JP2001302393A - Silicon single crystal pulling equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ルツボ内の原料融液表面とBz=0面(カス
プ磁場の鉛直方向の磁場成分Bzが0になる面)との位
置関係およびルツボ壁面における半径方向の磁場の値を
求めるのに必要なBz=0面を容易に計測できる磁場測
定装置を備えたシリコン単結晶引き上げ装置を提供する
こと。
【解決手段】 ルツボを収納するチャンバの周りに、こ
のルツボの中の原料融液にカスプ型磁場を印加するマグ
ネットを配設したシリコン単結晶引き上げ装置であっ
て、マグネットのコイル部を支持する断熱真空容器の側
面に磁場センサを設置する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positional relationship between a surface of a raw material melt in a crucible and a Bz = 0 plane (a plane in which a vertical magnetic field component Bz of a cusp magnetic field becomes 0) and a radial magnetic field on a crucible wall surface. Provided is a silicon single crystal pulling apparatus provided with a magnetic field measuring device capable of easily measuring a Bz = 0 plane required for obtaining a value. SOLUTION: This is a silicon single crystal pulling apparatus in which a magnet for applying a cusp-type magnetic field to a raw material melt in the crucible is disposed around a chamber for accommodating the crucible, the heat insulating supporting a coil portion of the magnet. A magnetic field sensor is installed on the side of the vacuum vessel.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶引
き上げ装置、特に、シリコン単結晶引き上げ装置におけ
るルツボの中の原料融液に磁場を印加して目的とする品
質の単結晶を製作する磁場印加式シリコン単結晶引き上
げ装置(いわゆるMCZシリコン単結晶引き上げ装置)
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon single crystal pulling apparatus, and more particularly, to a magnetic field application for applying a magnetic field to a raw material melt in a crucible in a silicon single crystal pulling apparatus to produce a single crystal of a desired quality. Type silicon single crystal pulling device (so-called MCZ silicon single crystal pulling device)
It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のMCZシリコン単結晶引き上げ装
置としては、例えば特公昭61−2826296号公報
に記載されたものがある。この装置の従断面による構成
説明図を図8に示す。この図8において、1はチャン
バ、2は上軸、3は下軸、4はルツボ、5は種結晶、7
は原料融液、8は電磁石、9は磁場センサである。2. Description of the Related Art A conventional MCZ silicon single crystal pulling apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 61-2826296. FIG. 8 is an explanatory view of a configuration of a subsection of this device. 8, 1 is a chamber, 2 is an upper axis, 3 is a lower axis, 4 is a crucible, 5 is a seed crystal, 7
Is a raw material melt, 8 is an electromagnet, and 9 is a magnetic field sensor.
【0003】そして、上記MCZシリコン単結晶引き上
げ装置は、チャンバ1内にシリコン原料融液7があり、
上軸2に取り付けられた種結晶5を回転しながら引き上
げることにより単結晶6を成長させるものである。この
際、単結晶中の酸素濃度等を制御するためにマグネット
8により磁場を印加する。また、この従来技術のマグネ
ット8はソレノイド形マグネットであり、結晶成長性部
分に略均一な上下方向の磁場を発生させている。また、
9はマグネットの発生磁場を検出するための磁場センサ
であり、回転するルツボの下部の中心部分に取り付けら
れていた。In the above MCZ silicon single crystal pulling apparatus, a silicon raw material melt 7 is provided in a chamber 1,
The single crystal 6 is grown by pulling up the seed crystal 5 attached to the upper shaft 2 while rotating. At this time, a magnetic field is applied by the magnet 8 to control the oxygen concentration and the like in the single crystal. The conventional magnet 8 is a solenoid type magnet, and generates a substantially uniform vertical magnetic field in the crystal growth portion. Also,
Numeral 9 denotes a magnetic field sensor for detecting a magnetic field generated by the magnet, which is attached to a lower central portion of the rotating crucible.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のMCZシリコン
単結晶引き上げ装置は、以上のように構成されていたた
め、ソレノイド形マグネット8により上下方向にほぼ均
一な磁場を発生させるような場合には有効な磁場センサ
といえるが、近年使用されつつあるカスプ磁場を印加す
るシリコン単結晶引き上げ装置においては、磁場センサ
9の取り付け位置が適切でないので、カスプ磁場の鉛直
方向磁場成分が0となる面の位置を計測することができ
なかった。したがって、カスプ磁場を印加するシリコン
単結晶引き上げ装置において重要な制御要素であるルツ
ボ壁面における半径方向の磁場の値およびルツボ内の原
料融液の表面とカスプ磁場の鉛直方向磁場成分が0とな
る面との位置関係を求めることが困難であった。なお、
以下の説明のおいては、結晶成長方向、つまり上下方向
をz方向とし、ルツボ半径方向をr方向として、カスプ
磁場の鉛直方向磁場成分をBz、カスプ磁場の鉛直方向
磁場成分が0となる面をBz=0面、ルツボ4の壁面で
の半径方向の磁場の値をBrとそれぞれ称することにす
る。Since the conventional MCZ silicon single crystal pulling apparatus is constructed as described above, it is effective when the solenoid type magnet 8 generates a substantially uniform magnetic field in the vertical direction. Although it can be said that this is a magnetic field sensor, in a silicon single crystal pulling apparatus that applies a cusp magnetic field that has recently been used, the mounting position of the magnetic field sensor 9 is not appropriate. It could not be measured. Therefore, the value of the radial magnetic field on the crucible wall, which is an important control element in the silicon single crystal pulling apparatus for applying the cusp magnetic field, and the surface of the raw material melt in the crucible and the plane where the vertical magnetic field component of the cusp magnetic field is zero It was difficult to determine the positional relationship between the two. In addition,
In the following description, the crystal growth direction, that is, the vertical direction is the z direction, the crucible radial direction is the r direction, the vertical magnetic field component of the cusp magnetic field is Bz, and the vertical magnetic field component of the cusp magnetic field is 0. Is referred to as Bz = 0 surface, and the value of the magnetic field in the radial direction on the wall surface of the crucible 4 is referred to as Br, respectively.
【0005】また、上記従来のMCZシリコン単結晶引
き上げ装置においては、磁場センサ9が回転するルツボ
4の下部に取り付けてあるため、外部の計測器との取り
合いが困難であるという問題もあった。さらには、カス
プ磁場を印加するシリコン単結晶引き上げ装置において
は、カスプ磁場を発生するためにマグネットを構成する
上下コイル部に電流を流し、この電流値を変化させるこ
とにより、シリコン原料融液の液面変化に合わせてカス
プ磁場を上下させる必要性があるが、上記従来のシリコ
ン単結晶引き上げ装置における磁場センサは、このよう
な場合を考慮して測定位置を設定されたものではなく、
当然ながらカスプ磁場の上下位置変化に合わせて測定可
能としたものでもないという問題があった。Further, in the conventional MCZ silicon single crystal pulling apparatus, since the magnetic field sensor 9 is mounted below the rotating crucible 4, there is a problem that it is difficult to connect with an external measuring instrument. Furthermore, in a silicon single crystal pulling apparatus that applies a cusp magnetic field, an electric current is applied to upper and lower coils constituting a magnet in order to generate a cusp magnetic field, and the current value is changed to thereby obtain a liquid of the silicon raw material melt. Although it is necessary to raise and lower the cusp magnetic field in accordance with the surface change, the magnetic field sensor in the conventional silicon single crystal pulling apparatus is not a measurement position set in consideration of such a case,
As a matter of course, there is a problem that the measurement cannot be performed in accordance with a change in the vertical position of the cusp magnetic field.
【0006】本発明は、このような従来技術に存在する
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ルツボ内の原料融液表面とBz=0面(カスプ
磁場の鉛直方向の磁場成分Bzが0になる面)との位置
関係およびルツボ壁面における半径方向の磁場の値を求
めるのに必要なBz=0面を容易に計測できる磁場測定
装置を備えたシリコン単結晶引き上げ装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of such problems existing in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method in which the surface of a raw material melt in a crucible and the Bz = 0 plane (vertical surface of a cusp magnetic field) Silicon single crystal pulling equipped with a magnetic field measuring device capable of easily measuring the Bz = 0 plane required for obtaining the positional relationship with the magnetic field component Bz in the direction (the plane where the magnetic field component Bz becomes 0) and the value of the magnetic field in the radial direction on the crucible wall surface It is to provide a device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシリコン単結晶引き上げ装置は、ルツボを
収納するチャンバの周りに、このルツボの中の原料融液
にカスプ型磁場を印加するマグネットを配設したシリコ
ン単結晶引き上げ装置であって、マグネットのコイル部
を支持する断熱真空容器の側面に磁場センサを設置した
ことを特徴とする。To achieve the above object, a silicon single crystal pulling apparatus of the present invention applies a cusp-type magnetic field to a raw material melt in a crucible around a chamber accommodating the crucible. 1. A silicon single crystal pulling apparatus provided with a magnet to be mounted, wherein a magnetic field sensor is installed on a side surface of a heat-insulating vacuum vessel supporting a coil portion of the magnet.
【0008】この場合において、前記磁場センサは、前
記断熱真空容器の側面に沿って上下に移動させる構成と
することが好ましい。In this case, it is preferable that the magnetic field sensor is configured to move up and down along the side surface of the heat insulating vacuum vessel.
【0009】また、前記磁場センサは、前記マグネット
を構成する上下コイル部の中間高さ位置に配置され、か
つ、上下方向磁場成分を測定する素子を複数枚上下方向
に配列したものとすることができる。The magnetic field sensor may be arranged at an intermediate height between upper and lower coil parts constituting the magnet, and a plurality of elements for measuring a vertical magnetic field component may be vertically arranged. it can.
【0010】また、前記磁場センサは、上下方向磁場成
分を測定する素子からなり、かつ、この素子の中央部に
おける上下方向軸回りに、この素子を180度回転し得
るようにしたものとしてもよい。The magnetic field sensor may comprise an element for measuring a vertical magnetic field component, and the element may be rotated by 180 degrees around a vertical axis at a central portion of the element. .
【0011】また、前記磁場センサは、上下方向磁場成
分を測定する素子からなり、かつ、ルツボの半径方向軸
回りに、この素子を180度回転し得るようにしたもの
としてもよい。[0011] The magnetic field sensor may comprise an element for measuring a vertical magnetic field component, and the element may be rotated by 180 degrees around a radial axis of the crucible.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明を
シリコン単結晶引き上げ装置に具体化した実施の形態1
について図面を参照しながら説明する。なお、前記従来
の装置に共通する部分には従来のものと同一の符号を付
し、その説明を簡略化または省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a silicon single crystal pulling apparatus will be described.
Will be described with reference to the drawings. Parts common to the above-described conventional devices are denoted by the same reference numerals as those of the conventional device, and description thereof will be simplified or omitted.
【0013】図1において、9a、9bはカスプ磁場を
発生させるマグネットの一対のコイル部である。そし
て、このコイル部9a、9bに逆方向の電流を流すこと
により、原料融液にカスプ磁場を印加する。また、近年
は、単結晶の大型化に伴い、省エネルギーの面からマグ
ネットの磁場発生コイル部には超電導コイル部が用いら
れ、装置のコンパクト化が図られている。この超電導コ
イル部は、断熱支持構造物11を介して、室温の断熱真
空容器12に保持されている。そして、断熱真空容器1
2の外壁部に磁場センサ13が取り付けられている。こ
の磁場センサ13は、ホール素子からなり、鉛直方向お
よび半径方向の2軸方向の磁場の値Bz、Brが測定可
能に構成されている。In FIG. 1, reference numerals 9a and 9b denote a pair of coil portions of a magnet for generating a cusp magnetic field. Then, a cusp magnetic field is applied to the raw material melt by passing currents in opposite directions through the coil portions 9a and 9b. In recent years, with the increase in the size of the single crystal, a superconducting coil has been used for the magnetic field generating coil of the magnet from the viewpoint of energy saving, and the apparatus has been downsized. This superconducting coil portion is held in a heat-insulated vacuum container 12 at room temperature via a heat-insulating support structure 11. And the insulated vacuum vessel 1
The magnetic field sensor 13 is attached to the outer wall of the second. The magnetic field sensor 13 includes a Hall element, and is configured to be able to measure the values Bz and Br of the magnetic field in two axial directions, that is, the vertical direction and the radial direction.
【0014】このように、実施の形態1では、磁場セン
サ13が断熱真空容器12の外壁部に取り付けられてい
るので、2軸方向の磁場の値Bz、Brを測定すればB
z=0面を容易に計測することができ、Bz=0面とル
ツボ融液表面との位置関係を容易に計測することができ
る。また、予め求めてあった磁場センサ13の取り付け
位置の磁場分布と磁場センサ13の出力とを制御系で比
較することによりルツボ4内の磁場を測定することがで
きる。また、この実施の形態1では、磁場センサ13の
取り付け位置が静止体である断熱真空容器12の外壁部
であるので、磁場センサ13の信頼性が向上する。な
お、磁場センサ13の取り付け位置は、断熱真空容器1
2の内壁部であっても、上記と同様の効果を奏すること
ができる。また、磁場センサ13を断熱真空容器12に
沿って上下方向に移動させて磁場を測定すれば、予め設
定された計測式によりルツボ壁面の磁場分布をより精度
良く求めることができる。また、この実施の形態1で
は、磁場センサ13が断熱真空容器12の外壁部に設け
られているので、磁場センサ13と外部機器との取り合
わせが良い。As described above, in the first embodiment, since the magnetic field sensor 13 is attached to the outer wall of the heat-insulating vacuum vessel 12, if the values Bz and Br of the magnetic field in the two axial directions are measured, B
The z = 0 plane can be easily measured, and the positional relationship between the Bz = 0 plane and the crucible melt surface can be easily measured. Further, the magnetic field in the crucible 4 can be measured by comparing the output of the magnetic field sensor 13 with the magnetic field distribution of the mounting position of the magnetic field sensor 13 obtained in advance by the control system. Further, in the first embodiment, since the mounting position of the magnetic field sensor 13 is the outer wall of the heat insulating vacuum vessel 12 which is a stationary body, the reliability of the magnetic field sensor 13 is improved. The mounting position of the magnetic field sensor 13 is the same
The same effect as described above can be obtained even with the inner wall portion 2. Also, if the magnetic field is measured by moving the magnetic field sensor 13 in the vertical direction along the adiabatic vacuum vessel 12, the magnetic field distribution on the crucible wall surface can be more accurately obtained by a preset measurement formula. Further, in the first embodiment, since the magnetic field sensor 13 is provided on the outer wall of the heat-insulating vacuum vessel 12, the magnetic field sensor 13 and the external device can be combined well.
【0015】実施の形態2.次に、実施の形態2につい
て図2および図3に基づき説明する。実施の形態2は磁
場センサの他の例を示すものである。この実施の形態2
における磁場センサ13は、図2および図3に示すよう
に、鉛直方向の磁場の値Bzを測定するホール素子14
を上下方向(z方向)に複数枚配列したものであり、こ
の磁場センサ13の中心に位置するホール素子14が上
下コイル部9a、9bの略中間位置になるように配置さ
れている。なお、他の構成は実施の形態1と同一であ
る。Embodiment 2 Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Embodiment 2 shows another example of the magnetic field sensor. Embodiment 2
2 and 3, a Hall element 14 that measures the value Bz of the magnetic field in the vertical direction, as shown in FIGS.
Are arranged in the up-down direction (z-direction), and the Hall element 14 located at the center of the magnetic field sensor 13 is arranged at a substantially intermediate position between the upper and lower coil portions 9a and 9b. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0016】実施の形態2では、磁場センサ13がこの
ように構成されているので、Bz=0面を直読すること
が可能である。また、Bz=0面が上下する場合でも、
予め求めてあった計算結果との比較により、より精度よ
くBz=0面を検出することが可能となる。なお、この
磁場センサ13は2軸方向の測定が可能なものに代え
て、これを磁場センサ13の上下コイル部9a、9bの
中間高さ位置になるように配置しても勿論良い。また、
この場合において、磁場センサ13の取り付け位置は、
上下コイル部9a、9bの中間位置に限定されるもので
はなく任意の位置であってもよく、この場合は、実施の
形態1で説明したものと同様に、予め求めてあった磁場
センサ13の取り付け位置の磁場分布と磁場センサ13
の出力とを制御系で比較することにより、ルツボ4内の
磁場分布を求めることができる。また、磁場センサ13
の取り付け位置が断熱真空容器12の外壁部であるの
で、実施の形態1と同様に、磁場センサ13と外部機器
との取り合わせが良い。In the second embodiment, since the magnetic field sensor 13 is configured as described above, it is possible to directly read the Bz = 0 plane. Also, even when the Bz = 0 plane moves up and down,
By comparing with the calculation result obtained in advance, it becomes possible to detect the Bz = 0 plane with higher accuracy. The magnetic field sensor 13 may be arranged at an intermediate height between the upper and lower coil portions 9a and 9b of the magnetic field sensor 13 in place of a sensor capable of measuring in two axial directions. Also,
In this case, the mounting position of the magnetic field sensor 13 is
The position is not limited to the intermediate position between the upper and lower coil portions 9a and 9b, and may be an arbitrary position. In this case, similarly to the first embodiment, the magnetic sensor 13 Magnetic field distribution of mounting position and magnetic field sensor 13
By comparing this output with the control system, the magnetic field distribution in the crucible 4 can be obtained. In addition, the magnetic field sensor 13
Is mounted on the outer wall of the heat-insulating vacuum vessel 12, so that the magnetic field sensor 13 and the external device can be combined well as in the first embodiment.
【0017】実施の形態3.次に、実施の形態3につい
て図4〜図6に基づき説明する。実施の形態3は実施の
形態1における磁場センサの他の取り付け方法例を示す
ものである。Embodiment 3 Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. The third embodiment shows another example of a method of attaching the magnetic field sensor according to the first embodiment.
【0018】カスプ型磁場を印加するシリコン単結晶引
き上げ装置では、超電導マグネットの上下コイル部9
a、9bが同じ電流値である場合の磁気的対称面である
Bz=0面を正確に求める必要がある。この場合、Bz
を測定するホール素子を水平面の取り付け台に取り付け
て、これを上下に移動させてBz=0面を探すことが考
えられる。しかしながら、このようにホール素子を取り
付ける場合、このホール素子を誤差なく水平に取り付け
ることは困難である。すなわち、図4に示すように、通
常、ホール素子15を取り付ける水平の取り付け台16
が水平面に対して若干の角度θ傾斜することは避け難
い。なお、図4においては角度θは強調して画かれてい
る。In the silicon single crystal pulling apparatus for applying a cusp type magnetic field, the upper and lower coil portions 9 of the superconducting magnet are used.
It is necessary to accurately determine the Bz = 0 plane, which is a magnetically symmetric plane when a and 9b have the same current value. In this case, Bz
It is conceivable to attach a Hall element for measuring the height B to a horizontal mounting table and move the Hall element up and down to search for the Bz = 0 plane. However, when the Hall element is mounted in this manner, it is difficult to mount the Hall element horizontally without error. That is, as shown in FIG. 4, a horizontal mounting table 16 for mounting the Hall element 15 is usually used.
Is inevitably inclined at a slight angle θ with respect to the horizontal plane. In FIG. 4, the angle θ is drawn with emphasis.
【0019】この場合ホール素子15の出力V1は次の
ようになる。 V1=Bzcosθ+Brsinθ……(1) この(1)式において、取り付け角度θが極めて小さい
ので、cosθは1に近い値となり、またsinθは0
に近い値となるが、測定位置ではBz<<Brであるた
め、上記(1)式の右辺の2項が同1項と同程度の大き
さとなる。したがって、出力V1の計測のみでは正確な
Bz=0面を計測することは困難である。In this case, the output V 1 of the Hall element 15 is as follows. V 1 = Bzcos θ + Brsin θ (1) In this equation (1), since the mounting angle θ is extremely small, cos θ is a value close to 1, and sin θ is 0.
However, since Bz << Br at the measurement position, the two terms on the right side of the above equation (1) are almost the same size as the same term. Therefore, only the measurement of the output V 1 was it is difficult to measure the exact Bz = 0 plane.
【0020】図5は、図4のホール素子15の中心部に
おけるz方向軸(ルツボ4の軸心と平行な軸)を中心に
180度回転さた状態の図であり、この場合のホール素
子15の出力V2は次式のようになる。 V2=Bzcosθ−Brsinθ……(2) また、上記(1)式と(2)式より、 V1+V2=2Bzcosθ……(3) となり、Brの項はキャンセルされる。また、この
(3)式において、cosθは1に近い値であるので、
V1+V2を測定することにより、ホール素子15の取り
付け面の誤差に影響されることなく、Bz=0面を正確
に求めることができる。FIG. 5 is a diagram showing a state in which the Hall element 15 of FIG. 4 is rotated by 180 degrees about the z-direction axis (an axis parallel to the axis of the crucible 4) at the center of the Hall element 15. The output V 2 of 15 is as follows. V 2 = Bzcos θ−Brsin θ (2) From the above equations (1) and (2), V 1 + V 2 = 2Bzcos θ (3), and the term Br is canceled. Also, in this equation (3), cos θ is a value close to 1;
By measuring V 1 + V 2 , the Bz = 0 plane can be accurately obtained without being affected by errors in the mounting surface of the Hall element 15.
【0021】実施の形態3は、このホール素子15を上
記z軸方向に180度回転可能としたものである。ホー
ル素子15の回転構造としては任意の適宜のものでよい
が、例えば、図6に示すように、断熱真空容器の12の
外周から上下方向の矩形のシース18を突出させ、ホー
ル素子15を取り付けたままの取り付け台16の脚16
aを手動で上方に引き抜き、ホール素子の中心部におけ
る上下方向軸を中心として、手動で水平方向に180度
回転させてから、再度この脚16aをシース18に差し
込むようなことなどが考えられる。なお、上記図6では
具体的に示されていないが、ホール素子15の取り付け
高さ位置は、超電導マグネットのコイル部9a、9bの
略中間位置が好ましい。また、この中間位置の近辺で、
また、Bz=0面の移動に対応して、上下動させ得る構
造とすることが好ましい。また、ホール素子15の前述
の回転は自動的に行えるような機構であっても勿論よ
い。In the third embodiment, the Hall element 15 can be rotated by 180 degrees in the z-axis direction. The rotating structure of the Hall element 15 may be any suitable structure. For example, as shown in FIG. 6, a rectangular sheath 18 in the vertical direction is protruded from the outer periphery of the insulated vacuum vessel 12 to attach the Hall element 15 thereto. The legs 16 of the mounting base 16 as they are
It is conceivable to manually pull the leg 16a upward, manually rotate it 180 degrees in the horizontal direction about the vertical axis at the center of the Hall element, and then insert the leg 16a into the sheath 18 again. Although not specifically shown in FIG. 6, the mounting height position of the Hall element 15 is preferably substantially the middle position between the coil portions 9a and 9b of the superconducting magnet. Also, near this intermediate position,
Further, it is preferable to adopt a structure which can be moved up and down in accordance with the movement of the Bz = 0 plane. Further, a mechanism that can automatically perform the rotation of the Hall element 15 may be used.
【0022】実施の形態4.次に、実施の形態4につい
て図7に基づき説明する。実施の形態3では、ホール素
子15を上下方向の軸を中心に水平方向に回転させてい
たが、シリコン単結晶引き上げ装置には周囲に各種構造
物があり、このように上下方向の軸を中心に水平方向に
回転させることが困難な場合がある。実施の形態は、こ
のような場合に対応するものであり、図7に示すよう
に、ホール素子15を断熱真空容器の法線方向の水平軸
周りに上下に回転させたものである。この場合のホール
素子出力も(2)式と同一となり、前記実施の形態3と
同様に、ホール素子15の取り付け面の誤差に影響され
ることなく、(1)+(2)式からBz=0面を正確に
求めることが可能となる。なお、上記図7では具体的に
示されていないが、ホール素子15の取り付け高さ位置
は、超電導マグネットのコイル部9a、9bの略中間位
置が好ましい。また、この中間位置の近辺で、また、B
z=0面の移動に対応して、上下動させ得る構造とする
ことが好ましい。また、ホール素子15の前述の回転は
自動的に行えるような機構であっても勿論よい。Embodiment 4 Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the Hall element 15 is rotated in the horizontal direction about the vertical axis. However, there are various structures around the silicon single crystal pulling apparatus. In some cases, it is difficult to rotate in a horizontal direction. The embodiment corresponds to such a case, and as shown in FIG. 7, the Hall element 15 is rotated up and down around a horizontal axis in the normal direction of the heat insulating vacuum vessel. In this case, the output of the Hall element is also the same as that of the equation (2), and as in the third embodiment, Bz = The zero plane can be accurately obtained. Although not specifically shown in FIG. 7, the mounting height position of the Hall element 15 is preferably substantially the middle position between the coil portions 9a and 9b of the superconducting magnet. In the vicinity of the intermediate position, B
It is preferable to adopt a structure that can be moved up and down in accordance with the movement of the z = 0 plane. Further, a mechanism that can automatically perform the rotation of the Hall element 15 may be used.
【0023】なお、実施の形態3および実施の形態4で
は理解容易な構造として取り付け台16を設けてその上
にホール素子15を取り付けるようにしたものを例示し
たが、この取り付け台16は図示のものに限る必要はな
くまた、この取り付け台16を設けないようにしたもの
であってもよい。また、実施の形態3および4では、単
一のホール素子を使用する場合について述べたが、実施
の形態2のように複数のホール素子を用いれば、より精
度良くBz=0面を測定することができる。In the third and fourth embodiments, the mounting base 16 is provided as an easy-to-understand structure and the Hall element 15 is mounted thereon. However, the mounting base 16 is not shown in the drawings. The mounting base 16 need not be provided, and the mounting base 16 may not be provided. In the third and fourth embodiments, the case where a single Hall element is used has been described. However, if a plurality of Hall elements are used as in the second embodiment, the Bz = 0 plane can be measured more accurately. Can be.
【0024】[0024]
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏することができる。請求項
1から5記載の発明によれば、ルツボを収納するチャン
バの周りに、このルツボの中の原料融液にカスプ型磁場
を印加するマグネットを配設したシリコン単結晶引き上
げ装置であって、マグネットのコイル部を支持する断熱
真空容器の側面に磁場センサを設置したので、Bz=0
面を容易に計測することができ、この結果に基づき、予
め求めてあった磁場センサの取り付け位置の磁場分布と
磁場センサの出力とを制御系で比較することにより、B
z=0面とルツボ内の原料融液の表面との位置関係およ
びルツボ内の磁場を求めることができる。また、磁場セ
ンサは断熱真空容器の側面に配置されていることにより
外部に配置された計測機器との取り合いが良好となる。Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. According to the invention according to claims 1 to 5, there is provided a silicon single crystal pulling apparatus in which a magnet for applying a cusp-type magnetic field to a raw material melt in the crucible is provided around a chamber accommodating the crucible, Since the magnetic field sensor was installed on the side of the insulated vacuum container supporting the coil portion of the magnet, Bz = 0
The surface can be easily measured, and based on the result, the control system compares the magnetic field distribution of the mounting position of the magnetic field sensor, which was obtained in advance, with the output of the magnetic field sensor.
The positional relationship between the z = 0 plane and the surface of the raw material melt in the crucible and the magnetic field in the crucible can be obtained. In addition, since the magnetic field sensor is arranged on the side surface of the heat-insulating vacuum container, the connection with the measuring device arranged outside is improved.
【0025】また、請求項2記載の発明によれば、前記
磁場センサは、前記断熱真空容器の側面に沿って上下に
移動させることができるものであるので、より精度の高
いルツボの磁場分布を求めることができる。According to the second aspect of the present invention, since the magnetic field sensor can be moved up and down along the side surface of the heat-insulating vacuum vessel, a more accurate crucible magnetic field distribution can be obtained. You can ask.
【0026】また、請求項3記載の発明によれば、前記
磁場センサは、前記マグネットを構成する上下コイル部
の略中間高さ位置に配置され、かつ、上下方向磁場成分
を測定する素子を複数枚上下方向に配列したものである
ので、Bz=0面を直読してより精度よく計測すること
ができる。According to the third aspect of the present invention, the magnetic field sensor includes a plurality of elements that are disposed at substantially the middle height of the upper and lower coil portions constituting the magnet and that measure a vertical magnetic field component. Since the sheets are arranged in the vertical direction, it is possible to directly read the Bz = 0 plane and measure with higher accuracy.
【0027】また、請求項4記載の発明によれば、前記
磁場センサは、上下方向磁場成分を測定する素子からな
り、かつ、この素子の中央部における上下方向軸回りに
180度回転し得るようにしたものであるので、ホール
素子の取り付け面の誤差に影響されることなく、Bz=
0面を精度良く測定することができる。According to the fourth aspect of the present invention, the magnetic field sensor comprises an element for measuring a vertical magnetic field component, and can rotate by 180 degrees around a vertical axis at a central portion of the element. Bz = Bz = without being affected by errors in the mounting surface of the Hall element.
The zero plane can be measured accurately.
【0028】また、請求項5記載の発明によれば、前記
磁場センサは、上下方向磁場成分を測定する素子からな
り、かつ、ルツボの半径方向およびこの素子の中央部に
おけるルツボの軸と平行な軸回りに180度回転し得る
ようにしたものであるので、請求項5記載の発明と同様
に、ホール素子の取り付け面の誤差に影響されることな
く、Bz=0面を精度良く測定することができる。According to a fifth aspect of the present invention, the magnetic field sensor comprises an element for measuring a vertical magnetic field component, and is parallel to the axis of the crucible in the radial direction of the crucible and at the center of the element. Since it is configured to be able to rotate by 180 degrees around the axis, the Bz = 0 plane can be accurately measured without being affected by errors in the mounting surface of the Hall element, as in the invention according to claim 5. Can be.
【図1】 本発明の実施の形態1に係るシリコン単結晶
引き上げ装置の縦断面図による装置全体の構成説明図で
ある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a silicon single crystal pulling apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is an explanatory view of a configuration of the entire apparatus.
【図2】 本発明の実施の形態2に係るシリコン単結晶
引き上げ装置の磁場センサ取り付け部の構成説明図であ
る。FIG. 2 is a configuration explanatory view of a magnetic field sensor mounting portion of a silicon single crystal pulling apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】 図2におけるIII部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part III in FIG. 2;
【図4】 本発明の実施の形態3に係り、ホール素子を
取り付ける場合の問題点説明図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a problem when a Hall element is attached according to the third embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施の形態3に係るシリコン単結晶
引き上げ装置のホール素子取り付け部の構成説明図であ
る。FIG. 5 is a configuration explanatory view of a Hall element mounting portion of a silicon single crystal pulling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態3に係るシリコン単結晶
引き上げ装置のホール素子取り付け部の構成説明図であ
る。FIG. 6 is a structural explanatory view of a Hall element mounting portion of a silicon single crystal pulling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施の形態4に係るシリコン単結晶
引き上げ装置のホール素子取り付け部の構成説明図であ
る。FIG. 7 is a configuration explanatory view of a Hall element mounting portion of a silicon single crystal pulling apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】 従来のシリコン単結晶引き上げ装置の縦断面
図による装置全体の構成説明図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional silicon single crystal pulling apparatus, and is a configuration explanatory view of the entire apparatus.
1 チャンバ、2 上軸、3 下軸、4 ルツボ、5
種結晶、6 単結晶、7 原料融液、8 マグネット、
9 磁場センサ、9a、9b コイル部、10カスプ磁
場、11 断熱支持構造物、12 断熱真空容器、13
磁場センサ、14、15 ホール素子、16 取り付
け台、16a 取り付け台の脚、18シース。1 chamber, 2 upper axis, 3 lower axis, 4 crucibles, 5
Seed crystal, 6 single crystal, 7 raw material melt, 8 magnet,
Reference Signs List 9 magnetic field sensor, 9a, 9b coil part, 10 cusp magnetic field, 11 heat insulating support structure, 12 heat insulating vacuum vessel, 13
Magnetic field sensor, 14, 15 Hall element, 16 mounting base, 16a Mounting base leg, 18 sheath.
Claims (5)
のルツボの中の原料融液にカスプ型磁場を印加するマグ
ネットを配設したシリコン単結晶引き上げ装置であっ
て、マグネットのコイル部を支持する断熱真空容器の側
面に磁場センサを設置したことを特徴とするシリコン単
結晶引き上げ装置。1. A silicon single crystal pulling apparatus in which a magnet for applying a cusp-type magnetic field to a raw material melt in a crucible is provided around a chamber for accommodating the crucible, and supports a coil portion of the magnet. A silicon single crystal pulling apparatus characterized in that a magnetic field sensor is installed on the side of an insulated vacuum vessel.
側面に沿って上下に移動させることができることを特徴
とする請求項1記載のシリコン単結晶引き上げ装置。2. The silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field sensor can be moved up and down along a side surface of the heat insulating vacuum vessel.
成する上下コイル部の略中間高さ位置に配置され、か
つ、上下方向磁場成分を測定する素子を複数枚上下方向
に配列したものであることを特徴とする請求項1または
2に記載のシリコン単結晶引き上げ装置。3. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the magnetic field sensor is arranged at a substantially intermediate height position between upper and lower coil portions constituting the magnet, and a plurality of elements for measuring a vertical magnetic field component are vertically arranged. The silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1 or 2, wherein:
測定する素子からなり、かつ、この素子の中央部におけ
る上下方向軸回りに、180度回転し得るようにしたも
のであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に
記載のシリコン単結晶引き上げ装置。4. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the magnetic field sensor comprises an element for measuring a vertical magnetic field component, and is rotatable by 180 degrees around a vertical axis at a central portion of the element. The silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1.
測定する素子からなり、かつ、ルツボの半径方向軸回り
に、この素子を180度回転し得るようにしたものであ
ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の
シリコン単結晶引き上げ装置。5. The magnetic field sensor according to claim 1, comprising an element for measuring a vertical magnetic field component, and rotating the element by 180 degrees around a radial axis of the crucible. The silicon single crystal pulling apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125884A JP2001302393A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000125884A JP2001302393A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001302393A true JP2001302393A (en) | 2001-10-31 |
Family
ID=18635756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125884A Pending JP2001302393A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001302393A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100470231B1 (en) * | 2001-12-31 | 2005-02-05 | 학교법인 한양학원 | Czochralski puller using magnetic field and method of growing single crystal ingot using the same |
| KR100793950B1 (en) | 2005-07-27 | 2008-01-16 | 주식회사 실트론 | Silicon monocrystalline ingot and its growth method |
| KR100991426B1 (en) | 2008-04-07 | 2010-11-02 | 주식회사 실트론 | Silicon Monocrystalline Ingot Production Equipment |
| KR101724214B1 (en) | 2015-12-09 | 2017-04-18 | 주식회사 엘지실트론 | Single crystal ingot growing apparatus |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125884A patent/JP2001302393A/en active Pending
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| KR100470231B1 (en) * | 2001-12-31 | 2005-02-05 | 학교법인 한양학원 | Czochralski puller using magnetic field and method of growing single crystal ingot using the same |
| KR100793950B1 (en) | 2005-07-27 | 2008-01-16 | 주식회사 실트론 | Silicon monocrystalline ingot and its growth method |
| KR100991426B1 (en) | 2008-04-07 | 2010-11-02 | 주식회사 실트론 | Silicon Monocrystalline Ingot Production Equipment |
| KR101724214B1 (en) | 2015-12-09 | 2017-04-18 | 주식회사 엘지실트론 | Single crystal ingot growing apparatus |
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