JPH11228287A - 単結晶保持装置 - Google Patents
単結晶保持装置Info
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- JPH11228287A JPH11228287A JP4629198A JP4629198A JPH11228287A JP H11228287 A JPH11228287 A JP H11228287A JP 4629198 A JP4629198 A JP 4629198A JP 4629198 A JP4629198 A JP 4629198A JP H11228287 A JPH11228287 A JP H11228287A
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Abstract
の爪を掛止して単結晶を保持し、単結晶保持装置で単結
晶重量の大部分を支えて単結晶を引き上げる際に、爪の
開きを確実に防止することが可能な単結晶保持装置を提
供する。 【解決手段】 単結晶保持装置(10)は外筒(13)
と、内筒(15)と、内筒の下端に回動自在に取着した
複数の保持アーム(16)と、外筒の下端と保持アーム
の中間とを連結する複数のリンク(14)とを有する。
外筒または内筒のいずれか一方を上昇または下降させる
ことによりリンクが死点を越えて保持アームの下端を閉
じ、保持アームに設けたストッパ(16a)がリンク下
面に当接して保持アームの開きを阻止する。この状態で
単結晶を保持しつつ引き上げる。
Description
体単結晶の製造に用いられ、特に大重量の単結晶の引き
上げに好適な単結晶保持装置に関する。
製造されている。CZ法では、単結晶製造装置内に設置
した石英るつぼに多結晶シリコンを充填し、石英るつぼ
の周囲に設けたヒータによって前記多結晶シリコンを加
熱溶解して融液とする。そして、シードホルダに取り付
けた種結晶を融液に浸漬し、シードホルダおよび石英る
つぼを互いに同方向または逆方向に回転させながらシー
ドホルダを引き上げて単結晶シリコンを所定の直径およ
び長さに成長させる。
で転位が発生する。この転位を除去するため、ダッシュ
ネック法を用いて直径3〜4mm程度のネック部を種結
晶の下方に形成し、転位をネック部の表面に逃がす。そ
して、無転位化が確認された後、肩部を形成して単結晶
を所定の直径まで拡大させ、次いで直胴部形成に移行す
る。
り向上等を目的とした単結晶の大径化あるいは軸方向長
さの増大に伴ってその重量が増大し、ネック部の強度が
限界に近づいている。そのため、従来の結晶引き上げ方
法ではネック部が破断するおそれがあり、安全な単結晶
育成ができない。この対策として、単結晶育成中にその
荷重をネック部から保持具へ移し換える装置や方法が提
案されている。このような装置、方法によれば単結晶重
量の大部分を保持具で支えるため、ネック部の破断が防
止され、ネック部が破断した場合でも保持具により単結
晶の落下を防止することができる。
上装置のうち、特公平5−65477で開示された単結
晶成長装置は、単結晶に形成した係合段部を着脱自在に
保持する複数のクランプアームを備えている。また、特
公平7−103000で開示された結晶引上装置は、単
結晶のくびれ部に掛止する爪を有し、ワイヤの巻き取り
または巻き戻しにより開閉する複数の把持レバーと、把
持レバーを閉じたときに下方にスライドして把持レバー
の開きを防止するリングとを用いて前記単結晶を保持す
る構成としている。
結晶引上装置には、それぞれ次のような問題点がある。 (1)特公平5−65477による単結晶成長装置は、
単結晶の重量が増大するとクランプアームが開いて単結
晶が落下する危険性がある。 (2)特公平7−103000による単結晶引上装置
は、把持レバーの開きを防止するリングの下方へのスラ
イドがその自重のみに依存しているため、スライド機構
として不確実であり、リングが把持レバーに引っ掛かっ
てスライドしない可能性がある。また、リングがスライ
ドしたときの衝撃により単結晶を有転位化させる恐れが
ある。
れたもので、単結晶に形成したくびれ部に単結晶保持装
置の爪を掛止して単結晶を保持し、単結晶保持装置で単
結晶重量の大部分を支えて単結晶を引き上げる過程で、
爪の開きを確実に防止することが可能な単結晶保持装置
を提供することを目的としている。
め、本発明に係る単結晶保持装置の第1は、単結晶にく
びれ部を形成し、リンク機構により開閉する保持アーム
を前記くびれ部に掛止して単結晶を保持しつつ引き上げ
る単結晶保持装置において、リンク機構のリンクが死点
を越え、かつ、保持アームに設けたストッパがリンクの
回動を阻止することにより保持アームの開きを防止する
ことを特徴とする。上記構成によれば、保持アームが開
状態から閉状態に移行する際に死点を越え、更にリンク
の回動がストッパにより阻止されるため、単結晶の育成
進捗に伴ってその重量が増大しても保持アームが開くこ
とはなく、単結晶を確実に保持し続けることができる。
記第1構成の単結晶保持装置が、外筒と、内筒と、内筒
の下端に回動自在に取着した複数の保持アームと、外筒
の下端と保持アームとを連結する複数のリンクとを有
し、外筒または内筒のいずれか一方を上昇または下降さ
せることにより保持アームの下端を開閉し、保持アーム
の下端が閉じたとき保持アームに設けたストッパがリン
ク下面に当接して保持アームの開きを阻止することを特
徴とする。上記構成の単結晶保持装置はリンク機構を用
いているため、外筒または内筒のいずれか一方を相対的
に上昇または下降させるだけで保持アームの下端を閉じ
て単結晶のくびれ部を保持することができる。また、保
持アームの下端が閉じたときストッパがリンク下面に当
接してリンクの回動を阻止するので、保持アームの開き
が確実に阻止される。
は、上記第2構成において、外筒または内筒のいずれか
一方を昇降させる手段として、ワイヤ巻取装置、ボール
ねじによる昇降装置、流体圧アクチュエータのいずれか
を用いることを特徴とする。上記構成によれば、保持ア
ームで単結晶のくびれ部を保持するに当たり、外筒また
は内筒のいずれか一方を昇降させるために各種の装置の
いずれかを任意に選択して使用することができる。
単結晶保持装置の実施例について図面を参照して説明す
る。図1に単結晶保持装置の第1実施例を示す。図示し
ない単結晶製造装置のプルチャンバ上方に設けられた真
空容器1内に、結晶引上ワイヤ巻取装置2と単結晶保持
装置10を昇降させる複数のワイヤ巻取装置11とが設
置されている。結晶引上ワイヤ巻取装置2から垂下する
結晶引上ワイヤ3の下端にはシードホルダ4が繋着さ
れ、複数のワイヤ巻取装置11から垂下する保持装置引
上ワイヤ12の下端には単結晶保持装置10が繋着され
ている。また、図示しないメインチャンバ内に融液5を
貯留するるつぼ6が回転ならびに昇降可能に設置され、
るつぼ6の周囲には図示しないヒータ、断熱筒が設置さ
れている。シードホルダ4に装着した種結晶7を融液5
に浸漬した後、結晶引き上げワイヤ3を巻き取ることに
より単結晶8が育成される。
外筒13、リンク14、内筒15と保持アーム16とを
備えている。外筒13は上端にフランジ13aを有する
円筒で、その下端に設けた複数の突出部にリンク14の
一端が回動自在に取着されている。内筒15は前記保持
装置引上ワイヤ12の下端に繋着された円筒で、その下
端に設けた複数の突出部に保持アーム16の上端が回動
自在に取着されている。リンク14の他端は保持アーム
16に回動自在に取着されている。保持アーム16に
は、リンク14との連結部の下方において外側に突出す
るストッパ16aが設けられ、下端には内側に突出する
爪16bが設けられている。また、メインチャンバ内に
は、単結晶保持装置10を担持する環状の支持台17が
取着され、この支持台17に取着されたスラストベアリ
ング18を介して外筒13のフランジ13aを載置する
ことができるようになっている。
いて、図1〜図3を参照して説明する。結晶引上ワイヤ
3のみが巻き戻されてシードホルダ4に装着した種結晶
7が融液5に浸漬される。そして、ダッシュネック法に
よって無転位化した後、ネック部9と単結晶8の肩部8
aとの間に拡径部8bとくびれ部8cとが形成され、次
いで肩部8aと所定の直径の直胴部8dとが育成され
る。この間、保持装置引上ワイヤ12は内筒15を最も
下方の位置に釣支した状態で保持し、真空容器1の回転
により単結晶保持装置10を支持台17上で回転させて
いる。内筒15が最も低い位置にあるため、図1に示す
ように保持アーム16は開いた状態になっている。また
は、単結晶保持装置10は、保持アーム16を閉じた後
に、真空容器1と等速の回転をするようにしても良い。
この場合は、図1に示す最も低い位置において、内筒1
5は回転せず、保持アーム16を開いている。
2に示す高さに到達したときワイヤ巻取装置11か駆動
され、保持装置引上ワイヤ12が結晶引上ワイヤ3の巻
き取り速度より速い速度で巻き取られる。これにより内
筒15及び保持アーム16が引き上げられ、保持アーム
16の外側に設けられたストッパ16aがリンク14の
下面に当接すると、リンク14の上方への回動が停止
し、保持アーム16は閉じた状態となる。そして、保持
装置引上ワイヤ12の巻き取り速度が結晶引上ワイヤ3
の巻き取り速度より速いため、図3に示すように保持ア
ーム16下端の爪16bは拡径部8bの下側円錐面に当
接する。保持装置引上ワイヤ12の巻き取り速度は、爪
16bが拡径部8bの下側円錐面に当接する前から徐々
に結晶引上速度に近づくように減速され、拡径部8bの
下側円錐面に当接した時点で結晶引上ワイヤ3の巻き取
り速度と一致するように制御される。爪16bが拡径部
8bの下側円錐面に当接した後は、結晶引上ワイヤ3に
よる単結晶引き上げから保持装置引上ワイヤ12による
単結晶引き上げに移行する。
するとき、リンク14と保持アーム16との連結点はリ
ンク14の死点を越えて上方に移動する。そして、リン
ク14の下方への動きはストッパ16aによって阻止さ
れるため、閉状態となった保持アーム16に単結晶重量
が作用しても保持アーム16が開くことはない。
インチャンバに固定せず、メインチャンバの上部からワ
イヤまたはロッドで吊り下げてもよい。
す。真空容器1内には結晶引上ワイヤ巻取装置2のみが
設置され、ボールねじ21の回転により昇降する支持板
22にベアリング23を介して単結晶保持装置10の内
筒24が取着されている。この内筒24は結晶引上ワイ
ヤ3を包囲するように設けられ、図示しない駆動装置に
より真空容器1と等速で同一方向に回転する。内筒24
の下端には保持アーム16が連結されている。第1実施
例と同様に、外筒13は図示しないメインチャンバに取
着された環状の支持台17上にスラストベアリング18
を介して載置されている。
いて説明する。単結晶保持装置10で単結晶8を保持す
るまでの間は、内筒24が最も低い位置にあって保持ア
ーム16は開いた状態になっている。単結晶8の育成が
進み、くびれ部8cが図2に示す高さに到達したとき、
ボールねじ21が回転して支持板22とともに内筒24
が結晶引上速度より速い速度で上昇する。これにより保
持アーム16が引き上げられ、第1実施例の場合と同様
に保持アーム16が閉じた状態となって拡径部8bの下
側円錐面に当接する。支持板22及び内筒24の上昇速
度は結晶引上速度と一致するように制御され、結晶引上
ワイヤ3による単結晶引き上げから結晶保持装置10に
よる単結晶引き上げに移行する。
す。ボールねじ21の回転によって昇降する支持板22
にベアリング23を介して単結晶保持装置30の支持筒
31が取着されている。支持筒31は図2に示した内筒
15に相当するもので、図示しない駆動装置により真空
容器1と等速で同一方向に回転する。支持筒31の中心
に結晶引上ワイヤ3が通り、その周囲に複数の保持アー
ム32が取着されている。保持アーム32は上端を支点
として回動可能であり、下端には内側に突出する爪32
aが形成されている。また、前記支持板22には複数の
空圧シリンダ33が下向きに取着され、各ピストンロッ
ド33aの先端は保持アーム32を取り巻くように設け
られた環状の円板34をスラストベアリング37で保持
し回転自在に支持している。円板34の下面には、支持
部材35を介してリンク36の一端が回動可能に取着さ
れ、リンク36の他端は保持アーム32に回動可能に取
着されている。前記支持部材35は、図2に示した外筒
13に相当するものである。なお、保持アーム32には
リンク36との連結部下方にストッパ32bが突出して
いる。
の通りである。保持アーム32で単結晶8を保持するま
での間は、空圧シリンダ33のピストンロッド33aが
引き込まれた状態で静止し、リンク36が垂直に近い姿
勢を保っているため、保持アーム32の下端は開いてい
る。この状態で結晶引上ワイヤ3のみが巻き戻されてシ
ードホルダ4が下降し、単結晶8の育成が開始される。
この間、保持アーム32、円板34、支持部材35、リ
ンク36は支持筒31とともに真空容器1と等速で同一
方向に回転している。または、保持アーム32、円板3
4、支持部材35、リンク36、支持筒31は回転させ
ずに待機させておくこともできる。リンク体は回転して
いない状態で保持アーム32を閉じた後、真空容器1と
等速で同一方向に回転させる。このあとは、図5に示
す、円板34の下のスラストベアリング37は不要とな
る。
32aの高さに到達すると、空圧シリンダ33が作動し
てピストンロッド33aが押し出され、円板34が下降
する。これに伴ってリンク36の一端が押し下げられ、
他端が上方に移動してストッパ32bに当接する。これ
により保持アーム32の下端が閉じて、爪32aはくび
れ部8cに近接する。更に、ボールねじ21の回転によ
り保持アーム32が結晶引上速度より速い速度で上昇す
るので、爪32aが拡径部8bの下側円錐面に当接す
る。その後、単結晶保持装置30の上昇速度は結晶引上
速度と一致するように制御され、結晶引上ワイヤ3によ
る単結晶引き上げから単結晶保持装置30による単結晶
引き上げに移行する。
るネック部と単結晶の肩部との間に形成したくびれ部を
爪で掛止する単結晶保持装置について説明したが、これ
に限るものではなく、単結晶の直胴部上端に形成した突
出部に爪を掛止する構造の単結晶保持装置に対しても本
発明を適用することができる。
の効果が得られる。 (1)単結晶保持装置のリンク機構そのものに爪の開き
を防止する機構を設けたので、他の駆動装置による独立
した開き防止機構が不要となる。また、単結晶の重量が
増大しても爪が開いて単結晶が落下する危険性が皆無と
なる。 (2)本発明の単結晶保持装置は、リンク機構を動かす
だけで単結晶のくびれ部に掛止す爪を確実に閉じること
ができ、しかも単結晶を有転位化させるような衝撃を発
生させることがない。従って、大径、大重量の単結晶の
生産性を高めることができる。
る。
である。
説明図である。
る。
る。
…くびれ部、10,30…単結晶保持装置、11…ワイ
ヤ巻取装置、12…保持装置引上ワイヤ、13…外筒、
14,36…リンク、15,24…内筒、16,32…
保持アーム、16a,32b…ストッパ、16b,32
a…爪、17…支持台、21…ボールねじ、22…支持
板、31…支持筒、33…空圧シリンダ、35…支持部
材。
Claims (3)
- 【請求項1】 単結晶(8) にくびれ部(8c)を形成し、リ
ンク機構により開閉する保持アーム(16)を前記くびれ部
(8c)に掛止して単結晶(8) を保持しつつ引き上げる単結
晶保持装置(10)において、 リンク機構のリンク(14)が死点を越え、かつ、保持アー
ム(16)に設けたストッパ(16a) がリンク(14)の回動を阻
止することにより保持アーム(16)の開きを防止すること
を特徴とする単結晶保持装置。 - 【請求項2】 外筒(13)と、内筒(15)と、内筒(15)の下
端に回動自在に取着した複数の保持アーム(16)と、外筒
(13)の下端と保持アーム(16)とを連結する複数のリンク
(14)とを有し、 外筒(13)または内筒(15)のいずれか一方を上昇または下
降させることにより保持アーム(16)の下端を開閉し、保
持アーム(16)の下端が閉じたとき保持アーム(16)に設け
たストッパ(16a) がリンク(14)下面に当接して保持アー
ム(16)の開きを阻止することを特徴とする請求項1記載
の単結晶保持装置。 - 【請求項3】 外筒(13)または内筒(15)のいずれか一方
を昇降させる手段として、ワイヤ巻取装置(11)、ボール
ねじ(21)による昇降装置、流体圧アクチュエータ(33)の
いずれかを用いることを特徴とする請求項2記載の単結
晶保持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04629198A JP4070162B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 単結晶保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04629198A JP4070162B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 単結晶保持装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11228287A true JPH11228287A (ja) | 1999-08-24 |
JP4070162B2 JP4070162B2 (ja) | 2008-04-02 |
Family
ID=12743117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04629198A Expired - Lifetime JP4070162B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 単結晶保持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4070162B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023035760A1 (zh) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 拉晶夹具、拉晶炉及拉晶方法 |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP04629198A patent/JP4070162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023035760A1 (zh) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 拉晶夹具、拉晶炉及拉晶方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4070162B2 (ja) | 2008-04-02 |
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