JPH08261903A - 成長結晶体の重量測定装置 - Google Patents

成長結晶体の重量測定装置

Info

Publication number
JPH08261903A
JPH08261903A JP7068454A JP6845495A JPH08261903A JP H08261903 A JPH08261903 A JP H08261903A JP 7068454 A JP7068454 A JP 7068454A JP 6845495 A JP6845495 A JP 6845495A JP H08261903 A JPH08261903 A JP H08261903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
weight sensor
rope
measuring
measuring device
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.)
Granted
Application number
JP7068454A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3109564B2 (ja
Inventor
Toshiaki Morimura
利昭 森村
Yoshitaka Noguchi
義隆 野口
Satoshi Oka
敏 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ohkura Electric Co Ltd
Original Assignee
Ohkura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ohkura Electric Co Ltd filed Critical Ohkura Electric Co Ltd
Priority to JP07068454A priority Critical patent/JP3109564B2/ja
Priority to PCT/JP1996/000632 priority patent/WO1996030729A1/en
Priority to KR1019960706627A priority patent/KR100216360B1/ko
Priority to EP96906008A priority patent/EP0778934A1/en
Priority to US08/737,412 priority patent/US5763838A/en
Priority to TW085103107A priority patent/TW290709B/zh
Publication of JPH08261903A publication Critical patent/JPH08261903A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3109564B2 publication Critical patent/JP3109564B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
    • C30B15/28—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using weight changes of the crystal or the melt, e.g. flotation methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/908—Material level detection, e.g. liquid level

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ワイヤで引上げる成長結晶体の重量を正確に計
測する装置の提供。 【構成】融液から引上げにより成長させた結晶体３に一
端が接続されるワイヤ等の索４、索巻上げ用のドラム６
とドラム駆動用の駆動手段７とを有する索巻上げ手段
５、及び索巻上げ手段５に作用する重力の大きさを計測
する重量センサ９を有し、重量センサ９の計測値から索
４と索巻上げ手段５との重量の和を減算することにより
結晶体３の重量を測定する。好ましくは索巻上げ手段５
にドラム６及び駆動手段７を保持する支持台10を設け、
支持台10を重量センサ９により下から支える。また、支
持台10の下面11と対向するセンサ取付面14及び索４の垂
下部が昇降する貫通孔15を有する取付台13を設け、索４
の垂下部と貫通孔15の中心とを位置合わせしながら、取
付面14上の重量センサ９を支持台10の下面11と対向させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成長結晶体の重量測定装
置に関し、とくに融液から引上げにより成長させる結晶
体の重量を測定する成長結晶体の重量測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】シリコン半導体等の単結晶体を製造する
方法の一例として、半導体材料等の融液に浸した種結晶
を回転させながら引上げて結晶体を成長させるチョクラ
ルスキー法が用いられる。チョクラルスキー法を用いた
結晶体製造装置では、引上げにより成長させる結晶体
（以下、成長結晶体ということがある）の大きさを制御
するため、融液と成長結晶体との界面（以下、単に界面
ということがある）における成長結晶体の断面積又は径
を計測し、その成長結晶体の径が所望の大きさとなるよ
うに引上げ速度や融液温度を制御する。従来、成長結晶
体の界面における径を計測する方法として、テレビカメ
ラ等の画像に基づいて成長結晶体の径を画像計測する方
法、成長結晶体の重量の増分から成長結晶体の径を算出
する方法等が行なわれている。
【０００３】図９(Ａ)は従来のワイヤ式の結晶体製造装
置41の一例を示す。図９(Ａ)の結晶体製造装置41は、ヒ
ータ42により坩堝44内の融液１を加熱し、巻胴48に一端
を固定したワイヤロープ46の他端を坩堝44の上方のプー
リ47を介して吊下げて融液１に漬け、巻胴48の巻上げに
よりワイヤロープ46の他端を融液１からゆっくりと引上
げることにより結晶体３を成長させる。図中の符号43は
ヒータ温度センサを示す。図９(Ａ)の製造装置41は坩堝
44の内側を撮影するテレビカメラ45を有し、テレビカメ
ラ45により融液１と成長結晶体３との界面を撮影し、テ
レビカメラ45の画像に基づき成長結晶体３の径を計測す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の成長結晶
体３の径を画像計測する方法は、図９(Ｂ)及び(Ｃ)に示
すように成長結晶体３の成長に応じて坩堝44内の融液１
の液面が低下すると、融液１と成長結晶体３との界面の
画像が得難くなる問題点がある。界面の画像が得られな
ければ、成長結晶体３の界面における径が求められな
い。
【０００５】この問題解決のため、図１０(Ａ)のよう
に、図９のプーリ47にかかる成長結晶体３の重量をロー
ドセル49により計測し、成長結晶体３の重量の増分から
成長結晶体３の径を算出する方法が考えられる。図１０
(Ａ)のロードセル49の出力は、プーリ47の重量を零と仮
定し且つプーリ47を挺子とみなすことにより、(1)式の
ように表すことができる。（L2/L1）が既知である場合
は、(1)式を用いてロードセル49の出力から成長結晶体
３の重量Mgが求められる。(1)式においてＦは巻胴48の
巻上げ力、L1及びL2はプーリ47の成長結晶体３側及び巻
胴48側の水平方向の半径を表す。
【０００６】
【数１】 ロードセルの出力＝Mg＋Ｆ＝Mg＋（Mg×L2/L1）＝Mg×（１＋L2/L1）……(1)
【０００７】しかし図１０(Ａ)の計測方法は、比較的大
きな計測誤差の発生が避けられない問題点がある。この
誤差を解析するため、図１０(Ａ)の成長結晶体３に代え
て60Kgの重錘をワイヤロープ46に接続し、その重錘を約
５mm／分の速度で巻上げた時のロードセル49の出力を測
定する実験を行なった。その結果を図１１に示す。図１
１から判るように、図１０(Ａ)のロードセル49の出力は
高周波及び中間周波の波状ノイズを含み、またワイヤロ
ープ46の巻取りに応じて漸次減少する傾向がある。高周
波の波状ノイズの原因は巻上げ時のワイヤロープ46の捩
れやズレにより(1)式の（L2/L1）が変動することにあ
り、中間周波の波状ノイズの原因はプーリ49の外周溝の
真円からの偏差や枢支軸心と滑車中心とのずれ等の機械
的誤差にあると考えられ、漸次減少傾向の原因は巻胴48
の巻取りに応じて重錘側のワイヤロープ46の長さが減少
することにあると考えられる。要するに図１０(Ａ)の計
測方法では計測誤差が大きく、成長結晶体３の正確な重
量計測が期待できない。この問題点に鑑み、従来のチョ
クラルスキー法ではワイヤロープ46に代えて引上棒によ
る結晶体の引上げが行なわれているが、この方法は引上
棒を移動させるために装置が大型化する問題点がある。
【０００８】特開昭64-047914号公報は、ワイヤロープ
が係合するガイド溝の横断面の一部形状をワイヤロープ
に外接する円の半径と略等しくした結晶棒引上荷重測定
装置を開示する。図１０を参照して説明するに、特開昭
64-047914号公報の発明は、例えば図１０(Ｂ)及び(Ｃ)
のように４本のストランド50からなるワイヤロープ46に
外接する円の半径をプーリ47のガイド溝の横断面形状と
ほぼ等しくすることにより、ワイヤロープ46の捩れやズ
レに起因するロードセル49の計測誤差の発生を回避す
る。しかし特開昭64-047914号公報の発明は、ロードセ
ル49の出力に含まれる高周波の波状ノイズは除去できる
ものの、中間周波の波状ノイズを除去し得ないので、図
１１に含まれる波状ノイズを完全になくすことが期待で
きない。
【０００９】そこで本発明の目的は、ワイヤで引上げる
成長結晶体の重量を正確に計測する成長結晶体の重量測
定装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１の実施例を参照する
に本発明の成長結晶体の重量測定装置は、融液１（図９
参照）から引上げにより成長させる結晶体３の重量を測
定する装置において、結晶体３に一端が接続される索
４、索４の巻上げ用ドラム６とそのドラム６駆動用の駆
動手段７とを有する索巻上げ手段５、及び索巻上げ手段
５に作用する重力の大きさを計測する重量センサ９を備
え、重量センサ９の計測値から索４及び索巻上げ手段５
の合計重量を減算することにより結晶体３の重量を測定
してなるものである。
【００１１】好ましくは、索巻上げ手段５にドラム６及
び駆動手段７を保持する支持台10を設け、その支持台10
を重量センサ９によって下から支える。
【００１２】
【作用】図１の実施例を参照するに本発明の重量測定装
置は、重量センサ９により、索４と索巻上げ手段５と索
４の一端に接続した成長結晶体３との重量の総和を計測
する。索４及び巻上げ手段５の合計重量をαとし、成長
結晶体３の重量をMgとすると、重量センサ９の出力は
(2)式により表される。索４及び巻上げ手段５の合計重
量αは、例えば測定開始前に求めておくことができるの
で、(2)式を用いて重量センサ９の出力から成長結晶体
３の重量Mgが算出できる。
【００１３】
【数２】 重量センサの出力＝Mg＋α ………(2)
【００１４】好ましくは重量センサ９をロードセルとす
る。また図１に示すように、索巻上げ手段５に作用する
重力の大きさを複数の重量センサ９で計測することがで
き、その場合は(2)式の左辺を各重量センサ９の計測値
の合計とすることができる。図１では索巻上げ手段５に
ドラム６及び駆動手段６を保持する支持台10を設け、支
持台10を重量センサ９により下から支えている。但し、
索巻上げ手段５を下から支える支持台10は本発明に必須
のものではなく、例えば重量センサ９を含む機構（図示
せず）により索巻上げ手段５を吊下げてもよい。
【００１５】［実測例］図１の重量測定装置において、
成長結晶体３に代えて60Kgの重錘を索４に接続し、その
重錘を約５mm／分の速度で巻上げた時の重量センサ９の
出力をプロットした。その結果を図８に示す。図８のグ
ラフと図１１のグラフとを比較するに、本発明における
重量センサ９の出力には索の捩れやずれ及びプーリの機
械的誤差に基づく波状ノイズが発生しないことが判る。
また本発明は索４の全重量を計測するので、ドラム６か
らの索４の垂下長さの変動に基づく重量センサ９の出力
の漸次減少も発生しないことが認められる。図８のグラ
フから理解できるように、本発明の重量測定装置によれ
ば成長結晶体３の重量を正確に計測でき、融液１との界
面における成長結晶体３の径の正確な算出の基礎とする
ことができる。
【００１６】こうして本発明の目的である「ワイヤで引
上げる成長結晶体の重量を正確に計測する成長結晶体の
重量測定装置」の提供が達成できる。
【００１７】
【実施例】図１の実施例では、重量センサ９を取付台13
の取付面14に設け、取付台13に索４の垂下部が昇降する
貫通孔15を穿設している。取付台13は、貫通孔15の回り
に自転可能となるように、例えばベアリング52を介して
融液１の上方の支持枠20に取付けられ、貫通孔15の中心
を通る鉛直軸の回りに自転可能に支持される。図中の符
号51は取付台13の自転を駆動するモータである。取付台
13の取付面14上の所定位置に例えば３個の重量センサ９
を取付け、索４の垂下部と取付台13の貫通孔15の中心と
を位置合わせしながら、支持台10の下面11を各重量セン
サ９と対向させる。支持台10の重量センサ９との対向位
置に、例えば図２の溝19のような接触部を設け、その接
触部を重量センサ９に直接又は間接に当接させることが
できる。好ましくは図１に示すように、支持台10と重量
センサ９との間に、支持台10及び重量センサ９の少なく
とも一方と球面接触する球面付き力伝達部材17を設け、
球面付き力伝達部材17を介して重量センサ９を支持台10
の下面11に接触させる。
【００１８】なお図１の索巻上げ手段５は、ドラム６及
び駆動手段７を支持台10上に保持し、支持台10に索４の
垂下部が昇降する貫通孔16を設けている。但しドラム６
及び駆動手段７は支持台10上の保持に限定されず、ドラ
ム５及び駆動手段７を支持台10の下側に保持することも
可能であり、必ずしも支持台10に貫通孔16を設ける必要
はない。以下において、支持台10に穿たれた貫通孔16の
中心をＯ（図２参照）として説明するが、支持台10に貫
通孔16を設けない場合は支持台10と索巻上げ方向との交
差位置をＯとすることができる。
【００１９】図２(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施例では、支持台
10の下面11における重量センサ９との対向位置に、貫通
孔16の中心Ｏから見て放射方向に断面弧状の溝19を設
け、重量センサ９の受圧面を溝19の底面と対向させてい
る。同図に示すように、重量センサ９と溝19の底面との
間に球面付き力伝達部材17を設けることができる。例え
ば取付台13上に取付けた３個の重量センサ９に球面付き
力伝達部材17を取付け、各力伝達部材17の球面をそれぞ
れ支持台10の下面11の３本の溝19と接触させることによ
り、索４の垂下部と貫通孔15の中心との位置合わせを容
易に行なうことができる。溝19の穿設位置と重量センサ
９の取付位置とが溝19と交差する方向にずれると、支持
台10が傾き、ロードセル等の重量センサ９に水平方向の
応力が加わって計測誤差や故障の原因となり得るが、球
面付き力伝達部材17が溝19の底部に自重で落ち着くので
問題とならない。但し溝19ではなく孔とした場合には、
位置合わせを極めて高精度に調整しなければならない
（例えば10μｍ以下）。なお、この位置合わせのため、
取付台13上の重量センサ９の取付位置を調整ねじ（図示
せず）などにより微調整可能にする。
【００２０】図３に示す実施例においては、支持台10の
下面11における重量センサ９との対向位置に、貫通孔16
の中心Ｏから見て円周の接線方向の軸線を有する回転軸
21及びその回転軸21に結合された回転部材22からなる加
圧部24を設けている。重量センサ９に球面付き力伝達部
材17を取付け、力伝達部材17の球面を回転部材22と接触
させる。回転部材22に球状凹面を設け、力伝達部材17の
球面を回転部材22の凹面に摺動自在に嵌合させることも
可能である。図３の回転軸21は、支持台10の下面11上に
設けたブラケット23に回転自在に枢支される。図３(Ａ)
は加圧部24が重量センサ９と心合わせされた状態を示
し、図３(Ｂ)及び(Ｃ)は、貫通孔16の中心Ｏから見て加
圧部24が重量センサ９に対して放射方向にずれた場合を
示す。図３の加圧部24と球面付き力伝達部材17との組合
せによれば、加圧部24と重量センサ９との位置が若干ず
れた場合でも重量センサ９に加わる水平方向の応力を小
さく抑えるので、ロードセル等の重量センサ９の計測精
度を高く維持し、且つ重量センサ９の耐久性への影響を
防ぐことができる。また加圧部24と重量センサ９との位
置合わせの許容誤差を比較的大きく、例えば0.5〜１mm
程度までとれるので、機械加工が容易になる。好ましく
は取付台13上の重量センサ９の取付位置を調整可能と
し、支持台10と重量センサ９との位置合わせを、加圧部
24による前記放射方向の調整と重量センサ９の取付位置
の調整とにより行なう。
【００２１】図５の実施例では、重量センサ９に水平方
向の応力が加わるのを防ぐため、支持台10に作用する重
力を重量センサ９に伝達する中継部34と動き制限手段36
とを設け、動き制限手段36により中継部34の移動方向を
鉛直方向、即ち取付台13の取付面14と直交する方向のみ
に制限している。図５(Ａ)の黒塗り矢印及び図５(Ｃ)の
矢印Ｕ、Ｄは、中継部34の可動方向を示す。図３の回転
部材22によれば、支持台10の貫通孔16の中心Ｏから見て
放射方向については回転部材22の回転により重量センサ
９に加わる水平応力を十分小さく抑えられるが、その放
射方向と直交する方向については水平応力を十分に小さ
く抑えられない場合があり得る。図５の動き制限手段36
は、取付台13の取付面14上の重量センサ９の両側位置に
当該重量センサ９を通る前記放射方向と平行に立ち上げ
た一対の支柱37a、37b、球面付き力伝達部材17が嵌合可
能な受圧孔35を有し且つ受圧孔35が鉛直向きに開口する
ように両支柱37a、37bの間に支持された中継部34、及び
中継部34と両支柱37a、37bとの間に取付台13の取付面14
と平行に張設された複数枚の板バネ38の群を有する。中
継部34の一端は球面付き力伝達部材17を介して重量セン
サ９に結合し、その他端は例えば図３の回転部材22を介
して支持台10に接触する。動き制限手段36の板バネ38の
群が、前記放射方向及びこれと直交する方向、即ち図５
(Ａ)の前後、左右の矢印、及び図５(Ｃ)の矢印Ｒ、Ｌの
方向における中継部34の移動を禁止するので、重量セン
サ９に前記放射方向及びこれと直交する方向の水平応力
が加わるのを防ぐことができる。
【００２２】図４の実施例では、重量センサ９を過大負
荷から保護するため、支持台10と取付台13との間隔の減
少幅を所定大きさ以下に制限する近接制限部材25を設け
ている。図４(Ａ)、(Ｂ)の近接制限部材25は、それぞれ
支持台10の下面11及び取付台13の取付面14から立設され
且つ所定間隔だけ隔てられた一対の対向部材からなる。
支持台10と取付台13との間隔の減少幅が前記所定間隔を
超えようとすると前記両対向部材が衝突し、前記所定間
隔以上の間隔減少幅となる近接は阻止される。但し近接
制限部材25は図示例に限定されない。
【００２３】図４(Ａ)の実施例では、支持台10と重量セ
ンサ９との間に、支持台10に結合され且つ前記所定大き
さ以上の圧縮変形が可能な弾性部材27と、重量センサ９
に対向し且つ弾性部材27に結合された押圧部材29と、押
圧部材29及び弾性部材27を収容するばね室28とを有する
リミッタ26が設けられている。近接制限部材25とリミッ
タ26との組合せにより、弾性部材27を所定大きさ以上に
圧縮変形させるような過大負荷が重量センサ９にかかる
のを防ぐ。図４(Ｂ)は、図３の回転部材22に代えて、図
４(Ａ)のリミッタ26を回転軸21に取付けた実施例を示
す。
【００２４】図４(Ｃ)の実施例では、支持台10の上面12
に前記所定大きさ以上の伸長変形が可能な弾性部材31を
介して中間部が結合され且つ支持台10の外縁より外側に
張出した張出部材30を設け、張出部材30の張出端を重量
センサ９と対向させている。即ち、図３の実施例におけ
る支持台10と張出部材30とを弾性部材31で結合し、張出
部材30の張出端に図３の加圧部24を取付けてこれを重量
センサ９と対向させ、支持台10に作用する重力の大きさ
を張出部材30を介して重力センサ９へ伝達する。図４
(Ｃ)の張出部材30の基端部分は支点32に枢支され、張出
部材30は弾性部材31との接点を力点とし加圧部24を作用
点とする挺子とみなすことができる。この場合バネであ
る弾性部材31が伸長すると力点にかかる荷重が増加し、
重量センサ９にかかる負荷も増えるが、近接制限部材25
により弾性部材31の伸長変形が制限されるので、重量セ
ンサ９に過大負荷がかかるのを防ぐことができる。な
お、張出部材30の基端部分を支持台10の外縁側で枢支
し、その張出端を支持台10の中心方向に張出させて重量
センサ９と対向させてもよい。
【００２５】図６は本発明の重量測定装置の構成の一例
を示す。図６の駆動手段７はモータ8a、ギア列8b、トル
クリミッタ8c、及びウォームギア8dを有し、モータ8aの
駆動力を順次伝達してドラム６の回転を駆動する。駆動
手段７及びドラム６は円盤状の支持台10の上面に取付け
られ、支持台10の下面を円盤状の取付台13に取付けた重
量センサ9a、9b、9cと接触させる。支持台10及び取付台
13の中心位置に索４を通す貫通孔16及び15を設け、ドラ
ム６からプーリを介して繰出した索４をそれらの貫通孔
を通して鉛直下方に垂下させる。
【００２６】図７は、図６の重量測定装置を用いた結晶
体製造装置のブロック図の一例を示す。重量センサ9a、
9b、9cで計測された計測値は、アンプ57及びＡＤ変換器
58を介してコンピュータ60に入力され、成長結晶体３の
径を算出する。図中の符号59はプログラムや計測結果を
記憶するメモリを表す。コンピュータ60からインターフ
ェース54を介してモータ制御装置53へモータ8aの駆動信
号を伝送し、ドラム６の回転即ち成長結晶体３の巻上げ
速度を制御する。ギア列8bの回転をエンコーダ55及びレ
シーバ56を介してインタフェース54へ入力し、ドラム６
の回転を監視する。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の成
長結晶体の重量測定装置は、融液からの引上げにより成
長させる結晶体の重量を測定する装置において、結晶体
に一端が接続される索、索の巻上げ用ドラムとドラム駆
動用の駆動手段とを有する索巻上げ手段、及び索巻上げ
手段に作用する重力の大きさを計測する重量センサを備
え、重量センサの計測値から索及び索巻上げ手段の合計
重量を減算して結晶体の重量を測定するので、次の顕著
な効果を奏する。
【００２８】(イ)成長結晶体を索で巻上げながらその重
量を正確に計測することができる。 (ロ)正確な重量の増分が測定できるので、融液との界面
における成長結晶体の径を正確に算出することが可能と
なる。 (ハ)チョクラルスキー法において、引上索を用いた成長
結晶体の重量測定が可能となるので、従来の引上棒を用
いる方法に比し結晶体製造装置の小形化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図２】は、支持板に溝を設けた本発明の実施例の説明
図である。
【図３】は、支持板に加圧部を設けた本発明の実施例の
説明図である。
【図４】は、近接制限部材を設けた本発明の実施例の説
明図である。
【図５】は、動き制限手段の説明図である。
【図６】は、本発明装置の構成の一例を示す説明図であ
る。
【図７】は、本発明装置を用いた結晶体製造装置のブロ
ック図である。
【図８】は、本発明の重量測定装置による測定結果を示
すグラフである。
【図９】は、従来のワイヤ式結晶体製造装置の説明図で
ある。
【図１０】は、従来の結晶体の重量測定装置の説明図で
ある。
【図１１】は、図１０の測定装置による測定結果を示す
グラフである。
【符号の説明】
１ 融液 2a ウェイト ３ 成長結晶体 ４ 索 ５ 索巻上げ手段 ６ ドラム ７ 駆動手段 8a モータ 8b ギア列 8c トルクリミッタ 8d ウォームギア ９ 重量センサ 10 支持台 11 下面 12 上面 13 取付台 14 取付面 15、16 貫通孔 17 球面付き力伝達部材 19 溝 20 支持枠 21 回転軸 22 回転部材 23 ブラケット 24 加圧部 25 近接制限部材 26 リミッタ 27 弾性部材 28 ばね室 29 押圧部材 30 張出部材 31 弾性部材 32 支点 34 中継部 35 受圧孔 36 動き制限手段 37 支柱 38 板バネ 41 結晶体製造装置 42 ヒータ 43 ヒータ温度センサ 44 坩堝 45 テレビカメラ 46 ワイヤロープ 47 プーリ 48 巻胴 49 ロードセル 50 ストランド 51 自転モータ 52 ベアリング 53 モータ制御装置 54 インタフェース 55 エンコーダ 56 レシーバ 57 アンプ 58 ＡＤ変換器 59 メモリ 60 コンピュータ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】融液から引上げにより成長させる結晶体の
    重量を測定する装置において、前記結晶体に一端が接続
    される索、前記索の巻上げ用ドラムとそのドラム駆動用
    の駆動手段とを有する索巻上げ手段、及び前記索巻上げ
    手段に作用する重力の大きさを計測する重量センサを備
    え、前記重量センサの計測値から前記索及び索巻上げ手
    段の合計重量を減算することにより前記結晶体の重量を
    測定してなる成長結晶体の重量測定装置。
  2. 【請求項２】請求項１の測定装置において、前記索巻上
    げ手段に前記ドラム及び駆動手段を保持する支持台を設
    け、その支持台を前記重量センサによって下から支えて
    なる成長結晶体の重量測定装置。
  3. 【請求項３】請求項２の測定装置において、前記支持台
    の下面と対向するセンサ取付面及び前記索の垂下部が昇
    降する貫通孔を有する取付台を設け、前記索の垂下部と
    前記貫通孔の中心とを位置合わせしながら前記取付面に
    取付けた重量センサを前記支持台の下面と対向させてな
    る成長結晶体の重量測定装置。
  4. 【請求項４】請求項３の測定装置において、前記支持台
    と前記重量センサとの間に前記支持台及び重量センサの
    少なくとも一方と球面接触する球面付き力伝達部材を設
    けてなる成長結晶体の重量測定装置。
  5. 【請求項５】請求項３又は４の測定装置において、前記
    支持台の下面における前記重量センサとの対向位置に、
    前記支持台と前記索の巻上げ方向との交差位置から見て
    放射方向に断面弧状の溝を設け、前記重量センサ又は前
    記球面付き力伝達部材の球面を前記溝に接触させてなる
    成長結晶体の重量測定装置。
  6. 【請求項６】請求項３又は４の測定装置において、前記
    支持台の下面における前記重量センサとの対向位置に、
    前記支持台と前記索の巻上げ方向との交差位置から見て
    円周の接線方向の軸線を有する回転軸及びその回転軸に
    結合された回転部材からなる加圧部を設け、前記重量セ
    ンサ又は前記球面付き力伝達部材の球面を前記加圧部の
    回転部材に接触させてなる成長結晶体の重量測定装置。
  7. 【請求項７】請求項３、４、５又は６の測定装置におい
    て、前記取付台上の前記重量センサの取付位置及び／又
    は支持台上における前記加圧部の取付位置を調整可能と
    してなる成長結晶体の重量測定装置。
  8. 【請求項８】請求項３、４、５、６又は７の測定装置に
    おいて、前記支持台と前記取付台との間隔の減少幅を所
    定大きさ以下に制限する近接制限部材を設け、前記支持
    台と前記重量センサとの間に前記所定大きさ以上の圧縮
    変形が可能な弾性部材を設けてなる成長結晶体の重量測
    定装置。
  9. 【請求項９】請求項３、４、５、６又は７の測定装置に
    おいて、前記支持台と前記取付台との間隔の減少幅を所
    定大きさ以下に制限する近接制限部材を設け、前記支持
    台上に一端が枢支され且つ前記支持台の上面に前記所定
    大きさ以上の伸長変形が可能な弾性部材を介して中間部
    が結合された張出部材を設け、前記張出部材の他端を前
    記重量センサと対向させてなる成長結晶体の重量測定装
    置。
  10. 【請求項１０】請求項３、４、５、６、７、８又は９の
    測定装置において、前記支持台に作用する重力を前記重
    量センサに伝達する中継部及びその中継部の移動方向を
    前記取付台の取付面と直交する方向のみに制限する動き
    制限手段を設けてなる成長結晶体の重量測定装置。
JP07068454A 1995-03-27 1995-03-27 成長結晶体の重量測定装置 Expired - Lifetime JP3109564B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07068454A JP3109564B2 (ja) 1995-03-27 1995-03-27 成長結晶体の重量測定装置
PCT/JP1996/000632 WO1996030729A1 (en) 1995-03-27 1996-03-14 Apparatus for weighing a grown crystal
KR1019960706627A KR100216360B1 (ko) 1995-03-27 1996-03-14 성장결정체의 중량측정장치
EP96906008A EP0778934A1 (en) 1995-03-27 1996-03-14 Apparatus for weighing a grown crystal
US08/737,412 US5763838A (en) 1995-03-27 1996-03-14 Apparatus for weighing a grown crystal
TW085103107A TW290709B (ja) 1995-03-27 1996-03-15

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07068454A JP3109564B2 (ja) 1995-03-27 1995-03-27 成長結晶体の重量測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08261903A true JPH08261903A (ja) 1996-10-11
JP3109564B2 JP3109564B2 (ja) 2000-11-20

Family

ID=13374168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07068454A Expired - Lifetime JP3109564B2 (ja) 1995-03-27 1995-03-27 成長結晶体の重量測定装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5763838A (ja)
EP (1) EP0778934A1 (ja)
JP (1) JP3109564B2 (ja)
KR (1) KR100216360B1 (ja)
TW (1) TW290709B (ja)
WO (1) WO1996030729A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7413609B2 (en) 2003-10-14 2008-08-19 Sumco Techxiv Corporation Semiconductor single crystal manufacturing apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3615291B2 (ja) * 1995-12-25 2005-02-02 信越半導体株式会社 引上げ結晶重量測定装置
DE10124899B4 (de) * 2001-05-22 2013-09-05 Crystal Growing Systems Gmbh Kristallziehanlage mit einer Hubeinrichtung
JP5104129B2 (ja) * 2007-08-31 2012-12-19 信越半導体株式会社 単結晶直径の検出方法および単結晶引上げ装置
US20100242831A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for weighing a pulled object having a changing weight
CN103469296A (zh) * 2013-03-29 2013-12-25 浙江晶盛机电股份有限公司 一种用于蓝宝石炉的三等分圆盘称重装置
US9657407B2 (en) * 2013-10-29 2017-05-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Cantilever device for extending capacity of a scale used in a crystal growth apparatus
CN112430844B (zh) * 2021-01-28 2021-04-30 天通控股股份有限公司 一种压电晶体称重长晶装置及工作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04283638A (ja) * 1991-03-12 1992-10-08 Ishikawajima Kensa Keisoku Kk 重心測定装置
JPH05194082A (ja) * 1992-01-17 1993-08-03 Komatsu Denshi Kinzoku Kk 単結晶製造方法およびその装置
JPH08188494A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Komatsu Electron Metals Co Ltd 半導体単結晶製造装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL300759A (ja) * 1962-12-07
US3323606A (en) * 1965-01-06 1967-06-06 Otis Elevator Co Elevator load weighing apparatus
AT284490B (de) * 1968-04-17 1970-09-10 Voest Ag Fahrzeug zum Transport und zum Wägen von metallurgischen Gefäßen
DE2516197C3 (de) * 1975-04-14 1982-02-04 Schweizerische Aluminium AG, 3965 Chippis Wägevorrichtung zur automatischen Regelung des Durchmessers eines Kristalls beim Ziehen aus einem Tiegel
DE3306049A1 (de) * 1983-02-22 1984-08-23 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Vorrichtung zum ziehen eines einkristalls aus einem tiegel
US4503921A (en) * 1983-09-06 1985-03-12 The Alliance Machine Company Weighing system
DE3408071A1 (de) * 1984-03-05 1985-09-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Waegeanordnung
GB2180357A (en) * 1985-09-10 1987-03-25 Masterweigh Limited Loadcell mounting
KR950004788B1 (ko) * 1987-05-05 1995-05-10 모빌 쏠 라 에너지 코포레이션 관상결정체 성장장치의 제어시스템
DE3718260A1 (de) * 1987-05-30 1988-12-08 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren und vorrichtung zur ermittlung einer bestimmungsgroesse fuer den uebergangsbereich zwischen schmelze und kristall
JPS6447914A (en) * 1987-08-18 1989-02-22 Shinetsu Handotai Kk Apparatus for measuring crystal-rod lifting load
US5172782A (en) * 1991-11-15 1992-12-22 Otis Elevator Company Pivot mount of elevator load-weighing at car hitch
US5345042A (en) * 1992-05-29 1994-09-06 Otis Elevator Company Elevator hitch load weighing tare compensation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04283638A (ja) * 1991-03-12 1992-10-08 Ishikawajima Kensa Keisoku Kk 重心測定装置
JPH05194082A (ja) * 1992-01-17 1993-08-03 Komatsu Denshi Kinzoku Kk 単結晶製造方法およびその装置
JPH08188494A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Komatsu Electron Metals Co Ltd 半導体単結晶製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7413609B2 (en) 2003-10-14 2008-08-19 Sumco Techxiv Corporation Semiconductor single crystal manufacturing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TW290709B (ja) 1996-11-11
WO1996030729A1 (en) 1996-10-03
JP3109564B2 (ja) 2000-11-20
KR100216360B1 (ko) 1999-08-16
KR970707428A (ko) 1997-12-01
US5763838A (en) 1998-06-09
EP0778934A1 (en) 1997-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08261903A (ja) 成長結晶体の重量測定装置
JP2012522250A (ja) 引っ張られた対象物を重量測定するためのシステムおよび方法
EP0303977B1 (en) Crystal ingot lifting load measuring device
EP3249082B1 (en) Control system for diameter of single crystal ingot
US5879451A (en) Apparatus for measuring weight of crystal being pulled
JP3402040B2 (ja) 単結晶保持装置
CN216863260U (zh) 一种张力机构及原丝收放卷实验装置
US6068699A (en) Apparatus for fabricating semiconductor single crystal
EP0653382B1 (en) Method and apparatus for manufacturing an optical fibre preform
JP2939920B2 (ja) 半導体単結晶製造装置
US6099642A (en) Apparatus for pulling up single crystals and single crystal clamping device
JP2939919B2 (ja) 半導体単結晶引き上げ装置
JP3400312B2 (ja) 単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方法
US6051064A (en) Apparatus for weighing crystals during Czochralski crystal growing
CN114717649A (zh) 上提拉开放式单晶炉
JP3758743B2 (ja) 半導体単結晶製造装置
JPH07172980A (ja) 半導体単結晶製造装置
KR20110099221A (ko) 단결정의 제조 방법 및 단결정의 제조 장치
US11891721B2 (en) Spool-balanced seed lift
JP2000034189A (ja) 単結晶引上げ装置及び引き上げ方法
JPS59156994A (ja) るつぼからモノクリスタルを引出すための装置
JP2001133349A (ja) トルク校正装置
JP4367727B2 (ja) 単結晶製造装置
JPH0543108Y2 (ja)
JPH03285891A (ja) 結晶引上げ装置

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term