JPH0431388A - 半導体単結晶引上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、種結晶を熔融半導体材料に浸漬せｌ−２めた
のち引上ワイヤで引上ヂャンバ内に引上げることによっ
て半導体単結晶を引上げる半導体単結晶引上装置に関し
、特に、引上ワイヤに対して伸縮ロッドを併設してなる
半導体単結晶引上装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の半導体単結晶引上装置としては、（ｉ）
種結晶を引上炉の熔融半導体材料に浸漬せしめたのち引
上ワイヤで回転せしめつつ引上チャンバ内に緩徐に引上
げることによって半導体単結晶を引上げるもの、あるい
は（１１）種結晶を引上炉の熔融半導体材料に浸漬せし
めたのち引−１ロッドで回転せしめつつ引上チャンバ内
に緩徐に引上げることによって半導体単結晶を引上げる
ものが提案されていた。

［解決すべき問題点〕 しかしながら、従来の半導体単結晶引上装置では、（１
）引上ワイヤによる場合、種結晶の回転駆動に伴なって
引上ワイヤが共振し種結晶に不必要な振動を与えてしま
う欠点、ならびに半導体単結晶の引上重量を増加できな
い欠点があり、また（１１）引上ロッドによる場合、引
上ロッドが引上チャンバの上方へ突出されていたので、
引上チャンバの上部空間を確保しなければならない欠点
があった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去する目的で、引
上ワイヤに対し伸縮ロッドを併設してなる半導体単結晶
引上装置を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、［種結晶
を熔融半導体材料に浸漬せしめたのち引上ワイヤで引上
チャンバ内に引上げることによって半導体単結晶を引上
げる半導体単結晶引上装置において、 （ａ１種結晶を保持するための種結晶保持部材が取付け
られかつ引上ワイ ヤに連結されており、引上ワイヤ の繰出長さに応じて降下されかつ 引上ワイヤの引上長さに応じて上 昇される先端ロッド（２３）と、 （ｂｌ先端ロッド（２３）を繰出可能に収容しており、
種結晶を回転せしめる ための回転力を先端ロッド（２３）に 対して伝達する中間ロッド（２２ ２２２）と、 ｆｃ）中間ロッドｆ２２．，２２２１　を繰出可能に収
容しており、種結晶を回転せ しめるための回転力を中間ロッド ｆ２２　、　２２２）に対して伝達する基端ロッド（２
１）と を備えてなることを特徴とする半導体単結晶引上装置」 である。

［作用］ 本発明にかかる半導体単結晶引上装置は、上述の［問題
点の解決手段］に明示したごとく、種結晶を保持するた
めの種結晶保持部材が取付けられかつ引上ワイヤに連結
されており引上ワイヤの繰出長さに応じて降下されかつ
引上ワイヤの引上長さに応じて上昇される先端ロッドと
、先端ロッドを繰出可能に収容しており種結晶を回転せ
しめるための回転力を先端ロッドに対して伝達する中間
ロッドと、中間ロッドを繰出可能に収容しており種結晶
を回転せしめるための回転力を中間ロッドに対して伝達
する基端ロッドとを備えているので、 （１）種結晶の回転に際して引上ワイヤが共振すること
を回避し半導体単結晶の不測の振動を抑制する作用 をなし、また （ｉｉｌ半導体単結晶の引上重量を改善する作用をなし
、更に ｆｉｉｉｌ引上チャンバの上部空間を拡張する必要を排
除する作用 をなす。

［実施例］ 次に、本発明にかかる半導体単結晶引上装置について、
その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ、具
体的に説明する。

工重佳区皿り置皿り 第１図は、本発明にかかる半導体単結晶引上装置の一実
施例を示すためのＩ−Ｉ線にそった断面図であって、半
導体単結晶Ｍが引上チャンバＩＩＡ内に引上げ始められ
ようとしている状態を示している。

第２図は、第１図実施例の■−■線にそった拡大断面図
であって、伸縮ロッド輩に含まれた外側中間ロッド２２
１の案内凸部２２Ｄと内側中間ロッド２２□の案内凹部
２２Ｂとの間の係合間係を示している。

第３図は、第】図案雄側の一部を拡大して示すための部
分断面図であって、種結晶保持部材凹の内部構造を示し
ている。

工夫施五安」見上 まず、第１図ないし第３図を参照しつつ、本発明にかか
る半導体単結晶引上装置の一実施例について、その構成
を詳細に説明する。

１０は、本発明にかかる半導体単結晶引上装置であって
、引上チャンバＩＩＡを包囲しており不活性ガス供給管
１１Ｂを介して矢印Ａ　＋　＋で示すごとく与えられた
不活性ガス（たとえばアルゴンガス）を下端部に配設さ
れた引上炉１１Ｃに向けて矢印ＡＩ！〜Ａ　＋６で示す
ごとく案内するためのハウジング１１と、ハウジング１
１の頂部に２冒されたモータ１２Ａによって駆動される
巻取ドラム１２Ｂから貫通孔１１Ｄを介してハウジング
１１内（すなわち引上チャンバＩＩＡ内）に向けて垂下
された引上ワイヤ１２と、ハウジング１１の頂部に対し
ベアリング１３Ａを介して回転可能に配置されかつ内部
にモータ１２Ａおよび巻取ドラム１２Ｂを収容したハウ
ジング１３Ｂの外周面に形成されたプーリ１３Ｃに対し
モータ１３Ｄの出力軸に配置された駆動プーリ１３Ｅか
ら駆動ベルト１３Ｆが掛は渡されており種結晶Ｓを所望
の速さで回転せしめるための種結晶回転装置１３とを備
えている。

本発明にかかる半導体単結晶引上ＷｆｌＯは、また、引
上ワイヤ１２の周囲に配置されており基端部が貫通孔１
１０内を延長されたのち種結晶回転ｚｆａ１３のハウジ
ング１３Ｂに対して連結されかつ先端部が引上ワイヤ１
２の先端部に連結された伸縮ロッド堕と、伸縮ロッド堕
の先端部に配設されており種結晶Ｓを保持するための種
結晶保持部材３０とを備えている。伸縮ロッド２０およ
び種結晶保持部材３０は、適宜の金属材料（たとえばス
テンレス鋼　インコネルあるいはモリブデンなど）によ
って形成すればよい。

伸縮ロッド翻は、種結晶回転装置１３に連結されており
種結晶を回転せしめるための回転力を受は取る基端ロッ
ド２１と、基端ロッド２１に対して伸縮可能に収容され
ており種結晶を回転せしめるための回転力を基端ロッド
２１から受は取る所望数の中間ロッド２２と、中間ロッ
ド２２に対して伸縮可能に収容されかつ先端部に種結晶
保持部材３０が取付けられており引上ワイヤ１２の繰出
長さに応じて中間ロッド２２から繰出されかつ引上ワイ
ヤ１２の引上長さに応じて中間ロッド２２の内部へ引き
上げられる先端ロッド２３とを包有している。中間ロッ
ド２２の数は、所望によって選択できるが、ここでは、
説明の都合上、外側中間ロッド２２１　と内側中間ロッ
ド２２２との２つとする。

基端ロッド２１は、種結晶回転装置１３から種結晶Ｓを
回転せしめる回転力を受は取るために基端部２１Ａがハ
ウジング１１の貫通孔１１Ｄを延長されたのち種結晶回
転装置１３のハウジング１３Ｂに対して連結されており
、外側中間ロッド２２１が引上げられるに際しその外側
中間ロッド２２＋を停止せしめるために基端部２１Ａの
内周面に対して停止部２１Ｂが形成され、かつ外側中間
ロッド２２．を伸縮せしめかつその外側中間ロッド２２
．に対して回転力を伝達するために内周面の全長にわた
り軸方向に延長さｔた案内リブ２１Ｃが形成され、併せ
て外側中間ロッド２２．が繰出されるに際し脱落される
ことを阻止するために先端部２１Ａ”の内周面に対し係
止部２１Ｄが形成されている。基端ロッド２１の基端部
２１Ａとハウジング１１の貫通孔１１０との間には、引
上チャンバＩＩＡ内のシールを確保するために、周知の
磁気シールＩＩＥが配設されている。

外側中間ロッド２２．は、基端ロッド２１の案内凸部２
ＩＣに係合し基端ロッド２１から回転力を受は取るため
に基端部２２Ａの外周面に案内凹部２２Ｂが形成されか
つ内側中間ロッド２２２が引上げられるに際しその内側
中間ロッド２２□を停止せしめかつ内側中間ロッド２２
□から引上刃を受は取るために停止部２２Ｇが形成され
、かつ内側中間ロッド２２２を伸縮せしめかつその内側
中間ロッド２２２に対して回転力を伝達するために内周
面の全長にわたり軸方向に延長された案内凸部２２Ｄが
形成され、併せて内側中間ロッド２２□が繰出されるに
際し脱落されることを阻止するために先端部２２Ａ０の
内周面に対し係止部２２Ｅが形成されており、案内凹部
２２Ｂと基端ロッド２１の案内凸部２１Ｃとによって互
いにスライド可能とされている。

内側中間ロッド２２２は、外側中間ロッド２２．の案内
凸＄２２０に係合し外側中間ロッド２２．から回転力を
受は取るために基端部２２Ａの外周面に案内凹部２２Ｂ
が形成されかつ先端ロッド２３が引上げられるに際しそ
の先端ロッド２３を停止せしめかつ先端ロッド２３から
引上刃を受は取るために停止部２２Ｃが形成され、かつ
先端ロッド２３を伸縮せしめかつその先端ロッド２３に
対して回転力を伝達するために内周面の全長にわたり軸
方向に延長された案内凸部２２Ｄが形成され、併せて先
端ロッド２３が繰出されるに際し脱落されることを阻止
するために先端部２２Ａ°の内周面に対し係上部２２Ｅ
が形成されており、案内凹部２２Ｂと外側中間ロッド２
２□の案内凸部２２Ｄとによって互いにスライド可能と
されている。

先端ロッド２３は、内側中間ロッド２２□の案内凸部２
２Ｄに係合し内側中間ロッド２２２から回転力を受は取
るために基端部２３Ａの外周面に案内凹部２３Ｂが形成
されており、先端部２３Ａ°の外側に対し種結晶取付部
材並が配設され、かつその内側に対し引上ワイヤ１２に
対するワイヤ連結部２３Ｃが形成されている。先端ロッ
ド２３は、軽量化のために、中空とされていることが好
ましい。

種結晶保持部材３０は、伸縮ロッド２０に含まれた先端
ロッド２３の外側に形成された取付基部３１と、取付基
部３１の内周面に形成されたネジ部３１ａに対して外周
面のネジ部３２ａが螺合された連結筒体３２と、連結筒
体３２の側面に形成されたスリット（図示せず）に挿通
することにより取付けられた基端拡大部３３ａを包有す
る連結棒体３３と、連結棒体３３の先端拡大部３３ｂに
対しその先端拡大部３３ｂを側面に形成されたスリット
（図示せず）に挿通することにより取付けられた他の連
結筒体３４と、連結筒体３４の外周面に形成されたネジ
部３４ａに対して内周面に形成されたネジ部３５ａが螺
合されており種結晶取付孔３５ｂに挿入された種結晶Ｓ
をピン３５ｃによって係止してなる種結晶取付部３５と
を備えている。

ユヌｌ野」竺尻と 更に、第１図ないし第３図を参照しつつ、本発明にかか
る半導体単結晶引上装置の一実施例について、その作用
を詳細に説明する。

１精益辺」ｊ 伸縮ロッド括は、ハウジング１１を開放して種結晶保持
部材３０に種結晶Ｓを保持せしめたのち、モータ１２Ａ
によって引上ワイヤ１２を繰り出すことにより、基端ロ
ッド２１から外側中間ロッド２２３．内側中間ロッド２
２２および先端ロッド２３を繰り出す。すなわち、引上
ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２１の長さに達する
までは、外側中間ロッド２２１が、その案内凹部２２Ｂ
によって基端ロッド２１の案内凸部２１Ｃに対しスライ
ド可能に係合されているので、内側中間ロッド２２□お
よび先端ロッド２３を収容した状態で、基端ロッド２１
から引上ワイヤ１２の繰出長さに応じて繰り出される。

引上ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２１の長さに達
したとき、外側中間ロッド２２．は、内側中間ロッド２
２□および先端ロッド２３を収容した状態で、その基端
部２２Ａが基端ロッド２工の係止部２１０に係止される
。引上ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２】の長さを
超え基端ロッド２１の長さと外側中間ロッド２２１の長
さとの和に達するまでは、内側中間ロッド２２□が、そ
の案内凹部２２Ｂで外側中間ロッド２２、の案内凸部２
２Ｄに対しスライド可能に係合されているので、先端ロ
ッド２３を収容した状態で、外側中間ロッド２２１から
引上ワイヤ１２の繰出長さに応じて繰り出される。引上
ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２１の長さと外側中
間ロッド２２１の長さとの和に達したとき、内側中間ロ
ッド２２□は、先端ロッド２３を収容した状態で、その
基端部２２Ａが外側中間ロッド２２．の係止部２２Ｄに
係止される。引上ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２
１の長さと外側中間ロッド２２．の長さと内側中間ロッ
ド２２２の長さとの和を超え基端ロッド２１の長さと外
側中間ロッド２２１の長さと内側中間ロッド２２２の長
さと先端ロッド２３の長さとの和に達するまでは、先端
ロッド２３が、その案内凹部２３Ｂで内側中間ロッド２
２２の案内凸部２２Ｄに対しスライド可能に係合されて
いるので、内側中間ロッド２２□から引上ワイヤ１２の
繰出長さに応じて繰り出される。

伸縮ロッド２０において、基端ロッド２１から外側中間
ロッド２２１．内側中間ロッド２２□および先端ロッド
２３が所定の長さだけ繰り出されると、種結晶保持部材
四に保持された種結晶Ｓが引上炉昶の熔融半導体材料に
浸漬される。

臼および　　　　　８の 種結晶Ｓが熔融半導体材料に浸漬されると、種結晶回転
装置１３は、始動され、そのハウジング１３Ｂがモータ
１３Ｄの出力によって所定の速さで回転され始める。種
結晶回転装置１３の回転は、伸縮ロッド２０の基端ロッ
ド２１に対して伝達されたのち、基端ロッド２１の案内
凸部２ＩＣと外側中間ロッド２２．の案内凹部２２Ｂと
の係合関係によって外側中間ロッド２２．に伝達され、
次いで、外側中間ロッド２２、の案内凸部２２Ｄと内側
中間ロッド２２２の案内凹部２２Ｂとの係合関係によっ
て内側中間ロッド２２□に伝達され、更に、外側中間ロ
ッド２２、の案内凸部２２０と先端ロッド２３の案内凹
部２３Ｂとの係合間係によって先端ロッド２３に伝達さ
れる。ちなみに、種結晶回転装置１３は、引上ワイヤ１
２の繰り出しに際して同時に始動されてもよい。

種結晶Ｓが熔融半導体材料に浸漬されたのも適宜の時間
が経過すると、種結晶回転装置１３による回転を維持し
つつ、引上ワイヤ１２が、モータ］、２Ａの出力によっ
て巻取ドラム１２Ｂに巻き取り始められる。

これに伴なって、伸縮ロッド２０の先端ロッド２３が内
側中間ロッド２２２の内部へ引き上げられ始め、種結晶
Ｓが、回転されつつ、熔融半導体材料から緩徐に引き上
げ始められ、これにより、半導体単結晶Ｍが引き上げら
れ始める。すなわち、引上ワイヤ１２の引上長さが内側
中間ロッド２２□の長さに達するまでは、先端ロッド２
３が、その案内凹部２３Ｂで内側中間ロッド２２２の案
内凸部２２Ｄに対しスライド可能に係合されているので
、内側中間ロッド２２□の内部へ引上ワイヤ１２の引上
長さに応じて引き上げられる。引上ワイヤ１２の引上長
さが内側中間ロッド２２２の長さを超え内側中間ロッド
２２□の長さと外側中間ロッド２２．の長さとの和に達
するまでは、内側中間ロッド２２２が、その案内四部２
３Ｂで外側中間ロッド２２．の案内凸部２２に対しスラ
イド可能に係合されているので、その停止部２２Ｃで先
端ロッド２３から引上刃を受けつつ、外側中間ロッド２
２．の内部へ引上ワイヤ１２の引上長さに応じて引上げ
られる。引上ワイヤ１２の引上長さが内側中間ロッド２
２□の長さと外側中間ロッド２２、の長さとの和を超え
内側中間ロッド２２２の長さと外側中間ロッド２２１の
長さと基端ロッド２１の長さとの和に達するまでは、外
側中間ロッド２２が、その案内凹部２２Ｂで基端ロッド
２１の案内凸部２１Ｃに対しスライド可能に係合されて
いるので、その停止部２２Ｇで内側中間ロッド２２．か
ら引上刃を受けつつ、基端ロッド２１の内部へ引上ワイ
ヤ１２の引上長さに応じて引き上げられる。引上ワイヤ
１２の引上長さが内側中間ロッド２２２の長さと外側中
間ロッド２２．の長さと基端ロッド２１の長さとの和に
達すると、基端ロッド２１の停止部２１Ｂで外側中間ロ
ッド２２□の基端部２２Ａが停止されることとなり、先
端ロッド２３．内側中間ロッド２２□および外側中間ロ
ッド２２．が、基端ロッド２１の内部へ引き上げられた
状態となる。

伸縮ロッド翻において先端ロッド２３．内側中間ロッド
２２□および外側中間ロッド２２．が基端ロッド２１内
に引き上げられる時期を見図らって、引上ワイヤ１２の
巻取が停止され、半導体単結晶Ｍの引上動作を終了する
。

半導体単結晶Ｍは、そののち、ハウジニ２グＩＩを開放
して引上チャンバＩＩＡから取り出される。

種結晶保持部材並には、新たな単結晶が取付けられ、上
述の動作が反復される。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる半導体単結晶
引上装置では、上述の［問題点の解決手段］に明示した
ごとく、種結晶を保持するための種結晶保持部材が取付
けられかつ引上ワイヤに連結されており引上ワイヤの繰
出長さに応じて降下されかつ引上ワイヤの引上長さに応
じて上昇される先端ロッドと、先端ロッドを繰出可能に
収容しており種結晶を回転せしめるための回転力を先端
ロッドに対して伝達する中間ロッドと、中間ロッドを繰
出可能に収容しており種結晶を回転せしめるための回転
力を中間ロッドに対して伝達する基端ロッドとを備えて
いるので、 （ｉ１種結晶の回転に際して引上ワイヤが共振すること
を回避でき半導体単結晶の不測の振動を抑制できる効果 を有し、また （１１）半導体単結晶の引上重量を改善できる効果 を有し、更に （ｉｉｉ）引上チャンバの上部空間を拡張する必要を排
除できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる半導体単結晶引上装置の一実施
例を示すための断面図、第２図は第１図実施例の拡大断
面図、第３図は第１図実施例の拡大断面図である。 １０・・・・・　・・・・・・・・半導体単結晶引上装
置１１・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング１
１Ａ・・・・・・・・・・・・引上チャンバ１１Ｂ・・
・・・・・・・・・・不活性ガス供給管ｌｌＣ・・・・
・・・・・・・引上炉 １１Ｄ・・・・・・・・・・・貫通孔 １１Ｅ・・・・・・・・・・・・磁気シール１２・・・
・・・・・・・・・・・・引上ワイヤ１２Ａ・・・　・
・・・・・・モータ １２Ｂ・・・・・・・・・・・・巻取ドラム１３・・・
・・・・・・・・・・・・種結晶回転装置１３Ａ・・・
・・・・・・・・・ベアリング１３Ｂ・・・・・・・・
・・・・ハウジング１３Ｃ・・・・・・・・・・・・プ
ーリ１３０・・・・・・・・・・・・モータ１３Ｅ・・
・・・・・・・・・・駆動プーリ１３Ｆ・・・・・・・
・・・・・駆動ベルト２０・・・・・・・・・・・・・
・・・・・伸縮ロッド２１・・・・・・・・・・・・・
・基端ロッド２１Ａ・・・・・・・・・・・・基端部２
１Ａ’″・・・・・・・・・・・先端部２１Ｂ・・・・
・・・・・・・停止部 ２１Ｃ・・　・・・・・・案内凸部 ２１０・・・　・・・・・・係止部 ２２・・・・・・・・・・・・・中間ロッド２２、・・
・・・・・・・・・・・外側中間ロッド２２２・・・・
・・・・・　・内側中間ロッド２２Ａ・・・・・・・・
・・・・基端部２２Ａ９・・・・・・・・・・・・先端
部２２Ｂ・・・・・・・・・・・・案内凹部２２Ｃ・・
・・・・・・・・・・停止部２２Ｄ・・・・・・・・・
・案内凸部 ２２Ｅ・・・・・・・・・・・・係止部２３・・・・・
・・・・・・・・先端ロッド２３Ａ・・・・・・・・・
・・・基端部２３Ａ゛・・・・・・・・・・先端部 ２３Ｂ・・・・・・・・・・案内凹部 ２３Ｃ・・・・・・・・・・ワイヤ連結部３０・・・・
・・・・・・・・・・・・・・種結晶保持部材３１・・
・・・・・・・・・・・・・・取付基部３１ａ・・・・
・・・・・・・・ネジ部３２・・・・・・・・・・・・
・・・連結筒体３２ａ・・・・・・・・・・・・ネジ部
３３・・・・・・−・・・・・・・・・連結棒体３３ａ
・・・・・・・・・・・・基端拡大部３３ｂ　　・・・
・　・・・・・先端拡大部３４・・・・・・・・・・・
・・・連結筒体３４ａ・・・・・・・・・・ネジ部 ３５・・・・・・・・・・・・・・・・種結晶取付部３
５ａ・・・・・・・・・・・・ネジ部３５ｂ・・・・・
・・・・・・・種結晶挿入孔３５ｃ・・・・・・・・・
・・・ビン Ｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・種結晶Ｍ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・半導体単結晶特許出
願人東芝セラミックス株式会社 代　理　人　弁理士 １藤 隆　　夫 ＩＪＲ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　種結晶を熔融半導体材料に浸漬せしめたのち引上ワイ
   ヤで引上チャンバ内に引上げることによって半導体単結
   晶を引上げる半導体単結晶引上装置において、 （ａ）種結晶を保持するための種結晶保持部材が取付け
   られかつ引上ワイヤに連結 されており、引上ワイヤの繰出長さに 応じて降下されかつ引上ワイヤの引上 長さに応じて上昇される先端ロッド （２３）と、 （ｂ）先端ロッド（２３）を繰出可能に収容しており、
   種結晶を回転せしめるための回 転力を先端ロッド（２３）に対して伝達す る中間ロッド（２２＿１、２２＿２）と、 （ｃ）中間ロッド（２２＿１、２２＿２）を繰出可能に
   収容しており、種結晶を回転せしめるた めの回転力を中間ロッド（２２＿１、２２＿２）に対し
   て伝達する基端ロッド（２１）と を備えてなることを特徴とする半導体単結晶引上装置。