JP6885301B2 - 単結晶の製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
DPi=DSb÷DSa ・・・(3)
DSc=DS×DPi ・・・(4)
2 シリコン融液
3 シリコン単結晶
3a ネック部
3b ショルダー部
3c ボディ部
3d テール部
3I シリコン単結晶インゴット
4 フュージョンリング
4L フュージョンリングの左側の一部
4R フュージョンリングの右側の一部
5 引き上げ軸の延長線
10 チャンバー
10a メインチャンバー
10b プルチャンバー
10c ガス導入口
10d ガス排出口
10e 覗き窓
11 石英ルツボ
12 黒鉛ルツボ
13 回転シャフト
14 ルツボ駆動機構
15 ヒータ
16 断熱材
17 熱遮蔽体
17a 開口
18 ワイヤー
19 機構
20 カメラ
21 画像処理部
22 制御部
L1,L2,L3 直径計測ライン
L1a 位置変更前の直径計測ライン
L1b 位置変更前の直径計測ライン
PL1 画素列
PL2 画素列
PL3 画素列
R 直径
S1,S3,S5 ギャップ一定制御区間
S2,S4 ギャップ可変制御区間
S11 原料融解工程
S12 着液工程
S13 ネッキング工程
S14 ショルダー部育成工程
S15 ボディ部育成工程
S16 テール部育成工程
S17 冷却工程
Claims (7)
- ルツボ内の融液から単結晶を引き上げるチョクラルスキー法による単結晶の製造方法であって、
前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するステップと、
撮影した画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求めるステップと、
前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップと、
前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正するステップとを備えることを特徴とする単結晶の製造方法。 - 前記第2の直径計測値を補正するステップは、
前記第1の直径計測値に対する前記第2の直径計測値の比を補正係数として算出するステップと、
前記第2の直径計測値に前記補正係数を乗算するステップとを含む、請求項1に記載の単結晶の製造方法。 - 前記第1の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化する前に当該直径計測ラインから求めた値であり、
前記第2の直径計測値は、前記直径計測ラインの位置が変化した後に当該直径計測ラインから求めた値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。 - 前記単結晶の直径を求めるステップは、前記撮影画像中に設定した複数の直径計測ラインを用いて前記単結晶の複数の直径計測値を同時に算出し、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を移動させるステップは、前記複数の直径計測ラインを垂直方向に平行移動させ、
前記第1の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化する前に当該複数の直径計測ラインから求めた複数の直径計測値の平均値であり、
前記第2の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に当該複数の直径計測ラインから求めた複数の直径計測値の平均値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。 - 前記撮影画像は垂直方向に連続する第1乃至第3の画素列を含み、
前記複数の直径計測ラインは、前記第1の画素列に設定した第1の直径計測ラインと、前記第1の画素列に隣接する前記第2の画素列に設定した第2の直径計測ラインとを含み、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップでは、前記第1及び第2の直径計測ラインを前記第2の画素列及び前記第2の画素列に隣接する前記第3の画素列にそれぞれ移動させ、
前記第1の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第1の直径計測ラインから求めた値であり、
前記第2の直径計測値は、前記複数の直径計測ラインの位置が変化した後に前記第2の直径計測ラインからを求めた値である、請求項1又は2に記載の単結晶の製造方法。 - 前記融液の上方に配置された熱遮蔽体と前記融液との間のギャップを徐々に拡大又は縮小させるギャップ可変制御ステップを有し、
前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させるステップは、前記ギャップ可変制御ステップによる前記液面位置の変化に合わせて、前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の単結晶の製造方法。 - 融液を支持するルツボと、
前記融液を加熱するヒータと、
前記融液の上方に配置された熱遮蔽体と、
前記融液から単結晶を引き上げる引き上げ軸と、
前記ルツボを昇降駆動するルツボ昇降機構と、
前記ルツボ内の前記融液から単結晶を引き上げる結晶引き上げ機構と、
前記単結晶と前記融液との境界部を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像を処理する画像処理部と、
前記ヒータ、前記引き上げ軸及び前記ルツボ昇降機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、結晶引き上げ工程の進行に合わせて、前記熱遮蔽体と前記融液との間のギャップを拡大又は縮小させるギャップ可変制御を行い、
前記画像処理部は、
撮影画像中の水平方向に設定した少なくとも一本の直径計測ラインと前記境界部に現れるフュージョンリングとの2つの交点の位置及び前記フュージョンリングの中心位置から前記単結晶の直径を求め、
前記融液の液面位置の変化に合わせて前記撮影画像中の前記直径計測ラインの垂直方向の位置を変化させ、
前記直径計測ラインの位置が変化する前後の位置でそれぞれ求めた前記単結晶の第1及び第2の直径計測値に基づいて、前記単結晶の前記第2の直径計測値を補正することを特徴とする単結晶製造装置。
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