JPH07267781A - Single crystal pulling up device - Google Patents
Single crystal pulling up deviceInfo
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- JPH07267781A JPH07267781A JP6232694A JP6232694A JPH07267781A JP H07267781 A JPH07267781 A JP H07267781A JP 6232694 A JP6232694 A JP 6232694A JP 6232694 A JP6232694 A JP 6232694A JP H07267781 A JPH07267781 A JP H07267781A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は引上げ単結晶の重量変
化を精度よく測定できるようにした単結晶引上げ装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal pulling apparatus capable of accurately measuring the weight change of a pulled single crystal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来この種の装置としては例えば特開昭
６０−２１８９３号公報や特開平２−１６４７９０号公
報が公知である。上記特開昭６０−２１８９３号公報に
は、種結晶の周囲に成長する単結晶の直径を、成長炉の
上方に設置した光学検出手段により光学的に検出し、得
られたデータと目標値を比較して、引上げ中の単結晶の
直径が目標値となるように種結晶の回転速度や引上げ速
度などの引上げ条件を制御するようにした単結晶引上げ
装置が記載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of apparatus, for example, JP-A-60-21893 and JP-A-2-164790 are known. In the above-mentioned JP-A-60-21893, the diameter of a single crystal growing around a seed crystal is optically detected by an optical detection means installed above the growth furnace, and the obtained data and target value are obtained. For comparison, a single crystal pulling apparatus is described in which pulling conditions such as the rotation speed and pulling speed of the seed crystal are controlled so that the diameter of the single crystal being pulled reaches a target value.
【０００３】また特開平２−１６４７９０号公報には、
下部に種結晶の取付けられた剛体よりなるフォースバー
の上部にロードセルを取付けて、ロードセルにより引上
げ中の単結晶の重量変化を測定し、得られた測定値とモ
デル結晶重量とを比較してその偏差に応じて成長炉内の
温度や結晶を引上げ速度を変化させることにより、引上
げ結晶の直径がモデル結晶の直径に近似するように制御
するようにした単結晶直径制御装置が記載されている。Japanese Patent Laid-Open No. 2-164790 discloses that
The load cell was attached to the upper part of the force bar consisting of a rigid body with the seed crystal attached to the lower part, the weight change of the single crystal being pulled by the load cell was measured, and the obtained measured value was compared with the model crystal weight. A single crystal diameter control device is described in which the diameter of the pulled crystal is controlled so as to approximate the diameter of the model crystal by changing the temperature in the growth furnace and the pulling speed of the crystal according to the deviation.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし前者の引上げ単
結晶の直径を光学的に検出するようにしたものでは、種
結晶をワイヤにより吊り下げて、ワイヤを巻上げること
により単結晶を引上げるようにしたワイヤ巻上げ式の単
結晶引上げ装置に適用した場合、引上げ単結晶に揺れが
発生すると、直径の計測精度が低下したり、直径の計測
が困難となる不具合がある。特に引上げ単結晶が長尺化
すると、引上げ単結晶の揺れが発生しやすくなることか
ら、長尺な単結晶を引上げるワイヤ巻上げ式単結晶引上
げ装置には適用できないなどの不具合がある。However, in the former one in which the diameter of the pulled single crystal is optically detected, the seed crystal is suspended by a wire and the wire is wound to pull up the single crystal. When applied to the wire winding type single crystal pulling device described above, if the pulling single crystal shakes, there is a problem that the diameter measurement accuracy is lowered or the diameter measurement becomes difficult. In particular, when the pulled single crystal becomes long, the pulled single crystal easily shakes, so that there is a problem that it cannot be applied to a wire winding type single crystal pulling apparatus for pulling a long single crystal.
【０００５】一方後者のフォースバーの上部にロードセ
ルを取付けて、このロードセルにより引上げ単結晶の重
量変化を計測するようにしたものでは、前者の光学式に
比べて計測精度が高い利点を有しているが、ワイヤ巻上
げ式の単結晶引上げ装置には適用できない不具合があ
る。またフォースバーを使用した単結晶引上げ装置で
は、引上げ単結晶が長尺化すると、これを引上げるフォ
ースバーも長尺なものが必要となって装置の全高が高く
なるため、装置が大型化したり、価格が高くなるなどの
不具合がある。この発明はかかる従来の不具合を改善す
るためになされたもので、ワイヤ巻上げ式で引上げ単結
晶の重量変化を精度よく計測できるようにした単結晶引
上げ装置を提供することを目的とするものである。On the other hand, in the latter case where a load cell is attached to the upper part of the force bar and the weight change of the pulled single crystal is measured by this load cell, there is an advantage that the measurement accuracy is higher than that of the former optical system. However, there is a problem that it cannot be applied to a wire winding type single crystal pulling device. In addition, in a single crystal pulling apparatus that uses a force bar, if the pulling single crystal becomes long, the force bar that pulls it up also needs to be long, and the overall height of the apparatus increases, so the size of the apparatus increases. However, there are problems such as high prices. The present invention has been made in order to improve such conventional problems, and an object thereof is to provide a single crystal pulling apparatus capable of accurately measuring a weight change of a pulling single crystal by a wire winding method. .
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、ワイヤに吊下げられて溶解チャンバ内の
融液中に浸漬された種結晶を、回転手段により回転させ
ながらワイヤ巻上げ手段で引上げることにより単結晶を
製造する単結晶引上げ装置において、種結晶を引上げる
ワイヤに作用する荷重を重量検出手段で検出し、または
巻取りドラムを駆動する回転駆動源の駆動トルクを電気
的に検出することにより、引上げ単結晶の重量変化を計
測しようとするものである。In order to achieve the above object, the present invention has a wire winding means for rotating a seed crystal suspended by a wire and immersed in a melt in a melting chamber by a rotating means. In a single crystal pulling apparatus for producing a single crystal by pulling with a wire, the weight detecting means detects the load acting on the wire for pulling the seed crystal, or the drive torque of the rotary drive source for driving the winding drum is electrically changed. It is intended to measure the weight change of the pulled single crystal by detecting it.
【０００７】[0007]
【作 用】上記構成によりワイヤ巻上げ式の単結晶引
上げ装置で、引上げ単結晶の重量変化が精度よく計測す
ることができる。また計測した引上げ単結晶の重量デー
タを基に引上げ速度や回転速度及び融液温度速度などの
引上げ条件を制御することにより、直径精度の高い単結
晶の引上げが可能になる。[Operation] With the above structure, the wire winding type single crystal pulling apparatus can accurately measure the weight change of the pulled single crystal. Further, by controlling the pulling conditions such as the pulling speed, the rotation speed, and the melt temperature speed based on the measured weight data of the pulled single crystal, it is possible to pull the single crystal with high diameter accuracy.
【０００８】[0008]
【実 施 例】この発明の実施例を図面を参照して詳述
する。図１及び図２の（イ），（ロ）はこの発明の第１
実施例を示すもので、図１において１は溶解チャンバ、
２はワイヤ巻上げ手段、５はワイヤ巻上げ手段２を回転
させる回転手段、３は回転手段５と溶解チャンバ１の間
を接続するプルチャンバで、このプルチャンバ３と溶解
チャンバ１内は、単結晶引上げ時真空状態に維持され
る。上記ワイヤ巻上げ手段２及び回転手段５は、図示し
ない昇降手段により昇降自在となっていると共に、回転
手段５は昇降手段側に固定された支持部材５ａを有して
いる。上記支持部材５ａは下面にプルチャンバ３の接続
された円板部５ｂと、この円板部５ｂの中心部より上方
へ突設された筒状部５ｃよりなり、筒状部５ｃの外周部
に軸受け５ｄを介して磁気シール５ｅが回転自在に支承
されている。EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 (a) and (b) are the first of the present invention.
1 shows an embodiment, 1 in FIG. 1 is a melting chamber,
Reference numeral 2 is a wire winding means, 5 is a rotating means for rotating the wire winding means 2, 3 is a pull chamber for connecting the rotating means 5 and the melting chamber 1, and the pull chamber 3 and the melting chamber 1 have a vacuum for pulling a single crystal. Maintained in a state. The wire winding means 2 and the rotating means 5 can be moved up and down by an elevating means (not shown), and the rotating means 5 has a supporting member 5a fixed to the elevating means side. The support member 5a is composed of a disc portion 5b to which the pull chamber 3 is connected on the lower surface and a tubular portion 5c projecting upward from the central portion of the disc portion 5b. A bearing is provided on the outer peripheral portion of the tubular portion 5c. A magnetic seal 5e is rotatably supported via 5d.
【０００９】上記磁気シール５ｅにはプーリ５ｆが設け
られていて、このプーリ５ｆと、ブラケット５ｇを介し
て上記円板部５ｂに固着された減速付モータよりなる回
転駆動源６のプーリ６ａとに無端ベルト５ｈが捲装さ
れ、回転駆動源６により無端ベルト５ｈを介して磁気シ
ール５ｅが回転駆動されるようになっていると共に、上
記磁気シール５ｅの上部にはワイヤ引上げ手段２を支持
する回転基板５ｉが、そして下部外周部にはワイヤ巻上
げ手段２に設けられた回転駆動源７に電力を供給するス
リップリング４が設けられている。The magnetic seal 5e is provided with a pulley 5f, and the pulley 5f and a pulley 6a of a rotary drive source 6 composed of a speed reducing motor fixed to the disk portion 5b via a bracket 5g. The endless belt 5h is wound, and the magnetic seal 5e is rotationally driven by the rotary drive source 6 via the endless belt 5h. The magnetic seal 5e is rotated to support the wire pulling means 2 above the magnetic seal 5e. A substrate 5i is provided, and a slip ring 4 for supplying electric power to a rotary drive source 7 provided in the wire winding means 2 is provided on the lower peripheral portion.
【００１０】上記ワイヤ巻上げ手段２は、回転基板５ｉ
上にケース２ａと、このケース２ａの近傍に減速機付モ
ータよりなる回転駆動源７が設置されている。上記ケー
ス２ａ内には巻取りドラム２ｂが回転自在に設けられて
いて、この巻取りドラム２ｂの回転軸２ｃに取付けられ
たプーリ２ｄと、上記回転駆動源７に取付けられたプー
リ７ａの間に、無端ベルト２ｅが捲装され、回転駆動源
７により巻取りドラム２ｂが回転されるようになってい
る。そして巻取りドラム２ｂに捲装されたワイヤ２ｆ
は、ケース２ａ上に設置された重量検出手段１０の動滑
車１０ａに迂回された後、上記筒状部５ｃ内を通ってプ
ルチャンバ４内に垂下され、ワイヤ２ｆの下端には種結
晶８ａを把持するシードチャック９が結着されている。The wire winding means 2 comprises a rotating substrate 5i.
A case 2a is installed on the upper side, and a rotary drive source 7 including a motor with a speed reducer is installed near the case 2a. A winding drum 2b is rotatably provided in the case 2a, and is disposed between a pulley 2d attached to a rotation shaft 2c of the winding drum 2b and a pulley 7a attached to the rotary drive source 7. The endless belt 2e is wound, and the take-up drum 2b is rotated by the rotary drive source 7. The wire 2f wound around the winding drum 2b
Is circumvented by the moving pulley 10a of the weight detecting means 10 installed on the case 2a, then hangs down inside the pull chamber 4 through the tubular portion 5c, and holds the seed crystal 8a at the lower end of the wire 2f. The seed chuck 9 is attached.
【００１１】上記重量検出手段１０はワイヤ２ｆにより
引上げ中の単結晶８の重量の変化を検出するもので、巻
取りドラム２ｂの上方に動滑車１０ａを有している。上
記動滑車１０ａは図２の（ロ）に示すように、巻取りド
ラム２ｂの回転軸２ｃと平行する軸１０ｂに直径の等し
い３個の滑車１０1 ，１０2 ，１０3 が回転自在に支承
されていて、軸１０ｂの両端はケース２ａの上面開口を
閉鎖する上面板２ｇの下面に突設された支持片２ｈ先端
の長孔２ｉに上下動自在に嵌挿されている。上記軸１０
ｂに支承された３個の滑車１０1 ，１０2 ，１０3 のう
ち、中央に位置する滑車１０2 に単結晶８を引上げる上
記ワイヤ２ｆが迂回されていると共に、滑車１０2 の両
側に位置する滑車１０1 ，１０3 ，には２本の計測ワイ
ヤ１０ｃがそれぞれ迂回されている。The weight detecting means 10 detects the change in weight of the single crystal 8 being pulled by the wire 2f, and has a moving pulley 10a above the winding drum 2b. As shown in FIG. 2B, the movable pulley 10a has three pulleys 10 1 , 10 2 and 10 3 having the same diameter rotatably supported on a shaft 10b parallel to the rotation shaft 2c of the winding drum 2b. Both ends of the shaft 10b are vertically movably fitted into long holes 2i at the tip of the support piece 2h provided on the lower surface of the upper plate 2g that closes the upper opening of the case 2a. The shaft 10
Of the three pulleys 10 1 , 10 2 , and 10 3 supported by b, the wire 2 f for pulling the single crystal 8 is bypassed to the pulley 10 2 located at the center, and both sides of the pulley 10 2 are detoured. Two pulleys 10 1 and 10 3 are respectively detoured by two measuring wires 10 c.
【００１２】これら計測ワイヤ１０ｃの両端は動滑車１
０ａより上方に設けられた一対の連結杆１０ｄの両端に
それぞれ結着されていると共に、各連結杆１０ｄの中央
部には別の計測ワイヤ１０ｅ，１０ｆが１本ずつ結着さ
れていて、一方の計測ワイヤ１０ｅは、図１に示すよう
に引上げ単結晶８の引上げ中心（回転中心でもある）と
一致するよう上面板２ｇ上に設置されたロードセルより
なる荷重検出器１２に接続され、他方１０ｆは上面板２
ｇ上に突設された固定ブラケット１０ｇに結着されてい
る。そして上記荷重検出器１２より検出された計測値
は、荷重検出器１２の上部に設けられたスリップリング
１３を介して図示しない制御手段へ送られ、測定値を基
に制御手段よりワイヤ巻上げ手段２及び回転手段５、融
液温度が制御されるようになっている。Both ends of these measuring wires 10c are movable pulleys 1.
0a is connected to both ends of a pair of connecting rods 10d provided above, and at the center of each connecting rod 10d, another measuring wire 10e or 10f is attached. 1 is connected to a load detector 12 composed of a load cell installed on the upper plate 2g so as to coincide with the pulling center (also the rotation center) of the pulling single crystal 8 as shown in FIG. Is the top plate 2
It is connected to a fixed bracket 10g protrudingly provided on the g. Then, the measured value detected by the load detector 12 is sent to a control means (not shown) via a slip ring 13 provided on the upper part of the load detector 12, and the wire winding means 2 is controlled by the control means based on the measured value. Also, the rotating means 5 and the melt temperature are controlled.
【００１３】次に図１及び図２の（イ），（ロ）に示す
第１実施例の作用を説明する。単結晶８を引上げるに当
って、溶解チャンバ１内に多結晶シリコンなどの原料を
投入し、溶解チャンバ１及びプルチャンバ３内を真空状
態に減圧したら、図示しない加熱手段により溶解チャン
バ１内を加熱して溶解チャンバ１内の原料を溶解する。
次にワイヤ２ｆを介してプルチャンバ３内に垂下させた
種結晶８ａを溶解チャンバ１内の多結晶融液中に浸漬
し、回転手段５によりワイヤ２ｆを介して種結晶８ａを
回転させながら、ワイヤ巻上げ手段２によりワイヤ２ｆ
を巻上げて、種結晶８ａの周囲に単結晶８を成長させ
る。Next, the operation of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2A and 2B will be described. In pulling up the single crystal 8, a raw material such as polycrystalline silicon is put into the melting chamber 1, and the melting chamber 1 and the pull chamber 3 are depressurized to a vacuum state. Then, the melting chamber 1 is heated by a heating means (not shown). Then, the raw material in the melting chamber 1 is melted.
Next, the seed crystal 8a suspended in the pull chamber 3 via the wire 2f is immersed in the polycrystal melt in the melting chamber 1, and the seed crystal 8a is rotated by the rotating means 5 via the wire 2f. Wire 2f by winding means 2
Is rolled up to grow the single crystal 8 around the seed crystal 8a.
【００１４】またワイヤ２ｆは重量検出手段１０の動滑
車１０ａを経て巻取りドラム２ｂに巻取られるため、引
上げられる単結晶８の重量は、動滑車１０ａに捲装され
た計測ワイヤ１０ｅを介して荷重検出器１２に加わり、
荷重検出器１２により引上げ単結晶８の重量の変化が計
測される。すなわち単結晶８を引上げるワイヤ２ｆが捲
装された滑車１０2 の軸１０ｂには、引上げ結晶重量変
化量の２倍の荷重が作用するが、計量ワイヤ１０ｃの捲
装された滑車１０1 ，１０3 は滑車１０2 と同軸で、か
つ直径も等しいため、計測ワイヤ１０ｅを介して荷重検
出器１２に作用する荷重の変化量は引上げ結晶の荷重変
化量と等しくなり、これによって荷重検出器１２により
引上げ単結晶の重量変化量が正確に計測できる。上記荷
重検出器１２により検出された測定値は制御手段へ送ら
れて引上げ結晶の重量の変化が算出され、重量の変化が
目標値と一致するように引上げ速度や回転速度及び融液
温度が制御手段により制御される。これによって直径精
度の高い単結晶引上げが可能になる。Further, since the wire 2f is taken up by the take-up drum 2b via the moving pulley 10a of the weight detecting means 10, the weight of the single crystal 8 to be pulled up is passed through the measuring wire 10e wound around the moving pulley 10a. Joining the load detector 12,
The load detector 12 measures the change in weight of the pulled single crystal 8. That is, a load twice as much as the amount of change in the weight of the pulling crystal acts on the shaft 10b of the pulley 10 2 around which the wire 2f for pulling up the single crystal 8 is wound, but the pulley 10 1 around which the measuring wire 10c is wound, Since 10 3 is coaxial with the pulley 10 2 and has the same diameter, the amount of change in the load acting on the load detector 12 via the measurement wire 10 e becomes equal to the amount of change in the load of the pulling crystal, and thus the load detector 12 With this, the amount of change in the weight of the pulled single crystal can be accurately measured. The measured value detected by the load detector 12 is sent to the control means to calculate the change in the weight of the pulled crystal, and the pulling speed, the rotation speed and the melt temperature are controlled so that the change in the weight matches the target value. Controlled by means. This makes it possible to pull a single crystal with high diameter accuracy.
【００１５】一方図３及び図４の（イ）（ロ）はこの発
明の第２実施例を示すもので、次にこれを説明する。な
お上記第１実施例と同一部分は同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。これは図５以下に示す第３実施例
ないし第５実施例についても同様である。図３及び図４
の（イ），（ロ）に示す第２実施例では、重量検出手段
１０の動滑車１０ａを直径の等しい２個の滑車１０4 ，
１０5 を上下に離間させ、かつ各滑車１０4 ，１０5 の
軸１０ｂ，１０ｂ′を各滑車１０4 ，１０5 の両側に設
けた支持板１０ｊの両端側で支持した構成となってい
る。On the other hand, (a) and (b) of FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention, which will be described below. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. This also applies to the third to fifth embodiments shown in FIG. 3 and 4
In the second embodiment shown in (a) and (b), the moving pulley 10a of the weight detecting means 10 is replaced by two pulleys 10 4 having the same diameter.
10 5 is separated vertically, and has a configuration which is supported by the pulley 10 4, 10 5 of the shaft 10b, 10b 'of each pulley 10 4, 10 5 both ends of the support plate 10j which is provided on both sides of.
【００１６】また両支持板１０ｊの外側へ突出された軸
１０ｂを支持片２ｈの上下方向へ細長い長孔２ｉ内に上
下動自在に嵌挿すると共に、上側の滑車１０4 の軸１０
ｂ′両端に動滑車１０ａの重量と釣合う力で軸１０ｂを
上方へ付勢する引張りばね１４が接続されている。そし
て下側の滑車１０5 に単結晶８を引上げるワイヤ２ｆ
が、また上側の滑車１０3 に計測ワイヤ１０ｃが迂回さ
れていると共に、計測ワイヤ１０ｃの一端は荷重検出器
１２に接続され、他端は固定ブラケット１０ｇに結着さ
れている。Further, the shaft 10b projecting to the outside of both the support plates 10j is vertically movably fitted in the elongated slot 2i of the support piece 2h, and the shaft 10 of the pulley 10 4 on the upper side.
Tension springs 14 for urging the shaft 10b upward by a force balanced with the weight of the moving pulley 10a are connected to both ends of b '. Then, the wire 2f for pulling the single crystal 8 to the lower pulley 10 5
However, the measurement wire 10c is diverted to the pulley 10 3 on the upper side, one end of the measurement wire 10c is connected to the load detector 12, and the other end is bonded to the fixed bracket 10g.
【００１７】上記構成された第２実施例の作用を説明す
ると、ワイヤ２ｆを介してプルチャンバ３内に垂下され
た種結晶８ａを溶解チャンバ１内の多結晶融液中に浸漬
し、回転手段５によりワイヤ２ｆを介して種結晶８ａを
回転させながら、ワイヤ巻上げ手段２によりワイヤ２を
巻上げて、種結晶８ａの周囲に単結晶８を成長させる点
は上記第１実施例と同様である。また単結晶８の成長に
伴う重量の変化は、重量検出手段１０により次のように
検出される。すなわち単結晶８を引上げるワイヤ２ｆ
は、動滑車１０ａの下側の滑車１０4を迂回して巻取り
ドラム２ｂに巻取られるため、引上げ単結晶８の重量は
滑車１０5 に加わる。The operation of the second embodiment thus constructed will be described. The seed crystal 8a suspended in the pull chamber 3 through the wire 2f is immersed in the polycrystalline melt in the melting chamber 1 and the rotating means 5 is used. As in the first embodiment, the wire 2 is wound by the wire winding means 2 and the single crystal 8 is grown around the seed crystal 8a while the seed crystal 8a is rotated by the wire 2f. The change in weight due to the growth of the single crystal 8 is detected by the weight detecting means 10 as follows. That is, the wire 2f for pulling the single crystal 8
Is wound around the winding drum 2b by bypassing the pulley 10 4 on the lower side of the moving pulley 10a, so that the weight of the pulled single crystal 8 is added to the pulley 10 5 .
【００１８】この滑車１０5 の上側の滑車１０4 は支持
板１０ｊを介して連結されているため、滑車１０5 に加
わる引上げ単結晶８の重量は、滑車１０4 及び計測ワイ
ヤ１０ｃを介して荷重検出器１２に加わり、荷重検出器
１２により引上げ単結晶８の重量が検出される。荷重検
出器１２により検出された測定値は、荷重検出器１２の
上部に設けられたスプリング１３を介して図示しない制
御手段へ送られて、引上げ単結晶８の重量変化が算出さ
れ、重量変化が目標値と一致するように引上げ速度や回
転速度及び融液温度が制御される。The load Consequently upper sheave 10 4 pulleys 10 5 which are connected via the support plate 10j, the weight of the pulled single crystal 8 applied to the sheave 10 5 through the pulleys 10 4 and the measuring wire 10c In addition to the detector 12, the weight of the pulled single crystal 8 is detected by the load detector 12. The measurement value detected by the load detector 12 is sent to a control means (not shown) via a spring 13 provided above the load detector 12, and the weight change of the pulled single crystal 8 is calculated and the weight change is calculated. The pulling speed, the rotation speed, and the melt temperature are controlled so as to match the target value.
【００１９】一方図５はこの発明の第３実施例を示すも
ので、次にこれを説明する。この第３実施例では前記第
１、第２実施例のように重量検出手段１０に動滑車１０
ａを使用せず、ワイヤ巻上げ手段２に設けられた減速機
付モータよりなる回転駆動源７のトルク変化を電流より
検出することにより、引上げ単結晶８の重量を測定する
ようになっている。すなわち巻取りドラム２ｂには引上
げ単結晶８の重量がワイヤ２ｆを介して作用しており、
この巻取りドラム２ｂを駆動する回転駆動源７の駆動ト
ルクは単結晶の成長に伴い変化する。そこでこの駆動ト
ルクの変化を回転駆動源７を流れる電流または電圧を検
出することにより測定し、得られた測定値を第１、第２
実施例と同様に図示しない制御手段へ送って引上げ単結
晶８の重量変化を算出し、これを基に重量変化が目標値
と一致するように引上げ速度や回転速度及び融液温度を
制御するものである。On the other hand, FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, which will be described below. In the third embodiment, the moving pulley 10 is attached to the weight detecting means 10 as in the first and second embodiments.
The weight of the pulled single crystal 8 is measured by detecting the torque change of the rotary drive source 7 composed of the motor with reduction gear provided in the wire winding means 2 without using a. That is, the weight of the pulling single crystal 8 acts on the winding drum 2b via the wire 2f,
The drive torque of the rotary drive source 7 that drives the winding drum 2b changes as the single crystal grows. Therefore, this change in drive torque is measured by detecting the current or voltage flowing through the rotary drive source 7, and the obtained measured values are used for the first and second measurements.
Similar to the embodiment, it is sent to a control means (not shown) to calculate the weight change of the pulled single crystal 8, and based on this, the pulling speed, rotation speed and melt temperature are controlled so that the weight change matches the target value. Is.
【００２０】また図６及び図７の（イ）及び（ロ）はこ
の発明の第４実施例を示すもので、次にこれを説明す
る。引上げ単結晶８の重量を検出する重量検出手段１０
は、第１実施例と同様に巻取りドラム２ｂの上方に動滑
車１０ａを有しているが、この動滑車１０ａは１個の滑
車より構成されていて、軸１０ｂの両端側が昇降リンク
１０ｋの下端に支承されている。軸１０ｂの両端部は昇
降リンク１０ｋの外側に突出されていて、両端部は上面
板２ｇの下面に突設された支持片２ｋ先端の長孔２ｉに
上下動自在に嵌合されている。6 (a) and 6 (b) show the fourth embodiment of the present invention, which will be described below. Weight detection means 10 for detecting the weight of the pulled single crystal 8
Has a moving pulley 10a above the winding drum 2b as in the case of the first embodiment. This moving pulley 10a is composed of one pulley, and both ends of the shaft 10b have the lifting links 10k. It is supported on the lower edge. Both ends of the shaft 10b are projected to the outside of the elevating link 10k, and both ends are vertically movably fitted in a long hole 2i at the tip of the support piece 2k provided on the lower surface of the upper plate 2g.
【００２１】また昇降リンク１０ｋの上端側に設けられ
たガイドピン１０ｍは、支持片２ｈの上端側に穿設され
た長孔２ｊに嵌合されていて、このガイドピン１０ｍと
軸１０ｂにより昇降リンク１０ｋの昇降動が案内される
と共に、昇降リンク１０ｋの上端部には、引上げ中心に
向けて突起１０ｍが突設されていて、この突起１０ｎ
と、引上げ中心に設けられた荷重検出器１２が計測ワイ
ヤ１０ｃにより接続されている。Further, the guide pin 10m provided on the upper end side of the elevating link 10k is fitted into the elongated hole 2j formed on the upper end side of the supporting piece 2h, and the elevating link is connected by the guide pin 10m and the shaft 10b. The lifting movement of 10k is guided, and a projection 10m is provided on the upper end of the lifting link 10k toward the pulling center.
And the load detector 12 provided at the pulling center is connected by the measuring wire 10c.
【００２２】次に上記構成された第４実施例の作用を説
明すると、引上げ単結晶８の重量は、ワイヤ２ｆを介し
て動滑車１０ａに作用しており、さらに動滑車１０ｂの
支承された昇降リンク１０ｋ及び計測ワイヤ１０ｃを介
して荷重検出器１２へ加えられている。これによって引
上げ単結晶８の重量の２倍の値が荷重検出器１２により
検出されて図示しない制御手段へ送られ、制御手段によ
り引上げ単結晶８の重量変化の２倍の値が算出される。
そして算出された重量変化を基に、引上げ速度や回転速
度及び融液温度が制御手段により制御される。The operation of the fourth embodiment constructed as described above will now be described. The weight of the pulled single crystal 8 acts on the moving pulley 10a via the wire 2f, and the moving pulley 10b is supported by the lifting and lowering. It is applied to the load detector 12 via the link 10k and the measuring wire 10c. As a result, a value twice the weight of the pulled single crystal 8 is detected by the load detector 12 and sent to the control means (not shown), and the control means calculates a value twice the weight change of the pulled single crystal 8.
Then, the pulling speed, the rotation speed, and the melt temperature are controlled by the control means based on the calculated weight change.
【００２３】一方図８及び図９はこの発明の第５実施例
を示すもので、次にこれを説明する。重量検出手段１０
は上記第４実施例と同様に、巻取りドラム２ｂの上方に
動滑車１０ａを有しているが、この動滑車１０ａは揺動
レバー１０ｐに回転自在に支承されている。上記揺動レ
バー１０ｐはほぼ逆三角形をなしていて、上辺の一端部
が上面板２ｇの下面に突設されたブラケット２ｍにピン
１０ｒにより回動自在に枢着されていると共に、他端部
は引上げ中心に突出されていて、この他端部に設けられ
たピン１０ｓと、引上げ中心に設けられた荷重検出器１
２の間が計測ワイヤ１０ｃにより接続されている。On the other hand, FIGS. 8 and 9 show a fifth embodiment of the present invention, which will be described below. Weight detection means 10
Like the above-mentioned fourth embodiment, has a moving pulley 10a above the winding drum 2b, and this moving pulley 10a is rotatably supported by a swing lever 10p. The swing lever 10p has a substantially inverted triangle shape. One end of the upper side is pivotally attached by a pin 10r to a bracket 2m protruding from the lower surface of the upper plate 2g, and the other end is A pin 10s protruding from the pulling center and provided at the other end thereof, and a load detector 1 provided at the pulling center
The two are connected by a measuring wire 10c.
【００２４】次に上記構成された第５実施例の作用を説
明すると、引上げ単結晶８の重量は、ワイヤ２ｆを介し
て動滑車１０ａに作用しており、これによって揺動レバ
ー１０ｐがピン１０ｒを中心に揺動しようとする。しか
し揺動レバー１０ｐの他端側は計測ワイヤ１０ｃを介し
て荷重検出器１２へ接続されているため、引上げ単結晶
８の重量は荷重検出器１２に加わり、荷重検出器１２に
より引上げ単結晶８の重量が検出される。荷重検出器１
２で検出された測定値は図示しない制御手段へ送られて
引上げ単結晶８の重量変化が算出され、得られた重量変
化を基に引上げ速度や回転速度及び融液温度が制御され
る。これによって直径精度の高い単結晶の引上げが可能
になる。The operation of the fifth embodiment constructed as described above will now be described. The weight of the pulled single crystal 8 acts on the moving pulley 10a via the wire 2f, whereby the rocking lever 10p moves the pin 10r. Try to swing around. However, since the other end of the swing lever 10p is connected to the load detector 12 via the measuring wire 10c, the weight of the pulling single crystal 8 is added to the load detector 12, and the pulling single crystal 8 is pulled by the load detector 12. Is detected. Load detector 1
The measured value detected in 2 is sent to a control means (not shown) to calculate the weight change of the pulled single crystal 8, and the pulling speed, the rotation speed and the melt temperature are controlled based on the obtained weight change. This makes it possible to pull a single crystal with high diameter accuracy.
【００２５】[0025]
【発明の効果】この発明は以上詳述したように、単結晶
を引上げるワイヤに作用する荷重を重量検出手段で検出
するようにしたことから、引上げ単結晶の重量変化を精
度よく計測することができると共に、得られた計測デー
タを基に引上げ速度や回転速度及び融液温度などの引上
げ条件を制御することにより直径精度の高い単結晶が得
られるようになる。またワイヤ巻上げ式で引上げ単結晶
の重量変化を計測できるようにしたことから、引上げ単
結晶が長尺化しても、従来のフォースバーを使用した単
結晶引上げ装置のように装置の全高を高くする必要がな
いため、装置の小型化及び低価格化が図れるようにな
る。さらに引上げ単結晶の重量変化を検出する重量検出
手段を、単結晶引上げワイヤが迂回された動滑車と、こ
の動滑車に作用する引上げ荷重を、動滑車に捲装された
計測ワイヤを介して検出する荷重検出器により構成する
ことにより、荷重検出器に加わる荷重変化量と引上げ単
結晶の重量変化量が等しくなるため、引上げ単結晶の重
量変化量を荷重検出器で精度よく検出することができ
る。一方ワイヤ巻上げ手段に設けられたワイヤ巻取りド
ラムを回転駆動する回転駆動源の駆動トルクを電気的に
検出して、引上げ単結晶の重量変化を計測するようにす
れば、重量検出手段に機械的な可動部がないため、構成
が簡単で、かつ振動などの影響を受けることがないた
め、精度の高い計測が可能になる。さらに動滑車を昇降
リンクや揺動レバーに設けることにより、動滑車の支持
が容易となるため、構造が簡素化できると共に、動作も
確実となる。As described in detail above, according to the present invention, since the load acting on the wire for pulling the single crystal is detected by the weight detecting means, the weight change of the pulled single crystal can be accurately measured. Moreover, by controlling pulling conditions such as pulling speed, rotation speed and melt temperature based on the obtained measurement data, a single crystal with high diameter accuracy can be obtained. In addition, since it is possible to measure the weight change of the pulled single crystal by the wire winding method, even if the pulled single crystal becomes long, the total height of the device is increased like a conventional single crystal pulling device using a force bar. Since it is not necessary, the size and cost of the device can be reduced. Furthermore, the weight detection means for detecting the weight change of the pulled single crystal is detected by the moving pulley in which the single crystal pulling wire is bypassed and the pulling load acting on this moving pulley through the measuring wire wound around the moving pulley. Since the load change amount applied to the load detector is equal to the weight change amount of the pulled single crystal, the load detector can accurately detect the weight change amount of the pulled single crystal. . On the other hand, if the drive torque of the rotary drive source that rotationally drives the wire winding drum provided in the wire winding means is electrically detected to measure the weight change of the pulled single crystal, the weight detection means is mechanically operated. Since there are no movable parts, the structure is simple and there is no influence of vibration and the like, and therefore highly accurate measurement is possible. Further, by providing the movable pulley on the elevating link and the swing lever, the movable pulley can be easily supported, so that the structure can be simplified and the operation can be ensured.
【図１】この発明の第１実施例になる単結晶引上げ装置
の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a single crystal pulling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】（イ）この発明の第１実施例になる単結晶引上
げ装置に設けられた重量検出手段の拡大図である。 （ロ）図２の（イ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。FIG. 2 (a) is an enlarged view of the weight detecting means provided in the single crystal pulling apparatus according to the first embodiment of the present invention. (B) It is sectional drawing which follows the AA line of (a) of FIG.
【図３】この発明の第２実施例になる単結晶引上げ装置
の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a single crystal pulling apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】（イ）この発明の第２実施例になる単結晶引上
げ装置に設けられた重量検出手段の拡大図である。 （ロ）図４の（イ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。FIG. 4 (a) is an enlarged view of the weight detecting means provided in the single crystal pulling apparatus according to the second embodiment of the present invention. (B) It is sectional drawing which follows the BB line of (a) of FIG.
【図５】この発明の第３実施例になる単結晶引上げ装置
の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a single crystal pulling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第４実施例になる単結晶引上げ装置
の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a single crystal pulling apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】（イ）この発明の第４実施例になる単結晶引上
げ装置に設けられた重量検出手段の拡大図である。 （ロ）図７の（イ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。FIG. 7 (a) is an enlarged view of the weight detecting means provided in the single crystal pulling apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. (B) It is sectional drawing which follows CC line of (A) of FIG.
【図８】この発明の第５実施例になる単結晶引上げ装置
の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a single crystal pulling apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。9 is a sectional view taken along the line DD of FIG.
１…溶解チャンバ、２…ワイヤ巻上げ手段、２ｂ…巻取
りドラム、２ｆ…ワイヤ、５…回転手段、７…回転駆動
源、８…単結晶、８ａ…種結晶、１０…重量検出手段、
１０ａ…動滑車、１０4 ，１０5 …滑車、１０ｃ…計測
ワイヤ、１０ｋ…昇降リンク、１０ｐ…揺動レバー、１
２…荷重検出器。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Melting chamber, 2 ... Wire winding means, 2b ... Winding drum, 2f ... Wire, 5 ... Rotation means, 7 ... Rotation drive source, 8 ... Single crystal, 8a ... Seed crystal, 10 ... Weight detection means,
10a ... movable pulley, 10 4, 10 5 ... pulley, 10c ... measuring wire, 10k ... lifting link, 10p ... swing lever, 1
2 ... Load detector.
Claims (5)
１内の融液中に浸漬された種結晶８ａを、回転手段５に
より回転させながらワイヤ巻上げ手段２で引上げること
により単結晶を製造する単結晶引上げ装置において、種
結晶８ａを引上げるワイヤ２ｆに作用する荷重を重量検
出手段１０で検出することにより、引上げ単結晶８の重
量変化を計測することを特徴とする単結晶引上げ装置。1. A single crystal is produced by pulling a seed crystal 8a suspended from a wire 2f and immersed in a melt in a melting chamber 1 by a wire winding means 2 while being rotated by a rotating means 5. In the single crystal pulling device, the weight change of the pulled single crystal 8 is measured by detecting the load acting on the wire 2f that pulls up the seed crystal 8a by the weight detecting means 10.
れた動滑車１０ａと、動滑車１０ａに作用する荷重を検
出する荷重検出器１２より構成してなる請求項１記載の
単結晶引上げ装置。2. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the weight detecting means 10 comprises a moving pulley 10a having a wire 2f bypassed and a load detector 12 for detecting a load acting on the moving pulley 10a.
晶８の重量をデータを基に単結晶８の引上げ速度や回転
速度などに引上げ条件を制御することを特徴とする請求
項１または２記載の単結晶引上げ装置。3. The pulling condition is controlled by controlling the pulling speed, the rotation speed, etc. of the single crystal 8 based on the weight of the pulled single crystal 8 detected by the weight detecting means 10. Single crystal pulling device.
１内の融液中に浸漬された種結晶８ａを、回転手段５に
より回転させながらワイヤ巻上げ手段２で引上げること
により単結晶を製造する単結晶引上げ装置において、ワ
イヤ巻上げ手段２に設けられた巻取りドラム２ｂを回転
駆動する回転駆動源７の駆動トルクを電気的に検出する
ことにより、引上げ単結晶８の重量変化を検出すること
を特徴とする単結晶引上げ装置。4. A single crystal is produced by pulling with a wire winding means 2 a seed crystal 8a suspended from a wire 2f and immersed in a melt in a melting chamber 1 while being rotated by a rotating means 5. In the single crystal pulling apparatus, it is possible to detect the weight change of the pulling single crystal 8 by electrically detecting the drive torque of the rotary drive source 7 that rotationally drives the winding drum 2b provided in the wire winding means 2. Characteristic single crystal pulling device.
出する手段が検出した引上げ単結晶８の重量データを基
に単結晶引上げ条件を制御してなる請求項４記載の単結
晶引上げ装置。5. The single crystal pulling apparatus according to claim 4, wherein the single crystal pulling condition is controlled based on the weight data of the pulled single crystal 8 detected by the means for electrically detecting the driving torque of the rotary drive source 7. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232694A JPH07267781A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Single crystal pulling up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232694A JPH07267781A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Single crystal pulling up device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07267781A true JPH07267781A (en) | 1995-10-17 |
Family
ID=13196908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6232694A Pending JPH07267781A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Single crystal pulling up device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07267781A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106757315A (en) * | 2017-04-07 | 2017-05-31 | 天通吉成机器技术有限公司 | A kind of weighing device of single crystal growing furnace |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6232694A patent/JPH07267781A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106757315A (en) * | 2017-04-07 | 2017-05-31 | 天通吉成机器技术有限公司 | A kind of weighing device of single crystal growing furnace |
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