JP2518144Y2 - 単結晶柱の直径測定装置 - Google Patents
単結晶柱の直径測定装置Info
- Publication number
- JP2518144Y2 JP2518144Y2 JP3487490U JP3487490U JP2518144Y2 JP 2518144 Y2 JP2518144 Y2 JP 2518144Y2 JP 3487490 U JP3487490 U JP 3487490U JP 3487490 U JP3487490 U JP 3487490U JP 2518144 Y2 JP2518144 Y2 JP 2518144Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal column
- diameter
- line sensor
- measuring device
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、CZ法による単結晶製造に用いられる単結晶
柱の直径測定装置に関する。
柱の直径測定装置に関する。
〔従来の技術〕 LSI等に使用される単結晶シリコンの製造方法としてC
Z法がある。CZ法の概要を第３図に示す。この方法は、
チャンバー１内に配置されたルツボ２内にシリコン等の
融液３を収容し、その液面より融液を円柱状に引き上げ
つつ凝固させるもので、FZ法と並んで単結晶柱の代表的
製造方法とされている。
Z法がある。CZ法の概要を第３図に示す。この方法は、
チャンバー１内に配置されたルツボ２内にシリコン等の
融液３を収容し、その液面より融液を円柱状に引き上げ
つつ凝固させるもので、FZ法と並んで単結晶柱の代表的
製造方法とされている。
CZ法で単結晶柱を製造する場合の重要点の一つは、融
液面から引き上げられる単結晶柱４の直径を制御するた
めに、これを高精度に測定することであり、従来は、そ
の測定に次のような光学的装置が用いられていた。
液面から引き上げられる単結晶柱４の直径を制御するた
めに、これを高精度に測定することであり、従来は、そ
の測定に次のような光学的装置が用いられていた。
融液３の液面から単結晶柱４を引き上げるときには、
単結晶柱近傍の融液面にメニスカスが生じ、これが輝い
てフュージョンリングＬが現われる。従来の測定装置
は、チャンバー１に設けた覗き窓６を通してフュージョ
ンリングＬをラインセンサー７で捉え、その検出部に設
けられたCCDでフュージョンリングＬを直径方向に走査
し、その走査ラインｌ−ｌとフュージョンリングＬとの
交点A,Bに対応して生じる２つの出力ピークPa,Pb（第５
図参照）の間隔から単結晶柱４の直径を測定する構成に
なっていた。
単結晶柱近傍の融液面にメニスカスが生じ、これが輝い
てフュージョンリングＬが現われる。従来の測定装置
は、チャンバー１に設けた覗き窓６を通してフュージョ
ンリングＬをラインセンサー７で捉え、その検出部に設
けられたCCDでフュージョンリングＬを直径方向に走査
し、その走査ラインｌ−ｌとフュージョンリングＬとの
交点A,Bに対応して生じる２つの出力ピークPa,Pb（第５
図参照）の間隔から単結晶柱４の直径を測定する構成に
なっていた。
このような構成になる従来の測定装置では、融液３か
ら蒸発するSiO等がチャンバー１の覗き窓６内面に付着
して覗き窓６が曇り、ラインセンサー７への入光量が減
少するのを避け得ない。そのため、第４図に示すよう
に、センサー出力のピークレベルが単結晶柱の引き上げ
に伴って低下し、次のような問題を引き起していた。
ら蒸発するSiO等がチャンバー１の覗き窓６内面に付着
して覗き窓６が曇り、ラインセンサー７への入光量が減
少するのを避け得ない。そのため、第４図に示すよう
に、センサー出力のピークレベルが単結晶柱の引き上げ
に伴って低下し、次のような問題を引き起していた。
従来の測定装置における測定原理を第５図に示す。フ
ュージョンリングＬを直径方向に走査して得られるセン
サー出力をしきい値Thにより２値化し、両端の０−１変
更点Xa,Xbから所定距離Δｄ内側へ入った点Ya,Ybを直径
ポイントとして、Ya,Yb間の距離ｄより単結晶柱の直径
Ｄが測定される。このような測定原理に基づく測定装置
では、センサー出力のピークレベルが低下することによ
り、しきい値Thにおけるピーク幅が狭まり、直径ポイン
トYa,Ybが内側へ移動するために、測定誤差が生じる。
また、ピークレベルがしきい値Thより小さくなると、測
定不能になる。
ュージョンリングＬを直径方向に走査して得られるセン
サー出力をしきい値Thにより２値化し、両端の０−１変
更点Xa,Xbから所定距離Δｄ内側へ入った点Ya,Ybを直径
ポイントとして、Ya,Yb間の距離ｄより単結晶柱の直径
Ｄが測定される。このような測定原理に基づく測定装置
では、センサー出力のピークレベルが低下することによ
り、しきい値Thにおけるピーク幅が狭まり、直径ポイン
トYa,Ybが内側へ移動するために、測定誤差が生じる。
また、ピークレベルがしきい値Thより小さくなると、測
定不能になる。
そこで、従来はセンサーの出力のピークレベルを監視
して、これが一定に保たれるようにラインセンサーの絞
りを手動走査していた。しかし、人手による絞り操作で
は、操作ミスや操作量のばらつきが多く、また、比較的
正確に操作ができたとしてもスムーズな操作は難しく、
絞り開度が急変されることにより、ピークレベルが一時
的に上下して直径ポイントYa,Ybがすれるという事態ま
では避けることができなかった。
して、これが一定に保たれるようにラインセンサーの絞
りを手動走査していた。しかし、人手による絞り操作で
は、操作ミスや操作量のばらつきが多く、また、比較的
正確に操作ができたとしてもスムーズな操作は難しく、
絞り開度が急変されることにより、ピークレベルが一時
的に上下して直径ポイントYa,Ybがすれるという事態ま
では避けることができなかった。
本考案はかかる事情に鑑みてなされたもので、単結晶
柱引き上げの全期間を通じてピークレベルを一定に維持
し得る単結晶柱の直径測定装置を提供することを目的と
する。
柱引き上げの全期間を通じてピークレベルを一定に維持
し得る単結晶柱の直径測定装置を提供することを目的と
する。
本考案の直径測定装置は、融液から引き上げられる単
結晶柱近傍のメニスカスに生じるフェージョンリングを
ラインセンサーにて直径方向に走査し、走査方向におけ
るセンサー出力のピーク位置より単結晶柱の直径を測定
する単結晶柱の直径測定装置であって、ラインセンサー
にモーターによって開度調節される絞りを設け、ライン
センサーの出力ピークレベルが一定範囲内に維持される
ように、前記モータに制御指令を送るモータ制御手段を
具備せしめたことを特徴としてなる。
結晶柱近傍のメニスカスに生じるフェージョンリングを
ラインセンサーにて直径方向に走査し、走査方向におけ
るセンサー出力のピーク位置より単結晶柱の直径を測定
する単結晶柱の直径測定装置であって、ラインセンサー
にモーターによって開度調節される絞りを設け、ライン
センサーの出力ピークレベルが一定範囲内に維持される
ように、前記モータに制御指令を送るモータ制御手段を
具備せしめたことを特徴としてなる。
単結晶柱の引き上げに伴ってラインセンサーへの入光
量が減少し始めると、モーター駆動されるラインセンサ
ーの絞りが入光量の減少程度に応じて自動的に開く。従
って、単結晶柱の引き上げの全期間を通じてラインセン
サーへの入光量が一定に維持され、センサー出力のピー
クレベルが安定する。また、絞りがスムーズに操作さ
れ、絞り開度の急変に伴うピークレベルの一時的な変動
も防止される。直径測定のためのセンサー出力を利用し
て絞り開度を制御するので、その制御機構は簡単であ
る。
量が減少し始めると、モーター駆動されるラインセンサ
ーの絞りが入光量の減少程度に応じて自動的に開く。従
って、単結晶柱の引き上げの全期間を通じてラインセン
サーへの入光量が一定に維持され、センサー出力のピー
クレベルが安定する。また、絞りがスムーズに操作さ
れ、絞り開度の急変に伴うピークレベルの一時的な変動
も防止される。直径測定のためのセンサー出力を利用し
て絞り開度を制御するので、その制御機構は簡単であ
る。
以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本考案を実施した直径測定装置の一例につい
てその構成を示すブロック図、第２図はその機能を示す
フローチャートである。
てその構成を示すブロック図、第２図はその機能を示す
フローチャートである。
ラインセンサー10はレンズ11、絞り12、CCD等を内蔵
し、チャンバー１内に設置されたルツボ２内の融液３よ
り引き上げられる単結晶柱４のフュージョンリングＬを
覗き窓６を通して直径方向に走査するようになってい
る。
し、チャンバー１内に設置されたルツボ２内の融液３よ
り引き上げられる単結晶柱４のフュージョンリングＬを
覗き窓６を通して直径方向に走査するようになってい
る。
ラインセンサー10の絞り12は、モータ20によって開度
調節される。
調節される。
ラインセンサー10によって得られたリング直径方向に
ついてのアナログ波形信号は、A/D30によってデジタル
信号に変換されてRAM/ROM40のメモリ空間に展開され
る。CPU50はメモリ空間に展開されたデイタル信号を移
動平均して第５図に示す滑らかな波形となし、しきい値
Thを用いて直径ポイントYa,Ybを求める。そして、直径
ポイントYa,Yb間の画素数に１画素の長さを乗じて単結
晶柱４の直径を算出する。
ついてのアナログ波形信号は、A/D30によってデジタル
信号に変換されてRAM/ROM40のメモリ空間に展開され
る。CPU50はメモリ空間に展開されたデイタル信号を移
動平均して第５図に示す滑らかな波形となし、しきい値
Thを用いて直径ポイントYa,Ybを求める。そして、直径
ポイントYa,Yb間の画素数に１画素の長さを乗じて単結
晶柱４の直径を算出する。
CPU50は更に、モータ制御器60と共にモータ制御手段
を構成している。
を構成している。
すなわち、CPU50は、所定時間（例えば５秒）の間に
得られる直径ポイントYa,YbにおけるピークレベルPa,Pb
を移動平均処理し、そのいずれか低いほうの値を検出ピ
ークレベルＰとする。そして、下式により検出ピークレ
ベルＰと目標ピークレベルP0（しきい値Th＋定数α）と
の差を求め、その差が解消されるようにセンサー絞りの
操作量Ｘ（操作時間）を算出し、モータ制御器60を通じ
てモータ20を制御することにより、ラインセンサー10の
絞り開度を調節する。
得られる直径ポイントYa,YbにおけるピークレベルPa,Pb
を移動平均処理し、そのいずれか低いほうの値を検出ピ
ークレベルＰとする。そして、下式により検出ピークレ
ベルＰと目標ピークレベルP0（しきい値Th＋定数α）と
の差を求め、その差が解消されるようにセンサー絞りの
操作量Ｘ（操作時間）を算出し、モータ制御器60を通じ
てモータ20を制御することにより、ラインセンサー10の
絞り開度を調節する。
（P0−Ｐ）×Ｋ（定数）＝Ｘ（秒） Ｘ＞０の場合は絞り開 Ｘ＜０の場合は絞り閉 これにより、単結晶柱４の引き上げに伴って覗き窓６
が内側から曇っても、その程度に応じて徐々にラインセ
ンサー10の絞り12が開き、単結晶柱４引き上げの全期間
を通じてラインセンサー10の出力ピークレベルが一定に
維持される。しかも、ラインセンサー10の絞り操作がス
ムーズに行われ、センサー出力が一時的に急変するおそ
れがないので、しきい値Thにおけるピーク幅が常時一定
に維持される。従って、両端の０−１変更点（Xa,Xb）
から所定距離Δｄ内側へ入った点Ya,Ybを直径ポイント
とする測定装置にあっても、その測定が高精度かつ安定
に行われる。
が内側から曇っても、その程度に応じて徐々にラインセ
ンサー10の絞り12が開き、単結晶柱４引き上げの全期間
を通じてラインセンサー10の出力ピークレベルが一定に
維持される。しかも、ラインセンサー10の絞り操作がス
ムーズに行われ、センサー出力が一時的に急変するおそ
れがないので、しきい値Thにおけるピーク幅が常時一定
に維持される。従って、両端の０−１変更点（Xa,Xb）
から所定距離Δｄ内側へ入った点Ya,Ybを直径ポイント
とする測定装置にあっても、その測定が高精度かつ安定
に行われる。
以上の説明から明らかなように、本考案の直径測定装
置は、ラインセンサーの絞りを電動化し、センサー出力
を利用してそのピークレベルが一定に維持されるように
絞り開度を自動制御するので、単結晶柱の引き上げに伴
って覗き窓が曇っても、自動的にセンサーの絞りが開
き、覗き窓の曇りの影響を受けることなく単結晶柱の直
径を測定し得る。従って、絞り開度の調節ミスや操炉者
による調節量のばらつきが排除されると共に、センサー
の絞り操作がスムーズで、センサー出力を急変させるお
それがない。そのため、直径測定の精度が著しく向上
し、かつ炉操者の負担も軽減される。
置は、ラインセンサーの絞りを電動化し、センサー出力
を利用してそのピークレベルが一定に維持されるように
絞り開度を自動制御するので、単結晶柱の引き上げに伴
って覗き窓が曇っても、自動的にセンサーの絞りが開
き、覗き窓の曇りの影響を受けることなく単結晶柱の直
径を測定し得る。従って、絞り開度の調節ミスや操炉者
による調節量のばらつきが排除されると共に、センサー
の絞り操作がスムーズで、センサー出力を急変させるお
それがない。そのため、直径測定の精度が著しく向上
し、かつ炉操者の負担も軽減される。
第１図は本考案を実施した直径測定装置の一例について
その構成を示すブロック図、第２図はその機能を示すフ
ローチャート、第３図は直径測定の概略図、第４図はピ
ークレベルの変化を示すグラフ、第５図は直径測定の原
理を示す模式図である。 10:ラインセンサー、12:絞り、20:モータ、50:CPU、60:
モータ制御器。
その構成を示すブロック図、第２図はその機能を示すフ
ローチャート、第３図は直径測定の概略図、第４図はピ
ークレベルの変化を示すグラフ、第５図は直径測定の原
理を示す模式図である。 10:ラインセンサー、12:絞り、20:モータ、50:CPU、60:
モータ制御器。
Claims (1)
- 【請求項１】融液から引き上げられる単結晶柱近傍のメ
ニスカスに生じるフェージョンリングをラインセンサー
にて直径方向に走査し、その走査方向におけるセンサー
出力のピーク位置より単結晶柱の直径を測定する単結晶
柱の直径測定装置であって、ラインセンサーにモーター
によって開度調節される絞りを設け、ラインセンサーの
出力ピークレベルが一定範囲内に維持されるように、前
記モータに制御指令を送るモータ制御手段を具備せしめ
たことを特徴とする単結晶柱の直径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3487490U JP2518144Y2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3487490U JP2518144Y2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03125077U JPH03125077U (ja) | 1991-12-18 |
| JP2518144Y2 true JP2518144Y2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=31539730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3487490U Expired - Lifetime JP2518144Y2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518144Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008050734A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Sedaa Japan Kk | 帽子 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP3487490U patent/JP2518144Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03125077U (ja) | 1991-12-18 |
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