JPS6337078B2 - - Google Patents
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- JPS6337078B2 JPS6337078B2 JP58138821A JP13882183A JPS6337078B2 JP S6337078 B2 JPS6337078 B2 JP S6337078B2 JP 58138821 A JP58138821 A JP 58138821A JP 13882183 A JP13882183 A JP 13882183A JP S6337078 B2 JPS6337078 B2 JP S6337078B2
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- crystal
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- pulling speed
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、チヨクラルスキー法による単結晶の
製造装置に係り、特に引上げ結晶の形状制御の自
動化を図つた装置に関する。
製造装置に係り、特に引上げ結晶の形状制御の自
動化を図つた装置に関する。
シリコン単結晶の多くはチヨクラルスキー法で
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。即ち、種
付け後、ダツシユのネツキングを行つた後、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
ールを当てがつて読取り、所定直径に近くなつた
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
定の値にまで降下させて胴体部の育成を行うとい
う方法をとつていた。
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。即ち、種
付け後、ダツシユのネツキングを行つた後、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
ールを当てがつて読取り、所定直径に近くなつた
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
定の値にまで降下させて胴体部の育成を行うとい
う方法をとつていた。
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
れを生じたり、直径のばらつきも大きいものとな
る。また直径のずれが大きくなつて強く直径制御
をかけると、結晶中のストリエイシヨンや不純物
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つてもその直径が
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。
は、再現性が悪く、得られる単結晶の肩部にくび
れを生じたり、直径のばらつきも大きいものとな
る。また直径のずれが大きくなつて強く直径制御
をかけると、結晶中のストリエイシヨンや不純物
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つてもその直径が
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
ラ等によりモニタして直径の変化率を求め、これ
を引上げ速度と加熱電力にフイードバツクして径
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）。
ラ等によりモニタして直径の変化率を求め、これ
を引上げ速度と加熱電力にフイードバツクして径
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
答速度が遅くなり、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
問題があつた。
るにつれて育成条件の変更に対する結晶成長の応
答速度が遅くなり、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
問題があつた。
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。
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。
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り、
これを引上げ速度を設定するモータ回転数制御装
置およびルツボ内を監視するITVカメラとその
出力から結晶直径を求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
コンピユータにより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Ｄが予め定めら
れた最終直径目標値D0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
らステツプ状に第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Dnaxに
なつた時点を検出して引上げ速度をステツプ状に
第３の引上げ速度まで降下する。その後、ピーク
値Dnax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D0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Ｄが漸近的にD0に一致するようにフイー
ドバツクされる第４の引上げ速度を与える。
説明する。引上げ装置本体は周知のものであり、
これを引上げ速度を設定するモータ回転数制御装
置およびルツボ内を監視するITVカメラとその
出力から結晶直径を求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
コンピユータにより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Ｄが予め定めら
れた最終直径目標値D0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
らステツプ状に第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Dnaxに
なつた時点を検出して引上げ速度をステツプ状に
第３の引上げ速度まで降下する。その後、ピーク
値Dnax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D0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Ｄが漸近的にD0に一致するようにフイー
ドバツクされる第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直径を所定の値
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
より１割程度少なくなり、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。
く結晶の肩口の形状および胴体部直径を所定の値
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
より１割程度少なくなり、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は引上げ容器、２は加熱
ヒータ、３はルツボであり、ルツボ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は引上げモータであり、
８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１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ITVカメラ１
０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。
である。図において、１は引上げ容器、２は加熱
ヒータ、３はルツボであり、ルツボ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は引上げモータであり、
８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１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ITVカメラ１
０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／Ｄコンバータ１
２によりデイジタル信号に変換されてインプツ
ト・ポート１３にラツチされる。インプツト・ポ
ート１３のデータはタイマ１８により制御される
マイクロコンピユータ１４に取込まれる。タイマ
１８はマイクロコンピユータ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
ユータ１４は基本的には、CPU１５，ROM１
７，RAM１６により構成されている。ROM１
７にはCPU１５を制御するプログラムが書込ま
れている。タイマ１８により設定された周期で、
CPU１５はROM１７のプログラムに従つてイン
プツト・ポート１３より結晶直径データを取込
み、RAM１６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
データをアウトプツト・ポート１９に出力する。
アウトプツト・ポート１９のデータはＤ／Ａコン
バータ２０により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。
２によりデイジタル信号に変換されてインプツ
ト・ポート１３にラツチされる。インプツト・ポ
ート１３のデータはタイマ１８により制御される
マイクロコンピユータ１４に取込まれる。タイマ
１８はマイクロコンピユータ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
ユータ１４は基本的には、CPU１５，ROM１
７，RAM１６により構成されている。ROM１
７にはCPU１５を制御するプログラムが書込ま
れている。タイマ１８により設定された周期で、
CPU１５はROM１７のプログラムに従つてイン
プツト・ポート１３より結晶直径データを取込
み、RAM１６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
データをアウトプツト・ポート１９に出力する。
アウトプツト・ポート１９のデータはＤ／Ａコン
バータ２０により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ユ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、
まずステツプP1でＦ＝１なるモード設定がなさ
れ、ステツプP2で結晶直径の測定値が取り込ま
れ、ステツプP3でフラツグ判定がなされて、Ｆ
＝１であるからステツプP4に分岐する。ステツ
プP4では、結晶直径の最終目標値D0と偏差設定
値ΔDとの差が測定された結晶直径Ｄと比較さ
れ、ＤD0−ΔDとなつているか否かが判定され
る。測定直径Ｄ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げ
速度のままに保たれる。
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、
まずステツプP1でＦ＝１なるモード設定がなさ
れ、ステツプP2で結晶直径の測定値が取り込ま
れ、ステツプP3でフラツグ判定がなされて、Ｆ
＝１であるからステツプP4に分岐する。ステツ
プP4では、結晶直径の最終目標値D0と偏差設定
値ΔDとの差が測定された結晶直径Ｄと比較さ
れ、ＤD0−ΔDとなつているか否かが判定され
る。測定直径Ｄ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げ
速度のままに保たれる。
ステツプP4でＤD0−ΔDが判定されると、ス
テツプP5で引上げ速度をステツプ状に増大させ
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
ツプP6においてＦ＝２なるモード更新がなされ、
ステツプP2に戻る。次の周期では直径測定値は
ステツプP3でＦ＝２であるからステツプP7へ行
き、測定された直径測定値Ｄがピーク値Dnaxに
なつたか否かの判定がなされる。ピーク値Dnax
にならなければ、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。
テツプP5で引上げ速度をステツプ状に増大させ
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
ツプP6においてＦ＝２なるモード更新がなされ、
ステツプP2に戻る。次の周期では直径測定値は
ステツプP3でＦ＝２であるからステツプP7へ行
き、測定された直径測定値Ｄがピーク値Dnaxに
なつたか否かの判定がなされる。ピーク値Dnax
にならなければ、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Dnaxが判定されると、ステツプP8に
移り、第２の引上げ速度より遅い第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。
そしてステツプP9でＦ＝３なるモード更新がな
される。
移り、第２の引上げ速度より遅い第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。
そしてステツプP9でＦ＝３なるモード更新がな
される。
なお、ピーク値Dnaxの検出は種々の方法があ
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。
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。
次の周期でも、ステツプP2で測定された結晶
直径を取込むことは同じであり、今度はステツプ
P3でＦ＝３であるから、ステツプP10へ分岐する。
ステツプP10では、制御目標値Dref（最初はDref＝
Dnax）が最終目標値D0と等しいか否かが判定さ
れる。Dref＝D0であればステツプP12へ行き、直
径ＤがDrefに等しくなるように直径制御計算を行
い、結晶引上げ速度にフイードバツクする。この
直径制御計算は周知のPID演算で行えばよい。
Dref≠D0の場合はステツプP11へ行き、D0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Dref＝D0になるように、Drefの修正がな
され、ステツプP12へ行く。この修正は積分演算
により行い得る。そしてステツプP12では修正さ
れたDref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
イードバツクされる第４の引上げ速度に設定すべ
く第４の制御信号が出力され、胴体部の直径制御
が行われる。
直径を取込むことは同じであり、今度はステツプ
P3でＦ＝３であるから、ステツプP10へ分岐する。
ステツプP10では、制御目標値Dref（最初はDref＝
Dnax）が最終目標値D0と等しいか否かが判定さ
れる。Dref＝D0であればステツプP12へ行き、直
径ＤがDrefに等しくなるように直径制御計算を行
い、結晶引上げ速度にフイードバツクする。この
直径制御計算は周知のPID演算で行えばよい。
Dref≠D0の場合はステツプP11へ行き、D0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Dref＝D0になるように、Drefの修正がな
され、ステツプP12へ行く。この修正は積分演算
により行い得る。そしてステツプP12では修正さ
れたDref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
イードバツクされる第４の引上げ速度に設定すべ
く第４の制御信号が出力され、胴体部の直径制御
が行われる。
以上のような一連の動作を定周期で、ステツプ
P13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り判定される。
P13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り判定される。
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。ルツボは石英製、直径300mmであり、
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
15rpmで回転させながら融液に接触させて種付け
を行い、ダツシユのネツクを作る。その後、初期
引上げ速度を25mm／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。
を説明する。ルツボは石英製、直径300mmであり、
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
15rpmで回転させながら融液に接触させて種付け
を行い、ダツシユのネツクを作る。その後、初期
引上げ速度を25mm／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25mm／ｈとする第１の制御信
号、直径目標値D0＝80mm、過去の育成データに
基づいて定められた偏差設定値ΔD＝10mm、ステ
ツプ状に増大する第２の引上げ速度200mm／ｈに
対応する第２の制御信号およびステツプ状に降下
する第３の引上げ速度60mm／ｈに対応する第３の
制御信号は予めコンピユータ１４に登録されてい
る。
号、直径目標値D0＝80mm、過去の育成データに
基づいて定められた偏差設定値ΔD＝10mm、ステ
ツプ状に増大する第２の引上げ速度200mm／ｈに
対応する第２の制御信号およびステツプ状に降下
する第３の引上げ速度60mm／ｈに対応する第３の
制御信号は予めコンピユータ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
mmとなつて引上げ速度は200mm／ｈに増加した。
その後約３分で引上げ速度は60mm／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。
mmとなつて引上げ速度は200mm／ｈに増加した。
その後約３分で引上げ速度は60mm／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±0.4mmに制御されていた。
の直径は80±0.4mmに制御されていた。
同様の引上げを連続10回行つたところ、全て同
様の結果が得られた。
様の結果が得られた。
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りに自動
的に行われ、高品質の結晶が歩留りよく得られ
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りに自動
的に行われ、高品質の結晶が歩留りよく得られ
る。
本発明はマイクロコンピユータを用いず、個別
回路で制御部を構成することもできる。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
してある。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１１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（D0）の設定器２５、偏差
値（ΔD）の設定器２４、これらの設定値の差D0
−ΔDを直径測定値Ｄと比較する比較器２６、こ
の比較器２６の出力によりＤD0−ΔDとなつた
ときオンとなつて第２の引上げ速度設定器２８の
出力を選択するゲート回路２７により構成され
る。引上げ速度制御装置２２は、ピーク値
（Dnax）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Ｄを比較する比較
器３０、この比較器３０の出力によりＤ＝Dnax
を検知してオンとなり、第３の引上げ速度設定器
３２の出力を選択するゲート回路３１により構成
される。比較器３０の出力はゲート回路２７にも
供給され、Ｄ＝Dnaxになつたときこのゲート回
路２７をオフにして、ゲート回路３１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。
回路で制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
してある。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１１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（D0）の設定器２５、偏差
値（ΔD）の設定器２４、これらの設定値の差D0
−ΔDを直径測定値Ｄと比較する比較器２６、こ
の比較器２６の出力によりＤD0−ΔDとなつた
ときオンとなつて第２の引上げ速度設定器２８の
出力を選択するゲート回路２７により構成され
る。引上げ速度制御装置２２は、ピーク値
（Dnax）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Ｄを比較する比較
器３０、この比較器３０の出力によりＤ＝Dnax
を検知してオンとなり、第３の引上げ速度設定器
３２の出力を選択するゲート回路３１により構成
される。比較器３０の出力はゲート回路２７にも
供給され、Ｄ＝Dnaxになつたときこのゲート回
路２７をオフにして、ゲート回路３１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（Dref）の設定器３４、積分器３５および
PID調節計３６により構成される。即ち直径のピ
ーク値が検出されると、ゲート回路２７がオフ、
ゲート回路３１がオンになると共に、その時の直
径値がホールド回路３３にラツチされ制御目標値
（Dref）の設定器３４にセツトされる。そしてこ
の制御目標値Drefに対してPID調節計３６により
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
（D0）設定器２５の出力と制御目標値（Dref）設
定器３４の値が等しくなれば積分器３５が働いて
Drefを修正する動作を行う。この修正動作の強さ
は積分器３５の時定数により調整される。
目標値（Dref）の設定器３４、積分器３５および
PID調節計３６により構成される。即ち直径のピ
ーク値が検出されると、ゲート回路２７がオフ、
ゲート回路３１がオンになると共に、その時の直
径値がホールド回路３３にラツチされ制御目標値
（Dref）の設定器３４にセツトされる。そしてこ
の制御目標値Drefに対してPID調節計３６により
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
（D0）設定器２５の出力と制御目標値（Dref）設
定器３４の値が等しくなれば積分器３５が働いて
Drefを修正する動作を行う。この修正動作の強さ
は積分器３５の時定数により調整される。
本実施例によつても、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、高品質結晶を歩留り
よく得ることができる。
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、高品質結晶を歩留り
よく得ることができる。
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
イクロコンピユ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。 １……容器、２……加熱ヒータ、３……ルツ
ボ、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……Ａ／Ｄコンバータ、
１３……インプツト・ポート、１４……マイクロ
コンピユータ、１８……タイマ、１９……アウト
プツト・ポート、２０……Ｄ／Ａコンバータ、２
１，２２……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、２７，３
１……ゲート回路、２８，３２……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。
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
イクロコンピユ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。 １……容器、２……加熱ヒータ、３……ルツ
ボ、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……Ａ／Ｄコンバータ、
１３……インプツト・ポート、１４……マイクロ
コンピユータ、１８……タイマ、１９……アウト
プツト・ポート、２０……Ｄ／Ａコンバータ、２
１，２２……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、２７，３
１……ゲート回路、２８，３２……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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) チヨクラルスキー法により単結晶を引上
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、 (e) 最終の直径目標値をD0、偏差設定値をΔDと
して測定された結晶直径ＤとD0―ΔDを比較
し、ＤD0―ΔDとなつたときに初期引上げ速
度より速い第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Ｄがピーク値Dnaxにな
つた時点を検知して第２の引上げ速度より低い
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Dnaxを制御目標値Drefに設定する手
段、 (h) 前記直径目標値D0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Drefを修正する手段、 (i) 前記制御目標値Drefと測定された結晶直径Ｄ
が一致するようにフイードバツクされる第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 |
| EP19840305036 EP0134680B1 (en) | 1983-07-29 | 1984-07-24 | Apparatus for manufacturing a single crystal |
| DE8484305036T DE3485361D1 (de) | 1983-07-29 | 1984-07-24 | Vorrichtung zur herstellung eines einkristalls. |
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 JPS6033299A (ja) | 1985-02-20 |
| JPS6337078B2 true 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 |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167U (ja) * | 1988-06-10 | 1990-01-05 |
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 |
| 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 |
| 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 |
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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 EP EP19840305036 patent/EP0134680B1/en not_active Expired
- 1984-07-24 DE DE8484305036T patent/DE3485361D1/de not_active Expired - Lifetime
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 |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167U (ja) * | 1988-06-10 | 1990-01-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033299A (ja) | 1985-02-20 |
| DE3485361D1 (de) | 1992-01-30 |
| EP0134680A2 (en) | 1985-03-20 |
| EP0134680B1 (en) | 1991-12-18 |
| EP0134680A3 (en) | 1987-07-15 |
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