JPH03285888A - 単結晶柱の直径測定方法 - Google Patents
単結晶柱の直径測定方法Info
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- JPH03285888A JPH03285888A JP8519790A JP8519790A JPH03285888A JP H03285888 A JPH03285888 A JP H03285888A JP 8519790 A JP8519790 A JP 8519790A JP 8519790 A JP8519790 A JP 8519790A JP H03285888 A JPH03285888 A JP H03285888A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〔産業上の利用分野］
本発明は、ＣＺ法による単結晶製造に用いられる単結晶
柱の直径測定方法に関する。
柱の直径測定方法に関する。
〔従来の技術］
ＬＳＩ等に使用される単結晶シリコンの製造方法として
ＣＺ法がある。この方法は、ルツボ内に収容されたシリ
コン等の融液を液面より円柱状に引き上げつつ凝固させ
るもので、ＦＺ法と並んで単結晶柱の代表的製造方法と
されている。
ＣＺ法がある。この方法は、ルツボ内に収容されたシリ
コン等の融液を液面より円柱状に引き上げつつ凝固させ
るもので、ＦＺ法と並んで単結晶柱の代表的製造方法と
されている。
ＣＺ法で単結晶柱を製造する場合の重要点の一つは、融
液面から引き上げられる単結晶柱の直径を制御するため
に、これを高精度に測定することであり、従来は、その
測定に次のような光学的方法が用いられていた。
液面から引き上げられる単結晶柱の直径を制御するため
に、これを高精度に測定することであり、従来は、その
測定に次のような光学的方法が用いられていた。
融液面から単結晶柱を引き上げるときには、単結晶柱近
傍の融液面にメニスカスが生し、これが明るく輝いてフ
ュージョンリングが現われる。従来は、このフュージョ
ンリングを光学式カメラで捉え、その検出部に設けられ
たＣＣＤラインセンサーでフュージョンリングを直径方
向に走査し、走査ラインとフュージョンリングとの交点
に生じる２つの出力ピークの間隔から単結晶柱の直径を
測定していた。
傍の融液面にメニスカスが生し、これが明るく輝いてフ
ュージョンリングが現われる。従来は、このフュージョ
ンリングを光学式カメラで捉え、その検出部に設けられ
たＣＣＤラインセンサーでフュージョンリングを直径方
向に走査し、走査ラインとフュージョンリングとの交点
に生じる２つの出力ピークの間隔から単結晶柱の直径を
測定していた。
このような従来の測定方法では、光学式カメラの検出部
に設けられているＣＣＤラインセンサーのピクルス数が
２０４８であるために、分解能は１／２０４Ｂになる。
に設けられているＣＣＤラインセンサーのピクルス数が
２０４８であるために、分解能は１／２０４Ｂになる。
そのために、カメラの視野が２’ＯＯｍの場合には、測
定精度が０．１ｍになる。
定精度が０．１ｍになる。
ところが、単結晶柱の直径制御に対する要求が年々厳し
くなっておりミその一方では、単結晶柱の大径化が進み
、カメラの視野が広がって測定精度が０．１ｍ＋よりも
悪化する傾向にある。そのため、従来の測定方法による
精度では、対応が困難になりつつある。
くなっておりミその一方では、単結晶柱の大径化が進み
、カメラの視野が広がって測定精度が０．１ｍ＋よりも
悪化する傾向にある。そのため、従来の測定方法による
精度では、対応が困難になりつつある。
本発明はかかる現状に鑑みてなされたもので、その目的
は上記従来法と比べて格段に高い精度で引き上げ中の単
結晶柱を直径測定できる方法を提供することにある。
は上記従来法と比べて格段に高い精度で引き上げ中の単
結晶柱を直径測定できる方法を提供することにある。
本発明の方法は、融液から引き上げられる単結晶柱近傍
のメニスカス液面に＃＃上方よりレーザー光を照射し、
その反射光を受光素子に受光して受光素子における受光
位置変化より単結晶柱の直径を測定することを特徴とし
てなる。
のメニスカス液面に＃＃上方よりレーザー光を照射し、
その反射光を受光素子に受光して受光素子における受光
位置変化より単結晶柱の直径を測定することを特徴とし
てなる。
融液面から引き上げられる単結晶柱近傍の液面は、単結
晶柱から水平融液面にかけて滑らかな凹状メニスカスに
なっている。単結晶柱の直径が変動すると、このメニス
カス液面が単結晶柱の直径方向に移動するため、メニス
カス液面で反射するレーザ光の反射角が、単結晶柱の直
径変動に伴って変化する。そのため、受光素子における
受光位置変化量が、単結晶柱の直径変動量に対して大巾
に増幅され、その増幅比率に応して測定精度が向上する
。
晶柱から水平融液面にかけて滑らかな凹状メニスカスに
なっている。単結晶柱の直径が変動すると、このメニス
カス液面が単結晶柱の直径方向に移動するため、メニス
カス液面で反射するレーザ光の反射角が、単結晶柱の直
径変動に伴って変化する。そのため、受光素子における
受光位置変化量が、単結晶柱の直径変動量に対して大巾
に増幅され、その増幅比率に応して測定精度が向上する
。
以下に本発明の詳細な説明する。
ＣＺ法による単結晶柱の製造では、第１図に示すように
、チャンバー１内の回転台２上に設置されたルツボ３に
融液４が収容され、その液面より融液がワイヤ５により
引き上げられつつ凝固されて単結晶柱６とされる。引き
上げ中の単結晶柱６は一方向に回転され、ルツボ３は逆
方向に回転される。単結晶柱６のつけ根に生じたメニス
カス液面８は、単結晶柱６からルツボ３内の融液４にか
けて滑らかに連続する凹状円弧面になっている。
、チャンバー１内の回転台２上に設置されたルツボ３に
融液４が収容され、その液面より融液がワイヤ５により
引き上げられつつ凝固されて単結晶柱６とされる。引き
上げ中の単結晶柱６は一方向に回転され、ルツボ３は逆
方向に回転される。単結晶柱６のつけ根に生じたメニス
カス液面８は、単結晶柱６からルツボ３内の融液４にか
けて滑らかに連続する凹状円弧面になっている。
本発明の方法では、チャンバー１の上方に設けられたレ
ーザ光源１１より窓１２を通って円弧状のメニスカス液
面８に略真上からレーザー光が照射される。メニスカス
液面８に照射されたレーザ光は斜め上方に反射じ、その
反射光が窓１３を通ってチャンバー１上方の拡散板１４
に当たり、拡散＋１４で拡散したレーザー光が光学式カ
メラ１５に受光される。拡散板１４は反射光の光路に対
して直角に設けられている。光学式カメラ１５はＣＣＤ
ラインセンサー等の受光素子１６を有し、受光素子１６
は鉛直面内に反射光の光路に直交して設けられている。
ーザ光源１１より窓１２を通って円弧状のメニスカス液
面８に略真上からレーザー光が照射される。メニスカス
液面８に照射されたレーザ光は斜め上方に反射じ、その
反射光が窓１３を通ってチャンバー１上方の拡散板１４
に当たり、拡散＋１４で拡散したレーザー光が光学式カ
メラ１５に受光される。拡散板１４は反射光の光路に対
して直角に設けられている。光学式カメラ１５はＣＣＤ
ラインセンサー等の受光素子１６を有し、受光素子１６
は鉛直面内に反射光の光路に直交して設けられている。
演算部１７は、受光素子１６の出力より単結晶柱６の直
径を算出するようになっている。
径を算出するようになっている。
本発明の方法においては、単結晶柱６の直径が例えば１
０−３ｗｍの精度で測定される。その理由を第２図によ
り説明する。
０−３ｗｍの精度で測定される。その理由を第２図によ
り説明する。
融液４より引き上げられる単結晶柱６の半径が第２図に
実線で示す状態から同図に破線に示す状態へ０．１Ｍ増
大したとする。これに従ってメニスカス液面８は同一円
弧のまま外側へ０．１ｍ移動する。これにより、メニス
カス液面８で反射するレーザー光の反射角がθ、からθ
２へ増大する。反射角の変化は、例えば単結晶柱６が１
５０ｍｍ径クラスのり合、０．１ｍｍの半径変動に対し
て１０〜１６度程度である。この反射角の変化（θ２−
８１）を１３度とし、反射点から拡散板１４までの距離
ｌを９２４ｍａ＋とすると、拡散板１４における受光位
置の変化量εは約２００園になる。これは半径変動量０
．１ｍｍの２ＸＩＯ’倍である。
実線で示す状態から同図に破線に示す状態へ０．１Ｍ増
大したとする。これに従ってメニスカス液面８は同一円
弧のまま外側へ０．１ｍ移動する。これにより、メニス
カス液面８で反射するレーザー光の反射角がθ、からθ
２へ増大する。反射角の変化は、例えば単結晶柱６が１
５０ｍｍ径クラスのり合、０．１ｍｍの半径変動に対し
て１０〜１６度程度である。この反射角の変化（θ２−
８１）を１３度とし、反射点から拡散板１４までの距離
ｌを９２４ｍａ＋とすると、拡散板１４における受光位
置の変化量εは約２００園になる。これは半径変動量０
．１ｍｍの２ＸＩＯ’倍である。
一方、光学式カメラ１５の視野を２００鵬、受光素子１
６をピクルス数２０４８のＣＣＤラインセンサーとすれ
ば、この光学式カメラ１５により、拡散板１４における
受光位置変化が０．１ｍｍの精度で検出される。その結
果、単結晶柱６の半径変動が理論上は０．１／２ｘｌＯ
’ｓの精度で検出される。更に、融液面のゆれ及び単結
晶柱のゆれ等の誤差要因を考慮しても、その精度は０．
１／１０”閣程度は確保され、従来の１００倍に向上す
る。
６をピクルス数２０４８のＣＣＤラインセンサーとすれ
ば、この光学式カメラ１５により、拡散板１４における
受光位置変化が０．１ｍｍの精度で検出される。その結
果、単結晶柱６の半径変動が理論上は０．１／２ｘｌＯ
’ｓの精度で検出される。更に、融液面のゆれ及び単結
晶柱のゆれ等の誤差要因を考慮しても、その精度は０．
１／１０”閣程度は確保され、従来の１００倍に向上す
る。
〔発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明の直径測定方法
は、メニカス液面が円弧面であることを利用して、単結
晶柱の直径を従来よりも格段に高い精度で測定すること
ができる。従って、その測定データに基づいて単結晶柱
の引上速度を制御することにより、単結晶柱の直径が高
精度に制御される。
は、メニカス液面が円弧面であることを利用して、単結
晶柱の直径を従来よりも格段に高い精度で測定すること
ができる。従って、その測定データに基づいて単結晶柱
の引上速度を制御することにより、単結晶柱の直径が高
精度に制御される。
第１図は本発明の一実施態様を示す模式図、第２図は本
発明の方法における直径測定原理の説明図である。 ４：融液、６：単結晶柱、８：メニスカス液面、ｌｌ：
レーザー光源、１５：光学式カメラ、１６：受光素子。
発明の方法における直径測定原理の説明図である。 ４：融液、６：単結晶柱、８：メニスカス液面、ｌｌ：
レーザー光源、１５：光学式カメラ、１６：受光素子。
Claims (1)
- （１）融液から引き上げられる単結晶性近傍のメニスカ
ス液面に上方よりレーザー光を照射し、その反射光を受
光素子に受光して受光素子における受光位置変化より単
結晶柱の直径を測定することを特徴とする単結晶柱の直
径測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8519790A JPH03285888A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8519790A JPH03285888A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285888A true JPH03285888A (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=13851918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8519790A Pending JPH03285888A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 単結晶柱の直径測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03285888A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013087039A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Ftb Research Institute Co Ltd | 単結晶インゴット直径制御方法 |
| JP2021088467A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8519790A patent/JPH03285888A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013087039A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Ftb Research Institute Co Ltd | 単結晶インゴット直径制御方法 |
| JP2021088467A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社Sumco | 単結晶育成方法および単結晶育成装置 |
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