JP2022542979A - 単結晶シリコンインゴットを成長させる際の動的ステートチャートの作製および使用 - Google Patents
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Abstract
Description
連続チョクラルスキーインゴット成長システムにおいてインゴット成長を制御するために開発された動的ステートチャートを図6に示す。動的ステートチャートは、4つのセクタ518、528、538、548(破線で分けて表示)を有する動的円形チャートである。第1セクタ518および第3セクタ538は、他のインゴット成長パラメータ(例えば、重量、温度、直径、レベル、システム圧力など)を表す「値D」を監視する。第2セクタ528は、シードリフト(すなわち、インゴット引き上げ装置内で種結晶122が育つ速度)を監視する。第4セクタ548は、インゴットの成長速度を監視する。図6の動的ステートチャートに示すように、「値D」は、中央の円弧540で示したターゲット成長値またはその付近にある。シードリフトはターゲット値を下回り、成長速度はターゲット値を上回る。動的ステートチャートによって、複数の成長パラメータを1つのビジュアルで監視および制御することが可能になる。
7つのインゴット成長パラメータを示す動的ステートチャート604を図7に示す。動的ステートチャートは、熱シールド位置を監視する第1セクタ618と、シードリフト速度を監視する第2セクタ628と、インゴットの直径を監視する第3セクタ638と、インゴットのターゲット長を監視する第4セクタ648と、インゴット成長システム圧力を監視する第5セクタ658と、溶融物へのドーパント供給速度を監視する第6セクタ668と、シリコンが溶融物に添加される速度を監視する第7セクタ678とを含む動的円形ステートチャートである。監視されるパラメータは、直接測定されてもよいし、あるいは1つまたは複数のアルゴリズムの出力であってもよい。成長パラメータは、各セクタのターゲット成長ビジュアル(すなわち円弧)が円形マップ中心C604から同じ距離にあるように正規化されている。
Claims (23)
- チョクラルスキー法において単結晶シリコンインゴットを成長させる方法であって、
るつぼ内でシリコンの溶融物を調製することと、
単結晶シリコンインゴットを溶融物から引き出すことと、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関連する複数の成長パラメータを提供することと、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートを提供することと、
を含む方法。 - 前記シリコンインゴットを前記溶融物から引き出しながら多結晶シリコンを前記溶融物に添加して、前記るつぼ内にシリコンを補充することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記動的ステートチャートは、セクタに分割された円形ステートチャートであり、各セクタが成長パラメータに関連付けられている請求項1または2に記載の方法。
- 前記円形ステートチャートには中心があり、各セクタは外縁と、前記円形ステートチャートの中心から前記外縁まで延びる半径とを有し、前記半径は前記成長パラメータ値の変化に応じて変化する請求項3に記載の方法。
- 前記動的ステートチャートが、各成長パラメータに関連する最小および最大の成長パラメータビジュアルを含む請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記動的ステートチャートは円形ステートチャートであり、前記最小成長パラメータビジュアルは第1円弧であり、前記最大成長パラメータビジュアルは前記第1円弧から半径方向外側に配置された第2円弧であり、前記第1円弧および前記第2円弧が、前記成長パラメータの許容範囲を表す環状セクタを画定する請求項5に記載の方法。
- 前記動的ステートチャートは、ターゲット成長パラメータビジュアルを含み、前記ターゲット成長パラメータビジュアルは、第3円弧であり、前記第3円弧が、前記第1円弧と前記第2円弧との間に配置される請求項6に記載の方法。
- 各セクタの第1円弧が、第1円弧が結合して第1円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にあり、
各セクタの第2円弧が、第2円弧が結合して第1円と同心の第2円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にある、
請求項6または7に記載の方法。 - 前記成長パラメータが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールド位置、ポリシリコン供給速度、ドーパント供給速度、インゴット引き上げ装置圧力およびインゴット成長速度からなる群から選択される、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 1つまたは複数の成長パラメータ値の変化に基づいて前記ビジュアル表現の色を変えることをさらに含む請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の成長パラメータが、
インゴット成長システム内の前記成長パラメータを測定することによって提供され、前記るつぼは前記インゴット成長システムの成長チャンバ内に配置されているか、または、
アルゴリズムから前記成長パラメータを生成することによって提供される、
請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。 - 単結晶シリコンインゴットを製造するためのインゴット成長システムであって、前記システムが、
成長チャンバと、
溶融シリコンを含む溶融物を保持するように構成された、前記成長チャンバ内に配置されたるつぼと、
前記溶融物からインゴットを引き出すためのインゴット引き上げ機構と、
プロセッサとメモリとを備える制御ユニットであって、前記メモリが命令を格納し、命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関する複数の成長パラメータを決定させ、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートをユーザに提供させる、制御ユニットと、
を含むインゴット成長システム。 - シリコンインゴットを前記溶融物から引き出しながら多結晶シリコンを前記溶融物に添加して、前記るつぼ内にシリコンを補充することをさらに含む請求項12に記載のインゴット成長システム。
- 前記動的ステートチャートは、セクタに分割された円形ステートチャートであり、各セクタが成長パラメータに関連付けられている請求項13に記載のインゴット成長システム。
- 前記円形ステートチャートには中心があり、各セクタは外縁と、前記円形ステートチャートの中心から前記外縁まで延びる半径とを有し、前記半径は前記成長パラメータ値の変化に応じて変化する請求項14に記載のインゴット成長システム。
- 前記動的ステートチャートが、各成長パラメータに関連する最小および最大の成長パラメータビジュアルを含む請求項12~15のいずれか1項に記載のインゴット成長システム。
- 前記動的ステートチャートは円形ステートチャートであり、前記最小成長パラメータビジュアルは第1円弧であり、前記最大成長パラメータビジュアルは前記第1円弧から半径方向外側に配置された第2円弧であり、前記第1円弧および前記第2円弧が、前記成長パラメータの許容範囲を表す環状セクタを画定する請求項16に記載のインゴット成長システム。
- 前記動的ステートチャートは、ターゲット成長パラメータビジュアルを含み、前記ターゲット成長パラメータビジュアルは、第3円弧であり、前記第3円弧が、前記第1円弧と前記第2円弧との間に配置される請求項17に記載のインゴット成長システム。
- 各セクタの第1円弧が、第1円弧が結合して第1円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にあり、
各セクタの第2円弧が、第2円弧が結合して第1円と同心の第2円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にある請求項17または18に記載のインゴット成長システム。 - 前記成長パラメータが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールド位置、ポリシリコン供給速度、ドーパント供給速度、インゴット引き上げ装置圧力およびインゴット成長速度からなる群から選択される請求項12~19のいずれか1項に記載のインゴット成長システム。
- 前記メモリが命令を格納し、命令が前記プロセッサによって実行されると、成長パラメータ値の変化に基づいて前記ビジュアル表現の色を前記プロセッサに変更させる請求項12~20のいずれか1項に記載のインゴット成長システム。
- 前記システムは1つまたは複数のインゴット成長パラメータを測定するセンサシステムを備え、前記センサシステムが前記制御ユニットに通信可能に接続される請求項12~21のいずれか1項に記載のインゴット成長システム。
- 前記システムが、アルゴリズムから1つまたは複数のインゴット成長パラメータを生成するように構成される請求項12~21のいずれか1項に記載のインゴット成長システム。
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