JPH10273387A - Pulling of single crystal and apparatus for pulling single crystal - Google Patents
Pulling of single crystal and apparatus for pulling single crystalInfo
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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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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulling CZ (Czoc).
The present invention relates to a single crystal pulling method and a single crystal pulling apparatus for producing a dislocation-free single crystal of Si (silicon) by the hralski) method.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In general, in a single crystal pulling apparatus (single crystal growing apparatus) by a pulling CZ method, the pressure inside an airtight chamber with a high pressure resistance is reduced to about 10 torr, fresh Ar (argon) gas is flown, and the lower part of the chamber is lowered. By heating and melting the polycrystal in the quartz crucible provided in, the seed crystal is immersed from above on the surface of this melt, and the seed crystal and the quartz crucible are rotated, and the seed crystal is pulled up while moving up and down, It is configured to grow a single crystal (a so-called ingot) consisting of a conical upper cone part whose upper end protrudes below the seed crystal, a cylindrical body part and a conical lower cone part whose lower end protrudes. .
【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。[0003] In addition, as a growth method, in order to remove dislocations generated in the seed crystal by thermal shock when the seed crystal is immersed in the surface of the melt (to eliminate dislocations), the seed crystal is placed on the surface of the melt. A dash (Dash) method is known in which, after immersion, a neck portion having a diameter smaller than that of a seed crystal, for example, a diameter of 3 to 4 mm is formed by increasing the pulling speed relatively high, and then the pulling of the upper cone portion is started. ing.
【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。Further, through the small diameter neck portion,
Since a single crystal having a large diameter and a large weight (150 to 200 kg or more) cannot be pulled, for example, Japanese Patent Publication No. 5-654.
No. 77, by forming a small diameter neck portion by the Dash method, forming a large diameter with a relatively low pulling speed, and then forming a small diameter with a relatively high pulling speed. A method has been proposed in which a "spherical constriction" is formed, and the constriction is gripped with a gripper to pull up a large-diameter, high-weight single crystal. Further, as a conventional device for gripping the constriction, for example, there are devices disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-103000 and Japanese Patent Publication No. 7-515, in addition to the above publications.
【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。[0005] Further, as another conventional example, as described in, for example, JP-A-5-270974 and JP-A-7-172981, a method of holding the body portion without forming the above-mentioned "constriction", JP-A-63-252
No. 991, JP-A-5-270975, instead of the above-mentioned "spherical constriction", an "annular constriction" having a larger diameter than the body portion is formed between the upper cone portion and the body portion. There has been proposed a method of gripping an “annular constriction”.
【０００６】[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。However, in the conventional gripping devices as described above, all of the conventional gripping devices have a large diameter and a large diameter in a chamber reduced to about 10 torr by a vacuum pump.
There is a problem in that a gripper for suspending a single crystal having a large weight (for example, a body part having a diameter of 400 mm and a weight of 400 kg) and a transmission mechanism of a driving source are not practical and impractical. That is, pulling up only with the seed crystal may cause breakage at the seed crystal holder (seed chuck) portion or the neck portion having a diameter of several mm. It is difficult to determine the timing of moving the load so that the gripper grips the constricted load, and even when re-melting (melt back) is required when holding the constricted part, It becomes difficult to do this. Further, in the method of gripping with a single crystal body or the like, the gripping tool and its driving device become large-scale, resulting in an increase in cost. Further, since the gripping at the body portion is performed at a position relatively close to the high-temperature raw material melt, it is difficult to select the material of the gripping tool.
【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。If the single crystal is disengaged from the gripper and the single crystal falls, not only will the dislocation occur and the single crystal will not become a commercial product, but also the quartz crucible will be damaged and, in the worst case, a quartz crucible. The cooling water inside the crucible shaft for rotating and vertically moving the melt may react with the high-temperature melt to generate a steam explosion.
【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。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention is to prevent a single crystal rod having a large diameter and a large weight from falling in a decompressed chamber, and to prevent the single crystal rod from falling down reliably and safely. It is an object of the present invention to provide a single crystal pulling method and a single crystal pulling apparatus having a function.
【０００９】[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。In order to achieve the above object, the present invention has a diameter of 10 to 100 m following a neck portion.
A large diameter portion of m is formed, and the side surface of the large diameter portion is gripped by a gripping mechanism (gripping tool) to pull up the single crystal to form a body portion. Further, in order to realize such a single crystal pulling method, the gripping mechanism is attached to a seed crystal elevating device so that the gripping mechanism rotates and ascends with the seed crystal, or the gripping mechanism is not mechanically integrated but synchronized. It is configured to rotate and ascend.
【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。That is, according to the present invention, there is provided a single crystal pulling method in which a seed crystal is immersed in a raw material melt to be blended, and the seed crystal is pulled to grow a single crystal. A single crystal pulling method is provided in which a large diameter portion of 10 to 100 mm is formed, and the large diameter portion is gripped from the side by a gripping tool to pull up the single crystal to form a body portion.
【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。Further, according to the present invention, a chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism rotatably disposed in the chamber to raise and lower a seed crystal in a vertical direction, A single crystal pulling method using a single crystal pulling apparatus having a single crystal gripping mechanism rotatable with the seed crystal and vertically movable with respect to the seed crystal; A step of immersing the seed crystal in a melt in the quartz crucible by a mechanism to allow the seed crystal to adapt, and a step of pulling up the seed crystal by the seed crystal elevating mechanism so that the diameter of the seed crystal is narrowed below the seed crystal below the seed crystal. Forming a neck portion of the single crystal, and then forming a large diameter portion of the single crystal below the neck portion, the diameter of which is equal to or larger than the diameter of the seed crystal. Step, the step of gripping the large diameter portion of the single crystal from the side by the single crystal gripping mechanism, pulling up the large diameter portion of the seed crystal and the single crystal by the seed crystal lifting mechanism and the single crystal gripping mechanism Growing a single crystal.
【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。According to the present invention, there is also provided a chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism rotatably disposed with respect to the chamber, and raising and lowering a seed crystal in a vertical direction. A single crystal pulling method using a single crystal pulling apparatus having a single crystal gripping mechanism rotatable with the seed crystal and vertically movable with respect to the seed crystal; A step of immersing the seed crystal in a melt in the quartz crucible by a mechanism to allow the seed crystal to adapt, and a step of pulling up the seed crystal by the seed crystal elevating mechanism so that the diameter of the seed crystal is narrowed below the seed crystal below the seed crystal. Forming a neck portion of a single crystal, and then forming a large-diameter single-crystal ball portion below the neck portion, the diameter of which is larger than the diameter of the seed crystal; Forming a large diameter portion of the single crystal whose diameter is smaller than the large diameter portion under the large diameter portion, the diameter of which is equal to or larger than the diameter of the seed crystal, Holding the large diameter portion of the single crystal from the side by a single crystal gripping mechanism, and growing the single crystal by pulling up the large diameter portion of the seed crystal and the single crystal by the seed crystal raising / lowering mechanism and the single crystal gripping mechanism A single crystal pulling method.
【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。According to the present invention, there is provided a chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism rotatably disposed with respect to the chamber, and raising and lowering a seed crystal in a vertical direction. A single crystal gripping mechanism that is rotatable together with the seed crystal and that is vertically movably movable with respect to the seed crystal, wherein the seed crystal elevating mechanism moves the seed crystal into a melt in the quartz crucible. To form a neck portion of a single crystal having a diameter of several mm below the seed crystal by pulling it up and then forming a large diameter portion of a single crystal having a diameter of 10 to 100 mm below the neck portion. Used, the single crystal holding mechanism is configured to be used to pull up the single crystal by gripping the large diameter portion from the side and rising after the large diameter portion of the single crystal is formed Lifting device It is provided.
【００１４】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a first embodiment of a single crystal pulling apparatus for realizing a single crystal pulling method according to the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a part of the first embodiment in an enlarged manner. 3 is a sectional view schematically showing the entire configuration of the first embodiment, FIG. 4 is a perspective view showing a main part of the second embodiment, and FIG. 5 is a side view showing a part of the second embodiment in an enlarged manner. is there.
【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。First, the overall configuration of the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the single crystal pulling apparatus 1
At 0, a quartz crucible 14 rotated by a pedestal 16 rotatable in a pressure-resistant chamber 12 and a heater 18 for heating are arranged, and a raw material melt 28 is held in the quartz crucible 14. A seed chuck (seed crystal holder) 20 is attached to the tip of a shaft 30 that can be moved up and down by a seed crystal elevating device (not shown).
As shown in (1), the end of the seed crystal 22 is fitted and held in the recess. In FIG. 3, a heat insulating material, a temperature sensor, a CCD camera for measuring the diameter of a single crystal, and the like are not shown.
【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。The main part of the first embodiment will be described with reference to FIG. A flange 32 is attached to the shaft 30, and the flange 32 has two ball screws 34A, 34B.
Has been fixed. An annular member 36 is screwed into the ball screws 34A and 34B. Two pawls 38A and 38B extend downward from the annular member 36.
As shown in FIG. 3, only one of the screws 8A and 38B is provided with ball screws 46 and 47 extending outward in the radial direction. L-shaped grippers 41A, 41B which are screwed with the ball screws 46, 47 and are movable in the radial direction as shown by an arrow M1 are attached to the ball screws 46, 47. L-shaped gripper 4
1A and 41B are stems 40A substantially parallel to the shaft 30,
40B and gripping arm portions 42A, 42B orthogonal thereto.
Respectively. Each gripping arm portion 42A, 42
At the tip of B, gripping members 44A and 44B that grip the large-diameter portion 26 from the side are attached. Gripping arm 4
The distal ends of 2A and 42B are opposed to each other with the axis of the large-diameter portion 26 interposed therebetween, and the pair of the two constitute a scissor mechanism.
【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。The first embodiment operates as follows.
Since the annular member 36 can move up and down with respect to the ball screws 34A and 34B, the gripping members 44A and 44B can also move up and down with respect to the large-diameter portion 26. Shaft 30
Rotates, and the seed chuck 20 and the seed crystal 22 rotate similarly, so that the L-shaped grippers 41A and 41B also rotate in synchronization with them. Therefore, the gripping members 44A and 44B can be stopped with respect to the large-diameter portion 26.
【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。The pulling of a single crystal using the first embodiment is performed as follows. The shaft 30 is lowered by a seed crystal raising / lowering mechanism (not shown), and the seed crystal 22 is immersed in the raw material melt 28 in the quartz crucible 14 to be blended. Thereafter, the seed crystal 22 is pulled up by the seed crystal raising / lowering mechanism to form a single crystal neck portion 24 having a diameter smaller than that of the seed crystal under the seed crystal 22. Next, a large diameter portion 26 of the single crystal below the neck portion 24, the diameter of which is equal to the diameter of the seed crystal 22,
Or more. The large diameter portion 26 of the single crystal is gripped from the side by the gripping members 44A and 44B which are a part of the single crystal gripping mechanism. Thereafter, the seed crystal 22 and the single crystal large-diameter portion 26 are moved by the seed crystal raising / lowering mechanism and the single crystal holding mechanism.
And a single crystal is grown. In addition, if the axial length of the large-diameter portion 26 is formed to be longer than the length of the gripping members 44A and 44B, it is easy to select a gripping position, determine a gripping timing, and the like, and precise control is not required. Become.
【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。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. Since the second embodiment is a modification of the first embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. Two pawls 48A, 48B extend downward from the annular member 36 screwed to the ball screws 34A, 34B, and from each pawl 48A, 48B, in a radial direction as shown in FIG. Fixed portions (not shown) of the air cylinders 56A and 56B are attached. Air cylinder 56
A and 56B have scissors-type grippers 51A and 5B which are movable in the radial direction as shown by arrow M2.
1B is attached.
【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。The scissors-type grippers 51A and 51B have stems 50A and 50B substantially parallel to the shaft 30 and grip arms 52A and 52B having a certain angle with respect to the trunks 50A and 50B, respectively. At the tip of each of the gripping arm portions 42A and 42B, gripping members 54A and 5
4B is attached. Gripping arm portions 52A, 52
The tips of B are opposed to each other with the axis of the large diameter portion 26 interposed therebetween.
Together, they form a scissor mechanism. In addition, stoppers 58A and 58B are attached to the lower ends of the poles 48A and 48B, respectively, to restrict the gripping arm portions 52A and 52B from moving inward in the radial direction from a predetermined position. This is achieved by the scissor-type grippers 51A and 51B.
This is to prevent the crystal from breaking due to excessive external force being applied to the large-diameter portion 26.
【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。The pulling of the single crystal used in the second embodiment is performed in substantially the same manner as in the first embodiment.
The difference is that air cylinders 56A and 56B are used to open and close 1A and 51B, and that stoppers 58A and 58B are provided to regulate scissors-type grippers 51A and 51B.
【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。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the third embodiment is a modification of the second embodiment, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. In the third embodiment, the mechanism for gripping the large-diameter portion 26 from the side is a second mechanism.
Instead of the gripping members 54A and 54B of the embodiment, arrows M3 and M4 are provided near the tips of the gripping arms 52A and 52B.
As shown in the figure, a plurality of gripping blocks 60A and 60B which are slidably engaged and movable up and down are used. In FIG. 6, two opposing gripping blocks 60A and 60B are shown, but it is also possible to use about four gripping arms and engage the gripping blocks with each. The gripping blocks 60A and 60B have a partially hollow conical shape as a whole.
【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。That is, the plurality of gripping blocks 60A, 6A
0B as a whole forms a partial hollow cone having a smaller outer diameter as it goes downward. A plurality of gripping arms 52A and 52B are formed on the inclined surface 5 on which the inclined surface of the outer periphery 62E of the hollow cone is slidable.
2S, 52T, and a large diameter portion 2
6 is held. At this time, the large diameter portion 26
Move downward, the frictional force between the grip blocks 60A, 60B constituting the hollow portion and the inner peripheral surface 62I causes the plurality of blocks 60A, 60B to be inclined by the inclined surfaces 52S, 52T of the plurality of grip arm portions 52A, 52B. , And acts to reduce the inner diameter of the hollow portion, so that the large-diameter portion 2 formed by the plurality of blocks 60A and 60B.
6 is increased, and the large diameter portion 26 is prevented from falling. In addition, the large diameter part 26 is a certain distance away from the raw material melt 28, its temperature is about 600 to 800 ° C., and the plurality of gripping arm parts 52A and 52B are made of Mo or heat-resistant stainless steel (SUS 310S). The plurality of blocks 60A and 60B can be respectively formed of Si 3 N 4 .
【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。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the fourth embodiment is a modification of the first embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. In the fourth embodiment, the same mechanism as that in the first embodiment is used as a mechanism for gripping the large-diameter portion 26 from the side surface. However, in the process of pulling a single crystal, the diameter is increased before the large-diameter portion 26 is formed. The difference is that a ball portion 64 larger than the diameter of the large portion 26 is formed, and a constriction 62 smaller in diameter than the large diameter portion 26 is formed thereunder. Since the diameter of the ball portion 64 is set to be larger than that of the large-diameter portion 26, the gripping member 4 gripping the side surface of the large-diameter portion 26 should be used.
Even if the engagement with the large-diameter portion 26 is released due to the slippage of the ball members 6A and 44B, as shown in FIG.
4, that is, the upper end of the constriction 62 having a small diameter, and it is possible to effectively prevent the single crystal from falling further.
【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。In the above-described first and second embodiments, it has been described that the gripper (grip mechanism) is opened and closed using a ball screw and an air cylinder, respectively. The operator can visually check the position of the seed chuck 20 if the position where the large diameter portion 26 is formed is a certain distance from the raw material melt. Can be automatically determined. FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration in which the seed chuck 20 has a double structure and the light sensor 71 detects light reflection. The seed chuck 20 is configured such that a metal cylinder 66 such as stainless steel having a mirror-polished surface is used as a casing, and the outside thereof is further wrapped by a carbon cylinder 68.
The carbon cylinder 68 has a slit 70 penetrating therethrough.
Is exposed.
【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。The optical sensor 71 has a light-emitting portion and emits light toward the outer periphery of the seed chuck 20, and reflects light reflected by the exposed outer periphery of the metal cylinder 66 to the optical sensor 71.
, It is possible to detect that the seed chuck 20 has risen to a predetermined position and is at a predetermined rotation position. The purpose of detecting the predetermined rotational position is to avoid a habit line when gripping the side surface of the large-diameter portion 26.
【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。The output signal of the optical sensor unit 71 is input to a detection circuit 72 having a waveform shaping circuit and the like, and a detection signal is generated. As a result, a control signal for driving the actuator 73 is generated. When the gripper opening / closing mechanism is a ball screw, the actuator 73 is a motor for rotating the same. When the gripper opening / closing mechanism is an air cylinder, the actuator 73 corresponds to a control unit.
【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。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the above embodiments in that the gripper is closed by using a pulling force from the lifting device when the seed chuck 20A moves up. Portions that are the same as or correspond to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. As schematically shown in FIG. 9, a wire 31 connected to a seed crystal lifting device is connected to the seed chuck 20A. The annular plate 75 has a through hole 75A through which the wire 31 freely passes in the center, and is independent of the wire 31. The contact members 76A and 76B extending in the radially outward direction are attached to the annular plate 75. In addition, stoppers 78A and 78B are attached to the inner wall of the chamber 12, and regulate further lowering of the contact members 76A and 76B. Below the annular plate 75 are two C-shaped arms 80
A and 80B are pivotally supported by pivots 86A and 86B. Annular plate 75 of each C-arm 80A, 80B
The ends 82A and 82B closer to the seed chuck 20A
Is arranged so as to abut on the upper end 74 of the upper surface of the main body. On the other hand, gripping members 84A and 84B are attached to ends of the C-shaped arms 80A and 80B remote from the annular plate 75.
【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。The fifth embodiment of FIG. 9 operates as follows. Before the pulling of the single crystal, when the wire 31 connected to the seed chuck 20A is lowered by the seed crystal lifting device, the ends 82A and 82B of the C-shaped arms 80A and 80B are attached to the upper end 74 of the seed chuck 20A. Since they are in contact, the annular plate 75 descends together with the seed chuck 20A. When the contact members 76A, 76B extending from the annular plate 75 come into contact with the stoppers 78A, 78B during the lowering, and the further lowering of the contact members 76A, 76B is restricted, the upper end 74 of the seed chuck 20A becomes C-shaped. Arm 8
The seed chuck 20A further descends away from the ends 82A and 82B of the base melts 0A and 80B, and the seed crystal 22
Immersed in
【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。Thereafter, the seed crystal is blended and then pulled up. First, the neck portion 24 is formed, and then the large diameter portion 26 is formed.
Is formed. Before and after the formation of the large-diameter portion 26 is completed, the seed chuck 20A has been pulled up to the position in FIG. 9 as indicated by the arrow M5. Therefore, the upper end 74 of the seed chuck 20A comes into contact with the ends 82A and 82B of the C-arms 80A and 80B, and the gripping members 84A and 84B at the lower ends of the C-arms 80A and 80B are indicated by arrows M6 and M7.
Is moved in a radially inward direction as shown by. The C-shaped arms 80A and 80B act as a scissors mechanism, and
6 is gripped from the side.
【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。The gripping force applied to the large-diameter portion 26 by the gripping members 84A and 84B is determined by the annular plate 74 and the C-arms 80A and 80B.
The weight is set in advance so as to obtain a necessary gripping force. When the pulling force applied by the seed chuck 20A to the ends 82A, 82B of the C-shaped arms 80A, 80B exceeds the above-mentioned weight, the hitting members 76A, 76B
Are separated from the stoppers 78A, 78B, and the annular plates 74, C
The mold arms 80A, 80B, etc. are the same as the seed chuck 20A.
Ascends together and rises together. That is, when the seed chuck 20A rises from a predetermined position, the direction of the force that is pressed by a part of the seed chuck 20A and applied in the axially upward direction is changed to the force that is directed in the axial direction from the side surface of the large-diameter portion 26. The C-arms 80A and 80B rotate to convert. The annular plate 75 is configured to rotate synchronously with the wire 31 by a wire (not shown), and the C-shaped arms 80A and 80B gripping the large-diameter portion 26 rotate synchronously with the seed chuck 20A.
【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。Although each of the above embodiments has been described with reference to a single crystal pulling apparatus for pulling a large diameter and heavy weight single crystal, the present invention can be applied to a pulling apparatus for a small diameter and small weight single crystal. it can.
【００３３】[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。As described above, according to the present invention, a large-diameter portion having a diameter of 10 to 100 mm is formed following the neck portion, and the side surface of the large-diameter portion is gripped by the gripping mechanism. Is pulled up to form the body portion, so that a large-diameter and heavy-weight single crystal can be prevented from falling in the depressurized chamber, and can be pulled up reliably and safely. In particular, in the present invention, since the single crystal is not gripped by the constricted portion, the single crystal can be immersed in the raw material melt at the time of dislocation, and can be redissolved. Easy. Furthermore, if the axial length of the large diameter portion is formed to be longer than the length of the gripping member, it is easy to select a gripping position, determine a gripping timing, and the like, and precise control is not required. In addition, a large-scale device for gripping a large-diameter portion such as a single-crystal body portion is not required, and the mechanism of the single-crystal pulling device is simplified, which is advantageous in cost. Further, since the portion for holding the single crystal is separated from the raw material melt to some extent, the temperature of the holding portion is 6 ° C.
The temperature is about 00 to 800 ° C., and molybdenum, silicon nitride, heat-resistant stainless steel, or the like can be used as a material of the gripping mechanism.
【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。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a first embodiment of a single crystal pulling apparatus according to the present invention.
【図２】第１実施形態の一部を拡大して示す側面図FIG. 2 is an enlarged side view showing a part of the first embodiment.
【図３】第１実施形態の全体構成を概略的に示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the entire configuration of the first embodiment.
【図４】本発明の第２実施形態の要部を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a second embodiment of the present invention.
【図５】第２実施形態の一部を拡大して示す側面図であ
る。FIG. 5 is an enlarged side view showing a part of the second embodiment.
【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。FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of a third embodiment of the present invention.
【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。FIG. 7 is an enlarged side view showing a part of a fourth embodiment of the present invention.
【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。FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration for detecting a position using a double-structured seed chuck and an optical sensor.
【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。FIG. 9 is an enlarged side view showing a part of a fifth embodiment of the present invention.
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REFERENCE SIGNS LIST 10 single crystal pulling apparatus 12 pressure-resistant chamber 14 quartz crucible 16 pedestal 18 heater 20, 20A seed chuck (seed crystal holder) 22 seed crystal 24 neck part 26 large diameter part 28 material melt 29 single crystal body part 30 shaft 31 wire 32 Flange 34A, 34B, 46, 47 Ball screw 36 Annular member 38A, 38B, 48A, 48B Pole 41A, 41B L-shaped gripper 40A, 40B Trunk 42A, 42B, 52A, 52B Gripping arm 44A, 44B, 54A, 54B, 84A , 84B Grasping members 51A, 51B Scissors-type gripping tools 50A, 50B Trunks 52S, 52T Inclined surfaces 56A, 56B Air cylinders 58A, 58B, 78A, 78B Stoppers 60A, 60B Gripping block 62 Small diameter neck 64 Ball portion 66 Metal cylinder 68 Carbon cylinder 70 Slit 71 Optical sensor 72 Detection circuit 73 Actuator 74 Upper end of seed chuck 75 Annular plate 75A Through hole 76A, 76B Member 78A, 78B Stopper 80A, 80B C-arm 82A, 82B End 86A, 86B pivot 80A, 80B C-arm
Claims (18)
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。1. A single crystal pulling method in which a seed crystal is immersed in a raw material melt to be blended, the seed crystal is pulled, and a single crystal is grown, wherein a diameter of 10 to 100 mm follows a neck portion. A single crystal pulling method in which a large portion is formed, the large diameter portion is gripped from a side surface by a gripper, and the single crystal is pulled up to form a body portion.
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。2. The single crystal pulling method according to claim 1, wherein the large-diameter portion is formed such that the axial length of the large-diameter portion is longer than the length of a portion of the gripper that contacts the large-diameter portion.
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。3. A chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism rotatably disposed with respect to the chamber and vertically moving a seed crystal, and rotating together with the seed crystal in the chamber. A single crystal pulling method using a single crystal pulling device having a single crystal gripping mechanism, which is capable of being moved vertically with respect to the seed crystal, wherein the seed crystal is moved by the seed crystal raising / lowering mechanism. Immersing in a melt in the quartz crucible to allow the seed crystal to elevate, and pulling up the seed crystal by the seed crystal raising / lowering mechanism, thereby forming a neck portion of a single crystal having a diameter smaller than that of the seed crystal below the seed crystal. Forming a large diameter portion of the single crystal below the neck portion, the diameter of which is equal to or larger than the diameter of the seed crystal, Gripping the large-diameter portion of the single crystal from a side face by a crystal gripping mechanism; and growing the single-crystal by pulling up the large-diameter portion of the seed crystal and the single crystal by the seed crystal lifting / lowering mechanism and the single crystal gripping mechanism. And a step of pulling a single crystal.
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。4. A chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism rotatably disposed with respect to the chamber and vertically moving a seed crystal, and rotating together with the seed crystal in the chamber. A single crystal pulling method using a single crystal pulling device having a single crystal gripping mechanism, which is capable of being moved vertically with respect to the seed crystal, wherein the seed crystal is moved by the seed crystal raising / lowering mechanism. Immersing in a melt in the quartz crucible to allow the seed crystal to elevate, and pulling up the seed crystal by the seed crystal raising / lowering mechanism, thereby forming a neck portion of a single crystal having a diameter smaller than that of the seed crystal below the seed crystal. Forming a single-crystal large-diameter portion below the neck portion,
Forming a seed whose diameter is larger than the diameter of the seed crystal, and then a large diameter part of the single crystal having a diameter smaller than the large diameter part under the large diameter part, the diameter of which is smaller than that of the seed crystal. A step of forming a thing which is equal to or larger than a diameter, a step of gripping a large-diameter portion of the single crystal from a side face by the single crystal gripping mechanism, and a seed crystal lifting / lowering mechanism and the single crystal gripping mechanism Growing the single crystal by pulling up a large diameter portion of the seed crystal and the single crystal.
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。5. The single crystal pulling method according to claim 3, further comprising the step of synchronizing respective pulling speeds of the seed crystal lifting mechanism and the single crystal holding mechanism.
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。6. The single crystal pulling method according to claim 3, further comprising the step of synchronously rotating the seed crystal raising / lowering mechanism and the single crystal holding mechanism about an axis of the single crystal.
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。7. The single crystal pulling method according to claim 1, wherein the diameter of the large diameter portion is 10 to 15 mm.
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。8. A chamber in which a quartz crucible is disposed, a seed crystal raising / lowering mechanism disposed rotatably with respect to the chamber and vertically moving a seed crystal, and rotating together with the seed crystal in the chamber. A single crystal gripping mechanism that is capable of moving vertically with respect to the seed crystal, wherein the seed crystal elevating mechanism immerses the seed crystal in the melt in the quartz crucible and pulls it up. This is used to form a neck portion of a single crystal having a diameter of several mm below the seed crystal, and then to form a large diameter portion of a single crystal having a diameter of 10 to 100 mm below the neck portion. A single crystal pulling apparatus configured to be used for pulling a single crystal by gripping the large diameter portion from a side surface and forming the large diameter portion after the large diameter portion of the single crystal is formed.
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。9. The single crystal holding mechanism has a member movable between a first position on the outer periphery of the large diameter portion and a second position in contact with the outer periphery of the large diameter portion. Item 8
The single crystal pulling apparatus as described in the above.
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。10. The single crystal pulling apparatus according to claim 4, wherein the single crystal holding mechanism has a plurality of the movable members arranged so as to surround the large diameter portion.
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。11. The means for applying a pressure toward the axis of the large-diameter portion so that a portion of the movable member abutting on the large-diameter portion holds the large-diameter portion from the outer periphery. The single crystal pulling apparatus according to any one of claims 8 to 10, comprising:
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。12. The single crystal gripping mechanism has a member movable in the axial direction of the large diameter portion with respect to the movable member and abutting on the large diameter portion. The single crystal pulling apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein the large-diameter portion is held more strongly by applying the force.
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。13. The single crystal gripping mechanism includes a plurality of blocks in which a portion of the movable member abutting on the large diameter portion holds the large diameter portion from the outer periphery, and holds the plurality of blocks from the outer periphery. A plurality of gripping arms, wherein the plurality of blocks form a cut portion hollow cone with a smaller outer diameter as a whole, and the plurality of gripping arms slide on an inclined surface of an outer periphery of the cut portion hollow cone. When the large diameter portion is held in the hollow portion of the cut portion hollow cone and the large diameter portion attempts to move downward,
By lowering the plurality of blocks along the inclined surfaces of the plurality of gripping arms by the frictional force with the inner peripheral surfaces of the plurality of blocks constituting the hollow portion, the inner diameter of the hollow portion is reduced. The single crystal pulling apparatus according to any one of claims 8 to 11, which is a single crystal pulling apparatus.
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。14. The single crystal pulling apparatus according to claim 8, further comprising means for synchronizing respective pulling speeds of the seed crystal lifting mechanism and the single crystal gripping mechanism.
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。15. The single crystal pulling apparatus according to claim 8, further comprising: means for synchronously rotating the seed crystal raising / lowering mechanism and the single crystal holding mechanism about the axis of the single crystal.
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。16. A means for monitoring an axial position of a pull-up portion of the seed crystal, and in response to the monitoring means, when the large-diameter portion rises to a predetermined position, the single-crystal holding mechanism causes the single-crystal gripping mechanism to increase the diameter. And means for gripping the portion.
5. The single crystal pulling apparatus according to any one of 5.
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。17. A light reflecting portion is provided in a part of a seed chuck holding the seed crystal as a means for monitoring an axial position of a pulled portion of the seed crystal, and a light sensor detects light from the light reflecting portion. 17. The single crystal pulling apparatus according to claim 16, wherein a single crystal pulling apparatus is used.
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。18. A method for monitoring an axial position of a pulled-up portion of the seed crystal and a means for grasping the large-diameter portion in response thereto when a seed chuck holding the seed crystal is raised from a predetermined position. A rotating arm that is pressed by a part of a seed chuck holding the seed crystal and converts a direction of a force applied in an axially upward direction into a force directed in an axial direction from a side surface of the large-diameter portion. 17. The single crystal pulling apparatus according to claim 16, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9318697A JPH10273387A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Pulling of single crystal and apparatus for pulling single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9318697A JPH10273387A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Pulling of single crystal and apparatus for pulling single crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273387A true JPH10273387A (en) | 1998-10-13 |
Family
ID=14075557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9318697A Withdrawn JPH10273387A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Pulling of single crystal and apparatus for pulling single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273387A (en) |
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 (en) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | Crystal growth furnace |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9318697A patent/JPH10273387A/en 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 (en) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | Crystal growth furnace |
| CN117904706B (en) * | 2024-03-19 | 2024-06-07 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | Crystal growth furnace |
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|---|---|---|---|
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