JPH0497979A - Fz法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置 - Google Patents

Fz法による単結晶育成状態の異常を検出する方法及びその装置

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JPH0497979A
JPH0497979A JP21335090A JP21335090A JPH0497979A JP H0497979 A JPH0497979 A JP H0497979A JP 21335090 A JP21335090 A JP 21335090A JP 21335090 A JP21335090 A JP 21335090A JP H0497979 A JPH0497979 A JP H0497979A
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宮本 憲人
Hironori Takahashi
宏典 高橋
Keizo Miyauchi
宮宇地 恵三
Masanobu Kawada
真伸 河田
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、FZ法により単結晶を育成するにあたり、l
l11結晶育成装置内の溶融帯及びその周辺の状態をテ
レビカメラで撮影し、その映像信号を利用して、熔融帯
の変形や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異常な
ふれの発生など、単結晶育成状態の異常を検出する方法
及びその装置に関する。
〔従来の技術〕
FZ法による単結晶の育成中に、溶融帯の部分に加熱不
良が発生して溶融帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常
が起ったり、原料棒と育成単結晶が相互に接触して原料
棒がふれるなどの異常状態を生じることが′ある。そし
て、これらの異常状態に気付かずそのまま加熱育成を継
続すると、単結晶育成に失敗したり、さらには育成装置
の故障等のトラブルが発生するため、適切な処置を必要
とする。
現在は、溶融帯及びその周辺の状態をテレビカメラで撮
影し、その映像を画像モニタにより人が常時監視して、
トラブル時の処置を行っている。
また、複数のラインセンサ、あるいはラインセンサとエ
リアセンサを組み合わせて溶融帯の直径、高さ、外形形
状等を測定し、これをランプパワーあるいは溶融帯の高
さにフィードバックする製造方法が提案されている(例
えば特開昭60−191093号公報参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
人による監視は、人手を要すること、見落しが生ずるこ
となどで確実性に欠ける。加えて、FZ法による単結晶
の育成は数時間から数日を要するため、深夜を含む長時
間にわたって常時監視を行うことは実際上無理であり、
安全衛生面においても問題がある。
方、複数のラインセンサ、あるいはラインセンサとエリ
アセンサを組み合わせて溶融帯の直径。
高さ、外形形状等を測定し、ランプパワー、あるいは溶
融帯の高さにフィードバックする方法は、設備が複雑か
つ高価なものとなり、また具体的な演算処理の方法やフ
ィードバンクの方法が開示されていないため、実際の育
成に適用するにあたっては、まだ解決されなければなら
ないデリケートな種々の問題が考えられ、その完全実施
にはかなりの困難が予想される。
こうした事情により、簡単でかつ確実な方法や装置によ
る、これらの問題の解決が待たれていた。
本発明は、FZ法による単結晶の育成中に、溶融帯の変
形や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒と育成単結晶
が相互に接触して原料棒がふれるなどの異常状態が生じ
た場合、その状況を早期かつ確実に検出して警報を発す
る方法とその装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、次の方法及び装置により達成される。
請求項1の発明は、FZ法による単結晶育成時に、単結
晶育成装置内の溶融帯及びその周辺をテレビカメラで撮
影する。次に撮影した画面内で、溶融帯の近傍及び/ま
たは原料棒の近傍に少なくとも1つのエリアを設定する
。この設定エリア内の信号を部分映像信号として個別に
抽出する。さらに、抽出した部分映像信号をそれぞれ演
算して画素明暗差信号とする。この画素明暗差信号があ
らかじめ設定した基準値を越えたときに警報信号を発す
る。こうして、FZ法による単結晶育成状態の異常を検
出する方法である。
、!−1求項2の発明は、FZ法による単結晶育成時に
 lit結晶育成装置内の溶融帯及びその周辺を撮影す
るテレビカメラと、撮影した画面内の任意の箇所に少な
くとも1つのエリアを設定するとともに、この設定エリ
ア内の信号を部分映像信号として個別に抽出する信号処
理回路と、抽出した部分映像信号の振幅の変化をそれぞ
れ演算して画素明暗差信号とする演算回路と、この画素
明暗差信号とあらかじめ設定した基準値とを比較して、
画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報を発する比
較回路と、点検調整のための画像モニタとを有する、F
Z法による単結晶育成状態の異常を検出する装置である
[作 用] FZ法による単結晶育成にあたって、単結晶育成装置内
の溶融帯及びその周辺をテレビカメラで撮影する。次に
撮影した画面内で、溶融帯の変形や垂れ下がりを検出し
たい部分及び/または原料棒のふれを検出したい部分に
少なくとも1つのエリアを設定する。ここで設定したエ
リア内の信号を部分映像信号として個別に抽出する。次
に、抽出した部分映像信号の振幅の変化を演算回路でそ
れぞれ演算して画素明暗差信号とする。この画素明暗差
信号と、あらかじめ設定しておいた基準値とを比較して
、画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報信号を発
する。
いま、溶融帯の変形や垂れ下がり、あるいは原料棒のふ
れなどが発生すると、上記設定エリア内の画素明暗差信
号が大きくなり、警報信号が発せられる。こうして溶融
帯の変形や垂れ下がりなどの形状異常や、原料棒の異常
なふれの発生など、単結晶育成状態の異常状態を検出す
ることができる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例をブロック図で示したもの
であるが、本発明はこの実施例にβR定されるものでは
ない。
単結晶育成装置1内の溶融帯2、原料棒3及び育成単結
晶4の状態を単結品育成装[1に設けたテレビカメラ5
で撮影し、その映像信号Vは信号処理回路6に送られる
。テレビカメラ5で撮影する対象は、溶融帯3及びその
周辺であって5直接撮影してもよく、又は別の光学系を
使用してスクリーンに写し出された像を間接撮影しても
よい。
信号処理回路6は、映像信号Vを処理するもので、撮影
した画面内の任意の位置にエリアを設定し、第2図に示
すようにマーカ7を表示させる。
このエリアを設定する場所は、異常状態を検出すべき対
象物の近傍であって、その大きさおよび形状は、対象物
の状態に応じて適宜決定される。具体的には、溶融帯2
の変形や垂れ下がりなどの形状異常を検出する場合には
溶融帯2の近傍に、原料棒3の異常なふれを検出する場
合には原料棒3の近傍に置かれ、溶融帯2の近傍と原料
棒3の近傍の両方を同時に設定してもよく、また必要に
よってはそれぞれの対象物に2ケ所以上を設定すること
ができる。本実施例は、溶融帯2の近傍と原料棒3の近
傍の両方にそれぞれ1個のエリアを設定した例を示す。
そしてこの決定は、信号処理回路6の信号を画像モニタ
8によって監視することにより容易に実施することがで
きる。さらに信号処理回路6は、設定したエリア内の信
号を部分映像信号Yとして個別に抽出し、これらの信号
Yは演算回路9に送られる。
演算回路9は、部分映像信号Yの振幅の変化をそれぞれ
演算して、画素明暗差信号Sとして比較回路10に送る
。画素明暗差信号S1.i部分映像信%Yの設定エリア
内における最大値と最小値の差であり、設定エリア内の
最明部と最暗部の差を表す。この振幅の変化の演算は、
設定エリア内を度に行っても、いくつかに分割して行っ
てもよい。
比較回路10は、lIT+7素明暗差信号Sと、あらか
じめ設定しておいた基準値S(とを比較して、画素明暗
差信号Sが基準値S+を越えたときに警報信号ALを発
する。この基準値S+は、溶融帯2が適切な加熱溶融状
態にあって単結晶の育成が正常に実施されているときに
、比較回路10が警報信号AI、を発しない感度に設定
する。
いま何かの原因によって、溶融帯2に変形や垂れトがす
などの形状異常が発生したり、原料棒3に異常なふれが
発生すると、第3図に示したようにF、記設定工1)ア
内に明暗が発生し1画素明暗差信+>Sが基↑値S1を
越えるため、警報信号A I−が発ぜられる。
なお、本発明に述べる信号の大小関係は、信号強度の大
小を意味し、数学的な大小を意味するものではない。
この警報信号ALによって、警報装置を作動させたり、
+4を結晶育成装置1の電源装置を制御して異常処理を
することなどができる。
なお、画像モニタ8は、点検調整のみならず、溶融帯2
及びその周辺の監視に使用できる。
〔発明の効果] 本発明の方法および装置によれば、FZ法による単結晶
の育成中に、溶融帯の加熱不良が発生して溶融帯の変形
や垂れ下がりなどの形状異常が起つたり、原料棒と育成
単結晶が相互に接触して原料棒がふれるなどの異常状態
を生じた場合、その状況を早期かつ確実に検出すること
ができるので、単結晶育成の失敗や単結晶育成装置の故
障発生等のトラブルの発生が未然に防止でき、さらに単
結晶育成装置の無人運転の可能性をもたらすなど、その
工業的価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
画像モニタの表示例を示す図、第3図は設定エリア内に
異常状態が表示された例を示す図である。 1・・・・・・単結晶育成装置 2・・・・・・溶融帯 3・・・・・・原料棒 4・・・・・・育成囃結晶 5・・・・・・テレビカメラ 6・・・・・・信号処理回路 7・・・・・・マーカ 8・・・・・・画像モニタ 9・・・・・・演算回路 lO・・・・・・比較回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)FZ法により単結晶を育成するにあたり、単結晶
    育成装置内の溶融帯及びその周辺をテレビカメラと画像
    モニタを使用して監視することにより、単結晶育成状態
    の異常を検出する方法において、テレビカメラで撮影し
    た画面内で、溶融帯の近傍及び/または原料棒の近傍に
    少なくとも1つのエリアを設定し、設定したエリア内の
    信号を設定エリアごとに部分映像信号として抽出し、さ
    らに抽出した部分映像信号をそれぞれ演算した画像明暗
    差信号が、あらかじめ設定した基準値を越えたときに警
    報信号を発することを特徴とする、FZ法による単結晶
    育成状態の異常を検出する方法。
  2. (2)FZ法により単結晶を育成するにあたり、単結晶
    育成装置内の溶融帯及びその周辺をテレビカメラと画像
    モニタを使用して監視し、単結晶育成状態の異常を検出
    する装置において、溶融帯及びその周辺を撮影するテレ
    ビカメラと、撮影した画面内の任意の箇所に少なくとも
    1つのエリアを設定するとともに、設定エリア内の信号
    を設定エリアごとの部分映像信号として抽出する信号処
    理回路と、抽出した部分映像信号の振幅の変化をそれぞ
    れ演算して画素明暗差信号とする演算回路と、この画素
    明暗差信号とあらかじめ設定した基準値とを比較して、
    画素明暗差信号が基準値を越えたときに警報を発する比
    較回路と、点検調整のための画像モニタとを有すること
    を特徴とする、FZ法による単結晶育成状態の異常を検
    出する装置。
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JP2016056036A (ja) * 2014-09-05 2016-04-21 信越半導体株式会社 半導体単結晶棒の製造装置及び製造方法
JP2017193461A (ja) * 2016-04-20 2017-10-26 株式会社Sumco 単結晶の製造方法および装置

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