JPH05124891A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
- Publication number
- JPH05124891A JPH05124891A JP28771191A JP28771191A JPH05124891A JP H05124891 A JPH05124891 A JP H05124891A JP 28771191 A JP28771191 A JP 28771191A JP 28771191 A JP28771191 A JP 28771191A JP H05124891 A JPH05124891 A JP H05124891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- pulling
- wire
- seed crystal
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】単結晶引上装置において、単結晶の横ゆれを防
止する。 【構成】種結晶ホルダ４に、左右対称に突出する複数の
水平腕１０を取付け、この水平腕１０を補助ワイヤ１１
によって引き上げ、ＣＣＤカメラ１３によって単結晶７
の横ゆれを観測し、補助ワイヤ１１の引上速度を単結晶
の横ゆれに応じて増減させ、横ゆれ防止を達成する。
止する。 【構成】種結晶ホルダ４に、左右対称に突出する複数の
水平腕１０を取付け、この水平腕１０を補助ワイヤ１１
によって引き上げ、ＣＣＤカメラ１３によって単結晶７
の横ゆれを観測し、補助ワイヤ１１の引上速度を単結晶
の横ゆれに応じて増減させ、横ゆれ防止を達成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体等に使用される大
口径長尺のシリコン単結晶を製造するための単結晶引上
装置に関する。
口径長尺のシリコン単結晶を製造するための単結晶引上
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体等に使用する大口径長尺の
シリコン単結晶を製造するには、図５に示すような単結
晶引上装置が使用されている。この引上装置は種結晶５
を把持する種結晶ホルダ４をワイヤ３で吊下げ、ワイヤ
３は回転支持体１に上端を取付けて回転すると共に巻上
装置２によって引上げられるようになっている。シリコ
ン単結晶を製造するには、支持体１を回転させると共に
巻上装置２を作動させることにより、ワイヤ３及び種結
晶ホルダ４を介して種結晶５を回転させながらシリコン
融液６から徐々に上昇させ、シリコン単結晶７を成長さ
せる。従来、種結晶ホルダ４は１本のワイヤ３で吊下げ
られているため、種結晶ホルダ４が横ゆれしやすい。そ
の防止手段として特開昭６１−１５８８９４号公報では
図６に示すようにバランスウェイト２３によって上方に
付勢された複数のバランスワイヤ２２の一端を種結晶ホ
ルダ４の頂部に固定してバランスワイヤ２２の張力の水
平方向の分力によって釣り合わせることにより種結晶ホ
ルダ４の横ゆれを防止する装置が開示されている。
シリコン単結晶を製造するには、図５に示すような単結
晶引上装置が使用されている。この引上装置は種結晶５
を把持する種結晶ホルダ４をワイヤ３で吊下げ、ワイヤ
３は回転支持体１に上端を取付けて回転すると共に巻上
装置２によって引上げられるようになっている。シリコ
ン単結晶を製造するには、支持体１を回転させると共に
巻上装置２を作動させることにより、ワイヤ３及び種結
晶ホルダ４を介して種結晶５を回転させながらシリコン
融液６から徐々に上昇させ、シリコン単結晶７を成長さ
せる。従来、種結晶ホルダ４は１本のワイヤ３で吊下げ
られているため、種結晶ホルダ４が横ゆれしやすい。そ
の防止手段として特開昭６１−１５８８９４号公報では
図６に示すようにバランスウェイト２３によって上方に
付勢された複数のバランスワイヤ２２の一端を種結晶ホ
ルダ４の頂部に固定してバランスワイヤ２２の張力の水
平方向の分力によって釣り合わせることにより種結晶ホ
ルダ４の横ゆれを防止する装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】単結晶引上の生産性を
向上させるためには引上速度を上げる必要がある。その
際に単結晶の形状が変形する場合が多く、極端な場合に
は単結晶が螺旋状となり、変形によって単結晶が融液表
面において大きく横ゆれする。上記バランスワイヤによ
って種結晶ホルダの横ゆれを防止する装置は、装置の振
動や回転軸の偏心等による横ゆれに対しては有効である
が、単結晶の変形による横ゆれの防止には効果がない。
向上させるためには引上速度を上げる必要がある。その
際に単結晶の形状が変形する場合が多く、極端な場合に
は単結晶が螺旋状となり、変形によって単結晶が融液表
面において大きく横ゆれする。上記バランスワイヤによ
って種結晶ホルダの横ゆれを防止する装置は、装置の振
動や回転軸の偏心等による横ゆれに対しては有効である
が、単結晶の変形による横ゆれの防止には効果がない。
【０００４】本発明はあらゆる原因に起因する横ゆれを
防止することができる単結晶引上装置を提供することを
目的とする。
防止することができる単結晶引上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】本発明は、種結晶ホルダ
をワイヤで引上げて融液から単結晶を引上げる装置にお
いて、前記種結晶ホルダに中心から左右対称に突出した
複数対の水平腕を設け水平腕の先端にそれぞれ補助ワイ
ヤを引上速度変更自在に取付け、一方、引上中の単結晶
の横ゆれを検出するＣＣＤカメラを設け、このＣＣＤカ
メラの観測信号に基づいて単結晶の横ゆれを防止するよ
うに前記補助ワイヤのそれぞれの引上速度を調整する制
御装置を備えた単結晶引上装置である。すなわち本発明
は、種結晶ホルダに複数対の水平腕を設け、成長中の単
結晶の最下部と融液表面との接触位置（メニスカス）を
ＣＣＤカメラで観測しながら単結晶の横ゆれを検出し、
水平腕の先端に取付けたワイヤの引上速度を単結晶の横
ゆれを打ち消すように調整することによって単結晶の横
ゆれを防止したものである。
をワイヤで引上げて融液から単結晶を引上げる装置にお
いて、前記種結晶ホルダに中心から左右対称に突出した
複数対の水平腕を設け水平腕の先端にそれぞれ補助ワイ
ヤを引上速度変更自在に取付け、一方、引上中の単結晶
の横ゆれを検出するＣＣＤカメラを設け、このＣＣＤカ
メラの観測信号に基づいて単結晶の横ゆれを防止するよ
うに前記補助ワイヤのそれぞれの引上速度を調整する制
御装置を備えた単結晶引上装置である。すなわち本発明
は、種結晶ホルダに複数対の水平腕を設け、成長中の単
結晶の最下部と融液表面との接触位置（メニスカス）を
ＣＣＤカメラで観測しながら単結晶の横ゆれを検出し、
水平腕の先端に取付けたワイヤの引上速度を単結晶の横
ゆれを打ち消すように調整することによって単結晶の横
ゆれを防止したものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば単結晶引上中において回転して
いる単結晶と融液との接触個所（メニスカス）をＣＣＤ
カメラによって観察し、単結晶の横ゆれを検出して横ゆ
れがない場合の位置からの接触箇所のずれを求める。一
方、種結晶ホルダーに水平腕を設ける。水平腕は種結晶
ホルダの中心に対して対称に左右に水平に突出した複数
対を設ける。例えば２対設けると、水平腕は水平回転角
９０°ごとになる。通常はこの９０°ごとに離れた４本
のワイヤを種結晶ホルダ引上ワイヤと同じ鉛直引上速度
で引上げる。前記ＣＣＤカメラが単結晶の横ゆれを検出
した場合、その横揺れを防止するため、水平腕に取り付
けられた４本のワイヤによって単結晶の横ゆれを打ち消
すような水平方向の分力が動くように各ワイヤの引上速
度を増減する。そうすることによって単結晶引上時の変
形による横ゆれを抑えることができる。
いる単結晶と融液との接触個所（メニスカス）をＣＣＤ
カメラによって観察し、単結晶の横ゆれを検出して横ゆ
れがない場合の位置からの接触箇所のずれを求める。一
方、種結晶ホルダーに水平腕を設ける。水平腕は種結晶
ホルダの中心に対して対称に左右に水平に突出した複数
対を設ける。例えば２対設けると、水平腕は水平回転角
９０°ごとになる。通常はこの９０°ごとに離れた４本
のワイヤを種結晶ホルダ引上ワイヤと同じ鉛直引上速度
で引上げる。前記ＣＣＤカメラが単結晶の横ゆれを検出
した場合、その横揺れを防止するため、水平腕に取り付
けられた４本のワイヤによって単結晶の横ゆれを打ち消
すような水平方向の分力が動くように各ワイヤの引上速
度を増減する。そうすることによって単結晶引上時の変
形による横ゆれを抑えることができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の１実施例を示す縦断面図、図
２はそのＡ−Ａ矢視横断面図である。支持体１が鉛直軸
を軸心として回転自在に設けられており、駆動装置（図
示せず）によって回転されるようになっている。支持体
１には巻上装置２が備えられており、ワイヤ３を巻き上
げることによって種結晶ホルダ４に取付けた種結晶５を
シリコン融液６に浸し、引上げながら単結晶７を育成す
る。以上は従来の構成であるが、本実施例では以下の構
成が付加される。種結晶ホルダ４から水平に突出した４
本の水平腕１０を９０°ごとに設置する。この水平腕１
０は補助ワイヤ１１によって支えられており、補助ワイ
ヤ巻上装置１２により種結晶ホルダ４とともに引上げら
れる。その際、のぞき窓からＣＣＤカメラ１３によって
融液６と単結晶７との接触個所を観察し、単結晶７の横
ゆれを検出する。ＣＣＤカメラ１３の観測値は制御装置
１４に入力され、制御装置１４は補助ワイヤ１１のそれ
ぞれの引上速度を調整する。引上ワイヤ３の引上速度を
Ｖ1 、補助ワイヤ１１の引上速度をＶ2 とするとＶ2 は
引上ワイヤ３の長さと水平腕１０の構造によって決ま
る。
２はそのＡ−Ａ矢視横断面図である。支持体１が鉛直軸
を軸心として回転自在に設けられており、駆動装置（図
示せず）によって回転されるようになっている。支持体
１には巻上装置２が備えられており、ワイヤ３を巻き上
げることによって種結晶ホルダ４に取付けた種結晶５を
シリコン融液６に浸し、引上げながら単結晶７を育成す
る。以上は従来の構成であるが、本実施例では以下の構
成が付加される。種結晶ホルダ４から水平に突出した４
本の水平腕１０を９０°ごとに設置する。この水平腕１
０は補助ワイヤ１１によって支えられており、補助ワイ
ヤ巻上装置１２により種結晶ホルダ４とともに引上げら
れる。その際、のぞき窓からＣＣＤカメラ１３によって
融液６と単結晶７との接触個所を観察し、単結晶７の横
ゆれを検出する。ＣＣＤカメラ１３の観測値は制御装置
１４に入力され、制御装置１４は補助ワイヤ１１のそれ
ぞれの引上速度を調整する。引上ワイヤ３の引上速度を
Ｖ1 、補助ワイヤ１１の引上速度をＶ2 とするとＶ2 は
引上ワイヤ３の長さと水平腕１０の構造によって決ま
る。
【０００８】一例として図１においてＣＣＤカメラ１３
が単結晶７の向かって右方向への横ゆれを検出した場
合、向かって左側の補助ワイヤ１１はＶ2 ＋Ｖ、向かっ
て右側の補助ワイヤ１１はＶ2 −Ｖの速さで引上げる。
ここでＶは引上速度の補正値である。補助ワイヤ１１の
引上速度の調節は融液６と単結晶７の接触個所の位置に
よって決まり、単結晶７の回転と同じ周期で増減させ
る。さらに単結晶７の直径、育成中の長さによっても異
なる。図１における補助ワイヤ１１の引上速度の補正値
Ｖは以下のように算出する。単結晶成長室内でのワイヤ
３の長さをＬ、水平腕１０の長さをｌ、単結晶７の長さ
をＸとする。ＬとＸは単結晶７の成長に応じて変化す
る。単結晶７の最小部と融液６との接触位置が単結晶７
の横ゆれによりｘだけずれたとするときＶは Ｖ＝Ｖ2 （Ｌｌｘ）／Ｘ（Ｌ2 ＋ｌ2 ） で与えられる。
が単結晶７の向かって右方向への横ゆれを検出した場
合、向かって左側の補助ワイヤ１１はＶ2 ＋Ｖ、向かっ
て右側の補助ワイヤ１１はＶ2 −Ｖの速さで引上げる。
ここでＶは引上速度の補正値である。補助ワイヤ１１の
引上速度の調節は融液６と単結晶７の接触個所の位置に
よって決まり、単結晶７の回転と同じ周期で増減させ
る。さらに単結晶７の直径、育成中の長さによっても異
なる。図１における補助ワイヤ１１の引上速度の補正値
Ｖは以下のように算出する。単結晶成長室内でのワイヤ
３の長さをＬ、水平腕１０の長さをｌ、単結晶７の長さ
をＸとする。ＬとＸは単結晶７の成長に応じて変化す
る。単結晶７の最小部と融液６との接触位置が単結晶７
の横ゆれによりｘだけずれたとするときＶは Ｖ＝Ｖ2 （Ｌｌｘ）／Ｘ（Ｌ2 ＋ｌ2 ） で与えられる。
【０００９】図３は６インチの単結晶引上における従来
例と本発明による単結晶７の側面の形状を測定した結果
である。従来例では単結晶のトップから４００ｍｍから
７００ｍｍの範囲で最大２０ｍｍの凹凸が見られたが本
発明では３ｍｍ以内に抑えられており単結晶７の変形に
よる横ゆれが防止されたため側面の凹凸が小さくなっ
た。
例と本発明による単結晶７の側面の形状を測定した結果
である。従来例では単結晶のトップから４００ｍｍから
７００ｍｍの範囲で最大２０ｍｍの凹凸が見られたが本
発明では３ｍｍ以内に抑えられており単結晶７の変形に
よる横ゆれが防止されたため側面の凹凸が小さくなっ
た。
【００１０】
【発明の効果】本発明は種結晶ホルダに複数対の水平腕
を突出して設けその先端を補助ワイヤによって引上げ、
この補助ワイヤの引上速度を単結晶の横ゆれに応じて調
整することによって、単結晶の変形による横ゆれを防止
することができるようになった。
を突出して設けその先端を補助ワイヤによって引上げ、
この補助ワイヤの引上速度を単結晶の横ゆれに応じて調
整することによって、単結晶の変形による横ゆれを防止
することができるようになった。
【図１】本発明の実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】従来例における単結晶の形状を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明における単結晶の形状を示すグラフであ
る。
る。
【図５】従来例を示す縦断面図である。
【図６】従来例を示す縦断面図である。
１ 支持体 ２ 巻上装置 ３ ワイヤ ４ 種結晶ホル
ダ ５ 種結晶 ６ シリコン融
液 ７ シリコン単結晶 １０ 水平腕 １１ 補助ワイヤ １２ 補助ワイ
ヤ巻上装置 １３ ＣＣＤカメラ １４ 制御装置
ダ ５ 種結晶 ６ シリコン融
液 ７ シリコン単結晶 １０ 水平腕 １１ 補助ワイヤ １２ 補助ワイ
ヤ巻上装置 １３ ＣＣＤカメラ １４ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 洋 千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式会社技 術研究本部内 (72)発明者 関 康之 千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式会社技 術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 種結晶ホルダをワイヤで引上げて融液か
ら単結晶を引上げる装置において、前記種結晶ホルダに
中心から左右対称に突出した複数対の水平腕を設け、該
水平腕の先端にそれぞれ補助ワイヤを引上速度変更自在
に取付け、引上中の単結晶の横ゆれを検出するＣＣＤカ
メラを設け、該ＣＣＤカメラの観測信号に基づいて単結
晶の横ゆれを防止するように前記補助ワイヤのそれぞれ
の引上速度を調整する制御装置を備えたことを特徴とす
る単結晶引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28771191A JPH05124891A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28771191A JPH05124891A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 単結晶引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124891A true JPH05124891A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17720751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28771191A Withdrawn JPH05124891A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05124891A (ja) |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP28771191A patent/JPH05124891A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |