JP2608625B2 - Ｆｚ法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置 - Google Patents
Ｆｚ法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置Info
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- JP2608625B2 JP2608625B2 JP2213350A JP21335090A JP2608625B2 JP 2608625 B2 JP2608625 B2 JP 2608625B2 JP 2213350 A JP2213350 A JP 2213350A JP 21335090 A JP21335090 A JP 21335090A JP 2608625 B2 JP2608625 B2 JP 2608625B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、FZ法により単結晶を育成するにあたり、単
結晶育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態をテレビカ
メラで撮影し、その映像信号を利用して、溶融帯の変形
や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異常なふれの
発生など、単結晶育成状態の異常を検出する方法及びそ
の装置に関する。
結晶育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態をテレビカ
メラで撮影し、その映像信号を利用して、溶融帯の変形
や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異常なふれの
発生など、単結晶育成状態の異常を検出する方法及びそ
の装置に関する。
FZ法による単結晶の育成中に、溶融帯の部分に加熱不
良が発生して溶融帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常
が起ったり、原料棒と育成単結晶が相互に接触して原料
棒がふれるなどの異常状態を生じることがある。そし
て、これらの異常状態に気付かずそのまま加熱育成を継
続すると、単結晶育成に失敗したり、さらには育成装置
の故障等のトラブルが発生するため、適切な処置を必要
とする。
良が発生して溶融帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常
が起ったり、原料棒と育成単結晶が相互に接触して原料
棒がふれるなどの異常状態を生じることがある。そし
て、これらの異常状態に気付かずそのまま加熱育成を継
続すると、単結晶育成に失敗したり、さらには育成装置
の故障等のトラブルが発生するため、適切な処置を必要
とする。
現在は、溶融帯及びその周辺の状態をテレビカメラで
撮影し、その映像を画像モニタにより人が常時監視し
て、トラブル時の処置を行っている。
撮影し、その映像を画像モニタにより人が常時監視し
て、トラブル時の処置を行っている。
また、複数のラインセンサ、あるいはラインセンサと
エリアセンサを組み合わせて溶融帯の直径、高さ、外形
形状等を測定し、これをランプパワー、あるいは溶融帯
の高さにフィードバックする製造方法が提案されている
（例えば特開昭60−191093号公報参照）。
エリアセンサを組み合わせて溶融帯の直径、高さ、外形
形状等を測定し、これをランプパワー、あるいは溶融帯
の高さにフィードバックする製造方法が提案されている
（例えば特開昭60−191093号公報参照）。
人による監視は、人手を要すること、見落しが生ずる
ことなどで確実性に欠ける。加えて、FZ法による単結晶
の育成は数時間から数日を要するため、深夜を含む長時
間にわたって常時監視を行うことは実際上無理であり、
安全衛生面においても問題がある。
ことなどで確実性に欠ける。加えて、FZ法による単結晶
の育成は数時間から数日を要するため、深夜を含む長時
間にわたって常時監視を行うことは実際上無理であり、
安全衛生面においても問題がある。
一方、複数のラインセサ、あるいはラインセンサとエ
リアセンサを組み合わせて溶融帯の直径、高さ、外形形
状等を測定し、ランプパワー、あるいは溶融帯の高さに
フィードバックする方法は、設備が複雑かつ高価なもの
となり、また具体的な演算処理の方法やフィードバック
の方法が開示されていないため、実際の育成に適用する
にあたっては、まだ解決されなければならないゲリケー
トな種々の問題が考えられ、その完全実施にはかなりの
困難が予想される。
リアセンサを組み合わせて溶融帯の直径、高さ、外形形
状等を測定し、ランプパワー、あるいは溶融帯の高さに
フィードバックする方法は、設備が複雑かつ高価なもの
となり、また具体的な演算処理の方法やフィードバック
の方法が開示されていないため、実際の育成に適用する
にあたっては、まだ解決されなければならないゲリケー
トな種々の問題が考えられ、その完全実施にはかなりの
困難が予想される。
こうした事情により、簡単でかつ確実な方法や装置に
よる、これらの問題の解決が待たれていた。
よる、これらの問題の解決が待たれていた。
本発明は、FZ法による単結晶の育成中に、溶融帯の部
分に加熱不良が発生して変形や垂れ下がりなどの形状異
常や、原料棒と育成単結晶が相互に接触して原料棒がふ
れるなどの異常状態が生じた場合、その状況を早期かつ
確実に検出して警報を発する方法とその装置を提供する
ことを目的とする。
分に加熱不良が発生して変形や垂れ下がりなどの形状異
常や、原料棒と育成単結晶が相互に接触して原料棒がふ
れるなどの異常状態が生じた場合、その状況を早期かつ
確実に検出して警報を発する方法とその装置を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的は、次の方法及び装置により達成される。
請求項１の発明は、FZ法による単結晶育成時に、単結
晶育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態を監視するテ
レビカメラの映像信号を利用して単結晶育成状態の異常
を検出するにあたり、テレビカメラで撮影した画面内
で、溶融帯の近傍及び／または原料棒の近傍に少なくと
も１つのエリアを設定し、設定したエリア内の信号を設
定エリアごとに部分映像信号として抽出し、さらに抽出
した部分映像信号をそれぞれ演算した画素明暗差信号
が、あらかじめ設定した基準値を越えたときに警報信号
を発することを特徴とする、FZ法による単結晶育成状態
の異常を検出する方法である。
晶育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態を監視するテ
レビカメラの映像信号を利用して単結晶育成状態の異常
を検出するにあたり、テレビカメラで撮影した画面内
で、溶融帯の近傍及び／または原料棒の近傍に少なくと
も１つのエリアを設定し、設定したエリア内の信号を設
定エリアごとに部分映像信号として抽出し、さらに抽出
した部分映像信号をそれぞれ演算した画素明暗差信号
が、あらかじめ設定した基準値を越えたときに警報信号
を発することを特徴とする、FZ法による単結晶育成状態
の異常を検出する方法である。
請求項２の発明は、FZ法による単結晶育成時に単結晶
育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態を撮影するテレ
ビカメラと、撮影した画面内の任意の箇所に少なくとも
１つのエリアを設定するとともに、設定エリア内の信号
を設定エリアごとの部分映像信号として抽出する信号処
理回路と、抽出した部分映像信号の振幅の変化をそれぞ
れ演算して画素明暗差信号とする演算回路と、この画素
明暗差信号とあらかじめ設定した基準値とを比較して、
画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報を発する比
較回路と、点検調整のための画像モニタとを有すること
を特徴とする、FZ法による単結晶育成状態の異常を検出
する装置である。
育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態を撮影するテレ
ビカメラと、撮影した画面内の任意の箇所に少なくとも
１つのエリアを設定するとともに、設定エリア内の信号
を設定エリアごとの部分映像信号として抽出する信号処
理回路と、抽出した部分映像信号の振幅の変化をそれぞ
れ演算して画素明暗差信号とする演算回路と、この画素
明暗差信号とあらかじめ設定した基準値とを比較して、
画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報を発する比
較回路と、点検調整のための画像モニタとを有すること
を特徴とする、FZ法による単結晶育成状態の異常を検出
する装置である。
FZ法による単結晶育成にあたって、単結晶育成装置内
の溶融帯及びその周辺の状態をテレビカメラで撮影す
る。次に撮影した画面内で、溶融帯の変形や垂れ下がり
を検出したい部分及び／または原料棒のふれを検出した
い部分に少なくとも１つのエリアを設定する。ここで設
定したエリア内の信号を部分映像信号として個別に抽出
する。次に、抽出した部分映像信号の振幅の変化を演算
回路でそれぞれ演算して画素明暗差信号とする。この画
素明暗差信号と、あらかじめ設定しておいた基準値を比
較して、画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報信
号を発する。
の溶融帯及びその周辺の状態をテレビカメラで撮影す
る。次に撮影した画面内で、溶融帯の変形や垂れ下がり
を検出したい部分及び／または原料棒のふれを検出した
い部分に少なくとも１つのエリアを設定する。ここで設
定したエリア内の信号を部分映像信号として個別に抽出
する。次に、抽出した部分映像信号の振幅の変化を演算
回路でそれぞれ演算して画素明暗差信号とする。この画
素明暗差信号と、あらかじめ設定しておいた基準値を比
較して、画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報信
号を発する。
いま、溶融帯の変形や垂れ下がり、あるいは原料棒の
ふれなどが発生すると、上記設定エリア内の画素明暗差
信号が大きくなり、警報信号が発せられる。こうして溶
融帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異
常なふれの発生など、単結晶育成状態の異常状態を検出
することができる。
ふれなどが発生すると、上記設定エリア内の画素明暗差
信号が大きくなり、警報信号が発せられる。こうして溶
融帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異
常なふれの発生など、単結晶育成状態の異常状態を検出
することができる。
第１図は、本発明の一実施例をブロック図で示したも
のであるが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。
のであるが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。
単結晶育成装置１内の溶融帯２、原料棒３及び育成単
結晶４の状態を単結晶育成装置１に設けたテレビカメラ
５で撮影し、その映像信号Ｖは信号処理回路６に送られ
る。テレビカメラ５で撮影する対象は、溶融帯２及びそ
の周辺であって、直接撮影してもよく、又は別の光学系
を使用してスクリーンに写し出された像を間接撮影して
もよい。
結晶４の状態を単結晶育成装置１に設けたテレビカメラ
５で撮影し、その映像信号Ｖは信号処理回路６に送られ
る。テレビカメラ５で撮影する対象は、溶融帯２及びそ
の周辺であって、直接撮影してもよく、又は別の光学系
を使用してスクリーンに写し出された像を間接撮影して
もよい。
信号処理回路６は、映像信号Ｖを処理するもので、撮
影した画面内の任意の位置にエリアを設定し、第２図に
示すようにマーカ７を表示させる。このエリアを設定す
る場所は、異常状態を検出すべき対象物の近傍であっ
て、その大きさおよび形状は、対象物の状態に応じて適
宜決定される。具体的には、溶融帯２の変形や垂れ下が
りなどの形状異常を検出する場合には溶融帯２の近傍
に、原料棒３の異常なふれを検出する場合には原料棒３
の近傍に置かれ、溶融帯２の近傍と原料棒３の近傍の両
方を同時に設定してもよく、また必要によってはそれぞ
れの対象物に２ケ所以上を設定することができる。本実
施例は、溶融帯２の近傍と原料棒３の近傍の両方にそれ
ぞれ１個のエリアを設定した例を示す。そしてこの決定
は、信号処理回路６の信号を画像モニタ８によって監視
することにより容易に実施することができる。さらに信
号処理回路６は、設定したエリア内の信号を部分映像信
号Ｙとして個別に抽出し、これらの信号Ｙは演算回路９
に送られる。
影した画面内の任意の位置にエリアを設定し、第２図に
示すようにマーカ７を表示させる。このエリアを設定す
る場所は、異常状態を検出すべき対象物の近傍であっ
て、その大きさおよび形状は、対象物の状態に応じて適
宜決定される。具体的には、溶融帯２の変形や垂れ下が
りなどの形状異常を検出する場合には溶融帯２の近傍
に、原料棒３の異常なふれを検出する場合には原料棒３
の近傍に置かれ、溶融帯２の近傍と原料棒３の近傍の両
方を同時に設定してもよく、また必要によってはそれぞ
れの対象物に２ケ所以上を設定することができる。本実
施例は、溶融帯２の近傍と原料棒３の近傍の両方にそれ
ぞれ１個のエリアを設定した例を示す。そしてこの決定
は、信号処理回路６の信号を画像モニタ８によって監視
することにより容易に実施することができる。さらに信
号処理回路６は、設定したエリア内の信号を部分映像信
号Ｙとして個別に抽出し、これらの信号Ｙは演算回路９
に送られる。
演算回路９は、部分映像信号Ｙの振幅の変化をそれぞ
れ演算して、画素明暗差信号Ｓとして比較回路10に送
る。画素明暗差信号Ｓは部分映像信号Ｙの設定エリア内
における最大値と最小値の差であり、設定エリア内の最
明部と最暗部の差を表す。この振幅の変化の演算は、設
定エリア内を一度に行っても、いくてかに分割して行っ
てもよい。
れ演算して、画素明暗差信号Ｓとして比較回路10に送
る。画素明暗差信号Ｓは部分映像信号Ｙの設定エリア内
における最大値と最小値の差であり、設定エリア内の最
明部と最暗部の差を表す。この振幅の変化の演算は、設
定エリア内を一度に行っても、いくてかに分割して行っ
てもよい。
比較回路10は、画素明暗差信号Ｓと、あらかじめ設定
しておいた基準値Stとを比較して、画素明暗差信号Ｓが
基準値Stを越えたときに警報信号ALを発する。この基準
値Stは、溶融帯２が適切な加熱溶融状態にあって単結晶
の育成が正常に実施されているときに、比較回路10が警
報信号ALを発しない感度に設定する。
しておいた基準値Stとを比較して、画素明暗差信号Ｓが
基準値Stを越えたときに警報信号ALを発する。この基準
値Stは、溶融帯２が適切な加熱溶融状態にあって単結晶
の育成が正常に実施されているときに、比較回路10が警
報信号ALを発しない感度に設定する。
いま何かの原因によって、溶融帯２に変形や垂れ下が
りなどの形状異常が発生したり、原料棒３に異常なふれ
が発生すると、第３図に示したように上記設定エリア内
に明暗が発生し、画素明暗差信号Ｓが基準値Stを越える
ため、警報信号ALが発せられる。
りなどの形状異常が発生したり、原料棒３に異常なふれ
が発生すると、第３図に示したように上記設定エリア内
に明暗が発生し、画素明暗差信号Ｓが基準値Stを越える
ため、警報信号ALが発せられる。
なお、本発明に述べる信号の大小関係は、信号強度の
大小を意味し、数学的な大小を意味するものではない。
大小を意味し、数学的な大小を意味するものではない。
この警報信号ALによって、警報装置を作動させたり、
単結晶育成装置１の電源装置を制御して異常処理をする
ことなどができる。
単結晶育成装置１の電源装置を制御して異常処理をする
ことなどができる。
なお、画像モニタ８は、点検調整のみならず、溶融帯
２及びその周辺の監視に使用できる。
２及びその周辺の監視に使用できる。
本発明の方法および装置によれば、FZ法による単結晶
の育成中に、溶融帯の部分に加熱不良が発生して溶融帯
の変形や垂れ下がりなどの形状異常が起ったり、原料棒
と育成単結晶が相互に接触して原料棒がふれるなどの異
常状態を生じた場合、その状況を早期かつ確実に検出す
ることができるので、単結晶育成の失敗や単結晶育成装
置の故障発生等のトラブルの発生が未然に防止でき、さ
らに単結晶育成装置の無人運転の可能性をもたらすな
ど、その工業的価値は大なるものがある。
の育成中に、溶融帯の部分に加熱不良が発生して溶融帯
の変形や垂れ下がりなどの形状異常が起ったり、原料棒
と育成単結晶が相互に接触して原料棒がふれるなどの異
常状態を生じた場合、その状況を早期かつ確実に検出す
ることができるので、単結晶育成の失敗や単結晶育成装
置の故障発生等のトラブルの発生が未然に防止でき、さ
らに単結晶育成装置の無人運転の可能性をもたらすな
ど、その工業的価値は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
画像モニタの表示例を示す図、第３図は設定エリア内に
異常状態が表示された例を示す図である。 １……単結晶育成装置 ２……溶融帯 ３……原料棒 ４……育成単結晶 ５……テレビカメラ ６……信号処理回路 ７……マーカ ８……画像モニタ ９……演算回路 10……比較回路
画像モニタの表示例を示す図、第３図は設定エリア内に
異常状態が表示された例を示す図である。 １……単結晶育成装置 ２……溶融帯 ３……原料棒 ４……育成単結晶 ５……テレビカメラ ６……信号処理回路 ７……マーカ ８……画像モニタ ９……演算回路 10……比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 真伸 東京都三鷹市下連雀８―10―16 日鉄鉱 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−209984（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】FZ法による単結晶育成時に、単結晶育成装
置内の溶融帯及びその周辺の状態を監視するテレビカメ
ラの映像信号を利用して単結晶育成状態の異常を検出す
るにあたり、テレビカメラで撮影した画面内で、溶融帯
の近傍及び／または原料棒の近傍に少なくとも１つのエ
リアを設定し、設定したエリア内の信号を設定エリアご
とに部分映像信号として抽出し、さらに抽出した部分映
像信号をそれぞれ演算した画素明暗差信号が、あらかじ
め設定した基準値を越えたときに警報信号を発すること
を特徴とする、FZ法による単結晶育成状態の異常を検出
する方法。 - 【請求項２】FZ法による単結晶育成時に単結晶育成装置
内の溶融帯及びその周辺の状態を撮影するテレビカメラ
と、撮影した画面内の任意の箇所に少なくとも１つのエ
リアを設定するとともに、設定エリア内の信号を設定エ
リアごとの部分映像信号として抽出する信号処理回路
と、抽出した部分映像信号の振幅の変化をそれぞれ演算
して画素明暗差信号とする演算回路と、この画素明暗差
信号とあらかじめ設定した基準値とを比較して、画素明
暗差信号が基準値を越えたときに警報を発する比較回路
と、点検調整のための画像モニタとを有することを特徴
とする、FZ法による単結晶育成状態の異常を検出する装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213350A JP2608625B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Ｆｚ法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213350A JP2608625B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Ｆｚ法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497979A JPH0497979A (ja) | 1992-03-30 |
| JP2608625B2 true JP2608625B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=16637709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213350A Expired - Fee Related JP2608625B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Ｆｚ法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608625B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6269397B2 (ja) * | 2014-09-05 | 2018-01-31 | 信越半導体株式会社 | 半導体単結晶棒の製造装置及び製造方法 |
| JP6642234B2 (ja) * | 2016-04-20 | 2020-02-05 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法および装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61146085A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | プラツトホ−ムの安全監視方法 |
| JPS61206390A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-12 | Hitachi Ltd | Ｉｔｖ監視装置 |
| JPS61209984A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Seiko Epson Corp | 赤外線集光加熱単結晶製造装置 |
| JPS63270382A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体棒浮遊熔融帯域制御方法 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2213350A patent/JP2608625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0497979A (ja) | 1992-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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