JP2563327B2 - 単結晶の直径制御方法及び装置 - Google Patents
単結晶の直径制御方法及び装置Info
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- JP2563327B2 JP2563327B2 JP62111277A JP11127787A JP2563327B2 JP 2563327 B2 JP2563327 B2 JP 2563327B2 JP 62111277 A JP62111277 A JP 62111277A JP 11127787 A JP11127787 A JP 11127787A JP 2563327 B2 JP2563327 B2 JP 2563327B2
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- JP
- Japan
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- maximum diameter
- single crystal
- liquid level
- diameter
- level position
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 チョクラルスキー法により単結晶を育成する場合、自
動直径制御を行うが、この時、融液の液面が単結晶の成
長に伴い液面降下する。
動直径制御を行うが、この時、融液の液面が単結晶の成
長に伴い液面降下する。
本発明は、単結晶の直径計測と同時に液面位置計測を
テレビカメラを用いて行い、それをもとに直径制御を行
いながら、液面降下を補正する制御方法及び装置に関す
る。
テレビカメラを用いて行い、それをもとに直径制御を行
いながら、液面降下を補正する制御方法及び装置に関す
る。
従来は、結晶直径を一定にするために単結晶成長によ
る液面降下補正を行っているが、実際には、単結晶引き
上げ速度の比率でるつぼを押し上げる間接制御であっ
た。
る液面降下補正を行っているが、実際には、単結晶引き
上げ速度の比率でるつぼを押し上げる間接制御であっ
た。
しかしながら上記従来例にあっては、間接制御である
ためるつぼ等の熱変形による液面降下率変化を補正でき
なかった。このため、直径制御においても、安定な制御
が行いにくいこともあった。
ためるつぼ等の熱変形による液面降下率変化を補正でき
なかった。このため、直径制御においても、安定な制御
が行いにくいこともあった。
本発明方法及び装置は上記の問題点を解決するため、
るつぼ７内の融液９の液面9aから育成中の単結晶８の最
大直径ｄと最大直径ｄの液面位置ｌを計測用テレビカメ
ラ２により計測し、得られた最大直径ｄと最大直径ｄの
液面位置ｌを処理装置３に入力して引き上げによる最大
直径ｄの変化と、基準液面位置Ｌと最大直径の液面位置
ｌとの変位量ｌ−Ｌを算出し、この引き上げによる最大
直径ｄの変化によって単結晶引き上げ機構６を，また変
位量ｌ−Ｌによってるつぼ押上げ機構５をインターフェ
イス４を介して制御するように構成したものである。
るつぼ７内の融液９の液面9aから育成中の単結晶８の最
大直径ｄと最大直径ｄの液面位置ｌを計測用テレビカメ
ラ２により計測し、得られた最大直径ｄと最大直径ｄの
液面位置ｌを処理装置３に入力して引き上げによる最大
直径ｄの変化と、基準液面位置Ｌと最大直径の液面位置
ｌとの変位量ｌ−Ｌを算出し、この引き上げによる最大
直径ｄの変化によって単結晶引き上げ機構６を，また変
位量ｌ−Ｌによってるつぼ押上げ機構５をインターフェ
イス４を介して制御するように構成したものである。
要約すれば、本発明は育成中の単結晶の最大直径を計
測し、最大直径の液面位置を計測し、引き上げによる最
大直径の変化と，最大直径の液面位置と基準液面位置と
の変位を基に直径制御を行いながらるつぼの押上げ速度
または液面降下を補正するものである。
測し、最大直径の液面位置を計測し、引き上げによる最
大直径の変化と，最大直径の液面位置と基準液面位置と
の変位を基に直径制御を行いながらるつぼの押上げ速度
または液面降下を補正するものである。
るつぼ７内の融液９の液面9aから単結晶８を単結晶引
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合、育成中の単結晶８の最大直径ｄと最大直径ｄの液
面位置を計測用テレビカメラ２により逐次計測する。こ
の計測した最大直径ｄと，最大直径ｄの液面位置ｌを処
理装置３に入力する。処理装置３は引き上げによる最大
直径ｄの変化を算出し、インターフェイス４にデータ
（最大直径の変化）を送信する。インターフェイス４は
このデータを受信して単結晶引き上げ機構６を動作させ
て単結晶８の直径を制御する。
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合、育成中の単結晶８の最大直径ｄと最大直径ｄの液
面位置を計測用テレビカメラ２により逐次計測する。こ
の計測した最大直径ｄと，最大直径ｄの液面位置ｌを処
理装置３に入力する。処理装置３は引き上げによる最大
直径ｄの変化を算出し、インターフェイス４にデータ
（最大直径の変化）を送信する。インターフェイス４は
このデータを受信して単結晶引き上げ機構６を動作させ
て単結晶８の直径を制御する。
一方、処理装置３は最大直径ｄの液面位置ｌを，予め
記憶されている基準液面位置Ｌと比較し、その変位量ｌ
−Ｌを演算し、インターフェイス４に送信する。インタ
ーフェイス４はこの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上
げ機構５を動作させ、液面9aを制御する。
記憶されている基準液面位置Ｌと比較し、その変位量ｌ
−Ｌを演算し、インターフェイス４に送信する。インタ
ーフェイス４はこの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上
げ機構５を動作させ、液面9aを制御する。
このように単結晶成長による液面降下補正を単結晶引
き上げ速度の比率でるつぼ７を押し上げる間接制御では
なく、直接るつぼ押上げ機構５にフィードバックして液
面制御を行うので、安定した直径制御ができる。
き上げ速度の比率でるつぼ７を押し上げる間接制御では
なく、直接るつぼ押上げ機構５にフィードバックして液
面制御を行うので、安定した直径制御ができる。
以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明方法を実施した装置の構成説明図であ
る。
る。
第１図において１は単結晶引き上げ炉、７は融液９を
収容したるつぼ、８は液面9aから育成中の単結晶であ
る。６は単結晶引き上げ機構で、単結晶８を引き上げる
ことにより単結晶８を成長させるものである。５はるつ
ぼ押上げ機構で、単結晶８の引き上げに伴い、液面9aが
降下するが、この液面降下分だけるつぼ７を押し上げる
ものである。
収容したるつぼ、８は液面9aから育成中の単結晶であ
る。６は単結晶引き上げ機構で、単結晶８を引き上げる
ことにより単結晶８を成長させるものである。５はるつ
ぼ押上げ機構で、単結晶８の引き上げに伴い、液面9aが
降下するが、この液面降下分だけるつぼ７を押し上げる
ものである。
２は計測用テレビカメラで、育成中の単結晶８の最大
直径ｄ（第２図参照）と最大直径ｄのサンプリングライ
ン位置（液面位置，第２図参照）ｌを逐次計測するもの
である。３は処理装置で、この計測用テレビカメラ２よ
り得られる最大直径ｄと，最大直径ｄのサンプリングラ
イン位置ｌを入力して引き上げによる最大直径ｄの変化
と，最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと予め記憶
されている直径制御開始時のサンプリングライン位置
（基準液面位置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを演算する。
直径ｄ（第２図参照）と最大直径ｄのサンプリングライ
ン位置（液面位置，第２図参照）ｌを逐次計測するもの
である。３は処理装置で、この計測用テレビカメラ２よ
り得られる最大直径ｄと，最大直径ｄのサンプリングラ
イン位置ｌを入力して引き上げによる最大直径ｄの変化
と，最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと予め記憶
されている直径制御開始時のサンプリングライン位置
（基準液面位置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを演算する。
４はインターフェイスで、処理装置３より得られる最
大直径ｄの変化を入力して単結晶引き上げ機構６の動作
を制御し、かつ最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌ
と直径制御開始時のサンプリングライン位置（基準液面
位置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上げ機構
５の動作を制御するものである。
大直径ｄの変化を入力して単結晶引き上げ機構６の動作
を制御し、かつ最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌ
と直径制御開始時のサンプリングライン位置（基準液面
位置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上げ機構
５の動作を制御するものである。
るつぼ７内の溶融９の液面9aから単結晶８を単結晶引
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合を考える。この場合、育成中の単結晶８と溶融９の
境界にみられるメニスカスリング10の最大直径ｄと，最
大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが計測用テレビカ
メラ２により逐次計測される。
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合を考える。この場合、育成中の単結晶８と溶融９の
境界にみられるメニスカスリング10の最大直径ｄと，最
大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが計測用テレビカ
メラ２により逐次計測される。
この計測用テレビカメラ２より得られる最大直径ｄ
と，最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが処理装置
３に入力されて引き上げによる最大直径ｄの変化と，最
大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと直径制御開始時
のサンプリングライン位置（基準液面位置）Ｌとの変位
量ｌ−Ｌが演算される。
と，最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが処理装置
３に入力されて引き上げによる最大直径ｄの変化と，最
大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと直径制御開始時
のサンプリングライン位置（基準液面位置）Ｌとの変位
量ｌ−Ｌが演算される。
この処理装置３より得られる最大直径ｄの変化と，液
面位置の変位量ｌ−Ｌがインターフェイス４に入力され
て駆動され、単結晶引き上げ機構６の動作が最大直径ｄ
の変化によって制御される一方、るつぼ押上げ機構５の
動作が液面位置の変位量ｌ−Ｌによって制御されること
になる。
面位置の変位量ｌ−Ｌがインターフェイス４に入力され
て駆動され、単結晶引き上げ機構６の動作が最大直径ｄ
の変化によって制御される一方、るつぼ押上げ機構５の
動作が液面位置の変位量ｌ−Ｌによって制御されること
になる。
即ち、最大直径ｄの変化によって単結晶引き上げ機構
６を動かして直径制御が行われると同時に、液面位置が
降下すると、サンプリングライン位置は下に変位し、液
面位置が上がるとサンプリングライン位置ｌは上に変位
し、常に基準液面位置Ｌに戻るように、還元すればｌ−
Ｌ＝０になるようにるつぼ押上げ機構５を動かして液面
位置制御が行われるものである。
６を動かして直径制御が行われると同時に、液面位置が
降下すると、サンプリングライン位置は下に変位し、液
面位置が上がるとサンプリングライン位置ｌは上に変位
し、常に基準液面位置Ｌに戻るように、還元すればｌ−
Ｌ＝０になるようにるつぼ押上げ機構５を動かして液面
位置制御が行われるものである。
〔発明の効果〕 上述の説明より明らかなように本発明によれば、単結
晶８の直径計測と同時に液面位置計測を計測用テレビカ
メラ２により行い、それをもとに直径制御を行いながら
液面降下を補正する制御方法及び装置であるから、単結
晶８のサイズ，るつぼ７の熱変形及び製作寸法などに左
右されず、一定の液面位置を保つことができる。そのた
め安定した直径制御を行うことができる。
晶８の直径計測と同時に液面位置計測を計測用テレビカ
メラ２により行い、それをもとに直径制御を行いながら
液面降下を補正する制御方法及び装置であるから、単結
晶８のサイズ，るつぼ７の熱変形及び製作寸法などに左
右されず、一定の液面位置を保つことができる。そのた
め安定した直径制御を行うことができる。
第１図は本発明方法を実施した装置の構成説明図、第２
図はるつぼ周りの説明図である。 １……単結晶引き上げ炉、２……計測用テレビカメラ、
３……処理装置、４……インターフェイス、５……るつ
ぼ押上げ機構、６……単結晶引き上げ機構、７……るつ
ぼ、９……融液、9a……液面。
図はるつぼ周りの説明図である。 １……単結晶引き上げ炉、２……計測用テレビカメラ、
３……処理装置、４……インターフェイス、５……るつ
ぼ押上げ機構、６……単結晶引き上げ機構、７……るつ
ぼ、９……融液、9a……液面。
Claims (2)
- 【請求項１】るつぼ内の融液の液面から育成中の単結晶
の最大直径ｄと、最大直径ｄの液面位置ｌを計測用テレ
ビカメラにより計測し、得られた最大直径ｄと最大直径
ｄの液面位置ｌを処理装置に入力して引き上げによる最
大直径ｄの変化と，基準液面位置Ｌと最大直径の液面位
置ｌとの変位量ｌ−Ｌを算出し、この引き上げによる最
大直径ｄの変化によって単結晶引き上げ機構を，また変
異量ｌ−Ｌによってるつぼ押上げ機構をインターフェイ
スを介して制御するように構成した単結晶の直径制御方
法。 - 【請求項２】るつぼ内の融液の液面から育成中の単結晶
の最大直径ｄと、最大直径ｄの液面位置ｌを逐次計測す
る計測用テレビカメラと、このテレビカメラより得られ
る最大直径ｄと，最大直径ｄの液面位置ｌを入力して引
き上げによる最大直径ｄの変化と，最大直径ｄの液面位
置ｌと基準液面位置Ｌとの変位量ｌ−Ｌを算出する処理
装置と、この処理装置より得られる引き上げによる最大
直径ｄの変化を入力して単結晶引き上げ機構の動作を制
御し、かつ最大直径ｄの液面位置ｌと基準液面位置Ｌと
の変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上げ機構の動作を制
御するインターフェイスからなる単結晶の直径制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111277A JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111277A JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274687A JPS63274687A (ja) | 1988-11-11 |
| JP2563327B2 true JP2563327B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14557144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62111277A Expired - Lifetime JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563327B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100237848B1 (ko) * | 1991-04-26 | 2000-01-15 | 후루노 토모스케 | 단결정의 인상방법 |
| US6226032B1 (en) * | 1996-07-16 | 2001-05-01 | General Signal Corporation | Crystal diameter control system |
| 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 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5482383A (en) * | 1977-12-14 | 1979-06-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing apparatus for single crystal |
| JPS55130895A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal preparing method and apparatus therefor |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP62111277A patent/JP2563327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63274687A (ja) | 1988-11-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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