JPH08239293A - 単結晶の直径制御方法 - Google Patents
単結晶の直径制御方法Info
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- JPH08239293A JPH08239293A JP7068495A JP7068495A JPH08239293A JP H08239293 A JPH08239293 A JP H08239293A JP 7068495 A JP7068495 A JP 7068495A JP 7068495 A JP7068495 A JP 7068495A JP H08239293 A JPH08239293 A JP H08239293A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チョクラルスキー法により半導体を製造する
際に、単結晶の直径を精確に制御する方法を提供するこ
と。 【構成】 チョクラルスキー法により単結晶を製造する
方法において、単結晶ロッドと溶融液との境界部に発現
するブライトリングを、二光束レンズを備えた近赤外ま
での感度を有する二次元ＣＣＤ赤外線カメラ装置を用い
て観測し、ブライトリングの輝度温度分布のピーク位置
を凝固点として、該凝固点位置上の２ヵ所の変位ベクト
ルの軌跡を制御する。
際に、単結晶の直径を精確に制御する方法を提供するこ
と。 【構成】 チョクラルスキー法により単結晶を製造する
方法において、単結晶ロッドと溶融液との境界部に発現
するブライトリングを、二光束レンズを備えた近赤外ま
での感度を有する二次元ＣＣＤ赤外線カメラ装置を用い
て観測し、ブライトリングの輝度温度分布のピーク位置
を凝固点として、該凝固点位置上の２ヵ所の変位ベクト
ルの軌跡を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法という。）による半導体用シリコンなど
の単結晶を製造する際の単結晶の直径制御方法に関す
る。
（以下、ＣＺ法という。）による半導体用シリコンなど
の単結晶を製造する際の単結晶の直径制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩなどの製造に用いるシリコ
ンなどの単結晶は、通常、ＣＺ法により製造されてい
る。ＣＺ法は、図１４に例示するように高純度の石英坩
堝２の中にシリコン多結晶を入れて、回転軸７により石
英坩堝２を回転させながら外部からヒータ４により加熱
溶融し、このシリコン多結晶の溶融液９中に引上げワイ
ヤー６の先端部に支持されたシリコン単結晶（種結晶）
を浸漬して、次いで引上げワイヤー６をゆっくりと引上
げながら徐冷し、シリコンの多結晶を単結晶１０に転化
することによりシリコン単結晶を製造するものである。
ンなどの単結晶は、通常、ＣＺ法により製造されてい
る。ＣＺ法は、図１４に例示するように高純度の石英坩
堝２の中にシリコン多結晶を入れて、回転軸７により石
英坩堝２を回転させながら外部からヒータ４により加熱
溶融し、このシリコン多結晶の溶融液９中に引上げワイ
ヤー６の先端部に支持されたシリコン単結晶（種結晶）
を浸漬して、次いで引上げワイヤー６をゆっくりと引上
げながら徐冷し、シリコンの多結晶を単結晶１０に転化
することによりシリコン単結晶を製造するものである。
【０００３】この場合、シリコン単結晶の直径を精確に
制御することは、生産ロスを防止して製品歩留りを高め
るために極めて重要であり、信頼性の高い単結晶引上げ
時の炉内監視システムの構築が必要とされている。
制御することは、生産ロスを防止して製品歩留りを高め
るために極めて重要であり、信頼性の高い単結晶引上げ
時の炉内監視システムの構築が必要とされている。
【０００４】従来、ＣＺ炉内で成長中の単結晶の監視お
よび制御には、一次元ラインセンサー、工業用ＣＣＤカ
メラなどを用いて単結晶の成長部、すなわち単結晶凝固
部と溶融液との境界のメニスカス近傍に発現するブライ
トリングを利用して行われている。このブライトリング
は、単結晶ロッドと側面ヒータからの熱反射像が重畳し
て形成されるものであり、ブライトリングの内径あるい
は外径を単結晶直径と近似するものとして直径を制御し
ている。
よび制御には、一次元ラインセンサー、工業用ＣＣＤカ
メラなどを用いて単結晶の成長部、すなわち単結晶凝固
部と溶融液との境界のメニスカス近傍に発現するブライ
トリングを利用して行われている。このブライトリング
は、単結晶ロッドと側面ヒータからの熱反射像が重畳し
て形成されるものであり、ブライトリングの内径あるい
は外径を単結晶直径と近似するものとして直径を制御し
ている。
【０００５】例えば、特開昭６３−１０００９７号公報
には、単結晶の成長部周囲にフュージョンリング（ブラ
イトリング）として発現する２本の光輝環のうち、内側
の光輝環の直径を単結晶成長部の直径として光学測定す
ることにより単結晶の直径を測定する方法が提案されて
いる。この方法は、一次元ラインセンサーを使用し、Ｃ
ＣＤカメラまたはアレイセンサーなどの光学検出素子を
用いて内側の光輝環について得られるピーク間の実長を
検出し、単結晶の直径として測定することにより、より
高精度に直径の検出を可能としている。
には、単結晶の成長部周囲にフュージョンリング（ブラ
イトリング）として発現する２本の光輝環のうち、内側
の光輝環の直径を単結晶成長部の直径として光学測定す
ることにより単結晶の直径を測定する方法が提案されて
いる。この方法は、一次元ラインセンサーを使用し、Ｃ
ＣＤカメラまたはアレイセンサーなどの光学検出素子を
用いて内側の光輝環について得られるピーク間の実長を
検出し、単結晶の直径として測定することにより、より
高精度に直径の検出を可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この測
定方法では単結晶ロッドに揺れが生じ、偏芯が起こると
固定された一次元ラインセンサーを使用しているために
測定される光輝環の幅が変化して、実際の直径より小さ
く測定される欠点がある。この揺れに対応するためには
二つ以上の検出器を設置するか、あるいは揺れに対応す
る移動機構をセンサーに取り付ける必要があり構造が複
雑化し、またＣＣＤカメラを用いる場合では水平方向の
画素数が一次元ラインセンサーの画素数２０００〜４０
００に対して１／５程度であるため空間分解能に劣る欠
点がある。
定方法では単結晶ロッドに揺れが生じ、偏芯が起こると
固定された一次元ラインセンサーを使用しているために
測定される光輝環の幅が変化して、実際の直径より小さ
く測定される欠点がある。この揺れに対応するためには
二つ以上の検出器を設置するか、あるいは揺れに対応す
る移動機構をセンサーに取り付ける必要があり構造が複
雑化し、またＣＣＤカメラを用いる場合では水平方向の
画素数が一次元ラインセンサーの画素数２０００〜４０
００に対して１／５程度であるため空間分解能に劣る欠
点がある。
【０００７】本発明者等は、この難点を解消し、単結晶
の直径を精確に制御する方法について研究を重ねた結
果、凝固点の位置を特定できれば高精度の直径制御を行
えること、ならびに測定領域を限定し、映像を拡大する
ことにより精確な直径制御を可能とする単結晶の直径制
御方法を開発したものである。すなわち、本発明の目的
は、ＣＺ法により単結晶を製造する際に引上げ単結晶の
直径を精確に制御し、よって製品歩留りの向上を図るこ
とができる単結晶の直径制御方法を提供することにあ
る。
の直径を精確に制御する方法について研究を重ねた結
果、凝固点の位置を特定できれば高精度の直径制御を行
えること、ならびに測定領域を限定し、映像を拡大する
ことにより精確な直径制御を可能とする単結晶の直径制
御方法を開発したものである。すなわち、本発明の目的
は、ＣＺ法により単結晶を製造する際に引上げ単結晶の
直径を精確に制御し、よって製品歩留りの向上を図るこ
とができる単結晶の直径制御方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による単結晶の直径制御方法は、チョクラル
スキー法により単結晶を製造する方法において、単結晶
ロッドと溶融液との境界部に発現するブライトリング
を、二光束レンズを備えた近赤外までの感度を有する二
次元ＣＣＤ赤外線カメラ装置を用いて観測し、ブライト
リングの輝度温度分布のピーク位置を凝固点として、該
凝固点位置上の２カ所の変位ベクトルの軌跡を制御する
ことを構成上の特徴とする。
めの本発明による単結晶の直径制御方法は、チョクラル
スキー法により単結晶を製造する方法において、単結晶
ロッドと溶融液との境界部に発現するブライトリング
を、二光束レンズを備えた近赤外までの感度を有する二
次元ＣＣＤ赤外線カメラ装置を用いて観測し、ブライト
リングの輝度温度分布のピーク位置を凝固点として、該
凝固点位置上の２カ所の変位ベクトルの軌跡を制御する
ことを構成上の特徴とする。
【０００９】一般に光学的な測定においては、外乱光の
要因を除去する必要があり、特にシリコンのように放射
率が０．３〜０．６と低く、かつ大きく変化する場合に
は黒鉛ヒータなどの反射光による影響を無視できない。
外乱光は可視光領域にあるので、外乱光の影響を排除し
てメニスカスの大きさの変化やブライトリングの光量変
化などの影響に左右されずに結晶の温度情報を正しく捉
えるために、本発明においては近赤外までの感度を有す
るＣＣＤ素子を取り付けた赤外線カメラが用いられ、７
００〜１１００nmの限られた波長帯域の近赤外線を測定
対象とする。また、狭い覗き窓から単結晶引上げ装置内
のメニスカスのブライトリング近傍のみの熱画像を測定
できる二光束レンズを使用して、ＣＣＤ素子上に２ヶ所
の熱画像を結像させる。この二光束レンズの倍率を４〜
８倍に設定することにより、ＣＣＤ素子の空間分解能を
一次元ラインセンサーの空間分解能と同等以上とするこ
とが可能となる。
要因を除去する必要があり、特にシリコンのように放射
率が０．３〜０．６と低く、かつ大きく変化する場合に
は黒鉛ヒータなどの反射光による影響を無視できない。
外乱光は可視光領域にあるので、外乱光の影響を排除し
てメニスカスの大きさの変化やブライトリングの光量変
化などの影響に左右されずに結晶の温度情報を正しく捉
えるために、本発明においては近赤外までの感度を有す
るＣＣＤ素子を取り付けた赤外線カメラが用いられ、７
００〜１１００nmの限られた波長帯域の近赤外線を測定
対象とする。また、狭い覗き窓から単結晶引上げ装置内
のメニスカスのブライトリング近傍のみの熱画像を測定
できる二光束レンズを使用して、ＣＣＤ素子上に２ヶ所
の熱画像を結像させる。この二光束レンズの倍率を４〜
８倍に設定することにより、ＣＣＤ素子の空間分解能を
一次元ラインセンサーの空間分解能と同等以上とするこ
とが可能となる。
【００１０】本発明は二次元ＣＣＤカメラ装置を用いる
ので、ブライトリングの観測範囲は図２に示すように二
次元で輝度を観測することができ、その一部を拡大して
図３に、またＹ軸方向の輝度温度の分布を図４に示し
た。図４の輝度温度分布曲線のピーク位置が単結晶の凝
固点位置と一致し、このピーク位置とブライトリングの
接線方向（Ｘ軸）および法線方向（Ｙ軸）の２つの座標
軸のうちＹ軸との交点の変位ベクトルの軌跡、すなわち
曲率半径の変位ベクトルを平面上にプロットすると、図
５のように表され、この変位ベクトルの軌跡から直径お
よび偏芯の大きさを計測することができる。
ので、ブライトリングの観測範囲は図２に示すように二
次元で輝度を観測することができ、その一部を拡大して
図３に、またＹ軸方向の輝度温度の分布を図４に示し
た。図４の輝度温度分布曲線のピーク位置が単結晶の凝
固点位置と一致し、このピーク位置とブライトリングの
接線方向（Ｘ軸）および法線方向（Ｙ軸）の２つの座標
軸のうちＹ軸との交点の変位ベクトルの軌跡、すなわち
曲率半径の変位ベクトルを平面上にプロットすると、図
５のように表され、この変位ベクトルの軌跡から直径お
よび偏芯の大きさを計測することができる。
【００１１】直径制御は、製造する際の目標である目標
直径と製造された単結晶ロッドの実際の直径との偏差
を、より小さくすることであり、以下、本発明の単結晶
の直径および偏芯を計測制御する方法について、詳しく
説明する。
直径と製造された単結晶ロッドの実際の直径との偏差
を、より小さくすることであり、以下、本発明の単結晶
の直径および偏芯を計測制御する方法について、詳しく
説明する。
【００１２】目標とする単結晶の直径が決められた場
合、監視画面上には「この位置に凝固点がくるはず」と
いう位置が存在する。カメラを設置するときに位置決め
をしておくことにより、図６に概念的に示すように、例
えば目標直径が１５０mmのときは画面上のａの位置に、
１６０mmの場合はｂの位置に、輝度分布のピークライン
がくることを予め予測することができる。このピークラ
インが、後述する曲率半径の変位ベクトルを制御するた
めのベクトルｅ1 、ｅ2 を求めるときの基準となるもの
である。
合、監視画面上には「この位置に凝固点がくるはず」と
いう位置が存在する。カメラを設置するときに位置決め
をしておくことにより、図６に概念的に示すように、例
えば目標直径が１５０mmのときは画面上のａの位置に、
１６０mmの場合はｂの位置に、輝度分布のピークライン
がくることを予め予測することができる。このピークラ
インが、後述する曲率半径の変位ベクトルを制御するた
めのベクトルｅ1 、ｅ2 を求めるときの基準となるもの
である。
【００１３】実際の監視画面上におけるブライトリング
の画像は図１に模式的に示したように現れ、目標直径の
ピークラインおよび２つの基準軸（Ｘ軸、Ｘ’軸はピー
クラインの接線方向、Ｙ軸、Ｙ’軸は法線方向、すなわ
ち単結晶ロッドの中心方向）は測定開始前に決定してお
く。なお、Ａ、Ｂ点は基準軸のＹ軸およびＹ’軸とブラ
イトリングの輝度分布のピークラインとの交点である。
の画像は図１に模式的に示したように現れ、目標直径の
ピークラインおよび２つの基準軸（Ｘ軸、Ｘ’軸はピー
クラインの接線方向、Ｙ軸、Ｙ’軸は法線方向、すなわ
ち単結晶ロッドの中心方向）は測定開始前に決定してお
く。なお、Ａ、Ｂ点は基準軸のＹ軸およびＹ’軸とブラ
イトリングの輝度分布のピークラインとの交点である。
【００１４】図１において、ｅ1 、ｅ2 の２つのベクト
ルを(1) 式、(2) 式のように定義する。ベクトルｅ1 、
ｅ2 は目標直径と実際の直径との偏差である曲率半径の
差を示すものであり、この変位ベクトルが小さい程、目
標直径に近づけることができる。
ルを(1) 式、(2) 式のように定義する。ベクトルｅ1 、
ｅ2 は目標直径と実際の直径との偏差である曲率半径の
差を示すものであり、この変位ベクトルが小さい程、目
標直径に近づけることができる。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】直径だけが変化する場合：この場合ｅ1 、
ｅ2 の大きさ、すなわちｙ、ｙ’の値の変化量は同じで
ある。このときの輝度分布曲線のピークラインは画面上
に図７のように現れ、ベクトルの軌跡は、ｅ1 、ｅ2 が
ともに同じ量だけ変化することから図８に示すように原
点を通る直線上を移動することになる。したがって、ベ
クトルの軌跡が図８の座標軸の原点にくるように単結晶
ロッドの引上げ速度や坩堝の回転速度などを調節するこ
とにより、直径を制御することができる。
ｅ2 の大きさ、すなわちｙ、ｙ’の値の変化量は同じで
ある。このときの輝度分布曲線のピークラインは画面上
に図７のように現れ、ベクトルの軌跡は、ｅ1 、ｅ2 が
ともに同じ量だけ変化することから図８に示すように原
点を通る直線上を移動することになる。したがって、ベ
クトルの軌跡が図８の座標軸の原点にくるように単結晶
ロッドの引上げ速度や坩堝の回転速度などを調節するこ
とにより、直径を制御することができる。
【００１８】偏芯だけが起こっている場合：画面上に現
れる輝度分布曲線のピークラインを図９に示した。この
場合はｅ1、ｅ2 の変化量が等しくないために、偏芯に
よる中心位置のずれを示すベクトルの軌跡は図１０のよ
うに表される。偏芯の大きさは、図１０において図形上
の点と原点との距離で決まり、偏芯の中心はその図形を
積分した位置に等しくなる。そのため図形の形と大きさ
は偏芯の種類と程度を示す指標となり、積分位置が原点
であれば、その単結晶ロッドは偏芯だけを起こしている
ことが判る。したがって、ベクトルの軌跡が原点にくる
ように、また積分値が小さくなる方向に制御すればよい
ことになる。
れる輝度分布曲線のピークラインを図９に示した。この
場合はｅ1、ｅ2 の変化量が等しくないために、偏芯に
よる中心位置のずれを示すベクトルの軌跡は図１０のよ
うに表される。偏芯の大きさは、図１０において図形上
の点と原点との距離で決まり、偏芯の中心はその図形を
積分した位置に等しくなる。そのため図形の形と大きさ
は偏芯の種類と程度を示す指標となり、積分位置が原点
であれば、その単結晶ロッドは偏芯だけを起こしている
ことが判る。したがって、ベクトルの軌跡が原点にくる
ように、また積分値が小さくなる方向に制御すればよい
ことになる。
【００１９】直径変化および偏芯が同時に起こっている
場合：このときのベクトルｅ1 、ｅ2 の軌跡を図１１に
示した。この場合には、図形の面積を小さくする方向お
よび図形の中心位置が原点に近づく方向に制御すればよ
いことになる。
場合：このときのベクトルｅ1 、ｅ2 の軌跡を図１１に
示した。この場合には、図形の面積を小さくする方向お
よび図形の中心位置が原点に近づく方向に制御すればよ
いことになる。
【００２０】このようにして、単結晶の直径および偏芯
を計測制御することが可能となる。
を計測制御することが可能となる。
【００２１】
【作用】本発明は、二光束レンズを備えた近赤外までの
感度を有する二次元ＣＣＤ赤外線カメラを用いるので、
ブライトリング近傍のみを観測することが可能であり、
しかも１つのＣＣＤ素子上に２ヶ所の熱画像を結像でき
るので、効率的に画像処理することができる。更に、凝
固点位置をブライトリング輝度のピーク位置としている
ため、外乱光やメニスカスの大きさの変化あるいは光量
変化によるブライトリングの変化にも影響されずに対応
することができる。
感度を有する二次元ＣＣＤ赤外線カメラを用いるので、
ブライトリング近傍のみを観測することが可能であり、
しかも１つのＣＣＤ素子上に２ヶ所の熱画像を結像でき
るので、効率的に画像処理することができる。更に、凝
固点位置をブライトリング輝度のピーク位置としている
ため、外乱光やメニスカスの大きさの変化あるいは光量
変化によるブライトリングの変化にも影響されずに対応
することができる。
【００２２】したがって、ブライトリングの輝度を測定
し、画像処理して得られる輝度分布曲線の画像から単結
晶ロッドの凝固点位置および目標直径のピーク位置とＹ
軸、Ｙ’軸との交点である曲率半径の変位ベクトルの軌
跡を求めることにより、単結晶ロッドの直径および偏芯
を計測制御しながら、引上げ速度および坩堝回転数など
を調節して、単結晶ロッドの直径を高精度に制御するこ
とが可能となる。
し、画像処理して得られる輝度分布曲線の画像から単結
晶ロッドの凝固点位置および目標直径のピーク位置とＹ
軸、Ｙ’軸との交点である曲率半径の変位ベクトルの軌
跡を求めることにより、単結晶ロッドの直径および偏芯
を計測制御しながら、引上げ速度および坩堝回転数など
を調節して、単結晶ロッドの直径を高精度に制御するこ
とが可能となる。
【００２３】
【実施例】図１２はブライトリングを観測し、輝度温度
分布を測定するための熱画像を結像させる装置を例示し
た全体構成図である。図１２において１は単結晶引上げ
装置であり、石英坩堝２の中に入れたシリコン多結晶を
ヒータ４により加熱溶融し、このシリコン溶融液９の中
に引上げワイヤー６の先端部に支持されたシリコン種結
晶を浸漬し、引上げワイヤー６を回転させながら徐々に
引上げることにより単結晶を成長させて、シリコン単結
晶ロッド１０を製造する。シリコン単結晶ロッド１０の
直径を計測するため、覗き窓１１、二光束レンズ１２お
よびＣＣＤ赤外線カメラ１３よりなる二次元ＣＣＤ赤外
線カメラ装置を用いて、単結晶引上げ装置１の斜め上方
からシリコン単結晶ロッド１０の成長部に発現するブラ
イトリングを観測した。なお、二光束レンズの倍率は５
倍に設定し、空間分解能を１ライン当たり３５００とし
た。観測結果は画像処理装置１４により画像処理して、
監視画面１５上に映像化した。
分布を測定するための熱画像を結像させる装置を例示し
た全体構成図である。図１２において１は単結晶引上げ
装置であり、石英坩堝２の中に入れたシリコン多結晶を
ヒータ４により加熱溶融し、このシリコン溶融液９の中
に引上げワイヤー６の先端部に支持されたシリコン種結
晶を浸漬し、引上げワイヤー６を回転させながら徐々に
引上げることにより単結晶を成長させて、シリコン単結
晶ロッド１０を製造する。シリコン単結晶ロッド１０の
直径を計測するため、覗き窓１１、二光束レンズ１２お
よびＣＣＤ赤外線カメラ１３よりなる二次元ＣＣＤ赤外
線カメラ装置を用いて、単結晶引上げ装置１の斜め上方
からシリコン単結晶ロッド１０の成長部に発現するブラ
イトリングを観測した。なお、二光束レンズの倍率は５
倍に設定し、空間分解能を１ライン当たり３５００とし
た。観測結果は画像処理装置１４により画像処理して、
監視画面１５上に映像化した。
【００２４】監視画面１５からブライトリングの輝度温
度分布を測定し、凝固点は輝度温度分布のピーク位置と
一致し、ブライトリング半値幅はメニスカス曲率半径と
正確に対応することから、次の手順で測定を行った。 (1) 凝固点を輝度温度分布のピーク位置から求める。 (2) ピークが常に指定位置にくるように引上げ速度を制
御する。 (3) 単結晶ロッドの直径（Ｄ）と偏芯距離（ｄ）から偏
芯（ｄ／Ｄ）を測定する。 (4) Ｄが一定となるように融液温度を制御する。
度分布を測定し、凝固点は輝度温度分布のピーク位置と
一致し、ブライトリング半値幅はメニスカス曲率半径と
正確に対応することから、次の手順で測定を行った。 (1) 凝固点を輝度温度分布のピーク位置から求める。 (2) ピークが常に指定位置にくるように引上げ速度を制
御する。 (3) 単結晶ロッドの直径（Ｄ）と偏芯距離（ｄ）から偏
芯（ｄ／Ｄ）を測定する。 (4) Ｄが一定となるように融液温度を制御する。
【００２５】以上の手順により、ＣＺ炉で引上げ時の基
本条件を、シリコンの融液温度；１４８０℃、引上げ速
度；８０mm/hr 、坩堝回転数；１０ rpm、引上げ軸回転
数；１０ rpmとしてシリコン単結晶の引上げ制御を行っ
た。計測されたシリコン単結晶ロッドの直径および偏芯
の時間変化を図１３に示した。
本条件を、シリコンの融液温度；１４８０℃、引上げ速
度；８０mm/hr 、坩堝回転数；１０ rpm、引上げ軸回転
数；１０ rpmとしてシリコン単結晶の引上げ制御を行っ
た。計測されたシリコン単結晶ロッドの直径および偏芯
の時間変化を図１３に示した。
【００２６】図１３の結果から、偏芯が大きくなっても
シリコン単結晶ロッドの直径は変わらず、精確に制御さ
れていることが判る。その結果、従来は１５０mmの製品
を切り出す場合、シリコン単結晶ロッドは約１６５mmの
直径が必要とされていたが、本発明の方法を適用するこ
とにより直径１５５mmで製品の切り出しが可能であっ
た。
シリコン単結晶ロッドの直径は変わらず、精確に制御さ
れていることが判る。その結果、従来は１５０mmの製品
を切り出す場合、シリコン単結晶ロッドは約１６５mmの
直径が必要とされていたが、本発明の方法を適用するこ
とにより直径１５５mmで製品の切り出しが可能であっ
た。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の単結晶の直径制
御方法によればメニスカスの大きさの変化や光量変化に
よるブライトリングの変化に対応することができ、ま
た、精確な凝固点位置を計測できるので、より厳密な直
径制御ならびに偏芯制御が可能となり、製品歩留りを大
幅に向上することが可能となる。
御方法によればメニスカスの大きさの変化や光量変化に
よるブライトリングの変化に対応することができ、ま
た、精確な凝固点位置を計測できるので、より厳密な直
径制御ならびに偏芯制御が可能となり、製品歩留りを大
幅に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブライトリングの画像を例示した説明図であ
る。
る。
【図２】本発明によるブライトリングの観測範囲を示し
た模式図である。
た模式図である。
【図３】本発明により観測されるブライトリングの輝度
を二次元的に例示した模式図である。
を二次元的に例示した模式図である。
【図４】本発明により観測されるブライトリングのＹ軸
方向の輝度温度分布を例示したグラフである。
方向の輝度温度分布を例示したグラフである。
【図５】ブライトリングのピーク位置と２つの座標軸と
の交点の変位ベクトルの軌跡を例示したグラフである。
の交点の変位ベクトルの軌跡を例示したグラフである。
【図６】画面上の目標直径の位置を示した概念図であ
る。
る。
【図７】直径だけが変化する場合の輝度温度分布曲線の
ピークラインの画像を例示した説明図である。
ピークラインの画像を例示した説明図である。
【図８】直径だけが変化する場合のベクトルの軌跡を例
示したグラフである。
示したグラフである。
【図９】偏芯だけが起こっている場合の輝度温度分布曲
線のピークラインの画像を例示した説明図である。
線のピークラインの画像を例示した説明図である。
【図１０】偏芯だけが起こっている場合のベクトルの軌
跡を例示したグラフである。
跡を例示したグラフである。
【図１１】直径変化および偏芯が同時に起こっている場
合のベクトルの軌跡を例示したグラフである。
合のベクトルの軌跡を例示したグラフである。
【図１２】本発明の輝度温度分布を計測し、熱画像を結
像させる装置を示した全体構成図である。
像させる装置を示した全体構成図である。
【図１３】単結晶ロッドの直径および偏芯の時間変化を
例示したグラフである。
例示したグラフである。
【図１４】ＣＺ法による単結晶の引上げ装置を示した断
面図である。
面図である。
１ 単結晶引上げ装置 ２ 石英坩堝 ３ 炭素坩堝 ４ ヒータ ５ 熱遮断体 ６ 引上げワイヤー ７ 回転軸 ８ 台座 ９ シリコン溶融液 10 シリコン単結晶ロッド 11 覗き窓 12 二光束レンズ 13 ＣＣＤ赤外線カメラ 14 画像処理装置 15 監視画面
Claims (2)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法により単結晶を製造
する方法において、単結晶ロッドと溶融液との境界部に
発現するブライトリングを、二光束レンズを備えた近赤
外までの感度を有する二次元ＣＣＤ赤外線カメラ装置を
用いて観測し、ブライトリングの輝度温度分布のピーク
位置を凝固点として、該凝固点位置上の２カ所の変位ベ
クトルの軌跡を制御することを特徴とする単結晶の直径
制御方法。 - 【請求項２】 二光束レンズの倍率を４〜８倍とする、
請求項１記載の単結晶の直径制御方法。
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|---|---|---|---|
| JP07068495A JP3611364B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 単結晶の直径制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP07068495A JP3611364B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 単結晶の直径制御方法 |
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|---|---|
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| JP3611364B2 JP3611364B2 (ja) | 2005-01-19 |
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ID=13438728
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-03-03 JP JP07068495A patent/JP3611364B2/ja not_active Expired - Fee Related
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