JPH1179881A - 単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方法 - Google Patents
単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方法Info
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- JPH1179881A JPH1179881A JP9256153A JP25615397A JPH1179881A JP H1179881 A JPH1179881 A JP H1179881A JP 9256153 A JP9256153 A JP 9256153A JP 25615397 A JP25615397 A JP 25615397A JP H1179881 A JPH1179881 A JP H1179881A
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- 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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
-
- 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
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- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単結晶が多結晶化することを防止することが
でき、また、単結晶の引上げに際し、結晶の自重をネッ
キング部からくびれなどの把持位置にスムーズかつソフ
トに移動させることができ、さらに停電などがあっても
単結晶の保持が確実な単結晶引上げ装置を比較的簡単な
構成と低コストで実現する。 【解決手段】 種結晶２１の下方の径拡大部３０を下方
から支持する皿状部材としての支持台１３を設け、この
支持台を回転させ、その回転角度により単結晶の径拡大
部の下端を下方から支持しない位置と支持する位置との
間で移動可能な滑車手段４と、滑車手段を回転させて前
記２つの位置間で前記支持台を移動させる滑車回転手段
３ａ、３ｂと、滑車手段を速度制御しつつ引き上げるこ
とにより、支持台を引き上げる滑車引上げ手段３ａ、３
ｂとを備えている。
でき、また、単結晶の引上げに際し、結晶の自重をネッ
キング部からくびれなどの把持位置にスムーズかつソフ
トに移動させることができ、さらに停電などがあっても
単結晶の保持が確実な単結晶引上げ装置を比較的簡単な
構成と低コストで実現する。 【解決手段】 種結晶２１の下方の径拡大部３０を下方
から支持する皿状部材としての支持台１３を設け、この
支持台を回転させ、その回転角度により単結晶の径拡大
部の下端を下方から支持しない位置と支持する位置との
間で移動可能な滑車手段４と、滑車手段を回転させて前
記２つの位置間で前記支持台を移動させる滑車回転手段
３ａ、３ｂと、滑車手段を速度制御しつつ引き上げるこ
とにより、支持台を引き上げる滑車引上げ手段３ａ、３
ｂとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引上げＣＺ（Czoc
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方
法に関する。
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶引上げ装置及び単結晶引上げ方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。
【０００３】また、この成長方法として、種結晶を融液
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、種結晶を融液の表
面に浸漬した後、引上げ速度を比較的速くすることによ
り種結晶より小径の、例えば直径が３〜４ｍｍのネック
部を形成した後に、上記の上部コーン部の引上げを開始
するダッシュ(Dash)法が知られている。
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、種結晶を融液の表
面に浸漬した後、引上げ速度を比較的速くすることによ
り種結晶より小径の、例えば直径が３〜４ｍｍのネック
部を形成した後に、上記の上部コーン部の引上げを開始
するダッシュ(Dash)法が知られている。
【０００４】さらに、この小径のネック部を介しては、
大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶を引
き上げることができないので、例えば特公平５−６５４
７７号公報に示されるようにDash法により小径のネック
部を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大径を形
成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を形成す
ることにより「球状のくびれ」を形成し、このくびれを
把持具で把持することにより大径、高重量の単結晶を引
き上げる方法が提案されている。また、くびれを把持す
る従来の装置としては、上記公報の他に、例えば特公平
７−１０３０００号公報、特公平７−５１５号公報に示
されているものがある。
大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶を引
き上げることができないので、例えば特公平５−６５４
７７号公報に示されるようにDash法により小径のネック
部を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大径を形
成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を形成す
ることにより「球状のくびれ」を形成し、このくびれを
把持具で把持することにより大径、高重量の単結晶を引
き上げる方法が提案されている。また、くびれを把持す
る従来の装置としては、上記公報の他に、例えば特公平
７−１０３０００号公報、特公平７−５１５号公報に示
されているものがある。
【０００５】また、他の従来例としては、例えば特開平
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィー部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２
９９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示され
るように上記「球状のくびれ」の代わりに、上部コーン
部とボディー部の間にボディー部より径が大きい「環状
のくびれ」を形成し、この「環状のくびれ」を把持する
方法が提案されている。
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィー部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２
９９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示され
るように上記「球状のくびれ」の代わりに、上部コーン
部とボディー部の間にボディー部より径が大きい「環状
のくびれ」を形成し、この「環状のくびれ」を把持する
方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単結晶
の引上げプロセスは外部からの振動に非常に敏感で、容
易に多結晶化しやすい工程である。したがって、単結晶
の引上げに際し、外乱を与えることなく、かつ結晶の自
重をネッキング部からくびれなどの把持位置にいかにス
ムーズかつソフトに移動させるかという点が問題となっ
ている。また、従来の把持具は単結晶の径拡大部や直胴
部を複数の部材で側面から挟み込む形式のものが多い
が、かかる構造では、停電時などに挟み込む力が失われ
て、単結晶を落下させてしまうことも予想される。さら
に、引上げ炉内は高温であるので、把持機構などに耐熱
性が求められ、駆動部など機械的摩擦部から発生する分
塵は単結晶に悪影響があるので極力排除しなけらばなら
ない。従来の技術ではこれらの問題全てを明確に解決し
ているものはない。
の引上げプロセスは外部からの振動に非常に敏感で、容
易に多結晶化しやすい工程である。したがって、単結晶
の引上げに際し、外乱を与えることなく、かつ結晶の自
重をネッキング部からくびれなどの把持位置にいかにス
ムーズかつソフトに移動させるかという点が問題となっ
ている。また、従来の把持具は単結晶の径拡大部や直胴
部を複数の部材で側面から挟み込む形式のものが多い
が、かかる構造では、停電時などに挟み込む力が失われ
て、単結晶を落下させてしまうことも予想される。さら
に、引上げ炉内は高温であるので、把持機構などに耐熱
性が求められ、駆動部など機械的摩擦部から発生する分
塵は単結晶に悪影響があるので極力排除しなけらばなら
ない。従来の技術ではこれらの問題全てを明確に解決し
ているものはない。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、引上げ
中の単結晶を把持具により把持するときに引上げ中の単
結晶が多結晶化することを防止することができ、また、
単結晶の引上げに際し、結晶の自重をネッキング部から
くびれなどの把持位置にスムーズかつソフトに移動させ
ることができ、さらに停電などがあっても単結晶の保持
が確実な単結晶引上げ装置を比較的簡単な構成と低コス
トで実現することを目的とする。
中の単結晶を把持具により把持するときに引上げ中の単
結晶が多結晶化することを防止することができ、また、
単結晶の引上げに際し、結晶の自重をネッキング部から
くびれなどの把持位置にスムーズかつソフトに移動させ
ることができ、さらに停電などがあっても単結晶の保持
が確実な単結晶引上げ装置を比較的簡単な構成と低コス
トで実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、種結晶の下方に形成される径拡大部を下方
から支持して載置することにより径拡大部を保持する皿
状部材としての支持台を用い、この支持台を滑車手段に
より回転させる構造とし、その回転角度により単結晶の
くびれ及び／又は径拡大部の下端を下方から支持しない
位置と支持する位置との間で移動可能とし、さらに滑車
手段を速度制御しつつ引き上げることより、支持台を引
き上げて単結晶を成長させることを可能としている。
するために、種結晶の下方に形成される径拡大部を下方
から支持して載置することにより径拡大部を保持する皿
状部材としての支持台を用い、この支持台を滑車手段に
より回転させる構造とし、その回転角度により単結晶の
くびれ及び／又は径拡大部の下端を下方から支持しない
位置と支持する位置との間で移動可能とし、さらに滑車
手段を速度制御しつつ引き上げることより、支持台を引
き上げて単結晶を成長させることを可能としている。
【０００９】なお、滑車手段を回転させる手段と、滑車
手段を引上げる手段を同一の巻上げ機構により構成する
こともできるし、後者のみを巻上げ機構により構成し、
前者をワイヤの一部を水平方向に移動させる手段により
構成することもできる。
手段を引上げる手段を同一の巻上げ機構により構成する
こともできるし、後者のみを巻上げ機構により構成し、
前者をワイヤの一部を水平方向に移動させる手段により
構成することもできる。
【００１０】すなわち本発明によれば、溶融結晶を保持
可能なルツボの上方で種結晶を支持する種結晶ホルダ
を、その引上げ方向を軸に回転させる回転手段と、前記
種結晶ホルダを速度制御しつつ引き上げることにより前
記種結晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、前記種結晶
の下方に形成される径拡大部を下方から支持して載置す
ることにより前記径拡大部を保持する皿状部材としての
支持台と、前記支持台を回転させ、その回転角度により
単結晶のくびれ及び／又は径拡大部の下端を下方から支
持しない位置と支持する位置との間で移動可能な滑車手
段と、前記滑車手段を回転させて前記２つの位置間で前
記支持台を移動させる滑車回転手段と、前記滑車手段を
速度制御しつつ引き上げることより、支持台を引き上げ
る滑車引上げ手段と、前記滑車回転手段と、前記滑車引
上げ手段を前記種結晶の引上げ方向を軸に回転させる手
段とを、有する単結晶引上げ装置が提供される。
可能なルツボの上方で種結晶を支持する種結晶ホルダ
を、その引上げ方向を軸に回転させる回転手段と、前記
種結晶ホルダを速度制御しつつ引き上げることにより前
記種結晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、前記種結晶
の下方に形成される径拡大部を下方から支持して載置す
ることにより前記径拡大部を保持する皿状部材としての
支持台と、前記支持台を回転させ、その回転角度により
単結晶のくびれ及び／又は径拡大部の下端を下方から支
持しない位置と支持する位置との間で移動可能な滑車手
段と、前記滑車手段を回転させて前記２つの位置間で前
記支持台を移動させる滑車回転手段と、前記滑車手段を
速度制御しつつ引き上げることより、支持台を引き上げ
る滑車引上げ手段と、前記滑車回転手段と、前記滑車引
上げ手段を前記種結晶の引上げ方向を軸に回転させる手
段とを、有する単結晶引上げ装置が提供される。
【００１１】また本発明によれば、溶融結晶を保持可能
なルツボの上方で種結晶を支持する種結晶ホルダを、そ
の引上げ方向を軸に回転させる回転手段と、前記種結晶
ホルダを速度制御しつつ引き上げることにより前記種結
晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、前記種結晶の下方
に形成される径拡大部の下に形成される単結晶のくびれ
及び／又は前記径拡大部の下端を下方から支持するため
に、前記くびれを通す貫通孔を有し、かつ前記くびれを
前記貫通孔に導くために前記貫通孔を外周部と連通させ
るスリットが設けられた支持台と、回転角度により前記
支持台が前記単結晶のくびれ及び／又は前記径拡大部の
下端を下方から支持しない位置と支持する位置との間で
移動可能な滑車手段と、前記滑車手段を回転させて、そ
の回転角度位置を制御する滑車回転手段と、前記種結晶
ホルダと共に回転可能で、前記滑車回転手段を速度制御
しつつ引き上げることより、前記支持台を引き上げて単
結晶を成長させることが可能な滑車引上げ手段と、前記
滑車回転手段と、前記滑車引上げ手段を前記種結晶の引
上げ方向を軸に回転させる手段とを、有する単結晶引上
げ装置が提供される。
なルツボの上方で種結晶を支持する種結晶ホルダを、そ
の引上げ方向を軸に回転させる回転手段と、前記種結晶
ホルダを速度制御しつつ引き上げることにより前記種結
晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、前記種結晶の下方
に形成される径拡大部の下に形成される単結晶のくびれ
及び／又は前記径拡大部の下端を下方から支持するため
に、前記くびれを通す貫通孔を有し、かつ前記くびれを
前記貫通孔に導くために前記貫通孔を外周部と連通させ
るスリットが設けられた支持台と、回転角度により前記
支持台が前記単結晶のくびれ及び／又は前記径拡大部の
下端を下方から支持しない位置と支持する位置との間で
移動可能な滑車手段と、前記滑車手段を回転させて、そ
の回転角度位置を制御する滑車回転手段と、前記種結晶
ホルダと共に回転可能で、前記滑車回転手段を速度制御
しつつ引き上げることより、前記支持台を引き上げて単
結晶を成長させることが可能な滑車引上げ手段と、前記
滑車回転手段と、前記滑車引上げ手段を前記種結晶の引
上げ方向を軸に回転させる手段とを、有する単結晶引上
げ装置が提供される。
【００１２】さらに本発明によれば、上記単結晶引上げ
装置を用いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶引
上げ手段により前記種結晶を引き上げ、速度制御により
径拡大部を形成するステップと、前記滑車回転手段によ
り前記支持台を回転させ、前記径拡大部の下方に位置せ
しめるステップと、前記滑車引上げ手段を引き上げるス
テップと、前記種結晶引上げ手段における荷重を測定
し、測定荷重が所定値となったことを検出するステップ
と、前記測定荷重が所定値となったとき、前記種結晶引
上げ手段による単結晶成長のための速度制御を中止し、
前記滑車引上げ手段により単結晶成長のための速度制御
を開始するステップとを、有する単結晶引上げ方法が提
供される。
装置を用いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶引
上げ手段により前記種結晶を引き上げ、速度制御により
径拡大部を形成するステップと、前記滑車回転手段によ
り前記支持台を回転させ、前記径拡大部の下方に位置せ
しめるステップと、前記滑車引上げ手段を引き上げるス
テップと、前記種結晶引上げ手段における荷重を測定
し、測定荷重が所定値となったことを検出するステップ
と、前記測定荷重が所定値となったとき、前記種結晶引
上げ手段による単結晶成長のための速度制御を中止し、
前記滑車引上げ手段により単結晶成長のための速度制御
を開始するステップとを、有する単結晶引上げ方法が提
供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶引上げ
装置の第１の実施形態の主要部と引上げ工程を模式的に
示す説明図である。図１において、巻取り装置１は種結
晶引上げワイヤ６を巻き取るものであり、種結晶引上げ
ワイヤ６の先端には種結晶ホルダ７が取り付けられ、種
結晶ホルダ７には種結晶２１が取り付けられる。図中、
成長させる単結晶８と石英ルツボ３２を格納する真空室
を構成するメカニカルチャンバ３４が示されている。巻
取り装置１はモータＭにより、引上げ方向（ワイヤ６の
軸方向）に垂直な軸を中心に回転するドラムを有し、ま
た後述するように引上げ方向を軸として矢印Ｒ１で示す
ように回転するよう構成されている。ワイヤ６にかかる
荷重はロードセル２により検出され、ロードセル信号が
出力される。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶引上げ
装置の第１の実施形態の主要部と引上げ工程を模式的に
示す説明図である。図１において、巻取り装置１は種結
晶引上げワイヤ６を巻き取るものであり、種結晶引上げ
ワイヤ６の先端には種結晶ホルダ７が取り付けられ、種
結晶ホルダ７には種結晶２１が取り付けられる。図中、
成長させる単結晶８と石英ルツボ３２を格納する真空室
を構成するメカニカルチャンバ３４が示されている。巻
取り装置１はモータＭにより、引上げ方向（ワイヤ６の
軸方向）に垂直な軸を中心に回転するドラムを有し、ま
た後述するように引上げ方向を軸として矢印Ｒ１で示す
ように回転するよう構成されている。ワイヤ６にかかる
荷重はロードセル２により検出され、ロードセル信号が
出力される。
【００１４】巻取り装置１はチャンバ３６に格納され、
下方のチャンバ３８と一体的に連結されている。これら
のチャンバ３６、３８はメカニカルチャンバ３４に対し
て引上げ方向を軸として図示省略のモータにより回転可
能である。なお、チャンバ３８はメカニカルチャンバ３
４の上にボールベアリング９を介して回転可能に取り付
けられている。チャンバ３８の中には２つの巻取りドラ
ム３ａ、３ｂが回転可能に取り付けられている。これら
の巻取りドラム３ａ、３ｂは図示省略のモータにより矢
印Ｒ２、Ｒ３で示すように正逆回転するもので、それぞ
れ滑車アセンブリ４に取り付けられた２本のワイヤ５
ａ、５ｂを別々に巻き取るよう構成されている。
下方のチャンバ３８と一体的に連結されている。これら
のチャンバ３６、３８はメカニカルチャンバ３４に対し
て引上げ方向を軸として図示省略のモータにより回転可
能である。なお、チャンバ３８はメカニカルチャンバ３
４の上にボールベアリング９を介して回転可能に取り付
けられている。チャンバ３８の中には２つの巻取りドラ
ム３ａ、３ｂが回転可能に取り付けられている。これら
の巻取りドラム３ａ、３ｂは図示省略のモータにより矢
印Ｒ２、Ｒ３で示すように正逆回転するもので、それぞ
れ滑車アセンブリ４に取り付けられた２本のワイヤ５
ａ、５ｂを別々に巻き取るよう構成されている。
【００１５】滑車アセンブリ４は、図２〜４に示すよう
に２枚の平行に配された滑車１２ａ、１２ｂと、これら
の滑車１２ａ、１２ｂの間に配された皿状部材１３を有
している。また、各滑車１２ａ、１２ｂにはカウンター
バランスウエイト１４ａ、１４ｂがそれぞれ取り付けら
れている。カウンターバランスウエイト１４ａ、１４ｂ
を皿状部材１３に設けたことで、回転位置により重心が
中心から移動しない。なお、図３、図４に示されるよう
に、皿状部材１３とバランスウエイト１４ａ、１４ｂは
各滑車１２ａ、１２ｂの回転中心１５を挟んで対向する
位置に配されている。皿状部材１３は図２に示されるよ
うに略中央に貫通孔１０を有し、この貫通孔１０は貫通
したスリット１１により外周部と連通している。貫通孔
１０の近傍にはテーパー状な凹部１０Ａが設けられてい
る。
に２枚の平行に配された滑車１２ａ、１２ｂと、これら
の滑車１２ａ、１２ｂの間に配された皿状部材１３を有
している。また、各滑車１２ａ、１２ｂにはカウンター
バランスウエイト１４ａ、１４ｂがそれぞれ取り付けら
れている。カウンターバランスウエイト１４ａ、１４ｂ
を皿状部材１３に設けたことで、回転位置により重心が
中心から移動しない。なお、図３、図４に示されるよう
に、皿状部材１３とバランスウエイト１４ａ、１４ｂは
各滑車１２ａ、１２ｂの回転中心１５を挟んで対向する
位置に配されている。皿状部材１３は図２に示されるよ
うに略中央に貫通孔１０を有し、この貫通孔１０は貫通
したスリット１１により外周部と連通している。貫通孔
１０の近傍にはテーパー状な凹部１０Ａが設けられてい
る。
【００１６】図１に示される２本のワイヤ５ａ、５ｂ
は、その下端近傍で図５に示されるように、ワイヤ止め
具１９ａ、１９ｂを介して、それぞれ２本のワイヤ５ａ
−１、５ａ−２と５ｂ−１、５ｂ−２に接続され、これ
らの２本のワイヤ同士５ａ−１、５ａ−２は連結棒１８
ａにより、また他の２本のワイヤ同士５ｂ−１、５ｂ−
２は連結棒１８ｂによりそれぞれ所定間隔に配されてい
る。この所定間隔は、滑車アセンブリ４を構成する２枚
の滑車１２ａ、１２ｂの間隔に合わせて、ワイヤが各滑
車１２ａ、１２ｂの溝に不要な摩擦を生じることなく係
合するよう構成されている。
は、その下端近傍で図５に示されるように、ワイヤ止め
具１９ａ、１９ｂを介して、それぞれ２本のワイヤ５ａ
−１、５ａ−２と５ｂ−１、５ｂ−２に接続され、これ
らの２本のワイヤ同士５ａ−１、５ａ−２は連結棒１８
ａにより、また他の２本のワイヤ同士５ｂ−１、５ｂ−
２は連結棒１８ｂによりそれぞれ所定間隔に配されてい
る。この所定間隔は、滑車アセンブリ４を構成する２枚
の滑車１２ａ、１２ｂの間隔に合わせて、ワイヤが各滑
車１２ａ、１２ｂの溝に不要な摩擦を生じることなく係
合するよう構成されている。
【００１７】図５は滑車アセンブリ４が第１の回転位置
にあり、皿状部材１３が種結晶２１の下方に形成される
径拡大部３０を支持していない第１の位置ある状態を示
す滑車アセンブリ４の側面図であり、図６は同状態の断
面図（図５のＡ−Ａ’線から右側を見た図）である。ま
た、図７は滑車アセンブリ４が第２の回転位置にあり、
皿状部材１３が種結晶２１の下方に形成される径拡大部
３０を支持している第２の位置ある状態を示す滑車アセ
ンブリ４の側面図であり、図８は同状態の断面図（図６
のＡ−Ａ’線から右側を見た図）である。図５〜８に示
されるように、ワイヤ１６ａ−１、１６ａ−２の端部は
皿状部材１３の貫通孔１０近傍に相当する位置にあるワ
イヤ係止部１７ａ−１、１７ａ−２に固定され、ワイヤ
１６ｂ−１、１６ｂ−２の端部は、ワイヤ１６ａ−１、
１６ａ−２の端部が取り付けられた位置から滑車１２
ａ、１２Ｂの中心からの角度にして約４５度ずれた位置
にあるワイヤ係止部１７ｂ−１、１７ｂ−２に固定され
ている。
にあり、皿状部材１３が種結晶２１の下方に形成される
径拡大部３０を支持していない第１の位置ある状態を示
す滑車アセンブリ４の側面図であり、図６は同状態の断
面図（図５のＡ−Ａ’線から右側を見た図）である。ま
た、図７は滑車アセンブリ４が第２の回転位置にあり、
皿状部材１３が種結晶２１の下方に形成される径拡大部
３０を支持している第２の位置ある状態を示す滑車アセ
ンブリ４の側面図であり、図８は同状態の断面図（図６
のＡ−Ａ’線から右側を見た図）である。図５〜８に示
されるように、ワイヤ１６ａ−１、１６ａ−２の端部は
皿状部材１３の貫通孔１０近傍に相当する位置にあるワ
イヤ係止部１７ａ−１、１７ａ−２に固定され、ワイヤ
１６ｂ−１、１６ｂ−２の端部は、ワイヤ１６ａ−１、
１６ａ−２の端部が取り付けられた位置から滑車１２
ａ、１２Ｂの中心からの角度にして約４５度ずれた位置
にあるワイヤ係止部１７ｂ−１、１７ｂ−２に固定され
ている。
【００１８】第１実施の形態は次のように動作する。巻
取り装置１の回転により種結晶引上げワイヤ６が繰り出
されて、種結晶２１が石英ルツボ３２内の原料融液３３
に浸漬された後、巻取り装置１を逆回転させて種結晶２
１を引き上げて単結晶８を成長させる。このとき、引上
げ速度の制御により周知のダッシュネックを形成し、そ
の後径拡大部３０を形成する。径拡大部３０を形成する
までは、滑車アセンブリ４は図５、図６の状態にあり、
径拡大部３０は皿状部材１３により支持されていない。
径拡大部３０が所定の高さまで上昇すると、巻取りドラ
ム３ａ、３ｂを操作して、滑車アセンブリ４を回転さ
せ、皿状部材１３が径拡大部３０の下方から径拡大部３
０を支持する位置に移動させる。このとき、皿状部材１
３のスリット１１を介して径拡大部３０の下方の細い単
結晶部分２３が貫通孔１０に導かれる。滑車アセンブリ
４の回転による位置決めは、あらかじめ定めたワイヤ５
ａ、５ｂの巻上げ、巻下げ量で決定してもよいが、ワイ
ヤ５ａ、５ｂの伸びを考慮し、目視あるいは画像認識処
理によって正確に決定することが望ましい。なお、径拡
大部３０の下の径の小さい部分をくびれ３１ともいう。
取り装置１の回転により種結晶引上げワイヤ６が繰り出
されて、種結晶２１が石英ルツボ３２内の原料融液３３
に浸漬された後、巻取り装置１を逆回転させて種結晶２
１を引き上げて単結晶８を成長させる。このとき、引上
げ速度の制御により周知のダッシュネックを形成し、そ
の後径拡大部３０を形成する。径拡大部３０を形成する
までは、滑車アセンブリ４は図５、図６の状態にあり、
径拡大部３０は皿状部材１３により支持されていない。
径拡大部３０が所定の高さまで上昇すると、巻取りドラ
ム３ａ、３ｂを操作して、滑車アセンブリ４を回転さ
せ、皿状部材１３が径拡大部３０の下方から径拡大部３
０を支持する位置に移動させる。このとき、皿状部材１
３のスリット１１を介して径拡大部３０の下方の細い単
結晶部分２３が貫通孔１０に導かれる。滑車アセンブリ
４の回転による位置決めは、あらかじめ定めたワイヤ５
ａ、５ｂの巻上げ、巻下げ量で決定してもよいが、ワイ
ヤ５ａ、５ｂの伸びを考慮し、目視あるいは画像認識処
理によって正確に決定することが望ましい。なお、径拡
大部３０の下の径の小さい部分をくびれ３１ともいう。
【００１９】この時点では、皿状部材１３は径拡大部３
０のやや下方で、かつ接触しない位置にある。その後、
巻取りドラム３ａ、３ｂを操作して、滑車アセンブリ４
は回転させず、そのままの状態で滑車アセンブリ４を引
上げ、図７、図８に示すように、皿状部材１３のテーパ
ー状凹部１０Ａにより径拡大部３０の下方が支持される
まで上昇させる。皿状部材１３が径拡大部３０の下方に
接触すると、ワイヤ６にかかる荷重が減少するので、こ
の状態がロードセル２により検出され、ロードセル信号
として出力される。図示省略の制御装置内にＣＰＵ（中
央演算処理装置）は、インタフェースを介してこのロー
ドセル信号を取り込み、ワイヤ６にかかっている荷重が
所定値に下がるまで、巻取りドラム３ａ、３ｂを同期回
転させ、皿状部材１３を上昇させる。
０のやや下方で、かつ接触しない位置にある。その後、
巻取りドラム３ａ、３ｂを操作して、滑車アセンブリ４
は回転させず、そのままの状態で滑車アセンブリ４を引
上げ、図７、図８に示すように、皿状部材１３のテーパ
ー状凹部１０Ａにより径拡大部３０の下方が支持される
まで上昇させる。皿状部材１３が径拡大部３０の下方に
接触すると、ワイヤ６にかかる荷重が減少するので、こ
の状態がロードセル２により検出され、ロードセル信号
として出力される。図示省略の制御装置内にＣＰＵ（中
央演算処理装置）は、インタフェースを介してこのロー
ドセル信号を取り込み、ワイヤ６にかかっている荷重が
所定値に下がるまで、巻取りドラム３ａ、３ｂを同期回
転させ、皿状部材１３を上昇させる。
【００２０】ワイヤ６にかかっている荷重が所定値にな
ったら、成長させる単結晶の直径と結晶成長速度が所望
のものとなるよう、巻取りドラム３ａ、３ｂの回転数を
制御する。すなわち、それまで、単結晶の引上げ速度の
制御は、種結晶２１の引き上げを行っている巻取り装置
１によって行ってきたが、皿状部材１３が確実に径拡大
部３０を支持した後は、巻取りドラム３ａ、３ｂの回転
のみによりこの制御が行われる。換言すれば、巻取り装
置１は以後、結晶育成の制御には寄与することはなく、
ワイヤ６に常時所定のテンションがかかるように制御す
るだけでよい。
ったら、成長させる単結晶の直径と結晶成長速度が所望
のものとなるよう、巻取りドラム３ａ、３ｂの回転数を
制御する。すなわち、それまで、単結晶の引上げ速度の
制御は、種結晶２１の引き上げを行っている巻取り装置
１によって行ってきたが、皿状部材１３が確実に径拡大
部３０を支持した後は、巻取りドラム３ａ、３ｂの回転
のみによりこの制御が行われる。換言すれば、巻取り装
置１は以後、結晶育成の制御には寄与することはなく、
ワイヤ６に常時所定のテンションがかかるように制御す
るだけでよい。
【００２１】次に本発明の第２実施の形態について説明
する。図９は本発明の単結晶引上げ装置の第２実施の形
態を示す模式的断面図である。図１０は図９中の矢印Ａ
−Ａ’で切断して右から見た側面断面図である。第２実
施の形態は上記第１実施の形態と次の点で異なる。すな
わち、第１実施の形態では、２つの巻上げドラム３ａ、
３ｂを用いて２本のワイヤ５ａ、５ｂを巻き上げている
が、第２実施の形態では、単一の巻取りドラム３ｃによ
り両ワイヤ５ａ、５ｂを巻き上げている。また、第１実
施の形態では、ワイヤ５ａを巻き下げ、ワイヤ５ｂを巻
き上げることにより、滑車アセンブリ４を回転させて皿
状部材１３を所定位置に移動させているが、第２実施の
形態では単一の巻取りドラム３ｃは滑車アセンブリ４の
引上げのみに用いられ、滑車アセンブリ４の回転による
皿状部材１３の所定位置への移動は、ワイヤ５ａ、５ｂ
の一部を水平に移動させる手段を用いて行っている。
する。図９は本発明の単結晶引上げ装置の第２実施の形
態を示す模式的断面図である。図１０は図９中の矢印Ａ
−Ａ’で切断して右から見た側面断面図である。第２実
施の形態は上記第１実施の形態と次の点で異なる。すな
わち、第１実施の形態では、２つの巻上げドラム３ａ、
３ｂを用いて２本のワイヤ５ａ、５ｂを巻き上げている
が、第２実施の形態では、単一の巻取りドラム３ｃによ
り両ワイヤ５ａ、５ｂを巻き上げている。また、第１実
施の形態では、ワイヤ５ａを巻き下げ、ワイヤ５ｂを巻
き上げることにより、滑車アセンブリ４を回転させて皿
状部材１３を所定位置に移動させているが、第２実施の
形態では単一の巻取りドラム３ｃは滑車アセンブリ４の
引上げのみに用いられ、滑車アセンブリ４の回転による
皿状部材１３の所定位置への移動は、ワイヤ５ａ、５ｂ
の一部を水平に移動させる手段を用いて行っている。
【００２２】ワイヤ５ａ、５ｂはそれぞれ固定プーリー
４０ａ−１、４０ａ−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２と、
水平方向に移動可能な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ
−３にかけられてから、２つの固定プーリー４１ａ、４
１ｂを介して巻取りドラム３ｃに巻き取られるよう配さ
れている。これらの固定プーリー４０ａ−１、４０ａ−
２、４０ｂ−１、４０ｂ−２、４１ａ、４１ｂと、水平
方向に移動可能な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３
は、巻取りドラム３ｃと同一のチャンバ３８Ａに格納さ
れていて、このチャンバ３８Ａは第１実施の形態のチャ
ンバ３８と同様に上部のチャンバ３６と一体に連結さ
れ、かつボールベアリング９を介してメカニカルチャン
バ３４に対して回動可能に支持されている。巻取りドラ
ム３ｃの回転軸３ｃ−１はチャンバ３８Ａの外部に取り
付けられているモータ３ｃ−２に連結されている。
４０ａ−１、４０ａ−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２と、
水平方向に移動可能な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ
−３にかけられてから、２つの固定プーリー４１ａ、４
１ｂを介して巻取りドラム３ｃに巻き取られるよう配さ
れている。これらの固定プーリー４０ａ−１、４０ａ−
２、４０ｂ−１、４０ｂ−２、４１ａ、４１ｂと、水平
方向に移動可能な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３
は、巻取りドラム３ｃと同一のチャンバ３８Ａに格納さ
れていて、このチャンバ３８Ａは第１実施の形態のチャ
ンバ３８と同様に上部のチャンバ３６と一体に連結さ
れ、かつボールベアリング９を介してメカニカルチャン
バ３４に対して回動可能に支持されている。巻取りドラ
ム３ｃの回転軸３ｃ−１はチャンバ３８Ａの外部に取り
付けられているモータ３ｃ−２に連結されている。
【００２３】移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３は、
リンク４４を介してチャンバ３８Ａの外部に設けられた
直線移動機構４２に接続され、図９中、矢印Ｍ１で示す
方向に移動可能である。この直線移動機構４２による移
動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３の水平移動の距離
は、滑車アセンブリ４が９０度回転するのに必要かつ十
分な距離に設定される。すなわち、先の第１実施の形態
で説明したように、滑車アセンブリ４を図５、図６の状
態（非支持位置）から図７、図８の状態（支持位置）へ
９０度回転させるために、移動プーリー４０ａ−３は図
中右へ移動することにより、ワイヤ５ａの下端が降下
し、一方、移動プーリー４０ｂ−３は図中右へ移動する
ことにより、ワイヤ５ｂの下端が上昇するのである。そ
の他の動作は第１実施の形態と同様であるので説明を省
略する。
リンク４４を介してチャンバ３８Ａの外部に設けられた
直線移動機構４２に接続され、図９中、矢印Ｍ１で示す
方向に移動可能である。この直線移動機構４２による移
動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３の水平移動の距離
は、滑車アセンブリ４が９０度回転するのに必要かつ十
分な距離に設定される。すなわち、先の第１実施の形態
で説明したように、滑車アセンブリ４を図５、図６の状
態（非支持位置）から図７、図８の状態（支持位置）へ
９０度回転させるために、移動プーリー４０ａ−３は図
中右へ移動することにより、ワイヤ５ａの下端が降下
し、一方、移動プーリー４０ｂ−３は図中右へ移動する
ことにより、ワイヤ５ｂの下端が上昇するのである。そ
の他の動作は第１実施の形態と同様であるので説明を省
略する。
【００２４】次に図１１に従い本発明の第３実施の形態
について説明する。この第３実施の形態は、第１実施の
形態同様、２つの巻取りドラム３ｄ、３ｅを有し、かつ
第２実施の形態同様、固定プーリー４０ａ−１、４０ａ
−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２と、水平方向に移動可能
な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３、直線移動機構
４２を有している。なお、第１実施の形態では、２つの
巻取りドラム３ａ、３ｂは滑車アセンブリ４の引上げ時
に電気的に同期回転するものであるが、第３実施の形態
では、２つの巻取りドラム３ｄ、３ｅは２つの歯車４６
ａ、４６ｂにより互いに連結されている。なお、巻取り
ドラム３ｄにはモータ４８の回転が伝達され、よって巻
取りドラム３ｄの回転が、２つの歯車４６ａ、４６ｂに
より巻取りドラム３ｅに伝達される。したがって、２つ
の巻取りドラム３ｄ、３ｅの回転同期が極めて安定し
て、かつ確実である。
について説明する。この第３実施の形態は、第１実施の
形態同様、２つの巻取りドラム３ｄ、３ｅを有し、かつ
第２実施の形態同様、固定プーリー４０ａ−１、４０ａ
−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２と、水平方向に移動可能
な移動プーリー４０ａ−３、４０ｂ−３、直線移動機構
４２を有している。なお、第１実施の形態では、２つの
巻取りドラム３ａ、３ｂは滑車アセンブリ４の引上げ時
に電気的に同期回転するものであるが、第３実施の形態
では、２つの巻取りドラム３ｄ、３ｅは２つの歯車４６
ａ、４６ｂにより互いに連結されている。なお、巻取り
ドラム３ｄにはモータ４８の回転が伝達され、よって巻
取りドラム３ｄの回転が、２つの歯車４６ａ、４６ｂに
より巻取りドラム３ｅに伝達される。したがって、２つ
の巻取りドラム３ｄ、３ｅの回転同期が極めて安定し
て、かつ確実である。
【００２５】第３実施の形態では、第２実施の形態と同
様に直線移動機構４２により滑車アセンブリ４が９０度
回転し、また第１実施の形態と同様に２つの巻取りドラ
ム３ｄ、３ｅの回転により滑車アセンブリ４が引き上げ
られる。なお、上記第２実施の形態と第３実施の形態に
用いられている直線移動機構４２によりワイヤ５ａ、５
ｂの一部を水平に移動させる構成は、第１実施の形態に
適用することも可能である。かかる構成を第４実施の形
態とする。この第４実施の形態の場合、第１実施の形態
の２つの巻取りドラム３ａ、３ｂは滑車アセンブリ４の
引上げ時のみに用いられ、滑車アセンブリ４の回転は直
線移動機構４２に担当させることになる。
様に直線移動機構４２により滑車アセンブリ４が９０度
回転し、また第１実施の形態と同様に２つの巻取りドラ
ム３ｄ、３ｅの回転により滑車アセンブリ４が引き上げ
られる。なお、上記第２実施の形態と第３実施の形態に
用いられている直線移動機構４２によりワイヤ５ａ、５
ｂの一部を水平に移動させる構成は、第１実施の形態に
適用することも可能である。かかる構成を第４実施の形
態とする。この第４実施の形態の場合、第１実施の形態
の２つの巻取りドラム３ａ、３ｂは滑車アセンブリ４の
引上げ時のみに用いられ、滑車アセンブリ４の回転は直
線移動機構４２に担当させることになる。
【００２６】上記、第２〜第４実施の形態では直線移動
機構４２を用いてワイヤ５ａ、５ｂの一部を水平方向に
移動させて滑車アセンブリ４を回転させているので、滑
車アセンブリ４の回転のための機構が、滑車アセンブリ
４を引き上げて単結晶を成長させる昇降制御機構とは互
いに独立しているので、双方の制御を独立化させ、かつ
制御機構を単純化することができる。また、上記各実施
の形態では、ワイヤ６の荷重の変化をロードセル２で検
出して、荷重移動のタイミングを決定しているが、例え
ばＣＣＤ撮像素子などにより径拡大部３０をパターン認
識したり、あるいは目視を併用したりして決定するよう
にしてもよい。
機構４２を用いてワイヤ５ａ、５ｂの一部を水平方向に
移動させて滑車アセンブリ４を回転させているので、滑
車アセンブリ４の回転のための機構が、滑車アセンブリ
４を引き上げて単結晶を成長させる昇降制御機構とは互
いに独立しているので、双方の制御を独立化させ、かつ
制御機構を単純化することができる。また、上記各実施
の形態では、ワイヤ６の荷重の変化をロードセル２で検
出して、荷重移動のタイミングを決定しているが、例え
ばＣＣＤ撮像素子などにより径拡大部３０をパターン認
識したり、あるいは目視を併用したりして決定するよう
にしてもよい。
【００２７】なお、メカニカルチャンバ３４の内部は図
示省略のシール部材により真空あるいは不活性ガスが気
密に保たれる。メカニカルチャンバ３４の上部、すなわ
ち、チャンバ３８（３８Ａ）は、メカニカルチャンバ３
４との間でワイヤ５ａ、５ｂ、６が配される関係で、完
全にメカニカルチャンバ３４から断絶することは困難で
あるが、可能な限りシール部材を配して、チャンバ３８
（３８Ａ）内で発生する分塵がメカニカルチャンバ３４
に影響を与えないようにすることは好ましい態様であ
る。
示省略のシール部材により真空あるいは不活性ガスが気
密に保たれる。メカニカルチャンバ３４の上部、すなわ
ち、チャンバ３８（３８Ａ）は、メカニカルチャンバ３
４との間でワイヤ５ａ、５ｂ、６が配される関係で、完
全にメカニカルチャンバ３４から断絶することは困難で
あるが、可能な限りシール部材を配して、チャンバ３８
（３８Ａ）内で発生する分塵がメカニカルチャンバ３４
に影響を与えないようにすることは好ましい態様であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば単
結晶の成長過程でダッシュネック下方に形成される径拡
大部の下方をスリットを有する回転可能な皿状部材にて
下方から支持し、かつ皿状部材の引上げを皿状部材の取
り付けられた滑車手段を速度制御しつつ引き上げること
より行い、以後、種結晶を引き上げる引上げ手段から滑
車手段を引上げる手段に単結晶育成のコントロールを移
行させているので、径拡大部を確実滑車手段安全に支持
することが可能であり、仮に成長途中に停電が発生して
も、結晶を保持する力に変化が生じることなく、また種
結晶を引き上げる手段から滑車手段を引き上げる手段へ
の荷重の移動がスムースに行えるので、転位を生じるこ
とがない。
結晶の成長過程でダッシュネック下方に形成される径拡
大部の下方をスリットを有する回転可能な皿状部材にて
下方から支持し、かつ皿状部材の引上げを皿状部材の取
り付けられた滑車手段を速度制御しつつ引き上げること
より行い、以後、種結晶を引き上げる引上げ手段から滑
車手段を引上げる手段に単結晶育成のコントロールを移
行させているので、径拡大部を確実滑車手段安全に支持
することが可能であり、仮に成長途中に停電が発生して
も、結晶を保持する力に変化が生じることなく、また種
結晶を引き上げる手段から滑車手段を引き上げる手段へ
の荷重の移動がスムースに行えるので、転位を生じるこ
とがない。
【００２９】また、径拡大部を支持する機構は、構造が
比較的簡単で、部品点数が少なく、また、可動部分や摺
動部分などが他の方法と比較して少ないので、装置の故
障や結晶成長を阻害する発塵を抑制することができる。
さらに、結晶近傍は高温であるが、皿状部材を回転させ
たり、引き上げたりする駆動機構がすべて結晶から離れ
た位置に配置されるので、駆動機構を冷却するための構
造が不要である。
比較的簡単で、部品点数が少なく、また、可動部分や摺
動部分などが他の方法と比較して少ないので、装置の故
障や結晶成長を阻害する発塵を抑制することができる。
さらに、結晶近傍は高温であるが、皿状部材を回転させ
たり、引き上げたりする駆動機構がすべて結晶から離れ
た位置に配置されるので、駆動機構を冷却するための構
造が不要である。
【図１】本発明に係る単結晶引上げ装置の第１実施形態
を模式的に示す部分断面図である。
を模式的に示す部分断面図である。
【図２】図１中の滑車手段と滑車手段に取り付けられ皿
状部材を示す平面図である。
状部材を示す平面図である。
【図３】図１中の滑車手段の正面図である。
【図４】図１中の滑車手段の側面図である。
【図５】図１中の滑車手段が第１の位置（非支持状態）
にあるときの側面図である。
にあるときの側面図である。
【図６】図５中のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図７】図１中の滑車手段が第２の位置（非支持状態）
にあるときの側面図である。
にあるときの側面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図９】本発明に係る単結晶引上げ装置の第２実施形態
を模式的に示す部分断面図である。
を模式的に示す部分断面図である。
【図１０】図９中のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図１１】本発明に係る単結晶引上げ装置の第３実施形
態を模式的に示す部分断面図である。
態を模式的に示す部分断面図である。
１ 巻取り装置 ２ ロードセル ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ 巻取りドラム ４ 滑車アセンブリ ５ａ、５ｂ、５ａ−１、５ａ−２、５ｂ−１、５ｂ−
２、１６ａ−１、１６ａ−２、１６ｂ−１、１６ｂ−２
ワイヤ ６ 種結晶引上げワイヤ ７ 種結晶ホルダ ８ 単結晶（単結晶本体） ９ ボールベアリング １０ 貫通孔 １０Ａ 凹部 １１ スリット １２ａ、１２ｂ 滑車 １３ 皿状部材 １４ａ、１４ｂ バランスウエイト １５ 滑車の回転中心 １８ａ、１８ｂ 連結棒 １７ａ−１、１７ａ−２、１８ｂ−１、１８ｂ−２ ワ
イヤ係止部 １９ａ、１９ｂ ワイヤ止め具 ２１ 種結晶 ２２ ダッシュネック ２３ 細い単結晶部分 ３０ 径拡大部 ３１ くびれ ３２ 石英ルツボ ３３ Ｓｉ融液 ３４ メカニカルチャンバ ３６、３８、３８Ａ チャンバ ４０ａ−１、４０ａ−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２、４
１ａ、４１ｂ 固定プーリー ４０ａ−３、４０ｂ−３ 移動プーリー ４２ 直線移動機構 ４４ リンク ４６ａ、４６ｂ 歯車 ４８、Ｍ モータ
２、１６ａ−１、１６ａ−２、１６ｂ−１、１６ｂ−２
ワイヤ ６ 種結晶引上げワイヤ ７ 種結晶ホルダ ８ 単結晶（単結晶本体） ９ ボールベアリング １０ 貫通孔 １０Ａ 凹部 １１ スリット １２ａ、１２ｂ 滑車 １３ 皿状部材 １４ａ、１４ｂ バランスウエイト １５ 滑車の回転中心 １８ａ、１８ｂ 連結棒 １７ａ−１、１７ａ−２、１８ｂ−１、１８ｂ−２ ワ
イヤ係止部 １９ａ、１９ｂ ワイヤ止め具 ２１ 種結晶 ２２ ダッシュネック ２３ 細い単結晶部分 ３０ 径拡大部 ３１ くびれ ３２ 石英ルツボ ３３ Ｓｉ融液 ３４ メカニカルチャンバ ３６、３８、３８Ａ チャンバ ４０ａ−１、４０ａ−２、４０ｂ−１、４０ｂ−２、４
１ａ、４１ｂ 固定プーリー ４０ａ−３、４０ｂ−３ 移動プーリー ４２ 直線移動機構 ４４ リンク ４６ａ、４６ｂ 歯車 ４８、Ｍ モータ
Claims (15)
- 【請求項１】 溶融結晶を保持可能なルツボの上方で種
結晶を支持する種結晶ホルダを、その引上げ方向を軸に
回転させる回転手段と、 前記種結晶ホルダを速度制御しつつ引き上げることによ
り前記種結晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、 前記種結晶の下方に形成される径拡大部を下方から支持
して載置することにより前記径拡大部を保持する皿状部
材としての支持台と、 前記支持台を回転させ、その回転角度により単結晶のく
びれ及び／又は径拡大部の下端を下方から支持しない位
置と支持する位置との間で移動可能な滑車手段と、 前記滑車手段を回転させて前記２つの位置間で前記支持
台を移動させる滑車回転手段と、 前記滑車手段を速度制御しつつ引き上げることより、支
持台を引き上げる滑車引上げ手段と、 前記滑車回転手段と、前記滑車引上げ手段を前記種結晶
の引上げ方向を軸に回転させる手段とを、 有する単結晶引上げ装置。 - 【請求項２】 溶融結晶を保持可能なルツボの上方で種
結晶を支持する種結晶ホルダを、その引上げ方向を軸に
回転させる回転手段と、 前記種結晶ホルダを速度制御しつつ引き上げることによ
り前記種結晶を引き上げる種結晶引上げ手段と、 前記種結晶の下方に形成される径拡大部の下に形成され
る単結晶のくびれ及び／又は前記径拡大部の下端を下方
から支持するために、前記くびれを通す貫通孔を有し、
かつ前記くびれを前記貫通孔に導くために前記貫通孔を
外周部と連通させるスリットが設けられた支持台と、 回転角度により前記支持台が前記単結晶のくびれ及び／
又は前記径拡大部の下端を下方から支持しない位置と支
持する位置との間で移動可能な滑車手段と、 前記滑車手段を回転させて、その回転角度位置を制御す
る滑車回転手段と、 前記種結晶ホルダと共に回転可能で、前記滑車回転手段
を速度制御しつつ引き上げることより、前記支持台を引
き上げて単結晶を成長させることが可能な滑車引上げ手
段と、 前記滑車回転手段と、前記滑車引上げ手段を前記種結晶
の引上げ方向を軸に回転させる手段とを、 有する単結晶引上げ装置。 - 【請求項３】 前記滑車手段が前記支持台を両側から挟
む形で設けられている２つの平行に配された滑車である
請求項１又は２記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項４】 前記滑車駆動手段及び前記滑車引上げ手
段が前記滑車手段にそれぞれ取り付けられた２本のワイ
ヤの両端を巻き上げる２つの巻上げ手段を有する請求項
１ないし３のいずれか１つに記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項５】 前記２つの巻上げ手段を駆動する駆動源
がそれぞれ別個に設けられている請求項４記載の単結晶
引上げ装置。 - 【請求項６】 前記２つの巻上げ手段を駆動する駆動源
が単一であり、前記滑車手段を回転させてから前記滑車
手段を引き上げるよう構成されている請求項４記載の単
結晶引上げ装置。 - 【請求項７】 前記滑車引上げ手段が前記滑車手段にそ
れぞれ取り付けられた２本のワイヤの両端を巻き上げる
単一の巻上げ手段を有する請求項１ないし３のいずれか
１つに記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項８】 前記２つの巻上げ手段を駆動する駆動源
が単一であり、前記２つの巻上げ手段が歯車で結合さ
れ、回転同期がとられている請求項４記載の単結晶引上
げ装置。 - 【請求項９】 前記滑車駆動手段が前記２本のワイヤの
一部を同時に水平方向に移動させる直線移動手段を有す
る請求項７又は８記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１０】 前記直線移動手段が、前記２本のワイ
ヤのそれぞれにかけられ、かつ水平方向に移動可能であ
り、かつ回転可能な２個の移動プーリーを有している請
求項９記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１１】 前記直線移動手段が、前記２本のワイ
ヤを前記移動プーリーにそれぞれ導く少なくとも２個の
固定プーリーをさらに有する請求項１０記載の単結晶引
上げ装置。 - 【請求項１２】 前記支持台によって前記滑車手段と前
記支持台との全体の重心位置が、前記滑車手段の回転に
より大きく移動しないよう、前記滑車手段がバランスウ
エイトを更に有する請求項１ないし１１のいずれか１つ
に記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１３】 前記滑車手段が前記種結晶の引上げ方
向に垂直な軸を中心に回転するよう構成されている請求
項１ないし１２のいずれか１つに記載の単結晶引上げ装
置。 - 【請求項１４】 前記滑車手段の重心位置が、その回転
により変化しないよう、前記支持台に対するカウンター
バランスウエイトを有する請求項１ないし１３のいずれ
か１つに記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１５】 請求項１ないし１４のいずれか１つに
記載の単結晶引上げ装置を用いた単結晶引上げ方法であ
って、前記種結晶引上げ手段により前記種結晶を引き上
げ、速度制御により径拡大部を形成するステップと、 前記滑車回転手段により前記支持台を回転させ、前記径
拡大部の下方に位置せしめるステップと、 前記滑車引上げ手段を引き上げるステップと、 前記種結晶引上げ手段における荷重を測定し、測定荷重
が所定値となったことを検出するステップと、 前記測定荷重が所定値となったとき、前記種結晶引上げ
手段による単結晶成長のための速度制御を中止し、前記
滑車引上げ手段により単結晶成長のための速度制御を開
始するステップとを、 有する単結晶引上げ方法。
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