JPH09235182A - 融液面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法 - Google Patents
融液面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法Info
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- JPH09235182A JPH09235182A JP34250596A JP34250596A JPH09235182A JP H09235182 A JPH09235182 A JP H09235182A JP 34250596 A JP34250596 A JP 34250596A JP 34250596 A JP34250596 A JP 34250596A JP H09235182 A JPH09235182 A JP H09235182A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 オペレータによらず自動的に融液面初期位置
を調整し得る装置および方法を提供する。 【解決手段】 種子結晶２６の吊り材としてワイヤ３２
を用いＣＺ法によりシリコン等の単結晶を育成する単結
晶引上げ装置において、種子結晶の基準位置を検出し、
基準位置からＷ−Ｘだけ上方の位置までワイヤ３２を下
方に巻出した後に前記基準位置より上方へ巻上げ、単結
晶の重量の有無によるワイヤ３２の伸びを補正し、ワイ
ヤ３２を融液１６上に１０分間放置することにより熱に
よるワイヤ伸びを一定とさせる等の操作を自動的に行わ
せる。
を調整し得る装置および方法を提供する。 【解決手段】 種子結晶２６の吊り材としてワイヤ３２
を用いＣＺ法によりシリコン等の単結晶を育成する単結
晶引上げ装置において、種子結晶の基準位置を検出し、
基準位置からＷ−Ｘだけ上方の位置までワイヤ３２を下
方に巻出した後に前記基準位置より上方へ巻上げ、単結
晶の重量の有無によるワイヤ３２の伸びを補正し、ワイ
ヤ３２を融液１６上に１０分間放置することにより熱に
よるワイヤ伸びを一定とさせる等の操作を自動的に行わ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶材料を融解
し種子結晶を多結晶材料の融液から引き上げることによ
り単結晶を得る単結晶引上げ装置において結晶育成開始
時点の融液面の上下方向の初期位置を調整する融液面初
期位置調整装置に関するものである。
し種子結晶を多結晶材料の融液から引き上げることによ
り単結晶を得る単結晶引上げ装置において結晶育成開始
時点の融液面の上下方向の初期位置を調整する融液面初
期位置調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン等の半導体の多結晶材料
から単結晶を得る方法として、引上げ法（Czochralski
（チョクラルスキー）法：以下、「ＣＺ法」という。）
が知られている。ＣＺ法は、高純度の多結晶材料をルツ
ボ等に入れていったん融解し、種子結晶を材料の融液に
接触させてから引き上げることにより単結晶を得る方法
である。
から単結晶を得る方法として、引上げ法（Czochralski
（チョクラルスキー）法：以下、「ＣＺ法」という。）
が知られている。ＣＺ法は、高純度の多結晶材料をルツ
ボ等に入れていったん融解し、種子結晶を材料の融液に
接触させてから引き上げることにより単結晶を得る方法
である。
【０００３】この場合、融液面上には、工業用テレビカ
メラなどが配置されており、これによりシリコン単結晶
と融液との界面における単結晶の見かけ上の直径値ｄを
測定し、この見かけ上の直径値ｄに基づき単結晶の実際
の直径値Ｄが所定の値となるように引上げ速度を制御
し、温度の調節等も行なうことにより、略円柱形状のシ
リコン単結晶インゴットを得ていた。
メラなどが配置されており、これによりシリコン単結晶
と融液との界面における単結晶の見かけ上の直径値ｄを
測定し、この見かけ上の直径値ｄに基づき単結晶の実際
の直径値Ｄが所定の値となるように引上げ速度を制御
し、温度の調節等も行なうことにより、略円柱形状のシ
リコン単結晶インゴットを得ていた。
【０００４】しかし、工業用テレビカメラと融液面との
距離をＬとし、Ｌの基準値をＬ。としたとき、実際の単
結晶体の直径値Ｄは、例えば下式 Ｄ＝（α＋βＸ＋γＸ2 ）×ｄ で近似される。上式において、α，β，γは所定の定数
であり、Ｘ＝Ｌ−Ｌ。である。また、Ｘ／Ｌは非常に微
小な数である。したがって、基準値Ｌ。が変化すると、
工業用テレビカメラにより測定した見かけ上の直径値ｄ
と実際の直径値Ｄとの間の関係がくるってしまい、単結
晶体の直径を所定の値に維持することができなくなる。
距離をＬとし、Ｌの基準値をＬ。としたとき、実際の単
結晶体の直径値Ｄは、例えば下式 Ｄ＝（α＋βＸ＋γＸ2 ）×ｄ で近似される。上式において、α，β，γは所定の定数
であり、Ｘ＝Ｌ−Ｌ。である。また、Ｘ／Ｌは非常に微
小な数である。したがって、基準値Ｌ。が変化すると、
工業用テレビカメラにより測定した見かけ上の直径値ｄ
と実際の直径値Ｄとの間の関係がくるってしまい、単結
晶体の直径を所定の値に維持することができなくなる。
【０００５】この結果、引き上げられた単結晶体の実際
の直径値が所定の値よりも大きな場合には、所定の直径
値となるまで単結晶体の外周が研磨され削られる。最近
は、単結晶体の直径が大径化する傾向にあり、この削り
しろのロスが製造コスト上無視できない問題となってい
た。
の直径値が所定の値よりも大きな場合には、所定の直径
値となるまで単結晶体の外周が研磨され削られる。最近
は、単結晶体の直径が大径化する傾向にあり、この削り
しろのロスが製造コスト上無視できない問題となってい
た。
【０００６】上記したＬの基準値Ｌ。は、単結晶引上げ
の開始時点で種子結晶を融液面に接触させた状態におけ
る値が用いられるので、この融液面初期位置を正確に調
整し測定することが非常に重要な課題であった。このた
め、融液面初期位置調整装置として特公平５−５９８７
６号公報に開示されたものなどが知られている。
の開始時点で種子結晶を融液面に接触させた状態におけ
る値が用いられるので、この融液面初期位置を正確に調
整し測定することが非常に重要な課題であった。このた
め、融液面初期位置調整装置として特公平５−５９８７
６号公報に開示されたものなどが知られている。
【０００７】最近、上記したＣＺ法による単結晶引上げ
装置において、種子結晶の吊り材として撚り線ワイヤを
用い、これをドラムにより巻取りや巻出しを行って種子
結晶を昇降する方式の場合、単結晶体が成長し重量が増
すにつれ、ワイヤが引張られて「撚り」が解消する方向
に戻されワイヤが伸びることが判明した。たとえば、図
５に示すように、単結晶体の重量が１５ｋｇのときにワ
イヤ１メートル当り約１０．０ミリメートルも伸びる。
このため、単結晶引上げ時には、「撚り」が戻され伸び
た状態でドラムに巻き取られるが、単結晶体を取外して
新たな種子結晶を取り付けドラムを逆回転させて種子結
晶を下降させる時には、ワイヤへの引張力がなくなりワ
イヤの「撚り」が復活しようとするため、ドラム巻取り
時よりもワイヤの長さが短くなる。この結果、ワイヤの
長さが短くなった分だけのかなり大きな誤差が生じるこ
とが判明した。したがって、ドラムの回転量により種子
結晶の移動距離を計算し、これに基づいて融液面の初期
位置を決定する方式の場合には、上記のワイヤの伸縮に
より融液面位置に大きな誤差が発生する。
装置において、種子結晶の吊り材として撚り線ワイヤを
用い、これをドラムにより巻取りや巻出しを行って種子
結晶を昇降する方式の場合、単結晶体が成長し重量が増
すにつれ、ワイヤが引張られて「撚り」が解消する方向
に戻されワイヤが伸びることが判明した。たとえば、図
５に示すように、単結晶体の重量が１５ｋｇのときにワ
イヤ１メートル当り約１０．０ミリメートルも伸びる。
このため、単結晶引上げ時には、「撚り」が戻され伸び
た状態でドラムに巻き取られるが、単結晶体を取外して
新たな種子結晶を取り付けドラムを逆回転させて種子結
晶を下降させる時には、ワイヤへの引張力がなくなりワ
イヤの「撚り」が復活しようとするため、ドラム巻取り
時よりもワイヤの長さが短くなる。この結果、ワイヤの
長さが短くなった分だけのかなり大きな誤差が生じるこ
とが判明した。したがって、ドラムの回転量により種子
結晶の移動距離を計算し、これに基づいて融液面の初期
位置を決定する方式の場合には、上記のワイヤの伸縮に
より融液面位置に大きな誤差が発生する。
【０００８】また、種子結晶の吊り材としてワイヤを用
いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置において、高温
の融液上にワイヤを放置しておくと高熱によりワイヤが
伸びることが判明した。この伸び量は放置時間の経過と
ともに増加し、図６に示すように、１０分間でワイヤ３
メートル当り１．２ミリメートルに達し、それ以上は放
置しても伸び量はほぼ一定となることも判明した。した
がって、この場合も、ドラムの回転量により種子結晶の
移動距離を計算し融液面の初期位置を決定する方式の場
合には、上記のワイヤの伸縮により融液面位置に誤差が
発生する。
いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置において、高温
の融液上にワイヤを放置しておくと高熱によりワイヤが
伸びることが判明した。この伸び量は放置時間の経過と
ともに増加し、図６に示すように、１０分間でワイヤ３
メートル当り１．２ミリメートルに達し、それ以上は放
置しても伸び量はほぼ一定となることも判明した。した
がって、この場合も、ドラムの回転量により種子結晶の
移動距離を計算し融液面の初期位置を決定する方式の場
合には、上記のワイヤの伸縮により融液面位置に誤差が
発生する。
【０００９】また、種子結晶の吊り材としてワイヤを用
いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置において、種子
結晶を基準位置で停止させる場合、種子結晶の昇降速度
が停止位置の誤差の原因となることが判明した。従来の
単結晶引上げ装置では、基準位置センサが設けられてお
り、種子結晶の先端を検出するとドラムを駆動するモー
タが自動的に停止するように構成されているが、基準位
置センサでの種子結晶先端の検出から実際に種子結晶が
停止するまでにはわずかではあるが「時間遅れ」があ
り、これが原因で停止位置に誤差が生じる。この停止位
置誤差は、種子結晶の移動速度が２５０ミリメートル／
分の場合に最大０．７ミリメートルとなることも判明し
た。したがって、この場合も、ドラムの回転量により種
子結晶の移動距離を計算し融液面の初期位置を決定する
方式の場合には、上記の停止位置誤差により融液面位置
に誤差が発生する。
いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置において、種子
結晶を基準位置で停止させる場合、種子結晶の昇降速度
が停止位置の誤差の原因となることが判明した。従来の
単結晶引上げ装置では、基準位置センサが設けられてお
り、種子結晶の先端を検出するとドラムを駆動するモー
タが自動的に停止するように構成されているが、基準位
置センサでの種子結晶先端の検出から実際に種子結晶が
停止するまでにはわずかではあるが「時間遅れ」があ
り、これが原因で停止位置に誤差が生じる。この停止位
置誤差は、種子結晶の移動速度が２５０ミリメートル／
分の場合に最大０．７ミリメートルとなることも判明し
た。したがって、この場合も、ドラムの回転量により種
子結晶の移動距離を計算し融液面の初期位置を決定する
方式の場合には、上記の停止位置誤差により融液面位置
に誤差が発生する。
【００１０】さらに、種子結晶の吊り材としてワイヤを
用いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置においては、
融液面の初期位置を測定した後、種子結晶をいったん上
昇させ、測定された融液面初期位置に基づきルツボ位置
を規定位置に修正すべく上下移動させていた。種子結晶
をいったん上昇させるのは、種子結晶位置をそのままに
してルツボのみを上昇させると、種子結晶が融液内に沈
んでしまうためである。上記のルツボ昇降操作によって
も融液位置に誤差が発生する。
用いる上記したＣＺ法の単結晶引上げ装置においては、
融液面の初期位置を測定した後、種子結晶をいったん上
昇させ、測定された融液面初期位置に基づきルツボ位置
を規定位置に修正すべく上下移動させていた。種子結晶
をいったん上昇させるのは、種子結晶位置をそのままに
してルツボのみを上昇させると、種子結晶が融液内に沈
んでしまうためである。上記のルツボ昇降操作によって
も融液位置に誤差が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、種子結晶の昇降、ルツボの上下方向
移動等の操作は、オペレータが手動で行っており、精度
を確保すべく慎重な操作を行うため下降、停止、上昇等
の各操作ごとに長時間を要し、オペレータにより操作の
微妙なバラツキがあり、これが精度に影響を及ぼしてい
た。
た従来の方法では、種子結晶の昇降、ルツボの上下方向
移動等の操作は、オペレータが手動で行っており、精度
を確保すべく慎重な操作を行うため下降、停止、上昇等
の各操作ごとに長時間を要し、オペレータにより操作の
微妙なバラツキがあり、これが精度に影響を及ぼしてい
た。
【００１２】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、オ
ペレータによらず自動的に融液面初期位置を調整し得る
装置および方法を提供することにある。
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、オ
ペレータによらず自動的に融液面初期位置を調整し得る
装置および方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１、６記載の融液面初期位置調整装
置および融液面初期位置調整方法は、結晶材料を収容し
加熱して融解させる加熱容器と、前記加熱容器内の前記
結晶材料の融液上において昇降可能に構成されたワイヤ
と、前記ワイヤに取り付けられる種子結晶を有し、引上
げ法により前記結晶材料の単結晶を育成する単結晶引上
げ装置および単結晶引上げ方法において、前記種子結晶
の基準位置を検出し、前記基準位置から第１の所定値だ
け離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出した後に前記
基準位置より上方へ巻上げ、前記単結晶の重量の有無に
よる前記ワイヤの伸びを補正することを特徴とする。
め、本発明の請求項１、６記載の融液面初期位置調整装
置および融液面初期位置調整方法は、結晶材料を収容し
加熱して融解させる加熱容器と、前記加熱容器内の前記
結晶材料の融液上において昇降可能に構成されたワイヤ
と、前記ワイヤに取り付けられる種子結晶を有し、引上
げ法により前記結晶材料の単結晶を育成する単結晶引上
げ装置および単結晶引上げ方法において、前記種子結晶
の基準位置を検出し、前記基準位置から第１の所定値だ
け離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出した後に前記
基準位置より上方へ巻上げ、前記単結晶の重量の有無に
よる前記ワイヤの伸びを補正することを特徴とする。
【００１４】また、本発明の請求項２、７記載の融液面
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記ワイヤを前記融液上に所定時間放置することに
より前記ワイヤの熱による伸びを一定とすることを特徴
とする。
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記ワイヤを前記融液上に所定時間放置することに
より前記ワイヤの熱による伸びを一定とすることを特徴
とする。
【００１５】また、本発明の請求項３、８記載の融液面
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記種子結晶を所定の下降速度で下降させることに
より前記種子結晶の停止位置の誤差を低減させることを
特徴とする。
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記種子結晶を所定の下降速度で下降させることに
より前記種子結晶の停止位置の誤差を低減させることを
特徴とする。
【００１６】また、本発明の請求項４、９記載の融液面
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記加熱容器の速度を検出し、前記加熱容器を所定
の上昇速度で上昇させることにより前記融液の面の初期
位置を調整する。
初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、結
晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記加
熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に構
成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子結
晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育成
する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記加熱容器の速度を検出し、前記加熱容器を所定
の上昇速度で上昇させることにより前記融液の面の初期
位置を調整する。
【００１７】また、本発明の請求項５、１０記載の融液
面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、
結晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記
加熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に
構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子
結晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育
成する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記種子結晶の基準位置と、前記種子結晶の速度
と、前記加熱容器の速度を検出し、前記基準位置から第
１の所定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出
し、前記融液上に所定時間放置することにより前記ワイ
ヤの熱による伸びを一定にさせ、前記ワイヤを前記基準
位置より上方へ巻上げることにより前記単結晶の重量の
有無による前記ワイヤの伸びを補正し、前記種子結晶を
所定の下降速度で下降させることにより前記種子結晶の
停止位置の誤差を低減させるようにして前記基準位置か
ら第２の所定値だけ離れた位置で停止させ、前記加熱容
器を所定の上昇速度で上昇させ、前記種子結晶と前記融
液とが接触したときに前記加熱容器の上昇を停止させる
ことを特徴とする。
面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法は、
結晶材料を収容し加熱して融解させる加熱容器と、前記
加熱容器内の前記結晶材料の融液上において昇降可能に
構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り付けられる種子
結晶を有し、引上げ法により前記結晶材料の単結晶を育
成する単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法におい
て、前記種子結晶の基準位置と、前記種子結晶の速度
と、前記加熱容器の速度を検出し、前記基準位置から第
１の所定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出
し、前記融液上に所定時間放置することにより前記ワイ
ヤの熱による伸びを一定にさせ、前記ワイヤを前記基準
位置より上方へ巻上げることにより前記単結晶の重量の
有無による前記ワイヤの伸びを補正し、前記種子結晶を
所定の下降速度で下降させることにより前記種子結晶の
停止位置の誤差を低減させるようにして前記基準位置か
ら第２の所定値だけ離れた位置で停止させ、前記加熱容
器を所定の上昇速度で上昇させ、前記種子結晶と前記融
液とが接触したときに前記加熱容器の上昇を停止させる
ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明に係る融液面初期位置調整装置の一実施形態の構成を
示したものである。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明に係る融液面初期位置調整装置の一実施形態の構成を
示したものである。
【００１９】図１に示すように、この融液面初期位置調
整装置は、石英ルツボ１４と、ワイヤ３２と、シードチ
ャック２４と、種子結晶２６と、基準位置センサ３０
と、コントローラ５２を備えている。コントローラ５２
は、マイクロコンピュータ等により構成され、図示しな
いＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装
置）、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用メモ
リ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：随時書込み読出
しメモリ）等を備えている。
整装置は、石英ルツボ１４と、ワイヤ３２と、シードチ
ャック２４と、種子結晶２６と、基準位置センサ３０
と、コントローラ５２を備えている。コントローラ５２
は、マイクロコンピュータ等により構成され、図示しな
いＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装
置）、ＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用メモ
リ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：随時書込み読出
しメモリ）等を備えている。
【００２０】石英ルツボ１４は黒鉛ルツボ１２内に収納
されている。石英ルツボ１４と黒鉛ルツボ１２は加熱容
器に相当している。石英ルツボ１４内には高純度の多結
晶シリコンが収容され、このシリコンは黒鉛ルツボ１２
の周囲に配置された図示しないヒータによりシリコンの
融点（約１４００°Ｃ）以上に加熱され融解し融液とな
っている。１６Ａは融液面である。
されている。石英ルツボ１４と黒鉛ルツボ１２は加熱容
器に相当している。石英ルツボ１４内には高純度の多結
晶シリコンが収容され、このシリコンは黒鉛ルツボ１２
の周囲に配置された図示しないヒータによりシリコンの
融点（約１４００°Ｃ）以上に加熱され融解し融液とな
っている。１６Ａは融液面である。
【００２１】黒鉛ルツボ１２の底部には、ルツボ移動軸
１０が取り付けられ、ルツボ移動軸１０は軸受４４によ
り上下移動可能に支持されている。また、ルツボ移動軸
１０には、上下方向への駆動を行うモータ１８が取り付
けられている。モータ１８の始動、回転速度、停止等は
コントローラ５２により制御される。ルツボ移動軸１０
にはパルスジェネレータ２２が取り付けられ、その上下
移動速度に比例した数のパルスをコントローラ５２に出
力する。これにより、コントローラ５２はルツボ移動軸
１０の上下移動速度を検出する。
１０が取り付けられ、ルツボ移動軸１０は軸受４４によ
り上下移動可能に支持されている。また、ルツボ移動軸
１０には、上下方向への駆動を行うモータ１８が取り付
けられている。モータ１８の始動、回転速度、停止等は
コントローラ５２により制御される。ルツボ移動軸１０
にはパルスジェネレータ２２が取り付けられ、その上下
移動速度に比例した数のパルスをコントローラ５２に出
力する。これにより、コントローラ５２はルツボ移動軸
１０の上下移動速度を検出する。
【００２２】シリコンの融液面１６Ａ上には、シリコン
の単結晶である種子結晶２６がシードチャック２４によ
りワイヤ３２に取り付けられ保持されている。ワイヤ３
２は鋼撚り線等の撚り線ワイヤであり、ドラム３４に巻
回されている。ドラム３４は、鋼などにより形成された
円筒体の表面に螺旋溝等が形成されており、この螺旋溝
内にワイヤ３２が収納されるように構成されている。ド
ラム３４の回転軸は、例えば鋼などで形成され、この回
転軸には回転駆動を行うモータ３６が取り付けられてい
る。このような構成により、モータ３６の回転方向によ
りドラム３４が回転しワイヤ３２が巻取り、又は巻出さ
れるようになっている。モータ３６の始動、回転速度、
停止等はコントローラ５２により制御される。
の単結晶である種子結晶２６がシードチャック２４によ
りワイヤ３２に取り付けられ保持されている。ワイヤ３
２は鋼撚り線等の撚り線ワイヤであり、ドラム３４に巻
回されている。ドラム３４は、鋼などにより形成された
円筒体の表面に螺旋溝等が形成されており、この螺旋溝
内にワイヤ３２が収納されるように構成されている。ド
ラム３４の回転軸は、例えば鋼などで形成され、この回
転軸には回転駆動を行うモータ３６が取り付けられてい
る。このような構成により、モータ３６の回転方向によ
りドラム３４が回転しワイヤ３２が巻取り、又は巻出さ
れるようになっている。モータ３６の始動、回転速度、
停止等はコントローラ５２により制御される。
【００２３】モータ３６には、図示しないネジ棒が取り
付けられており、モータ３６の回転によりネジ棒（図示
せず）がドラム３４の軸方向（図１における水平方向）
に移動するようになっている。このような構成により、
モータ３６を回転駆動させてドラム３４を所定方向へ回
転させると、ワイヤ３２が巻出されるが、この際、ネジ
棒（図示せず）の移動によりワイヤ３２は水平方向に曲
げられることなく垂直に下降するようになっている。
付けられており、モータ３６の回転によりネジ棒（図示
せず）がドラム３４の軸方向（図１における水平方向）
に移動するようになっている。このような構成により、
モータ３６を回転駆動させてドラム３４を所定方向へ回
転させると、ワイヤ３２が巻出されるが、この際、ネジ
棒（図示せず）の移動によりワイヤ３２は水平方向に曲
げられることなく垂直に下降するようになっている。
【００２４】また、ドラム３４の回転軸にはパルスジェ
ネレータ４０が取り付けられ、ドラム３４の回転量に比
例した数のパルス及び回転の正転・逆転を示す信号がコ
ントローラ５２に出力される。したがって、コントロー
ラ５２は、パルスジェネレータ４０によりドラム３４の
回転量を測定することにより、ワイヤ３２の上下方向移
動量が測定できるようになっている。
ネレータ４０が取り付けられ、ドラム３４の回転量に比
例した数のパルス及び回転の正転・逆転を示す信号がコ
ントローラ５２に出力される。したがって、コントロー
ラ５２は、パルスジェネレータ４０によりドラム３４の
回転量を測定することにより、ワイヤ３２の上下方向移
動量が測定できるようになっている。
【００２５】また、種子結晶２６の位置は、融液面１６
ＡからＨの高さに配置された基準位置センサ３０により
検出され、コントローラ５２に出力される。この基準位
置センサ３０は、例えば、光源と光検出器とを有し、種
子結晶２６の先端が光源からの光を遮ったことを光検出
器で検出し、これをコントローラ５２に出力することに
より、種子結晶２６の先端が融液面１６Ａから高さＨの
位置に到達したことをコントローラ５２が検知する。
ＡからＨの高さに配置された基準位置センサ３０により
検出され、コントローラ５２に出力される。この基準位
置センサ３０は、例えば、光源と光検出器とを有し、種
子結晶２６の先端が光源からの光を遮ったことを光検出
器で検出し、これをコントローラ５２に出力することに
より、種子結晶２６の先端が融液面１６Ａから高さＨの
位置に到達したことをコントローラ５２が検知する。
【００２６】また、融液面１６Ａ上のＬの位置には、単
結晶の直径を制御するための工業用テレビカメラ２８が
配置されている。
結晶の直径を制御するための工業用テレビカメラ２８が
配置されている。
【００２７】上記の軸受４４は抵抗４８を介して直流電
源４６の一つの出力端子に電気的に接続されている。こ
の直流電源４６の他の出力端子には、ドラム３４の回転
軸を支持するベース４２が電気的に接続されている。ま
た、抵抗４８と直流電源４６には比較器５０が電気的に
接続され、その出力はコントローラ５２に出力されるよ
うに構成されている。
源４６の一つの出力端子に電気的に接続されている。こ
の直流電源４６の他の出力端子には、ドラム３４の回転
軸を支持するベース４２が電気的に接続されている。ま
た、抵抗４８と直流電源４６には比較器５０が電気的に
接続され、その出力はコントローラ５２に出力されるよ
うに構成されている。
【００２８】このように構成されているため、比較器５
０においては、通常は、Ｖ。＞Ｖとなっているため、比
較器５０の出力電圧はロウレベルであるが、種子結晶２
６の先端が融液１６に接触すると、電源４６からベース
４２、ドラム３４、ワイヤ３２、シードチャック２４、
種子結晶２６、融液１６、石英ルツボ１４、黒鉛ルツボ
１２、ルツボ移動軸１０、軸受４４、抵抗４８からなる
回路が構成されて電流が流れる。このため、Ｖ。＜Ｖと
なり、比較器５０の出力電圧はハイレベルとなる。コン
トローラ５２は、この結果より、種子結晶２６と融液１
６との接触を検知する。
０においては、通常は、Ｖ。＞Ｖとなっているため、比
較器５０の出力電圧はロウレベルであるが、種子結晶２
６の先端が融液１６に接触すると、電源４６からベース
４２、ドラム３４、ワイヤ３２、シードチャック２４、
種子結晶２６、融液１６、石英ルツボ１４、黒鉛ルツボ
１２、ルツボ移動軸１０、軸受４４、抵抗４８からなる
回路が構成されて電流が流れる。このため、Ｖ。＜Ｖと
なり、比較器５０の出力電圧はハイレベルとなる。コン
トローラ５２は、この結果より、種子結晶２６と融液１
６との接触を検知する。
【００２９】上記のような構成により、コントローラ５
２の指令によりモータ３６を回転させ、ワイヤ３２を巻
出すことにより種子結晶２６を下降させ融液面１６Ａに
種子結晶２６の先端を接触したことを検出した場合に
は、種子結晶２６の下降を停止させる。その後、コント
ローラ５２の指令によりモータ３６を逆回転させ、ワイ
ヤ３２を巻取り、種子結晶２６を引き上げることによ
り、単結晶育成が開始される。以後、工業用テレビカメ
ラ２８からの出力信号を処理することにより、シリコン
単結晶と融液１６との界面における見かけ上の結晶直径
ｄを測定し、このｄの値に基づき実際の結晶直径値が所
定値となるように引上げ速度を制御し、温度の調節等も
行なうことにより、略円柱形状のシリコン単結晶インゴ
ットを得ることができる。上記の単結晶育成中には、図
示しない回転機構により、黒鉛ルツボ１２及び石英ルツ
ボ１４と、ワイヤ３２をそれぞれ所定の方向へ回転させ
る。
２の指令によりモータ３６を回転させ、ワイヤ３２を巻
出すことにより種子結晶２６を下降させ融液面１６Ａに
種子結晶２６の先端を接触したことを検出した場合に
は、種子結晶２６の下降を停止させる。その後、コント
ローラ５２の指令によりモータ３６を逆回転させ、ワイ
ヤ３２を巻取り、種子結晶２６を引き上げることによ
り、単結晶育成が開始される。以後、工業用テレビカメ
ラ２８からの出力信号を処理することにより、シリコン
単結晶と融液１６との界面における見かけ上の結晶直径
ｄを測定し、このｄの値に基づき実際の結晶直径値が所
定値となるように引上げ速度を制御し、温度の調節等も
行なうことにより、略円柱形状のシリコン単結晶インゴ
ットを得ることができる。上記の単結晶育成中には、図
示しない回転機構により、黒鉛ルツボ１２及び石英ルツ
ボ１４と、ワイヤ３２をそれぞれ所定の方向へ回転させ
る。
【００３０】しかし、上記したように、工業用テレビカ
メラ２８と融液面１６Ａとの距離をＬとし、Ｌの基準値
をＬ。とし、工業用カメラ２８に映った単結晶体の見か
け上の直径値をｄとしたとき、実際の単結晶体の直径値
Ｄは、Ｘ＝Ｌ−Ｌ。の関数となる。したがって、基準値
Ｌ。が変化すると、工業用テレビカメラ２８から測定し
た見かけ上の直径値ｄと実際の直径値Ｄとの間の関係が
くるってしまい、単結晶体の直径を所定の値に維持する
ことができなくなる。本実施形態においては、以下に説
明するように、この点を支障なく解決するように制御し
ている。
メラ２８と融液面１６Ａとの距離をＬとし、Ｌの基準値
をＬ。とし、工業用カメラ２８に映った単結晶体の見か
け上の直径値をｄとしたとき、実際の単結晶体の直径値
Ｄは、Ｘ＝Ｌ−Ｌ。の関数となる。したがって、基準値
Ｌ。が変化すると、工業用テレビカメラ２８から測定し
た見かけ上の直径値ｄと実際の直径値Ｄとの間の関係が
くるってしまい、単結晶体の直径を所定の値に維持する
ことができなくなる。本実施形態においては、以下に説
明するように、この点を支障なく解決するように制御し
ている。
【００３１】本実施形態の融液面初期位置調整装置にお
ける融液面の初期位置の調整方法について、図１の装置
構成図と図２のフローチャート図に基づいて説明する。
図２に示す手順に先立ち、融液面初期位置自動測定前の
準備を行う。まず、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより、種子結晶２６を、基
準位置よりもわずかに上方となる位置で停止させる。ま
た、コントローラ５２は、モータ１８を所定方向へ回転
させることにより、黒鉛ルツボ１２及び石英ルツボ１４
を、融液面の初期位置とする位置よりも下方となる位置
で停止させる。この場合、ルツボ回転、種子結晶回転を
一定にしておくと、さらに測定精度が向上する。
ける融液面の初期位置の調整方法について、図１の装置
構成図と図２のフローチャート図に基づいて説明する。
図２に示す手順に先立ち、融液面初期位置自動測定前の
準備を行う。まず、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより、種子結晶２６を、基
準位置よりもわずかに上方となる位置で停止させる。ま
た、コントローラ５２は、モータ１８を所定方向へ回転
させることにより、黒鉛ルツボ１２及び石英ルツボ１４
を、融液面の初期位置とする位置よりも下方となる位置
で停止させる。この場合、ルツボ回転、種子結晶回転を
一定にしておくと、さらに測定精度が向上する。
【００３２】上記の準備作業が完了した後、コントロー
ラ５２は、モータ３６を所定方向へ回転させることによ
り種子結晶２６を下降させる（図２におけるステップＳ
１）。この際、仮に決定する基準位置には基準位置セン
サ３０が設置されている。次に、コントローラ５２は、
種子結晶２６の先端が上記の基準位置に到達したか否か
を判定する（ステップＳ２）。種子結晶２６の先端が上
記の基準位置に到達したと判定された場合には、その基
準位置をＳＰ１としてコントローラ５２内のＲＡＭ（図
示せず）等に記憶する（ステップＳ３）。
ラ５２は、モータ３６を所定方向へ回転させることによ
り種子結晶２６を下降させる（図２におけるステップＳ
１）。この際、仮に決定する基準位置には基準位置セン
サ３０が設置されている。次に、コントローラ５２は、
種子結晶２６の先端が上記の基準位置に到達したか否か
を判定する（ステップＳ２）。種子結晶２６の先端が上
記の基準位置に到達したと判定された場合には、その基
準位置をＳＰ１としてコントローラ５２内のＲＡＭ（図
示せず）等に記憶する（ステップＳ３）。
【００３３】次に、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せる（ステップＳ４）。コントローラ５２は、上記した
基準位置ＳＰ１に基づき、その基準位置ＳＰ１から融液
面の初期位置となるべき位置に到達するまで下降させる
量（以下、「規定値Ｗ」という。）を計算しておき、種
子結晶２６が、基準位置からＷ−Ｘだけ下降したか否
か、すなわち、融液面の初期位置となるべき位置よりも
Ｘだけ上方の位置に到達したか否かを判定する（ステッ
プＳ５）。この規定値Ｗは、基準位置センサ３０の設置
位置、工業用カメラ２８の設置位置、工業用カメラ２８
と融液面１６Ａとの距離の基準値Ｌ0 とから計算され
る。またＸの値としては、例えば、３５ミリメートルを
採用する。ステップＳ５の判定は、ドラム３４の回転量
に基づいてコントローラ５２が種子結晶２６の下降量を
算出することによって行われる。上記において、値（Ｗ
−Ｘ）は、第１の所定値に相当している。
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せる（ステップＳ４）。コントローラ５２は、上記した
基準位置ＳＰ１に基づき、その基準位置ＳＰ１から融液
面の初期位置となるべき位置に到達するまで下降させる
量（以下、「規定値Ｗ」という。）を計算しておき、種
子結晶２６が、基準位置からＷ−Ｘだけ下降したか否
か、すなわち、融液面の初期位置となるべき位置よりも
Ｘだけ上方の位置に到達したか否かを判定する（ステッ
プＳ５）。この規定値Ｗは、基準位置センサ３０の設置
位置、工業用カメラ２８の設置位置、工業用カメラ２８
と融液面１６Ａとの距離の基準値Ｌ0 とから計算され
る。またＸの値としては、例えば、３５ミリメートルを
採用する。ステップＳ５の判定は、ドラム３４の回転量
に基づいてコントローラ５２が種子結晶２６の下降量を
算出することによって行われる。上記において、値（Ｗ
−Ｘ）は、第１の所定値に相当している。
【００３４】この手順は、上記したように、ワイヤ３２
に単結晶体が保持されてワイヤ３２の撚りが解消し伸び
た状態から、単結晶がはずされ種子結晶２６のみとなっ
た場合にワイヤ３２の撚りが復元してワイヤ３２が縮む
現象を予め再現してワイヤ３２の縮みを発生させ、後に
ドラム３４へワイヤ３２を巻取り再度巻出しを行うこと
によりワイヤ３２の長さの誤差をキャンセルさせるため
に行われる。
に単結晶体が保持されてワイヤ３２の撚りが解消し伸び
た状態から、単結晶がはずされ種子結晶２６のみとなっ
た場合にワイヤ３２の撚りが復元してワイヤ３２が縮む
現象を予め再現してワイヤ３２の縮みを発生させ、後に
ドラム３４へワイヤ３２を巻取り再度巻出しを行うこと
によりワイヤ３２の長さの誤差をキャンセルさせるため
に行われる。
【００３５】次に、種子結晶２６の先端がＷ−Ｘの位置
に到達したことを検出した場合には、コントローラ５２
は、モータ３６を停止させることにより種子結晶２６を
その位置で１０分間停止させる（ステップＳ６）。
に到達したことを検出した場合には、コントローラ５２
は、モータ３６を停止させることにより種子結晶２６を
その位置で１０分間停止させる（ステップＳ６）。
【００３６】この手順は、上記したように、高温の融液
１６上へのワイヤ３２の放置により高熱によりワイヤ３
２が伸びるが１０分間で伸びは一定となるという現象を
予め発生させることにより、ワイヤ３２の長さの誤差の
発生を防止するために行われる。
１６上へのワイヤ３２の放置により高熱によりワイヤ３
２が伸びるが１０分間で伸びは一定となるという現象を
予め発生させることにより、ワイヤ３２の長さの誤差の
発生を防止するために行われる。
【００３７】次に、コントローラ５２は、モータ３６を
上記とは逆方向へ回転させることにより種子結晶２６を
上昇させ（ステップＳ７）、上記した基準位置ＳＰ１よ
りもＹだけ上方となる位置で停止させる（ステップＳ
８）。このＹの値としては、例えば、１０ミリメートル
を採用する。Ｙの位置へ到達させるための制御は、ドラ
ム３４の回転量に基づいてコントローラ５２が種子結晶
２６の上昇量を算出することによって行われる。
上記とは逆方向へ回転させることにより種子結晶２６を
上昇させ（ステップＳ７）、上記した基準位置ＳＰ１よ
りもＹだけ上方となる位置で停止させる（ステップＳ
８）。このＹの値としては、例えば、１０ミリメートル
を採用する。Ｙの位置へ到達させるための制御は、ドラ
ム３４の回転量に基づいてコントローラ５２が種子結晶
２６の上昇量を算出することによって行われる。
【００３８】次に、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せるが、このときの下降速度を上記よりも遅くする（ス
テップＳ９）。この速度の値としては、例えば、１ミリ
メートル／分を採用する。速度の制御は、コントローラ
５２にソフトウェア又はハードウェアとして内蔵される
タイマ（図示せず）により計時された時間と、ドラム３
４の回転量とに基づき、コントローラ５２が行う。
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せるが、このときの下降速度を上記よりも遅くする（ス
テップＳ９）。この速度の値としては、例えば、１ミリ
メートル／分を採用する。速度の制御は、コントローラ
５２にソフトウェア又はハードウェアとして内蔵される
タイマ（図示せず）により計時された時間と、ドラム３
４の回転量とに基づき、コントローラ５２が行う。
【００３９】この手順は、上記したように、基準位置セ
ンサ３０での種子結晶２６の先端の検出から種子結晶２
６の実際の停止までに生じる「時間遅れ」に起因して発
生する種子結晶停止位置の誤差を防止するために行われ
る。
ンサ３０での種子結晶２６の先端の検出から種子結晶２
６の実際の停止までに生じる「時間遅れ」に起因して発
生する種子結晶停止位置の誤差を防止するために行われ
る。
【００４０】次に、コントローラ５２は、種子結晶２６
が、基準位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ
１０）。ステップＳ１０の判定は、種子結晶２６の先端
が基準位置センサ３０に到達したか否かを監視すること
によって行われる。種子結晶２６の先端が基準位置に到
達したと判定された場合には、その基準位置をＳＰ２と
してコントローラ５２内のＲＡＭ（図示せず）等に記憶
する（ステップＳ１１）。
が、基準位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ
１０）。ステップＳ１０の判定は、種子結晶２６の先端
が基準位置センサ３０に到達したか否かを監視すること
によって行われる。種子結晶２６の先端が基準位置に到
達したと判定された場合には、その基準位置をＳＰ２と
してコントローラ５２内のＲＡＭ（図示せず）等に記憶
する（ステップＳ１１）。
【００４１】次に、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより、種子結晶２６を下降
させる（ステップＳ１２）。このときの速度は、ステッ
プＳ１及びＳ４の場合と同様の速度でよい。
所定方向へ回転させることにより、種子結晶２６を下降
させる（ステップＳ１２）。このときの速度は、ステッ
プＳ１及びＳ４の場合と同様の速度でよい。
【００４２】次に、コントローラ５２は、上記した基準
位置ＳＰ２に基づき、種子結晶２６が、基準位置ＳＰ２
からＷ−Ｚだけ下降したか否か、すなわち、融液面の初
期位置となるべき位置よりもＺだけ上方の位置に到達し
たか否かを判定する（ステップＳ１３）。このＺの値と
しては、例えば、５ミリメートルを採用する。ステップ
Ｓ１３の判定は、ドラム３４の回転量に基づいてコント
ローラ５２が種子結晶２６の下降量を算出することによ
って行われる。
位置ＳＰ２に基づき、種子結晶２６が、基準位置ＳＰ２
からＷ−Ｚだけ下降したか否か、すなわち、融液面の初
期位置となるべき位置よりもＺだけ上方の位置に到達し
たか否かを判定する（ステップＳ１３）。このＺの値と
しては、例えば、５ミリメートルを採用する。ステップ
Ｓ１３の判定は、ドラム３４の回転量に基づいてコント
ローラ５２が種子結晶２６の下降量を算出することによ
って行われる。
【００４３】次に、コントローラ５２は、モータ３６を
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せるが、このときの下降速度を上記したステップＳ９と
同様に遅くする（ステップＳ１４）。この速度の値、及
び速度の制御方法は、上記したステップＳ９の場合と同
様である。
所定方向へ回転させることにより種子結晶２６を下降さ
せるが、このときの下降速度を上記したステップＳ９と
同様に遅くする（ステップＳ１４）。この速度の値、及
び速度の制御方法は、上記したステップＳ９の場合と同
様である。
【００４４】次に、コントローラ５２は、上記した基準
位置ＳＰ２に基づき、種子結晶２６が、基準位置ＳＰ２
から規定値Ｗだけ下降したか否か、すなわち、融液面の
初期位置となるべき位置に到達したか否かを判定する
（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の判定は、ドラム
３４の回転量に基づいてコントローラ５２が種子結晶２
６の下降量を算出することによって行われる。上記にお
いて、値Ｗは、第２の所定値に相当している。
位置ＳＰ２に基づき、種子結晶２６が、基準位置ＳＰ２
から規定値Ｗだけ下降したか否か、すなわち、融液面の
初期位置となるべき位置に到達したか否かを判定する
（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の判定は、ドラム
３４の回転量に基づいてコントローラ５２が種子結晶２
６の下降量を算出することによって行われる。上記にお
いて、値Ｗは、第２の所定値に相当している。
【００４５】種子結晶２６が基準位置ＳＰ２から規定値
Ｗだけ下降した位置、すなわち、融液面の初期位置とな
るべき位置に到達したと判定された場合には、コントロ
ーラ５２はモータ３６を停止させて種子結晶２６をその
位置に停止させる（ステップＳ１６）。
Ｗだけ下降した位置、すなわち、融液面の初期位置とな
るべき位置に到達したと判定された場合には、コントロ
ーラ５２はモータ３６を停止させて種子結晶２６をその
位置に停止させる（ステップＳ１６）。
【００４６】次に、コントローラ５２は、モータ１８を
所定方向へ回転させることにより黒鉛ルツボ１２及び石
英ルツボ１４を上昇させ（ステップＳ１７）、種子結晶
２６の先端が融液面１６Ａに接触したか否かを判定し
（ステップＳ１８）、種子結晶２６の先端が融液面１６
Ａに接触したと判定された場合にルツボの上昇を停止さ
せる（ステップＳ１９）。種子結晶２６の先端と融液面
１６Ａとの接触の判定は、比較器５０からの出力電圧に
基づいて行われる。
所定方向へ回転させることにより黒鉛ルツボ１２及び石
英ルツボ１４を上昇させ（ステップＳ１７）、種子結晶
２６の先端が融液面１６Ａに接触したか否かを判定し
（ステップＳ１８）、種子結晶２６の先端が融液面１６
Ａに接触したと判定された場合にルツボの上昇を停止さ
せる（ステップＳ１９）。種子結晶２６の先端と融液面
１６Ａとの接触の判定は、比較器５０からの出力電圧に
基づいて行われる。
【００４７】次に、コントローラ５２は、図示しないブ
ザーやランプに信号を出力して鳴動又は点滅等を行わ
せ、融液面初期位置調整の終了をオペレータ等に報知す
る（ステップＳ２０）。
ザーやランプに信号を出力して鳴動又は点滅等を行わ
せ、融液面初期位置調整の終了をオペレータ等に報知す
る（ステップＳ２０）。
【００４８】従来の融液面初期位置調整方法では、図３
に示すようにルツボ位置のズレが１ミリメートルを超え
る場合もあり個々の引上げ時のバラツキも大きかった
が、本実施形態で説明したように融液面初期位置調整を
自動的に行わせるようにした結果、図４に示すように、
ルツボ位置のズレが１ミリメートル以内に収れんし、か
つ、個々の引上げ時のバラツキも少なくなった。
に示すようにルツボ位置のズレが１ミリメートルを超え
る場合もあり個々の引上げ時のバラツキも大きかった
が、本実施形態で説明したように融液面初期位置調整を
自動的に行わせるようにした結果、図４に示すように、
ルツボ位置のズレが１ミリメートル以内に収れんし、か
つ、個々の引上げ時のバラツキも少なくなった。
【００４９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５０】例えば、上記実施形態においては、単結晶
を得るための材料としてシリコン等の半導体を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれには限定されず、他の結晶
材料であってもよい。
を得るための材料としてシリコン等の半導体を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれには限定されず、他の結晶
材料であってもよい。
【００５１】また、上記実施形態においては、単結晶体
の直径を測定するために工業用テレビカメラを用いる例
について説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の撮像手段、例えばＣＣＤのような固体撮像素子を用い
てもよい。
の直径を測定するために工業用テレビカメラを用いる例
について説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の撮像手段、例えばＣＣＤのような固体撮像素子を用い
てもよい。
【００５２】また、上記実施形態においては、電源４６
として直流電源を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
には限定されず、交流電源であってもよい。
として直流電源を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
には限定されず、交流電源であってもよい。
【００５３】また、上記実施形態においては、Ｘ＝３５
ミリメートル、Ｙ＝１０ミリメートル、Ｚ＝５ミリメー
トルとした例について説明したが、本発明はこれには限
定されず、Ｘ，Ｙ，Ｚは、上記以外の値であってもよ
い。
ミリメートル、Ｙ＝１０ミリメートル、Ｚ＝５ミリメー
トルとした例について説明したが、本発明はこれには限
定されず、Ｘ，Ｙ，Ｚは、上記以外の値であってもよ
い。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る融液
面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法によ
れば、オペレータ等の手動操作によらず自動的に融液面
初期位置を調整することができるため、融液面初期位置
調整のための各操作の時間が短縮されるとともに融液面
初期位置の精度も向上し、かつバラツキも少なくなる、
という利点がある。
面初期位置調整装置および融液面初期位置調整方法によ
れば、オペレータ等の手動操作によらず自動的に融液面
初期位置を調整することができるため、融液面初期位置
調整のための各操作の時間が短縮されるとともに融液面
初期位置の精度も向上し、かつバラツキも少なくなる、
という利点がある。
【図１】本発明に係る融液面初期位置調整装置の一実施
形態の構成を示す図である。
形態の構成を示す図である。
【図２】図１に示す融液面初期位置調整装置における融
液面の初期位置の調整方法を説明するフローチャート図
である。
液面の初期位置の調整方法を説明するフローチャート図
である。
【図３】従来の手動の融液面初期位置調整操作によるル
ツボ位置のズレと回数との関係を示す図である。
ツボ位置のズレと回数との関係を示す図である。
【図４】図１に示す融液面初期位置調整装置によるルツ
ボ位置のズレと回数との関係を示す図である。
ボ位置のズレと回数との関係を示す図である。
【図５】従来の単結晶引上げ装置における単結晶の重量
とワイヤの伸びとの関係を示す図である。
とワイヤの伸びとの関係を示す図である。
【図６】従来の単結晶引上げ装置における熱（融液上放
置時間）とワイヤの伸びとの関係を示す図である。
置時間）とワイヤの伸びとの関係を示す図である。
１０ ルツボ移動軸 １２ 黒鉛ルツボ １４ 石英ルツボ １６ 融液 １６Ａ 融液面 １８ モータ ２２ パルスジェネレータ ２４ シードチャ
ック ２６ 種子結晶 ２８ 工業用テレ
ビカメラ ３０ 基準位置センサ ３２ ワイヤ ３４ ドラム ３６ モータ ４０ パルスジェネレータ ４２ ベース ４４ 軸受 ４６ 直流電源 ４８ 抵抗 ５０ 比較器 ５２ コントローラ
ック ２６ 種子結晶 ２８ 工業用テレ
ビカメラ ３０ 基準位置センサ ３２ ワイヤ ３４ ドラム ３６ モータ ４０ パルスジェネレータ ４２ ベース ４４ 軸受 ４６ 直流電源 ４８ 抵抗 ５０ 比較器 ５２ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 秀樹 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社磯部工場内
Claims (10)
- 【請求項１】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ装置において、 前記種子結晶の基準位置を検出し、前記基準位置から第
１の所定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出
した後に前記基準位置より上方へ巻上げ、前記単結晶の
重量の有無による前記ワイヤの伸びを補正することを特
徴とする融液面初期位置調整装置。 - 【請求項２】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ装置において、 前記ワイヤを前記融液上に所定時間放置することにより
前記ワイヤの熱による伸びを一定とすることを特徴とす
る融液面初期位置調整装置。 - 【請求項３】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ装置において、 前記種子結晶を所定の下降速度で下降させることにより
前記種子結晶の停止位置の誤差を低減させることを特徴
とする融液面初期位置調整装置。 - 【請求項４】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ装置において、 前記加熱容器の速度を検出し、前記加熱容器を所定の上
昇速度で上昇させることにより前記融液の面の初期位置
を調整することを特徴とする融液面初期位置調整装置。 - 【請求項５】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ装置において、 前記種子結晶の基準位置と、前記種子結晶の速度と、前
記加熱容器の速度を検出し、前記基準位置から第１の所
定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出し、前
記融液上に所定時間放置することにより前記ワイヤの熱
による伸びを一定にさせ、前記ワイヤを前記基準位置よ
り上方へ巻上げることにより前記単結晶の重量の有無に
よる前記ワイヤの伸びを補正し、前記種子結晶を所定の
下降速度で下降させることにより前記種子結晶の停止位
置の誤差を低減させるようにして前記基準位置から第２
の所定値だけ離れた位置で停止させ、前記加熱容器を所
定の上昇速度で上昇させ、前記種子結晶と前記融液とが
接触したときに前記加熱容器の上昇を停止させることを
特徴とする融液面初期位置調整装置。 - 【請求項６】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、 前記種子結晶の基準位置を検出し、前記基準位置から第
１の所定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出
した後に前記基準位置より上方へ巻上げ、前記単結晶の
重量の有無による前記ワイヤの伸びを補正することを特
徴とする融液面初期位置調整方法。 - 【請求項７】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、 前記ワイヤを前記融液上に所定時間放置することにより
前記ワイヤの熱による伸びを一定とすることを特徴とす
る融液面初期位置調整方法。 - 【請求項８】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、 前記種子結晶を所定の下降速度で下降させることにより
前記種子結晶の停止位置の誤差を低減させることを特徴
とする融液面初期位置調整方法。 - 【請求項９】 結晶材料を収容し加熱して融解させる加
熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上にお
いて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取り
付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶材
料の単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、 前記加熱容器の速度を検出し、前記加熱容器を所定の上
昇速度で上昇させることにより前記融液の面の初期位置
を調整することを特徴とする融液面初期位置調整方法。 - 【請求項１０】 結晶材料を収容し加熱して融解させる
加熱容器と、前記加熱容器内の前記結晶材料の融液上に
おいて昇降可能に構成されたワイヤと、前記ワイヤに取
り付けられる種子結晶を有し、引上げ法により前記結晶
材料の単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、 前記種子結晶の基準位置と、前記種子結晶の速度と、前
記加熱容器の速度を検出し、前記基準位置から第１の所
定値だけ離れた位置まで前記ワイヤを下方に巻出し、前
記融液上に所定時間放置することにより前記ワイヤの熱
による伸びを一定にさせ、前記ワイヤを前記基準位置よ
り上方へ巻上げることにより前記単結晶の重量の有無に
よる前記ワイヤの伸びを補正し、前記種子結晶を所定の
下降速度で下降させることにより前記種子結晶の停止位
置の誤差を低減させるようにして前記基準位置から第２
の所定値だけ離れた位置で停止させ、前記加熱容器を所
定の上昇速度で上昇させ、前記種子結晶と前記融液とが
接触したときに前記加熱容器の上昇を停止させることを
特徴とする融液面初期位置調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34250596A JP3460483B2 (ja) | 1995-12-27 | 1996-12-06 | 融液面初期位置調整方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35127495 | 1995-12-27 | ||
| JP7-351274 | 1995-12-27 | ||
| JP34250596A JP3460483B2 (ja) | 1995-12-27 | 1996-12-06 | 融液面初期位置調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235182A true JPH09235182A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3460483B2 JP3460483B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=26577281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34250596A Expired - Fee Related JP3460483B2 (ja) | 1995-12-27 | 1996-12-06 | 融液面初期位置調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460483B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010248063A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-11-04 | Sumco Corp | 単結晶直径の制御方法 |
| KR20110085992A (ko) | 2008-10-21 | 2011-07-27 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 직경의 검출방법, 이를 이용한 단결정의 제조방법 및 단결정 제조장치 |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP34250596A patent/JP3460483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110085992A (ko) | 2008-10-21 | 2011-07-27 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 직경의 검출방법, 이를 이용한 단결정의 제조방법 및 단결정 제조장치 |
| US8349074B2 (en) | 2008-10-21 | 2013-01-08 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for detecting diameter of single crystal, single-crystal manufacturing method by using the same and single-crystal manufacturing apparatus |
| DE112009002559B4 (de) | 2008-10-21 | 2019-08-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum Ermitteln des Durchmessers eines Einkristalls, Einkristall-Herstellungsverfahren und Einkristall-Herstellungsvorrichtung |
| JP2010248063A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-11-04 | Sumco Corp | 単結晶直径の制御方法 |
| US8968468B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-03-03 | Sumco Corporation | Method of controlling single crystal diameter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3460483B2 (ja) | 2003-10-27 |
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