JPH0329753B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は予め定められた横断面を有している結
晶体の生長に関する。更に詳述すれば、本発明
は、このような結晶体の生長を観察する装置及び
方法の改良に関する。

従来、結晶体を生長させる各種の方法が知られ
ている。このような方法の１つにCzochralski法
と呼ばれている方法がある。この方法は結晶物質
の円筒体を与えるために、るつぼ内に溶融してい
る結晶体を引き上げこれと同時に回転する工程を
含む。この結晶物質がシリコンの場合は、上記円
筒体は、例えば太陽セルとして用いるために円板
状に切断される。物質がだんだんなくなつて行
き、方法の効率が悪く、さらにまた生長する結晶
体の横断面の寸法をコントロールすることが困難
である等の問題があるため、より一層効率のよい
方法〔以下、キヤピラリー・ダイ・プロセス
（capillary die process）と呼ぶ〕が開発された。
結晶体を生長するこのキヤピラリー・ダイ・プロ
セスは、一般に、キヤピラリー・ダイまたは形成
体（forming member）を用いており、このキヤ
ピラリー・ダイまたは形成体から、結晶体が生成
されうる。この後者は、種々に方法に従つて実施
されうる。

このような例の１つは、米国特許第3591348号
〔1971年７月６日にラベーレ（LaBelle）に対し
て与えられた〕に記載されている。この方法で
は、結晶体がエツジ デフアインド フイルム
フエツト グロース テクニツク（edge defined
film fed growth technique）（これはまたEFG
法ともいう）に従つて生長する。

上記EFG法では、キヤピラリー・ダイ体の端
面の外形または縁の形状により結晶体の横断面の
形状が１部決まる。この方法は、生長体と上記ダ
イ体の端面との間に配置された供給材料の液体膜
の速度の増加を含み、この際、膜状の液体がこの
ダイ体の１個またはそれ以上のキヤピラリー（毛
管）を介して適当な溶融物の貯蔵容器から連続的
に補充される。生長体の引き出し速度と液体膜の
温度を適当にコントロールすることにより、端面
をダイ体の側面と交差させることにより形成され
る非常に広々とした端面を横切つて（その周囲が
表面張力の影響下）膜を拡げることができる。生
長体はこの膜の形状に生長する。この場合、膜は
ダイ体の端面の縁の外形に従う。このため、任意
の幾何学的な横断面の形状の連続的な結晶体に生
長させることができる。例えば、実質的に平らな
リボンに生長させることができる。また、液体膜
はダイの端面の外側縁部と内側縁部との間を区別
する手段がないので、この結晶体に要求される孔
と同一の形状の盲孔を上記ダイの端面に与えるこ
とにより連続孔を結晶体内で生成させることが可
能である。しかしながら、ダイ体の端面のこのよ
うな孔はどれも十分に大きく形成されており、こ
のため、孔の囲りの膜がこの孔を覆つて閉塞する
表面張力が生じないことを条件とするものであ
る。

結晶体を生長させるキヤピラリー・ダイ・プロ
セスの別の例は米国特許第3471266号〔1969年10
月７日にラベーレ（LaBell）に対して与えられ
た〕に記載されている。この方法は、セルフ・フ
イリング・チユーブ法（Self filling tube
process）（SFT法）とも呼ばれている。この方
法は、キヤピラリーを仕切り、このキヤピラリー
に溶融物のカラムを含み、この溶融物から結晶体
が生長し引き出される形成体またはダイ体を用い
ている。キヤピラリーの横断面の形状に依り、ま
たこのキヤビラリーに含まれている溶融物カラム
の上端の熱条件を適当にコントロールすることに
より、任意の選択された横断面形状を有している
選択された物質の結晶体を生長させることが可能
である。このため、環状のキヤピラリーを有する
形成性ダイ体を用いることにより、中空チユーブ
を生長させることが可能である。この形成性を配
設させ、キヤピラリーを溶融物の貯蔵プールに接
続させるとこのキヤピラリーはセルフ・フイリン
グ（Self−filling）になる。

その他の方法も知られている。例えば、以下に
シート・グロース法（Sheet growth process）
（結晶物質がシート状またはリボン状に生長する
のでこの名称がある）と呼ばれている方法は、
EFG法を含むことは勿論のこと、“リボン−ツー
リボン（ribbon−to−ribbon）生長法のような方
法や、更にペンシルベニア州、ピツツバークのウ
エスチングハウス エレクトリツク社
（Westinghouse Electric Corporation）により
開発されたウエブ・デンドライテイツク法
（Web dendritic process）をも含む。

これらの方法は、すべて、特に上記の２つの方
法の如きキヤピラリー・ダイ・プロセスでは、引
き出し速度（pulling speed）が変わり、また生
長界面温度が生長体の横断面の大きさに影響を及
ぼす。引き出し速度を一定に保つことは比較的容
易なことであるので、結晶体が所定の形状に生長
したら、普通は、記載した２つの方法の如きキヤ
ピラリー・ダイ・プロセスに関しては、適当な速
度にこの引き出し速度を固定し、生長界面温度に
（加熱速度を調節することによつて）周期的に、
または連続的に調節し、上記生長体を所定の状態
に生長させている。生長速度、特に生長界面速度
をコントロールするその他の方法はメニスカス
（meniscus）の上にある生長体上のガスの衝突、
またはヘリウムの生長雰囲気を与えることによる
冷却を含む。その他の方法もまた当該分野では公
知である。

従つて、生長界面温度と引き出し速度を規定さ
れた許可誤差限内に保つために、生長過程中生長
体を追跡（モニター）することが望ましい。この
ような追跡システムのいくつかのものは公知であ
る。例えば、アルフア−アルミナ（サフアイア）
のチユーブまたはロツド（rod）の生長を追跡す
る１つのシステム（1975年３月11日にラベーレに
与えられた米国特許第3870477号に示され、記載
されているシステム）は、生長結晶体のキヤピラ
リー・ダイ・プロセスがこのダイ体（die
member）の縁と固体−液体生長界面との間に延
びている溶融物の上記メニスカス（meniscus）
の存在により特徴付けられるという事実に基づい
ている。ラベーレ（LeBelle）は、上記メニスカ
スの高さ（及び凹面の程度も）は運転条件の変化
に伴なつて変化することができることを断定し
た。もつと重要なことは、上記メニスカス
（meniscuc）の高さは固体−液体生長界面の領域
にある溶融物の温度と引し出し速度により影響を
受け、しかも中空チユーブまたは固形ロツドの外
径は上記メニスカス（meniscuc）の高さが増加
（外側のメニスカス（meniscuc）の高さが減少し
たときに、同じ径の増加が生ずる）するにつれて
減少するであろう。ラベーレ法によれば、上記メ
ニスカスの高さは、高さを測定する網目装置（ａ
height measuring reticle device）を備えた
顕微鏡を使つて上記メニスカスを直接に観察する
ことにより肉眼で測定される。肉眼で観察する上
記メニスカスの高さの変化は、生長する結晶体の
所定の横断面の寸法を得るのに加熱速度をどのよ
うに変えたらよいかを決める基礎となるものであ
る。しかしながら、上記メニスカスが開始し、終
る点は、実際の場合は、常に容易に明瞭ではな
い。例えば、物質がシリコンのときは、グラフア
イト ダイ体からこのものは生長し、上記メニス
カス内にシリコンカーバイド粒子が存在するか、
またはこの物質は光に実質的に透明なタイプ（例
えばサフアイヤー）である。更に、この上記メニ
スカスの高さは、顕微鏡が十分な拡大を与え、十
分な解像力でメニスカスの高さを見たときに、メ
ニスカスの幅の比べて比較的小さい（代表的に
は、約１：100から１：300の比）ので、メニスカ
スの全体の幅は視界が限定されているために見る
ことができない。ダイの幅に沿つた温度勾配（こ
れはメニスカスの高さの変化をもたらし、これに
起因するものであることが知られている）は検出
されていない。更に、メニスカスの顕微鏡を用い
て継続的に観察することは、所定の時間メニスカ
スを見ているときに取扱者に疲れを与え、間違え
る可能性が大きくなるので、心理的、物理的なス
トレスが蓄積することになる。このストレスは、
顕微鏡の像と炉内のヒータのコントロールとの間
に調節者（コントローラ）が交互に継続的に注意
を向ける必要があるときに、募らせる。また、サ
フアイアのようなこういつた物質の生長を観察す
るときは、サフアイアが可視光に実質的に透明で
あるので、このストレスがいつそう増大する。

結晶体の生長を観察し、コントロールするその
他のシステムは全体のメニスカスを直接見ること
が可能である。しかしながら、このようなシステ
ムは、常に満足でない。一般に、結晶体の全幅は
このようなシステムを使つて見られ、観察された
メニスカスはあまりにも小さいのでこのメニスカ
スの高さに関する有用な情報が得られない。例え
ば、EFG法に従つて生長した３インチの幅のシ
リコンリボンは10ミルのオーダの高さを有するメ
ニスカスから引き出される。本発明がないと、メ
ニスカスの全幅を含んでいる像をつくり出すシス
テムは不十分な解像力の高さを示すようである。

その他のシステムは、メニスカスの１部または
メニスカスのちようど上の観察された結晶体の縁
のいずれかを１つまたはそれ以上の輻謝線センサ
ー（Sensor）の上に写し出す手段を含む。この
像のシフトはセンサーの出力（output）に変化を
もたらす。このセンサーの出力はサーボ・コント
ロールシステム（servo control system）を使
つて結晶体が引き出される速度または炉内の１つ
またはそれ以上のヒータに用いられる電力を直接
にコントロールするのに利用することができる。
この方法は、継続するコントロール機能から人間
を総体的に減らすことにより、顕微鏡システムの
人間と機械の係り合いに伴なうストレスと緊張を
軽減するのを助けるが、このシステムは、センサ
ーに関して像があるところを正確に決めることが
人間にとつては困難であるので、不十分であり、
従つて取扱者が生長プロセス全体を観察せざるを
得ないことになる。

後者に関し、結晶体の生長についてたくさんの
ことが研究されなければならない。従つて、結晶
体の生長を研究し、コントロールするために溶融
物からのこのような結晶体の生長を容易に観察す
ることができるようにするために十分な解像力を
有するメニスカス全体を直接に観察するシステム
を提供することが大いに望まれる。

従つて、本発明の目的は、結晶体の生長をコン
トロールし、観察する改良装置を提供することに
あり、この装置は従来のシステム及び技術が有し
ていた問題を解消し、または実質的に軽減する。

本発明のさらに特定の目的は、結晶体の生長を
観察し、コントロールする改良装置と方法を提供
することにあり、このような改良装置及び方法は
(1)メニスカス全体及びこれから生長している結晶
体の隣接部分を適当かつ十分な解像力でこのメニ
スカスの幅と高さの両方に関して直接観察する像
を与え；(2)このような像を観察する際に伴なうス
トレスや緊張さらに取扱者の疲労を軽減するため
にコントラストが変えうるものである、さらにこ
のコントラストが観察者が関心を有している像の
部分により変更できうるものであるこういつた像
を与え；(3)比較的ストレスのない改良された相互
に作用するコントロールを与えると共に、メニス
カスの像と種々なコントロール・データの像が同
時に観察することができ；(4)いろいろな装置のコ
ントロール・データの像とメニスカス及びこの隣
りの結晶体の像を同時に与えて、生長過程で修正
をすべきかどうかを決定する時間とこの修正を実
際に行なう時間との間の時間の遅れを少なくし；
(5)多生長装置（multiple growing apparatus）
に用いるのに適し、これにより、同時に生じてい
る複数の生長過程を同装置で観察することができ
るものである。

本発明の上記及びその他の目的は、溶融物質の
メニスカスから生長した結晶体の生長を観察し、
コントロールする改良装置と方法により達成され
る。なお、溶融物質のメニスカスは接合部で結晶
体を結合している。この結合部を以下、固体／液
体／蒸気接合部という。上記の装置は、この接合
部（junction）と、結晶体の部分及び接合部に隣
接するメニスカスを含んでいる像を形成する光学
手段を含む。像は歪像であり、このため結晶体と
メニスカスの接合部と隣接部分の幅全体を観察す
ることができ、またこの像の観察された高さデメ
ンジヨンは、幅デメンジヨン（width
dimension）にくらべて拡大されて所望の解像力
を与えると共に両デメンジヨンの視野を与える。
この装置は、また像を表示するビデオ・デイスプ
レイ手段（video display means）を含む。この
ビテオ・デイスプレイ手段は、人間と機械との係
り合いを改善して取扱者のストレス、緊張及び疲
労を軽減するために像の２つのコントラスト点間
のコントラストを高める手段を含む。このビデ
オ・デイスプレイ手段は、また、少なくとも１個
の予め選ばれた像の１部の明暗度を平均する手段
を含む。この場合、予め選ばれた部分は、像の部
分の明暗度の平均値の変化が生長条件の変化を示
す部分である。この明暗度の平均値は、従つて、
結晶体の生長をコントロールするために用いるこ
とができる。

この発明のそれ他の特徴及び特定の目的は図面
と一緒に説明される以下の記載に述べられてい
る。

次に図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。

図１の炉１０（シート・フオーミング法
（sheet forming）特にEFG法に従つて、開放幾
何形、例えばシートまたはリボンの結晶体を生長
させるための型式の炉）は、適当に支持されたる
つぼ（crucible）１２を備えている。このるつぼ
は、溶融物質１４を含み、この物質から結晶体１
６が生長する。また、この溶融物質は１個または
それ以上のヒータ１８により予め決められた温度
に維持されている。ここに示された型の炉のヒー
タは生ヒータ１８Ａと面ヒータ１８Ｂ（第１図及
び第２図に横断面で示した）及び端ヒータ１８Ｃ
と１８Ｄ（第２図に示される）を含む。面ヒータ
１８Ｂはキヤピラリー・ダイまたは形成体２０の
隣りのるつぼの頂部で、水平に横切つて延びてい
る。また端ヒータ１８Ｃと１８Ｄはダイ体２０の
対向端の隣りのるつぼの頂部を水平方向に横切つ
て延びている。キヤピラリー・ダイまたは形成体
２０はるつぼの上に載置したプレートア２２によ
り支持されており、このため、ダイ体の底部２４
は溶融物質１４の中に延びていると共に、このダ
イ体の頂部２６はプレート２２の上にある。図示
するように、キヤピラリー・ダイ体２０は、米国
特許第3591348号に詳しく述べられ、記載された
EFG法に用いられている型のダイ体と似ている。
一般に、結晶体１６の横断面の形状は、ダイ体２
０の上端部２６の端部の形状により決まる。例え
ば、このダイは薄いフラツト状のリボンを生長す
るように形成することができる。この場合、第１
図は、リボンの長い方の水平方向のデイメンジヨ
ン、すなわちリボンの幅は第１の図面の平面に対
して垂直であると共に、ダイの側端面を示してい
る。このダイ体は、フラツトなリボンが生長して
いるときに、このリボンの長い方のデイメンジヨ
ン側が一般的に関して平行な離間関係になるよう
に配設されている。なお、上記一般面では面ヒー
タ１８Ｂはダイ体の上端部２６の面を横切つて均
一な熱を与える。同様に、第２図に示すように、
端ヒータ１８Ｃと１８Ｄはダイ体の上端の対向端
に配設されており、このため熱はダイ体の上端部
２６とメニスカス膜の部分（いずれもこれらのヒ
ータの隣りにある）に与えられる。このため、ヒ
ータ１８はメニスカス３０を形成する溶融物質内
のダイ体の頂点を横切る温度分布をコントロール
するのに用いられる。

第３図に示すように、このダイ体２０は少なく
とも１個のキヤピラリー２８を有し、ダイ体２０
の頂部と結晶体１６との間に形成されたメニスカ
ス膜２９の液体を、結晶体１６が引き出されたと
きに（第１図に示す）溶融物質１４の貯蔵容器か
ら連続的に補充することができる。再び第１図に
ついて述べると、結晶体１６は引き出し機構３２
により、引き出し軸４０に沿つて一定速度で引き
出される。安定の状態の間メニスカスの温度を一
層均一にするために、多数の薄い輻射線シールド
３４をダイ体２０の囲りのプレート２２の上に設
ける。

図示されていないが、炉１０は選択された結晶
生長成分を含んでいるカートリツジ（マツキント
ツシユ（Mackintosh）らに1978年10月３日に与
えられた米国特許第4118197号に示されているよ
うなカートリツジ）を含む。

第３図に示されるように、膜２９のメニスカス
３０は固体／液体の境界面３６のところで結晶体
１６を横切る。上記固体／液体境界面３６は、順
に、固体／液体／蒸気接合部３８を形成する。こ
の安定の状態の間（結晶体１６が一定速度で引き
出され、溶融物質の温度分布が実質的に一定であ
るときは、この横断面のデイメンジヨンは実質的
に一定である）、固体／蒸気の境界面４２、すな
わち結晶体１６の表面は引き出し軸４０に平行で
ある。

少なくともいくらかの結晶物質、例えばシリコ
ン及びゲルマニウムを生長させるキヤピラリー・
ダイ法の段階で垂直状のメニスカス３０は接合部
３８のところで結晶体と識別しうるメニスカス角
で接合することが最近発見した。このメニスカス
角φ、境界面４２の延長と接合部３８のところの
メニスカスの延長との間に形成される角度により
定義される角φはシリコンやゲルマニウムのよう
な少なくとも２、３の物質については、このよう
な物質の均一に必要な大きさにされた結晶体の生
長中は一定にとどまることが判つた〔テイー・ス
ーレツク（Surek、Ｔ）及びビー・チヤルマース
（Chalmers、Ｂ）の「その溶融内と接触している
状態の結晶の表面の生長の方向」という題名の論
文、ジヤーナル オブ クリスタル グロース
（Journal of Crystal Growth）；29巻、１−10
頁、（1975年）を参照のこと〕。さらに、安定状態
のメニスカス角φ。は、結晶体の引き出し速度と
生長界面温度が実質的に一定であるときに、この
安定状態中に生ずる。例えば、シリコンについて
は、この安定状態のメニスカス角は11°＋1°であ
り、一方、ゲルマニウムについては、この安定状
態のメニスカス角は大体8°である。少なくともシ
リコンについては、この安定状態のメニスカス角
は、メニスカスの高さの変化が生じたときでさえ
も、結晶生長速度が２桁近く変化しても目に見え
るほどの影響を受けない。

メニスカスの高さは結晶体の生長をコントロー
ルする欠くことのできない１つのパラメータであ
るので、安定状態のメニスカス角の現象を利用す
ることができる。さらに、メニスカス３０と結晶
体１６の間のコントラストを最大にする技術は、
安定状態の条件下、接合部のところで形成された
メニスカスの表面に垂直な角度で接合部３８を見
ることである。この角度で接合部を見ることによ
り、接合部３８のところのメニスカスの表面より
も接合部３８のところの結晶体１６の表面４２か
ら多くの反射輻射線を見ることができる。さら
に、メニスカスと結晶体の間のコントラストは、
液体メニスカスからの電磁スペクトルの可視領域
にある輻射線の放出性が固体の結晶体のそれのほ
ぼ半分位であるので、観察することができる。従
つて、第１図の炉１０は、固体／液体／蒸気の接
合部３８及びメニスカスと結晶体の隣接面が観測
軸４８に沿つた角度で見ることができこの角度で
メニスカスと結晶体との間のコントラストが観察
されるように、窓４６が設けられている。このた
め、軸４８に沿つて開口部４４を通じて接合部３
８を見ることにより、メニスカスの高さを観察し
コントロールすることができる。

それぞれに対して、さらにダイ体２０の両端に
対して対向する縁５０Ａと５０Ｂの位置はメニス
カスの高さに関係があり、このため結晶体の横断
面ジメンシヨンが生長し、これらの縁の位置が寸
法を与えこの寸法によつて人間が結晶体の生長を
コントロールすることができる。これらの縁の位
置は、端ヒータ１８Ｃと１８Ｄのそれぞれに対す
る電力または引き出し速度をコントロールするこ
とにより調節することができる。

メニスカス３０及び／または対向縁５０を観察
する本発明のシステムは次の理由のために不十分
である。安定状態条件中メニスカスが接合部３８
と結合しているこのメニスカスの表面に対して垂
直な角度の軸４８に沿つてメニスカスを観察する
ことは、この接合部をよく見るためにコントラス
トを高めるために満足である。しかしながら、例
えば、顕微鏡を使つた直接観察にとつては、メニ
スカスの実際の高さが見分けにくい。このため、
このような方法は接合部３８の相対的な位置を見
つけるために輻射線センサーを用いるときにいつ
そう効果である。しかしながら、センサーを用い
ることは、直接観察が望ましいところ、特に測定
者がこのプロセスが作動している間ずつとこのプ
ロセスを継続的に観察することが好ましいところ
では、満足ではない。顕微鏡を使つて直接にメニ
スカスの高さを観察する欠点はこのような観察に
伴なう測定者のストレス、緊張及び疲労である。
さらに、顕微鏡を回転させずに、人間がメニスカ
スの全幅を見ることができないので、メニスカス
全体を同時に見ることができない。このため、ダ
イ体２０のダイ頂部を横断する熱勾配もいつも検
出できない。

接合部３８のちようど上の結晶体４２の対向縁
５０Ａと５０Ｂを見る別の方法は、結晶体４２と
炉１０内の背景との間のコントラストの違いによ
る直接観察によりまたはセンサーを利用すること
によつて達成される。直接観察方式がセンサー利
用方式よりもすぐれている。直接観察方式では人
間がメニスカスの全幅を見ることができるけれど
も、十分な解像力をもつたメニスカスを観察する
には全く不満足であることがわかつた。特に、観
察者が、結晶体の生長中にメニスカスを観察し調
べたいときは全く不満足であることがわかつた。

種々な直接観察及びセンサー利用方式のその他
の利点及び欠点については当業者には明らかであ
ろう。本発明は、いろいろな方式の多くの利点を
組合せると共に、多くの欠点を軽減している。本
発明の改良方式は、観察者が接合部３８、メニス
カス３０及び結晶体４２の隣接部分の全幅を観る
ことを可能とすると共に、十分な解像力でメニス
カスの高さを見ることを可能にするものである。
観察者は、比較的軽減されたストレスと緊張で例
えば顕微鏡により結晶体４２の生長を直接に観察
することができる。結果として、改善された相互
作用方式は、改良された人間−機械の係り合いを
与え、機械よりも容易なコントロールが、観察者
によつて維持され、しかも観察者の疲労が少な
い。

第１図と第４図には、本発明の好ましい具体例
が記載されている。この方法は、接合部３８及び
接合部３８に隣接するメニスカス３０と結晶体４
２の部分を含む像を形成するために第１図におい
て一般に６０で示されている光学手段を包含す
る。形成された像は歪像であり、このため接合部
３８及びメニスカス３８と結晶体４２の隣接部分
の全幅を観察することができ、また、メニスカス
と結晶体部分の観察された高さデメンジヨンが幅
デメンジヨンに比べて拡大されている。よく知ら
れているように、歪像光学方式は、少なくとも１
個の光学要素を含み、この光学要素が１個の主要
なメリデイアン（meridian）において、他より
も異つた力の倍率を有している方式である（1977
年11月22日にKowalskiらに与えられた米国特許
第4059343号、またはSmith、Warren J.のモダ
ーン・オプチカル・エンジニヤリング（Modern
Optical Engineering）：ザ・デザイン・オブ・オ
プチカル・システム（The Design of Optical
Systems）・マグロ−ヒル・ブツク・カンパニー
（McGraw−Hill Book Company）（New
York）、1966；239−241頁を参照）。

本発明においては、大きな倍率が与えられる主
要なメリデイアンは像の垂直デメンジヨンであ
り、このため接合部及びメニスカスと結晶体の隣
接部分の垂直デメンジヨンの大きな解像力が与え
られる。好ましくは、光学手段６０は軸４８に沿
つて通過する光線６４を視準するための視準レン
ズ６２を含んでいる。手段６０は、また、主要な
メリデイアン内の希望する倍率の光線を与えるた
めのプリズム６６を含む。プリズム６６は６個の
プリズム６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６
Ｅ及び６６Ｆを好ましくは含み、主要なメリデイ
アンの倍率を20倍にする。多数のプリズムと希望
する主要メリデイアンの倍率は観察しようとする
対象物の大きさ及び希望する解像力のようなフア
クターにより異なつている。さらに、その他の歪
像光学、例えば円筒レンズを用いて主要メリデイ
アンに所望の倍率を与えることができる。プリズ
ム６６に関して、プリズム６６Ａはレンズ６２か
らの視準光線６４を受け、他のメリデイアンの光
線に悪影響を与えずに主要なメリデイアンの光線
を拡大または屈折する。プリズム６６Ｂは、同様
に、プリズム６６Ａからの光線を受け、さらに他
のメリデイアンのこれらの光線に影響の与えずに
主要メリデイアンの光線を拡大または屈折する。
プリズム６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅ及び６６Ｆは主
要メリデイアンだけの拡大を与える。

最後に、この光線は最終プリズム６６Ｆからビ
デオカメラ７０に、プリズムまたはミラーの形の
手段６８によつて反射される。カメラ７０はプリ
ズム６６を通り、手段６８で反射された光線６４
により表わされる像を形成し、これを電気信号に
変える任意の装置である。この電気信号は、代表
的には、２つの信号成分を含み、１つはビデオ信
号である。このビデオ信号は、普通アナログ信号
であり、この信号の強さは走査した各像の対応す
る像部分の強度の変化に従つて変化する。カメラ
７０によつて与えられる第２のシグナル成分は、
一般に、シンク（sync）信号と呼ばれるもので
あり、ビデオ信号によつて現わされた同し像の各
走査の始めと終りに関して参照（reference）を
与える。カメラ７０は、例えば、像オルチコン
（imageorthicon）であつてもよく、または像ビ
ジコン（image vidicon）であることができる。
他のこのような装置も当該分野では公知である。

第４図について、カメラ７０でつくられた電気
信号はビデオシステム７２に伝えられる。好まし
いシステムでは、結晶体４２の生長に関するデー
タはデータ信号発生手段７４から引き出される。
例えば、サーモカツプルを炉内のいろいろな場所
に置きこの場所の温度を測定する。同様に、結晶
体が生長する日数と時間も関心のある事柄であ
る。いろいろなパラメータの測定が適当な装置パ
ネル上に可視的に示すことができるか、または電
気ビデオ信号の形で与えられうる。従つて、手段
７４は関心のあるパラメータ値を可視的に示す装
置パネルの像を第２の電気信号に変えるために配
設された第２ビデオカメラまたはサーモカツプル
のような測定装置から直接に引き出されたこのよ
うなビデオ信号を発生させるシステムのいずれか
である。どちらの場合も、データ・シグナル発生
手段７４によつて発生した電気信号はカメラ７０
により与えられたビデオ・シグナルと同調され、
両者は隣合せの重ね合せられた像を表示する。カ
メラ７０と発生手段７４によりつくられた電気信
号をシステム７２に伝えることは、任意の適当な
方法、例えばライン７６を直接に伝わつて、また
は空気を介してFMトランスミツシヨンによつて
達成される。

以下に一層明らかにされる理由のため、システ
ム７４は好ましくは、第１及び第２ビデオモニタ
ー７８と８０をそれぞれ含んでいる。モニター７
８は両オーバライン７６から受けたシンク
（sync）及びアナログビデオ信号に基づきカメラ
７０と手段７４により与えられた像を表示する。
これに関して、シンク（sync）とアナログ信号
はビデオ・テープ・レコーダ７９に記録されるこ
とができ、従つて、必要ならば、モニター７８と
８０に与えられたシンクとビデオ信号がビデオ・
テープ・レコーダ７９に予め記録されたこれらか
ら引き出されうる。モニター７８と８０（詳細に
示されていない）はカソード・光線チユーブであ
り、それぞれ、一般に、受けたビデオ・信号に応
じて電子ビームをつくる電子銃、ラスター
（raster）走査をつくるために電子ビームの位置
を変えるために水平及び垂直のドライブシグナル
に反応する手段及び像を表示するために電子ビー
ムに反応するターゲツトを含んでいる。モニター
７８はカメラ７０と手段７４により形成された像
に似た、メニスカス３０、接合部３８及び結晶体
１６の複合像を与える。従つて、モニター７８は
オーバ・ライン７６から受けた信号がこれらの像
をつくるのに必要な構造のすべてを含んでいる。
モニター８０は第５図に示されるような像を与え
る。

システム７２、メニスカス及び隣りの結晶体及
びダイ体の像のいろいろな位置間のコントラスト
を高め、取扱者がメニスカスからの結晶体の成長
を容易に観察し、研究することができ、結晶体の
生長をコントロールするのに用いられる必要なコ
ントロール機能を好ましく行なうことができるよ
うに設計されている。さらに、システム７２ひ好
ましくは、カメラ７０と手段７４から受けた電気
信号から誘導されたビデオ信号とシンク信号を分
離し、さらにモニター８０のために水平及び垂直
ドライブ（drive）またはスウイープ（sweep）
信号を発生するためにシンクストリツパー
（syncstripper）８２の形をした手段を含む。こ
の水平及び垂直ドライブ信号はシンク信号に応じ
て発生し、よく知られているように、ターゲツト
に像をつくるために、ターゲツトのラスター
（raster）走査をつくる電子ビームの位置を変え
るモニター８０内に用いられる。モニター８０の
像の任意の２つの対照的な点のコントラストを増
加させるために、シンクストリツパー（sync
stripper）８２から与えられた複合アナロクビデ
オシグナルが、アナログ・シグナルをデジタル・
シグナルに変えるためにシグナル レベル クオ
ンチタイザー（signal level quantizer）８４の
形を好ましくはしている手段に与えられる。この
クオンチタイザー８４は、アナログ ビデオ信号
の振幅レベルを参照D.C.電圧と比較するのに適し
たシユレツシユホールド・デテクター
（threshold detector）の形をしているのが好ま
しい。参照D.C.電圧は、コントラスト・シユレツ
シユホールド・コントロール（contrast
threshold control）８６を変えることにより測
定者によつて設定される。アナログ・ビデオ信号
がコントロール８６により設定（セツト）された
シユレツシユホールド・レベルを越えるときは、
クオンチタイザー８４の出力（output）は比較的
大きなD.C.信号であり、アナログ・ビデオ信号が
シユレツシユホールド・レベルと等しいかそれ以
下のときは、比較的小さいD.C.信号である。クオ
ンチタイザー８４のデジタル化出力（digitized
output）が、垂直及び水平ドライブ信号と一緒
に、シンク・ストリツパー（sync stripper）８
２からビデオ信号アベレージヤ（video signal
averager）８８に与えらる。

アベレージヤ８８は第５図で示される窓１００
の像の部分より表わされるラスタ受像域の走査の
デジタル化信の号部分の強度値（intensity
values）を平均にするのに適している。さらに詳
しくは、アベレージヤ８８は第５図の像の窓１０
０の大きさ及び位置を与え、調節するコントロー
ル９０，９２，９４及び９６を含む。コントロー
ル９０と９２と通じて、測定者は、窓の幅と高さ
とをそれぞれコントロールすることができると共
に、コントロール９４と９６とを通じて、測定者
は窓の水平及び垂直位置をそれぞれコントロール
することができる。以下の記載から明らかなよう
に、窓１００の大きさと位置とを調節して、接合
部３８の部分及び隣りのメニスカス３０と結晶体
１６が重なるようにすることにより、コントロー
ル信号を発生させ、結晶体１６の生長をコントロ
ールすることができる。アベレージヤ８８は窓１
００内のクオンチタイザー８４により与えられた
デジタル化ビデオ信号の部分を平均化し、この平
均を表示するライン１０２のD.C.出力信号を与え
る。アベレージヤ８８はまた窓１００の像を表わ
す信号部分と共にクオンチタイザー８４により与
えられたデジタル化ビデオ信号をビデオモニター
８０に与える。ライン１０２のD.C.出力は測定者
には目で見ることができ、または第４図に示され
ているように、当該分野ではよく知られている型
のサーボ・コントロール・システム（servo−
control system）９８に用いられる。このシス
テムは、結晶体１６がメニスカス３２により引き
出される引き出し速度をコントロールし、ヒータ
１８に対する電力をコントロールし、または当該
分野において知られている他の方式で結晶体の生
長をコントロールすることができる。例えば、詳
しく示されていないが、システム９８は、SCR
スイツチ回路を含んでいる。このSCRスイツチ
回路は、好ましい条件が存在しているときに（測
定者により決定された）アベレージヤ８８の出力
の設定値とアベレージヤ８８の実際の出力との間
の差を検出するエラー検出手段、このようにして
生じたエラー信号を積分するインテイグレータ
（lntegrator）を含み、この場合、得られた積分
信号はSCRスウイツチをコントロールするため
に用いられる。後者は、ライン１０２のD.C.信号
レベルに応じて引き出しメカニズム３２またはヒ
ータ１８の対する電力をコントロールするために
用いることができる。ストリツパ８２により与え
られたシンク信号はラスタ受像域の走査を与え、
このためモニター８０に像表示を与える。

システム７２は示された機能を行なう公知の任
意のシステム成分から構成されている。例えば、
モニター７８と８０及びレコーダ７９は任意のテ
レビジヨンとテレビジヨン・ビデオ レコーダで
あることができる。シンク ストリツプ８２、シ
グナル レベル クオンチタイザー８４及びビデ
オ アベレージヤ８８は、すべて、モデルNo.302
−２、606−５及び310として、コロラド州ボール
ダー（Boulder）のコロラド・ビデオ社
（Colorado Video、Inc.）から手に入る。

測定に当つて、観測軸４８に沿つてメニスカス
３０と結晶体１６を見るために光学手段６０とカ
メラ７０が第１図１に示されるように配設され
る。この場合、接合部３８のところのメニスカス
と結晶体との間に見える像に最大のコントラスト
が与えられる。光学手段６０の歪像性のためにメ
ニスカス３０全体が、高さと幅の両デメンジヨン
について良好な解像力で見ることができる。メニ
スカスと周囲の構成体の像は光学系６０により形
成され、カメラ７０の焦点光学系（図示せず）に
より焦点が合わせられる。同時に、関心のあるい
ろいろなパラメータが、結晶体の生長中に測定さ
れ、このようにして測定されたパラメータを表わ
しかつ誘導される第２ビデオ信号が特性発生手段
（character generameans）７４によつてつくる
ことができる。カメラ７０と発生手段７４により
与えられる一緒になつたビデオ及びシンク信号は
ライン７４に伝達され、ここで完全な像が第１モ
ニター７８により見ることができ、必要ならばレ
コーダ７９により記録される。モニター７８に表
示された像のコントラストは変えることができる
ので、像の２つのコントラスト点の間を、この一
緒にしたビデオ信号をライン７６またはレコーダ
７９からストリツパ８２に直接に伝えることによ
つて、さらに増加させることができる。この一緒
にしたビデオ信号はシンク信号から取除から、ク
オチタイザー８４の入力に用いられる。コントロ
ール８６を用いてコントラスト シユレツシユホ
ールドを適当に設定することにより、第１モニタ
ーに形成された像内で識別することが困難である
結晶体とメニスカスの像の部分が第２モニターで
容易に区別することができる。例えば、安定状態
の生長中、軸４８に沿つてメニスカス３０から結
晶体１６の生長を見ると接合部３８のところの結
晶体１６とメニスカス３０との間のコントラスト
が第１モニター７８に観察される。この理由は、
２つの間の安定状態のメニスカス角度により、接
合部３８のところのメニスカス３０の表面よりも
結晶体１６の表面から多量の反射光を受けるから
である。しかしながら、コントロール８６をシユ
レツシユホールド コントラスト セツテング
（threshold contrast setting）が(1)ストリツパか
ら受けたビデオ信号の部分（接合部３８のところ
のメニスカス３０の部分を表わす）より上にあ
り、且つ(2)ストリツパから受けたビデオ信号の部
分（接合部３８のところの結晶体１６の部分を表
わす）より下にあるようにセツトすることによ
り、接合部のところの結晶体とメニスカスとの間
のコントラストを増加させるために一緒にしたビ
デオ信号がデジタル化される。クオンチタイザー
８４のデジタル化された出力はビデオ アベレー
ジヤ８８に用いられ、このものは、順次、窓１０
０の代表的な追加のビデオ信号を第２ビデオモニ
ター８０に与える。モニター８０はまたストリツ
パー８２からのシンク信号を受け、光学系６０、
手段７４及びアベレージヤ８８により生じた像は
スクリーンに表示され複合像をつくる。その代表
例は第５図に示される。このシステムは結晶体の
安定状態の生長を維持するために結晶体１６の生
長をコントロールするのに用いることができる。
この場合結晶体の安定状態の生長の維持は、窓１
００の大きさと位置とを、この窓１００が第５図
に示すように少なくとも接合部３８のところを覆
うように調節することによつて行なわれる。アベ
レージヤ８８は窓内の像の部分の平均強度を表わ
すD.C.出力信号を与える。増加したコントラスト
は第２モニター８０の像表示（image display）
内のメニスカスと結晶体との間に存在するので、
アベレージヤ８８のD.C.出力信号が接合部３８の
垂直位置の変化と共に変化する。なお、垂直位置
の変化は生長条件に変化があるときに起こる。従
つて、サーボコントロール システム
（servocontrol system）９８は、接合部３８が
上方または下方に移動するかどうかに依存するポ
ジまたはネガのエラー信号を与えるために調節さ
れる。従つて、このエラー信号は、ヒータに対す
る電力（power）を増加または減少させるために
ヒータ１８の電力をコントロールするため、また
はメニスカス８９からの結晶体１６の引き出し速
度を増加させまたは減少させるために引き出しメ
カニズム３２に対する電力をコントロールするた
めに用いられる。

本発明の原理は、また、結晶体１６の対向縁５
０Ａと５０Ｂの位置をコントロールすることによ
つて結晶体１６の生長をコントロールするのに利
用することができる。これは第６図に示されるシ
ステムにより与えられる。特に、第６図のシステ
ムは、システム７２Ａがヒータ１８または引き出
しメカニズム３２に対する電力をコントロールす
るために第2D.C出力信号と同様、像内に第２の
窓を与える第２ビデオ・アベレージヤを含む以外
は、第４図のシステムと同一である。さらに詳し
くは、クオチタイザー８４の出力は２つのアベレ
ージヤ８８Ａと８８Ｂに接続されており、それぞ
れは第４のアベレージヤ８８と同じように操作さ
れる。同様に、ストリツパー８２により生じた垂
直及び水平なドライブ信号は、両方共アベレージ
ヤ８８Ａと８８Ｂのそれぞれに供給される。それ
ぞれのアベレージヤ８８Ａと８８Ｂは、第７図の
代表例で示される窓１００Ａと１００Ｂの大きさ
と位置をコントロールするために、別々のコント
ロール９０，９２，９４及び９６を備えている。
アベレージヤ８８Ａと８８Ｂにより与えられた
D.C出力信号は表示メータに供給されるか、又は
ヒータ１８または引き出しメカニズム３２に対す
る電力をコントロールするサーボ コントロール
システム９８Ａに供給される。後者は、アベレ
ージヤ８８Ａと８８ＢのD.C.信号出力を平均化す
る平均化回路を単に含むことができる。この平均
化回路は、２個のD.C信号を表わす出力を与える
ことができる。この出力は、次いで、当該分野で
は公知の方法でドライブ メカニズム３２に対す
るパワーを規制するために用いることができる。
この結果、縁５０Ａと５０Ｂ（第７図の像に示さ
れる）が別の１つに向かつて移動しこれから離れ
るにつれ、メカニズム３２に対するパワーはそれ
ぞれ減少しまたは増加し結晶体１６の引き出し速
度を減少または増加させる。またサーボコントロ
ール システム９８Ａは第４図のシステム９８に
ついて記載したタイプの２個のSCRスウイツチ
ング回路であることができる。このようなそれぞ
れのSCRスウイツチング回路は、順次、当該技
術分野においてよく知られた方法で、端ヒータ１
８Ｃと１８Ｄに対する電力をコントロールするた
めに用いることができる。従つて、縁１００Ａま
たは１００Ｂがセンター引き出し軸４０（対応す
る端ヒータに対する電力を減らすために必要）に
向かつて移動するか、センター引き出し軸４０
（対応する端ヒータに対する電力を増加させるた
めに必要）から離れる方向に移動するかによつ
て、それぞれの端ヒータ１８Ｃと１８Ｄに対する
電力は選択的にコントロールされ変えられる。そ
の他のコントロール システムも当該分野ではよ
く知られている。

第６図のシステムの操作は、カメラ７０と発生
手段７４により与えられるビデオ信号とシンク信
号がライン７６を通じて第１ビデオ モニター７
８とビデオ テープ レコーダ７９に伝えられ、
さらにシンク ストリツパ８２に伝えられる範囲
まで第４図のシステムの操作と同じである。後者
は、一緒になつたビデオ信号をシンク信号から分
離し、水平ドライブ信号と垂直ドライブ信号をつ
くる。第６図に示されるように、結晶対１６と第
２ビデオ モニター８０の表示像の端５０のとこ
ろの背景との間の強度を増大させるために、コン
トロール８６により決められた一定のシユレツシ
ユホールド レベルは(1)結晶体の背後の像の背景
を表わすビデオ信号レベルより上で、しかも(2)結
晶体１６を表わすビデオ信号レベルより下にセツ
トされる。水平ドライブ信号及び垂直ドライブ信
号と同様にクオチタイザー８４の出力はアベレー
ジヤ８８Ａと８８Ｂの両方に供給され、２つの窓
１００Ａと１００Ｂが与えられる。この窓１００
Ａと１００Ｂのそれぞれの位置と大きさはコント
ロール９０Ａ，９２Ａ，９４Ａ，９６Ａ，９０
Ｂ，９２Ｂ及び９６Ｂにより調節され、第２モニ
ターの像表示において、第７図に示すようにメニ
スカス３０のすぐ上のそれぞれの縁５０Ａと５０
Ｂを重ねる。結晶体１６の安定状態の生長条件を
達成することにより、アベレージヤ８８Ａと８８
ＢのD.C.出力は参照出力レベルを決定する。従つ
て、１つまたは両方の縁５０Ａと５０Ｂのシフト
はアベレージヤ８８Ａと８８ＢのD.C出力レベル
の１つまたは両方を変えるために与えられる。こ
れらの変化は可視的に又はサーボ システム９８
Ａに供給された第６図に示されるように示され、
引き出しメカニズム３２または端ヒータ１８Ｃま
たは１８Ｄに対する電力が調節され安定状態な生
長を維持する。

本発明は、その好ましい形で記載されたが、本
発明の原理から逸脱しない範囲で変更できること
は明らかである。例えば、第４図及び第６図に示
されるシステムは、１個の炉１０を用いてるよう
に記載されている。しかしながら、１つのシステ
ムに数個の炉があるところで結晶体の生長を観察
したいときは、第４図または第６図のシステムの
いずれかが容易に用いられうる。第８図について
更に述べると、カメラ７０と光学６０が共通支持
体１１０のうえに載置されている。共通支持体１
１０はトラツク手段１１２の上を動くように連結
されている。このトラツク手段１１２は多数の炉
（例えば、第８図に示されている４個の炉１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄ）に関して適当な位置
に設けられていて、このためカメラ７０と光学６
０はそれぞれの炉１０に対応する位置に選択的に
動き、任意の特定の炉に生長した結晶体１６を見
ることができる。手段、例えば反転可能なステツ
プ モータ（stepping motor）１１４（コント
ロール１１６に対して応答する）はカメラ７０と
トラツク１１２の光学６０を一方向に動かすため
に支持体１１０に連結されている。

１つの炉で生長した複数個の結晶体の生長を見
たいところでは、本発明は、各結晶体が生長して
いるのを、炉１０のそれぞれの異なつた窓４６を
通じて観察することのできる装置を与えるもので
ある。例えば、カメラ７０、光学手段６０及び対
応するビデオ システム７２からなる独立したシ
ステムは前述した方式の各窓４６に対応する位置
にある。また第９図に示すように、多数のカメラ
７０とこれらに対応する手段６０を有する１個の
ビデオ システムを用いるために多重送信組織
（multiplexing scheme）を用いることができる。
詳しくは、この装置は４個のカメラ７０Ａ，７０
Ｂ，７０Ｃ及び７０Ｄを含み、光学手段６０Ａ，
６０Ｂ，６０Ｃ及び６０Ｄが結合しており、炉１
０内の対応する結晶体の生長をこの炉の４個の異
なつた窓４６を通じて観察することができる。多
数のカメラとこれと結合した光学手段は４個に限
定されるものではなく、炉１０の設計、生長する
結晶体の数、及びその他の条件により変更でき
る。各カメラの出力信号と発生手段７４の対応す
る出力はそれぞれのライン７６を通じて多重送信
機（multiplexor）１２０に与えられる。この多
重送信機は当該分野ではよく知られている。一般
に、多重送信機１２０は送られた信号をライン７
６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ及び７６Ｄを通じて信号ビ
デオシステム７２に次々と反覆的に送るように設
計されている。ビデオ表示は、指示を含むことが
でき、この指示はライン７６から多重送信機１２
０により伝えられ観察者に指示する。

本発明はいくつかの利点を有している。結晶
体、例えばシリコンまたはゲルマニウム結晶体の
生長は、容易に観察され、追跡されコントロール
される。メニスカス及び結晶体の隣接部分の像の
１つの主要なメリデアン（meridian）、すなわち
垂直デメンジヨンが、像の他の主要なメリデアン
すなわち水平方向に比べて歪像的に拡大されるこ
とによつて、メニスカス全体が両方向に十分な解
像力で観察される。ビデオ表示、例えばモニター
７８と８０に像を表示することによつて、生長プ
ロセスはわずかなまたは全く物理的及び心理的ス
トレス及び緊張を観察者に与えずに観察すること
ができる。クオンチタイザー８４を使用すると、
観察者はメニスカスと結晶体の像の２つの部分の
間のコントラストを増加させることができ、この
場合、増加させたコントラストを与えるところで
コントロール８６を用いてシユレツシユホール
ド・レベルを調節する能力が有することになる。
アベレージヤ８８，８８Ａ及び８８Ｂを用いるこ
とにより、結晶体１６の生長コントロールが容易
に達成できる。最後に、本発明の全体的な利点
は、結晶体の生長が観察、研究、追跡及びコント
ロールされた条件下で、かかる条件を容易にする
ために人間／機械の係り合いを改善することであ
る。その他の利点も当業者には明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の好ましい具体例を示
す結晶生長炉の正面断面図、第２図は第１図のダ
イ頂部とその面及び炉の端ヒータの一部平面図、
第３図はダイ体の上面に形成されたメニスカスか
ら生長した代表的な結晶体の拡大横断面図、第４
図は本発明の装置の好ましい具体例のブロツクダ
イヤグラム、第５図は第１及び４図に記載された
具体例により与えられる代表的なビデオ表示の代
表例、第６図は本発明の装置の第２具体例を示す
ブロツク・ダイヤグラム、第７図は第６図に記載
した具体例により与えられた代表的なビデオ表示
の代表例、第８図は第１図及び第４−７図につい
て記載された具体例の変形を示す概略ダイヤグラ
ム及び第９図は第１図及び第４−７図に関して記
載された具体例の別の変形の概略的、ブロツク・
ダイヤグラムである。図中主な部分の記号は次の
ものを表わす。 １０……炉、１２……るつぼ、１４……溶融物
質、１６……結晶体、１８……ヒーター、２０…
…形成体、３０……メニスカス、３６……境界
面、３８……境界面、４０……引き出し軸、４２
……結晶体の表面、７０……ビデオカメラ、７４
……発生手段、７８……モニター、７９……ビデ
オテープ、８０……モニター、８２……シンクス
トリツパー、８４……シグナルレベルクオンチタ
イザー、８６……コントラスト・シユレツシユホ
ールド・コントロール、８８……アベレージヤ
ー、９０……コントロール、９２……コントロー
ル、９４……コントロール、９６……コントロー
ル、９８……サーボ・コントロール・システム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶体がその長さの方向に沿つて予め定めら
   れたある距離に亘つてある選択された横断面形を
   有するようにするため、溶融体からなる生長プー
   ルからの特定物質の結晶体の生長をモニターする
   方法であり、前記生長プールは該生長プールにお
   いて前記結晶体と接して固／液／気接合を形成
   し、前記接合並びに該接合に隣接する結晶体及び
   メニスカスそれぞれの部分を含む影像を形成する
   ことを含む方法であつて、 該方法を構成する工程は： 前記接合の全体の横幅寸法を観察することがで
   き、かつ前記高さ方向寸法は前記影像の横幅寸法
   に比して拡大されるようにするために、前記影像
   を歪像（アナモルフイツクな像）として形成する
   こと； 前記歪像を表すアナログビデオ信号を発生させ
   ること； アナログビデオ信号をデイジツト変換してデイ
   ジツト変換したビデオ信号を生じさせるようにす
   ること；および 前記デイジツト変換信号に対応して前記歪像を
   デイスプレイすること；の諸工程であり、 前記アナログビデオ信号のデイジツト化は、デ
   イスプレイされた影像のコントラストを高めるこ
   とを特徴とするモニター方法。 ２ 前記アナログビデオ信号のデイジツトへの変
   換工程が、アナログビデオ信号の振幅を予め定め
   られた識別レベルと比較する工程、及びアナログ
   ビデオ信号が識別レベルより上であるときは最初
   の信号レベルで、またアナログビデオ信号が識別
   レベルより下であるときは第２の信号レベルで前
   記デイジツト変換ビデオ信号を生じる工程を含
   む、特許請求の範囲第１項の方法。 ３ デイスプレイされた前記影像の任意の２つの
   予め定められた部分の間のコントラストを調節で
   きるようにするため、前記識別レベルを調節する
   工程をさらに含む、特許請求の範囲第２項の方
   法。 ４ 液体溶融物からの結晶体（該結晶体は、固／
   液／気接合において前記液体溶融物と接触してい
   る）の生長をモニターする装置であり、前記接合
   並びに該接合に隣接する前記結晶体及び溶融体の
   物質の各部分を包含する影像を形成するための光
   学的手段を含む装置であつて、 前記光学的手段は、前記接合並びに隣接する前
   記結晶体及び溶融物質の各部分の全体の横幅を観
   察することができ、かつ前記影像の観察された高
   さ方向の寸法が、前記影像の幅方向の寸法に対し
   て拡大されているようにするために、前記影像を
   歪像（アナモルフイツクな像）として形成するた
   めの手段を含む、ことを特徴とする結晶体の生長
   モニター装置。 ５ 前記歪像を表すアナログビデオ信号を発生す
   るための手段、該アナログビデオ信号をデイジツ
   ト変換して、前記歪像をデイスプレイするための
   デイジツト変換したビデオ信号が生じるようにす
   るための手段からなるビデオデイスプレイ手段を
   さらに含み、前記アナログビデオ信号をデイジツ
   ト変換するための前記手段は、前記デイスプレイ
   手段上の前記歪像のコントラストを高める、特許
   請求の範囲第４項の装置。 ６ 前記アナログビデオ信号をデイジツト変換す
   るための前記手段が、前記アナログビデオ信号の
   振幅を予め定められた識別レベルと比較するため
   の手段、および前記アナログビデオ信号が前記識
   別レベルを上まわるときは最初の信号レベルでデ
   イジツト変換されたビデオ信号を生じ、前記アナ
   ログビデオ信号が前記識別レベルを下まわるとき
   は第２の信号レベルでデイジツト変換ビデオ信号
   を生じるための手段を含む特許請求の範囲第５項
   の装置。 ７ 前記デイスプレイ手段上の前記歪像の予め定
   められた任意の２点間のコントラストが高められ
   得るように前記識別レベルを調節するための手段
   をさらに含む、特許請求の範囲第６項記載の装
   置。 ８ 前記ビデオデイスプレイ手段がさらに、前記
   歪像の少なくとも１つの予め選択された部分を表
   す前記デイジツト変換されたビデオ信号の複数の
   部分の振幅を平均化するための平均化手段、及び
   前記振幅の平均値を表す電気信号を発生する手段
   を含み、前記結晶体の生長が、前記溶融体生長プ
   ールから前記結晶体が引き出される速度、または
   前記生長プールの温度を、前記電気信号に応じて
   調節することによつて調節されることができる特
   許請求の範囲第５項〜第７項のうちのいずれか一
   の項に記載の装置。 ９ 前記平均手段が、前記歪像の前記部分の大き
   さと位置とを変えるための手段を含み、このため
   前記平均手段によつて平均される前記デイジツト
   変換ビデオ信号の複数の部分を様々に変化させ得
   る、特許請求の範囲第８項の装置。 １０ 前記歪像の前記部分が、前記固／液／気接
   合並びに前記接合に隣接する前記結晶体およびメ
   ニスカスそれぞれの一部を含む特許請求の範囲第
   ８項若しくは第９項の装置。 １１ 前記光学的手段が、前記歪像がそれに沿つ
   て形成される光軸を決定し、該光軸が、前記接合
   並びに隣接するメニスカス及び結晶体それぞれの
   部分に関して、前記コントラストが前記接合にお
   けるメニスカスおよび結晶体の前記それぞれの部
   分の間に現れるように設定されている特許請求の
   範囲第４項〜第１０項のうちのいずれか一の項に
   記載の装置。 １２ 前記光軸が、前記接合に於いて前記メニス
   カスの前記表面にほぼ直角に設定されており、前
   記メニスカスの前記表面が、前記接合における前
   記結晶体の表面と定常状態のメニスカス角におい
   て相交わる、特許請求の範囲第１１項の装置。 １３ 影像に見る結晶体の生長に関する予め定め
   られたパラメータの数値を有する影像を表す第２
   のビデオ信号を与える手段；をさらに含む、特許
   請求の範囲第４項〜第１２項のうちのいずれか一
   の項に記載の装置。 １４ 前記数値の影像を与えるための前記手段
   が、前記数値の可視的デイスプレイを観るための
   カメラを含んでいる、特許請求の範囲第１３項の
   装置。 １５ 前記光学的手段が、前記歪像の前記高さ方
   向寸法に対して拡大するための複数の歪像プリズ
   ム（アナモリフイツクプリズム）を含んでいる、
   特許請求の範囲第４項〜第１４項のうちのいずれ
   か一の項に記載の装置。 １６ 前記ビデオデイスプレイ手段がさらに、前
   記歪像の予め選択された少なくとも２つの部分を
   表す前記デイジツト変換ビデオ信号の複数の部分
   の振幅を平均するための手段；および前記影像の
   前記部分のそれぞれ１つを表す前記デイジツト変
   換ビデオ信号の前記振幅の平均値を表す少なくと
   も２つの電気信号を発生するための手段；をさら
   に含み、前記電気信号に応じて前記結晶体の生長
   を調節することができる、特許請求の範囲第４項
   〜第１５項のうちのいずれか一の項に記載の装
   置。 １７ 前記影像の前記２つの部分が、それぞれ、
   前記接合の上部に対向縁端部を含んでいる、特許
   請求の範囲第１６項記載の装置。 １８ 少なくとも２つの位置を通して当該装置を
   移動し、これらの位置のそれぞれにおいて、別々
   の結晶体の生長をモニターすることができる手段
   をさらに含む、特許請求の範囲第４項〜第１７項
   のうちのいずれか一の項に記載の装置。 １９ 前記歪像の少なくとも１つの予め選択され
   た部分の強度を平均するための平均手段及び前記
   予め選択された位置の平均強度の値を表す電気信
   号を発生させるための信号発生手段からなるビデ
   オデイスプレイ手段によつて更に特徴付けられ、 前記結晶体の生長が、該結晶体が前記溶融体生
   長プールから引き出される速度又は前記電気信号
   に応じた前記生長プールの温度を調節することに
   よつて制御される、特許請求の範囲第４項に記載
   の装置。 ２０ 前記光学的手段が、前記歪像がそれに沿つ
   て形成される光軸を決定し、前記光軸は、メニス
   カスと結晶体との間のコントラストが、前記歪像
   中の前記接合において現れるように配向されてお
   り、かつ前記歪像の前記予め選択された部分は、
   前記接合の少なくとも一部分並びに前記メニスカ
   スと結晶体との隣接部分を含む、特許請求の範囲
   第１９項の装置。 ２１ 前記光学的手段が、前記歪像がそれに沿つ
   て形成される光軸を決定し、該光軸は、一方にお
   いては前記接合の上部の前記結晶体の両端間のコ
   ントラストが、他方においては前記結晶体の後方
   の背景が前記歪像中に現れるように配向されてお
   り、前記平均手段は前記影像の２つの予め選ばれ
   た部分を平均し、前記信号発生手段は、前記予め
   選択された部分の平均強度の値をそれぞれ表す２
   つの電気信号を発生し、前記２つの予め選択され
   た部分は各々、前記結晶体の前記両端のそれぞれ
   １つを含む、特許請求の範囲第２０項の装置。 ２２ ２種以上の結晶体の液体溶融物からの生長
   をモニターする装置であつて、前記結晶体の各々
   は、固／液／気接合において対応する液体溶融物
   に接触し、該装置は、 それぞれ相当する結晶体のそれぞれの歪像を形
   成するための複数個の光学的手段（各影像は、前
   記接合並びに該接合に隣接するそれぞれの結晶体
   及び溶融物の部分を含んでおり、前記各影像は、
   対応する接合並びに結晶体及び溶融物質の隣接部
   分の横幅全部を観察することができ且つ前記各影
   像の観察された高さ方向の寸法が前記影像の幅方
   向の寸法に比して拡大されるようにアナモルフイ
   ツクである）； 前記複数の影像に対応する複数の電気信号を発
   生する手段； 前記複数の電気信号に対して、次々と、選択的
   にかつ反復的に応答して、次々と、選択的にかつ
   反復的に前記影像をデイスプレイするためのビデ
   オデイスプレイ手段；及び 前記ビデオデイスプレイ手段に応答して前記結
   晶体の各々の生長を調節するための手段とからな
   る、特許請求の範囲第４項〜第２１項のうちのい
   ずれか一の項に記載の装置。 ２３ 前記ビデオデイスプレイ手段が、前記電気
   信号の各々を、次々と、選択的かつ反復的に受け
   るマルチプレツクス手段を含む、特許請求の範囲
   第２２項の装置。