(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法により単結晶を製造するための単結晶引き上げ装置であって、
外坩堝と、該外坩堝内に収納された内坩堝とからなり、かつ該外坩堝と内坩堝の両内空部の一部を連通する連通部を内坩堝に有する二重構造坩堝と、
該二重構造坩堝における外坩堝を、該外坩堝に対する内坩堝の収納深さが変化するように、その上下方向の位置を変化させる上下動機構と、
内坩堝を上下方向所定の位置に支持しており、かつ該内坩堝に対して上方向への応力が作用した時には該内坩堝を上方向へ位置変化させ、該応力が作用しなくなった時には、自重により前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能なように支持する上下方向支持部を有する支持機構を有し、
該支持機構は、内坩堝を水平方向所定の位置に支持しており、かつ内坩堝が、上方向への応力によって位置変化した後、応力が作用しなくなって上下方向の所定に位置に戻った際には、前記水平方向所定の位置の同周円上に戻ることが可能なように支持するガイド機能を与える下向きに突設されたずれ防止突起を有することを特徴とする単結晶引き上げ装置。
【請求項２】
前記内坩堝に接続された吊り下げ棒をさらに備え、
前記上下方向支持部と下向きに突設されたずれ防止突起とを有する連結部材が、前記吊り下げ棒に結合していることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引き上げ装置。
【請求項３】
前記下向きに突設されたずれ防止突起が、内側に向かって１〜１０°の傾斜を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の単結晶引き上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学材料等に用いられる単結晶を製造するために用いる単結晶引上げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン、ゲルマニウム等の半導体単結晶やフッ化カルシウムやフッ化バリウム等のフッ化金属単結晶などの種々の単結晶体を製造するに際して、坩堝降下法（ブリッジマン法）や単結晶引上げ法（チョクラルスキー法）が汎用されている。
【０００３】
ここで、坩堝降下法とは、坩堝中の単結晶製造原料の溶融液を、坩堝ごと徐々に下降させながら冷却することにより、坩堝中に単結晶を成長させる方法である。一方、単結晶引上げ法とは、坩堝中の単結晶製造原料の溶融液面に、目的とする単結晶からなる種結晶を接触させ、次いで、その種結晶を坩堝の加熱域から徐々に引上げて冷却することにより、該種結晶の下方に単結晶を成長させる方法である。
【０００４】
近年では単結晶の引上げ装置としては、不純物をドーパントしたシリコン等の半導体単結晶の製造用や、化合物半導体の単結晶の製造用として、不純物濃度の均一性を高めるために、外坩堝と内坩堝とからなる二重構造をした坩堝を用い、内坩堝位置を所定の上下方向位置に固定して外坩堝の高さを変化させることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。またフッ化金属単結晶の製造に二重構造をした坩堝を用い、外坩堝（または内坩堝）の高さを変化させることにより、固体不純物の含有が抑制され、併せて、当該固体不純物に起因して発生する部分的な多結晶化も抑制できることを先に特許出願した（PCT/JP2005/23182）。
【０００５】
しかし単結晶引上げ装置として、外坩堝と内坩堝とからなる二重構造を有する坩堝を用いる際には次の問題が存在した。従来の二重構造を有する単結晶引上げ装置において、外坩堝の高さを調整することによって内坩堝の収納深さを変化させる場合には、図１に示すように固体原料（30）を外坩堝（４）加え、加熱によって原料を溶融液（７）とし、外坩堝（４）の高さを調整することによって内坩堝（５）へ原料の溶融液（７）を供給する。この際固体原料（30）の溶融が不完全であると、図1に示すように、外坩堝（４）の上昇
にともなって、未溶融原料（31）によって、内坩堝に対して、上方向に押し上げる応力が作用する。内坩堝（５）は吊り下げ棒（16）や連結部材（17）を介してリッド材（19）と接合されているため、応力によって吊り下げ棒（16）等が破損する場合が存在した。
【特許文献１】特開昭６２−２５６７８６号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、外坩堝中の未溶融原料が外坩堝の上昇によって内坩堝に接触し、内坩堝に対して上方向の応力が加わった際や、外坩堝の上端が吊り下げ棒や連結部材等の部材と接触し、内坩堝に対して上方向の応力が加わった際等の内坩堝に上方向の応力がかかった場合であっても、内坩堝、吊り下げ棒、および連結部材のいずれも破損することがない単結晶の引き上げ装置が要望される。
【０００７】
このような課題は内坩堝を上方向に可動に支持することで解消する。例えば図１の構成ではリッド材（19）と連結部材（17）とを接合せずに、リッド材（19）上に連結部材（17）を静置する構成とすればよい。このような構成にすれば内坩堝に上方向の応力が加わっ
た際に、連結部材（17）、吊り下げ棒（16）も内坩堝（５）とともに上方向に移動するため、吊り下げ棒（16）の破損は免れる。しかしこの構成では、外坩堝（４）の降下や未溶融原料（31）の溶融によって、上方向の応力が作用しなくなった後に、内坩堝（５）が所定の位置に戻らない場合があった。上方向の応力が作用しなくなると、連結部材（17）はリッド材（19）に接触する位置に戻り、この結果、内坩堝（５）は上下方向については所定の高さに戻る。しかし、上方向へ押し上げられた際に、水平方向にも移動することがあり、外坩堝（４）の降下や未溶融原料（31）の溶融によって内坩堝（５）が降下した際に、水平方向の位置ずれは補正されないため、内坩堝（５）の中心軸と引上げ装置の中心軸とがずれてしまい、結晶の成長面が不均一となり良好な単結晶が得られないことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、かかる課題を解決するため、内坩堝の支持機構を改良すべく検討した結果本発明を完成するに至った。
すなわち本発明に係る単結晶引き上げ装置は、
チョクラルスキー法により単結晶を製造するための単結晶引き上げ装置であって、外坩堝と、該外坩堝内に収納された内坩堝とからなり、かつ該外坩堝と内坩堝の両内空部の一部を連通する連通部を内坩堝に有する二重構造坩堝と、該二重構造坩堝における外坩堝を、該外坩堝に対する内坩堝の収納深さが変化するように、その上下方向の位置を変化させる上下動機構と、内坩堝を上下方向所定の位置に支持しており、かつ該内坩堝に対して上方向への応力が作用した時には該内坩堝を上方向へ位置変化させ、該応力が作用しなくなった時には、自重により前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能なように支持している支持機構と、
内坩堝を水平方向所定の位置に支持しており、かつ内坩堝が、上方向への応力によって位置変化した後、応力が作用しなくなって上下方向の所定に位置に戻った際には、前記水平方向所定の位置の同周円上に戻ることが可能なように支持しているガイド機構とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記単結晶引き上げ装置は支持機構とガイド機構が兼用であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内坩堝に上方向への応力が加わった際に、内坩堝が上方向に可動に支持されているため、内坩堝、吊り下げ棒、および連結部材のいずれも破損することが無く、また支持機構とガイド機構とを有するため、上方向の力が除かれた後には内坩堝が上下方向所定の位置、および水平方向は水平方向所定の位置の同周円上に戻るため、単結晶の引き上げを好適に再開することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明について具体的に説明する。
なお本明細書において上方向への応力とは、単に鉛直方向上向きのみを示すのではなく、斜め上方向への応力を含む概念である。
【００１２】
本発明の単結晶引き上げ装置によって製造可能な単結晶は特に限定はされず、たとえばフッ化金属や酸化物、あるいはＧａＡｓＩｎＰ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ等の化合物半導体、およびＳｉ等の単結晶が挙げられる。
【００１３】
フッ化金属としては、特に制限されるものではないが、その具体例としては、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、フッ化セリウム、および、ＢａＬｉＦ3、ＫＭｇＦ3、ＬｉＣａＡＬＦ6等の２種類以上のカチオン元素を含むフッ化金属、上記フッ化金属に特定の金属
元素、具体的には、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属元素やランタン、セリウム、ガドニウム、イッテリビウムなどの希土類元素などをドープしたもの等が挙げられる。
【００１４】
本発明の引上げ装置は、こうした単結晶体を成長させる（引上げる）ための引上げ装置である。その構造は、後述する外坩堝、内坩堝、内坩堝の支持機構およびガイド機構に関する部分以外は、従来の単結晶体の製造用に使用されている公知の引上げ装置の構造が制限なく採用できる。図２は、本発明の単結晶体の引上げ装置における一実施態様を示す断面図である。
【００１５】
図２の単結晶引上げ装置では、チャンバー(１)内において回転可能な支持軸(２)に支持された受け台(３)上には、後述するような機能を備えた外坩堝(４)と内坩堝(５)とからなる二重構造坩堝が載置されており、その各々の坩堝の内部には、原料の溶融液(７)が収容される。なおフッ化金属を引き上げる場合には、外坩堝（４）の側壁内面と内坩堝（５）の側壁外面との間の位置に、外坩堝（４）の側壁内面と内坩堝（５）の側壁外面との間の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部材（６）を設けることが好ましい。
【００１６】
外坩堝(４)の周囲には、加熱ヒーター(８)が設けられ、さらに、加熱ヒーター(８)を環囲して断熱材壁(９)が設けられている。断熱材壁(９)は、二重構造坩堝の上方及び下方にも設けられている。
【００１７】
加熱ヒーター(８)の上端の高さは、外坩堝(４)の上端の高さとほぼ同程度か、これを少し上回る程度の高さであるのが好ましい。また、断熱材壁(９)は、外坩堝(４)の下端から上端までを環囲していればよい。引上げられた単結晶体をゆっくり冷却する点からは、側部の断熱材壁(９)は、外坩堝(４)の上方における、単結晶体(10)が引上げられる空間までも環囲しているのが好ましい。
【００１８】
加熱ヒーター(８)と外坩堝(４)との間には、加熱ヒーター(８)からの輻射熱を均一化する目的で、隔離壁(18)を周設してもよい。加熱ヒーター(８)の熱が上方に逃失することを防止するためには、隔離壁(18)の上端を、加熱ヒーター(８)の上端よりも高くし、該上端と断熱材壁(９)との間に、隔離壁(18)と断熱材壁(９)との間隙を閉塞するリッド材(19)を横架し、この間隙を閉塞させるのが好ましい。
【００１９】
内坩堝(５)の中心軸上には、先端に種結晶体(11)の保持具(12)が取り付けられた回転可能な単結晶引上げ棒(13)が吊設されている。この種結晶体(11)は、内坩堝(５)内の原料の溶融液(７)に下端面が接触された後に徐々に引上げられ、下方に単結晶体(10)が成長する。
【００２０】
支持軸(２)の下端は、チャンバー(１)の底壁を貫通してチャンバー外へ伸びており、図示はしていないが冷却器と接した後、坩堝を回転させるための機構に接続されている。こうした基本構造を備えた引上げ装置の中でも、外坩堝、内坩堝、内坩堝の支持機構およびガイド機構に関する部分以外の構造は、例えば、特開２００４−１８２５８７号に記載される装置が、単結晶引上げ域における温度分布の均一性が良く、単結晶体をクラックの発生なく良好に製造できる点で好ましい。
【００２１】
本発明の単結晶引上げ装置は、前述したように、坩堝が外坩堝(４)と内坩堝(５)とからなる二重構造であり、しかも、外坩堝(４)は、外坩堝(４)に対する内坩堝(５)の収納深さを連続的に変化させるための上下動機構を有している。
【００２２】
この二重構造坩堝は、内坩堝(５)の壁部に少なくとも１個の連通孔(14)を設ける等の方
法によって、外坩堝(４)内面と内坩堝（５）外面により形成される間隙空間（以下、外坩堝の内空部という場合もある）と、内坩堝(５)の内空部とを一部連通させてある。
【００２３】
このため、上記構造の坩堝では、単結晶体の成長に伴って内坩堝(５)内に収容された原料フッ化金属の溶融液(７)が減少すると、その減少量に応じて、外坩堝の上下方向の位置を変化させることにより外坩堝(４)に対する内坩堝(５)の収納深さを深くして、外坩堝(
４)から内坩堝(５)内に溶融液(７)を補給することができる。その結果、この引上げ装置
では、引上げの開始から終了までにおいて、原料フッ化金属の溶融液(７)の深さを、内坩堝(５)内において一定に保ちながら単結晶の成長を行うことができる。
【００２４】
二重構造坩堝において、内坩堝（５）の大きさは製造する単結晶体の大きさに応じて決定すればよい。即ち、内坩堝(５)の内直径は、製造される単結晶体の直径の最大値よりも大きければよい。
【００２５】
内坩堝(５)において、底壁面の形状は特に制限されるものではなく、例えば図１の引上げ装置に設けられている内坩堝のように縦断面の形状がＶ字状であっても良いが、平面状、Ｕ字状、すり鉢状、および逆円錐台状であってもよい。
【００２６】
内坩堝(５)の壁部に設ける連通孔(14)は、場合に応じて、底壁および側壁における任意の箇所に設けてよい。場合によっては、内坩堝(５)の側壁の上端に切欠部を設け、この切欠部によって外坩堝(４)と内坩堝(５)の両内空部を連通させてもよい。この場合、外坩堝(４)内に収容された溶融液(７)は、外坩堝(４)に対する内坩堝(５)の収納深さを深くすることにより、該切欠部をオーバーフローして内坩堝(５)内に補給される。
【００２７】
しかしながら連通孔(14)は、内坩堝(５)のできるだけ下方の壁部に設けることが、内坩堝(５)に収容される溶融液の液面の安定性の点から効果的である。
上記二重構造坩堝において、外坩堝(４)に対する内坩堝(５)の収納深さを連続的に変化させる際には、内坩堝(５)をチャンバー(１)に対して上下方向および水平方向所定の位置に支持し、外坩堝（４）を連続的に上下動させればよい。
【００２８】
具体的には、支持軸(２)を連続的に上下動可能にすることにより、その上に載置される外坩堝(４)も従動により上下動可能とする構造が好ましい。支持軸(２)を上下動させる機構には公知の機構が適用され、当該機構によって、内坩堝(５)内に収容された溶融液(７)の単結晶体の成長に伴う減少に対応して、同量の溶融液(７)が外坩堝(４)から内坩堝(５)内に補充されるように、外坩堝(４)が精密に上昇される。
【００２９】
さらに、本発明の単結晶の引き上げ装置には内坩堝(５)を上下方向所定の位置に支持しており、かつ該内坩堝に対して上方向への応力が作用した時には該内坩堝(５)を上方向へ位置変化させ、該応力が作用しなくなった時には前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能なように支持している支持機構を有し、さらに内坩堝（５）を水平方向所定の位置に支持しており、かつ内坩堝（５）が、上方向への応力によって位置変化した後、応力が作用しなくなって上下方向の所定に位置に戻った際には、前記水平方向所定の位置の同周円上に戻ることが可能なように支持しているガイド機構を有している。なおここで内坩堝（５）が同周円上に戻るとは、内坩堝が降下した際に、内坩堝（５）の移動の前後でその中心軸の位置が変化しないことをいう。また、上記の内坩堝（５）が支持される上下方向の所定の位置とは、本発明の引き上げ装置を用いて単結晶を引き上げるときの内坩堝の位置となる。
【００３０】
さらに、原料溶融液並びに、内坩堝（５）及びこれに付随する部材の比重にもよるが、通常は、内坩堝の方が軽く、原料溶融液に浮遊可能である。本発明の引き上げ装置で単結
晶の引き上げを行う際には、内坩堝が浮遊した状態になることは好ましくない。よって、結晶引き上げ時の原料溶融液面の所定位置において、内坩堝を当該原料溶融液に自由に浮遊させた際に位置する高さよりも、上記内坩堝（５）の支持される所定の位置を高くすることが好ましい。
【００３１】
また本発明の単結晶引き上げ装置において内坩堝（５）の水平方向の位置は単結晶引き上げを安定的に行えるため、単結晶引上げ棒（13）と内坩堝（５）との鉛直方向の中心軸が重なる位置を水平方向所定の位置とすることが好ましい。
【００３２】
支持機構およびガイド機構の詳細については実施形態を示しながら後述するが、支持機構および／またはガイド機構は内坩堝（５）に接続した吊り下げ棒（16）等の吊り下げ支持部材とリッド材（19）によって形成されても良く、吊り下げ棒に結合した連結部材（17）とリッド材（19）によって形成されても良く、吊り下げ棒（16）と隔離壁（18）によって形成されていても良く、連結部材（17）と隔離壁（18）によって形成されていても良く、その他の部材によって形成されていても良い。なお上述した連結部材（17）は、吊り下げ支持部材が吊り下げ棒のように棒状の部材である場合、該棒状部材を長く横架させると、内坩堝の重量を支えるには該横架部の強度が不足することがあるため、横架長さを短くするために用いる。従って、必須な部材では無く、吊り下げ支持部材の数、形状、強度、あるいはリッド材の構造（例えば、リッド材が内周方向へ突出している）等によっては該連結部材（17）を用いる必要は無い。
【００３３】
また支持機構とガイド機構とは兼用であることが好ましい。支持機構とガイド機構とが兼用である場合には本発明の単結晶引き上げ装置の構造をより簡単にできる。
本発明の最大の特徴である支持機構およびガイド機構を実施形態を示しながら以下詳述ずる。
【００３４】
［実施形態１］
実施形態１は図３に示すように、本発明の支持機構およびガイド機構が別々の部材によって形成されている。実施形態１において支持機構は、吊り下げ棒（16）、連結部材（17）およびリッド材（19）によって形成されており、ガイド機構は、ガイド棒（21）およびガイド筒（22）によって形成されている。円環状の連結部材（17）とリッド材（19）とは接合されておらず、連結部材（17）はリッド材（19）上に静置されている。垂直方向に設けられたガイド筒（22）は遮蔽部材（６）に固定されており、ガイド筒（22）の上部にはガイド孔（23）が設けられており、引き上げ装置の天井部等に固定、垂設されたガイド棒（21）がガイド孔（23）の底部へ接触しない範囲で遊挿されている。遮蔽部材（６）は、内坩堝（５）に固定されており、これによりガイド筒（22）は、該遮蔽部材を介して内坩堝に固定されることになる。
【００３５】
つまり本発明の実施形態１においては内坩堝（５）へ上方向への応力が作用した際には連結部材（17）がリッド材（19）から離れ、内坩堝（５）を上方向へ位置変化させ、該応力が作用しなくなったときには自重により連結部材（17）がリッド材（19）に接触する上下方向所定の位置へ戻る。また内坩堝（５）へ上方向への応力が作用した場合であってもガイド棒（21）とガイド筒（22）によって形成されたガイド機構によって水平方向の位置が変わることを防止できる。
【００３６】
なお実施形態１において、図示するようにガイド棒（21）およびガイド筒（22）の断面形状が円である場合には、該ガイド棒を軸として回転して内坩堝の水平方向の位置が変わることを防止するために、ガイド機構は必ず２以上設ける必要がある。しかし例えば、多角形であったり、星型であったりするなど回転不可能な断面形状である場合には、該ガイド機構は一つだけでもよい。水平方向位置変化を確実に防止するためには、該ガイド機構
は多いほうが好ましいが、多すぎると装置構成が複雑化し、また内坩堝を設置する際の操作性などが低下する傾向にある。従って、ガイド機構は３〜８箇所であることが好ましく、装置製造上の容易さ等を考慮すれば４箇所であることが特に好ましい。
【００３７】
また図３の形態では、ガイド筒（22）は、遮蔽部材（６）を介して内坩堝（５）に固定されているが、内坩堝に直接固定してもなんら問題はない。内坩堝（５）に直接固定する場合には、その内側壁、外側壁または側壁上端のいずれに固定してもよい。
【００３８】
［実施形態２］
実施形態２は図４に示すように、支持機構およびガイド機構が兼用であり、吊り下げ棒(16)に固定された円環状の連結部材（17）およびリッド材（19）によって形成されている。実施形態２で用いる連結部材（17）の端部には上下方向支持部（24）およびずれ防止突起（25）が設けられており、連結部材（17）の上下方向支持部（24）をリッド材（19）上に接合することなく静置することによって上方向可動に支持し、ずれ防止突起（25）を設けることによって、応力の作用する前後で水平方向の位置を水平方向所定の位置または水平方向所定の位置の同周円上に支持することができる。
【００３９】
ずれ防止突起（25）には、ガイド機構の設置の際の操作の容易さの点、及びリッド材(19)や隔離壁（18）との接触が最小限とできる点で、１〜１０°程度の傾斜を設けておくことも好ましい。このような傾斜を設けることにより摩擦が低減され、上下方向の移動がより滑らかになると共に、部材の磨耗も低減できる。
【００４０】
ずれ防止突起（25）は、連結部材（17）の下方に突出する複数の突起からなっていてもよいし、全周に渡る一つの円環状の突起でもよい。複数の突起からなる場合には、リッド材（19）等との接触幅にもよるが、複数箇所設けることが好ましく、実施形態１に関して述べたのと同様の理由により、通常は３〜８箇所とする。
【００４１】
図４に示した態様では、連結部材（17）を用いる形態であるが、前述したように連結部材（17）は必須の部材ではなく、吊り下げ棒（16）にずれ防止突起を設けてもよい。この場合には、該吊り下げ棒（16）（及びずれ防止突起）は、やはり３〜８箇所設けることが好ましく、４箇所であることが特に好ましい。
【００４２】
ずれ防止突起（25）は、連結部材（17）や吊り下げ棒（16）と一体化して形成（削出し等）されていてもよいし、螺子等で固定された取り外し可能な部材でもよい。
［実施形態３］
実施形態３は図５に示すように、支持機構およびガイド機構が兼用であり、吊り下げ棒（16）、リッド材（19）、およびガイドピン（26）によって形成される。実施形態３において吊り下げ棒（16）にはガイド孔（27）が設けられており、リッド材（19）にはガイドピン（26）が接合されており、ガイド孔（27）にガイドピン（26）が上方向に移動自在に遊挿されている。実施形態３において内坩堝（５）に対して上方向への応力が作用した場合には吊り下げ棒は上方へ位置変化するがガイドピン（26）にそって位置変化するため水平方向の位置が変わるを防止でき、該応力が作用しなくなった時には自重により前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能である。
【００４３】
ガイドピン（26）及び／又はガイド孔（27）にも、前記実施形態２におけるずれ防止突起（25）における理由と同様の理由により、１〜１０°程度の傾斜を与えてもよい。
さらに、図５として図示した態様では、リッド材（19）にガイドピンを、吊り下げ支持部材（吊り下げ棒（１６））にガイド孔を設けているが、逆に、リッド材（19）にガイド孔を、吊り下げ支持部材にガイドピンを設けてもよい。
【００４４】
また図５においては、前述の実施形態１や２で示した連結部材を用いない形態を図示しているが、むろんこの形態においても連結部材を用いてもよい。連結部材を用いる場合には、該連結部材と吊り下げ支持部材とを固定し、連結部材にガイド孔（又はガイドピン）を、リッド材にガイドピン（又はガイド孔）を設ける、あるいはリッド材（19）と連結部材を固定し、連結部材にはガイドピン（又はガイド孔）を設け、ガイド孔は吊り下げ支持部材に設ける態様などを採用できる。
【００４５】
さらにリッド材に設けたガイドピンではなく、実施形態１に示されるような、引き上げ装置の天井部等から垂設されたガイド棒（ロングピン）を用いるなど、他の場所に設けてもよい。
【００４６】
ガイドピンも、固定される他の部材と一体化して形成されていてもよいし、螺子等で固定された取り外し可能な部材でもよい。
なお図５では吊り下げ棒（16）の片方の端部のみを記載しており、他方の端部は省略されているが内坩堝（５）へ接続されている。
【００４７】
上記ガイドピン及びガイド孔を用いたガイド機構においても、実施形態１で述べたのと同じように、その断面形状が円である場合には２箇所以上設ける必要があるが、該ピンを軸にしての回転が不可能な断面形状である場合には１箇所でもよいが、通常は３〜８箇所、特に４箇所設けることが好ましい。
【００４８】
［実施形態４］
実施形態４は図６に示すように、支持機構およびガイド機構が兼用であり、吊り下げ棒（16）およびリッド材（19）によって形成される。実施形態４においてリッド材（19）の上面に凹状に設けられ、リッド材（19）の内側端部から径方向外側に向かって延びる切り欠き形状を有するガイド用溝（28a）が設けられており、ガイド用溝（28a）に吊り下げ棒（16）が係合する。
【００４９】
実施形態４において内坩堝（５）に対して上方向への応力が作用した場合には吊り下げ棒は上方へ位置変化するがガイド用溝（28a）から外れる事のない範囲で位置変化するた
め水平方向の位置が変わるを防止でき、該応力が作用しなくなった時には自重により前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能である。
【００５０】
なお図６では吊り下げ棒（16）の片方の端部のみを記載しており、他方の端部は省略されているが内坩堝（５）へ接続されている。
実施形態４において、ガイド用溝（28a）及び吊り下げ棒（16）が図示するような形態
であり、よって吊り下げ棒が水平内周方向に移動可能である場合には、ガイド機構は最低２箇所設ける必要があるが、水平方向への移動のない形状、例えば、ガイド用溝（28a）
及び吊り下げ棒（16）の先端をＴ字型にするなどした場合には、１箇所でも可能である。実施形態４においても、やはりガイド機構は、通常は３〜８箇所、特に４箇所設けることが好ましい。
【００５１】
［実施形態５］
実施形態５は図７に示すように、支持機構およびガイド機構が兼用であり、吊り下げ棒（16）およびリッド材（19）によって形成される。実施形態５においてリッド材（19）の上面に内側端部から径方向へ延出するように突設された一対の平行な凸状のガイド部（29a、29ｂ）からなるガイド用溝（28ｂ）が設けられており、ガイド用溝（28ｂ）に吊り下
げ棒（16）が係合する。
【００５２】
実施形態５において内坩堝（５）に対して上方向への応力が作用した場合には吊り下げ
棒は上方へ位置変化するがガイド用溝（28b）から外れる事のない範囲で位置変化するた
め水平方向の位置が変わるを防止でき、該応力が作用しなくなった時には自重により前記上下方向の所定の位置に戻ることが可能である。
【００５３】
なお図７では吊り下げ棒（16）の片方の端部のみを記載しており、他方の端部は省略されているが内坩堝（５）へ接続されている。
実施形態５において、ガイド用溝（28b）及び吊り下げ棒（16）が図示するような形態
であり、よって吊り下げ棒が水平内周方向に移動可能である場合には、ガイド機構は最低２箇所設ける必要があるが、水平方向への移動のない形状、例えば、吊り下げ棒（16）の先端をＴ字型にするなどした場合には、１箇所でも可能である。実施形態４においても、やはりガイド機構は、通常は３〜８箇所、特に４箇所設けることが好ましい。
【００５４】
上記実施形態４及び５においても、連結部材を用いない態様について述べたが、これらの形態についても連結部材を用いてもなんらかまわず、その場合には、例えば、連結部材をリッド材に固定して、ガイド用溝（28a又は28b）を該連結部材に設けるなどの態様を採用できる。
【００５５】
また、上記各実施形態におけるリッド材（19）に代えて、支持機構（及びガイド機構）の一部となる部材を別途設けることも可能である。
ずれ防止突起（25）やガイドピン（26）の長さ、あるいはガイド用溝（28a又は28b）の深さなどは、上下方向の移動を検出した際に外坩堝（４）の上昇を停止した時点で、ガイド機構の機能を失わせない程度であればよく、適宜設定できる。通常は５〜３０ｍｍ程度の長さ（又は深さ）があれば、内坩堝（及び／又は内坩堝を支持する部材）への外坩堝（及び／又は外坩堝の上昇とともに上昇する部材、未溶解原料等）の衝突を検出した時点で、外坩堝の上昇を停止することにより、ガイド機構の機能は保たれる。
【００５６】
なお当該検出は、目視によっても可能であるし、位置センサや荷重センサによっても可能である。
さらに上記各実施形態においては、吊り下げ支持部材としては吊り下げ棒を主として説明に用いたが、このような棒状部材ではなく、内坩堝の全周にわたって環囲するような円筒状の部材や、板状の部材などを用いてもよい。
【００５７】
本発明の単結晶引上げ装置の支持機構およびガイド機構は上述した実施形態１〜５を組合わせても良い。また別の形態で支持機構およびガイド機構を達成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、従来の単結晶体の引上げ装置が有する問題点を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の単結晶体の引上げ装置における一実施態様を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の単結晶引上げ装置における実施形態１を示す構成図である。
【図４】図４は、本発明の単結晶引上げ装置における実施形態２を示す構成図である。
【図５】図５は、本発明の単結晶引上げ装置における実施形態３を示す構成図である。
【図６】図６は、本発明の単結晶引上げ装置における実施形態４を示す構成図である。
【図７】図７は、本発明の単結晶引上げ装置における実施形態５を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・チャンバー
２・・・支持軸
３・・・受け台
４・・・外坩堝
５・・・内坩堝
６・・・遮蔽部材
７・・・溶融液
８・・・加熱ヒーター
９・・・断熱材壁
10・・・単結晶体
11・・・種結晶体
12・・・保持具
13・・・単結晶引上げ棒
14・・・連通孔
16・・・吊り下げ棒
17・・・連結部材
18・・・隔離壁
19・・・リッド材
21・・・ガイド棒
22・・・ガイド筒
23・・・ガイド孔
24・・・上下方向指示部
25・・・ずれ防止突起
26・・・ガイドピン
27・・・ガイド孔
28a・・・ガイド用溝
28b・・・ガイド用溝
29a・・・ガイド部
29b・・・ガイド部
30・・・固体原料
31・・・未溶融原料
32・・・破損部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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