JPH0648888A - Semiconductor single crystal producing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法に
よる半導体単結晶製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor single crystal manufacturing apparatus by the Czochralski method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の基本材料であるシリコ
ン単結晶の製造方法の一つとして、るつぼ内の原料融液
から円柱状の単結晶を引き上げるチョクラルスキー法
（以下ＣＺ法という）が用いられている。ＣＺ法におい
ては、単結晶製造装置のメインチャンバ内に設置したる
つぼに高純度の多結晶シリコンを充填し、前記るつぼの
外周に設けたヒータによって多結晶シリコンを加熱溶解
した上、シードチャックに取り付けた種子結晶を融液に
浸漬し、シードチャックおよびるつぼを同方向または逆
方向に回転しつつシードチャックを引き上げてシリコン
単結晶を成長させる。図６は、ＣＺ法による従来の一般
的なシリコン単結晶製造装置の概略構成図である。同図
において、１１はワイヤ巻き上げモータ、１２はワイヤ
巻き上げドラムである。１３は前記ワイヤ巻き上げモー
タ１１、ワイヤ巻き上げドラム１２を設置した真空容器
に回転運動を与えるモータであり、ワイヤケーブル１４
の回転を通じて最終的には種子結晶から成長した単結晶
に回転運動を与える。１５はテレビカメラ、１６は透明
石英ガラス製の窓、１７は種子結晶を保持するシードチ
ャックである。また、１８は融液面、１９はるつぼ内の
多結晶シリコン材料を加熱溶解する黒鉛製ヒータ、２０
は黒鉛製断熱材であり、２１はるつぼペディスタルを介
してるつぼに回転運動を与えるモータ、２２はるつぼ軸
の昇降装置である。シリコン単結晶の引き上げに当た
り、前記融液面１８とシリコン単結晶との境界に発生す
るメニスカスリングがテレビカメラ１５によって撮影さ
れ、得られた映像信号はカメラコントロールユニット２
３を介して幅計測ユニット２４に入力され、メニスカス
リングを横切る単結晶の直径が算出される。そして、直
径制御装置２５により種子結晶の引き上げ速度および融
液温度を制御して、引き上げ単結晶の直径を設定値に近
づける。なお、２６はモニタテレビである。2. Description of the Related Art The Czochralski method (hereinafter referred to as the CZ method) for pulling a cylindrical single crystal from a raw material melt in a crucible is used as one of methods for producing a silicon single crystal which is a basic material of a semiconductor integrated circuit. Has been. In the CZ method, a crucible installed in the main chamber of a single crystal manufacturing apparatus is filled with high-purity polycrystalline silicon, the polycrystalline silicon is heated and melted by a heater provided on the outer circumference of the crucible, and then attached to a seed chuck. The seed crystal is dipped in the melt, and the seed chuck is pulled up while rotating the seed chuck and the crucible in the same direction or opposite directions to grow a silicon single crystal. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional general silicon single crystal manufacturing apparatus by the CZ method. In the figure, 11 is a wire winding motor, and 12 is a wire winding drum. Reference numeral 13 is a motor for giving a rotary motion to the vacuum container in which the wire winding motor 11 and the wire winding drum 12 are installed, and a wire cable 14
Finally, the single crystal grown from the seed crystal is given a rotational motion through the rotation of. Reference numeral 15 is a television camera, 16 is a window made of transparent quartz glass, and 17 is a seed chuck for holding a seed crystal. Further, 18 is a melt surface, 19 is a graphite heater for heating and melting the polycrystalline silicon material in the crucible, 20
Is a heat insulating material made of graphite, 21 is a motor for giving a rotational motion to the crucible via a crucible pedestal, and 22 is an elevating device for the crucible shaft. Upon pulling up the silicon single crystal, the meniscus ring generated at the boundary between the melt surface 18 and the silicon single crystal is photographed by the television camera 15, and the obtained video signal is the camera control unit 2.
3 is input to the width measuring unit 24, and the diameter of the single crystal that crosses the meniscus ring is calculated. Then, the diameter control device 25 controls the pulling rate of the seed crystal and the melt temperature to bring the diameter of the pulled single crystal close to the set value. In addition, 26 is a monitor television.
【０００３】上記構成の単結晶製造装置において、多結
晶シリコン材料の溶解が完了すると、種子結晶を降下さ
せて融液面１８に接触させる。従来は、オペレータのス
イッチ操作によりワイヤ巻き上げモータ１１を作動さ
せ、融液面１８に対する種子結晶の接触を肉眼で確認し
て前記モータ１１を停止させていた。その場合、万一種
子結晶を下げ過ぎてシードチャック１７を融液内に浸漬
させると、融液を著しく汚染し、高純度の単結晶を得る
ことができなくなるので、種子結晶降下中はオペレータ
がつききりで常時種子結晶の高さを確認している。特
に、近年、単結晶の大径化に伴って単結晶製造装置が著
しく大型化され、種子結晶のストロークも４ｍ近くなっ
ている。単結晶原料の溶解中、種子結晶は一般にストロ
ークの上端に位置しているため、種子結晶の下降開始か
ら融液面に接触するまでに５〜１０分を要し、この間オ
ペレータがつききりで監視しなければならない。また、
この作業により単結晶製造装置の自動操作が一時中断さ
れ、オペレータ待ちが発生するとその分だけサイクルタ
イムが長くなるため、改善が望まれている。When the polycrystalline silicon material is completely melted in the single crystal manufacturing apparatus having the above structure, the seed crystal is lowered and brought into contact with the melt surface 18. Conventionally, the wire winding motor 11 is operated by an operator's switch operation, the contact of the seed crystal with the melt surface 18 is visually confirmed, and the motor 11 is stopped. In that case, if the seed chuck 17 is lowered too much and the seed chuck 17 is immersed in the melt, the melt is significantly contaminated and a high-purity single crystal cannot be obtained. The height of the seed crystal is constantly checked by observing. In particular, in recent years, a single crystal manufacturing apparatus has remarkably increased in size with an increase in diameter of a single crystal, and a stroke of a seed crystal has become close to 4 m. Since the seed crystal is generally located at the upper end of the stroke during the dissolution of the single crystal raw material, it takes 5 to 10 minutes from the start of descending of the seed crystal until it comes into contact with the melt surface, during which the operator keeps an eye on it. Must. Also,
Due to this work, the automatic operation of the single crystal manufacturing apparatus is temporarily interrupted, and if the operator waits, the cycle time becomes longer accordingly, so improvement is desired.
【０００４】種子結晶の降下を自動化する方法はすでに
いくつか提案されているが、特開平３−２４７５８７で
は、交流電源を用いてワイヤケーブルおよび種子結晶と
融液との間に交流電圧を印加し、そこに流れる交流電流
を交流電流計により測定した上、遅延装置および平滑処
理装置を介して演算装置で前記測定値の変化率を計算
し、その計算結果から種子結晶と融液との接触を検出し
ている。また、特開昭５５−６２８９４は、種子結晶か
ら成長しつつある単結晶の重量を測定することによって
単結晶の直径制御を行う重量式直径制御装置を備えた半
導体単結晶製造装置に適用される方法で、種子結晶が融
液面に接触したときに生じる張力によって種子結晶側の
見かけ状重量が増加する現象を利用して、接触を検出し
ている。Several methods have already been proposed for automating the fall of seed crystals. In Japanese Patent Laid-Open No. 3-247587, an AC power source is used to apply an AC voltage between the wire cable and the seed crystals and the melt. , After measuring the alternating current flowing through it with an alternating current ammeter, calculate the rate of change of the measured value with a computing device via a delay device and a smoothing device, and then contact the seed crystal with the melt from the calculation result. It is detecting. Further, JP-A-55-62894 is applied to a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a weight type diameter control device for controlling the diameter of a single crystal by measuring the weight of the single crystal growing from a seed crystal. In the method, contact is detected by utilizing the phenomenon that the apparent weight on the seed crystal side increases due to the tension generated when the seed crystal contacts the melt surface.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平３−２４７５８
７は、種子結晶に交流電圧を印加するために、炉体を構
成している金属製のチャンバに対して種子結晶およびワ
イヤケーブルを絶縁しなければならない。具体的には図
５に示したワイヤ巻き上げドラム２を絶縁するため、そ
の取り付け部あるいは巻き上げドラム自体を絶縁体で構
成する必要がある。このことは単結晶製造装置の機種の
複雑化を招き、故障の原因にもなる。また、種子結晶と
融液との間に流れる電流は融液とるつぼとの接触面積に
比例するため、チャージ量によって変化する。更に、石
英ガラスるつぼは高温でも電気抵抗が大きいため、微小
な電流変化を検出しなければならない。特開平３−２４
７５８７が複雑な信号処理操作によって電流の変化率を
求めているのも、チャージ量の変化に伴う電流値の変動
除去とノイズ対策とを施して、種子結晶と融液面との接
触を検出しようとするためである。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In order to apply an alternating voltage to the seed crystal, 7 must insulate the seed crystal and the wire cable from the metal chamber forming the furnace body. Specifically, in order to insulate the wire winding drum 2 shown in FIG. 5, it is necessary to configure the mounting portion or the winding drum itself with an insulator. This complicates the model of the single crystal manufacturing apparatus and causes a failure. Further, the current flowing between the seed crystal and the melt is proportional to the contact area between the melt and the crucible, and therefore changes depending on the charge amount. Further, since the quartz glass crucible has a large electric resistance even at a high temperature, it is necessary to detect a minute current change. Japanese Patent Laid-Open No. 3-24
The 7587 obtains the rate of change of the current by a complicated signal processing operation. It is necessary to remove the fluctuation of the current value due to the change of the charge amount and take measures against noise to detect the contact between the seed crystal and the melt surface. This is because
【０００６】また特開昭５５−６２８９４は、重量の検
出に使用するロードセルの測定範囲が小さければ、細い
種子結晶が僅かに融液中に浸漬された場合のロードセル
出力信号の変化を検出することができる。しかし、現在
の単結晶製造装置のように１００〜１５０ｋｇフルスケ
ールのロードセルを使用している場合には、前記のよう
な僅かな重量変化による微小な出力変動を確実に検出す
ることは極めて困難である。具体的には、１００ｋｇフ
ルスケールにおいて１０ｖｏｌｔ出力するロードセルと
ロードセルアンプとを備えた単結晶製造装置において、
直径１０ｍｍのシリコン棒が融液内に１ｍｍ進入したと
きの出力電圧変化は、１．８×１０-5ｖｏｌｔである。
これを、通常０．５×１０-3ｖｏｌｔのノイズ電圧と区
別して確実に検出することはほとんど不可能である。本
発明は上記従来の問題点に着目し、種子結晶の融液面へ
の降下ならびに融液に対して適正な深さで浸漬させる作
業を自動化することができる半導体単結晶製造装置を提
供することを目的としている。Further, JP-A-55-62894 discloses that if the measuring range of the load cell used for weight detection is small, a change in the output signal of the load cell when a thin seed crystal is slightly immersed in the melt is detected. You can However, when a 100-150 kg full-scale load cell is used as in the present single crystal manufacturing apparatus, it is extremely difficult to reliably detect the minute output fluctuation due to the slight weight change as described above. is there. Specifically, in a single crystal manufacturing apparatus equipped with a load cell and a load cell amplifier that output 10 volt at 100 kg full scale,
The change in output voltage when a silicon rod having a diameter of 10 mm enters the melt by 1 mm is 1.8 × 10 −5 volt.
It is almost impossible to reliably detect this by distinguishing it from a noise voltage of 0.5 × 10 −3 volt. The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and provides a semiconductor single crystal manufacturing apparatus capable of automating the work of descending the seed crystal to the melt surface and immersing the seed crystal at an appropriate depth. It is an object.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶製造装置は、チョクラル
スキー法による半導体単結晶製造装置において、固液界
面を観察するテレビカメラを設け、スレッショールドレ
ベルを前記テレビカメラによる融液面のビデオ信号レベ
ルより低く設定し、画面を構成する各走査線ごとにビデ
オ信号レベルが前記スレッショールドレベル以下に下が
った時にパルスを発生させ、このパルスの各画面ごとの
計数結果に基づいて、前記固液界面に接近する物体の下
降量を検知する手段を備える構成とし、このような構成
において、スレッショールドレベル以下のビデオ信号に
基づいて発生するパルス数が設定値に達したとき、種子
結晶の下降速度を下げる手段を有するものとし、更に、
種子結晶の下降中に、発生パルス数の増加停止を検出す
ることによって種子結晶と融液との接触を検知し、種子
結晶の下降を停止させる手段を備えるものとした。In order to achieve the above object, a semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor single crystal manufacturing apparatus by the Czochralski method, which is provided with a television camera for observing a solid-liquid interface, The threshold level is set lower than the video signal level of the melt surface by the television camera, and a pulse is generated when the video signal level drops below the threshold level for each scanning line forming the screen. Based on the counting result of each screen of the pulse, it is configured to detect the descending amount of the object approaching the solid-liquid interface, and in such a configuration, it is generated based on the video signal below the threshold level. When the number of pulses to reach the set value reaches a set value, it has means for decreasing the descending speed of the seed crystal, and further,
A means for stopping the descending of the seed crystal by detecting the contact between the seed crystal and the melt by detecting the stop of the increase in the number of generated pulses during the descending of the seed crystal was provided.
【０００８】[0008]
【作用】上記構成によれば、固液界面を観察するテレビ
カメラを設け、融液面の輝度より種子結晶の輝度の方が
低い点を利用して、融液面のビデオ信号レベルより低い
所にスレッショールドレベルを設定した。そして、前記
スレッショールドレベル以下のビデオ信号に基づいて発
生するパルス数が設定値に達したとき、種子結晶の下降
速度を下げる手段を設けたので、種子結晶が融液面に近
接すると種子結晶の下降速度は自動的に減速される。ま
た、種子結晶の先端が融液内に浸漬されると、浸漬部分
は融液面のビデオ信号レベルによりスレッショールドレ
ベル以下にならないため、発生パルス数の増加が停止す
る。従って、種子結晶の下降中に発生パルス数の増加停
止を検出したとき、種子結晶の下降を停止させる手段を
備えることにより、種子結晶が融液に接触した時点で種
子結晶の下降を停止させることができる。According to the above structure, a television camera for observing the solid-liquid interface is provided, and by utilizing the fact that the brightness of the seed crystal is lower than the brightness of the melt surface, the position lower than the video signal level of the melt surface is used. The threshold level was set to. Then, when the number of pulses generated based on the video signal below the threshold level reaches a set value, since means for reducing the descending speed of the seed crystal is provided, when the seed crystal approaches the melt surface, the seed crystal The descending speed of is automatically reduced. Further, when the tip of the seed crystal is immersed in the melt, the immersed portion does not fall below the threshold level due to the video signal level of the melt surface, so the increase in the number of generated pulses stops. Therefore, when the increase stop of the number of generated pulses is detected during the descending of the seed crystal, by providing a means for stopping the descending of the seed crystal, it is possible to stop the descending of the seed crystal when the seed crystal comes into contact with the melt. You can
【０００９】[0009]
【実施例】以下に本発明に係る半導体単結晶製造装置の
実施例について、図面を参照して説明する。本発明は、
通常の半導体単結晶製造装置が単結晶の直径制御用とし
て備えているテレビカメラを利用し、その出力信号に基
づいて種子結晶と融液面との接触を検出するものであ
る。すなわち、図５に示した従来の半導体単結晶製造装
置のカメラコントロールユニット１３の後に、図１に示
す信号処理回路が装着されている。テレビカメラは焦点
距離１３５ｍｍのレンズを備えたＣＣＤ固体撮像素子を
有するものである。このテレビカメラの融液面上におけ
る視野は、ほぼ４０ｍｍ×３０ｍｍであり、鉛直線に対
して２０°の角度で融液面を見ている。Embodiments of the semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is
An ordinary semiconductor single crystal manufacturing apparatus utilizes a television camera provided for controlling the diameter of a single crystal, and detects the contact between the seed crystal and the melt surface based on the output signal from the television camera. That is, the signal processing circuit shown in FIG. 1 is mounted after the camera control unit 13 of the conventional semiconductor single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. The television camera has a CCD solid-state image sensor equipped with a lens having a focal length of 135 mm. The field of view on the melt surface of this television camera is approximately 40 mm × 30 mm, and the melt surface is viewed at an angle of 20 ° with respect to the vertical line.
【００１０】図１の信号処理回路は、５００カウントで
Ｄ／Ａコンバータ出力がフルスケール１０ｖｏｌｔを発
生するように調整されている。このカメラシステムは、
２：１インターレースであり、６０回／秒でほぼ２５０
本の走査線を測定し、各走査線で発生するパルス数の合
計をＤ／Ａコンバータに計数値を出力する。前記スレッ
ショールドレベルは、設定回路１により、平均値レベル
より僅かに低く設定することができる。また、種子結晶
の融液面との接触を確実に検知するため、種子結晶が視
野に入って１０カウントしたときに、種子結晶の下降速
度を低速に切り換えることとし、そのための変化量判別
回路２を備えている。前記変化量判別回路２の出力を、
図６に示した従来の半導体単結晶製造装置を制御するシ
ーケンスコントローラに入力してワイヤ巻き上げモータ
１１の回転を制御することにより、前記種子結晶の下降
速度切り換えが行われ、下降速度は６００ｍｍ／分から
５ｍｍ／分に低下する。種子結晶の下降速度が低速に切
り換えられた後、Ｄ／Ａコンバータ出力は直径制御用コ
ンピュータに入力され接触の判別が行われる。The signal processing circuit of FIG. 1 is adjusted so that the D / A converter output generates a full scale of 10 volt at 500 counts. This camera system
2: 1 interlace, approximately 250 at 60 times / second
The number of scanning lines is measured, and the total number of pulses generated in each scanning line is output to the D / A converter as a count value. The threshold level can be set slightly lower than the average value level by the setting circuit 1. Further, in order to reliably detect the contact of the seed crystal with the melt surface, when the seed crystal enters the field of view and counts 10 times, the descending speed of the seed crystal is switched to a low speed, and a change amount determination circuit 2 for that purpose Is equipped with. The output of the change amount determination circuit 2 is
By inputting to the sequence controller for controlling the conventional semiconductor single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 6 and controlling the rotation of the wire winding motor 11, the descending speed of the seed crystal is switched, and the descending speed is from 600 mm / min. 5 mm / min. After the descending speed of the seed crystal is switched to the low speed, the output of the D / A converter is input to the diameter control computer and contact is discriminated.
【００１１】図２は、融液面と種子結晶との接触点付近
を撮影しているテレビカメラによるモニタ上の画面を示
し、３は種子結晶棒の画像である。この画面において、
特徴的な走査線Ａ，Ｂ，Ｃのビデオ信号を図３に
（ａ），（ｂ），（ｃ）として示す。走査線Ａでは種子
結晶棒の輝度が低いため、図３（ａ）に示すように種子
結晶棒の画像３の部分でビデオ信号レベルが４のように
落ち込んでいる。５は水平同期パルスである。走査線Ｂ
では、石英ガラス窓に付着したシリコン片等のごみによ
り暗点６を生じており、ビデオ信号レベルの落ち込む箇
所は図３（ｂ）に示すように、前記画像３による落ち込
み部４および暗点６による落ち込み部７の２箇所になっ
ている。また走査線Ｃでは種子結晶棒の画像が写ってい
ないため、図３（ｃ）に示すようにビデオ信号レベルの
落ち込みは生じていない。これらの現象から図４に示す
ように、融液面のビデオ信号レベルＭより僅かに下方に
スレッショールドレベルＬを設定し、Ｌ以下のレベルに
なったときにパルス８を発生させる。一画面におけるこ
のパルス数の合計によって、そのとき種子結晶棒がテレ
ビカメラの視野にどの程度進入しているかを推定するこ
とができる。この場合、水平同期パルス５を計数しない
ように、各走査線内で計数できる領域をウインドウパル
ス９により制限する。FIG. 2 shows a screen on a monitor by a television camera which photographs the vicinity of the contact point between the melt surface and the seed crystal, and 3 is an image of the seed crystal rod. In this screen,
The video signals of the characteristic scanning lines A, B and C are shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c). Since the brightness of the seed crystal rod is low in the scanning line A, the video signal level drops to 4 in the image 3 portion of the seed crystal rod as shown in FIG. Reference numeral 5 is a horizontal sync pulse. Scan line B
In this case, a dark spot 6 is generated by dust such as silicon pieces attached to the quartz glass window. As shown in FIG. 3B, the dark spot 6 where the video signal level falls is the dark spot 6 and the dark spot 6 due to the image 3. There are two places in the depressed portion 7 due to. Further, since the image of the seed crystal rod is not shown in the scanning line C, the drop of the video signal level does not occur as shown in FIG. 3 (c). From these phenomena, as shown in FIG. 4, the threshold level L is set slightly below the video signal level M of the melt surface, and the pulse 8 is generated when the level becomes L or less. The sum of this number of pulses on one screen makes it possible to estimate how far the seed crystal rod has entered the field of view of the television camera. In this case, the window pulse 9 limits the countable area in each scan line so that the horizontal synchronizing pulse 5 is not counted.
【００１２】実際には、炉内を観察する窓ガラスにはシ
リコンのはねやごみ等が付着しているため、図２に示し
た暗点６が画像上に観察される。これらの暗点６もパル
スの計数対象となるが、この計数値は時間的にほとんど
変化しないため、種子結晶棒を融液に接触させるときの
計数値は、図５に示すように時間的に変化する。計数値
ｎ1 は前記暗点によるもので、Ｔ1 は種子結晶棒がテレ
ビカメラの視野に入った時点である。Ｔ1 からＴ2 にか
けては、種子結晶棒が徐々に融液面に接近しているとこ
ろであり、パルス計数値がｎ1 からｎ2 に増加してい
る。Ｔ2 は種子結晶棒の先端が融液に浸漬された時点で
ある。このとき種子結晶棒が融液内を下降していても、
パルス計数値はｎ2 のままで上昇しない。前記計数値が
ｎ2 になった時点を検出することにより、種子結晶棒と
融液との接触を検知することが可能となる。図５のＴ2
点（パルス計数値の増加停止点）を検出すると、種子結
晶棒の下降を止めて次の工程に移行する指令をシーケン
スコントローラに与える。また、本実施例では、種結晶
の浸漬まで自動で行ったが、前記変化量判別回路の出力
により、融液表面から所定の距離だけ上方の位置で種結
晶の降下を停止して、しかるのちオペレータのスイッチ
操作または、シーケンサーの命令により、再度、所定の
距離だけ降下させて、浸漬することも可能である。この
場合には、浸漬の判別は必要なく、ほぼ同様な工数低減
の効果を得ることができる。Actually, since the splatter and dust of silicon adhere to the window glass for observing the inside of the furnace, the dark spot 6 shown in FIG. 2 is observed on the image. These dark spots 6 are also pulse counting targets, but since these count values hardly change with time, the count values when the seed crystal rod is brought into contact with the melt are as shown in FIG. Change. The count value n 1 is based on the dark spot, and T 1 is the time when the seed crystal rod comes into the visual field of the television camera. From T 1 to T 2 , the seed crystal rod is gradually approaching the melt surface, and the pulse count value increases from n 1 to n 2 . T 2 is the time when the tip of the seed crystal rod is immersed in the melt. At this time, even if the seed crystal rod is descending in the melt,
The pulse count value remains at n 2 and does not rise. By detecting the time point when the count value reaches n 2 , it is possible to detect the contact between the seed crystal rod and the melt. T 2 in FIG.
When the point (the increase stop point of the pulse count value) is detected, the sequence controller is instructed to stop the descending of the seed crystal rod and shift to the next step. Further, in the present embodiment, the seed crystal was automatically dipped, but the output of the change amount determination circuit stopped the descending of the seed crystal at a position above the melt surface by a predetermined distance, and thereafter. It is also possible to descend again by a predetermined distance and immerse it by a switch operation of an operator or a command of a sequencer. In this case, it is not necessary to discriminate the immersion, and it is possible to obtain substantially the same man-hour reduction effect.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来から引き上げ単結晶の直径制御に使用しているテレビ
カメラを利用し、簡単な機能部品を付加した上、融液面
に対する種子結晶の接近および融液面と種子結晶との接
触を、ビデオ信号レベルによって発生するパルス数を計
数することによって検出し、種子結晶下降速度の低減お
よび停止制御を行うことにしたので、種子結晶の融液面
への接近ならびに接触を確実、かつ容易に、しかも低価
格の設備費用で検出することができる。従来の技術で
は、微小な電圧や電流の変化を検出して融液面に対する
種子結晶の接触を検知する方法であるため、ノイズによ
る誤動作や検知もれ等が発生するおそれがあるが、本発
明による方法では、前記のような検出の不確実さを完全
に除去することができるので、この作業の完全自動化が
可能となり、工数も低減される。また、誤動作による作
業の中断や、シードチャックの融液内進入による融液汚
染事故を確実に防止することができる。As described above, according to the present invention, a television camera conventionally used for controlling the diameter of a pulled single crystal is used, simple functional parts are added, and a seed crystal for the melt surface is added. The approach of the seed crystal and the contact between the melt surface and the seed crystal were detected by counting the number of pulses generated by the video signal level, and it was decided to reduce the seed crystal descending speed and stop the seed crystal. It is possible to reliably and easily detect the approach and the contact with the liquid surface and at a low cost of equipment. In the prior art, since it is a method of detecting the contact of the seed crystal with the melt surface by detecting a minute change in voltage or current, malfunction or omission due to noise may occur, but the present invention The method described in (1) can completely eliminate the uncertainty of detection as described above, so that this operation can be fully automated and the number of steps can be reduced. Further, it is possible to surely prevent the work from being interrupted due to a malfunction and the melt contamination accident due to the seed chuck entering the melt.
【図１】本実施例による信号処理回路のブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram of a signal processing circuit according to an embodiment.
【図２】本実施例によるモニタテレビ画面の説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of a monitor television screen according to the present embodiment.
【図３】図２の画面における各走査線によるビデオ信号
波形の説明図で、（ａ）はテレビカメラの視野内にある
種子結晶棒を検出した状態、（ｂ）は種子結晶棒ととも
に石英ガラス窓に付着したごみを検出した状態、（ｃ）
は走査線の位置に種子結晶棒が進入していない状態をそ
れぞれ示す。3A and 3B are explanatory diagrams of a video signal waveform by each scanning line on the screen of FIG. 2, where FIG. 3A is a state in which a seed crystal rod within the field of view of a television camera is detected, and FIG. 3B is a quartz glass together with the seed crystal rod. State where dust adhering to the window is detected, (c)
Shows the state where the seed crystal rod has not entered the position of the scanning line.
【図４】図３に基づくビデオ信号処理方法の説明図であ
る。4 is an explanatory diagram of a video signal processing method based on FIG.
【図５】ビデオ信号処理装置の出力の時間的変化を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing changes over time in the output of the video signal processing device.
【図６】テレビカメラによる単結晶直径検出手段を備え
た従来の単結晶製造装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional single crystal manufacturing apparatus provided with a single crystal diameter detecting means by a television camera.
１ スレッショールドレベル設定回路 ２ 変化量判別回路 ８ パルス １５ テレビカメラ １８ 融液面 1 Threshold level setting circuit 2 Change amount determination circuit 8 pulse 15 TV camera 18 Melt surface
Claims (3)
製造装置において、融液素面を観察するテレビカメラを
設け、スレッショールドレベルを前記テレビカメラによ
る融液面のビデオ信号レベルより低く設定し、前記スレ
ッショールドレベル以下のビデオ信号に対してパルスを
発生させ、このパルスの計数結果に基づいて、テレビカ
メラの視野内で前記融液表面に接近する物体の下降量を
検知する手段を備えたことを特徴とする半導体単結晶製
造装置。1. A semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the Czochralski method, wherein a TV camera for observing a melt surface is provided, and a threshold level is set lower than a video signal level of the melt surface by the TV camera. A means is provided for generating a pulse with respect to a video signal having a threshold level or less, and detecting a descending amount of an object approaching the melt surface within the visual field of the television camera based on the counting result of the pulse. An apparatus for manufacturing a semiconductor single crystal characterized by:
号に基づいて発生するパルス数が設定値に達したとき、
種子結晶の下降速度を下げる又は、下降を停止する手段
を有することを特徴とする請求項１の半導体単結晶製造
装置。2. When the number of pulses generated based on a video signal below a threshold level reaches a set value,
2. The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising means for decreasing a descending speed of the seed crystal or stopping the descending speed.
加停止を検出することによって種子結晶と融液との接触
を検知し、種子結晶の下降を停止させる手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１の半導体単結晶製造装置。3. A means for detecting the contact between the seed crystal and the melt by detecting an increase / decrease in the number of generated pulses while the seed crystal is descending, and stopping the descending of the seed crystal. The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22085892A JP2829686B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Semiconductor single crystal manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22085892A JP2829686B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Semiconductor single crystal manufacturing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648888A true JPH0648888A (en) | 1994-02-22 |
| JP2829686B2 JP2829686B2 (en) | 1998-11-25 |
Family
ID=16757653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22085892A Expired - Lifetime JP2829686B2 (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Semiconductor single crystal manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829686B2 (en) |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP22085892A patent/JP2829686B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2829686B2 (en) | 1998-11-25 |
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