JPS63274687A - 単結晶の直径制御方法及び装置 - Google Patents
単結晶の直径制御方法及び装置Info
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- JPS63274687A JPS63274687A JP11127787A JP11127787A JPS63274687A JP S63274687 A JPS63274687 A JP S63274687A JP 11127787 A JP11127787 A JP 11127787A JP 11127787 A JP11127787 A JP 11127787A JP S63274687 A JPS63274687 A JP S63274687A
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- Japan
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- single crystal
- diameter
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000008710 crystal-8 Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 claims description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
チョクラルスキー法により単結晶を育成する場合、自動
直径制御を行うが、この時、融液の液面が単結晶の成長
に伴い液面降下する。
直径制御を行うが、この時、融液の液面が単結晶の成長
に伴い液面降下する。
本発明は、単結晶の直径計測と同時に液面位置計測をテ
レビカメラを用いて行い、それをもとに直径制御を行い
ながら、液面降下を補正する制御方法及び装置に関する
。
レビカメラを用いて行い、それをもとに直径制御を行い
ながら、液面降下を補正する制御方法及び装置に関する
。
従来は、結晶直径を一定にするために単結晶成長による
液面降下補正を行っているが、実際には、単結晶引き上
げ速度の比率でるつぼを押し上げる間接制御であった。
液面降下補正を行っているが、実際には、単結晶引き上
げ速度の比率でるつぼを押し上げる間接制御であった。
しかしながら上記従来例にあっては、間接側ｉｎである
ためるつぼ等の熱変形による液面降下率変化を補正でき
なかった。このため、直径制御においても、安定な制御
が行いにくいこともあった。
ためるつぼ等の熱変形による液面降下率変化を補正でき
なかった。このため、直径制御においても、安定な制御
が行いにくいこともあった。
本発明方法及び装置は上記の問題点を解決するため、る
つぼ７内の融液９の液面９ａから育成中の単結晶８の最
大直径ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位Ｔ１１を
計測用テレビカメラ２により計測し、得られた最大直径
ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位７７１を処理装
置３に入力して引き上げによる最大直径ｄの変化と、直
径制御開始時のサンプリングライン位置りと最大直径の
サンプリングライン位置ｌとの変位１Ｎ−Ｌを算出し、
この引き上げによる最大直径ｄの変化によって単結晶引
き上げ機構６を、′また変位ｆｆ１１−Ｌによってるつ
ぼ押上げ機構５をインターフェイス４を介して制御する
ように構成したものである。
つぼ７内の融液９の液面９ａから育成中の単結晶８の最
大直径ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位Ｔ１１を
計測用テレビカメラ２により計測し、得られた最大直径
ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位７７１を処理装
置３に入力して引き上げによる最大直径ｄの変化と、直
径制御開始時のサンプリングライン位置りと最大直径の
サンプリングライン位置ｌとの変位１Ｎ−Ｌを算出し、
この引き上げによる最大直径ｄの変化によって単結晶引
き上げ機構６を、′また変位ｆｆ１１−Ｌによってるつ
ぼ押上げ機構５をインターフェイス４を介して制御する
ように構成したものである。
要約すれば、本発明は育成中の単結晶の最大直径を計測
し、最大直径のサンプリングライン位置（液面位置）を
計測し、引き上げによる最大直径の変化と、最大直径の
サンプリング位置と直径制御開始位置との変位を基に直
径制御を行いながらるつぼの押上げ速度または液面降下
を補正するものである。
し、最大直径のサンプリングライン位置（液面位置）を
計測し、引き上げによる最大直径の変化と、最大直径の
サンプリング位置と直径制御開始位置との変位を基に直
径制御を行いながらるつぼの押上げ速度または液面降下
を補正するものである。
るつぼ７内の融液９の液面９ａから単結晶８を単結晶引
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合、育成中の単結晶８の最大直径ｄと最大直径ｄのサ
ンプリングライン位ｉ１ｉ！（液面位置）を計測用テレ
ビカメラ２により逐次計測する。この計測した最大直径
ｄと、最大直径ｄのサンプリングライン位１１を処理装
置３に入力する。
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合、育成中の単結晶８の最大直径ｄと最大直径ｄのサ
ンプリングライン位ｉ１ｉ！（液面位置）を計測用テレ
ビカメラ２により逐次計測する。この計測した最大直径
ｄと、最大直径ｄのサンプリングライン位１１を処理装
置３に入力する。
処理装置３は引き上げによる最大直径ｄの変化を算出し
、インターフェイス４にデータ（最大直径の変化）を送
信する。インターフェイス４はこのデータを受信して単
結晶引き上げ機構６を動作させて単結晶８の直径を制ｊ
ｎする。
、インターフェイス４にデータ（最大直径の変化）を送
信する。インターフェイス４はこのデータを受信して単
結晶引き上げ機構６を動作させて単結晶８の直径を制ｊ
ｎする。
一方、処理装置３は最大直径ｄのサンプリングライン位
置ｌを、予め記憶されている直径制御開始時のサンプリ
ングライン位置（基準液面位置）Ｌと比較し、その変位
量／！−Ｌを演算し、インターフェイス４に送信する。
置ｌを、予め記憶されている直径制御開始時のサンプリ
ングライン位置（基準液面位置）Ｌと比較し、その変位
量／！−Ｌを演算し、インターフェイス４に送信する。
インターフェイス４はこの変位量１−Ｌを入力してるつ
ぼ押上げ機構５を動作させ、液面９ａを制御する。
ぼ押上げ機構５を動作させ、液面９ａを制御する。
このように単結晶成長による液面降下補正を単結晶引き
上げ速度の比率でるつぼ７を押し上げる間接制御ではな
く、直接るつぼ押上げ機構５にフィードバックして液面
制御を行うので、安定した直径制御ができる。
上げ速度の比率でるつぼ７を押し上げる間接制御ではな
く、直接るつぼ押上げ機構５にフィードバックして液面
制御を行うので、安定した直径制御ができる。
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明方法を実施した装置の構成説明図である
。
。
第１図において１は単結晶引き上げ炉、７は融液９を収
容したるつぼ、８は液面９ａから育成中の単結晶である
。６は単結晶引き上げ機構で、単結晶８を引き上げるこ
とにより単結晶８を成長させるものである。５はるつぼ
押上げ機構で、単結晶８の引き上げに伴い、液面９ａが
降下するが、この液面降下分だけるつぼ７を押し上げる
ものである。
容したるつぼ、８は液面９ａから育成中の単結晶である
。６は単結晶引き上げ機構で、単結晶８を引き上げるこ
とにより単結晶８を成長させるものである。５はるつぼ
押上げ機構で、単結晶８の引き上げに伴い、液面９ａが
降下するが、この液面降下分だけるつぼ７を押し上げる
ものである。
２は計測用テレビカメラで、育成中の単結晶８の最大直
径ｄ（第２図参照）と最大直径ｄのサンプリングライン
位置（液面位置、第２図参照）１を逐次計測するもので
ある。３は処理装置で、この計測用テレビカメラ２より
得られる最大直径ｄと、最大直径ｄのサンプリングライ
ン位置ｌを入力して引き上げによる最大直径ｄの変化と
、最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと予め記憶さ
れている直径制御開始時のサンプリングライン位置（基
準液面位置）Ｌとの変位量Ｊ−Ｌを演算する。
径ｄ（第２図参照）と最大直径ｄのサンプリングライン
位置（液面位置、第２図参照）１を逐次計測するもので
ある。３は処理装置で、この計測用テレビカメラ２より
得られる最大直径ｄと、最大直径ｄのサンプリングライ
ン位置ｌを入力して引き上げによる最大直径ｄの変化と
、最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと予め記憶さ
れている直径制御開始時のサンプリングライン位置（基
準液面位置）Ｌとの変位量Ｊ−Ｌを演算する。
４はインターフェイスで、処理装置３より得られる最大
直径ｄの変化を入力して単結晶引き上げ機構６の動作を
制御し、かつ最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと
直径制御開始時のサンプリングライン位置（基準液面位
置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上げ機構５
の動作を制御するものである。
直径ｄの変化を入力して単結晶引き上げ機構６の動作を
制御し、かつ最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌと
直径制御開始時のサンプリングライン位置（基準液面位
置）Ｌとの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ押上げ機構５
の動作を制御するものである。
るつぼ７内の融液９の液面９ａから単結晶８を単結晶引
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合を考える。この場合、育成中の単結晶８と融液９の
境界にみられるメニスカスリング１０の最大直径ｄと、
最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが計測用テレビ
カメラ２により逐次計測される。
き上げ機構６により引き上げて単結晶８を育成している
場合を考える。この場合、育成中の単結晶８と融液９の
境界にみられるメニスカスリング１０の最大直径ｄと、
最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが計測用テレビ
カメラ２により逐次計測される。
この計測用テレビカメラ２より得られる最大直径ｄと、
最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが処理装置３に
入力されて引き上げによる最大直径ｄの変化と、最大直
径ｄのサンプリングライン位１１と直径制御開始時のサ
ンプリングライン位置（基準液面位置）Ｌとの変位量Ｎ
−Ｌが演算される。
最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌが処理装置３に
入力されて引き上げによる最大直径ｄの変化と、最大直
径ｄのサンプリングライン位１１と直径制御開始時のサ
ンプリングライン位置（基準液面位置）Ｌとの変位量Ｎ
−Ｌが演算される。
この処理装置３より得られる最大直径ｄの変化と、液面
位置の変位ＩＪ−Ｌがインターフェイス４に入力されて
駆動され、単結晶引き上げ機構６の動作が最大直径ｄの
変化によって制御される一方、るつぼ押上げ機構５の動
作が液面位置の変位ｌ／−Ｌによって制御されることに
なる。
位置の変位ＩＪ−Ｌがインターフェイス４に入力されて
駆動され、単結晶引き上げ機構６の動作が最大直径ｄの
変化によって制御される一方、るつぼ押上げ機構５の動
作が液面位置の変位ｌ／−Ｌによって制御されることに
なる。
即ち、最大直径ｄの変化によって単結晶引き上げ機構６
を動かして直径制御が行われると同時に、液面位置が降
下すると、サンプリングライン位置は下に変位し、液面
位置が上がるとサンプリングライン位置ｌは上に変位し
、常に基準液面位置しに戻るように６換言すればＪ−Ｌ
＝Ｏになるようにるつぼ押上げ機構５を動かして液面位
置制御が行われるものである。
を動かして直径制御が行われると同時に、液面位置が降
下すると、サンプリングライン位置は下に変位し、液面
位置が上がるとサンプリングライン位置ｌは上に変位し
、常に基準液面位置しに戻るように６換言すればＪ−Ｌ
＝Ｏになるようにるつぼ押上げ機構５を動かして液面位
置制御が行われるものである。
上述の説明より明らかなように本発明によれば、単結晶
８の直径計測と同時に液面位置計測を計測用テレビカメ
ラ２により行い、それをもとに直径制御を行いながら液
面降下を補正する制御方法及び装置であるから、単結晶
８のサイズ、るつぼ７の熱変形及び製作寸法などに左右
されず、一定の液面位置を保つことができる。そのため
安定した直径制御を行うことができる。
８の直径計測と同時に液面位置計測を計測用テレビカメ
ラ２により行い、それをもとに直径制御を行いながら液
面降下を補正する制御方法及び装置であるから、単結晶
８のサイズ、るつぼ７の熱変形及び製作寸法などに左右
されず、一定の液面位置を保つことができる。そのため
安定した直径制御を行うことができる。
第１図は本発明方法を実施した装置の構成説明図、第２
図はるつぼ周りの説明図である。 ｌ・・・・・・単結晶引き上げ炉、２・・・・・・計測
用テレビカメラ、３・・・・・・処理装置、４・・・・
・・インターフェイス、５・・・・・・るつぼ押上げ機
構、６・・・・・・単結晶引き上げ機構、７・・・・・
・るつぼ、９・・・・・・融液、９ａ・・・・・・液面
。 喜１頂 ５−ｙｒｆｎｘＩｆ’ａｔ’ｌＫ。
図はるつぼ周りの説明図である。 ｌ・・・・・・単結晶引き上げ炉、２・・・・・・計測
用テレビカメラ、３・・・・・・処理装置、４・・・・
・・インターフェイス、５・・・・・・るつぼ押上げ機
構、６・・・・・・単結晶引き上げ機構、７・・・・・
・るつぼ、９・・・・・・融液、９ａ・・・・・・液面
。 喜１頂 ５−ｙｒｆｎｘＩｆ’ａｔ’ｌＫ。
Claims (2)
- （１）るつぼ７内の融液９の液面９ａから育成中の単結
晶８の最大直径ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位
置ｌを計測用テレビカメラ２により計測し、得られた最
大直径ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位置ｌを処
理装置３に入力して引き上げによる最大直径ｄの変化と
、直径制御開始時のサンプリングライン位置Ｌと最大直
径のサンプリングライン位置ｌとの変位量ｌ−Ｌを算出
し、この引き上げによる最大直径ｄの変化によって単結
晶引き上げ機構６を、また変位量ｌ−Ｌによってるつぼ
押上げ機構５をインターフェイス４を介して制御するよ
うに構成した単結晶の直径制御方法。 - （２）るつぼ７内の融液９の液面９ａから育成中の単結
晶８の最大直径ｄと最大直径ｄのサンプリングライン位
置ｌを逐次計測する計測用テレビカメラ２と、このテレ
ビカメラ２より得られる最大直径ｄと、最大直径ｄのサ
ンプリングライン位置ｌを入力して引き上げによる最大
直径ｄの変化と、最大直径ｄのサンプリングライン位置
ｌと直径制御開始時のサンプリングライン位置Ｌとの変
位量ｌ−Ｌを算出する処理装置３と、この処理装置３よ
り得られる引き上げによる最大直径ｄの変化を入力して
単結晶引き上げ機構６の動作を制御し、かつ最大直径ｄ
のサンプリングライン位置ｌと直径制御開始時のサンプ
リングライン位置Ｌとの変位量ｌ−Ｌを入力してるつぼ
押上げ機構５の動作を制御するインターフェイス４とよ
りなる単結晶制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111277A JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111277A JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274687A true JPS63274687A (ja) | 1988-11-11 |
| JP2563327B2 JP2563327B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14557144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62111277A Expired - Lifetime JP2563327B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 単結晶の直径制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563327B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992019797A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Process for pulling up single crystal |
| EP0819784A1 (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | General Signal Corporation | Crystal diameter control system |
| JP2019085299A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5482383A (en) * | 1977-12-14 | 1979-06-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing apparatus for single crystal |
| JPS55130895A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal preparing method and apparatus therefor |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP62111277A patent/JP2563327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5482383A (en) * | 1977-12-14 | 1979-06-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing apparatus for single crystal |
| JPS55130895A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal preparing method and apparatus therefor |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992019797A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Process for pulling up single crystal |
| US5408952A (en) * | 1991-04-26 | 1995-04-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Single crystal growth method |
| EP0819784A1 (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-21 | General Signal Corporation | Crystal diameter control system |
| US6226032B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-05-01 | General Signal Corporation | Crystal diameter control system |
| JP2019085299A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2563327B2 (ja) | 1996-12-11 |
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|---|---|---|---|
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