JPH10182279A - 結晶構造とチョクラルスキー式結晶成長システムの結晶引 上げのための方法及び装置 - Google Patents
結晶構造とチョクラルスキー式結晶成長システムの結晶引 上げのための方法及び装置Info
- Publication number
- JPH10182279A JPH10182279A JP9182956A JP18295697A JPH10182279A JP H10182279 A JPH10182279 A JP H10182279A JP 9182956 A JP9182956 A JP 9182956A JP 18295697 A JP18295697 A JP 18295697A JP H10182279 A JPH10182279 A JP H10182279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- chuck
- seed
- head
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 271
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 48
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 23
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 12
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C30B15/30—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
- C30B15/32—Seed holders, e.g. chucks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1052—Seed pulling including a sectioned crucible [e.g., double crucible, baffle]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/106—Seed pulling including sealing means details
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1064—Seed pulling including a fully-sealed or vacuum-maintained crystallization chamber [e.g., ampoule]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1072—Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 チョクラルスキー式結晶引き上げシステムに
おいても、大口径の結晶体の成長が可能となるようにす
る。 【解決手段】 チョクラルスキー式結晶引き上げシステ
ム用の引き上げ装置で、第１引き上げチャックと第２引
き上げチャックとを含む引き上げ装置が提供されてい
る。この第１引き上げチャックは種結晶に固定されてい
る。第２引き上げチャックは、成長中の結晶体が第２引
き上げチャックにより引き上げられるように成長中の結
晶体の一部分を取り囲み、且つ、保持するような形状を
有する。
おいても、大口径の結晶体の成長が可能となるようにす
る。 【解決手段】 チョクラルスキー式結晶引き上げシステ
ム用の引き上げ装置で、第１引き上げチャックと第２引
き上げチャックとを含む引き上げ装置が提供されてい
る。この第１引き上げチャックは種結晶に固定されてい
る。第２引き上げチャックは、成長中の結晶体が第２引
き上げチャックにより引き上げられるように成長中の結
晶体の一部分を取り囲み、且つ、保持するような形状を
有する。
Description
【０００１】
【先願との関係】本願は、発明の名称が「単結晶体、並
びに、チョクラルスキー式結晶成長システムにおいて形
成された結晶体を引き上げるための方法と装置」である
１９９６年６月４日に出願された予備出願番号６０／０
１５，８７２に基づく優先権を主張するものである。
びに、チョクラルスキー式結晶成長システムにおいて形
成された結晶体を引き上げるための方法と装置」である
１９９６年６月４日に出願された予備出願番号６０／０
１５，８７２に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本願発明は、溶融した前駆体
組成物から固体の結晶体を形成する方法に関するもので
ある。特に、固体の結晶体、及び、成長中の結晶体を引
き上げる力を加えられる結晶体との接点を複数活用し
て、その固体結晶体を形成する方法及び装置に関するも
のである。
組成物から固体の結晶体を形成する方法に関するもので
ある。特に、固体の結晶体、及び、成長中の結晶体を引
き上げる力を加えられる結晶体との接点を複数活用し
て、その固体結晶体を形成する方法及び装置に関するも
のである。
【０００３】
【従来の技術】固体結晶体を成長させるための方法には
数種類の方法が知られている。これらの方法の中で、チ
ョクラルスキー法が最も広範に使用されている。このチ
ョクラルスキー法では、加熱された坩堝の中に、結晶を
成長させる投入材料の液状溶融体が入っている。この溶
融体は、投入材料の固化温度よりも多少高い温度に維持
されている。結晶成長プロセスにおいては、種結晶がケ
ーブル（又は、棒）の端に設置されて、この溶融体の中
に置かれる。この種結晶が置かれた後、この種結晶は、
結晶体を形成するために、この溶融体から（ケーブルに
より）徐々に引き上げられ、かつ、長手方向の軸の周り
に回転させられる。この種結晶は、所望の結晶材料のサ
ンプルか、あるいは、融点が高くて溶融された材料が固
体となった場合には同じ結晶構造を呈する別の材料のい
ずれかである。この種結晶が降下されて溶融された材料
に入れられると、これにより、溶融材料の温度が局所的
に低下し、このために、溶融された材料の一部がこの種
結晶の周囲及び下側に結晶体となる。その後、この種結
晶は、溶融体から徐々に引き上げられ、結晶成長室に入
れられる。この種結晶が引き上げられている間、新たに
形成された結晶体の内、溶融体の中に残っている部分
が、種結晶の延長部分として実質的に作用し、その周囲
と下側に溶融された材料が結晶となる。結晶体が溶融体
から引き上げられている間、このプロセスが続けられ、
その結果、種結晶が溶融体から連続的に引き上げられる
につれて結晶体が更に成長する。
数種類の方法が知られている。これらの方法の中で、チ
ョクラルスキー法が最も広範に使用されている。このチ
ョクラルスキー法では、加熱された坩堝の中に、結晶を
成長させる投入材料の液状溶融体が入っている。この溶
融体は、投入材料の固化温度よりも多少高い温度に維持
されている。結晶成長プロセスにおいては、種結晶がケ
ーブル（又は、棒）の端に設置されて、この溶融体の中
に置かれる。この種結晶が置かれた後、この種結晶は、
結晶体を形成するために、この溶融体から（ケーブルに
より）徐々に引き上げられ、かつ、長手方向の軸の周り
に回転させられる。この種結晶は、所望の結晶材料のサ
ンプルか、あるいは、融点が高くて溶融された材料が固
体となった場合には同じ結晶構造を呈する別の材料のい
ずれかである。この種結晶が降下されて溶融された材料
に入れられると、これにより、溶融材料の温度が局所的
に低下し、このために、溶融された材料の一部がこの種
結晶の周囲及び下側に結晶体となる。その後、この種結
晶は、溶融体から徐々に引き上げられ、結晶成長室に入
れられる。この種結晶が引き上げられている間、新たに
形成された結晶体の内、溶融体の中に残っている部分
が、種結晶の延長部分として実質的に作用し、その周囲
と下側に溶融された材料が結晶となる。結晶体が溶融体
から引き上げられている間、このプロセスが続けられ、
その結果、種結晶が溶融体から連続的に引き上げられる
につれて結晶体が更に成長する。
【０００４】この結晶体は、この成長室から出されて、
坩堝の温度よりも低い温度を有する（坩堝の上に設置さ
れた）中間室に入れられる。この結晶体は、最終的に
は、この中間室から出されて、結晶体の全長が収まるよ
うに形成された長い受入室に入れられる。この結晶体
は、この中間室の壁間を通すことにより冷却された熱交
換用液体、例えば水により冷却されるのが典型的であ
る。これにより、結晶体の周囲にある不活性ガスの熱と
結晶体から放射される輻射熱とが除去される。
坩堝の温度よりも低い温度を有する（坩堝の上に設置さ
れた）中間室に入れられる。この結晶体は、最終的に
は、この中間室から出されて、結晶体の全長が収まるよ
うに形成された長い受入室に入れられる。この結晶体
は、この中間室の壁間を通すことにより冷却された熱交
換用液体、例えば水により冷却されるのが典型的であ
る。これにより、結晶体の周囲にある不活性ガスの熱と
結晶体から放射される輻射熱とが除去される。
【０００５】結晶成長プロセス中に発生する一つの問題
は、種結晶の中にある（「結晶転移」と一般的に言われ
る）結晶格子の欠陥が、成長中の結晶体全体に伝搬する
ことである。しかしながら、結晶体が細いネック部分を
有するように形成されると、チョクラルスキー法を使用
して転移を有しないシリコン結晶を成長させることがで
きることは公知である。このような細いネック部分は、
直径が約３〜５ミリメートルの比較的小さな直径を有し
ており、これは直径の大きな結晶本体を形成する前に種
結晶から成長させなければならない。しかしながら、こ
のような細いネック部分の一つの問題は、耐えられる荷
重に制限があることである。結晶体の重量がこの結晶体
のネック部分の耐荷重制限値を越えることもあり、これ
により、結晶体のネックが折れることがある。この問題
は、直径が３００〜４００ミリメートルの結晶体のよう
に大口径の結晶体においては、特に、深刻である。例え
ば、ネックの直径が３ミリメートルの場合は、一般的に
最大約１４３キログラムの結晶体の重量に耐えられる。
しかしながら、例えば、結晶本体の直径が３００ミリメ
ートルの場合の重量は２００キログラムを越えることは
よくある。このような場合には、重量の大きな結晶体が
細いネックで破損して、結晶成長プロセスに望ましくな
い中断が発生する。
は、種結晶の中にある（「結晶転移」と一般的に言われ
る）結晶格子の欠陥が、成長中の結晶体全体に伝搬する
ことである。しかしながら、結晶体が細いネック部分を
有するように形成されると、チョクラルスキー法を使用
して転移を有しないシリコン結晶を成長させることがで
きることは公知である。このような細いネック部分は、
直径が約３〜５ミリメートルの比較的小さな直径を有し
ており、これは直径の大きな結晶本体を形成する前に種
結晶から成長させなければならない。しかしながら、こ
のような細いネック部分の一つの問題は、耐えられる荷
重に制限があることである。結晶体の重量がこの結晶体
のネック部分の耐荷重制限値を越えることもあり、これ
により、結晶体のネックが折れることがある。この問題
は、直径が３００〜４００ミリメートルの結晶体のよう
に大口径の結晶体においては、特に、深刻である。例え
ば、ネックの直径が３ミリメートルの場合は、一般的に
最大約１４３キログラムの結晶体の重量に耐えられる。
しかしながら、例えば、結晶本体の直径が３００ミリメ
ートルの場合の重量は２００キログラムを越えることは
よくある。このような場合には、重量の大きな結晶体が
細いネックで破損して、結晶成長プロセスに望ましくな
い中断が発生する。
【０００６】従って、結晶全体の重量を保持するために
結晶体の比較的細いネックに依存しない結晶成長のメカ
ニズムを提供することが好ましい。加えて、このような
メカニズムを一つのコンパクトなユニットにして提供す
ることが好ましい。更に、このような結晶成長メカニズ
ムを、現在入手可能なチョクラルスキー式結晶引き上げ
システムに組み込むことが好ましい。このようなメカニ
ズムにより、結晶引き上げ用の新しいシステムに対して
大きな資本投下を必要とすることなく、大口径で、欠陥
のない結晶体の形成が可能となる。
結晶体の比較的細いネックに依存しない結晶成長のメカ
ニズムを提供することが好ましい。加えて、このような
メカニズムを一つのコンパクトなユニットにして提供す
ることが好ましい。更に、このような結晶成長メカニズ
ムを、現在入手可能なチョクラルスキー式結晶引き上げ
システムに組み込むことが好ましい。このようなメカニ
ズムにより、結晶引き上げ用の新しいシステムに対して
大きな資本投下を必要とすることなく、大口径で、欠陥
のない結晶体の形成が可能となる。
【０００７】
【発明の開示】本発明の一つの観点によれば、結晶体を
形成する装置には、結晶体の第１部分及び第２部分をそ
れぞれ保持するための種用第１チャック及び種用第２チ
ャック、並びに、第１引き上げ機構及び第２引き上げ機
構が含まれており、これらの機構は双方共にそれぞれ種
用第１チャック及び種用第２チャックを移動させるため
の可動式台座に支持されている。この引き上げ機構は、
例えば、通常のケーブルであることもある接続具により
それぞれ対応する種用チャックに接続されている。種用
第２チャックに保持された結晶体の第２部分は、結晶成
長プロセス中に形成されて、結晶体の細いネック部分の
直径よりも大きな直径を有する結晶ヘッドになることも
ある。従って、結晶成長プロセス中の予め定められた時
点で、この第２チャックは結晶全体を支持するために、
大きな直径を有するヘッド部分に接続される。このこと
により、成長中の結晶体に転移が発生する可能性が低下
する。
形成する装置には、結晶体の第１部分及び第２部分をそ
れぞれ保持するための種用第１チャック及び種用第２チ
ャック、並びに、第１引き上げ機構及び第２引き上げ機
構が含まれており、これらの機構は双方共にそれぞれ種
用第１チャック及び種用第２チャックを移動させるため
の可動式台座に支持されている。この引き上げ機構は、
例えば、通常のケーブルであることもある接続具により
それぞれ対応する種用チャックに接続されている。種用
第２チャックに保持された結晶体の第２部分は、結晶成
長プロセス中に形成されて、結晶体の細いネック部分の
直径よりも大きな直径を有する結晶ヘッドになることも
ある。従って、結晶成長プロセス中の予め定められた時
点で、この第２チャックは結晶全体を支持するために、
大きな直径を有するヘッド部分に接続される。このこと
により、成長中の結晶体に転移が発生する可能性が低下
する。
【０００８】本発明のもう一つの観点によれば、第１引
き上げ機構と第２引き上げ機構とが、一つのユニットに
組み込まれている。特に、上記のように、第１引き上げ
機構、及び第２引き上げ機構は共に、本発明の装置の一
部となっている可動式台座により支持されている。この
台座は、成長中の結晶体に結晶溶融物が確実に均一に付
くように回転されることもある。この構造は、従来技術
によるものよりも大幅に簡単で、従って、装置を作って
操作する場合に、従来よりも経済的になる。本発明のプ
ロセスに従って、溶融体からの種結晶を引き上げる速度
を制御することにより、本発明の結晶体が形成される。
特に、結晶体が第２チャックの外側に移動しないように
しながら種用第１チャックで結晶体を引き上げて、結晶
体を第２チャックと当接させ結晶ヘッドが第２チャック
の中に維持されるようにする。その後、第２チャック
を、所望の直径を有する結晶本体が形成されるような速
度で、溶融体から遠ざかる方向に引き上げる。結晶体が
形成されて、十分冷却された後、結晶引き上げシステム
から取り出す。
き上げ機構と第２引き上げ機構とが、一つのユニットに
組み込まれている。特に、上記のように、第１引き上げ
機構、及び第２引き上げ機構は共に、本発明の装置の一
部となっている可動式台座により支持されている。この
台座は、成長中の結晶体に結晶溶融物が確実に均一に付
くように回転されることもある。この構造は、従来技術
によるものよりも大幅に簡単で、従って、装置を作って
操作する場合に、従来よりも経済的になる。本発明のプ
ロセスに従って、溶融体からの種結晶を引き上げる速度
を制御することにより、本発明の結晶体が形成される。
特に、結晶体が第２チャックの外側に移動しないように
しながら種用第１チャックで結晶体を引き上げて、結晶
体を第２チャックと当接させ結晶ヘッドが第２チャック
の中に維持されるようにする。その後、第２チャック
を、所望の直径を有する結晶本体が形成されるような速
度で、溶融体から遠ざかる方向に引き上げる。結晶体が
形成されて、十分冷却された後、結晶引き上げシステム
から取り出す。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を利用した結晶引き上げシ
ステム１が図１に図示されている。この結晶引き上げシ
ステム１には、（図２に詳細に図示された）坩堝１２が
組み込まれた基部室２が含まれている。坩堝用リフト３
が基部室２の中まで延びており、この基部室２の中での
坩堝１２の位置が調節される。この結晶引き上げシステ
ム１には、成長室４と中間室５とが含まれており、この
成長室内で液体組成物が、固体組成物の結晶体に変換さ
れる。中間室５から出てくる結晶体を受け取るための受
入室６が、中間室５の上に配置されている。結晶成長プ
ロセスの各種パラメータ、例えば、坩堝１２の中の溶融
体のレベル、中間室５の中の複数部分での温度、及び溶
融体から種結晶が引き上げられる速度等、がコントロー
ルシステム７によりモニターされる。
ステム１が図１に図示されている。この結晶引き上げシ
ステム１には、（図２に詳細に図示された）坩堝１２が
組み込まれた基部室２が含まれている。坩堝用リフト３
が基部室２の中まで延びており、この基部室２の中での
坩堝１２の位置が調節される。この結晶引き上げシステ
ム１には、成長室４と中間室５とが含まれており、この
成長室内で液体組成物が、固体組成物の結晶体に変換さ
れる。中間室５から出てくる結晶体を受け取るための受
入室６が、中間室５の上に配置されている。結晶成長プ
ロセスの各種パラメータ、例えば、坩堝１２の中の溶融
体のレベル、中間室５の中の複数部分での温度、及び溶
融体から種結晶が引き上げられる速度等、がコントロー
ルシステム７によりモニターされる。
【００１０】コントロールシステム７によりコントロー
ルされながらガイド用ロッド９に沿って移動することの
できるリフト機構８が、成長室４及び中間室５の組み合
わせをガイド用ロッド９の長手方向の軸の周りに回転さ
せるために活用される。従って、この組み合わせが、結
晶成長システム１の残りの部分から別個にされた場合に
は、この組み合わせ構造は、基部室から離して配置する
ことも可能である。別の場合には、リフト用装置８は、
受入室６の中に配置された結晶体を取り出すことができ
るように、受入室６だけを移動するように形成すること
も可能である。このシステム１には、フレーム１３に接
続された可動式台座１１の上に設置された引き上げ用ヘ
ッド１０、及びこの引き上げ用ヘッド１０と種用第１チ
ャック２２（図４及び図５）との間に接続された第１ケ
ーブル１５とが含まれている。この種用第１チャック
は、種結晶に接続されている。同様に、第２ケーブル１
７と１９は、引き上げ用ヘッド１０と種用第２チャック
２４（図４及び図５）の間に繋がれている。
ルされながらガイド用ロッド９に沿って移動することの
できるリフト機構８が、成長室４及び中間室５の組み合
わせをガイド用ロッド９の長手方向の軸の周りに回転さ
せるために活用される。従って、この組み合わせが、結
晶成長システム１の残りの部分から別個にされた場合に
は、この組み合わせ構造は、基部室から離して配置する
ことも可能である。別の場合には、リフト用装置８は、
受入室６の中に配置された結晶体を取り出すことができ
るように、受入室６だけを移動するように形成すること
も可能である。このシステム１には、フレーム１３に接
続された可動式台座１１の上に設置された引き上げ用ヘ
ッド１０、及びこの引き上げ用ヘッド１０と種用第１チ
ャック２２（図４及び図５）との間に接続された第１ケ
ーブル１５とが含まれている。この種用第１チャック
は、種結晶に接続されている。同様に、第２ケーブル１
７と１９は、引き上げ用ヘッド１０と種用第２チャック
２４（図４及び図５）の間に繋がれている。
【００１１】コントロールシステム７は、種用第２チャ
ック２４と種用第１チャック２２との相対位置を制御す
るコントローラーで、ソフトウエアにより駆動されるコ
ントローラとすることも可能である。実施例では、第１
チャック２２の引き上げ速度と、第２チャック２４の引
き上げ速度とは線型関係がある。この線型関係は、この
コントロールシステム７にユーザーが入力することも可
能で、あるいは、予めプログラム化しておくことも可能
である。実施例では、第２チャック２４の引き上げ速度
の第１チャック２２の引き上げ速度に対する比率は、
０．９と１．２の間の値である。この比率は、結晶体が
予め選定された重量に達すれば、他の値に連続的に変え
ることが可能である。この重量は、ケーブルセンサー
（ここでは図示されていない）により測定可能で、コン
トロールシステム７にフィードバックすることも可能で
ある。このコントロールシステムの詳細は、図１０Ａ、
図１０Ｂ、及び図１１を参考に下記に解説されている。
ック２４と種用第１チャック２２との相対位置を制御す
るコントローラーで、ソフトウエアにより駆動されるコ
ントローラとすることも可能である。実施例では、第１
チャック２２の引き上げ速度と、第２チャック２４の引
き上げ速度とは線型関係がある。この線型関係は、この
コントロールシステム７にユーザーが入力することも可
能で、あるいは、予めプログラム化しておくことも可能
である。実施例では、第２チャック２４の引き上げ速度
の第１チャック２２の引き上げ速度に対する比率は、
０．９と１．２の間の値である。この比率は、結晶体が
予め選定された重量に達すれば、他の値に連続的に変え
ることが可能である。この重量は、ケーブルセンサー
（ここでは図示されていない）により測定可能で、コン
トロールシステム７にフィードバックすることも可能で
ある。このコントロールシステムの詳細は、図１０Ａ、
図１０Ｂ、及び図１１を参考に下記に解説されている。
【００１２】図２は、シリコン単結晶を作るための従来
技術による結晶体を示す。溶融したシリコン１４の入っ
た坩堝１２は、本システム１の基部室２の中に配置され
ている。１本のケーブル２１が種用チャック２２に連結
されており、このチャック２２は、更に、固定用ネジ２
３により種結晶１６に固定されている。種結晶１６が、
垂直に降下されて、シリコン結晶体１８の成長を開始さ
せるために坩堝１２の中の溶融シリコン１４と接するよ
うになる。次に、引き上げ用ヘッド１０の中にあるモー
ター（ここでは、図示されていない）により、溶融シリ
コン１４から、ケーブル２１と種結晶１６とが引き上げ
られる。種結晶１６が溶融シリコン１４から引き上げら
れ、その長手方向の軸の周りに適切なスピードで回転さ
せられた場合には、長い単結晶体１８を成長させること
も可能である。断面内での均一性が確実に得られるよう
に、種結晶１６とシリコン１４の入った坩堝１２とを、
好ましくは、引き上げプロセス中に回転させる。図２に
示すように、結晶ネック２０の直径は、結晶本体１８の
直径よりもかなり小さい。一般的には、結晶ネックの直
径は、約３ｍｍと約５ｍｍとの間にあり、一方、結晶本
体の直径は、約１００ｍｍと約４００ｍｍとの間にあ
る。結晶ネック２０と結晶本体１８との断面積が大幅に
異なるので、結晶本体１８の重量により結晶ネック２０
が破損するまでに結晶ネック２０が耐えられる結晶本体
１８の長さは制約を受ける。結晶本体１８の中に転移が
成長することを防止するために、結晶ネックの長さが約
１００ｍｍと約５００ｍｍとの間になるように、一般的
には、結晶ネック２０が作られる。このようなサイズが
得られるようにシリコン溶融体１４から結晶ネック２０
を引き上げる速度は、一般的に、約１ｍｍ／分と約１０
ｍｍ／分との間にあり、より一般的には、約２．０ｍｍ
／分と約５ｍｍ／分との間にある。その後、シリコン溶
融体１４から種結晶１６を垂直に引き上げる速度は、好
ましい形状を有する結晶本体１８を作るために、０．２
ｍｍ／分と約４ｍｍ／分との間になるように減速され、
更に一般的には、約０．５ｍｍ／分と約１．５ｍｍ／分
との間になるように減速される。
技術による結晶体を示す。溶融したシリコン１４の入っ
た坩堝１２は、本システム１の基部室２の中に配置され
ている。１本のケーブル２１が種用チャック２２に連結
されており、このチャック２２は、更に、固定用ネジ２
３により種結晶１６に固定されている。種結晶１６が、
垂直に降下されて、シリコン結晶体１８の成長を開始さ
せるために坩堝１２の中の溶融シリコン１４と接するよ
うになる。次に、引き上げ用ヘッド１０の中にあるモー
ター（ここでは、図示されていない）により、溶融シリ
コン１４から、ケーブル２１と種結晶１６とが引き上げ
られる。種結晶１６が溶融シリコン１４から引き上げら
れ、その長手方向の軸の周りに適切なスピードで回転さ
せられた場合には、長い単結晶体１８を成長させること
も可能である。断面内での均一性が確実に得られるよう
に、種結晶１６とシリコン１４の入った坩堝１２とを、
好ましくは、引き上げプロセス中に回転させる。図２に
示すように、結晶ネック２０の直径は、結晶本体１８の
直径よりもかなり小さい。一般的には、結晶ネックの直
径は、約３ｍｍと約５ｍｍとの間にあり、一方、結晶本
体の直径は、約１００ｍｍと約４００ｍｍとの間にあ
る。結晶ネック２０と結晶本体１８との断面積が大幅に
異なるので、結晶本体１８の重量により結晶ネック２０
が破損するまでに結晶ネック２０が耐えられる結晶本体
１８の長さは制約を受ける。結晶本体１８の中に転移が
成長することを防止するために、結晶ネックの長さが約
１００ｍｍと約５００ｍｍとの間になるように、一般的
には、結晶ネック２０が作られる。このようなサイズが
得られるようにシリコン溶融体１４から結晶ネック２０
を引き上げる速度は、一般的に、約１ｍｍ／分と約１０
ｍｍ／分との間にあり、より一般的には、約２．０ｍｍ
／分と約５ｍｍ／分との間にある。その後、シリコン溶
融体１４から種結晶１６を垂直に引き上げる速度は、好
ましい形状を有する結晶本体１８を作るために、０．２
ｍｍ／分と約４ｍｍ／分との間になるように減速され、
更に一般的には、約０．５ｍｍ／分と約１．５ｍｍ／分
との間になるように減速される。
【００１３】図３に示すように、本発明の結晶体は、結
晶ネック２６を含み、この結晶ネック２６の直径は、そ
れに続いて成長した結晶体の中に転移が形成されること
を防止するようなサイズの結晶ネックとするために、約
３ｍｍと約５ｍｍとの間であり、その長さは少なくとも
約１００ｍｍである。この結晶体には結晶ネック２６に
続く結晶ヘッド３１が更に含まれ、この結晶ヘッド３１
の最大直径２７は、約２５ｍｍと約６０ｍｍとの間であ
り、好ましくは、約３５ｍｍと約４５ｍｍとの間であ
る。この結晶ヘッド３１は、更に、第２結晶ネック２８
に続いており、この結晶ネック２８の直径は、結晶ネッ
ク２６の直径と結晶ヘッド２７の直径との間にある。第
２結晶ネック２８の直径は、約１０ｍｍと約２０ｍｍと
の間にあり、好ましくは、約１４ｍｍと約１６ｍｍとの
間にある。結晶本体３２は、第２結晶ネック２８に連続
しており、その直径は結晶本体が第２結晶ネック２８で
保持できる重量となるような直径である。結晶本体の適
切な直径は、約２００ｍｍと約４５０ｍｍとの間にあ
り、好ましくは、約３００ｍｍと約３１０ｍｍとの間に
ある。第２ネック２８と結晶ヘッド３１との間の接続部
には、図５を参考に以下に詳細に述べるように、成長中
の結晶本体を保持して引き上げるために、種用第２チャ
ック２４が当接することの可能な表面がある。
晶ネック２６を含み、この結晶ネック２６の直径は、そ
れに続いて成長した結晶体の中に転移が形成されること
を防止するようなサイズの結晶ネックとするために、約
３ｍｍと約５ｍｍとの間であり、その長さは少なくとも
約１００ｍｍである。この結晶体には結晶ネック２６に
続く結晶ヘッド３１が更に含まれ、この結晶ヘッド３１
の最大直径２７は、約２５ｍｍと約６０ｍｍとの間であ
り、好ましくは、約３５ｍｍと約４５ｍｍとの間であ
る。この結晶ヘッド３１は、更に、第２結晶ネック２８
に続いており、この結晶ネック２８の直径は、結晶ネッ
ク２６の直径と結晶ヘッド２７の直径との間にある。第
２結晶ネック２８の直径は、約１０ｍｍと約２０ｍｍと
の間にあり、好ましくは、約１４ｍｍと約１６ｍｍとの
間にある。結晶本体３２は、第２結晶ネック２８に連続
しており、その直径は結晶本体が第２結晶ネック２８で
保持できる重量となるような直径である。結晶本体の適
切な直径は、約２００ｍｍと約４５０ｍｍとの間にあ
り、好ましくは、約３００ｍｍと約３１０ｍｍとの間に
ある。第２ネック２８と結晶ヘッド３１との間の接続部
には、図５を参考に以下に詳細に述べるように、成長中
の結晶本体を保持して引き上げるために、種用第２チャ
ック２４が当接することの可能な表面がある。
【００１４】図４及び図５には、本発明のシステム１の
内部が図示されており、このシステム１には、種用第１
チャック２２と種用第２チャック２４とが含まれてい
る。図４には、第１ケーブル１５を上方向に引き上げる
ヘッド引き上げ用の第１機構３４が図示されている。第
１ケーブル１５は、種用第１チャック２２に固定されて
おり、この種用第１チャック２２は、更に、坩堝１２の
中の溶融シリコンから種結晶を引き上げるようになって
いる。この種用第１チャック２２は、この図では、結晶
第１ネック２６が形成されるフェーズでの移動幅の下端
近くにあるように図示されている。このケーブル１５
は、引き上げヘッド１０に到達するまでの間に、通常の
磁性流体シール３０を通る。結晶形成システム１の内部
の真空度を維持するために磁性流体シール３０がケーブ
ル１５をシールする。この磁性流体シール３０には、通
常の磁性流体型中空軸シール、例えば、ニューハンプシ
ャー州ナシュアのＦｅｒｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ社から入
手できるＦＥＲＲＯＳＥＡＬ（登録商標）のシール等を
使用することが可能である。
内部が図示されており、このシステム１には、種用第１
チャック２２と種用第２チャック２４とが含まれてい
る。図４には、第１ケーブル１５を上方向に引き上げる
ヘッド引き上げ用の第１機構３４が図示されている。第
１ケーブル１５は、種用第１チャック２２に固定されて
おり、この種用第１チャック２２は、更に、坩堝１２の
中の溶融シリコンから種結晶を引き上げるようになって
いる。この種用第１チャック２２は、この図では、結晶
第１ネック２６が形成されるフェーズでの移動幅の下端
近くにあるように図示されている。このケーブル１５
は、引き上げヘッド１０に到達するまでの間に、通常の
磁性流体シール３０を通る。結晶形成システム１の内部
の真空度を維持するために磁性流体シール３０がケーブ
ル１５をシールする。この磁性流体シール３０には、通
常の磁性流体型中空軸シール、例えば、ニューハンプシ
ャー州ナシュアのＦｅｒｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ社から入
手できるＦＥＲＲＯＳＥＡＬ（登録商標）のシール等を
使用することが可能である。
【００１５】本発明の一つの観点によれば、種用第２チ
ャック２４が種用第１チャック２２を取り囲んでいる。
種用第２チャック２４の断面は円形であることもあり、
Ｕ字型のチャック構造を作る２本のアーム等のように独
立した複数のアームから出来ていることもある。この種
用第１チャック２２は、種用第２チャック２４の中に設
けられた穴を通して動く。この種用第２チャック２４
は、ケーブル１７とケーブル１９（図５を参考に、以下
に詳細に述べてある）により支持されており、これらの
ケーブルも磁性流体シール３０の中を通っている。第２
駆動機構３２がケーブル１７及びケーブル１９、並びに
これに接続された種用第２チャック２４を引き上げる。
この第１駆動機構３４及び第２駆動機構３２は、共に、
回転可能な台座１１の上に設置されている。このことに
より、駆動機構３２及び３４は共に種結晶の回転をする
場合に一つの台座で可能となるので、全体の構造が単純
になる。結晶体を保持するためのフィンガー２５（図８
に極めて詳細に図示されている）からなる「１方向型」
ゲート２６が、種用第２チャック２４の下端に設置され
ている。
ャック２４が種用第１チャック２２を取り囲んでいる。
種用第２チャック２４の断面は円形であることもあり、
Ｕ字型のチャック構造を作る２本のアーム等のように独
立した複数のアームから出来ていることもある。この種
用第１チャック２２は、種用第２チャック２４の中に設
けられた穴を通して動く。この種用第２チャック２４
は、ケーブル１７とケーブル１９（図５を参考に、以下
に詳細に述べてある）により支持されており、これらの
ケーブルも磁性流体シール３０の中を通っている。第２
駆動機構３２がケーブル１７及びケーブル１９、並びに
これに接続された種用第２チャック２４を引き上げる。
この第１駆動機構３４及び第２駆動機構３２は、共に、
回転可能な台座１１の上に設置されている。このことに
より、駆動機構３２及び３４は共に種結晶の回転をする
場合に一つの台座で可能となるので、全体の構造が単純
になる。結晶体を保持するためのフィンガー２５（図８
に極めて詳細に図示されている）からなる「１方向型」
ゲート２６が、種用第２チャック２４の下端に設置され
ている。
【００１６】図８には、種用第２チャック２４の一部の
部分断面図が図示されている。フィンガー２５はそれぞ
れ、回転中心として機能するロッド２７の周りに回転す
る。このようにフィンガー２５は、矢印３１で示された
方向に、上向きに回転することもある。しかしながら、
停止ピン２９あるいはその他の同様なメカニズムによ
り、このフィンガー２５が、シリコン溶融体１４に向か
って下向きに回転できないようになっている。このフィ
ンガー２５には、停止ピン２９にこのフィンガー２５を
押しつけるためにバネにより力を加えることも可能であ
る。以下に述べるように、１方向型ゲートを形成するフ
ィンガー２５が周辺部２７での直径が最大となるような
結晶ヘッド３１を捉えて保持する。この周辺部２７のサ
イズは、フィンガー２５の間を通過することが可能で、
且つ、そこを通過した後には、フィンガー２５が半径方
向に内部に向かって伸びた状態になったとき、そのフィ
ンガー２５により支持されるように決められている。周
辺部２７の直径及び第２結晶ネック２８の直径のサイズ
は、第２チャック２４の内部にフィンガー２５により結
晶ヘッド３１が保持されるように決められている。
部分断面図が図示されている。フィンガー２５はそれぞ
れ、回転中心として機能するロッド２７の周りに回転す
る。このようにフィンガー２５は、矢印３１で示された
方向に、上向きに回転することもある。しかしながら、
停止ピン２９あるいはその他の同様なメカニズムによ
り、このフィンガー２５が、シリコン溶融体１４に向か
って下向きに回転できないようになっている。このフィ
ンガー２５には、停止ピン２９にこのフィンガー２５を
押しつけるためにバネにより力を加えることも可能であ
る。以下に述べるように、１方向型ゲートを形成するフ
ィンガー２５が周辺部２７での直径が最大となるような
結晶ヘッド３１を捉えて保持する。この周辺部２７のサ
イズは、フィンガー２５の間を通過することが可能で、
且つ、そこを通過した後には、フィンガー２５が半径方
向に内部に向かって伸びた状態になったとき、そのフィ
ンガー２５により支持されるように決められている。周
辺部２７の直径及び第２結晶ネック２８の直径のサイズ
は、第２チャック２４の内部にフィンガー２５により結
晶ヘッド３１が保持されるように決められている。
【００１７】図５には、システム１の側面図が図示され
ており、そこには、種用チャック２２及び２４が磁性流
体シール３０の近傍の位置に到達した場合で、その移動
幅の上端に来たところが図示されている。ケーブル１７
とケーブル１９との間の僅かな長さの差をなくすため
に、種用第２チャック２４の中のボールジョイント機構
にこれらのケーブルが接続されている。種用チャック２
４が円柱状の場合には、ケーブル１７及びケーブル１９
の終端は、特に、半円球状の保持具４４となっており、
種用第２チャック２４がＵ字型の場合には、円柱状の保
持具４４となっている。この保持具４４は、種用第２チ
ャック２４の上部にあってこの保持具に対応する曲面状
の窪みにきっちりはまるようになっている。従って、保
持具４４と種用第２チャック２４とは相互に相対的に動
かすことが可能である。種用第１チャック２２は、保持
具４４の中にある穴を通過する。第２ケーブル１７と１
９は、通常の引き上げ機構（図５に図示されている）に
より、引き上げヘッド１０の中にあるドラム６２により
上方向に引き上げられるが、種用第１ケーブル１５は、
通常の引き上げ機構３５により制御された別個のドラム
６０により引き上げられる。
ており、そこには、種用チャック２２及び２４が磁性流
体シール３０の近傍の位置に到達した場合で、その移動
幅の上端に来たところが図示されている。ケーブル１７
とケーブル１９との間の僅かな長さの差をなくすため
に、種用第２チャック２４の中のボールジョイント機構
にこれらのケーブルが接続されている。種用チャック２
４が円柱状の場合には、ケーブル１７及びケーブル１９
の終端は、特に、半円球状の保持具４４となっており、
種用第２チャック２４がＵ字型の場合には、円柱状の保
持具４４となっている。この保持具４４は、種用第２チ
ャック２４の上部にあってこの保持具に対応する曲面状
の窪みにきっちりはまるようになっている。従って、保
持具４４と種用第２チャック２４とは相互に相対的に動
かすことが可能である。種用第１チャック２２は、保持
具４４の中にある穴を通過する。第２ケーブル１７と１
９は、通常の引き上げ機構（図５に図示されている）に
より、引き上げヘッド１０の中にあるドラム６２により
上方向に引き上げられるが、種用第１ケーブル１５は、
通常の引き上げ機構３５により制御された別個のドラム
６０により引き上げられる。
【００１８】図５には、更に、第２チャック２４の内部
に保持される保持用結晶ヘッド３１を作るための制御さ
れた結晶成長の効果が示されている。特に、溶融シリコ
ン１４の中に、種用第１チャック２２及び種結晶１６を
降下させた時には、通常の方式で結晶成長が始まる。こ
の種結晶１６は、上述の結晶転移の問題の発生を回避す
るために、十分小さな断面を有する結晶ネック２６を成
長させるための速度で引き上げられる。この結晶ネック
２６が形成された後は、結晶体の直径を大きくするため
に種用第１チャック２２の引き上げ速度及び結晶成長温
度が調節される。この調節された速度により、保持用結
晶ヘッド３１が形成される。この結晶ヘッド３１を形成
するための適切な種結晶の引き上げ速度は、約１ｍｍ／
分と約６ｍｍ／分の間であり、好ましくは、約２ｍｍ／
分と約３ｍｍ／分との間である。その後、結晶体の直径
を小さくするために引き上げ速度と結晶成長温度が更に
調節され、これにより、保持用のネック部分２８が形成
される。第２ネック２８を形成するための適切な種結晶
の引き上げ速度は、約１ｍｍ／分と約１０ｍｍ／分との
間であり、好ましくは、約２．０ｍｍ／分と約５．０ｍ
ｍ／分との間である。この段階では、保持用ヘッド３１
と結晶ネック２８とが結晶ネック２６により支持され
る。しかしながら、保持用の結晶ネック部分２８が形成
された後は、この第２チャック２４の位置は、図４に示
す位置にほぼ保持される。この結果、結晶体を保持する
結晶ヘッド３１が、第２チャック機構２４の中に入る。
保持用結晶ヘッド部分３１がフィンガー２５のところを
通過するときに、保持用結晶ヘッド３１がフィンガー２
５を通過できるように、フィンガー２５が、引き上げヘ
ッド１０に向かって上向きに押され、且つ、外側に簡単
に回転するようになっている。しかしながら、第２ネッ
ク２８がフィンガー２５のところを通過するときには、
結晶体の直径が十分に小さいので、このフィンガー２５
が溶融シリコンに向かって下向きに回転して、このこと
により、保持用結晶ヘッドが直径３１で（図５に図示さ
れたように）第２チャック２４の中に保持される。
に保持される保持用結晶ヘッド３１を作るための制御さ
れた結晶成長の効果が示されている。特に、溶融シリコ
ン１４の中に、種用第１チャック２２及び種結晶１６を
降下させた時には、通常の方式で結晶成長が始まる。こ
の種結晶１６は、上述の結晶転移の問題の発生を回避す
るために、十分小さな断面を有する結晶ネック２６を成
長させるための速度で引き上げられる。この結晶ネック
２６が形成された後は、結晶体の直径を大きくするため
に種用第１チャック２２の引き上げ速度及び結晶成長温
度が調節される。この調節された速度により、保持用結
晶ヘッド３１が形成される。この結晶ヘッド３１を形成
するための適切な種結晶の引き上げ速度は、約１ｍｍ／
分と約６ｍｍ／分の間であり、好ましくは、約２ｍｍ／
分と約３ｍｍ／分との間である。その後、結晶体の直径
を小さくするために引き上げ速度と結晶成長温度が更に
調節され、これにより、保持用のネック部分２８が形成
される。第２ネック２８を形成するための適切な種結晶
の引き上げ速度は、約１ｍｍ／分と約１０ｍｍ／分との
間であり、好ましくは、約２．０ｍｍ／分と約５．０ｍ
ｍ／分との間である。この段階では、保持用ヘッド３１
と結晶ネック２８とが結晶ネック２６により支持され
る。しかしながら、保持用の結晶ネック部分２８が形成
された後は、この第２チャック２４の位置は、図４に示
す位置にほぼ保持される。この結果、結晶体を保持する
結晶ヘッド３１が、第２チャック機構２４の中に入る。
保持用結晶ヘッド部分３１がフィンガー２５のところを
通過するときに、保持用結晶ヘッド３１がフィンガー２
５を通過できるように、フィンガー２５が、引き上げヘ
ッド１０に向かって上向きに押され、且つ、外側に簡単
に回転するようになっている。しかしながら、第２ネッ
ク２８がフィンガー２５のところを通過するときには、
結晶体の直径が十分に小さいので、このフィンガー２５
が溶融シリコンに向かって下向きに回転して、このこと
により、保持用結晶ヘッドが直径３１で（図５に図示さ
れたように）第２チャック２４の中に保持される。
【００１９】保持用結晶ヘッド３１が第２チャック２４
の中に保持された後、第２引き上げヘッド３２により、
この引き上げプロセスが続けられる。種用第１チャック
２２と種用第２チャック２４との双方には、別個にプロ
グラム可能な独立した駆動装置とコントロール機構があ
るので、種用第１チャック２２と種用第２チャック２４
とを、それぞれ、相互に別個に、且つ、正確にコントロ
ールすることが可能である。従って、種用第１チャック
２２により作られた引き上げ部分から、種用第２チャッ
ク２４により作られた引き上げ部分にかけての形状を滑
らかに変化させることが、この結晶成長プロセスへの影
響を最小限にしながら可能となるのである。
の中に保持された後、第２引き上げヘッド３２により、
この引き上げプロセスが続けられる。種用第１チャック
２２と種用第２チャック２４との双方には、別個にプロ
グラム可能な独立した駆動装置とコントロール機構があ
るので、種用第１チャック２２と種用第２チャック２４
とを、それぞれ、相互に別個に、且つ、正確にコントロ
ールすることが可能である。従って、種用第１チャック
２２により作られた引き上げ部分から、種用第２チャッ
ク２４により作られた引き上げ部分にかけての形状を滑
らかに変化させることが、この結晶成長プロセスへの影
響を最小限にしながら可能となるのである。
【００２０】このようにして、結晶ネック２６ではな
く、種用第２チャック２４と第２結晶ネック２８とが成
長中の結晶体３２の重量を支持した状態で引き上げが続
けられる。第２結晶ネック２８の直径は、種結晶ネック
２６よりも遙かに大きいので、細い種結晶ネック２６を
破損させる危険性もなく、より大きな直径を有する結晶
本体３２を安全に成長させることが可能となる。更に詳
しくは、保持用結晶ヘッド３１が第２チャック２４によ
り保持された後は、肩部２９と結晶本体３２は、固体の
結晶体を溶融シリコンから引き上げる速度を減少させ
て、約２ｍｍ／分未満、好ましくは、約０．５ｍｍ／分
と約１．５ｍｍ／分との間にすることにより、通常の直
径あるいはそれよりも大きい直径になるように成長させ
ることが可能である。
く、種用第２チャック２４と第２結晶ネック２８とが成
長中の結晶体３２の重量を支持した状態で引き上げが続
けられる。第２結晶ネック２８の直径は、種結晶ネック
２６よりも遙かに大きいので、細い種結晶ネック２６を
破損させる危険性もなく、より大きな直径を有する結晶
本体３２を安全に成長させることが可能となる。更に詳
しくは、保持用結晶ヘッド３１が第２チャック２４によ
り保持された後は、肩部２９と結晶本体３２は、固体の
結晶体を溶融シリコンから引き上げる速度を減少させ
て、約２ｍｍ／分未満、好ましくは、約０．５ｍｍ／分
と約１．５ｍｍ／分との間にすることにより、通常の直
径あるいはそれよりも大きい直径になるように成長させ
ることが可能である。
【００２１】図６及び図７には、本発明の原則に従っ
て、２つの種用チャックを具備することの可能な引き上
げヘッド１０が一例として詳しく図示されている。この
引き上げヘッド１０は、通常の方法で引き上げケーブル
の軸の周りに回転させることができるように、回転可能
な台座１１の上に搭載されている。２つの引き上げ機構
３２と３４とが具備されており、これらのいずれもが、
モーター９０あるいは９２とによってそれぞれ駆動され
る減速歯車装置１００あるいは１０２を有する。図５に
示すように、第１減速歯車装置１０２が第１ドラム６０
を駆動する。種用第１チャックにつながるケーブル１５
は、好ましくは、磁性流体シール３０を通過して第１プ
ーリ７０を越えて第１ドラム６０に巻き付けられる。種
用第２チャックにつながるケーブル１７と１９は、磁性
流体シール装置３０を通過して共通のシャフト７３に取
り付けられた第２プーリ７２と７４を越える。ケーブル
１７と１９は共にダブル幅の単独ドラム６２に巻き付け
られる。ドラム６２は減速歯車機構３４とモータ９０に
より駆動される。第１ドラム６０と第２ドラム６２と
は、同じ移動幅を有するように作られているので、種用
第２チャック２４が保持用結晶ヘッド３１を掴んだ後に
は、ドラム６０と６２とは同一速度で回転させることが
可能である。このことにより、メインの結晶本体３２が
成長している間、種用第１チャック２２と種用第２チャ
ック２４とが一緒に動くことができるのである。
て、２つの種用チャックを具備することの可能な引き上
げヘッド１０が一例として詳しく図示されている。この
引き上げヘッド１０は、通常の方法で引き上げケーブル
の軸の周りに回転させることができるように、回転可能
な台座１１の上に搭載されている。２つの引き上げ機構
３２と３４とが具備されており、これらのいずれもが、
モーター９０あるいは９２とによってそれぞれ駆動され
る減速歯車装置１００あるいは１０２を有する。図５に
示すように、第１減速歯車装置１０２が第１ドラム６０
を駆動する。種用第１チャックにつながるケーブル１５
は、好ましくは、磁性流体シール３０を通過して第１プ
ーリ７０を越えて第１ドラム６０に巻き付けられる。種
用第２チャックにつながるケーブル１７と１９は、磁性
流体シール装置３０を通過して共通のシャフト７３に取
り付けられた第２プーリ７２と７４を越える。ケーブル
１７と１９は共にダブル幅の単独ドラム６２に巻き付け
られる。ドラム６２は減速歯車機構３４とモータ９０に
より駆動される。第１ドラム６０と第２ドラム６２と
は、同じ移動幅を有するように作られているので、種用
第２チャック２４が保持用結晶ヘッド３１を掴んだ後に
は、ドラム６０と６２とは同一速度で回転させることが
可能である。このことにより、メインの結晶本体３２が
成長している間、種用第１チャック２２と種用第２チャ
ック２４とが一緒に動くことができるのである。
【００２２】図９には、フィンガー７１を１つだけ具備
した別の第２チャック機構７０の断面図が図示されてい
る。このフィンガー７１は、窪み７２の中で、スプリン
グ７３に当接しており、矢印７５の方向に動くようにな
っている。結晶ヘッド３１が引き上げられてフィンガー
７１と接すると、結晶ヘッドがフィンガー７１のところ
を通過できるように、このフィンガーが、結晶ヘッド３
１からスプリング７３に向かって押される。このヘッド
３１が、フィンガー７１のところを完全に通過して、第
２ネック２８がフィンガー７１と接するようになると、
スプリング７３がフィンガー７１を押して、フィンガー
７１が結晶ヘッド３１を支持できるように、ヘッド３１
と第２ネック２８との間の接続部分に当接するようにな
る。フィンガー７１が窪み７２の中から出ないように停
止部７４が具備されている。
した別の第２チャック機構７０の断面図が図示されてい
る。このフィンガー７１は、窪み７２の中で、スプリン
グ７３に当接しており、矢印７５の方向に動くようにな
っている。結晶ヘッド３１が引き上げられてフィンガー
７１と接すると、結晶ヘッドがフィンガー７１のところ
を通過できるように、このフィンガーが、結晶ヘッド３
１からスプリング７３に向かって押される。このヘッド
３１が、フィンガー７１のところを完全に通過して、第
２ネック２８がフィンガー７１と接するようになると、
スプリング７３がフィンガー７１を押して、フィンガー
７１が結晶ヘッド３１を支持できるように、ヘッド３１
と第２ネック２８との間の接続部分に当接するようにな
る。フィンガー７１が窪み７２の中から出ないように停
止部７４が具備されている。
【００２３】図１０Ａ及び図１０Ｂには、結晶ヘッド３
１を種用第２チャック２４で保持するためのコントロー
ルシステム７に用いられているプロセスが図示されてい
る。このプロセスは、ステップ１０００から始まり、こ
こで、このコントロールシステム７が結晶体の長さ、種
用第１チャックにつながるケーブル１５に加わる荷重、
種用第２チャックにつながるケーブル１７及び１９に加
わる荷重をモニターする。種用チャック２２及び２４と
を支持するケーブル１５、１７、及び１９のそれぞれの
ケーブルに加わる荷重は、それぞれ対応するウィンチ機
構の中にあるロードセルにより通常の方法で測定され
る。この段階では、このコントロールシステム７は、
「自動」モードの状態にあり、このモードでは、予め定
められた式に従って結晶成長をコントロールするため
に、種用第１ケーブルを引き上げる速度をこのコントロ
ールシステム７がコントロールする。
１を種用第２チャック２４で保持するためのコントロー
ルシステム７に用いられているプロセスが図示されてい
る。このプロセスは、ステップ１０００から始まり、こ
こで、このコントロールシステム７が結晶体の長さ、種
用第１チャックにつながるケーブル１５に加わる荷重、
種用第２チャックにつながるケーブル１７及び１９に加
わる荷重をモニターする。種用チャック２２及び２４と
を支持するケーブル１５、１７、及び１９のそれぞれの
ケーブルに加わる荷重は、それぞれ対応するウィンチ機
構の中にあるロードセルにより通常の方法で測定され
る。この段階では、このコントロールシステム７は、
「自動」モードの状態にあり、このモードでは、予め定
められた式に従って結晶成長をコントロールするため
に、種用第１ケーブルを引き上げる速度をこのコントロ
ールシステム７がコントロールする。
【００２４】ステップ１００２では、結晶体の長さが、
結晶ヘッド３１の最初のところで結晶成長が行われるよ
うな長さになっているかどうかを判断する。この結晶体
がその長さになっている場合には、「相対長さ」という
変数は、ステップ１００４で０ミリメートルにセットさ
れて、この結晶体の長さをモニターする。この相対長さ
という変数は、結晶ヘッド３１が予め定められた長さの
値に達するまで、結晶体が成長すると共に増加させられ
る。次に、ステップ１００６では、結晶体１８の相対長
さの変数の値が、予め定められたヘッドの長さの値以上
かどうかが判断される。事前に実施する実験に基づいて
この値を選定することもある。ここでもし答えがイエス
の場合には、このプロセスはステップ１００８まで続け
られ、このステップ１００８では、結晶引き上げシステ
ム１のオペレータに、結晶ヘッド３１が種用第２チャッ
ク２４で保持できる程十分な長さになっていることをコ
ントロールシステム７が表示する。この段階で、種用第
２チャックを所定の位置まで手動で下げられるように、
オペレータはコントロールシステム７を「手動」モード
に入れる。
結晶ヘッド３１の最初のところで結晶成長が行われるよ
うな長さになっているかどうかを判断する。この結晶体
がその長さになっている場合には、「相対長さ」という
変数は、ステップ１００４で０ミリメートルにセットさ
れて、この結晶体の長さをモニターする。この相対長さ
という変数は、結晶ヘッド３１が予め定められた長さの
値に達するまで、結晶体が成長すると共に増加させられ
る。次に、ステップ１００６では、結晶体１８の相対長
さの変数の値が、予め定められたヘッドの長さの値以上
かどうかが判断される。事前に実施する実験に基づいて
この値を選定することもある。ここでもし答えがイエス
の場合には、このプロセスはステップ１００８まで続け
られ、このステップ１００８では、結晶引き上げシステ
ム１のオペレータに、結晶ヘッド３１が種用第２チャッ
ク２４で保持できる程十分な長さになっていることをコ
ントロールシステム７が表示する。この段階で、種用第
２チャックを所定の位置まで手動で下げられるように、
オペレータはコントロールシステム７を「手動」モード
に入れる。
【００２５】このプロセスは、ステップ１０１０まで、
ページ・コネクター「Ｂ」をオフにしたまま続けられる
が、ここでは、種用第２チャック２４を所定の位置まで
下げるためにコントロールシステム７をオペレータが手
動でコントロールする。オペレータは、種用第２チャッ
クの垂直方向の位置をモニターしながら、結晶ヘッドに
対して予め定められた位置に達するまで降下させる。こ
の予め定められた位置は、結晶ヘッドの長さに対して相
対的なものであり、一方、この結晶ヘッドの長さはステ
ップ１００６で定められたものである。
ページ・コネクター「Ｂ」をオフにしたまま続けられる
が、ここでは、種用第２チャック２４を所定の位置まで
下げるためにコントロールシステム７をオペレータが手
動でコントロールする。オペレータは、種用第２チャッ
クの垂直方向の位置をモニターしながら、結晶ヘッドに
対して予め定められた位置に達するまで降下させる。こ
の予め定められた位置は、結晶ヘッドの長さに対して相
対的なものであり、一方、この結晶ヘッドの長さはステ
ップ１００６で定められたものである。
【００２６】オペレータは、次に、コントロールシステ
ム７を「自動モード」に戻すが、このモードでは、コン
トロールシステム７は、この段階で、２つの種用チャッ
ク２２と２４（ステップ１０１２）の動きを同時にコン
トロールする。
ム７を「自動モード」に戻すが、このモードでは、コン
トロールシステム７は、この段階で、２つの種用チャッ
ク２２と２４（ステップ１０１２）の動きを同時にコン
トロールする。
【００２７】このプロセスは、ステップ１０１４まで継
続され、このステップでは種用第２チャック２４の速度
が、コントロールシステム７により、種用第２チャック
が種用第１チャックよりも早い速度で引き上げられるよ
うに、種用第１チャック２２の速度に最初の（１．０を
越える値の）係数を掛けた値に等しくセットされる。そ
の結果、種用第２チャックが、前述のように、結晶ヘッ
ド３１を掴む。種用第２チャックが掴んだ後には、結晶
体の全重量が種用第１チャックから種用第２チャックに
徐々に移される。ステップ１０１６では、この種用第２
チャック２４が保持する重量が、結晶体の重量（種用第
１チャック２２の重量と種用第２チャック２４の重量を
加えた重量）の予め定められた割合よりも大きいかどう
かが判断される。もしここで、答えがイエスになれば、
「種用第２チャックが結晶体を掴まえました」というフ
ラッグ情報がコントロールシステム７にセットされ、種
用第２チャック２４の速度が、種用第１チャック２２の
速度に第２の係数を掛けた値にセットされる。（ステッ
プ１０１８）。種用第２チャックと種用第１チャックと
を同じ速度で引き上げることができるように、この第２
の係数は実質的に「１」であり、これにより、種用第２
チャックによる保持プロセスが終了する。
続され、このステップでは種用第２チャック２４の速度
が、コントロールシステム７により、種用第２チャック
が種用第１チャックよりも早い速度で引き上げられるよ
うに、種用第１チャック２２の速度に最初の（１．０を
越える値の）係数を掛けた値に等しくセットされる。そ
の結果、種用第２チャックが、前述のように、結晶ヘッ
ド３１を掴む。種用第２チャックが掴んだ後には、結晶
体の全重量が種用第１チャックから種用第２チャックに
徐々に移される。ステップ１０１６では、この種用第２
チャック２４が保持する重量が、結晶体の重量（種用第
１チャック２２の重量と種用第２チャック２４の重量を
加えた重量）の予め定められた割合よりも大きいかどう
かが判断される。もしここで、答えがイエスになれば、
「種用第２チャックが結晶体を掴まえました」というフ
ラッグ情報がコントロールシステム７にセットされ、種
用第２チャック２４の速度が、種用第１チャック２２の
速度に第２の係数を掛けた値にセットされる。（ステッ
プ１０１８）。種用第２チャックと種用第１チャックと
を同じ速度で引き上げることができるように、この第２
の係数は実質的に「１」であり、これにより、種用第２
チャックによる保持プロセスが終了する。
【００２８】図１１は、結晶引き上げシステム１から結
晶体１８を取り出すステップの全体フローチャートであ
る。このプロセスは、ステップ１１００からスタートす
るが、ここでは、結晶取り出し用リミットスイッチ（こ
こには、図示されていない）がオンになっているかどう
かを確認する。結晶引き上げシステム１の中での結晶の
移動幅の上端に結晶体１８があるときには、このスイッ
チはオンになっているのが典型的である。このスイッチ
がオンになっていれば、次に、種用第２チャックが結晶
体を掴まえたというフラッグ情報が１にセットされてい
るかどうかを判断するが（ステップ１１０２）、これが
１の場合には、種用第２チャックが前述のプロセス中で
結晶体を適切に掴まえたことを示すのである。
晶体１８を取り出すステップの全体フローチャートであ
る。このプロセスは、ステップ１１００からスタートす
るが、ここでは、結晶取り出し用リミットスイッチ（こ
こには、図示されていない）がオンになっているかどう
かを確認する。結晶引き上げシステム１の中での結晶の
移動幅の上端に結晶体１８があるときには、このスイッ
チはオンになっているのが典型的である。このスイッチ
がオンになっていれば、次に、種用第２チャックが結晶
体を掴まえたというフラッグ情報が１にセットされてい
るかどうかを判断するが（ステップ１１０２）、これが
１の場合には、種用第２チャックが前述のプロセス中で
結晶体を適切に掴まえたことを示すのである。
【００２９】このフラッグ情報がセットされると、結晶
取り出しボタン（ここには図示されていない）をオペレ
ータが押して、結晶体を取り出す作業が始まっているか
どうかをステップ１１０４で判断する。このボタンが押
されると、次に、ステップ１１０６では、種用第１チャ
ックの速度が種用第２チャック２４の速度と同じになる
ようにセットされて、双方のチャックが同時に降下でき
るようになる。ステップ１１０８では、このコントロー
ルシステム７により、オペレータが双方のチャックと結
晶体１８とを手動で降下させて、最終的に、結晶体１８
が支持台（ここには、図示されていない）の上に乗せら
れる。この過程の間中、種用第２チャックにつながるケ
ーブルに加わる荷重がモニターされる。
取り出しボタン（ここには図示されていない）をオペレ
ータが押して、結晶体を取り出す作業が始まっているか
どうかをステップ１１０４で判断する。このボタンが押
されると、次に、ステップ１１０６では、種用第１チャ
ックの速度が種用第２チャック２４の速度と同じになる
ようにセットされて、双方のチャックが同時に降下でき
るようになる。ステップ１１０８では、このコントロー
ルシステム７により、オペレータが双方のチャックと結
晶体１８とを手動で降下させて、最終的に、結晶体１８
が支持台（ここには、図示されていない）の上に乗せら
れる。この過程の間中、種用第２チャックにつながるケ
ーブルに加わる荷重がモニターされる。
【００３０】次に、種用第２チャックにつながるケーブ
ル１７と１９とに加わる荷重が１キログラム以下である
かどうかが、ステップ１１１０で判断される。この荷重
が１キログラム以下の場合には、このプロセスはステッ
プ１１１２まで継続されるが、このステップ１１１２で
は、種用第２チャックが結晶体を掴まえたというフラッ
グ情報はゼロにセットされる。ステップ１１１４では、
次に、オペレータが種用第２チャック２４から結晶体を
手動で取り出し、取り出しプロセスが完了する。
ル１７と１９とに加わる荷重が１キログラム以下である
かどうかが、ステップ１１１０で判断される。この荷重
が１キログラム以下の場合には、このプロセスはステッ
プ１１１２まで継続されるが、このステップ１１１２で
は、種用第２チャックが結晶体を掴まえたというフラッ
グ情報はゼロにセットされる。ステップ１１１４では、
次に、オペレータが種用第２チャック２４から結晶体を
手動で取り出し、取り出しプロセスが完了する。
【００３１】以上に述べた本発明は、従来の構造に比較
して、引き上げヘッドの高さ、幅、あるいは奥行きを大
幅に増大させるようなものではなく、比較的コンパクト
な構造を有するものである。これに加えて、第１引き上
げシステムと第２引き上げシステムとには共通部品が多
く使用されており、本発明による機構の製造コストが下
げられている。ケーブルのスリップ防止機構等の他の通
常の機構を、本発明による引き上げヘッドの構造に加え
ることも可能である。
して、引き上げヘッドの高さ、幅、あるいは奥行きを大
幅に増大させるようなものではなく、比較的コンパクト
な構造を有するものである。これに加えて、第１引き上
げシステムと第２引き上げシステムとには共通部品が多
く使用されており、本発明による機構の製造コストが下
げられている。ケーブルのスリップ防止機構等の他の通
常の機構を、本発明による引き上げヘッドの構造に加え
ることも可能である。
【図１】 本発明を利用した結晶引き上げシステムの側
面図である。
面図である。
【図２】 従来技術による結晶体の側面図である。
【図３】 本発明による結晶体の側面図である。
【図４】 本発明の前面図である。
【図５】 本発明の装置の側面図である。
【図６】 本発明の装置に利用された駆動手段の平面図
である。
である。
【図７】 本発明の装置に利用された駆動手段の背面図
である。
である。
【図８】 本発明の装置に利用された一方向ゲートの部
分断面図である。
分断面図である。
【図９】 本発明の装置に利用された一方向ゲートの代
替物の部分断面図である。
替物の部分断面図である。
【図１０】 Ａ及びＢの２つの図を合体すると、種用第
２チャックが結晶体を保持するステップを纏めたフロー
チャートとなる。
２チャックが結晶体を保持するステップを纏めたフロー
チャートとなる。
【図１１】 本発明の装置から結晶体を取り出すための
ステップを纏めたフローチャートである。
ステップを纏めたフローチャートである。
Claims (27)
- 【請求項１】単結晶体であって、 第１の直径を有する第１ネック部分と、 該第１ネック部分に連続しており、該第１の直径よりも
大きく、最大の直径となる第２の直径を有するヘッド部
分と、 該ヘッド部分に連続しており、該第１の直径と該第２の
直径との間の直径となる第３の直径を有する第２ネック
部分とを有し、該第２ネック部分と該ヘッド部分とが、
該単結晶体を支持することを可能にする肩形状を形成
し、更に、 該第２ネック部分に連続しており、該第２の直径の最大
直径よりも大きな直径を有することを特徴とする単結晶
体。 - 【請求項２】単結晶体がシリコンからなることを特徴と
する請求項１に記載の単結晶体。 - 【請求項３】溶融した前駆体組成物から形成された固体
の結晶体を引き上げる装置であって、 壁構造と開口された第１の入口と、第２の入口と、固体
の結晶体のヘッド部分を受け入れる大きさの内部空間体
積とを有する種用チャックと、 開口された該第１の入口のところで該壁に固定された突
起した可動式フィンガーで、且つ、該ヘッド部分が該内
部空間体積内に入るような第１の方向と、該ヘッド部分
が該内部空間体積から出るのを防止する第２の方向とに
動くようになった突起した可動式フィンガーと、 該ヘッド部分の位置を該内部空間体積の中に入れたま
ま、該種用チャックを上昇させる手段とを有することを
特徴とする装置。 - 【請求項４】突起した可動式フィンガーが回転できるよ
うになっていることを特徴とする請求項３に記載の装
置。 - 【請求項５】突起した可動式フィンガーが横方向に動く
ことができることを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項６】持ち上げ手段が複数のケーブルを有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項７】持ち上げ手段が、ケーブルに加わる荷重に
よる力を均等に配分する手段を有することを特徴とする
請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】溶融した前駆体組成物から形成された固体
の結晶体を引き上げる装置であって、 固体の結晶体のための溶融した前駆体組成物に種結晶を
接触させる手段を有する種用第１チャックと、 壁構造と、開口した第１の入口と、第２の入口を通って
該種用第１チャックが延びている第２の入口と、結晶体
のヘッド部分を受け入れるような大きさの内部空間体積
と、 開口された該第１の入口のところで該壁構造に固定さ
れ、該内部空間体積の中に該ヘッド部分が入るように第
１の方向と、該内部空間体積から該ヘッド部分が出るこ
とを防止する第２の方向とに動くようになった可動式突
起と、 該種用第１チャックを上昇させるための第１手段と、 該ヘッド部分の位置を該内部空間体積の中に入れたま
ま、該種用第２チャックを上昇させるための第２手段と
を有することを特徴とする装置。 - 【請求項９】突起が回転できることを特徴とする請求項
８に記載の装置。 - 【請求項１０】突起が横方向に動くことができることを
特徴とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】上昇させるための第２手段が複数のケー
ブルを有することを特徴とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１２】上昇させるための第２手段が、ケーブル
に加わる荷重による力を均等に配分する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】溶融した前駆体組成物から固体の単結晶
体を形成する方法であって、 該溶融組成物を種結晶と接触させ、 第１の直径と、該溶融組成物から続いて形成される固体
の結晶体中に結晶転移が形成されることを最小、あるい
は、防止する長さとを有する保持用ネックを形成する速
度で、該溶融組成物から該種結晶を引き上げ、 該保持用ネックの第１の直径よりも大きく、２番目に大
きな直径を有する結晶体の保持用ヘッド部分を形成する
ために、該溶融組成物から種結晶を引き上げる速度を減
速し、 ２番目に大きな該直径よりも大きく、該第１の直径より
も大きな第３の直径を有する第２ネック部分を形成し、
且つ、該単結晶体を保持する手段の中の一定の位置に該
結晶ヘッドを支持できるような該結晶体の肩部を形成す
るために、該溶融組成物から該種結晶を引き上げる速度
を増大させ、且つ、 該保持用ヘッド部分の２番目に大きな該直径よりも大き
な直径を有する結晶体を形成するために、該溶融前駆体
組成物から該種結晶を引き上げる速度を減速することを
特徴とする方法。 - 【請求項１４】結晶体がシリコンであることを特徴とす
る請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】結晶体を形成する装置であって、 結晶体の第１部分を保持するための種用第１チャック
と、 結晶体の第２部分を保持するためのゲートを有する種用
第２チャックと、 第１引き上げ機構と、 第２引き上げ機構と、 種用第１チャックを動かすようになっている第１引き上
げ機構を種用第１チャックに連結させるための第１コネ
クターと、 種用第２チャックを動かすようになっている第２引き上
げ機構を種用第２チャックに連させるための第２コネク
ターと、且つ、 第１引き上げ機構と第２引き上げ機構とを支持する台座
とを有することを特徴とする装置。 - 【請求項１６】台座が回転することを特徴とする請求項
１５に記載の装置。 - 【請求項１７】第１引き上げ機構と第２引き上げ機構と
の操作をコントロールするためのコントロールシステム
を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の装
置。 - 【請求項１８】コントロールシステムが第２コネクター
に対する第１コネクターの相対運動をコントロールする
ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】第１引き上げヘッドが第１の上昇速度を
有し、第２引き上げヘッドが第２の上昇速度を有し、コ
ントロールシステムにより第１の上昇速度と第２の上昇
速度との比率が一定の値であることを特徴とする請求項
１８に記載の装置。 - 【請求項２０】結晶体がシリコンであることを特徴とす
る請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２１】第２引き上げ機構を種用第２チャックに
連結させるための第３のコネクターを更に有することを
特徴とする請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２２】第２コネクター及び第３のコネクターに
連結されたボールジョイント機構を更に有することを特
徴とする請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】結晶体の第２部分が結晶ヘッドを有し、
種用第２チャックが結晶ヘッドにつながっていることを
特徴とする請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２４】ゲートが突起を有することを特徴とする
請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２５】種用第２チャックが内部空間体積を画成
し、種用第１チャックがこの内部空間体積の中にあるこ
とを特徴とする請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２６】第１コネクター及び第２コネクターとが
ケーブルを有することを特徴とする請求項１５に記載の
装置。 - 【請求項２７】第１ケーブルで支持された種用第１チャ
ックと、第２ケーブルで支持された種用第２チャックと
を有する結晶成長装置であって、第１ケーブルと第２ケ
ーブルとが、それぞれ独立に制御可能な第１ウインチ機
構及び第２ウインチ機構に巻き付けられている結晶成長
装置を制御する方法であり、この方法により、種用第２
チャックが結晶体の上に形成された結晶ヘッドを保持す
ることを特徴とし、 この方法が、 Ａ．結晶ヘッドの長さを判断し、 Ｂ．この結晶ヘッドの長さが予め定められた長さに達し
たときに種用第２チャックを手動で降下させ、 Ｃ．種用第１チャックと結晶体を第１の速度で引き上け
るために第１ウインチ機構を制御し、 Ｄ．第１の速度よりも大きな第２の速度で種用第２チャ
ックを引き上げるために第２ウインチ機構を制御し、 Ｅ．種用第２チャックに加わる荷重と結晶体の重量とを
モニターし、且つ、 Ｆ．種用第２チャックに加わる荷重が結晶体の重量の予
め定められた割合に達したときに、種用第１チャックと
種用第２チャックとを実質的に同一の速度で引き上げる
ために第１ウインチ機構と第２ウインチ機構とをコント
ロールすることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1587296P | 1996-06-04 | 1996-06-04 | |
| US60/015,872 | 1996-06-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182279A true JPH10182279A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=21774112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9182956A Pending JPH10182279A (ja) | 1996-06-04 | 1997-06-04 | 結晶構造とチョクラルスキー式結晶成長システムの結晶引 上げのための方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5932007A (ja) |
| JP (1) | JPH10182279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6315827B1 (en) | 1998-10-02 | 2001-11-13 | Komatsu Electronics Metals Co., Ltd. | Apparatus for producing single crystal |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW370580B (en) * | 1997-09-22 | 1999-09-21 | Super Silicon Crystal Res | Monocrystal pulling device |
| EP0942276B1 (en) * | 1998-03-13 | 2005-07-13 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Apparatus and method for measuring mechanical strength of neck portion of seed crystal |
| US6238483B1 (en) | 1999-08-31 | 2001-05-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Apparatus for supporting a semiconductor ingot during growth |
| DE10111953A1 (de) * | 2001-03-12 | 2002-09-19 | Crystal Growing Systems Gmbh | Steuerbare Kristallunterstützung |
| US6866713B2 (en) * | 2001-10-26 | 2005-03-15 | Memc Electronic Materials, Inc. | Seed crystals for pulling single crystal silicon |
| US8216418B2 (en) * | 2007-06-13 | 2012-07-10 | Lam Research Corporation | Electrode assembly and plasma processing chamber utilizing thermally conductive gasket and o-rings |
| US8187414B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-05-29 | Lam Research Corporation | Anchoring inserts, electrode assemblies, and plasma processing chambers |
| US8152954B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-04-10 | Lam Research Corporation | Showerhead electrode assemblies and plasma processing chambers incorporating the same |
| US8187413B2 (en) * | 2008-03-18 | 2012-05-29 | Lam Research Corporation | Electrode assembly and plasma processing chamber utilizing thermally conductive gasket |
| EP2382342A1 (en) * | 2008-12-30 | 2011-11-02 | MEMC Singapore Pte. Ltd. | Methods and pulling assemblies for pulling a multicrystalline silicon ingot from a silicon melt |
| KR101674287B1 (ko) * | 2015-01-21 | 2016-11-08 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 잉곳의 직경 제어 시스템 및 제어 방법 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511610A (en) * | 1966-10-14 | 1970-05-12 | Gen Motors Corp | Silicon crystal growing |
| US3607139A (en) * | 1968-05-02 | 1971-09-21 | Air Reduction | Single crystal growth and diameter control by magnetic melt agitation |
| DE2143112A1 (de) * | 1971-08-27 | 1973-03-01 | Siemens Ag | Verfahren zur erzielung eines gleichmaessigen radialen widerstandsverlaufs beim herstellen eines halbleiter-einkristallstabes durch tiegelfreies zonenschmelzen |
| US4017694A (en) * | 1976-02-18 | 1977-04-12 | Essex Group, Inc. | Method for making loudspeaker with magnetic fluid enveloping the voice coil |
| DE3432467C1 (de) * | 1984-09-04 | 1986-03-27 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Stab- und Tiegelhalterung |
| JPS6447914A (en) * | 1987-08-18 | 1989-02-22 | Shinetsu Handotai Kk | Apparatus for measuring crystal-rod lifting load |
| DE68917054T2 (de) * | 1988-08-19 | 1995-01-05 | Mitsubishi Materials Corp | Verfahren zur Einkristallzüchtung von zersetzbaren Halbleiter-Verbindungen. |
| DE69112463T2 (de) * | 1990-03-30 | 1996-02-15 | Shinetsu Handotai Kk | Vorrichtung zur Herstellung von Monokristallen nach dem Czochralski-Verfahren. |
| US5335287A (en) * | 1993-04-06 | 1994-08-02 | Aura, Ltd. | Loudspeaker utilizing magnetic liquid suspension of the voice coil |
| JPH08143391A (ja) * | 1993-06-01 | 1996-06-04 | Texas Instr Inc <Ti> | チョクラルスキ結晶引上げ装置に使用する螺旋加熱器 |
| JP3402040B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2003-04-28 | 信越半導体株式会社 | 単結晶保持装置 |
-
1997
- 1997-06-03 US US08/868,405 patent/US5932007A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-04 JP JP9182956A patent/JPH10182279A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6315827B1 (en) | 1998-10-02 | 2001-11-13 | Komatsu Electronics Metals Co., Ltd. | Apparatus for producing single crystal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5932007A (en) | 1999-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10182279A (ja) | 結晶構造とチョクラルスキー式結晶成長システムの結晶引 上げのための方法及び装置 | |
| EP0821083B1 (en) | Crystal pulling method and apparatus | |
| US6113686A (en) | Single crystal growing method and apparatus | |
| JPH03285893A (ja) | 結晶引上装置 | |
| CN116536766A (zh) | 制备高质量碳化硅晶体的生长方法及设备 | |
| JP2640683B2 (ja) | 単結晶棒の引上げ装置 | |
| EP0488785B1 (en) | An automatic device for cutting the neck of a pulled single crystal ingot | |
| JPH0772116B2 (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JP2005247671A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| WO1998010125A1 (en) | Single crystal pulling apparatus | |
| JP2010018506A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH1095691A (ja) | 結晶保持装置 | |
| JP2990658B2 (ja) | 単結晶引上装置 | |
| US20010010202A1 (en) | Method of supplying silicon raw material, method of producing silicon single crystal, and poly-silicon | |
| JP7184029B2 (ja) | 単結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
| JPH11255575A (ja) | 単結晶引上げ装置及びその冷却方法 | |
| KR100581045B1 (ko) | 실리콘 단결정 제조방법 | |
| JP3624633B2 (ja) | 単結晶引上げ装置 | |
| JPH0754290Y2 (ja) | 単結晶の製造装置 | |
| JP3770287B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP3076488B2 (ja) | 半導体単結晶育成装置 | |
| JPS62246894A (ja) | 単結晶の製造方法及びその装置 | |
| JPH1081582A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JPH10273382A (ja) | 半導体単結晶引上炉 | |
| JPH04305092A (ja) | 単結晶の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040604 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070518 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071023 |