JPH0214899A - Ｃｚ炉のワイヤ振れ止め装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＺ炉内に単結晶シリコンを支持するワイヤ
の横振れを防止するＣＺ炉のワイヤ振れ止め装置に関す
る。

（従来の技術） 近年、ＣＺ炉の大容量化が進み、そのために微振動の影
響を受けにくく、且つ炉高が低く設定できるワイヤ方式
、すなわちチャック部を介して種結晶をワイヤの先端に
吊し、そのワイヤを回転し且つ裳き取りながら生成単結
晶シリコンを上昇させて単結晶シリコンを製造するＣＺ
炉が主に採用されている。

このようなＣＺ炉１は、第３図に示すように、ＣＺ炉チ
ャンバ２内にモータ等により回転駆動可能にるつぼ３が
配設されている。同図中、４はるつぼ３内のシリコン溶
融液、５はるつぼ４の中心に向は垂下されたワイヤ、７
はワイヤ下端にチャック部６を介して取付けられた種結
晶、８は種結晶７に付着して成長する単結晶シリコンで
ある。

また、Ｃ７炉チヤンバ２の上部ｆｉ２ａには、揺動に伴
う単結晶の品質及び形状の劣化のおそれを防止するため
、ワイヤ振れ止め装置１０か設けられている。このワイ
ヤ振れ止め装置１０は、第４図に示すように、上部ｆｉ
２ａに取付けられたフランク１１と、上部壁２ａ及びフ
ランジ１１に設けられた挿通孔２Ａ、ＩＩＡ内を貫通す
るロッド１２と、ロッド１２を支持する押え部材１３と
、ロッド１２をネジ１４により固定する固定具１５とか
ら構成されている。また、ロッド１２の外端には操作取
手１６が取付けられ、上部壁内のロッド内端にはガイド
治具１７が取付けられ、ロッド挿通部の直角方向には覗
き窓１８が設けられており、覗き窓１８から監視しなが
ら操作取手１６を握りロッド１２を軸方向に移動させて
ガイド治具１７をワイヤ５に当接することにより、ワイ
ヤ５の横振れを規制し、単結晶シリコンの品質の向上を
図っている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のワイヤ振れ止め装置によれば、手
動により操作すること及び、部品の加工精度誤差により
、ワイヤの位置決め精度が低くならざるを得ない欠点が
ある。

また、手動操作は、ガイド治具をワイヤ当接させて行な
うため、操作によっては逆に振れ幅を増大させるという
不具合があり、熟練を要する問題がある。更に、チャッ
クの昇降時にはガイド治具との干渉を避けるために、ワ
イヤ振れ止めを途中で解除しなければならない不都合が
あった。また更に、ワイヤとガイド治具との接触摩耗に
より、異物が発生し落下して単結晶シリコン内に混入す
るおそれがあった。

そこで、本発明では、ワイヤに対し非接触で振れ止めを
行なうことにより、上記問題を解決するとともに製造プ
ロセスの開始から完了までの全範囲に亘り、振れ止めを
行なえることを可能としたワイヤ振れ止め装置を提供す
ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明のワイヤ振れ止め装置は、シリコン溶融液を入れ
たるつぼをＣＺ炉内に配置し、先端にチャック部を介し
て種結晶が取付けられたワイヤを前記るつぼの中心に向
い垂下し、前記種結晶に付着成長させて単結晶シリコン
を生成するＣＺ炉であって、前記チャック部に磁石を取
付け、この磁石の周囲に所定の間隔を保って取囲む電磁
石を上下移動可能に配置し、電磁力による非接触により
前記ワイヤの横振れを防止して構成されている。

（作　用） 電磁石に磁石と同極性の電磁力を発生させると、電磁石
に取囲まれた磁石と電磁石との磁力が反発し、ワイヤの
触れが規制される。また、ワイヤの上昇に対応して電磁
石を上昇させることにより、単結晶シリコンの生成プロ
セスの全範囲に亘り、ワイヤの触れを抑制できる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、単結晶シリコン成長中のＣＺ炉２１を示す概
略図である。第１図において、２２はＣＺ炉チャンバ、
２３はＣＺ炉チャンバ２２内にモータ等により回転駆動
可能に配設されたるつぼ、２４はるつぼ２３内のシリコ
ン溶融液、２５はるつぼ２３の中心に向は垂下されたワ
イヤ、２７はワイヤ２５の下端にチャック部２６を介し
て取付けられた種結晶、２８は種結晶２７に付着して成
長する単結晶シリコンである。

また、上記チャンバ２２の上方には、ワイヤを図中の矢
印で示すように回転させるとともに巻き上げる巻取＠（
図示省略）が設けられ、種結晶２７を回転させながら上
方に移動することにより、単結晶シリコン２８の生成が
行なわれる。

更にチャンバ上部Ｍｌ−２２ａにはワイヤ振れ止め装置
３０が設けられている。すなわち、上記チャック部２６
の上部には第２図に示すように永久磁石３１が取付けら
れており、この永久磁石３１の周囲には所定間隔を隔て
て電磁石３２が配設されている。この電磁石３２は、円
板状に形成され、チャンバ２２の上部壁２２ａ内に複数
本上下方向に配設されたガイド軸３３にそれぞれセット
治具３４を介して上下移動可能に支持されている。上記
セット治具３４は、各ガイド軸３３に挿通され、その上
面および下面にガイド軸３３に摺接する摺接部材３５が
取付けられている。したがって、ガイド軸３３と摺接部
材３５との間には適度な摩擦が付与され、電磁石３２を
ガイド軸３３に沿って上下方向に移動させることができ
るとともに、ガイド軸３３の任意の個所で電磁石３２を
支持することができる。

上記各セット部材３４の上部には、スプリンタ状に形成
されたケーブル３６の下端が取付けられており、このケ
ーブル３６の上端が巻上げ機（図示省略）に取付けられ
、電磁石３２を永久磁石３１の上昇とともに上昇できる
構造となっている。

また、電磁石３２にはリード線３７を通じて外部のコン
トローラ３８に接続されており、電磁石３２に永久磁石
３１と同極性の電磁力を発生させ、永久磁石３１すなわ
ちワイヤ２５の横振れを抑制するようにしている。そし
て、コントローラ３８は、ワイヤ２５の振れ量に応じて
電磁石３２の発生電磁力を加減できる構造となっている
。

このようなワイヤ振れ止め装置によれば、単結晶シリコ
ンの生成プロセスに合せてチャック部２６に取付けられ
た永久磁石３１を最下端にセットするとともに、これに
対応して電磁石３２の位置をセットし、巻上げ機を駆動
すると、永久磁石３１はワイヤ２５とともに回転しなが
ら生成プロセスに合せて上昇する。他方、電磁石３２も
ケーブル２５の巻取りによりガイド軸３３に沿って永久
磁石３１の上昇に対応して上昇する。したがって、ワイ
ヤ２５の振れに応じて永久磁石３１が横振れをしようと
しても、電磁石３２の電磁力により、永久磁石３１と電
磁石３２との間に反発力が作用し、永久磁石３１の横振
れが規制され、ワイヤ２５の捩れが減少する。また、ワ
イヤ２５の振れ量に応じて電磁石３２の発生電磁力がコ
ントローラ３８により加減されるので、振れ量が大きい
場合でも、確実にワイヤの振れ防止を行なうことができ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、電磁力を利用し
て非接触によりワイヤの振れを抑制するので、従来の如
き、操作に熟練を要せず、また装置各部品の加工精度や
取付は精度の影響が小さく、更に生成プロセスの全範囲
に■って振れ止め制御が行なえる。また更に、非接触の
ため、摩耗に伴う異物の発生がないので、生成される単
結晶シリコンに異物の混入がなく、品質の向上が図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第４図は
ＣＺ炉の概略断面図、第２図は振れ止め装置を示す要部
拡大断面図、第３図及び第４図は従来例を示し、第３図
はＣＺ炉の概略断面図、第４図は振れ止め装置の要部拡
大断面図である。 ２１・・・ＣＺ炉　　　　　　２３・・・るつぼ２４・
・・シリコン溶融液　　２５・・・ワイヤ２６・・・チ
ャック部　　　　２７・・・種結晶２８・・・単結晶シ
リコン ３０・・・ワイヤ振れ止め装置 ３１・・・磁石　　　　　　　３２・・・電磁石特許出
願人　九州電子金属株式会社 特許出願人　大阪チタニウム製造株式会社代　理　人　
　弁理士　　森　　　　　正　　澄第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリコン溶融液を入れたるつぼをＣＺ炉内に配置し、先
   端にチャック部を介して種結晶が取付けられたワイヤを
   前記るつぼの中心に向い垂下し、前記種結晶に付着成長
   させて単結晶シリコンを生成するＣＺ炉において、 前記チャック部に磁石を取付け、この磁石の周囲に所定
   の間隔を保って取囲む電磁石を上下移動可能に配置し、
   電磁力による非接触により前記ワイヤの横振れを防止す
   ることを特徴とするＣＺ炉のワイヤ振れ止め装置。