JP2000086385A5 - - Google Patents
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Description
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第1発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させながら、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを検出するメルト深さ検出装置において、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)とを具備することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第1発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させながら、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを検出するメルト深さ検出装置において、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)とを具備することを特徴とする。
また、第2発明は、第1発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出することを特徴とする。
また、第3発明は、第1発明または第2発明において、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ(200)の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド(24)と、前記ルツボ深さ格納フィールド(24)に格納されたルツボ深さ(CD)に対応する前記ルツボ(200)の内径を格納するルツボ内径格納フィールド(26)と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)を格納するメルト区間重量格納フィールド(28)とを具備することを特徴とする。
また、第4発明は、第3発明において、前記メルト区間重量格納フィールド(28)は、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
また、第5発明は、第3発明または第4発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
また、第6発明は、第1発明乃至第5発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)が成長した重量を測定する重量センサ(214)を具備し、前記重量センサ(214)が測定した値を前記結晶成長重量(GW)として出力することを特徴とする。
また、第7発明は、第6発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量センサ(214)の後段に接続されたフィルタ部(216)をさらに具備し、前記フィルタ部(216)の出力を前記結晶成長重量(GW)とすることを特徴とする。
また、第8発明は、第1発明乃至第5発明のいずれかにおいて、前記シード(204)が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段(30)と、前記ルツボ(200)が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段(32)と、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段(34)と、前記シード上昇高さ検出手段(30)が検出したシード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)が検出したルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト下降深さ検出手段(34)が検出したメルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)が成長した長さを算出する結晶成長長さ算出手段(36)とをさらに具備し、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)を具備し前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した値を前記結晶成長重量(GW)として使用することを特徴とする。
また、第9発明は、第8発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)を用いて、前記予測重量(GPW)を算出する予測重量算出手段(44)とを具備することを特徴とする。
また、第10発明は、第9発明において、前記予測重量算出手段(44)は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
また、第11発明は、第8発明乃至第10発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)と、前記重量センサ(214)が測定した値と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出する重量偏差算出手段(46)と、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、前記予測重量(GPW)を補正する予測重量補正手段(48)とを具備することを特徴とする。
また、第12発明は、第11発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量偏差算出手段(46)と前記予測重量補正手段(48)との間に介在するフィルタ部(216)をさらに具備することを特徴とする。
また、第13発明は、第8発明乃至第12発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ算出手段(36)は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
また、第14発明は、第8発明乃至第13発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備することを特徴とする。
また、第15発明は、第14発明において、前記メルト下降深さ算出手段(52)は、
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
また、第16発明は、第8発明乃至第15発明のいずれかにおいて、前記シード上昇高さ検出手段(30)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ(218)と、前記シードエンコーダ(218)が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ(220)とを具備し、前記シードカウンタ(220)の値を前記シード上昇高さ(SLH)として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ(224)と、前記ルツボエンコーダ(224)が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ(226)とを具備し、前記ルツボカウンタ(226)の値を前記ルツボ上昇高さ(CLH)として出力することを特徴とする。
また、第17発明は、第8発明乃至第16発明のいずれかにおいて、前記シード(204)を引き上げるワイヤー(208)と、前記ワイヤー(208)を巻き取るワイヤードラム(210)と、前記ワイヤー(208)が伸びた長さを検出する伸び長検出手段(54)と、前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を補正する結晶成長長さ補正手段(56)とをさらに具備することを特徴とする。
また、第18発明は、第17発明において、前記伸び長検出手段(54)は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段(58)と、前記ワイヤードラム(210)が前記ワイヤー(208)を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段(60)と、前記ワイヤー初期長記憶手段(58)が記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)が検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段(62)と、前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出する伸び長算出手段(64)と、を具備することを特徴とする。
また、第19発明は、第18発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との間に介在するシードチャック(212)をさらに具備し、前記伸び長算出手段(64)は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量を考慮して前記伸び長(WEL)を算出することを特徴とする。
また、第20発明は、第18発明または第19発明において、前記伸び長算出手段(64)は、前記伸び長(WEL)を前記ワイヤー(208)にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
また、第21発明は、第20発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段(66)と、前記ドラム回転角度検出手段(66)の検出間隔を設定する検出区間設定手段(68)と、前記検出区間設定手段(68)が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長(WRL)として出力することを特徴とする。
また、第22発明は、第21発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
また、第23発明は、第20発明乃至第22発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
また、第24発明は、第23発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
また、第25発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて成長させた結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)を検出する結晶成長長さ検出装置において、前記シード(204)が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段(30)と、前記ルツボ(200)が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段(32)と、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段(34)と、前記シード上昇高さ検出手段(30)が検出したシード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)が検出したルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト下降深さ検出手段(34)が検出したメルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶成長長さ(GL)を検出する結晶成長長さ算出手段(36)とを具備することを特徴とする。
また、第26発明は、第25発明において、前記結晶成長長さ算出手段(36)は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
また、第27発明は、第25発明または第26発明において、前記シード上昇高さ検出手段(30)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ(218)と、前記シードエンコーダ(218)が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ(220)とを具備し、前記シードカウンタ(220)の値を前記シード上昇高さ(SLH)として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ(224)と、前記ルツボエンコーダ(224)が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ(226)とを具備し、前記ルツボカウンタ(226)の値を前記ルツボ上昇高さ(CLH)として出力することを特徴とする。
また、第28発明は、第25発明乃至第27発明のいずれかにおいて、前記シード(204)を引き上げるワイヤー(208)と、前記ワイヤー(208)を巻き取るワイヤードラム(210)と、前記ワイヤー(208)が伸びた長さを検出する伸び長検出手段(54)と、前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を補正する結晶成長長さ補正手段(56)とをさらに具備することを特徴とする。
また、第29発明は、第28発明において、前記伸び長検出手段(54)は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段(58)と、前記ワイヤードラム(210)が前記ワイヤー(208)を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段(60)と、前記ワイヤー初期長記憶手段(58)が記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)が検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段(62)と、前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出する伸び長算出手段(64)と、を具備することを特徴とする。
また、第30発明は、第29発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との間に介在するシードチャック(212)をさらに具備し、前記伸び長算出手段(64)は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量を考慮して前記伸び長(WEL)を算出することを特徴とする。
また、第31発明は、第29発明または第30発明において、前記伸び長算出手段(64)は、前記伸び長(WEL)を前記ワイヤー(208)にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
また、第32発明は、第31発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段(66)と、前記ドラム回転角度検出手段(66)の検出間隔を設定する検出区間設定手段(68)と、前記検出区間設定手段(68)が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長(WRL)として出力することを特徴とする。
また、第33発明は、第32発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
また、第34発明は、第31発明乃至第33発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
また、第35発明は、第34発明において、ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
また、第36発明は、第25発明乃至第35発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備することを特徴とする。
また、第37発明は、第36発明において、前記メルト下降深さ算出手段(52)は、
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
また、第38発明は、第36発明または第37発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出することを特徴とする。
また、第39発明は、第36発明乃至第38発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ(200)の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド(24)と、前記ルツボ深さ格納フィールド(24)に格納されたルツボ深さ(CD)に対応する前記ルツボ(200)の内径を格納するルツボ内径格納フィールド(26)と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)を格納するメルト区間重量格納フィールド(28)とを具備することを特徴とする。
また、第40発明は、第39発明において、前記メルト区間重量格納フィールド(28)は、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
また、第41発明は、第39発明または第40発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
また、第42発明は、第36発明乃至第41発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)が成長した重量を測定する重量センサ(214)を具備し、前記重量センサ(214)が測定した値を前記結晶成長重量(GW)として出力することを特徴とする。
また、第43発明は、第42発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量センサ(214)の後段に接続されたフィルタ部(216)をさらに具備し、前記フィルタ部(216)の出力を前記結晶成長重量(GW)とすることを特徴とする。
また、第44発明は、第36発明乃至第43発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)を具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した値を前記結晶成長重量(GW)として使用することを特徴とする。
また、第45発明は、第44発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)を用いて、前記予測重量(GPW)を算出する予測重量算出手段(44)とを具備することを特徴とする。
また、第46発明は、第45発明において、前記予測重量算出手段(44)は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
また、第47発明は、第44発明乃至第46明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)と、前記重量センサ(214)が測定した値と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出する重量偏差算出手段(46)と、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、前記予測重量(GPW)を補正する予測重量補正手段(48)とを具備することを特徴とする。
また、第48発明は、第47発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量偏差算出手段(46)と前記予測重量補正手段(48)との間に介在するフィルタ部(216)をさらに具備することを特徴とする。
また、第49発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させる結晶体の製造装置において、前記シード(204)が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段(30)と、前記ルツボ(200)が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段(32)と、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段(34)と、前記シード上昇高さ検出手段(30)が検出したシード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)が検出したルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト下降深さ検出手段(34)が検出したメルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶成長長さ(GL)を検出する結晶成長長さ算出手段(36)と前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に基づいて、前記結晶体(206)の引き上げ条件を決定する引き上げ条件決定手段(76)とを具備することを特徴とする。
また、第50発明は、第49発明において、前記結晶成長長さ算出手段(36)は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を解いて得られたGLを前記結晶成長長さ(GL)とすることを特徴とする。
また、第51発明は、第49発明または第50発明において、前記シード上昇高さ検出手段(30)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ(218)と、前記シードエンコーダ(218)が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ(220)とを具備し、前記シードカウンタ(220)の値を前記シード上昇高さ(SLH)として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ(224)と、前記ルツボエンコーダ(224)が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ(226)とを具備し、前記ルツボカウンタ(226)の値を前記ルツボ上昇高さ(CLH)として出力することを特徴とする。
また、第52発明は、第49発明乃至第51発明のいずれかにおいて、前記シード(204)を引き上げるワイヤー(208)と、前記ワイヤー(208)を巻き取るワイヤードラム(210)と、前記ワイヤー(208)が伸びた長さを検出する伸び長検出手段(54)と、前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を補正する結晶成長長さ補正手段(56)とをさらに具備することを特徴とする。
また、第53発明は、第52発明において、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段(78)と、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量を用いて、前記シード上昇速度(SL)を決定するシード上昇速度決定手段(79)とを具備することを特徴とする。
また、第54発明は、第53発明において、前記伸び長検出手段(54)は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段(58)と、前記ワイヤードラム(210)が前記ワイヤー(208)を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段(60)と、前記ワイヤー初期長記憶手段(58)が記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)が検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段(62)と、前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出する伸び長算出手段(64)と、を具備することを特徴とする。
また、第55発明は、第54発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との間に介在するシードチャック(212)をさらに具備し、前記伸び長算出手段(64)は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量を考慮して前記伸び長(WEL)を算出することを特徴とする。
また、第56発明は、第54発明または第55発明において、前記伸び長算出手段(64)は、前記伸び長(WEL)を前記ワイヤー(208)にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
また、第57発明は、第56発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段(66)と、前記ドラム回転角度検出手段(66)の検出間隔を設定する検出区間設定手段(68)と、前記検出区間設定手段(68)が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長(WRL)として出力することを特徴とする。
また、第58発明は、第57発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるWRL[n]を前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段(72)が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるWNL[n]を前記伸び長算出手段(64)に出力し、前記伸び長算出手段(64)は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:前記ワイヤー無負荷長算出手段(62)が出力したワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるWEL[n]を前記結晶成長長さ補正手段(56)に出力し、前記結晶成長長さ補正手段(56)は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:前記伸び長算出手段(64)が出力した伸び長
上式を解いて得られるGLを出力することを特徴とする。
また、第59発明は、第58発明において、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)は、
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を解いて得られるSLC(WEL)[n]を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を解いて得られるSLC(WEL)[n]を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
また、第60発明は、第56発明乃至第59発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段(60)は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
また、第61発明は、第60発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段(70)は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔWRL[i−1]を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
また、第62発明は、第49発明乃至第61発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備することを特徴とする。
また、第63発明は、第62発明において、前記メルト下降深さ算出手段(52)は、
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
(式7)
MDD:メルト下降深さ、MID:メルト初期深さ、MD:メルト深さ
上式を解いて得られたMDDを前記メルト下降深さ(MDD)とすることを特徴とする。
また、第64発明は、第62発明または第63発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出することを特徴とする。
また、第65発明は、第62発明乃至第64発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ(200)の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド(24)と、前記ルツボ深さ格納フィールド(24)に格納されたルツボ深さ(CD)に対応する前記ルツボ(200)の内径を格納するルツボ内径格納フィールド(26)と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)を格納するメルト区間重量格納フィールド(28)とを具備することを特徴とする。
また、第66発明は、第65発明において、前記メルト区間重量格納フィールド(28)は、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntに格納することを特徴とする。
また、第67発明は、第65発明または第66発明において、前記メルト深さ決定手段(22)は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を解いて得られるMDを前記メルト深さ(MD)とすることを特徴とする。
また、第68発明は、第62発明乃至第67発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)が成長した重量を測定する重量センサ(214)を具備し、前記重量センサ(214)が測定した値を前記結晶成長重量(GW)として出力することを特徴とする。
また、第69発明は、第68発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量センサ(214)の後段に接続されたフィルタ部(216)をさらに具備し、前記フィルタ部(216)の出力を前記結晶成長重量(GW)とすることを特徴とする。
また、第70発明は、第62発明乃至第69発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)を具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した値を前記結晶成長重量(GW)として使用することを特徴とする。
また、第71発明は、第70発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出する予測重量算出手段(44)とを具備することを特徴とする。
また、第72発明は、第71発明において、前記予測重量算出手段(44)は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
また、第73発明は、第70発明乃至第72発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)と、前記重量センサ(214)が測定した値と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出する重量偏差算出手段(46)と、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、前記予測重量(GPW)を補正する予測重量補正手段(48)とを具備することを特徴とする。
また、第74発明は、第73発明において、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記重量偏差算出手段(46)と前記予測重量補正手段(48)との間に介在するフィルタ部(216)をさらに具備することを特徴とする。
また、第75発明は、第49発明乃至第74発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段(76)が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の結晶直径(GD)を制御する直径制御手段(80)をさらに具備することを特徴とする。
また、第76発明は、第75発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)を具備し、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第77発明は、第75発明または第76発明において、前記直径制御手段(80)は、前記結晶体(206)の成長速度を制御する結晶成長速度制御手段(82)を具備することを特徴とする。
また、第78発明は、第77発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)とを対応させて記憶する結晶成長速度記憶手段(84)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を前記結晶成長速度記憶手段(84)から取得する結晶成長速度取得手段(86)を具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第79発明は、第78発明において、前記結晶成長速度制御手段(82)は、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記シード(204)の上昇速度を制御するシード上昇速度制御手段(88)を具備することを特徴とする。
また、第80発明は、第79発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得したメルト位置(MP)とに基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定することを特徴とする。
また、第81発明は、第78発明において、前記直径制御手段(80)は、前記ルツボ(200)の上昇速度を制御するルツボ上昇速度制御手段(90)を具備することを特徴とする。
また、第82発明は、第81発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を前記ルツボ形状テーブル(10)から取得するルツボ内径取得手段(92)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)と、前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径(CI)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出するルツボ上昇速度算出手段(94)を具備することを特徴とする。
また、第83発明は、第82発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段(94)は、
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR:前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるCLを前記ルツボ上昇速度(CL)とすることを特徴とする。
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR:前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるCLを前記ルツボ上昇速度(CL)とすることを特徴とする。
また、第84発明は、第81発明乃至第83発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得したメルト位置(MP)とに基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定することを特徴とする。
また、第85明は、第75発明乃至第84発のいずれかにおいて、前記直径制御手段(80)は、不足熱量を制御する不足熱量制御手段(96)を具備することを特徴とする。
また、第86発明は、第85発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする前記メルト(202)への供給熱量(QIN)とを対応させて記憶する供給熱量記憶手段(100)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する供給熱量(QIN)を前記供給熱量記憶手段(100)から取得する供給熱量取得手段(101)を具備し、前記供給熱量取得手段(101)が取得した供給熱量(QIN)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第87発明は、第49発明乃至第86発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段(76)が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段(102)をさらに具備することを特徴とする。
また、第88発明は、第87発明において、前記酸素濃度制御手段(102)は、前記シード(204)の回転速度を制御するシード回転速度制御手段(104)を具備することを特徴とする。
また、第89発明は、第88発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするシード回転速度とを対応させて記憶するシード回転速度記憶手段(106)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するシード回転速度(SR)を前記シード回転速度記憶手段(106)から取得するシード回転速度取得手段(107)を具備し、前記シード回転速度取得手段(107)が取得したシード回転速度(SR)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第90発明は、第87発明乃至第89発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段(102)は、前記ルツボ(200)の回転速度を制御するルツボ回転速度制御手段(108)を具備することを特徴とする。
また、第91発明は、第90発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするルツボ回転速度とを対応させて記憶するルツボ回転速度記憶手段(110)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するルツボ回転速度(CR)を前記ルツボ回転速度記憶手段(110)から取得するルツボ回転速度取得手段(111)を具備し、前記ルツボ回転速度取得手段(111)が取得したルツボ回転速度(CR)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第92発明は、第87発明乃至第91発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段(102)は、前記メルト(202)の位置を制御するメルト位置制御手段(112)を具備することを特徴とする。
また、第93発明は、第92発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)を具備し、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第94発明は、第87発明乃至第93発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段(102)は、前記メルト(202)周辺の熱環境を制御する熱環境制御手段(98)を具備することを特徴とする。
また、第95発明は、第94発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするヒーター位置(HP)とを対応させて記憶するヒーター位置記憶手段(143)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するヒーター位置(HP)を前記ヒーター位置記憶手段(143)から取得するヒーター位置取得手段(144)を具備し、前記ヒーター位置取得手段(144)が取得したヒーター位置(HP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第96発明は、第87発明乃至第95発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段(102)は、前記メルト(202)の表面に沿って流す不活性ガスの流れを制御するガス流制御手段(116)を具備することを特徴とする。
また、第97発明は、第96発明において、前記ガス流制御手段(116)は、前記不活性ガスの供給量を制御するガス供給量制御手段(118)を具備することを特徴とする。
また、第98発明は、第97発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする前記不活性ガスの供給量とを対応させて記憶するガス供給量記憶手段(120)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する不活性ガスの供給量を前記ガス供給量記憶手段(120)から取得するガス供給量取得手段(121)を具備し、前記ガス供給量取得手段(121)が取得した供給量に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第99発明は、第96発明または第97発明において、前記ガス流制御手段(116)は、前記結晶体(206)の周囲に配設された整流板(254)の位置を制御する整流板位置制御手段(122)を具備することを特徴とする。
また、第100発明は、第99発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする整流板位置(VP)とを対応させて記憶する整流板位置記憶手段(123)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する整流板位置(VP)を前記整流板位置記憶手段(123)から取得する整流板位置取得手段(124)を具備し、前記整流板位置取得手段(124)が取得した整流板位置(VP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第101発明は、第87発明乃至第100発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段(102)は、磁界を印加する磁界印加手段(125)と、前記磁界印加手段(125)が印加する磁界の状態を制御する磁界制御手段(126)を具備することを特徴とする。
また、第102発明は、第101発明において、前記磁界印加手段(125)は、前記ルツボ(200)の側壁に直交する磁束を発生させる横磁界を生成する横磁界生成手段(128)を具備することを特徴とする。
また、第103発明は、第101発明または第102発明において、前記磁界印加手段(125)は、前記メルト(202)の表面に直交する磁束を発生させる垂直磁界を生成する垂直磁界生成手段(130)を具備することを特徴とする。
また、第104発明は、第101発明乃至第103発明のいずれかにおいて、前記磁界印加手段(125)は、放物線状の磁束を発生させるカスプ磁界を生成するカスプ磁界生成手段(132)を具備することを特徴とする。
また、第105発明は、第101発明乃至第104発明のいずれかにおいて、前記磁界制御手段(126)は、前記磁界印加手段(125)が印加する磁界の位置を制御する磁界印加位置制御手段(134)を具備することを特徴とする。
また、第106発明は、第105発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする磁界印加位置(FP)とを対応させて記憶する磁界印加位置記憶手段(136)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する磁界印加位置(FP)を前記磁界印加位置記憶手段(136)から取得する磁界印加位置取得手段(137)を具備し、前記磁界印加位置取得手段(137)が取得した磁界印加位置(FP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第107発明は、第101発明乃至第106発明のいずれかにおいて、前記磁界制御手段(126)は、前記磁界印加手段(125)が印加する磁界の強度を制御する磁界印加強度制御手段(138)を具備することを特徴とする。
また、第108発明は、第107発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする磁界印加強度(FI)とを対応させて記憶する磁界印加強度記憶手段(140)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する磁界印加強度(FI)を前記磁界印加強度記憶手段(140)から取得する磁界印加強度取得手段(141)を具備し、前記磁界印加強度取得手段(141)が取得した磁界印加強度(FI)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第109発明は、第49発明乃至第108発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段(76)が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の欠陥状態を制御する欠陥制御手段(142)をさらに具備することを特徴とする。
また、第110発明は、第109発明において、前記欠陥制御手段(142)は、前記結晶体(206)の成長速度を制御する結晶成長速度制御手段(82)を具備することを特徴とする。
また、第111発明は、第110発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)とを対応させて記憶する結晶成長速度記憶手段(84)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を前記結晶成長速度記憶手段(84)から取得する結晶成長速度取得手段(86)を具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第112発明は、第111発明において、前記結晶成長速度制御手段(82)は、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記シード(204)の上昇速度を制御するシード上昇速度制御手段(88)を具備することを特徴とする。
また、第113発明は、第110発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得したメルト位置(MP)とに基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定することを特徴とする。
また、第114発明は、第111発明において、前記欠陥制御手段(142)は、前記ルツボ(200)の上昇速度を制御するルツボ上昇速度制御手段(90)を具備することを特徴とする。
また、第115発明は、第114発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を前記ルツボ形状テーブル(10)から取得するルツボ内径取得手段(92)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)と、前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径(CI)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出するルツボ上昇速度算出手段(94)を具備することを特徴とする。
また、第116発明は、第115発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段(94)は、
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR:前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるCLを前記ルツボ上昇速度(CL)とすることを特徴とする。
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR:前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるCLを前記ルツボ上昇速度(CL)とすることを特徴とする。
また、第117発明は、第114発明乃至第116発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得したメルト位置(MP)とに基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定することを特徴とする。
また、第118発明は、第109発明乃至第117のいずれかにおいて、前記欠陥制御手段(142)は、前記結晶体(206)の温度勾配を制御する温度勾配制御手段(146)を具備することを特徴とする。
また、第119発明は、第118発明において、前記温度勾配制御手段(146)は、前記結晶体(206)周辺の熱環境を制御する熱環境制御手段(98)を具備することを特徴とする。
また、第120発明は、第119発明において、前記熱環境制御手段(98)は、前記メルト(202)の位置を制御するメルト位置制御手段(112)を具備することを特徴とする。
また、第121発明は、第120発明において、前記結晶体(206)の引き上げ軸方向の位置と、前記結晶成長長さ(GL)が該位置に該当したときに制御目標とするメルト位置(MP)とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段(114)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を前記メルト位置記憶手段(114)から取得するメルト位置取得手段(115)を具備し、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第122発明は、第119発明において、前記熱環境制御手段(98)は、前記結晶体(206)の周囲に配設された輻射板(270)の位置を制御する輻射板位置制御手段(150)を具備することを特徴とする。
また、第123発明は、第122発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする輻射板位置(PP)とを対応させて記憶する輻射板位置記憶手段(152)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する輻射板位置(PP)を前記輻射板位置記憶手段(152)から取得する輻射板位置取得手段(153)を具備し、前記輻射板位置取得手段(153)が取得した輻射板位置(PP)に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第124発明は、第49発明乃至第123発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)と、前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求める重量偏差算出手段(46)とをさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第125発明は、第124発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段(38)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)を用いて、前記予測重量(GPW)を算出する予測重量算出手段(44)とを具備することを特徴とする。
また、第126発明は、第125発明において、前記予測重量算出手段(44)は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
また、第127発明は、第124発明乃至第126発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)を具備し、前記重量偏差算出手段(46)は、前記重量センサ(214)が測定した値と、前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)とを用いて、前記重量偏差(GWD)を算出することを特徴とする。
また、第128発明は、第127発明において、前記重量偏差算出手段(46)の後段に接続されたフィルタ部(216)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記フィルタ部(216)の出力に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第129発明は、第49発明乃至第128発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)および該結晶体(206)の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル(154)をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)が前記制御テーブル(154)のどの区間に属するのかを判定する所属区間判定手段(156)と、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間に所属する結晶成長速度(GR)を取得する結晶成長速度取得手段(86)と、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間に所属する品質制御パラメータを取得する品質制御パラメータ取得手段(160)とを具備し、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記品質制御パラメータ取得手段(160)が取得した品質制御パラメータとを用いて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第130発明は、第129発明において、前記制御テーブル(154)は、前記分割した各区間の節点に前記結晶成長長さ(GL)を格納する結晶成長長さ格納フィールド(162)と、前記結晶成長長さ格納フィールド(162)に格納された結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を格納する結晶成長速度格納フィールド(164)と、前記結晶成長長さ格納フィールド(162)に格納された結晶成長長さ(GL)に対応する品質制御パラメータを格納する品質制御パラメータ格納フィールド(166)とを具備することを特徴とする。
また、第131発明は、第130発明において、前記品質制御パラメータ格納フィールド(166)は、前記結晶体(206)が前記結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)を格納し、前記品質制御パラメータ取得手段(160)は、前記品質制御パラメータ格納フィールド(166)に格納されたメルト位置(MP)を取得するメルト位置取得手段(115)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置に対応する結晶成長長さ(GL)を取得する結晶成長長さ取得手段(158)とを具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)と、前記結晶成長長さ取得手段(158)が取得した結晶成長長さ(GL)とを用いて、メルト位置移動速度(MPS)を決定するメルト位置移動速度決定手段(159)を具備することを特徴とする。
また、第132発明は、第131発明において、前記結晶成長速度取得手段(86)は、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、前記結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を算出する結晶成長速度算出手段(168)を具備し、前記メルト位置取得手段(115)は、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、前記結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を算出するメルト位置算出手段(169)を具備することを特徴とする。
また、第133発明は、第132発明において、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)とを用いて、前記シード(204)の上昇速度を決定するシード上昇速度決定手段(79)をさらに具備し、前記シード上昇速度決定手段(79)が決定したシード上昇速度(SL)を前記引き上げ条件の一つとして決定することを特徴とする。
また、第134発明は、第132発明または第133発明において、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)とを用いて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定するルツボ上昇速度決定手段(170)をさらに具備し、前記ルツボ上昇速度決定手段(170)が決定したルツボ上昇速度(CL)を前記引き上げ条件の一つとして決定することを特徴とする。
また、第135発明は、第134発明において、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段(34)は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメルト初期深さ記憶手段(50)と、前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)とを具備し、前記ルツボ上昇速度決定手段(170)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を前記ルツボ形状テーブル(10)から取得するルツボ内径取得手段(92)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)と、前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径(CI)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長長さ(GL)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出するルツボ上昇速度算出手段(94)を具備することを特徴とする。
また、第136発明は、第135発明において、前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)と、前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求める重量偏差算出手段(46)とをさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段(76)は、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
また、第137発明は、第136発明において、前記結晶成長重量予測手段(38)は、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)を用いて、前記予測重量(GPW)を算出する予測重量算出手段(44)とを具備することを特徴とする。
また、第138発明は、第137発明において、前記予測重量算出手段(44)は、
(式5)
PW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
(式5)
PW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたGPWを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
また、第139発明は、第136発明乃至第138発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段(14)は、前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)を具備し、前記重量偏差算出手段(46)は、前記重量センサ(214)が測定した値と、前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)とを用いて、前記重量偏差(GWD)を算出することを特徴とする。
また、第140発明は、第139発明において、前記重量偏差算出手段(46)の後段に接続されたフィルタ部(216)をさらに具備し、前記シード上昇速度決定手段(79)は、前記フィルタ部(216)の出力に基づいて、前記シード上昇速度(SL)を決定することを特徴とする。
また、第141発明は、第136発明乃至第140発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度決定手段(79)は、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間の経過に要する時間を算出する所要時間算出手段(172)と、前記品質制御パラメータ取得手段(160)が取得したメルト位置(MP)と、前記所要時間算出手段(172)が算出した所要時間(T)とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するとともに、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段(78)と、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、該シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記シード上昇速度(SL)を算出するシード上昇速度算出手段(174)とを具備することを特徴とする。
また、第142発明は、第141発明において、前記所要時間算出手段(172)は、前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ(GL)と結晶成長速度(GR)とを用いて、前記所要時間(T)を算出することを特徴とする。
また、第143発明は、第142発明において、前記所要時間算出手段(172)は、
(式16)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
(式16)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
また、第144発明は、第142発明において、前記所要時間算出手段(172)は、
(式17)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
(式17)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
また、第145発明は、第142発明において、前記結晶成長速度算出手段(168)は、
(式18)
GR(GL):前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ
上式を解いて得られたGR(GL)を前記結晶成長速度とし、前記所要時間算出手段(172)は、
(式19)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
(式18)
GR(GL):前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ
上式を解いて得られたGR(GL)を前記結晶成長速度とし、前記所要時間算出手段(172)は、
(式19)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とすることを特徴とする。
また、第146発明は、第142発明乃至第145発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)は、
(式20)
SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、MP[nt]:節点ntに格納されたメルト位置、MP[nt−1]:節点nt−1に格納されたメルト位置、T[itー1]:区間it−1の所要時間
上式を解いて得られたSLC(MP)を前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量とし、前記シード上昇速度算出手段(174)は、
(式21)
SL:シード上昇速度、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて、前記シード上昇速度(SL)を算出することを特徴とする。
(式20)
SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、MP[nt]:節点ntに格納されたメルト位置、MP[nt−1]:節点nt−1に格納されたメルト位置、T[itー1]:区間it−1の所要時間
上式を解いて得られたSLC(MP)を前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量とし、前記シード上昇速度算出手段(174)は、
(式21)
SL:シード上昇速度、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて、前記シード上昇速度(SL)を算出することを特徴とする。
また、第147発明は、第146発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段(94)は、
(式22)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたCLを前記ルツボ上昇速度とすることを特徴とする。
(式22)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたCLを前記ルツボ上昇速度とすることを特徴とする。
また、第148発明は、第147発明において、前記シード(204)を引き上げるワイヤー(208)と、前記ワイヤー(208)を巻き取るワイヤードラム(210)と、前記ワイヤー(208)が伸びた長さを検出する伸び長検出手段(54)とをさらに具備し、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)は、前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出することを特徴とする。
また、第149発明は、第148発明において、前記シード上昇速度操作量算出手段(78)は、
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を解いて得られるSLC(WEL)[n]を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を解いて得られるSLC(WEL)[n]を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
また、第150発明は、第149発明において、前記シード上昇速度算出手段(174)は、
(式23)
SL:シード上昇速度、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(WEL):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて前記シード上昇速度(SL)を算出することを特徴とする。
(式23)
SL:シード上昇速度、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(WEL):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて前記シード上昇速度(SL)を算出することを特徴とする。
また、第151発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させながら、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを検出するメルト深さ検出方法において、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージするとともに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶した後、前記シード(204)を該チャージしたメルト(202)の表面に浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定することを特徴とする。
また、第152発明は、第151発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出して行うことを特徴とする。
また、第153発明は、第151発明または第152発明において、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ(200)の深さと、該ルツボ(200)の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)とを対応させて格納することを特徴とする。
また、第154発明は、第153発明において、前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntには、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
また、第155発明は、第153発明または第154発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
また、第156発明は、第151発明乃至第155発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて行うことを特徴とする。
また、第157発明は、第156発明において、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記重量センサ(214)の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第158発明は、第151発明乃至第155発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)が上昇した高さと、前記ルツボ(200)が上昇した高さと、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ(SLH)と、ルツボ上昇高さ(CLH)と、メルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ(GL)を用いて、前記結晶体(206)が成長した重量を予測して行うことを特徴とする。
また、第159発明は、第158発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、該取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出し、該算出した予測重量(GPW)を用いて行うことを特徴とする。
また、第160発明は、第159発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第161発明は、第158発明乃至第160発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて前記結晶体(206)の重量を測定し、前記重量センサ(214)を用いて測定した結晶体(206)の重量と前記予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出し、該算出した重量偏差(GWD)を用いて、前記予測重量(GPW)を補正して行うことを特徴とする。
また、第162発明は、第161発明において、前記予測重量(GPW)の補正は、前記重量偏差(GWD)に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第163発明は、第158発明乃至第162発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ(GL)の算出は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第164発明は、第158発明乃至第163発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ(MDD)の検出は、前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記決定したメルト深さ(MD)をメルト初期深さ(MID)として記憶し、該記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行うことを特徴とする。
また、第166発明は、第158発明乃至第165発明のいずれかにおいて、前記シード上昇高さ(SLH)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ(CLH)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
また、第167発明は、第158発明乃至第166発明のいずれかにおいて、前記シード(204)の引き上げは、前記シード(204)に接続されたワイヤー(208)をワイヤードラム(210)で巻き取って行い、前記結晶体(206)を成長させる際には、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら、該ワイヤー(208)が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長(WEL)を用いて、前記算出した結晶成長長さ(GL)を補正することを特徴とする。
また、第168発明は、第167発明において、前記伸び長(WEL)の検出は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さをワイヤー初期長(WIL)として記憶しておき、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体(206)が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量(GW)と、前記算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出して行うことを特徴とする。
また、第169発明は、第168発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との接続は、シードチャック(212)を介して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
また、第170発明は、第168発明または第169発明において、前記伸び長(WEL)の算出は、前記ワイヤー(208)にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー(208)が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
また、第171発明は、第170発明において、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出し、該検出したワイヤードラム(210)の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長(WRL)が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を積算して行うことを特徴とする。
また、第172発明は、第171発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第173発明は、第170発明乃至第172発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
また、第174発明は、第173発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第175発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて成長させた結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)を検出する結晶成長長さ検出方法において、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージし、該チャージしたメルト(202)の表面に前記シード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げながら、該シード(204)が上昇した高さと、前記ルツボ(200)が上昇した高さと、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ(SLH)と、ルツボ上昇高さ(CLH)と、メルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)の成長長さを算出することを特徴とする。
また、第176発明は、第175発明において、前記結晶成長長さ(GL)の算出は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第177発明は、第175発明または第176発明において、前記シード上昇高さ(SLH)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ(CLH)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
また、第178発明は、第175発明乃至第177発明のいずれかにおいて、前記シード(204)の引き上げは、前記シード(204)に接続されたワイヤー(208)をワイヤードラム(210)で巻き取って行い、前記結晶体(206)を成長させる際には、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら、該ワイヤー(208)が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長(WEL)を用いて、前記算出した結晶成長長さ(GL)を補正することを特徴とする。
また、第179発明は、第178発明において、前記伸び長(WEL)の検出は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さをワイヤー初期長(WIL)として記憶しておき、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体(206)が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量(GW)と、前記算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出して行うことを特徴とする。
また、第180発明は、第179発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との接続は、シードチャック(212)を介して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
また、第181発明は、第179発明または第180発明において、前記伸び長(WEL)の算出は、前記ワイヤー(208)にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー(208)が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
また、第182発明は、第181発明において、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出し、該検出したワイヤードラム(210)の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長(WRL)が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を積算して行うことを特徴とする。
また、第183発明は、第182発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第184発明は、第181発明乃至第183発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
また、第185発明は、第184発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第186発明は、第175発明乃至第185発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ(MDD)の検出は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておき、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行うことを特徴とする。
また、第188発明は、第186発明または第187発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出して行うことを特徴とする。
また、第189発明は、第186発明乃至第188発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ(200)の深さと、該ルツボ(200)の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)とを対応させて格納することを特徴とする。
また、第190発明は、第189発明において、前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntには、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
また、第191発明は、第189発明または第190発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:節点kに格納されたメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:節点kに格納されたメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
また、第192発明は、第186発明乃至第191発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて行うことを特徴とする。
また、第193発明は、第192発明において、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記重量センサ(214)の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第194発明は、第186発明乃至第193発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)が上昇した高さと、前記ルツボ(200)が上昇した高さと、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ(SLH)と、ルツボ上昇高さ(CLH)と、メルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ(GL)を用いて、前記結晶体(206)が成長した重量を予測して行うことを特徴とする。
また、第195発明は、第194発明において、前記結晶成長重量(GW)の予測は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、該取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出し、該算出した予測重量(GPW)を用いて行うことを特徴とする。
また、第196発明は、第195発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第197発明は、第194発明乃至第196発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて前記結晶体(206)の重量を測定し、前記重量センサ(214)を用いて測定した結晶体(206)の重量と前記予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出し、該算出した重量偏差(GWD)を用いて前記予測重量(GPW)を補正し、該補正した値を用いて行うことを特徴とする。
また、第198発明は、第197発明において、前記予測重量(GPW)の補正は、前記重量偏差(GWD)に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第199発明は、ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を育成する結晶体の製造方法において、前記結晶体(206)の育成は、前記シード(204)が上昇した高さと、前記ルツボ(200)が上昇した高さと、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ(SLH)と、ルツボ上昇高さ(CLH)と、メルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ(GL)に基づいて、前記結晶体(206)の引き上げ条件を決定し、該決定した引き上げ条件を用いて行うことを特徴とする。
また、第200発明は、第199発明において、前記結晶成長長さ(GL)の算出は、
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式6)
GL:結晶成長長さ、SLH:シード上昇高さ、CLH:ルツボ上昇高さ、MDD:メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第201発明は、第199発明または第200発明において、前記シード上昇高さ(SLH)は、前記シード(204)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ(CLH)は、前記ルツボ(200)の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
また、第202発明は、第199発明乃至第201発明のいずれかにおいて、前記シード(204)の引き上げは、前記シード(204)に接続されたワイヤー(208)をワイヤードラム(210)で巻き取って行い、前記結晶体(206)を育成する際には、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら、該ワイヤー(208)が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長(WEL)を用いて、前記算出した結晶成長長さ(GL)を補正することを特徴とする。
また、第203発明は、第202発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記検出した伸び長(WEL)を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出し、該算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量を用いて行うことを特徴とする。
また、第204発明は、第203発明において、前記伸び長(WEL)の検出は、前記シード(204)を前記メルト(202)に浸漬したときの前記ワイヤー(208)の長さをワイヤー初期長(WIL)として記憶しておき、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体(206)が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長(WIL)と、前記検出したワイヤー巻き取り長(WRL)とを用いて、前記ワイヤードラム(210)から垂下したワイヤー(208)の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量(GW)と、前記算出したワイヤー無負荷長(WNL)と、前記ワイヤー(208)の伸び率(ε)とを用いて、該ワイヤーの伸び長(WEL)を算出して行うことを特徴とする。
また、第205発明は、第204発明において、前記シード(204)と前記ワイヤー(208)との接続は、シードチャック(212)を介して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、前記シード(204)の重量と前記シードチャック(212)の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
また、第206発明は、第204発明または第205発明において、前記伸び長(WEL)の算出は、前記ワイヤー(208)にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー(208)が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
また、第207発明は、第206発明において、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム(210)の回転角度を検出し、前記検出したワイヤードラム(210)の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長(WRL)が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長(WRL)の変化量を積算して行うことを特徴とする。
また、第208発明は、第207発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式8)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の算出は、
(式9)
WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長、ΔWRL[k]:区間k内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長(WNL)の算出は、
(式10)
WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、WIL:ワイヤー初期長、WRL[n]:節点nにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長(WEL)の算出は、
(式11)
WEL[n]:節点nにおける伸び長、WNL[n]:節点nにおけるワイヤー無負荷長、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ(GL)の補正は、
(式12)
GL:補正後の結晶成長長さ、GL[n]:節点nにおける結晶成長長さ、WEL[n]:節点nにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第209発明は、第208発明において、前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量の算出は、
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第210発明は、第206発明乃至第209発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長(WRL)の検出は、前記ワイヤードラム(210)が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
また、第211発明は、第210発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式14)
ΔWRL[i−1]:区間i−1内でのワイヤー巻き取り長の変化量、r:ワイヤードラムの半径、ω(t):ワイヤードラムの回転角速度、ε(GW):伸び関数、GW[n]:節点nにおける結晶成長重量、GW[n−1]:節点nー1における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第212発明は、第199発明乃至第211発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ(MDD)の検出は、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておき、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行うことを特徴とする。
また、第214発明は、第212発明または第213発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量(MW)を当てはめて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを算出して行うことを特徴とする。
また、第215発明は、第212発明乃至第214発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル(10)は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ(200)の深さと、該ルツボ(200)の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量(ΔMW)とを対応させて格納することを特徴とする。
また、第216発明は、第215発明において、前記ルツボ形状テーブル(10)の節点ntには、
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
(式1)
f(X):近似関数、CI[nt]:節点ntに格納されたルツボ内径、CI[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ内径、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ
(式2)
ΔMW[it−1]:区間it−1内でチャージされるメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt]:節点ntに格納されたルツボ深さ、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔMW[it−1]を格納することを特徴とする。
また、第217発明は、第215発明または第216発明において、前記メルト深さ(MD)の決定は、
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
(式3)
MW:メルト重量、ΔMW[k]:区間kのメルト区間重量、Dmelt:メルトの密度、π:円周率、CD[nt−1]:節点nt−1に格納されたルツボ深さ、f(X):式1に示す近似関数
(式4)
MD:メルト深さ、X:式3の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
また、第218発明は、第212発明乃至第217発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて行うことを特徴とする。
また、第219発明は、第218発明において、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記重量センサ(214)の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第220発明は、第212発明乃至第219発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、前記算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測し、該予測した値を用いて行うことを特徴とする。
また、第221発明は、第220発明において、前記結晶成長重量(GW)の予測は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、該取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出し、該算出した予測重量(GPW)を用いて行うことを特徴とする。
また、第222発明は、第221発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第223発明は、第220発明乃至第221発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて前記結晶体(206)の重量を測定し、前記重量センサ(214)を用いて測定した結晶体(206)の重量と前記予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出し、該算出した重量偏差(GWD)を用いて前記予測重量(GPW)を補正し、該補正した値を用いて行うことを特徴とする。
また、第224発明は、第223発明において、前記予測重量(GPW)の補正は、前記重量偏差(GWD)に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第225発明は、第199発明乃至第224発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の結晶直径(GD)を制御することを特徴とする。
また、第226発明は、第225発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、該取得した結晶直径(GD)を用いて行うことを特徴とする。
また、第227発明は、第225発明または第226発明において、前記結晶体(206)の直径制御は、前記結晶体(206)の成長速度を制御して行うことを特徴とする。
また、第228発明は、第227発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を取得し、該取得した結晶成長速度(GR)を用いて行うことを特徴とする。
また、第229発明は、第228発明において、前記結晶体(206)の直径制御は、前記取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記シード(204)を上昇させて行うことを特徴とする。
また、第230発明は、第229発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を取得し、該取得したメルト位置(MP)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とに基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定し、該決定したシード上昇速度(SL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第231発明は、第228発明において、前記結晶体(206)の直径制御は、前記取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記ルツボ(200)を上昇させて行うことを特徴とする。
また、第232発明は、第231発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておき、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行い、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、前記決定したメルト深さ(MD)と前記ルツボ形状テーブル(10)とを照合して、該決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を取得し、該取得した結晶直径(GD)と、前記取得したルツボ内径(CI)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出し、該算出したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第233発明は、第232発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の算出は、
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、GR:結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、GR:結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第234発明は、第231発明乃至第233発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を取得し、該取得したメルト位置(MP)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とに基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第235発明は、第225発明乃至第234発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の直径制御は、不足熱量を制御して行うことを特徴とする。
また、第236発明は、第235発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする供給熱量(QIN)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する供給熱量(QIN)を取得し、該取得した供給熱量(QIN)を用いて行うことを特徴とする。
また、第237発明は、第1991発明乃至第236発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の酸素濃度を制御することを特徴とする。
また、第238発明は、第237発明において、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記シード(204)の回転速度を制御して行うことを特徴とする。
また、第239発明は、第238発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするシード回転速度(SR)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するシード回転速度(SR)を取得し、該取得したシード回転速度(SR)を用いて行うことを特徴とする。
また、第240発明は、第237発明乃至第239発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記ルツボ(200)の回転速度を制御して行うことを特徴とする。
また、第241発明は、第240発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするルツボ回転速度(CR)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するルツボ回転速度(CR)を取得し、該取得したルツボ回転速度(CR)を用いて行うことを特徴とする。
また、第242発明は、第237発明乃至第241発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記メルト(202)の位置を制御して行うことを特徴とする。
また、第243発明は、第242発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を取得し、該取得したメルト位置(MP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第244発明は、第237発明乃至第243発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記メルト(202)周辺の熱環境を制御して行うことを特徴とする。
また、第245発明は、第244発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするヒーター位置(HP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するヒーター位置(HP)を取得し、該取得したヒーター位置(HP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第246発明は、第237発明乃至第245発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記メルト(202)の表面に沿って流す不活性ガスの流れを制御して行うことを特徴とする。
また、第247発明は、第246発明において、前記ガス流の制御は、前記不活性ガスの供給量を制御して行うことを特徴とする。
また、第248発明は、第247発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする不活性ガスの供給量とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する不活性ガスの供給量を取得し、該取得した不活性ガスの供給量を用いて行うことを特徴とする。
また、第249発明は、第246発明または第247発明において、前記ガス流の制御は、前記結晶体(206)の周囲に配設された整流板(254)の位置を制御して行うことを特徴とする。
また、第250発明は、第249発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする整流板位置(VP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する整流板位置(VP)を取得し、該取得した整流板位置(VP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第251発明は、第237発明乃至第250発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、磁界を印加して行うことを特徴とする。
また、第252発明は、第251発明において、前記印加する磁界は、前記ルツボ(200)の側壁に直交する磁束を発生させる横磁界であることを特徴とする。
また、第253発明は、第251発明または第252発明において、前記印加する磁界は、前記メルト(202)の表面に直交する磁束を発生させる垂直磁界であることを特徴とする。
また、第254発明は、第251発明乃至第253発明のいずれかにおいて、前記印加する磁界は、放物線状の磁束を発生させるカスプ磁界であることを特徴とする。
また、第255発明は、第251発明乃至第254発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記磁界の印加位置を制御して行うことを特徴とする。
また、第256発明は、第255発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする磁界印加位置(FP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する磁界印加位置(FP)を取得し、該取得した磁界印加位置(FP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第257発明は、第251発明乃至第256発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の酸素濃度制御は、前記磁界の強度を制御して行うことを特徴とする。
また、第258発明は、第257発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする磁界印加強度(FI)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する磁界印加強度(FI)を取得し、該取得した磁界印加強度(FI)を用いて行うことを特徴とする。
また、第259発明は、第199発明乃至第258発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体(206)の欠陥状態を制御することを特徴とする。
また、第260発明は、第259発明において、前記結晶体(206)の欠陥制御は、前記結晶体(206)の成長速度を制御して行うことを特徴とする。
また、第261発明は、第260発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を取得し、該取得した結晶成長速度(GR)を用いて行うことを特徴とする。
また、第262発明は、第261発明において、前記結晶体(206)の欠陥制御は、前記取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記シード(204)を上昇させて行うことを特徴とする。
また、第263発明は、第262発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を取得し、該取得したメルト位置(MP)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とに基づいて、前記シード(204)の上昇速度を決定し、該決定したシード上昇速度(SL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第264発明は、第261発明において、前記結晶体(206)の欠陥制御は、前記取得した結晶成長速度(GR)に基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記ルツボ(200)を上昇させて行うことを特徴とする。
また、第265発明は、第264発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておき、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行い、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、前記決定したメルト深さ(MD)と前記ルツボ形状テーブル(10)とを照合して、該決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を取得し、該取得した結晶直径(GD)と、前記取得したルツボ内径(CI)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出し、該算出したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第266発明は、第265発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の算出は、
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、GR:結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式15)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、GR:結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第267発明は、第264発明乃至第266発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を取得し、該取得したメルト位置(MP)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とに基づいて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第268発明は、第259発明乃至第267発明のいずれかにおいて、前記結晶体(206)の欠陥制御は、前記結晶体(206)の温度勾配を制御して行うことを特徴とする。
また、第269発明は、第268発明において、前記温度勾配の制御は、前記結晶体(206)周辺の熱環境を制御して行うことを特徴とする。
また、第270発明は、第269発明において、前記熱環境の制御は、前記メルト(202)の位置を制御して行うことを特徴とする。
また、第271発明は、第270発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置を取得し、該取得したメルト位置(MP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第272発明は、第269発明において、前記熱環境の制御は、前記結晶体(206)の周囲に配設された輻射板(270)の位置を制御して行うことを特徴とする。
また、第273発明は、第272発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする輻射板位置(PP)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する輻射板位置(PP)を取得し、該取得した輻射板位置(PP)を用いて行うことを特徴とする。
また、第274発明は、第199発明乃至第273発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測し、前記検出した結晶成長重量(GW)と前記予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出し、該算出した重量偏差(GWD)を用いて行うことを特徴とする。
また、第275発明は、第274発明において、前記結晶成長重量(GW)の予測は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、前記取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出し、該算出した予測重量(GPW)を用いて行うことを特徴とする。
また、第276発明は、第275発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第277発明は、第274発明乃至第276発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて行い、前記重量偏差(GWD)の算出は、前記重量センサ(214)によって測定した値と、前記予測した予測重量(GPW)とを用いて行うことを特徴とする。
また、第278発明は、第277発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した重量偏差(GWD)に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第279発明は、第199発明乃至第278発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)および該結晶体(206)の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル(154)を予め作成しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記制御テーブル(154)とを照合して、該結晶成長長さ(GL)が前記制御テーブル(154)のどの区間に属するのかを判定し、該判定した判定区間に所属する結晶成長速度(GR)を取得するとともに、該判定区間に所属する品質制御パラメータを取得し、該取得した結晶成長速度(GR)と品質制御パラメータとを用いて行うことを特徴とする。
また、第280発明は、第279発明において、前記制御テーブル(154)は、各区間の節点に、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶成長速度(GR)と、前記品質制御パラメータとを対応させて格納することを特徴とする。
また、第281発明は、第280発明において、前記品質制御パラメータは、前記結晶体(206)が前記結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とするメルト位置(MP)を含み、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置(MP)と、前記結晶成長長さ(GL)とを用いて、メルト位置移動速度(MPS)を決定し、該決定したメルト位置移動速度(MPS)を用いて行うことを特徴とする。
また、第282発明は、第281発明において、前記結晶成長速度(GR)の取得は、前記判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、該結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を算出して行い、前記メルト位置(MP)の取得は、前記判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、該結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を算出して行うことを特徴とする。
また、第283発明は、第282発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)と、前記算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)とを用いて、シード上昇速度(SL)を決定し、該決定したシード上昇速度(SL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第284発明は、第282発明または第283発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)と、前記算出した結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)とを用いて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第285発明は、第284発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の決定は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておき、前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておき、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記記憶したメルト初期重量(MIW)と前記検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出し、該算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出して行い、前記ルツボ上昇速度(CL)の決定は、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、前記決定したメルト深さ(MD)と前記ルツボ形状テーブル(10)とを照合して、該決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を取得し、該取得した結晶直径(GD)と、前記取得したルツボ内径(CI)と、前記取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出し、該算出したルツボ上昇速度(CL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第286発明は、第285発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出し、前記算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測し、前記検出した結晶成長重量(GW)と前記予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出し、該算出した重量偏差(GWD)を用いて行うことを特徴とする。
また、第287発明は、第286発明において、前記結晶成長重量(GW)の予測は、前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ(GL)と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を取得し、該取得した結晶直径(GD)を用いて、予測重量(GPW)を算出し、該算出した予測重量(GPW)を用いて行うことを特徴とする。
また、第288発明は、第287発明において、前記予測重量(GPW)の算出は、
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径上式を実行して行うことを特徴とする。
(式5)
GPW:予測重量、Dcrystal:結晶体の密度、π:円周率、GL:結晶成長長さ、GD(L):長さLにおける結晶直径上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第289発明は、第286発明乃至第288発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量(GW)の検出は、重量センサ(214)を用いて行い、前記重量偏差(GWD)の算出は、前記重量センサ(214)によって測定した値と、前記予測した予測重量(GPW)とを用いて行うことを特徴とする。
また、第290発明は、第289発明において、前記シード上昇速度(SL)の決定は、前記算出した重量偏差(GWD)に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
また、第291発明は、第286発明乃至第290発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度(SL)の決定は、前記判定した判定区間の経過に要する時間を算出し、前記制御テーブル(154)から取得したメルト位置(MP)と、前記算出した所要時間(T)とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するとともに、前記算出した重量偏差(GWD)を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出し、該算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記算出した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記シード上昇速度(SL)を算出して行うことを特徴とする。
また、第292発明は、第291発明において、前記所要時間(T)の算出は、前記判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ(GL)と結晶成長速度(GR)とを用いて行うことを特徴とする。
また、第293発明は、第292発明において、前記所要時間(T)の算出は、
(式16)
T[itー1]:区間it−iの所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式16)
T[itー1]:区間it−iの所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第294発明は、第292発明において、前記所要時間(T)の算出は、
(式17)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式17)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第295発明は、第292発明において、前記結晶成長速度(GR)の算出は、
(式18)
GR(GL):結晶成長長さに対応する結晶成長速度、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ
上式を実行して行い、前記所要時間(T)の算出は、
(式19)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式18)
GR(GL):結晶成長長さに対応する結晶成長速度、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ
上式を実行して行い、前記所要時間(T)の算出は、
(式19)
T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第296発明は、第292発明乃至第295発明のいずれかにおいて、前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量の算出は、
(式20)
SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、MP[nt]:節点ntに格納されたメルト位置、MP[nt−1]:節点nt−1に格納されたメルト位置、T[itー1]:区間it−1の所要時間上式を実行して行い、前記シード上昇速度(SL)の算出は、
(式21)
SL:シード上昇速度、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式20)
SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、MP[nt]:節点ntに格納されたメルト位置、MP[nt−1]:節点nt−1に格納されたメルト位置、T[itー1]:区間it−1の所要時間上式を実行して行い、前記シード上昇速度(SL)の算出は、
(式21)
SL:シード上昇速度、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第297発明は、第296発明において、前記ルツボ上昇速度(CL)の算出は、
(式22)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:ルツボ形状テーブル(10)から取得したルツボ内径、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式22)
CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:結晶成長長さに対応する結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:ルツボ形状テーブル(10)から取得したルツボ内径、GR(GL):結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、SLC(GWD):重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
また、第298発明は、第297発明において、前記シード(204)の引き上げは、前記シード(204)に接続されたワイヤー(208)をワイヤードラム(210)で巻き取って行い、前記結晶体(206)を育成する際には、前記ワイヤー(208)を巻き取りながら、該ワイヤー(208)が伸びた長さを検出し、前記シード上昇速度操作量の算出は、前記検出した伸び長(WEL)を用いて行うことを特徴とする。
また、第299発明は、第298発明において、前記シード上昇速度操作量の算出は、
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
(式13)
SLC(WEL)[n]:節点nにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔWEL[i−1]:区間i−1内での伸び長の変化量、Δt[i−1]:区間i−1内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
Claims (25)
- ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させる結晶体の製造装置において、
前記シード(204)が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段(30)と、
前記ルツボ(200)が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段(32)と、
前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段(34)と、
前記シード上昇高さ検出手段(30)が検出したシード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ上昇高さ検出手段(32)が検出したルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト下降深さ検出手段(34)が検出したメルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶成長長さ(GL)を検出する結晶成長長さ算出手段(36)と、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に基づいて、前記結晶体(206)の引き上げ条件を決定する引き上げ条件決定手段(76)と
を具備する
結晶体の製造装置。 - 前記シード(204)を引き上げるワイヤー(208)と、
前記ワイヤー(208)を巻き取るワイヤードラム(210)と、
前記ワイヤー(208)が伸びた長さを検出する伸び長検出手段(54)と、 前記伸び長検出手段(54)が検出した伸び長(WEL)を用いて、前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を補正する結晶成長長さ補正手段(56)と
をさらに具備する
請求項1記載の結晶体の製造装置。 - 前記メルト下降深さ検出手段(34)は、
前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、
前記ルツボ(200)内に最初にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、
前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、
前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、
前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、
前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、
前記ルツボ(200)内に前記メルト(202)を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段(22)が決定した値をメルト初期深さ(MID)として記憶するメル ト初期深さ記憶手段(50)と、
前記メルト初期深さ記憶手段(50)が記憶したメルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出するメルト下降深さ算出手段(52)と
を具備する
請求項1記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長重量検出手段(14)は、
前記結晶体(206)が成長した重量を測定する重量センサ(214)を具備し、
前記重量センサ(214)が測定した値を前記結晶成長重量(GW)として出力する
請求項4記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長重量検出手段(14)は、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)を具備し、
前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した値を前記結晶成長重量(GW)として使用する
請求項4記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長重量検出手段(14)は、
前記結晶体(206)の重量を測定する重量センサ(214)と、
前記重量センサ(214)が測定した値と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求めて重量偏差(GWD)を算出する重量偏差算出手段(46)と、
前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、前記予測重量(GPW)を補正する予測重量補正手段(48)と
を具備する
請求項6記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)と、
前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求める重量偏差算出手段(46)とをさらに具備し、
前記引き上げ条件決定手段(76)は、
前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)に基づいて、前記引き上げ条件を決定する
請求項1記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)および該結晶体(206)の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル(154)をさらに具備し、
前記引き上げ条件決定手段(76)は、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)が前記制御テーブル(154)のどの区間に属するのかを判定する所属区間判定手段(156)と、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間に所属する結晶成長長さ(GL)を取得する結晶成長長さ取得手段(158)と、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間に所属する結晶成長速度(GR)を取得する結晶成長速度取得手段(86)と、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間に所属するメルト位置(MP)を取得するメルト位置取得手段(115)とを具備し、
前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)と、前記結晶成長長さ取得手段(158)が取得した結晶成長長さ(GL)とを用いて、メルト位置移動速度(MPS)を決定するメルト位置移動速度決定手段(159)と
を具備する
請求項1記載の結晶体の製造装置。 - 前記引き上げ条件決定手段(76)は、
前記メルト位置移動速度決定手段(159)が決定したメルト位置移動速度(MPS)で前記メルト(202)を移動させて、前記結晶体(206)の酸素濃度を制御する
請求項9記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長速度取得手段(86)は、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、前記結晶成長長さ(GL)に対応する結晶成長速度(GR)を算出する結晶成長速度算出手段(168)を具備し、
前記メルト位置取得手段(115)は、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を当てはめて、前記結晶成長長さ(GL)に対応するメルト位置(MP)を算出するメルト位置算出手段(169)を具備する
請求項9記載の結晶体の製造装置。 - 前記引き上げ条件決定手段(76)は、
前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)とを用いて、前記シード(204)の上昇速度を決定するシード上昇速度決定手段(79)をさらに具備し、
前記シード上昇速度決定手段(79)が決定したシード上昇速度(SL)を前記引き上げ条件の一つとして決定する
請求項11記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)を用いて前記結晶体(206)の結晶成長重量(GW)を予測する結晶成長重量予測手段(38)と、
前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)と前記結晶成長重量予測手段(38)が予測した予測重量(GPW)との差を求める重量偏差算出手段(46)とをさらに具備し、
前記シード上昇速度決定手段(79)は、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間の経過に要する時間を算出する所要時間算出手段(172)と、
前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)と、前記所要時間算出手段(172)が算出した所要時間(T)とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するとともに、前記重量偏差算出手段(46)が算出した重量偏差(GWD)を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度(SL)の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段(78)と、
前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、該シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)とを用いて、前記シード上昇速度(SL)を算出するシード上昇速度算出手段(174)と
を具備する
請求項12記載の結晶体の製造装置。 - 前記所要時間算出手段(172)は、
前記所属区間判定手段(156)が判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ(GL)と結晶成長速度(GR)とを用いて、前記所要時間(T)を算出する
請求項13記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長速度算出手段(168)は、
(式18)
(GR(GL):前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、GR[nt]:節点ntに格納された結晶成長速度、GR[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長速度、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ)
上式を解いて得られたGR(GL)を前記結晶成長速度とし、
前記所要時間算出手段(172)は、
(式19)
(T[itー1]:区間it−1の所要時間、GL[nt]:節点ntに格納された結晶成長長さ、GL[nt−1]:節点nt−1に格納された結晶成長長さ、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量)
上式を解いて得られたT[itー1]を前記所要時間とする
請求項14記載の結晶体の製造装置。 - 前記シード上昇速度操作量算出手段(78)は、
(式20)
(SLC(MP):メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、MP[nt]:節点ntに格納されたメルト位置、MP[nt−1]:節点nt−1に格納されたメルト位置、T[itー1]:区間it−1の所要時間)
上式を解いて得られたSLC(MP)を前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量とし、
前記シード上昇速度算出手段(174)は、
(式21)
(SL:シード上昇速度、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量)
上式に基づいて、前記シード上昇速度(SL)を算出する
請求項14記載の結晶体の製造装置。 - 前記引き上げ条件決定手段(76)は、
前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置取得手段(115)が取得したメルト位置(MP)とを用いて、前記ルツボ(200)の上昇速度を決定するルツボ上昇速度決定手段(170)をさらに具備し、
前記ルツボ上昇速度決定手段(170)が決定したルツボ上昇速度(CL)を前記引き上げ条件の一つとして決定する
請求項13記載の結晶体の製造装置。 - 前記結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶直径(GD)とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段(40)をさらに具備し、
前記メルト下降深さ検出手段(34)は、
前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)と、
前記ルツボ(200)内にチャージした前記メルト(202)の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段(12)と、
前記結晶体(206)が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段(14)と、
前記メルト初期重量記憶手段(12)が記憶したメルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量検出手段(14)が検出した結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出するメルト重量算出手段(16)と、
前記メルト重量算出手段(16)が算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段(20)と、
前記該当区間判定手段(20)が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定するメルト深さ決定手段(22)と、を具備し、
前記ルツボ上昇速度決定手段(170)は、
前記結晶成長長さ算出手段(36)が算出した結晶成長長さ(GL)に対応する結晶直径(GD)を前記結晶直径記憶手段(40)から取得する結晶直径取得手段(42)と、
前記メルト深さ決定手段(22)が決定したメルト深さ(MD)に対応するルツボ内径(CI)を前記ルツボ形状テーブル(10)から取得するルツボ内径取得手段(92)と、
前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径(GD)と、前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径(CI)と、前記結晶成長速度取得手段(86)が取得した結晶成長長さ(GL)とを用いて、前記ルツボ上昇速度(CL)を算出するルツボ上昇速度算出手段(94)を具備する
請求項19記載の結晶体の製造装置。 - 前記ルツボ上昇速度算出手段(94)は、
(式22)
(CL:ルツボ上昇速度、Dcrystal:結晶体の密度、GD:前記結晶直径取得手段(42)が取得した結晶直径、Dmelt:メルトの密度、CI:前記ルツボ内径取得手段(92)が取得したルツボ内径、GR(GL):前記結晶成長速度算出手段(168)が算出した結晶成長速度、SLC(GWD):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、SLC(MP):前記シード上昇速度操作量算出手段(78)が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量)
上式を解いて得られたCLを前記ルツボ上昇速度とする
請求項20記載の結晶体の製造装置。 - ルツボ(200)内にチャージされたメルト(202)にシード(204)を浸漬し、該浸漬したシード(204)を引き上げて結晶体(206)を成長させる結晶体の製造方法であって、
前記シード(204)が上昇した高さを示すシード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ(200)が上昇した高さを示すルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト(202)が前記ルツボ(200)内で下降した深さを示すメルト下降深さ(MDD)とを検出する工程と、
前記シード上昇高さ(SLH)と、前記ルツボ上昇高さ(CLH)と、前記メルト下降深さ(MDD)とを用いて、前記結晶体(206)が実際に成長した長さを示す結晶成長長さ(GL)を算出する工程と、
前記結晶成長長さ(GL)に基づいて、前記結晶体(206)の引き上げ条件を決定す る工程と
を具備する
結晶体の製造方法。 - 前記シード(204)の引き上げは、
前記シード(204)に接続されたワイヤー(208)をワイヤードラム(210)で巻き取って行い、
前記結晶体(206)の成長は、
前記ワイヤー(208)を巻き取りながら、該ワイヤー(208)が伸びた長さを検出し、
該検出した伸び長(WEL)を用いて、前記算出した結晶成長長さ(GL)を補正しながら行う
請求項22記載の結晶体の製造方法。 - 前記メルト下降深さ(MDD)を検出する工程は、
前記ルツボ(200)の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト(202)の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル(10)を予め作成しておく工程と、
前記ルツボ(200)内にメルト(202)をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量(MIW)として記憶しておく工程と、
前記シード(204)を引き上げながら、該シード(204)の下に成長した結晶体(206)の重量を結晶成長重量(GW)として検出する工程と、
前記メルト初期重量(MIW)と前記結晶成長重量(GW)とを用いて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の重量を算出する工程と、
前記算出したメルト重量(MW)が前記ルツボ形状テーブル(10)のどの区間に該当するのかを判定する工程と、
前記判定した区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ(200)内に残ったメルト(202)の深さを決定する工程と、
前記メルト初期深さ(MID)と、前記メルト深さ(MD)とを用いて、前記メルト下降深さ(MDD)を算出する工程と
を具備する
請求項22記載の結晶体の製造方法。 - 前記引き上げ条件を決定する工程は、
前記結晶体(206)の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶体(206)が該結晶成長長さ(GL)に達したときに目標とする結晶成長速度(GR)およびメルト位置とを対応させて記憶する制御テーブル(154)を予め作成しておく工程と、
前記結晶成長長さ(GL)と前記制御テーブル(154)とを照合して、該結晶成長長さ(GL)が前記制御テーブル(154)のどの区間に属するのかを判定する工程と、
前記判定した区間に所属する前記結晶体の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置とを取得する工程と、
取得した前記結晶体の結晶成長長さ(GL)と、前記結晶成長速度(GR)と、前記メルト位置とを用いて前記メルト(202)の移動速度を算出する工程と
を具備する
請求項22記載の結晶体の製造方法。
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