JP2017057097A - 単結晶の製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チョクラルスキー法による単結晶の引き上げ工程中に単結晶2と融液3との境界部の画像をカメラで撮影し、単結晶2の引き上げ軸の延長線5から見て左側の領域6Lの少なくとも一部の画像と右側の領域6Rの少なくとも一部の画像とを比較し、両者の差が閾値以上である場合に撮影画像6の輝度分布が異常であると判断する。
【選択図】図5
Description
2 シリコン単結晶
3 シリコン融液
4 フュージョンリング
4L フュージョンリングの手前左側の一部
4R フュージョンリングの手前右側の一部
5 引き上げ軸の延長線
6 撮影画像
6L 撮影画像の左側領域
6R 撮影画像の右側領域
10' チャンバー
10a メインチャンバー
10b プルチャンバー
10c ガス吸気口
10d ガス排気口
10e 覗き窓
11 断熱材
12 石英ルツボ
13 サセプタ
14 シャフト
15 ヒータ
16 熱遮蔽体
16a 開口部
17 ワイヤー
18 ワイヤー巻き取り機構
19 CCDカメラ
19z CCDカメラの光学軸
20 画像処理部
21 制御部
22 シャフト駆動機構
24 減光ガラス
25 回転機構
C0 単結晶の中心位置
D1,D1' フュージョンリングと測定ラインとの交点
D2,D2' フュージョンリングと測定ラインとの交点
L1,L2 測定ライン
O 撮影画像の原点
R 固液界面における単結晶の直径
ΔG ギャップ幅
Claims (12)
- チョクラルスキー法による単結晶の引き上げ工程中に前記単結晶と融液との境界部の画像をカメラで撮影し、
前記単結晶の引き上げ軸の延長線よりも左側の領域の少なくとも一つの画素と前記延長線よりも右側の領域の少なくとも一つの画素とを比較した結果から撮影画像の輝度分布の異常の有無を判断することを特徴とする単結晶の製造方法。 - 前記左側の領域内の第1の最大輝度と前記右側の領域内の第2の最大輝度との輝度差が閾値以上である場合に前記撮影画像の輝度分布が異常であると判断する、請求項1に記載の単結晶の製造方法。
- 前記カメラは、減光率が面内で異なる減光ガラスを通して前記境界部の画像を撮影し、
前記撮影画像の輝度分布が異常である場合に、前記輝度差が閾値未満となるように、前記減光ガラスにより前記撮影画像の輝度分布を調整する、請求項2に記載の単結晶の製造方法。 - 前記減光ガラスは、減光率が一方向に変化する面内分布を有し、
前記撮影画像の輝度分布が異常である場合に、前記輝度差が閾値未満となるように前記減光ガラスを前記カメラの光学軸を中心に回転させて、前記撮影画像の輝度分布を調整する、請求項3に記載の単結晶の製造方法。 - 前記撮影画像の輝度分布が正常である場合に当該撮影画像から固液界面における単結晶の直径を求める、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の単結晶の製造方法。
- 前記撮影画像を二値化処理することにより求められる前記境界部に発生するフュージョンリングのエッジパターンから固液界面における単結晶の直径を求める、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の単結晶の製造方法。
- 覗き窓が設けられたチャンバーと、
前記チャンバー内において融液を支持するルツボと、
前記融液から単結晶を引き上げる引き上げ軸と、
前記覗き窓を通して見える前記単結晶と前記融液との境界部の画像を撮影するカメラと、
前記カメラの撮影画像を処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、
前記単結晶の引き上げ軸の延長線よりも左側の領域の少なくとも一つの画素と前記延長線よりも右側の領域の少なくとも一つの画素とを比較した結果から撮影画像の輝度分布の異常の有無を判断することを特徴とする単結晶製造装置。 - 前記画像処理部は、前記左側の領域内の第1の最大輝度と前記右側の領域内の第2の最大輝度との差が閾値以上である場合に前記撮影画像の輝度分布が異常であると判断する、請求項7に記載の単結晶製造装置。
- 前記覗き窓の外側に設けられた、減光率が面内で異なる減光ガラスをさらに備え、
前記撮影画像の輝度分布が異常である場合に、前記第1の最大輝度と前記第2の最大輝度との差が閾値未満となるように、前記減光ガラスにより前記撮影画像の輝度分布を調整する、請求項8に記載の単結晶製造装置。 - 前記減光ガラスを回転させる回転機構を有し、前記減光ガラスを前記カメラの光学軸を中心に回転させて、前記撮影画像の輝度分布を調整する、請求項9に記載の単結晶製造装置
- 前記画像処理部は、前記撮影画像の輝度分布が正常である場合に当該撮影画像から固液界面における単結晶の直径を求める、請求項7ないし10のいずれか一項に記載の単結晶製造装置。
- 前記画像処理部は、前記撮影画像を二値化処理することにより求められる前記境界部に発生するフュージョンリングのエッジパターンから固液界面における単結晶の直径を求める、請求項7ないし11のいずれか一項に記載の単結晶製造装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110983432A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 南京晶升能源设备有限公司 | 一种半导体硅材料晶体生长的图像识别控制方法 |
JP2021088467A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
CN114387248A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-22 | 苏州天准科技股份有限公司 | 一种硅料熔化度监测方法、存储介质、终端和拉晶设备 |
WO2023195217A1 (ja) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法及び装置並びにシリコンウェーハの製造方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6885301B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2021-06-09 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法及び装置 |
JP6935790B2 (ja) * | 2018-10-15 | 2021-09-15 | 株式会社Sumco | 石英るつぼ内周面の評価方法及び石英るつぼ内周面の評価装置 |
US12002234B2 (en) | 2018-11-26 | 2024-06-04 | Longi Green Energy Technology Co., Ltd. | Crystal line growing state detection method, apparatus and device for silicon rod |
TWI770661B (zh) * | 2020-04-20 | 2022-07-11 | 日商Sumco股份有限公司 | 單結晶製造裝置及單結晶的製造方法 |
JP7342822B2 (ja) * | 2020-09-03 | 2023-09-12 | 株式会社Sumco | 単結晶製造装置及び単結晶の製造方法 |
CN113136620A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-20 | 曲靖晶龙电子材料有限公司 | 一种单晶炉加热系统的控制方法 |
CN114688984B (zh) * | 2022-01-12 | 2022-12-06 | 苏州天准科技股份有限公司 | 单双光圈的检测方法、存储介质、终端和拉晶设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02164789A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 単結晶直径自動制御装置 |
JP2000264779A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | メルトレベル検出装置及び検出方法 |
JP2004331437A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 単結晶引き上げ装置内の融液の液面位置測定方法 |
JP2005041705A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶直径の制御方法 |
JP2006347775A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-12-28 | Furukawa Co Ltd | 単結晶直径計測装置 |
JP2013216556A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Sumco Corp | 単結晶引き上げ方法 |
JP2016121023A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61122188A (ja) | 1984-11-20 | 1986-06-10 | Toshiba Mach Co Ltd | 半導体結晶引上機 |
JP3072863B2 (ja) | 1991-08-22 | 2000-08-07 | フクダ電子株式会社 | 超音波診断装置 |
JP2840213B2 (ja) * | 1995-10-30 | 1998-12-24 | 住友シチックス株式会社 | 単結晶の直径測定方法および直径測定装置 |
JP4161547B2 (ja) | 2001-06-28 | 2008-10-08 | 株式会社Sumco | 単結晶引上装置および単結晶引上方法およびプログラムおよび記録媒体 |
JP4918897B2 (ja) * | 2007-08-29 | 2012-04-18 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶引上方法 |
JP5708171B2 (ja) * | 2010-04-26 | 2015-04-30 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶引き上げ装置及びシリコン単結晶の製造方法 |
JP6078974B2 (ja) * | 2012-04-04 | 2017-02-15 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
-
2015
- 2015-09-15 JP JP2015181376A patent/JP6519422B2/ja active Active
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2016
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02164789A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 単結晶直径自動制御装置 |
JP2000264779A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | メルトレベル検出装置及び検出方法 |
JP2004331437A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 単結晶引き上げ装置内の融液の液面位置測定方法 |
JP2005041705A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶直径の制御方法 |
JP2006347775A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-12-28 | Furukawa Co Ltd | 単結晶直径計測装置 |
JP2013216556A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Sumco Corp | 単結晶引き上げ方法 |
JP2016121023A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021088467A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
JP7272249B2 (ja) | 2019-12-02 | 2023-05-12 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
CN110983432A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 南京晶升能源设备有限公司 | 一种半导体硅材料晶体生长的图像识别控制方法 |
CN114387248A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-22 | 苏州天准科技股份有限公司 | 一种硅料熔化度监测方法、存储介质、终端和拉晶设备 |
CN114387248B (zh) * | 2022-01-12 | 2022-11-25 | 苏州天准科技股份有限公司 | 一种硅料熔化度监测方法、存储介质、终端和拉晶设备 |
WO2023195217A1 (ja) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法及び装置並びにシリコンウェーハの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US8187378B2 (en) | Silicon single crystal pulling method | |
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