JPH11292686A - シードチャック - Google Patents

シードチャック

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JPH11292686A
JPH11292686A JP10095046A JP9504698A JPH11292686A JP H11292686 A JPH11292686 A JP H11292686A JP 10095046 A JP10095046 A JP 10095046A JP 9504698 A JP9504698 A JP 9504698A JP H11292686 A JPH11292686 A JP H11292686A
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JP
Japan
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wire
cap
chuck body
chuck
seed
Prior art date
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Pending
Application number
JP10095046A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Kimura
哲也 木村
Keiichi Kusama
圭一 草間
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Publication of JPH11292686A publication Critical patent/JPH11292686A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤが振れを起こすことがなく、かつ、製
造後に引き上げワイヤから容易に外すことができるシー
ドチャックを提供する。 【解決手段】 ワイヤ12の下端部に、ワイヤ12より
も大径のストッパ部13を形成し、チャック本体15の
上端部に、主としてストッパ部13を包み込む半割り形
状のワイヤ押さえ20を装着可能にし、このワイヤ押さ
え20をチャック本体15の上端部に保持可能なキャッ
プ23を設け、ワイヤ12のストッパ部13に装着され
たワイヤ押さえ20をチャック本体15の上端部にセッ
トし、これらワイヤ押さえ20とチャック本体15の上
端部とをキャップ23によって包み込み、キャップ23
をチャック本体15に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、単結晶
シリコン等を製造するために用いられる単結晶引き上げ
装置の種材を保持するシードチャックに係るものであ
り、特に、シードチャックを支持する引き上げワイヤの
取り付け部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からシリコン(Si)等の半導体単
結晶を成長させるために、いわゆるCZ法(チョクラル
スキー法)が知られている。このCZ法は、例えば、図
4に示すように、炉本体1に設けられたルツボ2内で半
導体原料を加熱して融液3にし、一方、炉本体1の上部
に設けたチャンバー4に引き上げ用のワイヤ5を昇降可
能に配置して、このワイヤ5の下端部に種材6を取り付
け、この種材6をルツボ2内の融液3内から引き上げな
がら単結晶のインゴットを成長させて製造するものであ
る。このような、CZ法においては、上記ワイヤ5と種
材6との連結部分に、上端部にワイヤ5を着脱可能に取
り付けると共に下端部に種材6を支持するシードチャッ
ク7を用いるようにしている。
【0003】このシードチャック7の一例を図5及び図
6によって説明すると、シードチャック7の下端部に
は、図示略の種材を下部に備えたカーボンチャック8が
取り付けられており、シードチャック7の上端部にはワ
イヤ5を取り付ける一対のブラケット9が設けられてい
る。一方、ワイヤ5の下端部にはリング10が設けられ
ており、このリング10を上記ブラケット9,9間に挿
入し、ピン11をリング10とブラケット9,9に着脱
可能に挿入することにより、ワイヤ5にシードチャック
7を取り付けるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシードチャック7にあっては、ピン11とリング1
0との間に不可避的に隙間が生ずるため、これが原因で
ワイヤ5に対してシードチャック7が上下左右方向とピ
ン11回りの回動方向とに振れを起こしてしまう。ま
た、リング10を挿入するブラケット9,9間の寸法に
余裕をもたせると、これがピン11の長手方向でシード
チャック7が振れを起こす原因となってしまう。
【0005】そして、シードチャック7の振れが原因で
ワイヤ5の引き上げ速度に影響を与えた場合には、単結
晶インゴットの引き上げ速度が微妙に変化してしまい、
製品品質が低下するという問題がある。一方、上記ワイ
ヤ5のリング10、ピン11、シードチャック7のブラ
ケット9を隙間なく取り付けると、製造中に高温下に晒
されるこれらの部材が焼き付き等を起こした場合に、製
造終了後に単結晶インゴットを取り外す際の分解が困難
になってしまうという問題がある。
【0006】そこで、この発明はワイヤが振れを起こす
ことがなく、かつ、製造後に引き上げワイヤから容易に
外すことができるシードチャックを提供するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、単結晶引き上げ装置に用いられる引き上
げ用のワイヤの下端部に、ワイヤの線形よりも大径の球
形のストッパ部を形成するとともに、単結晶の種材を保
持するチャック本体の上端部に、上記ストッパ部の周辺
を包み込む半割り状のワイヤ押さえと、このワイヤ押さ
えをチャック本体の上端部に保持可能なキャップとを設
け、ワイヤのストッパ部に装着されたワイヤ押さえをチ
ャック本体の上端部にセットし、これらワイヤ押さえと
チャック本体の上端部とをキャップによって覆い、この
キャップをチャック本体に取り付けるようにする。この
ようにワイヤのストッパ部を包み込むワイヤ押さえとチ
ャック本体の上端部とをキャップによって保持すること
で、ワイヤとワイヤ押さえ、ワイヤ押さえとチャック本
体との各々をずれなく固定できると共に、ワイヤを外す
ときには、キャップを外すだけで半割り形状のワイヤ押
さえが外れるため、ワイヤとチャック本体とを分離でき
る。
【0008】この場合、キャップをチャック本体の先端
部の外周面にネジ止めして取り付けるようにすると、着
脱を容易にすることができる。また、上記キャップとチ
ャック本体の上端部とを貫通するピンによってキャップ
をチャック本体に取り付け、更に、このキャップの外周
面に上記ピンを抜け止めするカバーキャップを着脱可能
に取り付ける構成とすることにより、ピンによってキャ
ップをチャック本体に簡易に取り付けることができると
共に、カバーキャップによりピンの抜けも防止できる。
【0009】上記構成のシードチャックにおいて、ワイ
ヤ、ワイヤ押さえ、キャップの順に熱膨張係数が大きい
材料によって構成することにより、単結晶インゴットを
製造した後における各部材間の抜けしろを確保して、各
部材の焼き付きを防止することができる。例えば、ワイ
ヤの材質をタングステンとし、ワイヤ押さえの材質をモ
リブデンとし、キャップの材質をタンタルとする。さら
にカバーキャップを設ける場合は、カバーキャップの材
質をタンタルよりも熱膨張率の大きいステンレスとする
と良い。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
と共に説明する。図1及び図2はこの発明の第1実施形
態を示すものである。これら図1及び図2において、単
結晶引き上げ装置に用いられる引き上げのワイヤ12
は、その下端部に球形のストッパ部13を備え、このス
トッパ部13の上部は筒状部14として形成してあり、
これら筒状部14とストッパ部13はともに上記ワイヤ
12より直径が大きく形成してある。15はチャック本
体を示し、このチャック本体15の下端部には、種材を
保持するカーボンチャックの取り付けネジ16を形成し
てある。
【0011】上記チャック本体15の上端部は下端部よ
りも細く形成してあり、この上端部には60度の傾きを
もつテーパー面17を介してさらに直径の小さな雄ネジ
部18を形成してある。また、チャック本体15の上端
部の端面にはワイヤ12のストッパ部13の下部の一部
を受け入れる凹部19を設けてある。そして、このよう
に構成されたチャック本体15の上端部にワイヤ12の
ストッパ部13と筒状部14とを包み込む半割り形状の
ワイヤ押さえ20が装着可能となっている。
【0012】上記ワイヤ押さえ20は、図2に示すよう
に、同形状の二つの押さえピース20aから構成してあ
り、各押さえピース20aは、内部にワイヤ12の筒状
部14を囲む長溝21とワイヤ12のストッパ部13を
囲む球状溝22とを備えている。ここで、この球状溝2
2はワイヤ12のストッパ部13の上半部を包み込むも
ので、ワイヤ12のストッパ部13の下半部は、押えピ
ース20aの組み付け時にはワイヤ押え20の下方へ露
出するようになっている。また、ワイヤ押え20は組み
付け状態で前記チャック本体15の雄ネジ部18の直径
とほぼ等しい直径に形成してある。
【0013】上記チャック本体15の上端部には、この
上端部にワイヤ押え20を保持可能なキャップ23が着
脱可能に取り付けられるようになっている。このキャッ
プ23は、筒状の部材であって、チャック本体15の取
り付け部分となる内周壁の下部にはチャック本体15の
雄ネジ部18に螺合する雌ネジ部24を形成してあると
共に、内周壁の中間部はワイヤ押え20を挿入し得る直
径に形成してあり、内周壁の上端にはワイヤ押え20を
上方から押さえる段差部25を形成してある。尚、キャ
ップ23の内周壁の上方部分はワイヤ12のガイド孔2
6となっている。ここで、上記ワイヤ12の材質はタン
グステン、上記チャック本体15と上記ワイヤ押さえ2
0の材質はモリブデン、上記キャップ23の材質はタン
タルとなっている。
【0014】上記構成のシードチャックにおいて、チャ
ック本体15にワイヤ12を取り付けるにあたっては、
二つの押えピース20aでワイヤ12のストッパ部13
および筒状部14を挟み込み、ワイヤ押え20から露出
しているワイヤ12のストッパ部13の下部をチャック
本体15の凹部19に受け入れた状態でワイヤ押え20
をチャック本体15の先端に装着し、次いで、予めワイ
ヤ12に挿通しておいたキャップ23をワイヤ押え20
とチャック本体15の上端部に被せ、キャップ23の雌
ネジ部24をチャック本体15の雄ネジ部18にねじ込
んで、キャップ23をチャック本体15に取り付ける。
したがって、キャップ23はその内周壁と段差部25に
よってワイヤ押え20、すなわち、ワイヤ12を確実に
保持することとなり、ワイヤ12に対してチャック本体
15が振れを起こすことがなくなり、チャック本体15
の振れが原因となる製品精度の低下を防止することがで
きる。
【0015】ここで、上記ワイヤ12の材質はタングス
テン、上記チャック本体15と上記ワイヤ押さえ20の
材質はタングステンよりも熱膨張率の大きなモリブデ
ン、上記キャップ23の材質はモリブデンよりも熱膨張
率の大きなタンタルとなっているため、単結晶インゴッ
トを製造する過程でこれらの部材が高温下に晒されるこ
ととなるが、各部材の抜けしろは確保されるため、各部
材が熱膨張により焼き付けを起こすことはない。一方、
単結晶インゴット製造後にワイヤ12を取り外す場合に
は、各部材が焼き付けを起こしていないこともあって、
上記キャップ23をチャック本体15から外せば、ワイ
ヤ押え20は容易に二つの押えピース20aに分離する
ため、ワイヤ12を容易にチャック本体15から取り外
すことができる。
【0016】次に、この発明の第2実施形態を図3によ
って説明する。尚、この実施形態において、前記第1実
施形態と同一部分については、同一符号を付して説明す
る。図3においてチャック本体27の上端部27aは小
径の円柱状に形成してあり、該上端部27aの端面には
ワイヤ12のストッパ部13の下部の一部を受け入れる
凹部19を設けてある。チャック本体27に装着される
ワイヤ押え28は、第1実施形態のワイヤ押え20と同
様に半割り状の二つの押えピース28aから構成してあ
り、各押えピース28aは上部を延長して、ここに若干
小径のワイヤガイド29aを備えている。ここで、ワイ
ヤ押え28の下部大径部29bはワイヤ12を包み込ん
だ装着直径がチャック本体27の上端部27aの直径と
同寸法に設定してある。尚、各押えピース28aがその
内部にワイヤ12の筒状部14と球状部13を受け入れ
る長溝21と球状溝22を備えている点は第1実施形態
のワイヤ押え20と同様である。
【0017】そして、チャック本体27の上端部27a
にはこの上端部27aにワイヤ押え28を保持可能なキ
ャップ30を取り付けるようになっている。このキャッ
プ30は筒状の部材であって、内周壁の下半部において
はチャック本体27の上端部27aとワイヤ押え28を
挿入し、内周壁の上半部においてはワイヤ押え28のワ
イヤガイド29aを挿入して受け入れるものである。そ
して、内周壁の上下方向略中央部に段差部25を形成
し、この段差部25によってワイヤ押え28の下部の大
径部29bの上方への移動を規制している。
【0018】このように構成されたキャップ30は、こ
のキャップ30とチャック本体27の上端部27aとを
貫通するピン孔31aにピン31を挿通することにより
チャック本体27に取り付けるようになっており、この
キャップ30の外側にはキャップ30の外周面に沿う内
周面を備えたカバースリーブ32が装着され、チャック
本体27の段部27bに載置される。そして、上記ピン
31はその端面がキャップ30の外周面から突出しない
長さに設定してあり、カバースリーブ32はキャップ3
0のピン31貫通部分を覆う十分な長さを有している。
ここで、上記ワイヤ12と上記ピン31の材質はタング
ステン、上記チャック本体27と上記ワイヤ押さえ28
の材質はモリブデン、上記キャップ30の材質はタンタ
ル、上記カバーキャップ32の材質はステンレスとなっ
ている。
【0019】この図3に示すシードチャックにおいて、
上記チャック本体27にワイヤ12を取り付けるにあた
っては、二つの押えピース28aでワイヤ12のストッ
パ部13および筒状部14を挟み込み、このワイヤ押え
28をチャック本体27の先端に装着し、次いで、予め
ワイヤ12に挿通しておいたキャップ30をワイヤ押え
28とチャック本体27の上端部27aに被せ、ピン3
1をキャップ30とチャック本体27のピン孔31aに
挿通して、キャップ30をチャック本体27に取り付け
る。そして、カバースリーブ32をキャップ30に装着
すればよい。
【0020】したがって、キャップ30はその内周壁と
段差部25によってワイヤ押え28、すなわち、ワイヤ
12を確実に保持することとなり、ワイヤ12に対して
チャック本体27が振れを起こすことがなくなり、チャ
ック本体27の振れが原因となる製品精度の低下を防止
することができる。また、製造初期の単結晶インゴット
に、単結晶になっていない部分が見つかった場合、ワイ
ヤ12を下降させて再溶融(メルトバック)させること
があるが、このようなときにチャック本体27に上方向
の力がかかり、ピン31に対する荷重がフリーとなって
も、カバースリーブ32に抜け止めされたピン31は脱
落することはない。
【0021】そして、上記ワイヤ12と上記ピン31の
材質はタングステン、上記チャック本体27と上記ワイ
ヤ押さえ28の材質はタングステンよりも熱膨張率の大
きなモリブデン、上記キャップ30の材質はモリブデン
よりも熱膨張率の大きなタンタル、上記カバーキャップ
32の材質はタンタルよりも熱膨張率の大きなステンレ
スとなっているため、単結晶インゴットを製造する過程
でこれらの部材が高温下に晒されても、各部材の抜けし
ろは確保されるため、各部材が熱膨張により焼き付けを
起こすことはない。一方、単結晶インゴット製造後にワ
イヤ12を取り外す場合には、ネジ部を設けていない
分、第1実施形態よりも更に容易にワイヤ12をチャッ
ク本体27から取り外すことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように、 本発明によ
れば、ワイヤのストッパ部を包み込むワイヤ押さえとチ
ャック本体の上端部とをキャップによって保持すること
で、ワイヤとワイヤ押さえ、ワイヤ押さえとチャック本
体との各々をずれなく固定できると共に、ワイヤを外す
ときには、キャップを外すだけで半割り形状のワイヤ押
さえが外れるため、簡単にワイヤとチャック本体とを分
離できる。したがって、製造時にワイヤが振れを起こす
ことがなくなるため適正な引き上げワイヤの上昇速度を
維持でき、製品品質を高めることができる効果があると
共に、製造後のワイヤの取り外し作業を容易なものとす
ることができる効果がある。この場合、チャック本体に
キャップをネジ止めすることにより、着脱を容易にする
ことができる。
【0023】また、キャップとチャック本体の上端部と
を貫通するピンによってキャップをチャック本体に取り
付け、更に、このキャップの外周面に上記ピンを抜け止
めするカバーキャップを着脱可能に取り付ける構成とし
たものにおいては、ピンによってキャップをチャック本
体に簡易に取り付けることができるため、ワイヤの取り
外し作業をより容易なものとすることができ、かつ、カ
バーキャップを設けることで、ピンの抜けを防止できる
ため、メルトバック時において、チャック本体に上向き
の力が作用した場合でも、ワイヤからの脱落を防止する
ことができる。そして、上記ワイヤ、ワイヤ押さえ、キ
ャップの順に熱膨張係数が大きい材料によって構成した
ものにおいては、単結晶インゴットを製造中に高温下に
晒されても各部材の抜けしろを確保でき、したがって、
各部材の焼き付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施形態のシードチャックを
示す縦断面図である。
【図2】 図1のワイヤ押さえ部分の分解斜視図であ
る。
【図3】 この発明の第2実施形態のシードチャックを
示す縦断面図である。
【図4】 単結晶引き上げ装置の全体構成を示す縦断面
図である。
【図5】 従来のシードチャックの例を示す正面図であ
る。
【図6】 図6のワイヤ下端部を示す側面図である。
【符号の説明】 12 ワイヤ 13 ストッパ部 15,27 チャック本体 18 雄ネジ部 20,28 ワイヤ押え 23,30 キャップ 24 雌ネジ部 31 ピン 32 カバースリーブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単結晶引き上げ装置に用いられる引き上
    げ用のワイヤの下端部に、ワイヤの線形よりも大径の球
    形のストッパ部を形成するとともに、単結晶の種材を保
    持するチャック本体の上端部に、上記ストッパ部の周辺
    を包み込む半割り状のワイヤ押さえと、このワイヤ押さ
    えをチャック本体の上端部に保持可能なキャップとを設
    けたことを特徴とするシードチャック。
  2. 【請求項2】 上記キャップは、チャック本体の上端部
    の外周面にネジ止めして取り付けられていることを特徴
    とする請求項1に記載のシードチャック。
  3. 【請求項3】 上記キャップとチャック本体の上端部と
    を貫通するピンによってキャップをチャック本体に取り
    付けるとともに、このキャップの外周面に上記ピンを抜
    け止めするカバーキャップを着脱可能に取り付けたこと
    を特徴とする請求項1に記載のシードチャック。
  4. 【請求項4】 上記ワイヤ、ワイヤ押さえ、キャップの
    順に熱膨張係数が大きい材料によって構成したことを特
    徴とする請求項1から3のいずれか一の請求項に記載の
    シードチャック。
JP10095046A 1998-04-07 1998-04-07 シードチャック Pending JPH11292686A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030930