JPH0369876B2 - - Google Patents

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JPH0369876B2
JPH0369876B2 JP24734685A JP24734685A JPH0369876B2 JP H0369876 B2 JPH0369876 B2 JP H0369876B2 JP 24734685 A JP24734685 A JP 24734685A JP 24734685 A JP24734685 A JP 24734685A JP H0369876 B2 JPH0369876 B2 JP H0369876B2
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JP
Japan
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pulling
single crystal
pulling speed
speed
molten metal
Prior art date
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Application number
JP24734685A
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Japanese (ja)
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JPS62105994A (en
Inventor
Masayoshi Masuda
Hiroshi Kingoji
Jiro Inoe
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えばシリコン単結晶のボトム形
状を制御する際に用いて好適な引上単結晶のボト
ム形状制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a method for controlling the bottom shape of a pulled single crystal, which is suitable for use in controlling the bottom shape of a silicon single crystal, for example.

「従来の技術」 第2図は、一般的な単結晶製造装置の構成を示
す断面図である。この図において、1は炉体であ
り、この炉体1内のほぼ中央部に石英ルツボ2が
設けられている。この石英ルツボ2は黒鉛サセプ
タ3によつて保持されており、黒鉛サセプタ3の
下端部は軸4の上端に所定の接合部材によつて取
り付けられている。この場合、軸4の下端部には
ルツボ回転モータ32およびルツボ昇降モータ3
1の駆動力が伝達機構33を介して伝達されるよ
うになつており、これにより、ルツボ2は所定方
向に回転し得るとともに、上下方向に昇降自在と
なつている。6,6は、ルツボ2内の溶湯(シリ
コン多結晶溶湯)7の温度を制御するヒータであ
り、ルツボ2の外方に所定距離隔てて設けられて
おり、このヒータ6と炉体1との間隙に保温材8
が設けられている。
"Prior Art" FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a general single crystal manufacturing apparatus. In this figure, 1 is a furnace body, and a quartz crucible 2 is provided approximately in the center of the furnace body 1. This quartz crucible 2 is held by a graphite susceptor 3, and the lower end of the graphite susceptor 3 is attached to the upper end of a shaft 4 by a predetermined joining member. In this case, a crucible rotating motor 32 and a crucible lifting motor 3 are connected to the lower end of the shaft 4.
1 is transmitted through a transmission mechanism 33, so that the crucible 2 can rotate in a predetermined direction and can move up and down in the vertical direction. 6, 6 are heaters that control the temperature of the molten metal (silicon polycrystalline molten metal) 7 in the crucible 2, and are provided at a predetermined distance apart from the outside of the crucible 2; Insulating material 8 in the gap
is provided.

次に、10は炉体1の上端に接合されている中
空円柱状の上部ケーシングであり、この上部ケー
シングの上端部分に引上ヘツド11が水平旋回自
在に設けられている。引上ヘツド11内には、ワ
イア引上機構12が設けられており、ワイア引上
機構12からワイアケーブル13がルツボ2の回
転中心に向つて延びている。このワイア引上機構
12には引上モータ15の駆動力が伝達されるよ
うになつており、引上モータ15の回転方向によ
つて、ワイアケーブル13の引き上げ、または、
引き下げを行うようになつている。また、引上ヘ
ツド11は、ヘツド回転モータ16の駆動力が伝
達されると矢印A方向に回転するようになつてい
る。
Next, reference numeral 10 denotes a hollow cylindrical upper casing joined to the upper end of the furnace body 1, and a lifting head 11 is provided at the upper end of the upper casing so as to be horizontally pivotable. A wire pulling mechanism 12 is provided in the pulling head 11, and a wire cable 13 extends from the wire lifting mechanism 12 toward the center of rotation of the crucible 2. The driving force of a pulling motor 15 is transmitted to the wire pulling mechanism 12, and depending on the direction of rotation of the pulling motor 15, the wire cable 13 can be pulled up or
They are starting to lower their prices. Further, the lifting head 11 is configured to rotate in the direction of arrow A when the driving force of the head rotation motor 16 is transmitted.

次に、20はワイアケーブル13の下端に取り
付けられているシードホルダであり、図示のよう
にシード(単結晶の種)21を保持するものであ
る。
Next, 20 is a seed holder attached to the lower end of the wire cable 13, which holds a seed (single crystal seed) 21 as shown.

上記構成において、シード21を溶湯7に浸漬
させた後に、ヘツド回転モータ16を駆動し、か
つ、引上モータ15を引上方向に駆動すると、ワ
イアケーブル13は矢印A方向に駆動されながら
上方に引き上げられてゆき、このシード21の下
端部に単結晶シリコン22が図示のように成長し
てゆく。また、この単結晶成長工程においては、
軸4が矢印Aと逆方向に回転され、これにより、
単結晶シリコン22と溶湯7とが互いに逆方向に
回転するように構成されている。
In the above configuration, when the head rotation motor 16 is driven and the pulling motor 15 is driven in the lifting direction after the seed 21 is immersed in the molten metal 7, the wire cable 13 is driven upward in the direction of arrow A. As the seed 21 is pulled up, single crystal silicon 22 grows at the lower end of the seed 21 as shown in the figure. In addition, in this single crystal growth process,
The shaft 4 is rotated in the opposite direction to arrow A, so that
The single crystal silicon 22 and the molten metal 7 are configured to rotate in opposite directions.

また、第2図において、29は引上モータ15
の回転速度を検出する速度検出器、30は装置各
部を制御する制御部である。この場合、速度検出
器29の検出信号S1(引上速度に対応)およびテ
レビカメラ25の映像信号は、各々制御部30に
供給されるようになつている。そして、制御部3
0の機能は、信号S1に基づく結晶引上速度の検
出、テレビカメラ25の画像信号に基づく成長単
結晶の直径測定、ヒータ6の発熱量制御、モータ
15,16の回転制御、およびルツボ回転モータ
32、ルツボ昇降モータ31の回転制御等であ
る。この制御部30の各種制御は、内蔵ROM内
の所定プログラムに従つて行なわれる。
In addition, in FIG. 2, 29 is the pulling motor 15.
A speed detector 30 detects the rotational speed of the apparatus, and 30 is a control section that controls each part of the apparatus. In this case, the detection signal S 1 (corresponding to the pulling speed) of the speed detector 29 and the video signal of the television camera 25 are each supplied to the control section 30. And the control section 3
0's functions include detecting the crystal pulling speed based on the signal S1 , measuring the diameter of the growing single crystal based on the image signal of the television camera 25, controlling the amount of heat generated by the heater 6, controlling the rotation of the motors 15 and 16, and rotating the crucible. This includes rotation control of the motor 32 and the crucible lifting/lowering motor 31, etc. Various controls of this control section 30 are performed according to a predetermined program in the built-in ROM.

さて、引き上げられて行く単結晶シリコン22
の成長形状は、上端部(以下、トツプという)お
よび下端部(以下、ボトムという)においては
各々目的とする形状に一致させるのが望ましく、
また、直胴部分やシード部分においては目標値に
等しい均一直径とするのが望ましい。そして、成
長形状を決定するのは、引上速度、溶湯温度、単
結晶シリコン22の相対的回転速度、および溶湯
液面レベルなどであるから、これらのパラメータ
を調整しながら単結晶シリコン22の直径や形状
が所望の大きさとなるように制御を行う必要があ
る。
Now, single crystal silicon 22 is being pulled up.
It is desirable that the growth shape of the upper end (hereinafter referred to as "top") and lower end (hereinafter referred to as "bottom") correspond to the desired shape.
Further, it is desirable that the straight body portion and the seed portion have a uniform diameter equal to the target value. Since the growth shape is determined by the pulling speed, the temperature of the molten metal, the relative rotational speed of the single crystal silicon 22, the liquid level of the molten metal, etc., the diameter of the single crystal silicon 22 is determined by adjusting these parameters. It is necessary to perform control so that the size and shape become the desired size.

この場合シード部および直胴部の直径制御にお
いては、炉体1の上端部分に設けた窓部1aから
テレビカメラ25により溶湯7の上面を撮影し、
さらに、テレビカメラ25の画像データを解析し
て単結晶シリコン22と溶湯液面との境界位置を
検出し、この検出結果に基づいて単結晶シリコン
22の直径が所定の大きさに沿うように上記各パ
ラメータを制御している。また、単結晶シリコン
22が成長して行くと、ルツボ2内の溶湯液面が
低下するが、溶湯液面の低下は単結晶シリコン2
2の直径を変化させてしまい成長形状に悪影響及
ぼすので、軸4を上昇させて液面レベルを一定を
保つようにしている。
In this case, in controlling the diameter of the seed part and the straight body part, the upper surface of the molten metal 7 is photographed by the television camera 25 through the window part 1a provided in the upper end part of the furnace body 1,
Furthermore, the image data of the television camera 25 is analyzed to detect the boundary position between the single crystal silicon 22 and the molten metal liquid surface, and based on this detection result, the diameter of the single crystal silicon 22 is adjusted to a predetermined size. Controls each parameter. Furthermore, as the single crystal silicon 22 grows, the liquid level of the molten metal in the crucible 2 decreases;
Since changing the diameter of the tube 2 would have an adverse effect on the growth shape, the shaft 4 is raised to keep the liquid level constant.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、ボトムの形状制御は、引上が終了し
た直胴部を無転位の状態に保つために、結晶の直
径を除々に小さく絞つて行く形状制御を行う。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the shape control of the bottom is carried out by gradually reducing the diameter of the crystal in order to maintain the straight body part after being pulled in a dislocation-free state. .

そして、従来におけるボトム形状制御は、熟練
作業者がボトム部を目視しながら、引上速度と溶
湯温度とを制御し、これにより、ボトム形状を制
御していた。すなわち、単結晶22の直径は、引
上速度が速いと小さく、引上速度が遅いと大きく
なり、また、溶湯表面温度が高いと小さく、溶湯
表面温度が低いと大きくなるから、これらの値を
制御することによつて、ボトム形状を手動によつ
て制御していた。
In conventional bottom shape control, a skilled worker visually inspects the bottom part and controls the pulling speed and molten metal temperature, thereby controlling the bottom shape. In other words, the diameter of the single crystal 22 becomes smaller when the pulling speed is faster, becomes larger when the pulling speed is slower, becomes smaller when the molten metal surface temperature is higher, and becomes larger when the molten metal surface temperature is lower, so these values are By controlling the bottom shape, the bottom shape was manually controlled.

しかしながら、手動による従来の方法にあつて
は、ボトム形状が一定せず、また、熟練を必要と
したり、人為的なミスによる形状の変形等の問題
があつた。
However, in the conventional manual method, the bottom shape is not constant, requires skill, and has problems such as deformation of the shape due to human error.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、ボトム形状制御を人手を要せずに完全自動
化し、かつ、ボトム形状を目標形状に高精度に一
致させることができる引上単結晶のボトム形状制
御方法を提供することを目的とする。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and is a method for producing a pulled single crystal that can fully automate bottom shape control without the need for human labor and can match the bottom shape to the target shape with high precision. The present invention aims to provide a bottom shape control method.

「問題点を解決するための手段」 この発明は上述した問題点を解決するために、
成長中の単結晶の直径を検出する直径検出部と、
前記単結晶を引き上げる引上部と、この引上部の
引上速度を検出する引上速度検出部とを有する単
結晶引上装置における引上単結晶のボトム形状制
御方法において、前記単結晶の直胴部の引上工程
では、該直胴部の直径と所定の目標値との偏差が
0となるように前記引上部の引上速度を制御し、
前記単結晶のボトム部の引上工程では、この工程
に至る直前の規定時間における引上速度の平均値
を算出し、該平均値に基づいて前記単結晶の前記
ボトム部の引上動作を行うようにしている。な
お、前記ボトム部の引上工程に至る直前の規定時
間における前記引上速度の平均値の算出は、前記
引上工程に至る直前の規定時間を複数に分割し、
これら分割された時間毎の平均引上速度を算出
し、これら平均引上速度から平均値を算出するこ
とによつて行う。
"Means for Solving the Problems" In order to solve the above-mentioned problems, this invention
a diameter detection unit that detects the diameter of the growing single crystal;
In a method for controlling the bottom shape of a pulled single crystal in a single crystal pulling apparatus having a pulling part for pulling up the single crystal and a pulling speed detection part for detecting a pulling speed of the pulling part, In the pulling process of the part, controlling the pulling speed of the pulling part so that the deviation between the diameter of the straight body part and a predetermined target value becomes 0,
In the step of pulling up the bottom portion of the single crystal, an average value of the pulling speed during a specified time immediately before this step is calculated, and the pulling operation of the bottom portion of the single crystal is performed based on the average value. That's what I do. Note that the calculation of the average value of the pulling speed in the specified time period immediately before the bottom part pulling process is performed by dividing the specified time period immediately before the lifting process into a plurality of parts,
This is performed by calculating the average pulling speed for each of these divided times and calculating the average value from these average pulling speeds.

「作 用」 ボトム工程における引上速度おおよび溶湯温度
が、ボトム工程に至る直前の規定時間における引
上速度の平均値に基づいて算出されるから、現時
点の単結晶引上状況に適合化したボトム工程が自
動的に行なわれる。
``Function'' Since the pulling speed and molten metal temperature in the bottom process are calculated based on the average value of the pulling speed during the specified time immediately before the bottom process, it is adapted to the current single crystal pulling situation. The bottom process is performed automatically.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を適用したボトム
形状制御方法を示すフローチヤートである。な
お、この実施例において用いられる単結晶引上装
置の構成は、前述した第2図に示す引上装置と同
様である。
FIG. 1 is a flowchart showing a bottom shape control method to which an embodiment of the present invention is applied. The configuration of the single crystal pulling apparatus used in this example is the same as the above-described pulling apparatus shown in FIG. 2.

まず、制御部30は、シード21をいつたん溶
湯7に浸漬すると、引上モータ15の回転方向を
反転し、これにより、シード部の引上工程に入
り、以下、シード部、トツプ部、直胴部の引上を
順次行つてゆく。ここで、第1図に示す処理のう
ちステツプSP10〜ステツプSP15の処理は、直胴
部の直径制御処理であり、このうちステツプ
SP10は従来から行なわれている処理、ステツプ
SP11〜ステツプSP15はこの実施例において特に
行つている処理である。以下にこれらの処理につ
いて説明する。
First, once the seed 21 is immersed in the molten metal 7, the control unit 30 reverses the rotation direction of the pulling motor 15, thereby entering the seed part pulling process. The torso will be pulled up one by one. Here, among the processes shown in FIG.
SP10 uses conventional processing and steps.
Steps SP11 to SP15 are processes that are particularly performed in this embodiment. These processes will be explained below.

まず、ステツプSP10の処理は、直胴部の直径
を目標値に一致させる処理である。この処理は、
テレビカメラ25の画像信号の解析によつて得ら
れる直胴部の直径値が目標値に一致するように、
引上速度および溶湯2の表面温度等を制御する。
この場合の引上速度制御は、例えば、検出された
直径と目標値との偏差を検出し、この偏差を0と
するような引上速度をPID(比例・積分・微分)
演算等によつて求め、新たに求めた引上速度によ
つて引上を行う。また、溶湯表面温度の制御にお
いては、ヒータ供給電力やルツボ回転速度を制御
することにより、その温度を一定とするような制
御を行う。したがつて、ステツプSP10の処理に
よつて直胴部の直径は一定に制御されるが、引上
速度は、その時の条件に応じて変動する。
First, the process at step SP10 is a process for making the diameter of the straight body portion match a target value. This process is
so that the diameter value of the straight body part obtained by analyzing the image signal of the television camera 25 matches the target value,
The pulling speed, surface temperature of the molten metal 2, etc. are controlled.
In this case, the pulling speed control is performed by, for example, detecting the deviation between the detected diameter and the target value, and setting the pulling speed so that this deviation becomes 0 using PID (proportional, integral, differential).
This is determined by calculation, etc., and the lifting is performed at the newly determined lifting speed. Furthermore, in controlling the molten metal surface temperature, control is performed to keep the temperature constant by controlling the heater supply power and the crucible rotation speed. Therefore, although the diameter of the straight body portion is controlled to be constant through the process of step SP10, the pulling speed varies depending on the conditions at that time.

次に、ステツプSP11〜SP15の処理について説
明する。
Next, the processing of steps SP11 to SP15 will be explained.

ステツプSP11は、直胴部の引上時間が規定時
間T1に達したかどうかを判定する処理であり、
規定時間に達していればステツプSP12へ移り、
達していなければステツプSP14へ移る。この場
合の規定時間T1は、数mm程度の引上長に対応し
て数分単位で設定されている。
Step SP11 is a process for determining whether the time for pulling up the straight body has reached the specified time T1,
If the specified time has been reached, move on to step SP12,
If it has not been reached, move to step SP14. The specified time T1 in this case is set in units of several minutes corresponding to a pulling length of approximately several mm.

そして、引上時間が規定時間に達していない場
合は、ステツプSP11からステツプSP14へ移り、
ここで、引上速度を累計する処理を行う。この引
上速度累計処理は、現時点の引上速度を予め用意
したレジスタSUMに入れるとともに、以後この
ステツプSP14を実行する毎に、現時点引上速度
をレジスタSUMに加算してゆく処理である。こ
のステツプSP14の処理が終了すると、ステツプ
SP15に移り、平均化用のカウンタCOUNTの内
容をインクリメントする。この場合、カウンタ
COUNTの内容は、初期状態においてはクリアさ
れている。そして、ステツプSP15の処理が終了
すると、ステツプSP16に移り、ボトム形状制
御の工程に入つたかどうか、すなわち、直胴部の
引上処理が終わつたかどうかが判定される。この
ステツプSP16における判定は、例えば、操作者
によつてボトム制御開始のボタンが押されたか、
あるいは、直胴部の引上長の累計値が予め設定さ
れている目標値に達したかどうかを判定すること
によつて行なわれる。そして、ステツプSP16で
「NO」と判定されると、再びステツプSP10へ戻
り、以後は、ステツプSP11で「YES」と判定さ
れるまで、すなわち、引上時間が規定長に達する
まで、ステツプSP10→SP11→SP14→SP15→
SP16→SP10なるループl1を循環する。したが
つて、このループl1を抜け出した時点における
レジスタSUMの内容は、規定時間T1における
引上速度の総和となり、また、カウンタCOUNT
のカウント内容は、ステツプSP15の実行回数、
すなわち、加算回数に対応する。
If the lifting time has not reached the specified time, the process moves from step SP11 to step SP14.
Here, processing is performed to accumulate the pulling speed. This pulling speed accumulation process is a process in which the current pulling speed is entered into a register SUM prepared in advance, and the current pulling speed is added to the register SUM every time this step SP14 is executed thereafter. When the processing of this step SP14 is completed, the step
Proceeding to SP15, the contents of the averaging counter COUNT are incremented. In this case, the counter
The contents of COUNT are cleared in the initial state. When the process of step SP15 is completed, the process moves to step SP16, and it is determined whether the process of controlling the bottom shape has started, that is, whether the process of pulling up the straight body part has been completed. The determination in step SP16 is, for example, whether the bottom control start button has been pressed by the operator;
Alternatively, this is performed by determining whether the cumulative total of the pulling length of the straight body portion has reached a preset target value. When the determination is "NO" at step SP16, the process returns to step SP10 again, and from then on, the process continues from step SP10 to SP11→SP14→SP15→
A loop l1 of SP16→SP10 is circulated. Therefore, the contents of the register SUM at the time of exiting from this loop l1 are the sum of the pulling speeds in the specified time T1, and the contents of the register SUM are the sum of the pulling speeds in the specified time T1, and the contents of the register
The count contents are the number of times step SP15 is executed,
In other words, it corresponds to the number of additions.

次に、ステツプSP11で「YES」と判定されて
ステツプSP12へ移ると、レジスタSUM内の累計
値をカウンタCOUNTのカウント値で除算し、こ
れにより、規定時間T1内における引上速度の平
均値を求め、この平均引上速度をレジスタAVE
〓SEに格納する。また、ステツプSP12において
はレジスタSUMとカウンタCOUNTの内容をク
リアするとともに、引上時間を計時するタイマも
クリアする。次に、ステツプSP13に移ると、レ
ジスタAVE〓SE内の平均速度データをシフトレ
ジスタに格納する。この場合、シフトレジスタは
数10〜100個程度のレジスタからなり、ステツプ
SP13においてデータ格納がある毎に、順次デー
タをシフトして行くとともに、終端のレジスタに
格納されているデータは次のデータ格納タイミン
グにおいて破棄するように構成されている。
Next, when the judgment is ``YES'' at step SP11 and the process moves to step SP12, the cumulative value in the register SUM is divided by the count value of the counter COUNT, and thereby the average value of the pulling speed within the specified time T1 is calculated. Find this average lifting speed and register AVE.
〓Stored in SE. Further, in step SP12, the contents of the register SUM and the counter COUNT are cleared, and a timer for measuring the pulling time is also cleared. Next, in step SP13, the average speed data in the register AVE SE is stored in the shift register. In this case, the shift register consists of about 10 to 100 registers, and the
Each time data is stored in SP13, the data is sequentially shifted, and the data stored in the terminal register is discarded at the next data storage timing.

ステツプSP13の処理が終わると、ステツプ
SP16へ移り、ボトム工程に入つたかどうかが判
定され、入つていなければ再びステツプSP10を
介してステツプSP11に至る。この際のステツプ
SP11の判定は、ステツプSP12の処理によつてタ
イマがクリアされているため「NO」となり、こ
の結果、再びループl1を循環する処理が開始さ
れる。
When the processing of step SP13 is completed, step SP13 is completed.
Proceeding to SP16, it is determined whether or not the bottom process has been entered, and if it has not entered, the process returns to step SP11 via step SP10. Steps in this case
The determination at SP11 is "NO" because the timer has been cleared by the process at step SP12, and as a result, the process of circulating through the loop I1 is started again.

上述したことから判るように、ボトム工程に入
る前においては、規定時間T1毎に平均引上速度
が算出され、かつ、この平均引上速度が順次シフ
トレジスタに格納されて行く。
As can be seen from the above, before entering the bottom step, the average pulling speed is calculated every prescribed time T1, and this average pulling speed is sequentially stored in the shift register.

次に、ボトム工程が開始されると、ステツプ
SP16における判定が「YES」となつてステツプ
SP17に移り、シフトレジスタ内の全データをレ
ジスタ数で除算して規定時間T2における平均引
上速度を算出する。この場合の規定時間T2と
は、ボトム部の引上工程(ボトム工程)に至る直
前の規定時間であつて、上述したことから明らか
なように規定時間T1×レジスタ数となることか
ら、ほぼ1時間〜数時間の値となり、引上長で数
cm〜10cm程度に対応するものである。即ち、ステ
ツプ17の処理は、ボトム部の引上工程に至る直前
の規定時間における引上速度の平均値(平均引上
速度)を求める処理となる。
Next, when the bottom process is started, the step
When the judgment in SP16 is “YES”, proceed to the step.
Proceeding to SP17, all the data in the shift register is divided by the number of registers to calculate the average pulling speed for the specified time T2. The specified time T2 in this case is the specified time immediately before the bottom part pulling process (bottom process), and as is clear from the above, the specified time T1 x the number of registers, so it is approximately 1 The value is from hours to several hours, and the pulling length is a number.
It corresponds to about 10 cm to 10 cm. That is, the process in step 17 is a process for calculating the average value of the pulling speed (average pulling speed) during the specified time immediately before the bottom part pulling process.

次いで、ステツプ18に移ると、ステツプ17で求
めた平均引上速度を基準データとし、この基準デ
ータに対して所定の演算を施して、ボトム部にお
ける引上速度の初期値を算出する。例えば、ステ
ツプSP17で得られた平均引上速度の1.2倍をボト
ム部における引上速度の初期値とするように設定
したとすると、平均引上速度が1mm/minのとき
は1.2mm/minとし、平均引上速度が1.2mm/min
のときは1.44mm/minとする演算を行う。
Next, in step 18, the average pulling speed obtained in step 17 is used as reference data, and a predetermined calculation is performed on this reference data to calculate an initial value of the pulling speed at the bottom portion. For example, if the initial value of the bottom pulling speed is set to 1.2 times the average pulling speed obtained in step SP17, then if the average pulling speed is 1 mm/min, it is set to 1.2 mm/min. , average pulling speed is 1.2mm/min
When , the calculation is performed to set the speed to 1.44mm/min.

また、ステツプSP18においては、ステツプ
SP17において算出した平均引上速度を溶湯温度
のフイードバツク情報として用いたボトム部引上
工程における溶湯温度の制御も行う。これは、溶
湯温度の変動に引上速度が対応することを利用す
る処理であり、、対応する理由は以下の通りであ
る。すなわち、直胴部の引上処理(ステツプ
SP10〜SP15)は、溶湯温度が設定値より低い場
合は直径増加を抑制するために引上速度を上昇さ
せ、また、溶湯温度が設定値より高い場合の直径
減少を抑制するために引上速度を遅くする処理と
なるから、溶湯温度の変動は引上速度の変動に反
映されることとなる。そして、ステツプSP18で
はステツプSP17で算出した平均引上速度から平
均溶湯温度を解析し、この解析結果を基準とし
て、ボトム部引上処理における溶湯温度の初期値
を算出する。
In addition, in step SP18,
The molten metal temperature in the bottom part pulling process is also controlled using the average pulling speed calculated in SP17 as molten metal temperature feedback information. This is a process that utilizes the fact that the pulling speed corresponds to fluctuations in molten metal temperature, and the reason for this correspondence is as follows. In other words, the lifting process (step
SP10~SP15) increases the pulling speed to suppress the diameter increase when the molten metal temperature is lower than the set value, and increases the pulling speed to suppress the diameter decrease when the molten metal temperature is higher than the set value. Since the process slows down the molten metal temperature, fluctuations in the molten metal temperature will be reflected in fluctuations in the pulling speed. Then, in step SP18, the average molten metal temperature is analyzed from the average pulling speed calculated in step SP17, and based on this analysis result, an initial value of the molten metal temperature in the bottom part pulling process is calculated.

次に、ステツプSP19に移ると、ボトムシーケ
ンスが開始される。この場合のボトムシーケンス
は、予め記憶されているプログラムに従い、ボト
ムの引上長に応じて引上速度、溶湯温度等を変化
させて行く処理である。ただし、ステツプSP19
における引上速度および溶湯温度の初期値はステ
ツプSP18において算出された値が設定される。
このステツプSP19における引上速度制御の一例
を示すと、例えば、ボトム部の引上が距離L1に
達するまでは、ステツプ18で算出した引上速度の
初期値で引き上げ、距離L2(L1<L2)に達
するまでは、前記初期値の1.2倍の速度で引き上
げ、さらに、距離L3(L2<L3)に達するま
では、前記初期値の1.4倍で引き上げるというよ
うに、引上速度初期値を順次所定の割合で増加さ
せる制御を行う。また、溶湯温度の制御も上記速
度制御と同様に行なわれる。
Next, when the process moves to step SP19, the bottom sequence is started. The bottom sequence in this case is a process of changing the pulling speed, molten metal temperature, etc. according to the bottom pulling length according to a pre-stored program. However, step SP19
The initial values of the pulling speed and molten metal temperature in step SP18 are set to the values calculated in step SP18.
An example of the pulling speed control in step SP19 is, for example, until the bottom part is pulled up to the distance L1, the bottom part is pulled up at the initial value of the pulling speed calculated in step 18, and the distance is L2 (L1<L2). The initial value of the pulling speed is sequentially set to a predetermined value, such as pulling at a speed of 1.2 times the initial value until reaching distance L3 (L2<L3), and then pulling at a speed of 1.4 times the initial value until reaching distance L3 (L2<L3). Control is performed to increase the rate of increase. Furthermore, control of the molten metal temperature is performed in the same manner as the speed control described above.

このように、ボトム部引上処理における引上速
度および溶湯温度が、ボトム工程に至る直前の規
定時間における引上速度の平均値に応じて設定さ
れると、現時点の単結晶引上状況に最も適したボ
トム引上処理とすることができるとともに、直胴
部引上処理からボトム部引上処理への移行を極め
て短時間に、かつ、スムーズに行うことがででき
る。したがつて、ボトム部引上処理の自動化を良
好に行うことができる。
In this way, if the pulling speed and molten metal temperature in the bottom part pulling process are set according to the average value of the pulling speed during the specified time immediately before the bottom process, it will be possible to obtain the most suitable for the current single crystal pulling situation. A suitable bottom lifting process can be performed, and the transition from the straight body part lifting process to the bottom part lifting process can be performed extremely quickly and smoothly. Therefore, the bottom part lifting process can be efficiently automated.

一方、この場合において、ボトム部シーケンス
の引上速度初期値および溶湯温度初期値を各々固
定の値にしておくと、ボトム引上処理に入つた時
点における引上条件が想定した条件と異なつてい
た場合には、ボトム形状が予期した通りにならな
くなる不都合が発生する。また、この不都合を回
避するために、想定した引上条件一致させる中間
的な処理をボトム部の処理の前に行うとすると、
条件を合わせるために無駄な時間を要してしまう
問題が発生する。特に、溶湯温度は設定値に一致
させるために多くの時間(1〜2時間)を要して
しまうため、作業効率の点で極めて不利となる。
On the other hand, in this case, if the initial value of the pulling speed and the initial value of the molten metal temperature in the bottom sequence are set to fixed values, the pulling conditions may differ from the expected conditions at the time the bottom pulling process is started. In this case, the bottom shape may not be as expected. Also, in order to avoid this inconvenience, if we perform intermediate processing to match the assumed lifting conditions before processing the bottom part,
A problem arises in that it takes a lot of time to match the conditions. In particular, it takes a long time (1 to 2 hours) to adjust the temperature of the molten metal to the set value, which is extremely disadvantageous in terms of work efficiency.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、単結
晶の直胴部の引上工程では、該直胴部の直径と所
定の目標値との偏差が0となるように引上部の引
上速度を制御し、前記単結晶のボトム部の引上工
程では、あらかじめ固定した引上速度ではなく、
この工程に至る直前の規定時間における引上速度
の平均値を算出し、該平均値に基づいて前記単結
晶の前記ボトム部の引上動作を行うようにしたの
で、直胴部引上処理中における引上条件の変動等
にかかわらず、単結晶引上状況に最も適したボト
ム引上処理とすることができるとともに、直胴部
引上処理からボトム部引上処理への移行を極めて
短時間に、かつ、スムーズに行うことができ、従
つて、ボトム部引上処理の自動化を良好に行うこ
とができる効果を奏する。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, in the step of pulling a straight body of a single crystal, the straight body is pulled so that the deviation between the diameter of the straight body and a predetermined target value becomes 0. The pulling speed of the upper part is controlled, and in the pulling process of the bottom part of the single crystal, the pulling speed is not fixed in advance.
The average value of the pulling speed during the specified time immediately before this step was calculated, and the pulling operation of the bottom part of the single crystal was performed based on the average value, so that during the straight body part pulling process, Regardless of the fluctuations in the pulling conditions, etc., the bottom pulling process can be the most suitable for the single crystal pulling situation, and the transition from the straight body part pulling process to the bottom part pulling process can be made in an extremely short time. This has the effect that the bottom part lifting process can be efficiently automated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例における制御方法
を示すフローチヤート、第2図は一般的な単結晶
引上装置の構成を示す概略構成図である。 2……ルツボ、4……軸、10……上部ケーシ
ング、13……ワイヤケーブル、15……引上モ
ータ(引上部)、20……シードホルダー、21
……シード、22……単結晶シリコン、25……
テレビカメラ(直径検出部)、29……速度検出
器(引上速度検出部)、30……制御部(直径検
出部:引上速度検出部)。
FIG. 1 is a flow chart showing a control method in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a general single crystal pulling apparatus. 2... Crucible, 4... Shaft, 10... Upper casing, 13... Wire cable, 15... Pulling motor (pulling part), 20... Seed holder, 21
...Seed, 22...Single crystal silicon, 25...
Television camera (diameter detection section), 29... speed detector (pulling speed detection section), 30... control section (diameter detection section: pulling speed detection section).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 成長中の単結晶の直径を検出する直径検出部
と、前記単結晶を引き上げる引上部と、この引上
部の引上速度を検出する引上速度検出部とを有す
る単結晶引上装置における引上単結晶のボトム形
状制御方法において、前記単結晶の直胴部の引上
工程では、該直胴部の直径と所定の目標値との偏
差が0となるように前記引上部の引上速度を制御
し、前記単結晶のボトム部の引上工程では、この
工程に至る直前の規定時間における引上速度の平
均値を算出し、該平均値に基づいて前記単結晶の
前記ボトム部の引上動作を行うことを特徴とする
引上単結晶のボトム形状制御方法。 2 前記ボトム部の引上工程に至る直前の規定時
間における前記引上速度の平均値の算出は、前記
引上工程に至る直前の規定時間を複数に分割し、
これら分割された時間毎の平均引上速度を算出
し、これら平均引上速度から平均値を算出するこ
とによつて行うことを特徴とする特許請求の範囲
第1頁記載の単結晶引上装置の制御方法。
[Scope of Claims] 1. A single crystal having a diameter detection section that detects the diameter of a growing single crystal, a pulling section that pulls up the single crystal, and a pulling speed detection section that detects the pulling speed of the pulling section. In the method for controlling the bottom shape of a pulled single crystal in a crystal pulling apparatus, in the step of pulling the straight body part of the single crystal, the diameter of the straight body part and a predetermined target value are set to zero. The pulling speed of the pulling part is controlled, and in the pulling process of the bottom part of the single crystal, the average value of the pulling speed for a specified time immediately before this process is calculated, and the pulling speed of the single crystal is controlled based on the average value. A method for controlling the bottom shape of a pulled single crystal, comprising performing a pulling operation of the bottom portion. 2. Calculation of the average value of the pulling speed in the specified time immediately before the bottom part pulling process is performed by dividing the specified time immediately before the lifting process into a plurality of parts,
The single crystal pulling apparatus according to page 1 of the claims is characterized in that the method is carried out by calculating an average pulling speed for each of these divided times and calculating an average value from these average pulling speeds. control method.
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