JPH0559877B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0559877B2 JPH0559877B2 JP62240361A JP24036187A JPH0559877B2 JP H0559877 B2 JPH0559877 B2 JP H0559877B2 JP 62240361 A JP62240361 A JP 62240361A JP 24036187 A JP24036187 A JP 24036187A JP H0559877 B2 JPH0559877 B2 JP H0559877B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melt
- crystal
- chamber
- diameter
- crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 73
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、チヨクラルスキー法による単結晶製
造装置に用いられ、イメージセンサの映像信号を
処理して単結晶棒の融液との界面における径を測
定する結晶径測定装置に関する。
造装置に用いられ、イメージセンサの映像信号を
処理して単結晶棒の融液との界面における径を測
定する結晶径測定装置に関する。
［従来の技術及びその問題点］
シリコン単結晶棒は、ウエハー切断前に、径が
仕上がりしろになるまで外周面が研磨される。そ
の削りしろは、当然小さいほうが好ましいが、各
種の理由により、小さくするには限度がある。特
に、近年においては、チヨクラルスキー法により
製造されるシリコン単結晶棒は径が大きい（例え
ば、直径158mm）ので、削りしろに対する研削体
積の割合が大きくなり、製造コスト上問題とな
る。例えば、削りしろが１mmであつても、結晶棒
長600mm、直径158mmの場合には、研削体積は298
cm3にもなる。製造コスト低減の要請が特に強い近
年においては、削りしろを短くする意義は特に大
きい。
仕上がりしろになるまで外周面が研磨される。そ
の削りしろは、当然小さいほうが好ましいが、各
種の理由により、小さくするには限度がある。特
に、近年においては、チヨクラルスキー法により
製造されるシリコン単結晶棒は径が大きい（例え
ば、直径158mm）ので、削りしろに対する研削体
積の割合が大きくなり、製造コスト上問題とな
る。例えば、削りしろが１mmであつても、結晶棒
長600mm、直径158mmの場合には、研削体積は298
cm3にもなる。製造コスト低減の要請が特に強い近
年においては、削りしろを短くする意義は特に大
きい。
この削りしろは、結晶径制御の速応性及び安定
性を向上させて結晶棒外周面の凹凸を小さくする
ことにより短くすることができるが、単結晶製造
装置に用いられる結晶径測定装置の測定精度を向
上させることによつても短くすることができる。
性を向上させて結晶棒外周面の凹凸を小さくする
ことにより短くすることができるが、単結晶製造
装置に用いられる結晶径測定装置の測定精度を向
上させることによつても短くすることができる。
本発明の目的は、上記事実に鑑み、測定精度の
高い結晶径測定装置を提供することにある。
高い結晶径測定装置を提供することにある。
［発明の背景］
一般に、第６図に示す如く、結晶径測定装置に
用いられる工業用テレビカメラ１は、坩堝を収容
するチヤンバー２の首部３に突設された窓４に光
軸を向けて、ブラケツト５を介しチヤンバー２に
取り付けられている。
用いられる工業用テレビカメラ１は、坩堝を収容
するチヤンバー２の首部３に突設された窓４に光
軸を向けて、ブラケツト５を介しチヤンバー２に
取り付けられている。
結晶径制御においては、坩堝内融液を加熱する
ヒータへ供給する電力が調節される。この調節範
囲は、例えば、70〜90KWである。このため、熱
膨張によりチヤンバー２、坩堝及び坩堝を支持す
る軸が高さ方向に伸縮し、工業用テレビカメラ１
と融液面との間の距離Ｌが結晶育成中に変化す
る。チヤンバー２の温度はその部位により大きく
異なるので、単純に伸縮量を計算することができ
ない。
ヒータへ供給する電力が調節される。この調節範
囲は、例えば、70〜90KWである。このため、熱
膨張によりチヤンバー２、坩堝及び坩堝を支持す
る軸が高さ方向に伸縮し、工業用テレビカメラ１
と融液面との間の距離Ｌが結晶育成中に変化す
る。チヤンバー２の温度はその部位により大きく
異なるので、単純に伸縮量を計算することができ
ない。
そこで、工業用テレビカメラ１の外周面にアル
ミ箔を貼着し、このアルミ箔にレーザ６からのレ
ーザ光を照射し、その反射光を変位スケール７に
当て、スポツト位置を測定したところ、第７図に
示すような結果が得られた。
ミ箔を貼着し、このアルミ箔にレーザ６からのレ
ーザ光を照射し、その反射光を変位スケール７に
当て、スポツト位置を測定したところ、第７図に
示すような結果が得られた。
この図から、結晶育成中においては、融液面が
変化しなくても工業用テレビカメラ１と融液面と
の間の距離が２mm程度変化することがわかる。こ
の変化による結晶径測定誤差は0.3〜0.5mm程度も
あり、無視することができない。
変化しなくても工業用テレビカメラ１と融液面と
の間の距離が２mm程度変化することがわかる。こ
の変化による結晶径測定誤差は0.3〜0.5mm程度も
あり、無視することができない。
この変位は、チヤンバー２の適当な部位に温度
検出器３１を取り付けてチヤンバー２の代表的な
温度を検出し、または融液加熱用ヒータへの供給
電力値を用いて、近似式により充分な精度で算出
されることが分かつた。
検出器３１を取り付けてチヤンバー２の代表的な
温度を検出し、または融液加熱用ヒータへの供給
電力値を用いて、近似式により充分な精度で算出
されることが分かつた。
本発明は、本発明者によるこのような知見に基
づき案出された。
づき案出された。
［問題点を解決するための手段］
この目的を達成するために、本発明では、坩堝
を被うチヤンバーにイメージセンサを取り付け、
チヨクラルスキー法により製造される単結晶棒を
該イメージセンサにより撮像し、該イメージセン
サの映像信号を処理して、該単結晶棒の融液との
界面における径を測定する結晶径測定装置におい
て、 該チヤンバーの温度を検出しまたは該融液を加
熱するヒータへの供給電力を知る手段と、 該イメージセンサと融液面との間の距離を、該
チヤンバー温度または該供給電力に応じて補正す
る補正手段と、 補正後の該距離を用いて、該映像の結晶径から
実際の結晶径を演算する演算手段と、 を有することを特徴としている。
を被うチヤンバーにイメージセンサを取り付け、
チヨクラルスキー法により製造される単結晶棒を
該イメージセンサにより撮像し、該イメージセン
サの映像信号を処理して、該単結晶棒の融液との
界面における径を測定する結晶径測定装置におい
て、 該チヤンバーの温度を検出しまたは該融液を加
熱するヒータへの供給電力を知る手段と、 該イメージセンサと融液面との間の距離を、該
チヤンバー温度または該供給電力に応じて補正す
る補正手段と、 補正後の該距離を用いて、該映像の結晶径から
実際の結晶径を演算する演算手段と、 を有することを特徴としている。
［実施例］
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図には、結晶径測定装置の構成が示されて
いる。
いる。
坩堝移動軸１０の上端に支持されたグラフアイ
ト坩堝１２には、ポリシリコンが所定重量入れら
れた石英坩堝１４が嵌入されており、このポリシ
リコンは、グラフアイト坩堝１２を囲繞する図示
しないヒータにより加熱溶融されて、融液１６に
なる。この坩堝移動軸１０は、モータ１８の回転
により上下動され、融液１６の上面（融液面１６
Ａ）位置が所定位置になるよう調節される。坩堝
移動軸１０の上下方向の位置は、下限位置検出器
２０及び坩堝移動軸１０の移動量に比例した数の
パルスを出力するパルスジエネレータ２２により
検出される。
ト坩堝１２には、ポリシリコンが所定重量入れら
れた石英坩堝１４が嵌入されており、このポリシ
リコンは、グラフアイト坩堝１２を囲繞する図示
しないヒータにより加熱溶融されて、融液１６に
なる。この坩堝移動軸１０は、モータ１８の回転
により上下動され、融液１６の上面（融液面１６
Ａ）位置が所定位置になるよう調節される。坩堝
移動軸１０の上下方向の位置は、下限位置検出器
２０及び坩堝移動軸１０の移動量に比例した数の
パルスを出力するパルスジエネレータ２２により
検出される。
シリコン単結晶は、種ホルダ２４に保持された
種結晶２６の先端が融液１６に浸けられた後、引
き上げられて製造される。このシリコン単結晶と
融液１６との界面における結晶直径Ｄは、第６図
に示す如くチヤンバー２に固設された工業用テレ
ビカメラ１の映像信号を処理することにより測定
される。
種結晶２６の先端が融液１６に浸けられた後、引
き上げられて製造される。このシリコン単結晶と
融液１６との界面における結晶直径Ｄは、第６図
に示す如くチヤンバー２に固設された工業用テレ
ビカメラ１の映像信号を処理することにより測定
される。
しかし、工業用のテレビカメラ１と融液面１６
Ａとの間の距離Ｌが変化すると、正確な結晶直径
Ｄを測定することができない。
Ａとの間の距離Ｌが変化すると、正確な結晶直径
Ｄを測定することができない。
そこで、本実施例では、種付前に融液１６の上
方に配設された基準位置検出器３０と融液面１６
Ａとの間の距離Ｈを正確に測定した後、前記距離
Ｌが設定値L0になるよう坩堝移動軸１０を上下
動させ、チヤンバー２に取り付けられた温度検出
器３１によりチヤンバー２の温度を検出し、種付
後には、検出温度Ｔを用いて距離Ｌを補正し、補
正された距離LTを用いて正確な結晶直径Ｄを測
定するようになつている。以下にこれを詳述す
る。
方に配設された基準位置検出器３０と融液面１６
Ａとの間の距離Ｈを正確に測定した後、前記距離
Ｌが設定値L0になるよう坩堝移動軸１０を上下
動させ、チヤンバー２に取り付けられた温度検出
器３１によりチヤンバー２の温度を検出し、種付
後には、検出温度Ｔを用いて距離Ｌを補正し、補
正された距離LTを用いて正確な結晶直径Ｄを測
定するようになつている。以下にこれを詳述す
る。
種ホルダ２４の上端はワイヤ３２の一端に固着
され、ワイヤ３２の他端はドラム３４に固着さ
れ、ドラム３４の周面に刻設された螺旋溝にワイ
ヤ３２が巻回されている。ドラム３４は、モータ
３６により回転駆動されるとともに、モータ３６
によりねじ軸（図示せず）が回転されて軸方向へ
駆動され、ドラム３４から巻き出されたワイヤ３
２が水平方向へ曲げられず垂下し、ガイド３８を
通つてさらに垂下するようになつている。したが
つて、ドラム３４の回転量を測定することによ
り、ワイヤ３２の上下方向移動量を正確に測定す
ることができる。
され、ワイヤ３２の他端はドラム３４に固着さ
れ、ドラム３４の周面に刻設された螺旋溝にワイ
ヤ３２が巻回されている。ドラム３４は、モータ
３６により回転駆動されるとともに、モータ３６
によりねじ軸（図示せず）が回転されて軸方向へ
駆動され、ドラム３４から巻き出されたワイヤ３
２が水平方向へ曲げられず垂下し、ガイド３８を
通つてさらに垂下するようになつている。したが
つて、ドラム３４の回転量を測定することによ
り、ワイヤ３２の上下方向移動量を正確に測定す
ることができる。
ドラム３４の回転軸には、ドラム３４の回転量
に比例した数のパルス及び正逆転信号を出力する
パルスジエネレータ４０の回転軸が連結されてい
る。このパルス及び正逆転信号はカウンタ４１の
パルス入力端子及びアツプ／ダウン制御端子に供
給され、種結晶２６の降下、上昇にともないパル
ス数がカウントアツプ、カウントダウンされる。
そのカウント値は、種結晶２６が降下して基準位
置検出器３０により種結晶２６の下端が検出され
ると、リセツトされる。
に比例した数のパルス及び正逆転信号を出力する
パルスジエネレータ４０の回転軸が連結されてい
る。このパルス及び正逆転信号はカウンタ４１の
パルス入力端子及びアツプ／ダウン制御端子に供
給され、種結晶２６の降下、上昇にともないパル
ス数がカウントアツプ、カウントダウンされる。
そのカウント値は、種結晶２６が降下して基準位
置検出器３０により種結晶２６の下端が検出され
ると、リセツトされる。
第２図には、基準位置検出器３０の構成例が示
されており、この例では、投光器６０からの放射
光線が種結晶２６の先端により遮られて受光器６
２に到達しなかつたとき、種結晶２６が基準位置
にあることが検知される。この投光器６０、受光
器６２は、例えばチヤンバー上方のシヤツター上
に設けられ、種結晶２６の下端検出後にモータ３
６の回転が一旦停止され、シヤツターが開かれた
後にモータ３６が再度回転されて種結晶２６が下
降する。
されており、この例では、投光器６０からの放射
光線が種結晶２６の先端により遮られて受光器６
２に到達しなかつたとき、種結晶２６が基準位置
にあることが検知される。この投光器６０、受光
器６２は、例えばチヤンバー上方のシヤツター上
に設けられ、種結晶２６の下端検出後にモータ３
６の回転が一旦停止され、シヤツターが開かれた
後にモータ３６が再度回転されて種結晶２６が下
降する。
種結晶２６とドラム３４を支持するベース４２
との間及び融液１６と坩堝移動軸１０の軸受４４
との間は、それぞれ電気的に接続されている。こ
のベース４２には直流電源４６の一方の出力端子
が接続され、軸受４４には抵抗器４８を介して直
流電源４６の他方の出力端子が接続されており、
ワイヤ３２を巻き出して種結晶２６を融液１６に
接触させると、電流が流れて抵抗器４８の端子間
に電圧Ｖが生じる。この電圧Ｖは、比較器５０に
より、直流電源４６から供給される基準電圧V0
と比較され、V0＜Ｖであると比較器５０の出力
電圧がハイレベルになる。
との間及び融液１６と坩堝移動軸１０の軸受４４
との間は、それぞれ電気的に接続されている。こ
のベース４２には直流電源４６の一方の出力端子
が接続され、軸受４４には抵抗器４８を介して直
流電源４６の他方の出力端子が接続されており、
ワイヤ３２を巻き出して種結晶２６を融液１６に
接触させると、電流が流れて抵抗器４８の端子間
に電圧Ｖが生じる。この電圧Ｖは、比較器５０に
より、直流電源４６から供給される基準電圧V0
と比較され、V0＜Ｖであると比較器５０の出力
電圧がハイレベルになる。
出力電圧12Vの直流電源４６を用いて抵抗器４
８の端子間電圧Ｖの変化を測定したところ、第４
図に示すような結果が得られた。図中、点Ａは融
液１６への種結晶２６の浸漬時であり、点Ｂは融
液１６からの結晶棒テイル部切り離し時である。
８の端子間電圧Ｖの変化を測定したところ、第４
図に示すような結果が得られた。図中、点Ａは融
液１６への種結晶２６の浸漬時であり、点Ｂは融
液１６からの結晶棒テイル部切り離し時である。
比較器５０の出力信号はコントローラ５２へ供
給されており、コントローラ５２は、種結晶２６
が融液１６に接触してＶ＞V0が検出されると、
モータ３６を逆転させてワイヤ３２を少し巻き上
げ、種結晶２６を融液１６から離間させる。ま
た、コントローラ５２は、Ｖ＞V0が検出された
時点でカウンタ４１のカウンタ値を読み取り、コ
ントローラ５２に記憶されている設定値と比較
し、モータ１８を回転させてパルスジエネレータ
２２の出力パルスをカウントし、工業用テレビカ
メラ１と融液面１６Ａとの間を距離Ｌが設定値
L0になるよう坩堝移動軸１０を上下動させる。
給されており、コントローラ５２は、種結晶２６
が融液１６に接触してＶ＞V0が検出されると、
モータ３６を逆転させてワイヤ３２を少し巻き上
げ、種結晶２６を融液１６から離間させる。ま
た、コントローラ５２は、Ｖ＞V0が検出された
時点でカウンタ４１のカウンタ値を読み取り、コ
ントローラ５２に記憶されている設定値と比較
し、モータ１８を回転させてパルスジエネレータ
２２の出力パルスをカウントし、工業用テレビカ
メラ１と融液面１６Ａとの間を距離Ｌが設定値
L0になるよう坩堝移動軸１０を上下動させる。
ここで、例えば、ドラム３４と融液面１６Ａと
の間の距離は３ｍ程度であり、また、距離Ｈ、Ｌ
は共に１ｍ程度である。したがつて、ガイド３８
の付近に基準位置検出器を配設した場合の約1/3
の誤差で距離Ｈを測定することができる。
の間の距離は３ｍ程度であり、また、距離Ｈ、Ｌ
は共に１ｍ程度である。したがつて、ガイド３８
の付近に基準位置検出器を配設した場合の約1/3
の誤差で距離Ｈを測定することができる。
次に、種結晶２６を再度降下させ、融液１６に
浸けた後、引き上げてシリコン単結晶が育成す
る。この引き上げ時には、融液面１６Ａが所定位
置になるよう坩堝移動軸１０が上昇される。
浸けた後、引き上げてシリコン単結晶が育成す
る。この引き上げ時には、融液面１６Ａが所定位
置になるよう坩堝移動軸１０が上昇される。
結晶育成時における融液面１６Ａの位置は、マ
イクロコンピユータ５４により演算される。すな
わち、マイクロコンピユータ５４は、カウンタ４
１、コントローラ５２からデータを受けて、結晶
断面積と融液面１６Ａに対する結晶引上速度との
積の時間積分により求まる融液１６の減少量を算
出し、さらに上記距離L0及び坩堝移動軸１０の
上昇量を用いて、種結晶浸漬後の距離Ｌを算出す
る。
イクロコンピユータ５４により演算される。すな
わち、マイクロコンピユータ５４は、カウンタ４
１、コントローラ５２からデータを受けて、結晶
断面積と融液面１６Ａに対する結晶引上速度との
積の時間積分により求まる融液１６の減少量を算
出し、さらに上記距離L0及び坩堝移動軸１０の
上昇量を用いて、種結晶浸漬後の距離Ｌを算出す
る。
この距離Ｌは、融液１６を加熱するヒータ（図
示せず）へ供給する電力の変化に伴うチヤンバー
２、坩堝１２，１４及び坩堝移動軸１０の温度変
化によつても変化する。そこで、次にような温度
補正を行う。
示せず）へ供給する電力の変化に伴うチヤンバー
２、坩堝１２，１４及び坩堝移動軸１０の温度変
化によつても変化する。そこで、次にような温度
補正を行う。
すなわち、マイクロコンピユータ５４は、融液
面１６Ａと工業用テレビカメラ１との間の距離Ｌ
が上記の如くL0に調整された時点で温度検出器
３１からＡ／Ｄ変換器５６を介してチヤンバー温
度T0を読み取り、その後も定期的にチヤンバー
温度Ｔを読み取つて、次の近似式により温度補正
を行う。
面１６Ａと工業用テレビカメラ１との間の距離Ｌ
が上記の如くL0に調整された時点で温度検出器
３１からＡ／Ｄ変換器５６を介してチヤンバー温
度T0を読み取り、その後も定期的にチヤンバー
温度Ｔを読み取つて、次の近似式により温度補正
を行う。
LT＝Ｌ＋λ（Ｔ−T0） ……(1)
ここに、LTは補正後の前記距離である。また、
λは熱膨張係数であり、通常、0.2〜0.5mm／℃で
ある。このλは、チヤンバー温度Ｔに応じて適切
な値を用いるようにしたほうが好ましい。
λは熱膨張係数であり、通常、0.2〜0.5mm／℃で
ある。このλは、チヤンバー温度Ｔに応じて適切
な値を用いるようにしたほうが好ましい。
マイクロコンピユータ５４は、変位Ｘ＝LT−
L0を用いて正確な結晶直径Ｄ（結晶棒の融液との
界面における直径）を次にように算出する。
L0を用いて正確な結晶直径Ｄ（結晶棒の融液との
界面における直径）を次にように算出する。
すなわち、工業用テレビカメラ１の映像信号が
剤直径演算器５８に供給されて工業用テレビカメ
ラ１に映つた像の結晶直径ｄが求められ、この値
ｄがマイクロコンピユータ５４に供給され、マイ
クロコンピユータ５４は、次の近似式を用いて実
際の結晶直径Ｄを算出する。
剤直径演算器５８に供給されて工業用テレビカメ
ラ１に映つた像の結晶直径ｄが求められ、この値
ｄがマイクロコンピユータ５４に供給され、マイ
クロコンピユータ５４は、次の近似式を用いて実
際の結晶直径Ｄを算出する。
Ｄ＝（α＋βX＋γX2）ｄ ……(2)
ここに、α、β、γは定数である。また、Ｘ／
LT≪１が成立している。α、β、γの値は工業
用テレビカメラの配置が決まれば理論計算できる
が、実験的に求めてもよい。
LT≪１が成立している。α、β、γの値は工業
用テレビカメラの配置が決まれば理論計算できる
が、実験的に求めてもよい。
このようにして、温度補正しなかつた場合に比
し、結晶直径Ｄの測定誤差を0.3〜0.5mmも小さく
することができた。この測定誤差は、Ｄ／L0、
チヤンバー２の大きさ、融液加熱用ヒータへの供
給電力の変化に対するチヤンバー２の温度変化等
によつて異なる。この測定誤差が生ずる原因はほ
かにも種々あり、本発明に加え、これらの原因に
対しても対策を講じることにより、測定誤差を１
mm以上小さくすることは可能である。換言すれ
ば、本発明は測定誤差を１mm以上小さくするのに
大きく寄与する。
し、結晶直径Ｄの測定誤差を0.3〜0.5mmも小さく
することができた。この測定誤差は、Ｄ／L0、
チヤンバー２の大きさ、融液加熱用ヒータへの供
給電力の変化に対するチヤンバー２の温度変化等
によつて異なる。この測定誤差が生ずる原因はほ
かにも種々あり、本発明に加え、これらの原因に
対しても対策を講じることにより、測定誤差を１
mm以上小さくすることは可能である。換言すれ
ば、本発明は測定誤差を１mm以上小さくするのに
大きく寄与する。
次に、第３図に基づいて本発明の第２実施例を
説明する。
説明する。
この第２実施例での基準位置検出器３０Ａは、
種結晶２６の降下路を介して配設された投受光器
６４と直角プリズム６６とからなる。
種結晶２６の降下路を介して配設された投受光器
６４と直角プリズム６６とからなる。
投受光器６４の投光部からの放射光線は、直角
プリズム６６で２回全反射されて方向が180°曲げ
られ、投受光器６４の受光部に到達するようにな
つており、種結晶２６の下端がこの光路に入れる
と、種結晶２６が基準位置にあることが検知され
る。
プリズム６６で２回全反射されて方向が180°曲げ
られ、投受光器６４の受光部に到達するようにな
つており、種結晶２６の下端がこの光路に入れる
と、種結晶２６が基準位置にあることが検知され
る。
他の点については第１実施例と同一である。
次に、第５図に基づいて本発明の第３実施例を
説明する。
説明する。
この第３実施例では、融液面初期位置測定装置
が第１実施例と異なつている。すなわち、レーザ
６８とイメージセンサ７０が融液１６に向けて配
設されており、融液面１６Ａ，１６Ｂの位置に応
じて、イメージセンサ７０に照射される反射レー
ザ光のスポツト位置が変化する。このスポツト位
置から融液面の位置を算出する。
が第１実施例と異なつている。すなわち、レーザ
６８とイメージセンサ７０が融液１６に向けて配
設されており、融液面１６Ａ，１６Ｂの位置に応
じて、イメージセンサ７０に照射される反射レー
ザ光のスポツト位置が変化する。このスポツト位
置から融液面の位置を算出する。
他の点については第１実施例と同一である。
なお、上記第１実施例ではワイヤ３２を用いた
場合を説明したが、ワイヤ３２の代わりにシヤフ
トを用いてもよい。
場合を説明したが、ワイヤ３２の代わりにシヤフ
トを用いてもよい。
また、直流電源４６の代わりに、交流電源を用
いてもよい。
いてもよい。
また、結晶径測定用イメージセンサは、工業用
テレビカメラ１に用いられる映像管の代わりに
CCD等の固体撮像素子を用いたものであつても
よい。
テレビカメラ１に用いられる映像管の代わりに
CCD等の固体撮像素子を用いたものであつても
よい。
さらに、上記実施例では距離Ｌをチヤンバー２
の検出温度によつて補正する場合を説明したが、
坩堝内融液を加熱するヒーターへの供給電力によ
つて補正してもよい。
の検出温度によつて補正する場合を説明したが、
坩堝内融液を加熱するヒーターへの供給電力によ
つて補正してもよい。
また、上記実施例では、本発明をシリコン単結
晶製造装置に適用した場合を説明したが、本発明
はこれに限定されず、チヨクラルスキー法を用い
た各種単結晶製造装置に適用可能であることは勿
論である。
晶製造装置に適用した場合を説明したが、本発明
はこれに限定されず、チヨクラルスキー法を用い
た各種単結晶製造装置に適用可能であることは勿
論である。
［発明の効果］
本発明に係る結晶径測定装置では、坩堝を収容
するチヤンバーに取り付けられたイメージセンサ
と坩堝内融液の融液面との間の距離を、チヤンバ
ー温度または該融液を加熱するヒータへの供給電
力により補正し、補正後の距離を用いて、イメー
ジセンサに映つた像の結晶径から実際の結晶径を
演算するようになつており、結晶径測定装置の測
定精度を向上させることができるので、ウエーハ
切断前に結晶棒の外周面を研磨する削りしろを短
くして結晶棒の製造コストを低減できるという優
れた効果がある。
するチヤンバーに取り付けられたイメージセンサ
と坩堝内融液の融液面との間の距離を、チヤンバ
ー温度または該融液を加熱するヒータへの供給電
力により補正し、補正後の距離を用いて、イメー
ジセンサに映つた像の結晶径から実際の結晶径を
演算するようになつており、結晶径測定装置の測
定精度を向上させることができるので、ウエーハ
切断前に結晶棒の外周面を研磨する削りしろを短
くして結晶棒の製造コストを低減できるという優
れた効果がある。
第１図乃至第５図は本発明の実施例に係り、第
１図は第１実施例の結晶径測定装置の全体概略構
成図、第２図は基準位置検出器の構成図、第３図
は第２実施例の基準位置検出器の構成図、第４図
は結晶製造時における経過時間に対する抵抗器４
８の端子間電圧Ｖを示す線図、第５図は第３実施
例の融液面初期位置測定装置の概略構成図であ
る。第６図はチヤンバーに取り付けられたイメー
ジセンサの温度変化に対する高さ変位の測定方法
を示す図、第７図は該測定方法により得られた測
定時刻に対するチヤンバー高さの変位を示す線図
である。 １：工業用テレビカメラ、２：チヤンバー、
４：窓、５：ブラケツト、６：レーザ、７：変位
スケール、１０：坩堝移動軸、１２：グラフアイ
ト坩堝、１４：石英坩堝、１６：融液、１６Ａ，
１６Ｂ：融液面、１８，３６：モータ、２０：下
限位置検出器、２２，４０：パルスジエネレー
タ、２６：種結晶、３０：基準位置検出器、３
１：温度検出器、３２：ワイヤ、３４：ドラム、
５０：比較器、６０：投光器、６２：受光器、６
４：投受光器、６６：直角プリズム、６８：レー
ザ、７０：イメージセンサ。
１図は第１実施例の結晶径測定装置の全体概略構
成図、第２図は基準位置検出器の構成図、第３図
は第２実施例の基準位置検出器の構成図、第４図
は結晶製造時における経過時間に対する抵抗器４
８の端子間電圧Ｖを示す線図、第５図は第３実施
例の融液面初期位置測定装置の概略構成図であ
る。第６図はチヤンバーに取り付けられたイメー
ジセンサの温度変化に対する高さ変位の測定方法
を示す図、第７図は該測定方法により得られた測
定時刻に対するチヤンバー高さの変位を示す線図
である。 １：工業用テレビカメラ、２：チヤンバー、
４：窓、５：ブラケツト、６：レーザ、７：変位
スケール、１０：坩堝移動軸、１２：グラフアイ
ト坩堝、１４：石英坩堝、１６：融液、１６Ａ，
１６Ｂ：融液面、１８，３６：モータ、２０：下
限位置検出器、２２，４０：パルスジエネレー
タ、２６：種結晶、３０：基準位置検出器、３
１：温度検出器、３２：ワイヤ、３４：ドラム、
５０：比較器、６０：投光器、６２：受光器、６
４：投受光器、６６：直角プリズム、６８：レー
ザ、７０：イメージセンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 坩堝を被うチヤンバーにイメージセンサを取
り付け、チヨクラルスキー法により製造される単
結晶棒を該イメージセンサに結像させ、該イメー
ジセンサの映像信号を処理して、該単結晶棒の融
液との界面における径を測定する結晶径測定装置
において、 該チヤンバーの温度を検出しまたは該融液を加
熱するヒータへの供給電力を知る手段と、 該イメージセンサと融液面との間の距離を、該
チヤンバー温度または該供給電力に応じて補正す
る補正手段と、 補正後の該距離を用いて、該映像の結晶径から
実際の結晶径を演算する演算手段と、 を有することを特徴とする結晶径測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240361A JPS6483595A (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Device for measuring crystal diameter |
| US07/249,004 US4926357A (en) | 1987-09-25 | 1988-09-23 | Apparatus for measuring diameter of crystal |
| DE8888710031T DE3876384T2 (de) | 1987-09-25 | 1988-09-26 | Vorrichtung zum messen des durchmessers eines kristalles. |
| EP88710031A EP0315572B1 (en) | 1987-09-25 | 1988-09-26 | Apparatus for measuring the diameter of a crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240361A JPS6483595A (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Device for measuring crystal diameter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483595A JPS6483595A (en) | 1989-03-29 |
| JPH0559877B2 true JPH0559877B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=17058347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62240361A Granted JPS6483595A (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Device for measuring crystal diameter |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4926357A (ja) |
| EP (1) | EP0315572B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6483595A (ja) |
| DE (1) | DE3876384T2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2601930B2 (ja) * | 1990-03-29 | 1997-04-23 | 信越半導体株式会社 | 単結晶ネツク部直径制御方法及び装置 |
| JPH0726817B2 (ja) * | 1990-07-28 | 1995-03-29 | 信越半導体株式会社 | 結晶径測定装置 |
| JPH0777996B2 (ja) * | 1990-10-12 | 1995-08-23 | 信越半導体株式会社 | コーン部育成制御方法及び装置 |
| JPH0785489B2 (ja) * | 1991-02-08 | 1995-09-13 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の直径計測方法 |
| JPH0717475B2 (ja) * | 1991-02-14 | 1995-03-01 | 信越半導体株式会社 | 単結晶ネック部育成自動制御方法 |
| WO1992019797A1 (fr) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Procede de tirage de cristal unique |
| JP2785532B2 (ja) * | 1991-08-24 | 1998-08-13 | 信越半導体株式会社 | 単結晶棒引上育成制御装置 |
| US5286461A (en) * | 1991-09-20 | 1994-02-15 | Ferrofluidics Corporation | Method and apparatus for melt level detection in czochralski crystal growth systems |
| US5653799A (en) * | 1995-06-02 | 1997-08-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for controlling growth of a silicon crystal |
| US5656078A (en) * | 1995-11-14 | 1997-08-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Non-distorting video camera for use with a system for controlling growth of a silicon crystal |
| US5746828A (en) * | 1996-01-16 | 1998-05-05 | General Signal Corporation | Temperature control system for growing high-purity monocrystals |
| US6226032B1 (en) | 1996-07-16 | 2001-05-01 | General Signal Corporation | Crystal diameter control system |
| US5846318A (en) * | 1997-07-17 | 1998-12-08 | Memc Electric Materials, Inc. | Method and system for controlling growth of a silicon crystal |
| US5922127A (en) * | 1997-09-30 | 1999-07-13 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield for crystal puller |
| US5882402A (en) * | 1997-09-30 | 1999-03-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for controlling growth of a silicon crystal |
| US6106612A (en) * | 1998-06-04 | 2000-08-22 | Seh America Inc. | Level detector and method for detecting a surface level of a material in a container |
| US6171391B1 (en) * | 1998-10-14 | 2001-01-09 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and system for controlling growth of a silicon crystal |
| US6111262A (en) * | 1998-10-30 | 2000-08-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for measuring a diameter of a crystal |
| JP4209082B2 (ja) | 2000-06-20 | 2009-01-14 | コバレントマテリアル株式会社 | 単結晶引上げ装置および引上げ方法 |
| DE10120730B4 (de) * | 2001-04-27 | 2006-08-24 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Phasengrenze |
| US7573587B1 (en) * | 2008-08-25 | 2009-08-11 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and device for continuously measuring silicon island elevation |
| WO2015047816A1 (en) | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Gt Crystal Systems, Llc | Method of automatically measuring seed melt back of crystalline material |
| AT524604B1 (de) | 2020-12-29 | 2025-01-15 | Fametec Gmbh | Verfahren zur Mitverfolgung des Kristallwachstums eines Einkristalls |
| CN113818075B (zh) * | 2021-09-24 | 2022-09-30 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 精准调整adc相机的方法、装置、设备及计算机存储介质 |
| KR20230028564A (ko) * | 2021-12-29 | 2023-02-28 | 시안 이에스윈 머티리얼즈 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 단결정 성장용 열장 조절 장치 및 방법 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4350557A (en) * | 1974-06-14 | 1982-09-21 | Ferrofluidics Corporation | Method for circumferential dimension measuring and control in crystal rod pulling |
| DD132235A1 (de) * | 1977-01-26 | 1978-09-13 | Helge Fomm | Verfahren und anordnung zur kristalldurchmesserkonstanthaltung bei der kristallzuechtung |
| US4242589A (en) * | 1979-01-15 | 1980-12-30 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Apparatus for monitoring crystal growth |
| DE2923240A1 (de) * | 1979-06-08 | 1980-12-18 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Messverfahren und messanordnung fuer den durchmesser von einkristallen beim tiegelziehen |
| JPS5618422A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-21 | Hitachi Ltd | Measuring method for diameter of electron beam |
| US4565598A (en) * | 1982-01-04 | 1986-01-21 | The Commonwealth Of Australia | Method and apparatus for controlling diameter in Czochralski crystal growth by measuring crystal weight and crystal-melt interface temperature |
| US4710258A (en) * | 1984-11-30 | 1987-12-01 | General Signal Corporation | System for controlling the diameter of a crystal in a crystal growing furnace |
| JPH0649631B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1994-06-29 | 信越半導体株式会社 | 結晶径測定装置 |
-
1987
- 1987-09-25 JP JP62240361A patent/JPS6483595A/ja active Granted
-
1988
- 1988-09-23 US US07/249,004 patent/US4926357A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-26 EP EP88710031A patent/EP0315572B1/en not_active Expired
- 1988-09-26 DE DE8888710031T patent/DE3876384T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3876384T2 (de) | 1993-04-29 |
| EP0315572A3 (en) | 1991-01-30 |
| JPS6483595A (en) | 1989-03-29 |
| US4926357A (en) | 1990-05-15 |
| DE3876384D1 (de) | 1993-01-14 |
| EP0315572A2 (en) | 1989-05-10 |
| EP0315572B1 (en) | 1992-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0559877B2 (ja) | ||
| JPH0559876B2 (ja) | ||
| JP4018172B2 (ja) | シリコン結晶の寸法を決定するための方法及びシステム | |
| KR101378558B1 (ko) | 기준 반사체와 융액면과의 거리의 측정방법，및 이것을 이용한 융액면 위치의 제어방법，및 실리콘 단결정의 제조장치 | |
| EP0265805B1 (en) | Apparatus for measuring crystal diameter | |
| KR101028684B1 (ko) | 실리콘 단결정 인상 방법 | |
| JP5446277B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| CN111962145A (zh) | 检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质 | |
| JP2008195545A (ja) | 遮熱部材下端面と原料融液面との間の距離の測定方法、及びその距離の制御方法 | |
| JP5109928B2 (ja) | 単結晶直径の検出方法、及びこれを用いた単結晶の製造方法、並びに単結晶製造装置 | |
| JP4089500B2 (ja) | 単結晶引き上げ装置内の融液の液面位置測定方法 | |
| US5660629A (en) | Apparatus for detecting the diameter of a single-crystal silicon | |
| JP2003512987A (ja) | 結晶成長装置及び方法 | |
| JP4277681B2 (ja) | 単結晶引上げ装置の融液表面位置検出装置及びその単結晶引上げ装置 | |
| JPH0692784A (ja) | 液面制御方法 | |
| US6010568A (en) | Method for adjusting initial position of melt surface | |
| JPH07277879A (ja) | Ｃｚ法による単結晶製造装置および融液レベル制御方法 | |
| CN110273178A (zh) | 单晶硅的提拉方法 | |
| KR102241310B1 (ko) | 단결정의 제조방법 | |
| JP4947044B2 (ja) | 単結晶引上げ装置の融液表面位置検出装置及びその単結晶引上げ装置 | |
| EP0171694A1 (en) | A process for controlling the growth of a crystal | |
| JP3460483B2 (ja) | 融液面初期位置調整方法 | |
| KR20220097476A (ko) | 단결정 제조 시스템 및 단결정 제조 방법 | |
| JP2742060B2 (ja) | 単結晶引上げ装置の直径計測方法及び装置 | |
| JPH11189490A (ja) | インゴット製造装置のインゴット径測定機 |