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JP2000233992A - Device for producing single crystal - Google Patents

Device for producing single crystal

Info

Publication number
JP2000233992A
JP2000233992A JP11037241A JP3724199A JP2000233992A JP 2000233992 A JP2000233992 A JP 2000233992A JP 11037241 A JP11037241 A JP 11037241A JP 3724199 A JP3724199 A JP 3724199A JP 2000233992 A JP2000233992 A JP 2000233992A
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JP
Japan
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single crystal
tension
gripping
value
wire
Prior art date
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Granted
Application number
JP11037241A
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Japanese (ja)
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JP4367727B2 (en
Inventor
Shuji Onoe
修治 尾上
Takeshi Sadamatsu
剛 貞松
Hideo Kumagai
秀生 熊谷
Shoei Kurosaka
昇栄 黒坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Techxiv Corp
Original Assignee
Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Komatsu Electronic Metals Co Ltd filed Critical Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority to JP03724199A priority Critical patent/JP4367727B2/en
Publication of JP2000233992A publication Critical patent/JP2000233992A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single crystal production device which enables the pulling-up of a single crystal without causing any inclination of a holding clamp or any break of a seed crystal even when an error in take-up of a holding wire is caused. SOLUTION: This device is provided with: pulley springs 20a and 20b each of which is used as an elastic member for supporting the corresponding one of holding wires 2a and 2b used for suspending a holding clamp 13, in the pulling-up direction; and a controller 19 for controlling the take-up rate of a main wire 1 by using a manipulated variable(s) of the growth rate of a single crystal 11 and also, controlling the take-up rate of each of the holding wires 2a and 2b by using the growth rate of the single crystal 1 and another manipulated variable(s) of the growth rate, which variable(s) is used for adjusting the tension of each of the holding wires 2a and 2b to a preset load sharing tension value of the single crystal 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶の上部にあ
るクビレ部分を把持する把持具と、該把持具に接続され
た少なくとも2本の把持ワイヤーと、該各把持ワイヤー
を巻き取るドラムとを具備する単結晶製造装置に関し、
詳しくは、把持ワイヤーの巻き取り誤差が生じた場合で
も、把持具が傾むくことなく且つ種結晶が破断すること
なく単結晶を引き上げ可能な単結晶製造装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripper for gripping a crooked portion on an upper portion of a single crystal, at least two gripping wires connected to the gripper, and a drum for winding each of the gripping wires. A single crystal manufacturing apparatus comprising
More specifically, the present invention relates to a single crystal manufacturing apparatus capable of pulling a single crystal without tilting a holding tool and without breaking a seed crystal even when a winding error of a holding wire occurs.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の単結晶製造装置として、
多結晶のシリコン融液に種結晶を接触させ、回転させな
がら徐々に引き上げて単結晶を成長させるCZ法(チョ
クラルスキー法、引き上げ法)による引き上げ装置が知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a single crystal manufacturing apparatus of this kind,
2. Description of the Related Art A pulling apparatus based on a CZ method (Czochralski method, pulling method) in which a seed crystal is brought into contact with a polycrystalline silicon melt and gradually pulled while rotating to grow a single crystal is known.

【0003】このCZ法によって単結晶を製造する場
合、種結晶を溶融液に接触させたときの熱ショックで発
生する転位を結晶表面から排除して単結晶を無転位化す
るために、直径を細長く絞る、「ダッシュズネック処
理」が採用されている。
When a single crystal is produced by the CZ method, the diameter of the single crystal must be reduced in order to eliminate dislocations generated by heat shock when the seed crystal is brought into contact with the melt and remove the single crystal from the crystal surface. "Dashes neck processing" is adopted, which is narrow and narrow.

【0004】このダッシュズネック処理を採用する装置
においては、単結晶の重量は細く絞られたダッシュズネ
ック部で負担するため、製造される単結晶の重量は、2
0〜100kg程度の小重量のものに限定して、ダッシ
ュズネック部が破断するのを防いでいた。
In an apparatus employing this dashes neck treatment, the weight of a single crystal is borne by a narrowed dashes neck portion, so that the weight of a manufactured single crystal is 2%.
The dashes neck was prevented from breaking, limited to a small weight of about 0 to 100 kg.

【0005】ところが、最近では、半導体の製造効率化
の要請のため単結晶の大径化および長尺化が要求されて
きており、各社より製造される単結晶の重量が増大して
も、上記ダッシュズネックを破断することなく単結晶を
引き上げることができる装置が提案されている。
However, recently, there has been a demand for an increase in the diameter and length of a single crystal in order to increase the efficiency of semiconductor manufacturing. An apparatus capable of pulling a single crystal without breaking a dash's neck has been proposed.

【0006】その一例として、例えば、特開平10-27338
1号公報の「結晶体の引上げ装置」(以下、「従来技術
A」という。)や、特開平10-81581号公報の「単結晶引
上装置」(以下、「従来技術B」という。)などが開示
されている。これら従来技術AおよびBでは、「クビレ
保持部」や「保持機構」(以下これらを「把持具」とい
う。)を用いることにより、引き上げる単結晶の重量を
増大しても、種結晶にかかる負荷荷重を抑制し、上記把
持具側で残りの負荷荷重を負担する構成によりダッシュ
ズネック部(以下、「種結晶部分」という。)が破断す
るのを防いでいる。
As one example, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-27338
Japanese Patent Publication No. 1 (hereinafter referred to as "prior art A") and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-81581 (hereinafter referred to as "prior art B"). Are disclosed. In these prior arts A and B, even if the weight of the single crystal to be pulled is increased, the load applied to the seed crystal is increased by using a “crawl holding portion” and a “holding mechanism” (hereinafter, these are referred to as “holding tools”). The configuration in which the load is suppressed and the remaining load load is borne on the gripping tool side prevents the dashes neck portion (hereinafter, referred to as a “seed crystal portion”) from breaking.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の引き上げ制御では、種結晶部分の負担する単結晶の
成長荷重を一定にし、単結晶の成長に伴い増加する荷重
を保持機構で負担するようにしている。具体的には、あ
る引き上げ時間毎に、単結晶の成長荷重と把持ワイヤー
の負担荷重を検出し、この検出した単結晶の成長荷重か
ら予め設定記憶される主軸の負担荷重を減算し設計値上
の把持ワイヤーの負担荷重を求める。そして、この求め
られた負担荷重と上記検出された実測上の把持ワイヤー
負担荷重との偏差を求め、この偏差に基づき上記設計値
上の負担荷重を守るように把持ワイヤーの張力制御を行
っている。
By the way, in the pulling control of the prior art described above, the growth load of the single crystal borne by the seed crystal portion is made constant, and the load that increases with the growth of the single crystal is borne by the holding mechanism. I have to. Specifically, at every pulling time, the growth load of the single crystal and the load on the gripping wire are detected, and the load on the spindle that is set and stored in advance is subtracted from the detected growth load of the single crystal. Find the load of the gripping wire. Then, a deviation between the obtained burden load and the detected actually measured gripping wire burden load is determined, and based on the deviation, the tension control of the gripping wire is performed so as to protect the burden load on the design value. .

【0008】ところが、このような張力制御では、上記
実測上の成長荷重と設計値上の成長荷重との偏差が大き
くなる傾向があり、これにより把持ワイヤーの巻取り制
御が過剰に応答し、その結果、把持ワイヤーの巻きすぎ
あるいは巻き不足が発生する。
However, in such a tension control, the deviation between the actually measured growth load and the designed growth load tends to be large, whereby the winding wire winding control excessively responds. As a result, the gripping wire is overwound or underwound.

【0009】つまり、従来では、この把持ワイヤーの巻
きすぎあるいは巻き不足が発生すると、以下のような問
題点があった。なお、この時の「巻きすぎ」および「巻
き不足」による問題点を説明するため、図12に示す正
常時と異常時の巻取り動作の概念図を用いて説明する
(なお、この例では、主軸は、理想的なソリッド式を採
用しており、「巻きすぎ」および「巻き不足」の異常は
左側の把持ワイヤー巻取りドラム上で発生した場合とす
る。)。
That is, conventionally, when the gripping wire is excessively wound or insufficiently wound, there are the following problems. In order to explain the problems caused by "overwinding" and "insufficient winding" at this time, a description will be given using a conceptual diagram of a winding operation in a normal state and an abnormal state shown in FIG. 12 (in this example, The spindle employs an ideal solid type, and it is assumed that abnormalities of “overwinding” and “insufficient winding” occur on the left gripping wire winding drum.)

【0010】前者の巻きすぎが発生した場合、その巻き
すぎ側の把持ワイヤーが主軸と他の把持ワイヤーに対し
て上方に引っ張られる。その結果、把持具が傾き、単結
晶が重心よりずれて品質の悪い単結晶が製造されてしま
う。また、後者の巻き不足が発生した場合は、その巻き
不足側の把持ワイヤーが主軸と他の把持ワイヤーに対し
て下がる、つまりワイヤーがたるむ。その結果、たるん
だ把持ワイヤー側の負担荷重が主軸、特に種結晶部分に
移動し、最悪の事態では、その移動した負担荷重により
種結晶部分が破断して単結晶を損失する。また単結晶の
落下により装置にも損害を及ぼすことになる。
When the former overwinding occurs, the gripping wire on the overwinding side is pulled upward with respect to the main shaft and other gripping wires. As a result, the gripper is tilted, the single crystal is shifted from the center of gravity, and a poor quality single crystal is produced. When the latter winding shortage occurs, the gripping wire on the winding shortage side lowers with respect to the main shaft and the other gripping wires, that is, the wire sags. As a result, the burden load on the slack gripping wire side moves to the main shaft, especially the seed crystal portion, and in the worst case, the seed crystal portion is broken by the moved burden load and the single crystal is lost. In addition, the device may be damaged by the drop of the single crystal.

【0011】また、上記「巻きすぎ」あるいは「巻き不
足」が発生する他の要因として、例えば、把持ワイヤー
の巻き取りドラム上で不均一な巻き取り(クロス巻きな
ど)が行われた場合などが考えられる。
Another cause of the occurrence of "overwinding" or "insufficient winding" is, for example, a case where uneven winding (such as cross winding) is performed on a winding drum of a holding wire. Conceivable.

【0012】このように上記従来装置では、把持ワイヤ
ーの「巻きすぎ」あるいは「巻き不足」等の制御上の巻
取り誤差が生じると、把持具が傾き、それにより成長単
結晶の品質が低下する、また、把持ワイヤーと主軸との
間に張力変動が発生し、最悪の事態では、種結晶が破断
するという問題点があった。
As described above, in the above-described conventional apparatus, when a control winding error such as "overwinding" or "insufficient winding" of the gripping wire occurs, the gripping tool is tilted, thereby deteriorating the quality of the grown single crystal. In addition, there is a problem that a tension fluctuation occurs between the gripping wire and the main shaft, and in the worst case, the seed crystal is broken.

【0013】そこで、本発明では、上記問題点を解消
し、把持ワイヤーの巻き取り誤差が生じた場合でも、把
持具が傾むくことなく且つ種結晶が破断することなく単
結晶を引き上げ可能とする単結晶製造装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above, the present invention solves the above-mentioned problems, and makes it possible to pull up a single crystal without inclining the holding tool and breaking the seed crystal even when a winding error of the holding wire occurs. It is an object to provide a single crystal manufacturing apparatus.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、単結晶の上部にあるクビレ部分
を把持する把持具と、該把持具に接続された少なくとも
2本の把持ワイヤーと、該各把持ワイヤーを巻き取るド
ラムとを有する単結晶製造装置において、前記把持具を
吊るす把持ワイヤーを引き上げ方向に支持する弾性部材
を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a gripper for gripping a crooked portion on an upper portion of a single crystal, and at least two grippers connected to the gripper. In a single crystal manufacturing apparatus having a holding wire and a drum for winding each of the holding wires, an elastic member for supporting a holding wire for suspending the holding tool in a pulling direction is provided.

【0015】また、請求項2の発明は、主ワイヤーに接
続された種結晶を多結晶溶融液に浸漬し、該主ワイヤー
をドラムで巻き取って該種結晶の下に単結晶を成長させ
るとともに、前記単結晶の上部にあるクビレ部分を把持
する把持具と、該把持具に接続された少なくとも2本の
把持ワイヤーと、該各把持ワイヤーを巻き取るドラムと
を有する単結晶製造装置において、前記把持具を吊るす
各把持ワイヤーを引き上げ方向に支持する弾性部材と、
前記弾性部材の伸びを検出する弾性部材伸び検出手段
と、前記単結晶の成長重量を検出する成長重量検出手段
と、前記主ワイヤーの巻き取り速度を前記単結晶の成長
速度の操作量を用いて制御するとともに、前記各把持ワ
イヤーの巻き取り速度を前記単結晶の成長速度および前
記各把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶の
負荷分担張力値に合せ込む速度の操作量を用いて制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a seed crystal connected to a main wire is immersed in a polycrystal melt, and the main wire is wound by a drum to grow a single crystal under the seed crystal. In a single crystal manufacturing apparatus having a gripper for gripping a crack portion on the upper part of the single crystal, at least two gripping wires connected to the gripper, and a drum for winding each of the gripping wires, An elastic member that supports each gripping wire that suspends the gripper in the lifting direction,
Elastic member elongation detection means for detecting the elongation of the elastic member, growth weight detection means for detecting the growth weight of the single crystal, and the winding speed of the main wire using the manipulated variable of the growth rate of the single crystal. In addition to controlling, the winding speed of each of the holding wires is controlled by using the operation amount of the speed for adjusting the growth speed of the single crystal and the tension of each of the holding wires to a preset load sharing tension value of the single crystal. And control means for performing the control.

【0016】また、請求項3の発明は、請求項2の発明
において、前記制御手段は、前記各把持ワイヤーの張力
を予め設定された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込
む速度の操作量として、前記各把持ワイヤーの張力の設
計値に相当する張力を前記弾性部材に与えるための速度
の操作量を用いることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control means controls the operation amount of the speed for adjusting the tension of each of the holding wires to a preset load sharing tension value of the single crystal. The present invention is characterized in that an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of a tension of each gripping wire to the elastic member is used.

【0017】また、請求項4の発明は、請求項3の発明
において、前記単結晶の成長長さと該成長長さに応じた
前記単結晶の成長速度との関係を設定した値を予め記憶
する第1の記憶手段と、前記単結晶の成長長さを検出す
る成長長さ検出手段と、前記成長長さ検出手段により検
出された成長長さを前記第1の記憶手段が記憶した関係
にあてはめて、前記単結晶の成長速度を決定する成長速
度決定手段と、前記単結晶の成長重量と該成長重量に応
じた前記把持ワイヤーの負荷分担張力値との関係を設定
した値を予め記憶する第2の記憶手段とを更に具備し、
前記制御手段は、前記把持ワイヤー張力の設計値に相当
する張力を前記弾性部材に与えるための速度の操作量を
算出するに際して、前記把持ワイヤー巻取り速度の制御
区間を設定する設定手段と、前記成長重量検出手段が検
出した重量の該制御区間における変化量を前記第2の記
憶手段が記憶した関係にあてはめて、当該把持ワイヤー
の設計値上の負荷分担張力の変化量を求め、該求めた負
荷分担張力値変化量と当該把持ワイヤーの弾性係数とを
用いて前記弾性部材の設計値上の伸び変化量を算出する
設計伸び変化量算出手段と、該算出した設計値上の伸び
変化量を前記制御区間の時間を用いて速度量に変換して
前記成長速度決定手段により決定された単結晶の成長速
度を操作する操作量を算出する操作量算出手段とを有す
ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, a value in which a relationship between a growth length of the single crystal and a growth rate of the single crystal according to the growth length is set is stored in advance. First storage means, a growth length detection means for detecting the growth length of the single crystal, and fitting the growth length detected by the growth length detection means to the relationship stored by the first storage means. A growth rate determining means for determining a growth rate of the single crystal, and a value in which a value in which a relationship between a growth weight of the single crystal and a load sharing tension value of the holding wire according to the growth weight is set is stored in advance. 2 storage means,
Setting means for setting a control section of the gripping wire winding speed when calculating an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of the gripping wire tension to the elastic member; The change amount of the weight detected by the growth weight detecting means in the control section was applied to the relationship stored in the second storage means, and the change amount of the load sharing tension on the design value of the gripping wire was determined. A design elongation change amount calculating means for calculating an elongation change amount on the design value of the elastic member using the load sharing tension value change amount and the elastic coefficient of the gripping wire; and calculating the calculated elongation change amount on the design value. Operating amount calculating means for converting an amount of speed using the time of the control section to calculate an operating amount for operating the growth rate of the single crystal determined by the growth rate determining means. .

【0018】また、請求項5の発明は、請求項2の発明
において、前記制御手段は、前記把持ワイヤーの張力を
予め設定された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込む
速度の操作量として、前記把持ワイヤーの実測張力値と
設計張力値を比較して前記実測張力値を前記設計張力値
に合せ込む負帰還量を与える速度の操作量を用いること
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control means includes an operation amount of a speed for adjusting the tension of the holding wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. And comparing a measured tension value of the gripping wire with a design tension value, and using a manipulated variable of a speed for giving a negative feedback amount for adjusting the measured tension value to the design tension value.

【0019】また、請求項6の発明は、請求項5の発明
において、前記制御手段は、前記把持ワイヤーの実測張
力値と設計張力値を比較して前記実測張力値を前記設計
張力値に合せ込む負帰還量を与える速度の操作量を算出
するに際して、前記成長重量検出手段が検出した重量を
前記第2の記憶手段が記憶した関係値にあてはめて、当
該把持ワイヤーの設計値上の負荷分担張力を求め、該求
めた負荷分担張力と当該弾性部材の弾性係数とを用いて
前記弾性部材の設計値上の伸びを算出する設計伸び算出
手段と、該算出した設計値上の伸びと前記弾性部材伸び
検出手段により検出された実測上の伸びとを比較し、現
在の設計値と実測値間の誤差伸びを算出する誤差伸び算
出手段と、該算出した誤差伸びを前記制御区間の時間を
用いて速度量に変換して前記成長速度決定手段により決
定された単結晶の成長速度を操作する操作量を算出する
操作量算出手段とを有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the control means compares the measured tension value of the gripping wire with a design tension value and adjusts the measured tension value to the design tension value. When calculating the manipulated variable of the speed for giving the negative feedback amount to be incorporated, the weight detected by the growth weight detecting means is applied to the relation value stored in the second storage means, and the load sharing on the design value of the gripping wire is performed. Design elongation calculating means for calculating the tension, calculating the elongation of the elastic member at a design value by using the obtained load sharing tension and the elastic coefficient of the elastic member, and calculating the elongation at the calculated design value and the elasticity. Error elongation calculating means for comparing the actual elongation detected by the member elongation detecting means and calculating the error elongation between the current design value and the actually measured value, and using the calculated error elongation as the time of the control section. Change to speed And having a control input calculation means for calculating a manipulated variable to manipulate the growth rate of the single crystal is determined by the growth rate determining means is.

【0020】また、請求項7の発明は、種結晶に接続さ
れたシャフトを保持するシャフト保持部と、前記シャフ
トに接続された種結晶を多結晶溶融液に浸漬し、該シャ
フトを引き上げて該種結晶の下に単結晶を成長させるシ
ャフト引き上げ部と、前記単結晶の上部にあるクビレ部
分を把持する把持具と、該把持具に接続された少なくと
も2本の把持ワイヤーと、前記シャフトとともにシャフ
ト保持部に保持され前記各把持ワイヤーを巻き取るドラ
ムとを有する単結晶製造装置において、前記把持具を吊
るす各把持ワイヤーを引き上げ方向に支持する弾性部材
と、前記弾性部材の伸びを検出する弾性部材伸び検出手
段と、前記単結晶の成長重量を検出する成長重量検出手
段と、前記シャフトの引き上げ速度を前記単結晶の成長
速度の操作量を用いて制御するとともに、前記各把持ワ
イヤーの巻き取り速度を前記各把持ワイヤーの張力を予
め設定された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込む速
度の操作量を用いて制御する制御手段とを具備すること
を特徴とする。
Further, according to the invention of claim 7, a shaft holding portion for holding a shaft connected to the seed crystal, a seed crystal connected to the shaft is immersed in a polycrystal melt, and the shaft is pulled up to remove the shaft. A shaft pulling portion for growing a single crystal under a seed crystal, a gripper for gripping a crack portion on the upper portion of the single crystal, at least two gripping wires connected to the gripper, and a shaft together with the shaft. In a single crystal manufacturing apparatus having a drum held by a holding unit and winding up each of the gripping wires, an elastic member that supports each gripping wire that suspends the gripping tool in a pulling direction, and an elastic member that detects elongation of the elastic member Elongation detection means, growth weight detection means for detecting the growth weight of the single crystal, and a pulling speed of the shaft using an operation amount of the growth speed of the single crystal. Control means for controlling the winding speed of each gripping wire by using an operation amount of a speed for adjusting the tension of each gripping wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. It is characterized by doing.

【0021】また、請求項8の発明は、請求項7の発明
において、前記制御手段は、前記把持ワイヤーの張力を
予め設定された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込む
速度の操作量として、前記把持ワイヤー張力の設計値に
相当する張力を前記弾性部材に与えるための速度の操作
量を用いることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the control means includes an operation amount of a speed for adjusting the tension of the holding wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. And an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of the gripping wire tension to the elastic member is used.

【0022】また、請求項9の発明は、請求項8の発明
において、前記単結晶の成長長さと該成長長さに応じた
前記単結晶の成長速度との関係を設定した値を予め記憶
する第1の記憶手段と、前記単結晶の成長長さを検出す
る成長長さ検出手段と、前記成長長さ検出手段により検
出された成長長さを前記第1の記憶手段が記憶した関係
にあてはめて、前記単結晶の成長速度を決定する成長速
度決定手段と、前記単結晶の成長重量と該成長重量に応
じた前記把持ワイヤーの負荷分担張力値との関係を設定
した値を予め記憶する第2の記憶手段とを更に具備し、
前記制御手段は、前記把持ワイヤー張力の設計値に相当
する張力を前記弾性部材に与えるための速度の操作量を
算出するに際して、前記把持ワイヤー巻取り速度の制御
区間を設定する設定手段と、前記成長重量検出手段が検
出した重量の該制御区間における変化量を前記第2の記
憶手段が記憶した関係にあてはめて、当該把持ワイヤー
の設計値上の負荷分担張力の変化量を求め、該求めた負
荷分担張力値変化量と当該把持ワイヤーの弾性係数とを
用いて前記弾性部材の設計値上の伸び変化量を算出する
設計伸び変化量算出手段と、該算出した設計値上の伸び
変化量を前記制御区間の時間を用いて速度量に変換して
前記把持ワイヤーの巻取り速度の操作量を算出する操作
量算出手段とを有することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention of the eighth aspect, a value in which a relationship between a growth length of the single crystal and a growth rate of the single crystal according to the growth length is set is stored in advance. First storage means, a growth length detection means for detecting the growth length of the single crystal, and fitting the growth length detected by the growth length detection means to the relationship stored by the first storage means. A growth rate determining means for determining a growth rate of the single crystal, and a value in which a value in which a relationship between a growth weight of the single crystal and a load sharing tension value of the holding wire according to the growth weight is set is stored in advance. 2 storage means,
Setting means for setting a control section of the gripping wire winding speed when calculating an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of the gripping wire tension to the elastic member; The change amount of the weight detected by the growth weight detecting means in the control section was applied to the relationship stored in the second storage means, and the change amount of the load sharing tension on the design value of the gripping wire was determined. A design elongation change amount calculating means for calculating an elongation change amount on the design value of the elastic member using the load sharing tension value change amount and the elastic coefficient of the gripping wire; and calculating the calculated elongation change amount on the design value. Operating amount calculating means for converting an amount of operation of the winding speed of the gripping wire by converting the amount into a speed amount using the time of the control section.

【0023】また、請求項10の発明は、請求項7の発
明において、前記制御手段は、前記把持ワイヤーの張力
を予め設定された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込
む速度の操作量として、前記把持ワイヤーの実測張力値
と設計張力値を比較して前記実測張力値を前記設計張力
値に合せ込む負帰還量を与える速度の操作量を用いるこ
とを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the control means includes an operation amount of a speed for adjusting the tension of the holding wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. And comparing a measured tension value of the gripping wire with a design tension value, and using a manipulated variable of a speed for giving a negative feedback amount for adjusting the measured tension value to the design tension value.

【0024】また、請求項11の発明は、請求項10の
発明において、前記制御手段は、前記把持ワイヤーの実
測張力値と設計張力値を比較して前記実測張力値を前記
設計張力値に合せ込む負帰還量を与える速度の操作量を
算出するに際して、前記成長重量検出手段が検出した重
量を前記第2の記憶手段が記憶した関係値にあてはめ
て、当該把持ワイヤーの設計値上の負荷分担張力を求
め、該求めた負荷分担張力と当該弾性部材の弾性係数と
を用いて前記弾性部材の設計値上の伸びを算出する設計
伸び算出手段と、該算出した設計値上の伸びと前記弾性
部材伸び検出手段により検出された実測上の伸びとを比
較し、現在の設計値と実測値間の誤差伸びを算出する誤
差伸び算出手段と、該算出した誤差伸びを前記制御区間
の時間を用いて速度量に変換して前記把持ワイヤーの巻
取り速度の操作量を算出する操作量算出手段とを有する
ことを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the control means compares the measured tension value of the gripping wire with a design tension value to adjust the measured tension value to the design tension value. When calculating the manipulated variable of the speed for giving the negative feedback amount to be incorporated, the weight detected by the growth weight detecting means is applied to the relation value stored in the second storage means, and the load sharing on the design value of the gripping wire is performed. Design elongation calculating means for calculating the tension, calculating the elongation of the elastic member at a design value by using the obtained load sharing tension and the elastic coefficient of the elastic member, and calculating the elongation at the calculated design value and the elasticity. Error elongation calculating means for comparing the actual elongation detected by the member elongation detecting means and calculating the error elongation between the current design value and the actually measured value, and using the calculated error elongation as the time of the control section. Speed Wherein the conversion to and an operation amount calculating means for calculating an operation amount of the take-up speed of the gripping wires.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる単結晶製造
装置の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に
説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係わる単結
晶製造装置の概略構成を示す図であり、この例では、種
結晶(10)をワイヤー(1)を用いて昇降させる主軸
ワイヤー方式を採用するとともに、成長単結晶(11)
のクビレ部分(11a)を把持する把持具(13)を2
本の把持ワイヤー(2a、2b)を用いて昇降させる場
合の装置構成を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of a single crystal manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this example, a spindle wire method in which a seed crystal (10) is raised and lowered using a wire (1) is employed. And growing single crystal (11)
The gripper (13) for gripping the crack portion (11a) of
The apparatus configuration in the case of lifting and lowering using the gripping wires (2a, 2b) is shown.

【0026】尚、本発明に直接関係しない結晶の回転、
ルツボの昇降及び回転機構は省略し構成用件を明確にし
ている。
The rotation of the crystal not directly related to the present invention,
The structure for raising and lowering and rotating the crucible has been omitted to clarify the configuration requirements.

【0027】同図に示すように、本実施形態の単結晶製
造装置では、従来装置の把持具(13)を吊るす把持ワ
イヤーa、b(2a、2b)を滑車a、b(8a、8
b)を介して把持ワイヤー巻取りドラムa、b(5a、
5b)で巻き取る構成に加えて、上記滑車a、b(8
a、8b)を弾性部材である滑車バネa、b(20a、
20b)で支持するとともに、この滑車バネa、b(5
a、5b)の伸び量を検出するリニアセンサー21a、
21bを設ける。また、制御装置19が、ロードセル
(7)により検出された単結晶の成長重量GW[n]
と、上記滑車バネa、b(20a、20b)の弾性係数
を用いて上記滑車バネa、b(20a、20b)の設計
値上の伸びを予測し、この予測された設計値上の伸びに
応じて把持ワイヤーa、b(2a、2b)の巻取り速度
を制御する手段を具備する。
As shown in the figure, in the single crystal manufacturing apparatus of this embodiment, the holding wires a and b (2a and 2b) for hanging the holding tool (13) of the conventional apparatus are connected to pulleys a and b (8a and 8).
b), the gripping wire winding drums a, b (5a,
5b) In addition to the winding configuration, the pulleys a and b (8
a, 8b) are replaced by pulley springs a, b (20a,
20b) and the pulley springs a, b (5
a, a linear sensor 21a for detecting the amount of elongation of 5b),
21b is provided. Further, the control device 19 controls the growth weight GW [n] of the single crystal detected by the load cell (7).
And elongation of the pulley springs a, b (20a, 20b) at a design value using the elastic modulus of the pulley springs a, b (20a, 20b). Means for controlling the winding speed of the gripping wires a, b (2a, 2b) accordingly.

【0028】ここで、滑車バネ(20a、20b)は、
上記従来技術で述べたような外乱による把持ワイヤー
a、b(2a、2b)の巻取り誤差(「巻きすぎ」ある
いは「巻き不足」)が生じた場合でも、把持具(13)
が傾くのを抑える機能と、把持ワイヤーの負荷重量が種
結晶(10)へ移動するのを抑える機能とを有してい
る。
Here, the pulley springs (20a, 20b)
Even when a winding error ("overwinding" or "insufficient winding") of the gripping wires a, b (2a, 2b) due to the disturbance as described in the above-described prior art occurs, the gripper (13).
And a function of suppressing the load weight of the gripping wire from moving to the seed crystal (10).

【0029】なお、この抑制機能をわかりやすくするた
め図2に示す正常時と異常時の巻取り動作の概念図を用
いて説明しておく(なお、この例では、主軸は、理想的
なソリッド式を採用しており、「巻きすぎ」および「巻
き不足」の異常は左側の把持ワイヤー巻取りドラム側で
発生した場合とする。)。図2に示すように、左側の図
は、把持具が水平で、主ワイヤーと把持ワイヤー間に無
用な張力変動が生じていない、つまり把持ワイヤー側で
「巻きすぎ」および「巻き不足」等の巻取り誤差が生じ
ていない場合を示している。これに対して、右側の図
は、予期せぬ外乱により把持ワイヤーの巻取り誤差が生
じた場合の異常状態を示している。ここで、右側の図の
異常状態において、最初に、「巻きすぎ」について説明
する。把持ワイヤーの巻きすぎが生じると、従来では、
その巻きすぎにより把持ワイヤーが上方に引っ張られて
把持具が傾くのだが、本実施例では、滑車バネを設けた
ことにより、この滑車バネの弾性による伸び(吸収作
用)により、その巻きすぎによる張力変動分だけ滑車バ
ネが下方に伸びて把持具が傾くのを抑えている。次に、
「巻き不足」について説明する。把持ワイヤーの巻き不
足が生じると、従来では、その巻き不足により把持ワイ
ヤーがたるみ、その結果、把持ワイヤーの負荷張力が種
結晶部分に移動するのだが、本実施例では、滑車バネの
弾性による縮み(吸収作用)により、巻き不足による張
力変動分だけ滑車バネが上方に縮んで、上記たるみによ
る把持ワイヤーから種結晶への負荷張力の移動を抑えて
いる。
In order to make the suppression function easy to understand, a description will be given with reference to a conceptual diagram of a winding operation in a normal state and an abnormal state shown in FIG. 2 (in this example, the spindle is an ideal solid state). The formula is adopted, and it is assumed that abnormalities of “overwinding” and “insufficient winding” occur on the left gripping wire winding drum side.) As shown in FIG. 2, the left-hand drawing shows that the gripping tool is horizontal, and unnecessary tension fluctuation does not occur between the main wire and the gripping wire, that is, “overwinding” and “insufficient winding” on the gripping wire side. This shows a case where no winding error has occurred. On the other hand, the figure on the right side shows an abnormal state when an unexpected disturbance causes a winding error of the gripping wire. Here, in the abnormal state shown in the figure on the right side, "overwinding" will be described first. Conventionally, if the gripping wire is overwound,
The gripping wire is pulled upward by the overwinding, and the gripping tool is tilted. In this embodiment, however, the pulley spring is provided, and the tension due to the overwinding is caused by the elasticity (absorbing action) of the pulley spring. The pulley spring is extended downward by the amount of the change, thereby suppressing the gripper from tilting. next,
The “insufficient winding” will be described. Conventionally, when the winding of the gripping wire is insufficient, the gripping wire is loosened due to the insufficient winding, and as a result, the load tension of the gripping wire moves to the seed crystal portion. Due to the (absorbing action), the pulley spring contracts upward by an amount corresponding to the tension fluctuation due to insufficient winding, thereby suppressing the movement of the load tension from the holding wire to the seed crystal due to the slack.

【0030】なお、上記滑車バネによる吸収率は、滑車
バネと把持ワイヤーの弾性係数により決定するものであ
り、言うまでも無く、上述した例での特色を十分に得る
為には、滑車バネの伸び長が把持ワイヤーの伸び長より
数倍大きいことが望ましく、上記従来技術での不都合を
解消し得るものを使用するものとする。
The absorptance of the pulley spring is determined by the elastic coefficient of the pulley spring and the gripping wire. Needless to say, in order to sufficiently obtain the characteristics of the above-described example, the pulley spring has to have a sufficient absorption characteristic. It is desirable that the elongation length is several times larger than the elongation length of the gripping wire, and one that can eliminate the disadvantages of the above-described conventional technique is used.

【0031】また、リニアセンサー(21a、21b)
は、単結晶引き上げ時におけるある時点での滑車バネ
a、b(20a、20b)の伸び量を測定する。尚、こ
の時測定された滑車バネの伸び量値は、制御装置19に
出力される。
Also, linear sensors (21a, 21b)
Measures the amount of elongation of the pulley springs a, b (20a, 20b) at a certain point during single crystal pulling. The value of the amount of extension of the pulley spring measured at this time is output to the control device 19.

【0032】すなわち、この構成によると、外乱による
把持ワイヤーの巻取り誤差が生じた場合でも、把持ワイ
ヤーを支持する滑車バネの吸収作用により、把持具が傾
くのを抑制できるので、結晶成長軸を一定にして引き上
げ、より品質の良い単結晶を製造することができる。ま
た、上記滑車バネの吸収作用により、把持ワイヤーの負
担する負荷荷重が種結晶へ移動するのを抑制できるの
で、種結晶が破断するのを防ぎ、安全に単結晶を引き上
げることができる。
That is, according to this configuration, even if a winding error of the gripping wire occurs due to a disturbance, the tilting of the gripping tool can be suppressed by the absorbing action of the pulley spring supporting the gripping wire. It is possible to manufacture a single crystal of higher quality by pulling it at a constant level. In addition, the load acting on the holding wire can be prevented from moving to the seed crystal by the absorbing action of the pulley spring, so that the seed crystal can be prevented from breaking, and the single crystal can be safely pulled up.

【0033】また、この構成によると、把持ワイヤーを
主ワイヤーより速く巻き上げて把持するような場合、滑
車バネが伸びることにより、ゆっくりと単結晶に力が加
わり単結晶に振動を与えない。
According to this configuration, when the gripping wire is wound up faster than the main wire and gripped, the pulley spring expands, so that a force is slowly applied to the single crystal and no vibration is applied to the single crystal.

【0034】また、把持具の図示しない把持爪が把持す
るのは同時であることが望ましいが、このタイミングが
ずれても滑車バネのバネ定数が把持ワイヤーのそれ(バ
ネ定数)より大きいので、左右のアンバランス量は小さ
くなる。
It is desirable that the gripper (not shown) of the gripper grips at the same time. However, even if the timing is shifted, the spring constant of the pulley spring is larger than that of the gripping wire (spring constant). Becomes smaller.

【0035】ここで、本実施例での制御に関する演算タ
イミングについて説明する。図3は、演算タイミングの
基準となる接点と区間との関係を示す概念図であり、同
図に示すように、接点nは、時間tの経過とともに、接
点0、接点1、…、接点n−1、接点n、接点n+1、
…と変化し、時間軸上の演算タイミングを示す。一方、
区間i−1は、接点n−1と接点nとの間隔を示し、接
点と同様に、時間tの経過とともにカウントさせる。接
点および区間がカウントされる間隔は、所望のタイミン
グ(例えば、1秒、60秒)に設定する。
Here, the calculation timing relating to the control in this embodiment will be described. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a relationship between a contact and a section serving as a reference for calculation timing. As shown in FIG. 3, a contact n becomes a contact 0, a contact 1,. -1, contact n, contact n + 1,
... indicates the calculation timing on the time axis. on the other hand,
The section i-1 indicates an interval between the contact point n-1 and the contact point n, and is counted as time t elapses, similarly to the contact point. The intervals at which the contacts and sections are counted are set to desired timing (for example, 1 second, 60 seconds).

【0036】次に、ドラム回転角度値(θ、θa、θ
b)の検出方法について、図1に示す主ワイヤー巻取り
駆動機構(4)および把持ワイヤー巻取り駆動機構a、
b(6a、6b)の構成を示して説明する。なお、図4
では、主ワイヤー巻取り駆動機構(4)および把持ワイ
ヤー巻取り駆動機構a、b(6a、6b)の構成は基本
的に同じであるため、ここでは、ワイヤーの巻取り駆動
機構の構成として一つのみ示しておく。図4に示すよう
に、主ワイヤー巻取りドラム3と把持ワイヤー巻取りド
ラムa、b(5a、5b)の回転角度値(θ、θa、θ
b)の検出は、その主ワイヤー巻取りドラム3と把持ワ
イヤー巻取りドラムa、b(5a、5b)の回転速度に
応じたパルスを発生するロータリーエンコーダ(RE)
(63)と、このロータリーエンコーダ(RE)(6
3)が発生したパルスを計数するパルスカウンタ(P
C)(65)とを用いて行っている。なお、図5は、ド
ラム回転角度θの概念を示す概念図であり、同図に示す
ように、ドラム回転角度θ[i−1]は、区間i−1の
間に主ワイヤー巻取りドラム3および把持ワイヤー巻取
りドラムa、b(5a、5b)が回転した角度として定
義する。
Next, the drum rotation angle values (θ, θa, θ
Regarding the detection method of b), the main wire winding drive mechanism (4) and the gripping wire winding drive mechanism a shown in FIG.
The configuration of b (6a, 6b) will be described. FIG.
Since the configurations of the main wire winding drive mechanism (4) and the gripping wire winding drive mechanisms a and b (6a, 6b) are basically the same, here, the configuration of the wire winding drive mechanism is one. Only one is shown. As shown in FIG. 4, the rotation angle values (θ, θa, θ) of the main wire winding drum 3 and the gripping wire winding drums a, b (5a, 5b).
The detection of b) is performed by a rotary encoder (RE) that generates a pulse according to the rotation speed of the main wire winding drum 3 and the gripping wire winding drums a and b (5a and 5b).
(63) and the rotary encoder (RE) (6)
3) A pulse counter (P
C) and (65). FIG. 5 is a conceptual diagram showing the concept of the drum rotation angle θ. As shown in FIG. 5, the drum rotation angle θ [i-1] is different from that of the main wire winding drum 3 during the section i-1. And the angle at which the gripping wire winding drums a, b (5a, 5b) are rotated.

【0037】また、この時のドラム回転角度(θ、θ
a、θb)の検出動作を式で表すと以下のようになる (なお、上記式(0)において、θ[i−1]:区間i
−1の主ワイヤー巻取りドラム(3)のドラム回転角
度、t[n]:接点nの時間、t[n−1]:接点n−
1の時間、ω(t):主ワイヤー巻取りドラム(3)の
回転角速度、を示す。) (なお、上記式(1)において、θa[i−1]:区間
i−1の把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)のドラム
回転角度、t[n]:接点nの時間、t[n−1]:接
点n−1の時間、ωa(t):把持ワイヤー巻取りドラ
ムa(5a)の回転角速度、を示す。) (なお、上記式(2)において、θb[i−1]:区間
i−1の把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)のドラム
回転角度、t[n]:接点nの時間、t[n−1]:接
点n−1の時間、ωb(t):把持ワイヤー巻取りドラ
ムb(5b)の回転角速度、を示す。) 図6は、本実施の形態に係る図1に示す制御装置19の
全体構成を示すブロック図であり、図1に示す周辺部
(主ワイヤー巻取りドラム4、把持ワイヤー巻取り駆動
機構6a、把持ワイヤー巻取り駆動機構6b、ロードセ
ル7、直径センサー15、実測直径算出部16、液位セ
ンサー17、液位変化量算出部18、リニアセンサー2
1a、リニアセンサー21b)の構成とともに示してい
る。なお、この制御装置19では、主ワイヤー(1)と
把持ワイヤーa、b(2a、2b)の巻取り制御に関す
る構成部分のみを示している。
At this time, the drum rotation angle (θ, θ
The detection operation of a, θb) is expressed by the following equation. (In the above equation (0), θ [i−1]: interval i
-1, the drum rotation angle of the main wire winding drum (3), t [n]: time of contact n, t [n-1]: contact n-
Time 1 indicates ω (t): the rotational angular velocity of the main wire winding drum (3). ) (In the above equation (1), θa [i-1]: the drum rotation angle of the gripping wire winding drum a (5a) in the section i-1, t [n]: the time of the contact n, t [n− 1]: time of contact point n−1, ωa (t): rotational angular velocity of gripping wire winding drum a (5a).) (In the above equation (2), θb [i-1]: the drum rotation angle of the gripping wire winding drum b (5b) in the section i-1, t [n]: the time of the contact n, t [n− 1]: time of contact n−1, ωb (t): rotation angular velocity of gripping wire winding drum b (5b). FIG. 6 shows control device 19 according to the present embodiment shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating an entire configuration, and illustrates a peripheral portion illustrated in FIG. 1 (a main wire winding drum 4, a gripping wire winding drive mechanism 6a, a gripping wire winding drive mechanism 6b, a load cell 7, a diameter sensor 15, an actual measurement diameter calculation section). 16, liquid level sensor 17, liquid level change amount calculation unit 18, linear sensor 2
1a and the configuration of the linear sensor 21b). In this control device 19, only the components related to the winding control of the main wire (1) and the holding wires a and b (2a and 2b) are shown.

【0038】ここで、主ワイヤーメカニック巻取り長さ
算出部191は、主ワイヤー巻取り駆動機構4より取得
したθを基に主ワイヤーメカニック巻取り長さを算出す
る。
Here, the main wire mechanical winding length calculating section 191 calculates the main wire mechanical winding length based on θ obtained from the main wire winding driving mechanism 4.

【0039】また、TS[n]算出部192は、ロード
セル7により測定された結晶重量GW[n]と、後述す
るTHa[n]算出部197により算出したTHa
[n](把持ワイヤーa(2a)の負荷張力)と、TH
b[n]算出部199により算出したTHb[n](把
持ワイヤーb(2b)の負荷張力)とを用いて、主ワイ
ヤー(1)にかかる負荷張力(TS[n])を算出す
る。なお、この時使用する演算式を以下に示す。
The TS [n] calculating section 192 calculates the crystal weight GW [n] measured by the load cell 7 and the THa calculated by the THa [n] calculating section 197 described later.
[N] (load tension of gripping wire a (2a)) and TH
The load tension (TS [n]) applied to the main wire (1) is calculated using THb [n] (load tension of the gripping wire b (2b)) calculated by the b [n] calculation unit 199. The arithmetic expressions used at this time are shown below.

【0040】 (ここで、GW[n]:接点nでロードセル7により測
定された結晶重量、THa[n]:接点nでの把持ワイ
ヤーa(2a)の負荷張力値、THb[n]:接点nで
の把持ワイヤーb(2b)の負荷張力値) また、主ワイヤー伸び補正部193は、主ワイヤー巻取
り駆動機構4にて検出された主ワイヤー巻取りドラム3
の回転角度θと、上記TS[n]算出部192により算
出したTS[n]と、各種設計値とを用いて、制御区間
での主ワイヤーの伸び量と、この伸び量を考慮した主ワ
イヤーの巻取り速度を操作する操作量(SLCw
[n])を算出する。なお、この時の算出方法を、具体
的に演算式を用いて説明する。
[0040] (Where, GW [n]: crystal weight measured by the load cell 7 at the contact n, THa [n]: load tension value of the gripping wire a (2a) at the contact n, THb [n]: at the contact n (The load tension value of the gripping wire b (2b)) Further, the main wire elongation correction unit 193 detects the main wire winding drum 3 detected by the main wire winding drive mechanism 4.
Using the rotation angle θ, the TS [n] calculated by the TS [n] calculation unit 192, and various design values, the main wire elongation in the control section and the main wire taking the elongation into consideration. Of operation (SLCw
[N]) is calculated. The calculation method at this time will be specifically described using an arithmetic expression.

【0041】まず、ある制御区間での主ワイヤーの伸び
量を求める場合について説明する。なお、ワイヤーの伸
び量を求めるには、ドラム上に巻き取られた部分での伸
び長の変化量と、そのドラムから垂下する垂下部分での
伸び長の変化量を求めれば良い。
First, a case where the amount of elongation of the main wire in a certain control section is obtained will be described. In order to determine the amount of elongation of the wire, the amount of change in the elongation at the portion wound on the drum and the amount of change in the elongation at the portion hanging down from the drum may be determined.

【0042】そこで、まず、主ワイヤーのドラム上に巻
き取られた部分での伸び長の変化量を求める場合、以下
に示す演算式 (ここで、(デルタ)SLWELW[i−1]:区間i
−1の主ワイヤー巻取りドラム(3)部での伸び長の変
化量、rd:主ワイヤー巻取りドラム(3)の半径、r
w:主ワイヤー(1)の半径、φ:主ワイヤー巻取りド
ラム(3)上で巻かれる主ワイヤー(1)のトラバース
角、θ[i−1]:区間i−1の主ワイヤー巻取りドラ
ム(3)のドラム回転角度、ε(TS[n]):接点n
の伸び率、TS[n]:接点nの主ワイヤー(1)にか
かる負荷張力、ε(TS[n−1]):接点n−1の伸
び率、TS[n−1]:接点n−1の主ワイヤー(1)
にかかる負荷張力)と、 (ここで、SLWELW[n]:接点nの主ワイヤー巻
取りドラム(3)部での伸び長、(デルタ)SLWEL
W[k]:区間kの主ワイヤー巻取りドラム(3)部で
の伸び長の変化量)とを実行することにより算出する。
Therefore, first, when calculating the amount of change in the elongation length at the portion of the main wire wound on the drum, the following equation is used. (Where (delta) SLWELW [i-1]: section i
-1, change in elongation length at the main wire winding drum (3), rd: radius of the main wire winding drum (3), r
w: radius of main wire (1), φ: traverse angle of main wire (1) wound on main wire winding drum (3), θ [i-1]: main wire winding drum in section i-1 (3) drum rotation angle, ε (TS [n]): contact point n
TS [n]: Load tension applied to the main wire (1) at the contact n, ε (TS [n-1]): Elongation at the contact n-1, TS [n-1]: Contact n- 1 main wire (1)
Load tension applied to) (Here, SLWELW [n]: extension length of the contact n at the main wire winding drum (3), (delta) SLWEL
W [k]: change amount of elongation length at the main wire winding drum (3) in section k).

【0043】また、主ワイヤー巻取りドラム(3)部か
ら垂下する垂下部での伸び長の変化量を求める場合、以
下に示す演算式 (ここで、SLWELS[n]:接点nの垂下部伸び
長、rd:主ワイヤー巻取りドラム(3)の半径、r
w:主ワイヤー(1)の半径、φ:主ワイヤー巻取りド
ラム(3)上で巻かれる主ワイヤー(1)のトラバース
角、θ[k]:区間kの主ワイヤー巻取りドラム(3)
の回転角度、SLWELW[n]:接点nの主ワイヤー
巻取りドラム(3)部での伸び長、ε(TS[n]):
接点nの伸び率、TS[n]:接点nの主ワイヤー
(1)にかかる負荷張力)と、 (ここで、(デルタ)SLWELS[i−1]:区間i
−1の垂下部伸び長変化量、SLWELS[n]:接点
nの垂下部伸び長、SLWELS[n−1]:接点n−
1の垂下部伸び長)とを実行することにより算出する。
When the amount of change in the extension length in the hanging part hanging down from the main wire winding drum (3) is determined, the following equation is used. (Where, SLWELS [n]: extension length of the hanging part of the contact n, rd: radius of the main wire winding drum (3), r
w: radius of main wire (1), φ: traverse angle of main wire (1) wound on main wire winding drum (3), θ [k]: main wire winding drum (3) in section k
Rotation angle, SLWEW [n]: extension length of the contact n at the main wire winding drum (3), ε (TS [n]):
Elongation rate of contact n, TS [n]: load tension applied to main wire (1) of contact n), (Where (delta) SLWELS [i-1]: section i
−1, SLWELS [n]: hanging length of contact n, SLWELS [n−1]: contact n−
1 hanging part extension length).

【0044】このように、ある制御区間での主ワイヤー
(1)の伸び量を求めることで、より正確な単結晶の実
成長長さを求めることができる。
As described above, the actual growth length of the single crystal can be obtained more accurately by obtaining the amount of extension of the main wire (1) in a certain control section.

【0045】次に、この求められた伸び量を用いて、主
ワイヤーの巻取り速度を操作する操作量(SLCw
[n])を算出する場合について説明する。
Next, using the obtained amount of elongation, an operation amount (SLCw) for controlling the winding speed of the main wire is used.
[N]) will be described.

【0046】操作量(SLCw[n])を算出する場
合、以下に示す演算式 (ここで、SLCw[n]:接点nの主ワイヤー(1)
の伸びを補正する操作量、(デルタ)SLWELW[i
−1]:区間i−1の巻取り部伸び長変化量、(デル
タ)SLWELS[i−1]:区間i−1の垂下部伸び
長変化量、(デルタ)t[i−1]:区間i−1内の時
間)を実行することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (SLCw [n]), the following equation is used: (Where, SLCw [n]: main wire of contact n (1)
Manipulated variable to correct the elongation of (Delta) SLWELW [i
-1]: Elongation change amount of winding portion in section i-1, (Delta) SLWELS [i-1]: Elongation change amount of hanging part in section i-1, (Delta) t [i-1]: Section i-1) is calculated.

【0047】この算出された操作量により、主ワイヤー
(1)が伸びたことによる制御上のずれを補正すること
ができる。
With the calculated operation amount, it is possible to correct a control deviation due to the extension of the main wire (1).

【0048】また、GR[n]算出部194は、主ワイ
ヤー巻取り駆動機構4より得たθを基に主ワイヤーメカ
ニック巻取り長さ算出部191が算出した主ワイヤー巻
取り長さと、上記主ワイヤー伸び補正部193により算
出された主ワイヤーの伸び量と、液位センサー17と液
位変化量算出部18により算出された液位変化量((デ
ルタ)MP)から求められる単結晶の実成長長さ(GL
[n])に応じて単結晶の成長速度(GR)を決定す
る。すなわち、このGR[n]がワイヤー巻取り速度の
ベースとなるものである。なお、具体的には、単結晶の
成長長さ(GL[n])と該成長長さ(GL[n])に
応じた単結晶の成長速度(GR[n])との関係を設定
した値を予め記憶するテーブルを備え、入力されたGL
[n]に応じて該当するGR[n]を決定している。
The GR [n] calculating section 194 calculates the main wire winding length calculated by the main wire mechanic winding length calculating section 191 based on θ obtained from the main wire winding driving mechanism 4 and the main wire winding length. Actual growth of the single crystal obtained from the elongation amount of the main wire calculated by the wire elongation correction unit 193 and the liquid level change amount ((delta) MP) calculated by the liquid level sensor 17 and the liquid level change amount calculating unit 18. Length (GL
[N]), the growth rate (GR) of the single crystal is determined. That is, GR [n] is a base of the wire winding speed. Specifically, the relationship between the growth length (GL [n]) of the single crystal and the growth rate (GR [n]) of the single crystal according to the growth length (GL [n]) was set. A table for storing values in advance is provided.
The corresponding GR [n] is determined according to [n].

【0049】また、目標直径算出部195は、上記単結
晶の実成長長さ(GL[n])を用いて目標直径を算出
するものであり、具体的には、単結晶の実成長長さ(G
L[n])と該実成長長さ(GL[n])に応じた単結
晶の目標直径との関係を設定した値を予め記憶するテー
ブルを備え、入力されたGL[n]に応じて該当する単
結晶の目標直径値を算出している。
The target diameter calculating section 195 calculates the target diameter using the actual growth length (GL [n]) of the single crystal. Specifically, the target diameter calculation section 195 specifically calculates the actual growth length of the single crystal. (G
L [n]) and a table that stores in advance a value in which a relationship between the target diameter of the single crystal according to the actual growth length (GL [n]) is stored, and according to the input GL [n]. The target diameter value of the corresponding single crystal is calculated.

【0050】また、直径制御操作量算出部196(PI
D制御等)は、上記目標直径算出部195により算出さ
れた目標直径値と、直径センサー15と実測直径算出部
16とを用いて算出された単結晶の実測上の直径値GD
[n]との偏差に基づき、単結晶の直径を守るための操
作量(SLC(FB)[n])を算出する。
The diameter control manipulated variable calculator 196 (PI
D control or the like) is based on the target diameter value calculated by the target diameter calculation unit 195 and the actually measured diameter value GD of the single crystal calculated using the diameter sensor 15 and the actually measured diameter calculation unit 16.
Based on the deviation from [n], an operation amount (SLC (FB) [n]) for protecting the diameter of the single crystal is calculated.

【0051】また、THa[n]算出部197は、リニ
アセンサー21aにより測定された滑車バネa(20
a)の伸び(LSa[n]−LSa[0])と、後述す
る設計値記憶部205に記憶される滑車バネa(20
a)の弾性係数(バネ定数[mm/kg])ksaとを
用いて、把持ワイヤーa(2a)にかかる負荷張力(T
Ha[n])を算出する。なお、この時使用する演算式
を以下に示す。
The THa [n] calculating section 197 calculates the pulley spring a (20) measured by the linear sensor 21a.
a) (LSa [n] -LSa [0]) and the pulley spring a (20) stored in a design value storage unit 205 described later.
Using the elastic modulus (spring constant [mm / kg]) ksa of a), the load tension (T
Ha [n]) is calculated. The arithmetic expressions used at this time are shown below.

【0052】 (ここで、LSa[n]−LSa[0]:接点nでのリ
ニアセンサー21aにより測定された滑車バネa(20
a)の伸び、ksa:滑車バネの弾性係数)また、把持
ワイヤーa伸び補正部198は、把持ワイヤー巻取り駆
動機構a(6a)にて検出された把持ワイヤー巻取りド
ラムa(5a)の回転角度θaと、上記THa[n]算
出部197により算出したTHa[n]と、各種設計値
とを用いて、制御区間での把持ワイヤーa(2a)の伸
び量と、この伸び量を考慮した把持ワイヤーa(2a)
の巻取り速度(すなわち、上記GR[n])の補正操作
量(HLaCw[n])を算出する。なお、この時の算
出方法を、具体的に演算式を用いて説明する。
[0052] (Here, LSa [n] -LSa [0]: pulley spring a (20) measured by the linear sensor 21a at the contact n.
a) elongation, ksa: elastic modulus of the pulley spring) The gripping wire a elongation correction unit 198 rotates the gripping wire winding drum a (5a) detected by the gripping wire winding drive mechanism a (6a). Using the angle θa, THa [n] calculated by the THa [n] calculation unit 197, and various design values, the amount of extension of the gripping wire a (2a) in the control section and the amount of extension are considered. Holding wire a (2a)
Is calculated (HLaCw [n]). The calculation method at this time will be specifically described using an arithmetic expression.

【0053】まず、ある制御区間での把持ワイヤーa
(2a)の伸び量を求める場合について説明する。ワイ
ヤーの伸び量を求めるには、上述した主ワイヤーの時と
同様にして、ドラム上に巻き取られた部分での伸び長の
変化量と、そのドラムから垂下する垂下部分での伸び長
の変化量を求めれば良い。
First, the gripping wire a in a certain control section
The case of obtaining the elongation amount of (2a) will be described. To determine the amount of elongation of the wire, in the same way as for the main wire described above, the amount of change in elongation at the part wound on the drum and the change in elongation at the part hanging down from the drum What is necessary is just to obtain the amount.

【0054】そこで、まず、把持ワイヤーa(2a)の
ドラム上に巻き取られた部分での伸び長の変化量を求め
る場合、以下に示す演算式 (ここで、(デルタ)HLaWELW[i−1]:区間
i−1の把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)部での伸
び長の変化量、rda:把持ワイヤー巻取りドラムa
(5a)の半径、rwa:把持ワイヤーa(2a)の半
径、φa:把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)上で巻
かれる把持ワイヤーa(2a)のトラバース角、θa
[i−1]:区間i−1の把持ワイヤー巻取りドラムa
(5a)のドラム回転角度、εa(THa[n]):接
点nの伸び率、THa[n]:接点nの把持ワイヤーa
(2a)にかかる負荷張力、εa(THa[n−
1]):接点n−1の伸び率、THa[n−1]:接点
n−1の把持ワイヤーa(2a)にかかる負荷張力)
と、 (ここで、HLaWELW[n]:接点nの把持ワイヤ
ー巻取りドラムa(5a)部での伸び長、(デルタ)H
LaWELW[k]:区間kの把持ワイヤー巻取りドラ
ムa(5a)部での伸び長の変化量)とを実行すること
により算出する。
Therefore, first, when calculating the amount of change in the extension length at the portion of the gripping wire a (2a) wound on the drum, the following equation is used. (Here, (Delta) HLaWELW [i-1]: the amount of change in the extension length at the gripping wire winding drum a (5a) in section i-1, rda: gripping wire winding drum a
(5a) radius, rwa: radius of gripping wire a (2a), φa: traverse angle of gripping wire a (2a) wound on gripping wire winding drum a (5a), θa
[I-1]: gripping wire winding drum a in section i-1
(5a) drum rotation angle, εa (THa [n]): elongation percentage of contact n, THa [n]: gripping wire a of contact n
The load tension applied to (2a), εa (THa [n−
1]): Elongation percentage of contact n-1, THa [n-1]: Load tension applied to gripping wire a (2a) of contact n-1)
When, (Here, HLaWELW [n]: extension length of the contact n at the gripping wire winding drum a (5a), (delta) H
LaWELW [k]: the amount of change in the extension length at the gripping wire winding drum a (5a) in section k).

【0055】また、把持ワイヤーa(2a)のドラムか
ら垂下する垂下部での伸び長の変化量を求める場合、以
下に示す演算式 (ここで、HLaWELS[n]:接点nの垂下部伸び
長、WILa:把持を開始(接触)した時に把持ワイヤ
ーa(2a)が把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)か
ら垂下した長さ(以下、「ワイヤー初期垂下長」とい
う。)、rda:把持ワイヤー巻取りドラムaの半径、
rwa:把持ワイヤーa(2a)の半径、φa:把持ワ
イヤー巻取りドラムa(5a)上で巻かれる把持ワイヤ
ーa(2a)のトラバース角、θa[k]:区間kの把
持ワイヤー巻取りドラムaの回転角度、HLaWELW
[n]:接点nの把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)
部での伸び長、εa(THa[n]):接点nの伸び
率、THa[n]:接点nの把持ワイヤーa(2a)に
かかる負荷張力)と、 (ここで、(デルタ)HLaWELS[i−1]:区間
i−1の垂下部伸び長変化量、HLaWELS[n]:
接点nの垂下部伸び長、HLaWELS[n−1]:接
点n−1の垂下部伸び長)を実行することにより算出さ
れる。
When the amount of change in the extension length of the gripping wire a (2a) in the hanging part hanging down from the drum is calculated, the following equation is used. (Here, HLaWELS [n]: the length of the hanging portion of the contact n, WILa: the length of the gripping wire a (2a) hanging from the gripping wire winding drum a (5a) when gripping is started (contacted) , “Wire initial hanging length”), rda: radius of gripping wire winding drum a,
rwa: radius of gripping wire a (2a), φa: traverse angle of gripping wire a (2a) wound on gripping wire winding drum a (5a), θa [k]: gripping wire winding drum a in section k Rotation angle, HLaWELW
[N]: gripping wire winding drum a (5a) for contact n
Elongation length at the part, εa (THa [n]): elongation rate of contact n, THa [n]: load tension applied to gripping wire a (2a) of contact n), (Here, (Delta) HLaWELS [i-1]: the amount of change in the extension of the hanging portion in the section i-1, HLaWELS [n]:
This is calculated by executing the hanging extension length of the contact n, HLaWELS [n-1]: the hanging extension length of the contact n-1.

【0056】これにより、ある制御区間での把持ワイヤ
ー2(2a)の伸び量が求められる。
Thus, the amount of extension of the gripping wire 2 (2a) in a certain control section is obtained.

【0057】次に、この求められた伸び量を用いて、把
持ワイヤー2(2a)の巻取り速度を操作する操作量
(HLaCw[n])を算出する場合について説明す
る。
Next, a description will be given of a case where the operation amount (HLaCw [n]) for operating the winding speed of the gripping wire 2 (2a) is calculated by using the obtained amount of elongation.

【0058】操作量(HLaCw[n])を算出する場
合、以下に示す演算式 (HLaCw[n]:接点nの把持ワイヤーa(2a)
の伸びを補正する操作量、(デルタ)HLaWELS
[i−1]:区間i−1の巻取り部伸び長変化量、(デ
ルタ)HLaWELS[i−1]:区間i−1の垂下部
伸び長変化量、(デルタ)t[i−1]:区間i−1内
の時間)を実行することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLaCw [n]), the following equation is used: (HLaCw [n]: gripping wire a for contact n (2a)
Manipulated variable to correct the elongation of (Delta) HLaWELS
[I-1]: change in elongation of the winding portion in section i-1; (delta) HLaWELS [i-1]: change in elongation of the hanging part in section i-1; (delta) t [i-1] : Time in section i-1).

【0059】この算出された操作量により、把持ワイヤ
ーa(2a)が伸びたことによる制御上のずれを補正す
ることができる。
Based on the calculated operation amount, it is possible to correct a control deviation due to the extension of the gripping wire a (2a).

【0060】また、THb[n]算出部199は、リニ
アセンサー21bにより測定された滑車バネb(20
b)の伸び(LSb[n]−LSb[0])と、後述す
る設計値記憶部205に記憶される滑車バネb(20
b)の弾性係数(バネ定数[mm/kg])ksbとを
用いて、把持ワイヤーa(2a)にかかる負荷張力(T
Hb[n])を算出する。なお、この時使用する演算式
を以下に示す。
The THb [n] calculation unit 199 calculates the pulley spring b (20) measured by the linear sensor 21b.
b) (LSb [n] −LSb [0]) and the pulley spring b (20) stored in a design value storage unit 205 described later.
Using the elastic modulus (spring constant [mm / kg]) ksb of b), the load tension (T) applied to the gripping wire a (2a)
Hb [n]). The arithmetic expressions used at this time are shown below.

【0061】 (ここで、LSb[n]−LSb[0]:接点nでのリ
ニアセンサー21bにより測定された滑車バネb(20
b)の伸び、ksb:滑車バネの弾性係数) また、把持ワイヤーb伸び補正部200は、把持ワイヤ
ー巻取り駆動機構b(6b)にて検出された把持ワイヤ
ー巻取りドラムb(5b)の回転角度θbと、上記TH
b[n]算出部199により算出したTHb[n]と、
各種設計値とを用いて、制御区間での把持ワイヤーb
(2b)の伸び量と、この伸び量を考慮した把持ワイヤ
ーb(2b)の巻取り速度(すなわち、上記GR
[n])の補正操作量(HLbCw[n])を算出す
る。なお、この時の算出方法を、具体的に演算式を用い
て説明する。
[0061] (Here, LSb [n] -LSb [0]: pulley spring b (20) measured by the linear sensor 21b at the contact n
b) elongation, ksb: elastic coefficient of the pulley spring) The gripping wire b elongation correction unit 200 rotates the gripping wire winding drum b (5b) detected by the gripping wire winding drive mechanism b (6b). The angle θb and the above TH
THb [n] calculated by b [n] calculation unit 199,
Using various design values, gripping wire b in control section
(2b) and the winding speed of the gripping wire b (2b) in consideration of the amount of extension (that is, the GR
[N]) is calculated (HLbCw [n]). The calculation method at this time will be specifically described using an arithmetic expression.

【0062】まず、ある制御区間での把持ワイヤーb
(2b)の伸び量を求める場合について説明する。ワイ
ヤーの伸び量を求めるには、ドラム上に巻き取られた部
分での伸び長の変化量と、そのドラムから垂下する垂下
部分での伸び長の変化量を求めれば良い。
First, the gripping wire b in a certain control section
The case of obtaining the amount of elongation of (2b) will be described. In order to obtain the amount of elongation of the wire, the amount of change in the elongation at the part wound on the drum and the amount of change in the elongation at the part hanging down from the drum may be obtained.

【0063】そこで、まず、把持ワイヤーb(2b)の
ドラム上に巻き取られた部分での伸び長の変化量を求め
る場合、以下に示す演算式 (ここで、(デルタ)HLbWELW[i−1]:区間
i−1の把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)部での伸
び長の変化量、rdb:把持ワイヤー巻取りドラムb
(5b)の半径、rwb:把持ワイヤーb(2b)の半
径、φb:把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)上で巻
かれる把持ワイヤーb(2b)のトラバース角、θb
[i−1]:区間i−1の把持ワイヤー巻取りドラムb
(5b)のドラム回転角度、εb(THb[n]):接
点nの伸び率、THb[n]:接点nの把持ワイヤーb
(2b)にかかる負荷張力、εb(THb[n−
1]):接点n−1の伸び率、THb[n−1]:接点
n−1の把持ワイヤーb(2b)にかかる負荷張力)
と、 (ここで、(デルタ)HLbWELW[n]:接点nの
把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)部での伸び長、
(デルタ)HLbWELW[k]:区間kの把持ワイヤ
ー巻取りドラムb(5b)部での伸び長の変化量)とを
実行することにより算出する。
Therefore, first, when obtaining the amount of change in the extension length at the portion of the gripping wire b (2b) wound on the drum, the following equation is used. (Here, (delta) HLbWELW [i-1]: the amount of change in elongation length at the gripping wire winding drum b (5b) portion in section i-1, rdb: gripping wire winding drum b
(5b) radius, rwb: radius of gripping wire b (2b), φb: traverse angle of gripping wire b (2b) wound on gripping wire winding drum b (5b), θb
[I-1]: gripping wire winding drum b in section i-1
(5b) Drum rotation angle, εb (THb [n]): elongation percentage of contact n, THb [n]: gripping wire b of contact n
The load tension applied to (2b), εb (THb [n−
1]): Elongation percentage of contact n-1, THb [n-1]: Load tension applied to gripping wire b (2b) of contact n-1)
When, (Here, (Delta) HLbWELW [n]: Extension length of the contact n at the gripping wire winding drum b (5b) portion,
(Delta) HLbWELW [k]: change amount of the extension length at the gripping wire winding drum b (5b) in section k).

【0064】また、把持ワイヤーb(2b)のドラムか
ら垂下する垂下部での伸び長の変化量を求める場合、以
下に示す演算式 (ここで、HLbWELS[n]:接点nの垂下部伸び
長、WILb:把持を開始(接触)した時に把持ワイヤ
ーb(2b)が把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)か
ら垂下した長さ(以下、「ワイヤー初期垂下長」とい
う。)、rdb:把持ワイヤー巻取りドラムbの半径、
rwb:把持ワイヤーb(2b)の半径、φb:把持ワ
イヤー巻取りドラムb(5b)上で巻かれる把持ワイヤ
ーb(2b)のトラバース角、θb[k]:区間kの把
持ワイヤー巻取りドラムbの回転角度、HLbWELW
[n]:接点nの把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)
部での伸び長、εb(THb[n]):接点nの伸び
率、THb[n]:接点nの把持ワイヤーb(2b)に
かかる負荷張力)と、 (ここで、(デルタ)HLbWELS[i−1]:区間
i−1の垂下部伸び長変化量、HLbWELS[n]:
接点nの垂下部伸び長、HLbWELS[n−1]:接
点n−1の垂下部伸び長)を実行することにより算出さ
れる。
When the amount of change in the length of extension of the gripping wire b (2b) in the hanging part hanging down from the drum is calculated, the following equation is used. (Here, HLbWELS [n]: the length of the hanging portion of the contact n, WILb: the length of the gripping wire b (2b) hanging from the gripping wire winding drum b (5b) when gripping is started (contacted) , “Wire initial hanging length”), rdb: radius of gripping wire winding drum b,
rwb: radius of gripping wire b (2b), φb: traverse angle of gripping wire b (2b) wound on gripping wire winding drum b (5b), θb [k]: gripping wire winding drum b in section k Rotation angle of HLbWELW
[N]: Winding drum b (5b) for gripping wire at contact point n
Elongation length at the part, εb (THb [n]): elongation percentage of contact n, THb [n]: load tension applied to gripping wire b (2b) of contact n), (Where (delta) HLbWELS [i-1]: the amount of change in the extension of the hanging portion in section i-1, HLbWELS [n]:
It is calculated by executing the hanging length of the contact n, HLbWELS [n-1]: the hanging length of the contact n-1.

【0065】これにより、ある制御区間での把持ワイヤ
ー2(2b)の伸び量が求められる。
Thus, the amount of extension of the gripping wire 2 (2b) in a certain control section is obtained.

【0066】次に、この求められた伸び量を用いて、把
持ワイヤー2(2b)の巻取り速度を操作する操作量
(HLbCw[n])を算出する場合について説明す
る。
Next, a description will be given of a case where the operation amount (HLbCw [n]) for operating the winding speed of the gripping wire 2 (2b) is calculated using the obtained elongation amount.

【0067】操作量(HLbCw[n])を算出する場
合、以下に示す演算式 (HLbCw[n]:接点nの把持ワイヤーb(2b)
の伸びを補正する操作量、(デルタ)HLbWELS
[i−1]:区間i−1の巻取り部伸び長変化量、(デ
ルタ)HLbWELS[i−1]:区間i−1の垂下部
伸び長変化量、(デルタ)t[i−1]:区間i−1内
の時間)を実行することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLbCw [n]), the following arithmetic expression is used. (HLbCw [n]: gripping wire b of contact n (2b)
Manipulated variable to correct the elongation of (Delta) HLbWELS
[I-1]: change in elongation of the winding portion in section i-1; (delta) HLbWELS [i-1]: change in elongation of hanging part in section i-1; (delta) t [i-1] : Time in section i-1).

【0068】この算出された操作量により、把持ワイヤ
ーb(2b)が伸びたことによる制御上のずれを補正す
ることができる。
With the calculated operation amount, it is possible to correct a control deviation due to the extension of the gripping wire b (2b).

【0069】また、滑車バネa伸び補正部201は、ロ
ードセル7により検出された単結晶(11)の成長重量
GW[n]と、設計値記憶部205に予め記憶される単
結晶の成長重量に応じた把持ワイヤーa(2a)の負荷
分担張力値との関係を示す負荷分担張力値情報(図7参
照)と、滑車バネa(2a)の弾性係数(ksa)とを
用いて、把持ワイヤー懸垂張力の設計値(THP)によ
る滑車バネa(20a)の伸び分に相当する分の把持ワ
イヤーb(2b)を巻き込むための操作量(HLaCs
[n])を算出する。なお、この操作量は、2つの意味
があり、第1の意味として、滑車バネa(20a)を上
記把持ワイヤー懸垂張力の設計値(THP)による伸び
分にあわせることで、図7に示すような把持ワイヤーa
(2a)の負荷分担、つまり張力制御を行うことであ
る。また、第2の意味として、滑車a(8a)が下降し
た長さを相殺する、つまり単結晶の成長重量に伴い滑車
バネa(20a)が伸び分だけ把持ワイヤーa(2a)
を巻き取るものである。
The pulley spring a elongation correction unit 201 calculates the growth weight GW [n] of the single crystal (11) detected by the load cell 7 and the growth weight of the single crystal stored in the design value storage unit 205 in advance. Using the load sharing tension value information (see FIG. 7) indicating the relationship with the load sharing tension value of the corresponding holding wire a (2a) and the elastic coefficient (ksa) of the pulley spring a (2a), the holding wire suspension. An operation amount (HLaCs) for winding the gripping wire b (2b) by an amount corresponding to the elongation of the pulley spring a (20a) based on the design value (THP) of the tension.
[N]) is calculated. This operation amount has two meanings, and as a first meaning, by adjusting the pulley spring a (20a) to the elongation by the design value (THP) of the gripping wire suspension tension, as shown in FIG. Gripping wire a
(2a) Load sharing, that is, tension control. As a second meaning, the length of the pulley a (8a) lowered cancels out, that is, the pulley spring a (20a) is extended by the stretched weight of the pulley spring a (20a) along with the growth weight of the single crystal.
Is to wind up.

【0070】具体的には、ロードセル7により検出され
たある制御区間での単結晶の結晶重量(GW[n])、
(GW[n−1])を上記負荷分担張力値情報(図7参
照)にあてはめて、設計値上の把持ワイヤーの負荷張力
変化量を求める。そして、この値を2倍して滑車バネa
(20a)の張力変化量に変換し、この値に滑車バネa
(20a)の弾性係数(ksa)を乗算することにより
設計値上の滑車バネa(20a)の伸び変化量を予測す
る。そして、この伸び変化量を上記制御区間の時間変位
(デルタ)t[i−1]で除算することで速度量に変換
する。そして最後に、この値を2倍する。これは、滑車
バネa(2a)の伸び(高さ)を補正する場合、巻取り
ドラムでその伸び(高さ)の2倍巻き取ることでその伸
び(高さ)を補正できるためである。
Specifically, the crystal weight (GW [n]) of a single crystal in a certain control section detected by the load cell 7,
(GW [n-1]) is applied to the load sharing tension value information (see FIG. 7) to determine the amount of change in the load tension of the gripping wire on the design value. And this value is doubled and the pulley spring a
(20a) is converted into the amount of change in tension, and this value is used as the pulley spring a
The elongation change amount of the pulley spring a (20a) on the design value is predicted by multiplying the elastic coefficient (ksa) of (20a). Then, the amount of change in elongation is divided by the time displacement (delta) t [i-1] of the control section to convert the amount into a speed amount. And finally, this value is doubled. This is because, when correcting the elongation (height) of the pulley spring a (2a), the elongation (height) can be corrected by taking up twice the elongation (height) with the winding drum.

【0071】なお、この算出方法を具体的に演算式を用
いて説明する。
The calculation method will be specifically described using an arithmetic expression.

【0072】上記操作量(HLaCs[n])を算出す
る場合、以下に示す演算式 (ここで、HLaCs[n]:接点nの単結晶(11)
の成長重量に伴う滑車バネ(20a)の伸び補正を行う
操作量、THP(GW[n]):接点nの単結晶(1
1)の成長重量による設計値上の把持ワイヤーの負荷張
力、THP(GW[n−1]):接点n−1の単結晶
(11)の成長重量による設計値上の把持ワイヤーの負
荷張力、ksa:滑車バネa(20a)の弾性係数、
(デルタ)t[i−1]:区間i−1内の時間)を実行
することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLaCs [n]), the following arithmetic expression is used. (Here, HLaCs [n]: single crystal of contact n (11)
A manipulated variable for correcting the extension of the pulley spring (20a) due to the growth weight of THP (GW [n]): single crystal of contact n (1
1) Load tension of gripping wire on design value based on growth weight, THP (GW [n-1]): Load tension of gripping wire on design value by growth weight of single crystal (11) at contact point n-1, ksa: elastic modulus of the pulley spring a (20a),
(Delta) t [i-1]: time in section i-1).

【0073】また、滑車バネb伸び補正部202は、上
記滑車バネa伸び補正部201と同じようにして、ロー
ドセル7により検出された単結晶(11)の成長重量G
W[n]と、設計値記憶部205に予め記憶される単結
晶の成長重量に応じた把持ワイヤーの負荷分担張力値と
の関係を示す負荷分担張力値情報(図7参照)と、滑車
バネb(2b)の弾性係数(ksb)とを用いて、把持
ワイヤー懸垂張力の設計値(THP)による滑車バネb
(20b)の伸び分に相当する分の把持ワイヤーb(2
b)を巻き込むための操作量(HLbCs[n])を算
出する。なお、この操作量は、2つの意味があり、第1
の意味として、滑車バネb(20b)を上記把持ワイヤ
ー懸垂張力の設計値(THP)による伸び分にあわせる
ことで、図7に示すような把持ワイヤーb(2b)の負
荷分担、つまり張力制御を行うことである。また、第2
の意味として、滑車b(8b)が下降した長さを相殺す
る、つまり単結晶の成長重量に伴い滑車バネb(20
b)が伸び分だけ把持ワイヤーb(2b)を巻き取るも
のである。
Further, the pulley spring b elongation correction unit 202 operates similarly to the above-described pulley spring a elongation correction unit 201 to calculate the growth weight G of the single crystal (11) detected by the load cell 7.
Load sharing tension value information (see FIG. 7) indicating the relationship between W [n] and the load sharing tension value of the gripping wire according to the single crystal growth weight stored in advance in the design value storage unit 205; pulley spring b based on the design value (THP) of the gripping wire suspension tension using the elastic modulus (ksb) of b (2b)
(20b) of the gripping wire b (2
b) Calculate the operation amount (HLbCs [n]) for involving. This operation amount has two meanings.
By adjusting the pulley spring b (20b) to the elongation by the design value (THP) of the gripping wire suspension tension, load sharing of the gripping wire b (2b) as shown in FIG. Is to do. Also, the second
Means that the length of the pulley b (8b) lowered cancels out, that is, the pulley spring b (20) increases with the growth weight of the single crystal.
b) winds up the gripping wire b (2b) by the amount of extension.

【0074】具体的には、ロードセル7により検出され
たある制御区間での単結晶の結晶重量(GW[n])、
(GW[n−1])を上記負荷分担張力値情報(図7参
照)にあてはめて、設計値上の把持ワイヤーの負荷張力
変化量を求める。そして、この値を2倍して滑車バネb
(20b)の張力変化量に変換し、この値に滑車バネb
(20b)の弾性係数(ksb)を乗算することにより
設計値上の滑車バネb(20b)の伸び変化量を予測す
る。そして、この伸び変化量を上記制御区間の時間変位
(デルタ)t[i−1]で除算することで速度量に変換
する。そして最後に、この値を2倍する。これは、滑車
バネb(2b)の伸び(高さ)を補正する場合、巻取り
ドラムでその伸び(高さ)の2倍巻き取ることでその伸
び(高さ)を補正できるためである。
Specifically, the crystal weight (GW [n]) of a single crystal in a certain control section detected by the load cell 7;
(GW [n-1]) is applied to the load sharing tension value information (see FIG. 7) to determine the amount of change in the load tension of the gripping wire on the design value. Then, this value is doubled and the pulley spring b
(20b) and the pulley spring b
The elongation change amount of the pulley spring b (20b) on the design value is predicted by multiplying the elastic coefficient (ksb) of (20b). Then, the amount of change in elongation is divided by the time displacement (delta) t [i-1] of the control section to convert the amount into a speed amount. And finally, this value is doubled. This is because, when correcting the elongation (height) of the pulley spring b (2b), the elongation (height) can be corrected by taking up twice the elongation (height) with the winding drum.

【0075】なお、この算出方法を具体的に演算式を用
いて説明する。
The calculation method will be specifically described using an arithmetic expression.

【0076】上記操作量(HLbCs[n])を算出す
る場合、以下に示す演算式 (ここで、HLbCs[n]:接点nの単結晶(11)
の成長重量に伴う滑車バネb(20b)の伸び補正を行
う操作量、THP(GW[n]):接点nの単結晶(1
1)の成長重量による設計値上の把持ワイヤーの負荷張
力、THP(GW[n−1]):接点n−1の単結晶
(11)の成長重量による設計値上の把持ワイヤーの負
荷張力、ksb:滑車バネb(20b)の弾性係数、
(デルタ)t[i−1]:区間i−1内の時間)を実行
することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLbCs [n]), the following arithmetic expression is used. (Here, HLbCs [n]: single crystal of contact n (11)
A manipulated variable for correcting the extension of the pulley spring b (20b) due to the growth weight of THP (GW [n]): single crystal of contact n (1
1) Load tension of gripping wire on design value based on growth weight, THP (GW [n-1]): Load tension of gripping wire on design value by growth weight of single crystal (11) at contact point n-1, ksb: elastic modulus of the pulley spring b (20b),
(Delta) t [i-1]: time in section i-1).

【0077】また、滑車バネa伸び誤差補正部203
は、ロードセル(7)により検出された単結晶の成長重
量(GW[n])と、設計値記憶部205に予め記憶さ
れる単結晶の成長重量に応じた把持ワイヤーの負荷分担
張力値との関係を示す負荷分担張力値情報(図7参照)
と、滑車バネa(20a)の弾性係数(ksa)と、リ
ニアセンサーa(21a)により測定された滑車バネa
(20a)の実測伸び長(LSa[n]−LSa
[0])とを用いて、現時点での滑車バネa(2a)の
実測上の伸び量と設計値上の伸び量との誤差伸び量を求
め、この求められた誤差伸び量から把持ワイヤーa(2
a)の巻取り速度(すなわち、上記GR[n])を操作
する操作量(HLaCsd)を算出する。なお、この操
作量の意味は、各外乱要因に起因する把持ワイヤーa
(2a)の負荷張力の誤差を負帰還制御するためのもの
である。
The pulley spring a extension error correction unit 203
Is the growth weight (GW [n]) of the single crystal detected by the load cell (7) and the load sharing tension value of the gripping wire according to the single crystal growth weight stored in the design value storage unit 205 in advance. Load sharing tension value information indicating the relationship (see FIG. 7)
And the elastic modulus (ksa) of the pulley spring a (20a) and the pulley spring a measured by the linear sensor a (21a)
The measured elongation length of (20a) (LSa [n] -LSa
[0]), the error elongation between the actual measured elongation and the designed elongation of the pulley spring a (2a) at the present time is obtained, and the gripping wire a is obtained from the obtained error elongation. (2
An operation amount (HLaCsd) for operating the winding speed of a) (that is, the above GR [n]) is calculated. In addition, the meaning of this operation amount is the gripping wire a due to each disturbance factor.
This is for performing negative feedback control on the load tension error of (2a).

【0078】具体的には、ロードセル7により検出され
たある時点での単結晶の結晶重量(GW[n])を上記
負荷分担張力値情報(図7参照)にあてはめて、設計値
上の把持ワイヤーの負荷張力を求める。そして、この値
を2倍して滑車バネa(20a)の張力変化量に変換
し、この値に滑車バネa(20a)の弾性係数(ks
a)を乗算することにより滑車バネa(20a)の設計
値上の伸び量を予測する。そして、この値をリニアセン
サーa(21a)により測定された滑車バネa(20
a)の実測上の伸び量(LSa[n]−LSa[0])
から減算して、現時点での滑車バネa(20a)の実測
値と設計値間の誤差伸び量を算出する。そして、この値
を上述の制御区間の時間で除算することにより、速度量
に変換する。そして最後に、この値を2倍する。これ
は、滑車バネa(2a)の伸び(高さ)を補正する場
合、巻取りドラムでその伸び(高さ)の2倍巻き取るこ
とでその伸び(高さ)を補正できるためである。
More specifically, the weight of the single crystal (GW [n]) detected at a certain point in time by the load cell 7 is applied to the load sharing tension value information (see FIG. 7) to obtain a grip on the design value. Find the load tension of the wire. Then, this value is doubled and converted into the amount of change in tension of the pulley spring a (20a), and this value is converted into the elastic coefficient (ks) of the pulley spring a (20a).
By multiplying by a), the amount of elongation of the pulley spring a (20a) at the design value is predicted. Then, this value is converted to the pulley spring a (20) measured by the linear sensor a (21a).
Actual elongation of a) (LSa [n] -LSa [0])
From the actual value of the pulley spring a (20a) at the present time and the designed value to calculate the error elongation. Then, this value is converted into a speed amount by dividing the value by the time of the control section. And finally, this value is doubled. This is because, when correcting the elongation (height) of the pulley spring a (2a), the elongation (height) can be corrected by taking up twice the elongation (height) with the winding drum.

【0079】なお、この算出方法を具体的に演算式を用
いて説明する。
The calculation method will be specifically described using an arithmetic expression.

【0080】上記操作量(HLaCsd)を算出する場
合、以下に示す演算式 (ここで、HLaCsd:接点nでの外乱による把持ワ
イヤーa(2a)の巻取り誤差を修正する操作量、LS
a[n]:接点nでの実測上の滑車バネa(20a)の
長さ、LSa[0]:接点0での実測上の滑車バネa
(20a)の長さ、THP(GW[n]):接点nの単
結晶(11)の成長重量による設計値上の把持ワイヤー
の張力値、、ksa:滑車バネa(20a)の弾性係
数、(デルタ)t[i−1]:区間i−1内の時間)を
実行することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLaCsd), the following equation is used: (Here, HLaCsd: an operation amount for correcting a winding error of the gripping wire a (2a) due to a disturbance at the contact point n, LS
a [n]: length of the measured pulley spring a (20a) at the contact n, LSa [0]: measured pulley spring a at the contact 0
(20a) length, THP (GW [n]): tension value of gripping wire on design value based on growth weight of single crystal (11) at contact point n, ksa: elastic modulus of pulley spring a (20a), (Delta) t [i-1]: time in section i-1).

【0081】また、滑車バネb伸び誤差補正部204
は、ロードセル(7)により検出された単結晶の成長重
量(GW[n])と、設計値記憶部205に予め記憶さ
れる単結晶の成長重量に応じた把持ワイヤーの負荷分担
張力値との関係を示す負荷分担張力値情報(図7参照)
と、滑車バネb(20b)の弾性係数(ksb)と、リ
ニアセンサーb(21b)により測定された滑車バネb
(20b)の実測伸び長(LSb[n]−LSb
[0])とを用いて、現時点での滑車バネb(2b)の
実測上の伸び量と設計値上の伸び量との誤差伸び量を求
め、この求められた誤差伸び量から把持ワイヤーb(2
b)の巻取り速度(すなわち、上記GR[n])を操作
する操作量(HLbCsd)を算出する。なお、この操
作量の意味は、各外乱要因に起因する把持ワイヤーb
(2b)の負荷張力の誤差を負帰還制御するためのもの
である。
The pulley spring b extension error correction unit 204
Is the growth weight (GW [n]) of the single crystal detected by the load cell (7) and the load sharing tension value of the gripping wire according to the single crystal growth weight stored in the design value storage unit 205 in advance. Load sharing tension value information indicating the relationship (see FIG. 7)
And the elastic modulus (ksb) of the pulley spring b (20b) and the pulley spring b measured by the linear sensor b (21b)
(20b) measured elongation length (LSb [n] -LSb
[0]), the error elongation between the actual measured elongation and the designed elongation of the pulley spring b (2b) at this time is obtained, and the gripping wire b is obtained from the obtained error elongation. (2
An operation amount (HLbCsd) for operating the winding speed of b) (that is, the above GR [n]) is calculated. The meaning of this operation amount is the gripping wire b caused by each disturbance factor.
This is for performing negative feedback control on the error of the load tension of (2b).

【0082】具体的には、ロードセル7により検出され
たある時点での単結晶の結晶重量(GW[n])を上記
負荷分担張力値情報(図7参照)にあてはめて、設計値
上の把持ワイヤーの負荷張力を求める。そして、この値
を2倍して滑車バネb(20b)の張力変化量に変換
し、この値に滑車バネb(20b)の弾性係数(ks
b)を乗算することにより滑車バネb(20b)の設計
値上の伸び量を予測する。そして、この値をリニアセン
サーb(21b)により測定された滑車バネb(20
b)の実測上の伸び量(LSb[n]−LSb[0])
から減算して、現時点での滑車バネb(20b)の実測
値と設計値間の誤差伸び量を算出する。そして、この値
を上述の制御区間の時間で除算することにより、速度量
に変換する。そして最後に、この値を2倍する。これ
は、滑車バネb(2b)の伸び(高さ)を補正する場
合、巻取りドラムでその伸び(高さ)の2倍巻き取るこ
とでその伸び(高さ)を補正できるためである。
More specifically, the crystal weight (GW [n]) of the single crystal at a certain point in time detected by the load cell 7 is applied to the load sharing tension value information (see FIG. 7) to obtain a grip on the design value. Find the load tension of the wire. Then, this value is doubled and converted into the amount of change in the tension of the pulley spring b (20b), and the elastic coefficient (ks) of the pulley spring b (20b) is converted into this value.
By multiplying by b), the amount of elongation of the pulley spring b (20b) at the design value is predicted. Then, this value is used as the pulley spring b (20) measured by the linear sensor b (21b).
b) Actual elongation of b) (LSb [n] -LSb [0])
From the actual value of the pulley spring b (20b) at the present time and the designed value to calculate the error elongation. Then, this value is converted into a speed amount by dividing the value by the time of the control section. And finally, this value is doubled. This is because, when correcting the elongation (height) of the pulley spring b (2b), the elongation (height) can be corrected by taking up twice the elongation (height) with the winding drum.

【0083】なお、この算出方法を具体的に演算式を用
いて説明する。
The calculation method will be specifically described using an arithmetic expression.

【0084】上記操作量(HLbCsd)を算出する場
合、以下に示す演算式 (ここで、HLbCsd:接点nでの外乱による把持ワ
イヤーb(2b)の巻取り誤差を修正する操作量、LS
b[n]:接点nでの実測上の滑車バネb(20b)の
長さ、LSb[0]:接点0での実測上の滑車バネb
(20b)の長さ、THP(GW[n]):接点nの単
結晶(11)の成長重量による設計値上の把持ワイヤー
の張力値、ksb:滑車バネb(20b)の弾性係数、
(デルタ)t[i−1]:区間i−1内の時間)を実行
することにより算出される。
When calculating the manipulated variable (HLbCsd), the following equation is used: (Here, HLbCsd: an operation amount for correcting a winding error of the gripping wire b (2b) due to a disturbance at the contact point n, LS
b [n]: length of the measured pulley spring b (20b) at the contact n, LSb [0]: measured pulley spring b at the contact 0
(20b) length, THP (GW [n]): tension value of gripping wire on design value by growth weight of single crystal (11) at contact point n, ksb: elastic modulus of pulley spring b (20b),
(Delta) t [i-1]: time in section i-1).

【0085】なお、設計値記憶部205には、上記演算
式で用いるrd、rw、φ、WIL、ksa、ksb等
のデータが記憶されている。
Note that the design value storage unit 205 stores data such as rd, rw, φ, WIL, ksa, and ksb used in the above arithmetic expressions.

【0086】このように、上記処理を行うことにより、
主ワイヤー(1)の巻取り速度の操作量は、以下のよう
な関係式 で定義される。そして、このSLが主ワイヤー(1)の
巻取り速度設定信号となり、主ワイヤー巻取り駆動機構
4に出力される。これにより、主ワイヤー巻取り駆動機
構4では、このSLに基づき主ワイヤー巻取りドラム3
の回転速度を調整する。
As described above, by performing the above processing,
The operation amount of the winding speed of the main wire (1) is expressed by the following relational expression. Is defined by Then, this SL becomes a winding speed setting signal for the main wire (1) and is output to the main wire winding driving mechanism 4. As a result, the main wire winding drive mechanism 4 uses the main wire winding drum 3 based on the SL.
Adjust the rotation speed of the.

【0087】また、把持ワイヤーa(2a)の巻取り速
度の操作量は、以下のような関係式 で定義される。そして、このHLaが把持ワイヤーa
(2a)の巻取り速度設定信号となり、把持ワイヤーa
巻取り駆動機構6aに出力される。これにより、把持ワ
イヤーa巻取り駆動機構6aでは、このHLaに基づき
把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)の回転速度を調整
する。
The operation amount of the winding speed of the gripping wire a (2a) is expressed by the following relational expression. Is defined by And this HLa is the gripping wire a
It becomes the winding speed setting signal of (2a), and the gripping wire a
It is output to the winding drive mechanism 6a. Thus, the gripping wire a winding drive mechanism 6a adjusts the rotation speed of the gripping wire winding drum a (5a) based on the HLa.

【0088】また、把持ワイヤーb(2b)の巻取り速
度の操作量は、以下のような関係式 で定義される。そして、このHLbが把持ワイヤーb
(2b)の巻取り速度設定信号となり、把持ワイヤーb
巻取り駆動機構6bに出力される。これにより、把持ワ
イヤーb巻取り駆動機構6bでは、このHLbに基づき
把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)の回転速度を調整
する。
The operation amount of the winding speed of the gripping wire b (2b) is expressed by the following relational expression. Is defined by And this HLb is the gripping wire b
It becomes the winding speed setting signal of (2b), and the gripping wire b
It is output to the winding drive mechanism 6b. Thus, the gripping wire b winding drive mechanism 6b adjusts the rotation speed of the gripping wire winding drum b (5b) based on the HLb.

【0089】なお、上記滑車バネa伸び誤差補正部20
3と滑車バネb伸び誤差補正部204から算出された操
作量(HLaCsd)と操作量(HLbCsd)が減算
される、即ち操作量に負の符号の付く理由について図2
を用いて説明する。図2に示すように、把持ワイヤーの
巻取り誤差が生じた場合、例えば、巻きすぎ時には、吸
収作用により滑車バネが伸びて、滑車の位置が低くな
る。つまり、巻取り制御上この誤差分を修正するには、
逆向きの巻取り、つまり把持ワイヤーを送り出す動作、
即ち把持ワイヤーの巻取り速度を下げる動作を行わなけ
ればならない。また、巻き不足時には、吸収作用により
滑車バネが縮み、滑車の位置が高くなる。このため、巻
取り制御上この誤差分を修正するには、順向きの巻取
り、つまり把持ワイヤーをより多く巻き取る動作、即ち
把持ワイヤーの巻取り速度を上げる動作を行わなければ
ならない。従って、この制御を実現するには、実測上の
伸び量から設計値上の伸び量を引いて求められる操作量
を、把持ワイヤーの巻き取り速度に減算する、即ち操作
量に負の符号の付く必要がある。
The pulley spring a extension error correction unit 20
2 is subtracted from the operation amount (HLaCsd) and the operation amount (HLbCsd) calculated by the pulley spring b extension error correction unit 204, that is, the reason why the operation amount has a negative sign is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when a winding error of the gripping wire occurs, for example, when the wire is overwound, the pulley spring expands due to the absorbing action, and the position of the pulley decreases. In other words, to correct this error in winding control,
Reverse winding, that is, the operation of sending out the gripping wire,
That is, an operation of reducing the winding speed of the gripping wire must be performed. When the winding is insufficient, the pulley spring contracts due to the absorbing action, and the position of the pulley is raised. Therefore, in order to correct the error in the winding control, it is necessary to perform a forward winding, that is, an operation of winding more gripping wires, that is, an operation of increasing the winding speed of the gripping wires. Therefore, in order to realize this control, the operation amount obtained by subtracting the expansion amount on the design value from the actual expansion amount is subtracted from the winding speed of the gripping wire, that is, the operation amount has a negative sign. There is a need.

【0090】以上説明した把持ワイヤーの巻取り制御を
行うことで、単結晶(11)の成長重量に伴なう滑車バ
ネa、b(20a、20b)の伸びを補正しつつ、予期
せぬ外乱による巻取り誤差を修正しながら単結晶を引き
上げることができる。つまり、図1に示した滑車バネ
a、b(20a、20b)を設けたことによる不具合を
解消するとともに、各負の要因によって発生する把持ワ
イヤーの引き上げ速度、つまり実結晶成長速度(GR)
からのずれを補正しながら把持ワイヤーを巻き取ること
ができるので、より精度の高い引き上げ制御を実現して
品質の良い単結晶を製造することができる。
By controlling the winding of the gripping wire described above, unexpected disturbances are corrected while correcting the elongation of the pulley springs a and b (20a, 20b) accompanying the growth weight of the single crystal (11). The single crystal can be pulled up while correcting the winding error due to. That is, the problem caused by the provision of the pulley springs a and b (20a, 20b) shown in FIG. 1 is eliminated, and the pulling speed of the gripping wire generated by each negative factor, that is, the actual crystal growth speed (GR)
Since the gripping wire can be wound up while correcting the deviation from the above, a more accurate pulling control can be realized and a high-quality single crystal can be manufactured.

【0091】本実施例では、ロードセル7と直径センサ
ー15の両センサーを使っているが、直径センサー信号
に基づくSLC(FB)[n]の代わりにロードセル信
号に基づくSLC(FB)[n]を演算し、光学センサ
ーを使わない構成も可能である。又ロードセル7によっ
て測定した結晶重量GW[n]の代わりに、単結晶の実
成長長さGL[n]と光学センサー信号に基づく直径値
GD[n]又は目標直径算出部195から得られる目標
直径を用いて結晶重量を算出し、ロードセルを使わない
構成も可能である。
In this embodiment, both the load cell 7 and the diameter sensor 15 are used. Instead of the SLC (FB) [n] based on the diameter sensor signal, the SLC (FB) [n] based on the load cell signal is replaced with the SLC (FB) [n] based on the load cell signal. It is also possible to use a configuration that performs calculations and does not use an optical sensor. Instead of the crystal weight GW [n] measured by the load cell 7, the actual growth length GL [n] of the single crystal and the diameter value GD [n] based on the optical sensor signal or the target diameter obtained from the target diameter calculator 195. It is also possible to calculate the crystal weight by using, and to use a configuration without using a load cell.

【0092】また、上記単結晶製造装置において、液位
移動制御を行う場合は、次に示す演算式 (ここで、Vmp:結晶長La−Lbにおける液位移動
の為のルツボ速度の操作量、MPb−MPa:結晶長L
aからLbの間に液位の高さをMPaからMPbに変え
る引き上げ条件、Tab(t):結晶長をLaからLb
に成長させるのに要する時間) を実行することによ
り、液位移動の為のルツボ速度の操作量Vmpを算出す
る。
In the above-described single crystal manufacturing apparatus, when the liquid level movement control is performed, the following equation is used. (Where, Vmp: manipulated variable of crucible speed for liquid level movement at crystal length La-Lb, MPb-MPa: crystal length L
A pull-up condition for changing the liquid level from MPa to MPb between a and Lb, Tab (t): changing the crystal length from La to Lb
(The time required to grow the liquid), the operation amount Vmp of the crucible speed for the liquid level movement is calculated.

【0093】そして、この算出された操作量を、上述の
関係式(22)で定義される主ワイヤーの巻取り速度の
操作量と、上述の関係式(23)で定義される把持ワイ
ヤーa(2a)の巻取り速度の操作量および上述の関係
式(24)で定義される把持ワイヤーb(2b)の巻取
り速度の操作量に加算する。なお、この時、本発明とは
直接関係しないルツボの押し上げ速度の操作量にも上記
算出された操作量を加算する。
Then, the calculated amount of operation is divided into the amount of operation of the winding speed of the main wire defined by the above-mentioned relational expression (22) and the gripping wire a ( The operation amount of the winding speed of 2a) and the operation amount of the winding speed of the gripping wire b (2b) defined by the above-mentioned relational expression (24) are added. At this time, the calculated operation amount is also added to the operation amount of the crucible lifting speed which is not directly related to the present invention.

【0094】これにより、液位移動制御を考慮した巻取
り制御を実行できる。
Thus, the winding control in consideration of the liquid level movement control can be executed.

【0095】また、図7乃至図9は、図6に示した設定
値記憶部205内に記憶される各種設計値情報をグラフ
化したものである。なお、この実施例では、図1に示す
ルツボ14内に多結晶のシリコン溶融液が500kgチ
ャージされ、最大450kgの単結晶を引き上げること
が可能であり、把持ワイヤーが2本ある場合の単結晶製
造装置の設計値情報を示している。
FIGS. 7 to 9 are graphs of various design value information stored in the set value storage unit 205 shown in FIG. In this embodiment, 500 kg of the polycrystalline silicon melt is charged into the crucible 14 shown in FIG. 1, and it is possible to pull up a maximum of 450 kg of a single crystal, and to manufacture a single crystal when there are two gripping wires. This shows the design value information of the device.

【0096】図7は、単結晶の成長重量GWに応じた主
ワイヤー(1)と把持ワイヤーa、b(2a、2b)の
負荷張力値の割合を示す特性グラフである。この場合、
結晶成長重量(GW)が100kgに達するまで主ワイ
ヤーで支持し、100kgに達した時点で把持具(1
3)を下降させている。そして、上記把持具(13)で
図1に示す単結晶(11)のクビレ部分(11a)を把
持した後、例えば、第1のプロット点では、主ワイヤー
(1)側に負荷張力20kgが、把持ワイヤーa、b
(2a、2b)側にそれそれ負荷張力40kgがかか
り、以下この割合で増加するようになっている。
FIG. 7 is a characteristic graph showing the ratio of the load tension value of the main wire (1) and the holding wires a, b (2a, 2b) according to the growth weight GW of the single crystal. in this case,
The main wire was supported until the crystal growth weight (GW) reached 100 kg.
3) is lowered. Then, after gripping the cracked portion (11a) of the single crystal (11) shown in FIG. 1 with the gripping tool (13), for example, at the first plot point, a load tension of 20 kg is applied to the main wire (1) side, Gripping wires a, b
A load tension of 40 kg is applied to each of the (2a, 2b) sides, and increases at this rate in the following.

【0097】図8は、設計値上の滑車バネa、b(20
a、20b)にかかる負荷張力値と結晶重量(GW)と
の特性を示す特性グラフである。なお、同図からわかる
ように、滑車バネa、b(20a、20b)にかかる負
荷張力値は、把持ワイヤーa、b(2a、2b)にかか
る負荷張力の2倍の値になっている。
FIG. 8 shows pulley springs a and b (20
a, 20b) is a characteristic graph showing characteristics of a load tension value and a crystal weight (GW) according to 20b). As can be seen from the figure, the load tension value applied to the pulley springs a, b (20a, 20b) is twice as large as the load tension applied to the gripping wires a, b (2a, 2b).

【0098】図9は、設計値上の滑車バネa、b(20
a、20b)の伸び値と滑車バネ張力値との特性を示す
特性グラフであり、すなわち、滑車バネa、b(20
a、20b)の弾性係数(バネ定数[mm/kg])の
特性を示している。なお、この値は、使用する各滑車バ
ネ毎に用意するのが望ましい。
FIG. 9 shows pulley springs a and b (20
a, 20b) is a characteristic graph showing characteristics of an elongation value and a pulley spring tension value, that is, pulley springs a, b (20).
a, 20b) of the elastic coefficient (spring constant [mm / kg]). It is desirable that this value be prepared for each pulley spring to be used.

【0099】図10は、上記図7乃至図9のある任意の
プロット点におけるデータを数値化したものである。
FIG. 10 is a numerical representation of data at an arbitrary plot point in FIGS. 7 to 9.

【0100】次に、上記図1に示した単結晶製造装置の
他の変形例として、主軸にソリドシャフトによる引上げ
機構を採用した場合について説明する。
Next, as another modification of the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1, a case in which a pulling mechanism using a solid shaft is adopted as a main shaft will be described.

【0101】図11は、主軸にソリドシャフトによる引
上げ機構を採用した場合の単結晶製造装置の要部の概略
構成を示す図であり、図1に示す構成部分と同一の部分
については同一の符号を用いて説明する。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a single crystal manufacturing apparatus in a case where a pulling mechanism using a solid shaft is adopted as a main shaft. The same reference numerals are used for the same components as those shown in FIG. This will be described with reference to FIG.

【0102】図11に示すように、この単結晶製造装置
では、種結晶(10)に接続されたシャフト(31)を
保持するシャフト保持部(32)に、把持ワイヤー巻取
りドラムa、b(5a、5b)および把持ワイヤー巻取
り駆動機構a、b(6a、6b)が一体化されて保持さ
れている。
As shown in FIG. 11, in this single crystal manufacturing apparatus, the holding wire winding drums a and b (FIG. 11) are mounted on the shaft holding portion (32) for holding the shaft (31) connected to the seed crystal (10). 5a, 5b) and the gripping wire winding drive mechanisms a, b (6a, 6b) are integrally held.

【0103】このように主軸がソリッドシャフトの構成
では、上述した主ワイヤー(1)の巻取り速度SLが、
シャフト引き上げ速度に変更され、以下のような関係式 で定義される。そして、このSLがシャフト引き上げ速
度の設定信号となり、シャフト引き上げ部に出力され
る。これにより、シャフト引き上げ部では、このSLに
基づきシャフトの引き上げ速度を調整する。
In the configuration in which the main shaft is a solid shaft, the winding speed SL of the main wire (1) is
Changed to the shaft lifting speed, the following relational expression Is defined by Then, this SL becomes a setting signal of the shaft lifting speed and is output to the shaft lifting portion. As a result, the shaft lifting section adjusts the shaft lifting speed based on the SL.

【0104】また、把持ワイヤーa(2a)の巻取り速
度は、以下のような関係式 で定義される。そして、このHLaが把持ワイヤーa
(2a)の巻取り速度設定信号となり、把持ワイヤーa
巻取り駆動機構6aに出力される。これにより、把持ワ
イヤーa巻取り駆動機構6aでは、このHLaに基づき
把持ワイヤー巻取りドラムa(5a)の回転速度を調整
する。
The winding speed of the gripping wire a (2a) is expressed by the following relational expression. Is defined by And this HLa is the gripping wire a
It becomes the winding speed setting signal of (2a), and the gripping wire a
It is output to the winding drive mechanism 6a. Thus, the gripping wire a winding drive mechanism 6a adjusts the rotation speed of the gripping wire winding drum a (5a) based on the HLa.

【0105】また、把持ワイヤーb(2b)の巻取り速
度は、以下のような関係式となる で定義される。そして、このHLbが把持ワイヤーb
(2b)の巻取り速度設定信号となり、把持ワイヤーb
巻取り駆動機構6bに出力される。これにより、把持ワ
イヤーb巻取り駆動機構6bでは、このHLbに基づき
把持ワイヤー巻取りドラムb(5b)の回転速度を調整
する。
The winding speed of the gripping wire b (2b) is expressed by the following relational expression. Is defined by And this HLb is the gripping wire b
It becomes the winding speed setting signal of (2b), and the gripping wire b
It is output to the winding drive mechanism 6b. Thus, the gripping wire b winding drive mechanism 6b adjusts the rotation speed of the gripping wire winding drum b (5b) based on the HLb.

【0106】つまり、この構成では、主軸のソリッドシ
ャフト(31)を保持するシャフト保持部(32)に、
把持ワイヤー巻取りドラムa、b(5a、5b)および
把持ワイヤー巻取り駆動機構a、b(6a、6b)が一
体化されて保持されているため、主軸のソリッドシャフ
トを引き上げる速度の操作量にGR[n]およびSLC
(FB)[n]があることから、把持ワイヤーの巻取り
速度の操作量には、上記GR[n]および上記SLC
(FB)[n]が必要なくなる。また、この場合におい
ても、液位移動制御を行う場合、主軸にVmpを加算す
れば、把持側の巻取り速度の操作量には必要なくなる。
また、言うまでも無く、主軸がソリッドシャフトなので
主軸の引き上げ速度の操作量には、ワイヤーの伸び補正
の操作量はいらなくなる。
That is, in this configuration, the shaft holding portion (32) for holding the solid shaft (31) of the main shaft is
Since the gripping wire winding drums a and b (5a and 5b) and the gripping wire winding drive mechanisms a and b (6a and 6b) are integrated and held, the operation amount of the speed at which the solid shaft of the main shaft is pulled up is reduced. GR [n] and SLC
(FB) [n], the manipulated variables for the winding speed of the gripping wire include the GR [n] and the SLC
(FB) [n] becomes unnecessary. Also in this case, when the liquid level movement control is performed, if Vmp is added to the main shaft, the operation amount of the winding speed on the grip side becomes unnecessary.
Needless to say, since the main shaft is a solid shaft, the operation amount of the pulling speed of the main shaft does not require the operation amount of the wire elongation correction.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
把持具を吊るす把持ワイヤーを引き上げ方向に支持する
弾性部材を具備するようにしたため、把持ワイヤーの巻
取り誤差が生じた場合でも、上記弾性部材の吸収作用に
より把持具が傾くのを抑え且つ把持ワイヤーの負担する
負荷張力が種結晶部分に移動するのを抑えることができ
るので、結晶成長軸を一定にして単結晶を引き上げ可能
とし、より品質の良い単結晶を製造することができると
ともに、負荷張力の移動による種結晶部分の破断を防
ぎ、単結晶の損失および単結晶の落下により装置損害を
未然に防止することができる。
As described above, according to the present invention,
An elastic member is provided for supporting the gripping wire for suspending the gripping tool in the lifting direction. Therefore, even when a winding error of the gripping wire occurs, the gripping tool is prevented from tilting due to the absorbing action of the elastic member, and the gripping wire is prevented. Can be suppressed from moving to the seed crystal portion, thereby making it possible to pull up the single crystal while keeping the crystal growth axis constant. Of the seed crystal portion caused by the movement of the single crystal can be prevented, and damage to the apparatus due to loss of the single crystal and falling of the single crystal can be prevented.

【0108】また、本発明によれば、把持具を吊るす各
把持ワイヤーを引き上げ方向に支持する弾性部材と、こ
の弾性部材の伸びを検出する弾性部材伸び検出手段と、
単結晶の成長重量を検出する成長重量検出手段と、主ワ
イヤーの巻き取り速度を前記単結晶の成長速度の操作量
を用いて制御するとともに、前記各把持ワイヤーの巻き
取り速度を前記単結晶の成長速度および前記各把持ワイ
ヤーの張力を予め設定された前記単結晶の負荷分担張力
値に合せ込む速度の操作量を用いて制御する制御手段と
を具備するようにしたため、従来の把持ワイヤーの張力
制御に比べ、張力制御に必要な部分を最少にして、より
安定した単結晶の引き上げ制御を可能とするとともに、
弾性部材を設けたことによる不具合を解消するととも
に、各負の要因によって発生する把持ワイヤーの引き上
げ速度、つまり実結晶成長速度(GR)からのずれを補
正しながら把持ワイヤーを巻き取ることができるので、
より精度の高い引き上げ制御を実現して品質の良い単結
晶を製造することができる。
Further, according to the present invention, an elastic member for supporting each gripping wire for suspending the gripping tool in the lifting direction, an elastic member elongation detecting means for detecting the elongation of the elastic member,
Growth weight detecting means for detecting the growth weight of the single crystal, and controlling the winding speed of the main wire using the manipulated variable of the growth speed of the single crystal, and controlling the winding speed of each gripping wire to the single crystal. Control means for controlling the growth rate and the tension of each gripping wire using an operation amount of a speed that is adjusted to a preset load-sharing tension value of the single crystal. Compared with the control, the part necessary for tension control is minimized, and more stable single crystal pulling control is possible,
Since the problem caused by the provision of the elastic member can be eliminated, and the gripping wire can be wound up while correcting the lifting speed of the gripping wire caused by each negative factor, that is, the deviation from the actual crystal growth speed (GR). ,
Higher-precision pulling control can be realized to produce a high-quality single crystal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係わる単結晶製造装置
の概略構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態に係わる単結晶製造装置
における把持ワイヤーが正常に巻取られている状態と、
巻取り誤差が生じた場合の状態を示す概念図。
FIG. 2 shows a state in which a gripping wire is normally wound in a single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a state in which a winding error has occurred.

【図3】演算タイミングの基準となる接点と区間との関
係を示す概念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a contact point and a section serving as a reference for calculation timing.

【図4】図1に示す把持ワイヤー巻取り駆動機構6a、
6bの全体構成を示す図。
4 shows a gripping wire winding drive mechanism 6a shown in FIG.
The figure which shows the whole structure of 6b.

【図5】ドラム回転角度θの概念を示す概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a concept of a drum rotation angle θ.

【図6】本実施の形態に係る図1に示す制御装置19の
詳細な構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a control device 19 shown in FIG. 1 according to the present embodiment.

【図7】単結晶の成長重量GWに応じた主ワイヤー
(1)と把持ワイヤーa、b(2a、2b)の負荷張力
値の割合を示す特性グラフ。
FIG. 7 is a characteristic graph showing a ratio of a load tension value of a main wire (1) and gripping wires a, b (2a, 2b) according to a growth weight GW of a single crystal.

【図8】設計値上の滑車バネa、b(20a、20b)
にかかる負荷張力値と結晶重量(GW)との特性を示す
特性グラフ。
FIG. 8 shows pulley springs a and b (20a and 20b) on design values.
Is a characteristic graph showing characteristics of a load tension value and a crystal weight (GW) according to the present invention.

【図9】設計値上の滑車バネa、b(20a、20b)
の伸び値と滑車バネ張力値との特性を示す特性グラフ。
FIG. 9 shows pulley springs a and b (20a and 20b) on design values.
5 is a characteristic graph showing characteristics of an elongation value and a pulley spring tension value.

【図10】図7乃至図9に示す特性グラフ上の所定の点
における各種設計値情報を表に示した表図。
FIG. 10 is a table showing various kinds of design value information at predetermined points on the characteristic graphs shown in FIGS. 7 to 9;

【図11】主軸にソリドシャフトによる引上げ機構を採
用した場合の単結晶製造装置の要部の概略構成を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a single crystal manufacturing apparatus when a pulling mechanism using a solid shaft is adopted as a main shaft.

【図12】従来装置における把持ワイヤーが正常に巻取
られている状態と、巻取り誤差が生じた場合の状態を示
す概念図。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a state in which the gripping wire in the conventional device is normally wound, and a state in which a winding error occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…主ワイヤー 2a…把持ワイヤーa 2b…把持ワイヤーb 3…主ワイヤー巻取りドラム 4…主ワイヤー巻取り駆動機構 5a…把持ワイヤー巻取りドラムa 5b…把持ワイヤー巻取りドラムb 6a…把持ワイヤー巻取り駆動機構a 6b…把持ワイヤー巻取り駆動機構b 61…モーター 62…ギア 63…ロータリーエンコーダ 64…モーターアンプ 65…パルスカウンタ 7…ロードセル 8a…滑車a 8b…滑車b 9…種結晶保持部 10…種結晶 11…単結晶 11a…クビレ部分 12…多結晶シリコン溶融液 13…把持具 14…ルツボ 15…直径センサー 16…実測直径算出部 17…液位センサー 18…液位変化量算出部 19…制御装置 191…主ワイヤー巻取り長さ算出部 192…TS[n]算出部 193…主ワイヤー伸び補正部 194…GR[n]算出部 195…目標直径算出部 196…直径制御操作量算出部(PID) 197…THa[n]算出部 198…把持ワイヤーa伸び補正部 199…THb[n]算出部 200…把持ワイヤーb伸び補正部 201…滑車バネa伸び補正部 202…滑車バネb伸び補正部 203…滑車バネa伸び誤差補正部 204…滑車バネb伸び誤差補正部 205…設計値記憶部 206…Vmp算出部 20a…滑車バネa 20b…滑車バネb 21a…リニアセンサーa 21b…リニアセンサーb 31…ソリッドシャフト 32…シャフト保持部 33…ロードセル 34…シャフト保持部引き上げ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main wire 2a ... Holding wire a 2b ... Holding wire b 3 ... Main wire winding drum 4 ... Main wire winding drive mechanism 5a ... Holding wire winding drum a 5b ... Holding wire winding drum b 6a ... Holding wire winding Take-up drive mechanism a 6b gripping wire take-up drive mechanism b 61 motor 62 gear 63 rotary encoder 64 motor amplifier 65 pulse counter 7 load cell 8a pulley a 8b pulley b 9 seed crystal holding unit 10 Seed crystal 11 ... Single crystal 11a ... Crack portion 12 ... Polycrystalline silicon melt 13 ... Gripping tool 14 ... Crucible 15 ... Diameter sensor 16 ... Measured diameter calculation unit 17 ... Liquid level sensor 18 ... Liquid level change amount calculation unit 19 ... Control Device 191: Main wire winding length calculation unit 192: TS [n] calculation unit 193: Main wire extension And correction section 194 GR [n] calculation section 195 target diameter calculation section 196 diameter control operation amount calculation section (PID) 197 THa [n] calculation section 198 gripping wire a elongation correction section 199 THb [n] Calculation unit 200: gripping wire b extension correction unit 201: pulley spring a extension correction unit 202: pulley spring b extension correction unit 203: pulley spring a extension error correction unit 204: pulley spring b extension error correction unit 205: design value storage unit 206 Vmp calculation unit 20a Pulley spring a 20b Pulley spring b 21a Linear sensor a 21b Linear sensor b 31 Solid shaft 32 Shaft holding unit 33 Load cell 34 Shaft holding unit pull-up unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 秀生 神奈川県平塚市四之宮2612 コマツ電子金 属株式会社内 (72)発明者 黒坂 昇栄 神奈川県平塚市四之宮2612 コマツ電子金 属株式会社内 Fターム(参考) 4G077 AA02 BA04 CF10 EG12 EG27 EH10 PG01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Kumagai 2612 Shinomiya, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture, Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. (Reference) 4G077 AA02 BA04 CF10 EG12 EG27 EH10 PG01

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶の上部にあるクビレ部分を把持す
る把持具と、該把持具に接続された少なくとも2本の把
持ワイヤーと、該各把持ワイヤーを巻き取るドラムとを
有する単結晶製造装置において、 前記把持具を吊るす把持ワイヤーを引き上げ方向に支持
する弾性部材を具備することを特徴とする単結晶製造装
置。
An apparatus for producing a single crystal, comprising: a gripper for gripping a crooked portion on an upper portion of a single crystal; at least two gripping wires connected to the gripper; and a drum for winding each gripping wire. The single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an elastic member that supports a holding wire that suspends the holding tool in a pulling direction.
【請求項2】 主ワイヤーに接続された種結晶を多結晶
溶融液に浸漬し、該主ワイヤーをドラムで巻き取って該
種結晶の下に単結晶を成長させるとともに、前記単結晶
の上部にあるクビレ部分を把持する把持具と、該把持具
に接続された少なくとも2本の把持ワイヤーと、該各把
持ワイヤーを巻き取るドラムとを有する単結晶製造装置
において、 前記把持具を吊るす各把持ワイヤーを引き上げ方向に支
持する弾性部材と、 前記弾性部材の伸びを検出する弾性部材伸び検出手段
と、 前記単結晶の成長重量を検出する成長重量検出手段と、 前記主ワイヤーの巻き取り速度を前記単結晶の成長速度
の操作量を用いて制御するとともに、前記各把持ワイヤ
ーの巻き取り速度を前記単結晶の成長速度および前記各
把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶の負荷
分担張力値に合せ込む速度の操作量を用いて制御する制
御手段とを具備することを特徴とする単結晶製造装置。
2. A seed crystal connected to a main wire is immersed in a polycrystal melt, and the main wire is wound by a drum to grow a single crystal under the seed crystal. In a single crystal manufacturing apparatus having a gripper for gripping a certain crack portion, at least two gripping wires connected to the gripper, and a drum for winding each gripping wire, each gripping wire for hanging the gripping tool An elastic member that supports the elastic member in the pulling direction; an elastic member elongation detecting unit that detects the elongation of the elastic member; a growing weight detecting unit that detects the growing weight of the single crystal; While controlling using the manipulated variable of the crystal growth speed, the winding speed of each gripping wire was set in advance for the growth speed of the single crystal and the tension of each gripping wire. Serial single crystal manufacturing apparatus characterized by comprising a control means for controlling by using the operation amount of the speed is intended to adjust the load sharing tension value of a single crystal.
【請求項3】 前記制御手段は、 前記各把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶
の負荷分担張力値に合せ込む速度の操作量として、前記
各把持ワイヤーの張力の設計値に相当する張力を前記弾
性部材に与えるための速度の操作量を用いることを特徴
とする請求項2記載の単結晶製造装置。
3. The control means corresponds to a design value of the tension of each gripping wire as an operation amount of a speed for adjusting the tension of each gripping wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. 3. The single crystal manufacturing apparatus according to claim 2, wherein an operation amount of a speed for applying a tension to the elastic member is used.
【請求項4】 前記単結晶の成長長さと該成長長さに応
じた前記単結晶の成長速度との関係を設定した値を予め
記憶する第1の記憶手段と、 前記単結晶の成長長さを検出する成長長さ検出手段と、 前記成長長さ検出手段により検出された成長長さを前記
第1の記憶手段が記憶した関係にあてはめて、前記単結
晶の成長速度を決定する成長速度決定手段と、 前記単結晶の成長重量と該成長重量に応じた前記把持ワ
イヤーの負荷分担張力値との関係を設定した値を予め記
憶する第2の記憶手段とを更に具備し、 前記制御手段は、 前記把持ワイヤー張力の設計値に相当する張力を前記弾
性部材に与えるための速度の操作量を算出するに際し
て、 前記把持ワイヤー巻取り速度の制御区間を設定する設定
手段と、 前記成長重量検出手段が検出した重量の該制御区間にお
ける変化量を前記第2の記憶手段が記憶した関係にあて
はめて、当該把持ワイヤーの設計値上の負荷分担張力の
変化量を求め、該求めた負荷分担張力値変化量と当該把
持ワイヤーの弾性係数とを用いて前記弾性部材の設計値
上の伸び変化量を算出する設計伸び変化量算出手段と、 該算出した設計値上の伸び変化量を前記制御区間の時間
を用いて速度量に変換して前記成長速度決定手段により
決定された単結晶の成長速度を操作する操作量を算出す
る操作量算出手段とを有することを特徴とする請求項3
記載の単結晶製造装置。
4. A first storage means for storing in advance a value which sets a relationship between a growth length of the single crystal and a growth rate of the single crystal according to the growth length, and a growth length of the single crystal. And a growth rate determining unit that determines a growth rate of the single crystal by applying the growth length detected by the growth length detecting unit to the relationship stored in the first storage unit. Means, and a second storage means for storing in advance a value that sets a relationship between a growth weight of the single crystal and a load sharing tension value of the gripping wire according to the growth weight, wherein the control means Setting means for setting a control section of the gripping wire winding speed when calculating an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of the gripping wire tension to the elastic member; and a growth weight detecting means. Weight detected The amount of change in the control section is applied to the relationship stored by the second storage means to determine the amount of change in the load-sharing tension on the design value of the gripping wire. A design elongation change amount calculating means for calculating an elongation change amount on a design value of the elastic member using an elastic coefficient of a gripping wire; and using the calculated elongation change amount on the design value, using a time of the control section. 4. An operation amount calculating means for calculating an operation amount for converting the single crystal growth rate determined by the growth rate determining means into a speed amount.
The single crystal manufacturing apparatus according to the above.
【請求項5】 前記制御手段は、 前記把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶の
負荷分担張力値に合せ込む速度の操作量として、前記把
持ワイヤーの実測張力値と設計張力値を比較して前記実
測張力値を前記設計張力値に合せ込む負帰還量を与える
速度の操作量を用いることを特徴とする請求項2記載の
単結晶製造装置。
5. The control means compares the measured tension value of the gripping wire with a design tension value as an operation amount of a speed for adjusting the tension of the gripping wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. 3. The apparatus for producing a single crystal according to claim 2, wherein an operation amount of a speed for giving a negative feedback amount for adjusting the measured tension value to the design tension value is used.
【請求項6】 前記制御手段は、 前記把持ワイヤーの実測張力値と設計張力値を比較して
前記実測張力値を前記設計張力値に合せ込む負帰還量を
与える速度の操作量を算出するに際して、 前記成長重量検出手段が検出した重量を前記第2の記憶
手段が記憶した関係値にあてはめて、当該把持ワイヤー
の設計値上の負荷分担張力を求め、該求めた負荷分担張
力と当該弾性部材の弾性係数とを用いて前記弾性部材の
設計値上の伸びを算出する設計伸び算出手段と、 該算出した設計値上の伸びと前記弾性部材伸び検出手段
により検出された実測上の伸びとを比較し、現在の設計
値と実測値間の誤差伸びを算出する誤差伸び算出手段
と、 該算出した誤差伸びを前記制御区間の時間を用いて速度
量に変換して前記成長速度決定手段により決定された単
結晶の成長速度を操作する操作量を算出する操作量算出
手段とを有することを特徴とする請求項5記載の単結晶
製造装置。
6. The control means compares the measured tension value of the gripping wire with a design tension value to calculate an operation amount of a speed for giving a negative feedback amount that matches the measured tension value with the design tension value. By applying the weight detected by the growth weight detecting means to the relation value stored in the second storage means, a load sharing tension on a design value of the gripping wire is obtained, and the obtained load sharing tension and the elastic member are obtained. A design elongation calculating means for calculating elongation at a design value of the elastic member using the elastic coefficient of the elastic member; and estimating the calculated elongation at the design value and the measured elongation detected by the elastic member elongation detecting means. An error elongation calculating means for comparing and calculating an error elongation between a current design value and an actually measured value; and converting the calculated error elongation into a speed amount using the time of the control section and determining by the growth speed determining means. Simple Single crystal manufacturing apparatus according to claim 5, characterized in that it comprises a control input calculation means for calculating a manipulated variable to manipulate the growth rate of the crystal.
【請求項7】 種結晶に接続されたシャフトを保持する
シャフト保持部と、前記シャフトに接続された種結晶を
多結晶溶融液に浸漬し、該シャフトを引き上げて該種結
晶の下に単結晶を成長させるシャフト引き上げ部と、前
記単結晶の上部にあるクビレ部分を把持する把持具と、
該把持具に接続された少なくとも2本の把持ワイヤー
と、前記シャフトとともにシャフト保持部に保持され前
記各把持ワイヤーを巻き取るドラムとを有する単結晶製
造装置において、 前記把持具を吊るす各把持ワイヤーを引き上げ方向に支
持する弾性部材と、 前記弾性部材の伸びを検出する弾性部材伸び検出手段
と、 前記単結晶の成長重量を検出する成長重量検出手段と、 前記シャフトの引き上げ速度を前記単結晶の成長速度の
操作量を用いて制御するとともに、前記各把持ワイヤー
の巻き取り速度を前記各把持ワイヤーの張力を予め設定
された前記単結晶の負荷分担張力値に合せ込む速度の操
作量を用いて制御する制御手段とを具備することを特徴
とする単結晶製造装置。
7. A shaft holding part for holding a shaft connected to a seed crystal, and a seed crystal connected to the shaft is immersed in a polycrystal melt, and the shaft is pulled up to form a single crystal under the seed crystal. A shaft pulling part for growing a, a gripper for gripping a crack portion on the upper part of the single crystal,
In a single crystal manufacturing apparatus having at least two gripping wires connected to the gripping tool and a drum that is held by a shaft holding unit together with the shaft and winds each gripping wire, each gripping wire for hanging the gripping tool is provided. An elastic member supporting in the pulling direction; an elastic member elongation detecting means for detecting elongation of the elastic member; a growth weight detecting means for detecting a growth weight of the single crystal; While controlling using the operation amount of the speed, the winding speed of each of the holding wires is controlled using the operation amount of the speed for adjusting the tension of each of the holding wires to a preset load sharing tension value of the single crystal. A single crystal manufacturing apparatus, comprising:
【請求項8】 前記制御手段は、 前記把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶の
負荷分担張力値に合せ込む速度の操作量として、前記把
持ワイヤー張力の設計値に相当する張力を前記弾性部材
に与えるための速度の操作量を用いることを特徴とする
請求項7記載の単結晶製造装置。
8. The control means, as an operation amount of a speed for adjusting a tension of the holding wire to a preset load sharing tension value of the single crystal, a tension corresponding to a design value of the holding wire tension, 8. The single crystal manufacturing apparatus according to claim 7, wherein an operation amount of a speed applied to the elastic member is used.
【請求項9】 前記単結晶の成長長さと該成長長さに応
じた前記単結晶の成長速度との関係を設定した値を予め
記憶する第1の記憶手段と、 前記単結晶の成長長さを検出する成長長さ検出手段と、 前記成長長さ検出手段により検出された成長長さを前記
第1の記憶手段が記憶した関係にあてはめて、前記単結
晶の成長速度を決定する成長速度決定手段と、 前記単結晶の成長重量と該成長重量に応じた前記把持ワ
イヤーの負荷分担張力値との関係を設定した値を予め記
憶する第2の記憶手段とを更に具備し、 前記制御手段は、 前記把持ワイヤー張力の設計値に相当する張力を前記弾
性部材に与えるための速度の操作量を算出するに際し
て、 前記把持ワイヤー巻取り速度の制御区間を設定する設定
手段と、 前記成長重量検出手段が検出した重量の該制御区間にお
ける変化量を前記第2の記憶手段が記憶した関係にあて
はめて、当該把持ワイヤーの設計値上の負荷分担張力の
変化量を求め、該求めた負荷分担張力値変化量と当該把
持ワイヤーの弾性係数とを用いて前記弾性部材の設計値
上の伸び変化量を算出する設計伸び変化量算出手段と、 該算出した設計値上の伸び変化量を前記制御区間の時間
を用いて速度量に変換して前記把持ワイヤーの巻取り速
度の操作量を算出する操作量算出手段とを有することを
特徴とする請求項8記載の単結晶製造装置。
9. A first storage means for storing in advance a value which sets a relationship between a growth length of the single crystal and a growth rate of the single crystal according to the growth length, and a growth length of the single crystal. And a growth rate determining unit that determines a growth rate of the single crystal by applying the growth length detected by the growth length detecting unit to the relationship stored in the first storage unit. Means, and a second storage means for storing in advance a value that sets a relationship between a growth weight of the single crystal and a load sharing tension value of the gripping wire according to the growth weight, wherein the control means Setting means for setting a control section of the gripping wire winding speed when calculating an operation amount of a speed for applying a tension corresponding to a design value of the gripping wire tension to the elastic member; and a growth weight detecting means. Weight detected The amount of change in the control section is applied to the relationship stored in the second storage means to determine the amount of change in the load-sharing tension on the design value of the gripping wire. A design elongation change amount calculating means for calculating an elongation change amount on a design value of the elastic member using an elastic coefficient of a gripping wire; and using the calculated elongation change amount on the design value, using a time of the control section. The single crystal manufacturing apparatus according to claim 8, further comprising an operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount of the winding speed of the gripping wire by converting the operation amount into a speed amount.
【請求項10】 前記制御手段は、 前記把持ワイヤーの張力を予め設定された前記単結晶の
負荷分担張力値に合せ込む速度の操作量として、前記把
持ワイヤーの実測張力値と設計張力値を比較して前記実
測張力値を前記設計張力値に合せ込む負帰還量を与える
速度の操作量を用いることを特徴とする請求項7記載の
単結晶製造装置。
10. The control means compares an actually measured tension value of the gripping wire with a design tension value as an operation amount of a speed for adjusting the tension of the gripping wire to a preset load sharing tension value of the single crystal. 8. The single crystal manufacturing apparatus according to claim 7, wherein a manipulated variable of a speed for giving a negative feedback amount for adjusting the measured tension value to the design tension value is used.
【請求項11】 前記制御手段は、 前記把持ワイヤーの実測張力値と設計張力値を比較して
前記実測張力値を前記設計張力値に合せ込む負帰還量を
与える速度の操作量を算出するに際して、 前記成長重量検出手段が検出した重量を前記第2の記憶
手段が記憶した関係値にあてはめて、当該把持ワイヤー
の設計値上の負荷分担張力を求め、該求めた負荷分担張
力と当該弾性部材の弾性係数とを用いて前記弾性部材の
設計値上の伸びを算出する設計伸び算出手段と、 該算出した設計値上の伸びと前記弾性部材伸び検出手段
により検出された実測上の伸びとを比較し、現在の設計
値と実測値間の誤差伸びを算出する誤差伸び算出手段
と、 該算出した誤差伸びを前記制御区間の時間を用いて速度
量に変換して前記把持ワイヤーの巻取り速度の操作量を
算出する操作量算出手段とを有することを特徴とする請
求項10記載の単結晶製造装置。
11. The control means compares the measured tension value of the gripping wire with a design tension value to calculate an operation amount of a speed for giving a negative feedback amount that matches the measured tension value with the design tension value. By applying the weight detected by the growth weight detecting means to the relation value stored in the second storage means, a load sharing tension on a design value of the gripping wire is obtained, and the obtained load sharing tension and the elastic member are obtained. A design elongation calculating means for calculating elongation at a design value of the elastic member using the elastic coefficient of the elastic member; and estimating the calculated elongation at the design value and the measured elongation detected by the elastic member elongation detecting means. Error elongation calculating means for comparing and calculating the error elongation between the current design value and the actually measured value; and converting the calculated error elongation into a speed amount using the time of the control section to wind up the gripping wire. Manipulated variable Single crystal manufacturing apparatus according to claim 10, characterized in that it comprises a control input calculation means for calculating for.
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