JPS6033299A - 単結晶の製造装置 - Google Patents
単結晶の製造装置Info
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- JPS6033299A JPS6033299A JP13882183A JP13882183A JPS6033299A JP S6033299 A JPS6033299 A JP S6033299A JP 13882183 A JP13882183 A JP 13882183A JP 13882183 A JP13882183 A JP 13882183A JP S6033299 A JPS6033299 A JP S6033299A
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- JP
- Japan
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- diameter
- pulling speed
- value
- control
- crystal
- Prior art date
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- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
- C30B15/26—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using television detectors; using photo or X-ray detectors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、チョクラルスキー法による単結晶の製造装置
に係シ、特に引上げ結晶の形状制御の自動化を図った装
置に関する。
に係シ、特に引上げ結晶の形状制御の自動化を図った装
置に関する。
シリコン単結晶の多くはチっクラルスキー法で育成され
ている。この単結晶引上げにおいて、成長結晶の直径を
種結晶から徐々に大きくし所定の直径にまで落着かせる
操作があるが、この操作は従来熟練作業者の経験に依存
していた。
ている。この単結晶引上げにおいて、成長結晶の直径を
種結晶から徐々に大きくし所定の直径にまで落着かせる
操作があるが、この操作は従来熟練作業者の経験に依存
していた。
即ち、種付は後、ダラシ−のネッキングを行った後、結
晶引上げ速度や融液温度を制御すると結晶は徐々に大き
くなる。成長結晶を所望の直径に落着かせるには、成長
結晶の肩部の直径を目視あるいはスケールを当てがって
読取り、所定直径に近くなった時点で引上げ速度をそれ
までより数倍大きくして直径の拡がりを止める。
晶引上げ速度や融液温度を制御すると結晶は徐々に大き
くなる。成長結晶を所望の直径に落着かせるには、成長
結晶の肩部の直径を目視あるいはスケールを当てがって
読取り、所定直径に近くなった時点で引上げ速度をそれ
までより数倍大きくして直径の拡がりを止める。
この後、引上げ速度を所定の値に捷で降下させて胴体部
の育成を行うという方法をとっていた。
の育成を行うという方法をとっていた。
しかしながら、作業者の経験に頼る従来法では、再現性
が悪く、得られる単結晶の肩部にくびれを生じたυ、直
径のばらつきも大きいものとなる。また直径のずれが犬
きくなって強く直径制御をかけると、結晶中のストリエ
イションや不純物濃度分布の変化が大きくなり結晶品質
が低下する。更に一定直径の単結晶であってもその直径
が所望値からずれている場合には、外周研削による材料
損失の増大や径不良による歩留りの低下がある。
が悪く、得られる単結晶の肩部にくびれを生じたυ、直
径のばらつきも大きいものとなる。また直径のずれが犬
きくなって強く直径制御をかけると、結晶中のストリエ
イションや不純物濃度分布の変化が大きくなり結晶品質
が低下する。更に一定直径の単結晶であってもその直径
が所望値からずれている場合には、外周研削による材料
損失の増大や径不良による歩留りの低下がある。
これに対して、引上げ結晶の直径をＩＴＶカメラ等によ
シモニタして直径の変化率をめ、これを引上げ速度と加
熱電力にフィードバックして径制御を行う方法が提案さ
れている（例えば特開昭５５−１３０８９５号公報）。
シモニタして直径の変化率をめ、これを引上げ速度と加
熱電力にフィードバックして径制御を行う方法が提案さ
れている（例えば特開昭５５−１３０８９５号公報）。
しかしながらこの方法でも、結晶が大口径化するにつれ
て育成条件の変更に対する結晶成長の応答速度が遅くな
シ、特に結晶の肩部から胴体部にかけての成長速度の変
化が急激であるため、結晶肩部の形状を十分に制御する
ことが難しいという問題があった。
て育成条件の変更に対する結晶成長の応答速度が遅くな
シ、特に結晶の肩部から胴体部にかけての成長速度の変
化が急激であるため、結晶肩部の形状を十分に制御する
ことが難しいという問題があった。
本発明は上記の点に鑑み、特に肩口の形状および胴体部
の直径を常に一定となるように自動制御して品質の安定
した単結晶を引上げることを可能とした単結晶の製造装
置を提供することを目的とする。
の直径を常に一定となるように自動制御して品質の安定
した単結晶を引上げることを可能とした単結晶の製造装
置を提供することを目的とする。
本発明の概要を第１図および第２図を参照して説明する
。引上げ装置本体は周知のものであシ、これに引上げ速
度を設定するモータ回転数制御装置およびルツぎ内を監
視するＩＴＶカメラとその出力から結晶直径をめる直径
測定装置が付属する。そして直径測定装置の出力を例え
ばマイクロコンピュータによシ演算処理してモータ回転
数制御装置に制御信号を供給する。回転数制御装置によ
る制御は次のように行われる。
。引上げ装置本体は周知のものであシ、これに引上げ速
度を設定するモータ回転数制御装置およびルツぎ内を監
視するＩＴＶカメラとその出力から結晶直径をめる直径
測定装置が付属する。そして直径測定装置の出力を例え
ばマイクロコンピュータによシ演算処理してモータ回転
数制御装置に制御信号を供給する。回転数制御装置によ
る制御は次のように行われる。
即ち、第２図に示すように成長結晶の肩部の直径りが予
め定められた最終直径目標値Ｄｏとこれとの偏差設定値
ΔＤとの差に一致した時点で、引上げ速度を初期値から
ステップ状に第２の引上げ速度となるように増大させる
。そして肩部の直径がピーク値Ｉ）ｍａｘになった時点
を検出して引上げ速度をステップ状に第３の引上げ速度
まで降下する。その後、ピーク値Ｉ）ｍａｘを制御目標
値Ｄｒｅｆとして胴体部の直径制御を開始、し、最終の
目標値ＤｏとＤｒｅｆの偏差を検知しながらこの偏差が
漸近的に零となるように、制御目標値Ｄｒｅｆを修正す
る。換言すれば測定される結晶直径りが漸近的にＤｏに
一致するようにフィードバックされる第４の引上げ速度
を与える。
め定められた最終直径目標値Ｄｏとこれとの偏差設定値
ΔＤとの差に一致した時点で、引上げ速度を初期値から
ステップ状に第２の引上げ速度となるように増大させる
。そして肩部の直径がピーク値Ｉ）ｍａｘになった時点
を検出して引上げ速度をステップ状に第３の引上げ速度
まで降下する。その後、ピーク値Ｉ）ｍａｘを制御目標
値Ｄｒｅｆとして胴体部の直径制御を開始、し、最終の
目標値ＤｏとＤｒｅｆの偏差を検知しながらこの偏差が
漸近的に零となるように、制御目標値Ｄｒｅｆを修正す
る。換言すれば測定される結晶直径りが漸近的にＤｏに
一致するようにフィードバックされる第４の引上げ速度
を与える。
本発明によれば、作業者の熟練にたよることなく結晶の
肩口の形状および胴体部属径を所定の値になめらかに制
御することができ、品質の安定した単結晶が得られる。
肩口の形状および胴体部属径を所定の値になめらかに制
御することができ、品質の安定した単結晶が得られる。
しかも再現性が良いため、作業時間の短縮が図られ、結
晶原料の損失も従来よシ１割程度少なくなシ、結晶製造
歩留りも向上する。また、結晶製造時の形状制御が自動
化されることから、工業的に利用して生産性の向上が図
られる。
晶原料の損失も従来よシ１割程度少なくなシ、結晶製造
歩留りも向上する。また、結晶製造時の形状制御が自動
化されることから、工業的に利用して生産性の向上が図
られる。
第３図は本発明の一実施例の装置構成を示す図である。
図において、１は引上は容器、２は加熱ヒータ、３はル
ツ？であシ、ルツ？３内に結晶原料融液４が作られる。
ツ？であシ、ルツ？３内に結晶原料融液４が作られる。
５は引上げ軸、６は引上げられた単結晶を示す。７は引
上げモータで６．Ｃ１８は引上げ速度を設定するための
モータ回転数制御装置である。容器Ｉには覗き窓９が設
けられ、引上げられる単結晶６を監視するＩＴ■カメラ
１０が設けられている。１１はカメラ１０の出力から結
晶直径を測定する測定器である。以上の結晶引上げ装置
本体およびその付属装置は従来より公知のものである。
上げモータで６．Ｃ１８は引上げ速度を設定するための
モータ回転数制御装置である。容器Ｉには覗き窓９が設
けられ、引上げられる単結晶６を監視するＩＴ■カメラ
１０が設けられている。１１はカメラ１０の出力から結
晶直径を測定する測定器である。以上の結晶引上げ装置
本体およびその付属装置は従来より公知のものである。
直径測定装置１１の出力はＡ／Ｉ）コンバータ１２によ
りディジタル信号に変換されてインプット・ポート１３
にラッチされる。インプットポート１３のデータはタイ
マ１８により制御されるマイクロコンピュータ１４に取
込まれる。
りディジタル信号に変換されてインプット・ポート１３
にラッチされる。インプットポート１３のデータはタイ
マ１８により制御されるマイクロコンピュータ１４に取
込まれる。
タイマ１８はマイクロコンピュータ１４を一定周期で動
作させるために設けられている。マイクロコンピュータ
１４は基本的には、ＣＰＵＺ５゜ＲＯＭ １７ 、 Ｒ
ＡＭ １６により構成されている。
作させるために設けられている。マイクロコンピュータ
１４は基本的には、ＣＰＵＺ５゜ＲＯＭ １７ 、 Ｒ
ＡＭ １６により構成されている。
ＲＯＭ １７にはＣＰＵ １５を制御するノログラムが
書込まれている。タイマ１Ｂにより設定された周期で、
ＣＰＵ１５はＲＯＭ Ｚ ７のプログラムに従ってイン
ゾソト・ポート１３よシ結晶直径データを取込み、ＲＡ
Ｍ ｌ ６との間でデータ授受を行いながら演算処理を
して、引上げ速度を設定する制御信号データをアウトグ
ツト・ポート１９に出力する。アウトプット・ポート１
９のデータはＤ／Ａコンバータ２０によシアナログ信号
に変換されて、回転数制御装置８に与えられる。
書込まれている。タイマ１Ｂにより設定された周期で、
ＣＰＵ１５はＲＯＭ Ｚ ７のプログラムに従ってイン
ゾソト・ポート１３よシ結晶直径データを取込み、ＲＡ
Ｍ ｌ ６との間でデータ授受を行いながら演算処理を
して、引上げ速度を設定する制御信号データをアウトグ
ツト・ポート１９に出力する。アウトプット・ポート１
９のデータはＤ／Ａコンバータ２０によシアナログ信号
に変換されて、回転数制御装置８に与えられる。
第４図にマイクロコンピュータによる制御フローを示し
、これと第２図を用いながら直径制御の動作を説明する
。プログラムがスタートする′と、まずステップＰ１で
Ｆ＝１なるモード設定がなされ、ステップ′Ｐ２で結晶
直径の測定値が取シ込まれ、ステップＰ３でフラッグ判
定がなされて、Ｆ＝１であるからステップＰ４に分岐す
る。ステップＰ４では、結晶直径の最終目標値Ｄｏと偏
差設定値ΔＤとの差が測定された結晶直径りと比較され
、Ｄ≧Ｄｏ−ΔＤとなっているか否かが判定される。測
定直径りが上記式を満たさない小さい値である間は、こ
の判定動作が一定周期で繰返される。その間結晶の引上
げ速度は一定の初期引上は速度のままに保たれる。
、これと第２図を用いながら直径制御の動作を説明する
。プログラムがスタートする′と、まずステップＰ１で
Ｆ＝１なるモード設定がなされ、ステップ′Ｐ２で結晶
直径の測定値が取シ込まれ、ステップＰ３でフラッグ判
定がなされて、Ｆ＝１であるからステップＰ４に分岐す
る。ステップＰ４では、結晶直径の最終目標値Ｄｏと偏
差設定値ΔＤとの差が測定された結晶直径りと比較され
、Ｄ≧Ｄｏ−ΔＤとなっているか否かが判定される。測
定直径りが上記式を満たさない小さい値である間は、こ
の判定動作が一定周期で繰返される。その間結晶の引上
げ速度は一定の初期引上は速度のままに保たれる。
ステラｆＰ４でＤ ＞ Ｄｏ−ΔＤが判定されると、ス
テラｆＰ６で引上げ速度をステップ状に増大させて第２
の引上げ速度に設定すべく、第２の制御信号が回転数制
御装置８に与えられる。そしてステップＰ６においてＦ
＝２なるモード更新がなされ、ステップＰ２に戻る。次
の周期では直径測定値はステップＰ３でＦ＝２であるか
らステップＰ７へ行き、測定された直径測定値りがピー
ク値Ｉ）ｍａｘになったか否かの判定がなされる。ピー
ク値ＤｍａＸＫならなければ、直径測定とピーク値判定
の動作が一定周期で繰返される。
テラｆＰ６で引上げ速度をステップ状に増大させて第２
の引上げ速度に設定すべく、第２の制御信号が回転数制
御装置８に与えられる。そしてステップＰ６においてＦ
＝２なるモード更新がなされ、ステップＰ２に戻る。次
の周期では直径測定値はステップＰ３でＦ＝２であるか
らステップＰ７へ行き、測定された直径測定値りがピー
ク値Ｉ）ｍａｘになったか否かの判定がなされる。ピー
ク値ＤｍａＸＫならなければ、直径測定とピーク値判定
の動作が一定周期で繰返される。
ピーク値Ｉ）ｍａｘが判定されると、ステラｆＰ。
に移シ、第２の引上げ速度よシ遅い第３の引上げ速度に
設定すべく、第３の制御信号が出力される。そしてステ
ラ７’Ｐ９でＦ＝３なるモード更新がなされる。
設定すべく、第３の制御信号が出力される。そしてステ
ラ７’Ｐ９でＦ＝３なるモード更新がなされる。
なお、ピーク値Ｉ）ｍａｘの検出は鍾々の方法があるが
、例えば今回の直径値と前回の記憶されていた直径値と
を比較し、今回の値が小さい場合にピーク値が得られた
と判定することができる。
、例えば今回の直径値と前回の記憶されていた直径値と
を比較し、今回の値が小さい場合にピーク値が得られた
と判定することができる。
次の周期でも、ステップＰ２で測定された結晶直径を取
込むことは同じであシ、今度はステップＰ３でＦ＝３で
あるから、ステップＰＩＯへ分岐する。ステップＰ１．
では、制御目標値Ｄｒｅｆ（最初はＤｒｅｆ ” Ｄｍ
ａｘ ）が最終目標値り、と等しいか否かが判定される
。Ｄｒｅｆ ＝ＤｏであればステップＰ１２へ行き、直
径りがＤｒｅｆに等しくなるように直径制御計算を行い
、結晶引上は速度にフィードバックする。この直径制御
計算は周知のＰＩＤ演算で行えばよい。Ｄｒｅｆ＼Ｄｏ
の場合はステップｐＨへ行き、ＤｏとＤｒｅｆの偏差を
検知してその値が漸近的に零になるように、即ちＤｒｅ
ｆ−Ｄｏ Ｋなるように、Ｄｒｅｆの修正がなされ、ス
テップＰ１２へ行く。この修正は積分演算により行い得
る。そしてステップｐ１２では修正されたＤｒｅ ｆを
もとに直径制御計算が行われる。こうして順次修正され
るＤｒｅｆを制御目標値として、フィードバックされる
第４の引上は速度に設定すべく第４の制御信号が出力さ
れ、胴２体部の直径制御が行われる。
込むことは同じであシ、今度はステップＰ３でＦ＝３で
あるから、ステップＰＩＯへ分岐する。ステップＰ１．
では、制御目標値Ｄｒｅｆ（最初はＤｒｅｆ ” Ｄｍ
ａｘ ）が最終目標値り、と等しいか否かが判定される
。Ｄｒｅｆ ＝ＤｏであればステップＰ１２へ行き、直
径りがＤｒｅｆに等しくなるように直径制御計算を行い
、結晶引上は速度にフィードバックする。この直径制御
計算は周知のＰＩＤ演算で行えばよい。Ｄｒｅｆ＼Ｄｏ
の場合はステップｐＨへ行き、ＤｏとＤｒｅｆの偏差を
検知してその値が漸近的に零になるように、即ちＤｒｅ
ｆ−Ｄｏ Ｋなるように、Ｄｒｅｆの修正がなされ、ス
テップＰ１２へ行く。この修正は積分演算により行い得
る。そしてステップｐ１２では修正されたＤｒｅ ｆを
もとに直径制御計算が行われる。こうして順次修正され
るＤｒｅｆを制御目標値として、フィードバックされる
第４の引上は速度に設定すべく第４の制御信号が出力さ
れ、胴２体部の直径制御が行われる。
以上のような一連の動作を定周期で、ステップｐｔａで
終了フラグが立つまで続けられる。終了は例えば、引上
げ結晶の長さ等によシ判定される。
終了フラグが立つまで続けられる。終了は例えば、引上
げ結晶の長さ等によシ判定される。
具体的に、シリコン単結晶引上げに適用した例を説明す
る。ルッぎは石英製、直径３００調であシ、これにシリ
コン多結晶原料を約５ｋｇ入れ、１４５０℃まで加熱し
て融液を形成する。
る。ルッぎは石英製、直径３００調であシ、これにシリ
コン多結晶原料を約５ｋｇ入れ、１４５０℃まで加熱し
て融液を形成する。
そして種結晶を約１５ ｒｐｍで回転させながら融液に
接触させて種付けを行い、ダッシュのネックを作る。そ
の後、初期引上げ速度を２５ ｗ／ｈに設定して引上げ
を開始し、融液温度を温度検出用パイロメータ出力で約
１００μＶ程低下させ、結晶を徐々に大きくして肩部を
育成する。
接触させて種付けを行い、ダッシュのネックを作る。そ
の後、初期引上げ速度を２５ ｗ／ｈに設定して引上げ
を開始し、融液温度を温度検出用パイロメータ出力で約
１００μＶ程低下させ、結晶を徐々に大きくして肩部を
育成する。
初期引上げ速度を２５ ｍｍ／ｈとする第１の制御信号
、直径目標値Ｄｏ ＝ ８０閣、過去の育成データに基
づいて定められた偏差設定値ΔＤ ＝ １０ ｍ。
、直径目標値Ｄｏ ＝ ８０閣、過去の育成データに基
づいて定められた偏差設定値ΔＤ ＝ １０ ｍ。
ステップ状に増大する第２の引上げ速度２００ｔａｒｎ
／ｈに対応する第２の制御信号およびステップ状に降下
する第３の引上げ速度６０ ｒｉｍ／ｈに対応する第３
の制御信号は予めコンピュータ１４に登録されている。
／ｈに対応する第２の制御信号およびステップ状に降下
する第３の引上げ速度６０ ｒｉｍ／ｈに対応する第３
の制御信号は予めコンピュータ１４に登録されている。
こうして引上げ開始後、約３０分で結晶直径が７０■と
なって引上げ速度は２００ ｔｍ／ｈに増加した。その
後約３分で引上げ速度は６０ ａｎ／ｈに降下し、以後
直径制御を行いながら約４ｋｇのシリコン単結晶を製造
した。
なって引上げ速度は２００ ｔｍ／ｈに増加した。その
後約３分で引上げ速度は６０ ａｎ／ｈに降下し、以後
直径制御を行いながら約４ｋｇのシリコン単結晶を製造
した。
得られた単結晶は肩口での凹凸がなく、胴体部の直径は
８０十０．４ ａｍに制御されていた。
８０十０．４ ａｍに制御されていた。
同様の引上げを連続１０回行ったところ、全て同様の結
果が得られた。
果が得られた。
以上のように本実施例によれば、引上げられる結晶の肩
口から胴体部へ移行の際の形状制御およびその後の胴体
部の直径制御が設計どおシに自動的に行われ、高品質の
結晶゛が歩留シよく得られる。
口から胴体部へ移行の際の形状制御およびその後の胴体
部の直径制御が設計どおシに自動的に行われ、高品質の
結晶゛が歩留シよく得られる。
本発明はマイクロコンピュータを用いず、個別回路で制
御部を構成することもできる。
御部を構成することもできる。
その実施例の構成を第５図に示す。引上げ装置本体は省
略しである。引上げモータ７とその回転数制御装置８、
およびＩＴＶカメラ１０とその出力から結晶直径を測定
する測定装置１ノを有することは先の実施例と変らない
。本実施例では、引上げ速度制御装置２１．２２および
直径制御装置２３を個別回路を用いて構成している＠引
上げ速度制御装置２１は、直径目標値（Ｄｏ）の設定器
２５、偏差値（ΔＤ）の設定器２４、これらの設定値の
差Ｄｏ−ΔＤを直径測定値りと比較する比較器２６、こ
の比較器２６の出力にょシＤ≧Ｄｏ−ΔＤとなりたとき
オンとなって第２の引上は速度設定器２８の出力を選択
するダート回路２７によ多構成される。引上げ速度制御
装置２２は、ピーク値（Ｄｍａｘ）を検出してホールド
する検出器２９、この検出器２９の出力と測定直径りを
比較する比較器３ｏ、この比較器３０の出力によ！’
Ｄ” Ｉ）ｍａｘを検知してオンとな夛、第３の引上げ
速度設定器３２０出方を選択するダート回路３１にょ多
構成される。比較器３０の出力はダート回路２７にも供
給され、Ｄ＝ＤｍａＸになったときこのダート回路２７
をオフにして、ダート回路３ノからの第３の引上げ速度
を与える制御信号が回転数制御装置８に送られることに
なる。
略しである。引上げモータ７とその回転数制御装置８、
およびＩＴＶカメラ１０とその出力から結晶直径を測定
する測定装置１ノを有することは先の実施例と変らない
。本実施例では、引上げ速度制御装置２１．２２および
直径制御装置２３を個別回路を用いて構成している＠引
上げ速度制御装置２１は、直径目標値（Ｄｏ）の設定器
２５、偏差値（ΔＤ）の設定器２４、これらの設定値の
差Ｄｏ−ΔＤを直径測定値りと比較する比較器２６、こ
の比較器２６の出力にょシＤ≧Ｄｏ−ΔＤとなりたとき
オンとなって第２の引上は速度設定器２８の出力を選択
するダート回路２７によ多構成される。引上げ速度制御
装置２２は、ピーク値（Ｄｍａｘ）を検出してホールド
する検出器２９、この検出器２９の出力と測定直径りを
比較する比較器３ｏ、この比較器３０の出力によ！’
Ｄ” Ｉ）ｍａｘを検知してオンとな夛、第３の引上げ
速度設定器３２０出方を選択するダート回路３１にょ多
構成される。比較器３０の出力はダート回路２７にも供
給され、Ｄ＝ＤｍａＸになったときこのダート回路２７
をオフにして、ダート回路３ノからの第３の引上げ速度
を与える制御信号が回転数制御装置８に送られることに
なる。
直径制御装置２３は、ホールド回路３３、制御目標値（
Ｄｒｅｔ）の設定器３４、積分器３５およびＰＩＤ調節
計３６によ多構成される。即ち直径のピーク値が検出さ
れると、ダート回路２７がオフ、ダート回路３Ｉがオン
になると共に、その時の直径値がホールド回路３３にラ
ッチされ制御目標値（Ｄｒｅｆ ）の設定器３４にセッ
トされる。そしてこの制御目標値Ｄｒｅｆに対してＰＩ
Ｄ調節計３６によシ直径制御が開始され、その出力は引
上げ速度設定器３２の出力と加算される。
Ｄｒｅｔ）の設定器３４、積分器３５およびＰＩＤ調節
計３６によ多構成される。即ち直径のピーク値が検出さ
れると、ダート回路２７がオフ、ダート回路３Ｉがオン
になると共に、その時の直径値がホールド回路３３にラ
ッチされ制御目標値（Ｄｒｅｆ ）の設定器３４にセッ
トされる。そしてこの制御目標値Ｄｒｅｆに対してＰＩ
Ｄ調節計３６によシ直径制御が開始され、その出力は引
上げ速度設定器３２の出力と加算される。
そして、直径目標値（Ｄｏ）設定器２５の出力と制御目
標値（Ｄｒｅｆ）設定器３４の値が等しくなければ積分
器３５が働いてＤｒｓｆを修正する動作を行う。この修
正動作の強さは積分器３５０時定数によシ調整される。
標値（Ｄｒｅｆ）設定器３４の値が等しくなければ積分
器３５が働いてＤｒｓｆを修正する動作を行う。この修
正動作の強さは積分器３５０時定数によシ調整される。
本実施例によっても、先の実施例と同様の制御モードに
より、引上げ結晶の肩口の形状および胴体部の直径が自
動制御され、高品質結晶を歩留シよ〈得ることができる
。
より、引上げ結晶の肩口の形状および胴体部の直径が自
動制御され、高品質結晶を歩留シよ〈得ることができる
。
第１図は本発明の概略構成を示す図、第２図はその制御
モードを説明するための図、第３図は本発明の一実施例
の構成を示す図、第４図はそのマイクロコンビーータに
よる制御動作を説明するための流れ図、第５図は他の実
施例の構成を示す図である。 ｌ・・・容器、２・・・加熱ヒータ、３・・・ルツカ、
４・・・融液、５・・・引上げ軸、６・・・引上げ結晶
、７・・・引上げモータ、８・・・回転数制御装置、９
・・・覗き窓、１０・・・ＩＴＶカメラ、１１・・・直
径測定装置、１２・・・Ｎ勺コンバータ、１３・・・イ
ンプット−ポート、１４・・・マイクロジンピューク、
１８・・・タイマ、１９・・・アウトグツト・ポート、
２０・・・Ｄ／Ａコンバータ、２１．２２・・・引上げ
速度制御装置、２３・・・直径制御装置、２４・・・偏
差値設定器、２５・・・直径目標値設定器、２６．３０
・・・比較器、２７．３１・・・ダート回路、２８．３
２・・・引上げ速度設定器、２９・・・ピーク値検、出
器、３３・・・ホールド回路、３４・・・制御目標値設
定器、３５・・・積分器、３６・・・ＰＩＤ調節計。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 □−］ 第２図
モードを説明するための図、第３図は本発明の一実施例
の構成を示す図、第４図はそのマイクロコンビーータに
よる制御動作を説明するための流れ図、第５図は他の実
施例の構成を示す図である。 ｌ・・・容器、２・・・加熱ヒータ、３・・・ルツカ、
４・・・融液、５・・・引上げ軸、６・・・引上げ結晶
、７・・・引上げモータ、８・・・回転数制御装置、９
・・・覗き窓、１０・・・ＩＴＶカメラ、１１・・・直
径測定装置、１２・・・Ｎ勺コンバータ、１３・・・イ
ンプット−ポート、１４・・・マイクロジンピューク、
１８・・・タイマ、１９・・・アウトグツト・ポート、
２０・・・Ｄ／Ａコンバータ、２１．２２・・・引上げ
速度制御装置、２３・・・直径制御装置、２４・・・偏
差値設定器、２５・・・直径目標値設定器、２６．３０
・・・比較器、２７．３１・・・ダート回路、２８．３
２・・・引上げ速度設定器、２９・・・ピーク値検、出
器、３３・・・ホールド回路、３４・・・制御目標値設
定器、３５・・・積分器、３６・・・ＰＩＤ調節計。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 □−］ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （、） チョクラルスキー法によシ単結晶を引上げる装
置、 （ｂ） 引上げられる結晶の直径を測定する手段、（ｃ
） 結晶の引上げ速度を設定する手段、（ｄ） 初期引
上げ速度を設定する第１の制御信号を発生する手段、 （−） 最終の直径目標値を００％偏差設定値をΔＤと
して測定された結晶直径りとＤｏ−ΔＤを比較し、Ｄ≧
Ｄｏ−ΔＤとなりたときに初期引上げ速度よシ速い第２
の引上げ速度を設定する第２の制御信号を発生する手段
、 （ｆ） 測定された結晶直径りがピーク値Ｉ）ｍａｘに
なった時点を検知して第２の引上げ速度よシ低い第３の
引上げ速度を設定する第３の制御信号を発生する手段、 （ｇ） ピーク値Ｉ）ｍａｘを制御目標値Ｄｒａｆに設
定する手段、 （ｈ） 前記直径目標値り、と制御目標値Ｄｒｅｆの偏
差を検出してその値が漸近的に零になるように制御目標
値Ｄｒｅ ｆを修正する手段、（１） 前記制御目標値
Ｄｒｅｆと測定された結晶直径りが一致するようにフィ
ードバックされる第４の引上げ速度を設定する第４の制
御信号を発生する手段、 （ｊ） 前記第１〜第４の制御信号を順次選択して前記
引上げ速度設定手段に供給する切換手段、を備えたこと
を特徴とする単結晶の製造装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13882183A JPS6033299A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶の製造装置 |
| DE8484305036T DE3485361D1 (de) | 1983-07-29 | 1984-07-24 | Vorrichtung zur herstellung eines einkristalls. |
| EP19840305036 EP0134680B1 (en) | 1983-07-29 | 1984-07-24 | Apparatus for manufacturing a single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13882183A JPS6033299A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033299A true JPS6033299A (ja) | 1985-02-20 |
| JPS6337078B2 JPS6337078B2 (ja) | 1988-07-22 |
Family
ID=15231012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13882183A Granted JPS6033299A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶の製造装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0134680B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6033299A (ja) |
| DE (1) | DE3485361D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109234795A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种晶体生长控制方法、装置、系统及计算机存储介质 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242991A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 結晶径制御方法 |
| JPS63307186A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 晶出結晶径制御装置 |
| JPH0651599B2 (ja) * | 1987-12-05 | 1994-07-06 | 信越半導体株式会社 | 浮遊帯域制御方法 |
| JPH02167U (ja) * | 1988-06-10 | 1990-01-05 | ||
| FI911857A (fi) * | 1990-04-27 | 1991-10-28 | Nippon Kokan Kk | Foerfarande och apparat foer kontroll av diametern hos en enskild silikonkristall. |
| FI911856A (fi) * | 1990-04-27 | 1991-10-28 | Nippon Kokan Kk | Foerfarande och apparat foer bestaemning av diametern hos en enskild silikonkristall. |
| US5487355A (en) * | 1995-03-03 | 1996-01-30 | Motorola, Inc. | Semiconductor crystal growth method |
| US5935321A (en) * | 1997-08-01 | 1999-08-10 | Motorola, Inc. | Single crystal ingot and method for growing the same |
| US6241818B1 (en) * | 1999-04-07 | 2001-06-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and system of controlling taper growth in a semiconductor crystal growth process |
| CN101392404B (zh) * | 2008-10-28 | 2014-09-10 | 惠梦君 | 提拉法晶体生长的控制方法 |
| DE102016219605A1 (de) * | 2016-10-10 | 2018-04-12 | Siltronic Ag | Verfahren zum Ziehen eines Einkristalls aus Halbleitermaterial aus einer Schmelze, die in einem Tiegel enthalten ist |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515993A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-19 | Suwa Seikosha Kk |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US3621213A (en) * | 1969-11-26 | 1971-11-16 | Ibm | Programmed digital-computer-controlled system for automatic growth of semiconductor crystals |
| DE2149093C3 (de) * | 1971-10-01 | 1975-07-24 | N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) | Vorrichtung zur Züchtung von Einkristallen durch Ziehen aus einer Schmelze |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP13882183A patent/JPS6033299A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-24 DE DE8484305036T patent/DE3485361D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-07-24 EP EP19840305036 patent/EP0134680B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515993A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-19 | Suwa Seikosha Kk |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109234795A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种晶体生长控制方法、装置、系统及计算机存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0134680A2 (en) | 1985-03-20 |
| EP0134680A3 (en) | 1987-07-15 |
| DE3485361D1 (de) | 1992-01-30 |
| EP0134680B1 (en) | 1991-12-18 |
| JPS6337078B2 (ja) | 1988-07-22 |
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