JP6885301B2 - Single crystal manufacturing method and equipment - Google Patents

Single crystal manufacturing method and equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6885301B2
JP6885301B2 JP2017214590A JP2017214590A JP6885301B2 JP 6885301 B2 JP6885301 B2 JP 6885301B2 JP 2017214590 A JP2017214590 A JP 2017214590A JP 2017214590 A JP2017214590 A JP 2017214590A JP 6885301 B2 JP6885301 B2 JP 6885301B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diameter measurement
single crystal
diameter
crystal
measurement line
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.)
Active
Application number
JP2017214590A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019085299A (en
Inventor
健 濱田
健 濱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Corp
Original Assignee
Sumco Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumco Corp filed Critical Sumco Corp
Priority to JP2017214590A priority Critical patent/JP6885301B2/en
Priority to TW107125106A priority patent/TWI675131B/en
Priority to CN201811230481.XA priority patent/CN109750352B/en
Publication of JP2019085299A publication Critical patent/JP2019085299A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6885301B2 publication Critical patent/JP6885301B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

本発明は、単結晶の製造方法及び装置に関し、特に、チョクラルスキー法(CZ法)による単結晶の引き上げ工程中に行われる結晶直径の計測方法に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for producing a single crystal, and more particularly to a method for measuring a crystal diameter performed during a single crystal pulling step by the Czochralski method (CZ method).

半導体デバイスの基板材料となるシリコン単結晶の多くはCZ法により製造されている。CZ法では石英ルツボ内に収容されたシリコン融液に種結晶を浸漬し、種結晶及びルツボを回転させながら種結晶を徐々に上昇させることにより、種結晶の下端に大きな直径の単結晶を成長させる。 Most of the silicon single crystals used as substrate materials for semiconductor devices are manufactured by the CZ method. In the CZ method, a seed crystal is immersed in a silicon melt contained in a quartz crucible, and the seed crystal and the crucible are gradually raised while rotating to grow a single crystal having a large diameter at the lower end of the seed crystal. Let me.

CZ法に関し、例えば特許文献1には、ヒータ等の炉内構造物に対するシリコン融液の液面位置が常に一定の位置に保持されるようにルツボの位置を制御しながら単結晶を引き上げる方法が記載されている。この方法では、液面位置の測定値とルツボの上昇速度の補正値を算出し、液面位置を一定に維持するために必要なルツボの上昇速度の定量値に補正値を加算し、補正後の上昇速度を用いて液面位置を制御する。またこの方法では、一次元CCDカメラの出力から結晶直径を測定すると共に、融液面に写った基準反射体の鏡像から液面位置を算出する。 Regarding the CZ method, for example, Patent Document 1 describes a method of pulling up a single crystal while controlling the position of a crucible so that the liquid level position of the silicon melt with respect to a structure in a furnace such as a heater is always held at a constant position. Are listed. In this method, the measured value of the liquid level position and the correction value of the ascending speed of the crucible are calculated, and the correction value is added to the quantitative value of the ascending speed of the crucible required to keep the liquid level constant, and after the correction. The liquid level position is controlled using the ascending speed of. In this method, the crystal diameter is measured from the output of the one-dimensional CCD camera, and the liquid level position is calculated from the mirror image of the reference reflector reflected on the melt surface.

また特許文献2には、CCDカメラを用いて撮影したシリコン融液とシリコン単結晶との境界のフュージョンリングから計測した第一の結晶直径と、シリコン単結晶の結晶直径の両端に向かって各々平行に設置した2台のCCDカメラを用いて計測した第二の結晶直径を求め、該第一の結晶直径と第二の結晶直径の差から、シリコン単結晶引上げ中におけるルツボ内のシリコン融液面の高さ位置を算出することが記載されている。 Further, in Patent Document 2, the first crystal diameter measured from the fusion ring at the boundary between the silicon melt and the silicon single crystal taken with a CCD camera is parallel to both ends of the crystal diameter of the silicon single crystal. The second crystal diameter measured using two CCD cameras installed in the above was obtained, and from the difference between the first crystal diameter and the second crystal diameter, the silicon melt surface in the rutsubo during the pulling of the silicon single crystal. It is described that the height position of is calculated.

また特許文献3には、単結晶と融液面との境界部に現れるフュージョンリングをカメラで撮影し、単結晶の引き上げ軸方向と直交する撮影画像内の水平方向の一列を直径計測ラインとして設定し、フュージョンリングと交差する直径計測ラインと2つの交点の位置から単結晶の直径を求める方法が記載されている。 Further, in Patent Document 3, a fusion ring appearing at a boundary between a single crystal and a melt surface is photographed with a camera, and a row in the horizontal direction in the photographed image orthogonal to the pulling axis direction of the single crystal is set as a diameter measurement line. However, a method of obtaining the diameter of a single crystal from the diameter measurement line intersecting the fusion ring and the position of the two intersections is described.

単結晶の引き上げ中に液面位置を常に一定に維持する特許文献1に記載された従来の方法では、単結晶の上端部(トップ)から下端部(ボトム)まで結晶欠陥の面内分布を一定にすることが難しく、高品質なシリコン単結晶の製造歩留まりを高めることに対する限界がある。そこで、単結晶の引き上げ中に液面位置を変化させる制御方法が検討されている。この制御方法によれば、これまで結晶熱履歴の安定化が難しかった部位においてもその安定化を実現し、単結晶のトップからボトムまで結晶欠陥の面内分布を一定にすることが可能である。 In the conventional method described in Patent Document 1 in which the liquid level position is always kept constant during pulling up of a single crystal, the in-plane distribution of crystal defects is constant from the upper end (top) to the lower end (bottom) of the single crystal. It is difficult to achieve, and there is a limit to increasing the production yield of high-quality silicon single crystals. Therefore, a control method for changing the liquid level position while pulling up a single crystal is being studied. According to this control method, it is possible to realize the stabilization even in a portion where it has been difficult to stabilize the crystal thermal history, and to make the in-plane distribution of crystal defects constant from the top to the bottom of the single crystal. ..

単結晶の引き上げ工程中に液面位置を変化させる場合、カメラの撮影画像中のフュージョンリングの位置も変化する。そのため、直径計測ラインを撮影画像中の特定の画素列に固定する場合にはフュージョンリングとの交点位置が変化し、単結晶の直径計測誤差が生じやすい。そのため、液面位置の変化に合わせて直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させる方法が採用されている。液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの位置を変化させることにより、直径計測ラインをフュージョンリングに追従させることができ、単結晶の直径計測誤差を小さくすることが可能である。 When the liquid level position is changed during the single crystal pulling process, the position of the fusion ring in the image captured by the camera also changes. Therefore, when the diameter measurement line is fixed to a specific pixel array in the captured image, the position of the intersection with the fusion ring changes, and a single crystal diameter measurement error is likely to occur. Therefore, a method of changing the vertical position of the diameter measurement line according to the change of the liquid level position is adopted. By changing the position of the diameter measurement line in the captured image according to the change in the liquid level position, the diameter measurement line can be made to follow the fusion ring, and the diameter measurement error of the single crystal can be reduced. ..

特開2001−342095号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-342095 特開2013−170097号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-17007 特開2017−154901号公報JP-A-2017-154901

しかし、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの位置を変化させた場合、直径計測ラインの位置を変化させたことにより直径計測値の変動が大きくなるという問題がある。単結晶の引き上げ工程中は結晶直径の計測結果に基づいて結晶引き上げ速度を制御しており、結晶引き上げ速度を厳密に制御して結晶熱履歴の安定化を図らなければ高品質な単結晶の製造歩留まりを高めることができないことから、結晶直径を正確に計測して制御することが強く求められている。 However, when the position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position, there is a problem that the fluctuation of the diameter measurement value becomes large due to the change in the position of the diameter measurement line. During the single crystal pulling process, the crystal pulling speed is controlled based on the measurement result of the crystal diameter, and if the crystal pulling speed is not strictly controlled to stabilize the crystal thermal history, a high quality single crystal can be produced. Since the yield cannot be increased, it is strongly required to accurately measure and control the crystal diameter.

したがって、本発明の目的は、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの位置を変化させたとしても直径計測値の変動を小さくすることが可能な単結晶の製造方法及び装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a method and apparatus for producing a single crystal capable of reducing fluctuations in the diameter measurement value even if the position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position. Is to provide.

本願発明者は、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの位置を変化させる場合に直径計測値の変動が大きくなる原因について鋭意検討を重ねた結果、直径計測値が変動するタイミングは、直径計測ラインの位置が変化したタイミングと一致しており、このタイミングで得られた直径計測値を補正することで直径計測値の変動を低減できることを見出した。 The inventor of the present application has diligently studied the cause of the large fluctuation of the diameter measurement value when the position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change of the liquid level position, and as a result, the diameter measurement value fluctuates. It was found that the timing coincides with the timing when the position of the diameter measurement line changes, and that the fluctuation of the diameter measurement value can be reduced by correcting the diameter measurement value obtained at this timing.

本発明はこのような技術的知見に基づくものであり、本発明による単結晶の製造方法は、ルツボ内の融液から単結晶を引き上げるチョクラルスキー法による単結晶の製造方法であって、前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するステップと、撮影した画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求めるステップと、前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップと、前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正するステップとを備えることを特徴とする。 The present invention is based on such technical knowledge, and the method for producing a single crystal according to the present invention is a method for producing a single crystal by the Czochralski method in which the single crystal is pulled up from the melt in the rutsubo. The position of the two intersections of the step of photographing the boundary between the single crystal and the melt, the at least one diameter measurement line set in the horizontal direction in the photographed image, and the fusion ring appearing at the boundary, and the above. A step of obtaining the diameter of the single crystal from the center position of the fusion ring, a step of changing the vertical position of the diameter measurement line in the photographed image according to a change in the liquid level position of the melt, and the diameter. A step of correcting the second diameter measurement value of the single crystal based on the first and second diameter measurement values of the single crystal obtained at positions before and after the position of the measurement line changes is provided. It is characterized by.

本発明によれば、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させた場合に生じる直径計測値の変動を抑えることができる。したがって、取得する結晶直径の安定性を向上させることができ、高品質な単結晶の製造歩留まりを高めることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress fluctuations in the diameter measurement value that occur when the vertical position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position. Therefore, the stability of the acquired crystal diameter can be improved, and the production yield of a high-quality single crystal can be increased.

本発明において、前記第2の直径計測値を補正するステップは、前記第1の直径計測値に対する前記第2の直径計測値の比を補正係数として算出するステップと、前記第2の直径計測値に前記補正係数を乗算するステップとを含むことが好ましい。これによれば、簡単な演算により結晶直径の計測値を補正することができる。 In the present invention, the step of correcting the second diameter measurement value includes a step of calculating the ratio of the second diameter measurement value to the first diameter measurement value as a correction coefficient and the second diameter measurement value. It is preferable to include a step of multiplying the correction coefficient. According to this, the measured value of the crystal diameter can be corrected by a simple calculation.

本発明において、前記単結晶の直径を求めるステップは、前記撮影画像中に設定した複数の直径計測ラインを用いて前記単結晶の複数の直径計測値を同時に算出し、前記直径計測ラインの垂直方向の位置を移動させるステップは、前記複数の直径計測ラインを垂直方向に平行移動させることが好ましい。これによれば、直径計測値の信頼性を高めることができる。 In the present invention, in the step of obtaining the diameter of the single crystal, a plurality of diameter measurement values of the single crystal are simultaneously calculated using a plurality of diameter measurement lines set in the captured image, and the vertical direction of the diameter measurement line is calculated. In the step of moving the position of, it is preferable to move the plurality of diameter measurement lines in parallel in the vertical direction. According to this, the reliability of the diameter measurement value can be improved.

本発明において、前記第1の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化する前に当該直径計測ラインから求めた値であり、前記第2の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化した後に当該直径計測ラインから求めた値であることが好ましい。これによれば、1本の直径計測ラインを用いて結晶直径の算出及び補正を行うことができる。 In the present invention, the first diameter measurement value is a value obtained from the diameter measurement line before the position of the diameter measurement line changes, and the second diameter measurement value is the position of the diameter measurement line. Is preferably a value obtained from the diameter measurement line after the change. According to this, the crystal diameter can be calculated and corrected using one diameter measurement line.

本発明において、前記撮影画像は垂直方向に連続する第1乃至第3の画素列を含み、前記複数の直径計測ラインは、前記第1の画素列に設定した第1の直径計測ラインと、前記第1の画素列に隣接する前記第2の画素列に設定した第2の直径計測ラインとを含み、前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップでは、前記第1及び第2の直径計測ラインを前記第2の画素列及び前記第2の画素列に隣接する前記第3の画素列にそれぞれ移動させ、前記第1の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第1の直径計測ラインから求めた値であり、前記第2の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第2の直径計測ラインからを求めた値であることが好ましい。これによれば、同時に求めた2つの直径計測値を用いて結晶直径の補正量を正確に求めることができる。 In the present invention, the captured image includes first to third pixel sequences that are continuous in the vertical direction, and the plurality of diameter measurement lines are the first diameter measurement line set in the first pixel sequence and the said. In the step of changing the vertical position of the diameter measurement line including the second diameter measurement line set in the second pixel row adjacent to the first pixel row, the first and second diameters are included. The measurement line was moved to the second pixel row and the third pixel row adjacent to the second pixel row, respectively, and the position of the plurality of diameter measurement lines was changed in the first diameter measurement value. It is a value later obtained from the first diameter measurement line, and the second diameter measurement value is a value obtained from the second diameter measurement line after the positions of the plurality of diameter measurement lines have changed. Is preferable. According to this, the correction amount of the crystal diameter can be accurately obtained by using the two diameter measurement values obtained at the same time.

本発明による単結晶の製造方法は、前記融液の上方に配置された熱遮蔽体と前記融液との間のギャップを徐々に拡大又は縮小させるギャップ可変制御ステップを有し、前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップは、前記ギャップ可変制御ステップによる前記液面位置の変化に合わせて、前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させることが好ましい。この場合において、本発明による単結晶の製造方法は、前記ギャップを一定に制御するギャップ一定制御ステップを有していてもよい。これによれば、単結晶をそのトップからボトムまで安定的に引き上げることができ、高品質な単結晶の製造歩留まりを高めることができる。 The method for producing a single crystal according to the present invention includes a gap variable control step for gradually expanding or contracting a gap between a heat shield arranged above the melt and the melt, and the diameter measurement line. In the step of changing the vertical position of the above, it is preferable to change the vertical position of the diameter measurement line in the captured image in accordance with the change of the liquid level position by the gap variable control step. In this case, the method for producing a single crystal according to the present invention may have a gap constant control step for controlling the gap to be constant. According to this, the single crystal can be stably pulled up from the top to the bottom, and the production yield of the high quality single crystal can be increased.

また、本発明による単結晶製造装置は、融液を支持するルツボと、前記融液を加熱するヒータと、前記融液から単結晶を引き上げる引き上げ軸と、前記ルツボを昇降駆動するルツボ昇降機構と、前記ルツボ内の前記融液から単結晶を引き上げる結晶引き上げ機構と、前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するカメラと、前記カメラで撮影した画像を処理する画像処理部と、前記ヒータ、前記引き上げ軸及び前記ルツボ昇降機構を制御する制御部とを備え、前記画像処理部は、撮影画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求め、前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させ、前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正することを特徴とする。 Further, the single crystal manufacturing apparatus according to the present invention includes a crucible that supports the melt, a heater that heats the melt, a pull-up shaft that pulls the single crystal from the melt, and a crucible elevating mechanism that drives the crucible up and down. A crystal pulling mechanism for pulling a single crystal from the melt in the crucible, a camera for photographing the boundary between the single crystal and the melt, an image processing unit for processing an image taken by the camera, and the above. The image processing unit includes a heater, a pull-up shaft, and a control unit for controlling the crucible elevating mechanism, and the image processing unit includes at least one diameter measurement line set in the horizontal direction in the captured image and a fusion ring appearing at the boundary portion. The diameter of the single crystal is obtained from the positions of the two intersections and the center position of the fusion ring, and the vertical position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position of the melt. Then, the second diameter measurement value of the single crystal is corrected based on the first and second diameter measurement values of the single crystal obtained at the positions before and after the position of the diameter measurement line changes. It is characterized by.

本発明によれば、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させた場合に生じる直径計測値の変動を抑えることができる。したがって、取得する結晶直径の安定性を向上させることができ、高品質な単結晶の製造歩留まりを高めることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress fluctuations in the diameter measurement value that occur when the vertical position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position. Therefore, the stability of the acquired crystal diameter can be improved, and the production yield of a high-quality single crystal can be increased.

本発明によれば、液面位置の変化に合わせて撮影画像中の直径計測ラインの位置を変化させたとしても直径計測値の変動を小さくすることが可能な単結晶の製造方法及び装置を提供することにある。 According to the present invention, there is provided a method and an apparatus for manufacturing a single crystal capable of reducing the fluctuation of the diameter measurement value even if the position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change of the liquid level position. To do.

図1は、本発明の実施の形態による単結晶製造装置の構成を模式的に示す側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、シリコン単結晶3の製造工程を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of the silicon single crystal 3. 図3は、シリコン単結晶インゴットの形状を示す略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a silicon single crystal ingot. 図4は、V/Gと結晶欠陥の種類及び分布との一般的な関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a general relationship between V / G and the type and distribution of crystal defects. 図5は、結晶引き上げ工程中のギャッププロファイルと結晶欠陥分布との関係を説明するための模式図であって、従来のギャップ一定制御の場合を示している。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the gap profile and the crystal defect distribution during the crystal pulling process, and shows the case of the conventional constant gap control. 図6は、結晶引き上げ工程中のギャッププロファイルと結晶欠陥分布との関係を説明するための模式図であって、本発明のギャップ可変制御の場合を示している。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the relationship between the gap profile and the crystal defect distribution during the crystal pulling step, and shows the case of the gap variable control of the present invention. 図7は、カメラ20で撮影される単結晶3と融液2との境界部の画像を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing an image of the boundary between the single crystal 3 and the melt 2 taken by the camera 20. 図8は、フュージョンリング4の直径Rを算出する方法を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the diameter R of the fusion ring 4. 図9は、直径計測ラインの位置の変化と結晶直径の計測値との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the change in the position of the diameter measurement line and the measured value of the crystal diameter. 図10は、直径計測ラインの位置が変化した直後に求められた結晶直径の計測値の補正方法を説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of correcting the measured value of the crystal diameter obtained immediately after the position of the diameter measuring line is changed. 図11は、本発明の第2の実施の形態による結晶直径の計測値の補正方法を説明するための模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method of correcting the measured value of the crystal diameter according to the second embodiment of the present invention. 図12は、比較例及び実施例によるシリコン単結晶の直径計測結果を示すグラフであり、(a)は比較例、(b)は実施例をそれぞれ示している。12A and 12B are graphs showing the diameter measurement results of a silicon single crystal according to Comparative Examples and Examples, in which FIG. 12A shows Comparative Examples and FIG. 12B shows Examples.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の形態による単結晶製造装置の構成を模式的に示す側面断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、単結晶製造装置1は、水冷式のチャンバー10と、チャンバー10内においてシリコン融液2を保持する石英ルツボ11と、石英ルツボ11を保持する黒鉛ルツボ12と、黒鉛ルツボ12を支持する回転シャフト13と、回転シャフト13及び黒鉛ルツボ12介して石英ルツボ11を回転及び昇降駆動するルツボ駆動機構14と、黒鉛ルツボ12の周囲に配置されたヒータ15と、ヒータ15の外側であってチャンバー10の内面に沿って配置された断熱材16と、石英ルツボ11の上方に配置された熱遮蔽体17と、石英ルツボ11の上方であって回転シャフト13と同軸上に配置された結晶引き上げ軸であるワイヤー18と、チャンバー10の上方に配置された結晶引き上げ機構19と、チャンバー10内を撮影するカメラ20と、カメラ20の撮影画像を処理する画像処理部21と、単結晶製造装置1内の各部を制御する制御部22とを備えている。 As shown in FIG. 1, the single crystal manufacturing apparatus 1 includes a water-cooled chamber 10, a quartz crucible 11 that holds a silicon melt 2 in the chamber 10, a graphite crucible 12 that holds a quartz crucible 11, and a graphite crucible. A rotating shaft 13 that supports 12, a crucible drive mechanism 14 that rotates and moves the quartz crucible 11 up and down via the rotating shaft 13 and the graphite crucible 12, a heater 15 arranged around the graphite crucible 12, and the outside of the heater 15. The heat insulating material 16 arranged along the inner surface of the chamber 10, the heat shield 17 arranged above the quartz crucible 11, and the heat shield 17 arranged above the quartz crucible 11 and coaxially with the rotating shaft 13. A wire 18 which is a crucible pulling shaft, a crystal pulling mechanism 19 arranged above the chamber 10, a camera 20 for photographing the inside of the chamber 10, an image processing unit 21 for processing the captured image of the camera 20, and a single crystal. It includes a control unit 22 that controls each unit in the manufacturing apparatus 1.

チャンバー10は、メインチャンバー10aと、メインチャンバー10aの上部開口に連結された細長い円筒状のプルチャンバー10bとで構成されており、石英ルツボ11、黒鉛ルツボ12、ヒータ15及び熱遮蔽体17はメインチャンバー10a内に設けられている。プルチャンバー10bにはチャンバー10内にアルゴンガス等の不活性ガス(パージガス)やドーパントガスを導入するためのガス導入口10cが設けられており、メインチャンバー10aの下部にはチャンバー10内の雰囲気ガスを排出するためのガス排出口10dが設けられている。また、メインチャンバー10aの上部には覗き窓10eが設けられており、シリコン単結晶3の育成状況を覗き窓10eから観察可能である。 The chamber 10 is composed of a main chamber 10a and an elongated cylindrical pull chamber 10b connected to the upper opening of the main chamber 10a, and the quartz crucible 11, the graphite crucible 12, the heater 15 and the heat shield 17 are the main chambers 10. It is provided in the chamber 10a. The pull chamber 10b is provided with a gas introduction port 10c for introducing an inert gas (purge gas) such as argon gas or a dopant gas into the chamber 10, and an atmospheric gas in the chamber 10 is provided below the main chamber 10a. A gas discharge port 10d for discharging the gas is provided. Further, a viewing window 10e is provided in the upper part of the main chamber 10a, and the growing state of the silicon single crystal 3 can be observed from the viewing window 10e.

石英ルツボ11は、円筒状の側壁部と湾曲した底部とを有する石英ガラス製の容器である。黒鉛ルツボ12は、加熱によって軟化した石英ルツボ11の形状を維持するため、石英ルツボ11の外表面に密着して石英ルツボ11を包むように保持する。石英ルツボ11及び黒鉛ルツボ12はチャンバー10内においてシリコン融液を支持する二重構造のルツボを構成している。 The quartz crucible 11 is a quartz glass container having a cylindrical side wall portion and a curved bottom portion. In order to maintain the shape of the quartz crucible 11 softened by heating, the graphite crucible 12 is held in close contact with the outer surface of the quartz crucible 11 so as to wrap the quartz crucible 11. The quartz crucible 11 and the graphite crucible 12 form a double-structured crucible that supports the silicon melt in the chamber 10.

黒鉛ルツボ12は回転シャフト13の上端部に固定されており、回転シャフト13の下端部はチャンバー10の底部を貫通してチャンバー10の外側に設けられたルツボ駆動機構14に接続されている。黒鉛ルツボ12、回転シャフト13及びルツボ駆動機構14は石英ルツボ11の回転機構及び昇降機構を構成している。ルツボ駆動機構14によって駆動される石英ルツボ11の回転及び昇降動作は制御部22によって制御される。 The graphite crucible 12 is fixed to the upper end of the rotary shaft 13, and the lower end of the rotary shaft 13 penetrates the bottom of the chamber 10 and is connected to the crucible drive mechanism 14 provided on the outside of the chamber 10. The graphite crucible 12, the rotating shaft 13, and the crucible driving mechanism 14 constitute a rotating mechanism and an elevating mechanism of the quartz crucible 11. The rotation and elevating operation of the quartz crucible 11 driven by the crucible drive mechanism 14 is controlled by the control unit 22.

ヒータ15は、石英ルツボ11内に充填されたシリコン原料を融解してシリコン融液2を生成すると共に、シリコン融液2の溶融状態を維持するために用いられる。ヒータ15はカーボン製の抵抗加熱式ヒータであり、黒鉛ルツボ12内の石英ルツボ11を取り囲むように設けられている。さらにヒータ15の外側には断熱材16がヒータ15を取り囲むように設けられており、これによりチャンバー10内の保温性が高められている。ヒータ15の出力は制御部22によって制御される。 The heater 15 is used to melt the silicon raw material filled in the quartz crucible 11 to generate the silicon melt 2 and to maintain the molten state of the silicon melt 2. The heater 15 is a carbon resistance heating type heater, and is provided so as to surround the quartz crucible 11 in the graphite crucible 12. Further, a heat insulating material 16 is provided on the outside of the heater 15 so as to surround the heater 15, thereby enhancing the heat retention in the chamber 10. The output of the heater 15 is controlled by the control unit 22.

熱遮蔽体17は、シリコン融液2の温度変動を抑制して結晶成長界面近傍に適切な熱分布を与えるとともに、ヒータ15及び石英ルツボ11からの輻射熱によるシリコン単結晶3の加熱を防止するために設けられている。熱遮蔽体17は略円筒状の黒鉛製の部材であり、シリコン単結晶3の引き上げ経路を除いたシリコン融液2の上方の領域を覆うように設けられている。 The heat shield 17 suppresses the temperature fluctuation of the silicon melt 2 to give an appropriate heat distribution in the vicinity of the crystal growth interface, and prevents the silicon single crystal 3 from being heated by the radiant heat from the heater 15 and the quartz crucible 11. It is provided in. The heat shield 17 is a member made of graphite having a substantially cylindrical shape, and is provided so as to cover the region above the silicon melt 2 excluding the pulling path of the silicon single crystal 3.

熱遮蔽体17の下端の開口の直径はシリコン単結晶3の直径よりも大きく、これによりシリコン単結晶3の引き上げ経路が確保されている。また熱遮蔽体17の下端部の外径は石英ルツボ11の口径よりも小さく、熱遮蔽体17の下端部は石英ルツボ11の内側に位置するので、石英ルツボ11のリム上端を熱遮蔽体17の下端よりも上方まで上昇させても熱遮蔽体17が石英ルツボ11と干渉することはない。 The diameter of the opening at the lower end of the heat shield 17 is larger than the diameter of the silicon single crystal 3, whereby the pulling path of the silicon single crystal 3 is secured. Further, since the outer diameter of the lower end of the heat shield 17 is smaller than the diameter of the quartz crucible 11 and the lower end of the heat shield 17 is located inside the quartz crucible 11, the upper end of the rim of the quartz crucible 11 is the heat shield 17. The heat shield 17 does not interfere with the quartz crucible 11 even if it is raised above the lower end of the quartz crucible.

シリコン単結晶3の成長と共に石英ルツボ11内の融液量は減少するが、融液面と熱遮蔽体17との間隔(ギャップ)が一定になるように石英ルツボ11を上昇させることにより、シリコン融液2の温度変動を抑制すると共に、融液面近傍を流れるガスの流速を一定にしてシリコン融液2からのドーパントの蒸発量を制御する。このようなギャップ制御により、シリコン単結晶3の引き上げ軸方向の結晶欠陥分布、酸素濃度分布、抵抗率分布等の安定性を向上させることができる。 Although the amount of melt in the quartz rut 11 decreases as the silicon single crystal 3 grows, silicon is raised by raising the quartz rut 11 so that the distance (gap) between the melt surface and the heat shield 17 becomes constant. While suppressing the temperature fluctuation of the melt 2, the evaporation amount of the dopant from the silicon melt 2 is controlled by keeping the flow velocity of the gas flowing near the melt surface constant. By such gap control, it is possible to improve the stability of the crystal defect distribution, the oxygen concentration distribution, the resistivity distribution, etc. in the pull-up axial direction of the silicon single crystal 3.

石英ルツボ11の上方には、シリコン単結晶3の引き上げ軸であるワイヤー18と、ワイヤー18を巻き取ることによってシリコン単結晶3を引き上げる結晶引き上げ機構19が設けられている。結晶引き上げ機構19はワイヤー18と共にシリコン単結晶3を回転させる機能を有している。結晶引き上げ機構19は制御部22によって制御される。結晶引き上げ機構19はプルチャンバー10bの上方に配置されており、ワイヤー18は結晶引き上げ機構19からプルチャンバー10b内を通って下方に延びており、ワイヤー18の先端部はメインチャンバー10aの内部空間まで達している。図1には、育成途中のシリコン単結晶3がワイヤー18に吊設された状態が示されている。シリコン単結晶3の引き上げ時には石英ルツボ11とシリコン単結晶3とをそれぞれ回転させながらワイヤー18を徐々に引き上げることによりシリコン単結晶3を成長させる。結晶引き上げ速度は制御部22によって制御される。 Above the quartz crucible 11, a wire 18 which is a pulling shaft of the silicon single crystal 3 and a crystal pulling mechanism 19 which pulls up the silicon single crystal 3 by winding the wire 18 are provided. The crystal pulling mechanism 19 has a function of rotating the silicon single crystal 3 together with the wire 18. The crystal pulling mechanism 19 is controlled by the control unit 22. The crystal pulling mechanism 19 is arranged above the pull chamber 10b, the wire 18 extends downward from the crystal pulling mechanism 19 through the inside of the pull chamber 10b, and the tip of the wire 18 extends to the internal space of the main chamber 10a. Has reached. FIG. 1 shows a state in which the silicon single crystal 3 being grown is suspended from the wire 18. When pulling up the silicon single crystal 3, the silicon single crystal 3 is grown by gradually pulling up the wire 18 while rotating the quartz crucible 11 and the silicon single crystal 3, respectively. The crystal pulling speed is controlled by the control unit 22.

チャンバー10の外側にはカメラ20が設置されている。カメラ20は例えばCCDカメラであり、チャンバー10に形成された覗き窓10eを介してチャンバー10内を撮影する。カメラ20の設置角度は鉛直方向に対して所定の角度をなしており、カメラ20はシリコン単結晶3の引き上げ軸に対して傾斜した光軸を有する。すなわち、カメラ20は、熱遮蔽体17の円形の開口及びシリコン融液2の液面を含む石英ルツボ11の上面領域を斜め上方から撮影する。 A camera 20 is installed outside the chamber 10. The camera 20 is, for example, a CCD camera, and photographs the inside of the chamber 10 through the viewing window 10e formed in the chamber 10. The installation angle of the camera 20 is a predetermined angle with respect to the vertical direction, and the camera 20 has an optical axis inclined with respect to the pulling axis of the silicon single crystal 3. That is, the camera 20 photographs the upper surface region of the quartz crucible 11 including the circular opening of the heat shield 17 and the liquid level of the silicon melt 2 from diagonally above.

カメラ20は、画像処理部21に接続されており、画像処理部21は制御部22に接続される。画像処理部21は、カメラ20の撮影画像に写る単結晶の輪郭パターンから固液界面近傍における結晶直径を算出し、また撮影画像中の融液面に映り込んだ熱遮蔽体17の鏡像の位置から熱遮蔽体17から液面位置までの距離であるギャップ(Gap)を算出する。ノイズの影響を除去するため、実際のギャップ制御に用いるギャップ計測値としては複数の計測値の移動平均値を用いることが好ましい。 The camera 20 is connected to the image processing unit 21, and the image processing unit 21 is connected to the control unit 22. The image processing unit 21 calculates the crystal diameter in the vicinity of the solid-liquid interface from the contour pattern of the single crystal captured in the captured image of the camera 20, and the position of the mirror image of the heat shield 17 reflected on the melt surface in the captured image. The gap (Gap), which is the distance from the heat shield 17 to the liquid level position, is calculated from. In order to eliminate the influence of noise, it is preferable to use a moving average value of a plurality of measured values as the gap measured value used for the actual gap control.

熱遮蔽体17の鏡像の位置からギャップを算出する方法は特に限定されないが、例えば熱遮蔽体17の鏡像の位置とギャップとの関係を直線近似することにより得られる換算式を予め用意しておき、結晶引き上げ工程中はこの換算式に熱遮蔽体の鏡像の位置を代入することによりギャップを求めることができる。また、撮影画像に写る熱遮蔽体17の実像と鏡像との位置関係からギャップを幾何学的に算出することも可能である。 The method of calculating the gap from the position of the mirror image of the heat shield 17 is not particularly limited, but for example, a conversion formula obtained by linearly approximating the relationship between the position of the mirror image of the heat shield 17 and the gap is prepared in advance. During the crystal pulling process, the gap can be obtained by substituting the position of the mirror image of the heat shield into this conversion formula. It is also possible to geometrically calculate the gap from the positional relationship between the real image and the mirror image of the heat shield 17 reflected in the photographed image.

制御部22は、カメラ20の撮影画像から得られた結晶直径データに基づいて結晶引き上げ速度を制御することにより結晶直径を制御する。具体的には、結晶直径の計測値が狙いの直径よりも大きい場合には結晶引き上げ速度を大きくし、狙いの直径よりも小さい場合には引き上げ速度を小さくする。また制御部22は、結晶引き上げ機構19のセンサから得られたシリコン単結晶3の結晶長データと、カメラ20の撮影画像から得られた結晶直径データに基づいて、石英ルツボ11の移動量(ルツボ上昇速度)を制御する。 The control unit 22 controls the crystal diameter by controlling the crystal pulling speed based on the crystal diameter data obtained from the image captured by the camera 20. Specifically, when the measured value of the crystal diameter is larger than the target diameter, the crystal pulling speed is increased, and when it is smaller than the target diameter, the pulling speed is decreased. Further, the control unit 22 moves the quartz crucible 11 (crucible) based on the crystal length data of the silicon single crystal 3 obtained from the sensor of the crystal pulling mechanism 19 and the crystal diameter data obtained from the image taken by the camera 20. Ascending speed) is controlled.

図2は、シリコン単結晶3の製造工程を示すフローチャートである。また、図3は、シリコン単結晶インゴットの形状を示す略断面図である。 FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of the silicon single crystal 3. Further, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the silicon single crystal ingot.

図2に示すように、本実施形態によるシリコン単結晶3の製造工程は、石英ルツボ11内のシリコン原料をヒータ15で加熱してシリコン融液2を生成する原料融解工程S11と、ワイヤー18の先端部に取り付けられた種結晶を降下させてシリコン融液2に着液させる着液工程S12と、シリコン融液2との接触状態を維持しながら種結晶を徐々に引き上げて単結晶を育成する結晶引き上げ工程(S13〜S16)を有している。 As shown in FIG. 2, the manufacturing process of the silicon single crystal 3 according to the present embodiment includes the raw material melting step S11 in which the silicon raw material in the quartz rut 11 is heated by the heater 15 to generate the silicon melt 2, and the wire 18 A single crystal is grown by gradually pulling up the seed crystal while maintaining the contact state between the liquid landing step S12 in which the seed crystal attached to the tip is lowered and landed on the silicon melt 2 and the silicon melt 2. It has a crystal pulling step (S13 to S16).

結晶引き上げ工程では、無転位化のために結晶直径が細く絞られたネック部3aを形成するネッキング工程S13と、結晶成長と共に結晶直径が徐々に増加したショルダー部3bを形成するショルダー部育成工程S14と、一定の結晶直径に維持されたボディ部3cを形成するボディ部育成工程S15と、結晶成長と共に結晶直径が徐々に減少したテール部3dを形成するテール部育成工程S16とが順に実施される。 In the crystal pulling step, a necking step S13 for forming a neck portion 3a whose crystal diameter is narrowed to eliminate dislocations and a shoulder portion growing step S14 for forming a shoulder portion 3b whose crystal diameter gradually increases as the crystal grows. The body portion growing step S15 for forming the body portion 3c maintained at a constant crystal diameter and the tail portion growing step S16 for forming the tail portion 3d whose crystal diameter gradually decreases with crystal growth are sequentially carried out. ..

その後、シリコン単結晶3を融液面から切り離して冷却を促進させる冷却工程S17が実施される。以上により、図3に示すようなネック部3a、ショルダー部3b、ボディ部3c及びテール部3dを有するシリコン単結晶インゴット3Iが完成する。 After that, a cooling step S17 is performed in which the silicon single crystal 3 is separated from the melt surface to promote cooling. As described above, the silicon single crystal ingot 3I having the neck portion 3a, the shoulder portion 3b, the body portion 3c, and the tail portion 3d as shown in FIG. 3 is completed.

シリコン単結晶3に含まれる結晶欠陥の種類や分布は、結晶引き上げ速度Vと結晶内温度勾配Gとの比V/Gに依存するため、シリコン単結晶3中の結晶品質を制御するためにはV/Gを制御する必要がある。 Since the type and distribution of crystal defects contained in the silicon single crystal 3 depend on the ratio V / G of the crystal pulling rate V and the intra-crystal temperature gradient G, it is necessary to control the crystal quality in the silicon single crystal 3. It is necessary to control V / G.

図4は、V/Gと結晶欠陥の種類及び分布との一般的な関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a general relationship between V / G and the type and distribution of crystal defects.

図4に示すように、V/Gが大きい場合には空孔が過剰となり、空孔の凝集体であるボイド欠陥(COP)が発生する。一方、V/Gが小さい場合には格子間シリコン原子が過剰となり、格子間シリコンの凝集体である転位クラスターが発生する。さらに、COPが発生する領域と転位クラスターが発生する領域との間には、V/Gが大きいほうから順に、OSF領域、Pv領域、Pi領域の三つの領域が存在する。シリコン単結晶が無欠陥結晶であると言うためには、引き上げ軸方向と直交するシリコン単結晶の断面内の全面が無欠陥領域であることが必要である。ここで「無欠陥領域」とは、COPや転位クラスターなどのGrown−in欠陥を含まず、且つ、評価熱処理後にOSFリングが発生しない領域のことを言い、Pv領域又はPi領域であることを言う。 As shown in FIG. 4, when the V / G is large, the voids become excessive, and void defects (COP), which are aggregates of the voids, occur. On the other hand, when the V / G is small, the interstitial silicon atoms become excessive, and dislocation clusters, which are aggregates of interstitial silicon, are generated. Further, between the region where COP is generated and the region where dislocation clusters are generated, there are three regions, an OSF region, a Pv region, and a Pi region, in descending order of V / G. In order to say that the silicon single crystal is a defect-free crystal, it is necessary that the entire cross section of the silicon single crystal orthogonal to the pull-up axial direction is a defect-free region. Here, the “defect-free region” refers to a region that does not contain Green-in defects such as COP and dislocation clusters and that does not generate OSF ring after the evaluation heat treatment, and is a Pv region or a Pi region. ..

結晶引き上げ速度Vを制御してPv領域又はPi領域からなる無欠陥結晶を高い歩留まりで育成するためには、PvPiマージンができるだけ広いことが好ましい。ここでPvPiマージンとは、広義には、シリコン単結晶3中の任意の領域をPv領域又はPi領域とすることができる結晶引き上げ速度Vの許容幅のことを言い、狭義には、引き上げ軸方向と直交するシリコン単結晶の断面内のPvPiマージンの最小値(PvPi面内マージン)のことを言う。通常、結晶内温度勾配Gは一定であるため、PvPiマージンは図4におけるPv−OSF境界からPi−転位クラスター境界までのV/Gの幅の広さである。 In order to grow a defect-free crystal composed of a Pv region or a Pi region with a high yield by controlling the crystal pulling speed V, it is preferable that the PvPi margin is as wide as possible. Here, the PvPi margin means a permissible width of a crystal pulling speed V in which an arbitrary region in the silicon single crystal 3 can be a Pv region or a Pi region in a broad sense, and in a narrow sense, a pulling axial direction. It refers to the minimum value (PvPi in-plane margin) of the PvPi margin in the cross section of the silicon single crystal orthogonal to. Since the intra-crystal temperature gradient G is usually constant, the PvPi margin is the width of V / G from the Pv-OSF boundary to the Pi-dislocation cluster boundary in FIG.

シリコン単結晶3の直径制御は主に結晶引き上げ速度Vを調整することにより行われ、直径変動を抑えるために結晶引き上げ速度Vを適宜変化させているため、引き上げ速度Vの変動を完全になくすことはできない。そのため、速度変動をある程度許容するPvPiマージンが必要となる。 The diameter of the silicon single crystal 3 is mainly controlled by adjusting the crystal pulling speed V, and since the crystal pulling speed V is appropriately changed in order to suppress the diameter fluctuation, the fluctuation of the pulling speed V should be completely eliminated. Can't. Therefore, a PvPi margin that allows speed fluctuation to some extent is required.

一方、V/Gと結晶欠陥の種類及び分布は、結晶を取り巻く炉内熱環境、すなわち、ホットゾーンの影響を強く受けるため、結晶引き上げ工程の進行に伴ってホットゾーンが変化した場合には、たとえギャップを一定の距離に維持したとしても所望のPvPi面内マージンを確保することができない場合がある。例えば、図1に示すボディ部育成工程S15の中盤では、シリコン融液の上方の空間に十分な長さの単結晶インゴットが存在しているのに対し、ボディ部育成工程S15の開始時にはそのような単結晶インゴットが存在しないため、たとえ熱遮蔽体17が設けられていたとしても空間内の熱分布は多少異なるものとなる。またボディ部育成工程S15の終盤では、ルツボ内のシリコン融液2の減少に伴うシリコン融液の固化を防止するためヒータ15の出力を増加させるため、これにより、結晶周囲の熱分布も変化する。このようにホットゾーンが変化している場合には、ギャップを一定の距離に維持したとしても結晶中の熱履歴が変化するため、結晶欠陥の面内分布を一定に維持することができない。 On the other hand, the types and distribution of V / G and crystal defects are strongly influenced by the thermal environment in the furnace surrounding the crystal, that is, the hot zone. Therefore, when the hot zone changes as the crystal pulling process progresses, the hot zone changes. Even if the gap is maintained at a constant distance, it may not be possible to secure the desired in-plane margin of PvPi. For example, in the middle part of the body portion growing step S15 shown in FIG. 1, a single crystal ingot of a sufficient length exists in the space above the silicon melt, whereas at the start of the body portion growing step S15, such a single crystal ingot exists. Since there is no single crystal ingot, the heat distribution in the space will be slightly different even if the heat shield 17 is provided. Further, at the final stage of the body portion growing step S15, the output of the heater 15 is increased in order to prevent the silicon melt from solidifying due to the decrease of the silicon melt 2 in the crucible, so that the heat distribution around the crystal also changes. .. When the hot zone changes in this way, even if the gap is maintained at a constant distance, the thermal history in the crystal changes, so that the in-plane distribution of crystal defects cannot be maintained constant.

そこで本実施形態では、シリコン単結晶インゴットのトップからボトムまでギャップを常に一定の距離に維持するのではなく、結晶成長段階に合わせてギャップを変化させる。このようにギャップを変化させることにより、インゴットのトップからボトムまで結晶欠陥の面内分布を狙い通りに制御することができ、PvPi面内マージンの低下を抑制して無欠陥結晶の製造歩留まりを向上させることができる。ギャップをどのように変化させればPvPi面内マージンの低下を抑制できるかは、ホットゾーンによって異なる。したがって、結晶のトップからボトムまで結晶欠陥の面内分布を一定にするためには、結晶引き上げ工程の進行に伴ってホットゾーンがどのように変化するかを考慮しながら、結晶成長段階に合わせたギャッププロファイルを適宜設定する必要がある。 Therefore, in the present embodiment, the gap is not always maintained at a constant distance from the top to the bottom of the silicon single crystal ingot, but the gap is changed according to the crystal growth stage. By changing the gap in this way, the in-plane distribution of crystal defects can be controlled as intended from the top to the bottom of the ingot, suppressing the decrease in the PvPi in-plane margin and improving the production yield of defect-free crystals. Can be made to. How the gap can be changed to suppress the decrease in the PvPi in-plane margin depends on the hot zone. Therefore, in order to make the in-plane distribution of crystal defects constant from the top to the bottom of the crystal, it was adjusted to the crystal growth stage while considering how the hot zone changes as the crystal pulling process progresses. It is necessary to set the gap profile appropriately.

図5及び図6は、結晶引き上げ工程中のギャッププロファイルと結晶欠陥分布との関係を説明するための模式図であって、図5は従来のギャップ一定制御の場合、図6は本発明のギャップ可変制御の場合をそれぞれ示している。 5 and 6 are schematic views for explaining the relationship between the gap profile and the crystal defect distribution during the crystal pulling process, and FIG. 5 shows the gap of the present invention in the case of conventional gap constant control. The case of variable control is shown respectively.

図5に示すように、結晶引き上げ工程中ギャップを常に一定の距離に維持するギャップ一定制御では、ホットゾーンが変化することにより結晶中の熱履歴が変化するため、結晶欠陥の面内分布を一定に維持することができない。すなわち、シリコン単結晶インゴット3Iのトップ(Top)、中央(Mid)、ボトム(Bot)において、結晶欠陥の面内分布が異なることにより、インゴット3Iの中央では所望のPvPi面内マージンを確保することができるが、インゴット3Iのトップとボトムでは所望のPvPi面内マージンを確保することができない。 As shown in FIG. 5, in the constant gap control in which the gap is always maintained at a constant distance during the crystal pulling process, the thermal history in the crystal changes due to the change in the hot zone, so that the in-plane distribution of crystal defects is constant. Cannot be maintained. That is, since the in-plane distribution of crystal defects is different at the top (Top), center (Mid), and bottom (Bot) of the silicon single crystal ingot 3I, a desired PvPi in-plane margin is secured at the center of the ingot 3I. However, the desired in-plane margin of PvPi cannot be secured at the top and bottom of the ingot 3I.

これに対し、本発明では、図6に示すように、結晶引き上げ工程の進行に合わせてギャップが段階的に狭くなるようにギャッププロファイルを設定する。特に本実施形態によるギャッププロファイルは、結晶引き上げ工程の開始時からギャップを一定に維持する第1のギャップ一定制御区間S1、ボディ部育成工程の前半に設けられギャップを徐々に低下させる第1のギャップ可変制御区間S2、ギャップを一定に維持する第2のギャップ一定制御区間S3、ボディ部育成工程の後半に設けられギャップを徐々に低下させる第2のギャップ可変制御区間S4、結晶引き上げ工程の終了までギャップを一定に維持する第3のギャップ一定制御区間S5がこの順で設けられている。このようなギャッププロファイルはホットゾーンの変化に合わせて設定され、これにより図示のようにインゴット3Iのトップからボトムまで結晶欠陥の面内分布を一定に維持して無欠陥結晶の製造歩留まりを高めることが可能となる。 On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 6, the gap profile is set so that the gap is gradually narrowed as the crystal pulling step progresses. In particular, the gap profile according to the present embodiment is a first gap constant control section S1 that keeps the gap constant from the start of the crystal pulling process, and a first gap that is provided in the first half of the body portion growing process and gradually reduces the gap. Variable control section S2, second gap constant control section S3 that keeps the gap constant, second gap variable control section S4 that is provided in the latter half of the body part growing process and gradually reduces the gap, until the end of the crystal pulling process A third gap constant control section S5 that keeps the gap constant is provided in this order. Such a gap profile is set according to changes in the hot zone, thereby maintaining a constant in-plane distribution of crystal defects from the top to the bottom of the Ingot 3I and increasing the production yield of defect-free crystals as shown in the figure. Is possible.

なお上記のギャッププロファイルは一例であって、結晶引き上げ工程の進行に合わせてギャップが段階的に狭くなるプロファイルに限定されない。したがって、例えば第1のギャップ可変制御区間S2でギャップを徐々に低下させ、第2のギャップ可変制御区間S4でギャップを徐々に増加させることも可能である。 The above gap profile is an example, and is not limited to a profile in which the gap gradually narrows as the crystal pulling process progresses. Therefore, for example, it is possible to gradually reduce the gap in the first gap variable control section S2 and gradually increase the gap in the second gap variable control section S4.

次に、シリコン単結晶3の直径計測方法について説明する。シリコン単結晶3の引き上げ工程中にその直径を制御するため、CCDカメラ20で単結晶3と融液面との境界部を撮影し、境界部に発生するフュージョンリングの中心位置及びフュージョンリングの2つの輝度ピーク間距離から単結晶3の直径を求める。また、融液2の液面位置を制御するため、フュージョンリングの中心位置から液面位置を求める。制御部22は、単結晶3の直径が狙いの直径となるようにワイヤー18の引き上げ速度、ヒータ15のパワー、石英ルツボ11の回転速度等の引き上げ条件を制御する。また制御部22は、液面位置が所望の位置となるように石英ルツボ11の上下方向の位置を制御する。 Next, a method for measuring the diameter of the silicon single crystal 3 will be described. In order to control the diameter of the silicon single crystal 3 during the pulling process, the boundary portion between the single crystal 3 and the melt surface is photographed by the CCD camera 20, and the center position of the fusion ring generated at the boundary portion and the fusion ring 2 The diameter of the single crystal 3 is obtained from the distance between the two luminance peaks. Further, in order to control the liquid level position of the melt 2, the liquid level position is obtained from the center position of the fusion ring. The control unit 22 controls the pulling conditions such as the pulling speed of the wire 18, the power of the heater 15, and the rotation speed of the quartz crucible 11 so that the diameter of the single crystal 3 becomes the target diameter. Further, the control unit 22 controls the vertical position of the quartz crucible 11 so that the liquid level position becomes a desired position.

図7は、カメラ20で撮影される単結晶3と融液2との境界部の画像を模式的に示す斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view schematically showing an image of the boundary between the single crystal 3 and the melt 2 taken by the camera 20.

図7に示すように、画像処理部21は、単結晶3と融液2との境界部に発生するフュージョンリング4の中心Cの座標位置とフュージョンリング4上の任意の一点の座標位置からフュージョンリング4の半径r及び直径R=2rを算出する。つまり、画像処理部21は、固液界面における単結晶3の直径Rを算出する。フュージョンリング4の中心Cの位置は、単結晶3の引き上げ軸の延長線5と融液面との交点である。 As shown in FIG. 7, the image processing unit 21 starts from the coordinate position of the center C 0 of the fusion ring 4 generated at the boundary between the single crystal 3 and the melt 2 and the coordinate position of an arbitrary point on the fusion ring 4. The radius r and the diameter R = 2r of the fusion ring 4 are calculated. That is, the image processing unit 21 calculates the diameter R of the single crystal 3 at the solid-liquid interface. The position of the center C 0 of the fusion ring 4 is the intersection of the extension line 5 of the pulling shaft of the single crystal 3 and the melt surface.

CCDカメラ20は、単結晶3と融液面との境界部を斜め上方から撮影するため、フュージョンリング4を真円として捉えることができない。しかし、CCDカメラ20が設計上の決められた位置に決められた角度で正確に設置されていれば、融液面に対する視認角度に基づいて略楕円状のフュージョンリング4を真円に補正することができ、補正されたフュージョンリング4からその直径を幾何学的に算出することが可能である。 Since the CCD camera 20 photographs the boundary between the single crystal 3 and the melt surface from diagonally above, the fusion ring 4 cannot be regarded as a perfect circle. However, if the CCD camera 20 is accurately installed at a predetermined position in the design and at a predetermined angle, the substantially elliptical fusion ring 4 is corrected to a perfect circle based on the viewing angle with respect to the melt surface. It is possible to geometrically calculate the diameter of the corrected fusion ring 4.

フュージョンリング4はメニスカスで反射した光によって形成されるリング状の高輝度領域であり、単結晶3の全周に発生するが、覗き窓10eから単結晶3の裏側のフュージョンリング4まで見ることはできない。また熱遮蔽体17の開口17aと単結晶3との間の隙間からフュージョンリング4を見るとき、単結晶3の直径が大きい場合には、視認方向の最も手前側(図7中下側)に位置するフュージョンリング4の一部も熱遮蔽体17の裏側に隠れてしまうため見ることができない。したがって、フュージョンリング4の視認できる部分は、視認方向から見て手前左側の一部4Lと手前右側の一部4Rだけである。本発明は、このようにフュージョンリング4の一部しか観察できない場合でもその一部からその直径を算出することが可能である。 The fusion ring 4 is a ring-shaped high-intensity region formed by the light reflected by the meniscus and occurs on the entire circumference of the single crystal 3, but it is not possible to see from the viewing window 10e to the fusion ring 4 on the back side of the single crystal 3. Can not. When the fusion ring 4 is viewed from the gap between the opening 17a of the heat shield 17 and the single crystal 3, if the diameter of the single crystal 3 is large, it is on the front side (lower side in FIG. 7) in the viewing direction. A part of the fusion ring 4 located is also hidden behind the heat shield 17, so that it cannot be seen. Therefore, the visible portion of the fusion ring 4 is only a part 4L on the front left side and a part 4R on the front right side when viewed from the viewing direction. According to the present invention, even when only a part of the fusion ring 4 can be observed in this way, the diameter thereof can be calculated from the part.

図8は、フュージョンリング4の直径Rを算出する方法を説明するための模式図である。 FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the diameter R of the fusion ring 4.

図8に示すように、フュージョンリング4の直径Rの算出では、CCDカメラ20で撮影した二次元画像中に直径計測ラインLを設定する。直径計測ラインLは、フュージョンリング4と2回交差し且つ引き上げ軸の延長線5と直交する直線である。直径計測ラインLはフュージョンリング4の中心Cよりも下側に設定される。なお撮影画像のY軸は引き上げ軸の延長線5と平行であり、X軸は引き上げ軸の延長線5と直交する方向に設定されている。なお、図5に示すフュージョンリング4は単結晶の外周と一致する理想的な形状とする。 As shown in FIG. 8, in the calculation of the diameter R of the fusion ring 4, to set the diameter measurement line L 1 in the two-dimensional images taken by the CCD camera 20. The diameter measurement line L 1 is a straight line that intersects the fusion ring 4 twice and is orthogonal to the extension line 5 of the pull-up shaft. The diameter measurement line L 1 is set below the center C 0 of the fusion ring 4. The Y-axis of the captured image is parallel to the extension line 5 of the pull-up axis, and the X-axis is set in a direction orthogonal to the extension line 5 of the pull-up axis. The fusion ring 4 shown in FIG. 5 has an ideal shape that matches the outer circumference of the single crystal.

撮影画像のXY座標の原点O(0,0)に対するフュージョンリング4の中心Cの座標を(x、y)とするとき、中心Cから直径計測ラインLまでの距離Y=(y−y)となる。なおフュージョンリング4の中心Cの位置は、例えば、フュージョンリングの2つの輝度ピーク間距離が最大となる水平方向の走査ラインと引き上げ軸との交点の位置とすることができる。 When the coordinates of the center C 0 of the fusion ring 4 with respect to the origin O (0, 0) of the XY coordinates of the captured image are (x 0 , y 0 ), the distance Y = (from the center C 0 to the diameter measurement line L 1). y 1 − y 0 ). The position of the center C 0 of the fusion ring 4 can be, for example, the position of the intersection of the horizontal scanning line and the pull-up axis that maximizes the distance between the two luminance peaks of the fusion ring.

次に、直径計測ラインLとフュージョンリング4との2つの交点P、P'を検出する。フュージョンリング4と直径計測ラインLとの一方の交点Pの座標を(x,y)とし、他方の交点P'の座標を(x',y)とする。フュージョンリング4と直径計測ラインLとの交点P、P'の概略位置は、直径計測ラインL上の輝度ピークの位置である。フュージョンリング4と直径計測ラインLとの交点P、P'の詳細位置については後述する。 Next, to detect the two intersection points P 1, P 1 'of the diameter measurement line L 1 and the fusion ring 4. One of the coordinate intersection P 1 of the fusion ring 4 and the diameter measurement line L 1 and (x 1, y 1), ' the coordinates (x 1' the other intersection P 1, y 1) and. Approximate position of the intersection point P 1, P 1 'of the fusion ring 4 and the diameter measurement line L 1 is the position of the brightness peak on the diameter measurement line L 1. It will be described in detail later position of intersection P 1, P 1 'of the fusion ring 4 and the diameter measurement line L 1.

そして、直径計測ラインL上の2つの交点P,P'間の距離X=(x'−x)とし、フュージョンリング4の直径をR、半径をr=R/2とするとき、(1)式が得られる。 Then, a '= the distance between X (x 1' 2 two intersections P 1, P 1 on the diameter measurement line L 1 -x 1), the diameter of the fusion ring 4 R, the radius r = R / 2 Then, equation (1) is obtained.

=(R/2)=(X/2)+Y ・・・(1) r 2 = (R / 2) 2 = (X / 2) 2 + Y 2 ... (1)

したがって、(1)式から、フュージョンリング4の直径Rは(2)式のようになる。 Therefore, from the equation (1), the diameter R of the fusion ring 4 becomes as in the equation (2).

R={X+4Y1/2 ・・・(2) R = {X 2 + 4Y 2 } 1/2 ... (2)

フュージョンリングは一定の幅を有する帯状の高輝度領域であるため、直径計測ラインLとの交点の座標を正確に求めるためにはフュージョンリング4をラインパターンとする必要がある。そのため、フュージョンリング4と直径計測ラインLとの交点の検出では、輝度の参照値を用いて撮影画像からフュージョンリング4のエッジパターンを検出し、このエッジパターンと直径計測ラインとの交点をフュージョンリング4の交点とする。フュージョンリング4のエッジパターンは、輝度の参照値と一致する輝度を持つ画素で構成されるパターンである。エッジパターンを定義するために用いる輝度の参照値は、撮影画像中の最高輝度に所定の係数(例えば0.8)を乗じた値とすることができる。 Because fusion ring is a high-luminance region of the strip having a constant width, in order to accurately calculate the coordinates of an intersection between the diameter measurement line L 1 has to be a fusion ring 4 with the line pattern. Therefore, in the intersection of the detection of the fusion ring 4 and the diameter measurement line L 1, detects an edge pattern of fusion ring 4 from the captured image by using the reference value of the luminance, fusion the intersection of the edge pattern and diameter measurement line It is the intersection of rings 4. The edge pattern of the fusion ring 4 is a pattern composed of pixels having a brightness that matches the reference value of the brightness. The brightness reference value used to define the edge pattern can be a value obtained by multiplying the maximum brightness in the captured image by a predetermined coefficient (for example, 0.8).

液面位置を変化させるギャップ可変制御では、固液界面に発生するフュージョンリングの撮影画像内の位置も垂直方向に変化するので、直径計測ラインの垂直方向の位置が固定されている場合には、直径計測ラインに対するフュージョンリングの位置が相対的に変化し、両者の交点の位置も変化する。しかし上記のように、液面位置の変化に合わせて直径計測ラインとフュージョンリングとの交点の位置が変化すると直径計測誤差が生じやすい。そこで本実施形態においては、直径計測ラインを液面位置の変化に追従させるとともに、カメラから計測対象までの距離変化分を直径計測結果に反映させて直径計測誤差を最小限に抑える制御が行われる。 In the variable gap control that changes the liquid level position, the position of the fusion ring generated at the solid-liquid interface in the captured image also changes in the vertical direction. Therefore, if the vertical position of the diameter measurement line is fixed, The position of the fusion ring relative to the diameter measurement line changes, and the position of the intersection of the two also changes. However, as described above, if the position of the intersection of the diameter measurement line and the fusion ring changes according to the change in the liquid level position, a diameter measurement error is likely to occur. Therefore, in the present embodiment, the diameter measurement line is made to follow the change in the liquid level position, and the change in the distance from the camera to the measurement target is reflected in the diameter measurement result to minimize the diameter measurement error. ..

図9は、直径計測ラインの位置の変化と結晶直径の計測値との関係を示すグラフであり、横軸及び縦軸は、結晶長及び結晶直径を基準値からの相対値としてそれぞれ表示するものである。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the change in the position of the diameter measurement line and the measured value of the crystal diameter, and the horizontal axis and the vertical axis display the crystal length and the crystal diameter as relative values from the reference values, respectively. Is.

図9に示すように、結晶直径が一定となるように結晶引き上げ条件が制御されているとき、結晶直径は多少上下に変動しながらも概ね一定に維持されるが、直径計測ラインが変化した瞬間にマイナス側に大きく動く傾向が見られる。すなわち、液面位置の変化に合わせて直径計測ラインの位置が変化した直後に直径計測値の変動が大きくなっており、直径計測ラインの位置の変化の影響を受けていることが分かる。なお、直径計測ライン垂直位置は結晶長の増加と共に小さくなっているが、撮影画像の原点が上端に設定されていることから、これは液面位置の上昇に合わせて直径計測ラインが撮影画像の上方に移動していることを意味する。 As shown in FIG. 9, when the crystal pulling condition is controlled so that the crystal diameter becomes constant, the crystal diameter fluctuates slightly up and down but remains almost constant, but at the moment when the diameter measurement line changes. There is a tendency to move significantly to the minus side. That is, it can be seen that the fluctuation of the diameter measurement value becomes large immediately after the position of the diameter measurement line changes according to the change of the liquid level position, and is affected by the change of the position of the diameter measurement line. The vertical position of the diameter measurement line becomes smaller as the crystal length increases, but since the origin of the captured image is set at the upper end, this is because the diameter measurement line of the captured image is set as the liquid level rises. It means that it is moving upward.

上記のように直径計測値が変動する理由は、直径計測ラインの制御が撮影画像中の特定の一列を選択する非線形制御(ステップ制御)だからであると考えられる。液面位置の変化が連続的(線形)であるのに対し、直径計測ラインの変化はピクセル単位での不連続(非線形)な変化であるため、直径計測ラインの位置を1ピクセル分変化させた直後に結晶直径の計測結果が変動する。そこで、本実施形態では、直径計測ラインが変化したタイミングで結晶直径計測値を補正することにより直径計測値の変動を抑制する。 It is considered that the reason why the diameter measurement value fluctuates as described above is that the control of the diameter measurement line is a non-linear control (step control) that selects a specific row in the captured image. While the change in the liquid level position is continuous (linear), the change in the diameter measurement line is a discontinuous (non-linear) change in pixel units, so the position of the diameter measurement line was changed by one pixel. Immediately after, the measurement result of the crystal diameter fluctuates. Therefore, in the present embodiment, the fluctuation of the diameter measurement value is suppressed by correcting the crystal diameter measurement value at the timing when the diameter measurement line changes.

図10は、直径計測ラインの位置の変化に合わせて直径計測値を補正する方法を説明するための模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of correcting the diameter measurement value according to the change in the position of the diameter measurement line.

図10(a)に示すように、直径計測ラインLは水平方向に延びてフュージョンリング4の2点と交差している。この直径計測ラインLは1ピクセル分の画素列であり、その垂直方向の位置は、液面位置が1ピクセル分上昇(又は降下)したときに初めて1ピクセル分上方(又は下方)にシフトする。ここで、液面位置は連続的に変化するのに対し、直径計測ラインの変化は不連続(離散的)であり、ピクセル単位でしか動くことができない。 As shown in FIG. 10 (a), the diameter measurement line L 1 intersects the two points of fusion ring 4 extends in the horizontal direction. This diameter measurement line L 1 is a pixel array for one pixel, and its vertical position shifts upward (or downward) by one pixel only when the liquid level position rises (or falls) by one pixel. .. Here, while the liquid level position changes continuously, the change in the diameter measurement line is discontinuous (discrete) and can move only in pixel units.

図10(b)に示すように、液面位置が上方に移動してフュージョンリング4も破線の位置から実線の位置まで1ピクセル分移動したとき、直径計測ラインLの位置も破線の位置から実線の位置に変更される。下側の破線の直径計測ラインL1aは、位置変更前の直径計測ラインであり、上側の実線の直径計測ラインL1bは、位置変更後の直径計測ラインである。垂直方向の位置を変化させる直前の直径計測ラインである下側の直径計測ラインL1aに基づく結晶直径の計測値と、垂直方向の位置を1ピクセル分変化させた直後の直径計測ラインである上側の直径計測ラインL1bに基づく結晶直径の計測値は、本来ならばほぼ同じ位置のフュージョンリング4の結晶直径を測定していることから同じ値になるはずである。 As shown in FIG. 10 (b), when the liquid level position is moved by one pixel from the fusion ring 4 also dashed position to the solid line position moves upward, from even the position indicated by the broken line position of the diameter measurement line L 1 It is changed to the position of the solid line. The broken line diameter measurement line L 1a on the lower side is the diameter measurement line before the position change, and the solid diameter measurement line L 1b on the upper side is the diameter measurement line after the position change. The measured value of the crystal diameter based on the lower diameter measurement line L1a , which is the diameter measurement line immediately before changing the vertical position, and the upper side, which is the diameter measurement line immediately after changing the vertical position by 1 pixel. The measured value of the crystal diameter based on the diameter measurement line L1b of the above should be the same value because the crystal diameter of the fusion ring 4 at almost the same position is originally measured.

しかし、実際には両者の直径計測値にはずれが生じており、この計測値のずれが直径計測ラインLの位置を変更した直後の直径変動に影響を与えている。例えば液面位置が上昇した場合、実際の結晶直径は液面位置が上昇する前後で同じであったとしても、液面位置上昇後の結晶直径は上昇前よりも短く計測されてしまう。逆に、液面位置低下後の結晶直径は低下前よりも長く計測されてしまう。そこで本実施形態では、直径計測値のずれを補正するための補正係数を算出して結晶直径の計測値を補正する。 In practice, however, it has occurred out to the diameter measured values of both, the deviation of the measured value is affecting the diameter variations immediately after changing the position of the diameter measurement line L 1. For example, when the liquid level position rises, even if the actual crystal diameter is the same before and after the liquid level position rises, the crystal diameter after the liquid level position rises is measured shorter than before the rise. On the contrary, the crystal diameter after the liquid level position is lowered is measured longer than that before the liquid level is lowered. Therefore, in the present embodiment, the correction coefficient for correcting the deviation of the diameter measurement value is calculated to correct the crystal diameter measurement value.

垂直方向の位置を変化させる直前の結晶直径計測値DSbとし、直径計測ラインの位置を1ピクセル分変化させた直後の結晶直径計測値DSaとするとき、結晶直径の補正係数DPiは以下のようになる。
Pi=DSb÷DSa ・・・(3)
When the crystal diameter measurement value D Sb immediately before the vertical position is changed and the crystal diameter measurement value D Sa immediately after the diameter measurement line position is changed by 1 pixel, the crystal diameter correction coefficient D Pi is as follows. become that way.
D Pi = D Sb ÷ D Sa ... (3)

そして補正後の結晶直径DScは、現在の結晶直径Dに補正係数DPiを乗じた値であり、以下のようになる。
Sc=D×DPi ・・・(4)
The crystal diameter D Sc after correction is a value obtained by multiplying the correction coefficient D Pi on the current crystal diameter D S, as follows.
D Sc = D S × D Pi ··· (4)

以上のように、本実施形態によるシリコン単結晶の製造方法は、単結晶引き上げ工程中の固液界面に現れるフュージョンリングを撮影し、撮影画像中に設定した直径計測ラインとフュージョンリングとの2つの交点の位置から結晶直径を求める際に、融液の液面位置の変化に合わせて直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させ、直径計測ラインの位置が変化した直後に得られた結晶直径の計測値を補正するので、直径計測ラインの位置が変化した直後に発生する直径計測値の変動を抑えることができる。特に、直径計測値の補正では、直径計測ラインの位置を変化させる直前に求めた結晶直径の計測値に対する直径計測ラインの位置が変化した直後に求めた結晶直径の計測値の比を補正係数として求め、この補正係数を用いて位置変化後の結晶直径の計測値を補正するので、簡単な演算により結晶直径の計測値を補正することができる。したがって、ギャップ可変制御において取得される結晶直径の安定性を向上させることができ、結晶引き上げ速度を安定的に制御して高品質な単結晶の製造歩留まりを高めることができる。 As described above, in the method for producing a silicon single crystal according to the present embodiment, the fusion ring appearing at the solid-liquid interface during the single crystal pulling process is photographed, and the diameter measurement line and the fusion ring set in the photographed image are two. When determining the crystal diameter from the position of the intersection, the position of the diameter measurement line in the vertical direction is changed according to the change in the liquid level position of the melt, and the crystal diameter obtained immediately after the position of the diameter measurement line is changed. Since the measured value is corrected, it is possible to suppress the fluctuation of the diameter measured value that occurs immediately after the position of the diameter measuring line changes. In particular, in the correction of the diameter measurement value, the ratio of the measurement value of the crystal diameter obtained immediately after the position of the diameter measurement line is changed to the measurement value of the crystal diameter obtained immediately before changing the position of the diameter measurement line is used as the correction coefficient. Since the measured value of the crystal diameter after the position change is corrected by using this correction coefficient, the measured value of the crystal diameter can be corrected by a simple calculation. Therefore, the stability of the crystal diameter acquired by the variable gap control can be improved, and the crystal pulling speed can be stably controlled to increase the production yield of a high-quality single crystal.

図11は、本発明の第2の実施の形態による結晶直径の計測値の補正方法を説明するための模式図である。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method of correcting the measured value of the crystal diameter according to the second embodiment of the present invention.

図11に示すように、本実施形態による結晶直径の計測値の補正方法は、1本ではなく複数本(ここでは3本)の直径計測ラインを用いて複数の直径計測値を同時に求める点にある。また、複数の直径計測値の平均値が最終的な結晶直径の計測値として採用される。 As shown in FIG. 11, the method for correcting the measured value of the crystal diameter according to the present embodiment is to obtain a plurality of diameter measurement values at the same time by using a plurality of (here, three) diameter measurement lines instead of one. is there. Further, the average value of a plurality of diameter measurement values is adopted as the final crystal diameter measurement value.

本実施形態において、3本の直径計測ラインL、L、Lは垂直方向に連続しており、間隔を空けずに隣り合っている。ここで、3本の直径計測ラインL、L、Lは、撮影画像中の垂直方向に連続する画素列PL、PL、PL上にそれぞれ設定されているものとする。液面位置の変化に合わせて直径計測ラインL、L、Lを上方に1ピクセル分移動させる場合、3本の直径計測ラインL、L、Lは互いの位置関係を保ちながら一緒に変化し、これにより直径計測ラインL、L、Lは画素列PL、PL、PL上にそれぞれ移動する。つまり、直径計測ラインLは画素列PLからPLに移動し、直径計測ラインLは画素列PLからPLに移動し、直径計測ラインLは画素列PLからPLに移動する。 In the present embodiment, the three diameter measurement lines L 1 , L 2 , and L 3 are continuous in the vertical direction and are adjacent to each other without any gap. Here, it is assumed that the three diameter measurement lines L 1 , L 2 , and L 3 are set on the vertically continuous pixel trains PL 1 , PL 2 , and PL 3 in the captured image, respectively. If in accordance with the change in the liquid level position is moved by one pixel diameter measurement line L 1, L 2, L 3 above, three diameter measurement line L 1, L 2, L 3 keeps the mutual positional relationship However, they change together, so that the diameter measurement lines L 1 , L 2 , and L 3 move on the pixel trains PL 2 , PL 3 , and PL 4, respectively. That is, the diameter measurement line L 1 moves from the pixel row PL 1 to PL 2 , the diameter measurement line L 2 moves from the pixel row PL 2 to PL 3 , and the diameter measurement line L 2 moves from the pixel row PL 3 to PL 4 . Moving.

1本の直径計測ラインのみを用いて結晶直径の補正係数を算出する場合(図10参照)、直径計測ラインの位置が変化する前後に求めた直径計測値を用いて補正係数を算出する必要があった。しかし、隣り合う複数の直径計測ラインを使用する場合には、ある直径計測ラインを移動する前の当該位置に別の直径計測ラインが移動してきており、位置変化後の隣接する2本の直径計測ラインから求めた2つの直径計測値を用いて補正係数を算出することが可能である。すなわち、結晶直径の計測値を補正するための補正係数は、垂直方向の位置を1ピクセル分変化した直後の直径計測ラインから求めた直径計測値と、当該直径計測ラインが移動する前の位置に新たに移動してきた隣接の直径計測ラインから求めた直径計測値に基づいて求められる。 When calculating the correction coefficient of the crystal diameter using only one diameter measurement line (see FIG. 10), it is necessary to calculate the correction coefficient using the diameter measurement values obtained before and after the position of the diameter measurement line changes. there were. However, when using a plurality of adjacent diameter measurement lines, another diameter measurement line has moved to the position before moving one diameter measurement line, and two adjacent diameter measurement lines have been measured after the position change. It is possible to calculate the correction coefficient using the two diameter measurement values obtained from the line. That is, the correction coefficient for correcting the measured value of the crystal diameter is the diameter measured value obtained from the diameter measuring line immediately after the vertical position is changed by one pixel and the position before the diameter measuring line moves. It is obtained based on the diameter measurement value obtained from the newly moved adjacent diameter measurement line.

例えば、位置変更前に直径計測ラインLがあった画素列PLには直径計測ラインLが新たに移動してくるので、位置変更直後の直径計測ラインL及びLに基づいて補正係数が求められる。また位置変更前に直径計測ラインLがあった画素列PLには直径計測ラインLが新たに移動してくるので、位置変更直後の直径計測ラインL及びLに基づいて補正係数が求められる。中央の直径計測ラインLであれば、直径計測ラインL〜Lが上方に移動する場合には下方の直径計測ラインLと共に補正係数を算出することができ、直径計測ラインL〜Lが下方に移動する場合には上方の直径計測ラインLと共に補正係数を算出することができる。 For example, since the pixel rows PL 2 which had a diameter measuring line L 2 before repositioning diameter measurement line L 1 comes newly moved, corrected based on the diameter measurement line L 2 and L 1 immediately after the position change The coefficient is calculated. Since the pixel rows PL 3 in which there is a diameter measurement line L 3 before repositioning diameter measurement line L 2 come to move new, corrected based on the diameter measurement line L 3 and L 2 immediately after the position change coefficient Is required. If the diameter measurement line L 2 is in the center, the correction coefficient can be calculated together with the diameter measurement line L 1 below when the diameter measurement lines L 1 to L 3 move upward, and the diameter measurement lines L 1 to L 1 to When L 3 moves downward, the correction coefficient can be calculated together with the upper diameter measurement line L 3.

このように、隣り合う3本の直径計測ラインL、L、Lを用いて結晶直径を計測する場合には、同じ位置のフュージョンリング4から同時に計測された結晶直径の計測値を用いて補正係数を算出することができるので、タイムラグによる直径計測誤差がなく、結晶直径の補正精度を高めることが可能となる。なお直径計測ラインの本数は3本に限定されず、3本以上としても構わない。また、単結晶の引き上げ工程中、直径計測ラインの垂直方向の位置が、上方向あるいは下方向のどちらか1方向しか移動しない場合は2本でも構わない。 In this way, when measuring the crystal diameter using three adjacent diameter measurement lines L 1 , L 2 , and L 3 , the measured values of the crystal diameter simultaneously measured from the fusion ring 4 at the same position are used. Since the correction coefficient can be calculated, there is no diameter measurement error due to the time lag, and the correction accuracy of the crystal diameter can be improved. The number of diameter measurement lines is not limited to three, and may be three or more. Further, during the pulling process of the single crystal, if the vertical position of the diameter measurement line moves in only one direction, either the upward direction or the downward direction, two lines may be used.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and these are also the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上記実施形態ではシリコン単結晶の製造を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、CZ法により育成される種々の単結晶の製造に適用することができる。 For example, in the above embodiment, the production of a silicon single crystal has been mentioned as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to the production of various single crystals grown by the CZ method.

また上記実施形態では、ギャップ可変制御において液面位置が変化する場合に直径計測値を補正する場合を例に挙げたが、ギャップ一定制御においても液面位置は変化することから、本発明による直径計測値の補正を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the case where the diameter measurement value is corrected when the liquid level position changes in the variable gap control is given as an example, but since the liquid level position changes even in the constant gap control, the diameter according to the present invention. Measurement value correction can be applied.

図1に示した単結晶製造装置1を用いて直径約300mmのシリコン単結晶の引き上げを行った。結晶引き上げ工程ではギャップ一定制御からギャップ可変制御に切り替えて液面位置を徐々に上昇させる制御を行った。単結晶の直径計測では図8に示したように一本の直径計測ラインを用いて結晶直径を適宜計測し、また液面位置の変化に合わせて直径計測ラインの位置を変化させた。 A silicon single crystal having a diameter of about 300 mm was pulled up using the single crystal manufacturing apparatus 1 shown in FIG. In the crystal pulling step, the constant gap control was switched to the variable gap control to gradually raise the liquid level position. In the diameter measurement of the single crystal, as shown in FIG. 8, the crystal diameter was appropriately measured using one diameter measurement line, and the position of the diameter measurement line was changed according to the change in the liquid level position.

ここで、比較例では直径計測ラインの位置が変化した直後に結晶直径の計測値の補正を行わなかったが、実施例では直径計測ラインの位置が変化した直後に上記の計算式(3)、(4)に基づいて結晶直径の計測値を補正した。比較例及び実施例における最終的な結晶直径の計測値の結果を図12(a)及び(b)に示す。なお、図12(a)及び(b)の縦軸は、結晶直径の計測値を基準値からの相対値として表示するものである。 Here, in the comparative example, the measurement value of the crystal diameter was not corrected immediately after the position of the diameter measurement line changed, but in the example, the above calculation formula (3), immediately after the position of the diameter measurement line changed, The measured value of the crystal diameter was corrected based on (4). The results of the final measured crystal diameters in Comparative Examples and Examples are shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). The vertical axis of FIGS. 12A and 12B displays the measured value of the crystal diameter as a relative value from the reference value.

図12(a)に示すように、直径計測ラインの位置が変化した直後に結晶直径の計測値の補正を行わなかった比較例では、直径変動のグラフに急峻な落ち込みが周期的に発生した。この急峻な落ち込みは、液面位置に合わせて直径計測ラインが動いた瞬間にマイナス側に動いており、液面位置の緩やかな上昇(ギャップの縮小)に合わせて直径計測ラインの位置を変化させた影響を受けていることが分かった。直径計測値の標準偏差σは0.1033、直径変動のプラス側の最大値は0.248、マイナス側の最大値は-0.410、変動幅は0.658となった。 As shown in FIG. 12A, in the comparative example in which the measurement value of the crystal diameter was not corrected immediately after the position of the diameter measurement line was changed, a steep dip occurred periodically in the graph of the diameter variation. This steep drop moves to the minus side at the moment when the diameter measurement line moves according to the liquid level position, and changes the position of the diameter measurement line according to the gradual rise of the liquid level position (reduction of the gap). It turned out to be affected. The standard deviation σ of the diameter measurement value was 0.1033, the maximum value on the plus side of the diameter fluctuation was 0.248, the maximum value on the minus side was -0.410, and the fluctuation range was 0.658.

図12(b)に示すように、直径計測ラインの位置が変化した直後に結晶直径の計測値の補正を行った実施例では、直径変動のグラフに急峻で周期的な落ち込みが発生することはなかった。すなわち、直径計測ラインの位置が変化したタイミングで発生する直径変動を除去することができた。直径計測値の標準偏差σは0.0780、直径変動のプラス側の最大値は0.208、マイナス側の最大値は-0.197となり、変動幅は0.405となった。 As shown in FIG. 12 (b), in the embodiment in which the measured value of the crystal diameter is corrected immediately after the position of the diameter measurement line is changed, a steep and periodic dip may occur in the graph of the diameter fluctuation. There wasn't. That is, it was possible to eliminate the diameter fluctuation that occurs when the position of the diameter measurement line changes. The standard deviation σ of the diameter measurement value was 0.0780, the maximum value on the plus side of the diameter fluctuation was 0.208, the maximum value on the minus side was -0.197, and the fluctuation range was 0.405.

1 単結晶製造装置
2 シリコン融液
3 シリコン単結晶
3a ネック部
3b ショルダー部
3c ボディ部
3d テール部
3I シリコン単結晶インゴット
4 フュージョンリング
4L フュージョンリングの左側の一部
4R フュージョンリングの右側の一部
5 引き上げ軸の延長線
10 チャンバー
10a メインチャンバー
10b プルチャンバー
10c ガス導入口
10d ガス排出口
10e 覗き窓
11 石英ルツボ
12 黒鉛ルツボ
13 回転シャフト
14 ルツボ駆動機構
15 ヒータ
16 断熱材
17 熱遮蔽体
17a 開口
18 ワイヤー
19 機構
20 カメラ
21 画像処理部
22 制御部
,L,L 直径計測ライン
1a 位置変更前の直径計測ライン
1b 位置変更前の直径計測ライン
PL 画素列
PL 画素列
PL 画素列
R 直径
S1,S3,S5 ギャップ一定制御区間
S2,S4 ギャップ可変制御区間
S11 原料融解工程
S12 着液工程
S13 ネッキング工程
S14 ショルダー部育成工程
S15 ボディ部育成工程
S16 テール部育成工程
S17 冷却工程
1 Single crystal manufacturing equipment 2 Silicon melt 3 Silicon single crystal 3a Neck part 3b Shoulder part 3c Body part 3d Tail part 3I Silicon single crystal ingot 4 Fusion ring 4L Part on the left side of the fusion ring 4R Part on the right side of the fusion ring 5 Extension line of pull-up shaft 10 Chamber 10a Main chamber 10b Pull chamber 10c Gas inlet 10d Gas outlet 10e Peep window 11 Quartz crucible 12 Graphite crucible 13 Rotating shaft 14 Crucible drive mechanism 15 Heater 16 Insulation 17 Heat shield 17a Opening 18 Wire 19 Mechanism 20 Camera 21 Image processing unit 22 Control unit L 1 , L 2 , L 3 Diameter measurement line L 1a Diameter measurement line before position change L 1b Diameter measurement line before position change PL 1 pixel row PL 2 pixel row PL 3 Pixel train R Diameter S1, S3, S5 Gap constant control section S2, S4 Gap variable control section S11 Raw material melting process S12 Liquidation process S13 Necking process S14 Shoulder part growing process S15 Body part growing process S16 Tail part growing process S17 Cooling step

Claims (7)

ルツボ内の融液から単結晶を引き上げるチョクラルスキー法による単結晶の製造方法であって、
前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するステップと、
撮影した画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求めるステップと、
前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップと、
前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正するステップとを備えることを特徴とする単結晶の製造方法。
A method for producing a single crystal by the Czochralski method, in which the single crystal is pulled up from the melt in the crucible.
The step of photographing the boundary between the single crystal and the melt,
A step of obtaining the diameter of the single crystal from the positions of two intersections of at least one diameter measurement line set in the horizontal direction in the captured image and the fusion ring appearing at the boundary and the center position of the fusion ring.
A step of changing the vertical position of the diameter measurement line in the captured image according to a change in the liquid level position of the melt, and a step of changing the position in the vertical direction.
A step of correcting the second diameter measurement value of the single crystal based on the first and second diameter measurement values of the single crystal obtained at positions before and after the position of the diameter measurement line changes, respectively. A method for producing a single crystal, which comprises the present invention.
前記第2の直径計測値を補正するステップは、
前記第1の直径計測値に対する前記第2の直径計測値の比を補正係数として算出するステップと、
前記第2の直径計測値に前記補正係数を乗算するステップとを含む、請求項1に記載の単結晶の製造方法。
The step of correcting the second diameter measurement value is
A step of calculating the ratio of the second diameter measurement value to the first diameter measurement value as a correction coefficient, and
The method for producing a single crystal according to claim 1, further comprising a step of multiplying the second diameter measurement value by the correction coefficient.
前記第1の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化する前に当該直径計測ラインから求めた値であり、
前記第2の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化した後に当該直径計測ラインから求めた値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。
The first diameter measurement value is a value obtained from the diameter measurement line before the position of the diameter measurement line changes.
The method for producing a single crystal according to claim 1 or 2 , wherein the second diameter measurement value is a value obtained from the diameter measurement line after the position of the diameter measurement line has changed.
前記単結晶の直径を求めるステップは、前記撮影画像中に設定した複数の直径計測ラインを用いて前記単結晶の複数の直径計測値を同時に算出し、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を移動させるステップは、前記複数の直径計測ラインを垂直方向に平行移動させ
前記第1の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化する前に当該複数の直径計測ラインから求めた複数の直径計測値の平均値であり、
前記第2の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に当該複数の直径計測ラインから求めた複数の直径計測値の平均値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。
In the step of obtaining the diameter of the single crystal, a plurality of diameter measurement values of the single crystal are simultaneously calculated using a plurality of diameter measurement lines set in the captured image.
Step of moving the vertical position of the diameter measurement line moves in parallel the plurality of diameter measurement line in the vertical direction,
The first diameter measurement value is an average value of a plurality of diameter measurement values obtained from the plurality of diameter measurement lines before the positions of the plurality of diameter measurement lines change.
The single according to claim 1 or 2, wherein the second diameter measurement value is an average value of a plurality of diameter measurement values obtained from the plurality of diameter measurement lines after the positions of the plurality of diameter measurement lines have changed. Crystal manufacturing method.
前記撮影画像は垂直方向に連続する第1乃至第3の画素列を含み、
前記複数の直径計測ラインは、前記第1の画素列に設定した第1の直径計測ラインと、前記第1の画素列に隣接する前記第2の画素列に設定した第2の直径計測ラインとを含み、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップでは、前記第1及び第2の直径計測ラインを前記第2の画素列及び前記第2の画素列に隣接する前記第3の画素列にそれぞれ移動させ、
前記第1の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第1の直径計測ラインから求めた値であり、
前記第2の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第2の直径計測ラインからを求めた値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。
The captured image includes first to third pixel sequences that are continuous in the vertical direction.
The plurality of diameter measurement lines include a first diameter measurement line set in the first pixel row and a second diameter measurement line set in the second pixel row adjacent to the first pixel row. Including
In the step of changing the vertical position of the diameter measurement line, the first and second diameter measurement lines are arranged in the second pixel row and the third pixel row adjacent to the second pixel row, respectively. Move,
The first diameter measurement value is a value obtained from the first diameter measurement line after the positions of the plurality of diameter measurement lines have changed.
The method for producing a single crystal according to claim 1 or 2 , wherein the second diameter measurement value is a value obtained from the second diameter measurement line after the positions of the plurality of diameter measurement lines have changed.
前記融液の上方に配置された熱遮蔽体と前記融液との間のギャップを徐々に拡大又は縮小させるギャップ可変制御ステップを有し、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップは、前記ギャップ可変制御ステップによる前記液面位置の変化に合わせて、前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の単結晶の製造方法。
It has a gap variable control step that gradually expands or contracts the gap between the heat shield arranged above the melt and the melt.
The step of changing the vertical position of the diameter measurement line is claimed to change the vertical position of the diameter measurement line in the captured image in accordance with the change of the liquid level position by the gap variable control step. Item 2. The method for producing a single crystal according to any one of Items 1 to 5.
融液を支持するルツボと、
前記融液を加熱するヒータと、
前記融液の上方に配置された熱遮蔽体と、
前記融液から単結晶を引き上げる引き上げ軸と、
前記ルツボを昇降駆動するルツボ昇降機構と、
前記ルツボ内の前記融液から単結晶を引き上げる結晶引き上げ機構と、
前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像を処理する画像処理部と、
前記ヒータ、前記引き上げ軸及び前記ルツボ昇降機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、結晶引き上げ工程の進行に合わせて、前記熱遮蔽体と前記融液との間のギャップを拡大又は縮小させるギャップ可変制御を行い、
前記画像処理部は、
撮影画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求め、
前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させ、
前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正することを特徴とする単結晶製造装置。
A crucible that supports the melt and
A heater that heats the melt and
A heat shield placed above the melt and
A pull-up shaft that pulls up a single crystal from the melt,
A crucible elevating mechanism that elevates and drives the crucible,
A crystal pulling mechanism that pulls a single crystal from the melt in the crucible,
A camera that photographs the boundary between the single crystal and the melt,
An image processing unit that processes images taken by the camera, and
The heater, the pulling shaft, and a control unit for controlling the crucible raising / lowering mechanism are provided.
The control unit performs gap variable control for expanding or contracting the gap between the heat shield and the melt in accordance with the progress of the crystal pulling step.
The image processing unit
The diameter of the single crystal was obtained from the positions of the two intersections of at least one diameter measurement line set in the horizontal direction in the captured image and the fusion ring appearing at the boundary and the center position of the fusion ring.
The vertical position of the diameter measurement line in the captured image is changed according to the change in the liquid level position of the melt.
It is characterized in that the second diameter measurement value of the single crystal is corrected based on the first and second diameter measurement values of the single crystal obtained at positions before and after the position of the diameter measurement line changes. Single crystal manufacturing equipment.
JP2017214590A 2017-11-07 2017-11-07 Single crystal manufacturing method and equipment Active JP6885301B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017214590A JP6885301B2 (en) 2017-11-07 2017-11-07 Single crystal manufacturing method and equipment
TW107125106A TWI675131B (en) 2017-11-07 2018-07-20 Method and device for manufacturing single crystal
CN201811230481.XA CN109750352B (en) 2017-11-07 2018-10-22 Method and apparatus for producing single crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017214590A JP6885301B2 (en) 2017-11-07 2017-11-07 Single crystal manufacturing method and equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019085299A JP2019085299A (en) 2019-06-06
JP6885301B2 true JP6885301B2 (en) 2021-06-09

Family

ID=66401903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017214590A Active JP6885301B2 (en) 2017-11-07 2017-11-07 Single crystal manufacturing method and equipment

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6885301B2 (en)
CN (1) CN109750352B (en)
TW (1) TWI675131B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI770661B (en) * 2020-04-20 2022-07-11 日商Sumco股份有限公司 Single crystal manufacturing apparatus and single crystal manufacturing method
JP7342822B2 (en) * 2020-09-03 2023-09-12 株式会社Sumco Single crystal manufacturing equipment and single crystal manufacturing method
US11618971B2 (en) * 2020-09-29 2023-04-04 Sumco Corporation Method and apparatus for manufacturing defect-free monocrystalline silicon crystal
CN112760706A (en) * 2020-12-23 2021-05-07 西安奕斯伟硅片技术有限公司 Equal-diameter growth control system and equal-diameter growth control method
JP2023038005A (en) 2021-09-06 2023-03-16 株式会社Sumco Manufacturing method of single crystal and single crystal manufacturing apparatus
CN117187942B (en) * 2023-09-11 2024-03-26 保定景欣电气有限公司 Crucible position control method and device in crystal pulling process

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2563327B2 (en) * 1987-05-06 1996-12-11 国際電気株式会社 Single crystal diameter control method and apparatus
US5653799A (en) * 1995-06-02 1997-08-05 Memc Electronic Materials, Inc. Method for controlling growth of a silicon crystal
US6171391B1 (en) * 1998-10-14 2001-01-09 Memc Electronic Materials, Inc. Method and system for controlling growth of a silicon crystal
JP5104129B2 (en) * 2007-08-31 2012-12-19 信越半導体株式会社 Single crystal diameter detection method and single crystal pulling apparatus
TWI411709B (en) * 2009-03-27 2013-10-11 Sumco Corp Method for controlling diameter of single crystal
CN201390802Y (en) * 2009-05-06 2010-01-27 西安恒新自动控制有限公司 CCD intelligent image diameter control device
CN202170375U (en) * 2011-07-14 2012-03-21 常州江南电力光伏科技有限公司 System for detecting crystal growth
JP5664573B2 (en) * 2012-02-21 2015-02-04 信越半導体株式会社 Method for calculating height position of silicon melt surface, method for pulling silicon single crystal, and silicon single crystal pulling apparatus
CN103046128B (en) * 2012-12-21 2015-10-28 西安隆基硅材料股份有限公司 Pulling of crystals diameter measuring method
KR101665827B1 (en) * 2014-12-30 2016-10-12 주식회사 엘지실트론 Method for Growing Single Crystal enabling control Shape of Ingot Interface
JP6519422B2 (en) * 2015-09-15 2019-05-29 株式会社Sumco Method and apparatus for producing single crystal
DE102015226399A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Siltronic Ag Silicon wafer with homogeneous radial oxygen variation
JP6447537B2 (en) * 2016-02-29 2019-01-09 株式会社Sumco Single crystal manufacturing method and manufacturing apparatus
JP6202119B2 (en) * 2016-03-14 2017-09-27 株式会社Sumco Method for producing silicon single crystal

Also Published As

Publication number Publication date
TWI675131B (en) 2019-10-21
CN109750352B (en) 2021-07-09
JP2019085299A (en) 2019-06-06
CN109750352A (en) 2019-05-14
TW201918594A (en) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6885301B2 (en) Single crystal manufacturing method and equipment
JP6583142B2 (en) Method and apparatus for producing silicon single crystal
JP5446277B2 (en) Method for producing silicon single crystal
JP5664573B2 (en) Method for calculating height position of silicon melt surface, method for pulling silicon single crystal, and silicon single crystal pulling apparatus
JP2016121023A (en) Production method of single crystal
JP6477356B2 (en) Single crystal manufacturing method and manufacturing apparatus
TW202140865A (en) Single crystal manufacturing apparatus and single crystal manufacturing method
JP6447537B2 (en) Single crystal manufacturing method and manufacturing apparatus
JP6939714B2 (en) Method for measuring the distance between the melt surface and the seed crystal, method for preheating the seed crystal, and method for producing a single crystal
JP6729470B2 (en) Single crystal manufacturing method and apparatus
WO2022075061A1 (en) Method for producing single crystals
JP5716689B2 (en) Silicon single crystal manufacturing method and silicon single crystal manufacturing apparatus
JP7238709B2 (en) Manufacturing method of silicon single crystal
JP2018043904A (en) Method for manufacturing silicon single crystal
WO2023195217A1 (en) Method and apparatus for producing silicon single crystal and method for producing silicon wafer
WO2023033111A1 (en) Method for producing single crystal and single crystal production device
WO2022254885A1 (en) Method for producing silicon monocrystal
JP7318738B2 (en) Single crystal manufacturing system and single crystal manufacturing method
JP2024038702A (en) Silicon single crystal manufacturing system and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210413

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6885301

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250