JP2579761B2 - 単結晶直径の制御方法 - Google Patents
単結晶直径の制御方法Info
- Publication number
- JP2579761B2 JP2579761B2 JP62077123A JP7712387A JP2579761B2 JP 2579761 B2 JP2579761 B2 JP 2579761B2 JP 62077123 A JP62077123 A JP 62077123A JP 7712387 A JP7712387 A JP 7712387A JP 2579761 B2 JP2579761 B2 JP 2579761B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- single crystal
- pulling
- error
- estimating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、チョクラルスキー法により単結晶を育成
する方法において、引上げる単結晶インゴットの直径を
制御する方法に係り、重量法あるいは光学法等を用いた
従来の単結晶直径制御方法を改良し、新たな装置等を加
えることなく、引上げ単結晶インゴットの直径を非常に
小さな公差内に制御できる直径制御方法に関する。
する方法において、引上げる単結晶インゴットの直径を
制御する方法に係り、重量法あるいは光学法等を用いた
従来の単結晶直径制御方法を改良し、新たな装置等を加
えることなく、引上げ単結晶インゴットの直径を非常に
小さな公差内に制御できる直径制御方法に関する。
背景技術 今日、単結晶の製造には、チョクラルスキー法（以下
CZ法と略称する）により単結晶を育成する方法が多用さ
れている。該CZ法は、例えば、シリコン等の半導体材料
を石英製るつぼに入れ、アルゴン気流中にて溶融させ、
溶融液の中央部に種となる所要の結晶面方位を有する単
結晶チップを接触させ、数mm/minの速度で回転しながら
引き上げ、結晶方位の揃った単結晶インゴットを得る方
法である。
CZ法と略称する）により単結晶を育成する方法が多用さ
れている。該CZ法は、例えば、シリコン等の半導体材料
を石英製るつぼに入れ、アルゴン気流中にて溶融させ、
溶融液の中央部に種となる所要の結晶面方位を有する単
結晶チップを接触させ、数mm/minの速度で回転しながら
引き上げ、結晶方位の揃った単結晶インゴットを得る方
法である。
すなわち、CZ法では、溶融液温度、固液界面温度勾
配、種の回転、引き上げ速度、気体流量、ドープ材の添
加方法等により、得られる単結晶の直径、長さ等が制御
される。
配、種の回転、引き上げ速度、気体流量、ドープ材の添
加方法等により、得られる単結晶の直径、長さ等が制御
される。
従って、単結晶の育成に際し、所要公差範囲の直径を
有する単結晶インゴットを得るために、極めて熟練した
操作者による厳密な制御が行なわれるが、引上げ後に研
摩等の仕上げ加工により直径を一定にする必要があり、
結晶への損傷、歩留の問題があった。
有する単結晶インゴットを得るために、極めて熟練した
操作者による厳密な制御が行なわれるが、引上げ後に研
摩等の仕上げ加工により直径を一定にする必要があり、
結晶への損傷、歩留の問題があった。
そこで、単結晶直径の自動制御化が進められており、
光学法と重量法が開発されている。光学法による直径の
制御は、融解物表面の温度を輻射検出し、輻射検出器の
感知出力により結晶成長条件を制御するものであり、そ
の輻射感知の精度向上が計られている。
光学法と重量法が開発されている。光学法による直径の
制御は、融解物表面の温度を輻射検出し、輻射検出器の
感知出力により結晶成長条件を制御するものであり、そ
の輻射感知の精度向上が計られている。
例えば、単結晶と液面との間、すなわち固液界面のフ
ュージョンリングでの輻射熱反射が最も強く、第４図に
示す如く、カメラにて単結晶（１）のフュージョンリン
グを検視し、この影像信号をスライスしたスライス信号
により、単結晶の直径が推定する方法が提案（特公昭53
−42476号公報）されている。
ュージョンリングでの輻射熱反射が最も強く、第４図に
示す如く、カメラにて単結晶（１）のフュージョンリン
グを検視し、この影像信号をスライスしたスライス信号
により、単結晶の直径が推定する方法が提案（特公昭53
−42476号公報）されている。
しかし、カメラと液面間距離の変動によるカメラ倍率
の変動、あるいはカメラの映像出力の変動が該直径推定
の誤差を引き起こす問題があった。
の変動、あるいはカメラの映像出力の変動が該直径推定
の誤差を引き起こす問題があった。
一方、重力法による直径の制御は、第５図に示す如
く、引上げて固相化した部分の重量と長さを測定し、単
結晶密度と長さの関係から、予め標準重量を設定してお
き、引上げ速度あるいは溶融結晶材料の温度を制御し、
所要の目標直径へ制御するものである。
く、引上げて固相化した部分の重量と長さを測定し、単
結晶密度と長さの関係から、予め標準重量を設定してお
き、引上げ速度あるいは溶融結晶材料の温度を制御し、
所要の目標直径へ制御するものである。
すなわち、単結晶の長さの増加量Δｌ、重量の増加量
Δｗとし、 として求めるが、単結晶インゴットの断面は必ずしも真
円でなく、偏心を考慮できずに誤差を生じ、また、重量
系のドリフトによる重量誤差、引上げ長の計算誤差も直
径推定誤差となり、第３図のｂ図に示すごとく、操業経
時変化とともに直径推定誤差が大きくなる問題があっ
た。
Δｗとし、 として求めるが、単結晶インゴットの断面は必ずしも真
円でなく、偏心を考慮できずに誤差を生じ、また、重量
系のドリフトによる重量誤差、引上げ長の計算誤差も直
径推定誤差となり、第３図のｂ図に示すごとく、操業経
時変化とともに直径推定誤差が大きくなる問題があっ
た。
発明の目的 この発明は、CZ法により単結晶を育成する方法におい
て、重量法あるいは光学法等を用いた従来の単結晶直径
制御方法を改良し、新たな装置等を加えることなく、引
上げ単結晶インゴットの直径を非常に小さな公差内に制
御でき、操業経時とともに誤差が少なくなる単結晶直径
の制御方法を目的としている。
て、重量法あるいは光学法等を用いた従来の単結晶直径
制御方法を改良し、新たな装置等を加えることなく、引
上げ単結晶インゴットの直径を非常に小さな公差内に制
御でき、操業経時とともに誤差が少なくなる単結晶直径
の制御方法を目的としている。
発明の構成 この発明は、 チョクラルスキー法により単結晶を育成するに際し、 重量法あるいは光学法の推定手段を用いて、引上げ単
結晶の直径を推定しながら、引上げ速度あるいは炉投入
熱量を変更し、引上げ単結晶の直径を制御する方法にお
いて、 引上げ完了毎に単結晶インゴットの長手方向の特定複
数箇所の直径を実測し、 該実測値と同特定複数箇所の直径推定値と比較して直
径制御の補正値を得、 前記補正値を次回引上げ時の単結晶直径の推定、 あるいは前記補正値の複数を集積して得た補正値を次
回複数引上げ時に単結晶直径の推定に用い、操業経時変
化とともに大きくなる直径推定誤差を補正収束させるこ
とを特徴とする単結晶直径の制御方法である。
結晶の直径を推定しながら、引上げ速度あるいは炉投入
熱量を変更し、引上げ単結晶の直径を制御する方法にお
いて、 引上げ完了毎に単結晶インゴットの長手方向の特定複
数箇所の直径を実測し、 該実測値と同特定複数箇所の直径推定値と比較して直
径制御の補正値を得、 前記補正値を次回引上げ時の単結晶直径の推定、 あるいは前記補正値の複数を集積して得た補正値を次
回複数引上げ時に単結晶直径の推定に用い、操業経時変
化とともに大きくなる直径推定誤差を補正収束させるこ
とを特徴とする単結晶直径の制御方法である。
発明の図面に基づく開示 第１図はこの発明による単結晶直径制御方法のフロー
チャート図である。第２図は単結晶インゴットの直径計
測装置の斜視説明図である。
チャート図である。第２図は単結晶インゴットの直径計
測装置の斜視説明図である。
以下に、この発明による単結晶直径制御方法をフロー
チャート及び計算式をもって詳述する。
チャート及び計算式をもって詳述する。
ｌは単結晶の肩からの距離（mm）を示す。
CZ炉（２）内で単結晶（１）の引上げが行なわれる
際、制御装置では引上げ速度及び投入熱量の変更が随時
実施される。これは前述した光学法あるいは重量法に
て、直径推定計算flが行なわれ、先に入力設定された補
正式に基づき補正された直径推定値補正Dlとともに、直
径目標値との変差計算が行なわれ、これに基づいて引上
げ速度及び投入熱量の変更が随時実施される。
際、制御装置では引上げ速度及び投入熱量の変更が随時
実施される。これは前述した光学法あるいは重量法に
て、直径推定計算flが行なわれ、先に入力設定された補
正式に基づき補正された直径推定値補正Dlとともに、直
径目標値との変差計算が行なわれ、これに基づいて引上
げ速度及び投入熱量の変更が随時実施される。
一方、引上げ育成の完了した単結晶インゴットは
（１）、例えば第２図に示す如き、公知の直径計測装置
（３）の計測基台（４）に載置され、肩から100mm、300
mm、500mmの３か所につき、その直径を実測し、D100、D
300、D500の実測値を得る。
（１）、例えば第２図に示す如き、公知の直径計測装置
（３）の計測基台（４）に載置され、肩から100mm、300
mm、500mmの３か所につき、その直径を実測し、D100、D
300、D500の実測値を得る。
前記の実測された単結晶の育成時に算出されかつ前回
に入力された補正式に基づき補正され、記憶されていた
直径推定値と、前記のD100、D300、D500の実測値が制御
演算機に入力されて比較、誤差計算され、これに基づき
補正式が修正され、次回の単結晶育成途中の直径推定値
計算に用いられる。
に入力された補正式に基づき補正され、記憶されていた
直径推定値と、前記のD100、D300、D500の実測値が制御
演算機に入力されて比較、誤差計算され、これに基づき
補正式が修正され、次回の単結晶育成途中の直径推定値
計算に用いられる。
この実測値の入力、誤差計算、補正式修正は、所謂１
バッチ毎に行なうか、あるいは予め設定した数バッチ毎
に行ない、補正式の修正後はそれ以前の誤差実績を消去
し、以後の新規の誤差実績を収集する。
バッチ毎に行なうか、あるいは予め設定した数バッチ毎
に行ない、補正式の修正後はそれ以前の誤差実績を消去
し、以後の新規の誤差実績を収集する。
Ｎバッチ毎の誤差実績収集する計算式を示すと、光学
法あるいは重量法による直径推定値を、fl（f100、
f300、f500）と得た場合、補正式にてこれを補正する。
法あるいは重量法による直径推定値を、fl（f100、
f300、f500）と得た場合、補正式にてこれを補正する。
ｌ≧300 ｌ＜300 補正後の直径推定値が記憶される。
直径計測装置にて得られた直径値Dlと、記憶されてい
た直径推定値Dlとの誤差ΔDlを計算する。
た直径推定値Dlとの誤差ΔDlを計算する。
上記の誤差実績値が、Ｎバッチ分集まれば、補正式gl
を修正する。
を修正する。
実 施 例 前述した第１図のフローチャートに示すこの発明の直
径制御（直径推定方法は重量法による）により、CZ炉を
用いたシリコン単結晶の製造を下記条件にて実施し、比
較として従来の重量法による直径推定により単結晶引上
げを12バッチ実施した。
径制御（直径推定方法は重量法による）により、CZ炉を
用いたシリコン単結晶の製造を下記条件にて実施し、比
較として従来の重量法による直径推定により単結晶引上
げを12バッチ実施した。
各制御方法にて引上げた単結晶の直径を実測し、推定
値との誤差を算出し、バッチ数と計測誤差との関係とし
て第３図のグラフに示す。なお、第３図のａ図がこの発
明方法による場合、同ｂ図が従来方法による場合を示
す。
値との誤差を算出し、バッチ数と計測誤差との関係とし
て第３図のグラフに示す。なお、第３図のａ図がこの発
明方法による場合、同ｂ図が従来方法による場合を示
す。
半導体材料＝シリコン 単結晶直径＝５インチ CZ炉、石英製るつぼ、アルゴン流量20〜50/min 溶融液温度＝1410℃〜1450℃ ドープ材＝ボロン 発明の効果 この発明は実施例からも明らかなように、重量法ある
いは光学法等を用いた従来の単結晶直径制御方法におい
て、新たな装置等を加えることなく、引上げ単結晶イン
ゴットの直径を非常に小さな公差内に制御でき、操業経
時変化とともに直径推定誤差が大きくなる従来法の問題
が解消されて第３図のａ図に示すごとく、操業経時とと
もに誤差が少なくなる利点がある。
いは光学法等を用いた従来の単結晶直径制御方法におい
て、新たな装置等を加えることなく、引上げ単結晶イン
ゴットの直径を非常に小さな公差内に制御でき、操業経
時変化とともに直径推定誤差が大きくなる従来法の問題
が解消されて第３図のａ図に示すごとく、操業経時とと
もに誤差が少なくなる利点がある。
第１図はこの発明による単結晶直径制御方法のフローチ
ャート図である。第２図は単結晶インゴットの直径計測
装置の斜視説明図である。第３図は実施例におけるバッ
チNo.と直径誤差との関係を示すグラフであり、ａ図が
この発明方法による場合、ｂ図が従来方法による場合を
示す。第４図は重量法による単結晶直径推定方法を示す
説明図である。第５図は光学法による単結晶直径推定方
法を示す説明図である。 １……単結晶、２……CZ炉、３……直径計測装置、４…
…計測基台。
ャート図である。第２図は単結晶インゴットの直径計測
装置の斜視説明図である。第３図は実施例におけるバッ
チNo.と直径誤差との関係を示すグラフであり、ａ図が
この発明方法による場合、ｂ図が従来方法による場合を
示す。第４図は重量法による単結晶直径推定方法を示す
説明図である。第５図は光学法による単結晶直径推定方
法を示す説明図である。 １……単結晶、２……CZ炉、３……直径計測装置、４…
…計測基台。
Claims (1)
- 【請求項１】チョクラルスキー法により単結晶を育成す
るに際し、重量法あるいは光学法の推定手法を用いて、
引上げ単結晶の直径を推定しながら、引上げ速度あるい
は炉投入熱量を変更し、引上げ単結晶の直径を制御する
方法において、引上げ完了毎に単結晶インゴットの長手
方向の特定複数箇所の直径を実測し、該実測値と同特定
複数箇所の直径推定値と比較して直径推定の補正値を
得、前記補正値を次回引上げ時の単結晶直径の推定、あ
るいは前記補正値の複数を集積し、複数引上げ毎に単結
晶直径の推定に用い、操業経時変化とともに大きくなる
直径推定誤差を補正収束させることを特徴とする単結晶
直径の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077123A JP2579761B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 単結晶直径の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077123A JP2579761B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 単結晶直径の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63242992A JPS63242992A (ja) | 1988-10-07 |
| JP2579761B2 true JP2579761B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=13625017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62077123A Expired - Fee Related JP2579761B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 単結晶直径の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579761B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101059948B1 (ko) | 2009-09-08 | 2011-08-29 | 웅진에너지 주식회사 | 잉곳 측정 장치 및 이를 이용한 잉곳 측정 방법 |
| WO2021124708A1 (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 株式会社Sumco | 単結晶製造システム及び単結晶製造方法 |
| CN111593403B (zh) * | 2020-05-07 | 2021-04-27 | 宁夏富乐德石英材料有限公司 | 间接控制拉晶直径的方法及直拉单晶晶棒的生产方法 |
| CN114351246A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-04-15 | 银川隆基光伏科技有限公司 | 单晶硅棒的直径调整方法、装置、电子设备及存储介质 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152683A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Growing method for single crystal |
| JPS55130895A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal preparing method and apparatus therefor |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62077123A patent/JP2579761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63242992A (ja) | 1988-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101028684B1 (ko) | 실리콘 단결정 인상 방법 | |
| US8673075B2 (en) | Procedure for in-situ determination of thermal gradients at the crystal growth front | |
| EP2128310B1 (en) | Method for measuring distance between lower end surface of heat shielding member and material melt surface, and method for controlling the distance | |
| US7264674B2 (en) | Method for pulling a single crystal | |
| JP2826589B2 (ja) | 単結晶シリコン育成方法 | |
| US6241818B1 (en) | Method and system of controlling taper growth in a semiconductor crystal growth process | |
| Leverton | Floating crucible technique for growing uniformly doped crystals | |
| JP2579761B2 (ja) | 単結晶直径の制御方法 | |
| Goriletsky et al. | Automated pulling of large alkali halide single crystals | |
| JP2019214486A (ja) | 融液面と種結晶の間隔測定方法、種結晶の予熱方法、及び単結晶の製造方法 | |
| JP2979462B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| CN112857297B (zh) | 单晶棒直径测量装置、单晶棒生长系统及方法 | |
| US20230023541A1 (en) | System and method for producing single crystal | |
| JPH08239293A (ja) | 単結晶の直径制御方法 | |
| JP3147069B2 (ja) | 単結晶育成方法、該方法を用いて育成された単結晶、及び単結晶ウエハ | |
| JP3991400B2 (ja) | 単結晶の育成方法及びその装置 | |
| JP3134415B2 (ja) | 単結晶の育成方法 | |
| JPH0329035B2 (ja) | ||
| JPH01126295A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPS62278190A (ja) | 単結晶製造方法 | |
| JPH06279172A (ja) | 単結晶引上げ方法及び装置 | |
| CN110273178A (zh) | 单晶硅的提拉方法 | |
| RU2128250C1 (ru) | Способ управления процессом выращивания монокристаллов из расплава и устройство для его осуществления | |
| JPS58145692A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPS6317295A (ja) | 単結晶育成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |