JPH0712999B2 - 単結晶育成方法 - Google Patents
単結晶育成方法Info
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- JPH0712999B2 JPH0712999B2 JP34103190A JP34103190A JPH0712999B2 JP H0712999 B2 JPH0712999 B2 JP H0712999B2 JP 34103190 A JP34103190 A JP 34103190A JP 34103190 A JP34103190 A JP 34103190A JP H0712999 B2 JPH0712999 B2 JP H0712999B2
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Description
加熱ヒータ温度を修正制御する単結晶育成方法に関す
る。
を計測し、この計測値と目標値との径の偏差を求め、こ
の径の偏差から融液加熱ヒータ温度を修正制御するもの
が知られている。
と、モータによって回転及び上下移動可能に設けられた
ルツボ1内に多結晶融液2が存し、この融液2はヒータ
3によって加熱される。チャンバの上部からは引上軸4
を用いて種結晶5を把持するチャック6が吊り下げら
れ、該引上軸4はモータにより回転及び上下移動可能に
設けられている。そして、種結晶5を融液2になじませ
た後、回転させつつ上昇させることによって、種結晶5
下に単結晶7を成長せしめるようになされている。
上で必要不可欠であり、通常はCCDカメラ8によって単
結晶7の直径が計測される。この計測値は、制御部9に
送られ、これによりヒータ3の温度及び上記各駆動体の
制御がなされる。10は輻射温度計で、スクリーン11の照
度からヒータ3の温度を求めるものである。
フェイス等から構成され、前記CCDカメラ8によって計
測された単結晶7の直径の値が遂次この制御部9に送ら
れる。この計測値は、目標値(目標とされる直径の値)
と比較され、その偏差を用いて液温演算及び引上演算が
なされ、これらによりヒータ3の温度の修正制御及び引
上修正制御がなされる。
す図で、縦軸にヒータ温度(輻射温度計出力mvに置
換)、横軸に単結晶の結晶長さ(mm)をとり、目標とな
る液温に対し然るべきヒータ温度設定値を一点鎖線で示
し、そのときのヒータの実際の修正制御された値を実績
値として実線で示したものである。
るに従い上昇するのは、単結晶の引上げに応じてルツボ
が上昇するので、ヒータ設置位置から外れるルツボ面積
が大きくなり、ルツボからの放熱量が増大するので、こ
れに伴って上昇するものである。
業を新たに行う場合、該実績値は前回実績値として、今
回の引上げ操業の設定値となされる。すなわち、前回設
定値よりも、これを修正した前回実績値の方が、今回の
引上げを行うにあたりより一層融液温度コントロールの
適性化に資するからであり、かような単結晶の直径計測
制御を行う場合は、上記のようになされるのが一般的で
ある。
ボン部品が劣化する点の考慮はなされていないため、設
定値に対し実績値が大きく相違することとなる。すなわ
ち、単結晶の目標直径に対応する融液温度が低いと実際
の直径は大きくなり、この径を目標直径に合致させるに
は融液温度を上昇させることになる。上述のように、ヒ
ータ関連部品の劣化によって融液温度は一般に低くな
り、そのため設定値に対し実績値が大きくならざるをえ
ないこととなるのであるが、かような修正幅は可及的に
小さい方が、単結晶の直径制御上有利であることは勿論
である。
する場合、昇温時と降温時とでは、温度修正における時
定数が異なることを考慮しなければならない。すなわ
ち、引上炉内は保温材によって保温された状態であるた
め、昇温時に比べ降温時は時定数が大きいので(温度を
下げようとしてもすぐには下らない)精度良い修正が行
えない。そのため、設定値は実績値に比して低目に設定
する必要がある。(但し、前回設定値に対して実績値が
低かった場合は当然実績値よりも高めに設定することと
なる。) また、基本となる設定値を用いずに直径計測の偏差から
ヒータ温度を修正するだけでは、上記のヒータ関連部品
の劣化を加味した修正制御が行えず、単結晶の直径制御
上、制限が生じることとなる。
ヒータ関連部品の劣化も考慮した設定値の定位を企図し
たものである。
直径を計測し、この計測値と目標値との径の偏差を求
め、この径の偏差から融液加熱ヒータ温度を修正制御す
る単結晶育成方法において、前回の融液加熱ヒータ温度
設定値と該設定値に基づき単結晶を育成した時のヒータ
温度実績値との偏差に応じて前記設定値を補正する単結
晶育成方法を第1の発明とし、この第1の発明による修
正設定値を踏まえ、前回の引上げ単結晶の設定直径値と
実績直径値との偏差に応じて、前記修正設定値を更に補
正する単結晶育成方法を第2の発明とするものである。
績値との偏差から或る傾向が抽出されることとなり、こ
れを加えて補正することにより、融液温度コントロール
の適性化が図られるものである。ここで、前記偏差を用
いる補正としては、この偏差に一定の比率を乗じる方法
や、当該使用炉の特性を考慮した過去の実績データを用
意し、これに前記偏差を対応させて行うことが考慮され
る。
単結晶直径の値を考慮し、これを加えて補正することに
より、融液温度コントロールの更なる適性化を図ること
が可能となるものである。
制御系における駆動系の装置は、前記第5図のものと同
様である。すなわち、ルツボ1内に多結晶融液2が存
し、これらはモータによって回転及び上下移動可能に設
けられている。3はヒータ、4は引上軸、5は種結晶、
6はチャックであり、該引上軸4はモータにより回転及
び上下移動し、種結晶5の下に単結晶7が成長せしめら
れるものである。また、CCDカメラ8によって単結晶7
の直径が計測され、この計測値は制御部9に送られると
ともに、輻射温度計10からの信号も、制御部9に送出さ
れる。さらに、制御部9は、CPU、プログラムROM,RAM、
各種I/Oインターフェイス等から構成され、前記CCDカメ
ラ8によって計測された単結晶7の直径の値が遂次この
制御部9に送られる。この計測値は、目標直径値と比較
され、その偏差を用いて液温演算及び引上演算がなさ
れ、これらによりヒータ3の温度の修正制御及び引上修
正制御がなされる。
の場合は、下記の補正制御を付加した点に特徴を有する
ものである。
点鎖線で示される前回設定値と、破線で示される前回実
績値との偏差に応じて、前記設定値を補正するものであ
る。この第2図に示す補正量の演算は、前記偏差に60%
を乗じて求めたものである(比率処理)。もっとも、こ
の60%の比率は各使用炉において異なるものであり、必
要に応じて実績値から決定することとなる。前記比率処
理は、例えば単結晶の結晶長さが400mmの位置におい
て、偏差aに0.6を乗じた0.6a、同じく500mmの偏差bに
おける0.6b、同様に600mmの偏差cにおける0.6c、とい
う具合に、適宜の位置における偏差に0.6を乗じて補正
量を求め、実線で示す今回設定値が決せられる。この今
回設定値は、第1図に示す制御部9において、設定プロ
ファイル値として使用され、この設定プロファイルから
の設定と、補正演算からの補正量とを液温演算に入力
し、これによりヒータ3の温度修正制御がなされ、今回
設定値たる液温が調整される。このように、予め見込ま
れる補正量を前回の設定値に加えて補正しておくことに
より、単結晶の直径計測の偏差による温度補正量が減少
し、単結晶育成において温度プロファイルが最適化す
る。
経験的に把握し、単結晶の結晶長さの各々の位置におけ
る前記偏差、すなわち前回のヒータ温度設定値とその実
績値との偏差(mv)に対応する必要温度補正量(mv)を
求め、このヒータ温度補正量を、前回設定値に付加し
て、今回設定値を決するものである。
1.5mvであったとすれば、そのときのヒータ温度補正量
は、偏差(+1)及び偏差(+2)の線図の中央部に対
応する0.5mvとなる。同じく、結晶長さが500mmのときの
ヒータ温度の偏差が2.0mvであったとすれば、そのとき
のヒータ温度補正量は、偏差(+2)に対応する0.8mv
となる。また、結晶長さが600mmのときのヒータ温度の
偏差が2.0mvであったとすれば、そのときのヒータ温度
補正量は、偏差(+2)に対応する1.0mvとなる。この
ようにして、複数(例えば20箇所)の結晶長さにおける
偏差を出し、これらの偏差に各々対応するヒータ温度補
正量を、前回の設定値に付加して今回設定値を決するも
のである。
々によってその特性は異なるものであるところ、永年の
操業によって固有のデータは蓄積されるので、このデー
タに基づく偏差線図を作成すれば、木目細かな補正量を
演算することが可能となり、これにより温度プロファイ
ルの最適化を行うことができる。
の計測値と目標値との径の偏差を求めることがそもそも
の出発点であった。そこで、本発明は、この径の偏差を
利用して、直径偏差によるヒータ温度補正率を演算し、
この補正率を前記のヒータ温度補正量に乗じ、前記の今
回設定値に付加することにより更なる補正を行い、以て
より一層木目の細やかな補正制御をなすことを第2の発
明とするものである。
偏差、すなわち前回の実績直径値と前回の設定直径値と
の偏差を出し、この偏差に対応する必要補正比率(補正
係数)を複数の任意箇所にて求め、この補正係数を前記
のヒータ温度補正量に乗じ、今回の修正設定値に付加す
ることにより再び補正を行い、これにより温度プロファ
イルの最適化の向上を図るものである。
値をAとし、このときのヒータ温度補正量が前述のよう
に0.5mvであるとする。そしてこのときの径の偏差が1mm
であれば、第4図から直径偏差によるヒータ温度補正率
は2%となる。したがって、A+0.5mv+(0.5mv×0.0
2)となる。
し、このときのヒータ温度補正量が前述のように0.8mv
であるとする。そしてこのときの径の偏差が2mmであれ
ば、第4図から直径偏差によるヒータ温度補正率は5%
となる。したがって、B+0.8mv+(0.8mv×0.05)とな
る。
このときのヒータ温度補正量が前述のように1.0mvであ
るとする。そしてこのときの径の偏差が2.5mmであれ
ば、第4図から直径偏差によるヒータ温度補正率は8%
となる。したがって、C+1.0mv+(1.0mv×0.08)とな
る。
晶長さにおける径の偏差を出し、これらの偏差に各々対
応する直径偏差によるヒータ温度補正率を前記ヒータ温
度補正量に乗じ、この値を今回の修正設定値に付加して
今回設定値を決するものである。
操業データ蓄積によって求められるものである。
この種の単結晶育成方法において、育成操業にあたり、
前回設定値と前回実績値との偏差から抽出される傾向に
着目し、これを加えて補正することにより、ヒータ関連
部品の劣化を見込みつつ融液温度コントロールの適性化
を図ることが可能となる。また、第2の発明によれば、
単結晶の径の大小が融液温度と関連することに着目し、
その径の偏差に基づいて補正を加えるものであるから、
融液温度コントロールの更なる適性化を図ることが可能
となるものである。
単結晶引上げ操業におけるヒータ温度の補正を示す図、
第3図はヒータ温度の偏差とヒータ温度補正量との関係
を示す図、第4図は単結晶の径の偏差とヒータ補正係数
との関係を示す図、第5図は従来の引上炉制御系を示す
図、第6図は単結晶引上げ操業におけるヒータ温度の設
定値及び実績値を示す図である。 1……ルツボ、2……融液 3……ヒータ、7……単結晶 8……CCDカメラ、9……制御部
Claims (2)
- 【請求項1】多結晶融液から引上げる単結晶の直径を計
測し、この計測値と目標値との径の偏差を求め、この径
の偏差から融液加熱ヒータ温度を修正制御する単結晶育
成方法において、 前回の融液加熱ヒータ温度設定値と該設定値に基づき単
結晶を育成した時のヒータ温度実績値との偏差に応じて
前記設定値を補正することを特徴とする単結晶育成方
法。 - 【請求項2】多結晶融液から引上げる単結晶の直径を計
測し、この計測値と目標値との径の偏差を求め、この径
の偏差から融液加熱ヒータ温度を修正制御する単結晶育
成方法において、 前回の融液加熱ヒータ温度設定値と該設定値に基づき単
結晶を育成した時のヒータ温度実績値との偏差に応じて
前記設定値を補正して今回の修正設定値を形成し、加え
て、前回の引上げ単結晶の設定直径値と実績直径値との
偏差に応じて前記修正設定値を更に補正することを特徴
とする単結晶育成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34103190A JPH0712999B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 単結晶育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34103190A JPH0712999B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 単結晶育成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04209792A JPH04209792A (ja) | 1992-07-31 |
JPH0712999B2 true JPH0712999B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=18342587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34103190A Expired - Lifetime JPH0712999B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 単結晶育成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0712999B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5817239B2 (ja) * | 2011-06-20 | 2015-11-18 | 株式会社Sumco | 半導体単結晶の引上げ方法及びその引上げ装置 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP34103190A patent/JPH0712999B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04209792A (ja) | 1992-07-31 |
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