JPH03137092A - ヒータの温度パターン作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成制御装置 - Google Patents
ヒータの温度パターン作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成制御装置Info
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- JPH03137092A JPH03137092A JP1273517A JP27351789A JPH03137092A JP H03137092 A JPH03137092 A JP H03137092A JP 1273517 A JP1273517 A JP 1273517A JP 27351789 A JP27351789 A JP 27351789A JP H03137092 A JPH03137092 A JP H03137092A
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B29/06—Silicon
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
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- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
- Y10T117/1008—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with responsive control means
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、チョクラルスキー法によるＳ１単結晶製造装
置に用いられるＳ１加熱溶融用ヒータの温度パターン作
成方法、及び、この温度パターンを用いたＳｉ単結晶育
成制御装置に関する。 ｒ従来の技術】 近年、半導体装置の高集積化、多品種化に伴い、半導体
単結晶の品質に対するデバイスメーカからの要求仕様が
多様化してきた。 一方、ＣＺ法により石英坩堝内のＳｉ融液から５１単結
晶を引き上げる場合、この要求仕様を満たすために、坩
堝回転速度、ヒータ温度、Ｓｉ単結晶引上軸の引上速度
及び回転速度等の各種製造条件を変更する必要がある。
置に用いられるＳ１加熱溶融用ヒータの温度パターン作
成方法、及び、この温度パターンを用いたＳｉ単結晶育
成制御装置に関する。 ｒ従来の技術】 近年、半導体装置の高集積化、多品種化に伴い、半導体
単結晶の品質に対するデバイスメーカからの要求仕様が
多様化してきた。 一方、ＣＺ法により石英坩堝内のＳｉ融液から５１単結
晶を引き上げる場合、この要求仕様を満たすために、坩
堝回転速度、ヒータ温度、Ｓｉ単結晶引上軸の引上速度
及び回転速度等の各種製造条件を変更する必要がある。
【発明が解決しようとする課題１
しかし、１つの製造条件を変更すると、これが他の製造
条件に複雑に影響を及ぼすので、Ｓｉ単結晶の形状及び
品質の制御は極めて複雑となる。 例えば、坩堝回転速度を増大させるとＳｉ融液と石英坩
堝との反応が大きくなって、Ｓｉ単結晶に取り込まれる
酸素量が増大するが、Ｓ１融液温度を高くしてもＳｉ融
液と石英坩堝との反応が大きくなってＳｉ単結晶内へ取
り込まれる酸素量が増大する。また、坩堝回転速度を増
大させると、Ｓｉ融液の対流によりＳｉ単結晶育成部の
温度が低くなり、Ｓｉ単結晶成長速度が増加する。さら
に、Ｓｉ融液温度を低くするとＳｉ単結晶成長速度が増
加してＳｉ単結晶の直径が大きくなるが、Ｓ１単結晶引
き上げ速度を遅くしてもＳｉ単結晶の直径が大きくなる
。 このため、多くの経験的事実（膨大なデータ）が必要と
なり、これを人の判断を介し制御にフィードバックさせ
−る必要がある。この作業は煩雑であり、処理に長時間
を要する。 このような問題は、将来的には非ノイマン型のニューロ
コンピュータを用いることにより解決されるであろうが
、現在のところ、まだ実用的でない。 このような問題点に鑑み、本発明の目的は、短時間で比
較的容易に、要求仕様を満たすＳ１単結晶の製造条件を
決定することができる、ヒータの温度パターン作成方法
及びこの温度パターンを用いたＳ１単結晶育成制御装置
を提供することにある。 【課題を解決するための手段及びその作用】これらの目
的を達成するために、本発明に係るＳｉ単結晶育成制御
装置では、Ｓｉ単結晶育成部付近を撮像し映像信号を出
力する装置と、該映像信号を処理して該Ｓｉ単結晶育成
部の直径り、を測定する装置と、該Ｓｉ単結晶の引き上
げ距離Ｘの関数として該直径の目標パターンＤ０（Ｘ）
が設定される手段と、該Ｓ１単結晶を引き上げるモータ
と、該直径の制御偏差が零に近づくように該モータの回
転速度を制御する手段と、坩堝内Ｓｉを加熱溶融するヒ
ータの温度に対応した温度を検出する手段と、該検出温
度が目標温度になるように該ヒータに供給する電力を制
御する手段と、該引き上げ距離Ｘの関数として温度パタ
ーンＴ。 （Ｘ）が設定される手段と、該直径制御偏差に比例した
値と該温度パターン設定手段の出力値との和を該目標温
度として該電力制御手段に供給する手段と、を備えてい
る。 Ｓｉ単結晶引上速度のみによりＳｉ単結晶の直径制御を
行ったのでは、応答速度が大き過ぎるので、Ｓｉ単結晶
の直胴部が円柱形状にならず変形するという第１の問題
がある。 一方、Ｓｉ融液の温度が低いとＳｉ単結晶の成長速度が
速くなり、Ｓｉ融液の温度が高いとＳｉ単結晶の成長速
度が遅くなる。また、Ｓｉ融液の温度による直径制御の
応答性はＳｉ単結晶の引上速度による直径制御の応答性
よりも緩慢である。 このようなことから、Ｓｉ単結晶引上速度のみならず温
度をも制御することにより、Ｓｉ単結晶の直径をより正
確に制御して、直胴部形状を円柱形状に近づけることが
でき、第１の問題が解決される。 そこで、Ｓｉ単結晶引上速度制御と同様に、Ｓｉ単結晶
の直径制御偏差を温度調節器へ供給してヒータへの供給
電力を制御するのが一般的な方法である。 ところが、例えば、石英坩堝からＳｉ融液内へ溶は出す
酸素の量及びこの酸素が８１単結晶に取り込まれる量は
、石英坩堝とＳｉ融液の接触面積（すなわち、Ｓｉ融液
量又はＳｉ単結晶の引上量）及び石英坩堝の回転速度Ｃ
Ｒに依存する。また、この回転速度ＣＲによりＳｉ融液
の対流状態が変化するので結晶育成界面での温度分布が
変化して、Ｓｉ単結晶の成長速度が変化する。従って、
上記のようにヒータへの供給電力を単純に制御すれば、
所望の品質のＳｉ単結晶を得ることは困難であるという
第２の問題が生ずる。 一方、Ｓｉ単結晶の成長速度は、Ｓｉ融液の温度を現在
よりも高くすれば遅くなり、低くすれば速くなるという
性質がある。 そこで、本発明では、ヒータの目標温度に関し、一定の
温度パターンを与えて第２の問題を解決シ、この温度パ
ターンを基準として上下に温度変動させることにより第
１の問題を解決する。すなわち、ヒータ温度を一定の温
度パターン成分とこれからの変動成分とに分け、両成分
を異なる目的に、すなわち２次元的に利用する。このよ
うな利用方法は、基本パターン成分に比し変動成分を小
さくすることにより実現できる。また、この利用方法に
より、すなわち、本発明に係るＳｉ単結晶育成制御装置
により、Ｓ１単結晶の形状及び品質の制御が極めて閏単
化される。 上記Ｓｉ単結晶育成制御装置にさらに、手動設定された
値を出力する手段を設け、前記目標温度供給手段を、前
記直径制御偏差に比例した値と前記温度パターン設定手
段の出力値と該手動設定値との和を前記目標温度として
前記電力制御手段に供給するように構成すれば、自動制
御中に８１単結晶の直径制御偏差が大きくなったときに
操作者の判断が加えられ、Ｓｉ単結晶の形状を目標とす
る形状により近ずけることができる。 本発明に係る、ヒータの上記温度パターンを作成する方
法は、上記装置を用いてＳｉ単結晶を製造する際に各種
操業データを自動的に収集するステップと、該収集デー
タ及び該データに対応したＳｉ単結晶の品質に関するデ
ータを記憶装置に蓄積するステップと、これから製造し
ようとするＳｉ単結晶の品質に類似するデータを、コン
ピュータを用いて該蓄積データから検索するステップと
、検索された該データを表示器の画面にグラフ表示させ
、最も類似するデータを操作者が選択するステップと、
該選択されたデータを温度パターンの設定画面にグラフ
表示させるステップと、操作者が該設定画面を見ながら
該温度パターンを設定するステップと、を有する。 この方法により、要求仕様を満たすように最終的に製造
条件を調整するだめの温度パターン設定作業が容易にな
り、短時間で比較的容易に、要求仕様を満たすＳｊ’ｌ
ｌ結晶の製造条件を決定することができる。 この温度パターンの設定は、経験的事実に基づいた感覚
で実行されるので、前記設定画面において、温度パター
ンＴｍ （Ｘ）を構成する複数の点座標（Ｘ、Ｔｓ）
をマウスで設定することにより該温度パターンがグラフ
表示されるようにすれば、温度パターン設定作業がさら
に容易になる。
条件に複雑に影響を及ぼすので、Ｓｉ単結晶の形状及び
品質の制御は極めて複雑となる。 例えば、坩堝回転速度を増大させるとＳｉ融液と石英坩
堝との反応が大きくなって、Ｓｉ単結晶に取り込まれる
酸素量が増大するが、Ｓ１融液温度を高くしてもＳｉ融
液と石英坩堝との反応が大きくなってＳｉ単結晶内へ取
り込まれる酸素量が増大する。また、坩堝回転速度を増
大させると、Ｓｉ融液の対流によりＳｉ単結晶育成部の
温度が低くなり、Ｓｉ単結晶成長速度が増加する。さら
に、Ｓｉ融液温度を低くするとＳｉ単結晶成長速度が増
加してＳｉ単結晶の直径が大きくなるが、Ｓ１単結晶引
き上げ速度を遅くしてもＳｉ単結晶の直径が大きくなる
。 このため、多くの経験的事実（膨大なデータ）が必要と
なり、これを人の判断を介し制御にフィードバックさせ
−る必要がある。この作業は煩雑であり、処理に長時間
を要する。 このような問題は、将来的には非ノイマン型のニューロ
コンピュータを用いることにより解決されるであろうが
、現在のところ、まだ実用的でない。 このような問題点に鑑み、本発明の目的は、短時間で比
較的容易に、要求仕様を満たすＳ１単結晶の製造条件を
決定することができる、ヒータの温度パターン作成方法
及びこの温度パターンを用いたＳ１単結晶育成制御装置
を提供することにある。 【課題を解決するための手段及びその作用】これらの目
的を達成するために、本発明に係るＳｉ単結晶育成制御
装置では、Ｓｉ単結晶育成部付近を撮像し映像信号を出
力する装置と、該映像信号を処理して該Ｓｉ単結晶育成
部の直径り、を測定する装置と、該Ｓｉ単結晶の引き上
げ距離Ｘの関数として該直径の目標パターンＤ０（Ｘ）
が設定される手段と、該Ｓ１単結晶を引き上げるモータ
と、該直径の制御偏差が零に近づくように該モータの回
転速度を制御する手段と、坩堝内Ｓｉを加熱溶融するヒ
ータの温度に対応した温度を検出する手段と、該検出温
度が目標温度になるように該ヒータに供給する電力を制
御する手段と、該引き上げ距離Ｘの関数として温度パタ
ーンＴ。 （Ｘ）が設定される手段と、該直径制御偏差に比例した
値と該温度パターン設定手段の出力値との和を該目標温
度として該電力制御手段に供給する手段と、を備えてい
る。 Ｓｉ単結晶引上速度のみによりＳｉ単結晶の直径制御を
行ったのでは、応答速度が大き過ぎるので、Ｓｉ単結晶
の直胴部が円柱形状にならず変形するという第１の問題
がある。 一方、Ｓｉ融液の温度が低いとＳｉ単結晶の成長速度が
速くなり、Ｓｉ融液の温度が高いとＳｉ単結晶の成長速
度が遅くなる。また、Ｓｉ融液の温度による直径制御の
応答性はＳｉ単結晶の引上速度による直径制御の応答性
よりも緩慢である。 このようなことから、Ｓｉ単結晶引上速度のみならず温
度をも制御することにより、Ｓｉ単結晶の直径をより正
確に制御して、直胴部形状を円柱形状に近づけることが
でき、第１の問題が解決される。 そこで、Ｓｉ単結晶引上速度制御と同様に、Ｓｉ単結晶
の直径制御偏差を温度調節器へ供給してヒータへの供給
電力を制御するのが一般的な方法である。 ところが、例えば、石英坩堝からＳｉ融液内へ溶は出す
酸素の量及びこの酸素が８１単結晶に取り込まれる量は
、石英坩堝とＳｉ融液の接触面積（すなわち、Ｓｉ融液
量又はＳｉ単結晶の引上量）及び石英坩堝の回転速度Ｃ
Ｒに依存する。また、この回転速度ＣＲによりＳｉ融液
の対流状態が変化するので結晶育成界面での温度分布が
変化して、Ｓｉ単結晶の成長速度が変化する。従って、
上記のようにヒータへの供給電力を単純に制御すれば、
所望の品質のＳｉ単結晶を得ることは困難であるという
第２の問題が生ずる。 一方、Ｓｉ単結晶の成長速度は、Ｓｉ融液の温度を現在
よりも高くすれば遅くなり、低くすれば速くなるという
性質がある。 そこで、本発明では、ヒータの目標温度に関し、一定の
温度パターンを与えて第２の問題を解決シ、この温度パ
ターンを基準として上下に温度変動させることにより第
１の問題を解決する。すなわち、ヒータ温度を一定の温
度パターン成分とこれからの変動成分とに分け、両成分
を異なる目的に、すなわち２次元的に利用する。このよ
うな利用方法は、基本パターン成分に比し変動成分を小
さくすることにより実現できる。また、この利用方法に
より、すなわち、本発明に係るＳｉ単結晶育成制御装置
により、Ｓ１単結晶の形状及び品質の制御が極めて閏単
化される。 上記Ｓｉ単結晶育成制御装置にさらに、手動設定された
値を出力する手段を設け、前記目標温度供給手段を、前
記直径制御偏差に比例した値と前記温度パターン設定手
段の出力値と該手動設定値との和を前記目標温度として
前記電力制御手段に供給するように構成すれば、自動制
御中に８１単結晶の直径制御偏差が大きくなったときに
操作者の判断が加えられ、Ｓｉ単結晶の形状を目標とす
る形状により近ずけることができる。 本発明に係る、ヒータの上記温度パターンを作成する方
法は、上記装置を用いてＳｉ単結晶を製造する際に各種
操業データを自動的に収集するステップと、該収集デー
タ及び該データに対応したＳｉ単結晶の品質に関するデ
ータを記憶装置に蓄積するステップと、これから製造し
ようとするＳｉ単結晶の品質に類似するデータを、コン
ピュータを用いて該蓄積データから検索するステップと
、検索された該データを表示器の画面にグラフ表示させ
、最も類似するデータを操作者が選択するステップと、
該選択されたデータを温度パターンの設定画面にグラフ
表示させるステップと、操作者が該設定画面を見ながら
該温度パターンを設定するステップと、を有する。 この方法により、要求仕様を満たすように最終的に製造
条件を調整するだめの温度パターン設定作業が容易にな
り、短時間で比較的容易に、要求仕様を満たすＳｊ’ｌ
ｌ結晶の製造条件を決定することができる。 この温度パターンの設定は、経験的事実に基づいた感覚
で実行されるので、前記設定画面において、温度パター
ンＴｍ （Ｘ）を構成する複数の点座標（Ｘ、Ｔｓ）
をマウスで設定することにより該温度パターンがグラフ
表示されるようにすれば、温度パターン設定作業がさら
に容易になる。
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。こ
の実施例では、Ｓｉ単結晶のうち最も重要な直胴部の製
造についてのみ述べるが、その前部であるコーン部及び
後部であるテイル部についても直胴部の場合と同様であ
る。 第１図は、チョクラルスキー法によるＳｉ単結晶引上装
置の要部構成を示す。 チャンバＩＯ内には、モータＩ２により回転される坩堝
回転軸１４の上端に受は部１６が形成され、この受は部
１６上にテーブル１８を介して黒鉛坩堝２０が載置され
ている。この黒鉛坩堝２０内には石英坩堝２２が嵌合さ
れている。黒鉛坩堝２０はヒータ２４に囲繞され、ヒー
タ２４は黒鉛断熱筒２６により囲繞されている。 一方、モータ２８により昇降される引上軸３０の下端に
は、ホルダ３２を介して種結晶３４が取り付けられてお
り、石英坩堝２２内のＳｉ多結晶をヒータ２４で加熱溶
融してＳｉ融液３５を形成し、種結晶３４の下端部をＳ
ｉ融液３５に漬けて引き上げることにより、Ｓｉ単結晶
３６が育成される。 なお、坩堝回転軸１４は不図示のモータで昇降され、通
常はこれにより、Ｓｉ単結晶製造中において８１融液３
５の高さ位置が一定に保たれる。 また、引上軸３０は不図示のモータで石英坩堝２２と逆
方向に回転される。 チャンバ１０の肩部に設けられた窓３８にはＩＴＶ４０
が固定され、ＩＴＶ４０によりＳｉ融液３５とＳｉ単結
晶３６との間の結晶育成界面３６１の付近が撮像される
。また、黒鉛断熱筒２６の外周面には孔４２が形成され
、これに補強筒４４が嵌合されている。この孔４２に対
応して、チャンバ１０の胴部には窓４６が形成され、窓
４６に対向して、チャンバ１０の外部には、下端部が固
定されたブラケット５０の上端に放射温度計４８が固定
されている。この放射温度計４８は、孔４２の底面から
放出される熱線を検出して、ヒータ２４の温度を間接的
に検出する。 結晶育成界面３６１での目標直径Ｄ０は、Ｓ１単結晶３
６の結晶育成界面３６１から直胴部始点３６１までの直
胴部長さＬの関数として、目標直径パターン発生器５２
に設定されている（直胴部では一定値）。この直胴部長
さＬは、Ｓｉ融液３５の表面の初期高さ、石英坩堝２２
の直径、結晶育成界面３６１での検出直径０１％引上軸
３０の引上げ距離及び坩堝回転軸１４の持ち上げ距離を
用いて、不図示の構成により求められ、目標直径パター
ン発生器５２に供給される。一方、ＩＴＶ４０から出力
される映像信号は、直径測定器５４へ供給され、直径測
定器５４は画像処理をして結晶育成界面３６１での検出
直径り、を求める。これら目標直径Ｄ０及び検出直径Ｄ
＋は減算器５５へ供給され、減算器５５の出力（Ｄ、−
Ｄ、）は制ａｌｌ偏差として速度調節器５６へ供給され
る。速度調節器５，６はこの制御偏差が零に近づくよう
に、モータドライバ５８を介しモータ２８の回転速度を
制御する。 しかし、実際には、この制御のみでは、Ｓｉ単結晶３６
を所望の形状にすることは困難である。 すなわち、この制御のみでは、Ｓｉ単結晶３６の直胴部
は円柱形状にならず変形する。 ここで、Ｓｉ融液３５の温度は結晶成長速度に関係する
ので、この温度をも制御することにより、Ｓｉ単結晶３
６の直径をより正確に制御して直胴部形状を円柱形状に
近づけることができる。これは、Ｓｉ融液３５の温度が
低いとＳｉ単結晶３６の成長速度が速くなり、温度が高
いとＳｉ単結晶３６の成長速度が遅くなること、及び、
Ｓｉ融液３５の温度による直径制御の応答性が８１単結
晶３６の引上速度による直径制御の応答性よりも緩慢で
あることによる。 そこで、引上軸３０の引上速度制御と同様に、Ｓｉ単結
晶３日の直径制御偏差（Ｄ、 ＤＩ）を温度調節器６
５へ供給してヒータ２４への供給電力を制御するのが一
般的な方法である。 ところが、例えば、石英坩堝２２からＳｉ融液３５内へ
溶は出す酸素の量及びこの酸素がＳｉ単結晶３６に取り
込まれる量は、石英坩堝２２とＳｉ融液３５の接触面積
、すなわちＳ１単結晶３６の直胴部長さし１及び石英坩
堝２２の回転速度ＣＲに依存する。また、この回転速度
ＣＲによりＳｉ融液３５の対流状態が変化するので結晶
育成界面３６１での温度分布が変化して、Ｓｉ単結晶３
日の成長速度が変化する。従って、ヒータ２４への供給
電力を上記のように単純に制御しても、所望の品質のＳ
ｉ単結晶３６を得ることは困難である。 一方、Ｓｉ単結晶３６の成長速度は、Ｓ１融液３５の温
度を現在よりも高くすれば遅くなり、低くすれば速くな
るという性質がある。 そこで、実施例では、ヒータ２４の温度を一定の温度パ
ターン成分とこれからの変動成分とに分け、両成分を異
なる目的に、すなわち２次元的に利用する。このような
利用方法は、基本パターン成分に比し変動成分を小さく
することにより実現できる。また、この方法により、Ｓ
ｔ単結晶の形状及び品質の制御が極めて簡単化される。 上記目的を達成するために、温度パターン発生器６０の
出力Ｔ、及び温度パターン修正器６１の出力Δを加算器
６２へ供給し、加算器６２の出力（Ｔ、＋Δ）を加算器
６３へ供給し、他方、減算器５５個の出力（ＤＩ−Ｄ、
）を定数倍器６４に通してに倍した後、加算器６３へ供
給し、加算器６３の出力（Ｔｍ＋Δ十Ｋ （Ｄｔ −Ｄ
ｏ ＞ ）を目標温度Ｔ０として温度調節器６５へ供給
している。 温度パターン修正器６１は、手動による温度パターン修
正用であり、例えばダイヤルを回した時の回転角に比例
した電圧Δを出力するようになっている。操作者は、制
御偏差（Ｄｉ−Ｄ、）が大きくなった時にこのダイヤル
を回す。 温度調節器６５は、放射温度計４８からの検出温度Ｔ、
と加算器６３からの目標温度Ｔ０との制御偏差（ＴＩＴ
−’）が零に近づくように、ヒータドライバ６６を介し
ヒータ２４に供給する電力をＰＩＤ制御する。 放射温度計４８、目標直径パターン発生器５２、直径測
定器５４及び加算器６２からの出力Ｔ１、Ｄ、、ＤＩ及
びＴＩｌ＋Δはデータ記録装置６８へ供給される。デー
タ記録装置６８にはまた、モータ１２の回転軸に連結さ
れたロータリエンコーダ６９及びモータ２８の回転軸に
連結されたロータリエンコーダ７０からそれぞれＳｉ単
結晶引上速度Ｖ’、坩堝回転速度ＣＲｒが供給され、さ
らに上記直胴部長さしが供給される。データ記録装置６
８はこれらのデータを操業データとして、直胴部長さし
に対応させて記録する。 以上の構成のＳｉ単結晶引上装置はＮ機あり、各該装置
の温度パターン発生器６０をそれぞれ６０１．６０２、
・ ・６ＯＮで表し、各該装置のデータ記録装置６８を
６８１．６８２、 ・・６８Ｎで表す。第２図に示す
如く、温度パターン発生器６０１〜６ＯＮの入力端子及
びデータ記録装置６８１〜６８Ｎの出力端子は共通に伝
送路７１に接続され、この伝送路７１を介してワークス
テーション７２のコンピュータ７４に接続されている。 このワークステーション７２のハードウェア構成は、コ
ンピュータ７４にキーボード７６、マウス７８、ＣＲＴ
デイスプレィ８０及びハードディスク装置８２が接続さ
れた周知の構成である。 データ記録装置６８１〜６８ＮはそれぞれＩＤコードを
持っており、例えばデータ記録装置６８２から伝送路７
１ヘデータ記録装置６８２のＩＤコード及び送信要求を
出力すると、コンピュータ７４は受信準備ができておれ
ば伝送路７１ヘアクツリッジ儒号及びデータ記録装置６
８２のＩＤコードを出力する。データ記録装置６８２は
これを受けとると、自己のＩＤコード、単結晶引上げ装
置名、データ収集日、バッチナンバー及び上記操業デー
タを伝送路７１に出力し、コンピュータ７４はこれをデ
ータ記録装置６８２からのデータとして受信する。一方
、温度パターンは、キーボードア６及びマウス７８を操
作して後述の如く作成され、コンピュータ７４から伝送
路７１へ相手側ＩＤコード及びこの温度パターンが出力
される。 温度パターン発生器６（］１〜６ＯＮはこのＩＤコード
が自己のＩＤコードと一致した場合には、この温度パタ
ーンを読み込んで記憶する。このようにして温度パター
ンが温度パターン発生器６０に設定される。 次に、この温度パターン作成手順を説明する。 第３図はこの作成手順を示し、第４図及び第５図はこの
作成の際にＣＲＴデイスプレィ８０の画面８１に表示さ
れる画像を示す。 （１００）キーボード７６を操作して、Ｓｉ単結晶３６
の直胴部目標直径ＤＯ１酸素濃度、抵抗率等の要求仕様
及び、この要求仕様を満たすように、坩堝回転速度のパ
ターンＣＲ，（Ｌ）を人力する。このパターンは、ハー
ドディスク装置８２に蓄積されているデータを検索し、
以下のような温度パターン作成方法と同様の方法で作成
して入力してもよい。 （１０２）過去の実際の仕様（品質検査結果）は、デー
タ記録装置６８１〜６８Ｎからの操業データと対応させ
てハードディスク装置８２に記憶されている。コンビコ
ータ７４は、ステップ１００で入力されたデータをハー
ドディスク装置８２に記憶されているデータと比較し、
類似するデータを自動検索する。この検索には、例えば
最小２乗法を用いて類似度を定義しこの類似度を各蓄積
データとの間で計算することにより行なわれる周知の方
法を用いるこきができる。 （１０４）次に、類似度が大きい順に一定数の検索デー
タをＣＲＴデイスプレィ８０に一覧表示させる。 （１０６）操作者は、マウス７８を操作して、ステップ
１００で入力した一組のデータと類似する複数組（１組
でもよいが、通常は複数組）のデータを自己の判断で組
選択する。 （１０８）すると、比較を容易にするために、ＣＲＴデ
イスプレィ８０の画面８１が例えば第４図に示す如く４
分割されて、選択された４組の実際の仕様及びこれに関
係した操業データが同時にグラフ表示される。第４図は
、引上装置名、実際の仕様等の表示を図示省略している
。 （１１０）図中、８４はマウス矢印カーソルであり、操
作者はマウス７８を操作して、全画面の中の分割画面の
いずれかを指定することにより、最も類似するデータの
組を選択する。 （１１２）これにより、第５図に示すような設定画面が
表示される。図中のグラフは、第４図の左上分割画面を
指定したときの、操業データのグラフを拡大表示したも
のである。このグラフの右側には表８６が表示されてい
る。この表８６は、直胴部長さしの’ＩＩ（Ｌｅｎｇ）
と、このＬに於ける設定温度Ｔｍ （Ｔｅｍｐ）の欄
がある。両槽には、次に入力すべき位置にカーソル８８
が表示されている。 第５１！Ｉから分かるように、Ｌ＝２５ｍｍ付近で直径
り、が比較的大きく変動する。これに伴い、引上速度Ｖ
ｌも比較的大きく変動する。引上速度Ｖ＋が大きく変動
すると、結晶欠陥の原因となるので、これを避けるよう
に、温度パターンＴ、を参照して、経験に基づき温度パ
ターンＴ８を設定する。この場合、上述の如く坩堝回転
速度ＣＲ。 も考慮する。必要がある。他の部位についても同様にし
て温度パターンＴ、を設定する。 （１１４）グラフ上にはマウス十字カーソ９０が表示さ
れており、マウス７８を操作して座標（Ｌ、Ｔｉを指定
する。これにより、指定されたしとＴ１の値がカーソル
８８の位置に表示される。このようにして、温度パター
ンＴ、（Ｌ＞の設定が容易に行なわれる。この設定が終
了すると、（１１６）コンピュータ７４ ハ、ｌｉｔパ
ターン発生器６０１〜６ＯＮのうち、該当するものにそ
のＩＤコードと共にこの温度パターンを、上記指定座標
＜Ｌ、Ｔ、）の集合の形で伝送する。なお、温度パター
ン発生器は、隣合う指定点を直線で結んだ温度パターン
を出力する。 以上のようにして、温度パターンが容易迅速に作成され
る。
の実施例では、Ｓｉ単結晶のうち最も重要な直胴部の製
造についてのみ述べるが、その前部であるコーン部及び
後部であるテイル部についても直胴部の場合と同様であ
る。 第１図は、チョクラルスキー法によるＳｉ単結晶引上装
置の要部構成を示す。 チャンバＩＯ内には、モータＩ２により回転される坩堝
回転軸１４の上端に受は部１６が形成され、この受は部
１６上にテーブル１８を介して黒鉛坩堝２０が載置され
ている。この黒鉛坩堝２０内には石英坩堝２２が嵌合さ
れている。黒鉛坩堝２０はヒータ２４に囲繞され、ヒー
タ２４は黒鉛断熱筒２６により囲繞されている。 一方、モータ２８により昇降される引上軸３０の下端に
は、ホルダ３２を介して種結晶３４が取り付けられてお
り、石英坩堝２２内のＳｉ多結晶をヒータ２４で加熱溶
融してＳｉ融液３５を形成し、種結晶３４の下端部をＳ
ｉ融液３５に漬けて引き上げることにより、Ｓｉ単結晶
３６が育成される。 なお、坩堝回転軸１４は不図示のモータで昇降され、通
常はこれにより、Ｓｉ単結晶製造中において８１融液３
５の高さ位置が一定に保たれる。 また、引上軸３０は不図示のモータで石英坩堝２２と逆
方向に回転される。 チャンバ１０の肩部に設けられた窓３８にはＩＴＶ４０
が固定され、ＩＴＶ４０によりＳｉ融液３５とＳｉ単結
晶３６との間の結晶育成界面３６１の付近が撮像される
。また、黒鉛断熱筒２６の外周面には孔４２が形成され
、これに補強筒４４が嵌合されている。この孔４２に対
応して、チャンバ１０の胴部には窓４６が形成され、窓
４６に対向して、チャンバ１０の外部には、下端部が固
定されたブラケット５０の上端に放射温度計４８が固定
されている。この放射温度計４８は、孔４２の底面から
放出される熱線を検出して、ヒータ２４の温度を間接的
に検出する。 結晶育成界面３６１での目標直径Ｄ０は、Ｓ１単結晶３
６の結晶育成界面３６１から直胴部始点３６１までの直
胴部長さＬの関数として、目標直径パターン発生器５２
に設定されている（直胴部では一定値）。この直胴部長
さＬは、Ｓｉ融液３５の表面の初期高さ、石英坩堝２２
の直径、結晶育成界面３６１での検出直径０１％引上軸
３０の引上げ距離及び坩堝回転軸１４の持ち上げ距離を
用いて、不図示の構成により求められ、目標直径パター
ン発生器５２に供給される。一方、ＩＴＶ４０から出力
される映像信号は、直径測定器５４へ供給され、直径測
定器５４は画像処理をして結晶育成界面３６１での検出
直径り、を求める。これら目標直径Ｄ０及び検出直径Ｄ
＋は減算器５５へ供給され、減算器５５の出力（Ｄ、−
Ｄ、）は制ａｌｌ偏差として速度調節器５６へ供給され
る。速度調節器５，６はこの制御偏差が零に近づくよう
に、モータドライバ５８を介しモータ２８の回転速度を
制御する。 しかし、実際には、この制御のみでは、Ｓｉ単結晶３６
を所望の形状にすることは困難である。 すなわち、この制御のみでは、Ｓｉ単結晶３６の直胴部
は円柱形状にならず変形する。 ここで、Ｓｉ融液３５の温度は結晶成長速度に関係する
ので、この温度をも制御することにより、Ｓｉ単結晶３
６の直径をより正確に制御して直胴部形状を円柱形状に
近づけることができる。これは、Ｓｉ融液３５の温度が
低いとＳｉ単結晶３６の成長速度が速くなり、温度が高
いとＳｉ単結晶３６の成長速度が遅くなること、及び、
Ｓｉ融液３５の温度による直径制御の応答性が８１単結
晶３６の引上速度による直径制御の応答性よりも緩慢で
あることによる。 そこで、引上軸３０の引上速度制御と同様に、Ｓｉ単結
晶３日の直径制御偏差（Ｄ、 ＤＩ）を温度調節器６
５へ供給してヒータ２４への供給電力を制御するのが一
般的な方法である。 ところが、例えば、石英坩堝２２からＳｉ融液３５内へ
溶は出す酸素の量及びこの酸素がＳｉ単結晶３６に取り
込まれる量は、石英坩堝２２とＳｉ融液３５の接触面積
、すなわちＳ１単結晶３６の直胴部長さし１及び石英坩
堝２２の回転速度ＣＲに依存する。また、この回転速度
ＣＲによりＳｉ融液３５の対流状態が変化するので結晶
育成界面３６１での温度分布が変化して、Ｓｉ単結晶３
日の成長速度が変化する。従って、ヒータ２４への供給
電力を上記のように単純に制御しても、所望の品質のＳ
ｉ単結晶３６を得ることは困難である。 一方、Ｓｉ単結晶３６の成長速度は、Ｓ１融液３５の温
度を現在よりも高くすれば遅くなり、低くすれば速くな
るという性質がある。 そこで、実施例では、ヒータ２４の温度を一定の温度パ
ターン成分とこれからの変動成分とに分け、両成分を異
なる目的に、すなわち２次元的に利用する。このような
利用方法は、基本パターン成分に比し変動成分を小さく
することにより実現できる。また、この方法により、Ｓ
ｔ単結晶の形状及び品質の制御が極めて簡単化される。 上記目的を達成するために、温度パターン発生器６０の
出力Ｔ、及び温度パターン修正器６１の出力Δを加算器
６２へ供給し、加算器６２の出力（Ｔ、＋Δ）を加算器
６３へ供給し、他方、減算器５５個の出力（ＤＩ−Ｄ、
）を定数倍器６４に通してに倍した後、加算器６３へ供
給し、加算器６３の出力（Ｔｍ＋Δ十Ｋ （Ｄｔ −Ｄ
ｏ ＞ ）を目標温度Ｔ０として温度調節器６５へ供給
している。 温度パターン修正器６１は、手動による温度パターン修
正用であり、例えばダイヤルを回した時の回転角に比例
した電圧Δを出力するようになっている。操作者は、制
御偏差（Ｄｉ−Ｄ、）が大きくなった時にこのダイヤル
を回す。 温度調節器６５は、放射温度計４８からの検出温度Ｔ、
と加算器６３からの目標温度Ｔ０との制御偏差（ＴＩＴ
−’）が零に近づくように、ヒータドライバ６６を介し
ヒータ２４に供給する電力をＰＩＤ制御する。 放射温度計４８、目標直径パターン発生器５２、直径測
定器５４及び加算器６２からの出力Ｔ１、Ｄ、、ＤＩ及
びＴＩｌ＋Δはデータ記録装置６８へ供給される。デー
タ記録装置６８にはまた、モータ１２の回転軸に連結さ
れたロータリエンコーダ６９及びモータ２８の回転軸に
連結されたロータリエンコーダ７０からそれぞれＳｉ単
結晶引上速度Ｖ’、坩堝回転速度ＣＲｒが供給され、さ
らに上記直胴部長さしが供給される。データ記録装置６
８はこれらのデータを操業データとして、直胴部長さし
に対応させて記録する。 以上の構成のＳｉ単結晶引上装置はＮ機あり、各該装置
の温度パターン発生器６０をそれぞれ６０１．６０２、
・ ・６ＯＮで表し、各該装置のデータ記録装置６８を
６８１．６８２、 ・・６８Ｎで表す。第２図に示す
如く、温度パターン発生器６０１〜６ＯＮの入力端子及
びデータ記録装置６８１〜６８Ｎの出力端子は共通に伝
送路７１に接続され、この伝送路７１を介してワークス
テーション７２のコンピュータ７４に接続されている。 このワークステーション７２のハードウェア構成は、コ
ンピュータ７４にキーボード７６、マウス７８、ＣＲＴ
デイスプレィ８０及びハードディスク装置８２が接続さ
れた周知の構成である。 データ記録装置６８１〜６８ＮはそれぞれＩＤコードを
持っており、例えばデータ記録装置６８２から伝送路７
１ヘデータ記録装置６８２のＩＤコード及び送信要求を
出力すると、コンピュータ７４は受信準備ができておれ
ば伝送路７１ヘアクツリッジ儒号及びデータ記録装置６
８２のＩＤコードを出力する。データ記録装置６８２は
これを受けとると、自己のＩＤコード、単結晶引上げ装
置名、データ収集日、バッチナンバー及び上記操業デー
タを伝送路７１に出力し、コンピュータ７４はこれをデ
ータ記録装置６８２からのデータとして受信する。一方
、温度パターンは、キーボードア６及びマウス７８を操
作して後述の如く作成され、コンピュータ７４から伝送
路７１へ相手側ＩＤコード及びこの温度パターンが出力
される。 温度パターン発生器６（］１〜６ＯＮはこのＩＤコード
が自己のＩＤコードと一致した場合には、この温度パタ
ーンを読み込んで記憶する。このようにして温度パター
ンが温度パターン発生器６０に設定される。 次に、この温度パターン作成手順を説明する。 第３図はこの作成手順を示し、第４図及び第５図はこの
作成の際にＣＲＴデイスプレィ８０の画面８１に表示さ
れる画像を示す。 （１００）キーボード７６を操作して、Ｓｉ単結晶３６
の直胴部目標直径ＤＯ１酸素濃度、抵抗率等の要求仕様
及び、この要求仕様を満たすように、坩堝回転速度のパ
ターンＣＲ，（Ｌ）を人力する。このパターンは、ハー
ドディスク装置８２に蓄積されているデータを検索し、
以下のような温度パターン作成方法と同様の方法で作成
して入力してもよい。 （１０２）過去の実際の仕様（品質検査結果）は、デー
タ記録装置６８１〜６８Ｎからの操業データと対応させ
てハードディスク装置８２に記憶されている。コンビコ
ータ７４は、ステップ１００で入力されたデータをハー
ドディスク装置８２に記憶されているデータと比較し、
類似するデータを自動検索する。この検索には、例えば
最小２乗法を用いて類似度を定義しこの類似度を各蓄積
データとの間で計算することにより行なわれる周知の方
法を用いるこきができる。 （１０４）次に、類似度が大きい順に一定数の検索デー
タをＣＲＴデイスプレィ８０に一覧表示させる。 （１０６）操作者は、マウス７８を操作して、ステップ
１００で入力した一組のデータと類似する複数組（１組
でもよいが、通常は複数組）のデータを自己の判断で組
選択する。 （１０８）すると、比較を容易にするために、ＣＲＴデ
イスプレィ８０の画面８１が例えば第４図に示す如く４
分割されて、選択された４組の実際の仕様及びこれに関
係した操業データが同時にグラフ表示される。第４図は
、引上装置名、実際の仕様等の表示を図示省略している
。 （１１０）図中、８４はマウス矢印カーソルであり、操
作者はマウス７８を操作して、全画面の中の分割画面の
いずれかを指定することにより、最も類似するデータの
組を選択する。 （１１２）これにより、第５図に示すような設定画面が
表示される。図中のグラフは、第４図の左上分割画面を
指定したときの、操業データのグラフを拡大表示したも
のである。このグラフの右側には表８６が表示されてい
る。この表８６は、直胴部長さしの’ＩＩ（Ｌｅｎｇ）
と、このＬに於ける設定温度Ｔｍ （Ｔｅｍｐ）の欄
がある。両槽には、次に入力すべき位置にカーソル８８
が表示されている。 第５１！Ｉから分かるように、Ｌ＝２５ｍｍ付近で直径
り、が比較的大きく変動する。これに伴い、引上速度Ｖ
ｌも比較的大きく変動する。引上速度Ｖ＋が大きく変動
すると、結晶欠陥の原因となるので、これを避けるよう
に、温度パターンＴ、を参照して、経験に基づき温度パ
ターンＴ８を設定する。この場合、上述の如く坩堝回転
速度ＣＲ。 も考慮する。必要がある。他の部位についても同様にし
て温度パターンＴ、を設定する。 （１１４）グラフ上にはマウス十字カーソ９０が表示さ
れており、マウス７８を操作して座標（Ｌ、Ｔｉを指定
する。これにより、指定されたしとＴ１の値がカーソル
８８の位置に表示される。このようにして、温度パター
ンＴ、（Ｌ＞の設定が容易に行なわれる。この設定が終
了すると、（１１６）コンピュータ７４ ハ、ｌｉｔパ
ターン発生器６０１〜６ＯＮのうち、該当するものにそ
のＩＤコードと共にこの温度パターンを、上記指定座標
＜Ｌ、Ｔ、）の集合の形で伝送する。なお、温度パター
ン発生器は、隣合う指定点を直線で結んだ温度パターン
を出力する。 以上のようにして、温度パターンが容易迅速に作成され
る。
以上説明した如く、本発明に係るヒータの温度パターン
作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成
制御装置によれば、ヒータ温度を一定の温度パターン成
分とこれからの変動成分とを異なる目的に２次元的に利
用しているので、Ｓｉ単結晶の形状及び品質の制御が極
めて簡単化され、短時間で比較的容易に、゛要求仕様を
満たすＳｉ単結晶の製造条件を決定することが可能にな
るという優れた効果を奏し、作業性の向上及び製造コス
ト低減に寄与するところが大きい。
作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成
制御装置によれば、ヒータ温度を一定の温度パターン成
分とこれからの変動成分とを異なる目的に２次元的に利
用しているので、Ｓｉ単結晶の形状及び品質の制御が極
めて簡単化され、短時間で比較的容易に、゛要求仕様を
満たすＳｉ単結晶の製造条件を決定することが可能にな
るという優れた効果を奏し、作業性の向上及び製造コス
ト低減に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第５図は本発明の一実施例に係り、第１図は
Ｓｉ単結晶引上装置の要部構成図、第２図は温度パター
ン設定のハードウェア構成図、 第３図は温度パターン設定手順を示すフローチャート、 第４図は第３図のステップ１０８で表示される画面を示
す図、 第５図は第３図のステップ１１ 画面を示す図である。 図中、 ０はチャンバ ２．２８はモータ ４は坩堝回転軸 ０は黒鉛坩堝 ２は石英坩堝 ４はヒータ ６は黒鉛断熱筒 ０は引上軸 ２ホルダ ４は種結晶 ５はＳｔ融液 ６はＳｉ単結晶 ６１は結晶育成界面 ６２は直胴部始点 ０はＩＴＶ ２で表示される ４は補強筒 ８は放射温度計 ８はマウス ２はハードディスク装置
Ｓｉ単結晶引上装置の要部構成図、第２図は温度パター
ン設定のハードウェア構成図、 第３図は温度パターン設定手順を示すフローチャート、 第４図は第３図のステップ１０８で表示される画面を示
す図、 第５図は第３図のステップ１１ 画面を示す図である。 図中、 ０はチャンバ ２．２８はモータ ４は坩堝回転軸 ０は黒鉛坩堝 ２は石英坩堝 ４はヒータ ６は黒鉛断熱筒 ０は引上軸 ２ホルダ ４は種結晶 ５はＳｔ融液 ６はＳｉ単結晶 ６１は結晶育成界面 ６２は直胴部始点 ０はＩＴＶ ２で表示される ４は補強筒 ８は放射温度計 ８はマウス ２はハードディスク装置
Claims (4)
- （１）、Ｓｉ単結晶育成部付近を撮像し映像信号を出力
する装置（４０）と、 該映像信号を処理して該Ｓｉ単結晶育成部の直径Ｄ＿１
を測定する装置（５４）と、 該Ｓｉ単結晶の引き上げ距離Ｘの関数として該直径の目
標パターンＤ＿０（Ｘ）が設定される手段（５２）と、 該Ｓｉ単結晶を引き上げるモータ（２８）と、該直径の
制御偏差が零に近づくように該モータの回転速度を制御
する手段（５５、５６、５８）と、 坩堝内Ｓｉを加熱溶融するヒータ（２４）の温度に対応
した温度を検出する手段（４８）と、該検出温度が目標
温度になるように該ヒータに供給する電力を制御する手
段（６５、６６）と、を有するＳｉ単結晶育成制御装置
において、該引き上げ距離Ｘの関数として温度パターン
Ｔ＿２（Ｘ）が設定される手段（６０）と、 該直径制御偏差に比例した値と該温度パターン設定手段
の出力値との和を該目標温度として該電力制御手段に供
給する手段（６３）と、 を付設したことを特徴とするＳｉ単結晶育成制御装置。 - （２）、請求項１にさらに、 手動設定された値を出力する手段（６１）を設け、 前記目標温度供給手段（６２、６３）は、前記直径制御
偏差に比例した値と前記温度パターン設定手段の出力値
と該手動設定値との和を前記目標温度として前記電力制
御手段に供給する ことを特徴とするＳｉ単結晶育成制御装置。 - （３）、請求項１記載の装置を用いてＳｉ単結晶を製造
する際に各種操業データを自動的に収集するステップと
、 該収集データ及び該データに対応したＳｉ単結晶の品質
に関するデータを記憶装置に蓄積するステップと、 これから製造しようとするＳｉ単結晶の品質に類似する
データを、コンピュータを用いて該蓄積データから検索
するステップ（１００、１０２）と、 検索された該データを表示器の画面にグラフ表示させ、
最も類似するデータを操作者が選択するステップ（１０
４〜１１０）と、 該選択されたデータを温度パターンの設定画面にグラフ
表示させるステップ（１１２）と、操作者が該設定画面
を見ながら該温度パターンを設定するステップ（１１４
）と、 を有することを特徴とする、請求項１記載の温度パター
ンを作成する方法。 - （４）、前記設定画面においては、温度パターンＴ＿２
（Ｘ）を構成する複数の点座標（Ｘ、Ｔ＿２）をマウス
で設定することにより該温度パターンがグラフ表示され
る（第５図） ことを特徴とする請求項３記載の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1273517A JPH0774117B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒータの温度パターン作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成制御装置 |
| DE69016365T DE69016365T2 (de) | 1989-10-20 | 1990-10-19 | Vorrichtung und Verfahren zur Züchtung von Silizium-Einkristallen, die ein Temperaturmuster einer Heizung bilden und verwenden. |
| EP90120049A EP0429839B1 (en) | 1989-10-20 | 1990-10-19 | Silicon single crystal growth control apparatus and method forming and using a temperature pattern of heater |
| US07/601,096 US5089238A (en) | 1989-10-20 | 1990-10-22 | Method of forming a temperature pattern of heater and silicon single crystal growth control apparatus using the temperature pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1273517A JPH0774117B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒータの温度パターン作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137092A true JPH03137092A (ja) | 1991-06-11 |
| JPH0774117B2 JPH0774117B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17528963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1273517A Expired - Fee Related JPH0774117B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒータの温度パターン作成方法及びこの温度パターンを用いたＳｉ単結晶育成制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5089238A (ja) |
| EP (1) | EP0429839B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774117B2 (ja) |
| DE (1) | DE69016365T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012066981A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶の製造方法及び単結晶製造装置 |
| JP2012250866A (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Sumco Corp | 半導体単結晶の引上げ方法及びその引上げ装置 |
| JP2013001617A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Sumco Corp | 半導体単結晶の引上げ方法及びその引上げ装置 |
| DE112011101185T5 (de) | 2010-05-12 | 2013-01-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Einkristallherstellungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Einkristalls |
| CN111926383A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-13 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种新型节能半导体石墨热场 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0476389A3 (en) * | 1990-08-30 | 1993-06-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of growing single crystal of compound semiconductors |
| JPH0777996B2 (ja) * | 1990-10-12 | 1995-08-23 | 信越半導体株式会社 | コーン部育成制御方法及び装置 |
| JPH0717475B2 (ja) * | 1991-02-14 | 1995-03-01 | 信越半導体株式会社 | 単結晶ネック部育成自動制御方法 |
| JP2613498B2 (ja) * | 1991-03-15 | 1997-05-28 | 信越半導体株式会社 | Ｓｉ単結晶ウエーハの熱処理方法 |
| KR100237848B1 (ko) * | 1991-04-26 | 2000-01-15 | 후루노 토모스케 | 단결정의 인상방법 |
| DE4123336A1 (de) * | 1991-07-15 | 1993-01-21 | Leybold Ag | Kristallziehverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung |
| JP2785532B2 (ja) * | 1991-08-24 | 1998-08-13 | 信越半導体株式会社 | 単結晶棒引上育成制御装置 |
| US5286461A (en) * | 1991-09-20 | 1994-02-15 | Ferrofluidics Corporation | Method and apparatus for melt level detection in czochralski crystal growth systems |
| DE4301072B4 (de) * | 1993-01-16 | 2006-08-24 | Crystal Growing Systems Gmbh | Verfahren zum Ziehen von Einkristallen aus einer Schmelze |
| US5846318A (en) * | 1997-07-17 | 1998-12-08 | Memc Electric Materials, Inc. | Method and system for controlling growth of a silicon crystal |
| JP3444178B2 (ja) * | 1998-02-13 | 2003-09-08 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造方法 |
| DE19806949A1 (de) * | 1998-02-19 | 1999-08-26 | Leybold Systems Gmbh | Verfahren zum Steuern von Kristallzüchtungsprozessen |
| US6776840B1 (en) * | 1999-03-22 | 2004-08-17 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for controlling diameter of a silicon crystal in a locked seed lift growth process |
| JP2002005745A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Nec Corp | 温度測定装置、および温度測定方法 |
| US20030051658A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-03-20 | Shigemasa Nakagawa | Method and apparatus for controlling the oxygen concentration of a silicon single crystal, and method and apparatus for providing guidance for controlling the oxygen concentration |
| TWI226389B (en) | 2001-09-28 | 2005-01-11 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method, and single crystal ingot |
| US10472732B2 (en) * | 2015-09-30 | 2019-11-12 | Sumco Corporation | Method for manufacturing single crystal |
| US11414778B2 (en) * | 2019-07-29 | 2022-08-16 | Globalwafers Co., Ltd. | Production and use of dynamic state charts when growing a single crystal silicon ingot |
| US11976549B2 (en) * | 2020-09-21 | 2024-05-07 | Saudi Arabian Oil Company | Monitoring temperatures of a process heater |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113696A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor single crystal growing method by pulling method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3617392A (en) * | 1968-10-29 | 1971-11-02 | Semimetals Inc | Power control for crystal growing |
| DE2349736A1 (de) * | 1973-10-03 | 1975-04-24 | Siemens Ag | Ueberwachungseinrichtung fuer eine vorrichtung zum ziehen von kristallen aus der schmelze |
| US3958129A (en) * | 1974-08-05 | 1976-05-18 | Motorola, Inc. | Automatic crystal diameter control for growth of semiconductor crystals |
| US4185076A (en) * | 1977-03-17 | 1980-01-22 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Apparatus for controlled growth of silicon and germanium crystal ribbons |
| US4242589A (en) * | 1979-01-15 | 1980-12-30 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Apparatus for monitoring crystal growth |
| US4277441A (en) * | 1979-01-15 | 1981-07-07 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Apparatus for monitoring crystal growth |
| EP0097676A4 (en) * | 1982-01-04 | 1985-11-11 | Commw Of Australia | CONTROL OF DIAMETERS IN CRYSTAL GROWTH ACCORDING TO THE CZOCHRALFKI PROCESS. |
| FR2553793B1 (fr) * | 1983-10-19 | 1986-02-14 | Crismatec | Procede de commande d'une machine de tirage de monocristaux |
| JPH0649631B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1994-06-29 | 信越半導体株式会社 | 結晶径測定装置 |
| JPS63307186A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 晶出結晶径制御装置 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1273517A patent/JPH0774117B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-19 DE DE69016365T patent/DE69016365T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-19 EP EP90120049A patent/EP0429839B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-22 US US07/601,096 patent/US5089238A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113696A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor single crystal growing method by pulling method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011101185T5 (de) | 2010-05-12 | 2013-01-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Einkristallherstellungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Einkristalls |
| JP2012066981A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶の製造方法及び単結晶製造装置 |
| JP2012250866A (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Sumco Corp | 半導体単結晶の引上げ方法及びその引上げ装置 |
| JP2013001617A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Sumco Corp | 半導体単結晶の引上げ方法及びその引上げ装置 |
| CN111926383A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-13 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种新型节能半导体石墨热场 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774117B2 (ja) | 1995-08-09 |
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