JP3592909B2 - 単結晶引上装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単結晶引上装置に係わり、特に大口径の単結晶を引き上げるのに適する単結晶引上装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にシリコンウェーハを製造するには、多結晶シリコンからチョコラルスキー法（以下、ＣＺ法という。）によりシリコン単結晶のインゴットを作り、このインゴットをスライシングマシンで所定の厚さに切断し、シリコンウェーハを製造する。
【０００３】
しかし、半導体デバイスの製造コストの低減等からシリコンウェーハの大口径化が要求されており、これに伴いシリコンウェーハの素材となるシリコン単結晶にも大口径化が要求されている。
【０００４】
従来、ＣＺ法によるシリコン単結晶引上装置３０は図７に示すように水冷された炉体３１内に石英ルツボ３２が設けられている。この石英ルツボ３２は黒鉛ルツボ３３に保持され、黒鉛ルツボ３３は回転・上下動自在なルツボ回転軸３４に支持されている。
【０００５】
石英ルツボ３２内に供給された原料のポリシリコンは石英ルツボ３２を囲繞するように設けられたヒータ３５により加熱されシリコン融液Ｍとなる。ワイヤリール回転装置３７を介して引き上げ用ワイヤー３８が石英ルツボ３２の中心線上に懸垂されている。引き上げ用ワイヤー３８の先端にはシードチャック３９を介してシード４０が保持されている。
【０００６】
シード４０の先端をシリコン融液Ｍに接触させ、なじませた後引き上げを開始する。無転位成長のためには数ｍｍの細いネックＮを長く作製する必要がある。
【０００７】
その後徐々に結晶を成長（太らせる）させ、クラウンＣ成長を介して直胴部Ｓの結晶成長に移行する。
【０００８】
シード４０も回転、上下動自在になっている。成長結晶の形状はカメラポート４１を通して撮像範囲が石英ルツボ３２の中心から周縁に至る一次元カメラ（ラインイメージセンサ）や撮像範囲が広い二次元カメラ（エリアセンサカメラ）４２等で監視し、その直径信号に基づいてヒータ３５への供給電力や、単結晶引き上げ速度などをパラメータとして引き上げ条件を調整している。
【０００９】
このような単結晶引上装置３０は、引き上げられる単結晶が比較的小さなシード径から直胴部（ボディ）まで順次大きな直径へとクラウン（コーン部）として成長していくため、上述直径モニタの撮像範囲は、単結晶の回転中心から周縁に至る比較的広い範囲に設定する必要がある。
【００１０】
直径モニタの撮像範囲を単結晶の回転中心から周縁に至る比較的広い範囲に設定する場合、直胴部のように大きな直径を有する部分の成長に関しては、上述直径モニタの直径信号で十分な分解能が得られるが、きわめて小さな直径のシード、およびクラウン初期部分の成長においては、分解能が不足して精度良く引き上げることが難しくなる。
【００１１】
この問題の解決として、小さな直径部の単結晶の成長時は、二次元カメラをズームアップして使用する方法があり、直径２００ｍｍまでの比較的小口径の単結晶の引き上げにおいては、この方法でもあまり問題はなかった。
【００１２】
しかしながら、大口径、例えば直径３００ｍｍや４００ｍｍと大きくなると、上述小さな直径部に二次元カメラの焦点を合わせたズームアップする方式では、大きな直径の周縁部の分解能が落ちる問題が発生する。
【００１３】
また、大口径の単結晶を引き上げる場合、引き上げ速度が低下するため、輻射シールドを使用して石英ルツボやシリコン融液の表面から結晶への輻射熱を遮蔽し、単結晶引き上げ速度の低下を防ぐ方法は有効であるが、遮蔽シールドを用いる場合、単結晶の直径が直胴部まで広がった時点では、二次元カメラによるモニタは、輻射シールドに遮られて単結晶の回転中心から周縁に至る直径について行うのは不可能である。
【００１４】
このような場合には、ある程度小直径部の制御は犠牲にしても、二次元カメラの焦点を撮像範囲に収まった直胴部の円弧の部分に当て、その円弧を真円に画像処理して、その真円から直径を読みとる方法がとられる。
【００１５】
さらに、特開昭５８−３５１９７号公報のように、２台の二次元カメラを用いて、直径の小さなネック部は第１の二次元カメラを用い、直径が大きくなり第１二次元カメラの視野からはずれる場合から第２の二次元カメラを併用する方法や、あるいは特開平４―８６５０９号公報のように、直径の小さなネック部は二次元カメラを用い、直径が大きくなった場合から一次元カメラを選択的に用いる方法もある。
【００１６】
しかし、これらいずれの方法も、単結晶の直胴部のように大きな直径を有する部分とネック部のような極めて小さな直径部をともに精度良く測定する必要がある大口径の単結晶の引上げ装置モニタには不十分であった。
【００１７】
また、本発明者の検討結果では、単結晶の重量が２００Ｋｇ以上で直径が３００ｍｍや４００ｍｍの大口径の単結晶を引き上げる場合には、従来の２ｍｍないし３ｍｍの直径のネックでは耐加重が不十分であり、ネックを６ｍｍ程度に太くする必要があり、かつ無転位成長のためには一定のネック直径で長く引き上げる必要があり、かつこれまでよりも高精度のネック成長制御が必要であることが判明した。
【００１８】
一方、大重量の単結晶の引き上げにおけるネック部分の重量対策として、引き上げ単結晶のクラウン部を一度絞ってコブ状の支持部を作り、この支持部の所に結晶支持用の支持装置を取付け、結晶を引き上げていく方法が提案されており、この方式では従来のネック制御で十分であるが、この支持部を利用して結晶を支持し結晶を引き上げていく方法の場合には、炉体外からの遠隔操作で結晶用の支持装置で支持部を介して成長結晶をうまく掴みとるためには支持部の形状の寸法精度の再現性が必要になることが判明した。
【００１９】
そこで、上述のように高精度のネックの成長制御、結晶用の支持部形状の寸法精度の再現性および大口径の単結晶の直径制御のために、正確にモニタ可能な単結晶引上装置が要望されていた。
【００２０】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、高精度のネックの成長制御、結晶支持用の支持部形状の寸法精度の再現性および大口径の単結晶の直径を正確にモニタ可能で大口径の単結晶の引き上げに適する単結晶引上装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本願請求項１の発明は、シリコン融液と成長単結晶との境界部分を二次元カメラによって撮像し、この二次元カメラの画像信号に基づいて成長単結晶の直径を制御するチョコラルスキー法による単結晶引上装置において、ネック成長領域に焦点が合わせられ境界部分を撮像し画像信号を出力する第１二次元カメラと、直胴部成長領域に焦点が合わせられ境界部分を撮像し画像信号を出力する第２二次元カメラと、成長単結晶のネック成長終了から直胴部成長開始までの間に引き上げ条件を変更する形状制御用画像信号を第１二次元カメラの画像信号から第２二次元カメラの画像信号に切り替える手段を具備し、前記第１二次元カメラを第２二次元カメラよりも低い位置に取り付け、かつ第１二次元カメラと第２二次元カメラの光軸を交差させることを特徴とする単結晶引上装置であることを要旨としている。
【００２２】
本願請求項２の発明は、シリコン融液表面から結晶への輻射熱を遮蔽する輻射シールドを設けたことを特徴とする請求項１記載の単結晶引上装置であることを要旨としている。
【００２３】
本願請求項３の発明は、コブ状の支持部の直径と成長単結晶のクラウンの直径がほぼ同じになった時点で、第１二次元カメラから第２二次元カメラに画像信号を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の単結晶引上装置であることを要旨としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る単結晶引上装置の実施の形態について添付図面に基づき説明する。図１は本発明に係る単結晶引上装置１で、この引き上げ装置１は水冷された炉体２と、この炉体２に収納され原料であるポリシリコンを溶融し溶融シリコンＭにする石英ルツボ３と、この石英ルツボ３を保持する黒鉛ルツボ４と、この黒鉛ルツボ４を囲繞するヒータ５とを有している。この黒鉛ルツボ４は炉体２を貫通し、モータ６に結合されて回転され、かつ昇降装置７によって昇降されるルツボ回転軸８に取り付けられている。
【００２５】
また、石英ルツボ３の上方には、単結晶引き上げのためのシード９を保持するシードチャック１０が取り付けられた引き上げ用のワイヤー１１が設けられている。
【００２６】
さらに、ワイヤー１１は炉体２外に設けられモータ（図示せず）により付勢されワイヤー１１を巻き取ると共に回転させるワイヤー回転装置１２が取り付けられている。
【００２７】
またさらに、炉体２のショルダー２ａ外壁には、透孔を耐熱ガラスにより塞ぎ透光可能な第１カメラポート１３と第２カメラポート１４が設けられている。第１カメラポート１３は第２カメラポート１４よりショルダー２ａの外壁の低い位置に設けられている。
【００２８】
第１カメラポート１３を貫通する光軸Ｌ１を有する第１二次元カメラ１５はその焦点がネック成長領域に合わされて設置されており、また第２カメラポート１６を貫通する光軸Ｌ２を有する第２二次元カメラ１４は直胴部成長領域Ａｓに合わされて設置されている。炉体２のルツボ３内において、ネック成長領域Ａｎは直胴部成長領域Ａｓの常に内側（炉芯側）にあるため、炉体２の外壁の低い位置に設けられた第１二次元カメラ１５の光軸Ｌ１と第１二次元カメラ１５より高い位置に設けられた第２二次元カメラ１６の光軸Ｌ２は常に交差する関係になる。
【００２９】
なお、第１二次元カメラ１５は、石英ルツボ３の軸方向の位置や原料のチャージ量によって変わる融液面レベルに応じて焦点を微調整できる。第１二次元カメラ１６は、引き上げる単結晶の狙い直径（２００ｍｍ，３００ｍｍ，４００ｍｍ等）に応じて焦点を微調整できる。
【００３０】
第１二次元カメラ１５と第２二次元カメラ１６は切替スイッチ１７に接続され、この切替スイッチ１７により、第１二次元カメラ１５と第２二次元カメラ１６の画像信号はそのいずれか一方が選択的に２値化回路１８に供給される。
【００３１】
切替スイッチ１７は第１二次元カメラ１５からの画像信号を用いて成長結晶の直径制御を行うか、第２二次元カメラ１６からの画像信号を用いて成長結晶の直径制御を行うかの選択切り替えを行うもので、スイッチ制御回路１９により制御される。２値化回路１８により入力電圧は２値化され画像処理装置２０に供給され、画像処理装置２０により画像処理されて成長結晶直径を検出して出力する。
【００３２】
この出力は制御装置２１に供給され、シリコン融液の温度を制御するヒータ５の供給電力量を制御するヒータ制御器２２、石英ルツボ３の回転数を制御するモータ制御器２３、石英ルツボ３の高さを制御する昇降装置制御器２４、成長結晶の引き上げ速度と回転数を制御するワイヤーリール回転装置制御装置２５などを制御する。これら各制御器２２、２３、２４、２５などを制御して、引き上げ条件を変更し、成長結晶の直径を制御する。
【００３３】
なお、結晶育成のどの段階で使用画像信号の切り替えを行うかは、事前に制御装置２１にプログラムされ、この制御装置２１からスイッチ制御回路１９に切り替え信号を送信する。
【００３４】
本発明に係る単結晶引上装置は以上のような構造になっているから、例えば口径３００ｍｍウェーハ用として削り代を考慮した口径３１０ｍｍのシリコン単結晶を引き上げるには、ナゲット状ポリシリコンを石英ルツボ３に入れ、プログラム化された引き上げ工程により引き上げ作業は自動的に行われる。
【００３５】
一方、第１二次元カメラ１５は、ネック成長領域Ａｎ、例えばネックの直径を６ｍｍに作製するので石英ルツボ３の中心から３ｍｍ外側に偏位した位置に焦点を合わせ、かつ引き上げの開始時点から撮像可能な電源ＯＮの状態にしておく。
【００３６】
第２二次元カメラ１６は、例えば石英ルツボ３の中心から１５５ｍｍ外側に偏位した位置に焦点を合わせ、かつ引き上げの開始時点では撮像不能な電源をＯＦＦの状態にしておく。
【００３７】
引き上げ準備完了後、不活性ガス、例えばアルゴンガスを炉体２の上方より炉体２内に流入させ、ヒータ５を付勢して石英ルツボ３を加熱し、モータ６を付勢してこのモータ６に結合されたルツボ回転軸８を回転させて石英ルツボ３を回転させる。
【００３８】
一定時間が経過した後、ワイヤー１１を下ろし、シード９をシリコン融液Ｍの液面に接触させなじませる。
【００３９】
しかる後、引き上げを開始し、図２（Ａ）のように第１二次元カメラ１５でネック成長領域Ａｎをモニタする。
【００４０】
この第１二次元カメラ１５の画像信号は２値化回路１８に供給され、さらに２値化回路１８からの入力電圧は２値化され、またさらに画像処理装置２０に供給され、画像処理装置２０により画像処理されて無転位成長のためのネックＮの直径ｄ１が検出されて出力される。
【００４１】
この画像処理装置２０からの出力は制御装置２１に供給され、ヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し、直径ｄ１が６ｍｍのネックＮは一定の長さｌ、例えば３００ｍｍまで引き上が継続される。
【００４２】
ネックＮが３００ｍｍになった時点で制御装置２１に組み込まれた工程用のプログラムにより制御装置２１を介してヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し、単結晶の引き上げは、図２（Ｂ）に示すクラウンＣの作製工程に入る。
【００４３】
第１二次元カメラ１２でクラウン成長領域Ｃｎをモニタし、第１二次元カメラ１５からの画像信号は２値化回路１８、画像処理装置２０を介して制御装置２１に供給される。
【００４４】
この制御装置２１からの出力によりヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し、成長結晶の直径が順次大きくなり、クラウンＣを形成するように引き上げ条件を制御する。
【００４５】
さらに引き上げを継続し、クラウンＣを成長させ、クラウンＣの直径が２００ｍｍになった時点の第１二次元カメラ１５からの画像信号が２値化回路１８、画像処理装置２０を介して出力として制御装置２１に供給される。
【００４６】
この制御装置２１はスイッチ制御回路１９を制御して切替スイッチ１７を作動させ、第２二次元カメラ１６を停止状態から動作状態にし、一方第１二次元カメラ１５を動作状態から停止状態にする。すなわち、２値化回路１８への画像信号を、第１二次元カメラ１５の画像信号から第２二次元カメラ１６の画像信号に切り替える。
【００４７】
なお、制御装置２１はあらかじめ、上述の図２（Ｂ）および図３のＫ１に示すようにクラウンＣの直径が２００ｍｍになった状態の出力が供給されると、第１二次元カメラ１５から第２二次元カメラ１６に成長領域のモニタを切り替えるようにスイッチ制御回路１９を制御するプログラムが組み込まれている。
【００４８】
さらに、第２二次元カメラ１６による成長領域のモニタ下で引き上げを継続してクラウンＣの成長を続行する。
【００４９】
図３の点Ｐ３に示すように、クラウンＣの直径ｄ３が３１０ｍｍになった時点の第２二次元カメラ１３からの画像信号が、２値化回路１８、画像処理装置２０を介して出力として制御装置２１に供給される。
【００５０】
この制御装置２１からの出力によりヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し、成長結晶の直径３１０ｍｍを維持して直胴部Ｓを形成するよう引き上げ条件を制御する。
【００５１】
すなわち、図３のように、２個の二次元カメラ１５、１６による単結晶成長領域のモニタを、単結晶引き上げ工程の進捗に従って切り替えるもので、引き上げ点Ｐ２〜点Ｐ３の工程（ネック領域）および点Ｐ１〜点Ｐ２の工程（クラウン領域）の点Ｋ１の切り替え点までは、第１二次元カメラ１５によってモニタし、点Ｋ１での切り替え以降のクラウン領域およびＰ３点以降の直胴部領域の工程は、第２二次元カメラ１６で行うものである。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態では、第１二次元カメラ１５から第２二次元カメラ１６への切り替えを、事前に制御装置２１にプログラム化しているが、第１二次元カメラ１５の読み取り直径とそのときの目標直径値との差と、第２二次元カメラ１６の読み取り直径と第１二次元カメラ１６の目標直径値との差が一致した時点で行うように制御装置２１にプログラム化しておいてもよい。
【００５３】
引き続きこのような引き上げ条件を維持し、所定の長さの直胴部を形成させ引き上げは完了する。
【００５４】
ネック直径６ｍｍ±０．１ｍｍ、ネック長さ３００ｍｍ、直胴部直径が３１０ｍｍ±５ｍｍで２５０ｋｇの単結晶を得ることができた。
【００５５】
２個の二次元カメラを用いて結晶成長領域のモニタを行うと共に、単結晶のネック成長の終了と直胴部成長の開始までに２個の二次元カメラのモニタの切り替えを行い、特に単結晶育成に重要なネック領域と直胴部領域にそれぞれ二次元カメラの焦点を合わせることにより、両成長領域を精緻にモニタすることができる。
【００５６】
従って、形状が精度良く制御されたシリコン単結晶を得ることができる。
【００５７】
次に本発明に係る単結晶引上装置の他の実施の形態について図４に基づき説明する。
【００５８】
図１で示される引き上げ装置１の石英ルツボ３の上方に石英ルツボ３やシリコン融液Ｍの表面から結晶への輻射熱を遮蔽し、単結晶引き上げ速度の低下を防ぐ輻射シールド２６が設けられている。
【００５９】
この輻射シールド２６は焦点がネック成長領域に合わされた第１二次元カメラ１５の光軸Ｌ１を遮らないように据え付けられている。
【００６０】
本実施の形態の単結晶引上装置１で引き上げを行う場合には、図３の点ｋ２のクラウンＣが１５０ｍｍまで成長した時点で第１二次元カメラ１５から第２二次元カメラ１６への切り替えを行う。
【００６１】
クラウンＣが１５０ｍｍまで成長した時点で第１二次元カメラ１５から第２二次元カメラ１６へのモニタの切り替えを行い、輻射シールド２６が第１二次元カメラ１５のモニタの障害になるにもかかわらず、成長領域のモニタを第２二次元カメラ１６で確実に行うことができる。
【００６２】
なお、輻射シールド２６の高さなどの関係で、輻射シールド２６により第１二次元カメラ１５の光軸Ｌ１を遮るような場合には、光軸Ｌ１に対応する輻射シールド２６の一部に透光可能な小さな透孔、スリットのような透孔部を設けてもよい。透孔部の開口面積は小さいので輻射シールド２６の機能を低下させることはない。
【００６３】
本実施の形態の単結晶引上装置においても、輻射シールド２６を設けたにもかかわらず、成長領域のモニタを確実に行うことができるので、形状が精度良く制御されたシリコン単結晶を得ることができる。
【００６４】
上述図１に基づく実施の形態の単結晶引上装置で引き上げを行った場合と同様にネック直径６ｍｍ±０．１ｍｍ、ネック長さ３００ｍｍ、直胴部直径が３１０ｍｍ±５ｍｍで２５０ｋｇの単結晶を得ることができた。
【００６５】
さらに、図４に示された本発明に係る単結晶引上装置は図１で示される引き上げ装置１のワイヤー１１に、外部から開閉制御される一対の支持部材２７ａ、２７ｂを有する結晶支持用の支持装置２７が設けられている。
【００６６】
大重量の単結晶の引き上げにおけるネックＮ部分の重量対策として、単結晶の引き上げにおけるネッククラウンを一度絞ってコブ状の支持部Ｔを作り、この支持部Ｔを支持装置２７で支持するものである。
【００６７】
なお、コブ状の支持部Ｔの形状を精度良く制御するため、第２二次元カメラ１６も可能な限り低い位置に取り付け成長結晶を横から見るようにすることが望ましい。
【００６８】
本実施の形態の単結晶引上装置による引き上げも上述図１に基づく実施の形態の単結晶引上装置で引き上げを行う場合と同様に行う。
【００６９】
ネックＮが３００ｍｍになった時点で、クラウンＣの作製工程に入る。
【００７０】
第１二次元カメラ１５でクラウン成長領域Ｃｎをモニタし、図５に示すように、クラウンＣの直径ｄ４が５０ｍｍになった時点（図５の点Ｋ３）の画像信号は第１二次元カメラ１５から２値化回路１８、画像処理装置２０を介して制御装置２１に供給される。この制御装置２１からの出力によりヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し、成長結晶の直径が順次小さくなるようにクラウンＣを絞る。このクラウンＣはコブ状で支持部Ｔを形成する。
【００７１】
クラウンＣの直径が２５ｍｍまで絞られた時点の画像信号に基づく制御装置２１からの出力によりヒータ制御器２２、モータ制御器２３、昇降装置制御器２４、およびワイヤーリール回転装置制御器２５を制御し引き上げ条件を制御して、成長結晶の直径を再び順次大きくしてクラウンＣを形成する。
【００７２】
さらに引き上げを継続し、クラウンＣを成長させ、クラウンＣの直径が５０ｍｍになった時点の第１二次元カメラ１５からの画像信号が２値化回路１８、画像処理装置２０を介して出力として制御装置２１に供給される。この制御装置２１はスイッチ制御回路１９を制御して切替スイッチ１７を作動させ、第２二次元カメラ１６を動作状態にし、２値化回路１８への画像信号を第２二次元カメラ１６からの画像信号に切り替える。
【００７３】
モニタの第１二次元カメラ１５から第２二次元カメラ１６への切り替えに係わらず、上述図１による引き上げと同様の引き上げを継続する。
【００７４】
上述クラウンＣの直径５０ｍｍの時点でのより低い位置に据え付けられた第１二次元カメラから高い位置に据え付けられた第２二次元カメラへの切り替えにより、輻射シールド２６、コブ状のＴにより第１二次元カメラ１５、第２二次元カメラ１６の視界が遮られることもなく、両成長領域を精緻にモニタすることができる。従って、形状を精度良く制御できる。直胴部直径が３１０ｍｍ±５ｍｍで２００ｋｇの単結晶を得ることができた。
【００７５】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明に係る単結晶引上装置において、単結晶のネック成長の終了と直胴部成長の開始までに２個の二次元カメラのモニタの切り替えを行い、特に単結晶育成に重要なネック領域と直胴部領域にそれぞれ二次元カメラの焦点を合わせることにより、両成長領域を精緻にモニタすることができる。
【００７６】
従って単結晶のネック、コブ状支持部、直胴部の形状が精度良く制御された単結晶が製造できる単結晶引上装置を提供できる。
【００７７】
さらに、より低い位置に据え付けられた第１二次元カメラから高い位置に据え付けられた第２二次元カメラへの切り替えにより、輻射シールド、コブ状の支持部により二次元カメラの視界が遮られることもなく、両成長領域を精緻にモニタすることができる。従って、輻射シールドを使用可能で、かつコブ状の支持部を必要とする大口径単結晶の引き上げにも適する単結晶引上装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる単結晶引上装置の概要図。
【図２】図１による単結晶の引き上げ状態を示す説明図。
【図３】図１で用いられる二次元カメラのモニタ切り替え時点の説明図。
【図４】本発明に係わる他の実施形態の単結晶引上装置の概要図。
【図５】図４で用いられる二次元カメラのモニタ切り替え時点の説明図。
【図６】本発明に係わる他の実施の形態の単結晶引上装置の概要図。
【図７】従来の単結晶引上装置の概要図。
【符号の説明】
１ 単結晶引上装置
２ 炉体
３ 石英ルツボ
４ 黒鉛ルツボ
５ ヒータ
６ モータ
７ ルツボ回転軸
８ 昇降装置
９ シード
１０ シードチャック
１１ ワイヤー
１２ ワイヤーリール回転装置
１３ 第１カメラポート
１４ 第２カメラポート
１５ 第１二次元カメラ
１６ 第２二次元カメラ
１７ 切換スイッチ
１８ ２値化回路
１９ スイッチ制御回路
２０ 画像処理装置
２１ 制御装置
２２ ヒータ制御器
２３ モータ制御器
２４ 昇降装置制御器
２５ ワイヤーリール回転装置制御回路
Ｍ シリコン融液
Ｎ ネック
Ｃ クラウン
Ｓ 直胴
Ａｎ ネック領域
Ａｃ クラウン成長領域
Ａｓ 直胴部領域
２６ 輻射シールド
２７ 支持装置
２７ａ、２７ｂ 支持部材
Ｔ 支持部

Claims (3)

1. シリコン融液と成長単結晶との境界部分を二次元カメラによって撮像し、この二次元カメラの画像信号に基づいて成長単結晶の直径を制御するチョコラルスキー法による単結晶引上装置において、ネック成長領域に焦点が合わせられ境界部分を撮像し画像信号を出力する第１二次元カメラと、直胴部成長領域に焦点が合わせられ境界部分を撮像し画像信号を出力する第２二次元カメラと、成長単結晶のネック成長終了から直胴部成長開始までの間に引き上げ条件を変更する形状制御用画像信号を第１二次元カメラの画像信号から第２二次元カメラの画像信号に切り替える手段を具備し、前記第１二次元カメラを第２二次元カメラよりも低い位置に取り付け、かつ第１二次元カメラと第２二次元カメラの光軸を交差させることを特徴とする単結晶引上装置。
2. シリコン融液表面から結晶への輻射熱を遮蔽する輻射シールドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上装置。
3. コブ状の支持部の直径と成長単結晶のクラウンの直径がほぼ同じになった時点で、第１二次元カメラから第２二次元カメラに画像信号を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の単結晶引上装置。

Images