JPH0538060Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、チヨクラルスキー法によつて単結晶
を引上げ成長させる単結晶引上装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の単結晶引上装置としては、第５
図に示すようなものが知られている。この図にお
いて、１は炉本体であり、この炉本体１内のほぼ
中央部に石英ルツボ２が設けられている。そし
て、石英ルツボ２は黒鉛サセプタ３によつて保持
されており、この黒鉛サセプタ３の下端部は下軸
４の上端に所定の接合部材によつて取付けられて
いる。また、上記下軸４の下端部には結合機構５
を介してルツボ回転モータ６及びルツボ昇降モー
タ７が連結されており、これらのモータ６，７に
より、石英ルツボ２は所定方向に回転すると共
に、上下方向に移動するようになつている。そし
て、上記黒鉛サセプタ３の周囲には、上記石英ル
ツボ２内のシリコン融液８の温度を制御するヒー
タ９が設置されると共に、このヒータ９と炉本体
１との間には、保温材１０が配置されている。さ
らに、上記炉本体１の上端には、ゲート弁（図示
せず）を介して円筒状の上部チヤンバー１１が着
脱自在に連結されており、この上部チヤンバー１
１の上端には引上ヘツド１２が水平旋回自在に設
けられている。そして、上記引上ヘツド１２内に
はワイヤ引上機構１３が設けられており、ワイヤ
引上機構１３からはワイヤケーブル（上軸）１４
が吊り下げられている。このワイヤ引上機構１３
には引上モータ１５が連結されると共に、上記引
上ヘツド１２にはヘツド回転モータ１６が連結さ
れている。また、上記ワイヤケーブル１４の下端
には種結晶１７を保持するためのシードホルダ１
８が取付けられている。

上記のように構成された単結晶引上装置にあつ
ては、上記種結晶１７をシリコン融液８に浸漬さ
せた後に、ヘツド回転モータ１６及び引上モータ
１５を駆動すると、ワイヤケーブル１４が回転し
ながら引上げられていき、この種結晶１７の上昇
に伴つてシリコン単結晶１９が成長していく。こ
の場合、下軸４はルツボ回転モータ６により上記
ワイヤケーブル１４と逆方向に回転させられ、ま
たシリコン単結晶１９の成長に伴い、石英ルツボ
２内のシリコン融液８の液面が低下するため、下
軸４はルツボ昇降モータ７の駆動により適宜上昇
せしめられ、上記液面レベルを一定に保つように
操作されている。

ところで、引き上げられていくシリコン単結晶
１９の成長形状は、上端部（トツプ）及び下端部
（ボトム）において各々目的とする所要の形状に
一致させるのが望ましく、また、直胴部において
は均一直径とするのが望ましい。そして、成長形
状を決定するのは、引上速度、融液温度、シリコ
ン単結晶１９の相対的回転速度、及び融液液面レ
ベルなどであるから、これらのパラメータを調整
しながらシリコン単結晶１９の形状が所望形状と
なるように制御を行なう必要がある。

そこで、従来装置においては、第５図に示すよ
うに、炉本体１の上端部に設けた覗窓１ａからテ
レビカメラ、あるいはラインイメージセンサ等の
センサ２０を用いてシリコン融液８の上面を撮影
し、さらにセンサ２０による画像データを解析し
てシリコン単結晶１９とシリコン融液８の液面と
の境界位置を検出し、この検出結果に基づいてシ
リコン単結晶１９の外形を求め、求めた外形が所
定形状に沿うように上記各パラメータを制御して
いる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の単結晶引上装置にあ
つては、センサ２０と覗窓１ａとの間にかなりの
距離があいているので、このセンサ２０と覗窓１
ａとの間に誤つて手などの障害物が侵入するとい
う問題がある。この場合、上記センサ２０による
画像データの収集が中断し、センサ２０の指示が
くるい制御ができなくなるという不具合が生じ
る。また、通常のセンサ２０による測定時におい
ても、覗窓１ａを介して放射される炉本体１内の
熱エネルギーによつてセンサ２０が加熱され、測
定精度及びセンサ寿命に少なからず悪影響を及ぼ
すという問題がある。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、センサと覗窓との間に
障害物が侵入することを未然に防止でき、センサ
の指示精度がくるうことなく、しかもセンサが不
必要に熱せられることを抑制できる単結晶引上装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は、チヨク
ラルスキー法により単結晶を引上げ成長させる際
に、炉本体から所定距離離間して単結晶の直径を
測定するセンサが設けられ、かつこのセンサによ
つて上記炉本体の内部を監視するために、上記炉
本体に覗窓が設けられてなる単結晶引上装置にお
いて、上記炉本体の外方であつて、上記センサと
覗窓との間に、中央に長孔を形成した複数のプレ
ートが互いに所定間隔をあけて設けられたもので
ある。

〔作用〕

本考案の単結晶引上装置にあつては、覗窓に設
けた複数のプレートの長孔を通してセンサによる
本体内の計測を行なう。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第４図に基づいて本考案の
実施例を説明する。なお、第１図ないし第４図に
おいて第５図に示す従来の単結晶引上装置と同様
の構成の部分については同符号を付けて説明を省
略する。

第１図と第２図は本考案の一実施例を示すもの
で、第１図は覗窓部の正面図、第２図は第１図の
−線矢視図である。これらの図において３０
は、覗窓１ａに設けられた複数の長円形状プレー
トである。これらのプレート３０は、それぞれ介
在部材３１によつて所定間隔離間して平行に配置
されている。また、各プレート３０の中央部に
は、長孔３０ａが形成されており、センサ２０
は、この長孔３０ａ及び覗窓１ａを介して石英ル
ツボ２のシリコン融液８の液面を監視するように
なつている。

上記のように構成された単結晶引上装置におい
て、単結晶を引上げ成長させる場合には、上記セ
ンサ２０によつて、従来同様単結晶の直径制御を
行なう。この場合、センサ２０と炉本体１の覗窓
１ａとの間に、複数のプレート３０が互いに適宜
間隔をあけて設置されているから、単結晶引上げ
成長時に誤つて手などの障害物が侵入することが
なく、センサ２０による画像データの収集は、覗
窓１ａ及び各プレート３０の長孔３０ａを通して
円滑に行なわれ、中断することがない。従つて、
何ら支障なく単結晶の引上げ成長が行なわれ、所
定形状の単結晶が円滑に製造される。また、覗窓
１ａを介して放射される炉本体１内の熱エネルギ
ーは、センサ２０の視野を妨げない範囲内におい
て遮断されるから、センサ２０が必要以上に熱せ
られることがない。

さらに、上記炉本体１内から熱放射を効率良く
防ぐために、第３図と第４図に示すように、短径
方向の長孔３０ａの大きさを上段に行くほど小さ
く設定してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案は、チヨクラルス
キー法により単結晶を引上げ成長させる際に、炉
本体から所定距離離間して単結晶の直径を測定す
るセンサが設けられ、かつこのセンサによつて上
記炉本体の内部を監視するために、上記炉本体に
覗窓が設けられてなる単結晶引上装置において、
上記炉本体の外方であつて、上記センサと覗窓と
の間に、中央に長孔を形成した複数のプレートが
互いに所定間隔をあけて設けられたものであるか
ら、上記各プレートの長孔を通してセンサによる
炉本体内の計測を行なうことにより、炉本体から
所定距離離間して設けられたセンサと炉本体に設
けられた覗窓との間に障害物が侵入することを上
記各プレートによつて未然に防止でき、センサの
指示精度がくるうことがなく、しかもセンサ方向
に放射される熱エネルギーを上記各プレートによ
つて最小限度に遮断でき、センサが不必要に熱せ
られることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本考案の一実施例を示すもの
で、第１図は正面図、第２図は第１図の−線
矢視図、第３図と第４図は本考案の他の実施例を
示すもので、第３図はプレートをその長径方向に
断面した断面図、第４図はプレートをその短径方
向に断面した断面図、第５図は従来の単結晶引上
装置の概略構成図である。 １……炉本体、１ａ……覗窓、１９……シリコ
ン単結晶、２０……センサ、３０……プレート、
３０ａ……長孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. チヨクラルスキー法により単結晶を引上げ成長
   させる際に、炉本体から所定距離離間して単結晶
   の直径を測定するセンサが設けられ、かつこのセ
   ンサによつて上記炉本体の内部を監視するため
   に、上記炉本体に覗窓が設けられてなる単結晶引
   上装置において、上記炉本体の外方であつて、上
   記センサと覗窓との間に、中央に長孔を形成した
   複数のプレートが互いに所定間隔をあけて設けら
   れたことを特徴とする単結晶引上装置。