また、本体部１３（肩部）は、被係止部１２と比べ大径で高温であるため、プッシュロッドとの接触により汚染を生じるおそれがある。
【００１８】
プッシュロッドによって内側へ操作された回動式クランプ２２，２２は、自重で内側へ倒れ込んで被係止部２１の表面に衝突する。このときの衝撃で、単結晶１０の安定な育成が阻害されるおそれもある。
【００１９】
本発明の目的は、構造簡易な回動式クランプを使用する形式であるにもかかわらず、その内側をシードチャックが通過する際のカーボン脱落の問題を解決でき、しかも、半径方向への装置大型化、及び装置接触による単結晶の汚染を回避できる結晶保持装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の別の目的は、回動式クランプの自重による倒れ込みによる単結晶への衝突や、倒れ込み自体による衝撃を合わせて回避できる結晶保持装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の結晶保持装置は、単結晶を育成するための引上げ軸が内側を挿通し、育成結晶を引上げるために昇降及び回転を行うフレームと、育成結晶の上端部を把持するために、フレームの周方向複数箇所に回動自在に取付けられた複数の回動式クランプと、フレーム内に昇降自在に組み込まれ、引上げ軸の下端部に連結されたシードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇し、その上昇により複数の回動式クランプを開状態から閉状態に移行させるクランプ操作機構とを具備しており、クランプ操作機構は、各回動式クランプが自重によって閉方向に倒れ込む状態のときに、その倒れ込みを阻止しつつ各回動式クランプを閉方向に回動させる構成である。
【００２２】
本発明の結晶保持装置では、クランプ操作機構により複数の回動式クランプが開状態から閉状態へ移行し、回動式クランプを当初から開状態とすることで、シードチャックが回動式クランプの内側を非接触で通過する。これにより、回動式クランプとシードチャックの接触回避が可能となる。しかも、開状態から閉状態への移行がシードチャックによる押し上げで行われ、回動式クランプの操作に育成結晶の上昇が使用されないので、育成結晶と装置の接触回避が可能となる。
【００２３】
クランプ操作機構は、育成結晶の種絞り部が複数の回動式クランプの内側を通過するとき、回動式クランプを開状態から閉状態に移行させる構成が好ましい。回動式クランプは、細い種絞り部には閉状態でも接触しないので、種絞り部の通過時に回動式クランプを開状態から閉状態に移行させることにより、育成結晶への回動式クランプの衝突が回避される。閉状態に移行した回動式クランプは、その後、内側を上昇する結晶上端部の滑らかな外面形状に沿って緩やかに回動し、保持位置を把持する。
【００２４】
クランプ操作機構の具体的な構成としては、複数の回動式クランプでは、各回動式クランプが開状態のときに外側を向くクランプ表面に、上方に向かって外側に傾斜するテーパ部を設け、クランプ操作機構では、複数の回動式クランプの外側にテーパ部の下方で嵌合し、シードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇する環状の操作部材を設けることが好ましい。この構成によれば、簡単な構造で、複数の回動式クランプが同期して開状態から閉状態に移行する。
【００２５】
本発明の結晶保持装置では又、クランプ操作機構は、各回動式クランプが自重によって閉方向に倒れ込む状態のときに、その倒れ込みを阻止しつつ各回動式クランプを閉方向に回動させる構成になっている。この構成により、開状態から閉状態への移行が、シードチャックの上昇に同期して徐々に行なわれ、回動式クランプの倒れ込み自体による衝撃が防止される。
【００２６】
回動式クランプの倒れ込みを阻止するための具体的な構成としては、複数の回動式クランプでは、各回動式クランプが開状態のときに外側を向くクランプ表面に凸部を設けると共に、凸部に外側を向く凹部と凹部を上方に開口させるスリットとを設け、クランプ操作機構では、シードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇する下向きの操作部材の下端部を、前記スリットを通して凹部に係合させることが好ましい。
【００２７】
この具体的な構成によると、回動式クランプの重心点が回動中心より外側にある間は、回動式クランプは、その凸部が上方へ引かれて閉方向へ強制的に操作され、回動式クランプの重心点が回動中心より内側へ移動した後は、回動式クランプは、その凸部が下方へ押されて自重による内側への倒れ込みが阻止され、閉状態では操作部材が凹部から上方へ引き抜かれて回動式クランプを解放する。
【００２８】
なお、クランプ操作機構は、回動式クランプを閉状態で回動自在とするため、開状態から閉状態への移行の後は、回動式クランプを解放し、結晶上端部等の通過を許容する構成が好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の前提となる結晶保持装置の正面図で、その右半分は縦断面図、図２は同結晶保持装置の側面図である。
【００３０】
本発明の前提となる結晶保持装置は、円筒形状のフレーム３０と、フレーム３０に取付けられた複数の回動式クランプ４０，４０と、回動式クランプ４０，４０を操作するためにフレーム３０内に組み込まれたクランプ操作機構５０とを備えている。
【００３１】
フレーム３０は円環状の上段ベース３１と、同じく円環状の下段ベース３２とを、複数本の垂直な連結棒３３，３３で連結した構造になっている。上段ベース３１は、円環状の吊り下げベース６０を介して２本の保持ワイヤ７０，７０に吊り下げられている。吊り下げベース６０は、下方の上段ベース３１とは、２本の保持ワイヤ７０，７０を含む平面に直角な２本の水平軸６１、６１により回動自在に連結されている。これにより、フレーム３０は水平面内で直角な２方向に傾動自在となる。
【００３２】
円環状の上段ベース３１、下段ベース３２及び吊り下げベース６０の各内径は、シードチャック２の通過を許容するために、いずれもシードチャック２の外径より大とされている。
【００３３】
複数の回動式クランプ４０，４０は、フレーム３０の下端部の周方向複数位置に等間隔で配置されており、各基部が下段ベース３２の上面に形成されたブラケット状の支持部３２ａに水平軸４１により回動自在に支持されている。ここで、各水平軸４１は、フレーム３０の半径方向に直角である。これにより、各回動式クランプ４０は、フレーム３０の半径方向の垂直面内で基部を中心に内外に回動し、内側へ水平に倒れて閉状態となり、外側へ垂直に起立して開状態となる。そして、閉状態では開方向に回動自在であり、開状態では重心点が回動中心の外側に位置することにより自立する。
【００３４】
回動式クランプ４０，４０の内側に形成される空間の直径は、閉状態では単結晶の被係止部を把持できるように、被係止部の最小外径より大きく、最大外径より小さく設定されており、開状態ではシードチャック２の外径より大きく設定されている。なお。単結晶の種絞り部の外径は、被係止部の最小外径より十分に小さい。
【００３５】
クランプ操作機構５０は、フレーム３０の連結棒３３，３３をガイドとして、フレーム３０内に昇降自在に組み込まれた環状の昇降ベース５１と、昇降ベース５１の下方に複数本の連結棒５２，５２により吊り下げられた円環状の操作部材５３とを備えている。環状の昇降ベース５１は、フレーム３０内に同心状に配置されており、その内径はシードチャック２の外径より小さく設定されている。これにより、昇降ベース５１は、フレーム３０内をシードチャック２が通過するとき、そのシードチャック２によって上方へ押し上げられる。
【００３６】
操作部材５３も昇降ベース５１と同様、フレーム３０内に同心状に設けられており、下限位置では、下段ベース３２の上面に形成されたブラケット状の支持部３２ａ，３２ａ上に載り、この状態で、支持部３２ａ，３２ａに支持された開状態の回動式クランプ４０，４０の外側に嵌合し、回動式クランプ４０，４０を外側から支持して開状態に自立させる。回動式クランプ４０，４０は、開状態で外側に傾斜するテーパ面４２，４２を背面に有し、操作部材５３はテーパ面４２，４２の下方のくびれ部４３，４３に嵌合する。これにより、操作部材５３が下限位置から上昇した場合は、回動式クランプ４０，４０は内側へ押され、閉状態へ移行する。
【００３７】
昇降ベース５１から操作部材５３までの距離は、シードチャック２の下方に形成される種絞り部が回動式クランプ４０，４０の内側を通過するときに、回動式クランプ４０，４０が開状態から閉状態へ移行するように設定されている。
【００３８】
次に、本発明の前提となる結晶保持装置の機能について説明する。
【００３９】
単結晶を育成する際には、フレーム３０は定位置で待機する。クランプ操作機構５０は下限位置にあり、回動式クランプ４０，４０は開状態にセットされる。一方、引上げ軸１はフレーム３０の内側を通って下方に垂下される。引上げ軸１の下端部に接続されたシードチャック２には種結晶が保持される。
【００４０】
単結晶の育成では、まず種結晶を原料融液に浸漬し、種絞りを行った後、種絞り部の下方に被係止部を形成し、本体部の育成を開始する。本体部の育成中、シードチャック２は所定速度で回転しながら上昇する。これにより、シードチャック２はフレーム３０内に下方から進入し、回動式クランプ４０，４０の内側を通過する。回動式クランプ４０，４０は、開状態に起立しているので、シードチャック２は回動式クランプ４０，４０の内側を非接触で通過する。
【００４１】
従って、シードチャック２が回動式クランプ４０，４０の内側を接触しながら通過するときに問題となるカーボン粉の脱落や振動が防止され、これらによる結晶育成への悪影響が回避される。
【００４２】
フレーム３０内をシードチャック２が更に上昇すると、クランプ操作機構５０の昇降ベース５１にシードチャック２が下方から当接し、昇降ベース５１が上方へ押し上げられる。これにより、クランプ操作機構５０の操作部材５３が上昇し、その上昇に伴って回動式クランプ４０，４０が内側へ押され、回動式クランプ４０，４０の重心点が回動中心より内側へ移動した後は、自重で内側へ倒れ込んで閉状態へ自然に移行する。
【００４３】
このとき、回動式クランプ４０，４０の内側を単結晶の種絞り部が通過しているので、内側へ倒れ込んだ回動式クランプ４０，４０は単結晶に衝突しない。このため、その衝突による結晶育成への悪影響が回避される。また、回動式クランプ４０，４０の開状態から閉状態への切り替えをシードチャック２による押し上げで行い、単結晶の本体部を用いないので、本体部を用いるときに問題となる本体部の汚染及び結晶保持装置の半径方向の大型化が回避される。
【００４４】
回動式クランプ４０，４０が内側へ倒れ込むことにより、回動式クランプ４０，４０はクランプ操作機構５０から解放され、閉状態で上方へ回動自在となる。倒れ込みの後もクランプ操作機構５０はフレーム３０内でしばらく上昇を続ける。この間に、回動式クランプ４０，４０の内側に単結晶の被係止部が進入し、被係止部が回動式クランプ４０，４０により把持される。単結晶の被係止部は、シードチャック２と異なり外形が滑らかであるので、回動式クランプ４０，４０を穏やかに押し上げてその内側に進入する。このため、単結晶の被係止部が進入するときの回動式クランプ４０，４０の回転動作は、単結晶の育成に悪影響を及ぼさない。
【００４５】
単結晶の被係止部が回動式クランプ４０，４０により把持されると、フレーム３０がシードチャック２に同期して回転及び上昇を開始する。これ以後、単結晶は結晶保持装置で機械的に保持されて引上げられる。
【００４６】
図３は本発明の一実施形態を示す結晶保持装置の正面図で、その右半分は縦断面図、図４は同結晶保持装置の側面図、図５は同結晶保持装置の主要部の構造を示す、回動式クランプの一部破断側面図及び正面図、図６は同主要部の動作を示す、回動式クランプの一部破断側面図である。
【００４７】
本実施形態の結晶保持装置は、上述した前提の結晶保持装置と比べ、回動式クランプ４０，４０及びクランプ操作機構５０の構造が主に相違する。他の部分の構造は上述した前提の結晶保持装置と実質同一であるので、同一部分については同一番号を付して説明を省略する。
【００４８】
回動式クランプ４０，４０は、図５に詳細に示されるように、開状態で外側を向く面に、その外側に突出する凸部４４を備えている。凸部４４は回動式クランプ４０の基部に位置している。凸部４４には、外側から断面が円形の凹部４５が設けられると共に、上方からスリット４６が凹部４５に連通して設けられている。スリット４６の幅は凹部４５の内径より小である。
【００４９】
クランプ操作機構５０は、昇降ベース５１から下方に延出した複数本の棒状の操作部材５４，５４を備えている。操作部材５４，５４は、下部に細径部５５を有し、その更に下方（下端部）に球体状の係合部５６を有している。細径部５５は外側からスリット４６に挿入され、係合部５６は外側から凹部４５に挿入されている。係合部５６が外側から凹部４５に挿入されることにより、その係合部５６は凸部４４に上方から係合した状態となる。
【００５０】
単結晶の育成では、本実施形態の結晶保持装置は、上述した前提の結晶保持装置と同様、回動式クランプ４０，４０を開状態として待機位置でシードチャック２の進入を待つ。単結晶の育成の進行に伴って、シードチャック２がフレーム３０内に下方から進入し、回動式クランプ４０，４０の内側を通過する。回動式クランプ４０，４０は、開状態に起立しているので、シードチャック２は回動式クランプ４０，４０の内側を非接触で通過する。
【００５１】
フレーム３０内をシードチャック２が更に上昇すると、クランプ操作機構５０の昇降ベース５１にシードチャック２が下方から当接し、昇降ベース５１が上方へ押し上げられる。これにより、クランプ操作機構５０の操作部材５４，５４が上昇し、その上昇に伴って回動式クランプ４０，４０の凸部４４，４４が係合部５６，５６により上方へ引き上げられる。これにより、回動式クランプ４０，４０は操作部材５４，５４の上昇に伴って内側へ傾く。スリット４６，４６に挿入された細径部５５，５５は、回動式クランプ４０，４０の傾斜を阻害しない。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、回動式クランプ４０，４０の傾斜角度が大きくなり、回動式クランプ４０，４０の重心点が回動中心より内側へ移動した後は、回動式クランプ４０，４０は自重で内側へ倒れ込もうとするが、操作部材５４，５４の係合部５６，５６は凸部４４，４４を下方に押し、その倒れ込みを阻止する。このため、回動式クランプ４０，４０は、その重心点が回動中心より内側へ移動した後も、シードチャック２の上昇に同期して内側へ徐々に傾斜する。
【００５３】
即ち、操作部材５４，５４の係合部５６，５６は、回動式クランプ４０，４０の重心点が回動中心より外側にある間は、回動式クランプ４０，４０の凸部４４，４４を上方へ引き上げることにより、回動式クランプ４０，４０を閉方向に強制的に操作し、回動式クランプ４０，４０の重心点が回動中心より内側へ移動した後は、回動式クランプ４０，４０の凸部４４，４４を下方へ押すことにより、回動式クランプ４０，４０の自重による内側への倒れ込みを阻止し、回動式クランプ４０，４０を閉状態へ緩やかに移行させる。
【００５４】
従って、本実施形態の結晶保持装置では、回動式クランプ４０，４０の自重による内側への倒れ込みによる衝撃、及びこの衝撃による結晶育成への悪影響も回避される。
【００５５】
回動式クランプ４０，４０が閉状態へ移行すると、図６（ｂ）に示すように、回動式クランプ４０，４０が水平に倒れることにより、凸部４４，４４は真上を向く。これにより、操作部材５４，５４の係合部５６，５６は、凹部４５，４５から円滑に引き抜かれ、回動式クランプ４０，４０を解放する。
【００５６】
従って、操作部材５４，５４の係合部５６，５６は、閉状態になるまでは全期間にわたって回動式クランプ４０，４０を拘束するが、閉状態では回動式クランプ４０，４０の自由な回動を保証し、単結晶の被係止部の進入・把持を阻害しない。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明の結晶保持装置は、回動式クランプの開状態から閉状態への切り替えを行うので、回動式クランプとシードチャックの接触による結晶育成への悪影響を回避できる。また、回動式クランプの開状態から閉状態への切り替えをシードチャックによる押し上げで行うので、切り替え時の育成結晶と装置の接触による結晶育成への悪影響も回避できる。従って、単結晶の上端部を機械的に保持するにもかかわらず、安定な育成を保証し得る。更に、装置の小型化も可能である。
【００５８】
育成結晶の種絞り部が複数の回動式クランプの内側を通過するとき、回動式クランプを開状態から閉状態に移行させる構成としたときは、育成結晶へのクランプ衝突による結晶育成への悪影響も回避できる。
【００５９】
本発明の結晶保持装置は又、回動式クランプが自重によって閉方向に倒れ込む状態のときに、その倒れ込みを阻止しつつ各回動式クランプを閉方向に回動させる構成としたことにより、回動式クランプの倒れ込み自体による衝撃を防止でき、これによる結晶育成への悪影響も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる結晶保持装置の正面図で、その右半分は縦断面図である。
【図２】同結晶保持装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す結晶保持装置の正面図で、その右半分は縦断面図である。
【図４】同結晶保持装置の側面図である。
【図５】（ａ）は同結晶保持装置の主要部の構造を示す、回動式クランプの一部破断側面図、（ｂ）は同回動式クランプの正面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は同主要部の動作を段階的に示す、回動式クランプの一部破断側面図である。
【図７】結晶保持引上げの概念図である。

Claims

ＣＺ法により育成される単結晶を上端部で保持して引上げる結晶保持装置であって、単結晶を育成するための引上げ軸が内側を挿通し、育成結晶を引上げるために昇降及び回転を行うフレームと、育成結晶の上端部を把持するために、フレームの周方向複数箇所に回動自在に取付けられた複数の回動式クランプと、フレーム内に昇降自在に組み込まれ、引上げ軸の下端部に連結されたシードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇し、その上昇により複数の回動式クランプを開状態から閉状態に移行させるクランプ操作機構とを具備しており、クランプ操作機構は、各回動式クランプが自重によって閉方向に倒れ込む状態のときに、その倒れ込みを阻止しつつ各回動式クランプを閉方向に回動させる構成である結晶保持装置。
クランプ操作機構は、育成結晶の種絞り部が複数の回動式クランプの内側を通過するときに、複数の回動式クランプを開状態から閉状態に移行させる構成である請求項１に記載の結晶保持装置。
複数の回動式クランプは、開状態で外側を向く面に、上方に向かって外側に傾斜するテーパ部を有し、クランプ操作機構は、複数の回動式クランプの外側にテーパ部の下方で嵌合し、シードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇する環状の操作部材を有する請求項１又は２に記載の結晶保持装置。
複数の回動式クランプでは、各回動式クランプが開状態のときに外側を向くクランプ表面に凸部を設けると共に、凸部に外側を向く凹部と凹部を上方に開口させるスリットとを設け、クランプ操作機構では、シードチャックに押し上げられてフレーム内を上昇する下向きの操作部材の下端部を、前記スリットを通して凹部に係合させたことを特徴とする請求項１に記載の結晶保持装置。