TW554089B - Apparatus for producing crystal body and production of crystal body - Google Patents

Description

554089 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於結晶體之製造裝置 在有關於結晶體所成長之長度的J以法及2是’ 望之形狀和品質之結晶體之製造：：所： 造裝置及方法。 々’政之結晶體之製 【習知技術】 传從：ί Γ f晶"夕之—種技術’cz法(恰克勞斯基法) :二rr^cz法係將種晶浸漬於裝載於二 之石夕n而-面將該種晶以線緵上拉 柯門円 長於該種晶之下之技術。 面使早…晶矽成 早結晶矽之形狀和品質係隨著 步’而成多樣化。例如以單結晶梦之之進 叶w、8时、及12忖係被製造。而且，以之 之除乳（getter ing)為目的之高氧濃度 曰不、、屯物 濃度低之高純度單結晶矽係被製造。又、、、口日日矽，即氧 如該上述般加以變化夕紝a脒> 據結晶體之上拉條件而決定、:;;以：^和品質係因為依 上拉條件。 、疋所以攸以則，即考慮著許多 例如’於假定爐内之埶環〜 長邊方向具有一定直徑之:曰孫二诚恶之場合時，於 而決定之速度上拉而被；：mi:結晶體之品質 i衣而且，於县彳嘉_ =濃度之結晶體係根據坩堝内之石夕熔 量1:: 坩堝之旋轉速度變化來製造。 餘里，而以使 4等之上拉條件係因為f要根據結晶體所成長之長度 第5頁 554089 五、發明說明（2) 來控制，所以Λ丨、，么， ^ ^ . 在^別係基於捲繞線纜之線纜衿々#絲曰 ::出結晶體所成長之長度，並基於該i、Ct ’ 疋各種上拉條件。 之長度’來決 【發明所欲解決之課題】 之重=產ίit结i體之線係因為根據該結晶體所成長 晶體之成長長每會有從線缓筒之旋轉量來算出結 之問題。該i d ^上結曰曰曰體之成長長度間之誤差產生 制之#制8^ ^ &雜為根據結晶體之成長而執行之各種控 ΐ; 2偏離之原因，其結果，即產生所謂無法得到 期呈之結晶體之問題。 υ Ν 具體而言’來報告如以下之問題點： 亩μ 上拉速度一偏離設定值，則結晶缺陷之控制和 直徑控制便無法十分地加以執行； (2) 難以取得掛堝運送速度與上拉速 配合， 將液位做為一 a定之控制則為困難； (3) 結晶體之電阻係從該結晶體之長邊方向偏離， 而從結晶體切斷取得之晶圓之取得率降低。 a在此本發明係以提供於結晶體所成長之長度的正確 之仏測、及具有期望之形狀和品質之結晶體之製造為有效 之結晶體之製造裝置及方法做為目的。 【為了解決課題之裝置】 曰為了達成上述目的，申請專利範圍第1項所述之發明 結晶體之製造裝製係將連接於線纜（1 0 )之種晶（1 2 )浸潰於， 溶液（14) ’並將該線纜（1〇)捲繞在線纜筒（1 6)上，而使結

554089 五、發明說明（3) 晶巧長於該種晶(⑴之下’其特徵在於包括辨 憶别述線纜（10)從線纜筒（16)所垂下之長度，即線。 垂，長度(WIL);伸長率記憶裝置(M⑴，記憶前述線二』 上0之伸長率（ε );結晶成長重量檢測裝置（μι2)，产見 前述結晶體（18)所成長之重量，即結晶成長重量（Gw)^、J 旋轉角度檢測裝置（M14)，檢測前述線纜筒（16)所旋靖 角度，即筒旋轉角度（Θ );捲繞部伸長長度管出梦将之 ㈤^人使用前述伸長率（ε)、前述結晶成/重量^)、 及前述筒旋轉角度（Θ )，而算出前述線纜（1〇)捲繞於 線纜筒（1 6 )之部分之伸長長度，即捲繞部伸長長度 “ (WELW);垂下部伸長長度算出裝置（M18)，使用前^述伸長 ε)、前述線纜初期垂下長度（WIL)、前述結晶成長重 量（GW)、及前述筒旋轉角度（θ )，而算出前述線纜（1 前述線纜筒（16)所垂下之部分之伸長長度即垂下部伸長長 度（WELS);及結晶成長長度算出裝置（M2〇)，使用前述筒 旋轉角度（0 )、前述捲繞部伸長長度（WELW)、及前述垂下 部伸長長度（WELS)，而算出前述結晶體（18)所成長之長 度，即結晶成長長度（GL)。 而且，申請專利範圍第2項所述之發明係在申請專利 範圍第1項所述之發明中，其特徵在於：前述筒旋轉角度 檢測裝置（M14)係以下式執行： ⑴

『554089 五、發明說明（4) 二中/「H=區間卜1之筒旋轉角度；t[n]=接點η之時 4，t^n-1]=接點卜！之時間；ω(ί)=線纜筒之旋轉角度； 月·】述捲繞部伸長長度算出裝置（Μ16)係以下式執行： ^WELW[i -l] = . 〇\t

cos^ L J .(2) M ^(GW[n]y GW[n] + s[GW[n-l])'GW\n--l] - — Θ 1中，△WELWU-1]=區間丨-!之捲繞部伸長長度之變化 里，r D=線纜筒之半徑；r /線纜之半徑；0 =橫斷角. [卜1]=區間i-1之筒旋轉角度；e(GW[n])M妾點n之伸長 ί抽=[玄Π]Γ接w點η之結晶成長重量；e(GW[n—丨])=接點n—l 申長率，GW[n-1 ]=接點n-i之結晶成長重量；及 (3) WELW[n] = ^£^WELW[k]

JUO 八中WELW[n]-接點η之捲繞部伸長長度；△ welw[ i — i ] 區間i -1之捲繞部伸長長度之變化量； 前述垂下部伸長長度算出裝置（M18)係以下式執行： WEL^n] WIL - ±0[k] + WELW[n] cosφ • s{GW[n})· GW[n] …(4) 其中，WELS[n]=接點n之垂下部伸長長声· . ^ ^ ^ 半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角 ❿ 八焚度，r D=線纜筒之 0 [ k ]=區間k之筒旋 554089 五、發明說明（5) 轉角度，WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度；ε (GW[n]) 接點n之伸長率；GW[n]=接點η之結晶成長重量； 前述結晶成長長度算出裝置（Μ20)係以下式執行： (5) GLW = ~~ ΣΦ] - WELW[n] - WEL^n] COS^)先_〇 其中，GL[ η]=接點^之結晶成長長度；r D=線纜筒之半 徑；r严線纜之半徑；（^橫斷角；θ [k]=區間k之筒旋轉 角度，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；wELS[n]=接 點η之垂下部伸長長度。 而且，申請專利範圍第3、或4項所述之發明係在申請 專利範圍第1、或2項所述之發明中，其特徵在於··更包明 括·結晶成長直徑檢測裝置（Μ22 )，檢測在前述結晶體 (^8)之成長界面中之直徑，即結晶成長直徑（gd);結晶成 二重里檢測裝置（Μ1 2 )係使用前述結晶體（丨8 )之比重、及 所述結晶成長直徑（GD)，來算出前述結晶成長重量（gw)。 —而且，申請專利範圍第5項所述之發明係在申請專 =第3項所述之發明中，其特徵在於：結晶成長重量檢 ’則衣置（Μ1 2 )係以下式執行： ⑹

GW[n] = —7st^LjL 广1]GZ^I ς :舌GW[n]=接點n之結晶成長重量；Dcrystai=結 巧；：=圓周率；GL[n卜接點n之結晶成長長度；_ 、13日日成長直徑。 而且’申請專利範圍第6、或7項所述之發明係在申請

IMI 第9頁 554089 五、發明說明（6) 5 I!耗ΐ第1、·或3項所述之任-項所述之發明中，其特徵

卜&括·⑫體變化高度檢測裝置，檢測前述(V液' 14)所變化之高度，即 J 异县库管山驻wu〇 k化咼度（ΔΜΡ);前述結晶成 =長度:出1置（M2G)係進而使用前述炼 成 MP)，來算出結晶成長長度（GL)。 门度（△ 而且，申請專利範圍第8項所述之 項所述之發明中，其特徵在於：結晶 出裝置（Μ20)係以下式執行： 长長度斤

cos^ ti L J =線纜筒之半 區間k之筒旋轉 • WELS[n]=接 -WELW[n] ^ WEL^n] - AMl{n] 其中，GL[n]=接點n之結晶成長長度；^ [ 徑，Γ w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]= 角度，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度…」一泡 點η之垂下部伸長長度；△肝^]=接點之熔液變化高^ 而且申$專利範圍第9項所述之發明之結晶體之製 造裝置係將連接於線纜（10)之種晶（12)浸潰於（熔液14)， 並將該線纜（10)捲繞在線纜筒（16)上，使結晶體（18)成長 於该種晶（1 2 )之下，其特徵在於包括：線纜初期垂下長記 隱裝置（Μ1 0 )’於浸潰别述種晶（1 2 )時，記憶前述線繞 (1 0 )從線纜筒（1 6 )所垂下之長度，即線纜初期垂下長度 (WIL);伸長率記憶裝置（Mil)，記憶前述線纜(1〇)之$長 率（ε);結晶成長重量檢測裝置（Ml 2)，檢測前述結晶體 (18)所成長之重量，即結晶成長重量（GW);筒旋轉角度檢

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旋轉角产（i)’.檢測前述線蜆筒（16)所旋轉之角度，即筒 传用a7抽且’捲繞部伸長長度變化量算出裝置（M26)， 旋轉(ε)、前述結晶成長重量（GW)、及前述筒 (16)之“之伸2 ^前述線纜〇〇)捲繞於前述線緵筒 量^則” =變化量，即捲繞部伸長長度變化 用前述伸長率（度變化量算出裝置⑽），使 从曰上e 土 ）、别述線纜初期垂下長度（WIL)、前述 結晶成長重量（G W)、a、+、& > μ & + ,。、 綠供Μ η、^）及削述请旋轉角度（Θ)，而算出前述 線:（1〇)攸剛述線纜筒（16)所垂下之部分之伸長長度之變 化里，即垂丁部伸長長度變化量（AWELS);及種晶上升速 ，操作量算出裝置（M3〇)，使用前述捲繞部伸長長度變化 =(AWELW)、及前述垂下部伸長長度變化量（awels)，而 异出使前述種晶上升之速度之操作量。 而且，申請專利範圍第1 〇項所述之發明係在申請專利範 圍第9項所述之發明中，其特徵在於：前述筒旋轉角度檢 測裝置（Μ1 4)係以下式執行： 外---.(1) 八中，0 [i-1]=區間卜！之筒旋轉角度；t[n]=接點n之時 間；t[n-1 ]=接點n-i之時間；ω(ΐ) =線纜筒之旋轉角度； 前述捲繞部伸長長度變化量算出裝置（Μ26)係以不式 執行：

第11頁 (2) 554089 五、發明說明（8) AWELW[i-i} +厂" COS0 _砟-1] ^{GW[n]y GW[n] + s[GW[n -^l]) GW[n -1] 2 其中 量；r [i-1] △ WELW[ i-1 ]=區間i-1之捲繞部伸長長度之變化 =線鏡筒之半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；θ 區間i-1之筒旋轉角度；e(GW[n])=接點η之伸長 率；GW[n：h接點η之結晶成長重量；e(GW[n-1])：=接點 之伸長率；GW[n-1 ]=接點n-1之結晶成長重量；“、n 執行 前述垂下部伸長長度變化量算出裝置（M28)係以、 : 下式 WEL^n]·

WIL COS^ i-1 Σφ] + WELW[n] m •£{GW[n])-GW[n] 其中，WELS[n]=接點n之垂下部伸長長度 半徑；r .(4) r ,^ 一 :線規筒之 線纜之半徑，0 =橫斷角；0 [ k ]：=區間&之# 轉角度；WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度；e(G同旋 接點η之伸長率；GW[n]=接點n之結晶成長重量；及n]) = AWELS [i -1] = WELS [η] - WELS[n ~ l] · · (8) 其中，AWELWH-1]=區間i-1之捲繞部伸長長度之變化 量；WELS[n]=接點n之下垂部伸長長度；WELS[卜丨]〜 點n_l之下垂部伸長長度； =接

554089 五、發明說明（9) 前述種晶上升速度操作量算出裝置（M30)係以下式執 行： …（9) 其中’SLC[n]=接點η之種晶上升速度操作量、△ WELW[i-1]=區間i_l之捲繞部伸長長度變化量；△ WELSfi-l]112區間i-1之垂下部伸長長度變化量；△tLi — i]。 區間i -1内之時間。

而且’申請專利範圍第11項所述之發明之結晶體之製 造方法係將連接於線鏡（1 0 )之種晶（1 2 )浸潰於（溶液1 4)， 並將該線纜（10)捲繞在線纜筒（16)上，而使結晶體（18)成 長於該種晶（12)之下，其特徵在於包括：預先記憶前述線 纜（1 0 )之伸長率（ε );於浸潰前述種晶（1 2 )時，記憶前述 線鐵（1 0 )從線镜筒（1 6 )所垂下之長度，即線規初期垂下長 度（WIL); —面使前述種晶（12)上升，一面檢測前述結晶

體（1 8)所成長之重量’即結晶成長重量（)，並檢測前述 線繞筒（16)所旋轉之角度，即筒旋轉角度（0 );使用前述 伸長率（ε )、前述結晶成長重量（GW)、及前述筒旋轉角度 (0 ) ’而算出前述線纜（1 〇 )捲繞於前述線纜筒（丨6 )之部分 之伸長長度，即捲繞部伸長長度（WELW);使用前述伸長率 (e )、前述線纜初期垂下長度（WIL)、前述結晶成長重量 (GW)、及前述筒旋轉角度（（9 )，而算出前述線纜（1〇)從前 述線纜筒（1 6 )所垂下之部分之伸長長度，即垂下部伸長長 554089 五、發明說明（ίο) 度（WELS);及使用前述筒旋轉角度（0)、前述捲繞部伸長 長度（WELW)、及前述垂下部伸長長度（〇1^)，而算出前述 結晶體（1 8 )所成長之長度，即結晶成長長度（〇 l )。 而且’申請專利範圍第1 2項所述之發明之結晶體之製 造方法係將連接於線纜（1 〇)之種晶（1 2)浸潰於（溶液1 4)， 並將δ亥線繞（1 〇)捲繞在線镜筒（1 6 )上，而使結晶體（1 8)成 長於該種晶（12)之下，其特徵在於包括：預先記憶前述線 纜（10)之伸長率（ε);於浸潰前述種晶（12)時，記憶前述 線纜（10)從線纜筒（16)所垂下之長度，即線纜初期垂下長 度（WIL); —面使前述種晶（12)上升，一面檢測前述結晶 體（18)所成長之重量，即結晶成長重量（GW)，並檢測前述 線纜筒（16)所旋轉之角度，即筒旋轉角度（0);使用前述 伸長率（ε ~)、前述結晶成長重量、及前述筒旋轉角度 (0 )，而异出前述線纜（丨〇)捲繞於前述線纜筒（〗6 )之部分 之伸長長度之變化量，即捲繞部伸長長度變化量（△ WELW);使用前述伸長率（ε)、前述線纜初期垂下長度 (WIL)、前述結晶成長重量（GW)、及前述筒旋轉角度 ()，而异出則述線纜（丨〇 )從前述線纜筒（1 6 )所垂下之部 /刀之伸長長度之變化量，㈣下部 :S)及使用前述捲繞部伸長長度變化量(△觀)里、(上前 ίϊΓΐ伸長長度變化量（△飢s)，而算出使前述種晶上 升之迷度之操作量。 【發明之實施型態】 以下，參考附上之圖示來詳細說明本發明之實施型

第14頁 554089 五、發明說明（11) 態。 (發明之概要） 解決上述課題之本發明之特徵係在π利社s 士直 細、線纜10之伸長率 ：α係在於利用結晶成長重 1〇之伸長量，並出；：ΐ轉角度θ，來算出線變 G L (參考圖i)或種晶^ /速/來4出^晶成長長度 此，以正碟得到結晶體(參^圖因 望之形狀及品質之結晶體，長之長度，而可製造具有期 (第一型態） 之發ί發明之第一型態係關於結晶體所成長之長度之檢測 即舻ii結晶體之線纜之伸長係懸掛在該線纜上之載重， 纜i之葡舌伸長率ε而產生。因而’懸掛在該線 私 "係p迎著結晶體之成長而時刻在變化。因此，本 二Ζ ϊ先檢測結晶成長重量⑽，並用該檢測之值，來 =出之線境之伸長。藉由如該構成…正確抓 Ik蚪間變化之線纜之伸長量。 再者，本發明者係即使為相同之線纜，也 =筒所捲繞之部分(以下、稱為「捲繞部」）';從ί ^ ^下之部分（以下、稱為「垂下部」）中，係於伸長量 以^差立即，因為於垂下部直接懸掛結晶成長重量，所 下部之伸長係成為對應於該結晶成長重量者，反面則 為於捲繞部並不直接懸掛結晶體之重量，所以捲繞部之

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對應伸長量之 伸長係成為根據捲繞時之結晶成長重量GW而 積分運算值者。 了部與捲繞 分別求取捲 ’來修正線 在此，本發明者係想到在時間軸上抓取垂 部之長度變化、及懸掛於該等之載重變化，而 、、凡部與垂下部之伸長量，並用該求得之伸長量 纜筒之旋轉量之構成。 本發明之第一型態係從上述觀點所構成之發 供正確地求得線缓之伸長之技術。 圖1係顯示有關本發明之第一型態之結晶體之製造裝 置之構成之示意圖。以下，基於同圖，來說 ^ 一型態之構成。 mu

結晶體1 8係由本發明所製造之目的物，該當於曰 體矽和其他、及藉由上拉所製造之各種結晶體。、…曰曰 ^溶液14係使結晶體18熔融之原料融液，例如，於製造 早結晶矽之場合時，熔融多結晶矽而產生。該結晶體丨1 = 例如被容納於以積層石英坩堝於石墨坩堝之内側之 坩堝20。 舟取i

種晶1 2係成為結晶體丨8之種的結晶。於使結晶體1 8成 ^之際，將該種晶丨2浸潰於熔液丨4之表面，並藉由將該浸 潰之種晶1 2 —面靜靜地旋轉一面向上方拉之所謂予以縮頸 之無轉位化之後，再藉由以預定之上拉條件來上拉，而於 該種晶1 2之下使結晶體1 8成長。結晶體1 8係於種晶1 2碰觸 到熔，1 4之際，熔液丨4以經過該種晶丨2而失熱，其結果， 於種晶12之下熔液14凝固而成長。此時，結晶體18係根據

第16頁 554089 五、發明說明（13) 長。該種晶12係通過種晶夾頭22而 :線㈣並猎由線纜筒16之捲繞動作而上升。 時，二t記憶裝置㈣係於浸潰前述種晶12之 線纔初期垂下長係最好於開 、〇日日體1 8之成長前預先予以測定。 伸長率記憶裝置Mil係記憶線纜1〇之伸 輪出於捲繞部伸長長度算出上2 下口 Μ申長長度具出裝置Μ18。線纜1〇之伸長 做為懸掛於線纜之載重之函數預先予以記憶。’、以 圖2係顯示測定線纜丨〇之伸長率 J圖。同圖所示之伸…之測定係以:下=之二 (1)將具有與種晶夾頭22為同一重量之載重治呈 定於線纜ίο之下端，並使該載重治具24之前端接 面。此時，線纜1 〇呈垂直狀態； 、十 (2 )以使用例如可檢測線纜筒丨6之旋轉量之 測定在載重治具24之前端接觸於水平面之狀熊 ζ二

之長度WL(0) ; T (3) —旦將載重治具24予以上拉，則將載重26 置於該載重治具24，再使該載重治具24之前端接： 面， τ (4) 測定在載重治具24之前端接觸於水平面之狀態中

第17頁 五、發明說明（14) 之垂下部之長度WL(W) 500二：面2 = 例如每心至 WL(W); …；忒各載重26之垂下部之長度 (6)執行下式，並曾ψ (W); 卫斤出母一則述載重26之伸長率e (13)

^w/)= ^(〇)- WL{W\ 1 ^Φ) W ϊ(二只，載重治具24加以測定之垂下部之長度; wUW)二滅置w公斤之載曹丨心衣反 之重量； 戰宣26 4之垂下部之長度；W=載重26 (/)將執行上式所得之值晝在χγ平面上而 以求得該圖形之近似曲線。 β / ,π ® /將母一載重算出之伸長率畫在ΧΥ平面上，則 如同囫般，若將該畫出之資料以曲、 得到可使用於伸長率之算出之函數。”以近似’則 ▲曰二1所：之結晶成長重量檢測裝置M12係檢測結晶成長 重量GW ’並將該檢測之值輸出於捲 = _、及垂下部伸長長度算出裝则。結晶成長=裝: 檢測係也：運用使用重量感測器之習知技術來進行。該； :曰:成I ί :檢測裝㈣2所檢測之值係被使用於算出線纜。 10之伸長里。理想上，係將種晶12及種晶夾頭22之重量加 554089 五、發明說明（15) --- 在該結晶成長重量GW之值予以使用於算出線纜丨〇之伸長 量。 筒旋轉角度檢測裝置M14係檢測線纜筒16所旋轉之 度（以下、％為「筒旋轉角度0」），並將該檢測之值輪 於捲繞部伸長長度算出裝置M16、垂下部伸長長度算出裝 置M18、及結晶成長長度算出裝置M2〇。筒旋轉角度0之^ 測係也可使用根據線纜筒丨6之旋轉速度來產生脈波之旋^ 式解碼器、可計數該旋轉式解碼器所產生之脈波之計數 器。將筒旋轉角度0之檢測動作以式子表示係有如以下： 外一 WO)* -(1) 其中’ Θ [ 1-1 ]=區間丨一；[之筒旋轉角度；=接點η之時 鲁 間；t [η-1 ]=接點η—1之時間；ω (t 線纜筒之旋轉角度。 圖4係顯示成為運算時序之基準之接點與區間之關係 之示意圖。同圖所示般，接點η係隨著時間t之經過，變化 成接點0、接點1、…、接點n—1、接點η、接點η+ι、…， 而顯示時間軸上之運算時序。一方面，區間i — Ι係顯示接 點η -1與接點η之間隔，與接點同樣地，使隨著時間t之經 過而計數。接點及區間被計數之間隔係設定為期望之運算 時序（例如，1秒、6 0秒等）。 圖五係顯示筒旋轉角度Θ之概念之示意圖。同圖所示 般，筒旋轉角度0係以做為於區間i -1之間線纜筒1 6所旋 轉之角度加以定義。在此，說明有關於捲繞部與垂下部之 定義。

第19頁 554089 五、發明說明（16) 圖6係顯示線纜丨〇之捲繞構造之側面圖。同圖所示 般，線纜筒1 6係以橫斷角0來捲繞線纜1 0，而使種晶丨2上 升。在如該捲繞構造中，係線纜筒1 6與線纜1 〇之接點成為 捲繞部與垂下部之境界。在此r w係捲繞部之線纜半徑， 通常係因為於捲繞時被張緊，所以比垂下部之半徑還小。 該值係以實測來求得。 捲繞部伸長長度算出裝置Μ1 6係使用伸長率ε、結晶 成長重量GW、及筒旋轉角度θ，而算出線纜1〇被捲繞^於%線 纜筒1 6之部分之伸長長度（以下、稱為「捲繞部伸長長度 WELW」），並將該算出之值輸出於結晶成長長度算出裝置 Μ20。捲繞部伸長長度訌!^之算出係也可以如以下之式子 執行： AWELW[i-l}^

cos^ J 2~ "(2) 其中’ AWELWI； i-1 ]=區間i-1之捲繞部伸長長度之變化 量；r D=線纜筒之半徑；r 線纜之半徑；_橫斷角；θ [i-1]=區間i-1之筒旋轉角度；ε (GW[n])=接點η之伸長 率；GW[n]=接點η之結晶成長重量；e(GW[n-1]>接點n—i 之伸長率；GW [η-1]=接點η-1之結晶成長重量； WELW[n] = ^AWELW[k} …⑶ JUO w

554089 五、發明說明（17) 其中.’WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；^ 區間i -1之捲繞部伸長長度之變化量。 垂下部伸長長度算出裝置M18係使用伸長率ε、線纜初 期垂下長WIL、結晶成長重量GW、及筒旋轉角度0，來算 出線纜10從線纜筒16垂下之部分之伸長長度（以下、稱為 「、垂下部伸長長度WELS」），並將該算出之值輸出於結晶 成長長度算出裝置M20。垂下部伸長長度WELS之算出係也 可以如下式執行： WEL^n]. cos^ '€{GW[n]y GW[n] " ...(4) I· 其中，WELS[n] =接點n之垂下部伸長長度；r d=線纜筒之 半k , r w =線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間k之筒旋 轉角度，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；ε (GW[n])= 接點η之伸長率；GW[η]=接點n之結晶成長重量。 曰曰 結晶成長長度算出裝置Μ 2 0係使用筒旋轉角度0、捲 繞部伸長長度WELW、及垂下部伸長長度WELS，來算出結晶 體18所成長之長度（以下、稱為「結晶成長長度GL」）。該 异出之結晶成長長度GL係於決定上拉條件之際被使用。結 a成長長度GL之算出係也可以如下式執行： · GL[n]^ -g9[k]- WELW[n]- WEL^n] COS^ juo (5) 其中’ G L [ n ]=接點n之結晶成長長度；r D =線鏡筒之半

554089 五、發明說明（18) 徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間k之筒旋轉 角度；WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；wELS[n]=接 點η之垂下部伸長長度。 在此，熔液1 4之液位並非一定，於變化之場合時，係 使用液位感測1§來檢測液位，並以下式執行：

cos彡 ts J -WELW[n] - WEL^n] - AMf{n] …(7)

，中，GL[ η]=接點n之結晶成長長度；『^線纜筒之半 =,r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0[k]=區間k之筒旋轉 度，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；WELS[n]=接 之垂下部伸長長度；ΔΜρ [n]=接點n之熔液變化高 若依據以上所說明之本發 為將結晶體上拉之線纜之伸長 鼻出，所以可正確地求出線纜 正確地知曉結晶體實際上所成 之控制。 明之第一型態之發明，則因 係可分為捲繞部及垂下部來 之伸長量。其結果，成為可 長之長度，而可執行高精度 (第二型態）

本發明之第二型g係有關於結晶成長重量⑽之檢測之 以使用重量感測器來 以說明，但結晶成長 在前述之第一型態中，例如雖係 檢測結晶成長重量GW之構成為例子加

第22頁 554089 五、發明說明（19) 重量G W係也开/>u «、、、0晶直徑來算出。因此，從姓曰* 一 出u重量GW係可使用在前述之第一型直徑所算 結晶直^來Μ2述觀點所構成之發明，並從 長度WELW及垂下部伸長長度WELS之技Ϊ开出捲繞部伸長 圖7係顯示有關本發明之第 置之構成^意w。π，μ γ/之製造裝 二型態之構成。 不說明本發明之第 只面二Γ-成，長直梭算出裝置1^22係檢測在結晶體18之成長 广ΐΐ 下、料「結晶成長直測」），並將Λ 測之值輪出於結晶成長重量將該檢 GD #若佶用伞M rV、、， 、、、口日日成長直徑 測ΐ ^感❹來掃描結晶㈣之成長界面則可檢 及檢測裝則係使用結晶體18之比重、 :二、位，而算出結晶成長重量GW，並將該算出 ，出於捲繞部伸長長度算出裝讓、及垂下部伸异長出 長度异出裝置Μ18。結晶成長重量Gw之算出係可以下式執 it · ⑹ Φ 八中G W [ η ]接點η之結晶成長重量；D c r y s t a 1 =結晶體 之比重；π=圓周率；GL[n]=接點n之結晶成長長度；GD: 結晶成長直徑。

554089 五、發明說明（20) 其他之構成係與前述之第一型態相同。 、 若依據以上所說明之本發明之第二型態之發明， 為可從結晶成長直徑GD算出結晶成長重量μ，所以' 本發明於光學式之裝置。 σ、用 (第三型態） 本發明之第三型態係有關種晶上升速度之操作之 明。 知 在結晶體之製造中，結晶體之成長速度係對該結晶體 〜直徑及品質有很大之影響。該結晶體之成長速度係一 使種晶上升之速度來控制。因…'要於“ 產生伸長，而垂下部之長度又隨著時間而變化，曰 上升速度早已從期望之設定值偏離掉。 、]種曰曰 在此，本發明者係著眼於前述之捲繞部之伸長、及垂 :ί時間的變化量，而想到基於該變化量來操作 種日日上升速度之構成。 5 ί 1月之ΐ二型態係從上述觀點所構成之發明，而提 供根據線繞之伸長量來操作種晶上升速度之技術。 置之顯二有關本發明之第三型態之結晶體之製造裝 二ί!丨处夕-^思圖。以下，基於同圖，來說明本發明之第 一 悲之構成。 、ί ::伸長長度變化量算出裝置Μ26係使用伸長率 I績二=落重量GW、及筒旋轉角度θ，而算出線規10被 ==之部分之伸長長度之變化量(以下、稱為 u伸長長度變化量△觀」），並將該算出之值輸

第24頁 554089

出於種晶上升速度操作量算出裝置m3〇 變化量AWELW係也可以下式執行： 捲繞部伸長長度 AWELW[i -l] =

COS^ L J £(G帅3])-Gi^]+ 一:和一 2 …(2) ，中，AWELWh-1]=區間之捲繞部伸長長度之變化 量；r 線纜筒之半徑；r /線纜之半徑；0 =橫斷角；$ [i-i]=區間卜1之筒旋轉角度；e(GW[n])=接點n之伸長 率；GW[n卜接點η之結晶成長重量；e(GW[n-1])=接點^ 之伸長率；GW [η-1 ]=接點η — ι之結晶成長重量。 垂下部伸長長度變化量算出裝置M28係使用伸長率 ε 、線纜初期垂下長WIL、結晶成長重量Gw、及筒旋轉角 度0，而异出線纜1 0從線纜筒1 6垂下之部分之伸長長度之 變化量（以下、稱為「垂不部伸長長度變化量△ WELS」）， 並將該算出之值輸出於種晶上升速度操作量算出裝置 M30。而垂下部伸長長度變化量△π之算出係可以下式 執行：

f N • £{GW\n\y GW[n] …⑷ 其中，WELS[n]=接點n之垂下部伸長長度；r D=線纜筒之 半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間k之筒旋

第25頁 554089

轉角度’WELW[n]=接點η之捲繞部伸長手产· 接點η之伸長率；GW[n]=接點1!之結晶成Χ長X重量 ε (GW[η])= ;及 AWELS [ί -1] = WELS[η] - WELS [η -1] …⑻ 種晶上升速度操作量算 長度變化量AWELW、及垂下 异出使種晶上升之速度之操 速度操作量SLC」）。種晶上 可以下式執行： 出裝置M30係使用捲繞部伸長 部伸長長度變化量^WELS，來 作量（以下、稱為「種晶上升 升速度操作量SLC之算出係也 SLClnU △腿外-1] +△臟Η.-llΔψ-l] …(9) 其中，SLC[n]=接點種晶上升速度操作量 WELW[ i-1 ]=區間丨―！之捲繞部伸長長度變化量 WELS[ i-1 ]=：區間卜i之垂下部伸長長度 區間i - 1之時間。 Δ Δ△ [i -1]= :種：士升速度操作量算出裂置_所算出之種晶上 升速又知作里SLC係被加在種晶上升速度之設定值。 以上所說明之本發明之第三型態，則以基: m長度變化量_與垂下部伸長長度變化量

可維持種晶所上升之速度於期望：=c。’所以，際上

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【實施例】 以下，參考附上之圖示來詳細說明本發明之一每 〜 貫施 例0 (實施例之概要） 將直徑感測器56所檢測之結晶成長直徑GD輪入於主 制部42，而設置於該主控制部42内之第二運算執行部控 以基於結晶成長直徑GD，來算出結晶成長重量Gw T ^46:2 算執行部46-4及第五運算執行部46 — 5係以基於爷妗曰四運 重量GW，而分別算出捲繞部伸長長度WEU及垂:二土長 度WELS，並輸出於第6運算執行部46-6。第6運算勃〜立長 46-6係使用該捲繞部伸長長度ffELW及垂丁部==部 WELS，而异出結晶成長長度儿（參考圖1 q )。 又 (較佳之實施例） 圖9係顯示有關於本發明之較佳之實施例之姓曰 造裝置之構成之方塊圖。以T，基於同圖，來二:體二 體製造裝置之構成。還有，在以下之 說f忒、，、〇曰曰 後附加之 <> 係表示單位者。 5 ，於唬名之 掛堝20係從石墨㈣和石 可容納結晶體18之原料所成之_j之暴層構&所成，而 被連接於㈣軸3〇之㈣^ H14 °該掛係載置在 達放大器36-2所供應之動力亡，而藉由從第二馬 堝軸30 —起升降及旋轉。 而可心者坩堝支持台28及坩 結晶體18係隨著種晶12 固化’而以做為具有預定 ：：：炫液“之表面予以 狀及〇口質之結晶體而成長。 第27頁 554089 、發明說明（24) 成為結晶體1 8之種晶1 2係通過種晶夾頭2 2而固定於線鐵 1 0 °種晶1 2係藉由線纜筒1 6之捲繞作用而上升。 液位感測器54係配設於熔液1 4之上方，而檢測該溶液 之液位，並將該檢測之值以做為Μρ<ν〇Η>信號，來輸出 於主控制部42。直徑感測器56也與液位感測器54為同樣 地’配設於炼液1 4之上方，而檢測結晶成長直徑“，並將 邊檢測之值以做為GD<v〇l t>信號，來輸出於主控制部42。 ^ 第一馬達放大器36-1係將主控制部42之輸出SL<volt〉 ^號做為設定信號予以接收，並將對應於該設定信號之馬 達驅動電力SCNT輸出於第一馬達32 —；[，而控制種晶12之上 升速度。該第一馬達放大器36 —丨係輸入第一齒輪34 —丨之旋 轉速度，而構成反饋系。 第一馬達32-1係根據第一馬達放大器36 —丨之輪出SCNT 之動力以通過第一齒輪34 —丨而供應至線纜筒116，並使該 線纜筒1 6旋轉。其結果，線纜1 0被捲繞，而種晶1 2則上 ^ 還有’於使種晶1 2下降之場合時，係使第一馬達3 2 -1 逆旋轉。

、^，式解碼器38係將第一馬達32 —丨之旋轉速度轉換成 ，$ #號，並將該脈波信號輸出於脈波計數器4〇。脈波計 文器40係將從旋轉式解碼器38所接收之脈波信號予以計 ^，而將該計數結果做為p[卜丨]信號輸出於主控制部42。 逛有，於種晶1 2下降之時，脈波計數器4 〇之計數值係減 第一馬達放大器36-2係將主控制部42之輸出CL< volt

第28頁 554089 五、發明說明（25) >信號做為設定信號予以接收，並將對應於該設定信號之 馬達驅動電力CCNT輸出於第二馬達36-2，而控制掛瑪20之 上升速度。於該第二馬達36-2係輸入第二齒輪34-2之旋轉 速度，而構成反饋系。 第2馬達32-2係根據弟^一馬達放大器36-2之輸出CCNT 之動力以通過第二齒輪34-2而供應至掛竭軸3〇，並使升降 該坩堝軸3 0。 將上述之主控制部42之構成顯示於圖1〇及圖η。以 下，以基於該等之圖式，來說明主控制部42之構成。還 有，在以下之說明中，因為可明確本裝置之運算之時序， 所以於η之時序中運算之信號之後，係附加[n ]，而於^之 前一個時序中運算之信號之後，係附加[η—丨]。而且，於 有關區間i -1之信號之後，係附加[i -1 ]。 圖1 0係顯示圖9所示之主控制部4 2之第一方塊之方塊 圖。以下’基於同圖，來說明該第一方塊之構成。 第一放大器44-1係將數位信號p[ i-i ]轉換成 P[i - l]<counts>，並將該P[i-l]〈c〇unts>輸出於第一運算 執行部46-1。還有，該第一放大器44-1之後段係以軟體構 成。 第一運算執行部4 6 - 1係 外-1] = 2 苽·生ill ...(ίο)

PR 其中，7Γ =圓周率；P [ i - 1 ]=脈波計數器4 0所計數之區間

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五、發明說明（26) 之i-Ι之脈波產生數；PR=於線纜筒16旋轉一次時所產生之 脈波數PR。 執行上述運算’並將异出之區間之i — 1之筒旋轉角产 Θ [ i-l ]<rad>輸出於第四運算執行部46-4、第五運算執&行 部46-5、及第六運算執行部46-6。 第二放大器4 4 - 2係將類比輸入信號G D < v ο 11 >轉換成 GD<mm>信號，並輸出於第二運算執行部46-2、種晶上升速 度決定部、及第九運算執行部46-9。還有，該第二運算執 行部46-2之後段係以軟體構成。 第二運算執行部46-2係 GW[n] = . ^l]GD^dL …⑹ 其中’GW[n]-接點η之結晶成長重量；Dcrystal =結晶魏 之比重；7Γ =圓周率；GL[n]=接點η之結晶成長長度；GP 結晶成長直徑。 執行上式，並將所得之GW[ n] <g>輸出於第四運算執行 部46-4、第五運算執行部46-5、及第一正反器48-1。 第一正反器48-1係同步於未圖示之振盪器所產生之時 脈η ’而栓鎖GW[n]<g>，並產生可表示該cw[n]<g>之〆個 脈波前之結晶成長重量之GW[n-l]<g>。因而，將該當產生(9 之GW[n-1 ]<g>輪出於第四運算執行部—4。 第四運算執行部4 6 - 4係

第30頁 -(2) 554089 五、發明說明（27) AWELW[i-l] cos彡 θ[ΐ-ΐ] £{GW[n]y GW[n] + s{GW[n-l])-GW[n^l] 其中 量；r [i-1] △ WELW[i-l]=區間i-l之捲繞部伸長長度之變化 =線鏡筒之半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷< 區間i-Ι之筒旋轉角度；e(GW[n])=接點^之导 率，GW[n] =接點η之結晶成長重量；e(GW[n-l])〜接黑 之伸長率；G W [ η -1 ]=接點η -1之結晶成長重量。 η 1 執行上式，並將所得之AWELWH-l]<mm>輪出於 運算器50、第八運算執行部46-8。 、 積分運算器50係將△WELWti-l]做積分運算，即， .(3) WELW[n} = ^AWELW[k]

JUO 其中’WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度；△WELWCi -1] 區間i -1之捲繞部伸長長度之變化量。 執行上述運算’並將算出之WELW[n]<mm>輸出於第五 運算執行部46-5、及第六運算執行部46-6。 、 第五運算執行部4 6 - 5係 WEL^n\

WIL cos# ：{GW[n])-GW[n] ΣΦ] + WELW[n}

第31頁 554089 五、發明說明（28) 其中，WELS[n]=接點η之下垂部伸長長度；r厂線纜筒之 半徑；r，線纜之半徑；0 =橫斷角；θ [k]=區間k之筒旋 轉角度；WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度ε (GW[n]) =接 點η之伸長率；G W [ η ]=接點η之結晶成長重量。 執行上式，並將所得之WELS[n] <mm>輸出於第六運算執行 部46-6、第三正反器48-3、及第七運算執行部46_7。 第二放大^§ 4 4 - 3係將類比輸入信號M p〈 v 〇 1七 > 轉換成 MP<mm>信號，而輸出於第三運算執行部46-3。還有，該第 三運算執行部46-3之後段係以軟體構成。 第三運算執行部46-3係 AMP[n]-= MP[n] = MPfi --.(11) 其中，ΔΜΡ[η]=接點之熔液之高度之變化量；Mp[n]=接 點之炫液位置；Μ P 0 =將種晶1 2浸潰於溶液1 4時之溶液位 置。 執行上式，並將所得之ΔΜΡ[η] <mm>輸出於第六運算 執行部46-6。 ’、 ^ 第六運算執行部46-6係 GL[n] =

~ WELW[n] - WEL^n] - AMf[n] 其中’ G L [ η ]=接點η之結晶成長長度；r D =線繞筒之半 徑；r w=線纜之半徑；4 =橫斷角；0[k]=區間k之筒旋轉

554089 五、發明説明（29) 角度，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；wELS[n]二接 點η之垂下部伸長長度；△MPU]=接點之熔液變化高度。 執行上式，並將所得之GL[n] <mm>輸出於第二正反器 4 8 - 2、種晶上升速度決定部5 2。 ° 第二正反器48-2係同步於脈波n，並將GL[n] “❿予 以閃鎖旦而產生可表示該GL[n] <mm>之一個脈波前之結晶 成長重量GL[n-1] <_>。因而，將該當產生之GLhy] <mm>輸出於第二運算執行部46-2。 圖11係顯示圖9所示之主控制部42之第二方塊之構成 之方塊圖。以下，基於同圖，來說明該第二方塊之構成。

第三正反器48-3係同步於脈波η，並將WELS[n] <mm> 予以問鎖’而產生可表示該WELS[n] <mm>之一個脈波前之 結晶成長重量WELS[n-l] <mm>。因而，將該當產生之 WELS[n -1] <mm>輸出於第七運算執行部46一7。 第七運算執行部46-7係 AWELS [ϊ -1] = WELS [η] - WELS [η -1] _ · · (8) 其中’ AWELWii-1]=區間i-1之捲繞部伸長長度之變化 ®，WELS[n]=接點n之下垂部伸長長度；WELs[n-l ]=接 點η-1之下垂部伸長長度。 執行上式，並將所得之AWELW[i - 1] <_>輸出於第八 運算執行部46-8。 第八運算執行部46-8係

第33頁 554089 ^φ] = Δί[ζ -1] "^ 其中，SLC[n]=接點η之種晶上升速度 WELW[i-1]=區間i-i之捲繞部伸長長度;二 WELS[i-1]=區間i — i之垂下部伸長县 區間Η内之時間。 R長長度變化量；川卜1]= 執行上式，並將所得之SLC[n]輪出於加法器58。 種晶上升速度決定部52係以基KGL[n] <mm>& GD<_>，來決定使種晶12上升之速度SL[n]<mm/min>，並 輸出於加法器58及第九運算執行部46-9 〇SL[n]<mm/min> 之決定係使期望之目標值對應於結晶成長長度GL而預先儲 存於表内’基於被輸入之GL [ n] <mm>，而可執行讀出儲存 於該表内之值。再者，於被輸入之GD<mm>為從期望之結晶 成長直徑G D偏離之場合時’將該偏差做為種晶上升速度之 操作量予以反饋。 加法器58 係將SLC[n] <mm/niin> 加在SL[n]<mm/min>， 並輸出於第四放大器44-4。 第四放大器44-4係將上述加法器58之輸出轉換成 SLCvol t>，而輸出於圖9所示之第一馬達放大器36-1。還 有，該第四放大器44-4之後段係以硬體構成。 第九運算執行部46-9係

第34頁 554089 五、發明說明（31) …(12) ni_ Dcrystal-GD2 Dmelt · Cl2 其中，CL=掛塥上升速度；Dcrystal =結晶體之比重；GD = 結晶成長直徑；Dmelt =熔液之比重；Ci=坩堝2〇之内徑； SL=種晶上升速度。 執行上式，並將所得之值輸出於第五放大器44 — 5。 第五放大益44-5係將從第九運算執行部46-9所輸入之 值轉換成類比信號CL〈vol t>，並輸出於圖9所示之第二馬 達放大器36-2。還有，該第五放大器44 — 5之後段係以硬、體 構成。 依據以上說明之結晶體製造裝置之結晶體18之製造 序係以以下之順序來執行： — 、 (1) 預先測疋線纜之伸長率ε及線鐵初期垂下長 WIL，而，而記憶該測定之值； (2) 设定種晶上升速度及結晶成長直徑GD之目標值， 而記憶該設定之值； (3 )測定裴填之原材料之重量； (4)將原料投入坩堝20内，並熔融該投入之原料， 將熔液1 4裝填於坩堝2 〇内； (5 )將種晶1 2浸潰於熔液1 4之表面，藉由予以縮頸 無轉位化； 、 (6) —面旋轉種晶1 2 —面慢慢地上拉，而開始結 18之育成； 假

第35頁 554089 五、發明說明（32) (7) 取入結晶成長直徑GD、熔液位置Mp及脈波計數器 40之計數值P[ i-1 ]; (8) 將數位輸入信號p[i-i]、類比輸入信號GI)<v〇it> 及MP<volt>分別轉換成物理量p[i — i]<counts〉、GD<mm>及 MP<mm> ; (9 )執行式6及式1 〇 ; (10) 執行式2 ; (11) 執行式4 ; (1 2)執行式11 ; (13)執行式7 ; (1 4)執行式8 ; (15)執行式9 ; (17)決定種晶上升速度； (1 8)執行式1 2 ; (19) 產生類比信號SL<volt>和CL<volt>，並分別輸 出於第一馬達放大器36-1及第二馬達放大器36-2 ; (20) 產生SCNT<volt>信號及CCNT<volt>信號，並基 於該各信號，而分別使種晶12及坩堝20移動； (21) 直至結晶體18之育成完畢為止，反覆從上述（7) 至（2 0 )止之順序。 【發明效果】 如以上所說明般，若依據本發明，則於結晶體所成長 之長度之正確之檢測、及具有期望之形狀和品質之結晶體 製造可提供有效之結晶體之製造裝置及方法。

第36頁 554089 五、發明說明（33) 晶體纔之第一型態之發明，因為上拉結 可正確地求得線纜之伸長。ρ果，#丄予以异出，所以 晶體實際上所成長之H行正杨曉結 晶成：態”明、，…從結 光學式之裝置。、 里 斤以可適用本發明於 繞部伸長長ί㊁21之第三型態之發明，因為基於捲 WELS 和下垂部伸長長度變化量△ 地維持種晶戶:上升：速量SLC，所以可實際上 【圖式簡單說明】又、之叹疋值。 置之關本發明之第一型態之結晶體之製造裝 意圖圖2係顯不測< 1。之伸長率ε之方法之—例之示 果之示以圖2所示之方法所測定之伸長率之測定結 之示】、4:顯不成為運算時序之基準之接點與區間之關係 Φ 示筒旋轉角度Θ之概念之示意圖。 口：顯示線纜10之捲繞構造之侧面圖。 置之構成、:示不意有圖關。本發明之第二型態之結晶體之製造裝 554089 五、發明說明（34) 圖8係顯示有關本發明之第三型態之結晶體之製造裝 置之構成之示意圖。 圖9係顯示有關本發明之較佳之實施例之結晶體製造 裝置之構成之方塊圖。 圖1 0係顯示圖9所示之主控制部42之第一方塊圖之構 成之方塊圖。 圖11係顯示圖9所示之主控制部42之第二方塊圖之構 成之方塊圖。 【符號說明】 10 線纜 12種晶 14熔液 16 線纜筒 18結晶體 20 坩堝 2 2種晶央頭 24載重治具 26載重 28坩堝支持台 3 0 坩堝軸 32-1 第一馬達 32-2 第二馬達 34-1第一齒輪 34-2第二齒輪

第38頁 554089 五、發明說明（35) 36-1第一馬達放大器 36-2第二馬達放大器 3 8旋轉式解碼器 4 0脈波計數器 42 主控制部 44-1 第一放大器 44-2第二放大器 44-3第三放大器 44-4 第四放大器 44-5第五放大器 46-1第一運算執行部 46-2第二運算執行部 46-3第三運算執行部 46-4第四運算執行部 46-5第五運算執行部 46-6第六運算執行部 46-7第七運算執行部 46-8第八運算執行部 46-9第九運算執行部 48-1 第一正反器 48-2 第二正反器 48-3 第三正反器 50積分運算器 5 2種晶上升速度決定部

第39頁 554089 五、發明說明（36) 5 4液位感測器 5 6直徑感測器 5 8加法器 Μ1 0線纜初期垂下長記憶裝置

Mil伸長率記憶裝置 Μ1 2結晶成長重量檢測裝置 Μ14筒旋轉角度檢測裝置 Μ16捲繞部伸長長度算出裝置

Ml 8垂下部伸長長度算出裝置 M20結晶成長長度算出裝置 M22結晶成長直徑檢測裝置 M26捲繞部伸長長度變化量算出裝置 M28垂下部伸長長度變化量算出裝置 M30種晶上升速度操作量算出裝置 GD結晶成長直徑 GL結晶成長長度 GW結晶成長重量 SLC種晶上升速度操作量 WELS垂下部伸長長度 △ WELS垂下部伸長長度變化量 WELW捲繞部伸長長度 △ WELW捲繞部伸長長度變化量 W I L線瘦初期垂下長度 0 筒旋轉角度

第40頁 554089 五、發明說明（37) • ε 伸長率 △ Μ Ρ溶液變化高度 « Φ 11·!

Claims (1)

1. 554089 丨必$ 六、申請專利範^… 1· 一種結晶體之製造裝置，將連接於線纜（1〇)之種晶 (1 2 )浸潰於（熔液丨4 )，並將該線纜（丨〇 )捲繞在線纜筒（丨6 ) 上’而使結晶體（1 8)成長於該種晶（1 2)之下， 其特徵在於包括： 線纜初期垂下長記憶裝置（M丨〇 )，於浸潰前述種晶 (12)時’記憶前述線纜（1〇)從線纜筒（16)所垂下之長度， 即線鏡初期垂下長度（WI l ); 伸長率記憶裝置（Μ1 1 )，記憶前述線纜（1 〇 )之伸長率 結晶成長重量檢測裝置（Μ12)，檢測前述結晶體（18) 所成長之重量，即結晶成長重量（GW);

   筒旋轉角度檢測裝置（Ml 4)，檢測前述線纜筒（16)所 旋轉之角度，即筒旋轉角度（Θ); 捲2部伸長長度算出裝置（M16)，使用前述伸長率 、:述結晶成長重量（GW)、及前述筒旋轉角度（0 )， 而算出前述線緵（1〇)捲繞於前述線纜筒（16)之部分之 長度’即捲繞部伸長長度（WELW); 、 垂I部伸長長度算出裝置（M18)，使用前述伸長 (ε)、則述線纜初期垂下長度（WIL)、前述結晶成 (GW)、及前述筒旋轉角度（θ)，而算出里

   述線瘦筒所垂下之部分之伸長長度， 度（WELS);及 I主卜口Ht長 、，·口日日成長長度算出裝置（1120)，使用前述筒 (Θ)、前述捲繞部伸長長度（WELW)、及前述垂下部伸長&長

   第42頁 554089 六、申請專利範圍 -----Ί 度（WELS)，而算出前述結晶體（18)所成 成長長度（GL)。 曰日 2·如申請專利範圍第1項所述之結晶體之製造裝置， 其中， 前述筒旋轉角度檢測裝置（M14)係以下式執行·· 外-ϋΟ)* -.(1) ·， =中，θ[ί-1]=區間之筒旋轉角度；t[n]=接點n之時 間丄t[n-l]=接點n-i之時間；w(t)=線纜筒之旋轉角度； 前述捲繞部伸長長度算出裝置（M16)係以下式執行：又， AWELW[i -l] = ^S!L. 〇U β11 COS^ L J . 4GW[n})-GW[n]^ s(GW\n^l]).GW\n^l] 2 ' …(2) =中，△WELWCi-lk區間卜丄之捲繞部伸長長度之變化 夏；r D=線纜筒之半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 卜區間i-l之筒旋轉角度；e(GW[n])=接點η之伸長 η，GW[n]二接點η之結晶成長重量；£(GW[n—接點n-工 之伸長率；GW [η-1]=接點η」之結晶成長重量；及 WELW[n] = ^^WELW[k) …(3) 其中，WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；awelwh —川 區間i -1之捲繞部伸長長度之變化量； 前述垂下部伸長長度算出裝置（M18)係以下式執行：

   第43頁 554089 六、申請專利範圍 / 剩價虹咖] WEL^n] COS0 ^{GW[n})-GW[n} ’ …⑷ 其中’ WELS[n]=接點η之垂下部伸長長度；Γ D=線纜筒之 半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間k之筒旋 轉角度；WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度；ε (GW[n])= 接點η之伸長率；GW [ η ]=接點n之結晶成長重量； 前述結晶成長長度算出裝置（Μ 2 0 )係以下式執行： GL[n] ru cos^i Σ φ] - WELW[n} - WEL^n] JUO J (5) 其中，GL[n]=接點n之 徑；r w=線纜之半徑； 角度；WELW[n]=接點n 點η之垂下部伸長長度c 3·如申請專利範圍 其中’更包括：結晶成 述結晶體（18)之成長界 (GD)； 結晶成長重量檢測 之比重、及前述結晶成 重量（GW)。 4·如申請專利範圍 結晶成長長度；r D=線纜筒之半 0 -檢斷角，0[k] =區間k之筒旋轉 之捲繞部伸長長度；WELS[n]=接 第1項所述之結晶體之製造裝置， 長直徑檢測裝置（M2 2 )，檢測在前 面中之直徑，即結晶成長直徑 裝置（Ml 2)係使用前述結晶體（18) 長直徑（GD)，來算出前述結晶成長 第2項所述之結晶體之製造裝置，

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   其中’更包括：么士曰a、且古 述結晶體(18)之測裝置(Μ22)，檢測在前 (GD)；)之成長界面中之直徑，即結晶成長直徑 、、、口日日成長重$檢測裝置（i 2) 之比會、乃今、+、从〇 、 ）係使用則述結晶體（18) 刖述、、、口日日成長直徑（Gj))，來管出 重量（GW)。 v」木'-出則述結晶成長 5·如申請專利範圍第3項所述之結晶體之製造裝置， 其中， 、 結晶成長重量檢測裝置（M12)係以下式執行·· ⑹ GW[n] = e ^llKA]GD2dL 結晶成長直控。 其中GW[n]-接點n之結晶成長重量；Dcrystai =結晶體 之比重；7Γ =圓周率；GL[n]=接點n之結晶成長長度；⑶ 6 ·如申凊專利範圍第1項所述之結晶體之製造裳置， 其中，更包括··熔體變化高度檢測裝置，檢測前述（熔液 1 4)所變化之高度，即熔液變化高度（△ Μρ); 前述結晶成長長度算出裝置（Μ20)係進而使用前述溶 液變化高度（ΔΜΡ)，來算出結晶成長長度（gl)。 7 ·如申請專利範圍第3項所述之結晶體之製造裝置， 其中，更包括··熔體變化高度檢測裝置，檢測前述（炫液 1 4 )所變化之高度，即熔液變化高度（△ ΜΡ); 前述結晶成長長度算出裝置（Μ 2 0 )係進而使用前述炼

   第45頁 554089 六、申請專利範圍 、 液變化南度（ΔΜΡ)，來算出結晶成長長度（gl)。 8 ·如申請專利範圍第6項所述之結晶體之製造裝置， 其中， " 結晶成長長度算出裝置（Μ 2 0 )係以下式執行： G朴^伞] COS^ to J ~ WELW[n\ - WEL^\n\ - ΑΜΐ{η} …(7) 其中，GL[ η]=接點η之結晶成長長度；r彳=線纜筒之半 徑’ r w -線镜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間k之筒旋轉 角度；WELW[n]=接點η之捲繞部伸長長度；wELS[n]=接 點η之垂下部伸長長度；△ mp [ n ]=接點之熔液變化高度（P 9 · 一種結晶體之製造裝置，將連接於線纜（1 〇 )之種晶 (1 2 ) ’文 >貝於（溶液1 4) ’並將該線、纜（1 〇 )捲繞在線繞筒（1 6 ) 上，而使結晶體（1 8 )成長於該種晶（1 2 )之下， 其特徵在於包括： 線纜初期垂下長記憶裝置（Ml 〇)，於浸潰前述種晶 (1 2 )時，記憶前述線纜（1 〇 )從線纜筒（丨6 )所垂下之長度， 即線纜初期垂下長度（WI L); 伸長率記憶裝置（Ml 1 )，記憶前述線纜（10)之伸長率 (ε ); 結晶成長重量檢測裝置（Μ1 2 )，檢測前述結晶體（1 8 ) 所成長之重量，即結晶成長重量（G W ); 筒旋轉角度檢測裝置（Μ1 4 )，檢測前述線纜筒（1 6 )所

   第46頁 554089 六、申請專利範圍 旋轉之角度，即筒旋轉角度（<9); 。捲繞部伸長長度變化量算出裝置（M26)，使用前述伸 長率（e)、前述結晶成長重量（GW)、及前述筒旋轉角度 (0)，而昇出前述線纜（1 〇)捲繞於前述線纜筒（1 6)之部分 之伸長長度之變化量，即捲繞部伸長長度變化量（ WELW)； 。垂下部伸長長度變化量算出裝置（M28)，使用前述伸 長=(ε)、前述線纜初期垂下長度（WIL)、前述結晶成長 f，（GW)、及前述筒旋轉角度（，而算出前述線纜。 從前述線纜筒（16)所垂下之部分之伸長長度之變化量， 垂下部伸長長度變化量（aWELS);及 立種晶上升速度操作量算出裝置（M30)，使用前述捲植 f伸長長度變化量（awelw)、及前述垂丁部伸長長& 置（MELS)，而算出使前述種晶上升之速度之操作量^ 1 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之結晶體之製造裝置， 其中， 、 前述筒旋轉角度檢測裝置（M14)係以下式執行： Ϊ中/「區間i_1之筒旋轉角度；t[n]=接點η之時 0 inM =接點n_1之時間；ω(ΐ)=線纜筒之旋轉角度； 别述捲繞部伸長長度變化量算出裝置（Μ26)係以下式 4于· 554089

   AWELW[i-l]= W _ 外 一 ll COS^ J s{GW[n]yGW[n],- slGWln^^QW^ 2 ~~ -(2) 其中’ AWELWI； l-l ]=區間i —i之捲繞部伸長長户^ 量；r D=線纜筒之半徑；r w=線纜之半徑；0 :之變化 [i-l ]=區間i-1之筒旋轉角度；ε (Gw[n])=接點、角；0 率；GW[n]=接點η之結晶成長重量；ε 1之伸長 之伸長率；GWU-1]=接點η」之結晶成長重量；=接點卜1 前述垂下部伸長長度變化量算出裴置’ 執行： 你Μ下式

   WEL^n\ (4) =線纜筒之 -£{GW[n\)'GW[n] 其中，WELS[n]=接點η之垂下部伸長長度；r 半徑；r w=線纜之半徑；0 =橫斷角；0 [ k ]=區間让之4 轉角度；WELW[n]=接點n之捲繞部伸長長度；e(Gw[r^ 接點η之伸長率；GW[n]=接點n之結晶成長重量；及 AWELS [i -1] = WELS [η] ~ WELS [η ^ ΐ] (8)

   其中，△WELWCi-lk區間i-1之捲繞部伸長長度之變化 量；WELS[n]=接點n之下垂部伸長長度；wELS[n_n =接 點η-1之下垂部伸長長度；

   第48頁 554089 六、申請專利範圍 前述種晶上升速度操作量算出裝置（M3〇)係以下式執 行·· ^rr\^_h,WELS[i-l} + KWELW\i^l} U W~i\ -(9) 其中，SLC [η]=接點η之種晶上升速度操作量、△ WELW[i-1]=區間i-1之捲繞部伸長長度變化量，· △ WELS[ i-Ι ]=區間卜1之垂下部伸長長度變化量；△ 區間i - 1内之時間。 L ·Ν - 11·種結晶體之製造方法，將連接於線纜（1 〇 )之種 晶（12)浸潰於（熔液丨4)，並將該線纜（1〇)捲繞在線纜筒 (1 6 )上，而使結晶體（丨8)成長於該種晶（丨2)之下， 其特徵在於包括： 預先記憶前述線纜（1 〇 )之伸長率（ε ); 於浸潰前述種晶（；1 2 )時，記憶前述線纜（丨〇 )從線纜筒 (16)所垂下之長度，即線纜初期垂下長度（wil); 、面使則述種晶（1 2 )上升，一面檢測前述結晶體（丨8 ) 所成長之重畺，即結晶成長重量（G ψ )，並檢測前述線 (1 6 )所旋轉之角度，即筒旋轉角度（0 ; ° …$用則述伸長率（ε )、前述結晶成長重量（GW)、及前 =筒旋轉^度（θ )，而算出前述線纜（10)捲繞於前述線纜 筒（16)之2分之伸長長度，即捲繞部伸長長度（WELW); 使用_前述伸長率（ε )、前述線纜初期垂下長度 (W I L )、㈤述結晶成長重量（G w )、及前述筒旋轉角度 554089 六、申請專利範圍 (/)，而算出前述線纜（10)從前述線纜筒（16)所垂下之部 分之伸長長度，即垂下部伸長長度（WELS);及 使用前述筒旋轉角度（0 )、前述捲繞部伸長長度 (WELW)、及前述垂下部伸長長度（WEL 而 體（⑻所成長之長度，即結晶成長長度（GL)。 比，、。曰曰 曰^ 1 β一種結晶體之製造方法，將連接於線纜（1 〇)之種 二'又/貝於（炼液14)，並將該線纜（10)捲繞在線纜筒 ’而使結晶體（1 8 )成長於該種晶（丨2)之下， 其特徵在於包括： 預先記憶前述線纜（10)之伸長率（£ ); (1 6 )所ί :刖述種晶（丨2 )時，記憶前述線纜（1 0 )從線、纜筒 (16)2垂下之長度，即線纜初期垂下長度（wil); 所成長=述種晶（12)上升，一面檢測前述結晶體（18) (16)^旋||二&即結晶成長重量（GW)，並檢測前述線纜筒 角⑨，即筒旋轉角度（Θ); 述筒旋轉角，(伸，率（6 )、前述結晶成長重量（GW)、及前 筒（16) 二 而算出前述線纜（10)捲繞於前述線纜 二二刀)，伸長長度之變化*’即捲繞部伸長長度變 (WIL)^ ll；r； ^ ^ ^ ^ Τ ^ ^ (θ>，而曾出1曰曰+气長重i(GW)、及前述筒旋轉角度 分之伸長長Ϊ ^ Ϊ纜（1〇)從前述線纜筒（16)所垂下之部 WELS);及度之變化量’即冑下部伸長長度變化量（△ 554089 六、申請專利範圍 使用前述捲繞部伸長長度變化量（AWELW)、及前述垂 下部伸長長度變化量（AWELS)，而算出使前述種晶上升之 速度之操作量。

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