WO1999015717A1

WO1999015717A1 - Appareil permettant de tirer un monocristal

Info

Publication number: WO1999015717A1
Application number: PCT/JP1998/004131
Authority: WO
Inventors: Makoto Kuramoto; Tetsuhiro Iida
Original assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp.
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 1999-04-01
Also published as: EP0940484A1; KR100526657B1; TW370580B; US6228167B1; KR20000069103A; EP0940484A4

Description

明細書単結晶引上げ装置技術分野

本発明は、引上げ C Z ( Czochralski ) 法により S i (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に関する。背景技術

一般に、引上げ C Z法による単結晶製造装置では、高耐圧気密チャンバ内を l O torr 程度に減圧して新鮮な A r (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るつぼ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、種結晶と石英るつぼを回転、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。

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 3〜4 m m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。

さらに、この小径のネック部を介しては、大径、大重量（ 1 5 0〜 2 0 0 k g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— 6 5 4 7 7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— 1 0 3 0 0 0号公報、特公平 7 - 5 1 5号公報に示されているものがある。

また、他の従来例としては、例えば特開平 5— 2 7 0 9 7 4号公報、特開平 7 - 1 7 2 9 8 1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 6 3— 2 5 2 9 9 1号公報、特開平 5— 2 7 0 9 7 5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。

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、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、さらに微小なパーティクル（粉塵）の混入は結晶品質を劣化させ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。特開平 5— 2 7 0 9 7 4号公報、特開平 5— 2 7 0 9 7 5号公報、特開平 5— 3 0 1 7 9 3号公報では、種結晶の引上げ機構と把持装置の引上げ機構は異なる駆動源からなり、これらをどのように同期運転するかの開示あるいは示唆がない。

特開平 9 - 2 8 9 3号公報では、種結晶の引上げ機構と把持装置の引上げ機構は異なる駆動源からなり、これらは同期運転あるいは独立して運転される旨の開示があるが、同期運転の場合その制御工程が複雑であり、制御に要する装置も複雑かつ高コストである。さらに、特公平 7— 5 1 5号公報では、把持装置を単結晶のくびれに係合させるための上下動機構が種結晶の引上げ機構を形成するシャフトに設けられ、係合後は種結晶の引上げ機構の制御のみで把持装置をも種結晶と同期して引上げる構成が開示されてはいるが、係合部を停止させるための有効な手段についての開示や示唆がなく、実現性に乏しいと言わざるを得ない。また、特公平 7— 5 1 5号公報及び特開平 7 - 1 7 2 9 8 1号公報では、駆動機構などの金属同士が接触するネジ部や機械駆動部を高温の引上げ炉内に配置しているので、耐熱対策が困難であったり、高温下において機械的機構が十分に機能しないことがあるなどの不具合があるのみならず、機械的接触部分から発生するパーティクルによる悪影響を受けやすく単結晶の引上げが阻害されることがあるという問題点がある。

また、特開平 9 - 2 8 9 3号公報では、駆動機構をすベて真空チャンバの外部に配置し、高温下の環境及び引上げ炉内へのパーティクルの混入の問題を回避し、かつ種結晶の引上げ速度と把持機構の引上げ速度を同期制御することにより、上記従来の問題点をすベて同時に解決しょうとの試みがなされている。しかし、この同期制御は、種結晶の引上げ用ワイヤを巻き取るワイヤドラムと把持手段が連結された引上げドライブの 2つの引上げ速度を相互に調整することで実現しているものであり、制御機構と制御プロセスが複雑で装置の設計、製造のコス卜が高くまた保守を容易に行うことが困難であるという問題がある。発明の開示

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、かつ高温下の影響及びパーティクル混入の問題を回避した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。

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に係合する把持部材を種結晶ホルダに対して上下方向に位置制御し、かつ上下方向の位置制御中以外のときは、種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより把持部材を種結晶ホルダと一体的に上下動させるよう構成するとともに、各駆動機構をルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に配置している。

本発明の他の態様では、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、この支持台を種結晶ホルダに対して上下方向に位置制御し、かつ上下方向の位置制御中以外のときは、種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより支持台を種結晶ホルダと一体的に上下動させるよう構成するとともに、各駆動機構をルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に配置している。

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、

前記種結晶ホルダと共に回転可能で、かつ前記種結晶ホルダの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

前記把持部材を前記種結晶ホルダに対して上下方向に位置制御し、かつ前記上下方向の位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記把持部材を前記種結晶ホルダと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

前記把持部材の先端を開閉させ、前記把持部材の先端が閉じたとき前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を把持するよう前記径拡大部の下方部分に前記把持部材の先端を移動させる把持部材開閉手段とを、有し、前記各手段の駆動機構が前記ルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置が提供される。

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に連結されたシャフトと、

前記シャフトを回転させる回転手段と、

前記シャフト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、

前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフ卜の上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

前記把持部材を前記シャフ卜に対して上下方向に位置制御し、かつ前記上下方向の位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記把持部材を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

前記把持部材の先端を開閉させ、前記把持部材の先端が閉じたとき前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を把持するよう前記径拡大部の下方部分に前記把持部材の先端を移動させる把持部材開閉手段とを、有し、前記各手段の駆動機構が前記ルヅボ及び成長させる単結晶を格納真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置が提供される。

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回転させる回転手段と、

前記種結晶ホルダと共に回転可能で、かつ前記種結晶ホルダの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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卜が設けられた支持台と、

前記支持台を前記種結晶ホルダの上下方向位置に対して上下方向に位置制御し、かつ位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記支持台を前記種結晶ホルダと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

前記支持台を前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を支持しない第 1の位置と前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を支持する第 2 の位置との間で移動させる支持台移動手段とを、

有し、前記各手段の駆動機構が前記ルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置が提供される。

前記シャフトを回転させる回転手段と、前記シャフト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、

前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフ卜の上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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、前記支持台を前記シャフ卜の上下方向位置に対して上下方向に位置制御し、かつ位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記支持台を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

さらに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の側面に係合する把持部材を種結晶ホルダに対して上下方向に位置制御し、かつ上下方向の位置制御中以外のときは、種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより把持部材を種結晶ホルダと一体的に上下動させるよう構成するとともに、各駆動機構をルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に配置している。

前記種結晶ホルダと共に回転可能で、かつ前記種結晶ホルダの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより前記種結晶の下方でかつ、直胴部の上に形成される一定の径を有する径拡大部の側面を把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

前記把持部材の先端を開閉させ、前記把持部材の先端が閉じたとき前記径拡大部の側面を把持するよう前記径拡大部の側面に前記把持部材の先端を移動させる把持部材開閉手段とを、

前記シャフトを回転させる回転手段と、

前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフトの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより前記種結晶の下方でかつ、直胴部の上に形成される一定の径を有する径拡大部の側面を把持するために先端が開閉可能な把持部材と、前記把持部材を前記シャフトに対して上下方向に位置制御し、かつ前記上下方向の位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記把持部材を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

有し、前記各手段の駆動機構が前記ルヅボ及び成長させる単結晶を格納真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置が提供される。図面の簡単な説明

上記発明の目的や特徴は、以下の内容の添付図面に沿って説明される実施の形態によりさらに明らかとなるであろう。

図 1は、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。

図 2は、図 1中の引上げシャフトに設けられた緩衝装置の 1例の断面図である。

図 3は、図 1中の引上げシャフ卜に設けられた緩衝装置の他の例の断面図である。

図 4は、図 1中の引上げシャフトに設けられた緩衝装置の更に他の例の断面図である。

図 5は、図 4中の A— A ' 線での断面図である。

図 6は、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。

図 7は、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。

図 8は、図 7中の B— B，線での断面図であり、実線と点線で回転移動の態様を示す図である。図 9は、本発明に係る単結晶引上げ装置の第 4実施形態を模式的に示す部分断面図である。

図 1 0は、本発明に係る単結晶引上げ装置の第 5実施形態を模式的に示す部分断面図である。

図 1 1は、図 1 0中の I I— I I，線での断面図である。

図 1 2は、第 5実施形態におけるアームとエアシリンダの関係を示す斜視図である。

図 1 3は、第 5実施形態におけるエアシリンダと径拡大部との関係を示す断面図である。

図 1 4は、本発明に係る単結晶引上げ装置の第 6実施形態を模式的に示す部分断面図である。

図 1 5は、本発明に係る単結晶引上げ装置の第 7実施形態を模式的に示す部分断面図である。発明を実施するための最良の形態

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一実施形態及びその引上げ工程を示す説明図である。図 1において、引上げシャフト 1の先端には種結晶ホルダ 2が取り付けられ、種結晶ホルダ 2には種結晶 3が取り付けられる。シャフト 1は静止部分であり、かつ成長させる単結晶 7と石英ルツボ 1 0を格納する真空室を構成するメカニカルチャンバ 1 8に対して上下動可能な第 1構造体 2 4に設けられたモータ 2 8により回転可能に配されている c 第 1構造体 2 4は雌ネジが内部に設けられているネジ部 2 6 (ナット部）を有し、このネジ部 2 6はメカニカルチャンバ 1 8に取り付けられている第 1モー夕 2 0により回転する雄ネジ付きロッド 2 2と螺合している。したがって、第 1モー夕 2 0の回転により、第 1構造体 2 4及び、これに取り付けられているモ一夕 2 8とシャフト 1は石英ルヅボ 1 0に対して上下に移動可能である。

シャフト 1の途中には結晶重量移動機構として機能する緩衝装置 6 0 が、シャフト 1の上下の回転を伝達する形で設けられている。緩衝装置 6 0の構成については後述する。第 1構造体 2 4には雄ネジ付き口ッド

3 2の下端が固定されていて、雄ネジ付き口ッド 3 2は第 2構造体 3 4 に設けられている雌ネジが内部に設けられているネジ部 3 6に螺合している。雄ネジ付き口ッド 3 2は第 2構造体 3 4に設けられている第 2モ —夕 3 0により回転可能であり、その回転により、第 2構造体 3 4は第 1構造体 2 4に対して上下に移動可能である。さらに、第 2構造体 3 4 には雄ネジ付き口ッド 4 2の下端が固定されていて、雄ネジ付き口ッド

4 2は第 3構造体 4 4に設けられている雌ネジが内部に設けられているネジ部 4 6に螺合している。雄ネジ付きロッド 4 2は第 2構造体 4 4に設けられている第 3モー夕 4 0により回転可能であり、その回転により、第 3構造体 4 4は第 2構造体 3 4に対して上下に移動可能である。

第 2構造体 3 4は下方に伸長して配される伸長部 3 8 Aと、その下端から水平方向に伸長して配され、中央に円形孔を有する板部 3 8 Bを有し、これらは第 2構造体 3 4と一体となって上下動するものである。また、第 3構造体 4 4は下方に伸長して配される伸長部 4 8 Aと、その下端から水平方向に伸長して配され、中央に円形孔を有する板部 4 8 Bを有し、これらは第 3構造体 4 4と一体となって上下動するものである。板部 3 8 B、 4 8 Bの中央孔にはそれそれシャフト 1の外周に同軸で形成された同軸シリンダ 5 0、 5 4が挿入されている。シリンダ 5 0はその上部フランジ部 5 0 Aがボールベアリング 5 2を介して板部 3 8 Bの上面に回転可能に配され、一方、シリンダ 5 4はその上部フランジ部 5 4 Aがボールべァリング 5 6を介して板部 4 8 Bの上面に回転可能に配されている。シリンダ 5 0の外周部はメカニカルチヤンバ 1 8の上端に設けられている中央孔に対してボールベアリング 5 7を介して回動可能とされ、かつシール部材 5 9にてメカニカルチャンバ 1 8の内部は真空あるいは不活性ガスが気密に保たれる。なお、シャフト 1 とシリンダ 5 4、シリンダ 5 4とシリンダ 5 0の間の空間もすベて図示省略のシール部材により気密に保たれる。

シリンダ 5 0の下方には、その下方フランジ部 5 0 Bに把持アーム 1 2の上端がビボット 1 2 Aにて回動可能に取り付けられている。把持ァ —ム 1 2の下端は L字の形状となって、その先端は径拡大部 5を把持する爪部 1 3を構成する。把持アームは図では 2つが示されているが、必要に応じて 3個以上設けることができ、その爪部 1 3にて径拡大部 5の下端を周囲から囲むよう把持することができる。なお、爪部 1 3の先端を広げて、径拡大部 5を両側から保持する構成の場合は、アーム 1 2及びその爪部 1 3は 2つでも十分に機能できる。シリンダ 5 4の下方には、その下方フランジ部 5 4 Bにリンク部材 5 8の上端がピボット 5 8 Aにて回動可能に取り付けられている。リンク部材 5 8の下端は把持アーム 1 2の中央よりやや上方付近にピボット 1 2 Bにて回動可能に取り付けられている。なお、メカニカルチャンバ 1 8の上部に配されている各機構ゃ部材はすべて、真空チャンバ外であり、よって、可動部の運動による真空チャンバ（メカニカルチャンバ） 1 8内への粉塵の影響を極めて少なくすることができる。

シャフト 1の途中に設けられている緩衝装置 6 0の構成について図 2 〜 5によって説明する。図 2、図 3、図 4はそれそれ緩衝装置 6 0の異なる実施の形態を示すもので、これらを 6 0 A、 6 0 B、 6 0 Cで示す。まず図 2〜図 4の共通の構成として、図 1で示されているシャフト 1の上方部分を 1 A、下方部分を 1 Bで示し、シャフト 1の上方部分 1 Aの下端には下方に穴のある箱状体 6 2が設けられている。シャフト 1の下方部分 1 Bの上端には断面が T字状のフランジ部 1 C (図 4では 1 D ) が設けられていて、このフランジ部 1 Cは箱状体 6 2の内部に保持されている。図 2の構成ではフランジ部 1 Cの下端と箱状体 6 2の内部底面との間に弾性部材としての圧縮ゴムブロック 6 4が配されている。図 3 の構成ではフランジ部 1 Cの上端と箱状体 6 2の内部上面との間に弾性部材としての引張りパネ（コイルスプリング） 6 6が配されている。図 4の構成ではフランジ部 1 Dの内部と箱状体 6 2の内部上面壁部の内部にそれそれ両端が埋め込まれた弾性部材としての引張りゴムプロック 6 8が配されている。図 5は図 4の A— A ' 線での断面図であり、図 2、図 3についても同様である。図 5に示されるように、箱状体 6 2の下方の穴を画定しているシリンダ部 6 3に設けられた溝 6 3 Mにシャフト 1 の下方部分 1 Bの外周の一部に軸方向に設けられた突起 1 Tが係合して、回転力が伝達され、よって、シャフト 1の上方部分 1 Aと下方部分 1 B は緩衝装置 6 0 ( 6 0 A、 6 0 B、 6 0 C ) の存在にかかわらず同期回転が可能である。

次に図 1の単結晶引上げ装置の動作について説明する。単結晶本体 7 を製造する場合、メカニカルチャンバ 1 8内を 1 O torr 程度に減圧して新鮮な A r (アルゴン）ガスを流すとともに、メカニカルチャンバ 1 8内の下方に設けられた石英ルツボ 1 0内の多結晶を加熱して溶融する。引上げの準備が完了すると、まず、第 1モータ 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よってシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸潰させてなじませる。このとき、アーム 1 2は先端が S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、把持アーム 1 2の先端は、引上げ中の径拡大部 5に接触しないように開'いている（図 1の状態）。次いで所定時間経過後に第 1モー夕 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3〜 4 m mの小径のネック部 4を形成させ、次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を形成した後、引上げ速度を比較的速くして、径拡大部 5 の下にくびれ部 6を形成させ、次いで結晶本体部分 7の形成を開始させる。

前述の径拡大部 5の下のくびれ部 6を把持するための 2以上の把持ァーム 1 2 と、その開閉のための動力を伝達するリンク機構 5 8が 2つのシリンダ 5 0、 5 4により回転することにより、径拡大部 5と共に回転するように配置されている。把持アーム 1 2はその先端がくびれ部 6を把持するために開閉可能であるとともに、把持状態でくびれ部 6を引き上げるために第 2構造体により上下移動可能に構成されている。また、把持アーム 1 2を開閉させるリンク機構 5 8とその接続されているシリンダ 5 4は第 3構造体 4 4により上下移動可能である。また、把持ァ一ム 1 2の先端の爪部 1 3は、爪部 1 3が引上げ中の径拡大部 5が接触したことを、例えばシリンダ 5 0、アーム 1 2、爪部 1 3、単結晶 7を介して構成される電流路における電流を検出回路を接続して検出することが可能である。また、爪部 1 3に径拡大部 5の荷重がかかったことを検出するための重量負荷検知方式センサをシリンダ 5 0に取り付けることができる。かかる検出回路やセンサによる検出により、第 2構造体を上下に移動させる第 2モー夕を制御して、アーム 1 2を引き上げる速度を制御することが可能である。

この引上げ中に、径拡大部 5が所定の高さまで上昇すると、把持ァーム 1 2の先端が径拡大部 5の下方に位置するように、第 2モー夕 3 0を運転して第 2構造体 3 4を下降させて所定位置で第 2モー夕 3 0を停止する。次いで、把持アーム 1 2の先端の爪部 1 3が閉じるように第 3モ一夕 4 0を運転して第 3構造体 4 4を上昇させる。その結果、把持ァ一ム 1 2の先端の爪部 1 3は径拡大部 5の下方に入り込む。この状態で第 3モー夕 4 0を停止し、次いで第 2モ一夕 3 0を運転し、閉じた状態のアーム 1 2を微動上昇させる。こうして爪部 1 3がくびれ部又は径拡大部 6の下端に接触したら、第 2モー夕 3 0を直ちに停止する。この状態で爪部 1 3は径拡大部 5を把持している。この段階で、結晶本体部分 7 がこの把持による振動などにより多結晶化しないように、把持後の単結晶荷重の移動をスムーズかつソフトに実行する必要がある。図 1の実施の形態では、緩衝装置 6 0が引上げシャフト 1に設けられているので、この移動が衝撃を伴わずに行われる。

なお、径拡大部 5の把持に際し、第 2モ一夕 3 0を回転させてシリンダ 5 0を上昇させ、把持アーム 1 2を微動させるに際し、把持アーム 1 2は第 2構造体 3 4と共に、すなわち第 1構造体 2 4並びに引上げシャフト 1 とと共に上昇しているので、引上げシャフト 1の上昇速度より速い速度とする。こうして把持アーム 1 2の爪部 1 3が径拡大部 5を把持すると、第 2モータ 3 0は停止し、第 2構造体 3 4は第 1構造体 2 4に対して固定される。なお、これに先立ち爪部 1 3が径拡大部 5の下方に位置するよう第 3モー夕 4 0が運転された後、第 3モー夕 4 0は回転を停止し、第 3構造体 4 4は第 2構造体 3 4に対して固定されている。この状態で、第 1モ一夕 2 0による駆動のみで第 1構造体 2 4、第 2構造体 3 4、第 3構造体 4 4がすべて一体となって上昇する。したがって、種結晶 2と爪部 1 3は完全に同一の速度にて上昇することとなる。

なお、上記実施形態では、検出回路あるいはセンサを把持アームの接続されるシリンダ 5 0あるいは爪部 1 3を含む部分に設けたが、種結晶昇降機構を構成するシャフト 1側に設けたり、さらに、把持アーム 1 2 の爪部 1 3が径拡大部 5に接触する位置関係にあることを、非接触型のセンサである、光センサや、撮像装置と画像処理装置を組み合わせた装置などで検出して、把持アーム 1 2の駆動タイミングを決定するようにしてもよい。

次に図 6により本発明の単結晶引上げ装置の第 2実施の形態について説明する。第 2実施の形態は第 1実施の形態の変形例であり、単結晶の径拡大部 5を把持するアームの構成及びその開閉機構が第 1の実施の形態と異なる。また、シャフト 1の回転機構、アームの回転機構も第 1の実施の形態とは異なる。これらの異なる点を中心に説明する。モ一夕 2 0はメカニカルチャンバ 1 8に載置され、ネジ付きロッド 2 2を回転させて第 1構造体 2 4を上下動させる点は第 1実施の形態と同様である。引上げシャフト 1は第 1構造体 2 4に回動可能に取り付けられ、モー夕 2 8 Aの動力をベルト 2 8 Bを介してプーリ 2 8 Cに伝達して、シャフト 1が回転する構成となっている。第 1構造体 2 4には下方に伸長するネジ付き口、ソド 3 2が回転可能に保持され、第 2構造体 3 4に取り付けられたモータ 3 0により回転することにより、第 1実施の形態と同様に第 2構造体 3 4が第 1構造体 2 4に対して上下動する。第 2構造体 3 4 にはシリンダ 3 3が回転可能に取り付けられていて、第 2構造体に載置されたモー夕 3 1からの動力をベルト 3 1 Bを介して受けることにより、シリンダ 3 3が回転する。モ一夕 2 8 Aとモ一夕 3 1は図示省略の同期制御装置により制御され、シャフト 1 とシリンダ 3 3が同期回転する。

シリンダ 3 3の内部には、シャフト 1に対してその半径方向に移動可能な複数の把持アーム 3 5が保持されている。把持アーム 3 3は第 1の実施の形態における把持アーム 1 2に対応するものであり、その下方先端の爪部 1 3が閉じたとき径拡大部 5を把持するものである。また、把持アーム 3 5は図 6では 2本であるが、必要により増加することができ、また爪部を広くすることも第 1の実施の形態と同様に可能である。把持アーム 3 5はその上部ある図示省略の駆動機構としてのエア一シリンダ又は油圧シリンダなどに圧力ガスあるいは圧力液体を供給することにより、開閉する。

次に図 7により本発明の単結晶引上げ装置の第 3実施の形態について説明する。第 3実施の形態は第 1実施の形態の変形例であり、単結晶の径拡大部 5を保持する構成などが第 1の実施の形態と異なる。これらの異なる点を中心に説明する。モー夕 2 0はメカニカルチャンバ 1 8に載置され、ネジ付きロッド 2 2を回転させて第 1構造体 2 4を上下動させる点は第 1実施の形態と同様である。引上げシャフト 1は第 1構造体 2 4に回動可能に取り付けられ、第 1構造体 2 4に載置されたモ一夕 2 8 によりシャフト 1が回転する構成となっている。第 1構造体 2 4の下方には、シャフト 1に固定されて、シャフト 1 と共に回転する回転基板 3 4 Aが設けられている。この回転基板 3 4 Aは第 1の実施の形態における第 2構造体 3 4に対応するとも考えられるが、第 1構造体 2 4に対しては常に上下方向位置は一定である点で異なっている。

回転基板 3 4 Aにはモー夕 3 0が載置され、ネジ付き口ッド 3 2を回転させる構成となっている。ネジ付き口ッド 3 2は回転基板 3 4 Aに対して上下方向に移動可能であり、かつ回転可能に保持された支持体シャフト 7 2に回転可能に保持された雌ネジ部 3 6に螺合している。したがつて、回転基板 3 4 Aに取り付けられたモ一夕 3 0が回転することにより、支持体シャフト 7 2が回転基板 3 4 A並びに第 1構造体 2 4に対して上下動する。

支持体シャフト 7 2はメカニカルチャンバ 1 8の上部にベアリング 8 2を介して回転可能に取り付けられている回転テーブル 8 0を介してメ力二カルチヤンバ 1 8の内部に伸長していて、その下端には皿状部材である支持体 7 0が取り付けられている。図 8は図 7中の B— B ' での断面図である。支持体 7 0は図 8に示すように中央に貫通孔 7 3が設けられ、この貫通孔 7 3は貫通するスリット 7 4を介して外周部と連通している。支持体シャフト 7 2はモー夕支持部 4 1に取り付けられたモー夕 4 0により約 9 0度にわたって回転可能であり、よって、支持体 7 0は図 8に実線で示す非保持位置から点線で示す保持位置までの間を回転して移動できる。スリット 7 4は予定される径拡大部 5の下方の単結晶の径より大きく設計され、スリット 7 4を介して支持体 7 0が径拡大部 5 の下方に入り込むことができる。

図 7において、回転基板 3 4 Aにはバランスウェイト 9 0が、その調整ネジ 8 2 と共に設けられ、また、回転テーブル 8 0にはシール部材 8 4、 8 6、 8 8が設けられている。また、引上げシャフト 1には第 1実施の形態同様、緩衝装置 6 0が設けられている。

図 7の第 3実施の形態は次のように動作する。第 1の実施の形態同様、引上げの準備が完了すると、まず、第 1モー夕 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よってシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸漬させてなじませる。このとき、支持体 7 0は先端が S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、支持体 7 0は、引上げ中の径拡大部 5に接触しないように図 8の実線の非支持位置にある。

次いで所定時間経過後に第 1モー夕 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3 ~ 4 mmの小径のネック部 4を形成させ、次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を形成した後、引上げ速度を比較的速くして、径拡大部 5 の下にくびれ部 6を形成させ、次いで結晶本体部分 7の形成を開始させる o

次いでモー夕 3 0を回転させて支持体 7 0が径拡大部 5の下方に位置する高さとする。その後、モ一夕 4 0を回転させて、支持体シャフト 7 2を図 8の点線の位置まで回転させ、支持体 7 0が径拡大部 5の真下に位置するようにする。次にモー夕 3 0を更に回転させて支持体 7 0を上昇させ、引上げシャフト 1の上昇速度より速い速度とする。こうして支持体 7 0が径拡大部 5の下端を保持すると、モー夕 3 0を停止する。その後は、モー夕 2 0により第 1構造体 2 4と回転基板 3 4 Aがー体となつて上昇するので、種結晶 2 と支持体 7 0は完全に同一の速度にて上昇することとなる。

次に図 9により本発明の単結晶引上げ装置の第 4実施の形態について説明する。第 4実施の形態は第 3実施の形態の変形例であり、第 3実施の形態における回転基板 3 4 Aと回転テーブル 8 0を一体化し、メカ二カルチャンバ 1 8の代りに上下方向に伸縮自在なベロ一チャンバ 1 8 A を用いた点などが第 3の実施の形態と異なる。これらの異なる点を中心に説明する。モータ 2 0は図示省略の静止部材に載置され、ネジ付き口ッド 2 2を回転させて第 1構造体 2 4を上下動させる点は第 1実施の形態とほぼ同様である。但し、第 1構造体 2 4は主として 3つの部材 2 4 A、 2 4 B、 2 4 Cからなり、ネジ部 2 6を 2つ有する、 L字状部 2 4 A複数の固定シャフト 2 4 Bを介して基板 2 4 Cに接続されている。引上げシャフト 1は第 1構造体 2 4の基板 2 4 Cに回動可能に取り付けられ、基板 2 4 Cに載置されたモータ 2 8によりシャフト 1が回転する構成となっている。基板 2 4 Cの下方には、シャフト 1 と一体的に接続されて、シャフト 1 と共に回転する回転テーブル 8 0 (第 3の実施の形態の回転基板 3 4 Aと回転テーブル 8 0を兼用したもの）が設けられている。この回転テーブル 8 0は、第 1構造体 2 4に対しては常に上下方向位置は一定である。

回転テーブル 8 0にはモー夕 3 0が載置され、ネジ付き口ヅド 3 2を回転させる構成となっている。ネジ付き口ッド 3 2は回転テ一ブル 8 0 に対して上下方向に移動可能であり、かつ回転可能に保持された支持体シャフト 7 2に回転可能に保持された雌ネジ部 3 6に螺合している。したがって、回転テーブル 8 0に取り付けられたモ一夕 3 0が回転することにより、支持体シャフト 7 2が回転テーブル 8 0並びに第 1構造体 2 4に対して上下動する。回転テーブル 8 0は第 1構造体 2 4の L字部材 2 4 Aの上部にベアリング 8 を介して回転可能に取り付けられている。支持体シャフト 7 2は回転テーブル 8 0を介してべローチヤンバ 1 8 Aの内部に伸長していて、その下端には皿状部材である支持体 7 0が取り付けられている。支持体 7 0の構成は第 3実施の形態と同一であり、説明は省略する。

モー夕 4 0により支持体シャフト Ί 2が図 8の矢印で示すように回転することにより支持体 7 0が径拡大部 5の下方に入り込むことができる。図 9において、回転テーブル 8 0にはバランスウェイト 9 0が、その調整ネジ 8 2 と共に設けられ、また、シ一ル部材 8 4、 8 6、 8 8が第 3 実施の形態と同様に設けられている。また、引上げシャフト 1には第 1 実施の形態同様、緩衝装置 6 0が設けられている。

図 9の第 4実施の形態は次のように動作する。第 3の実施の形態同様、引上げの準備が完了すると、まず、第 1モー夕 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よってシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸漬させてなじませる。このとき、支持体 7 0は先端が S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、支持体 7 0は、引上げ中の径拡大部 5に接触しないように図 8の実線の非支持位置にある。次いで所定時間経過後に第 1モー夕 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3〜 4 m mの小径のネック部 4を形成させ、次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を形成した後、引上げ速度を比較的速くして、径拡大部 5 の下にくびれ部 6を形成させ、次いで結晶本体部分 7の形成を開始させる o

次いでモ一夕 3 0を回転させて支持体 7 0が径拡大部 5の下方に位置する高さとする。その後、モータ 4 0を回転させて、支持体シャフト 7 2を図 8の点線の位置まで回転させ、支持体 7 0が径拡大部 5の真下に位置するようにする。次にモー夕 3 0を更に回転させて支持体 7 0を上昇させ、引上げシャフト 1の上昇速度より速い速度とする。こうして支持体 7 0が径拡大部 5の下端を保持すると、モータ 3 0を停止する。その後は、モー夕 2 0により第 1構造体 2 4と回転基板 3 4 Aがー体となつて上昇するので、種結晶 2 と支持体 7 0は完全に同一の速度にて上昇することとなる。第 4実施の形態は、ベローチャンバ 1 8 Aを用いることにより、第 3実施の形態の回転基板 3 4 Aと回転テーブル 8 0を兼用することを可能としており、よって、単結晶引上げ装置全体の高さを第 3実施の形態に比較して少ない寸法に抑えることができる。

図 1 0は本発明に係る単結晶引上げ装置の第 5実施形態及びその引上げ工程を示す説明図である。図 1 0において、引上げシャフト 1の先端には種結晶ホルダ 2が取り付けられ、種結晶ホルダ 2には種結晶 3が取り付けられる。引上げシャフト 1は成長させる単結晶 7と石英ルヅボ 1 0を格納する真空室を構成し、かつ静止部分であるメカニカルチャンバ 1 8に対して上下動可能な円板状の第 1構造体 2 4に設けられたモー夕 2 8により回転可能に配されている。すなわち、モ一夕 2 8は図示省略のプーリ、ベルト 2 6、引上げシャフト 1に取り付けられたプーリ 2 7 を介して引上げシャフト 1を回転させる構造となっている。この引上げシャフト 1は、いわゆる無転位化のための引上げを行うもので、無転位化軸ともいわれる。第 1構造体 2 4は雌ネジが内部に設けられている図示省略のネジ部（ナット部）を有し、このネジ部はメカニカルチャンバ 1 8に取り付けられている第 1モ一夕 2 0により回転する雄ネジ付き口ッド 2 2 A (ボールネジ）と螺合している。したがって、第 1モー夕 2 0の回転により、第 1構造体 2 4及び、これに取り付けられているモー夕 2 8とシャフト 1は石英ルツボ 1 0に対して上下に移動可能である。なお、引上げシャフト 1は第 1構造体 2 4に対してベアリング 2 4 Bを介して回転可能に支持されている。

第 1構造体 2 4には雄ネジ付きロッド 3 2 A (ボールネジ）とガイドロッド 3 2 Bの上端が固定されていて、雄ネジ付き口ッド 3 2 Aは円板状第 2構造体 3 4に設けられている雌ネジが内部に設けられている図示省略のネジ部に螺合している。雄ネジ付き口ッド 3 2 Aは第 2構造体 3 4に設けられている第 2モ一夕 3 0により回転可能であり、その回転により、第 2構造体 3 4は第 1構造体 2 4に対して上下に移動可能である。さらに、第 2構造体 3 4には圧縮ガス導入部 3 6が設けられている。圧縮ガス導入部 3 6はベアリング 3 6 Bを介して引上げシャフト 1の外周に接していて、図示省略のポンプから供給される圧縮ガスを受け入れる。また、第 2構造体 3 4はべァリング 3 4 Bを介して引上げシャフト 1の周囲に同軸で配されているシリンダ 5 0の外周に接している。雄ネジ付きロッド 3 2 Aとガイドロッド 3 2 Bは、それそれ第 2構造体 3 4から下方に伸長して、それらの下端は第 3構造体 4 0に固定されている。また、第 3構造体 4 0はシリンダ 5 0の外周に対してべァリング 4 0 Bを介して接している。したがって、シリンダ 5 0は第 2構造体 3 4と第 3 構造体 4 0に対して回転可能である。第 3構造体 4 0には、それ自体を補強し、かつべァリング 4 0 Bを保持する環状板 4 2が設けられている。図 1 1は、図 1 0中の線 I I— I I ' での断面図である。シリンダ 5 0は二重構造であり、圧縮ガス導入部 3 6から導入される圧縮ガスを導く環状通路 5 0 Pを有している。すなわち、シリンダ 5 0は内シリンダ 5 0 Bと外シリンダ 5 0 Aを有し、これらは、引上げシャフト 1に同軸に配されている。また、引上げシャフト 1の外周には軸方向に伸長する突起 1 Aが設けられ、一方、内シリンダ 5 0 Bの内周部には、この突起 1 Aを受入れる凹部 5 0 Cが設けられている。よって、引上げシャフト 1の回転により、シリンダ 5 0は同期回転可能である。シリンダ 5 0の下端からは引上げシャフト 1が露出している。また、シリンダ 5 0の下端近傍には、下方に伸長する 2本のアーム 1 2 A、 1 2 Bが取り付けられている。シリンダ 5 0はボールベアリング 1 8 Bを介してメカニカルチャンバ 1 8に対して回動可能とされ、かつシール部材 5 9にてメカ二カルチャンバ 1 8の内部は真空あるいは不活性ガスが気密に保たれる。なお、引上げシャフト 1 とシリンダ 5 0の間の空間もすベて図示省略のシール部材により気密に保たれる。

把持アーム 1 2 A、 1 2 Bの下端は、それそれ L字の形状となって、その先端には径拡大部 5の側面を把持するエアシリンダ 1 4 A、 1 4 B が取り付けられている。図 1 0では 2つのエアシリンダ 1 4 A、 1 4 B が示されているが、図 1 2に示すように把持アーム 1 2 A、 1 2 Bの下端に取り付けられたリング状部材 1 6に放射状に 4つのエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dを設けることができる。なお、複数のエアシリンダ 1 4 A 〜 1 4 Dをリング状部材 1 6により放射方向に配置して固定することにより、各エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dのビストン 5 2の軸は放射方向（半径方向）に配置され、かつ水平方向（単結晶の引き上げ方向に垂直な方向）に配置されることとなる。かかるリング状部材 1 6を用いることにより、ピストン 5 2による水平方向の反作用が補償される。

把持アームは図 1 0では 2つが示されているが、必要に応じて 3個以上設けることができる。メカニカルチャンバ 1 8の上部に配されている各機構ゃ部材はすべて、真空チャンバ外であり、よって、可動部の運動による真空チャンバ（メカニカルチャンバ） 1 8内への粉塵の影響を極めて少なくすることができる。

図 1 3はエアシリンダ 1 4 Bの構造を示す模式的断面図である。エアシリンダ 1 4 Bは固定支持部 5 3に対して垂直に移動可能なビストン 5 2を有し、ピストン 5 2の先端にはヘッド 5 6が取り付けられ、保持部の外縁部とへッド 5 6の外縁部はべローズ 5 4により接続されてピストン室 5 7が画定されている。ベロ一ズ 5 4は、それ自体の収縮力により、ガス圧がビストン室 5 7に加わらない状態では、縮んだ状態である。へッド 5 6の先端には径拡大部 5の側面に接触可能な接触部材 5 8が取り付けられている。固定支持部 5 3にはシリンダ 5 0の環状通路 5 0 Pと、把持アーム 1 2 A、 1 2 Bの図示省略の内部空間を通って供給される圧縮ガスをビストン室 5 7に導く連通孔 5 5が設けられている。なお、径拡大部 5に体して開閉するのは、複数の接触部材 5 8であって、把持ァーム 1 2 A、 1 2 B自体は径拡大部 5半径方向に移動するものではない。次に図 1 0の単結晶引上げ装置の動作について説明する。単結晶本体 7を製造する場合、メカニカルチャンバ 1 8内を 1 0 torr 程度に減圧して新鮮な A r (アルゴン）ガスを流すとともに、メカニカルチャンバ 1 8内の下方に設けられた石英ルツボ 1 0内の多結晶を加熱して溶融する。引上げの準備が完了すると、まず、第 1モー夕 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よって無転位化軸である引上げシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸潰させてなじませる。このとき、把持アーム 1 2 A、 1 2 Bは先端のエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dが S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dの接触部材 5 8は、弓 I 上げ中の径拡大部 5に接触しないように開いている（図 1 0は閉じた状態を示している）。次いで所定時間経過後に第 1モー夕 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3〜4 m mの小径のネック部（ダッシュネック） 4を形成させる。次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を所定長さにわたって形成した後、引上げ速度を比較的遅くして、径拡大部 5の下に単結晶本体部分 7の形成を開始させる。

前述の径拡大部 5の側面を把持するためのエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dに圧縮ガス導入部 3 6、シリンダ 5 0の環状通路 5 0 P、把持アーム 1 2 A、 1 2 B内にある図示省略の通路を介して圧縮ガスを供給することにより、接触部材 5 8が径拡大部 5の側面を放射方向の 4方向から挟み込むように把持する。接触部材 5 8が径拡大部 5の側面を把持するのは、引上げシャフト 1にかかる単結晶 7の荷重が 1 0 0 k g程度となつたときである。把持アーム 1 2 A、 1 2 Bがシリンダ 5 0により回転することにより、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dは径拡大部 5 と共に回転する。また、把持アーム 1 2 A、 1 2 Bは、把持状態で径拡大部 5を引き上げるために第 2構造体 3 4により上下移動可能に構成されている。上記エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dによる径拡大部 5の側面の把持について詳しく説明する。引上げシャフト 1の引上げにより径拡大部 5が所定の高さまで上昇すると、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dの接触部材 5 8 が径拡大部 5の側面に位置するように、第 2モー夕 3 0を運転して第 2 構造体 3 4を下降させて所定位置で第 2モー夕 3 0を停止する。次いで、径拡大部 5の側面を把持するためのエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dに圧縮ガスを供給することにより、ピストン 5 2が移動して、ベローズ 5 4が伸び、接触部材 5 8が径拡大部 5の側面を放射方向の 4方向から挟み込むように把持する。その結果、接触部材 5 8は径拡大部 5の側面を 4方向から挟み込んだ状態となる。ガス圧が所定となると、図示省略のバルブが閉じ、加圧状態、すなわち把持状態が維持される。この状態で第 1 モー夕 2 0を運転し、第 1構造体 2 4、第 2構造体 3 4を一体的に引き上げることにより、引上げシャフト 1 と接触部材 5 8を同期して引き上 -げる。この段階で、結晶本体部分 7がこの把持による振動などにより多結晶化しないように、把持後の単結晶荷重の移動をスムーズかつソフトに実行する必要がある。なお、パネなどで構成される図示省略の緩衝装置を引上げシャフト 1の途中に設けることは、この移動が衝撃を伴わずに行われるので好ましい。

上記説明からわかるように、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dの駆動により径拡大部 5が把持された状態では、第 2モー夕 3 0は停止し、第 2構造体 3 4は第 1構造体 2 4に対して固定される。この状態で、第 1モー夕 2 0による駆動のみで第 1構造体 2 4と第 2構造体 3 4がー体となつて上昇する。したがって、種結晶 3と接触部材 5 8は完全に同一の速度にて上昇することとなる。第 1モー夕 2 0の速度制御は成長させる単結晶 7の直径の観測ゃ融液 1 1の温度測定結果などを用いて自動制御することができる。換言すれば、本実施形態では無転位化軸である引上げシャフト 1 と径拡大部 5を把持する部材、すなわちシリンダ 5 0、接触部材 5 8などが一体となって単一の駆動源、すなわち第 1モー夕 2 0により引き上げられるので、引上げ速度の制御は、無転位化軸のみについて行えばよく、制御が簡単で、かつ容易に単結晶の自重を移動させて、無転位化を実現することができる。この機能は以下の実施形態にも共通である。なお、停電時などに、ガス圧が低下して、径拡大部 5の把持力が弱まることは単結晶の落下事故につながる可能性があるので、圧縮ガスの通路にバルブを設け、一旦、加圧状態、すなわち、図 1 3のピストン 5 2が接触部材 5 8を閉じた状態となると、このバルブが自動的に閉じて、所定値以上の把持力を継続する構成とすることが好ましい。

次に図 1 4により本発明の単結晶引上げ装置の第 6実施形態について説明する。第 6実施形態は第 5実施形態の変形例である。図 1 4において、引上げシャフト 1の先端には種結晶ホルダ 2が取り付けられ、種結晶ホルダ 2には種結晶 3が取り付けられている点などは第 5実施形態と同様である。シャフト 1は、静止部分であるメカニカルチヤンバ 1 8に対して上下動可能な第 1構造体 2 4に設けられたモー夕 2 8により回転可能に配されている。第 1構造体 2 4は雌ネジが内部に設けられているネジ部 2 5 (ナット部）を有し、このネジ部 2 5はメカニカルチャンバ 1 8に取り付けられている第 1モー夕 2 0により回転する雄ネジ付き口ッド 2 2と螺合している。したがって、第 1モー夕 2 0の回転により、第 1構造体 2 4及び、これに取り付けられているモータ 2 8とシャフト 1は石英ルツボ 1 0に対して上下に移動可能である。

第 1構造体 2 4には雄ネジ付き口ッド 3 2の下端が固定されていて、雄ネジ付き口ッド 3 2は第 2構造体 3 4に設けられている雌ネジが内部に設けられているネジ部 3 3に螺合している。雄ネジ付き口ッド 3 2は第 2構造体 3 4に取り付け部材 3 1により設けられている第 2モ一夕 3 0により回転可能であり、その回転により、第 2構造体 3 4は第 1構造体 2 4に対して上下に移動可能である。さらに、第 2構造体 3 4は下方に伸長する伸長部 3 5 と、伸長部 3 5の下端から水平に伸長する板部 3 7を有し、これらは第 2構造体 3 4と一体となって上下動するものである。板部 3 7の上面にはシリンダ 5 0のフランジ 5 0 Fがベアリング 3 7 Bを介して回動可能に支持されている。シリンダ 5 0は、上記フランジ 5 0 Fを除き、第 5実施形態のシリンダ 5 0と同様、圧縮ガスを導く二重構造となっていて、引上げシャフト 1に同軸に配されている。また、シリンダ 5 0は第 5実施形態同様、図 1 1の構造により引上げシャフト 1の回転に同期して回転する。シリンダ 5 0の下方には、第 5実施形態同様、把持アーム 1 2 A、 1 2 Bと、その先端に取り付けられたエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dが設けられている。

シリンダ 5 0は図示省略のボールベアリングを介してメ力二カルチヤンバ 1 8に対して回動可能とされ、かつシール部材 5 9にてメカニカルチャンバ 1 8の内部は真空あるいは不活性ガスが気密に保たれる。なお、シャフト 1 とシリンダ 5 0の間の空間もすベて図示省略のシール部材により気密に保たれる。

次に図 1 4の単結晶引上げ装置の動作について第 1の実施形態と異なる点を中心に説明する。メカニカルチャンバ 1 8内の下方に設けられた石英ルツボ 1 0内の多結晶を加熱して溶融し、引上げの準備が完了すると、まず、第 1モー夕 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よつて引上げシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸潰させてなじませる。このとき、アーム 1 2 A、 1 2 Bは先端のエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dが S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dは、引上げ中の径拡大部 5に接触しないように開いている（図 1 4の状態）。次いで所定時間経過後に第 1モータ 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3〜4 m mの小径のネック部 4を形成させ、次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を所定長にわたって形成した後、引上げ速度を比較的遅くて、結晶本体部分 7の形成を開始させる。

径拡大部 5が所定の高さまで上昇すると、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dの接触部材把持アーム 5 8が径拡大部 5の側面近傍に位置するように、第 2モー夕 3 0を運転して第 2構造体 3 4を下降させて所定位置で第 2 モー夕 3 0を停止する。次いで、ポンプ 6 2を運転して圧縮ガスをエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dに送り込み、接触部材 5 8が閉じて径拡大部 5 を側面から保持するようにする。図 1 4中、ポンプ 6 2から圧縮ガスはバルブ 6 4と配管 6 6を介してシリンダ 5 0のガス通路 5 0 Pに導かれる。この状態で接触部材 5 8は径拡大部 5を把持している。その後、第 1モー夕 2 0を回転させることにより、第 1構造体 2 4と第 2構造体 3 4は一体的に上昇し、よって引上げシャフト 1 と接触部材 5 8は同期して上昇する。なお、バルブ 6 4は第 5実施形態で説明したように自動的に閉じることにより圧力を維持するものである。

次に図 1 5により本発明の単結晶引上げ装置の第 7実施形態について説明する。第 7実施形態は第 6実施形態の変形例である。図 1 5において、引上げシャフト 1の先端には種結晶ホルダ 2が取り付けられ、種結晶ホルダ 2には種結晶 3が取り付けられている点などは第 6実施形態と同様である。シャフト 1は、静止部分であるメカニカルチャンバ 1 8に対して上下動可能な第 1構造体 2 4に設けられたモー夕 2 8により回転可能に配されている。第 1構造体 2 4は雌ネジが内部に設けられているネジ部 2 4 A (ナット部）を有し、このネジ部 2 4 Aはメカニカルチヤンバ 1 8に取り付けられている第 1モ一夕 2 0により回転する雄ネジ付きロッド 2 2 Aと螺合している。したがって、第 1モー夕 2 0の回転により、第 1構造体 2 4及び、これに取り付けられているモー夕 2 8とシャフト 1は石英ルツボ 1 0に対して上下に移動可能である。 2 2 Bはガイドロッドであり、スライダ 2 4 Bを介して摺動可能に第 1構造体 2 4 に取り付けられている。

第 1構造体 2 4から引上げシャフト 1が下方に伸長しているが、引上げシャフト 1の外周には第 2構造体 3 4が固定されている。第 2構造体 3 4は雄ネジ付き口ッド 3 2を回転させる第 2モー夕 3 0が取り付けられている。また、結晶保持部シャフト 6 0がスライダ 3 8を介して摺動可能に第 2構造体 3 4に支持されている。結晶支持シャフト 6 0には雄ネジ付きロッド 3 2に螺合するナツト部材 3 2 Aが固定されている。第 2構造体 3 4にはバランスウェイト 4 4が支持台 4 2、バランスウェイト位置調整部材 4 3を介して第 2構造体 3 4に取り付けられている。引上げシャフト 1 と結晶支持シャフト 6 0は平行に配され、回転板 4 6を貫通してメカニカルチヤンバ 1 8内へ伸長している。回転板 4 6はベアリング 4 6 Bを介してメカニカルチャンバ 1 8の上に回転可能に支持されている。 1 8 S、 4 6 S、 6 0 Sはそれそれシール部材である。結晶支持シャフト 6 0の下端には複数のエアシリンダ 1 4 A、 1 4 Bが取り付けられている。これらのエアシリンダ 1 4 A、 1 4 Bの構造は、本質的に第 1及び第 6実施形態のものと同様であり、図 1 2に示すように放射状に配された 4つのエアシリンダ 1 4 A ~ 1 4 Dが設けられている。第 7実施形態では、結晶支持シャフト 6 0が引上げシャフト 1 とは同軸ではなく、引上げシャフト 1の周囲を回転するものであり、また結晶支持シャフト 6 0が中空構造で、その中空部が圧縮空気流路 6 0 Cを形成し、この圧縮空気流路 6 0 Cが各エアシリンダ 1 4 A、 1 4 Bに圧縮空気を供給する構造となっている。なお、結晶支持シャフト 6 0は第 2構造体 3 4と共に、すなわち引上げシャフト 1 とともに回転するので、各エアシリンダ 1 4 A、 1 4 Bの先端の接触部材 5 8は径拡大部 5 と同期回転することとなる。

次に図 1 5の単結晶引上げ装置の動作について第 2の実施形態と異なる点を中心に説明する。メカニカルチャンバ 1 8内の下方に設けられた石英ルツボ 1 0内の多結晶を加熱して溶融し、引上げの準備が完了すると、まず、第 1モー夕 2 0を運転して、第 1構造体 2 4を下降させ、よつてシャフト 1を図中下方に引き下げて種結晶 3を石英るつぼ 1 0内の S i融液 1 1の表面に対して浸潰させてなじませる。このとき、結晶支持シャフト 6 0はエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dが S i融液 1 1に接触しない位置に待機し、また、接触部材 5 8は、引上げ中の径拡大部 5に接触しないように開いている。

次いで所定時間経過後に第 1モ一夕 2 0を先程とは逆回転させて、第 1構造体 2 4を上昇させ、種結晶 3を比較的速い速度で上方に引き上げることにより、種結晶 3の下に直径が 3〜 4 mmの小径のネック部 4を形成させる。次いで引上げ速度を比較的遅くしてネック部 4の下に支持用の径拡大部 5を所定長にわたって形成した後、引上げ速度を比較的遅くて、結晶本体部分 7の形成を開始させる。径拡大部 5が所定の高さまで上昇すると、エアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dの接触部材把持アーム 5 8が径拡大部 5の側面近傍に位置するように、第 2モー夕 3 0を運転して第 2構造体 3 4を下降させて、所定位置で第 2モータ 3 0を停止する。次いで、圧縮ガスをエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dに送り込み、接触部材 5 8が閉じて径拡大部 5を側面から保持するようにする。この状態で接触部材 5 8は径拡大部 5を把持している。その後、第 1モ一夕 2 0を回転させることにより、第 1構造体 2 4と第 2構造体 3 4は一体的に上昇し、よって引上げシャフト 1 と接触部材 5 8は同期して上昇する。

上記第 5ないし第 7実施形態において、第 2構造体 3 4を下降させるタイミングゃエアシリンダ 1 4 A〜 1 4 Dを作動させるタイミングの決定は、目視によることもできるが、例えば C C Dカメラなどで単結晶の径を撮像し、出力信号を画像処理することによりこれらのタイミングを決定して自動的に制御することが可能である。あるいは、かかる自動制御にてタイミングを決定してから、操作員による目視確認を併用することもできる。また、接触部材 5 8が径拡大部 5に接触したことを光センザで検出したり、あるいは、エアシリンダ 1 4 A ~ 1 4 Dとこれに接続された部材を電流経路として用いることにより、径拡大部 5との接触を検出することもできる。

上記第 5ないし第 7実施形態では、エアシリンダを用いて単結晶の径拡大部 5の側面を把持しているが、空気以外のガスを用いることができる。また、ガス圧駆動のみならず、油圧駆動装置を用いても同様の効果を得ることができる。また、上記第 5ないし第 7実施形態では、引上げシャフト 1 と接触部材 5 8が同期回転するための構成が示されているが、これらに限らず、ギヤやベルトとプーリなどを組み合わせたものを用いることもできる。産業上の利用可能性

以上説明したように本発明によれば、種結晶の下に形成される単結晶の径拡大部を把持あるいは支持する機構が一端径拡大部を把持あるいは支持した後は、種結晶の引上げのための動力を径拡大部を把持あるいは支持する機構に伝達し、単一の引上げ駆動源により、種結晶と径拡大部を把持あるいは支持する機構を上昇させるようにしているので、制御が簡単であり、かつ構成が複雑でなく低コス卜で安定した引上げを実現することができる。また、引上げシャフトに緩衝装置を設けることにより、単結晶の自重の引上げシャフ卜から把持あるいは支持機構への移動の際スムーズかつソフトな移動が可能となる。また、ベローチャンバを用いることにより、更に構成が簡単となり、かつ単結晶引上げ装置全体の高さを低く抑えることができる。また、引上げ中の単結晶の径拡大部に把持部材が接触したこと、あるいは接触するような位置関係にあることを検出回路やセンサにより検出して、くびれを把持することにより、自動的に把持することができる。よって、径拡大部の把持のタイミングの決定に人手を煩わすことがなく、大径、大重量の単結晶を安全 ·確実に引き上げることができる。

また本発明の他の態様によれば、種結晶の下に形成される単結晶の径拡大部の側面を把持する機構が一端径拡大部を把持した後は、種結晶の引上げのための動力を径拡大部を把持する機構に伝達し、無転位化軸用の単一の引上げ駆動源により、種結晶と径拡大部を把持する機構を上昇させるようにしているので、制御が簡単であり、単結晶の自重の移動がスムーズかつソフトに行え、かつ構成が複雑でなく低コストで安定した引上げを実現することができる。また、各駆動機構を真空チャンバの外部に配置したので、高温下の影響を受けることがなく、かつ真空チャンバ内へのパーティクル混入の問題を回避することができる。さらに、引上げシャフトに緩衝装置を設けることにより、単結晶の自重の移動の際、よりスムーズかつソフトな移動が可能となる。

Claims

請求の範囲

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回転させる回転手段と、

前記種結晶ホルダと共に回転可能で、かつ前記種結晶ホルダの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段

、による引上げにより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把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

前記把持部材の先端を開閉させ、前記把持部材の先端が閉じたとき前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を把持するよう前記径拡大部の下方部分に前記把持部材の先端を移動させる把持部材開閉手段とを、有し、前記各手段の駆動機構が前記ルッボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置。

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に連結されたシャフトと、

前記シャフトを回転させる回転手段と、

前記シャフト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、前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフトの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

前記把持部材を前記シャフトに対して上下方向に位置制御し、かつ前記上下方向の位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記把持部材を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

前記把持部材の先端を開閉させ、前記把持部材の先端が閉じたとき前記くびれ及び/又は前記径拡大部の下端を把持するよう前記径拡大部の下方部分に前記把持部材の先端を移動させる把持部材開閉手段とを、有し、前記各手段の駆動機構が前記ルツボ及び成長させる単結晶を格納真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置。

3 . 前記種結晶引上げ手段が前記ルツボの上下方向位置に対して固定された静止部分に対して上下方向に移動可能な第 1構造体と、前記第 1構造体を前記静止部分に対して上下方向に駆動する第 1駆動部とを有し、かつ前記回転手段が前記第 1構造体に設けられている請求項 1又は 2記載の単結晶引上げ装置。

4 . 前記結晶保持位置制御手段が前記第 1構造体に対して上下方向に移動可能な第 2構造体と、前記第 2構造体を前記第 1構造体に対して上下方向に駆動する第 2駆動部とを有し、かつ前記把持部材が前記第 2 構造体に連結されている請求項 3記載の単結晶引上げ装置。

5 . 前記把持部材開閉手段が前記第 2構造体に対して上下方向に移動可能な第 3構造体と、前記第 3構造体を前記第 2構造体に対して上下方向に駆動する第 3駆動部とを有し、かつ前記把持部材を開閉駆動するリンク部が前記第 3構造体に連結されている請求項 4記載の単結晶引上げ装置。

6 . 前記把持部材開閉手段がガス圧又は油圧により作動するものである請求項 1又は 2記載の単結晶引上げ装置。

7 . 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回転させる回転手段と、

有し、前記各手段の駆動機構が前記ルツボ及び成長させる単結晶を格納する真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置。

8 . 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に連結されたシャフトと、

前記シャフトを回転させる回転手段と、

前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフ卜の上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより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卜が設けられた支持台と、前記支持台を前記シャフ卜の上下方向位置に対して上下方向に位置制御し、かつ位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記支持台を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

9 . 前記種結晶ホルダに加わる荷重を前記シャフ卜の下方から上方へ伝達する際、所定荷重を超えたときに伸長する緩衝装置が前記シャフトの一部に設けられている請求項 2又は 8記載の単結晶引上げ装置。

1 0 . 前記所定荷重が結晶の重量で 1 5 0 k g未満である請求項 9 記載の単結晶引上げ装置。

1 1 . 前記緩衝装置が圧縮ゴム、引張りゴム、圧縮スプリング、又は引張りスプリングのいずれか 1つ以上を有する請求項 9記載の単結晶引上げ装置。

1 2 . 前記種結晶引上げ手段が前記ルツボの上下方向位置に対して固定された静止部分に対して上下方向に移動可能な第 1構造体と、前記第 1構造体を前記静止部分に対して上下方向に駆動する第 1駆動部とを有し、かつ前記回転手段が前記第 1構造体に設けられている請求項 7又は 8記載の単結晶引上げ装置。

1 3 . 前記第 1構造体が前記ルツボの位置に対して上下動するとき、前記ルツボ上方の室を伸縮可能に画定するべローズに連結されている請求項 1 2記載の単結晶引上げ装置。

1 4 . 前記結晶保持位置制御手段が前記支持台を前記第 1構造体に対して上下方向に駆動する第 2駆動部とを有している請求項 1 2記載の単結晶引上げ装置。

1 5 . 前記支持台移動手段が、前記支持台を水平方向に回転させる手段を有する請求項 7又は 8記載の単結晶引上げ装置。

1 6 . 前記第 1構造体の一部にバランスウェイトを配した請求項 7 又は 8記載の単結晶引上げ装置。

1 7 . 前記シャフ卜の回転を前記把持部材及び前記把持部材閧閉手段に伝達して、これらを同期回転させる手段を更に有する請求項 2記載の単結晶引上げ装置。

1 8 . 前記同期回転させる手段が前記シャフト及びこれと同軸に配された部材との間に設けられた突起あるいは段差部により前記シャフトの回転を前記同軸に配された部材に伝達するものである請求項 1 7記載の単結晶引上げ装置。

1 9 . 前記同期回転させる手段がギヤ又はベルトとプーリにより構成されている請求項 1 7記載の単結晶引上げ装置。

2 0 . 前記同期回転させる手段が前記回転手段を構成するモータと、前記前記把持部材及び前記把持部材開閉手段を回転させる他のモー夕と、これらのモー夕を電気的に同期回転させるための同期制御手段とを有する請求項 1 7記載の単結晶引上げ装置。

2 1 . 前記シャフトの回転を前記支持台に伝達して、同期回転させる手段を更に有する請求項 8記載の単結晶引上げ装置。

2 2 . 前記同期回転させる手段が前記結晶保持位置制御手段を前記シャフトと一体に回転する部材に取り付ける手段である請求項 2 1記載の単結晶引上げ装置。

2 3 . 前記把持部材の先端が前記単結晶に接触したことを電流路の形成により電気的に検出する接触検出手段と、前記接触検出手段の出力信号に応じて前記把持部開閉手段を制御する制御手段とを更に有する請求項 1又は 2記載の単結晶引上げ装置。

2 4 . 前記把持部材の先端に前記単結晶の荷重がかかったことを検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段の出力信号に応じて前記把持部開閉手段を制御する制御手段とを更に有する請求項 1又は 2記載の単結晶引上げ装置。

2 5 . 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回転させる回転手段と、

前記種結晶ホルダと共に回転可能で、かつ前記種結晶ホルダの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより前記種結晶の下方でかつ、直胴部の上に形成される —定の径を有する径拡大部の側面を把持するために先端が開閉可能な把持部材と、

2 6 . 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に連結されたシャフトと、

前記シャフトを回転させる回転手段と、

前記シャフトと共に回転可能で、かつ前記シャフトの上下方向の移動に伴って上下方向に移動可能であって、前記種結晶引上げ手段による引上げにより前記種結晶の下方でかつ、直胴部の上に形成される一定の径を有する怪拡大部の側面を把持するために先端が開閉可能な把持部材と、前記把持部材を前記シャフトに対して上下方向に位置制御し、かつ前記上下方向の位置制御中以外のときは、前記種結晶引上げ手段の動力を伝達することにより前記把持部材を前記シャフトと一体的に上下動させる結晶保持位置制御手段と、

有し、前記各手段の駆動機構が前記ルツボ及び成長させる単結晶を格納真空チャンバの外部に位置する単結晶引上げ装置。

2 7 . 前記種結晶引上げ手段が前記ルツボの上下方向位置に対して固定された静止部分に対して上下方向に移動可能な第 1構造体と、前記第 1構造体を前記静止部分に対して上下方向に駆動する第 1駆動部とを有し、かつ前記回転手段が前記第 1構造体に設けられている請求項 2 5 又は 2 6記載の単結晶引上げ装置。

2 8 . 前記結晶保持位置制御手段が前記第 1構造体に対して上下方向に移動可能な第 2構造体と、前記第 2構造体を前記第 1構造体に対して上下方向に駆動する第 2駆動部とを有し、かつ前記把持部材が前記第 2構造体に連結されている請求項 2 7記載の単結晶引上げ装置。

2 9 . 前記把持部材開閉手段が前記把持部材を前記径拡大部の半径方向に移動せしめる駆動装置である請求項 2 8記載の単結晶引上げ装置。

3 0 . 前記駆動装置がガス圧駆動装置又は油圧駆動装置である請求項 2 9記載の単結晶引上げ装置。

3 1 . 前記駆動装置がガス圧駆動装置であり、その可動ピストンが水平方向に移動するよう前記ガス圧駆動装置が配されている請求項 2 9 記載の単結晶引上げ装置。

3 2 . 前記ガス圧駆動装置が複数設けられ、前記複数のガス圧駆動装置がリング状部材により放射方向に配置されて固定されている請求項

2 9記載の単結晶引上げ装置。

3 3 . 前記結晶保持位置制御手段が前記シャフトと同軸なシリンダを有する請求項 2 6記載の単結晶引上げ装置。

3 4 . 前記シリンダが二重構造であり、前記把持部材開閉手段に用いる圧縮ガスを前記シリンダの内部空間を介して導く構造である請求項 3 3記載の単結晶引上げ装置。

3 5 . 前記結晶保持位置制御手段が前記シャフトの周囲を回転可能で、かつ前記シャフトに対して略平行に伸長する部材を有する請求項 2 6記載の単結晶引上げ装置。

3 6 . 前記伸長する部材が管状であり、前記把持部材開閉手段に用いる圧縮ガスを前記伸長する部材の内部空間を介して導く構造である請求項 3 5記載の単結晶引上げ装置。

3 7 . 前記第 1構造体の一部にバランスウェイトを配した請求項 3

5記載の単結晶引上げ装置。

3 8 . 前記シャフトの回転を前記把持部材に伝達して、これを同期回転させる手段を更に有する請求項 2 6記載の単結晶引上げ装置。

3 9 . 前記同期回転させる手段が前記シャフト及びこれと同軸に配された部材との間に設けられた突起あるいは段差部により前記シャフトの回転を前記同軸に配された部材に伝達するものである請求項 3 8記載の単結晶引上げ装置。

4 0 . 前記同期回転させる手段が前記シャフ卜に固定された前記第 2構造体を有し、前記結晶保持位置制御手段が前記シャフトの周囲を回転可能で、かつ前記シャフトに対して略平行に伸長する部材を有し、前記伸長する部材が前記第 2構造体に上下方向に移動可能に取り付けられている請求項 3 8記載の単結晶引上げ装置。

4 1 . 前記同期回転させる手段がギヤ又はベル卜とプーリにより構成されている請求項 3 8記載の単結晶引上げ装置。

4 2 . 前記ガス圧駆動装置又は油圧駆動装置から供給されるガス圧又は油圧が所定値以上となると、その値を維持すべく自動的に通路を閉じるバルブを有する請求項 2 9記載の単結晶引上げ装置。