JP2000143389A - 結晶体の製造装置および方法 - Google Patents
結晶体の製造装置および方法Info
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Abstract
形状および品質を有する結晶体の製造に有効な結晶体の
製造装置および方法を提供する。 【解決手段】直径センサにより検出した結晶成長重量
(GW)と、ワイヤー(10)の伸び率(ε)と、ドラ
ム回転角度(θ)を利用して、ワイヤー10の巻き取り
部伸び長(WELW)と垂下部伸び長(WELS)をそ
れぞれ算出する。これらのワイヤの伸び長さを用いて、
結晶成長長さ(GL)およびシード上昇速度操作量(S
LC)を算出する。
Description
および方法に関し、特に、結晶体が成長した長さの正確
な検出と、所望の形状および品質を有する結晶体の製造
に有効な結晶体の製造装置および方法に関する。
して、CZ(CzochralskiMethod)法
が従来から知られている。このCZ法は、ルツボ内にチ
ャージされたシリコン融液にシードを浸漬し、該シード
をワイヤーで引き上げながら該シードの下に単結晶シリ
コンを成長させる技術である。
導体技術の進歩に伴って、多様化している。例えば、単
結晶シリコンの直径は、代表的なもので、4インチ、5
インチ、6インチ、8インチ、12インチが製造されて
いる。また、不純物のゲッタリングを目的とした高酸素
濃度の単結晶シリコンや酸素濃度の低い高純度の単結晶
シリコンが製造されている。
質は、結晶体の引き上げ条件によって決まるため、従来
から、様々な引き上げ条件が考えられている。
定した場合、長手方向に一定の直径を有する結晶体は、
該結晶体の品質に応じて決定された速度で引き上げるこ
とによって製造される。また、長手方向に一定の酸素濃
度を有する結晶体は、ルツボ内のシリコン融液の残量に
応じて、ルツボの回転速度を変化させることによって製
造される。
た長さに応じて制御する必要があるため、従来は、ワイ
ヤーを巻き取るワイヤードラムの回転量に基づいて、結
晶体が成長した長さを算出し、該算出した長さに基づい
て、各種引き上げ条件を決定していた。
上げるワイヤーには、該結晶体が成長した重量に応じて
伸びが生じるため、ワイヤードラムの回転量から算出し
た結晶体の成長長さと、実際に結晶体が成長した長さと
の間に誤差が生じるという問題があった。この誤差は、
結晶体の成長に応じて実行する各種制御の制御タイミン
グがずれる原因となり、その結果、所望の結晶体が得ら
れないという問題が生じている。
れている: (1)引き上げ速度が設定値からずれると、結晶欠陥の
コントロールと直径制御が十分に行えない; (2)ルツボ送り速度と引き上げ速度とのマッチングが
とりにくく、液位を一定にする制御が困難である; (3)結晶体の抵抗率が該結晶体の長手方向にずれ、結
晶体から切断取得するウェハの取得率が低下する。
の正確な検出と、所望の形状および品質を有する結晶体
の製造に有効な結晶体の製造装置および方法を提供する
ことを目的とする。
め、請求項1記載の発明は、ワイヤー(10)に接続さ
れたシード(12)をメルト(14)に浸漬し、該ワイ
ヤー(10)をワイヤードラム(16)で巻きとって、
該シード(12)の下に結晶体(18)を成長させる結
晶体の製造装置において、前記シード(12)を浸漬し
たときに、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム
(16)から垂下した長さ、即ち、ワイヤー初期垂下長
(WIL)を記憶するワイヤー初期垂下長記憶手段(M
10)と、前記ワイヤー(10)の伸び率(ε)を記憶
する伸び率記憶手段(M11)と、前記結晶体(18)
が成長した重量、即ち、結晶成長重量(GW)を検出す
る結晶成長重量検出手段(M12)と、前記ワイヤード
ラム(16)が回転した角度、即ち、ドラム回転角度
(θ)を検出するドラム回転角度検出手段(M14)
と、前記伸び率(ε)と、前記結晶成長重量(GW)
と、前記ドラム回転角度(θ)とを用いて、前記ワイヤ
ー(10)が前記ワイヤードラム(16)に巻き取られ
た部分の伸び長、即ち、巻き取り部伸び長(WELW)
を算出する巻き取り部伸び長算出手段(M16)と、前
記伸び率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WIL)
と、前記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転角度
(θ)とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤ
ードラム(16)から垂下した部分の伸び長、即ち、垂
下部伸び長(WELS)を算出する垂下部伸び長算出手
段(M18)と、前記ドラム回転角度(θ)と、前記巻
き取り部伸び長(WELW)と、前記垂下部伸び長(W
ELS)とを用いて、前記結晶体(18)が成長した長
さ、即ち、結晶成長長さ(GL)を算出する結晶成長長
さ算出手段(M20)とを具備することを特徴とする。
載の発明において、前記ドラム回転角度検出手段(M1
4)は、 ここで:θ[i−1]=区間i−1のドラム回転角度;
t[n]=接点nの時間;t[n−1]=接点n−1の
時間;ω(t)=ワイヤードラムの回転角速度;上式を
実行し、前記巻き取り部伸び長算出手段(M16)は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長の変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW
=ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=
区間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点
nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε
(GW[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−
1]=接点n−1の結晶成長重量; ここで:WELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;
ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸び長
の変化量;上式を実行し、前記垂下部伸び長算出手段
(M18)は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量;上式を実行し、前記結晶成長長さ算出手段
(M20)は、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;上式を実行することを特徴と
する。
たは請求項2記載の発明において、前記結晶体(18)
の成長界面における直径、即ち、結晶成長直径(GD)
を検出する結晶成長直径検出手段(M22)をさらに具
備し、前記結晶成長重量検出手段(M12)は、前記結
晶体(18)の比重と、前記結晶成長直径(GD)とを
用いて、前記結晶成長重量(GW)を算出することを特
徴とする。
載の発明において、前記結晶成長重量検出手段(M1
2)は、 ここで:GW[n]=接点nの結晶成長重量;Dcry
stal=結晶体の比重;π=円周率;GL[n]=接
点nの結晶成長長さ;GD=結晶成長直径;上式を実行
することを特徴とする。
至請求項4のいずれかに記載の発明において、前記メル
ト(14)が変化した高さ、即ち、メルト変化高さ(Δ
MP)を検出するメルト変化高さ検出手段をさらに具備
し、前記結晶成長長さ算出手段(M20)は、前記メル
ト変化高さ(ΔMP)をさらに用いて、前記結晶成長長
さ(GL)を算出することを特徴とする。
載の発明において、前記結晶成長長さ算出手段(M2
0)は、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;ΔMP[n]=接点nのメル
ト変化高さ;上式を実行することを特徴とする。
(10)に接続されたシード(12)をメルト(14)
に浸漬し、該ワイヤー(10)をワイヤードラム(1
6)で巻きとって、該シード(12)の下に結晶体(1
8)を成長させる結晶体の製造装置において、前記シー
ド(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー(10)が
前記ワイヤードラム(16)から垂下した長さ、即ち、
ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶するワイヤー初期
垂下長記憶手段(M10)と、前記ワイヤー(10)の
伸び率(ε)を記憶する伸び率記憶手段(M11)と、
前記結晶体(18)が成長した重量、即ち、結晶成長重
量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(M12)
と、前記ワイヤードラム(16)が回転した角度、即
ち、ドラム回転角度(θ)を検出するドラム回転角度検
出手段(M14)と、前記伸び率(ε)と、前記結晶成
長重量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)とを用い
て、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム(1
6)に巻き取られた部分の伸び長の変化量、即ち、巻き
取り部伸び長変化量(ΔWELW)を算出する巻き取り
部伸び長変化量算出手段(M26)と、前記伸び率
(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WIL)と、前記
結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)と
を用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム
(16)から垂下した部分の伸び長の変化量、即ち、垂
下部伸び長変化量(ΔWELS)を算出する垂下部伸び
長変化量算出手段(M28)と、前記巻き取り部伸び長
変化量(ΔWELW)と、前記垂下部伸び長変化量(Δ
WELS)とを用いて、前記シードを上昇させる速度の
操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段(M3
0)とを具備することを特徴とする。
載の発明において、前記ドラム回転角度検出手段(M1
4)は、 ここで:θ[i−1]=区間i−1のドラム回転角度;
t[n]=接点nの時間;t[n−1]=接点n−1の
時間;ω(t)=ワイヤードラムの回転角速度;上式を
実行し、前記巻き取り部伸び長変化量算出手段(M2
6)は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW=
ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=区
間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点n
の伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε(G
W[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−1]
=接点n−1の結晶成長重量;上式を実行し、前記垂下
部伸び長変化量算出手段(M28)は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量; ここで:ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下部伸
び長変化量;WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;
WELS[n−1]=接点n−1の垂下部伸び長;上式
を実行し、前記シード上昇速度操作量算出手段(M3
0)は、 ここで:SLC[n]=接点nのシード上昇速度操作
量;ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸
び長変化量;ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下
部伸び長変化量;Δt[i−1]=区間i−1内の時
間;上式を実行することを特徴とする。
(10)に接続されたシード(12)をメルト(14)
に浸漬し、該ワイヤー(10)をワイヤードラム(1
6)で巻きとって、該シード(12)の下に結晶体(1
8)を成長させる結晶体の製造方法において、前記ワイ
ヤー(10)の伸び率(ε)を予め記憶しておき、前記
シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長さ、
即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶し、前記シ
ード(12)を上昇させながら、前記結晶体(18)が
成長した重量、即ち、結晶成長重量(GW)と、前記ワ
イヤードラム(16)が回転した角度、即ち、ドラム回
転角度(θ)とを検出し、前記伸び率(ε)と、前記結
晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)とを
用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム
(16)に巻き取られた部分の伸び長、即ち、巻き取り
部伸び長(WELW)を算出し、前記伸び率(ε)と、
前記ワイヤー初期垂下長(WIL)と、前記結晶成長重
量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)とを用いて、
前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム(16)か
ら垂下した部分の伸び長、即ち、垂下部伸び長(WEL
S)を算出し、前記ドラム回転角度(θ)と、前記巻き
取り部伸び長(WELW)と、前記垂下部伸び長(WE
LS)とを用いて、前記結晶体(18)が成長した長
さ、即ち、結晶成長長さ(GL)を算出することを特徴
とする。
(10)に接続されたシード(12)をメルト(14)
に浸漬し、該ワイヤー(10)をワイヤードラム(1
6)で巻きとって、該シード(12)の下に結晶体(1
8)を成長させる結晶体の製造方法において、前記ワイ
ヤー(10)の伸び率(ε)を予め記憶しておき、前記
シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長さ、
即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶し、前記シ
ードを上昇させながら、前記結晶体(18)が成長した
重量、即ち、結晶成長重量(GW)と、前記ワイヤード
ラム(16)が回転した角度、即ち、ドラム回転角度
(θ)とを検出し、前記伸び率(ε)と、前記結晶成長
重量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)とを用い
て、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラム(1
6)に巻き取られた部分の伸び長の変化量、即ち、巻き
取り部伸び長変化量(ΔWELW)を算出し、前記伸び
率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WIL)と、前
記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転角度(θ)
とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワイヤードラ
ム(16)から垂下した部分の伸び長の変化量、即ち、
垂下部伸び長変化量(ΔWELS)を算出し、前記巻き
取り部伸び長変化量(ΔWELW)と、前記垂下部伸び
長変化量(ΔWELS)とを用いて、前記シードを上昇
させる速度の操作量を算出することを特徴とする。
図面を参照して詳細に説明する。
の特徴は、結晶成長重量GWと、ワイヤー10の伸び率
εと、ドラム回転角度θを利用して、ワイヤー10が伸
びた量を算出し、該算出した値を考慮して結晶成長長さ
GL(図1参照)またはシード上昇速度操作量SLC
(図8参照)を算出することにある。これにより、結晶
体18が成長した長さが正確に得られ、所望の形状およ
び品質を有する結晶体を製造することができる。
晶体が成長した長さの検出に関する発明である。結晶体
を引き上げるワイヤーの伸びは、該ワイヤーにかかる荷
重、即ち、結晶体が成長した重量(以下、「結晶成長重
量GW」という)と、該ワイヤーの伸び率εに応じて発
生する。従って、ワイヤーにかかる荷重は、結晶体の成
長に伴って刻々と変化することになる。そこで、本発明
者は、まず、結晶成長重量GWを検出し、該検出した値
を用いて、ワイヤーの伸びを随時算出する構成を検討し
た。このような構成により、時間とともに変化するワイ
ヤーの伸び量を正確に捉えることができる。さらに、本
発明者は、同じワイヤーであっても、ワイヤードラムに
巻き取られた部分(以下、「巻き取り部」という)と、
ワイヤードラムから垂下した部分(以下、「垂下部」と
いう)とでは、伸び量に差があることに着目した。即
ち、垂下部には、結晶成長重量GWが直接かかるため、
垂下部の伸びは、該結晶成長重量に対応したものとなる
反面、巻き取り部には、結晶体の重量が直接かからない
ため、巻き取り部の伸びは、巻き取り時の結晶成長重量
GWに応じて伸びた量の積算値に対応したものとなる。
そこで、本発明者は、垂下部と巻き取り部の長さ変化
と、これらにかかる荷重変化を時間軸上で捉えて、巻き
取り部と垂下部の伸び量を各々求め、該求めた伸び量を
用いて、ワイヤードラムの回転量を補正する構成を想到
した。本発明の第1の形態は、上記観点から構成された
発明であり、ワイヤーの伸びを正確に求める技術を提供
する。
の製造装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基
づいて、本発明の第1の形態の構成を説明する。
目的物であり、単結晶シリコンやその他、引き上げによ
って製造される各種結晶体が該当する。
せた原料融液であり、例えば、単結晶シリコンを製造す
る場合には、多結晶シリコンを溶融して生成する。この
メルト14は、例えば、黒鉛るつぼの内側に石英るつぼ
を積層して構成されたルツボ20に収容される。
であり、結晶体18を成長させる際には、このシード1
2をメルト14の表面に浸漬し、該浸漬したシード12
を静かに回転させながら上方に引き上げるいわゆるネッ
キングによって無転位化した後、所定の引き上げ条件で
引き上げることによって、該シード12の下に結晶体1
8を成長させる。結晶体18は、シード12がメルト1
4に触れた際に、メルト14が該シード12を通して熱
を失い、その結果、シード12の下にメルト14が凝固
して成長する。このとき、結晶体18は、シード12の
結晶方位に従って成長する。このシード12は、シード
チャック22を介してワイヤー10に固定され、ワイヤ
ードラム16の巻き取り動作によって上昇する。
記シード12を浸漬したときに、前記ワイヤー10が前
記ワイヤードラム16から垂下した長さ(以下、「ワイ
ヤー初期垂下長WIL」という)を記憶し、該記憶した
値を垂下部伸び長算出手段M18に出力する。ワイヤー
初期垂下長は、結晶体18の成長を開始する前に予め測
定しておくことが好ましい。
伸び率εを記憶し、該記憶した内容を巻き取り部伸び長
算出手段M16と、垂下部伸び長算出手段M18に出力
する。ワイヤー10の伸び率εは、ワイヤーにかかる荷
重の関数として記憶しておくことが好ましい。
る方法の一例を示す概念図である。同図に示す伸び率ε
の測定は、以下の手順で実行する: (1)シードチャック22と同一の重量を有する荷重治
具24をワイヤー10の下端に固定し、該荷重治具24
の先端を水平面に接触させる。このとき、ワイヤー10
は、垂直状態となる; (2)荷重治具24の先端が水平面に接触した状態での
垂下部の長さWL(0)を、例えば、ワイヤードラム1
6の回転量を検出するカウンタを用いて測定する; (3)荷重治具24を一旦引き上げて、該荷重治具24
に荷重26を載置し、再び、荷重治具24の先端を水平
面に接触させる; (4)荷重治具24の先端が水平面に接触した状態での
垂下部の長さWL(W)を測定する; (5)荷重26を適当な間隔(例えば50kgごと50
0kgまで)で変化させながら、該各荷重26に対応す
る垂下部の長さWL(W)を測定する; (6)下式を実行し、前記各荷重26ごとの伸び率ε
(W)を算出する; ここで:WL(0)=荷重治具24のみで測定した垂下
部の長さ;WL(W)=Wキログラムの荷重26を載置
したときの垂下部の長さ;W=荷重26の重量; (7)上式を実行した得られた値をXY平面上にプロッ
トしてグラフを作成し、該グラフの近似曲線を求める。
伸び率の測定結果を示すグラフである。各荷重ごとに算
出した伸び率をXY平面上にプロットすると、同図のよ
うになり、このプロットしたデータを曲線または直線で
近似すれば、伸び率の算出に使用できる関数が得られ
る。
は、結晶成長重量GWを検出し、該検出した値を巻き取
り部伸び長算出手段M16と、垂下部伸び長算出手段M
18に出力する。結晶成長重量GWの検出は、重量セン
サを用いた公知技術を用いて行えばよい。この結晶成長
重量検出手段M12が検出した値は、ワイヤー10の伸
びの算出に使用される。好ましくは、シード12および
シードチャック22の重量を該結晶成長重量GWに加算
した値をワイヤー10の伸びの算出に使用する。
ードラム16が回転した角度(以下、「ドラム回転角度
θ」という)を検出し、該検出した値を巻き取り部伸び
長算出手段M16と、垂下部伸び長算出手段M18と、
結晶成長長さ算出手段M20に出力する。ドラム回転角
度θの検出は、ワイヤードラム16の回転速度に応じた
パルスを発生するロータリーエンコーダと、該ロータリ
ーエンコーダが発生したパルスを計数するカウンタと用
いて行えばよい。ドラム回転角度θの検出動作を式で表
すと以下のようになる: ここで:θ[i−1]=区間i−1のドラム回転角度;
t[n]=接点nの時間;t[n−1]=接点n−1の
時間;ω(t)=ワイヤードラムの回転角速度;図4
は、演算タイミングの基準となる接点と区間との関係を
示す概念図である。同図に示すように、接点nは、時間
tの経過とともに、接点0、接点1、・・・、接点n−
1、接点n、接点n+1、・・・と変化し、時間軸上の
演算タイミングを示す。一方、区間i−1は、接点n−
1と接点nとの間隔を示し、接点と同様に、時間tの経
過とともにカウントさせる。接点および区間がカウント
される間隔は、所望の演算タイミング(例えば、1秒、
60秒等)に設定する。
念図である。同図に示すように、ドラム回転角度θは、
区間i−1の間にワイヤードラム16が回転した角度と
して定義する。ここで、巻き取り部と垂下部の定義につ
いて説明する。
す側面図である。同図に示すように、ワイヤードラム1
6は、トラバース角φでワイヤー10を巻き取り、シー
ド12を上昇させる。このような巻取り構造において
は、ワイヤードラム16とワイヤー10との接点が巻き
取り部と垂下部との境界となる。ここで、rWは、巻き
取り部のワイヤー半径であり、通常、巻き取り時に締め
付けられるため、垂下部の半径よりも小さくなる。この
値は、実測して求める。
率εと、結晶成長重量GWと、ドラム回転角度θとを用
いて、ワイヤー10がワイヤードラム16に巻き取られ
た部分の伸び長(以下、「巻き取り部伸び長WELW」
という)を算出し、該算出した値を結晶成長長さ算出手
段M20に出力する。巻き取り部伸び長WELWの算出
は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長の変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW
=ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=
区間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点
nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε
(GW[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−
1]=接点n−1の結晶成長重量; ここで:WELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;
ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸び長
の変化量;上式を実行して行えばよい。
と、ワイヤー初期垂下長WILと、結晶成長重量GW
と、ドラム回転角度θとを用いて、ワイヤー10がワイ
ヤードラム16から垂下した部分の伸び長(以下、「垂
下部伸び長WELS」という)を算出し、該算出した値
を結晶成長長さ算出手段M20に出力する。垂下部伸び
長WELSの算出は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量;上式を実行して行えばよい。
転角度θと、巻き取り部伸び長WELWと、垂下部伸び
長WELSとを用いて、結晶体18が成長した長さ(以
下、「結晶成長長さGL」という)を算出する。該算出
された結晶成長長さGLは、引き上げ条件を決定する際
に使用される。結晶成長長さGLの算出は、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;上式を実行して行えばよい。
変化する場合には、液位センサを用いて液位を検出し、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;ΔMP[n]=接点nのメル
ト変化高さ;上式を実行する。
明によれば、結晶体を引き上げるワイヤーの伸びが巻き
取り部と垂下部とに分けて算出されるため、ワイヤーの
伸びが正確に求まる。その結果、結晶体が実際に成長し
た長さを正確に知ることができ、高精度の制御が実行可
能となる。
晶成長重量GWの検出に関する発明である。前述した第
1の形態では、例えば、重量センサを使用して結晶成長
重量GWを検出する構成を例として説明したが、結晶成
長重量GWは、結晶直径から算出することも可能であ
る。このように、結晶直径から算出した結晶成長重量G
Wは、前述した第1の形態で使用することができる。本
発明の第2の形態は、上記観点から構成された発明であ
り、結晶直径から結晶成長重量GWを算出し、巻き取り
部伸び長WELWおよび垂下部伸び長WELSを算出す
る技術を提供する。
の製造装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基
づいて、本発明の第2の形態の構成を説明する。
8の成長界面における直径(以下、「結晶成長直径G
D」を検出し、該検出した値を結晶成長重量検出手段M
12に出力する。結晶成長直径GDは、光学センサを用
いて結晶体18の成長界面を走査すれば検出できる。
8の比重と、結晶成長直径GDとを用いて、結晶成長重
量GWを算出し、該算出した値を巻き取り部伸び長算出
手段M16と、垂下部伸び長算出手段M18に出力す
る。結晶成長重量GWの算出は、 ここで:GW[n]=接点nの結晶成長重量;Dcry
stal=結晶体の比重;π=円周率;GL[n]=接
点nの結晶成長長さ;GD=結晶成長直径;上式を実行
して行えばよい。
じである。
ば、結晶成長直径GDから結晶成長重量GWが算出され
るため、光学式の装置に本発明を適用することができ
る。
ード上昇速度の操作に関する発明である。結晶体の製造
においては、結晶体の成長速度が該結晶体の直径および
品質に大きく影響する。この結晶体の成長速度は、シー
ドを上昇させる速度に基づいて制御するのが一般的であ
る。従って、ワイヤーに伸びが生じ、垂下部の長さが時
間とともに変化すると、シード上昇速度が所望の設定値
からずれてしまう。そこで、本発明者は、前述した巻き
取り部の伸びと、垂下部の伸びの時間的変化量に着目
し、該変化量に基づいて、シード上昇速度を操作する構
成を想到した。
された発明であり、ワイヤーの伸びに応じてシード上昇
速度を操作する技術を提供する。
の製造装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基
づいて、本発明の第3の形態の構成を説明する。
は、伸び率εと、結晶成長重量GWと、ドラム回転角度
θとを用いて、ワイヤー10がワイヤードラム16に巻
き取られた部分の伸び長の変化量(以下、「巻き取り部
伸び長変化量ΔWELW」という)を算出し、該算出し
た値をシード上昇速度操作量算出手段M30に出力す
る。巻き取り部伸び長変化量ΔWELWの算出は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW=
ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=区
間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点n
の伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε(G
W[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−1]
=接点n−1の結晶成長重量;上式を実行して行えばよ
い。
び率εと、ワイヤー初期垂下長WILと、結晶成長重量
GWと、ドラム回転角度θとを用いて、ワイヤー10が
ワイヤードラム16から垂下した部分の伸び長の変化量
(以下、「垂下部伸び長変化量ΔWELS」という)を
算出し、該算出した値をシード上昇速度操作量算出手段
M30に出力する。垂下部伸び長変化量ΔWELSの算
出は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量; ここで:ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下部伸
び長変化量;WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;
WELS[n−1]=接点n−1の垂下部伸び長;上式
を実行して行えばよい。
巻き取り部伸び長変化量ΔWELWと、垂下部伸び長変
化量ΔWELSとを用いて、シードを上昇させる速度の
操作量(以下、「シード上昇速度操作量SLC」とい
う)を算出する。シード上昇速度操作量SLCの算出
は、 ここで:SLC[n]=接点nのシード上昇速度操作
量;ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸
び長変化量;ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下
部伸び長変化量;Δt[i−1]=区間i−1内の時
間;上式を実行して行えばよい。このシード上昇速度操
作量算出手段M30が算出したシード上昇速度操作量S
LCは、シード上昇速度の設定値に加算される。
ば、巻き取り部伸び長変化量ΔWELWと垂下部伸び長
変化量ΔWELSに基づいて、シード上昇速度操作量S
LCが算出されるため、実際にシードが上昇する速度を
所望の設定値に維持することができる。
て詳細に説明する。
た結晶成長直径GDを主制御部42に入力し、該主制御
部42内に設けられた第2演算実行部46−2が該結晶
成長直径GDに基づいて、結晶成長重量GWを算出す
る。第4演算実行部46−4および第5演算実行部46
−5は、該結晶成長重量GWに基づいて、巻き取り部伸
び長WELWと垂下部伸び長WELSをそれぞれ算出
し、第6演算実行部46−6に出力する。第6演算実行
部46−6は、該巻き取り部伸び長WELWと垂下部伸
び長WELSとを用いて、結晶成長長さGLを算出する
(図10参照)。
実施例に係る結晶体製造装置の構成を示すブロック図で
ある。以下、同図に基づいて、この結晶体製造装置の構
成を説明する。尚、以下の説明において、信号名の後ろ
に付加した<>は、単位を示すものとする。
積層構造からなり、結晶体18の原料となるメルト14
を収容する。このルツボ20は、ルツボシャフト30に
接続されたルツボ支持台28の上に載置され、第2モー
ターアンプ36−2から供給された動力によって、ルツ
ボ支持台28およびルツボシャフト30とともに昇降お
よび回転する。
メルト14の表面から固化し、所定の形状および品質を
有する結晶体として成長する。結晶体18の種結晶とな
るシード12は、シードチャック22を介してワイヤー
10に固定される。シード12は、ワイヤードラム16
の巻き取り作用によって上昇する。
設され、該メルト14の液位を検出し、該検出した値を
MP<volt>信号として、主制御部42に出力す
る。直径センサ56も液位センサ54と同様に、メルト
14の上方に配設され、結晶成長直径GDを検出し、該
検出した値をGD<volt>信号として、主制御部4
2に出力する。
42の出力SL<volt>信号を設定信号として受け
取り、該設定信号に対応したモーター駆動電力SCNT
を第1モーター32−1に出力して、シード12の上昇
速度を制御する。この第1モーターアンプ36−1に
は、第1ギア34−1の回転速度が入力され、フィード
バック系を構成する。
ンプ36−1の出力SCNTに応じた動力を第1ギア3
4−1を介してワイヤードラム16に供給し、該ワイヤ
ードラム16を回転させる。その結果、ワイヤー10が
巻き取られ、シード12が上昇する。尚、シード12を
下降させる場合には、第1モーター32−1を逆回転さ
せる。
ー32−1の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス
信号をパルスカウンタ40に出力する。パルスカウンタ
40は、ロータリーエンコーダ38から受信したパルス
信号を計数し、該計数した結果をP[i−1]信号とし
て主制御部42に出力する。尚、シード12が下降して
いるときは、パルスカウンタ40の計数値がデクリメン
トされる。
42の出力CL<volt>信号を設定信号として受け
取り、該設定信号に対応したモーター駆動電力CCNT
を第2モーター32−2に出力して、ルツボ20の上昇
速度を制御する。この第2モーターアンプ36−2に
は、第2ギア34−2の回転速度が入力され、フィード
バック系を構成する。
ンプ36−2の出力CCNTに応じた動力を第2ギア3
4−2を介して、ルツボシャフト30に供給し、該ルツ
ボシャフト30を昇降させる。
び図11に示す。以下、これらの図に基づいて、主制御
部42の構成を説明する。尚、以下の説明において、本
装置の演算のタイミングを明確にするため、nのタイミ
ングで演算される信号の後ろには、[n]を付加し、n
の一つ前のタイミングで演算される信号の後ろには、
[n−1]を付加する。また、区間i−1に関する信号
の後ろには、[i−1]を付加する。
ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に
基づいて、この第1ブロックの構成を説明する。
P[i−1]をP[i−1]<counts>に変換
し、このP[i−1]<counts>を第1演算実行
部46−1に出力する。尚、この第1アンプ44−1の
後段は、ソフトウェアで構成する。
0が計数した区間i−1のパルス発生数;PR=ワイヤ
ードラム16が1回転したときに発生するパルス数P
R;上記演算を実行し、算出した区間i−1のドラム回
転角度θ[i−1]<rad>を第4演算実行部46−
4と、第5演算実行部46−5と、第6演算実行部46
−6に出力する。
GD<volt>をGD<mm>信号に変換し、第2演
算実行部46−2と、シード上昇速度決定部52と、第
9演算実行部46−9に出力する。尚、この第2アンプ
44−2の後段は、ソフトウェアで構成する。
stal=結晶体の比重;π=円周率;GL[n]=接
点nの結晶成長長さ;GD=結晶成長直径;上式を実行
し、得られたGW[n]<g>を第4演算実行部46−
4と、第5演算実行部46−5と、第1フリップフロッ
プ48−1に出力する。
ない発振器が生成したクロックnに同期して、GW
[n]<g>をラッチし、このGW[n]<g>の1ク
ロック前の結晶成長重量を示すGW[n−1]<g>を
生成する。そして、当該生成したGW[n−1]<g>
を第4演算実行部46−4に出力する。
部伸び長変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW=
ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=区
間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点n
の伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε(G
W[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−1]
=接点n−1の結晶成長重量;上式を実行し、得られた
ΔWELW[i−1]<mm>を積算器50と、第8演
算実行部46−8に出力する。
m>を積算し、即ち、 ここで:WELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;
ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸び長
の変化量;上式を実行し、得られたWELW[n]<m
m>を第5演算実行部46−5と第6演算実行部46−
6に出力する。
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量;上式を実行し、得られたWELS[n]<m
m>を第6演算実行部46−6と、第3フリップフロッ
プ48−3と、第7演算実行部46−7に出力する。
MP<volt>をMP<mm>信号に変換し、第3演
算実行部46−3に出力する。尚、この第3アンプ44
−3の後段は、ソフトウェアで構成する。
量;MP[n]=接点nのメルト位置;MP0=シード
12をメルト14に浸漬したときのメルト位置;上式を
実行し、得られたΔMP[n]<mm>を第6演算実行
部46−6に出力する。
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;ΔMP[n]=接点nのメル
ト変化高さ;上式を実行し、得られたGL[n]<mm
>を第2フリップフロップ48−2と、シード上昇速度
決定部52に出力する。
クnに同期して、GL[n]<mm>をラッチし、この
GL[n]<mm>の1クロック前の結晶成長重量を示
すGL[n−1]<mm>を生成する。そして、当該生
成したGL[n−1]<mm>を第2演算実行部46−
2に出力する。
ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に
基づいて、この第2ブロックの構成を説明する。
クnに同期して、WELS[n]<mm>をラッチし、
このWELS[n]<mm>の1クロック前の結晶成長
重量を示すWELS[n−1]<mm>を生成する。そ
して、当該生成したWELS[n−1]<mm>を第7
演算実行部46−7に出力する。
び長変化量;WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;
WELS[n−1]=接点n−1の垂下部伸び長;上式
を実行し、得られたΔWELS[i−1]<mm>を第
8演算実行部46−8に出力する。
量;ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸
び長変化量;ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下
部伸び長変化量;Δt[i−1]=区間i−1内の時
間;上式を実行し、得られたSLC[n]<mm/mi
n>を加算器58に出力する。
<mm>およびGD<mm>に基づいて、シード12を
上昇させる速度SL[n]<mm/min>を決定し、
加算器58と第9演算実行部46−9に出力する。SL
[n]<mm/min>の決定は、所望の目標値を結晶
成長長さGLに対応させて予めテーブルに格納してお
き、入力されたGL[n]<mm>に基づいて、該テー
ブルに格納した値を読み出すことにより行う。さらに、
入力されたGD<mm>が所望の結晶成長直径GDから
ずれている場合には、この偏差をシード上昇速度の操作
量としてフィードバックする。
>にSLC[n]<mm/min>を加算し、第4アン
プ44−4に出力する。
出力をアナログ信号SL<volt>に変換し、図9に
示す第1モーターアンプ36−1に出力する。尚、この
第4アンプ44−4の後段は、ハードウェアで構成す
る。
晶体の比重;GD=結晶成長直径;Dmelt=メルト
の比重;CI=ルツボ20の内径;SL=シード上昇速
度;上式を実行し、得られた値を第5アンプに出力す
る。
6−9から入力された値をアナログ信号CL<volt
>に変換し、図9に示す第2モーターアンプ36−2に
出力する。尚、この第5アンプ44−5の後段は、ハー
ドウェアで構成する。
18の製造手順は、以下の手順で行う: (1)ワイヤーの伸び率εおよびワイヤー初期垂下長W
ILを予め測定し、該測定した値を記憶する; (2)シード上昇速度および結晶成長直径GDの目標値
を設定し、該設定した値を記憶する; (3)チャージする素材の重量を測定する; (4)ルツボ20内に原料を投入し、該投入した原料を
溶融して、ルツボ20内にメルト14をチャージする; (5)シード12をメルト14の表面に浸漬し、ネッキ
ングにより無転位化する; (6)シード12を回転させながらゆっくりと引き上
げ、結晶体18の育成を開始する; (7)結晶成長直径GD、メルト位置MPおよびパルス
カウンタ40の計数値P[i−1]を取りこむ; (8)デジタル入力信号P[i−1]、アナログ入力信
号GD<volt>およびMP<volt>をそれぞれ
物理量P[i−1]<counts>、GD<mm>お
よびMP<mm>に変換する; (9)式6および式10を実行する; (10)式2を実行する; (11)式4を実行する; (12)式11を実行する; (13)式7を実行する; (14)式8を実行する; (15)式9を実行する; (17)シード上昇速度を決定する; (18)式12を実行する; (19)アナログ信号SL<volt>とCL<vol
t>を生成し、それぞれ第1モーターアンプ36−1お
よび第2モーターアンプに出力する; (20)SCNT<volt>信号およびCCNT<v
olt>信号を生成し、該各信号に基づいて、シード1
2およびルツボ20をそれぞれ移動させる; (21)結晶体18の育成が終了するまで、上記(7)
から(20)までの手順を繰り返す。
結晶体が成長した長さの正確な検出と、所望の形状およ
び品質を有する結晶体の製造に有効な結晶体の製造装置
および方法を提供することができる。
れば、結晶体を引き上げるワイヤーの伸びが巻き取り部
と垂下部とに分けて算出されるため、ワイヤーの伸びが
正確に求まる。その結果、結晶体が実際に成長した長さ
を正確に知ることができ、高精度の制御が実行可能とな
る。
成長直径GDから結晶成長重量GWが算出されるため、
光学式の装置に本発明を適用することができる。
取り部伸び長変化量ΔWELWと垂下部伸び長変化量Δ
WELSに基づいて、シード上昇速度操作量SLCが算
出されるため、実際にシードが上昇する速度を所望の設
定値に維持することができる。
構成を示す概念図である。
を示す概念図である。
結果を示すグラフである。
係を示す概念図である。
る。
構成を示す概念図である。
構成を示す概念図である。
構成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
ワイヤードラム、18…結晶体、20…ルツボ、22…
シードチャック、24…荷重治具、26…荷重、28…
ルツボ支持台、30…ルツボシャフト、32−1…第1
モーター、32−2…第2モーター、34−1…第1ギ
ア、34−2…第2ギア、36−1…第1モーターアン
プ、36−2…第2モーターアンプ、38…ロータリー
エンコーダ、40…パルスカウンタ、42…主制御部、
44−1…第1アンプ、44−2…第2アンプ、44−
3…第3アンプ、44−4…第4アンプ、44−5…第
5アンプ、46−1…第1演算実行部、46−2…第2
演算実行部、46−3…第3演算実行部、46−4…第
4演算実行部、46−5…第5演算実行部、46−6…
第6演算実行部、46−7…第7演算実行部、46−8
…第8演算実行部、46−9…第9演算実行部、48−
1…第1フリップフロップ、48−2…第2フリップフ
ロップ、48−3…第3フリップフロップ、50…積算
器、52…シード上昇速度決定部、54…液位センサ、
56…直径センサ、58…加算器、M10…ワイヤー初
期垂下長記憶手段、M11…伸び率記憶手段、M12…
結晶成長重量検出手段、M14…ドラム回転角度検出手
段、M16…巻き取り部伸び長算出手段、M18…垂下
部伸び長算出手段、M20…結晶成長長さ算出手段、M
22…結晶成長直径検出手段、M26…巻き取り部伸び
長変化量算出手段、M28…垂下部伸び長変化量算出手
段、M30…シード上昇速度操作量算出手段、GD…結
晶成長直径、GL…結晶成長長さ、GW…結晶成長重
量、SLC…シード上昇速度操作量、WELS…垂下部
伸び長、ΔWELS…垂下部伸び長変化量、WELW…
巻き取り部伸び長、ΔWELW…巻き取り部伸び長変化
量、WIL…ワイヤー初期垂下長、θ…ドラム回転角
度、ε…伸び率、ΔMP…メルト変化高さ
Claims (10)
- 【請求項1】 ワイヤー(10)に接続されたシード
(12)をメルト(14)に浸漬し、該ワイヤー(1
0)をワイヤードラム(16)で巻きとって、該シード
(12)の下に結晶体(18)を成長させる結晶体の製
造装置において、 前記シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー
(10)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長
さ、即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶するワ
イヤー初期垂下長記憶手段(M10)と、 前記ワイヤー(10)の伸び率(ε)を記憶する伸び率
記憶手段(M11)と、 前記結晶体(18)が成長した重量、即ち、結晶成長重
量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(M12)
と、 前記ワイヤードラム(16)が回転した角度、即ち、ド
ラム回転角度(θ)を検出するドラム回転角度検出手段
(M14)と、 前記伸び率(ε)と、前記結晶成長重量(GW)と、前
記ドラム回転角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)に巻き取られた部分
の伸び長、即ち、巻き取り部伸び長(WELW)を算出
する巻き取り部伸び長算出手段(M16)と、 前記伸び率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WI
L)と、前記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転
角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワ
イヤードラム(16)から垂下した部分の伸び長、即
ち、垂下部伸び長(WELS)を算出する垂下部伸び長
算出手段(M18)と、 前記ドラム回転角度(θ)と、前記巻き取り部伸び長
(WELW)と、前記垂下部伸び長(WELS)とを用
いて、前記結晶体(18)が成長した長さ、即ち、結晶
成長長さ(GL)を算出する結晶成長長さ算出手段(M
20)とを具備することを特徴とする結晶体の製造装
置。 - 【請求項2】 前記ドラム回転角度検出手段(M14)
は、 ここで:θ[i−1]=区間i−1のドラム回転角度;
t[n]=接点nの時間;t[n−1]=接点n−1の
時間;ω(t)=ワイヤードラムの回転角速度;上式を
実行し、 前記巻き取り部伸び長算出手段(M16)は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長の変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW
=ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=
区間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点
nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε
(GW[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−
1]=接点n−1の結晶成長重量; ここで:WELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;
ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸び長
の変化量;上式を実行し、 前記垂下部伸び長算出手段(M18)は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量;上式を実行し、 前記結晶成長長さ算出手段(M20)は、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;上式を実行することを特徴と
する請求項1記載の結晶体の製造装置。 - 【請求項3】 前記結晶体(18)の成長界面における
直径、即ち、結晶成長直径(GD)を検出する結晶成長
直径検出手段(M22)をさらに具備し、 前記結晶成長重量検出手段(M12)は、 前記結晶体(18)の比重と、前記結晶成長直径(G
D)とを用いて、前記結晶成長重量(GW)を算出する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の結晶体
の製造装置。 - 【請求項4】 前記結晶成長重量検出手段(M12)
は、 ここで:GW[n]=接点nの結晶成長重量;Dcry
stal=結晶体の比重;π=円周率;GL[n]=接
点nの結晶成長長さ;GD=結晶成長直径;上式を実行
することを特徴とする請求項3記載の結晶体の製造装
置。 - 【請求項5】 前記メルト(14)が変化した高さ、即
ち、メルト変化高さ(ΔMP)を検出するメルト変化高
さ検出手段をさらに具備し、 前記結晶成長長さ算出手段(M20)は、 前記メルト変化高さ(ΔMP)をさらに用いて、前記結
晶成長長さ(GL)を算出することを特徴とする請求項
1乃至請求項4のいずれかに記載の結晶体の製造装置。 - 【請求項6】 前記結晶成長長さ算出手段(M20)
は、 ここで:GL[n]=接点nの結晶成長長さ;rD=ワ
イヤードラムの半径;r W=ワイヤーの半径;φ=トラ
バース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;WEL
W[n]=接点nの巻き取り部伸び長;WELS[n]
=接点nの垂下部伸び長;ΔMP[n]=接点nのメル
ト変化高さ;上式を実行することを特徴とする請求項5
記載の結晶体の製造装置。 - 【請求項7】 ワイヤー(10)に接続されたシード
(12)をメルト(14)に浸漬し、該ワイヤー(1
0)をワイヤードラム(16)で巻きとって、該シード
(12)の下に結晶体(18)を成長させる結晶体の製
造装置において、 前記シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー
(10)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長
さ、即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶するワ
イヤー初期垂下長記憶手段(M10)と、 前記ワイヤー(10)の伸び率(ε)を記憶する伸び率
記憶手段(M11)と、 前記結晶体(18)が成長した重量、即ち、結晶成長重
量(GW)を検出する結晶成長重量検出手段(M12)
と、 前記ワイヤードラム(16)が回転した角度、即ち、ド
ラム回転角度(θ)を検出するドラム回転角度検出手段
(M14)と、 前記伸び率(ε)と、前記結晶成長重量(GW)と、前
記ドラム回転角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)に巻き取られた部分
の伸び長の変化量、即ち、巻き取り部伸び長変化量(Δ
WELW)を算出する巻き取り部伸び長変化量算出手段
(M26)と、 前記伸び率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WI
L)と、前記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転
角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワ
イヤードラム(16)から垂下した部分の伸び長の変化
量、即ち、垂下部伸び長変化量(ΔWELS)を算出す
る垂下部伸び長変化量算出手段(M28)と、 前記巻き取り部伸び長変化量(ΔWELW)と、前記垂
下部伸び長変化量(ΔWELS)とを用いて、前記シー
ドを上昇させる速度の操作量を算出するシード上昇速度
操作量算出手段(M30)とを具備することを特徴とす
る結晶体の製造装置。 - 【請求項8】 前記ドラム回転角度検出手段(M14)
は、 ここで:θ[i−1]=区間i−1のドラム回転角度;
t[n]=接点nの時間;t[n−1]=接点n−1の
時間;ω(t)=ワイヤードラムの回転角速度;上式を
実行し、 前記巻き取り部伸び長変化量算出手段(M26)は、 ここで:ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り
部伸び長変化量;rD=ワイヤードラムの半径;rW=
ワイヤーの半径;φ=トラバース角;θ[i−1]=区
間i−1のドラム回転角度;ε(GW[n])=接点n
の伸び率;GW[n]=接点nの結晶成長重量;ε(G
W[n−1])=接点n−1の伸び率;GW[n−1]
=接点n−1の結晶成長重量;上式を実行し、 前記垂下部伸び長変化量算出手段(M28)は、 ここで:WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;rD
=ワイヤードラムの半径;rW=ワイヤーの半径;φ=
トラバース角;θ[k]=区間kのドラム回転角度;W
ELW[n]=接点nの巻き取り部伸び長;ε(GW
[n])=接点nの伸び率;GW[n]=接点nの結晶
成長重量; ここで:ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下部伸
び長変化量;WELS[n]=接点nの垂下部伸び長;
WELS[n−1]=接点n−1の垂下部伸び長;上式
を実行し、 前記シード上昇速度操作量算出手段(M30)は、 ここで:SLC[n]=接点nのシード上昇速度操作
量;ΔWELW[i−1]=区間i−1の巻き取り部伸
び長変化量;ΔWELS[i−1]=区間i−1の垂下
部伸び長変化量;Δt[i−1]=区間i−1内の時
間;上式を実行することを特徴とする請求項7記載の結
晶体の製造装置。 - 【請求項9】 ワイヤー(10)に接続されたシード
(12)をメルト(14)に浸漬し、該ワイヤー(1
0)をワイヤードラム(16)で巻きとって、該シード
(12)の下に結晶体(18)を成長させる結晶体の製
造方法において、 前記ワイヤー(10)の伸び率(ε)を予め記憶してお
き、 前記シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー
(10)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長
さ、即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶し、 前記シード(12)を上昇させながら、前記結晶体(1
8)が成長した重量、即ち、結晶成長重量(GW)と、
前記ワイヤードラム(16)が回転した角度、即ち、ド
ラム回転角度(θ)とを検出し、 前記伸び率(ε)と、前記結晶成長重量(GW)と、前
記ドラム回転角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)に巻き取られた部分
の伸び長、即ち、巻き取り部伸び長(WELW)を算出
し、 前記伸び率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WI
L)と、前記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転
角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワ
イヤードラム(16)から垂下した部分の伸び長、即
ち、垂下部伸び長(WELS)を算出し、 前記ドラム回転角度(θ)と、前記巻き取り部伸び長
(WELW)と、前記垂下部伸び長(WELS)とを用
いて、前記結晶体(18)が成長した長さ、即ち、結晶
成長長さ(GL)を算出することを特徴とする結晶体の
製造方法。 - 【請求項10】 ワイヤー(10)に接続されたシード
(12)をメルト(14)に浸漬し、該ワイヤー(1
0)をワイヤードラム(16)で巻きとって、該シード
(12)の下に結晶体(18)を成長させる結晶体の製
造方法において、 前記ワイヤー(10)の伸び率(ε)を予め記憶してお
き、 前記シード(12)を浸漬したときに、前記ワイヤー
(10)が前記ワイヤードラム(16)から垂下した長
さ、即ち、ワイヤー初期垂下長(WIL)を記憶し、 前記シードを上昇させながら、前記結晶体(18)が成
長した重量、即ち、結晶成長重量(GW)と、前記ワイ
ヤードラム(16)が回転した角度、即ち、ドラム回転
角度(θ)とを検出し、 前記伸び率(ε)と、前記結晶成長重量(GW)と、前
記ドラム回転角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(1
0)が前記ワイヤードラム(16)に巻き取られた部分
の伸び長の変化量、即ち、巻き取り部伸び長変化量(Δ
WELW)を算出し、 前記伸び率(ε)と、前記ワイヤー初期垂下長(WI
L)と、前記結晶成長重量(GW)と、前記ドラム回転
角度(θ)とを用いて、前記ワイヤー(10)が前記ワ
イヤードラム(16)から垂下した部分の伸び長の変化
量、即ち、垂下部伸び長変化量(ΔWELS)を算出
し、 前記巻き取り部伸び長変化量(ΔWELW)と、前記垂
下部伸び長変化量(ΔWELS)とを用いて、前記シー
ドを上昇させる速度の操作量を算出することを特徴とす
る結晶体の製造方法。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP31476898A JP4138970B2 (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 結晶体の製造装置および方法 |
TW88117856A TW554089B (en) | 1998-11-05 | 1999-10-15 | Apparatus for producing crystal body and production of crystal body |
Applications Claiming Priority (1)
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JP31476898A JP4138970B2 (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 結晶体の製造装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000143389A true JP2000143389A (ja) | 2000-05-23 |
JP4138970B2 JP4138970B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=18057362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31476898A Expired - Lifetime JP4138970B2 (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 結晶体の製造装置および方法 |
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Country | Link |
---|---|
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TW (1) | TW554089B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008195577A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
KR101379799B1 (ko) | 2012-05-23 | 2014-04-01 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 실리콘 잉곳 성장 장치 및 방법 |
JP2017206400A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 信越半導体株式会社 | 単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法及び単結晶の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-05 JP JP31476898A patent/JP4138970B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-15 TW TW88117856A patent/TW554089B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008195577A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
JP4737105B2 (ja) * | 2007-02-14 | 2011-07-27 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
KR101379799B1 (ko) | 2012-05-23 | 2014-04-01 | 주식회사 엘지실트론 | 단결정 실리콘 잉곳 성장 장치 및 방법 |
JP2017206400A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 信越半導体株式会社 | 単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法及び単結晶の製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
TW554089B (en) | 2003-09-21 |
JP4138970B2 (ja) | 2008-08-27 |
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