JP4561513B2

JP4561513B2 - 単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構及び液面位置調整方法並びに単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構及び液面位置合わせ方法

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Publication number: JP4561513B2
Application number: JP2005213233A
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Inventors: 啓一高梨
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Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2010-10-13
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Description

本発明は、半導体原料の単結晶を製造するチョクラルスキー法（以下「ＣＺ法」という）による単結晶引き上げ炉での結晶育成前の融液表面の位置の調整を容易にした単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構及び液面位置調整方法並びに単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構及び液面位置合わせ方法に関するものである。

半導体の原料となる単結晶を引き上げる方法には種々の方法があるが、そのひとつにチョクラルスキー法がある。このチョクラルスキー法を用いた単結晶引き上げ装置の例を図２に示す。図中の１はルツボである。このルツボ１に半導体の原料が融液２の状態で収納されている。３はヒータである。このヒータ３でルツボ１内の融液２が溶融状態に維持される。４は引き上げ途中の単結晶である。ワイヤ４Ａの先端の種結晶４Ｂが融液２の表面に付けられて単結晶４が引き上げられる。５は引き上げ装置である。引き上げ装置５によってワイヤ４Ａと種結晶４Ｂを介して単結晶４が少しずつ引き上げられる。６は回転装置である。回転装置６によって引き上げ装置５と共に単結晶４が回転される。７はカメラである。カメラ７によってルツボ１内の融液２が撮影される。８は画像処理装置である。画像処理装置８によってカメラ７で撮影した画像データが処理される。９は制御装置である。制御装置９によって引き上げ装置５や回転装置６等が制御される。１０は駆動モータである。駆動モータ１０によってルツボ１が上下に移動されて、融液２の液面が上下に移動される。１１は遮熱体である。この遮熱体１１は、単結晶４を包むように設けられ、単結晶４を保温して遮熱する。なお、制御装置９と駆動モータ１０とで昇降機構を構成している。

ＣＺ法は、ルツボ１内に満たされた融液２から単結晶４を、回転装置６により回転させながら引き上げ装置５により引き上げるプロセスである。この際に、良質の単結晶シリコンを継続して得るためは、ヒータ３に対して融液２の表面が毎バッチ、一定の位置に保持されるように融液位置を調整する必要がある。

この融液位置を調整して単結晶引き上げ初期の液面位置を一定に設定するため、従来は炉内構造物の先端に取り付けた石英等の耐火性の棒を融液に接触させて確認する方法（特許文献１）や、種結晶を融液面と接触させて確認する方法（特許文献２）や、基準マークとその反射画像とを予め記録された画像と比較したり、画像データから直接計算したりして確認する方法（特許文献３）等が提案されている。
特許１６７６６５５号公報特許２１３２０１３号公報特開平６−１１６０８３号公報

特許文献１、２では、棒状体、種結晶の長さ誤差、融液の揺らぎ等による融液との接触確認時の誤差が問題となり、正確な初期液面位置の設定は困難である。

特許文献３では、カメラで撮影した画像データをそのまま比較対象の画像データと比較したり、画像データから直接計算したりする場合、カメラの取り付け位置等の誤差がそのまま残ってしまい、精度が悪い。

また、レーザ三角法等の測定方法の適用も可能であるが、この場合、測定装置自身が高価であり、かつ測定のための専用の窓を炉体に設置する必要があり、コストが嵩む。

本発明はこのような従来方法の問題点に鑑みてなされたものであり、既存の設備を利用して、液面位置を設定位置に容易にかつ正確に合わせることができる単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構及び液面位置調整方法並びに単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構及び液面位置合わせ方法を提供するものである。

具体的には、チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整装置及び液面位置調整方法であって、当該光学記録手段で撮影した炉内構造物の鏡像の位置、寸法又は炉内構造物の実像との間隔を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記位置、寸法又は間隔を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における基準点を基にして、上記鏡像の位置、寸法又は上記実像との間隔と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせることを特徴とするものである。

また、チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために融液表面を設定位置に合わせる単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構及び液面位置合わせ方法であって、上記液面位置調整機構及び液面位置調整方法を用いて、融液表面を設定位置に合わせることを特徴とするものである。

炉外に設置された既存のカメラ等の光学記録手段を用いて、炉本体に改造を加えることなく、容易にかつ正確に液面位置を調整することができる。

また、融液表面を初期液面位置に容易にかつ正確に位置合わせすることができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態における単結晶引き上げ装置の構成は、従来の単結晶引き上げ装置と基本的構成において同じであるため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態の単結晶引き上げ装置は、既存の単結晶引き上げ装置を用いて、ルツボ１内の融液２の液面位置調整をより容易にかつ正確に行うことができるようにしたものである。具体的には、制御装置９による制御方法を改良したものである。

図１は引き上げ炉内の状況を示す斜視図である。シリコンの融液２の表面は鏡面となるため、その表面に炉内構造物が写る。なお、炉内構造物は、炉内において、ルツボ１内の融液２に面した位置に設けられている部材である。さらに、炉内構造物は、炉側に固定されて、融液２がルツボ１の上下移動によって上下動しても変動しないで融液２の表面に鏡像を作るものである。この炉内構造物としては、既存の部材を用いてもよく、新たに設けてもよい。ここでは、遮熱体１１を用いている。

遮熱体１１の実像と融液２の表面に写った鏡像との間隔は、ルツボ１を昇降させて融液２の表面の位置を上下動させると、その上下動に連動して変化する。そして、この実像と鏡像との間隔と、融液２の上下移動量との間には、理論的にみて比例関係がある。

カメラ７で撮影した画像情報から実像と鏡像との間隔を計算した値（例えば、画像のピクセル数等）と、駆動モータ１０でルツボ１を上下動させて上下に移動させた融液２の上下移動量との間にも、理論的にみて比例関係がある。実際には、２次以上の曲線へ近似できる関係になることが多い。

このため、遮熱体１１の実像と融液２の表面に写った鏡像との間隔を、融液２の表面を上下に移動させることによって変化させて、この間隔の変化を複数点で測定して、これら実像と鏡像との間隔と、融液２の表面の位置との対応関係を特定すると共に、この対応関係において実像と鏡像との間隔がゼロになる点を基準点とすると、融液２の表面の位置を間接的に特定することができる。即ち、融液２の初期液面位置における実像と鏡像との間隔をカメラ７の画像情報の中で予め特定しておけば、融液２の表面の位置を上下させて、上記対応関係を基に、実像と鏡像との間隔を上記初期液面位置における間隔に調整することで、融液２の表面の位置を初期液面位置に合わせることができる。本発明はこれを利用したものである。

遮熱体１１の実像とその鏡像を炉外に設置したカメラ７で撮影すると、そのカメラ７の設置状態（設置位置、傾き等）の誤差により、上記実像と鏡像との間隔の値にも誤差が含まれてしまう。このため、単純にカメラ７で撮影した画像データから上記実像と鏡像との間隔を算出すると、正確な液面位置の設定は困難となる。これに対して、融液２の位置を上下に移動させることで、遮熱体１１の実像とその鏡像の間隔を変化させて、複数点で上記間隔の変化を測定し、その間隔の変化から液面位置を間接的に特定すると、カメラ設置状況の影響を排除することができる。即ち、カメラ７の傾きの誤差や、カメラ７の取り付け位置の誤差を排除することができる。この点が、本発明の特徴である。以下、具体的に説明する。

遮熱体１１と融液２の表面が一致すると、遮熱体１１の実像とその鏡像の間隔はゼロになる。ルツボ１を下げて融液２を遮熱体１１から離せば、その遮熱体１１の実像と鏡像との間隔も広くなる。図１においては、遮熱体１１の実像１１Ａの中心点１２Ａと、ルツボ１を下げながら２ヶ所の位置で測定した鏡像１１Ｂ，１１Ｃの中心点１２Ｂ、１２Ｃを示している。このとき、鏡像１１Ｂ，１１Ｃの中心点１２Ｂ、１２Ｃを測定したときの融液２の表面の位置（駆動モータ１０で上下動させたルツボ１の位置）を、駆動モータ１０を制御する制御装置９において特定しておく。中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの間隔はカメラ７で撮影した画像情報からピクセル数等を用いて計算する。このため、上記間隔は、実際の寸法を正確に測定するのではなく、カメラ７で撮影した画像情報のピクセル数等を用いた間接的な寸法である。

なお、遮熱体１１の中心点は、遮熱体１１のエッジを円形近似してその円の中心位置を用いる。また、融液面に写った遮熱体１１の鏡像の場合も、エッジを円形近似してその中心位置を用いる。これにより求めた遮熱体１１の中心位置を基準にして実像と鏡像との間隔を特定する。

また、遮熱体１１のエッジの検出においては、通常はその輝度値をもとにしきい値を設定する２値化を用いる。しかし、この場合、炉内の温度状態が変化すると、検出されるエッジ位置が変化し測定誤差となる。そのため本実施形態ではエッジ検出に微分画像を用いた。微分画像では、元画像の輝度変化量がデータとして示される。微分画像のデータは、遮熱体１１の実像とその鏡像のエッジ部で極大値をとり、元画像の輝度の大きさは無関係となる。そこで微分画像の極大値の位置を検出エッジとすることにより、炉内の温度状態が変化しても測定誤差を小さくして、開口部１２の正確な位置を特定する。

遮熱体１１の実像１１Ａとその鏡像１１Ｂ，１１Ｃとの間隔と、液面位置との対応関係を図３に示す。なお、図３は、実像の中心点１２Ａと、２つの鏡像１１Ｂ，１１Ｃの中心点１２Ｂ、１２Ｃとの間隔を縦軸に、鏡像１１Ｂの中心点１２Ｂから鏡像１１Ｃの中心点１２Ｃまで融液２の表面を移動させたときの間隔を横軸にとったグラフである。中心点１２Ｂと１２Ｃの間は、駆動モータ１０を制御する制御装置９での制御量から特定する。このグラフでは、実像１１Ａとその鏡像１１Ｂ，１１Ｃとの間隔と、液面位置との間には、１次式で表される比例関係があるものとしている。

このため、２つの鏡像１１Ｂ，１１Ｃの中心点１２Ｂと１２Ｃとの間隔を横軸の任意の位置にとり、実像１１Ａと鏡像１１Ｂ，１１Ｃの中心点１２Ａと１２Ｂとの間隔と、中心点１２Ａと１２Ｃとの間隔をグラフのゼロ点を基準にして縦軸にとる。そして、縦軸の中心点１２Ｂと横軸の中心点１２Ｂとの交点と、縦軸の中心点１２Ｃと横軸の中心点１２Ｃとの交点との２つの点から傾斜角を特定して、グラフのゼロ点に平行移動させる。これにより、上記実像１１Ａと鏡像１１Ｂ，１１Ｃとの間隔と、融液２の表面の位置との対応関係を特定する。

なお、実際には、上記実像と鏡像との間隔と、融液２の表面の位置とは、図３のような比例関係ではなく、２次曲線に近い対応関係になることが多い。このため、最小自乗法等の近似手法を用いて２次曲線へ近似し、実像と鏡像との間隔と液面位置との対応関係を算出する。この場合、個々の単結晶引き上げ装置によって特性が異なることが少なくないため、個々の単結晶引き上げ装置に応じて関係式を選択する。また、３次以上の曲線に近い対応関係になることもあるため、それぞれの条件に応じて関係式を選択する。

このようにして、図３に示すような対応関係（関係式）が特定したら、その対応関係に基づいて、予め特定しておいた目標の間隔（融液２の表面が初期液面位置にあるときの実像と鏡像との間隔）に対応する液面位置（ねらいの液面位置）を特定し、その位置にルツボ１を合わせる。即ち、目標の間隔のときの液面位置と現在の融液２の表面との差を計算して、その差をゼロにするように、駆動モータ１０を駆動してルツボ１を上下動させて、ルツボ１内の融液２の表面の位置を初期液面位置に合わせる。

以上の処理機能が制御装置９に組み込まれている。そして、以上の処理機能を備えた制御装置９とカメラ７と画像処理装置８と駆動モータ１０とで、液面位置合わせ機構が構成されている。

次に、この液面位置合わせ機構による液面位置合わせ方法について説明する。

まず、シリコンの融液２が入れられたルツボ１が炉内に設置される。このとき、融液２の表面の位置は不明である。この状態で、融液２の表面と遮熱体１１とをカメラ７で撮影する。遮熱体１１の実像１１Ａと融液２の表面に写った鏡像１１Ｂ，１１Ｃとの中心位置の間隔（中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの間隔）を、ルツボ１内の融液２の表面を上下に移動させることによって変化させて、カメラ７で撮影する。次いで、このカメラ７の画像情報から上記中心位置の間隔の変化を複数点（図３のグラフでは２点）で測定して、この中心位置の間隔と融液２の表面の位置との対応関係を、上述した方法で特定すると共にこの対応関係において上記中心位置の間隔がゼロになる点を基準点にする。そして、この対応関係を基にして目標の中心位置の間隔に対応した融液２の表面の位置を特定し、この位置と実際のルツボ１内の融液２の表面位置との差をゼロにするように、駆動モータ１０を制御して、ルツボ１を昇降させる。

これにより、ルツボ１内の融液２の表面の位置を初期液面位置に合わせる。

このように、ルツボ１内の融液２の表面の位置を直接的に測定するのではなく、遮熱体１１の実像と鏡像との中心位置の間隔を用いて、間接的に融液２の表面の位置を特定して、位置合わせをするため、カメラ７の設置位置のずれ等の誤差を排除して、融液２の表面を容易にかつ正確に所望に位置に位置合わせすることができるようになる。即ち、炉外に設置された既存のカメラ７を用いて、炉本体に改造を加えることなく、高精度な初期液面位置設定が可能になる。

［変形例］
上記実施形態では、炉内構造物の実像と鏡像との中心位置の間隔（中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの間隔）を基に、融液表面の位置を調整する場合を例に説明したが、本発明はこの実像と鏡像との中心位置の間隔に限らず、上記鏡像の位置又は寸法を用いてもよい。上記融液表面を上下に移動させると、カメラ７に映る上記鏡像の位置及び寸法も変化する。このため、上記鏡像の位置又は寸法を、上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に、この上記融液表面を変化させながら、上記位置又は寸法を複数点でカメラ７の画像情報から測定し、当該画像情報における基準点を基にして上記融液表面の位置を調整するようにしてもよい。

具体的には、カメラ７で撮影した鏡像の位置を、融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に鏡像の位置を複数点で、カメラ７の画像情報から測定し、この画像情報における上記実像の位置を基準点として上記鏡像の位置と上記融液表面の移動量との関係を特定し、この関係から上記融液表面の位置を調整するようにしてもよい。

また、カメラ７で撮影した上記鏡像の寸法を、上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に、これに伴って変化する鏡像の寸法を複数点でカメラ７の画像情報から測定し、当該画像情報における上記実像の寸法を基準点として上記鏡像の寸法と上記融液表面の移動量との関係を特定し、この関係から上記融液表面の位置を調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、融液２の表面を初期液面位置に合わせる液面位置合わせ機構及び液面位置合わせ方法について説明したが、初期液面位置への位置合わせに限らず、所望の液面位置に融液２の表面を調整するための液面位置調整機構及び液面位置調整方法に適用することができる。

上記実施形態では、遮熱体１１の実像とその鏡像との中心位置の間隔として、中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを用いたが、画像の縦方向もしくは横方向の輝度分布から遮熱体１１の像のエッジを特定して、遮熱体１１の寸法であるエッジの部分の幅を用いることも可能である。ルツボ１を下降させれば、融液表面に写った遮熱体１１の鏡像はカメラ７から離れて画像上でその寸法が小さくなる。ルツボ１を上昇させれば、遮熱体１１の鏡像は逆にカメラ７に近づいて画像上でその寸法が大きくなる。このため、遮熱体１１のエッジの幅の変化と融液２の上下移動量との間にも、上記中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの間隔の場合と同様の対応関係がある。このため、上記中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの代わりに、遮熱体１１のエッジの幅を用いてもよい。

しかしこの場合、遮熱体１１の汚れ等により輝度が変化した際には測定が困難となり、長期間にわたって安定して測定することが難しい場合がある。このため、汚れ等による輝度の変化が問題にならない場合は、遮熱体１１のエッジの幅を用いてもよいが、汚れ等による輝度の変化が問題になる場合は、上記中心点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを用いる。

上記実施形態では、上記実像と鏡像との中心位置の間隔を３点で検出したが、４点以上で検出してもよいことは言うまでもない。また、上記実施形態では、最小自乗法を用いて近似させたが、差分近似法等の他の手段を用いて近似させてもよい。

上記実施形態の光学記録手段としてのカメラ７は、可視光を検出するものでも、赤外線やＸ線等を検出するものでもよい。他の構成の光学記録手段を用いてもよい。

上記実施形態では、測定対象点（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）として、遮熱体１１のエッジを円近似してその中心を用いたが、他の点を用いてもよい。例えば、突起等でもよい。測定対象となる点を正確にかつ確実に特定できる構造であればよい。

融液の液面を移動させたときの、炉内構造物の実像と融液表面に写った鏡像の変化の状況を示す斜視図である。従来の単結晶引き上げ装置を示す概略構成図である。炉内構造物の実像とその鏡像の中心位置の間隔と液面位置との関係を示すグラフである。

符号の説明

１：ルツボ、２：融液、３：ヒータ、４：単結晶、５：引き上げ装置、６：回転装置、７：カメラ、８：画像処理装置、９：制御装置、１０：駆動モータ、１１：遮熱体。

Claims

チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影する光学記録手段と、
当該光学記録手段で撮影した上記鏡像の位置、寸法又は上記実像との間隔を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記位置、寸法又は間隔を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における基準点を基にして、上記鏡像の位置、寸法又は上記実像との間隔と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせる処理手段と
を備えたことを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影する光学記録手段と、
当該光学記録手段で撮影した上記鏡像の位置を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記鏡像の位置を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における上記実像の位置を基準点として、上記鏡像の位置と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせる処理手段と
を備えたことを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影する光学記録手段と、
当該光学記録手段で撮影した上記鏡像の寸法を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記鏡像の寸法を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における上記実像の寸法を基準点として、上記鏡像の寸法と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせる処理手段と
を備えたことを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影する光学記録手段と、
上記実像と上記鏡像との間隔を、上記融液表面を上下に移動させることによって変化させて、上記光学記録手段で撮影した画像情報から上記間隔の変化を複数点で測定し、当該間隔の変化量と上記融液表面の移動量との比例関係に基づいて上記間隔がゼロになる点を基準点として、当該対応関係を基に上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせる処理手段と
を備えたことを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
請求項４に記載の単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構において、
上記対応関係が、上記光学記録手段で撮影した画像情報における上記間隔とそれに対応する上記融液表面の位置とを３点以上で測定し、その値を用いて曲線へ近似して算出されることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
請求項４又は５に記載の単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構において、
上記炉内構造物が円形状又は楕円形状を有し、当該炉内構造物の中心位置を円近似により算出した点を、上記実像と鏡像との間隔を特定するための基準となる点とすることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
請求項４ないし６のいずれか１項に記載の単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構において、
上記光学記録手段中の炉内構造物の実像と融液表面に写った鏡像との間隔を検出する際に微分画像を用いることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整機構。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法であって、
上記融液表面に写った炉内構造物の鏡像の位置、寸法又は実像との間隔を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記位置、寸法又は間隔を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における基準点を基にして、上記鏡像の位置、寸法又は上記実像との間隔と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影し、当該鏡像の位置を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記鏡像の位置を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における上記実像の位置を基準点として、上記鏡像の位置と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像とを撮影し、当該鏡像の寸法を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させると共に上記鏡像の寸法を複数点で上記光学記録手段の画像情報から測定し、当該画像情報における上記実像の寸法を基準点として、上記鏡像の寸法と、ルツボを上下動させて上下に移動させた融液の上下移動量との比例関係に基づいて、上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせることを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置調整方法。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために液面の位置を調整する単結晶引き上げ時の液面位置調整方法であって、
炉内構造物の実像と上記融液表面に写った鏡像との間隔を上記融液表面を上下に移動させることによって変化させて、光学記録手段で撮影した画像情報から上記間隔の変化を複数点で測定し、当該間隔の変化量と上記融液表面の移動量との比例関係に基づいて上記間隔がゼロになる点を基準点とし、当該対応関係を基に上記融液表面の位置を初期液面位置に合わせることを特徴とする単結晶引き上げ時の液面位置調整方法。
請求項１１に記載の単結晶引き上げ時の液面位置調整方法において、
上記対応関係が、上記光学記録手段で撮影した画像情報における上記間隔と、それに対応する上記融液表面の位置とを３点以上で測定し、その値を用いて曲線へ近似して算出されることを特徴とする単結晶引き上げ時の液面位置調整方法。
請求項１１又は１２に記載の単結晶引き上げ時の液面位置調整方法において、
上記炉内構造物が円形状又は楕円形状を有し、当該炉内構造物の中心位置を円近似により算出した点を、上記実像と鏡像との間隔を特定するための基準となる点とすることを特徴とする単結晶引き上げ時の液面位置調整方法。
請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の単結晶引き上げ時の液面位置調整方法において、
上記光学記録手段中の炉内構造物の実像と融液表面に写った鏡像との間隔を検出する際に微分画像を用いることを特徴とする単結晶引き上げ時の液面位置調整方法。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために融液表面を設定位置に合わせる単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構であって、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液面位置調整機構と、当該液面位置調整機構に制御されて坩堝を昇降させて融液表面を設定位置に合わせる昇降機構とを備えたことを特徴とする単結晶引き上げ装置の液面位置合わせ機構。
チョクラルスキー法により融液表面から単結晶を引き上げるために融液表面を設定位置に合わせる単結晶引き上げ時の液面位置合わせ方法であって、
請求項８ないし１４のいずれか１項に記載の液面位置調整方法により、坩堝を昇降させて融液表面を設定位置に合わせることを特徴とする単結晶引き上げ時の液面位置合わせ方法。