(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法にて、ヒータにより加熱して、融液から種結晶を引上げることによりシリコン単結晶を製造する際に、前記引き上げ中のシリコン単結晶の直径を検出し、該検出直径を基に温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引上げるシリコン単結晶の製造方法において、
前記ヒータ温度の補正において、前記検出直径の変動要因が外乱であるかを判断し、外乱であると判断した場合は、前記温度補正演算手段と異なる外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引き上げ、
前記検出直径の変動要因が外乱であるかの判断を、前記検出直径と目標直径との差の絶対値が一定値以上、及び、前記検出直径と検出直前の一定時間の検出直径の平均値との差の絶対値が一定値以上の少なくとも一つに該当する場合に外乱であると判断し、
前記外乱用温度補正演算手段を、前記検出直径が同じ場合で前記温度補正演算手段で算出される前記ヒータ温度の補正量より小さい補正量を算出するものとすることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【請求項２】
チョクラルスキー法にて、ヒータにより加熱して、融液から種結晶を引上げることによりシリコン単結晶を製造する装置であって、
前記引き上げ中のシリコン単結晶の直径を検出する直径検出部と、該直径検出部による検出直径の変動要因が外乱であるかを判断する直径変動判断部と、該直径変動判断部で外乱ではないと判断した場合は、前記検出直径を基に温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正し、前記直径変動判断部で外乱と判断した場合は、前記温度補正演算手段と異なる外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正するヒータ温度補正部とを備え、
前記直径変動判断部で検出直径の変動要因が外乱ではないと判断した場合には、前記温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正し、前記直径変動判断部で検出直径の変動要因が外乱であると判断した場合には、前記外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引上げるものであり、
前記直径変動判断部は、前記検出直径と目標直径との差の絶対値が一定値以上、及び、前記検出直径と検出直前の一定時間の検出直径の平均値との差の絶対値が一定値以上の少なくとも一つに該当する場合に外乱であると判断するもので、
前記外乱用温度補正演算手段は、前記検出直径が同じ場合で前記温度補正演算手段で算出される前記ヒータ温度の補正量より小さい補正量を算出するものであることを特徴とするシリコン単結晶の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法にて、直径の変動を制御しながらシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩのＭＯＳ型高集積半導体素子の集積度が増大され、ゲート酸化膜が薄膜化されたことから、ゲート酸化膜の絶縁耐圧特性の向上が強く要求されている。ところが、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により製造されたシリコン単結晶には微小な欠陥（Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥）が存在することが知られており、このような欠陥は酸化膜耐圧特性をはじめとするデバイス特性に悪影響を及ぼす。
【０００３】
このＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥による問題を解決するため、引上速度０．８ｍｍ／ｍｉｎ以下の低速で、シリコン単結晶を成長させる方法が特許文献１により提案されている。しかし、低速で成長させたシリコン単結晶から得られたウェーハにも、赤外散乱欠陥、ＯＳＦリング、転位クラスタ等のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が存在し、ウェーハ面内で無欠陥領域は限られている。また、単結晶を低速で成長することは生産性の低下をもたらすため好ましくない。
【０００４】
そこで、全面にわたってＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の無いシリコン単結晶ウェーハを製造する方法が、特許文献２において提案されている。この方法は、引上速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）とし、シリコン融点から１３００℃までの温度範囲における引上軸方向の結晶内温度勾配の平均値をＧ（℃／ｍｍ）とするとき、Ｖ／Ｇ値を所定の範囲内に制御してシリコン単結晶を成長させる製造方法である。
この発明では、Ｖ／Ｇ値を制御することにより、横断面全面で無欠陥であるシリコン単結晶を製造したり、あるいはＯＳＦリングを狙いとする位置に発生させたり、または消滅させることも可能となる。つまり、温度勾配Ｇが特定の成長炉で引上速度Ｖを一定として単結晶が成長できれば、全面無欠陥シリコン単結晶やＯＳＦリングの位置が制御されたシリコン単結晶を製造できることになる。
【０００５】
一方、シリコン単結晶を成長させる際には、成長させる単結晶の直径の変動を抑え、所望直径で一定に制御しつつ成長させることも、ウェーハを製造する際の製造歩留り等の見地から重要となる。この単結晶の直径を制御する方法としては、成長させる単結晶の直径を、引上速度とヒータ供給電力（ヒータ温度、以下単に温度と呼ぶことがある）で制御する直径制御方法がある（特許文献３）。
このような直径制御方法においては、引上速度を変化させた場合は速効性があって直径を直ぐに変化させることができるのに対し、ヒータ温度を変化させた場合はその効果が現れるのが遅い。このように、ヒータ温度の増減の効果で、単結晶の直径が増減するまでに時間がかかる理由は、ヒータ温度の変化により融液の温度が変化し、単結晶直径が変化する程度まで熱が伝導するのに時間を要するためである。
【０００６】
このようなことから、引上速度を全く変化させずに一定にして、目標の直径に成長させようとヒータ温度だけで直径を制御すると、目標直径に成長させることが困難となる。このため供給電力の制御方法としては、検出直径に応じてヒータへの供給電力を変化させるのではなく、主に検出直径に応じて引上速度を変化させることで成長させる単結晶の直径を制御し、この引上速度の変化に応じて供給電力を制御する方法がとられている。
【０００７】
上記したように、検出直径に応じて引上速度を変化させることで成長させる単結晶の直径を制御する場合、引上速度の変化には速効性があって直径をすぐに変化させることができる。しかし、検出直径がわずかに変化しただけでも引上速度がそれに対応して大きく変わってしまうことになるため、引上速度を一定の範囲内に制御することができなくなる。
そこで、特許文献４では、単結晶の直径の変動を抑え、かつＶ／Ｇ値を一定の狭い範囲内に制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２６７１９５号公報
【特許文献２】特開平８−３３０３１６号公報
【特許文献３】特公平７−７４１１７号公報
【特許文献４】特開平２００１−３１６１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献４では、検出直径に応じた引上速度へのフィードバック量を、±０．０１〜０．０５ｍｍ／ｍｉｎの極めて狭い範囲にまで制限することでＶ／Ｇ値を制御する。そのため、引上速度により単結晶の直径を制御するためには、スパン制限をする前の引上速度制御値と設定引上速度を比較することにより、ヒータ温度補正量を演算してヒータ温度設定を出力することによって、シリコン単結晶の直径を制御する方法が提案されている。
この方法により、引上速度によらず、ヒータへの供給電力制御を主体として、単結晶を目標直径に成長させることが可能となった。
【００１０】
しかし、この方法を用いて引き上げる単結晶製造において、ある確率で、直径変動が大きくなる場合が発生する。それは、単結晶の直径を制御するのに、直径の増減に対して速効性のある引上速度の変化と比較して、直径の増減に対して時間がかかるヒータ温度の変化を相対的に大きくしていることによる。
すなわち、上記方法では、ヒータ温度の変化による直径の増減効果を早めるために、ヒータ温度の制御量を大きく設定する必要がある。ただし、その制御量の設定が大きすぎると、直径変動が少ない場合には、適切な制御を保つことができるが、直径変化が一度大きくなると、制御量が大きくなり過ぎて、ある範囲内で直径が凸凹を繰り返すハンチング状態となったり、直径制御が破綻することがある。また、制御量の設定が小さすぎると、大きな直径変化に対しても適切な制御を保てるが、直径変化が小さい場合は、周期の長い直径の変動を抑えきれないことがある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ヒータ温度を適切に補正することで、高精度に直径制御しながらシリコン単結晶を成長させることができるシリコン単結晶の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、チョクラルスキー法にて、ヒータにより加熱して、融液から種結晶を引上げることによりシリコン単結晶を製造する際に、前記引き上げ中のシリコン単結晶の直径を検出し、該検出直径を基に温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引上げるシリコン単結晶の製造方法において、前記ヒータ温度の補正において、前記検出直径の変動要因が外乱であるかを判断し、外乱であると判断した場合は、前記温度補正演算手段と異なる外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引き上げることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法を提供する。
【００１３】
このように、検出直径の変動要因が外乱であるか判断して、通常の温度補正演算手段と外乱用温度補正演算手段とによりヒータ温度を補正することで、外乱による直径変動に対する過剰なヒータ温度補正を抑制することができ、大小両方の直径変動に対して適切にヒータ温度を補正できるため、精度良く直径制御を行うことができる。従って、引き上げ速度による直径制御幅を小さくでき、容易に所望の結晶品質とすることができる。以上より、結晶性や直径の均一性が優れたシリコン単結晶を歩留まり良く製造することができる。
【００１４】
このとき、前記外乱用温度補正演算手段を、前記検出直径が同じ場合で前記温度補正演算手段で算出される前記ヒータ温度の補正量より小さい補正量を算出するものとすることが好ましい。
このような外乱用温度補正演算手段とすれば、外乱による突発的な直径変動に対して、過剰な補正量を算出せずに適切にヒータ温度を補正できる。
【００１５】
このとき、前記検出直径の変動要因が外乱であるかの判断を、前記検出直径と目標直径との差の絶対値が一定値以上、及び、前記検出直径と検出直前の一定時間の検出直径の平均値との差の絶対値が一定値以上の少なくとも一つに該当する場合に外乱であると判断することが好ましい。
このように判断することで、検出直径の変動要因が外乱であるかを正確かつ容易に判断することができる。
【００１６】
また本発明は、チョクラルスキー法にて、ヒータにより加熱して、融液から種結晶を引上げることによりシリコン単結晶を製造する装置であって、前記引き上げ中のシリコン単結晶の直径を検出する直径検出部と、該直径検出部による検出直径の変動要因が外乱であるかを判断する直径変動判断部と、該直径変動判断部で外乱ではないと判断した場合は、前記検出直径を基に温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正し、前記直径変動判断部で外乱と判断した場合は、前記温度補正演算手段と異なる外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正するヒータ温度補正部とを備え、前記直径変動判断部で検出直径の変動要因が外乱ではないと判断した場合には、前記温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正し、前記直径変動判断部で検出直径の変動要因が外乱であると判断した場合には、前記外乱用温度補正演算手段で前記ヒータ温度を補正して、前記シリコン単結晶の直径を制御しながら引上げるものであることを特徴とするシリコン単結晶の製造装置を提供する。
【００１７】
このような装置であれば、大きな直径変動と小さな直径変動の両方に対して適切なヒータ温度補正による直径制御を行うことができる。従って、引き上げ速度による直径制御幅を小さくでき、容易に所望の結晶品質とすることができる。以上より、結晶性や直径の均一性に優れたシリコン単結晶を製造することができる装置となる。
【００１８】
このとき、前記外乱用温度補正演算手段は、前記検出直径が同じ場合で前記温度補正演算手段で算出される前記ヒータ温度の補正量より小さい補正量を算出するものであることが好ましい。
このような外乱用温度補正演算手段であれば、外乱による突発的な直径変動に対して、過剰な補正量を算出せずに適切にヒータ温度を補正できる装置となる。
【００１９】
このとき、前記直径変動判断部は、前記検出直径と目標直径との差の絶対値が一定値以上、及び、前記検出直径と検出直前の一定時間の検出直径の平均値との差の絶対値が一定値以上の少なくとも一つに該当する場合に外乱であると判断するものであることが好ましい。
このような直径変動判断部であれば、検出直径の変動要因が外乱であるかを正確かつ容易に判断することができる装置となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、ヒータ温度を効率的に制御してシリコン単結晶の直径変動を抑制することで、結晶性に優れ、直径の均一性にも優れたシリコン単結晶を生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のシリコン単結晶の製造装置の一例の概略図である。
【図２】本発明においてシリコン単結晶を直径制御する際のフロー図である。
【図３】従来のシリコン単結晶を直径制御する際のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
図１に本発明に係るシリコン単結晶の製造装置の一例の概略図を示す。シリコン単結晶の製造装置１０は、上部にネック部１２が形成されたメインチャンバ１１を有している。このメインチャンバ１１のネック部１２の上方にはゲートバルブ部１３を介してプルチャンバ（図示せず）及び引上機構部（図示せず）が設けられている。
【００２４】
このメインチャンバ１１の内部には、黒鉛ルツボ２０に嵌合された石英ルツボ１５が支持軸１４を介して設置されている。石英ルツボ１５を囲繞するように原料シリコン多結晶を溶融するヒータ１８が設けられており、ヒータ１８とメインチャンバ１１の内壁との間には断熱材１９が設けられている。ヒータ１８の周囲、及びシリコン融液１６の上方に形成されるホットゾーンの周囲には、引上軸方向の結晶内温度勾配の平均値Ｇが所望の値となるような炉内構造とするために、場合によってはサブヒータが設けられることもある。
【００２５】
また、シリコン単結晶２４を引き上げるための引上手段２２が、プルチャンバから上下回転自在なように垂下される。図示の例では引上手段２２の先端には、種結晶２３が取付けられる。引上手段２２としては、シャフトを用いたものや、ワイヤ等の可撓手段を用いたものであっても良い。
【００２６】
メインチャンバ１１の肩部に設けられた窓には、シリコン単結晶２４の直径を検出するために結晶育成界面１７を撮像する直径検出手段２１が配置されている。この直径検出手段２１としては、例えばＣＣＤカメラを用いることができる。
そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、直径検出手段２１により撮像された画像から引き上げ中のシリコン単結晶２４の直径を検出する直径検出部１と、該直径検出部１による検出直径の変動要因が外乱であるかを判断する直径変動判断部５と、該直径変動判断部５で外乱ではないと判断した場合は、検出直径を基に温度補正演算手段３Ａでヒータ温度を補正し、直径変動判断部５で外乱と判断した場合は、温度補正演算手段３Ａと異なる外乱用温度補正演算手段３Ｂでヒータ温度を補正するヒータ温度補正部３とを備えている。
【００２７】
上記のような本発明の単結晶製造装置１０を用いて、例えば以下のような本発明の製造方法を実施することができる。
例えば、石英ルツボ１５内に収容された原料シリコン多結晶を、ヒータ１８で加熱、溶融して融液１６とする。そして、種結晶２３を融液１６に浸漬させ、引上手段２２によってシリコン単結晶２４を成長させつつ引上げる。この際、引き上げ速度及びヒータ出力を制御しながら、所望直径、所望欠陥領域となるようにシリコン単結晶２４を引き上げる。
【００２８】
本発明の装置１０では、直径検出手段２１により得られた単結晶直径を、引上速度及びヒータ温度にフィードバックすることによりシリコン単結晶２４の直径を制御する。
以下、本発明のシリコン単結晶製造における単結晶の直径制御フローを説明する。
【００２９】
まず、直径検出手段２１により融液１６とシリコン単結晶２４との間の結晶育成界面１７の付近を撮像して、直径検出部１で成長中のシリコン単結晶２４の直径を検出する。この際、直径検出部１において、石英ルツボ１５内の結晶育成界面１７と直径検出手段２１との距離に基づいて補正を加え、直径検出手段２１が観察している領域で最も光度の高い輝環部の直径の算出がなされ、成長中の単結晶直径が演算で求められる（融液からシリコン単結晶へと固化する際に凝固熱が発散され、最も光度が高くなるため、最も光度の高い輝環部が成長中の単結晶直径となる）。
【００３０】
そして、直径制御演算手段において、上記直径検出部１で検出された検出直径と設定直径とを比較して直径制御演算を行い、現実に成長されている単結晶の直径と設定直径との差分を抽出する。
【００３１】
直径変動判断部５においては、直径検出部１、直径制御演算手段で求められた単結晶の直径を基にして、現在の直径変動の要因が外乱であるかを判断する。
判断基準は、直径偏差（検出直径と目標直径の差）の絶対値が一定値以上を外乱と判断する。この場合、例えば基準とする上記一定値を１．５ｍｍ以上の値に設定することができる。
【００３２】
または、直径変化率（検出直前の一定時間の平均直径値と検出（現在）直径値との差）の絶対値が一定値以上を外乱と判断する。この場合、例えば基準とする上記一定値を０．２ｍｍ／ｍｉｎ以上の値に設定することができる。
また、直径偏差（検出直径と目標直径の差）と直径変化率（検出直前の一定時間の平均直径値と検出直径値との差）の組合せで外乱を判断しても良い。
【００３３】
外乱による直径変動は、目標直径からの差や変化率が通常時の変動より大きくなるため、上記のように判断することで外乱による直径変動を効率的により精度良く判断することができる。
【００３４】
このとき、直径変動判断部５において直径変動が通常である（外乱による変動ではない）と判断された場合は、図２（ａ）に示すように、温度補正演算手段（通常時）３Ａを用いて補正のための出力を演算し、基本温度パターン演算手段２からの結晶長さによる基本値を加えてヒータ温度設定出力４でヒータ温度の適切な制御を継続する。
【００３５】
一方、直径変動判断部５において直径変動要因が外乱であると判断された場合は、図２（ｂ）に示すように、外乱用温度補正演算手段（外乱時）３Ｂを用いて補正のための出力を演算し、基本温度パターン演算手段２からの結晶長さによる基本値を加えてヒータ温度設定出力４でヒータ温度の制御を行う。
このように、外乱時と通常時で異なる演算手段を用いることで、ヒーター温度の過剰な補正を抑制して精度の良い直径制御を実施できる。
【００３６】
外乱用温度補正演算手段は、検出直径が同じ場合で温度補正演算手段で算出されるヒータ温度の補正量より小さい補正量を算出することが好ましい。
このように、外乱時には、同じ検出直径（同じ直径変動）で通常時よりも補正量（制御量）を小さく算出することで、ヒータ温度設定出力は小さな変化しかしないため、直径が凸凹を繰り返すハンチング状態や、直径制御の破綻を効果的に防止することができる。
【００３７】
このように補正量を通常時より小さく算出する外乱用温度補正演算手段３Ｂは、例えば、温度補正演算手段３Ａの演算式に対して、所定の割合（０〜１）を乗じて、算出される補正量を小さくしたものか、または、ＰＩＤ制御における各項の値（比例項Ｐ、微分項Ｄ、積分項Ｉ）を、補正量が小さくなるように各々設定しても良い。または、外乱用温度補正演算手段３Ｂは、まったく補正を行わない（補正量＝０）ものとしてもよい。
また、温度補正演算手段３Ａ、外乱用温度補正演算手段３Ｂにおける設定値は、一組とは限らず、例えば直胴長さ（結晶長さ）に対して複数組設定することもできる。
【００３８】
なお、直径変動判断部５による直径変動要因の判断は、単結晶引き上げ中に常時実施することができ、又は、一定時間間隔で実施することもできる。
【００３９】
以上のような本発明によれば、シリコン単結晶の直径をヒータ温度補正演算で目標範囲内とする方法において、従来の方法、装置に比べて、製造する単結晶の直径制御特性を向上することができ、直径変動が少なく、ほぼ目標直径通りの単結晶が製造できる。従って、直径変動による単結晶のロス（製品規格直径に合わせて表面を円筒状に研削するときに発生するロス）を軽減できたり、直径変動を起因とする品質不良を低減できるなど、製造歩留りを向上することができる。
【００４０】
なお、上記では、本発明によるシリコン単結晶製造の例として、Ｖ／Ｇを制御しつつシリコン単結晶を製造する例を中心に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、通常の引上速度の変動範囲でシリコン単結晶の引上げを行う場合であっても適用することができる。また、本発明で用いるチョクラルスキー法としては、磁場を印加するＭＣＺ法も含まれる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
図１に記載したような本発明の単結晶製造装置により、直径１２インチ（３００ｍｍ）、軸方位が＜１００＞、導電型がＰ型のシリコン単結晶を、直径３６インチ（９１４ｍｍ）の石英ルツボに収容された融液から成長させた。成長させる単結晶の断面のＯＳＦリングが、目標とする位置になるように制御して、検出可能なＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が、単結晶断面の全面にわたって存在しないようにするために、炉内の熱分布Ｇに応じて引上速度Ｖを±０．０１ｍｍ／ｍｉｎの範囲内に制御し、単結晶が炉内で受ける熱履歴を一定に保った。
【００４２】
単結晶の直径の制御は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、直径変動判断部５により直径の変動要因が外乱であるかの判断を実施することで、ヒータ温度補正部３において温度補正演算手段３Ａと外乱用温度補正演算手段３Ｂを切り替えてヒータ温度補正量を演算して、ヒータ温度を補正しながら行った。
このとき、直径変動判断部５による外乱であるかの判断を、１５分間隔で実施した。また、直径偏差（検出直径と目標直径の差）の絶対値が１．５ｍｍ以上であれば外乱と判断し、外乱の場合に、外乱用温度補正演算手段３Ｂでは、まったく補正を行わない（補正量＝０）ものとした。製造後の単結晶の直径制御状況を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0005716689.tif 000002
【００４４】
表１に示すように、実施例１で製造されたシリコン単結晶では、直胴（製品）全長のうち、直径変動大（目標値の±２ｍｍより大きい）の領域は６．７％、直径変動中（目標値の±１ｍｍ以上±２ｍｍ以下）の領域は４０．０％、直径変動小（目標値の±１ｍｍ未満）の領域は５３．３％となった。また、直胴（製品）全長に渡り、目標の結晶品質が得られた。
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同様に、シリコン単結晶を製造し、直径変動判断部５による外乱であるかの判断を１５分間隔で実施した。ただし、実施例２では、直径偏差（検出直径と目標直径の差）の絶対値が１．０ｍｍ以上、かつ直径変化率（直前一定時間の平均直径値と現在直径値との差）の絶対値が０．３ｍｍ／ｍｉｎ以上である場合を外乱と判断した。また、外乱の場合には、外乱用温度補正演算手段３Ｂでは、ＰＩＤ制御における比例項Ｐを通常時（温度補正演算手段３Ａ）の１／２として（微分項Ｄ＝０、積分項Ｉ＝０）、補正を行った。製造後の単結晶の直径制御状況を表１に示す。
【００４６】
表１に示すように、実施例２で製造されたシリコン単結晶は、直胴（製品）全長のうち、直径変動大（目標値の±２ｍｍより大きい）の領域は３．３％、直径変動中（目標値の±１ｍｍ以上±２ｍｍ以下）の領域は２３．３％、直径変動小（目標値の±１ｍｍ未満）の領域は７３．４％となり、直径変動小の領域がさらに大きく向上した。また、直胴（製品）全長に渡り、目標の結晶品質が得られた。
【００４７】
（比較例）
実施例１と同様に、シリコン単結晶を製造した。ただし、図３に示すように、直径変動判断を行わずに、一つの温度補正演算手段のみでヒータ温度補正を行う従来の方法で直径制御を実施した。製造後の単結晶の直径制御状況を表１に示す。
【００４８】
表１より、比較例で製造されたシリコン単結晶は、直胴（製品）全長のうち、直径変動大（目標値の±２ｍｍより大きい）の領域は１６．７％、直径変動中（目標値の±１ｍｍ以上±２ｍｍ以下）の領域は５６．７％、直径変動小（目標値の±１ｍｍ未満）の領域は２６．６％となった。また、直径変動大の領域において、一部Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が観察された。
【００４９】
以上より、本発明のように外乱の判断を行い、通常時とは異なる外乱用温度補正演算手段でもヒータ温度補正を行って直径制御を実施することで、シリコン単結晶の直径の均一性を向上させることができ、優れた結晶品質の単結晶を製造できることが分かった。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５１】
１…直径検出部、  ２…基本温度パターン演算手段、  ３…ヒータ温度補正部、
３Ａ…温度補正演算手段、  ３Ｂ…外乱用温度補正演算手段、
４…ヒータ温度設定出力、  ５…直径変動判断部、
１０…シリコン単結晶の製造装置、  １１…メインチャンバ、  １２…ネック部、
１３…ゲートバルブ部、  １４…支持軸、  １５…石英ルツボ、  １６…融液、
１７…結晶育成界面、  １８…ヒータ、  １９…断熱材、  ２０…黒鉛ルツボ、
２１…直径検出手段、  ２２…引上手段、  ２３…種結晶、
２４…シリコン単結晶。
【図１】
0005716689.tif 000003
【図２】
0005716689.tif 000004
【図３】
0005716689.tif 000005