(57)【要約】  本発明は、るつぼに含まれる融解物から半導体材料からなる単結晶を引き上げる方法に関し、上記方法は、単結晶の円筒部分の引上げが開始される段階まで、単結晶の初期円錐体が成長する段階において、単結晶を引き上げることを備える。上記方法は、さらに、単結晶の初期円錐体の直径Ｄｃｒを測定し、直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔの変化を計算することと、ターゲット直径Ｄｃｒｓとなる単結晶の円筒部分の引上げが開始される時点ｔ１から時点ｔ２まで、引上げ速度ｖｐ（ｔ）で、融解物から単結晶の初期円錐体を引き上げることと、を備え、初期円錐体の引上げの間における、時点ｔ１から時点ｔ２までの引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルは、反復計算プロセスによって予め決定される。
2019530632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
るつぼに含まれる融解物から半導体材料からなる単結晶を引き上げる方法であって、
前記単結晶の円筒部分の引上げが開始される段階まで、前記単結晶の初期円錐体が成長する段階において、前記単結晶を引き上げることを備え、上記方法はさらに、
前記単結晶の前記初期円錐体の直径Ｄｃｒを測定し、前記直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔを計算することと、
ターゲット直径Ｄｃｒｓとなる前記単結晶の前記円筒部分の前記引上げが開始される時点ｔ１から時点ｔ２まで、引上げ速度ｖｐ（ｔ）で、前記融解物から前記単結晶の前記初期円錐体を引き上げることと、を備え、
前記初期円錐体の前記引上げの間における、前記時点ｔ１から前記時点ｔ２までの前記引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルが、反復計算プロセスによって予め決定される、方法。
【請求項２】
前記融解物の上方に配置されたリング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の開ループ制御によって、前記単結晶の縁部と前記融解物との間の相境界に熱を供給することと、
前記反復計算プロセスによって、前記時点ｔ１から前記時点ｔ２までの前記リング形状の加熱装置の前記加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルを予め決定することと、を備える、請求項１に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶の円筒部分の引上げが始まる段階まで、単結晶の初期円錐体が成長する段階において、単結晶を引き上げることを備える、るつぼに含まれる融解物から半導体材料からなる単結晶を引き上げる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術／課題
チョクラルスキ法に従う半導体材料からなる単結晶の製造の目標は、通常、最大数の半導体ウェハを得ることができる単結晶を得ることである。単結晶の形状は、相対的に短い円錐部分または初期円錐体と、相対的に長い円筒部分とを備える。半導体ウェハは円筒部分から得られる。したがって、単結晶を引き上げることは、初期円錐体が成長する段階と、円筒部分が成長する段階とを備える。初期円錐体から円筒部分までの遷移部を引き上げることは、ショルダリング（shouldering）とよばれる。
【０００３】
単結晶の直径のターゲット直径への閉ループ制御は、必須である単結晶の直径の測定が阻害されるため、ショルダリング段階の間には推奨されない。成長する単結晶の直径は、ブライトリングがメニスカスにおいて視認されない限り、初期に直接測定されることができるのみである。メニスカスという用語は、単結晶の下側縁部において融解物の表面から立ち上がり、かつ表面張力および界面張力効果によって形成する、融解物の一部を意味する。単結晶の比較的周囲付近の発熱する高温部分、たとえばるつぼ壁などは、メニスカスにおいて反射される。るつぼ壁の反射は、成長する単結晶と融解物との間の相境界の領域から記録するカメラ上におけるブライトリングとみなされる。ブライトリングの外観は、明色／暗色遷移部を外側に移すため、単結晶の直径の直接的な測定およびそれに基づく直径の閉ループ制御を行うことを不可能にする。
【０００４】
ＷＯ０１／２９２９２Ａ１は、到達されたときにショルダリングが開始される、特に予測された直径が達成されたときに引上げ速度が第１の設定点の引上げ速度から第２の設定点の引上げ速度まで増加するような、直径を予測することを備える方法について記載している。
【０００５】
この方法は、ショルダリングが任意の直径では開始されないが、予測される直径でのみ開始されるため、特に融通が利かない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、このような制限を有しない方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、るつぼに含まれる融解物から半導体材料からなる単結晶を引上げる方法であって、上記方法は、
単結晶の円筒部分の引上げが開始される段階まで、単結晶の初期円錐体が生じる段階において、単結晶を引き上げることを備え、上記方法は、単結晶の初期円錐体の直径Ｄｃｒを測定し、直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔを計算することを備え、前記方法はさらに、
ターゲット直径Ｄｃｒｓとなる単結晶の円筒部分の引上げが開始される時点ｔ１から時点ｔ２まで、引上げ速度ｖｐ（ｔ）で、融解物から単結晶の初期円錐体を引き上げることを備え、
初期円錐体の引上げの間における、時点ｔ１から時点ｔ２までの引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルは、反復計算プロセスによって予め決定される、方法によって達成される。
【０００８】
上記方法は、任意の時点ｔ１においてショルダリングを開始し、引上げ速度の開ループ制御によってターゲットに到達できるようにすることを可能にする。ターゲット直径は、単結晶の円筒部分が有することとなる直径である。
【０００９】
本発明の１つの好ましい構成によれば、また、成長する単結晶に対して熱を供給することが、リング形状の加熱装置によって、単結晶の縁部と融解物との間の相境界に熱を供給することを備える。リング形状の加熱装置は、融解物の上方に配置される。この熱の供給は、少なくとも時点ｔ１から時点ｔ２までの期間において、好ましくは少なくとも単結晶の円筒部分の引上げの間、実行される。時点ｔ１から時点ｔ２までの期間の間に、リング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルは、単結晶の成長速度ｖｃｒ（ｔ２）が時点ｔ２で予測値ｖｃｒｓを達成することに基づいて、予め決定される。
【００１０】
特に、単結晶における点欠陥の濃度および点欠陥の優占種のタイプは商ｖｃｒ／Ｇの値に決定的に依存することが知られている。Ｇは、単結晶と融解物との間の相境界における軸方向の温度勾配である。軸方向の温度勾配Ｇは、成長する単結晶の比較的周囲付近を意味するととらえられるホットゾーンによって実質的に決定され、単結晶と融解物との間の温度場に影響を与える。特定のホットゾーンについて、軸方向の温度勾配Ｇは、シミュレーション計算によっておよそ決定されることができる。
【００１１】
したがって、時点ｔ２における単結晶の成長速度ｖｃｒ（ｔ２）は、好ましくは、所望の設定点の値を有する商ｖｃｒ（ｔ２）／Ｇをもたらす値を予想することとなる。上記方法の１つの特に好ましい構成によれば、所望の商の設定点の値は、点欠陥が比較的低い濃度でのみ単結晶に形成され、点欠陥の凝集体は形成されない、またはその直径が５ｎｍ以下であるもののみが形成されるという結果を有する範囲にある。さらに、単結晶の半径全体にわたる点欠陥種として、間隙または間質のいずれかが優位であるように商を設定することが、特に好ましい。
【００１２】
単結晶の円筒部分の引上げが開始される時点ｔ２において商ｖｃｒ（ｔ２）が設定点の値を既に有することを確実にすることによって、収量の損失が避けられ、単結晶の円筒部分のターゲット直径を達成した後にのみ、商の値が設定点の値に適合される必要がある場合に生じ得る。リング形状の加熱装置は、たとえばＵＳ２０１３／００１４６９５Ａ１に説明されるものと同様に具体化され得、たとえばＵＳ２００８／０１５３２６１Ａ１に示されるように配置され得る。
【００１３】
本発明は、以下に説明されるシーケンスを提供する。半導体材料、好ましくはシリコンは、るつぼで融解される。単結晶の種結晶の先端部が融解物の中へ浸漬され、種結晶は融解物から離れるように引き上げられる。種結晶に接着する融解物の材料は結晶化される。まず、転位をなくすために、ネック形状部分（ネック）が引き上げられる。
【００１４】
その後、初期円錐体が生じる結果として、成長する単結晶の直径は拡大する。ショルダリングが開始される時点ｔ１までのこの段階の間、単結晶は、好ましくは、閉ループ制御を備えるように引き上げられる。閉ループ制御は、単結晶の直径と関連して閉ループ制御され得る。結晶角に関連する閉ループ制御、すなわち、予め規定された参照変数は融解物に対する相境界の領域における初期円錐体と垂直線との間に形成されることとなる結晶角である、閉ループ制御を用いることに対して、優先度が与えられる。このような閉ループ制御は、たとえばＷＯ００／６０１４５Ａ１において説明される。
【００１５】
閉ループ制御のタイプとは独立して、その間、初期円錐体の直径Ｄｃｒが測定される。ブライトリングが形成されない限り、直径は相境界の領域を示すカメラ像の評価によって直接的に測定されることができる。ブライトリングが既に見られる場合は、ブライトリングの直径が測定され、初期円錐体の直径Ｄｃｒはそれに基づいて計算される。このような手順は、たとえばＥＰ０７４５８３０Ａ２において説明される。直径Ｄｃｒとブライトリングの直径Ｄｂｒとの間の関係は、式（１）によって表される。Δｂｒ（ＭｅｎＨ（ｔ））は、ブライトリングの幅を意味する。前記幅は、メニスカス高さＭｅｎＨに依存し、同様に時間ｔの関数である。
【００１６】
【数１】
2019530632.tif 000003
【００１７】
測定された直径の信号は、ノイズを抑制するために、さらなる処理の前に適切にフィルターにかけられる。初期円錐体の直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔは、直径の時間導関数を形成することによって得られる。初期円錐体の直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔは、高さＭｅｎＨおよび相境界におけるメニスカスの高さの変化ｄＭｅｎＨ／ｄｔを次いで確認するための出力変数を形成する。
【００１８】
まず、式（２）は、結晶角βｃｒに対する関係を確立する。式（２）の適用のための要件は、結果として生じる結晶角βｃｒが少なくとも比較的近いうちに実質的に変化しないままであるということである。
【００１９】
【数２】
2019530632.tif 000004
【００２０】
この要件は、通常、初期円錐体を引き上げる閉ループ制御について、結晶角に関する閉ループ制御が用いられ、一定の結晶角が参照変数として提供された場合に満たされる。
【００２１】
結晶角βｃｒは、メニスカス角度βよりも小さい。シリコンにおける差としては、１１°が一般的に予想される。
【００２２】
メニスカス角度βに対するメニスカスの高さに関連する様々なアプローチ、たとえばＷＯ０１／２９２９２Ａ１に述べられるようなＨｕｒｌｅによる解決法、またはラプラス・ヤング方程式の解決法（Ａ．Ｓａｂａｂｓｋｉｓら，瞬間的なＣＺシリコン結晶成長のための結晶形状２Ｄモデリング（Crystal shape 2D modeling for transient CZ silicon crystal growth），Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  ３７７（２０１３）  ９〜１６）が存在する。このような関係を持ちることで、メニスカス角度βに対して、メニスカスの高さＭｅｎＨを割り当てる割当表（ルックアップテーブル）を利用可能に維持することが可能である。その結果、現在のメニスカスの高さＭｅｎＨおよび時間に対するその変化ｄＭｅｎＨ／ｄｔは、このような割当表の助けによって確定されることができる。
【００２３】
式（３）によれば、引上げ速度ｖｐは、メニスカスの高さが変化しないという条件で、単結晶の成長速度ｖｃｒに対応する。
【００２４】
【数３】
2019530632.tif 000005
【００２５】
メニスカス高さが変化する場合、この変化は、成長速度ｖｃｒを得るために引上げ速度ｖｐから控除されなければならない。結晶角βｃｒが少なくともしばらくの間変化しないままであるという前述の要件の下で、この期間においてメニスカス高さＭｅｎＨは変化せず、現在の単結晶の成長速度ｖｃｒは引上げ速度ｖｐに対応する。
【００２６】
そして、任意の時点ｔ１における初期円錐体の状態は、その直径、メニスカス高さおよび成長速度に対して特定されることができ、直径はＤｃｒ（ｔ１）であり、メニスカス高さはＭｅｎＨ（ｔ１）であり、成長速度はｖｃｒ（ｔ１）である。
【００２７】
メニスカス高さＭｅｎＨの情報によって、差ΔＭｅｎＨ＝ＭｅｎＨｓ−ＭｅｎＨの大きさに関する情報も得られる。メニスカス高さＭｅｎＨｓは、単結晶の円筒部分を引き上げるのに必要であるメニスカス高さを意味する。メニスカス高さＭｅｎＨｓ＝７ｍｍが得られたとき、半導体材料がシリコンであるという条件で、メニスカス角度はβ＝β0＝１１°である。
【００２８】
メニスカス高さＭｅｎＨｓに到達するために、引上げ速度は、時点ｔ１において増加する。成長速度ｖｃｒは、メニスカス高さとともに変化する。変化は、式（４）によって一般的な形態で説明され得る。ｆ（ＭｅｎＨ（ｔ））は、メニスカス高さＭｅｎＨの関数であり、同様に時間ｔに依存する。
【００２９】
【数４】
2019530632.tif 000006
【００３０】
経験的にまたはシミュレーションによって決定され得る一定の係数を有して、式（５）に従う直線関係がおよそ予想されることができる。
【００３１】
【数５】
2019530632.tif 000007
【００３２】
時点ｔ２における成長速度ｖｃｒ（ｔ２）は、たとえば式（６）に従う単純化された態様、または式（７）に従うより一般的な形態で、初期の条件から派生してもよい。ｆは、メニスカス高さを成長速度上へ位置付ける自由に選択可能な関数である。
【００３３】
【数６】
2019530632.tif 000008
【００３４】
【数７】
2019530632.tif 000009
【００３５】
この文献で考慮される成長速度ｖｃｒは、その方向が引上げ速度ｖｐの方向に対向するように方向付けられる、単結晶の成長速度の構成要素である。本発明によれば、間隔Δｔ＝ｔ２−ｔ１における引上げ速度ｖｐ（ｔ）の適切なプロファイルが、式（８）および（９）の反復数値評価によって予め決められる。
【００３６】
【数８】
2019530632.tif 000010
【００３７】
【数９】
2019530632.tif 000011
【００３８】
この場合、得られた差ΔＭｅｎＨの情報が利用される。メニスカス高さＭｅｎＨｓ、ひいては直径Ｄｃｒｓが時点ｔ２において達成された場合、ΔＭｅｎＨは、間隔Δｔ＝ｔ２−ｔ１における引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルよりも下の領域、引くことの、同間隔における成長速度ｖｃｒ（ｔ）のプロファイルの下の領域に対応する。
【００３９】
まず、引上げ速度の計画されたプロファイルが予め決定される。プロファイルは、原理上、任意であり得る。例として、ｖｐ（ｔ）−ｖｃｒ（ｔ）が時間ｔに対してプロットされるダイアグラムでは、間隔Δｔにおいて、プロファイルは、矩形、三角形または台形の形状を有する。単純な場合では、形状は矩形である。引上げ速度ｖｐ（ｔ）が時間ｔに対してプロットされるダイアグラムでは、前記領域の矩形形状は平行四辺形になる。引上げ速度ｖｐ（ｔ）のこのプロファイルのために、長さが初めは予想されるにすぎない間隔Δｔの長さが正確であるという要件の下で、平行四辺形の領域は、メニスカス高さＭｅｎＨｓに到達するために必要であるメニスカス高さの変化ΔＭｅｎＨに対応する。一般には、そうではないだろう。間隔の正確な長さを決定するために、反復計算プロセスが実行される。式（９）を解くことによって、間隔Δｔの予想される長さが正確であるかどうかを確かめるために、チェックがなされる。それは、時点ｔ２でターゲット直径Ｄｃｒｓが達成される場合である。ターゲット直径Ｄｃｒｓが時点ｔ２で達成されない場合、より長い間隔Δｔが予想され、引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルの形状は対応して拡張され、間隔Δｔについての正確な長さがわかるまで反復計算プロセスが繰り返される。ターゲット直径Ｄｃｒｓが時点ｔ２で超えられた場合、より短い間隔Δｔが予想され、引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルの形状は対応して圧縮され、間隔Δｔについての正確な長さがわかるまで反復が繰り返される。間隔Δｔの予想される長さが、ターゲット直径Ｄｃｒｓまたはターゲット直径からのずれがまだ許容されるものとみなされる直径を導出するとき、反復計算プロセスは終了する。そして、間隔Δｔの予想される長さは、これらの場合において、正確な長さに対応する。
【００４０】
その後、その直径、メニスカス高さおよび成長速度に対する時点ｔ２における初期円錐体の状態が特定され、直径はＤｃｒｓであり、メニスカス高さはＭｅｎＨｓであり、成長速度はｖｃｒ（ｔ２）である。
【００４１】
上述された手順は、任意の時点ｔ１でショルダリングを開始できるようにし、ターゲット直径Ｄｃｒｓを達成する際に間隔Δｔでこのプロセスを完了できるようにし、次いで単結晶の円筒部分を引き上げることによって単結晶を引き上げることを継続できるようにすることを可能にする。好ましくは、単結晶の円筒部分を引上げるために、閉ループ制御が用いられる。
【００４２】
時点ｔ２でターゲット直径Ｄｃｒｓを達成する際、成長速度ｖｃｒ（ｔ２）は、予想される成長速度ｖｃｒｓに必ずしも一致しない。本発明に係る方法の好ましい実施形態によれば、時点ｔ２における単結晶の成長速度ｖｃｒ（ｔ２）は所望の設定点の値を有する商ｖｃｒ（ｔ２）／Ｇをもたらす値を予想する、または、別の言い方をすれば、時点ｔ２における商は値ｖｃｒｓ／Ｇを有する。
【００４３】
それを達成するために、融解物の上方に配置されたリング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の開ループ制御によって単結晶の縁部と融解物との間の相境界に熱が供給されるため、間隔Δｔの間に、成長速度ｖｃｒ（ｔ）は計画されたように変化する。時点ｔ１から時点ｔ２までの期間の間、リング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルが予め決定され、相境界に対する熱の供給によって時点ｔ２における単結晶の成長速度ｖｃｒ（ｔ２）が予測された値ｖｃｒｓを有するという効果を有する。リング形状の加熱装置は、好ましくは、融解物の上方の初期円錐体の周囲に対して同心円状に配置される。
【００４４】
間隔Δｔにおける加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の好適なプロファイルを見つけるために、間隔Δｔにおける成長速度ｖｃｒ（ｔ）のプロファイルとの関係が予想される。関係は、直線または非直線であり得、経験的にまたはシミュレーションで見つけられ得る。単純化のために、直線関係が想定され、たとえば、式（１０）によって表される。
【００４５】
【数１０】
2019530632.tif 000012
【００４６】
たとえば経験的にまたはシミュレーションによって、一定の定数が決定され得る。間隔Δｔ内での時点ｔ１における成長速度ｖｃｒ（ｔ１）を、時点ｔ２における成長速度ｖｃｒｓまで変化させるために、加熱力の変化が要求され、成長速度Δｖｃｒ＝ｖｃｒｓ−ｖｃｒ（ｔ１）における予測される変化に比例し、Δｖｃｒの情報に基づいて引き起こされ得る。
【００４７】
時点ｔ２における成長速度が成長速度ｖｃｒｓとなるための間隔Δｔにおいて、反復計算プロセスが成長速度ｖｃｒ（ｔ）のプロファイルに基づくという相違を有して、間隔Δｔにおける引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルを予め決定することが、既に説明されたように行われる。反復計算プロセスの終わりにおいて、間隔Δｔについて、引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルおよび成長速度ｖｃｒ（ｔ）のプロファイル、ならびに、上述の関係によって加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルがその後固定され、時点ｔ１から前方のそれぞれのプロファイルに従うように開ループ制御の下、引上げ速度ｖｐ（ｔ）および加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）が変化する。
【００４８】
その直径、メニスカス高さおよび成長速度に対する時点ｔ２における初期円錐体の状態が特定され、直径はＤｃｒｓであり、メニスカス高さはＭｅｎＨｓであり、成長速度はｖｃｒｓである。
【００４９】
間隔Δｔにおける引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルを予め決定すること、または間隔Δｔにおける引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルおよび間隔Δｔにおける加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルを予め決定することは、好ましくは、引上げ設備のＰＬＣユニット（プログラマブルロジックコントローラ）において行われる。これにより、反復計算プロセスが十分に速く進み、時点ｔ１においてまたは無視できるほどの遅さで終了する。
【００５０】
本発明は、図面を参照して、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】成長する単結晶の縁部と融解物との間の相境界の環境を概略的に示す図である。
【図２】差（ｖｐ−ｖｃｒ）が時間ｔに対してプロットされたダイアグラムである。
【図３】差Δｖｃｒがメニスカス高さＭｅｎＨに対してプロットされたダイアグラムである。
【図４】成長する単結晶の直径Ｄｃｒが時間ｔに対してプロットされたダイアグラムである。
【図５】引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒが、それぞれ時間ｔに対してプロットされたダイアグラムである。
【図６】引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒが、それぞれ時間ｔに対してプロットされたダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、成長する単結晶の縁部と融解物との間の相境界の環境を概略的に示す。図は、固相、液相、および気相（ｓ，ｌ，ｇ）間の相境界ＴＲＰ（三重点）を示す。固相ｓは初期円錐体によって形成され、液相ｌは融解物によって形成される。単結晶の縁部に向かって、融解物は、メニスカス高さＭｅｎＨを越える融解物の表面ＭＬから生じるメニスカスを形成するように上昇する。
【００５３】
図２は、引上げ速度ｖｐと成長速度ｖｃｒとの間の差（ｖｐ−ｖｃｒ）が時間間隔Δｔにおける時間ｔに対してプロットされたダイアグラムを示す。３つの例に基づけば、間隔Δｔにおけるｖｐの計画されたプロファイルがどのようにして選択され得るか、すなわち図におけるプロファイルがそれぞれ矩形、三角形、および台形であることを確認することができる。
【００５４】
図３は、差Δｖｃｒがメニスカス高さＭｅｎＨに対してプロットされたダイアグラムである。実線は、およそ予想され得る直線関係を示す。点線カーブは、特に差Δｖｃｒが比較的大きい場合の代替例として考えられる非直線関係を示す。
【００５５】
図４は、成長する単結晶の直径Ｄｃｒが時間ｔに対してプロットされたダイアグラムである。反復計算プロセスにおいて、引上げ速度ｖｐの予想されるプロファイルおよび予想される間隔Δｔにおける成長速度ｖｃｒについて、単結晶の直径が間隔の終わりでターゲット直径Ｄｃｒｓを達成しているかどうかを確認するために、チェックがなされる。典型的には、チェックは、まず、ターゲット直径Ｄｃｒよりも大きいまたは小さい点線カーブに対応する最終直径を産出する。引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒの予想されるプロファイルの形状を維持する一方で、ターゲット直径Ｄｃｒｓが間隔Δｔの終わりで達成される結果、実線カーブに対応する直径発展をチェックが産出するまで、間隔の長さは対応して変化し、反復計算プロセスが継続される。
【００５６】
図５は、引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒが時間に対してプロットされたダイアグラムである。いずれの場合においても、３つの異なるプロファイル対が図示され、２つは点線によって示される引上げ速度ｖｐのプロファイルで、１つのプロファイル対は実線が引上げ速度ｖｐのプロファイルを示す。それぞれのプロファイル対の間の領域は、同一の大きさであり、時点ｔ１から前方に、単結晶の円筒部分を引き上げるために必要であるメニスカス高さＭｅｎＨｓを得るために超えられる必要があるメニスカス高さに関する同様の差ΔＭｅｎＨを表す。引上げ速度ｖｐの点線プロファイルを有するプロファイル対から進むと、反復計算プロセスは、プロファイル対が実現され、実線が引上げ速度ｖｐのプロファイルを示す場合に、ターゲット直径Ｄｃｒが得られるという結果をもたらす。間隔Δｔが正確な長さを有するのは、このプロファイル対の場合のみである。
【００５７】
図６は、引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒが時間に対してプロットされたダイアグラムである。図は、間隔Δｔ＝ｔ２−ｔ１における引上げ速度ｖｐおよび成長速度ｖｃｒの典型的なプロファイル、ならびに、間隔の終わりにおいて単結晶の直径がターゲット直径Ｄｃｒｓを達成するという効果を有する、間隔Δｔ＝ｔ２＊−ｔ１における引上げ速度ｖｐ＊および成長速度ｖｃｒ＊の典型的なプロファイルを示す。ｖｐ、ｖｃｒおよびΔｔ＝ｔ２−ｔ１のプロファイルは、予測される成長速度ｖｃｒｓに向かうリング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の開ループ制御による成長速度の計画された変化を提供しない反復計算プロセスの結果である。Ｖｐ＊、ｖｃｒ＊およびΔｔ＝ｔ２＊−ｔ１のプロファイルは、予測される成長速度ｖｃｒｓに向かうリング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の開ループ制御による成長速度の計画された変化を提供する反復計算プロセスの結果である。
【符号の説明】
【００５８】
用いられる符号の一覧
ＴＲＰ      単結晶の縁部と融解物との間の相境界
ＭＬ        融解物の表面
ＭｅｎＨ    メニスカス高さ
ＭｅｎＨｓ  円筒部分の成長の間のメニスカス高さ
ｓ          固相、初期円錐体
ｌ          液相
ｇ          気相
β0         βとβｃｒとの間の差
β          初期円錐体の成長の間のメニスカス角度
βｃｒ      結晶角
ｖｐ        引上げ速度
ｖｃｒ      成長速度
ｖｃｒｓ    予測される成長速度
【図１】
2019530632.tif 000013
【図２】
2019530632.tif 000014
【図３】
2019530632.tif 000015
【図４】
2019530632.tif 000016
【図５】
2019530632.tif 000017
【図６】
2019530632.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月3日(2019.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
るつぼに含まれる融解物から半導体材料からなる単結晶を引き上げる方法であって、
前記単結晶の円筒部分の引上げが開始される段階まで、前記単結晶の初期円錐体が成長する段階において、前記単結晶を引き上げることを備え、上記方法はさらに、
前記単結晶の前記初期円錐体の直径Ｄｃｒを測定し、前記直径の変化ｄＤｃｒ／ｄｔを計算することと、
ターゲット直径Ｄｃｒｓとなる前記単結晶の前記円筒部分の前記引上げが開始される時点ｔ１から時点ｔ２まで、引上げ速度ｖｐ（ｔ）で、前記融解物から前記単結晶の前記初期円錐体を引き上げることと、を備え、
前記時点ｔ２が前記ターゲット直径Ｄｃｒｓの達成と一致するまで、前記初期円錐体の前記引上げの間における、前記時点ｔ１から前記時点ｔ２までの前記引上げ速度ｖｐ（ｔ）のプロファイルが、反復計算プロセスによって予め決定され、Δｔ＝ｔ２−ｔ１である差が変化する、方法。
【請求項２】
前記融解物の上方に配置されたリング形状の加熱装置の加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）の開ループ制御によって、前記単結晶の縁部と前記融解物との間の相境界に熱を供給することと、
前記時点ｔ２における前記単結晶の成長速度が予測された値ｖｃｒｓを有するように、前記反復計算プロセスによって、前記時点ｔ１から前記時点ｔ２までの前記リング形状の加熱装置の前記加熱力ＬｓｔＲ（ｔ）のプロファイルを予め決定することと、を備える、請求項１に記載された方法。
【国際調査報告】
2019530632.tif 000019
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