JPH0431389A - 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】 ＋ｌ）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、（１）
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）種結晶を弓上傾の熔融半導体材料に浸漬せし
めたのち引上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、 ｆｂ）先端ロッド（２３）に繰出可能に収容されており
、種結晶を回転せしめ るための回転力を先端ロッド（２３） に対して伝達する中間ロッド（２２゜ ２２＋、２２２１と、 ｆｃｌ中間ロッド（２２；２２１、２２２）に繰出可能
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中間 ロッドｆ２２；２２□、２２□）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」 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
、先端ロッドに繰出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先端ロッドに対して伝達する中
間ロッドと、中間ロッドに繰出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 （１１）半導体単結晶の引上重量を改善する作用をなし
、更に ｆｉｉｉ）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 をなし、併せて （ＩＶ）先端ロッド、中間ロッドおよび基端ロッドの間
の接触に際して発生されるダストを先端ロッドによって
捕捉する作用 をなす。

［実施例１ 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。

」瓜付区皿五■朋工 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区は、第１図実施例の■−■線にそった拡大断面図
であって、伸縮ロッド翻に含まれた内側中間ロッド２２
１の案内凹部２２Ｅと外側中間ロッド２２□の案内凸部
２２Ｂとの間の係合間係を示している。

第３図は、第１図実施例の一部を拡大して示すための部
分断面図であって、種結晶取付部材共の内部構造を示し
ている。

ユ医血五Ω逍載１ 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。

■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１
１Ｂを介して矢印Ａ　１（で示すごと（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（図示せず）に向けて矢印Ａ１□〜Ａ４で示すご
とく案内するためのハウジングＩＪと、ハウジング１１
の頂部に配置されたモータ１２Ａによって駆動される巻
取ドラム１２Ｂから貫通孔ＬＩＤを介してハウジング１
１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１．３Ａ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１３Ｇに対し
モータ１３０の出力軸に配置された駆動ブー９１３Ｅ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装置圧は、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１１
０内を延長されたのち種結晶回転装置１３のハウジング
１３Ｂに対して連結されかつ先端部が引上ワイヤ１２の
先端部に連結された伸縮ロッド跋と、伸縮ロッド翻の先
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。伸縮ロッド翻および種結
晶保持部材凹は、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Ｕ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を伸縮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を
伸縮可能に収容しかつ先端部に種結晶保持部材且が取付
り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に対して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
に応じて選択してよいが、ここでは、説明の都合上、内
側中間ロッド２２．と外側中間ロッド２２□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１１０内を延長されたのち種結晶
回転袋ｆｆ１１３のハウジング１３Ｂに対して連結され
ており、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２１Ａ０の外周面に
対し係止部２１Ｂが形成され、併せて内側中間ロッド２
２１を伸縮せしめかつその内側中間ロッド２２．に対し
て回転力を伝達するために先端部２１Ａ９の外周面に案
内凹部２１Ｃ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ＬＩＤ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。

内側中間ロッド２２１は、基端ロッド２１の案内凹部２
ＩＣに係合し基端ロッド２１から回転力を受は取るため
に内周面に軸方向の全長（すなわち基端部２２Ａから先
端部２２Ａ０までの全長）にわたり案内凸部２２Ｂが形
成され、かつ外側中間ロッド２２２が繰出されるに際し
脱落されることを阻止するために基端部２２Ａの内周面
に対して係止部２２Ｃが形成されかつ先端部２２Ａ”の
外周面に対し係止部２２Ｄが形成され、併せて外側中間
ロッド２２．を伸縮せしめかつその外側中間ロッド２２
２に対して回転力を伝達するために先端部２２Ａ１の外
周面に案内凹部２２Ｅが形成されており、案内凸部２２
Ｂと基端ロッド２１の案内凹部２１Ｇとによって互いに
スライド可能とされている。

外側中間ロッド２２２は、内側中間ロッド２２．の案内
凹部２２Ｅに係合し内側中間ロッド２２．から回転力を
受は取るために内周面に軸方向の全長（すなわち基端部
２２Ａから先端部２２Ａ”までの全長）にわたり案内凸
部２２Ｂが形成され、かつ先端ロッド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基端部２２Ａの
内周面に対し係止部２２Ｃが形成されかつ先端部２２Ａ
０の外周面に対し係止部２２Ｄが形成され、併せて先端
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先端部２２Ａ＊の外周面に案
内凹部２２Ｅが形成されており、案内凸部２２Ｂと内側
中間ロッド２２．の案内凹部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、外側中間ロッド２２□の案内凹部２
２Ｅに係合し外側中間ロッド２２２から回転力を受は取
るために内周面に軸方向の全長（すなわち基端部２３Ａ
から先端部２３Ａ″″までの全長）にわたり案内凸部２
３Ｂが形成され、かつ外側中間ロッド２２□かも繰出さ
れるに際し脱落されることを阻止するために基端部２３
Ａの内周面に対し係上部２３Ｇが形成され、併せて先端
部２３Ａ１の外側に対し種結晶保持部材並が配設され、
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２３Ｄが形成されている。

種結晶取付部材凹は、伸縮ロッド並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３
１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３
２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３
４ａ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をビ
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。

ニス１」■凶１肚と 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稙星Ω盪遺 伸縮ロッド翻は、ハウジング１１を開放して種結晶保持
部材並に種結晶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２２１．外側中間ロッド２２
２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、内側中間ロッド２２、が、その案内凸部２２Ｂに
よって基端ロッド２１の案内凹部２１Ｃに対しスライド
可能に係合されているので、外側中間ロッド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、内側中間ロッド２２．は、外側中間ロッド２２
□および先端ロッド２３を収容した状態で、その基端部
２２Ａの係止部２２Ｃが基端ロッド２１の係止部２１Ｂ
に係止される。引上ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド
２１の長さを超え基端ロッド２１の長さと内側中間ロッ
ド２２、の長さとの和に達するまでは、外側中間ロッド
２２□が、その案内凸部２２Ｂで内側中間ロッド２２．
の案内凹部２２Ｅ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、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。引上ワイヤ１２の繰出長さが基端ロッド２１の
長さと内側中間ロッド２２、の長さとの和に達したとき
、外側中間ロッド２２、は、先端ロッド２３を収容した
状態で、その基端部２２Ａの係止部２２Ｃが内側中間ロ
ッド２２．の係止部２２Ｄに係止される。引上ワイヤ１
２の繰出長さが基端ロッド２Ｉの長さと内側中間ロッド
２２．の長さと外側中間ロッド２２２の長さとの和を超
え基端ロッド２１の長さと内側中間ロッド２２．の長さ
と外側中間ロッド２２□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、その案内凸
部２３Ｂで外側中間ロッド２２２の案内凹部２２Ｅに対
しスライド可能に係合されているので、外側中間ロッド
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から内側中間
ロッド２２３．外側中間ロッド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
且に保持された種結晶Ｓが引上炉輩の熔融半導体材料に
浸漬される。

白および　導　　　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
結晶回転袋ｆｉ１３の回転は、伸縮ロッド並の基端ロッ
ド２１に対して伝達されたのち、基端ロッド２１の案内
凹部２ＩＣと内側中間ロッド２２．の案内凸部２２Ｂと
の係合関係によって内側中間ロッド２２．に伝達され、
次いで、内側中間ロッド２２．の案内凹部２２Ｅと外側
中間ロッド２２゜の案内凸部２２Ｂとの係合関係によっ
て外側中間ロッド２２□に伝達され、更に、外側中間ロ
ッド２２□の案内凹部２２Ｄと先端ロッド２３の案内凸
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、種結晶回転袋ｆｌＦＩ３は、引上ワイ
ヤ１２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１２Ａ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、伸縮ロッド並の先端ロッド２３が外側
中間ロッド２２□を収容するよう引き上げられ始め、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
先端ロッド２３の長さに達するまでは、先端ロッド２３
が、その案内凸部２３Ｂで外側中間ロッド２２□の案内
凹部２２Ｅに対しスライド可能に係合されているので、
外側中間ロッド２２□を収容するよう引上ワイヤ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
上長さが先端ロッド２３の長さを超え先端ロッド２３の
長さと外側中間ロッド２２２の長さとの和に達するまで
は、外側中間ロッド２２□が、その案内凸部２２Ｂで内
側中間ロッド２２、の案内凹部２２Ｅに対しスライド可
能に係合されているので、その先端部２２Ａ°で先端ロ
ッド２３から引上刃を受けつつ、内側中間ロッド２２．
を収容するよう引上ワイヤ１２の引上長さに応じて引上
げられる。引上ワイヤ１２の引上長さが先端ロッド２３
の長さと外側中間ロッド２２２の長さとの和を超え先端
ロッド２３の長さと外側中間ロッド２２．の長さと内側
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、その案内凸＄２２Ｂで基端ロッド２１
の案内凹部２１Ｇに対しスライド可能に係合されている
ので、その先端部２２Ａ°で先端ロッド２３から引上刃
を受けつつ、基端ロッド２１を収容するよう引上ワイヤ
１２の引上長さに応じて引き上げられる。引上ワイヤ１
２の引上長さが先端ロッド２３の長さと外側中間ロッド
２２２の長さと内側中間ロッド２２．の長さとの和に達
すると、ハウジング１１の上端部で内側中間ロッド２２
．の基端部２２Ａが停止されることとなり、先端ロッド
２３が外側中間ロッド２２□、内側中間ロッド２２．お
よび基端ロッド２１を収容するよう引き上げられた状態
となる。

伸縮ロッド並において先端ロッド２３が外側中間ロッド
２２□、内側中間ロッド２２．および基端ロッド２１を
収容するよう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、ハウジング１１を開放し
て引上チャンバ１１Ａから取り出される。

種結晶保持部材料には、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［問題点の解決手段コに明示した
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、先端ロッドに繰出可能に
収容されており種結晶を回転せしめるための回転力を先
端ロッドに対して伝達する中間ロッドと、中間ロッドに
繰出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 （ｉｉ）半導体単結晶の引上重量を改善できる効果 を有し、更に （ｉｉｉｌ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 を有し、併せて ｆｉｖ）　先端ロッド、中間ロッドおよび基端ロッドの
間の接触に際して発生されるダストを先端ロッドによっ
て捕捉できる効果 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。 ｌＯ・・・・・・・・・・・・・・・・・・半導体単結
晶引上装置１１・・・・・・・・・・・・・・・・ハウ
ジング１１Ａ・・・・・・・・・・・・引上チャンバ１
１Ｂ・・・・・・・・・・・不活性ガス供給管１１Ｄ・
・・・・・・・・・・・貫通孔１１Ｅ・・・・・・・・
・・・磁気シール１２・・・・・・・・・・・・・・・
・引上ワイヤ１２Ａ・・・・・・・・・・・・モータ１
２Ｂ・・・・・・・・・・・・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・・・・・・・
・・・・・駆動ベルト伸縮ロッド ２１・・・・・・・・・・・・・・・・基端ロッド２１
Ａ・・・・・・・・・・・・基端部２１Ａ０・・・・・
・・・・・・・先端部２１Ｂ・・・・・・・・・・・・
係止部２１Ｃ・・・・・・・・・・・・案内凸部２２・
・・・・・・・・・・・・・・・中間ロッド２２、・・
・・・・・・・・・・・・外側中間ロッド２２、・・・
・・・・・・・・・・・内側中間ロッド２２Ａ・・・・
・・・・・・・・基端部２２Ａ０・・・・・・・・・・
・・先端部２２Ｂ・・・・・・・・・・・・案内凸部２
２Ｃ，２２Ｄ・・・・・・・・・係止部２２Ｅ・・・・
・・・・・・・・案内凹部２３・・・・・・・・・・・
・・・・・先端ロッド２３Ａ・・・・・・・・・・・・
基端部２３Ａ０・・・・・・・・・・・・先端部２３Ｂ
・・・・・・・・・・・・案内凸部２３Ｃ・・・・・・
・・・・・・係止部２３Ｄ・・・・・・・・・・・・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３４
ａ・・・・・・・・・・・・ネジ部３５・・・・・・・
・・・・・・・・・種結晶取付部３５ａ・・・・・・・
・・・・・ネジ部３５ｂ・・・・・・・・・・・・種結
晶挿入孔３５ｃ・・・・・・・・・・・・ビン Ｓ・・・・ ・・・・・種結晶 ・半導体単結晶

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）に繰出可能に収容されており
   、種結晶を回転せしめるための 回転力を先端ロッド（２３）に対して伝達 する中間ロッド（２２；２２＿１、２２＿２）と、（ｃ
   ）中間ロッド（２２；２２＿１、２２＿２）に繰出可能
   に収容されており、種結晶を回転せしめ るための回転力を中間ロッド（２２；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。