JP2017206400A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単結晶を成長させる際の、単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法であって、単結晶の引き上げ中において、結晶重量検出手段を用いて単結晶の測定重量を測定する工程と、単結晶の引き上げ中あるいは引き上げ後に、単結晶の結晶長さ及び結晶直径から単結晶の計算重量を計算する工程と、測定重量と計算重量との差に基づいて、固液界面高さを計算により求める工程とを有し、計算重量を計算する工程において、単結晶の結晶長さとして、ワイヤードラムの回転角から求めた単結晶の長さにワイヤーの伸び分を補正して求めた結晶長さ、あるいは、種結晶の位置を直接計測する手段を用いて測定された結晶長さを用いることを特徴とする単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法。
【選択図】 図1
Description
前記単結晶の引き上げ中において、結晶重量検出手段を用いて前記単結晶の測定重量を測定する工程と、
前記単結晶の引き上げ中あるいは引き上げ後に、前記単結晶の結晶長さ及び結晶直径から前記単結晶の計算重量を計算する工程と、
前記測定重量と前記計算重量との差に基づいて、前記固液界面高さを計算により求める工程とを有し、
前記計算重量を計算する工程において、前記単結晶の結晶長さとして、前記ワイヤードラムの回転角から求めた前記単結晶の長さに前記ワイヤーの伸び分を補正して求めた前記結晶長さ、あるいは、前記種結晶の位置を直接計測する手段を用いて測定された前記結晶長さを用いることを特徴とする単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法を提供する。
前記ワイヤードラムの回転角から求めた前記単結晶の長さと、前記単結晶の引き上げ中に直径検出手段を用いて測定した前記単結晶の直径の値の関係と、
前記単結晶の引き上げ後に実測された前記単結晶の長さと、前記単結晶の引き上げ後に実測された前記単結晶の直径の値の関係とを用いて求めた補正式により行うことが好ましい。
上述したように、単結晶と原料融液との間の固液界面形状を求める際に、ワイヤーの伸びによる計算結果への影響により、正しく固液界面形状を求めることができないという問題があった。
本発明の固液界面高さを求める方法の第1の実施形態として、単結晶の引き上げ中に固液界面高さを求める方法について、シリコン単結晶を引き上げる場合を例として説明する。
ΔV=(h3×π/6+h×Dc2/8)/1000…(1)
Wm=ρm×ΔV…(2)
Ws=ρc×ΔV…(3)
|Wo−Wc|≒Wm−Ws=(ρm−ρc)×ΔV…(4)
|Wo−Wc|=(ρm−ρc)×(h3×π/6+h×Dc2/8)/1000…(5)
まず、上記第1の実施形態のように、本発明の単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法を単結晶の引上げ中に行う。
本発明の固液界面高さを求める方法の第2の実施形態として、単結晶の引き上げ後に固液界面高さを求める方法について、シリコン単結晶を引き上げる場合を例として説明する。
図1に示すような構成の装置にて、直径300mmのシリコン単結晶の引上げを実施した。この装置には、特許文献5で示されるような種ホルダの位置検出機構をチャンバー上方に設けてある。
実施例1と同じ単結晶について、操業時におけるワイヤードラムの回転角から求めた結晶長さを用いたこと以外は、実施例1と同様にして固液界面高さの変化量を計算し、その結果を図2に示した。
実施例1の結晶の引上げ後、直胴部における結晶直径の値を1mm間隔で詳細に実測した。結晶直径の値を直胴長さに対してプロットしたところ、図3に示すように、操業ログと結晶実測データでは位置に多少のズレがあった。
5…単結晶、 6…原料融液、 7…石英ルツボ、 8…黒鉛ルツボ、
9…加熱ヒーター、 10…断熱部材、 11…ガス流出口、 12…ガス導入口、
13…トップチャンバー、 14…ガスバージ筒、 15…遮熱部材、
16…ワイヤードラム、 17…ワイヤー、 18…結晶重量測定手段、
19…直径計測手段、 20…単結晶製造装置。
Claims (3)
- ワイヤーに接続された種結晶を原料融液に浸漬し、前記ワイヤーをワイヤードラムで巻きとって前記種結晶を引き上げることで単結晶を成長させる際の、前記単結晶と前記原料融液との間の固液界面高さを求める方法であって、
前記単結晶の引き上げ中において、結晶重量検出手段を用いて前記単結晶の測定重量を測定する工程と、
前記単結晶の引き上げ中あるいは引き上げ後に、前記単結晶の結晶長さ及び結晶直径から前記単結晶の計算重量を計算する工程と、
前記測定重量と前記計算重量との差に基づいて、前記固液界面高さを計算により求める工程とを有し、
前記計算重量を計算する工程において、前記単結晶の結晶長さとして、前記ワイヤードラムの回転角から求めた前記単結晶の長さに前記ワイヤーの伸び分を補正して求めた前記結晶長さ、あるいは、前記種結晶の位置を直接計測する手段を用いて測定された前記結晶長さを用いることを特徴とする単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法。 - 前記ワイヤーの伸び分の補正は、
前記ワイヤードラムの回転角から求めた前記単結晶の長さと、前記単結晶の引き上げ中に直径検出手段を用いて測定した前記単結晶の直径の値の関係と、
前記単結晶の引き上げ後に実測された前記単結晶の長さと、前記単結晶の引き上げ後に実測された前記単結晶の直径の値の関係とを用いて求めた補正式により行うことを特徴とする請求項1に記載の単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法。 - 請求項1に記載の単結晶と原料融液との間の固液界面高さを求める方法を前記単結晶の引上げ中に行い、該求めたられた結果に基づいて、前記固液界面高さを調整するように操業条件にフィードバックをかけ、該フィードバックをかけた操業条件にて単結晶を製造することを特徴とする単結晶の製造方法。
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