ВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01B11/08 

1

Изобретение относится к области производства полупроводниковых материалов и может быть использовано, например, на установках для вытягивания монокристаллов из расплава по методу Чохральского, или на установках, осуществляющих зонную перекристаллизацию монокристаллов.

.Известно устройство для измерения диаметра монокристалла в процессе его выращивания, содержащее зрительную трубку с прицельным отверстием, равным диаметру самой трубки (не менее 30 мм), мерительное устройство с измерительной шкалой, жестко соединенное с трубкой, и установочное кольцо, также жестко соединенное с трубкой, .верительное устройство имеет ползуны, перемещающиеся при помощи микрометрического винта. На ползунках закреплены две шторки или проволочки, совмещаемые посредством винта с контуром монокристалла во время замера. Ползуны, перемещаясь по винту, СВОИМ упором воздействуют на плечо рычага стрелки. Последняя, отклоняясь, указывает на предварительно разградуированной щкале диаметр слитка.

Однако, известное устройство, закрепленное жестко на смотровом окне печи, увеличивает габариты последней, не обеспечивает полного обзора расплава в тигле во время плавки. Эти обстоятельства вынуждают плавильщика при каждом замере устанавливать и снимать .мерительное устройство, что созда ет неудобства в работе особенно при обслуживании нескольких печей одним плавильщи

ком.

Кро.ме того, прицельное отверстие зрительной трубки, имея большой диаметр, не позво ляет видеть изображения контура моиокри сталла контрастным и затрудняет точное сов

мещение проволочек (шторок) с кoнтypo монокристалла. Ошибка при совмещени проволочек (шторок) с контуром монокри сталла увеличивается рычажной системо мерительного устройства в зависимости О

соотношения рычагов стрелки. Наличие устройстве ползунов с 1аправляющими, мик рометрического винта и рычажной системь тоже усложняет конструкцию и его изготовле ние.

В связи с тем, что в процессе выращивани монокристалла по методу Чохральского фрон кристаллизации непрерывно меняет свое поло жение, опускаясь вниз, расстояние от зеркал расплава (фронта кристаллизации) до провс

лочек (шторок) устройства увеличиваете Это обстоятельство приводит к тому, что про екция контура монокристалла на плоскост размещения проволочек в процессе выращи вания уменьшается, в результате чего .моно

кристалл получается конусообразной форм

с увеличенным диаметром у основания, т. с. показания шкалы устройства постепенно в процессе вытягивания увеличивают погрешность замера слитка.

С целью упрош,ения и повышения точности измерения предложенное устройство снабжено кронштейном, на котором установлены трубка и шкала и который шарнирно соединен с установочным кольцом, а зрительная трубка выполнена с переменным сечением, прицельное отверстие которой имеет диаметр, возможно близкий к диаметру зрачка глаза. Кроме того, устрор1€тво снабжено держателем шкалы, установленным в кронштейне с возможностью продольного иеремеш,ения, а сам кронштейн снабжен пазом, через который проходит ось шарнира, и пальцем, перемеш;аемым по пазу пластины установочного кольца.

На фиг. 1 и 2 показано предложенное устройство, общий вид-и вид сверху.

Устройство содержит зрительную трубку / переменного сечения, иа одном конце которой со стороны прицельного отверстия насажен резиновый наглазт1ик 2 с установленным внутри него светофильтром 5, а второй конец зрительной трубки закреплен на кронштейне и имеет втулку 5, внутри которой закреплен посредством винта 6 с возможностью продольного перемещения держатель 7, на конце которого крепится винтом 8 специально проградуированная шкала 9, выполненная из прозрачного материала. Кронштейн 4 имеет паз, через который проходит ось шарнира 10 и палец 11, обладающий возможностью передвигаться по пазу пластины 12, л естко соединенной с установочным кольцом 13, выполненным с уступом для установки его на крышку (гайку) смотрового окна печи. Фиксация установочного кольца на крышке смотрового окна осуществляется винтом 14.

Устройство работает следующим образом.

Установочное кольцо 13 насаживается на крышку (гайку) смотрового окна печи и фиксируется винтом 14.

Плавильщик, прикладывая наглазник 2 к глазу и направляя луч зрения через прицельное отверстие зрительной трубки / на фронт кристаллизации через прозрачную шкалу 9, устанавливает ее начало на контур монокристалла.

Установка шкалы производится один раз в начале плавки перемещением держателя 7 во втулке 5 с последующей фиксацией винтом 6. По мере выращивания монокристалла уровень раснлава (плоскость фронта кристаллизации) в тигле понижается, а расстояние от смотрового окна печи до фронта кристаллизации увеличивается. Однако расстояние от шкалы устройства до фронта кристаллизации

остается постоянным благодаря тому, что плавильщик, устанавливая щкалу через прицельное отверстие на оцускающийся фронт кристаллизации, вынужден повернуть кронштейн 4 вокруг шарнира 10 на определенный угол. Поворот же кронштейна может быть осуществлен только в том случае, если его перемещать вперед к смотровому окну. При этом своим пазом он будет скользить по шарниру 10, а пальцем 11 - по пазу пластины 12 установочного кольца 13. Такое перемещение шарнирно связанных деталей в результате того, что паз пластины 12 выполнен цод определенным углом к оси отверстия установочного кольца 13, вынуждает кронштейн 4 поворачиваться на определенный угол, одновременно приближая шкалу 9 к фронту кристаллизации. Угол наклона паза пластины 12 выбран таким образом, что при повороте кронштейна 4 обеспечивается приближение шкалы 9 к фронту кристаллизации на размер, равный расстоянию опустившегося расплава. Это позволяет сохранить постоянную проекцию контура монокристалла на шкалу в процессе его выращивания. После замера диаметра монокристалла палец // выводится из паза пластины 12, и поворотом кронштейна 4 вокруг шарнира 10 кронштейн устанавливается в вертикальном положении, не мешая плавильщику производить наблюдение за процессом плавки через смотровое окно. При повторном замере кронштейн 4 поворачивается в обратном направлении вокруг шарнира 10, а палец 11 вводится в паз пластины 12. Процесс замера повторяется.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения диаметра монокристалла в процессе его выращивания, содержащее зрительную трубку, установочное кольцо и измерительную шкалу, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, оно снабжено кронштейном, на котором установлены трубка и шкала и который шарнирно соединен с установочным кольцом, а зрительная трубка выполнена с переменным сечением, прицельное отверстие которой и.меет диаметр, возможно близкий к диаметру зрачка глаза.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено держателем шкалы, установленным в кронштейне с возможностью продольного перемещения.

3.Устройство по нп. 1 и 2, отличающееся тем, что кронштейн снабжен пазом, через который проходит ось шарнира, и пальцем, перемещаемым по пазу пластины установочного кольца. 2 1