CN114761626B

CN114761626B - 单晶制造系统及单晶制造方法

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Publication number: CN114761626B
Application number: CN202080087775.0A
Authority: CN
Inventors: 西岗研一; 高梨启一
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: TW202138634A; JP7318738B2; CN114761626A; US20230023541A1; JPWO2021124708A1; DE112020006173T5; KR20220097476A; WO2021124708A1; TWI785410B

Abstract

本发明的课题在于提供一种能够防止校正量的计算错误及设定错误且能够在下一批次反映适当的校正量的单晶制造系统及单晶制造方法。单晶制造系统（1）具备：单晶提拉装置（10），在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中求出单晶的直径测量值，使用直径校正系数来校正直径测量值，由此，求出单晶的第1直径，根据第1直径控制单晶的直径；直径测量装置（50），在室温下测量单晶提拉装置（10）提拉的单晶的直径，求出单晶的第2直径；及数据库服务器（60），从单晶提拉装置（10）及直径测量装置（50）分别获取第1直径及第2直径并管理。数据库服务器（60）根据在室温下一致的直径测量位置的第1直径及第2直径算出直径校正系数的校正量，使用所述校正量来校正直径校正系数。

Description

单晶制造系统及单晶制造方法

技术领域

本发明涉及一种基于切克劳斯基法（CZ法）的单晶制造系统及单晶制造方法，尤其涉及单晶的直径的控制系统及控制方法。

背景技术

作为半导体器件的基板材料的单晶硅多数利用CZ法而制造。在CZ法中，在石英坩埚内填充多晶硅原料，在腔室内加热原料而形成硅熔液。接着，使籽晶从石英坩埚的上方降下并浸渍在硅熔液中，一边旋转籽晶及石英坩埚，一边使籽晶慢慢上升，由此，在籽晶的下方生长出大的单晶。根据CZ法，能够提高大口径的单晶硅的制造成品率。

单晶锭是以某直径为目标而被制造的。例如，当最终产品为300mm晶片时，一般培育比该直径稍微大的305～320mm的单晶锭。然后，单晶锭被外周磨削成圆柱状，并切成晶片状后，经过倒角工序，最终成为目标直径的晶片。这样，单晶锭的目标直径必须大于最终产品的晶片直径，但如果过度过大，则磨削研磨费增加而变得不经济。因此，要求直径比晶片大且尽量小的单晶锭。

在CZ法中，以晶体直径为恒定的方式，一边控制晶体提拉速度及加热器功率，一边提拉单晶。关于单晶的直径控制，例如，在专利文献1中记载有如下的单晶直径的控制方法：使用重量法或光学法的推断方法，一边推断提拉单晶的直径，一边变更提拉速度或加热器功率，对提拉单晶的直径进行控制，该方法的特征在于，在每次提拉结束时，实测单晶锭的长尺寸方向上的特定多个位置的直径，比较该实测值与相同的特定多个位置的直径推断值而获取直径控制的校正值，在下次提拉时的单晶直径的推断中使用所述校正值或在下次多次提拉时的单晶直径的推断中使用累加多个所述校正值而得到的校正值。

此外，在专利文献2中记载有如下内容：在检测利用CZ法培育的单晶的直径的方法中，通过摄影机及称重传感器这两者分别检测单晶的直径，根据摄影机检测直径与利用称重传感器算出的直径之差及根据单晶的生长速度预先求出的校正系数，校正摄影机检测直径，将通过该校正得到的值作为单晶的直径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-242992号公报

专利文献2：日本特开2009-57236号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在单晶的直径的测量中，在每次提拉结束时根据单晶锭算出新的校正量，并在下一批次反映该校正量，由此，能够提高晶体直径的测量精度。但是，如果操作者以手动计算算出新的校正量，并以手动输入对单晶提拉装置进行校正量的设定，则产生由手动计算引起的校正量的计算错误或由校正量的手动输入引起的设定错误，由此，有单晶的制造成品率下降的可能性。近年来，由于制造设备的增强，单晶锭的生产量增加，因此当务之急是改善设定校正量的操作者的负担。

本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够防止校正量的计算错误或设定错误并且能够在下一批次反映适当的校正量的单晶制造系统及单晶制造方法。

用于解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题，本发明的单晶制造系统的特征在于，具备：单晶提拉装置，在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中求出所述单晶的直径测量值，使用直径校正系数来校正所述直径测量值，由此，求出所述单晶的第1直径，根据所述第1直径控制晶体提拉条件；直径测量装置，在室温下测量所述单晶提拉装置提拉的所述单晶的直径，求出所述单晶的第2直径；以及数据库服务器，从所述单晶提拉装置及直径测量装置分别获取所述第1直径及所述第2直径并管理，所述数据库服务器根据在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量，使用所述校正量来校正所述直径校正系数。

根据本发明，能够自动地收集单晶提拉装置为了晶体提拉控制而求出的第1直径及直径测量装置为了准确地测量晶体直径而求出的第2直径，能够根据第1直径及第2直径自动地计算用于校正直径测量值的直径校正系数的校正量。因此，能够防止由操作者的手动计算引起的校正量的计算错误或由手动输入引起的设定错误，能够在下一批次反映适当的校正量。

在本发明中，优选的是，所述单晶提拉装置具有在所述单晶的提拉工序中拍摄所述单晶与熔液的边界部的摄影机，根据所述摄影机的拍摄图像求出所述单晶的直径测量值。而且，优选的是，所述数据库服务器对所述单晶提拉装置设定校正后的所述直径校正系数，所述单晶提拉装置使用校正后的所述直径校正系数来校正下一批次的单晶的直径测量值。由此，能够在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中适当修正单晶的直径测量误差。

在本发明中，优选的是，所述直径校正系数的校正量是在室温下一致的直径测量位中的所述第1直径与所述第2直径的差或比乘以增益而得的值，所述增益是大于0且1以下的值，尤其优选为0.5以下的值。由此，能够稳定地校正对直径测量值进行校正来求出第1直径所需的校正系数。

在本发明中，优选的是，所述单晶提拉装置及所述直径测量装置经由通信网络连接至所述数据库服务器，所述单晶提拉装置将所述单晶的所述第1直径、测量所述第1直径时的直径测量位置及所述单晶的锭ID传送至所述数据库服务器，所述直径测量装置将所述单晶的所述第2直径、测量所述第2直径时的直径测量位置及所述单晶的锭ID传送至所述数据库服务器，所述数据库服务器将来自所述单晶提拉装置的所述第1直径与由所述直径测量装置得到的所述第2直径建立关联来登记。由此，能够自动地收集单晶提拉装置所求出的第1直径及直径测量装置所求出的第2直径来管理，还能够自动地计算求出第1直径所需的直径校正系数的校正量。

在本发明中，优选的是，所述数据库服务器使用考虑了所述单晶的热膨胀的晶体长度校正系数来校正所述单晶提拉装置测量的直径测量位置，使用校正后的直径测量位置，根据直径测量位置互相一致的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量。由此，能够根据第1直径及第2直径准确地求出直径校正系数来校正直径测量值。

此外，本发明的单晶制造方法的特征在于，具备：单晶提拉步骤，在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中根据摄影机的拍摄图像求出所述单晶的直径测量值，使用直径校正系数来校正所述直径测量值，由此，求出所述单晶的第1直径，根据所述第1直径控制晶体提拉条件；直径测量步骤，在室温下测量在所述单晶提拉步骤中提拉的所述单晶的直径，求出所述单晶的第2直径；以及管理步骤，分别获取所述第1直径及所述第2直径并管理，所述管理步骤包括直径校正系数校正步骤，在所述直径校正系数校正步骤中根据在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量，使用所述校正量来校正所述直径校正系数。

根据本发明，能够自动地收集在单晶提拉步骤中为了晶体提拉控制而求出的第1直径及在直径测量步骤中为了准确地测量晶体直径而求出的第2直径，能够根据第1直径及第2直径自动地计算直径校正系数的校正量。因此，能够防止由操作者的手动计算引起的校正量的计算错误或由手动输入引起的设定错误，能够在下一批次反映适当的校正量。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够防止校正量的计算错误及设定错误且能够在下一批次反映适当的校正量的单晶制造系统及单晶制造方法。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的单晶制造系统的整体结构的框图。

图2是概略地示出单晶提拉装置的结构的侧视剖视图。

图3是示意性地示出利用摄影机拍摄的单晶硅与硅熔液的边界部的图像的立体图。

图4是概略地示出直径测量装置的结构的一例的示意图。

图5是说明直径校正系数的校正方法的流程图。

图6的（a）及（b）是示出单晶硅锭的长尺寸方向的位置与直径校正系数α的对应关系的示意图。

具体实施方式

以下，一边参考附图，一边详细地说明本发明的优选的实施方式。

如图1所示，单晶制造系统1具备：多个单晶提拉装置10，利用CZ法提拉单晶硅；直径测量装置50，在室温下测量由多个单晶提拉装置10提拉的单晶硅锭的直径；数据库服务器60，管理与单晶硅锭相关的数据。多个单晶提拉装置10及直径测量装置50经由通信网络70连接至数据库服务器60，构成为可互相数据通信。

单晶提拉装置10是利用CZ法制造单晶硅的众所周知的装置。虽然详细内容将在后面进行叙述，但是，单晶提拉装置10在单晶提拉工序中测量各种物理量，这些测量值在单晶的提拉控制中被使用，并且，经由通信网络70被传送至数据库服务器60进行管理。此外，单晶提拉装置10一边以使单晶硅的直径维持为恒定的方式控制晶体提拉速度及加热器功率，一边进行单晶硅的培育。因此，在晶体提拉工序中，以摄影机拍摄单晶与熔液的边界部，根据在固液界面中出现的融合环的直径推断实际的单晶的直径，根据该推断直径，进行单晶硅的直径控制。此外，单晶提拉装置10使用由数据库服务器60提供的直径校正系数，将晶体提拉工序中的在高温下测量的单晶硅的直径测量值校正为室温时的直径（第1直径），根据校正后的直径，进行晶体直径的控制。

将由单晶提拉装置10提拉的单晶硅锭搬运至直径测量装置50，直径测量装置50测量单晶硅锭的在室温下的直径（第2直径）。该直径数据经由通信网络70被传送至数据库服务器60进行管理。

数据库服务器60是具有数据库功能的计算机，管理与由多个单晶提拉装置10提供的单晶硅锭相关的数据，并且，将直径测量装置50所测量的单晶硅锭的直径数据和与由单晶提拉装置10提供的该单晶硅锭相关的数据建立关联而进行管理。而且，数据库服务器60管理根据单晶提拉装置10的摄影机所拍摄的图像算出晶体直径所需的直径校正系数，根据单晶提拉装置10在晶体提拉工序中测量的单晶硅锭的直径数据与直径测量装置50在室温下实际测量的该单晶硅锭的直径数据之差，算出直径校正系数。该直径校正系数被传送至对应的单晶提拉装置10，并且当校正单晶提拉装置10在晶体提拉工序中根据摄影机的拍摄图像求出的单晶硅的直径测量值时被使用。

图2是概略地示出单晶提拉装置10的结构的侧视剖视图。

如图2所示，单晶提拉装置10具备水冷式的腔室11、在腔室11内保持硅熔液2的石英坩埚12、保持石英坩埚12的石墨坩埚13、支承石墨坩埚13的旋转轴14、配置在石墨坩埚13的周围的加热器15、配置在石英坩埚12的上方的热屏蔽体16、在石英坩埚12的上方配置在与旋转轴14相同轴上的晶体提拉轴即提拉线材17、配置在腔室11的上方的晶体提拉机构18、经由旋转轴14及石墨坩埚13旋转及升降驱动石英坩埚12的轴驱动机构19。

此外，单晶提拉装置10具备对腔室11内进行拍摄的摄影机20、处理摄影机20的拍摄图像的图像处理部21、控制单晶提拉装置10内的各部的控制部22、存储在晶体提拉工序中所测量的各种物理量的存储器23以及将在存储器23中存储的数据传送至数据库服务器60的通信部24。

腔室11由主腔室11a及与主腔室11a的上部开口连结的细长的圆筒状的拉晶室11b构成，石英坩埚12、石墨坩埚13、加热器15及热屏蔽体16设置在主腔室11a内。在拉晶室11b中设置用于向腔室11内导入氩气等惰性气体（吹扫气体）、掺杂气体的气体导入口11c，在主腔室11a的下部设置用于将腔室11内的环境气体排出的气体排出口11d。此外，在主腔室11a的上部设置有观察窗11e，能够从观察窗11e观察单晶硅3的培育状况。

石英坩埚12是具有圆筒状的侧壁部及底部的硅石玻璃制的容器。为了维持因加热而软化的石英坩埚12的形状，石墨坩埚13以紧贴石英坩埚12的外表面来包围石英坩埚12的方式进行保持。石英坩埚12及石墨坩埚13在腔室11内构成支承硅熔液2的双层结构的坩埚。

石墨坩埚13被固定在旋转轴14的上端部，旋转轴14的下端部贯穿腔室11的底部，连接至设置在腔室11的外侧的轴驱动机构19。石墨坩埚13、旋转轴14及轴驱动机构19构成石英坩埚12的旋转机构及升降机构。由轴驱动机构19驱动的石英坩埚12的旋转及升降动作被控制部22控制。

加热器15被用于熔解填充于石英坩埚12内的硅原料而生成硅熔液2并且维持硅熔液2的熔融状态。加热器15是碳制的电阻加热式加热器，设置成包围石墨坩埚13内的石英坩埚12。而且，在加热器15的外侧以包围加热器15的方式设置隔热材料11f，由此，腔室11内的保温性提高。加热器15的输出被控制部22控制。

热屏蔽体16是为了抑制硅熔液2的温度变动而对晶体生长界面附近赋予适当的热分布并且防止由来自加热器15及石英坩埚12的辐射热引起的单晶硅3的加热而被设置的。热屏蔽体16是大致圆筒状的石墨制的构件，设置成覆盖除了单晶硅3的提拉路径之外的硅熔液2的上方的区域。

热屏蔽体16的下端的开口的直径比单晶硅3的直径大，由此，确保单晶硅3的提拉路径。此外，由于热屏蔽体16的下端部的外径比石英坩埚12的口径小，屏蔽体16的下端部位于石英坩埚12的内侧，因此，即使使石英坩埚12的边缘上端上升至比热屏蔽体16的下端更靠上方的位置，热屏蔽体16也不会干扰石英坩埚12。

随着单晶硅3的生长，石英坩埚12内的熔液量减少，但以熔液面与热屏蔽体16之间的间隔（间隙）为恒定的方式使石英坩埚12上升。通过这种间隙控制，能够提高单晶硅3的提拉轴方向的晶体缺陷分布、氧浓度分布、电阻率分布等的稳定性。

在石英坩埚12的上方设置单晶硅3的提拉轴即提拉线材17及通过卷绕提拉线材17来提拉单晶硅3的晶体提拉机构18。晶体提拉机构18具有使单晶硅3与提拉线材17一起旋转的作用。晶体提拉机构18被控制部22控制。晶体提拉机构18配置在拉晶室11b的上方，提拉线材17从晶体提拉机构18通过拉晶室11b内向下方延伸，提拉线材17的前端部到达主腔室11a的内部空间。图2中示出培育中途的单晶硅3吊设于提拉线材17的状态。在单晶硅3的提拉时，一边分别旋转石英坩埚12与单晶硅3，一边慢慢提拉提拉线材17，由此使单晶硅3生长。晶体提拉速度被控制部22控制。

在腔室11的外侧设置摄影机20。摄影机20例如是CCD摄影机，经由形成于腔室11的观察窗11e对腔室11内进行拍摄。摄影机20的设置角度相对于铅垂方向构成规定的角度，摄影机20具有相对于单晶硅3的提拉轴倾斜的光轴。即，摄影机20从斜上方拍摄热屏蔽体16的开口、硅熔液2的液面及单晶。

摄影机20连接至图像处理部21，图像处理部21连接至控制部22。图像处理部21根据摄影机20的拍摄图像中映现的单晶的轮廓图案算出固液界面附近的晶体直径。

控制部22根据从摄影机20的拍摄图像得到的晶体直径数据控制晶体提拉速度等，由此，控制晶体直径。具体而言，当晶体直径的测量值比目标直径大时，增大晶体提拉速度，当比目标直径小时，减小提拉速度。此外，控制部22根据从晶体提拉机构18的传感器得到的单晶硅3的晶体长度数据及从摄影机20的拍摄图像求出的晶体直径数据，控制石英坩埚12的移动量（坩埚上升速度）。

接着，对单晶硅3的直径测量方法进行说明。在单晶硅3的提拉工序中，为了控制其直径，以摄影机20拍摄单晶硅3与熔液面的边界部，根据在边界部产生的融合环的中心位置及融合环的2个亮度峰间距离，求出单晶硅3的直径。此外，为了控制硅熔液2的液面位置，根据融合环的中心位置求出液面位置。控制部22控制提拉线材17的提拉速度、加热器15的功率、石英坩埚12的旋转速度等提拉条件，以使得单晶硅3的直径成为目标直径。此外，控制部22控制石英坩埚12的上下方向的位置，以使得液面位置成为所期望的位置。

图3是示意性地示出由摄影机20拍摄的单晶硅3与硅熔液2的边界部的图像的立体图。

如图3所示，图像处理部21根据在单晶硅3与硅熔液2的边界部产生的融合环4的中心C₀的坐标位置及融合环4上的任意的一点的坐标位置，算出融合环4的半径r及直径R=2r。即，图像处理部21算出固液界面的单晶硅3的直径R。融合环4的中心C₀的位置是单晶硅3的提拉轴的延长线5与熔液面的交点。

摄影机20从斜上方拍摄单晶硅3与熔液面的边界部，因此，无法将融合环4作为正圆来捕捉。但是，如果在设计上的规定的位置以规定的角度准确地设置摄影机20，则能够根据相对于熔液面的视觉辨认角度，将大致椭圆状的融合环4校正为正圆，能够根据校正后的融合环4几何算出其直径。

融合环4是通过被弯月面反射的光形成的环状的高亮度区域，在单晶硅3的整周产生，但无法从观察窗11e观察到单晶硅3的背面的融合环4。此外，当从热屏蔽体16的开口16a与单晶硅3之间的间隙观察融合环4时，在单晶硅3的直径大的情况下，有时位于视觉辨认方向的最跟前侧（图3中下侧）的融合环4的一部分也隐藏在热屏蔽体16的背面而无法观察到。在这种情况下，融合环4的能够视觉辨认的部分仅是从视觉辨认方向观察时跟前左侧的一部分4L及跟前右侧的一部分4R。即使在这种只能观察融合环4的一部分的情况下，本发明也能够根据其一部分算出其直径。

如以上那样，单晶提拉装置10具备对腔室11内进行拍摄的摄影机20，根据摄影机20的拍摄图像，推断固液界面附近的单晶硅3的直径，控制晶体提拉速度等晶体提拉条件，以使得该直径成为所期望的直径（例如当为300mm晶片时，为305～320mm）。

由于单晶提拉工序中的单晶硅在高温下热膨胀，因此其直径比从腔室11取出并被冷却时的直径大。当根据这样的热膨胀的晶体直径进行单晶硅的直径控制时，难以将室温下的晶体直径控制为目标直径。因此，在单晶提拉工序中的单晶硅的直径控制中，将摄影机20的拍摄图像中映现的单晶硅的高温下的直径转换为室温下的直径，根据该室温下的晶体直径，控制晶体提拉速度等晶体生长条件。这样，根据室温时的晶体直径控制晶体提拉条件的理由是因为室温时的晶体直径的管理很重要。即，在即使在高温下如目标直径那样进行提拉而在返回到室温时也成为比目标直径小的情况下，有可能无法产品化，因此以使室温时的晶体直径成为目标直径的方式进行直径控制。

如上述那样，晶体提拉工序中的直径测量值是在高温下测量晶体直径而得的值，至少包含由热膨胀引起的误差。因此，需要与实际提拉的单晶硅锭的直径比较而使直径测量误差明显并且修正直径测量误差。因此，通过晶体提拉装置10提拉的单晶硅锭的晶体直径在室温下被准确地测量。

图4是概略地示出直径测量装置50的结构的一例的示意图。

如图4所示，直径测量装置50具备搭载单晶硅锭3的工作台51、测量工作台51上的单晶硅锭3的直径的激光测距装置52、使激光测距装置52沿着单晶硅锭3的晶体长尺寸方向滑动的滑动机构53、存储激光测距装置52所测量的直径数据及其直径测量位置的存储器54、将存储器54内的直径数据传送至数据库服务器60的通信部55。单晶硅锭3的直径数据与其锭ID及晶体长尺寸方向的直径测量位置数据一起被传送至数据库服务器60。单晶硅锭3的直径例如从单晶硅锭3的前端3a到后端3b以10mm间隔测量，直径数据作为与锭ID及直径测量位置数据建立关联的数据表被保存在存储器54内。然后，存储器54内的数据表从通信部55传送至数据库服务器60。

数据库服务器60将从直径测量装置50传送来的包含单晶硅锭3的直径数据的数据表，与已经从单晶提拉装置10获取的该单晶硅锭3的直径数据建立关联而保存。然后，对单晶提拉装置10所测量的直径数据（第1直径）与直径测量装置50在室温下实际测量的直径数据（第2直径）进行比较来算出两者的误差，根据该直径测量误差算出直径校正系数α的校正量Δα，使用该校正量Δα来校正在直径测量值的校正中使用的直径校正系数α。

此外，单晶提拉工序中的单晶硅不仅在径向热膨胀，在长尺寸方向也热膨胀，晶体提拉完毕后将锭取出至炉外而在室温下测量时，也产生晶体长度的误差。因此，为了使单晶提拉工序中的直径测量位置与室温下的直径测量位置一致而使直径测量位置为等价的位置，需要考虑单晶由于热膨胀而在长尺寸方向延伸的量来校正直径测量位置。在直径测量位置的校正中，使用预先准备的晶体长度校正系数β。另外，作为直径测量位置的基准位置（原点），可以是单晶的直体部（定径部）的开始位置（直体开始位置）或籽晶的着液位置（晶体提拉开始位置）。

图5是说明直径校正系数α的校正方法的流程图。

如图5所示，单晶提拉装置10获取根据在晶体提拉工序中摄影机20所拍摄的图像求出的直径测量值R₀及测量直径测量值R₀的晶体长尺寸方向上的直径测量位置L₀（步骤S11）。

接着，考虑直径测量值R₀及直径测量位置L₀是根据在高温下热膨胀的单晶求出的值，使用直径校正系数α来校正直径测量值R₀而求出室温下的晶体直径Ra=R₀-α（步骤S12）。此外，将直径测量位置L₀也校正为除去热膨胀的影响后的值，由此，得到室温下的直径测量位置La=L₀-β（步骤S12）。室温下的直径测量位置La与晶体提拉工序中的直径测量位置L₀是相差了热膨胀的量β的值，但在室温下是互相一致的直径测量位置。这样，求出在晶体提拉工序中测量的室温下的晶体直径Ra（第1直径）及其晶体长尺寸方向的直径测量位置La。根据这样求出的晶体直径Ra，进行单晶的直径控制。

在晶体提拉工序中，晶体直径Ra在晶体长尺寸方向上例如以1mm间隔来测量，与对应的直径测量位置La一起传送至数据库服务器60并保存。即，数据库服务器60获取以直径校正系数α校正了的晶体直径Ra及以晶体长度校正系数β校正了的直径测量位置La（步骤S13）。在晶体提拉工序结束后，将单晶硅锭3冷却，并从单晶提拉装置10取出。

接着，直径测量装置50在室温下测量单晶硅锭3的晶体直径（步骤S14）。如上述那样，在晶体直径的室温下的测量中使用激光测距装置52，以高精度测量晶体直径。这样，求出晶体直径Rb（第2直径）及其晶体长尺寸方向的直径测量位置Lb。晶体直径Rb也在晶体长尺寸方向上例如以1mm间隔来测量，与对应的直径测量位置Lb一起传送至数据库服务器60并保存。即，数据库服务器60获取晶体直径Rb及其直径测量位置Lb（步骤S15）。

数据库服务器60将从单晶提拉装置10及直径测量装置50传送来的晶体直径数据互相建立关联来进行管理，并且，使用在室温下互相一致的晶体长尺寸方向上的位置（La=Lb）分别测量出的晶体直径Ra及晶体直径Rb，求出直径测量误差ΔR（步骤S16）。关于直径测量误差ΔR，可以作为2个晶体直径的差ΔR=Ra-Rb而求出，也可以作为2个晶体直径的比ΔR=Ra/Rb而求出。

接着，直径测量误差ΔR乘以规定的增益G（0＜G≤1）而求出直径校正系数α的校正量Δα=ΔR×G（步骤S17）。在不乘以大于0且1以下的值的增益G的情况下，有时在使用直径校正系数α来反复进行直径测量值R₀的校正的过程中，直径测量误差ΔR反而变大而发散。乘以大于0且1以下的值的增益G具有使直径测量误差ΔR稳定地停留在小的值的效果。通常，由于直径测量误差ΔR非常小，所以优选增益G为0.5以下。并且，通过对当前的直径校正系数α加上校正量Δα，从而求出校正后的直径校正系数α=α+Δα（步骤S18）。即，当假设校正前的直径校正系数为α_old，校正后的直径校正系数为α_new时，成为α_new=α_old+Δα。这样校正后的直径校正系数α_new从数据库服务器60传送至对应的单晶提拉装置10而改写现存的直径校正系数，在下一批次使用于晶体直径的校正计算（步骤S19）。即，直径校正系数α_new是为了求出校正后的直径测量值Ra=R₀-α而被使用的。

用于对正单晶提拉装置10在晶体提拉工序中测量的晶体直径进行校的直径校正系数α可以如图6的（a）所示那样遍及锭的全长相同，或者也可以如图6的（b）所示那样按晶体长尺寸方向上的每个部位而不同。在前者的情况下，能够将直径测量误差ΔR在整个区间的平均值乘以增益G而得的值作为直径校正系数α的校正量Δα。此外，在后者的情况下，按每个对应的直径校正系数的区间求出直径测量误差ΔR的平均值，各区间的直径测量误差ΔR的平均值乘以增益G，由此，能够求出在晶体长尺寸方向上具有不同的值的校正量Δα来作为针对直径校正系数α₁的校正量Δα₁及针对直径校正系数α₂的校正量Δα₂。

关于单晶提拉装置10在晶体提拉工序中测量的晶体直径的误差，由于融合环4的亮度状态在单晶的长尺寸方向上不同，因此有时根据单晶的长尺寸方向的位置而大不相同。因此，例如，如图6的（b）所示，在单晶的长尺寸方向的前半部分与后半部分，使直径校正系数不同，由此，能够提高直径校正精度。另外，在图6的（b）中将单晶分成2个区间，但也能够分成3个以上的区间。

直径校正系数α的校正不必每批次进行，但优选定期地进行。其原因在于，在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中，使用摄影机20来进行提拉中的单晶的直径测量，直径测量值容易受炉内的稍微的变化的影响。例如，隔热材料慢慢恶化，炉内的热分布发生变化，由此，摄影机的拍摄图像中映现的弯月面的亮度分布发生变化，由此，直径测量值也发生变化。因此，优选配合单晶提拉装置10的使用状况，定期地校正直径校正系数α。

如以上说明的那样，本实施方式的单晶制造系统1将根据单晶提拉装置10的摄影机20在晶体提拉工序中所拍摄的单晶硅的图像测量的该单晶硅的晶体直径及直径测量装置50在晶体提拉工序结束后在室温下测量的该单晶硅的晶体直径保存在数据库服务器60内，数据库服务器60根据这些晶体直径算出直径测量误差ΔR，根据直径测量误差ΔR校正直径校正系数，对单晶提拉装置设定校正后的直径校正系数，因此，单晶提拉装置10在下一批次中能够使用新的直径校正系数来校正直径测量值。

此外，在本实施方式中，数据库服务器60在算出新的直径校正系数时，使用校正后的直径测量值与实测直径之间的直径测量误差乘以增益得到的校正量来校正现存的直径校正系数，因此，能够抑制直径校正系数的过度变动而稳定地校正晶体直径。

此外，在本实施方式中，数据库服务器60根据考虑热膨胀的影响而校正了的直径测量位置，进行在室温下互相一致的直径测量位置的校正后的直径测量值（第1直径）与实测直径（第2直径）的比较，因此能够准确地校正直径测量值。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内作各种变更，当然这些也包括在本发明的范围内。

例如，在上述实施方式中举出了单晶硅的制造作为例子，但本发明不限于此，能够应用于利用CZ法培育的各种单晶的制造。

附图标记说明

1-单晶制造系统，2-硅熔液，3-单晶硅（锭），3a-单晶硅锭的前端，3b-单晶硅锭的后端，4-融合环，4L、4R-融合环的一部分，5-提拉轴的延长线，10-单晶提拉装置，11-腔室，11a-主腔室，11b-拉晶室，11c-气体导入口，11d-气体排出口，11e-观察窗，11f-隔热材料，12-石英坩埚，13-石墨坩埚，14-旋转轴，15-加热器，16-热屏蔽体，16a-开口，17-提拉线材，18-晶体提拉机构，19-轴驱动机构，20-摄影机，21-图像处理部，22-控制部，23-存储器，24-通信部，50-直径测量装置，51-工作台，52-激光测距装置，53-滑动机构，54-存储器，55-通信部，60-数据库服务器，70-通信网络。

Claims

1.一种单晶制造系统，其特征在于，具备：

单晶提拉装置，在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中求出所述单晶的直径测量值，使用直径校正系数来校正所述直径测量值，由此，求出所述单晶的第1直径，根据所述第1直径控制所述单晶的直径；

直径测量装置，在室温下测量所述单晶提拉装置提拉的所述单晶的直径，求出所述单晶的第2直径；以及

数据库服务器，从所述单晶提拉装置及直径测量装置分别获取所述第1直径及所述第2直径并管理，

所述数据库服务器根据在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量，使用所述校正量来校正所述直径校正系数。

2.根据权利要求1所述的单晶制造系统，其中，

所述单晶提拉装置具有在所述单晶的提拉工序中拍摄所述单晶与熔液的边界部的摄影机，根据所述摄影机的拍摄图像求出所述单晶的直径测量值。

3.根据权利要求1或2所述的单晶制造系统，其中，

所述数据库服务器对所述单晶提拉装置设定校正后的所述直径校正系数，

所述单晶提拉装置使用校正后的所述直径校正系数来校正下一批次的单晶的直径测量值。

4.根据权利要求1或2所述的单晶制造系统，其中，

所述直径校正系数的校正量是在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径与所述第2直径的差或比乘以增益而得的值，所述增益是大于0且1以下的值。

5.根据权利要求1或2所述的单晶制造系统，其中，

所述单晶提拉装置及所述直径测量装置经由通信网络连接至所述数据库服务器，

所述单晶提拉装置将所述单晶的所述第1直径、测量所述第1直径时的直径测量位置及所述单晶的锭ID传送至所述数据库服务器，

所述直径测量装置将所述单晶的所述第2直径、测量所述第2直径时的直径测量位置及所述单晶的锭ID传送至所述数据库服务器，

所述数据库服务器将来自所述单晶提拉装置的所述第1直径与由所述直径测量装置得到的所述第2直径建立关联来登记。

6.根据权利要求1或2所述的单晶制造系统，其中，

所述数据库服务器使用考虑了所述单晶的长尺寸方向上的热膨胀的晶体长度校正系数来校正所述单晶提拉装置测量的直径测量位置，使用校正后的直径测量位置，根据在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量。

7.一种单晶制造方法，其特征在于，具备：

单晶提拉步骤，在利用CZ法进行的单晶的提拉工序中求出所述单晶的直径测量值，使用直径校正系数来校正所述直径测量值，由此，求出所述单晶的第1直径，根据所述第1直径控制晶体直径；

直径测量步骤，在室温下测量在所述单晶提拉步骤中提拉的所述单晶的直径，求出所述单晶的第2直径；以及

管理步骤，分别获取所述第1直径及所述第2直径并管理，

所述管理步骤包括直径校正系数校正步骤，在所述直径校正系数校正步骤中根据在室温下一致的直径测量位置的所述第1直径及所述第2直径算出所述直径校正系数的校正量，使用所述校正量来校正所述直径校正系数。