JP2000239093A - Method and apparatus for detecting deflection of single crystal ingot in semiconductor single crystal puller - Google Patents

Method and apparatus for detecting deflection of single crystal ingot in semiconductor single crystal puller

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JP2000239093A JP11040974A JP4097499A JP2000239093A JP 2000239093 A JP2000239093 A JP 2000239093A JP 11040974 A JP11040974 A JP 11040974A JP 4097499 A JP4097499 A JP 4097499A JP 2000239093 A JP2000239093 A JP 2000239093A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for detecting the deflection of a single crystal ingot, always monitoring the deflection of the ingot, capable of automatically detecting the deflection when it occurred and capable of building a system with an inexpensive two-dimensional CCD camera available at stores or the like. SOLUTION: This apparatus 2 for detecting the deflection of a single crystal ingot 3 in a single crystal puller 1 using the CZ method consists of the following two components: (1) a two-dimensional CCD camera 201 which photographs a monitoring area beforehand set for detecting the deflection at a defined position containing one or both of a single crystal ingot 3 in a crucible 101 and a semiconductor melt surface 107 in its vicinity, and (2) an image processor 202 which converts a photographing image photographed with the CCD camera into a black-and-white binary image, counts the number of picture elements of white pixels and/or black ones in a monitoring area of the converted binary image and detects the deflection of the single crystal ingot by the change of the number of counted white pixels or black ones.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CZ(チョクラル
スキー)法による半導体単結晶引き上げ装置における単
結晶インゴットの振れ検知方法とその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for detecting a deflection of a single crystal ingot in a semiconductor single crystal pulling apparatus by the CZ (Czochralski) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体単結晶の製造装置として、CZ法
を利用した単結晶引き上げ装置が知られている。この方
法は、例えば、シリコン半導体の場合を例に採ると、小
片に砕いた棒状多結晶シリコンを石英ガラス製のるつぼ
内に投入して溶融した後、シリコン融液面に結晶成長の
核となる種結晶(シード)をワイヤで吊るして浸し、種
結晶をゆっくりと回転させながら引き上げていくことに
より、種結晶の先端から単結晶を成長させていくもので
ある。このようなCZ法を利用した単結晶引き上げ装置
においては、成長していく単結晶のインゴットは、ワイ
ヤの先端に吊り下げられた状態でゆっくりと回転されな
がら引き上げられていくため、様々な原因でインゴット
に振れが発生することがある。
2. Description of the Related Art As a semiconductor single crystal manufacturing apparatus, a single crystal pulling apparatus utilizing the CZ method is known. In this method, for example, in the case of a silicon semiconductor, for example, rod-shaped polycrystalline silicon crushed into small pieces is put into a quartz glass crucible and melted, and becomes a crystal growth nucleus on the silicon melt surface. A single crystal is grown from the tip of the seed crystal by hanging the seed crystal (seed) with a wire, immersing the wire, and pulling up the seed crystal while slowly rotating it. In such a single crystal pulling apparatus utilizing the CZ method, the growing single crystal ingot is pulled while being slowly rotated while being suspended at the tip of the wire. The ingot may run out.

【0003】インゴットに振れが発生した場合、結晶の
曲がりや転移が発生し、不良品発生の原因となる。ま
た、振れが大きくなると、揺れるインゴットが石英ガラ
ス製のるつぼに接触してるつぼを破損し、るつぼ中のシ
リコン融液が漏れ出したり、インゴットの落下事故にも
つながるおそれがある。また、歩留りの低下や、再溶融
(メルトバック)と再引き上げによる製造時間のロス、
電力などのエネルギーロスを引き起こす。このように、
単結晶引き上げ時におけるインゴットの振れは、結晶品
質や歩留りだけにとどまらず、安全性の面からも重要な
問題である。
[0003] When the ingot is deflected, the crystal is bent or displaced, which causes defective products. In addition, when the run-out increases, the swinging ingot comes into contact with the quartz glass crucible to damage the crucible, and the silicon melt in the crucible may leak out, or the ingot may fall. In addition, reduction in yield, loss of production time due to re-melting (melt back) and re-pulling,
Causes energy loss such as electric power. in this way,
The deflection of the ingot during pulling of a single crystal is an important issue not only in crystal quality and yield but also in terms of safety.

【0004】この振れの発生原因としては、次のような
ものが考えられる。 (1) 引き上げる際のインゴットの回転数が不適切
で、単結晶引き上げ系と共振する場合 (2) シード取り付け部に偏芯がある場合 (3) 引き上げ用ワイヤに塑性変形が発生している場
合 (4) 引き上げ用ワイヤの回転中心に芯ズレがある場
合 (5) 引き上げ用ワイヤとるつぼの回転中心とに芯ズ
レがある場合 (6) 真空ポンプの排気が悪くなり、真空チャンバ内
の不活性ガス(アルゴンガス)の流れが変化し、引き上
げ用ワイヤが揺れ出した場合
The following are conceivable causes of the shake. (1) When the rotation speed of the ingot during pulling is inappropriate and resonates with the single crystal pulling system. (2) When the seed mounting part is eccentric. (3) When the pulling wire is plastically deformed. (4) When the center of rotation of the lifting wire is misaligned (5) When there is a misalignment between the lifting wire and the center of rotation of the crucible (6) The evacuation of the vacuum pump deteriorates and the inertness in the vacuum chamber is reduced. When the flow of gas (argon gas) changes and the lifting wire starts to swing

【0005】上記原因のうち、(1)は回転数を変える
しか対策はない。また、(4)(5)(6)の場合は、
既に単結晶の引き上げが開始されてしまっていれば、直
すことができない。したがって、回転数を落として振れ
を小さくするしかない。(2)(3)の場合は、るつぼ
が納まっているチャンバとその上部の引き上げ用チャン
バの間のアイソレーションバルブ(支切り弁)を閉め、
引き上げ用チャンバを大気圧に戻してワイヤの調整や交
換を行なうことにより、作業の続行が可能である。しか
し、(2)(3)については、ほとんど結晶引き上げ開
始前に判明するので、実際的な原因としては、(1)
(4)(5)(6)がほとんどである。
[0005] Of the above causes, (1) can only be solved by changing the number of revolutions. In the case of (4), (5), and (6),
If pulling of a single crystal has already started, it cannot be corrected. Therefore, there is no other choice but to reduce the rotational speed to reduce the run-out. (2) In the case of (3), the isolation valve (partition valve) between the chamber in which the crucible is housed and the lifting chamber above the chamber is closed,
The operation can be continued by returning the pulling chamber to the atmospheric pressure and adjusting or replacing the wire. However, since (2) and (3) are mostly known before the start of crystal pulling, (1)
(4), (5) and (6) are mostly.

【0006】従来における上記インゴットの振れ検出方
法としては、最も簡単には、作業者が目視にてインゴッ
トの状態を監視する方法が採用されている。この方法で
は、インゴットに振れが発生したことを確認した場合、
作業者はインゴットの回転数を変更するなどの措置をと
ることでインゴットの振れを無くし、インゴットの曲が
りや転位の発生をくい止めていた。そして、やむなく転
位などが発生してしまった場合には、引き上げたインゴ
ットの再溶融(メルトバック)による再引き上げを行な
っていた。
[0006] As a conventional method of detecting the shake of an ingot, the simplest method employs a method in which an operator visually monitors the state of the ingot. With this method, if you confirm that the ingot has run out,
The operator has taken measures such as changing the rotation speed of the ingot to eliminate the deflection of the ingot and to prevent the bending and dislocation of the ingot. If dislocations or the like are unavoidably generated, the raised ingot is re-pulled by re-melting (melt back).

【0007】また、特開昭63−170296号には、
画素が一列に並んだ一次元CCDカメラを用いて、イン
ゴットとシリコン融液面の接触境界部に発生する高輝度
な帯状の輪(メニスカス)を撮影し、インゴット胴部の
左右縁部の高輝度部間の距離の変動からインゴットの振
れを自動的に検出する方法が示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-170296 discloses that
Using a one-dimensional CCD camera in which pixels are arranged in a line, a high-luminance band-like ring (meniscus) generated at the contact boundary between the ingot and the silicon melt surface is photographed, and the high luminance at the left and right edges of the ingot body is photographed. A method of automatically detecting ingot run-out from a change in the distance between sets is shown.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の振れ検知方法によるときは、次のような問題が
あった。すなわち、単結晶を引き上げるのに数十時間を
要するため、目視による監視の場合、一定の時間間隔を
おいた巡回監視にならざるを得ず、インゴットの振れの
発生と監視タイミングとが合わなかった場合には、作業
者はこれに気づかずに放置することとなり、その間に結
晶の曲がりや転位が発生し、歩留りの低下、再溶融と再
引き上げによる製造時間のロス、電力などのエネルギー
ロスを引き起こすことになる。
However, the above-described conventional shake detection method has the following problems. That is, since it takes several tens of hours to pull up a single crystal, in the case of visual monitoring, it is inevitable to perform patrol monitoring with a fixed time interval, and the occurrence of ingot swing and the monitoring timing did not match. In such a case, the worker will be left unaware of this, and in the meantime, bending and dislocation of the crystal will occur, causing a decrease in yield, a loss of production time due to re-melting and re-pulling, and an energy loss such as electric power. Will be.

【0009】また、目視による監視の場合、作業者の負
担が大きくなるとともに、作業者による判断基準がばら
つき、標準化しにくい。このような問題を解決するに
は、人手によらずに連続監視できるようにするととも
に、インゴットの振れが発生した場合、これを自動的に
検出して知らせることができるようにする必要がある。
In the case of visual monitoring, the burden on the operator increases, and the judgment criteria by the operator vary, making it difficult to standardize. In order to solve such a problem, it is necessary to be able to continuously monitor without manual operation and to automatically detect and notify when an ingot shakes.

【0010】一方、特開昭63−170296号の検知
方法の場合、インゴット胴部の右側縁と左側縁のメニス
カス部分が一つの画面中に同時に入るように撮影する必
要があるため、インゴットの先端部の胴部全体とその外
側のシリコン融液面とを一度に撮影できるように多数の
画素を左右方向に一列に並べた専用の1次元CCDカメ
ラが必要となり、装置が高価なものとなる。
On the other hand, in the case of the detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-170296, it is necessary to take an image such that the right and left meniscus portions of the body of the ingot are simultaneously included in one screen. A dedicated one-dimensional CCD camera in which a large number of pixels are arranged in a line in the left-right direction so that the entire body portion and the silicon melt surface outside thereof can be photographed at a time is required, and the apparatus becomes expensive.

【0011】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、インゴットの振れを常時監視し、
振れが発生した場合には自動的に検知できるとともに、
市販の安価な2次元CCDカメラなどを用いてシステム
を構築することができる単結晶インゴットの振れ検知方
法とその装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and constantly monitors the vibration of an ingot.
If a run-out occurs, it can be automatically detected,
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for detecting a shake of a single crystal ingot, which can construct a system using a commercially available inexpensive two-dimensional CCD camera or the like.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の振れ検出方法は、るつぼ内の単結晶インゴ
ットとその近辺の半導体融液面のいずれか一方または両
方を含む所定の位置に予め振れ検知のための監視エリア
を設定し、該監視エリアを撮像手段によって撮影し、該
監視エリアの撮影画像を白黒の2値画像に変換した後、
該変換した2値画像を用いて監視エリア内の白画素また
は黒画素のいずれか一方または両方の画素数を計数し、
該計数した白画素または黒画素の数の変化から単結晶イ
ンゴットの振れを検出するようにしたものである。な
お、前記撮像手段としては、2次元CCDカメラを用い
ることが望ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting run-out in a crucible at a predetermined position including at least one of a single crystal ingot and a semiconductor melt surface in the vicinity thereof. After setting a monitoring area for shake detection in advance, shooting the monitoring area by an imaging unit, and converting a captured image of the monitoring area into a black and white binary image,
Using the converted binary image, count the number of one or both of white pixels and black pixels in the monitoring area,
The shake of the single crystal ingot is detected from the change in the counted number of white pixels or black pixels. Preferably, a two-dimensional CCD camera is used as the imaging means.

【0013】このような構成とした場合、監視エリア内
の白画素または黒画素の数の変化からインゴットの振れ
を自動的に検出することができる。このため、作業者に
よる目視監視を不要とすることができる。また、市販の
安価な2次元CCDカメラを用いて振れ検知を行なうこ
とができる。
With this configuration, the ingot shake can be automatically detected from a change in the number of white pixels or black pixels in the monitoring area. For this reason, visual monitoring by the operator can be eliminated. In addition, shake detection can be performed using a commercially available inexpensive two-dimensional CCD camera.

【0014】また、本発明の振れ検出装置は、るつぼ内
の単結晶インゴットとその近辺の半導体融液面のいずれ
か一方または両方を含む所定の位置に予め設定した振れ
検知のための監視エリアを撮影する撮像手段と、該撮像
手段で撮影した撮影画像を白黒の2値画像に変換し、該
変換した2値画像における監視エリア内の白画素または
黒画素のいずれか一方または両方の画素数を計数し、該
計数した白画素または黒画素の数の変化から単結晶イン
ゴットの振れを検出する画像処理装置とを備えることに
より構成したものである。なお、前記撮像手段として
は、2次元CCDカメラを用いることが望ましい。
Further, the shake detecting apparatus according to the present invention includes a monitoring area for detecting shake set in advance at a predetermined position including at least one of the single crystal ingot in the crucible and the semiconductor melt surface in the vicinity thereof. An imaging unit that captures an image, and convert the captured image captured by the imaging unit into a black and white binary image, and determine the number of one or both of white pixels and black pixels in the monitoring area in the converted binary image. And an image processing device for counting the change in the number of white pixels or black pixels and detecting the shake of the single crystal ingot. Preferably, a two-dimensional CCD camera is used as the imaging means.

【0015】このような構成とした場合、監視エリア内
の白画素または黒画素の数の変化からインゴットの振れ
を自動的に検出することができる単結晶インゴットの振
れ検出装置を得ることができる。また、撮像手段として
市販の安価な2次元CCDカメラを用いることができる
ので、装置のコストを低減することができる。
With such a configuration, it is possible to obtain a single crystal ingot shake detecting device capable of automatically detecting the shake of the ingot from the change in the number of white pixels or black pixels in the monitoring area. Further, since a commercially available inexpensive two-dimensional CCD camera can be used as the imaging means, the cost of the apparatus can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1および図2に、本発明
の一実施の形態を示す。図1は本発明になるインゴット
の振れ検知装置を付設したCZ式シリコン単結晶引き上
げ装置の全体構成図、図2は図1中の画像処理装置の回
路例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a CZ type silicon single crystal pulling apparatus provided with an ingot deflection detecting apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a circuit example of the image processing apparatus in FIG.

【0017】図1において、1はCZ式シリコン単結晶
引き上げ装置(以下、「単結晶引き上げ装置」と略
称)、2は本発明になる単結晶インゴットの振れ検知装
置(以下、「振れ検知装置」と略称)、3は種結晶から
成長したシリコン単結晶のインゴットである。
In FIG. 1, 1 is a CZ type silicon single crystal pulling apparatus (hereinafter abbreviated as "single crystal pulling apparatus"), and 2 is a single crystal ingot shake detecting apparatus according to the present invention (hereinafter, "shake detecting apparatus"). 3 is an ingot of a silicon single crystal grown from a seed crystal.

【0018】単結晶引き上げ装置1は、黒鉛製ヒータ
(図示せず)などで加熱される石英ガラス製のるつぼ1
01を備えており、その周囲を真空容器102で囲まれ
ている。この真空容器102の首部上端には、モータや
巻き上げドラムなどで構成された結晶回転・昇降機構1
03が設置されている。結晶成長の核となる種結晶(図
示せず)は、この結晶回転・昇降機構103につながれ
たステンレスやタングステン製のワイヤ104の先端
に、シードチャックなどで把持されて吊り下げられてお
り、この結晶回転・昇降機構103によって自在に回転
・昇降できるように構成されている。
The single crystal pulling apparatus 1 comprises a crucible 1 made of quartz glass heated by a graphite heater (not shown) or the like.
01 is surrounded by a vacuum container 102. At the upper end of the neck of the vacuum vessel 102, a crystal rotating / elevating mechanism 1 composed of a motor, a hoisting drum, etc.
03 is installed. A seed crystal (not shown) serving as a nucleus for crystal growth is suspended by being held by a seed chuck or the like at the tip of a stainless steel or tungsten wire 104 connected to the crystal rotating / elevating mechanism 103. The crystal rotating / elevating mechanism 103 is configured to freely rotate / elevate.

【0019】また、るつぼ101は、るつぼ回転・昇降
機構105上に設置されており、るつぼ全体を自在に回
転・昇降できるように構成されている。真空容器102
の肩部には透明な石英ガラス製の覗き窓106が設けら
れており、この窓部分に、後述する2次元CCDカメラ
201がるつぼ101内に向けて設置されている。な
お、107は、るつぼ101内の溶融したシリコンの融
液面である。
The crucible 101 is installed on a crucible rotating / elevating mechanism 105, and is configured to freely rotate / elevate the entire crucible. Vacuum vessel 102
A viewing window 106 made of transparent quartz glass is provided on the shoulder of the camera, and a two-dimensional CCD camera 201, which will be described later, is installed toward the inside of the crucible 101 in this window portion. Reference numeral 107 denotes a melt surface of the silicon melted in the crucible 101.

【0020】振れ検知装置2は、覗き窓106からるつ
ぼ101内を撮影する2次元CCDカメラ201と、単
結晶引き上げ時のインゴット3の振れを画像処理によっ
て検知する画像処理装置202と、モニタテレビ20
3、警報手段としてのブザー204や表示灯205から
構成されている。
The shake detecting device 2 includes a two-dimensional CCD camera 201 for photographing the inside of the crucible 101 from the viewing window 106, an image processing device 202 for detecting the shake of the ingot 3 when the single crystal is pulled up by image processing, and a monitor television 20.
3. It comprises a buzzer 204 and an indicator light 205 as alarm means.

【0021】画像処理装置202は、図2にその回路例
を示すように、2次元CCDカメラ(撮像手段)201
によって撮影された画像を白黒の2値画像に変換する2
値画像変換部206と、該変換された2値画像中の予め
設定された監視エリア内における黒画素の数を計数する
黒画素計数部207と、該計数された黒画素の数が予め
設定した比較基準となる画素数範囲から外れた時にイン
ゴット3に振れが発生したものと判定する振れ判定部2
08と、該振れ判定部208の判定結果に従って振れの
発生を示す検知信号を出力する信号出力部209とから
構成されている。なお、この画像処理装置202は、パ
ーソナルコンピュータなどを用いてブログラム上でソフ
トウェア的に構成してもよいし、専用のハードウェア回
路によって構成してもよいものである。
The image processing device 202 includes a two-dimensional CCD camera (imaging means) 201 as shown in FIG.
To convert the image taken by the camera into a black and white binary image 2
A value image conversion unit 206, a black pixel counting unit 207 that counts the number of black pixels in a preset monitoring area in the converted binary image, and the counted number of black pixels is preset. A shake determination unit 2 that determines that a shake has occurred in the ingot 3 when it deviates from a pixel number range serving as a comparison reference.
08 and a signal output unit 209 that outputs a detection signal indicating the occurrence of a shake in accordance with the determination result of the shake determination unit 208. The image processing apparatus 202 may be configured as software on a program using a personal computer or the like, or may be configured as a dedicated hardware circuit.

【0022】まず最初に、本発明の振れ検知装置2によ
る振れ検知動作の詳細を説明する前に、単結晶引き上げ
装置1の単結晶引き上げ動作について簡単に説明する。
First, before describing the details of the shake detecting operation by the shake detecting apparatus 2 of the present invention, the single crystal pulling operation of the single crystal pulling apparatus 1 will be briefly described.

【0023】原材料となる棒状多結晶シリコンはブロッ
ク状に砕かれてるつぼ101内に投入され、図示を略し
た黒鉛製ヒータなどで加熱することにより溶融される。
また、種結晶はワイヤ104の先端に図示を略したシー
ドチャックなどで把持され、るつぼ101内に吊り下げ
られる。
The rod-shaped polycrystalline silicon as a raw material is put into a crucible 101 crushed in a block shape and melted by heating with a graphite heater (not shown).
The seed crystal is held at the tip of the wire 104 by a seed chuck (not shown) or the like, and is suspended in the crucible 101.

【0024】この状態でシリコン単結晶の製造が開始さ
れると、結晶回転・昇降機構103によってワイヤ10
4が下方へ向かって降ろされ、ワイヤ104の先端に吊
り下げられた種結晶の先端がるつぼ101内のシリコン
融液面107に浸けられるとともに、結晶回転・昇降機
構103とるつぼ回転・昇降機構105は、所定の駆動
が開始され、種結晶とるつぼ101は反対方向に向かっ
て所定の速度でゆっくりと回転されながら引き上げが開
始される。これによってシード工程が開始され、種結晶
の先端から単結晶の成長が始まる。
In this state, when the production of a silicon single crystal is started, the wire 10 is moved by the crystal rotating / elevating mechanism 103.
4 is lowered downward, the tip of the seed crystal suspended from the tip of the wire 104 is immersed in the silicon melt surface 107 in the crucible 101, and the crystal rotating / elevating mechanism 103 and the crucible rotating / elevating mechanism 105 Is started, the seed crystal and the crucible 101 are slowly pulled toward the opposite direction at a predetermined speed, and the pulling is started. As a result, the seed step is started, and the growth of the single crystal starts from the tip of the seed crystal.

【0025】種結晶の先端から単結晶がある程度成長し
た時点で、単結晶の無転位化を図るために処理はネック
工程へ移行し、成長する結晶の径を細く絞りながら引き
上げていく。そして、細径で所定の距離引き上げた後、
製品となる大径の単結晶を安定に成長させるためのボデ
ィ工程へと移行し、大径に成長したインゴット3をゆっ
くりと引き上げていく。本発明の振れ検出装置2は、こ
のような単結晶製造工程における単結晶引き上げ時のイ
ンゴットの振れを常時監視し、インゴットに振れが発生
した場合には自動的に検出して警報を発するようにした
ものである。
At the point when the single crystal has grown to some extent from the tip of the seed crystal, the process shifts to a neck step in order to eliminate dislocation of the single crystal, and pulls up while narrowing down the diameter of the growing crystal. Then, after raising the predetermined distance with a small diameter,
The process shifts to a body process for stably growing a large-diameter single crystal as a product, and the large-diameter grown ingot 3 is slowly pulled up. The runout detection device 2 of the present invention constantly monitors the runout of the ingot when pulling a single crystal in such a single crystal manufacturing process, and automatically detects and issues an alarm when runout occurs in the ingot. It was done.

【0026】次に、前記振れ検出装置2の動作につい
て、図3および図4を参照して説明する。図3はインゴ
ットの振れを監視するための監視エリアの説明図、図4
は監視エリア内のインゴットとシリコン融液面の白黒の
2値画像の例を示す図である。
Next, the operation of the shake detecting device 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory view of a monitoring area for monitoring ingot shake, FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a black and white binary image of an ingot and a silicon melt surface in a monitoring area.

【0027】上記した単結晶引き上げ動作時に、予め設
定しておいた振れ監視のための監視エリア4(図3参
照)を含むるつぼ内の一定範囲を覗き窓106から2次
元CCDカメラ201によって撮影し、該撮影画像を画
像処理装置202に送る。なお、この実施の形態の場
合、監視エリア4は、インゴット3の右側縁部と、この
右側縁部近辺のシリコン融液面107とが同一画面内に
同時に入るような位置に設定されている。
At the time of the above-mentioned single crystal pulling operation, a two-dimensional CCD camera 201 captures an image of a predetermined area in the crucible including a monitoring area 4 (see FIG. 3) for monitoring the run-out which is set in advance from the viewing window 106. , And sends the photographed image to the image processing device 202. In the case of this embodiment, the monitoring area 4 is set at a position where the right edge of the ingot 3 and the silicon melt surface 107 near the right edge simultaneously enter the same screen.

【0028】画像処理装置202の2値画像変換部20
6は、2次元CCDカメラ201から送られてくる撮影
画像信号をデジタル信号に変換した後、所定のスレッシ
ョルドレベル(しきい値)で白黒の2値画像に変換す
る。白黒の2値画像に変換された撮影画像は、モニタテ
レビ203におくられて画面に映し出されるとともに、
黒画素計数部207に送られる。
The binary image converter 20 of the image processing device 202
6 converts the captured image signal sent from the two-dimensional CCD camera 201 into a digital signal, and then converts it into a monochrome binary image at a predetermined threshold level (threshold). The captured image converted to the black and white binary image is sent to the monitor TV 203 and displayed on the screen,
It is sent to the black pixel counting unit 207.

【0029】黒画素計数部207は、この送られてきた
白黒の2値画像中から前記した監視エリア4内に存在す
る黒画素の数m(インゴット3の面積に相当)を計数
し、振れ判定部208に送る。振れ判定部208は、こ
の計数された画素数mが予め設定した比較基準となる画
素数の範囲から外れたか否かを監視し、比較基準値から
外れた時にインゴット3に振れが発生したものと判定す
る。
The black pixel counting unit 207 counts the number m (corresponding to the area of the ingot 3) of black pixels existing in the monitoring area 4 from the sent black and white binary image, and determines shake. To the unit 208. The shake determination unit 208 monitors whether or not the counted number m of pixels is out of a preset range of the number of pixels serving as a comparison reference, and determines that a shake has occurred in the ingot 3 when the number of pixels is out of the comparison reference value. judge.

【0030】すなわち、監視エリア4は、図3に示した
ようにインゴット3の右側縁部と、この右側縁部近辺の
シリコン融液面107とが同一画面内に同時に入るよう
な位置に設定されている。したがって、この監視エリア
4の白黒2値画像は、図4(a)〜(c)に示すような
画像となって表れる。
That is, as shown in FIG. 3, the monitoring area 4 is set at a position where the right edge of the ingot 3 and the silicon melt surface 107 near the right edge simultaneously enter the same screen. ing. Therefore, the black-and-white binary image of the monitoring area 4 appears as an image as shown in FIGS.

【0031】結晶成長に従って引き上げられていくイン
ゴット3に振れが発生していない場合には、インゴット
3は左右に揺れることがないので、監視エリア4内の黒
画素の数(インゴット3の面積)はほとんど一定のまま
で変化しない。一方、引き上げられていくインゴット3
に振れが発生した場合には、インゴット3が左右に揺れ
るため、監視エリア4内の黒画素の数m(インゴット3
の面積に相当)は、図4(a)〜(c)に例示したよう
に、インゴット3の振れに合わせて変化する。しかも、
この変化の度合いは、インゴット3の振れの大きさに比
例する。
When the ingot 3 which is pulled up as the crystal grows does not shake, the number of black pixels (the area of the ingot 3) in the monitoring area 4 is small because the ingot 3 does not swing right and left. It remains almost constant and does not change. Meanwhile, ingot 3 being raised
When the shake occurs, the ingot 3 shakes right and left, so that the number m of the black pixels in the monitoring area 4 (ingot 3
4 (a) to 4 (c) changes according to the swing of the ingot 3 as illustrated in FIGS. Moreover,
The degree of this change is proportional to the magnitude of the swing of the ingot 3.

【0032】そこで、本発明では、振れ判定部208に
上記インゴット3の許容振れ範囲に対応した黒画素数の
下限値Lと上限値Hとを比較基準値として予め設定して
おく。振れ判定部208は、黒画素計数部207から送
られてくる前記黒画素数mを、この下限値Lおよび上限
値Hと比較する。そして、黒画素数mが下限値Lと上限
値Hの間にある場合(L≦m≦H)には、インゴット3
に振れが発生していないものと判定する。また、下限値
Lよりも小さい場合(m<L)、または上限値Hよりも
大きい場合(H<m)には、インゴット3に振れが発生
したものと判定し、その判定結果を信号出力部209に
送る。
Accordingly, in the present invention, the lower limit L and the upper limit H of the number of black pixels corresponding to the allowable shake range of the ingot 3 are set in advance in the shake determination unit 208 as comparison reference values. The shake determining unit 208 compares the number m of black pixels sent from the black pixel counting unit 207 with the lower limit L and the upper limit H. When the number m of black pixels is between the lower limit L and the upper limit H (L ≦ m ≦ H), the ingot 3
It is determined that no shake has occurred. When the value is smaller than the lower limit L (m <L) or larger than the upper limit H (H <m), it is determined that the ingot 3 has run out, and the determination result is output to the signal output unit. Send to 209.

【0033】信号出力部209は、振れ判定部208か
ら送られてくる判定結果に従って検知信号を出力し、イ
ンゴット3に振れが発生した場合には、例えば、ブザー
204を鳴らしたり、表示灯205を点灯したりして警
報を発し、作業者に知らせる。また、必要に応じて、こ
の検知信号を単結晶引き上げ装置1の引き上げ制御装置
(図示せず)などに送り、結晶回転・昇降機構103や
るつぼ回転・昇降機構105の動作を自動制御する。
The signal output unit 209 outputs a detection signal in accordance with the determination result sent from the shake determination unit 208, and when the ingot 3 shakes, for example, sounds the buzzer 204 or turns on the indicator lamp 205. Turns on or emits an alarm to notify the worker. If necessary, the detection signal is sent to a pulling control device (not shown) of the single crystal pulling device 1 and the like, and the operation of the crystal rotating / elevating mechanism 103 or the crucible rotating / elevating mechanism 105 is automatically controlled.

【0034】なお、インゴット3の振れが検知された場
合における振れ防止対策としては、例えば、作業者が手
動で結晶回転・昇降機構103を操作し、インゴット3
の回転数を所定の回転数から10rpm程度落とした
り、あるいは、前述した引き上げ制御装置などによって
結晶回転・昇降機構103を自動操作し、インゴット3
の回転数を10rpm程度落とすなどの処理を行なえば
よい。自動操作による場合は、作業者がすぐにこれない
ような作業環境の場合などにおいて特に有効である。
As a measure for preventing a shake when the shake of the ingot 3 is detected, for example, an operator manually operates the crystal rotating / elevating mechanism 103 to cause the ingot 3 to move.
The number of rotations of the ingot 3 is reduced by about 10 rpm from a predetermined number of rotations, or the crystal rotating / elevating mechanism 103 is automatically operated by the above-described pulling control device or the like.
It is sufficient to perform processing such as reducing the rotation speed of about 10 rpm. The automatic operation is particularly effective in the case of a work environment in which the worker does not immediately come.

【0035】また、前記振れ検知装置2の検知信号を用
いれば、次のような応用も可能である。すなわち、単結
晶引き上げにおいては、引き上げ途中で結晶が単結晶か
ら多結晶に変化し、再度引き上げを行なうような場合に
は、引き上げたインゴット3を再度溶かし込む再溶融
(メルトバック)を行なっている。手動でメルトバック
を行なう場合には、メルトバックの状態は作業者が直接
目で見ているので分かるが、自動でメルトバックを行な
う場合には、完全にメルトバックしたか否かを判定する
ことが難しい。
If the detection signal of the shake detecting device 2 is used, the following application is also possible. That is, in the single crystal pulling, when the crystal changes from a single crystal to a polycrystal during the pulling, and the pulling is performed again, re-melting (melt back) is performed in which the pulled ingot 3 is melted again. . When performing the meltback manually, the state of the meltback can be seen by the operator directly, but when performing the meltback automatically, it is necessary to determine whether or not the meltback is complete. Is difficult.

【0036】そこで、このような場合には、本発明の振
れ検知装置2の検知信号を利用してメルトバルク検知す
ることにより、メルトバックの完了を簡単に知ることが
できる。すなわち、本発明の振れ検知装置2では、メル
トバック中のインゴットは黒色に変換させて表示し、溶
け終わると黒色部がシリコン融液面107と同じ白色に
変わり、画面全体が白色になる。したがって、黒画素計
数部207の黒画素計数値mが0になったか否かを監視
すれば、メルトバックの完了を自動的に知ることができ
る。さらに、このようにして得られたメルトバックの完
了信号を単結晶引き上げ装置1の引き上げ制御装置に送
り、単結晶の再引き上げを自動で再開させることも可能
である。
In such a case, the completion of the meltback can be easily known by detecting the melt bulk using the detection signal of the shake detecting device 2 of the present invention. That is, in the shake detection device 2 of the present invention, the ingot during the meltback is converted to black and displayed, and when the ingot is completely melted, the black portion changes to the same white as the silicon melt surface 107 and the entire screen becomes white. Therefore, by monitoring whether or not the black pixel count value m of the black pixel counting unit 207 has become 0, the completion of the meltback can be automatically known. Further, it is also possible to send the meltback completion signal thus obtained to the pulling control device of the single crystal pulling apparatus 1 to automatically restart the single crystal repulling.

【0037】以上説明したように、上記実施の形態にか
かる振れ検知装置2による場合、インゴット3の振れを
自動的に検出することができるので、作業者の目視によ
る監視が不要となり、インゴットの振れの発生時期と監
視タイミングとが合わなかったりするようなことがなく
なり、作業者は直ちに振れ防止対策をとることができ
る。したがって、結晶の曲がりや転位の発生を未然に防
ぐことができるとともに、歩留りの低下、再溶融と再引
き上げによる製造時間のロス、電力などのエネルギーロ
スも回避することができる。
As described above, in the case of the shake detecting device 2 according to the above-described embodiment, the shake of the ingot 3 can be automatically detected. The occurrence timing and the monitoring timing do not coincide with each other, and the operator can immediately take a shake prevention measure. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of bending and dislocation of the crystal beforehand, and it is also possible to avoid a decrease in yield, a loss of manufacturing time due to re-melting and re-pulling, and an energy loss such as electric power.

【0038】また、撮像手段としては、特開昭63−1
70296号の検出方法で用いているような多数の画素
を左右方向に一列に並べた専用の1次元CCDカメラが
不要となり、市販の安価な2次元CCDカメラを用いる
ことができる。このため、装置の製造コストを低減する
ことができる。
As an image pickup means, Japanese Patent Laid-Open No. 63-1
A dedicated one-dimensional CCD camera in which many pixels are arranged in a line in the left-right direction as used in the detection method of No. 70296 is not required, and a commercially available inexpensive two-dimensional CCD camera can be used. Therefore, the manufacturing cost of the device can be reduced.

【0039】なお、上記説明では、インゴット3の部分
を黒色に、シリコン融液面107の部分を白色に2値変
換した場合を例に採ったが、これとは逆に、インゴット
3の部分を白色に、シリコン融液面107の部分を黒色
に2値変換しても、白黒が逆になるだけで、上記したと
同様にインゴットの振れを検出することができる。ま
た、監視エリア4をインゴット3の右側縁部(図3参
照)に設定した場合を例に採ったが、反対側の左側縁部
に設定しても同様に検知することができる。
In the above description, the case where the portion of the ingot 3 is converted to black and the portion of the silicon melt surface 107 is converted to white is taken as an example. Even if the portion of the silicon melt surface 107 is binary-converted to white and black, the ingot can be detected in the same manner as described above, except that the black and white are reversed. Further, although the case where the monitoring area 4 is set at the right edge (see FIG. 3) of the ingot 3 is taken as an example, the same detection can be made even if the monitoring area 4 is set at the opposite left edge.

【0040】また、単結晶引き上げ装置1の覗き窓10
6に設置した2次元CCDカメラ201を取り外し可能
にし、モニタテレビ203を含む振れ検出装置2全体を
移動自在な運搬用台車などに載せて可搬型装置とすれ
ば、振れ検知装置が付設されていない他の単結晶引き上
げ装置にも共用することができる。さらに、本発明の振
れ検知装置2は、単結晶引き上げ時のシリコン融液面1
07の揺らぎの数値化、各種液体の液面の揺らぎの検出
などにも応用することが可能である。
The viewing window 10 of the single crystal pulling apparatus 1
If the two-dimensional CCD camera 201 installed at 6 is detachable, and the entire shake detection device 2 including the monitor television 203 is mounted on a movable carriage or the like to be a portable device, the shake detection device is not provided. It can be shared with other single crystal pulling devices. Further, the shake detecting device 2 of the present invention is provided with a silicon melt surface 1 at the time of pulling a single crystal.
It is also possible to apply the present invention to digitization of fluctuation of 07, detection of fluctuation of the liquid surface of various liquids, and the like.

【0041】また、前述した実施の形態では、監視エリ
ア4内の黒色部分(インゴット3部分)の画素数を計数
するようにしたが、図5に示すように、白色部分(シリ
コン融液面107部分)の画素数を計数してもよいもの
である。
In the above-described embodiment, the number of pixels in the black portion (the ingot 3 portion) in the monitoring area 4 is counted. However, as shown in FIG. 5, the white portion (the silicon melt surface 107) is counted. Alternatively, the number of pixels of the (portion) may be counted.

【0042】また、2次元CCDカメラ201で撮影す
る監視エリア4の場所を、図6(a)に示すようにイン
ゴット3の左側縁部や、図6(b)に示すようにインゴ
ット3の前面中央下部としてもよいものである。
The location of the monitoring area 4 photographed by the two-dimensional CCD camera 201 is determined by the left edge of the ingot 3 as shown in FIG. 6A or the front of the ingot 3 as shown in FIG. It is good also as a center lower part.

【0043】また、図7に示すように、インゴット3と
シリコン融液面107だけでなく、さらにその近辺の炉
内固定物(例えば、輻射シールド)5の部分も同時に入
れて撮影し、この画像中の白色部分と黒色分の画素数を
数えてもよいものである。
As shown in FIG. 7, not only the ingot 3 and the silicon melt surface 107, but also a part of the furnace fixed object (for example, radiation shield) 5 near the ingot 3 and the silicon melt surface 107 are simultaneously photographed. The number of pixels for the white portion and the black portion may be counted.

【0044】また、図8(a)(b)に示すように、監
視エリア4内に白色部分(シリコン融液面107部分)
または黒色部分(インゴット3部分)のみが入るように
して撮影し、白色部分のみを写した画像(図8(a))
の時は、インゴット3の振れによって表れる黒色画素の
数を計数し、黒色部分のみを写した画像(図8(b))
の時は、インゴット3の振れによって表れる白色画素の
数を計数するようにしてもよいものである。
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a white portion (silicon melt surface 107) is provided in the monitoring area 4.
Alternatively, an image in which only the black portion (3 ingots) is photographed and only the white portion is captured (FIG. 8A)
In the case of, the number of black pixels appearing due to the shake of the ingot 3 is counted, and an image in which only the black portion is captured (FIG. 8B)
In the case of, the number of white pixels appearing due to the shake of the ingot 3 may be counted.

【0045】また、図9(a)(b)に示すように、白
色部分または黒色部分の画素数の変化の平均値を演算
し、その平均値を基準として指定の変動量を超えた時
に、インゴットの振れの発生として判定するようにして
もよい。すなわち、図9(a)における白色部分の画素
数をj、図9(b)における白色部分の画素数をkとす
ると、{(j+k)/2−j}または{(j+k)/2
−k}の値によってインゴットの振れの有無を判定す
る。この方法による場合、引き上げ途中でインゴット3
の直径が変わっても、振れを検知することが可能であ
る。また、この方法は、インゴット3の直胴部分はもち
ろんのこと、インゴット3の肩口やテール部分でも振れ
を検知することができる。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the average value of the change in the number of pixels in the white portion or the black portion is calculated, and when the average value exceeds a specified variation, The determination may be made as occurrence of ingot shake. That is, assuming that the number of pixels in the white portion in FIG. 9A is j and the number of pixels in the white portion in FIG. 9B is k, {(j + k) / 2−j} or {(j + k) / 2
It is determined whether or not the ingot sways based on the value of −k}. In the case of this method, ingot 3
It is possible to detect the run-out even if the diameter of the is changed. Further, according to this method, the shake can be detected not only at the straight body portion of the ingot 3 but also at the shoulder opening and the tail portion of the ingot 3.

【0046】また、2次元CCDカメラ201を2台用
意し、図10(a)(b)に示すように、一方のカメラ
でインゴット3の右側縁部を、また他方のカメラでイン
ゴット3の左側縁部を撮影し、この左右の監視エリア4
におけるそれぞれの白色部分または黒色部分の画素数を
計数し、インゴット3に振れがない時に両者の画素数が
等しくなるように、お互いの監視エリア4の位置を調整
しておき、両者の画素数の差が基準値を超えた時に振れ
の発生として判定してもよいものである。この方法の場
合、前述した図9(a)(b)の場合と同様に、引き上
げ途中でインゴット3の直径が変わっても、振れを検知
することが可能である。また、インゴット3の直胴部分
はもちろんのこと、インゴット3の肩口やテール部分で
も振れを検知することができる。
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), two two-dimensional CCD cameras 201 are prepared. One of the two cameras has a right edge of the ingot 3 and the other has a left edge of the ingot 3. The edge is photographed and the left and right monitoring areas 4
, The number of pixels in each white portion or black portion is counted, and the positions of the monitoring areas 4 are adjusted so that the number of pixels of the ingot 3 is equal to each other when the ingot 3 does not shake. When the difference exceeds the reference value, it may be determined that a shake has occurred. In the case of this method, as in the case of FIGS. 9A and 9B described above, even if the diameter of the ingot 3 changes during the lifting, it is possible to detect the run-out. In addition, the shake can be detected not only at the straight body portion of the ingot 3 but also at the shoulder opening and the tail portion of the ingot 3.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の振れ検知
方法と装置によれば、以下のような優れた効果を奏する
ことができる。 (1) CZ法を利用した半導体単結晶装置の単結晶引
上げ工程におけるインゴットの振れを常時監視して自動
検知することが可能となり、さらにその振れ幅を数値化
することが可能となるので、作業者により判断基準がば
らつく現象を解消することができる。 (2) 目視による監視が不要となり、省人化が可能と
なる。
As described above, according to the shake detecting method and apparatus of the present invention, the following excellent effects can be obtained. (1) It is possible to constantly monitor and automatically detect the runout of an ingot in a single crystal pulling process of a semiconductor single crystal apparatus using the CZ method, and furthermore, it is possible to quantify the runout, thereby performing the work. It is possible to eliminate a phenomenon in which the criterion varies depending on the user. (2) Visual monitoring is not required, and labor saving is possible.

【0048】(3) インゴット振れの発生を検知する
ことにより、タイミング良く手動介入または自動介入が
可能になり、結晶の曲がりや転位が発生して結晶品質や
歩留りが低下することを防止でき、さらに、再溶融と再
引き上げによる製造時間のロス、電力などのエネルギー
ロスを防止することができる。 (4) インゴット振れの発生を検知することにより、
タイミング良く手動介入または自動介入が可能になり、
インゴットが振れルツボに接触し、ルツボを破損して中
のシリコン融液が漏れ出したり、インゴットが落下する
事故を未然に防止することができ、操業の安全性を高め
ることができる。 (5) インゴットの右側縁部や左側縁部など、インゴ
ットの一部分のみを2次元撮影するだけでよいので、撮
像手段の画素数が少なくて済み、市販の安価な2次元C
CDカメラを用いることが可能となる。このため装置の
製造コストを低減することができる。
(3) By detecting the occurrence of the ingot run-out, manual or automatic intervention can be performed in a timely manner, and it is possible to prevent the occurrence of bending or dislocation of the crystal to thereby lower the crystal quality and yield, and In addition, loss of production time due to re-melting and re-pulling, and energy loss such as electric power can be prevented. (4) By detecting the occurrence of ingot runout,
Manual or automatic intervention is possible at the right time,
It is possible to prevent the ingot from coming into contact with the swaying crucible, damage the crucible, leaking out of the silicon melt therein, or dropping the ingot, thereby improving the safety of operation. (5) Only a part of the ingot, such as the right edge and the left edge of the ingot, needs to be two-dimensionally photographed.
It becomes possible to use a CD camera. Therefore, the manufacturing cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になる単結晶インゴットの振れ検知装置
を付設したCZ式シリコン単結晶引き上げ装置の全体構
成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a CZ type silicon single crystal pulling apparatus provided with a single crystal ingot deflection detecting apparatus according to the present invention.

【図2】図1中の画像処理装置の回路例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit example of the image processing device in FIG. 1;

【図3】振れ検知のための監視エリアの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a monitoring area for shake detection.

【図4】(a)〜(c)は監視エリア内のインゴットと
シリコン融液面の白黒の2値画像の例を示す図である。
4 (a) to 4 (c) are diagrams showing examples of black and white binary images of an ingot and a silicon melt surface in a monitoring area.

【図5】監視エリアの第2の設定例と振れ判別法を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a second setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【図6】(a)は監視エリアの第3の設定例と振れ判別
法を示す図、(b)は監視エリアの第4の設定例と振れ
判別法を示す図である。
6A is a diagram illustrating a third setting example of a monitoring area and a shake determination method, and FIG. 6B is a diagram illustrating a fourth setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【図7】監視エリアの第5の設定例と振れ判別法を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a fifth setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【図8】(a)は監視エリアの第6の設定例と振れ判別
法を示す図、(b)は監視エリアの第7の設定例と振れ
判別法を示す図である。
8A is a diagram illustrating a sixth setting example of a monitoring area and a shake determination method, and FIG. 8B is a diagram illustrating a seventh setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【図9】(a)(b)は監視エリアの第8の設定例と振
れ判別法を示す図である。
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an eighth setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【図10】(a)(b)は監視エリアの第9の設定例と
振れ判別法を示す図である。
FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating a ninth setting example of a monitoring area and a shake determination method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CZ式シリコン単結晶引き上げ装置 2 振れ検知装置 3 単結晶インゴット 4 監視エリア 5 炉内固定物 101 るつぼ 102 真空容器 103 結晶回転・昇降機構 104 ワイヤ 105 るつぼ回転・昇降機構 106 覗き窓 107 シリコン融液面 201 2次元CCDカメラ(撮像手段) 202 画像処理装置 203 モニタテレビ 204 ブザー 205 表示灯 206 2値画像変換部 207 黒画素計数部 208 振れ判定部 209 信号出力部 REFERENCE SIGNS LIST 1 CZ type silicon single crystal pulling device 2 Runout detector 3 Single crystal ingot 4 Monitoring area 5 Furnace fixed object 101 Crucible 102 Vacuum container 103 Crystal rotating / elevating mechanism 104 Wire 105 Crucible rotating / elevating mechanism 106 Viewing window 107 Silicon melt Surface 201 Two-dimensional CCD camera (imaging means) 202 Image processing device 203 Monitor television 204 Buzzer 205 Indicator light 206 Binary image conversion unit 207 Black pixel counting unit 208 Shake determination unit 209 Signal output unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CZ法を利用した半導体単結晶引き上げ
装置における単結晶インゴットの振れ検知方法であっ
て、 るつぼ内の単結晶インゴットとその近辺の半導体融液面
のいずれか一方または両方を含む所定の位置に予め振れ
検知のための監視エリアを設定し、 該監視エリアを撮像手段によって撮影し、 該監視エリアの撮影画像を白黒の2値画像に変換した
後、該変換した2値画像を用いて監視エリア内の白画素
または黒画素のいずれか一方または両方の画素数を計数
し、 該計数した白画素または黒画素の数の変化から単結晶イ
ンゴットの振れを検出することを特徴とする単結晶イン
ゴットの振れ検知方法。
1. A method for detecting deflection of a single crystal ingot in a semiconductor single crystal pulling apparatus utilizing a CZ method, comprising: a predetermined method including one or both of a single crystal ingot in a crucible and a semiconductor melt surface in the vicinity thereof. A monitoring area for shake detection is set in advance at a position, and the monitoring area is photographed by an imaging unit. A photographed image of the monitoring area is converted into a black-and-white binary image, and the converted binary image is used. Counting the number of one or both of the white pixels and the black pixels in the monitoring area, and detecting a shake of the single crystal ingot from a change in the counted number of white pixels or black pixels. Crystal ingot runout detection method.
【請求項2】 前記撮像手段が2次元CCDカメラであ
ることを特徴とする請求項1記載の単結晶インゴットの
振れ検知方法。
2. The method according to claim 1, wherein said imaging means is a two-dimensional CCD camera.
【請求項3】 CZ法を利用した半導体単結晶引き上げ
装置における単結晶インゴットの振れ検知装置であっ
て、 るつぼ内の単結晶インゴットとその近辺の半導体融液面
のいずれか一方または両方を含む所定の位置に予め設定
した振れ検知のための監視エリアを撮影する撮像手段
と、 該撮像手段で撮影した撮影画像を白黒の2値画像に変換
し、該変換した2値画像における監視エリア内の白画素
または黒画素のいずれか一方または両方の画素数を計数
し、該計数した白画素または黒画素の数の変化から単結
晶インゴットの振れを検出する画像処理装置と、を備え
たことを特徴とする単結晶インゴットの振れ検知装置。
3. A device for detecting deflection of a single crystal ingot in a semiconductor single crystal pulling device utilizing a CZ method, wherein the predetermined position includes one or both of a single crystal ingot in a crucible and a semiconductor melt surface in the vicinity thereof. Imaging means for photographing a monitoring area for shake detection which is set in advance at a position; converting an image photographed by the imaging means into a black-and-white binary image; An image processing device that counts the number of one or both of the pixels and black pixels, and detects a shake of the single crystal ingot from a change in the counted number of white or black pixels. Detector for single crystal ingot.
【請求項4】 前記撮像手段が2次元CCDカメラであ
ることを特徴とする請求項3記載の単結晶インゴットの
振れ検知装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein said imaging means is a two-dimensional CCD camera.
JP04097499A 1999-02-19 1999-02-19 Method and apparatus for detecting vibration of single crystal ingot in semiconductor single crystal pulling apparatus Expired - Fee Related JP4151863B2 (en)

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