CS240771B1 - Zařízení na bezkontaktní měření polohy hladiny nepřístupné zrcadlící taveniny - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zpřesnění měření průměru rostoucího krystalu křemíku taženého metodou Czochralského. Podstata spočívá v tom, že nad hladinou zrcadlící taveny uloženo těleso, které sě po zahřátí sáláním stává zdrojem světla a; které se svým virtuálním obrazem, vznikajícím odrazem na hladině zrcadlící taveniny, vytváří v obrazové rovině objektivu měřicí dalekohledové lupy dvojici reálných obrazů, jejichž vzdálenost je úměrná vzdálenosti tělesa od hladiny zrcadlící taveniny.

Description

Vynález se týká zařízení na bezkontaktní měření polohy hladiny nepřístupné zrcadlící taveniny.

Tažení polovodičových krystalů, zejména křemíkových krystalů, metodou Czochralského s elektrooptickým měřením průměru rostoucího krystalu/založeným na sledování rozhraní fází pyrometrem vyžaduje, aby v procesu tažení krystalu byla zachovávána výška hladiny taveniny. Této podmínce bývá zhruba vyhověno tím, že úbytek taveniny/způsobený růstem krystalu/je vyrovnáván přísuvem kelímku s taveninou rychlostí, jež je funkcí rychlosti růstu krystalu, průměru rostoucího krystalu a tvar*u kelímku. Případné fluktuace těchto veličin, zejména tvaru neválcové části kelímku, vedou ke změně polohy hladiny taveniny v kelímku, jež má za následek chybné měření průměru rostoucího krystalu. Kontrola.polohy hladiny taveniny, jež musí být z důvodu zachování čistoty taveniny realizována bezkontaktním způsobem, bývá v případě zrcadlící taveniny prováděna pomocí paralelního světelného svazku, jenž dopadá z intenzivního zdroje světla, obvykle laseru, umístěného nad průzorem do komory zařízení šikmo na hladinu a jenž po odraze na hladině zrcadlící taveniny vytváří stopu, jejíž poloha se mění s polohou hladiny zrcadlící taveniny. Nevýhodou tohoto způsobu je vedle ekonomické nákladnosti zařízení pro měření i nutnost seřizo vání zařízení před každou tavbou.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že těleso uložené nad hladinou zrcadlící taveniny a jeho virtuální obraz jsou v zorném poli měřicí dalekohledové lupy. Je účelné, aby těleso mělo tvar válce a bylo zhotoveno z křemene.

Těleso uložené nad hladinou zrcadlící taveniny je zahříváno sáláním tak, že se stává zdrojem světla a společně se svým virtu240 771 álním obrazem,vznikájícím odrazem na hladině zrcadlící taveniny, vytváří v obrazové rovině objektivu měřicí dalekohledové lupy dvojici reálných obrazů, jejichž vzdálenost, měřená stupnicí na záměrné ploténce uložené v obrazové rovině objektivu měřicí dalekohledové lupy, je úměrná vzdálenosti tělesa oď hladiny zrcadlící taveniny.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zařízení podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněna komora pro tažení monokrystalů metodou Czochralského s měřicím zařízením, které má nad hladinou zrcadlící taveniny těleso ve tvaru válce. Na obr. 2 je znázorněno zorné pole měřicí dalekohledové lupy.

Monokrystaly křemíku tažené metodou Czochralského jsou připra vovány v inertním plynem napuštěné komoře i,opatřené dvěma na sobě nezávisle pohyblivými hřídeli. Na horní hřídeli 2 je uložen monokrystal ický zárodek 2» ^na kterém narůstá krystal 2, na dolní hřídeli 4 je kelímek 2 obsahující zrcadlící taveninu 6. Průměr rostoucího krystalu 7 je měřen pyrometrem 8,zaměřeným na rozhraní fází 9. Aby toto měření bylo dostatečně přesné, je třeba udržovat hladinu 10 ve stejné poloze po celou dobu tažení. Toho lze dosáhnout řízeným přísuvem dolní hřídele 4 nesoucí kelímek 2 směrem vzhůru. Případné změny polohy hladiny 10 zrcadlící taveniny 6, vyvolané zejména fluktuacemi tvaru kelímku 2» l^ze měřit pomocí tělesa 11 uloženého nad hladinou 10 zrcadlící taveniny 6, které se po Zahřátí sáláním stává zdrojem světla a společně se svým virtuálním obrazem 12,vznikajícím odrazem na hladině 10 zrcadlící taveniny 6, vytváří v obrazové rovině objektivu 14 měřicí dalekohledové lupy 13 dvojici reálných obrazů 11 * a 12 *, jejichž vzdálenost, měřená stupnicí na záměrné ploténce 15 uložené v obrazové rovině objektivu 14 měřicí dalekohledové lupy 13. je úměrná vzdálenosti tělesa 11 od hladiny 10 zrcadlící taveniny 6.

Využití vynálezu zpřesní měření průměrů křemíkových krystalů tažených metodou Czochralského. Vynálezu lze využít ve spojení s libovolným zařízením pro tažení krystalů křemíku metčrtou Czochralského.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   240 771

   Zařízení na bezkontaktní měření polohy hladiny nepřístupné zrcadlící taveniny, vyznačené tím, že těleso /11/ uložené nad hla dinou /10/ zrcadlící taveniny /6/ a jeho virtuální obraz /12/ jsou v zorném poli měřicí dalekohledové lupy /13/.