JPS58110487A - 半導体引上機における引上軸横振れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チョクラルス中−法による一半導体引上機に
係り、特に引上軸としてワイヤまたはビードチェーンな
どの可とり性材料を用いた屯のの引上軸の横振れ防止装
置に関するものである。

半導体引上機は、引上げられた単結晶インゴットの酸素
濃度および比抵抗の分布特性を十分満足させるため、引
上軸を所定速度で回転させる必要がある。ところが、前
記のように可とり性材料の引上軸を用いた場合は、引上
軸の回転が引上軸の長さによる固有振動数に影響され、
ある回転数の範囲で共振を起こして慣振れを生ずる驚め
、所望の回転数まで上げることができない欠点があった
。

本発明は、前述したような欠点を解決し、可とり性材料
からなる引上軸の共振などによる横振れを小さく押え、
所望の速度で安定した回転を行なわせ、良好な引上げを
行ない得るようにした半導体引上機における引上軸横振
れ防止装置を提供するにある。

以下、本発明の一実施例を示す第１図ないし第５図につ
いて説明する。第１図におｈて、１０は引上機本体で、
書間可能な構造になされ、下部はルツボ１１および図示
しない加熱装置などを内蔵した加熱チャンバ１０　ｍを
形成し、上部はルツボ１１内の融液１２から単結晶イン
＝ｒット１３を引上げる丸めの引上チャンバ１０　ｂを
形成している０本体１０の上部には、巻上装置１４が取
付けられている０巻上装置１４のフレーム１５はそれ自
身が前記本体１０に回転可能に取付けられ、その下部に
固着され九グー９１６により、引上軸回転モータ１ｒか
らベルト１８により回転を与えられるようＫなっている
。前記フレーム１５にはワイヤオ九はビードチェーンな
どの可とり性を有する引上軸１ｇを巻上げるための巻上
ドラム２０が設けられ、引上モータ２１にて回転を与え
られるようになっている。

引上軸１９の下端にはシード２２を申付は走シードチャ
ック２３が取付けられており、該引上軸１９の上端側は
フレーム１５に設けた固定ガイド２４により垂下位置を
定められている。

引上チャンバ１０　ｂ内には、引上軸１９と平行に軸２
５が取付けられている。この軸２５には、第２図および
第３図に示すような対をなすガイド２６ａｓ　２６ｂ、
およびこれと同様のガイド２７ｍ、２７ｂ、２８ａ、２
８ｂが複数組重付けられている。各々のガイド２６ｍ、
２６ｂ等は軸２５に互いに旋回可能に取付けられ、バネ
２９にて閉じられるようになっている。

前記の対をなすガイド２６ｍ、２６ｂ、２１”５２ｒｂ
ないし２８ｍ、２８ｂの関ＫＦｉ、第４区内に示すよう
なガイド開閉板３０が通されている。このガイド開閉板
３０は、それぞれのガイド２６ｍ、２６ｂ等に対応して
狭巾部Ｊ　Ｌ３２．３３と広巾部３４．３５．３６を有
し、さらにそれぞれの狭巾部３１等から広巾部１４へ至
る傾斜部３７．３Ｂ、３９からなっており、狭巾部３１
．３２．３３が各ガイド２６ａ１２６ｂ等の間に位置す
るとき、それぞれのガイド２６　ｍ、　２６　ｂ等を第
２図に示すように閉じ、広巾部３！、３５．３１が各ガ
イド２６１、Ｊ６ｂ等の間に位置するとき、それぞれの
ガイド２６１．２６ｂ等を第３図に示すように開くよう
になっている。ガイド開閉板３０は、第１図に示すよう
に、シリンダなどの駆動部４０に連結され九昇降ロッド
４１に連結され、第４区内ないし０に示すように、４位
置に定められるようになっている。しかして、前記狭巾
部３ハ３２．３３と広巾部３４．３５．３１１Ｆｉ、ガ
イド開閉板３０が第４区内の位置にあるとき、すべての
ガイド２６ｍ、２６ｂ等を閉じ、＠４図ＩＢ）　、　（
Ｃ）　、（Ｉ）と順次上昇するに従って下方のガイド２
６畠、２εｂから順次開くように配置されている。

各々のガイド２１７ｍ、ｊｏｂ等は、前記のように閉じ
九とき、引上軸１９に係合されているリンダ４２を先端
の凹部４３（第３図参照）で把持し、開い九ときには、
引上げられてくる単結晶インゴット１３に干渉しないよ
うに、第３図に示す如く引上軸１９から十分遠ざかるよ
うになされている。なお、ガイド２６ａ、ｊｉｂ等は、
ガイド開閉板３０を引上軸１９と軸２５を結ぶ直線上に
位置させることにより、引上軸１９に対して対称的な位
置に保たれつつ開閉し、リンゲイ２を引上軸１９に対し
て同心上に保持し得るようになっている。

リング４２は、引−ヒ軸１９に対しわずかなすき間を置
いて回転自在に係合されると共に、引上軸１９に沿って
移動自在に係合されている。

次いで本装置の作用について説明する。引上開始時には
、ガイド開閉板３０をｆ＄４図囚区内す最下位置に置く
。このとき、ガイド２６１．２６ｂ、２７ａ、２７ｂお
よび２８息、２１１ｂの間には狭巾部３１．３２．３３
が位置し、これらのガイド２６＆、２６ｂ等をバネ２９
にて閉じると共に、このパネカにてガイド２６ａ１２６
ｂ等を前記ガイド開閉板３０の狭巾部１ハｓｚ、ｓｓに
押圧してこれらのガイド２６ａ１２６ｂ等を引上軸Ｊ９
に対して対称の位置に保持する。前記のように閉じられ
ているガイド２６ｍ、２６ｂ等をバネ２９に抗して手で
若干開き、引上軸１９にあらかじめ係合されているリン
グ４２を凹部４３内に入れて把持する。

次いで、シード２２をルツボ１１内の融液１２に接触さ
せ、引上軸回転モータ１７によりフレーム１５を回転さ
せて引上軸１９を回転させ、単結晶インゴット１ｓを育
成していく、このとき、引上軸１９は、各々のリング４
２を介してガイド２６ｍ、２６ｂ等により横振れを防止
される。

なお、引上軸１９の共振周波数ｆは なる式で表わされるが、この（１）式におけるＲはガイ
ド２６ｍ、２６ｂなどの横振れに対する支緊からシード
チャック７３１での実際の引上軸１９の長さでなく、前
記支点からシードチャック２３、シード２２および単結
晶インゴット１３を含めた重心位置Ｇまでの距離である
。ただし、（１１式におけるｇは重力加速度である。

そこで、前記のようなガイド２６鳳、２６ｂ等がなく、
単に上端の固定ガイド２４のみで引上軸１９を保持した
場合には、前記ｌは引上げ開始時には最も長く、引上げ
が進むに連れて次第に短かぐなっていくため、前記共振
周波数ｆに相当する引上軸１９のｔ／ｆ８回転数は第５
図に曲線Ａで示すようになり、引上げ開始時における回
転数Ｎｍにより非常に低く押えられてしまう。

しかしながら、本装置によれば、最下位置のガイド２６
ａ、２６ｂを融液１２の表面に対して比較的近く設置し
ておくことにより、引上げ開始における前記（１１式の
１を相当小さくすることができるため、第５図に曲＠Ｂ
で示すように、引上げ開始時の許容回転数を曲、ＩＡの
場合のＮ１からＮ、で示すように大巾に上昇させること
ができる。前記ｌは引上げが進むに連れて重心位置Ｇが
上昇するために次第に短かくなり、そのため許容回転数
は前記曲線Ｂで示すように上昇１ する。

引上げが進み、シードチャック２３がガイド２６ｍ、２
６ｂに近付いたならば、これを図示しない引上長さ検出
装置などの検知手段で検知し、駆動部４０を作動させて
、ガイド開閉板３０を、第４図■に示すように、距＠Ｓ
、だけ上昇させる。このガイド開閉板３０の上昇により
、ガイド２６ａ％　２６ｂは傾斜部３１によりバネ２９
に抗して開かれ、広巾部３４にて第３図に示すように、
開いた状態に保九れる。このとき、リング４２は、その
すぐ下まで上昇してきているシートチャック２３上に落
下して保持される。

このようにガイド２６ｍ、２６ｂが開くと、引上軸１９
はその上に位置するガイド２７ａ。

２ｒｂにて保持されることになる。そこで、Ｃ１１式の
１は長くな９、このため、許容回転数は、曲線Ｂ上のＮ
、で示すように所定量低下する。

このとき、シードチャック２３に対して重心位１ｉ１１
Ｇが引上げ開始時より下方へ移動している恵め、ガイド
２１ｍ、２１ｂからり一ドチャック２１までの距離を、
仮りに引上げ開始時のガイド２６ａ１２６ｂからシード
チャック２３までの距離と等しく定めても、直は引上げ
開始時より長くなり、このため前記許容回転数Ｎ、はＮ
。

より若干低下する。

シードチャック２３および嚇結晶インゴット１３は、引
上げが進むに連れてさらに上昇するが、最下位置のガイ
ド２６ｍ、２６ｂは前記のように開かれているため、こ
れらに干渉することなく引上げられていく。

こうして、シードチャック２３が中段のガイド２７ｍ、
２１ｂに近付くと、ガイド開閉板３０が駆動部４０によ
り第４図（Ｑに示すように、最下位置から距離Ｓ、だけ
上方の位置へ移動し、これらのガイド２７ｍ、２７ｂを
傾斜部３８と広巾部３５により開く。以下同様にしてシ
ードチャック２３が最上段のガイド２Ｂｍ、２１ｂに近
付くと、ガイド開閉板３０が第４図０に示すように距離
Ｓ、ｔで上昇し同ガイド２８ａ１２８ｂ′Ｉｔ傾斜部３
９と広巾部３６にて開き、引上軸１９を１熾まで引上げ
可能にする。

そこで、本装置によれば、前記ガイド２６１、ｘｓｂな
どの間隔Ｃを適宜に定めて複数個設置することによ抄、
前記倉を引上長さに関係なく、十分短かく押えることが
でき、この１によって定まる引上軸１９の共握周波数を
大巾にアップさせることができる。このため、引上軸１
９０回転数を十分為〈とることが可能となり、育成され
る単結晶インゴット１３の陵素Ｉｌ＆度および比抵抗の
分布特性を満足させるなどの引上条件に最も好しｈ引上
げが行なえる。

前述した実施例は、引上軸１９にあらかじめ係合された
リング４２を介して引上軸１９をガイド１ｔｉａ、ｘｔ
ｔｂ等によ）間接的にガイドするようにし先例を示し虎
が、ガイド２＃麿、Ｊｇｂ等にて直接引上軸１９を包囲
するようにしてもよく、まえ、ガイドｓｅａ、　Ｊｇｂ
等の開閉は、図示のようなガイド開閉板３ｏによらず公
知の種々の駆動手段を採用でき、さらにガイドは図示の
ような対称的な開閉方式のものによらず、引上軸１９に
対して係脱可能でかつ引上軸１９から遠ざけ得るもので
あればよｈ等、種々変更し得ることは言うまで本ない。

以上述べ友ように本発明によれば、可とう性材料からな
る引上軸の共振などによる横振れを引上開始時から終了
時までのすべての間においてより小さく押えることがで
き、引上軸を所望の速度で安定して回転させることがで
きる九め、良好な引上げを行な一部ると共に、各ガイド
は所定の位置にて開閉するのみであるため、引上機の高
さを高くする必要もない埠の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｆａ１図は本発明の一実施例を示す一部破断概暑図、第
２図は第１図の１−１線による部分拡大断面図、第３図
は第２図に示すガイドが開い次状態を示°を断面図、第
４回置ないし０はガイド開閉板およびそれとガイドとの
相対的位置関係の変化を示す図、第５図は引上長さと引
上軸の許容回転数との関係を示す曲線図である。 ＩＯ・・・引上機本体、１０　ｍ・・・加熱チャンバ、
ＩＯｂ・・・引上チしパ、１１・・・ルツボ、１３・・
・単結晶インゴット、１４・・・巻上装置、１９・・・
引上軸、２２・・・シード％２３・・・シードチャック
、２５・・・軸、２６ａ、Ｊ６ｂ、　２７１．２７ｂ、
ｊｔ８ａｈ２ａｂ・・・ガイド、２９・・・バネ、３ｏ
・・・ガイド開閉板、４０・・・駆動部、４１・・・昇
降ロッド。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦ｊｌＩ１図 第４１Ｉ （Ａ）　　　　（Ｂ）　　　　（Ｃ）　　　　（Ｄ）１
５１ｆ 引Ｊ−！にセ　− 第１頁の続き ０発　明　者　用鍋朝治 山形県西置賜郡小国町大字小国 町３７８東芝セラミック株式会社 小国製造所内 ０発　明　者　長谷部等 山形県西置賜郡小国町大字小国 町り７８東芝セラミックス株式会 社小国製造所内 ■出　願　人　東芝セラミックス株式会社東京都新宿区
西新宿１丁目２６番 ２号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１可とう性材料を引上軸として用いる半導体引上機
   において、引上軸に沿って複数個配置され、同引上軸を
   直接または間接的に回転可能に包囲すると共に同引上軸
   に対して係脱可能に設けられたガイドと、引上軸の引上
   げに従って下方に位置するガイドから順次同ガイドを引
   上軸から離脱させて遠ざけるガイド逃がし手段とを真備
   することを特徴とする半導体引上機における引上軸横振
   れ防止装置。 （２１ガイドが、引上軸に対して対称的に開閉可能に形
   成されている特許請求の範囲第１項記載の半導体引上機
   における引上軸横振れ防止装置。