FR2458792A1

FR2458792A1 - Procede et dispositif de mesure du diametre de monocristaux pendant le tirage en bain fondu

Info

Publication number: FR2458792A1
Application number: FR8012650A
Authority: FR
Inventors: Friedrich Werner Thomas
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1981-01-02
Also published as: DE2923240A1; US4832496A; FR2458792B1; BE883645A; GB2054137A; GB2054137B; DE2923240C2; JPS55166004A

Abstract

PROCEDE DE MESURE DU DIAMETRE DE MONOCRISTAUX TIRES EN BAIN FONDU, PAR DETERMINATION DU PROFIL DE LUMINOSITE SUR LA TRANSITION FONDU-MONOCRISTAL ET AFFICHAGE DE LA POSITION SPATIALE DU PROFIL DE LUMINOSITE PAR RAPPORT A UN POINT DE REFERENCE. LA TRANSITION BAIN FONDU-MONOCRISTAL EST EXPLOREE OPTIQUEMENT A L'AIDE D'UN MIROIR 11 TOURNANT AUTOUR D'UN AXE HORIZONTAL 12. LE FAISCEAU OPTIQUE REFLECHI PAR LE MIROIR 11 EST DIRIGE SUR LE BRANCHEMENT EN SERIE 15 D'ELEMENTS PHOTOSENSIBLES 16, PARALLELES A L'AXE DU MIROIR. LES SIGNAUX DE SORTIE CORRESPONDANT AU PROFIL DE LUMINOSITE SONT APPLIQUES A UN MONTAGE TRADUCTEUR, QUI DETERMINE LE DIAMETRE ET DONT LA SORTIE EST RELIEE AU DISPOSITIF D'AFFICHAGE.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure du

diamètre de monocristaux pendant le tirage en bain fondu, par détermination du profil de luminosité sur la transition bain

fondu-monocristal et affichage sur un dispositif de la position spa-

tiale du profil de luminosité par rapport à un point de référence.

Une automatisation poussée du procédé de tirage de cristaux, sou-

vent appelé procédé de Crochalski, est souhaitable. Le point essentiel de l'automatisation est la régulation du diamètre du cristal, qui

présente une importance capitale pour l'utilisation du produit fini.

Un procédé de régulation du diamètre du cristal suppose toutefois un procédé de mesure très précis, pour lequel diverses propositions ont déjà été décrites. Les procédés connus se limitent toutefois pour

l'essentiel à la mesure ou régulation de la partie sensiblement cylin-

drique du cristal, c'est-à-dire de la partie utilisée pour la produc-

1S tion des produits finis (plaquettes Amiconductrices). Cette partie

représente l'essentiel du poids du monocristal tiré.

Le monocristal tiré comporte toutefois d'autres parties présen-

tant des diamètres nettement différents et, entre ces derniers, des zones de transition qui exercent une influence décisive sur la qualité

du produit fini. Au début, le tirage à partir d'une amorce cristal-

line produit un "col" dont le diamètre est compris entre environ 2

et 6 mm. Ce col est suivi d'une zone de transition sensiblement coni-

que, qui aboutit au diamètre désiré du cristal, compris entre environ et 120 mm dans la production de série actuelle. Il convient de maintenir ce diamètre sur une longueur aussi grande que possible du

monocristal, de l'ordre d'environ 1000 mm et plus. La partie cylin-

drique du monocristal doit ensuite se raccorder de nouveatà à un cône

d'extrémité. Dans les conditions précitées, il convient donc de pré-

voir pour un procédé de régulation non seulement un programme de dia-

mètre très précis en fonction de la longueur du cristal, mais aussi une comparaison permanente avec des valeurs mesurées précises, afin de pouvoir assurer une régulation satisfaisante du diamètre. Deux grandeurs réglées permettent par principe d'influencer le diamètre du cristal: la vitesse de tirage et la température du bain fondu dans le creuset. On prévoit généralement une boucle de régulation maillée, qui corrige d'abord un écart de diamètre en faisant varier la vitesse de tirage. Le dépassement d'une différence de vitesse prédéterminée produit toutefois une intervention sur la température du bain. La régulation automatique d'un tel phénomène n'a toutefois fait l'objet d'aucune proposition applicable jusqu'à présent, par

manque de procédés de mesure précis.

Dans le domaine voisin de la fusion et du tirage par zone, les brevets de Grande-Bretagne n0 986 293 et 986 943 décrivent un procédé qui comprend les phases suivantes: détermination de la zone fondue

entre les deux parties du cristal, à l'aide d'une caméra de télévi-

sion disposée latéralement et orientée horizontalement; dépouille-

ment des variations brusques de luminosité dans les signaux vidéo de chaque ligne; puis intervention sur le rapport allongement/compression des deux parties du cristal et par suite sur le diamètre en fonction de la variation brusque de luminosité présentant la distance radiale

maximale à l'axe du cristal.

La luminosité du faisceau lumineux de la zone fondue par rapport au fond sombre est un facteur essentiel de la formation des valeurs mesurées. La transposition directe de ce procédé au tirage en bain fondu est impossible, car la direction horizontale de prise de vue de la caméra de télévision est masquée par le rebord du creuset de

fusion, qui cache la transition bain fondu-monocristal située à l'in-

térieur du creuset.

Il est également connu d'utiliser pour le procédé de tirage en bain fondu une caméra de télévision, dont la direction de prise de vue est orientée de haut en bas sur l'ouverture du creuset, en formant

un angle aigu avec l'axe du cristal. Tous les procédés de mesure fai-

sant appel à une caméra de télévision présentent toutefois l'incon-

vénient suivant: leur définition est limitée par des non-linéarités de déviation du faisceau, de sorte que des écarts de diamètre (erreurs)

atteignant 1 % de la section de mesure ne peuvent plus être décelés.

Un appareillage de linéarisation très important a permis de réduire l'erreur à 0,5 %. Cette solution présente l'inconvénient de ne pas permettre le remplacement des tubes analyseurs de télévision à la

fin de leur durée de vie utile sans de longues opérations d'ajuste-

ment. Le dépouillement des signaux provenant de l'analyse d'une image

en perspective est en outre relativement complexe.

Le brevet de la République fédérale d'Allemagne n0 16 19 967 décrit en outre un procédé qui comprend les phases suivantes: orientation d'un détecteur de rayonnement, incliné de haut en bas et formant un angle aigu avec l'axe du cristal, sur une petite zone superficielle du bain fondu, à proximité immédiate du cristal en cours de croissance; et utilisation de la limite clair-obscur, située dans la petite zone superficielle, pour la régulation de

quatre organes de réglage, qui influencent le diamètre du cristal.

L'ajustement latéral du détecteur de rayonnement à l'intérieur d'un

système de coordonnées s'effectue à l'aide de deux vis micrométri-

ques et servomoteurs perpendiculaires, qui peuvent être positionnés

au moyen d'un programme, ce qui permet de prédéterminer toute varia-

tion souhaitée du diamètre du monocristal. La précision de régulation

est relativement bonne, mais son obtention impose un important appa-

reillage de mécanique de précision et de régulation. La hauteur du

- bain fondu dans le creuset exerce toutefois une influence perturba-

trice, dont la correction n'est pas facile, car des différences de hauteur simulent des différences de diamètre (inexistantes) pour l'équipement de régulation. Ce fait résulte de la direction de visée nécessairement oblique du détecteur de rayonnement et de la position du spot de mesure. Le dispositif de mesure décrit ne permet en outre pas de couvrir un grand champ de vision et de vérifier la précision

de régulation pendant les intervalles de temps précédents. Tout dé-

placement du très petit champ de vision entraînerait en effet une

intervention inadmissible dans le système de régulation.

Le procédé de mesure optique, avec direction de visée et de réception inclinée de haut en bas et formant un angle aigu avec l'axe du cristal, repose sur la découverte suivante: il se forme sur la

transition bain fondu-monocristal un liseré lumineux nettement per-

ceptible, imputable au rayonnement thermique du bain fondu et le cas échéant de la paroi intérieure du creuset. La tension superficielle du bain fondu et le mouillage du cristal produisent en effet à cet endroit une sorte de gorge, qui n'est certes pas à une température plus élevée que l'environnement, mais se comporte visiblement en

réflecteur concentrant le rayonnement émis par les surfaces voi-

sines. Ce phénomène se traduit pour l'observateur et/ou l'appareil

récepteur par le liseré lumineux précité, annulaire et bien déli-

mité, qui présente par rapport aux autres surfaces une variation

brusque d'intensité, nettement perceptible.

L'invention a pour objets un procédé et un dispositif de mesure du type décrit dans l'introduction et qui, par utilisation de 1' effet décrit cidessus, permettent de couvrir un champ de vision relativement grand par des moyens optico-mécaniques, c'est-à-dire avec une précision élevée, de sélecter une partie déterminée de ce

champ de vision et de l'interpréter pour la détermination du dia-

mètre.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la tran-

sition bain fondu-monocristal est explorée optiquement à l'aide d'un miroir tournant autour d'un axe horizontal; le faisceau optique réfléchi par le miroir tournant est dirigé sur le branchement en série d'éléments photosensibles, parallèle à l'axe du miroir; et les signaux de sortie correspondants au profil de luminosité sont appliqués à un montage traducteur, qui détermine le diamètre et dont

la sortie est reliée au dispositif d'affichage.

Le miroir tournant, très utilement complété par un objectif de prise de vue, produit un balayage horizontal continu de l'ensemble du champ image de l'optique, les diverses "lignes" étant sélectées par le branchement en série des éléments photosensibles, en fonction

de la rotation du miroir. L'optique, le miroir tournant et le bran-

chement en série des éléments photosensibles peuvent être produits

avec une précision élevée, sont montés suivant une disposition spa-

tiale relative fixe et n'exigent généralement pas de remplacement, même sur des périodes très longues, car il ne s'agit pas de pièces soumises à usure. Le branchement en série d'éléments photosensibles

produit donc des signaux d'intensité correspondant de façon extrême-

ment précise à des points déterminés du champ image couvert. La pré-

cision de la détermination dépend en pratique exclusivement du pou-

voir de résolution du branchement en série, généralement réalisé sous forme de "lignes de diodes". Les lignes de diodes actuellement disponibles comportent 2048 photodiodes sur une longueur de 128 mm, c'est- à-dire que chaque diode correspond à une longueur de 0,0625,mm pour un grandissement de 1/1. Une variation de ce dernier permet en outre d'accroître le pouvoir de résolution de la ligne de diodes

par rapport au champ de vision. La tendance est en outre à l'augmen-

tation du nombre de photodiodes par centimètre.

La sélection d'une "ligne" déterminée, dont l'image est pro-

duite à intervalles périodiques sur le branchement en série, et une scrutation séquentielle de ce dernier permettent de déterminer le profil de luminosité de la ligne considérée, puis de le transmettre à un calculateur, un affichage numérique ou un écran. Lorsque la "ligne" sélectée correspond au diamètre du cristal, le branchement en série enregistre, par suite de l'effet précédemment décrit, deux maximums de luminosité, qui correspondent à la distance diamétrale de deux points sur la transition bain fondu-monocristal. Un contrôle continu ou quasicontinu du diamètre est possible dans la mesure o

le dépouillement de cette ligne se répète continûment. Une synchro-

nisation de l'entraînement du miroir tournant et de la scrutation du branchement en série permet la détermination facile d'une ligne donnée. La synchronisation ou le déphasage entre la position du miroir

et le dispositif de scrutation du branchement en série peut toute-

fois aussi-être variable, ce qui permet de déterminer et interpré-

ter d'autres parties données du champ image et/ou d'afficher le champ image complet, de sorte qu'on obtient ainsi une sorte d'image

photographique du creuset et du monocristal, telle que peut l'ob-

tenir, sans toutefois la correspondance spatiale précise, l'opéra-

teur observant latéralement le dispositif de tirage du cristal.

Le mode d'interprétation et dé traduction des signaux par le montage

traducteur n'est pratiquement pas limité.

Le procédé de mesure décrit permet en outre la surveillance qualitative de la fusion du matériau de départ, qui se présente sous

forme de granulés ou de morceaux, ainsi que la surveillance quanti-

tative du niveau du bain fondu dans le creuset. Il est possible de comparer les écarts de position du niveau du bain fondu à une valeur de consigne, puis d'appliquer la différence à un mécanisme de levage,

qui déplace le creuset en fonction de la consommation de son contenu.

Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de mesure particulièrement avantageux pour la mise en oeuvre du pro- cédé de mesure selon l'invention comprend:

a) un miroir tournant, dont l'axe de rotation est disposé horizon-

talement, sur le côté de l'axe du cristal et au-dessus de la surface du bain fondu, de façon que les normales aux éléments du miroir balaient, pendant la rotation de ce dernier, l'axe du cristal et un rayon du creuset; b) un branchement en série d'éléments photosensibles, dont l'axe commun est parallèle à l'axe de rotation du miroir tournant et qui sont alignés par rapport à ce dernier de façon que l'image réfléchie du cristal et de la surface du bain fondu entourant le cristal balaie le branchement en série perpendiculairement à son axe; c) un dispositif d'exploration pour la scrutation périodique et séquentielle des signaux de mesure délivrés par le branchement en série; d) un dispositif de synchronisation entre le miroir tournant et le dispositif explorateur, permettant la scrutation des signaux de mesure uniquement sur une position angulaire prédéterminée de chaque élément du miroir tournant; e) un montage traducteur des signaux de mesure délivrés par le branchement en série; et

f) un dispositif d'affichage des signaux de sortie du montage tra-

ducteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un

exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est la vue en perspective des principaux éléments d'un dispositif de tirage en bain fondu, avec optique, miroir tournant et branchement en série d'éléments photosensibles;

la figure 2 représente la variation d'intensité pendant la scruta-

tion séquentielle du branchement en série, correspondant à une ligne image passant par le diamètre du cristal; et

la figure 3 représente le schéma synoptique de l'ensemble du dispo-

sitif de mesure.

Le creuset 1, représenté sur la figure 1, fait partie d'un dispositif non représenté de tirage en bain fondu selon la méthode de Crochalski, qui comprend notamment une enceinte étanche, des moyens

de réglage d'une atmosphère déterminée dans cette enceinte, un dispo-

sitif de chauffage et de déplacement du creuset et une barre tour-

nante et mobile axialement pour le maintien du monocristal 2 à pro-

duire. Ce dernier est tiré à partir du bain fondu 3 du matériau semiconducteur contenu dans le creuset 1. Une variation appropriée des paramètres du tirage pendant le processus de production permet d'obtenir d'abord un col 4, puis une zone de transition conique 5 et

enfin la partie sensiblement cylindrique 6 du monocristal. La transi-

tion bain fondu-monocristal présente une gorge 7 fendue qui, par suite de l'effet précédemment décrit, produit un liseré lumineux clair au

même endroit. L'axe 8 du monocristal 2 est coaxial au creuset 1.

Une optique 9 (objectif) est disposée sur le côté de l'axe 8 du cristal, au-dessus de la surface du bain fondu 3, et forme un angle aigu avec l'axe 8; son axe optique 10 est pratiquement orienté sur le point d'intersection (imaginaire) de la surface du bain fondu et de l'axe 8 du cristal. Un miroir tournant 11, dont l'axe de rotation 12 est horizontal, est disposé derrière l'optique 9 et dans la région de l'axe optique 10. Le miroir tournant 11 peut comporter un nombre

pratiquement quelconque d'éléments 13. Un prisme hexagonal, repré-

senté sur la figure 1, convient toutefois particulièrement bien. L'axe

de rotation 12 est disposé sur le côté de l'axe 8 du cristal et au-

dessus de la surface du bain fondu, de façon que les normales aux éléments 13 du miroir balaient, pendant la rotation de ce dernier,

l'axe 8 et un rayon du creuset. Une image du creuset 1, du mono-

cristal 2 et du bain fondu 3 est ainsi explorée de la façon repré-

sentée sur la figure 1, à la différence près que la visée se fait d'un peu plus haut encore. Un des éléments 13 du miroir réfléchit l'image suivant la marche du faisceau 14; par suite de la rotation du miroir tournant 11, cette image balaie le branchement en série 15 d'éléments photosensibles 16. Dans la position relative des pièces représentée sur la figure 1, la ligne de l'image produite sur le branchement en série 15 correspond à la direction de visée sur un diamètre du cristal passant par la transition bain fondu-monocristal.

Par suite du profil de luminosité à cet endroit, les éléments photo-

sensibles 16 délivrent des signaux de sortie correspondant à la position de l'élément photosensible considéré et à l'intensité du rayonnement lumineux reçu. Les éléments 16 peuvent être constitués par des cellules photoélectriques, photodiodes, photorésistances,

etc. La scrutation successive des éléments photosensibles 16 pro-

duit une variation d'intensité, telle que celle représentée sur la

figure 2. La courbe 17 représentant l'intensité présente deux maxi-

mums M1 et M2 marqués, qui correspondent à la position de la gorge 7

en deux points diamétralement opposés.

L'écartement des maximums M1 et M2, compte tenu du grandisse-

ment de l'équipement selon figure 1 et de la position spatiale des divers éléments photosensibles 16, est une mesure du diamètre D du monocristal 2. Un montage traducteur, décrit ci-après, permet l'affichage de ce diamètre, le cas échéant après un étalonnage

approprié du dispositif.

Les éléments de la figure I sont représentés schématiquement

dans le coin supérieur gauche de la figure 3, avec les mêmes repères.

Le miroir tournant Il est entraîné par un moteur pas à pas ou syn-

chrone 18, par-l'intermédiaire de deux réducteurs 19 et 20. Un

émetteur d'impulsions 21 détermine la position angulaire instan-

tanée du moteur. Il s'agit d'un procédé de mesure numérique de la position du miroir tournant 11, de sorte qu'un émetteur d'impulsions d'orientation 22 est prévu sous forme d'un interrupteur de fin de course sans contact pour la fixation du zéro. Une came 23 montée sur l'arbre d'entraînement 24 actionne cet interrupteur de façon qu'il délivre une impulsion d'orientation pour chaque arête entre

deux éléments 13 du miroir.

Un diviseur de fréquence 25 convertit les impulsions délivrées par l'émetteur 21, de façon à produire pour chaque élément 13 du

miroir un nombre déterminé d'impulsions, 1000 par exemple, corres-

pondant à la définition souhaitée de l'image.

Une mémoire d'autorisation d'impulsion 26 et une mémoire d'au-

torisation de fréquence lignes 27 sont en outre prévues; des impul-

sions de direction initiale, transmises sur la ligne 28 immédiate- ment après le branchement du réseau d'alimentation du dispositif de mesure, les font passer dans une position définie telle que les signaux de sortie qu'elles délivrent bloquent les opérateurs ET 29 et 30. Les sorties des opérateurs OU 31 et 32 sont en outre reliées à un compteur de lignes image 33 ou à un compteur de points d'image de ligne 34 de façon que la môme impulsion de direction

initiale (sur la ligne 28) remette ces opérateurs à zéro au début.

L'émetteur d'impulsions d'orientation 22 est connecté à la mémoire d'autorisation d'impulsion 26 de façon qu'une impulsion

fasse passer cette dernière dans une position telle que les impul-

sions délivrées par le diviseur de fréquence 25 soient transmises par l'opérateur ET 29. La sortie de ce dernier est reliée au

compteur de lignes d'image 33 et à la mémoire d'autorisation de fré-

quence lignes 27. Chaque impulsion délivrée par le diviseur de fréquence 25 et transmise par l'opérateur ET 29 correspondant à une ligne d'image, le compteur de lignes d'image 33 indique le nombre de lignes d'image ayant été interprétées. Un convertisseur numérique-analogique 35 est branché en amont du compteur de lignes d'image 33 et sa sortie est reliée au système de balayage Y d'un

tube-image 36.

Le dispositif comporte en outre pour le balayage horizontal une horloge 37, à laquelle sont reliés l'opérateur ET 30 et la mémoire d'autorisation de fréquence lignes 27. Les impulsions de ligne transmises par l'opérateur ET 29 remettent la mémoire 27 à

1, de façon que l'opérateur ET 30 autorise les impulsions d'hor-

loge pour le balayage horizontal. L'opérateur ET 30 est relié à un registre à décalage 38, qui connecte séquentiellement les valeurs

mesurées délivrées par les éléments photosensibles 16 du branche-

ment en série 15 à la sortie vidéo 39 de ce dernier. La sortie vidéo 39 est reliée à une entrée d'un dispositif non représenté de réglage de la luminosité du tube-image 36 et à un montage 40 de traduction du niveau des signaux. La fréquence de l'horloge 37 est fixée de façon que le registre à décalage 38 puisse terminer de façon sûre un cycle de scrutation avant l'apparition de l'impulsion ligne suivante sur l'entrée de la mémoire d'autorisation de fré- quence lignes 27. Ce résultat est confirmé par une impulsion, qui signale l'état "ligne explorée". Cette impulsion est transmise par une ligne 4i à la seconde entrée de l'opérateur OU 32 qui fait passer la mémoire d'autorisation de fréquence lignes 27 en position

de blocage. Seule l'apparition d'une nouvelle impulsion ligne pro-

duit une autorisation par la mémoire d'autorisation de fréquence lignes 27 et permet l'exploration de la ligne suivante. L'apparition de l'impulsion ligne indique que le miroir 11 a tourné d'un angle déterminé.

Les impulsions de balayage horizontal transmises par l'opéra-

teur ET 30 sont appliquées non seulement à l'entrée du registre à décalage 38, mais aussi à l'entrée du compteur de points d'image ligne 34, par une ligne 42. Un convertisseur numérique-analogique 43, branché en aval du compteur de points d'image ligne 34, transmet

le contenu de ce dernier au système de balayage X du tube-image 36.

Après l'apparition de l'impulsion "ligne explorée" à la sortie de l'opérateur OU 32, le compteur de points d'image ligne 34 est remis à zéro par l'intermédiaire d'une ligne 43. Il en est de même pour le compteur de lignes d'image 33, qu'une impulsion d'orientation délivrée par l'émetteur 22 remet à zéro après l'exploration de

l'image complète.

Les éléments représentés sur la partie gauche de la figure 3, dans un cadre en tirets, constituent le montage d'exploration des lignes 44. Les éléments représentés sur la partie droite de la figure, dans le cadre supérieur en tirets, constituent un montage

analogique d'interprétation d'image 45. Pour l'interprétation numé-

rique d'image, le dispositif comporte en outre un montage numérique

46, qui sera décrit ultérieurement.

Le montage numériquede l'interprétation d'image 46 comprend un

circuit prédéterminateur de point d'image 47 et un circuit à coin-

il cidence 48 en aval, qui permettent la sélection individuelle de chaque point d'image. Un circuit prédéterminateur de ligne d'image 49 et un circuit à coincidence 50 en aval permettent de même la sélection de toute ligne d'image. Un circuit prédéterminateur du niveau de signal 51 permet en outre au circuit traducteur de niveau du signal 40 de dépouiller selon divers critères le signal vidéo délivré par le branchement en série sur la sortie vidéo 39. Les signaux de sortie du circuit traducteur de niveau de signal 40, du

circuit à coincidence 48 et du circuit à cofncidence 50 sont appli-

qués à un dispositif d'affichage numérique 52.

Le dispositif de synchronisation est constitué par les éléments suivants, dans l'exemple de réalisation représenté 21 émetteur d'impulsions 22/23 émetteur d'impulsions d'orientation/came 25 diviseur de fréquence 26 mémoire d'autorisation d'impulsion 27 mémoire d'autorisation de fréquence lignes

29/30 opérateurs ET.

Il est possible de transformer le procédé de mesure selon l'in-

vention en un procédé de régulation en appliquant le signal de mesure

ou d'affichage caractérisant le diamètre du cristal, après comparai-

son avec une valeur de consigne du diamètre, à des organes de réglage, qui agissent sur un au moins des paramètres du tirage précédemment mentionnés. De tels organes de réglage font partie de l'art antérieur et ne sont donc pas décrits. Il en est de même pour le signal du

niveau du bain fondu.

Le "point de référence" peut être fixé de diverses façons. Il peut s'agir d'un signal pour la détermination de l'emplacement de l'axe du cristal, le rayon étant ainsi déterminé jusqu'au maximum

de luminosité. Le point de référence peut toutefois aussi être cons-

titué par un des maximums M1 ou M2 (figure 2), le second maximum étant défini par sa distance au diamètre du cristal. Lorsque le

point de référence est fixé à l'origine de l'échelle d'un indica-

teur analogique, la déviation indique le rayon ou le diamètre du

monocristal. Dans le cas d'un affichage numérique, le point de réfé-

rence constitue la grandeur initiale (non représentée) de la valeur mesurée, c'est-à-dire que seule la distance au point de référence

est représentée.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims

Revendications

1. Procédé de mesure du diamètre de monocristaux pendant le tirage en bain fondu, par détermination du profil de luminosité sur la transition bain fondu-monocristal et affichage sur un dispositif de la position spatiale du profil de luminosité par rapport à un point de référence, ledit procédé étant caractérisé en ce que la transition bain fondu- monocristal est explorée optiquement à l'aide d'un miroir tournant autour d'un axe horizontal; le faisceau

optique réfléchi par le miroir tournant est dirigé sur le branche-

ment en série d'éléments photosensibles, parallèle à l'axe du

miroir et les signaux de sortie correspondant au profil de lumino-

sité sont appliqués à un montage traducteur, qui détermine le

diamètre et dont la sortie est reliée au dispositif d'affichage.

2. Procédé de mesure selon revendication 1, caractérisé en ce que la rotation du miroir tournant et la scrutation périodique des

valeurs mesurées du branchement en série des éléments photosena.i-

bles sont synchronisées de façon que le dispositif affiche les

maximums d'intensité M situés sur un diamètre du monocristal.

3. Dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1, caractérisé par a) un miroir tournant 11, dont l'axe de rotation 12 est disposé horizontalement, sur le côté de l'axe 8 du cristal et au-dessus de la surface du bain fondu, de façon que les normales aux éléments 13 du miroir tournant balaient, pendant la rotation de ce dernier, l'axe du cristal et un rayon du creuset; b) un branchement en série 15 d'éléments photosensibles 16, dont

l'axe commun est parallèle à l'axe de rotation du miroir tour-

nant et qui sont alignés par rapport à ce dernier de façon que l'image réfléchie du cristal 2 et de la surface du bain

fondu entourant le cristal balaie le branchement en série per-

pendiculairement à son axe; c) un dispositif d'exploration pour la scrutation périodique et séquentielle des signaux de mesure délivrés par le branchement en série; d) un dispositif de synchronisation entre le miroir tournant et le dispositif explorateur, permettant la scrutation des signaux de mesure uniquement sur une position angulaire prédéterminée de chaque élément 13 du miroir tournant; e) un montage traducteur des signaux de mesure délivrés par le branchement en série; et f) un dispositif d'affichage des signaux de sortie du montage traducteur.

4. Appareil de mesure du diamètre de monocristaux pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1; caractérisé par a) un miroir tournant 11, dont l'axe de rotation 12 est disposé horizontalement, sur le côté de l'axe 8 du cristal et au-dessus de la surface du bain fondu, de façon que les normales aux éléments du miroir tournant 11 balaient, pendant la rotation de ce dernier, l'axe du cristal et un rayon du creuset; et b) un branchement en série 15 d'éléments photosensibles 16, dont

l'axe commun est parallèle à l'axe de rotation du miroir tour-

nant et qui sont alignés par rapport à ce dernier de façon que l'image réfléchie du cristal 2 et de la surface du bain fondu

entourant le cristal balaie le branchement en série perpendi-

culairement à son axe.