JPS63112493A - 結晶径測定装置 - Google Patents
結晶径測定装置Info
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- JPS63112493A JPS63112493A JP61257674A JP25767486A JPS63112493A JP S63112493 A JPS63112493 A JP S63112493A JP 61257674 A JP61257674 A JP 61257674A JP 25767486 A JP25767486 A JP 25767486A JP S63112493 A JPS63112493 A JP S63112493A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
-
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- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
- Y10T117/1012—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with a window or port for visual observation or examination
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】
［産業上の利用分野］
本発明は、チョクラルスキー法による単結晶製造装置に
用いられて、結晶の融液との界面部分の径を測定する結
晶径測定装置に関する。
用いられて、結晶の融液との界面部分の径を測定する結
晶径測定装置に関する。
［従来の技術］
この種の結晶径°測定装置では、第５図に示す如く、単
結晶１０と融液１２との界面に形成される輝環Ｉ４を横
切り輝環１４の中心を通る直線をイメージセンサのセン
シングラインとし、輝度のピーク位置Ｑ、とＱ Ｉｔに
対応したイメージセンサの画素位置を検出して相互間の
距離を求めることにより、結晶の直径りを測定するよう
になっていた。
結晶１０と融液１２との界面に形成される輝環Ｉ４を横
切り輝環１４の中心を通る直線をイメージセンサのセン
シングラインとし、輝度のピーク位置Ｑ、とＱ Ｉｔに
対応したイメージセンサの画素位置を検出して相互間の
距離を求めることにより、結晶の直径りを測定するよう
になっていた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、第６図に示す如く、単結晶ＩＯの成長により融
液１２の液位Ｈ１が低下して液位Ｈｔになると、入射光
線の融液側延長線が単結晶ＩＯの背面側の位置Ｑ、を通
り、輝環１４を検出することができなくなるので、−次
元イメージセンサ１６を下降させあるいは一次元イメー
ジセンサ１６を所定角回転させて位置Ｑ１１の真下の位
置Ｑ ｔ＋をセンシングラインが通るようにしなければ
ならず、−次元イメージセン、す！６を昇降または回転
させる複雑な機構を設ける必要があるとともに、その昇
降位置または回転角の微調整が煩雑であった。
液１２の液位Ｈ１が低下して液位Ｈｔになると、入射光
線の融液側延長線が単結晶ＩＯの背面側の位置Ｑ、を通
り、輝環１４を検出することができなくなるので、−次
元イメージセンサ１６を下降させあるいは一次元イメー
ジセンサ１６を所定角回転させて位置Ｑ１１の真下の位
置Ｑ ｔ＋をセンシングラインが通るようにしなければ
ならず、−次元イメージセン、す！６を昇降または回転
させる複雑な機構を設ける必要があるとともに、その昇
降位置または回転角の微調整が煩雑であった。
このような欠点を避けるために、融液１２を収容する坩
堝を上昇させて液位Ｈを一定に保ち、−次元イメージセ
ンサ１６を固定した場合には、特開昭５４−８２３８３
にも示される如く、融液１２と融液Ｉ２を過熱するヒー
タとの位置関係が結晶の最適育成条件から外れ、結晶の
品質が低下する。
堝を上昇させて液位Ｈを一定に保ち、−次元イメージセ
ンサ１６を固定した場合には、特開昭５４−８２３８３
にも示される如く、融液１２と融液Ｉ２を過熱するヒー
タとの位置関係が結晶の最適育成条件から外れ、結晶の
品質が低下する。
そのうえ、単結晶１０が少し揺れても輝環１４が検出で
きるようにする必要があるため、実際には第６図に示す
位置ＱＩＩ％Ｑｌｔが単結晶ＩＯの少し前面側（−次元
イメージセンサ１６側）となるようにする必要があり、
直径りの測定精度が低下する原因となっていた。
きるようにする必要があるため、実際には第６図に示す
位置ＱＩＩ％Ｑｌｔが単結晶ＩＯの少し前面側（−次元
イメージセンサ１６側）となるようにする必要があり、
直径りの測定精度が低下する原因となっていた。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、固定された光セン
サを用い、かつ、液位が変動しても、結晶径を正確に測
定することが可能な結晶径測定装置を提供することにあ
る。
サを用い、かつ、液位が変動しても、結晶径を正確に測
定することが可能な結晶径測定装置を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
本第１発明に係る結晶径測定装置では、第１図（Ａ）に
示す如く、 結晶と融液との界面に形成されｈ輝環をセンシングライ
ンが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たって、該画素位置Ｐの平均値Ｐを算出する平均ピーク
位置演算手段と、融液の液位Ｈを検出する液位検出手段
と、該平均値Ｐと液位Ｈとから、結晶の融液との界面部
分の径りを算出して、結晶径りに対応した信号を出力す
る結晶径演算手段と、を存することを特徴としている。
示す如く、 結晶と融液との界面に形成されｈ輝環をセンシングライ
ンが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たって、該画素位置Ｐの平均値Ｐを算出する平均ピーク
位置演算手段と、融液の液位Ｈを検出する液位検出手段
と、該平均値Ｐと液位Ｈとから、結晶の融液との界面部
分の径りを算出して、結晶径りに対応した信号を出力す
る結晶径演算手段と、を存することを特徴としている。
また、本第２発明に係る結晶径測定装置では、第１図（
Ｂ）に示す如く、 結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングライ
ンが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たる画素位置Ｐのデータを用いて、最小結晶径Ｄｍに対
応する画素位置Ｐｍを求める最小径ピーク位置判別手段
と、融液の液位Ｈを検出する液位検出手段と、該画素位
置Ｐｍと液位Ｈとから、結晶の融液との界面部分の最小
結晶径り、を算出して、最小結晶径Ｄｍに対応した信号
を出力する結晶径演算手段と、を有することを特徴とし
ている。
Ｂ）に示す如く、 結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングライ
ンが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たる画素位置Ｐのデータを用いて、最小結晶径Ｄｍに対
応する画素位置Ｐｍを求める最小径ピーク位置判別手段
と、融液の液位Ｈを検出する液位検出手段と、該画素位
置Ｐｍと液位Ｈとから、結晶の融液との界面部分の最小
結晶径り、を算出して、最小結晶径Ｄｍに対応した信号
を出力する結晶径演算手段と、を有することを特徴とし
ている。
［作用］
輝環の中心は結晶引上軸（またはワイヤ等）の真下にあ
り、液位が定まれば輝環の中心も定まる。
り、液位が定まれば輝環の中心も定まる。
したがって、ある液位において、最大輝度に対応した光
センサの画素位置Ｐと結晶径りはｌ対ｌに対応する。す
なわち、結晶径りは該画素位置Ｐと液位Ｈの関数であり
、Ｐと■１から結晶径りが算出される。
センサの画素位置Ｐと結晶径りはｌ対ｌに対応する。す
なわち、結晶径りは該画素位置Ｐと液位Ｈの関数であり
、Ｐと■１から結晶径りが算出される。
ここで、光センサの走査速度は結晶の回転速度に比し極
めて速いので、結晶の一回転に対し多数回走査を行うこ
とができる。また、結晶の回転速度は結晶の引き上げ速
度に比し極めて速いので、結晶の略整数回転にわたって
平均値を求めても問題はない。
めて速いので、結晶の一回転に対し多数回走査を行うこ
とができる。また、結晶の回転速度は結晶の引き上げ速
度に比し極めて速いので、結晶の略整数回転にわたって
平均値を求めても問題はない。
本第１発明では、画素位置Ｐの代わりに、結晶の略整数
回転にわたる画素位置Ｐの平均値Ｐを用いており、正確
な結晶径りが算出される。
回転にわたる画素位置Ｐの平均値Ｐを用いており、正確
な結晶径りが算出される。
また、本第２発明では、最小結晶径Ｄｍに対応した信号
を出力するようになっており、結晶径が設定された最小
結晶径以下にならないよう制御する結晶径制御装置に適
用することができる。
を出力するようになっており、結晶径が設定された最小
結晶径以下にならないよう制御する結晶径制御装置に適
用することができる。
［実施例］
図面に基づいて本発明の好適な一実施例を説明する。
第２図に示す如く、グラファイト坩堝１７に嵌入された
石英坩堝１８には多結晶シリコンが収容され、グラファ
イト坩堝１７を囲繞するヒータ２０により過熱熔融され
て融液１２となる。このヒータ２０は断熱材２２に囲ま
れ、これらはアルゴンガスが流入される容器２４内に配
設されている。
石英坩堝１８には多結晶シリコンが収容され、グラファ
イト坩堝１７を囲繞するヒータ２０により過熱熔融され
て融液１２となる。このヒータ２０は断熱材２２に囲ま
れ、これらはアルゴンガスが流入される容器２４内に配
設されている。
石英坩堝１８は坩堝移動軸２６を介してモータ２８によ
り昇降され、坩堝位置は、基準位置検出用リミットスイ
ッチ２９と、モータ２８に追従回転するパルスジェネレ
ータ３０により検出される。
り昇降され、坩堝位置は、基準位置検出用リミットスイ
ッチ２９と、モータ２８に追従回転するパルスジェネレ
ータ３０により検出される。
融液１２の上方には結晶引上軸３２が垂下され、結晶引
上軸３２の下端には種ホルダ３４を介して種結晶３５が
取り付けられており、種ホルダ３４を降下させて種結晶
３５の下端を融液１２内に浸漬させ、結晶引上軸３２を
徐々に引き上げることにより、単結晶ＩＯが成長する。
上軸３２の下端には種ホルダ３４を介して種結晶３５が
取り付けられており、種ホルダ３４を降下させて種結晶
３５の下端を融液１２内に浸漬させ、結晶引上軸３２を
徐々に引き上げることにより、単結晶ＩＯが成長する。
この結晶引上軸３２はモータ３６により昇降され、単結
晶ＩＯの引上距離は、基準位置検出用リミットスイッチ
３９と、モータ３６に追従回転するパルスジェネレータ
３７により検出される。
晶ＩＯの引上距離は、基準位置検出用リミットスイッチ
３９と、モータ３６に追従回転するパルスジェネレータ
３７により検出される。
結晶引上軸３２及び坩堝移動軸２６は石英坩堝１８の回
転対称軸に一致しており、単結晶ＩＯと融液Ｉ２との界
面に形成される輝環１４の中心位置は該軸上に存在する
。
転対称軸に一致しており、単結晶ＩＯと融液Ｉ２との界
面に形成される輝環１４の中心位置は該軸上に存在する
。
融液１２の固定側に対する液位■（の制御及び単結晶１
０の直径りの制御は制御回路３８により行われる。
０の直径りの制御は制御回路３８により行われる。
すなわち、ヒータ２０に対する融液１２の位置関係から
、単結晶１０が最適成長するように、単結晶１０の長さ
に関する融液１２の目標液位を、設定器４０により設定
する。また、コーン部１０Ａの形状及び直胴部１０Ｂの
直径、すなわち単結晶ＩＯの長さに関する目標直径を設
定器４０により設定する。制御回路３８は、融液１２の
液位１（及び単結晶ＩＯの直径りがこれらの目標値にな
るよう、モータ２８及びモータ３６を駆動し、ヒータ２
０へ供給する電力を制御する。
、単結晶１０が最適成長するように、単結晶１０の長さ
に関する融液１２の目標液位を、設定器４０により設定
する。また、コーン部１０Ａの形状及び直胴部１０Ｂの
直径、すなわち単結晶ＩＯの長さに関する目標直径を設
定器４０により設定する。制御回路３８は、融液１２の
液位１（及び単結晶ＩＯの直径りがこれらの目標値にな
るよう、モータ２８及びモータ３６を駆動し、ヒータ２
０へ供給する電力を制御する。
ここで、液位Ｈは、結晶成長面については、設定器４０
により設定される融液１２の液量とパルスジェネレータ
３０からのパルスをカウントして得られる坩堝位置とか
ら求まり、結晶成長中については、さらにパルスジェネ
レータ３７からのパルスをカウントして得られる引上距
離及び結晶径測定装置４２からの直径りをも考慮するこ
とにより求まる。この液量は、熔融前の多結晶シリコン
の重量を測定して算出される。したがって、液量の代わ
りに該重量を設定し、後述するマイクロコンピュータ４
６に融液１２の深さを算出させてもよい。
により設定される融液１２の液量とパルスジェネレータ
３０からのパルスをカウントして得られる坩堝位置とか
ら求まり、結晶成長中については、さらにパルスジェネ
レータ３７からのパルスをカウントして得られる引上距
離及び結晶径測定装置４２からの直径りをも考慮するこ
とにより求まる。この液量は、熔融前の多結晶シリコン
の重量を測定して算出される。したがって、液量の代わ
りに該重量を設定し、後述するマイクロコンピュータ４
６に融液１２の深さを算出させてもよい。
なお、第１図では、簡単化のために、結晶引上軸３２の
回転用モータ、坩堝移動軸２６の回転用モータ及びヒー
タ２０の温度を検出するセンサが省略されている。また
、結晶引上棒３２の代わりにワイヤを用いてもよい。
回転用モータ、坩堝移動軸２６の回転用モータ及びヒー
タ２０の温度を検出するセンサが省略されている。また
、結晶引上棒３２の代わりにワイヤを用いてもよい。
次に、結晶径測定装置４２について説明する。
容器２４に設けられたガラス窓４４の上方には、その結
像レンズの光軸方向が融液１２側へ向けられて一次元イ
メージセンサ１６が固設されている。
像レンズの光軸方向が融液１２側へ向けられて一次元イ
メージセンサ１６が固設されている。
この−次元イメージセンサ１６は、第３図紙面上方側に
配置され、かつ、センシングラインＬが一次元イメージ
センサ１６側の位置Ｑで輝環Ｉ４を１回横切るように配
置されている。
配置され、かつ、センシングラインＬが一次元イメージ
センサ１６側の位置Ｑで輝環Ｉ４を１回横切るように配
置されている。
−次元イメージセンサ１６からは、第３図に示すセンシ
ングラインＬ上の輝度に対応した電圧が、駆動回路４５
からのスタートパルス及びクロックパルスに応答して、
各画素について順次出力され、アンプ４７、Ａ／Ｄ変換
器４９を介して、輝度データＳｉがマイクロコンピュー
タ４６の入力ボート４８へ供給される。Ａ／Ｄ変換器４
９の制御端子には駆動回路４５から該クロックパルスに
対応した変換開始信号が供給される。
ングラインＬ上の輝度に対応した電圧が、駆動回路４５
からのスタートパルス及びクロックパルスに応答して、
各画素について順次出力され、アンプ４７、Ａ／Ｄ変換
器４９を介して、輝度データＳｉがマイクロコンピュー
タ４６の入力ボート４８へ供給される。Ａ／Ｄ変換器４
９の制御端子には駆動回路４５から該クロックパルスに
対応した変換開始信号が供給される。
マイクロコンピュータ４６は入力ボート４８、出力ボー
ト５０ＳＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４及びＲＡＭ５６を備え
て周知の如く構成されており、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５
４に書き込まれたプログラムに従って走査開始信号を出
力ボート５０を介し駆動回路４５へ供給し、人力ボート
４８から輝度データＳｉ及び液位Ｈを読み込み、ＲＡＭ
５６との間でデータの授受を行って演算処理し、単結晶
１０の直径りを算出してこのデータを出力ボート５０を
介し制御回路３８へ供給する。
ト５０ＳＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４及びＲＡＭ５６を備え
て周知の如く構成されており、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５
４に書き込まれたプログラムに従って走査開始信号を出
力ボート５０を介し駆動回路４５へ供給し、人力ボート
４８から輝度データＳｉ及び液位Ｈを読み込み、ＲＡＭ
５６との間でデータの授受を行って演算処理し、単結晶
１０の直径りを算出してこのデータを出力ボート５０を
介し制御回路３８へ供給する。
次に、マイクロコンピュータ４６のソフトウェアの構成
を第４図に基づいて説明する。第４図はＲＯＭ５４に書
き込まれたプログラムに対応したフローチャートである
。
を第４図に基づいて説明する。第４図はＲＯＭ５４に書
き込まれたプログラムに対応したフローチャートである
。
最初にステップｌＯＯで、センシングラインＬの一走査
における最大輝度５Ｉ１１．最大輝度の画素位置Ｐ１画
素位置Ｐの累積値Ｔをそれぞれ０とし、第Ｊ走査を示す
Ｊを１とする。
における最大輝度５Ｉ１１．最大輝度の画素位置Ｐ１画
素位置Ｐの累積値Ｔをそれぞれ０とし、第Ｊ走査を示す
Ｊを１とする。
次にステップ１０２で、第１画素を示すｉの値を１とす
る。次にステップ１０４で、走査開始信号を出力し、駆
動回路４５へ供給する。これにより駆動回路４５からス
タート信号及びクロック信号が一次元イメージセンサ１
６へ供給され、−次元イメージセンサ１６からアンプ４
７、Ａ／Ｄ変換器４９を介して輝度データＳｉが入力ボ
ート４８へ供給される。次にステップ１０６で、輝度デ
ータＳｉを読み込む。次にステップ１０８でＳｉ＞Ｓｍ
と判定されれば、ステップ１１０で最大輝度ＳｍをＳｉ
とし、最大輝度の画素位置Ｐをｉとする。
る。次にステップ１０４で、走査開始信号を出力し、駆
動回路４５へ供給する。これにより駆動回路４５からス
タート信号及びクロック信号が一次元イメージセンサ１
６へ供給され、−次元イメージセンサ１６からアンプ４
７、Ａ／Ｄ変換器４９を介して輝度データＳｉが入力ボ
ート４８へ供給される。次にステップ１０６で、輝度デ
ータＳｉを読み込む。次にステップ１０８でＳｉ＞Ｓｍ
と判定されれば、ステップ１１０で最大輝度ＳｍをＳｉ
とし、最大輝度の画素位置Ｐをｉとする。
上記処理後またはステップ１０８でＳｉ≦Ｓｓと判定さ
れた場合には、ステップ＋１２へ進み、ｉの値をインク
リメントする。次にステップ１１４でｉ≦Ｎ（Ｎは一次
元イメージセンサ１６の画素数）と判定されれば、ステ
ップ１０６へ戻り以上の処理を繰り返す。このようにし
て、−走査における最大輝度の画素位置Ｐが求まる。
れた場合には、ステップ＋１２へ進み、ｉの値をインク
リメントする。次にステップ１１４でｉ≦Ｎ（Ｎは一次
元イメージセンサ１６の画素数）と判定されれば、ステ
ップ１０６へ戻り以上の処理を繰り返す。このようにし
て、−走査における最大輝度の画素位置Ｐが求まる。
次にステップ１１６で、ＴにＰを加算する。次にステッ
プ１１８でＪの値をインクリメントし、ステップ１２０
でＪ≦Ｃと判定されればステップ１０２へ戻り以上の処
理を繰り返す。
プ１１８でＪの値をインクリメントし、ステップ１２０
でＪ≦Ｃと判定されればステップ１０２へ戻り以上の処
理を繰り返す。
ここで、Ｃは、単結晶ｌＯのＭ回転（Ｍは整数）にわた
るイメージセンサの走査回数であり、例えばＭ＝２でＣ
＝３００である。
るイメージセンサの走査回数であり、例えばＭ＝２でＣ
＝３００である。
Ｊ＞Ｃと判定されれば、ステップ１２２で、Ｔ／Ｃを演
算して最大輝度の画素位置Ｐの平均値Ｐを求める。次に
ステップ１２４で、制御回路３８から液位Ｈを読み込む
。次にステップ１２６で、ＰとＨとを用いて単結晶１０
の直径りを算出する。
算して最大輝度の画素位置Ｐの平均値Ｐを求める。次に
ステップ１２４で、制御回路３８から液位Ｈを読み込む
。次にステップ１２６で、ＰとＨとを用いて単結晶１０
の直径りを算出する。
この算出式はＲＯＭ５４に書き込まれている。次にステ
ップ１２８で、直径りを出力し、制御回路３８へ供給す
る。
ップ１２８で、直径りを出力し、制御回路３８へ供給す
る。
ここで、晶癖やファセットにより結晶断面の形状が真円
から外れる。そこで、平均直径を算出する代わりに、結
晶成長回転軸を中心とする最小結晶径り、を測定し、こ
の最小結晶径り、を制御量とすることにより、直胴部の
全長にわたって要求される直径のウェハーを形成するこ
とができる。
から外れる。そこで、平均直径を算出する代わりに、結
晶成長回転軸を中心とする最小結晶径り、を測定し、こ
の最小結晶径り、を制御量とすることにより、直胴部の
全長にわたって要求される直径のウェハーを形成するこ
とができる。
この最小結晶径を測定する結晶径測定装置を得るには、
上記実施例において、ソフトウェアの構成のみ、次のよ
うに変更すればよい。
上記実施例において、ソフトウェアの構成のみ、次のよ
うに変更すればよい。
すなわち、例えば結晶１回転における画素位置Ｐのデー
タのうち、最小結晶径に対応する（一端に位置する）画
素位置Ｐｍを求める。そして、例えば、１０回転につい
てＰｍの平均値を求め、次に、上記ステップ１２４〜１
２８の処理を行うようにすればよい。
タのうち、最小結晶径に対応する（一端に位置する）画
素位置Ｐｍを求める。そして、例えば、１０回転につい
てＰｍの平均値を求め、次に、上記ステップ１２４〜１
２８の処理を行うようにすればよい。
このような、平均処理を行うことにより、正確な最小結
晶径り、が得られるという効果がある。
晶径り、が得られるという効果がある。
なお、本発明では、液位検出手段は融液１２の液位を検
出できればよく、光学的に融液１２の液位を検出する構
成、例えば、容器２４の上部にガラス窓４４と同様のガ
ラス窓を設け、このガラス窓の上方にレーザ発生装置を
配設し、レーザ光線を融液１２の表面に向けて放射し、
その反射光を一次元イメージセンサ１６で検出し、その
スポットの画素位置から液位をマイクロコンピュータで
算出する構成、あるいは、融液１２の表面と石英坩堝１
８との境界位置を一次元イメージセンサ１６で検出し、
液位をマイクロコンピュータで算出する構成であっても
よい。
出できればよく、光学的に融液１２の液位を検出する構
成、例えば、容器２４の上部にガラス窓４４と同様のガ
ラス窓を設け、このガラス窓の上方にレーザ発生装置を
配設し、レーザ光線を融液１２の表面に向けて放射し、
その反射光を一次元イメージセンサ１６で検出し、その
スポットの画素位置から液位をマイクロコンピュータで
算出する構成、あるいは、融液１２の表面と石英坩堝１
８との境界位置を一次元イメージセンサ１６で検出し、
液位をマイクロコンピュータで算出する構成であっても
よい。
また、光センサは、−次元イメージセンサが好ましいが
、結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングラ
インが一回横切るように配設されればよく、例えば、ス
ポット温度を検出する放射温度計を回転させ、回転位置
を検出してこれを画素位置に対応させる構成、あるいは
、二次元イメージセンサや工業用テレビカメラで特定の
走査線を用いる構成であってもよい。
、結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングラ
インが一回横切るように配設されればよく、例えば、ス
ポット温度を検出する放射温度計を回転させ、回転位置
を検出してこれを画素位置に対応させる構成、あるいは
、二次元イメージセンサや工業用テレビカメラで特定の
走査線を用いる構成であってもよい。
上記実施例では、融液１２の液位が変動する場合を説明
したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、液位を一
定に制御する結晶径制御装置にも用いることができるこ
とは勿論である。
したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、液位を一
定に制御する結晶径制御装置にも用いることができるこ
とは勿論である。
［発明の効果］
本第１発明及び第２発明に係る結晶径測定装置では、結
晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングライン
が一回横切るように光センサが配設されており、液位が
変化してもセンシングラインは必ず輝環を横切るので、
光センサを固定することができ、光センサを移動させる
複雑な機構を設けて煩雑な微調整を行う必要がないとい
う優れた効果がある。
晶と融液との界面に形成された輝環をセンシングライン
が一回横切るように光センサが配設されており、液位が
変化してもセンシングラインは必ず輝環を横切るので、
光センサを固定することができ、光センサを移動させる
複雑な機構を設けて煩雑な微調整を行う必要がないとい
う優れた効果がある。
そのうえ、本第１発明では、光センサを走査させ、最大
輝度に対応した画素位置Ｐを判別し、結晶の略整数回転
にわたって該画素位置Ｐの平均値Ｐを算出し、このＰを
用いて結晶径りを算出するようになっており、光センサ
の走査速度は結晶の回転速度に比し極めて速いので結晶
の一回転に対し多数回走査を行うことができ、また、結
晶の回転速度は結晶の引き上げ速度に比し極めて速いの
で結晶の略整数回転にわたって平均値を求めても問題は
なく、多数の画素位置Ｐについて平均をとることができ
るので、結晶の直径りを正確に測定することができると
いう優れた効果もある。
輝度に対応した画素位置Ｐを判別し、結晶の略整数回転
にわたって該画素位置Ｐの平均値Ｐを算出し、このＰを
用いて結晶径りを算出するようになっており、光センサ
の走査速度は結晶の回転速度に比し極めて速いので結晶
の一回転に対し多数回走査を行うことができ、また、結
晶の回転速度は結晶の引き上げ速度に比し極めて速いの
で結晶の略整数回転にわたって平均値を求めても問題は
なく、多数の画素位置Ｐについて平均をとることができ
るので、結晶の直径りを正確に測定することができると
いう優れた効果もある。
加うるに、本第１発明及び本第２発明では、液位１−１
をも考慮して結晶径を算出するようになっており、液位
が変化しても正確な結晶径を測定することができ、液位
を一定に保つ必要がないので、融液と融液を過熱するヒ
ータの位置関係を結晶の最適育成条件に合致させること
ができ、高品質の結晶を成長させることが可能となると
いう優れた効果もある。
をも考慮して結晶径を算出するようになっており、液位
が変化しても正確な結晶径を測定することができ、液位
を一定に保つ必要がないので、融液と融液を過熱するヒ
ータの位置関係を結晶の最適育成条件に合致させること
ができ、高品質の結晶を成長させることが可能となると
いう優れた効果もある。
第１図（Ａ）は本第１発明のクレーム対応図、第１図（
Ｂ）は本第２発明のクレーム対応図である。第２図乃至
第４図は本発明の一実施例に係り、第２図は全体構成図
、第３図はセンシングラインと輝度との関係を示す図、
第４図はマイクロコンピュータ４６のソフトウェア構成
を示すフローチャートである。第５図及び第６図は従来
例の説明図である。 １０・・・単結晶 １２・・・融液 １４・・・輝環 １６・・・−次元イメージセンサ ４６・・・マイクロコンピュータ Ｌ・・・・センシングライン 代理人 弁理士 松 本 眞 吉 り 第１図（Ａ） 第１図（Ｂ） 第３図 第５図 第６図
Ｂ）は本第２発明のクレーム対応図である。第２図乃至
第４図は本発明の一実施例に係り、第２図は全体構成図
、第３図はセンシングラインと輝度との関係を示す図、
第４図はマイクロコンピュータ４６のソフトウェア構成
を示すフローチャートである。第５図及び第６図は従来
例の説明図である。 １０・・・単結晶 １２・・・融液 １４・・・輝環 １６・・・−次元イメージセンサ ４６・・・マイクロコンピュータ Ｌ・・・・センシングライン 代理人 弁理士 松 本 眞 吉 り 第１図（Ａ） 第１図（Ｂ） 第３図 第５図 第６図
Claims (2)
- （１）結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシン
グラインが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たって、該画素位置Ｐの平均値Ｐを算出する平均ピーク
位置演算手段と、融液の液位Ｈを検出する液位検出手段
と、 該平均値Ｐと液位Ｈとから、結晶の融液との界面部分の
径Ｄを算出して、結晶径Ｄに対応した信号を出力する結
晶径演算手段と、を有することを特徴とする結晶径測定
装置。 - （２）結晶と融液との界面に形成された輝環をセンシン
グラインが一回横切るように配設される光センサと、 光センサを走査させ、最大輝度に対応した画素位置Ｐを
判別するピーク位置判別手段と、結晶の略整数回転にわ
たる画素位置Ｐのデータを用いて、最小結晶径Ｄ＿ｍに
対応する画素位置Ｐ＿ｍを求める最小径ピーク位置判別
手段と、 融液の液位Ｈを検出する液位検出手段と、 該画素位置Ｐ＿ｍと液位Ｈとから、結晶の融液との界面
部分の最小結晶径Ｄ＿ｍを算出して、最小結晶径Ｄ＿ｍ
に対応した信号を出力する結晶径演算手段と、を有する
ことを特徴とする結晶径測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257674A JPH0649631B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 結晶径測定装置 |
| DE8787115232T DE3778484D1 (de) | 1986-10-29 | 1987-10-17 | Apparat zum messen eines kristalldurchmessers. |
| EP87115232A EP0265805B1 (en) | 1986-10-29 | 1987-10-17 | Apparatus for measuring crystal diameter |
| US07/109,722 US4794263A (en) | 1986-10-29 | 1987-10-19 | Apparatus for measuring crystal diameter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257674A JPH0649631B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 結晶径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112493A true JPS63112493A (ja) | 1988-05-17 |
| JPH0649631B2 JPH0649631B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17309527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61257674A Expired - Lifetime JPH0649631B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 結晶径測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794263A (ja) |
| EP (1) | EP0265805B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0649631B2 (ja) |
| DE (1) | DE3778484D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63307189A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Mitsubishi Metal Corp | 単結晶引上装置 |
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| US4931624A (en) * | 1987-07-10 | 1990-06-05 | Mellen Sr Robert H | Thermal distortion free viewing of a heated cavity |
| JPS6424089A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-26 | Shinetsu Handotai Kk | Device for adjusting initial position of melt surface |
| JPS6483595A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Shinetsu Handotai Kk | Device for measuring crystal diameter |
| DE3828821A1 (de) * | 1988-08-25 | 1990-03-01 | Bayer Ag | Verfahren zur erkennung der ueberflutung einer oberflaeche |
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1986
- 1986-10-29 JP JP61257674A patent/JPH0649631B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-17 EP EP87115232A patent/EP0265805B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-17 DE DE8787115232T patent/DE3778484D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-19 US US07/109,722 patent/US4794263A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| EP0265805A2 (en) | 1988-05-04 |
| JPH0649631B2 (ja) | 1994-06-29 |
| US4794263A (en) | 1988-12-27 |
| EP0265805B1 (en) | 1992-04-22 |
| EP0265805A3 (en) | 1991-01-16 |
| DE3778484D1 (de) | 1992-05-27 |
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