JPH10273387A - 単結晶引上げ方法及び単結晶引上げ装置 - Google Patents
単結晶引上げ方法及び単結晶引上げ装置Info
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- JPH10273387A JPH10273387A JP9318697A JP9318697A JPH10273387A JP H10273387 A JPH10273387 A JP H10273387A JP 9318697 A JP9318697 A JP 9318697A JP 9318697 A JP9318697 A JP 9318697A JP H10273387 A JPH10273387 A JP H10273387A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 減圧されたチャンバ内において大径、大重量
の単結晶の落下を防止して確実にかつ安全に引き上げ
る。 【解決手段】 種結晶２２を原料融液２８に浸漬して、
なじませ、単結晶２８を形成して引上げるプロセスで、
ネック部２４に続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大
部２６を形成し、この径大部の側面を把持機構４１Ａ、
４１Ｂにて把持して単結晶を引き上げてボディー部を形
成するようにしている。また、径大部２６から把持機構
が外れても、単結晶の落下を防止できるよう径大部の上
に玉部とくびれを形成することもできる。
の単結晶の落下を防止して確実にかつ安全に引き上げ
る。 【解決手段】 種結晶２２を原料融液２８に浸漬して、
なじませ、単結晶２８を形成して引上げるプロセスで、
ネック部２４に続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大
部２６を形成し、この径大部の側面を把持機構４１Ａ、
４１Ｂにて把持して単結晶を引き上げてボディー部を形
成するようにしている。また、径大部２６から把持機構
が外れても、単結晶の落下を防止できるよう径大部の上
に玉部とくびれを形成することもできる。
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方法及び単結晶引上げ装
置に関する。
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方法及び単結晶引上げ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶引上
げ装置（単結晶成長装置）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。
げ装置（単結晶成長装置）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。
【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号公報に示すよ
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号公報に示すよ
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、上記の
ような従来の把持装置ではいずれも、真空ポンプにより
１０torr程度に減圧されたチャンバ内において、大径、
大重量（例えばボディー部の直径が４００ｍｍ、重量が
４００ｋｇ）の単結晶を吊り下げる把持具と駆動源の伝
達機構が現実的ではなく、実際的でないという問題点が
ある。すなわち、種結晶のみで引き上げることは、種結
晶ホルダ（シードチャック）部や数ｍｍの直径のネック
部で破断が生じる可能性があり、くびれを形成してこれ
を保持する方法ではネック部にかかっている荷重を、く
びれを把持する把持具に負担させるよう荷重移動するタ
イミングの決定が困難であり、またくびれ部で保持して
いると再溶解（メルトバック）が必要なときであって
も、これを行うことが難しくなる。さらに、単結晶のボ
ディー部などで把持する方法では、把持具とその駆動装
置が大掛かりとなり、コストの上昇をきたす。また、ボ
ディー部での把持は、高熱な原料融液に比較的近い位置
での把持となるため、把持具の材質選定が困難である。
ような従来の把持装置ではいずれも、真空ポンプにより
１０torr程度に減圧されたチャンバ内において、大径、
大重量（例えばボディー部の直径が４００ｍｍ、重量が
４００ｋｇ）の単結晶を吊り下げる把持具と駆動源の伝
達機構が現実的ではなく、実際的でないという問題点が
ある。すなわち、種結晶のみで引き上げることは、種結
晶ホルダ（シードチャック）部や数ｍｍの直径のネック
部で破断が生じる可能性があり、くびれを形成してこれ
を保持する方法ではネック部にかかっている荷重を、く
びれを把持する把持具に負担させるよう荷重移動するタ
イミングの決定が困難であり、またくびれ部で保持して
いると再溶解（メルトバック）が必要なときであって
も、これを行うことが難しくなる。さらに、単結晶のボ
ディー部などで把持する方法では、把持具とその駆動装
置が大掛かりとなり、コストの上昇をきたす。また、ボ
ディー部での把持は、高熱な原料融液に比較的近い位置
での把持となるため、把持具の材質選定が困難である。
【０００７】なお、もし単結晶と把持具の係止が外れて
単結晶が落下すると、転位が発生して単結晶が商品とな
らないばかりか、石英るつぼが破損して最悪の場合には
石英るつぼを回転、上下移動させるためのるつぼ軸の内
部の冷却水と、高温の融液が反応して水蒸気爆発が発生
することもあり得る。
単結晶が落下すると、転位が発生して単結晶が商品とな
らないばかりか、石英るつぼが破損して最悪の場合には
石英るつぼを回転、上下移動させるためのるつぼ軸の内
部の冷却水と、高温の融液が反応して水蒸気爆発が発生
することもあり得る。
【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、減圧さ
れたチャンバ内において大径、大重量の単結晶の落下を
防止して確実にかつ安全に引き上げることができる単結
晶棒の落下防止の機能を有する単結晶引上げ方法び単結
晶引上げ装置を提供することを目的とする。
れたチャンバ内において大径、大重量の単結晶の落下を
防止して確実にかつ安全に引き上げることができる単結
晶棒の落下防止の機能を有する単結晶引上げ方法び単結
晶引上げ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、ネック部に続いて径が１０ないし１００ｍ
ｍの径大部を形成し、この径大部の側面を把持機構（把
持具）にて把持して単結晶を引き上げてボディー部を形
成するようにしている。また、かかる単結晶引上げ方法
を実現するために、把持機構が種結晶と共に回転した
り、上昇するよう、把持機構は種結晶昇降装置に取り付
けられるか、あるいは機械的には一体ではなくても同期
して回転・上昇するよう構成されている。
するために、ネック部に続いて径が１０ないし１００ｍ
ｍの径大部を形成し、この径大部の側面を把持機構（把
持具）にて把持して単結晶を引き上げてボディー部を形
成するようにしている。また、かかる単結晶引上げ方法
を実現するために、把持機構が種結晶と共に回転した
り、上昇するよう、把持機構は種結晶昇降装置に取り付
けられるか、あるいは機械的には一体ではなくても同期
して回転・上昇するよう構成されている。
【００１０】すなわち本発明によれば、種結晶を原料融
液に浸漬して、なじませ、前記種結晶を引き上げて単結
晶を成長させる単結晶引上げ方法であって、ネック部に
続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大部を形成し、前
記径大部を把持具にて側面から把持して前記単結晶を引
き上げてボディー部を形成する単結晶引上げ方法が提供
される。
液に浸漬して、なじませ、前記種結晶を引き上げて単結
晶を成長させる単結晶引上げ方法であって、ネック部に
続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大部を形成し、前
記径大部を把持具にて側面から把持して前記単結晶を引
き上げてボディー部を形成する単結晶引上げ方法が提供
される。
【００１１】また本発明によれば、内部に石英るつぼが
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有する単結晶引上げ装置を用
いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶昇降機構に
より前記種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬してな
じませるステップと、前記種結晶昇降機構により前記種
結晶を引き上げることにより前記種結晶の下に前記種結
晶より径が絞られた単結晶のネック部を形成するステッ
プと、次いで前記ネック部の下に単結晶の径大部であっ
て、その径が前記種結晶の径と同等か、又はそれ以上で
あるものを形成するステップと、前記単結晶把持機構に
より前記単結晶の径大部を側面から把持するステップ
と、前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機構により前
記種結晶と前記単結晶の径大部を引き上げて単結晶を成
長させるステップとを、有する単結晶引上げ方法が提供
される。
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有する単結晶引上げ装置を用
いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶昇降機構に
より前記種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬してな
じませるステップと、前記種結晶昇降機構により前記種
結晶を引き上げることにより前記種結晶の下に前記種結
晶より径が絞られた単結晶のネック部を形成するステッ
プと、次いで前記ネック部の下に単結晶の径大部であっ
て、その径が前記種結晶の径と同等か、又はそれ以上で
あるものを形成するステップと、前記単結晶把持機構に
より前記単結晶の径大部を側面から把持するステップ
と、前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機構により前
記種結晶と前記単結晶の径大部を引き上げて単結晶を成
長させるステップとを、有する単結晶引上げ方法が提供
される。
【００１２】また本発明によれば、内部に石英るつぼが
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有する単結晶引上げ装置を用
いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶昇降機構に
より前記種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬してな
じませるステップと、前記種結晶昇降機構により前記種
結晶を引き上げることにより前記種結晶の下に前記種結
晶より径が絞られた単結晶のネック部を形成するステッ
プと、次いで前記ネック部の下に単結晶の径大玉部であ
って、その径が前記種結晶の径より大きいものを形成す
るステップと、次いで前記径大玉部の下に径が前記径大
玉部より小さい単結晶の径大部であって、その径が前記
種結晶の径と同等か、又はそれ以上であるものを形成す
るステップと、前記単結晶把持機構により前記単結晶の
径大部を側面から把持するステップと、前記種結晶昇降
機構と前記単結晶把持機構により前記種結晶と前記単結
晶の径大部を引き上げて単結晶を成長させるステップと
を、有する単結晶引上げ方法が提供される。
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有する単結晶引上げ装置を用
いた単結晶引上げ方法であって、前記種結晶昇降機構に
より前記種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬してな
じませるステップと、前記種結晶昇降機構により前記種
結晶を引き上げることにより前記種結晶の下に前記種結
晶より径が絞られた単結晶のネック部を形成するステッ
プと、次いで前記ネック部の下に単結晶の径大玉部であ
って、その径が前記種結晶の径より大きいものを形成す
るステップと、次いで前記径大玉部の下に径が前記径大
玉部より小さい単結晶の径大部であって、その径が前記
種結晶の径と同等か、又はそれ以上であるものを形成す
るステップと、前記単結晶把持機構により前記単結晶の
径大部を側面から把持するステップと、前記種結晶昇降
機構と前記単結晶把持機構により前記種結晶と前記単結
晶の径大部を引き上げて単結晶を成長させるステップと
を、有する単結晶引上げ方法が提供される。
【００１３】また本発明によれば、内部に石英るつぼが
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有し、前記種結晶昇降機構
は、種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬して引き上
げることにより種結晶の下に径が数ｍｍの単結晶のネッ
ク部を形成し、次いで前記ネック部の下に径が１０ない
し１００ｍｍの単結晶の径大部を形成するために用いら
れ、前記単結晶把持機構は、前記単結晶の径大部が形成
された後に前記径大部を側面から把持して上昇すること
により単結晶を引き上げるために用いられるよう構成さ
れた単結晶引上げ装置が提供される。
配置されるチャンバと、前記チャンバに対して回転可能
に配置されて種結晶を上下方向に昇降させる種結晶昇降
機構と、前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能
で、かつ前記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置
された単結晶把持機構とを有し、前記種結晶昇降機構
は、種結晶を前記石英るつぼ内の融液に浸漬して引き上
げることにより種結晶の下に径が数ｍｍの単結晶のネッ
ク部を形成し、次いで前記ネック部の下に径が１０ない
し１００ｍｍの単結晶の径大部を形成するために用いら
れ、前記単結晶把持機構は、前記単結晶の径大部が形成
された後に前記径大部を側面から把持して上昇すること
により単結晶を引き上げるために用いられるよう構成さ
れた単結晶引上げ装置が提供される。
【００１４】
【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
方法を実現する単結晶引上げ装置の第１実施形態の要部
を示す斜視図、図２は第１実施形態の一部を拡大して示
す側面図、図３は第１実施形態の全体構成を概略的に示
す断面図、図４は第２実施形態の要部を示す斜視図、図
５は第２実施形態の一部を拡大して示す側面図である。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶引上げ
方法を実現する単結晶引上げ装置の第１実施形態の要部
を示す斜視図、図２は第１実施形態の一部を拡大して示
す側面図、図３は第１実施形態の全体構成を概略的に示
す断面図、図４は第２実施形態の要部を示す斜視図、図
５は第２実施形態の一部を拡大して示す側面図である。
【００１５】まず図３を参照して第１実施形態の全体構
成について説明する。図３において単結晶引上げ装置１
０には、耐圧チャンバ１２内に回転可能なペディスタル
１６により回転する石英るつぼ１４と、加熱用のヒータ
１８が配され、石英るつぼ１４内には原料融液２８が保
持されている。図示省略の種結晶昇降装置により昇降可
能なシャフト３０の先端にはシードチャック（種結晶ホ
ルダ）２０が取り付けられ、シードチャック２０は図１
に示すように種結晶２２の端部を、その凹部に嵌合して
保持する。なお、図３では断熱材、温度センサ、単結晶
の直径測定用のＣＣＤカメラなどは図示省略されてい
る。
成について説明する。図３において単結晶引上げ装置１
０には、耐圧チャンバ１２内に回転可能なペディスタル
１６により回転する石英るつぼ１４と、加熱用のヒータ
１８が配され、石英るつぼ１４内には原料融液２８が保
持されている。図示省略の種結晶昇降装置により昇降可
能なシャフト３０の先端にはシードチャック（種結晶ホ
ルダ）２０が取り付けられ、シードチャック２０は図１
に示すように種結晶２２の端部を、その凹部に嵌合して
保持する。なお、図３では断熱材、温度センサ、単結晶
の直径測定用のＣＣＤカメラなどは図示省略されてい
る。
【００１６】図１により第１実施形態の要部について説
明する。シャフト３０には、フランジ３２が取り付けら
れ、フランジ３２には２本のボールネジ３４Ａ、３４Ｂ
が固定されている。ボールネジ３４Ａ、３４Ｂには環状
部材３６が螺合している。環状部材３６からは２本のポ
ール３８Ａ、３８Ｂが下方に伸長していて、各ポール３
８Ａ、３８Ｂからは図３に一方のみを示すように、半径
方向外方向へ伸長するボールネジ４６、４７が取り付け
られている。ボールネジ４６、４７には、これと螺合し
て矢印Ｍ１で示すように半径方向に移動可能なＬ型把持
具４１Ａ、４１Ｂが取り付けられている。Ｌ型把持具４
１Ａ、４１Ｂは、シャフト３０と略平行な幹部４０Ａ、
４０Ｂと、これに直交する把持アーム部４２Ａ、４２Ｂ
とをそれぞれ有している。各把持アーム部４２Ａ、４２
Ｂの先端には、径大部２６を側面から把持する把持部材
４４Ａ、４４Ｂが取り付けられている。把持アーム部４
２Ａ、４２Ｂの先端は、径大部２６の軸を挟んで対向
し、２つが１組となって、ハサミ機構を構成している。
明する。シャフト３０には、フランジ３２が取り付けら
れ、フランジ３２には２本のボールネジ３４Ａ、３４Ｂ
が固定されている。ボールネジ３４Ａ、３４Ｂには環状
部材３６が螺合している。環状部材３６からは２本のポ
ール３８Ａ、３８Ｂが下方に伸長していて、各ポール３
８Ａ、３８Ｂからは図３に一方のみを示すように、半径
方向外方向へ伸長するボールネジ４６、４７が取り付け
られている。ボールネジ４６、４７には、これと螺合し
て矢印Ｍ１で示すように半径方向に移動可能なＬ型把持
具４１Ａ、４１Ｂが取り付けられている。Ｌ型把持具４
１Ａ、４１Ｂは、シャフト３０と略平行な幹部４０Ａ、
４０Ｂと、これに直交する把持アーム部４２Ａ、４２Ｂ
とをそれぞれ有している。各把持アーム部４２Ａ、４２
Ｂの先端には、径大部２６を側面から把持する把持部材
４４Ａ、４４Ｂが取り付けられている。把持アーム部４
２Ａ、４２Ｂの先端は、径大部２６の軸を挟んで対向
し、２つが１組となって、ハサミ機構を構成している。
【００１７】上記第１実施形態は次のように動作する。
環状部材３６はボールネジ３４Ａ、３４Ｂに対して上下
に移動可能であるので、把持部材４４Ａ、４４Ｂも、径
大部２６に対して上下に移動可能である。シャフト３０
が回転してシードチャック２０と種結晶２２が同様に回
転するとき、Ｌ型把持具４１Ａ、４１Ｂもこれらと同期
して回転する。したがって把持部材４４Ａ、４４Ｂは径
大部２６に対しては静止可能である。
環状部材３６はボールネジ３４Ａ、３４Ｂに対して上下
に移動可能であるので、把持部材４４Ａ、４４Ｂも、径
大部２６に対して上下に移動可能である。シャフト３０
が回転してシードチャック２０と種結晶２２が同様に回
転するとき、Ｌ型把持具４１Ａ、４１Ｂもこれらと同期
して回転する。したがって把持部材４４Ａ、４４Ｂは径
大部２６に対しては静止可能である。
【００１８】第１実施形態を用いた単結晶の引上げは次
のように行われる。図示省略の種結晶昇降機構によりシ
ャフト３０を下降させ、種結晶２２を石英るつぼ１４内
の原料融液２８に浸漬してなじませる。その後、種結晶
昇降機構により種結晶２２を引き上げることにより種結
晶２２の下に種結晶より径が絞られた単結晶のネック部
２４を形成する。次いでネック部２４の下に単結晶の径
大部２６であって、その径が種結晶２２の径と同等か、
又はそれ以上であるものを形成する。単結晶把持機構の
一部である把持部材４４Ａ、４４Ｂにより単結晶の径大
部２６を側面から把持する。その後、種結晶昇降機構と
単結晶把持機構により種結晶２２と単結晶の径大部２６
を引き上げて単結晶を成長させる。なお、径大部２６の
軸方向長さを把持部材４４Ａ、４４Ｂの長さより長くな
るよう形成すれば、把持する位置の選択、把持するタイ
ミングの決定などが容易であり、精密な制御が不要とな
る。
のように行われる。図示省略の種結晶昇降機構によりシ
ャフト３０を下降させ、種結晶２２を石英るつぼ１４内
の原料融液２８に浸漬してなじませる。その後、種結晶
昇降機構により種結晶２２を引き上げることにより種結
晶２２の下に種結晶より径が絞られた単結晶のネック部
２４を形成する。次いでネック部２４の下に単結晶の径
大部２６であって、その径が種結晶２２の径と同等か、
又はそれ以上であるものを形成する。単結晶把持機構の
一部である把持部材４４Ａ、４４Ｂにより単結晶の径大
部２６を側面から把持する。その後、種結晶昇降機構と
単結晶把持機構により種結晶２２と単結晶の径大部２６
を引き上げて単結晶を成長させる。なお、径大部２６の
軸方向長さを把持部材４４Ａ、４４Ｂの長さより長くな
るよう形成すれば、把持する位置の選択、把持するタイ
ミングの決定などが容易であり、精密な制御が不要とな
る。
【００１９】次に本発明の第２実施形態について図４、
図５とともに説明する。第２実施形態は上記第１実施形
態の変形例であるので、第１実施形態と同じ部分は同一
符号を付して示し、異なる部分のみを説明する。ボール
ネジ３４Ａ、３４Ｂに螺合している環状部材３６からは
２本のポール４８Ａ、４８Ｂが下方に伸長していて、各
ポール４８Ａ、４８Ｂからは図５に一方のみを示すよう
に、半径方向にエアシリンダ５６Ａ、５６Ｂの図示省略
の固定部分が取り付けられている。エアシリンダ５６
Ａ、５６Ｂの図示省略の可動部分には、矢印Ｍ２で示す
ように半径方向に移動可能なハサミ型把持具５１Ａ、５
１Ｂが取り付けられている。
図５とともに説明する。第２実施形態は上記第１実施形
態の変形例であるので、第１実施形態と同じ部分は同一
符号を付して示し、異なる部分のみを説明する。ボール
ネジ３４Ａ、３４Ｂに螺合している環状部材３６からは
２本のポール４８Ａ、４８Ｂが下方に伸長していて、各
ポール４８Ａ、４８Ｂからは図５に一方のみを示すよう
に、半径方向にエアシリンダ５６Ａ、５６Ｂの図示省略
の固定部分が取り付けられている。エアシリンダ５６
Ａ、５６Ｂの図示省略の可動部分には、矢印Ｍ２で示す
ように半径方向に移動可能なハサミ型把持具５１Ａ、５
１Ｂが取り付けられている。
【００２０】ハサミ型把持具５１Ａ、５１Ｂは、シャフ
ト３０に略平行な幹部５０Ａ、５０Ｂと、これに一定の
角度を有する把持アーム部５２Ａ、５２Ｂとをそれぞれ
有している。各把持アーム部４２Ａ、４２Ｂの先端に
は、径大部２６を側面から把持する把持部材５４Ａ、５
４Ｂが取り付けられている。把持アーム部５２Ａ、５２
Ｂの先端は、径大部２６の軸を挟んで対向し、２つが１
組となって、ハサミ機構を構成している。なお、ポール
４８Ａ、４８Ｂの下端にはストッパ５８Ａ、５８Ｂがそ
れぞれ取り付けられ、把持アーム部５２Ａ、５２Ｂが所
定位置より半径方向内方向に移動できないよう規制して
いる。これは、ハサミ型把持具５１Ａ、５１Ｂにより、
径大部２６に必要以上の外力が加わって、結晶が割れて
しまうことを防止するためである。
ト３０に略平行な幹部５０Ａ、５０Ｂと、これに一定の
角度を有する把持アーム部５２Ａ、５２Ｂとをそれぞれ
有している。各把持アーム部４２Ａ、４２Ｂの先端に
は、径大部２６を側面から把持する把持部材５４Ａ、５
４Ｂが取り付けられている。把持アーム部５２Ａ、５２
Ｂの先端は、径大部２６の軸を挟んで対向し、２つが１
組となって、ハサミ機構を構成している。なお、ポール
４８Ａ、４８Ｂの下端にはストッパ５８Ａ、５８Ｂがそ
れぞれ取り付けられ、把持アーム部５２Ａ、５２Ｂが所
定位置より半径方向内方向に移動できないよう規制して
いる。これは、ハサミ型把持具５１Ａ、５１Ｂにより、
径大部２６に必要以上の外力が加わって、結晶が割れて
しまうことを防止するためである。
【００２１】第２実施形態の用いた単結晶の引上げは第
１実施形態とほぼ同様に行われるが、ハサミ型把持具５
１Ａ、５１Ｂの開閉にエアシリンダ５６Ａ、５６Ｂを用
いている点、ストッパ５８Ａ、５８Ｂを設けてハサミ型
把持具５１Ａ、５１Ｂを規制している点などが異なる。
１実施形態とほぼ同様に行われるが、ハサミ型把持具５
１Ａ、５１Ｂの開閉にエアシリンダ５６Ａ、５６Ｂを用
いている点、ストッパ５８Ａ、５８Ｂを設けてハサミ型
把持具５１Ａ、５１Ｂを規制している点などが異なる。
【００２２】次に本発明の第３実施形態について図６と
ともに説明する。第３実施形態は上記第２実施形態の変
形例であるので、第２実施形態と同じ部分は同一符号を
付して示し、異なる部分のみを説明する。第３実施形態
では、径大部２６を側面から把持する機構として、第２
実施形態の把持部材５４Ａ、５４Ｂに代えて把持アーム
部５２Ａ、５２Ｂの先端付近で、これに矢印Ｍ３、Ｍ４
で示すようにスライド可能に係合し、上下に可動な複数
の把持ブロック６０Ａ、６０Ｂを用いている。図６では
対向する２つの把持ブロック６０Ａ、６０Ｂがしめされ
ているが、把持アームを４本程度とし、それぞれに把持
ブロックを係合させるようにしてもよい。把持ブロック
６０Ａ、６０Ｂは全体として、部分中空円錐形状を構成
している。
ともに説明する。第３実施形態は上記第２実施形態の変
形例であるので、第２実施形態と同じ部分は同一符号を
付して示し、異なる部分のみを説明する。第３実施形態
では、径大部２６を側面から把持する機構として、第２
実施形態の把持部材５４Ａ、５４Ｂに代えて把持アーム
部５２Ａ、５２Ｂの先端付近で、これに矢印Ｍ３、Ｍ４
で示すようにスライド可能に係合し、上下に可動な複数
の把持ブロック６０Ａ、６０Ｂを用いている。図６では
対向する２つの把持ブロック６０Ａ、６０Ｂがしめされ
ているが、把持アームを４本程度とし、それぞれに把持
ブロックを係合させるようにしてもよい。把持ブロック
６０Ａ、６０Ｂは全体として、部分中空円錐形状を構成
している。
【００２３】すなわち、複数の把持ブロック６０Ａ、６
０Ｂが全体として外径が下方ほど小さい部分中空円錐を
形成している。複数の把持アーム部５２Ａ、５２Ｂが中
空円錐の外周６２Ｅの傾斜面がスライド可能な傾斜面５
２Ｓ、５２Ｔを有し、部分中空円錐の中空部に径大部２
６が保持されているものとする。このとき、径大部２６
が下方へ移動しようとすると、中空部を構成する把持ブ
ロック６０Ａ、６０Ｂの内周面６２Ｉとの摩擦力によ
り、複数のブロック６０Ａ、６０Ｂを複数の把持アーム
部５２Ａ、５２Ｂの傾斜面５２Ｓ、５２Ｔに沿って下降
させようとし、よって中空部の内径を小さくするよう働
くので、複数のブロック６０Ａ、６０Ｂによる径大部２
６への把持力は大きくなり、径大部２６の落下が防止さ
れる。なお、径大部２６は原料融液２８からある程度距
離が離れており、その温度は６００〜８００℃程度であ
り、複数の把持アーム部５２Ａ、５２ＢはＭｏ又は耐熱
ステンレス鋼（ＳＵＳ ３１０Ｓ）で、複数のブロック
６０Ａ、６０Ｂは Ｓｉ3Ｎ4でそれぞれ構成することが
できる。
０Ｂが全体として外径が下方ほど小さい部分中空円錐を
形成している。複数の把持アーム部５２Ａ、５２Ｂが中
空円錐の外周６２Ｅの傾斜面がスライド可能な傾斜面５
２Ｓ、５２Ｔを有し、部分中空円錐の中空部に径大部２
６が保持されているものとする。このとき、径大部２６
が下方へ移動しようとすると、中空部を構成する把持ブ
ロック６０Ａ、６０Ｂの内周面６２Ｉとの摩擦力によ
り、複数のブロック６０Ａ、６０Ｂを複数の把持アーム
部５２Ａ、５２Ｂの傾斜面５２Ｓ、５２Ｔに沿って下降
させようとし、よって中空部の内径を小さくするよう働
くので、複数のブロック６０Ａ、６０Ｂによる径大部２
６への把持力は大きくなり、径大部２６の落下が防止さ
れる。なお、径大部２６は原料融液２８からある程度距
離が離れており、その温度は６００〜８００℃程度であ
り、複数の把持アーム部５２Ａ、５２ＢはＭｏ又は耐熱
ステンレス鋼（ＳＵＳ ３１０Ｓ）で、複数のブロック
６０Ａ、６０Ｂは Ｓｉ3Ｎ4でそれぞれ構成することが
できる。
【００２４】次に本発明の第４実施形態について図７と
ともに説明する。第４実施形態は上記第１実施形態の変
形例であるので、第１実施形態と同じ部分は同一符号を
付して示し、異なる部分のみを説明する。第４実施形態
では、径大部２６を側面から把持する機構としては、第
１実施形態と同様のものを用いているが、単結晶引上げ
の過程で、径大部２６を形成する前に径大部２６の径よ
り大きい玉部６４を形成し、その下に径大部２６より径
が小さいくびれ６２を形成するという点で異なってい
る。玉部６４の径を径大部２６より大きく設定してある
ので、万一径大部２６の側面を把持している把持部材４
４Ａ、４４Ｂが滑って、径大部２６との係合が解かれて
も、図７に示すように把持部材４４Ａ、４４Ｂが玉部６
４の下端、すなわち径の小さいくびれ６２の上端に当接
し、それ以上の単結晶の落下を効果的に防止することが
できる。
ともに説明する。第４実施形態は上記第１実施形態の変
形例であるので、第１実施形態と同じ部分は同一符号を
付して示し、異なる部分のみを説明する。第４実施形態
では、径大部２６を側面から把持する機構としては、第
１実施形態と同様のものを用いているが、単結晶引上げ
の過程で、径大部２６を形成する前に径大部２６の径よ
り大きい玉部６４を形成し、その下に径大部２６より径
が小さいくびれ６２を形成するという点で異なってい
る。玉部６４の径を径大部２６より大きく設定してある
ので、万一径大部２６の側面を把持している把持部材４
４Ａ、４４Ｂが滑って、径大部２６との係合が解かれて
も、図７に示すように把持部材４４Ａ、４４Ｂが玉部６
４の下端、すなわち径の小さいくびれ６２の上端に当接
し、それ以上の単結晶の落下を効果的に防止することが
できる。
【００２５】上記第１実施形態と第２実施形態では、そ
れぞれボールネジやエアシリンダを用いて把持具（把持
機構）を開閉していることを説明したが、径大部２６を
把持するタイミングは、操作者が目視して手動で行うこ
ともできるが、径大部２６を形成する位置が、原料融液
から一定の距離であれば、シードチャック２０の位置を
検出することで、径大部２６の把持のタイミングを自動
的に決定することが可能である。図８は、シードチャッ
ク２０として二重構造のものとし、光の反射を光センサ
７１で検出する構成を示す模式図である。シードチャッ
ク２０は表面を鏡面研磨したステンレスなどの錆びにく
い金属製の円筒６６をケーシングとして用い、更にその
外側をカーボン製の円筒６８で包む構成となっている。
カーボン製の円筒６８には貫通するスリット７０があ
り、このスリット７０を通して内部の金属製の円筒６６
の外周が露出する。
れぞれボールネジやエアシリンダを用いて把持具（把持
機構）を開閉していることを説明したが、径大部２６を
把持するタイミングは、操作者が目視して手動で行うこ
ともできるが、径大部２６を形成する位置が、原料融液
から一定の距離であれば、シードチャック２０の位置を
検出することで、径大部２６の把持のタイミングを自動
的に決定することが可能である。図８は、シードチャッ
ク２０として二重構造のものとし、光の反射を光センサ
７１で検出する構成を示す模式図である。シードチャッ
ク２０は表面を鏡面研磨したステンレスなどの錆びにく
い金属製の円筒６６をケーシングとして用い、更にその
外側をカーボン製の円筒６８で包む構成となっている。
カーボン製の円筒６８には貫通するスリット７０があ
り、このスリット７０を通して内部の金属製の円筒６６
の外周が露出する。
【００２６】光センサ７１は発光部を有し、シードチャ
ック２０の外周に向って投光していて、露出した金属製
の円筒６６の外周によって反射された光を光センサ７１
で検出することにより、シードチャック２０が所定位置
に上昇し、かつ所定の回転位置にあることを検知するこ
とができる。所定の回転位置にあることを検出する目的
は、径大部２６の側面を把持するに当り、晶癖線を避け
るためである。
ック２０の外周に向って投光していて、露出した金属製
の円筒６６の外周によって反射された光を光センサ７１
で検出することにより、シードチャック２０が所定位置
に上昇し、かつ所定の回転位置にあることを検知するこ
とができる。所定の回転位置にあることを検出する目的
は、径大部２６の側面を把持するに当り、晶癖線を避け
るためである。
【００２７】光センサ部７１の出力信号は波形整形回路
などを有する検出回路７２に入力され、検出信号が生成
され、その結果アクチュエータ７３を駆動する制御信号
が生成される。アクチュエータ７３は、把持具開閉機構
がボールネジであるときは、これを回転させるモータで
り、エアシリンダであるときは、その制御部が該当す
る。
などを有する検出回路７２に入力され、検出信号が生成
され、その結果アクチュエータ７３を駆動する制御信号
が生成される。アクチュエータ７３は、把持具開閉機構
がボールネジであるときは、これを回転させるモータで
り、エアシリンダであるときは、その制御部が該当す
る。
【００２８】次に本発明の第５実施形態について図９と
共に説明する。第５実施形態は上記各実施形態とは異な
り、シードチャック２０Ａが上昇するときの、昇降装置
からの引上げ力を利用して把持具を閉じるよう構成した
ものである。第１実施形態と同じ又は対応する部分は同
一符号を付している。図９に模式的に示すように、シー
ドチャック２０Ａには種結晶昇降装置につながっている
ワイヤ３１が連結されている。環状板７５は中央にワイ
ヤ３１が自由に通る貫通孔７５Ａがあり、ワイヤ３１と
は独立している。環状板７５には半径方向外方向に伸長
する当り部材７６Ａ、７６Ｂが取り付けられてる。また
チャンバ１２の内壁にストッパ７８Ａ、７８Ｂが取り付
けられ、当り部材７６Ａ、７６Ｂのさらなる下降を規制
している。環状板７５の下方には２つのＣ型アーム８０
Ａ、８０Ｂがピボット８６Ａ、８６Ｂで回動可能に軸支
されている。各Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの環状板７５
に近い方の端部８２Ａ、８２Ｂはシードチャック２０Ａ
の上端７４に当接するよう配置されている。一方、Ｃ型
アーム８０Ａ、８０Ｂの環状板７５から遠い方の端部に
は把持部材８４Ａ、８４Ｂが取り付けられている。
共に説明する。第５実施形態は上記各実施形態とは異な
り、シードチャック２０Ａが上昇するときの、昇降装置
からの引上げ力を利用して把持具を閉じるよう構成した
ものである。第１実施形態と同じ又は対応する部分は同
一符号を付している。図９に模式的に示すように、シー
ドチャック２０Ａには種結晶昇降装置につながっている
ワイヤ３１が連結されている。環状板７５は中央にワイ
ヤ３１が自由に通る貫通孔７５Ａがあり、ワイヤ３１と
は独立している。環状板７５には半径方向外方向に伸長
する当り部材７６Ａ、７６Ｂが取り付けられてる。また
チャンバ１２の内壁にストッパ７８Ａ、７８Ｂが取り付
けられ、当り部材７６Ａ、７６Ｂのさらなる下降を規制
している。環状板７５の下方には２つのＣ型アーム８０
Ａ、８０Ｂがピボット８６Ａ、８６Ｂで回動可能に軸支
されている。各Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの環状板７５
に近い方の端部８２Ａ、８２Ｂはシードチャック２０Ａ
の上端７４に当接するよう配置されている。一方、Ｃ型
アーム８０Ａ、８０Ｂの環状板７５から遠い方の端部に
は把持部材８４Ａ、８４Ｂが取り付けられている。
【００２９】図９の第５実施形態は次のように動作す
る。単結晶引上げ開始前に、種結晶昇降装置にてシード
チャック２０Ａが接続されているワイヤ３１が下降して
いくとき、シードチャック２０Ａの上端７４にＣ型アー
ム８０Ａ、８０Ｂの端部８２Ａ、８２Ｂが当接している
ので、環状板７５がシードチャック２０Ａと一緒に下降
する。下降の途中で環状板７５から伸長している当り部
材７６Ａ、７６Ｂがストッパ７８Ａ、７８Ｂに当接し
て、当り部材７６Ａ、７６Ｂのさらなる下降が規制され
ると、シードチャック２０Ａの上端７４はＣ型アーム８
０Ａ、８０Ｂの端部８２Ａ、８２Ｂから離れて、シード
チャック２０Ａは更に下降し種結晶２２が原料融液２８
に浸漬される。
る。単結晶引上げ開始前に、種結晶昇降装置にてシード
チャック２０Ａが接続されているワイヤ３１が下降して
いくとき、シードチャック２０Ａの上端７４にＣ型アー
ム８０Ａ、８０Ｂの端部８２Ａ、８２Ｂが当接している
ので、環状板７５がシードチャック２０Ａと一緒に下降
する。下降の途中で環状板７５から伸長している当り部
材７６Ａ、７６Ｂがストッパ７８Ａ、７８Ｂに当接し
て、当り部材７６Ａ、７６Ｂのさらなる下降が規制され
ると、シードチャック２０Ａの上端７４はＣ型アーム８
０Ａ、８０Ｂの端部８２Ａ、８２Ｂから離れて、シード
チャック２０Ａは更に下降し種結晶２２が原料融液２８
に浸漬される。
【００３０】その後、種結晶をなじませてから引き上げ
るが、まず、ネック部２４を形成し、次いで径大部２６
が形成される。径大部２６の形成が完了する前後の時点
で、シードチャック２０Ａは図９の位置まで矢印Ｍ５で
示すように引き上げられている。よって、シードチャッ
ク２０Ａの上端７４がＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂの端部
８２Ａ、８２Ｂが当接し、Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの
下方の端部の把持部材８４Ａ、８４Ｂを矢印Ｍ６、Ｍ７
で示すように半径方向内方向に移動させる。Ｃ型アーム
８０Ａ、８０Ｂがハサミ機構として作用して、径大部２
６を側面から把持する。
るが、まず、ネック部２４を形成し、次いで径大部２６
が形成される。径大部２６の形成が完了する前後の時点
で、シードチャック２０Ａは図９の位置まで矢印Ｍ５で
示すように引き上げられている。よって、シードチャッ
ク２０Ａの上端７４がＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂの端部
８２Ａ、８２Ｂが当接し、Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの
下方の端部の把持部材８４Ａ、８４Ｂを矢印Ｍ６、Ｍ７
で示すように半径方向内方向に移動させる。Ｃ型アーム
８０Ａ、８０Ｂがハサミ機構として作用して、径大部２
６を側面から把持する。
【００３１】把持部材８４Ａ、８４Ｂが径大部２６に加
える把持力は、環状板７４、Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂ
などの自重に比例するので、必要な把持力を得られるよ
う、自重を設定しておく。Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの
端部８２Ａ、８２Ｂにシードチャック２０Ａが加える引
上げ力が上記自重を超えると、当り部材７６Ａ、７６Ｂ
がストッパ７８Ａ、７８Ｂから離れて、環状板７４、Ｃ
型アーム８０Ａ、８０Ｂなどは、シードチャック２０Ａ
と共に一体となって同期して上昇する。すなわち、シー
ドチャック２０Ａが所定位置より上昇したときに、シー
ドチャック２０Ａの一部により押圧され、軸方向上方向
に加えられた力の方向をを径大部２６の側面から軸方向
に向う力に変換するようＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂが回
動するのである。なお、環状板７５は図示省略のワイヤ
によりワイヤ３１と同期回転する構成となっており、径
大部２６を把持するＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂはシード
チャック２０Ａと同期回転する。
える把持力は、環状板７４、Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂ
などの自重に比例するので、必要な把持力を得られるよ
う、自重を設定しておく。Ｃ型アーム８０Ａ、８０Ｂの
端部８２Ａ、８２Ｂにシードチャック２０Ａが加える引
上げ力が上記自重を超えると、当り部材７６Ａ、７６Ｂ
がストッパ７８Ａ、７８Ｂから離れて、環状板７４、Ｃ
型アーム８０Ａ、８０Ｂなどは、シードチャック２０Ａ
と共に一体となって同期して上昇する。すなわち、シー
ドチャック２０Ａが所定位置より上昇したときに、シー
ドチャック２０Ａの一部により押圧され、軸方向上方向
に加えられた力の方向をを径大部２６の側面から軸方向
に向う力に変換するようＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂが回
動するのである。なお、環状板７５は図示省略のワイヤ
によりワイヤ３１と同期回転する構成となっており、径
大部２６を把持するＣ型アーム８０Ａ、８０Ｂはシード
チャック２０Ａと同期回転する。
【００３２】上記各実施形態は大径、大重量の単結晶を
引き上げるための単結晶引き上げ装置を例にとって説明
したが、本発明は小径、小重量の単結晶用の引き上げ装
置に利用することもできる。
引き上げるための単結晶引き上げ装置を例にとって説明
したが、本発明は小径、小重量の単結晶用の引き上げ装
置に利用することもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ネ
ック部に続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大部を形
成し、この径大部の側面を把持機構にて把持して単結晶
を引き上げてボディー部を形成するようにしているの
で、減圧されたチャンバ内において大径、大重量の単結
晶の落下を防止して確実にかつ安全に引き上げることが
できる。特に、本発明ではくびれ部で単結晶を把持する
ものではないので、有転位化したときに原料融液に単結
晶を浸して、再溶解させることができ、この場合の単結
晶の荷重移動が容易である。さらに、径大部の軸方向長
さを把持部材の長さより長くなるよう形成すれば、把持
する位置の選択、把持するタイミングの決定などが容易
であり、精密な制御が不要となる。また、単結晶のボデ
ィー部などの大径部を把持する大掛かりな装置は不要で
あり、単結晶引上げ装置の機構が簡素化され、コスト的
にも有利である。さらに、単結晶を把持する部分が原料
融液からある程度離れているので、把持部分の温度は６
００〜８００℃程度であり、把持機構の材質として、モ
リブデン、窒化珪素、耐熱ステンレス鋼などを用いるこ
とができる。
ック部に続いて径が１０ないし１００ｍｍの径大部を形
成し、この径大部の側面を把持機構にて把持して単結晶
を引き上げてボディー部を形成するようにしているの
で、減圧されたチャンバ内において大径、大重量の単結
晶の落下を防止して確実にかつ安全に引き上げることが
できる。特に、本発明ではくびれ部で単結晶を把持する
ものではないので、有転位化したときに原料融液に単結
晶を浸して、再溶解させることができ、この場合の単結
晶の荷重移動が容易である。さらに、径大部の軸方向長
さを把持部材の長さより長くなるよう形成すれば、把持
する位置の選択、把持するタイミングの決定などが容易
であり、精密な制御が不要となる。また、単結晶のボデ
ィー部などの大径部を把持する大掛かりな装置は不要で
あり、単結晶引上げ装置の機構が簡素化され、コスト的
にも有利である。さらに、単結晶を把持する部分が原料
融液からある程度離れているので、把持部分の温度は６
００〜８００℃程度であり、把持機構の材質として、モ
リブデン、窒化珪素、耐熱ステンレス鋼などを用いるこ
とができる。
【図１】本発明に係る単結晶引上げ装置の第１実施形態
の要部を示す斜視図である。
の要部を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の一部を拡大して示す側面図
【図３】第１実施形態の全体構成を概略的に示す断面図
【図４】本発明の第２実施形態の要部を示す斜視図
【図５】第２実施形態の一部を拡大して示す側面図であ
る。
る。
【図６】本発明の第３実施形態の一部を拡大して示す断
面図である。
面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の一部を拡大して示す側
面図である。
面図である。
【図８】二重構造のシードチャックと光センサを用いて
位置検出する構成を示す模式図である。
位置検出する構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第５実施形態の一部を拡大して示す側
面図である。
面図である。
１０ 単結晶引上げ装置 １２ 耐圧チャンバ １４ 石英るつぼ １６ ペディスタル １８ ヒータ ２０、２０Ａ シードチャック（種結晶ホルダ） ２２ 種結晶 ２４ ネック部 ２６ 径大部 ２８ 原料融液 ２９ 単結晶のボディー部 ３０ シャフト ３１ ワイヤ ３２ フランジ ３４Ａ、３４Ｂ、４６、４７ ボールネジ ３６ 環状部材 ３８Ａ、３８Ｂ、４８Ａ、４８Ｂ ポール ４１Ａ、４１Ｂ Ｌ型把持具 ４０Ａ、４０Ｂ 幹部 ４２Ａ、４２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ 把持アーム部 ４４Ａ、４４Ｂ、５４Ａ、５４Ｂ、８４Ａ、８４Ｂ 把
持部材 ５１Ａ、５１Ｂ ハサミ型把持具 ５０Ａ、５０Ｂ 幹部 ５２Ｓ、５２Ｔ 傾斜面 ５６Ａ、５６Ｂ エアシリンダ ５８Ａ、５８Ｂ、７８Ａ、７８Ｂ ストッパ ６０Ａ、６０Ｂ 把持ブロック ６２ 径が小さいくびれ ６４ 玉部 ６６ 金属製の円筒 ６８ カーボン製の円筒 ７０ スリット ７１ 光センサ ７２ 検出回路 ７３ アクチュエータ ７４ シードチャックの上端 ７５ 環状板 ７５Ａ 貫通孔 ７６Ａ、７６Ｂ 当り部材 ７８Ａ、７８Ｂ ストッパ ８０Ａ、８０Ｂ Ｃ型アーム ８２Ａ、８２Ｂ 端部 ８６Ａ、８６Ｂ ピボット ８０Ａ、８０Ｂ Ｃ型アーム
持部材 ５１Ａ、５１Ｂ ハサミ型把持具 ５０Ａ、５０Ｂ 幹部 ５２Ｓ、５２Ｔ 傾斜面 ５６Ａ、５６Ｂ エアシリンダ ５８Ａ、５８Ｂ、７８Ａ、７８Ｂ ストッパ ６０Ａ、６０Ｂ 把持ブロック ６２ 径が小さいくびれ ６４ 玉部 ６６ 金属製の円筒 ６８ カーボン製の円筒 ７０ スリット ７１ 光センサ ７２ 検出回路 ７３ アクチュエータ ７４ シードチャックの上端 ７５ 環状板 ７５Ａ 貫通孔 ７６Ａ、７６Ｂ 当り部材 ７８Ａ、７８Ｂ ストッパ ８０Ａ、８０Ｂ Ｃ型アーム ８２Ａ、８２Ｂ 端部 ８６Ａ、８６Ｂ ピボット ８０Ａ、８０Ｂ Ｃ型アーム
Claims (18)
- 【請求項１】 種結晶を原料融液に浸漬して、なじま
せ、前記種結晶を引き上げて単結晶を成長させる単結晶
引上げ方法であって、ネック部に続いて径が１０ないし
１００ｍｍの径大部を形成し、前記径大部を把持具にて
側面から把持して前記単結晶を引き上げてボディー部を
形成する単結晶引上げ方法。 - 【請求項２】 前記径大部の軸方向の長さを前記把持具
の前記径大部に当接する部分の長さより長くなるよう形
成する請求項１記載の単結晶引上げ方法。 - 【請求項３】 内部に石英るつぼが配置されるチャンバ
と、前記チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶
を上下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記チャン
バ内で前記種結晶と共に回転可能で、かつ前記種結晶に
対して上下方向に移動可能に配置された単結晶把持機構
とを有する単結晶引上げ装置を用いた単結晶引上げ方法
であって、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を前記石英るつぼ
内の融液に浸漬してなじませるステップと、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を引き上げること
により前記種結晶の下に前記種結晶より径が絞られた単
結晶のネック部を形成するステップと、 次いで前記ネック部の下に単結晶の径大部であって、そ
の径が前記種結晶の径と同等か、又はそれ以上であるも
のを形成するステップと、 前記単結晶把持機構により前記単結晶の径大部を側面か
ら把持するステップと、 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機構により前記種
結晶と前記単結晶の径大部を引き上げて単結晶を成長さ
せるステップとを、 有する単結晶引上げ方法。 - 【請求項４】 内部に石英るつぼが配置されるチャンバ
と、前記チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶
を上下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、前記チャン
バ内で前記種結晶と共に回転可能で、かつ前記種結晶に
対して上下方向に移動可能に配置された単結晶把持機構
とを有する単結晶引上げ装置を用いた単結晶引上げ方法
であって、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を前記石英るつぼ
内の融液に浸漬してなじませるステップと、 前記種結晶昇降機構により前記種結晶を引き上げること
により前記種結晶の下に前記種結晶より径が絞られた単
結晶のネック部を形成するステップと、 次いで前記ネック部の下に単結晶の径大玉部であって、
その径が前記種結晶の径より大きいものを形成するステ
ップと、 次いで前記径大玉部の下に径が前記径大玉部より小さい
単結晶の径大部であって、その径が前記種結晶の径と同
等か、又はそれ以上であるものを形成するステップと、 前記単結晶把持機構により前記単結晶の径大部を側面か
ら把持するステップと、 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機構により前記種
結晶と前記単結晶の径大部を引き上げて単結晶を成長さ
せるステップとを、 有する単結晶引上げ方法。 - 【請求項５】 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機
構によるそれぞれの引上げ速度を同期させるステップを
更に有する請求項３又は４記載の単結晶引上げ方法。 - 【請求項６】 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持機
構を前記単結晶の軸を中心に同期回転させるステップを
更に有する請求項３ないし５のいずれか１つに記載の単
結晶引上げ方法。 - 【請求項７】 前記径大部の径が１０ないし１５ｍｍで
ある請求項１ないし５のいずれか１つに記載の単結晶引
上げ方法。 - 【請求項８】 内部に石英るつぼが配置されるチャンバ
と、 前記チャンバに対して回転可能に配置されて種結晶を上
下方向に昇降させる種結晶昇降機構と、 前記チャンバ内で前記種結晶と共に回転可能で、かつ前
記種結晶に対して上下方向に移動可能に配置された単結
晶把持機構とを有し、 前記種結晶昇降機構は、種結晶を前記石英るつぼ内の融
液に浸漬して引き上げることにより種結晶の下に径が数
ｍｍの単結晶のネック部を形成し、次いで前記ネック部
の下に径が１０ないし１００ｍｍの単結晶の径大部を形
成するために用いられ、前記単結晶把持機構は、前記単
結晶の径大部が形成された後に前記径大部を側面から把
持して上昇することにより単結晶を引き上げるために用
いられるよう構成された単結晶引上げ装置。 - 【請求項９】 前記単結晶把持機構は前記径大部の外周
より更に外周の第１の位置と前記径大部の外周に当接す
る第２の位置との間で移動可能な部材を有する請求項８
記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１０】 前記単結晶把持機構は前記径大部を囲
むよう配された複数の前記移動可能な部材を有している
請求項４又は５記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１１】 前記単結晶把持機構は前記移動可能な
部材の前記径大部に当接する部分が前記径大部を前記外
周から保持すべく、前記径大部の軸に向う圧力を加える
手段を有する請求項８ないし１０のいずれか１つに記載
の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１２】 前記単結晶把持機構は前記移動可能な
部材に対して前記径大部の軸方向に移動可能で、かつ前
記径大部に当接する部材を有し、前記径大部の荷重がか
かると前記径大部をより強く保持する構成である請求項
８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】 前記単結晶把持機構は前記移動可能な
部材の前記径大部に当接する部分が前記径大部を前記外
周から保持する複数のブロックと、前記複数のブロック
をその外周から保持する複数の把持アームとを有し、前
記複数のブロックが全体として外径が下方ほど小さい切
断部分中空円錐を形成し、前記複数の把持アームが前記
切断部分中空円錐の外周の傾斜面がスライド可能な傾斜
面を有し、前記切断部分中空円錐の中空部に前記径大部
が保持され、前記径大部が下方へ移動しようとすると、
前記中空部を構成する複数のブロックの内周面との摩擦
力により、前記複数のブロックを前記複数の把持アーム
の前記傾斜面に沿って下降させることにより前記中空部
の内径を小さくするよう働くものである請求項８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１４】 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持
機構によるそれぞれの引上げ速度を同期させる手段を更
に有する請求項８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】 前記種結晶昇降機構と前記単結晶把持
機構を前記単結晶の軸を中心に同期回転させる手段を更
に有する請求項８ないし１４のいずれか１つに記載の単
結晶引上げ装置。 - 【請求項１６】 前記種結晶の引上げ部分の軸方向位置
を監視する手段と、前記監視する手段に応答して、前記
径大部が所定位置に上昇したとき前記単結晶把持機構に
前記径大部を把持させる手段を有する請求項８ないし１
５のいずれか１つに記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１７】 前記種結晶の引上げ部分の軸方向位置
を監視する手段として前記種結晶を保持するシードチャ
ックの一部に光反射部を設け、光センサにより前記光反
射部からの光を検出するよう構成したものを用いる請求
項１６記載の単結晶引上げ装置。 - 【請求項１８】 前記種結晶の引上げ部分の軸方向位置
を監視する手段及びこれに応答して前記径大部を把持さ
せる手段として、前記種結晶を保持するシードチャック
が所定位置より上昇したときに、前記種結晶を保持する
シードチャックの一部により押圧され、軸方向上方向に
加えられた力の方向をを前記径大部の側面から軸方向に
向う力に変換する回転アームにて構成した請求項１６記
載の単結晶引上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9318697A JPH10273387A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 単結晶引上げ方法及び単結晶引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9318697A JPH10273387A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 単結晶引上げ方法及び単結晶引上げ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273387A true JPH10273387A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=14075557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9318697A Withdrawn JPH10273387A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 単結晶引上げ方法及び単結晶引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273387A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7815736B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-10-19 | Siltronic Ag | Supporting apparatus for supporting a growing single crystal of semiconductor material, and process for producing a single crystal |
| CN117904706A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶体生长炉 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9318697A patent/JPH10273387A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7815736B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-10-19 | Siltronic Ag | Supporting apparatus for supporting a growing single crystal of semiconductor material, and process for producing a single crystal |
| CN117904706A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶体生长炉 |
| CN117904706B (zh) * | 2024-03-19 | 2024-06-07 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶体生长炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |