JPH06279171A - シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置 - Google Patents

シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置

Info

Publication number
JPH06279171A
JPH06279171A JP2647892A JP2647892A JPH06279171A JP H06279171 A JPH06279171 A JP H06279171A JP 2647892 A JP2647892 A JP 2647892A JP 2647892 A JP2647892 A JP 2647892A JP H06279171 A JPH06279171 A JP H06279171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
silicon single
contact
pulling
rotation
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.)
Granted
Application number
JP2647892A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0829998B2 (ja
Inventor
Kaoru Takiuchi
薫 滝内
Akira Tsujino
明 辻野
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Sitix 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 Sumitomo Sitix Corp filed Critical Sumitomo Sitix Corp
Priority to JP2647892A priority Critical patent/JPH0829998B2/ja
Publication of JPH06279171A publication Critical patent/JPH06279171A/ja
Publication of JPH0829998B2 publication Critical patent/JPH0829998B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成長中のシリコン単結晶の落下を防止し、省
力化を図る。 【構成】 引上軸に設けられた種結晶と、多結晶シリコ
ン融液を入れたルツボを回転させながらシリコン単結晶
を引上げる際に、引上軸に回転検出用部材を配設し、こ
の回転検出用部材の回転数の変化に基づいて、シリコン
単結晶と固化した融液表面および原料固体層との接触を
検出するシリコン単結晶の接触検出方法。引上軸に配設
された回転検出用部材と、この回転検出用部材の回転数
を検出するセンサ部と、このセンサ部による回転数に基
づき異常回転であるかを比較判断する演算装置と、この
演算装置により異常回転と判断された場合にはオペレー
タに警報を発する警報装置と、を備えたシリコン単結晶
の接触検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CZ法および溶融層法
によるシリコン単結晶引上時に、融液表面の固化および
原料固体層の成長に伴うシリコン単結晶との接触を検出
するシリコン単結晶の接触検出方法およびその装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、CZ炉でシリコン単結晶を製造
するCZ引上法においては、反応容器(チャンバ)内
で、多結晶シリコンを融解した融液を入れたルツボをヒ
ータにより加熱しながら一方向に回転させる一方、ワイ
ヤーロープの下端に設けられた種結晶を回転させながら
行なわれる。そして、ルツボと種結晶の回転速度差やワ
イヤーロープの引上げ速度を制御しながら単結晶の製造
が行なわれ、上記種結晶の下端面にシリコンが整列して
固まり、育成されたシリコン単結晶の下端面に次々とシ
リコンが整列して固まり、円柱状のシリコン単結晶が得
られる。
【0003】ところで、通常単結晶を半導体基板として
用いる場合は、単結晶の電気抵抗率、電気伝導型を調節
するために、ルツボの溶融液中に不純物を添加するが、
このような不純物は単結晶の引上げ方向に偏析し、単結
晶の成長方向全長にわたって均一な濃度分布を維持する
ことは難しい。
【0004】そのため、この不純物の偏析を抑制するた
めに溶融液層による引上法が開発された。溶融液層は、
ルツボの周囲に設置したヒータの加熱制御を行うことに
より、ルツボの下部に結晶用原料の固体層を、その上方
に結晶用原料の溶融液層を形成させ、溶融液層中の不純
物濃度を一定に保持した状態で溶融液層から結晶を引き
上げて成長させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のCZ
法によるシリコン単結晶の製造方法においては、単結晶
の引上げ後半時に、ルツボ内のシリコン融液表面でルツ
ボ壁から単結晶成長界面に向けて結晶が張出す、所謂、
融液表面の固化が発生して成長単結晶に接触し、単結晶
が落下したり、引上げ装置の損傷を発生するおそれがあ
った。これは、ルツボ内の融液量減少に伴って融液自体
の潜熱が奪われたり、またヒータ設置位置から外れるル
ツボ面積が増加し融液温度が低下するためであると思わ
れる。
【0006】このため、従来のCZ法においては、引上
げ後半時には、一定のプログラムに基づいてヒータパワ
ーを高めるように液温調整を行なっていたが、それでも
断熱材やヒータの劣化に伴って、融液表面の固化が発生
して成長単結晶への接触を来たしていた。また、人によ
る炉内目視によりシリコン単結晶の接触状況を検出して
いたが、効果的でなく、コストが嵩むという不具合があ
った。
【0007】他方、上述した従来の溶融液層法において
も、単結晶引上げ中に僅かな引上条件の違いにより、液
温が低下してルツボ内下部に滞在する原料固体層が成長
し、この成長する原料固体層が引上中のシリコン単結晶
と接触を起こしており、先のCZ法と同様の問題を有し
ていた。そのため、常にオペレータにより炉内の監視が
必要とされていた。
【0008】そこで本発明はシリコン単結晶の接触時に
は、引上げ回転速度が遅くなることに着目し、確実にシ
リコン単結晶の接触時を検出できる接触検出方法および
その装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1請求項に係るシリコ
ン単結晶の接触検出方法は、引上軸に設けられた種結晶
と、多結晶シリコン融液を入れたルツボを回転させなが
らシリコン単結晶を引上げる際に、シリコン単結晶と固
化した融液表面および原料固体層との接触を検出するシ
リコン単結晶の接触検出方法であって、前記引上軸に回
転検出用部材を配設し、この回転検出用部材の回転数の
変化に基づいて、前記シリコン単結晶の接触を検出する
構成とされている。
【0010】第2請求項に係るシリコン単結晶の接触検
出装置は、引上軸に設けられた種結晶と、多結晶シリコ
ン融液を入れたルツボを回転させながらシリコン単結晶
を引上げる際に、シリコン単結晶と固化した融液表面お
よび原料固体層との接触を検出するシリコン単結晶の接
触検出装置であって、前記引上軸に配設された回転検出
用部材と、この回転検出用部材の回転数を検出するセン
サ部と、このセンサ部による回転数に基づき異常回転で
あるかを比較判断する演算装置と、この演算装置により
異常回転と判断された場合にはオペレータに警報を発す
る警報装置と、を備えた構成とされている。
【0011】
【作用】シリコン単結晶の引上げは、多結晶シリコン融
液を入れたルツボを加熱しながら一方向に回転させ、引
上軸に設けられた種結晶を回転させながら上昇すること
によりシリコン単結晶が引上げられる。この際、シリコ
ン単結晶の回転数は引上軸に設けられた回転検出用部材
とセンサ部により検出される。単結晶の回転速度は正常
時には一定であるが、単結晶に固化した融液表面や成長
した原料固体層が接触した場合には、単結晶の回転速度
がルツボ回転速度に支配されるため回転速度が変化す
る。そこで、センサ部により検出された回転数に基づい
て演算装置により異常回転数であるかが比較判断され、
異常回転数の場合には接触時として警報器によりオペレ
ータに知らされる。
【0012】したがって、育成中のシリコン単結晶との
接触が瞬時に検出でき、単結晶落下などを未然に防止で
き、常時監視するオペレータを不要とすることが可能と
なる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は本実施例のシリコン単結晶の引上装置1と
シリコン単結晶の接触検出装置2の概略構成を示してい
る。図1中、3は引上炉、4はルツボ、5は支持軸、6
はルツボ駆動部、7はヒータ、8は保温材、9は引上軸
駆動部、10はワイヤ、11は種結晶、12は種結晶1
1を取付けるシードチャック、13はシリコン単結晶、
14はルツボ4内の溶融液であり、これらにより引上装
置1が構成されている。尚、ワイヤ10、シードチャッ
ク12により引上軸が構成されている。
【0014】また、上記シードチャック12は、図2、
図3に示すように、円柱状に形成され、シードチャック
12の周面には2つの細長い鏡面部15が軸方向に沿っ
て設けられ、これらの鏡面部15はシードチャック12
の周方向に180゜間隔に設けられている。これは、シ
ードチャック12の回転バランスを考えたものであり、
2箇所に限らず、回転バランスが得られれば2以上の箇
所に設けることもできる。更に、シードチャック12は
一般にステンレスを削り出して形成され、その周面では
光を反射するため、鏡面部15を除くシードチャック1
2の周面にはカーボン材16が被覆されている。他方、
成長するシリコン単結晶13とともに上昇するシードチ
ャック12に対応する箇所には、図1に示すように、引
上げ炉内3の上部の複数箇所にシードチャック12に向
け光を発し、その反射光を検出する図2に示す光センサ
部17が設けられている。これらのセンサ部17は、図
1に示すように、演算装置18に接続され、演算装置1
8には警報器19が接続されている。上記鏡面部15に
より回転検出用部材が構成され、この鏡面部15、光セ
ンサ部17、演算装置18、警報器19により接触検出
装置2が構成されている。
【0015】そして、シリコン単結晶引上時には、ルツ
ボ駆動部6により図1中の矢印方向にルツボ4が回転さ
れるとともに、引上軸駆動部9によりルツボ4とは逆方
向に単結晶13を回転しながら上方に引上げながら行な
われる。この場合、引上速度および単結晶回転速度は一
定速度で行なわれる。また、これと同時に、シードチャ
ック12の鏡面部15には、図2に示すように、いずれ
かの光センサ部17から光が発せられ、鏡面部15から
の反射光が光センサ部17に受光され、演算装置18に
おいて単結晶13の回転速度が予め設定された所定速度
と比較判定され、異常な回転速度の場合には単結晶の接
触時であるとして、警報器19によりオペレータに異常
であることを知らせる。
【0016】例えば、引上げ単結晶の回転速度が毎分1
5回転、ルツボ回転を毎分5回転とした時、正常時に
は、光センサ部17に受光される反射光は毎分30回受
光される。これに対して、単結晶の接触時には、単結晶
回転数がルツボ回転数に支配されるため、受光回数が減
少し、例えば、毎分10回受光される。そして演算装置
18において、検出回数と所定受光回数とを比較し、異
常状態であると判断し、警報器19が作動される。
【0017】したがって、育成中のシリコン単結晶との
接触を瞬時に検出できるので、シリコン単結晶の落下等
を未然に防止でき、シリコン単結晶の製造の歩留りが向
上し、監視オペレータが不要となる。
【0018】また、上記シードチャックに設けられる回
転検出用部材としては、上記実施例の図2、図3に示す
ものに限らず、図4や、図5および図6に示す構造とす
ることもできる。
【0019】図4に示す鏡面部15Aは単一体として構
成され、はめ込み交換可能にはめ込み係止部15aを有
している。これは、単結晶の引上回数の増加に伴って、
引上炉内のSiO蒸気ガスが鏡面部に付着し反射率が劣
化し反射率が低下することが考えられるため、必要に応
じて鏡面部をはめ込み交換可能とすることにより、確実
に回転数の検出ができるようにしたものである。
【0020】上記図5および図6に示すシードチャック
の構造は、シードチャック12の外周面全体をカーボン
材により被覆し、柱状のシードチャック12にその中心
を通る径方向にスリット20を形成し、図5に示すよう
に、このスリット20を通過する光を発する投光センサ
部21と、通過光を受光する受光センサ部22とを、シ
ードチャック12を挾んで互いに対峙するように設置し
たものである。このような回転回数検出部では、SiO
蒸気ガスの影響を受けることなく、確実に回転数を検出
できる。
【0021】尚、シリコン単結晶の回転数を検出する構
造としては、上述したように鏡面部と光センサ部、スリ
ットと投光・受光センサ部とにより構成したが、光反射
や光の通過を利用するものに限らず、シリコン単結晶の
回転を検出できるものであれば、適用することができ
る。また、CZ法および溶融層法による双方の引上法に
も適用することが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコン単結晶とともに回転する引上軸に回転検出用部材
を設け、この回転検出用部材の回転数の変化に基づい
て、シリコン単結晶の接触を検出するようにしたので、
シリコン単結晶の接触を瞬時に検出可能となり、成長単
結晶の落下や落下に伴う装置の損傷を未然に防止するこ
とができるとともに、常時監視するオペレータが不要と
なり、コストの低減および歩留りの向上を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係り、シリコン単結晶引上
装置および接触検出装置を示す概略断面図。
【図2】シードチャックの正面図。
【図3】図2中のIII−III矢視断面図。
【図4】鏡面部の他の実施例を示す断面図。
【図5】回転検出用部材のその他の実施例を示す正面
図。
【図6】図5中のVI−VI矢視断面図。
【符号の説明】
2 接触検出装置 4 ルツボ 10、12 引上軸(ワイヤ、シードチャック) 11 種結晶 13 シリコン単結晶 14 多結晶シリコン融液 15、15A、20 回転検出用部材 17、21、22 センサ部 18 演算装置 19 警報装置
【手続補正書】
【提出日】平成5年5月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】 尚、シリコン単結晶の回転数を検出する構造としては、
上述したように鏡面部と光センサ部、スリットと投光・
受光センサ部とにより構成したが、光反射や光の通過を
利用するものに限らず、シリコン単結晶の回転を検出で
きるものであれば、適用することができる。例えば、図
7に示すように、周面が楕円形状の回転検出用部材23
を引上げ軸のシードチャック12に設ける一方、引上炉
3内壁側に距離センサ24を設け、回転検出用部材23
と距離センサ24との距離を電位差として検出し、この
電位差をパルス信号に変換することにより、図8に示す
ように、シリコン単結晶の回転数の異常を、このパルス
周波数の変化として検出するようにすることができる。
図8中、範囲Aが正常時を、範囲Bが異常時を示す。ま
た、CZ法および溶融層法による双方の引上法にも適用
することが可能である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係り、シリコン単結晶引上
装置および接触検出装置を示す概略断面図。
【図2】シードチャックの正面図。
【図3】図2中のIII−III矢視断面図。
【図4】鏡面部の他の実施例を示す断面図。
【図5】回転検出用部材のその他の実施例を示す正面
図。
【図6】図5中のVI−VI矢視断面図。
【図7】回転検出用部材の他の実施例を示す説明図。
【図8】他の実施例に係わり、回転正常および異常を示
すパルス周波数の特性図。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 2 接触検出装置 4 ルツボ 10、12 引上軸(ワイヤ、シードチャック) 11 種結晶 13 シリコン単結晶 14 多結晶シリコン融液 15、15A、20、23 回転検出用部材 17、21、22、24 センサ部 18 演算装置 19 警報装置
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】追加
【補正内容】
【図7】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】追加
【補正内容】
【図8】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 引上軸に設けられた種結晶と、多結晶シ
    リコン融液を入れたルツボを回転させながらシリコン単
    結晶を引上げる際に、シリコン単結晶と固化した融液表
    面および原料固体層との接触を検出するシリコン単結晶
    の接触検出方法において、前記引上軸に回転検出用部材
    を配設し、この回転検出用部材の回転数の変化に基づい
    て、前記シリコン単結晶の接触を検出することを特徴と
    するシリコン単結晶の接触検出方法。
  2. 【請求項2】 引上軸に設けられた種結晶と、多結晶シ
    リコン融液を入れたルツボを回転させながらシリコン単
    結晶を引上げる際に、シリコン単結晶と固化した融液表
    面および原料固体層との接触を検出するシリコン単結晶
    の接触検出装置において、前記引上軸に配設された回転
    検出用部材と、この回転検出用部材の回転数を検出する
    センサ部と、このセンサ部による回転数に基づき異常回
    転であるかを比較判断する演算装置と、この演算装置に
    より異常回転と判断された場合にはオペレータに警報を
    発する警報装置と、を備えたことを特徴とするシリコン
    単結晶の接触検出装置。
  3. 【請求項3】 前記回転検出用部材を、引上軸のシード
    チャックの周面に設けられた鏡面部により構成した請求
    項1記載のシリコン単結晶の接触検出装置。
  4. 【請求項4】 前記回転検出用部材を、引上軸のシード
    チャックに径方向に沿って設けられたスリットにより構
    成された請求項1記載のシリコン単結晶の接触検出装
    置。
JP2647892A 1992-02-13 1992-02-13 シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置 Expired - Lifetime JPH0829998B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2647892A JPH0829998B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2647892A JPH0829998B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06279171A true JPH06279171A (ja) 1994-10-04
JPH0829998B2 JPH0829998B2 (ja) 1996-03-27

Family

ID=12194612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2647892A Expired - Lifetime JPH0829998B2 (ja) 1992-02-13 1992-02-13 シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0829998B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011037667A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Sumco Corp 単結晶製造装置および単結晶製造方法
JP2019123661A (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 エスケー シルトロン カンパニー リミテッド 単結晶インゴット成長用引き上げ制御装置およびこれに適用された引き上げ制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011037667A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Sumco Corp 単結晶製造装置および単結晶製造方法
JP2019123661A (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 エスケー シルトロン カンパニー リミテッド 単結晶インゴット成長用引き上げ制御装置およびこれに適用された引き上げ制御方法
KR20190088244A (ko) * 2018-01-18 2019-07-26 에스케이실트론 주식회사 단결정 잉곳 성장용 인상제어장치 및 이에 적용된 인상제어방법
CN110055581A (zh) * 2018-01-18 2019-07-26 爱思开矽得荣株式会社 用于单晶锭生长的提拉控制装置及其应用的提拉控制方法
US10968534B2 (en) 2018-01-18 2021-04-06 Sk Siltron Co., Ltd. Pulling control device for single crystal ingot growth and pulling control method applied thereto
CN110055581B (zh) * 2018-01-18 2021-06-01 爱思开矽得荣株式会社 用于单晶锭生长的提拉控制装置及其应用的提拉控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0829998B2 (ja) 1996-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120546B (fi) Yksinäiskiteen kasvatusmenetelmä
KR101579780B1 (ko) 단결정 직경의 검출방법, 이를 이용한 단결정의 제조방법 및 단결정 제조장치
JP2001342095A (ja) 単結晶引き上げ装置
JPH06279171A (ja) シリコン単結晶の接触検出方法およびその装置
JP3704710B2 (ja) 種結晶着液温度の設定方法及びシリコン単結晶の製造装置
US20230296543A1 (en) Ingot growing apparatus and monitoring method thereof
JP3484758B2 (ja) 結晶成長装置及び結晶成長方法
JP2979462B2 (ja) 単結晶引き上げ方法
JP7272249B2 (ja) 単結晶育成方法および単結晶育成装置
US5948160A (en) Method for detecting torsional oscillations and method for manufacturing a single crystal
US7470326B2 (en) Apparatus for manufacturing silicon single crystal, method for manufacturing silicon single crystal, and silicon single crystal
WO2006046280A1 (ja) 熱遮蔽部材およびこれを用いた単結晶引上げ装置
JP3486046B2 (ja) 単結晶引上装置における融液面異常検出装置
JPH07144993A (ja) シリコン単結晶の接触検査方法及びその装置
JP2877652B2 (ja) シリコン単結晶引上方法
JP3719198B2 (ja) 単結晶くねり成長検出方法及び単結晶くねり成長検出装置並びに単結晶製造装置
JP4206809B2 (ja) 熱遮蔽部材およびこれを用いた単結晶引上げ装置
JPH07133187A (ja) 半導体単結晶の育成方法
WO2023195217A1 (ja) シリコン単結晶の製造方法及び装置並びにシリコンウェーハの製造方法
JP5067410B2 (ja) 単結晶製造装置
JP3655355B2 (ja) 半導体単結晶製造工程における最適溶融液温度の検知方法
JP3428627B2 (ja) シリコン単結晶の引上げ方法
JP2004224585A (ja) 単結晶の製造方法及び製造装置
KR101956455B1 (ko) 반도체 단결정 제어장치 및 제어방법
JPH09208381A (ja) 単結晶引上げ装置