(57)【要約】【課題】引上げ動作に与える影響を抑制しつつ、結晶の重量を精度よく測定することが可能な結晶重量測定装置および結晶引上装置を提供すること。【解決手段】下端部３１Ａに単結晶シリコンが係止されるワイヤ３１と、前記ワイヤ３１を巻取る巻取ドラム３２と、前記巻取ドラム３２の駆動源とを有する引上機構を備えた結晶引上装置に用いる結晶重量測定装置４であって、前記ワイヤ３１を下端部３１Ａ側から前記巻取ドラム３２側に転向する測定用ローラ４１と、ロードセル４２とを備え、  前記ロードセル４２は、その測定軸線Ｌを、前記ワイヤ３１の前記下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１及び前記巻取ドラム３２側の引張力Ｆ２による合成力Ｆ１２の作用線と一致させて配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部に結晶が係止されるワイヤと、
前記ワイヤを巻取る巻取ドラムと、
前記巻取ドラムを回転させる駆動源と、を有する引上機構を備えた結晶引上装置において前記結晶の重量を測定する結晶重量測定装置であって、
前記ワイヤを第1端部側から前記巻取ドラム側に転向する測定用ローラと、
前記測定用ローラに連結されるロードセルと、を備え、
前記ロードセルは、その測定軸線を、前記ワイヤの前記第１端部側の引張力及び前記巻取ドラム側の引張力による合成力の作用線と一致させて配置されていることを特徴とする結晶重量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の結晶重量測定装置であって、
前記測定用ローラは、前記ワイヤの巻取ドラム側が水平に支持される位置に配置され、
前記測定軸線は、前記ワイヤの前記第１端部側の引張力及び前記巻取ドラム側の引張力に対して４５°となる向きに配置されていることを特徴とする結晶引上装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の結晶重量測定装置を備えることを特徴とする結晶引上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイヤと、巻取ドラムとを有する引上機構を備えた結晶引上装置において結晶の重量を測定する結晶重量測定装置及びこの結晶重量測定装置を備えた結晶引上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、結晶シリコン等の結晶を引き上げる結晶引上装置は、ワイヤと、巻取ドラムとを有する引上機構が装置上部に設置され、ワイヤの第１端部側でるつぼ内の融液から結晶を成長させ、成長させた結晶を引き上げる場合に、結晶重量測定装置で結晶の重量を測定することが一般的である。
【０００３】
図６に示すのは、従来の結晶重量測定装置の一般的な例を示す図である。
図６（Ａ）に示す結晶重量測定装置１１０Ａは、測定用ローラ１１１と、ロードセル１１２とを備え、結晶シリコン（結晶）を懸架したワイヤ１１５は、測定用ローラ１１１の周縁上で接触、転向され、巻取ドラム１１６が矢印Ｒ方向に回転することで巻取ドラム１１６に巻き取られるようになっている。
【０００４】
結晶重量測定装置１１０Ａでは、測定用ローラ１１１の回転軸１１１Ｊは、ワイヤ１１５の軸線がロードセル１１２の測定軸線Ｌと一致するようにロードセル１１２に立設された支持部材１１７に支承された構成となっている。
【０００５】
結晶重量測定装置１１０Ａにおいては、ワイヤ１１５にかかる結晶シリコンの重量による荷重Ｐ１は、測定用ローラ１１１及び支持部材１１７を介してロードセル１１２に伝達されるので、ワイヤ１１５に作用する荷重Ｐ１は、ロードセル１１２の測定軸線Ｌ上に作用するものの、荷重Ｐ１と巻取ドラム１１６による巻取力Ｐ２の合成力Ｐ１２が、測定軸線Ｌとずれてしまうので、ロードセル１１２に曲げ力が生じて、結晶シリコンの重量を正確に測定することは容易ではない。
【０００６】
一方、図６（Ｂ）に示す結晶重量測定装置１１０Ｂは、測定用ローラ１１１と、ロードセル１１３とを備え、結晶シリコンを懸架したワイヤ１１５が測定用ローラ１１１の周縁上で接触、転向され、巻取ドラム１１６が矢印Ｒ方向に回転することで巻取ドラム１１６に巻き取られるようになっている。
【０００７】
結晶重量測定装置１１０Ｂでは、測定用ローラ１１１の回転軸１１１Ｊが、ロードセル１１３の測定軸線Ｌと一致させてロードセル１１３から懸架された支持部材１１８に支承された構成となっている。
【０００８】
結晶重量測定装置１１０Ｂにおいては、ワイヤ１１５にかかる結晶シリコンの荷重Ｐ１は、測定用ローラ１１１及び支持部材１１８を介してロードセル１１３に伝達されるので、測定用ローラ１１１の回転軸１１１Ｊが、ロードセル１１３の測定軸線Ｌ上においてロードセル１１３と連結され、ワイヤ１１５にかかる荷重Ｐ１は測定軸線Ｌと平行に作用するものの、結晶シリコンの荷重Ｐ１と巻取ドラム１１６の巻取力Ｐ３による合成力Ｐ１３が、ロードセル１１３の測定軸線Ｌに交差する向きに作用するので、ロードセル１１３に曲げ力が生じてしまい、結晶シリコンの重量を正確に測定することは容易ではない。
【０００９】
そこで、上記問題点を解決するために、例えば、支点を中心に上下方向に回動自在な測定用レバーの中間部に回転自在に滑車を設けて、この滑車を介してワイヤ引上機構の巻取りドラムに巻き掛けられたワイヤが吊り下げ、この測定用レバーの先端下部にロードセルを配置し、結晶シリコンの荷重によりロードセルに測定軸線の荷重のみを測定するカンチレバー方式の結晶重量測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、ワイヤ引上機構の巻取りドラムに巻き掛けられたワイヤが、滑車を介して吊り下げられ、この滑車にロードセルが設けられた滑車による直接測定方式の結晶重量測定装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２３４５９３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載のカンチレバー方式の結晶重量測定装置は、測定用レバーに設置された滑車およびロードセルと支点との距離の比に応じて、結晶重量を測定可能とするので、ロードセルの容量が実際の結晶重量に比べて小さくてすむ反面、構造が複雑になり、ロードセルにおいて重量を測定する際のノイズが大きくなり、測定精度が悪化するという問題がある。
【００１３】
また、特許文献２に記載の滑車による直接測定方式の結晶重量測定装置は、滑車にかかる力を直接ロードセルによって測定するようにしているので、大容量（結晶重量の２倍）のロードセルが必要となり、測定誤差が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、滑車が振れることによりワイヤが振れ、引上げ動作が不安定になるという問題がある。また、巻取ドラムとワイヤの間隔を適度に確保するためには、滑車の直径を大きくすることが必要となり、結晶引上装置の設計上の自由度を低下させるという問題がある。
【００１５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、結晶引上装置における引上げ動作に与える影響を抑制しつつ、小さなスペースで結晶の重量を精度よく測定することが可能な結晶重量測定装置および結晶引上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、第１端部に結晶が係止されるワイヤと、前記ワイヤを巻取る巻取ドラムと、前記巻取ドラムを回転させる駆動源と、を有する引上機構を備えた結晶引上装置において前記結晶の重量を測定する結晶重量測定装置であって、前記ワイヤを第1端部側から前記巻取ドラム側に転向する測定用ローラと、前記測定用ローラに連結されるロードセルとを備え、前記ロードセルは、その測定軸線を、前記ワイヤの前記第１端部側の引張力及び前記巻取ドラム側の引張力による合成力の作用線と一致させて配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、結晶引上装置であって、請求項１又は請求項２に記載の結晶重量測定装置を備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る結晶重量測定装置及び引上装置によれば、結晶を引き上げるワイヤを第１端部側から巻取ドラム側に転向する測定用ローラと、測定用ローラに連結されるロードセルとを備えていて、測定用ローラが、第１端部に係止された結晶を鉛直に支持するとともにロードセルの測定軸線が、ワイヤの第１端部側の引張力及び巻取ドラム側の引張力による合成力の作用線と一致させて配置されているので、ワイヤの第１端部側の引張力及び巻取ドラム側の引張力による合成力が、ロードセルの測定軸線方向に正確に作用する。その結果、結晶の重量を精度よく測定することができる。
【００１９】
この明細書において、ロードセルの測定軸線とは、ロードセルに荷重が作用した場合に、ロードセルが測定対象荷重による曲げ力等の影響を受けることなく、ロードセルにおいて測定対象荷重の作用点をなす位置における測定対象荷重の付加可能な方向の軸線をいう。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の結晶重量測定装置であって、前記測定用ローラは、前記ワイヤの巻取ドラム側が水平に支持される位置に配置され、前記測定軸線は、前記ワイヤの前記第１端部側の引張力及び前記巻取ドラム側の引張力に対して４５°となる向きに配置されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る結晶引上装置によれば、測定用ローラが、ワイヤの巻取ドラム側が水平に支持される位置に配置され、ワイヤの前記第１端部側の引張力及び前記巻取ドラム側の引張力に対して４５°となる向きに配置されているので、結晶引上げ操作及びメンテナンスを考慮した場合に、結晶引上装置において容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明に係る結晶重量測定装置および結晶引上装置引上装置によれば、引上げ動作に与える影響を抑制しつつ、小さなスペースで結晶の重量を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る結晶シリコン引上装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る結晶重量測定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る結晶重量測定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る結晶重量測定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る結晶重量測定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図６】従来の結晶重量測定装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１、図２を参照し、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る結晶シリコン引上装置（結晶引上装置）の概略を示す図であり、符号１は結晶シリコン引上装置を、符号Ｓは単結晶シリコン（結晶）を示している。
【００２５】
結晶シリコン引上装置１は、図１に示すように、炉本体２と、ワイヤ引上機構（引上機構）３と、結晶重量測定装置４とを備えている。
炉本体２は、石英ルツボ２１と、黒鉛サセプタ２２と、下軸２３と、結合機構２４と、ルツボ回転モータ２５と、ルツボ昇降モータ２６と、ヒータ２７と、保温材２８とを備えている。
【００２６】
石英ルツボ２１は、例えば、平面視炉本体２の中央部に設けられ、黒鉛サセプタ２２によって保持され、黒鉛サセプタ２２の下端部は、下軸２３の上部に設けられている。
黒鉛サセプタ２２は、周囲に石英ルツボ２１内のシリコン融液Ｍの温度を制御するヒータ２７が設置され、ヒータ２７と炉本体２の内壁部との間には保温材２８が配置されている。
【００２７】
下軸２３は、下端部が結合機構２４と連結されるとともに、結合機構２４を介してルツボ回転モータ２５およびルツボ昇降モータ２６に連結されていて、石英ルツボ２１は、ルツボ回転モータ２５により水平面内で所定方向に回転され、ルツボ昇降モータ２６により上下方向に移動するようになっている。
【００２８】
また、炉本体２の上端には、円筒状の上部チャンバー２Ａが着脱自在に連結され、上部チャンバー２Ａの上端に引上ヘッド２９が設けられている。また、引上ヘッド２９内にはワイヤ引上機構３が設けられている。
【００２９】
引上ヘッド２９は、ヘッド回転モータ２９Ｍを備えていて、ヘッド回転モータ２９Ｍが駆動されることにより、引上ヘッド２９はワイヤ引上機構３を水平面内で石英ルツボと反対方向に回転するように構成されている。
【００３０】
ワイヤ引上機構３は、ワイヤ３１と、ワイヤ３１を巻取る巻取ドラム３２と、巻取ドラム３２を回転させる巻取モータ（駆動源）３３とを備え、ワイヤ３１の下端部（第１端部）３１Ａには種結晶Ｔを保持するためのホルダ３４が取り付けられ、巻取ドラム３２が矢印Ｒ方向に回転してワイヤ３１を巻き取ることで、ホルダ３４を介して係止された単結晶シリコンＳが引上げ可能とされている。
また、ワイヤ引上機構３は、引上ヘッド２９が回転する場合に、ワイヤ３１自体もワイヤ３１を中心に回転するようになっている。
【００３１】
結晶重量測定装置４は、図２に示すように、下端部３１Ａ側に伸びるワイヤ３１を巻取ドラム３２側に転向する測定用ローラ４１と、ロードセル４２と、演算部（不図示）とを備え、演算部はロードセル４２に付加された荷重を算出するように構成されている。
【００３２】
測定用ローラ４１は、周縁部の一部でワイヤ３１と接触して、ワイヤ３１を、単結晶シリコンＳが係止される下端部３１Ａ側から巻取ドラム３２側に転向するように構成されていて、下端部３１側は、測定用ローラ４１の周縁部真横から直接下方に伸びている。
【００３３】
また、測定用ローラ４１は、回転軸４１Ｊを介してロードセル４２と連結されている。ここで、ワイヤ３１は、下端部３１に向かう側に単結晶シリコンＳの重量と対応する荷重と等しい引張力Ｆ１が作用し、巻取ドラム３２に向かう側に巻取ドラム３２の巻取力と等しい引張力Ｆ２が作用する。
【００３４】
ロードセル４２は、本体部材４３と、ひずみゲージ４４とを備え、ひずみゲージ４４は、本体部材４３に設けられ、荷重変換手段として本体部材４３に付加された荷重を電気信号に変換して演算部に出力するようになっている。
【００３５】
また、ロードセル４２は、図２に示すように、ロードセル４２に荷重を付加した場合に、ひずみゲージ４４が、付加された荷重による曲げ力等の影響を受けることなく荷重を適切に検出可能な測定軸線Ｌが少なくとも一つ形成されている。
【００３６】
本体部材４３は、例えば、測定軸線Ｌと直交する方向に伸びる取付部４３Ａ、ひずみ発生部４３Ｂ、測定用ローラ４１を支承しワイヤ３１に付加される引張力を受ける荷重受部４３Ｃを備え、ひずみ発生部４３Ｂは、測定軸線Ｌ方向に伸び取付部４３Ａと接続される接続部及び荷重受部４３Ｃと接続される接続部とを有している。また、取付部４３Ａとの接続部と、荷重受部４３Ｃとの接続部とは、測定軸線Ｌを挟んで互いに反対側に形成され、略己形状に構成されている。
【００３７】
ロードセル４２は、測定軸線Ｌが、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側に向かって作用する引張力Ｆ１と巻取ドラム３２側に向かって作用する引張力Ｆ２により形成される合成力Ｆ１２が測定軸線Ｌと一致する方向に作用するように、取付部４３Ａが引上ヘッド２９に取付けられている。
【００３８】
具体的には、測定用ローラ４１が、ワイヤ３１が回転軸４１Ｊの水平方向真横から回転軸４１Ｊの垂直方向真上の範囲での周縁部が接触するように、測定用ローラ４１の回転軸４１Ｊを荷重受部４３Ｃに配置し、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側が鉛直に伸びるとともにワイヤ３１の巻取ドラム３２側が水平に伸びるように構成されている。
【００３９】
かかる構成により、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１と巻取ドラム３２側の引張力Ｆ２に対してそれぞれ４５°の向きに測定軸線Ｌが形成されることなり、引張力Ｆ１と引張力Ｆ２の合成力Ｆ１２が測定軸線Ｌと一致して付加されることになる。
【００４０】
ここで、引張力Ｆ１＝引張力Ｆ２＝単結晶シリコンＳの重量、θ１＝θ２＝４５°であるので、合成力Ｆ１２＝（√２）Ｆ１ｃｏｓθ１＝（√２）Ｆ２ｃｏｓθ２となり、演算部は、合成力Ｆ１２に基づいて単結晶シリコンＳの荷重を算出することができる。
【００４１】
次に、結晶シリコン引上装置１の作用を説明する。
（１）石英ルツボ２１内のシリコン融液Ｍを所定温度に制御する。
（２）種結晶Ｔをシリコン融液Ｍに浸漬した後に、石英ルツボ２１を、ルツボ回転モータ２５で回転させる。
（３）、（２）とともにヘッド回転モータ２９Ｍを駆動してワイヤ引上機構３を水平面内でワイヤ３１周りに回転させる。この場合、ワイヤ３１は、石英ルツボ２１と逆回転する。
（４）巻取モータ３３を駆動して巻取ドラム３２を矢印Ｒ方向に回転し、単結晶シリコンＳを成長させながらワイヤ３１を引き上げる。この場合、単結晶シリコンＳの成長にともない、石英ルツボ２１内のシリコン融液Ｍの液面が低下するので、シリコン融液Ｍの液面低下に対応してルツボ昇降モータ２６を駆動して下軸２３を上下方向に移動し、シリコン融液Ｍの液面レベルを一定に保つ。
（５）ワイヤ３１には、下端部３１Ａ側に向かって、単結晶シリコンＳの重量に応じた荷重が引張力Ｆ１として付加され、測定用ローラ４１で巻取ドラム３２側に転向されたワイヤ３１には水平方向の引張力Ｆ２が付加される。
（６）その結果、結晶重量測定装置４には、回転軸４１Ｊを介してロードセル４２に引張力Ｆ１と引張力Ｆ２の合成力Ｆ１２が付加されるので、演算部は、合成力Ｆ１２に基づいて結晶シリコンＳの重量を算出する。
【００４２】
結晶シリコン引上装置１及び結晶重量測定装置４によれば、測定用ローラ４１により、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１と巻取ドラム３２側の引張力Ｆ２の合成力Ｆ１２が、ロードセル４２の測定軸線Ｌと一致するので、単結晶シリコンＳの重量正確に測定することができる。その結果、単結晶シリコンＳの重量を精度よく測定することができる。
また、結晶シリコン引上装置１によれば、作業効率及び結晶シリコンの品質を向上することができる。
【００４３】
また、測定用ローラ４１が、ワイヤ３１の巻取ドラム３２側が水平に支持される位置に配置されているので、結晶引上げ動作及びメンテナンスを考慮した場合に、結晶シリコン引上装置１における設計自由度を向上することができる。
【００４４】
次に、図３を参照して、この発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る結晶シリコン引上装置は、図３に示すように、第１の実施形態に係る結晶シリコン引上装置１のワイヤ引上機構３、結晶重量測定装置４に代えて、ワイヤ引上機構３Ａ、結晶重量測定装置５を備え、結晶重量測定装置５は、中間ローラ５１を有している。
【００４５】
第２の実施形態が第１の実施形態と相違するのは、ワイヤ引上機構３が、ワイヤ３１を、測定用ローラ４１から、巻取ドラム３２に直接巻き取っていたのに対して、ワイヤ引上機構３Ａでは、結晶重量測定装置５の測定用ローラ４１の周縁部の上部と中間ローラ５１の周縁部の上部とを同じ高さにし、ワイヤ３１を中間ローラ５１を介して巻取ドラム３２で巻き取ることで、ワイヤ３１の測定用ローラ４１の巻取ドラム３２側に水平方向の引張力Ｆ２が付加される点である。この実施形態では、巻取ドラム３２は、中間ローラ５１よりも低い位置に配置されている。
【００４６】
また、結晶重量測定装置５において、ロードセル４２は、測定軸線Ｌがワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１及び巻取ドラム３２側の引張力Ｆ２の双方に対して４５°となる向きに向けて配置されている。その他は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
なお、結晶重量測定装置５では、中間ローラ５１の周縁部の上側で接触したワイヤ３１を巻取ドラム３２Ａが巻き取る場合について説明したが、測定用ローラ４１から水平方向に伸びるワイヤ３１が中間ローラ５１の周縁部の下側と接触し、巻取ドラムを中間ローラ５１よりも高い位置に配置してもよい。
【００４８】
結晶重量測定装置５によれば、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１と巻取ドラム３２Ａ側の引張力Ｆ２による合成力Ｆ１２が、ロードセル４２の測定軸線Ｌ方向に正確に作用するので、結晶シリコンの重量を精度よく測定することができる。
【００４９】
また、  結晶重量測定装置５によれば、結晶引上げ操作及びメンテナンスを考慮した場合に、結晶引上装置における配置を容易に行うことができる。また、巻取ドラム３２Ａを測定用ローラ４１とは異なる高さに設置することができるので、結晶シリコン引上装置の設計上の自由度を向上することができる。
【００５０】
次に、図４を参照して、この発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態に係る結晶シリコン引上装置は、図４に示すように、第１の実施形態に係る結晶シリコン引上装置１の結晶重量測定装置４に代えて、結晶重量測定装置６を備えている。
【００５１】
第３の実施形態が第１の実施形態と相違するのは、第１の実施形態では、測定軸線Ｌが、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１と巻取ドラム３２側の引張力Ｆ２の双方に対して４５°に配置し、引張力Ｆ１及び引張力Ｆ２の合成力Ｆ１２を、引張力として測定するように構成されていたのに対し、結晶重量測定装置６では、ロードセル４２Ａが、合成力Ｆ１２を圧縮力として測定するように構成されている点である。その他は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
結晶重量測定装置６によれば、結晶シリコンの重量を精度よく測定することができる。
また、測定用ローラ４１よりも上方に構造物を設ける必要がないので、結晶重量測定装置６をさらに小型化することができる。
【００５３】
次に、図５を参照して、この発明の第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態に係る結晶シリコン引上装置は、図５に示すように、第１の実施形態に係る結晶シリコン引上装置１のワイヤ引上機構３、結晶重量測定装置４に代えて、ワイヤ引上機構３Ｂ、結晶重量測定装置７を備えている。
【００５４】
第４の実施形態が第１の実施形態と相違するのは、第１の実施形態では、ロードセル４２の測定軸線Ｌを引張力Ｆ１及び引張力Ｆ２の双方に対して４５°に配置し、引張力Ｆ１及び引張力Ｆ２の合成力Ｆ１２を測定軸線Ｌにさせて引張力として測定していたのに対して、第４の実施形態では、ワイヤ引上機構３Ｂにおいて、巻取ドラム３２Ｂが、結晶重量測定装置７の測定用ローラ４１Ａよりも高い位置に配置され、ワイヤ３１の巻取ドラム３２Ｂ側が、測定用ローラ４１Ａに対して斜め上方に伸びている点である。
【００５５】
また、ロードセル４２の測定軸線Ｌを、下端部３１Ａ側に伸びるワイヤ３１に対して角度θ３に設定し、巻取ドラム３２Ｂに対して角度θ４となるように設定することで、測定軸線Ｌを、引張力Ｆ１及び引張力Ｆ３の合成力Ｆ１３と一致させ、ロードセル４２により合成力Ｆ１３を引張力として測定するようになっている。
【００５６】
結晶重量測定装置６によれば、ワイヤ３１の下端部３１Ａ側の引張力Ｆ１と巻取ドラム３２Ｂ側の引張力Ｆ３による合成力Ｆ１３が、ロードセル４２の測定軸線Ｌ方向と一致するように配置され、合成力Ｆ１３が測定軸線Ｌ方向に作用するので、結晶シリコンの重量を精度よく測定することができる。
【００５７】
また、  結晶重量測定装置６によれば、結晶引上げ操作及びメンテナンスを考慮した場合に、結晶引上装置において容易に配置することができる。また、巻取ドラム３２Ｂを測定用ローラ４１とは異なる高さに設置することができるので、結晶シリコン引上装置の設計上の自由度を向上することができる。
【００５８】
なお、結晶重量測定装置６では、測定用ローラ４１Ａから巻取ドラム３２Ｂ側に伸びるワイヤ３１を、直接巻き取り、ロードセル４２が、合成力Ｆ１３を引張力として測定する場合について説明したが、第２の実施形態と同様に、中間ローラを配置して構成としてもよいし、第３の実施形態と同様に、合成力Ｆ１２を圧縮力として測定するように、ロードセルを構成してもよい。
【００５９】
なお、上記の実施形態において記載した技術的事項については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、己形状に形成された本体部材４３にひずみゲージ４４を配置したロードセル４２、４２Ａを適用する場合について説明したが、例えば、コラム型、ダブルビーム型、シャー型、リンク型、ダイヤフラム型等、周知のロードセルを適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る結晶重量測定装置及び結晶引上装置によれば、引上げ動作に与える影響を抑制しつつ、小さなスペースで、結晶の重量を精度よく測定することができるので、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｓ  単結晶シリコン（結晶）
Ｌ  測定軸線
１  結晶シリコン引上装置（結晶引上装置）
３、３Ａ、３Ｂ  ワイヤ引上引上機構（引上機構）
４、５、６、７  結晶重量測定装置
３１  ワイヤ
３１Ａ  下端部（第１端部）
３２、３２Ａ、３２Ｂ  巻取ドラム
３３  巻取モータ（駆動源）
４１、４１Ａ  測定用ローラ
４１Ｊ  回転軸
４２、４２Ａ  ロードセル
Ｆ１  引張力（ワイヤの第１端部側）
Ｆ２、Ｆ３  引張力（巻取ドラム側）
Ｆ１２、Ｆ１３  合成力
【図１】
2014214052.tif 000003
【図２】
2014214052.tif 000004
【図３】
2014214052.tif 000005
【図４】
2014214052.tif 000006
【図５】
2014214052.tif 000007
【図６】
2014214052.tif 000008