(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を成長させる結晶体の製造装置において、
前記シード（２０４）が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段（３０）と、
前記ルツボ（２００）が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段（３２）と、
前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段（３４）と、
前記シード上昇高さ検出手段（３０）が検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）が検出したルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト下降深さ検出手段（３４）が検出したメルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）を検出する結晶成長長さ算出手段（３６）と、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に基づいて、前記結晶体（２０６）の引き上げ条件を決定する引き上げ条件決定手段（７６）と
を具備する
結晶体の製造装置。
【請求項２】
前記結晶成長長さ算出手段（３６）は、
（式６）
0004177488.tif 000272
（ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ）
上式を解いて得られたＧＬを前記結晶成長長さ（ＧＬ）とする
請求項１記載の結晶体の製造装置。
【請求項３】
前記シード（２０４）を引き上げるワイヤー（２０８）と、
前記ワイヤー（２０８）を巻き取るワイヤードラム（２１０）と、
前記ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出する伸び長検出手段（５４）と、  前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正する結晶成長長さ補正手段（５６）と
をさらに具備する
請求項１記載の結晶体の製造装置。
【請求項４】
前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、
前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、
前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、
前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、
前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、
前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、
前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、
前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、
前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）と
を具備する
請求項１記載の結晶体の製造装置。
【請求項５】
前記結晶成長重量検出手段（１４）は、
前記結晶体（２０６）が成長した重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、
前記重量センサ（２１４）が測定した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として出力する
請求項４記載の結晶体の製造装置。
【請求項６】
前記結晶成長重量検出手段（１４）は、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）を具備し、
前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として使用する
請求項４記載の結晶体の製造装置。
【請求項７】
前記結晶成長重量検出手段（１４）は、
前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）と、
前記重量センサ（２１４）が測定した値と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出する重量偏差算出手段（４６）と、
前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を補正する予測重量補正手段（４８）と
を具備する
請求項６記載の結晶体の製造装置。
【請求項８】
前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）と、
前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求める重量偏差算出手段（４６）とをさらに具備し、
前記引き上げ条件決定手段（７６）は、
前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）に基づいて、前記引き上げ条件を決定する
請求項１記載の結晶体の製造装置。
【請求項９】
前記結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）および該結晶体（２０６）の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル（１５４）をさらに具備し、
前記引き上げ条件決定手段（７６）は、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）が前記制御テーブル（１５４）のどの区間に属するのかを判定する所属区間判定手段（１５６）と、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間に所属する結晶成長長さ（ＧＬ）を取得する結晶成長長さ取得手段（１５８）と、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間に所属する結晶成長速度（ＧＲ）を取得する結晶成長速度取得手段（８６）と、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間に所属するメルト位置（ＭＰ）を取得するメルト位置取得手段（１１５）とを具備し、
前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記結晶成長長さ取得手段（１５８）が取得した結晶成長長さ（ＧＬ）とを用いて、メルト位置移動速度（ＭＰＳ）を決定するメルト位置移動速度決定手段（１５９）と
を具備する
請求項１記載の結晶体の製造装置。
【請求項１０】
前記引き上げ条件決定手段（７６）は、
前記メルト位置移動速度決定手段（１５９）が決定したメルト位置移動速度（ＭＰＳ）で前記メルト（２０２）を移動させて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度を制御する
請求項９記載の結晶体の製造装置。
【請求項１１】
前記結晶成長速度取得手段（８６）は、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を算出する結晶成長速度算出手段（１６８）を具備し、
前記メルト位置取得手段（１１５）は、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を算出するメルト位置算出手段（１６９）を具備する
請求項９記載の結晶体の製造装置。
【請求項１２】
前記引き上げ条件決定手段（７６）は、
前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）とを用いて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定するシード上昇速度決定手段（７９）をさらに具備し、
前記シード上昇速度決定手段（７９）が決定したシード上昇速度（ＳＬ）を前記引き上げ条件の一つとして決定する
請求項１１記載の結晶体の製造装置。
【請求項１３】
前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）と、
前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求める重量偏差算出手段（４６）とをさらに具備し、
前記シード上昇速度決定手段（７９）は、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間の経過に要する時間を算出する所要時間算出手段（１７２）と、
前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記所要時間算出手段（１７２）が算出した所要時間（Ｔ）とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するとともに、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段（７８）と、
前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、該シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出するシード上昇速度算出手段（１７４）と
を具備する
請求項１２記載の結晶体の製造装置。
【請求項１４】
前記所要時間算出手段（１７２）は、
前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ（ＧＬ）と結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記所要時間（Ｔ）を算出する
請求項１３記載の結晶体の製造装置。
【請求項１５】
前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１６）
0004177488.tif 000273
（Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度）
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とする
請求項１４記載の結晶体の製造装置。
【請求項１６】
前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１７）
0004177488.tif 000274
（Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度）
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とする
請求項１４記載の結晶体の製造装置。
【請求項１７】
前記結晶成長速度算出手段（１６８）は、
（式１８）
0004177488.tif 000275
（ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ）
上式を解いて得られたＧＲ（ＧＬ）を前記結晶成長速度とし、
前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１９）
0004177488.tif 000276
（Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量）
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とする
請求項１４記載の結晶体の製造装置。
【請求項１８】
前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）は、
（式２０）
0004177488.tif 000277
（ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間）
上式を解いて得られたＳＬＣ（ＭＰ）を前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量とし、
前記シード上昇速度算出手段（１７４）は、
（式２１）
0004177488.tif 000278
（ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量）
上式に基づいて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出する
請求項１４記載の結晶体の製造装置。
【請求項１９】
前記引き上げ条件決定手段（７６）は、
前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）とを用いて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定するルツボ上昇速度決定手段（１７０）をさらに具備し、
前記ルツボ上昇速度決定手段（１７０）が決定したルツボ上昇速度（ＣＬ）を前記引き上げ条件の一つとして決定する
請求項１３記載の結晶体の製造装置。
【請求項２０】
前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、
前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、
前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、
前記ルツボ（２００）内にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、
前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、
前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、
前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、
前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、を具備し、
前記ルツボ上昇速度決定手段（１７０）は、
前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、
前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を前記ルツボ形状テーブル（１０）から取得するルツボ内径取得手段（９２）と、
前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長長さ（ＧＬ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出するルツボ上昇速度算出手段（９４）を具備する
請求項１９記載の結晶体の製造装置。
【請求項２１】
前記ルツボ上昇速度算出手段（９４）は、
（式２２）
0004177488.tif 000279
（ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量）
上式を解いて得られたＣＬを前記ルツボ上昇速度とする
請求項２０記載の結晶体の製造装置。
【請求項２２】
ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を成長させる結晶体の製造方法であって、
前記シード（２０４）が上昇した高さを示すシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ（２００）が上昇した高さを示すルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さを示すメルト下降深さ（ＭＤＤ）とを検出する工程と、
前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）が実際に成長した長さを示す結晶成長長さ（ＧＬ）を算出する工程と、
前記結晶成長長さ（ＧＬ）に基づいて、前記結晶体（２０６）の引き上げ条件を決定する工程と
を具備する
結晶体の製造方法。
【請求項２３】
前記シード（２０４）の引き上げは、
前記シード（２０４）に接続されたワイヤー（２０８）をワイヤードラム（２１０）で巻き取って行い、
前記結晶体（２０６）の成長は、
前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら、該ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出し、
該検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正しながら行う
請求項２２記載の結晶体の製造方法。
【請求項２４】
前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を検出する工程は、
前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておく工程と、
前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておく工程と、
前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出する工程と、
前記メルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出する工程と、
前記算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する工程と、
前記判定した区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定する工程と、
前記メルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出する工程と
を具備する
請求項２２記載の結晶体の製造方法。
【請求項２５】
前記引き上げ条件を決定する工程は、
前記結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）およびメルト位置とを対応させて記憶する制御テーブル（１５４）を予め作成しておく工程と、
前記結晶成長長さ（ＧＬ）と前記制御テーブル（１５４）とを照合して、該結晶成長長さ（ＧＬ）が前記制御テーブル（１５４）のどの区間に属するのかを判定する工程と、
前記判定した区間に所属する前記結晶体の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置とを取得する工程と、
取得した前記結晶体の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置とを用いて前記メルト（２０２）の移動速度を算出する工程と
を具備する
請求項２２記載の結晶体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メルト深さ検出装置および方法並びに結晶成長長さ検出装置および方法並びに結晶体の製造装置および方法に関し、特に、所望の形状や品質を有する結晶体の製造に有効なメルト深さ検出装置および方法並びに結晶成長長さ検出装置および方法並びに結晶体の製造装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単結晶シリコンを製造する技術の一つとして、ＣＺ（ＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉＭｅｔｈｏｄ）法が従来から知られている。このＣＺ法は、ルツボ内にチャージされたシリコン融液を引き上げて、単結晶シリコンを製造する技術である。
【０００３】
単結晶シリコンのの形状や品質は、近年の半導体技術の進歩に伴って、多様化している。例えば、単結晶シリコンの直径は、代表的なもので、４インチ、５インチ、６インチ、８インチ、１２インチが製造されている。また、不純物のゲッタリングを目的とした高酸素濃度の単結晶シリコンや酸素濃度の低い高純度の単結晶シリコンが製造されている。
【０００４】
上記のような多彩な結晶体の形状および品質は、結晶体の引き上げ条件によって決まるため、従来から、様々な引き上げ条件が考えられている。
【０００５】
例えば、炉内の熱環境が理想的であると仮定した場合、長手方向に一定の直径を有する結晶体は、該結晶体２０６の品質に応じて決定された速度で引き上げることによって製造される。また、長手方向に一定の酸素濃度を有する結晶体は、ルツボ内のシリコン融液の残量に応じて、ルツボの回転速度を変化させることによって製造される。
【０００６】
上述した引き上げ速度やルツボの回転速度以外にも、ＣＺ法によって製造された結晶体は、シリコン融液の温度、回転速度、雰囲気ガス、ルツボの材料等の影響を受ける。また、結晶体の直径や品質は、シリコン融液の温度分布や該融液の液面の変動等の予測が困難な要因によっても変化する。従来は、このような予測が困難な各種要因の影響を防止するため、フィードバック制御を行っている。
【０００７】
例えば、結晶体の直径制御は、結晶体の重量あるいは直径を重量センサや光学センサによって測定し、該測定した結果に基づいてシードの速度やルツボの速度を制御することにより行われている。
【０００８】
一方、ＣＺ法で製造された単結晶シリコンは、その抵抗率が長手方向で異なる。これは、単結晶シリコンの抵抗率が固化率に応じて決まるためである。単結晶シリコンの抵抗率は、結晶体の重要な品質の一つであり、所望の抵抗率および所望の酸素濃度を有する結晶体が要求される場合もある。このような結晶体を製造する場合には、結晶体が成長した長さに応じて、引き上げ条件を制御する必要がある。
【０００９】
従来は、結晶体の成長直径が目標直径に等しく、かつ、融液の液面が変動しないとの仮定のもとで、シードが移動した距離を結晶体が成長した長さと考え、シードが移動した距離に基づいて、結晶体の品質制御を行っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、重量センサや光学センサで結晶体２０６の直径を測定すると、当該各センサの機械的誤差が測定誤差となり、実際の成長直径と異なる値がフィードバック系に帰還される。即ち、重量センサや光学センサから得られた信号のみでは、フィードバック制御系が安定しにくく、所望の結晶体を得ることが難しかった。さらに、このようなフィードバック系の不安定さは、融液の液面を一定にすることも困難にする。
【００１１】
従って、シードが移動した距離を結晶体が成長した長さと考える方法では、結晶体の成長直径が目標直径に等しいという仮定と、融液の液面が変動しないとの仮定の双方が成立しにくいため、実際に結晶体が成長した長さとシードが移動した距離との間に誤差が生じる。従来の方法では、実際に結晶体が成長した長さとシードが移動した距離との差が大きいと、酸素濃度を制御するタイミングがずれ、所望の酸素濃度および抵抗率を得ることができなくなる。
【００１２】
上記問題点を解決するため、融液の液面を一定にする技術として、ルツボをシードに対して所定の比率で移動させる技術が知られている。この技術は、結晶体の直径と融液液面の直径との比率および結晶体の密度と融液の密度との比率を用いて、シードの移動速度に対するルツボの移動速度を決定するものである。
【００１３】
融液の液面の直径は、結晶体の成長に伴って変化するため、上記技術を有効に利用するためには、融液の液面の直径の変動を正確に検出する必要がある。加えて、当該技術では、融液の直径の変動と同時に結晶体の成長直径も正確に検出する必要がある。
【００１４】
しかし、融液の変動や直径の検出は、前述したように重量センサや光学センサを用いて行われていたため、測定誤差の影響が大きく、液面を一定にすることが困難であった。さらに、このような液面の変動は、直径制御にも影響を与える。例えば、光学センサを用いて、結晶体の成長直径を測定する場合、光学センサは、結晶体の成長界面に発生するメニスカスリングを検出する。液面が一定に制御されている場合は問題ないが、液面が変動すると、光学センサの検出領域の高さが変化し、フィードバック信号と実際の直径との対応関係がくずれる。
【００１５】
例えば、光学センサの予定の検出領域よりも液面が下がると、光学センサは、より太い直径を要求する。これは、光学センサが一定の視野角度で成長界面を検出し、該一定の視野角度内で検出された信号に基づいて、フィードバック制御が行われるからである。このような状態になると、シードとルツボの移動比率を求める方法では、さらに液面を下げる方向に移動比率が制御されるため、結晶体の直径と結晶体の成長長さの検出に狂いが生じ、フィードバック系が発散する。
【００１６】
液面を制御する別の方法として、レーザー光線を使用する技術が知られている。当該技術は、レーザー光線を融液の表面に照射して、該表面で反射した光線をディテクタで検出する技術である。ディテクタで検出した反射光線は、融液表面の位置情報として制御系に入力される。
【００１７】
しかし、レーザー光線を使用する技術では、液面の揺れに影響され易いという問題がある。また、レーザーやディテクタの配設位置、あるいは配設角度が狂うと、測定誤差が生じるという問題もある。さらに、近年の結晶引き上げ技術では、融液の上方に輻射板や整流筒が設けられる場合がある。このように、融液の上方に設けられた輻射板や整流筒は、レーザー光線の照射に必要な空間を占有するため、レーザー光線の使用が困難となっている。また、光学センサによる結晶体の成長直径の測定にも制約を与えている。
【００１８】
また、レーザー光線による検出値を目標とする液面レベルに合わせるために、該検出値をルツボの昇降を制御する位置サーボとして使用すると、ルツボ上昇速度の急激な変化または上下方向の急激な方向転換が発生し得る。このようなルツボの急激な変化は、結晶体に強い成長縞を残し、品質を低下させる。さらに、肩づくりが終了するまでに結晶体の重量と目標値との間にズレが生じ、液面位置の制御に誤差が生じるケースが多かった。
【００１９】
以上説明したように、従来の技術では、所望の結晶体を製造することが困難であった。また、融液の液面をヒーター、輻射板、磁場等に対して積極的に移動させると、結晶体の品質制御に有効であると思われるが、従来の技術では、液面一定の仮定のもとで結晶体の成長長さを把握しているため、液面が変動するとフィードバック制御が発散し、液面を移動させることができなかった。
【００２０】
そこで、本発明は、所望の形状や品質を有する結晶体の製造に有効なメルト深さ検出装置および方法並びに結晶成長長さ検出装置および方法並びに結晶体の製造装置および方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を成長させながら、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを検出するメルト深さ検出装置において、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）とを具備することを特徴とする。
【００２２】
また、第２発明は、第１発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出することを特徴とする。
【００２３】
また、第３発明は、第１発明または第２発明において、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ（２００）の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド（２４）と、前記ルツボ深さ格納フィールド（２４）に格納されたルツボ深さ（ＣＤ）に対応する前記ルツボ（２００）の内径を格納するルツボ内径格納フィールド（２６）と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）を格納するメルト区間重量格納フィールド（２８）とを具備することを特徴とする。
【００２４】
また、第４発明は、第３発明において、前記メルト区間重量格納フィールド（２８）は、
（式１）
0004177488.tif 000002
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000003
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔに格納することを特徴とする。
【００２５】
また、第５発明は、第３発明または第４発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、
（式３）
0004177488.tif 000004
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：区間ｋのメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000005
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を解いて得られるＭＤを前記メルト深さ（ＭＤ）とすることを特徴とする。
【００２６】
また、第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）が成長した重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、前記重量センサ（２１４）が測定した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として出力することを特徴とする。
【００２７】
また、第７発明は、第６発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量センサ（２１４）の後段に接続されたフィルタ部（２１６）をさらに具備し、前記フィルタ部（２１６）の出力を前記結晶成長重量（ＧＷ）とすることを特徴とする。
【００２８】
また、第８発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段（３０）と、前記ルツボ（２００）が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段（３２）と、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段（３４）と、前記シード上昇高さ検出手段（３０）が検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）が検出したルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト下降深さ検出手段（３４）が検出したメルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）が成長した長さを算出する結晶成長長さ算出手段（３６）とをさらに具備し、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）を具備し前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として使用することを特徴とする。
【００２９】
また、第９発明は、第８発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を算出する予測重量算出手段（４４）とを具備することを特徴とする。
【００３０】
また、第１０発明は、第９発明において、前記予測重量算出手段（４４）は、
（式５）
0004177488.tif 000006
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたＧＰＷを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
【００３１】
また、第１１発明は、第８発明乃至第１０発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）と、前記重量センサ（２１４）が測定した値と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出する重量偏差算出手段（４６）と、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を補正する予測重量補正手段（４８）とを具備することを特徴とする。
【００３２】
また、第１２発明は、第１１発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量偏差算出手段（４６）と前記予測重量補正手段（４８）との間に介在するフィルタ部（２１６）をさらに具備することを特徴とする。
【００３３】
また、第１３発明は、第８発明乃至第１２発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ算出手段（３６）は、
（式６）
0004177488.tif 000007
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を解いて得られたＧＬを前記結晶成長長さ（ＧＬ）とすることを特徴とする。
【００３４】
また、第１４発明は、第８発明乃至第１３発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備することを特徴とする。
【００３５】
また、第１５発明は、第１４発明において、前記メルト下降深さ算出手段（５２）は、
（式７）
0004177488.tif 000008
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を解いて得られたＭＤＤを前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）とすることを特徴とする。
【００３６】
また、第１６発明は、第８発明乃至第１５発明のいずれかにおいて、前記シード上昇高さ検出手段（３０）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ（２１８）と、前記シードエンコーダ（２１８）が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ（２２０）とを具備し、前記シードカウンタ（２２０）の値を前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ（２２４）と、前記ルツボエンコーダ（２２４）が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ（２２６）とを具備し、前記ルツボカウンタ（２２６）の値を前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）として出力することを特徴とする。
【００３７】
また、第１７発明は、第８発明乃至第１６発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）を引き上げるワイヤー（２０８）と、前記ワイヤー（２０８）を巻き取るワイヤードラム（２１０）と、前記ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出する伸び長検出手段（５４）と、前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正する結晶成長長さ補正手段（５６）とをさらに具備することを特徴とする。
【００３８】
また、第１８発明は、第１７発明において、前記伸び長検出手段（５４）は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段（５８）と、前記ワイヤードラム（２１０）が前記ワイヤー（２０８）を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段（６０）と、前記ワイヤー初期長記憶手段（５８）が記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）が検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段（６２）と、前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出する伸び長算出手段（６４）と、を具備することを特徴とする。
【００３９】
また、第１９発明は、第１８発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との間に介在するシードチャック（２１２）をさらに具備し、前記伸び長算出手段（６４）は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量を考慮して前記伸び長（ＷＥＬ）を算出することを特徴とする。
【００４０】
また、第２０発明は、第１８発明または第１９発明において、前記伸び長算出手段（６４）は、前記伸び長（ＷＥＬ）を前記ワイヤー（２０８）にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
【００４１】
また、第２１発明は、第２０発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段（６６）と、前記ドラム回転角度検出手段（６６）の検出間隔を設定する検出区間設定手段（６８）と、前記検出区間設定手段（６８）が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）として出力することを特徴とする。
【００４２】
また、第２２発明は、第２１発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式８）
0004177488.tif 000009
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）は、
（式９）
0004177488.tif 000010
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるＷＲＬ［ｎ］を前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）は、
（式１０）
0004177488.tif 000011
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるＷＮＬ［ｎ］を前記伸び長算出手段（６４）に出力し、前記伸び長算出手段（６４）は、
（式１１）
0004177488.tif 000012
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が出力したワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるＷＥＬ［ｎ］を前記結晶成長長さ補正手段（５６）に出力し、前記結晶成長長さ補正手段（５６）は、
（式１２）
0004177488.tif 000013
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：前記伸び長算出手段（６４）が出力した伸び長
上式を解いて得られるＧＬを出力することを特徴とする。
【００４３】
また、第２３発明は、第２０発明乃至第２２発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
【００４４】
また、第２４発明は、第２３発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式１４）
0004177488.tif 000014
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
【００４５】
また、第２５発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて成長させた結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）を検出する結晶成長長さ検出装置において、前記シード（２０４）が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段（３０）と、前記ルツボ（２００）が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段（３２）と、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段（３４）と、前記シード上昇高さ検出手段（３０）が検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）が検出したルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト下降深さ検出手段（３４）が検出したメルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）を検出する結晶成長長さ算出手段（３６）とを具備することを特徴とする。
【００４６】
また、第２６発明は、第２５発明において、前記結晶成長長さ算出手段（３６）は、
（式６）
0004177488.tif 000015
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を解いて得られたＧＬを前記結晶成長長さ（ＧＬ）とすることを特徴とする。
【００４７】
また、第２７発明は、第２５発明または第２６発明において、前記シード上昇高さ検出手段（３０）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ（２１８）と、前記シードエンコーダ（２１８）が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ（２２０）とを具備し、前記シードカウンタ（２２０）の値を前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ（２２４）と、前記ルツボエンコーダ（２２４）が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ（２２６）とを具備し、前記ルツボカウンタ（２２６）の値を前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）として出力することを特徴とする。
【００４８】
また、第２８発明は、第２５発明乃至第２７発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）を引き上げるワイヤー（２０８）と、前記ワイヤー（２０８）を巻き取るワイヤードラム（２１０）と、前記ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出する伸び長検出手段（５４）と、前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正する結晶成長長さ補正手段（５６）とをさらに具備することを特徴とする。
【００４９】
また、第２９発明は、第２８発明において、前記伸び長検出手段（５４）は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段（５８）と、前記ワイヤードラム（２１０）が前記ワイヤー（２０８）を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段（６０）と、前記ワイヤー初期長記憶手段（５８）が記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）が検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段（６２）と、前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出する伸び長算出手段（６４）と、を具備することを特徴とする。
【００５０】
また、第３０発明は、第２９発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との間に介在するシードチャック（２１２）をさらに具備し、前記伸び長算出手段（６４）は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量を考慮して前記伸び長（ＷＥＬ）を算出することを特徴とする。
【００５１】
また、第３１発明は、第２９発明または第３０発明において、前記伸び長算出手段（６４）は、前記伸び長（ＷＥＬ）を前記ワイヤー（２０８）にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
【００５２】
また、第３２発明は、第３１発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段（６６）と、前記ドラム回転角度検出手段（６６）の検出間隔を設定する検出区間設定手段（６８）と、前記検出区間設定手段（６８）が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）として出力することを特徴とする。
【００５３】
また、第３３発明は、第３２発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式８）
0004177488.tif 000016
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）は、
（式９）
0004177488.tif 000017
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるＷＲＬ［ｎ］を前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）は、
（式１０）
0004177488.tif 000018
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるＷＮＬ［ｎ］を前記伸び長算出手段（６４）に出力し、前記伸び長算出手段（６４）は、
（式１１）
0004177488.tif 000019
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が出力したワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるＷＥＬ［ｎ］を前記結晶成長長さ補正手段（５６）に出力し、前記結晶成長長さ補正手段（５６）は、
（式１２）
0004177488.tif 000020
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：前記伸び長算出手段（６４）が出力した伸び長
上式を解いて得られるＧＬを出力することを特徴とする。
【００５４】
また、第３４発明は、第３１発明乃至第３３発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
【００５５】
また、第３５発明は、第３４発明において、ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式１４）
0004177488.tif 000021
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
【００５６】
また、第３６発明は、第２５発明乃至第３５発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備することを特徴とする。
【００５７】
また、第３７発明は、第３６発明において、前記メルト下降深さ算出手段（５２）は、
（式７）
0004177488.tif 000022
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を解いて得られたＭＤＤを前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）とすることを特徴とする。
【００５８】
また、第３８発明は、第３６発明または第３７発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出することを特徴とする。
【００５９】
また、第３９発明は、第３６発明乃至第３８発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ（２００）の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド（２４）と、前記ルツボ深さ格納フィールド（２４）に格納されたルツボ深さ（ＣＤ）に対応する前記ルツボ（２００）の内径を格納するルツボ内径格納フィールド（２６）と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）を格納するメルト区間重量格納フィールド（２８）とを具備することを特徴とする。
【００６０】
また、第４０発明は、第３９発明において、前記メルト区間重量格納フィールド（２８）は、
（式１）
0004177488.tif 000023
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000024
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔに格納することを特徴とする。
【００６１】
また、第４１発明は、第３９発明または第４０発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、
（式３）
0004177488.tif 000025
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：区間ｋのメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000026
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を解いて得られるＭＤを前記メルト深さ（ＭＤ）とすることを特徴とする。
【００６２】
また、第４２発明は、第３６発明乃至第４１発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）が成長した重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、前記重量センサ（２１４）が測定した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として出力することを特徴とする。
【００６３】
また、第４３発明は、第４２発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量センサ（２１４）の後段に接続されたフィルタ部（２１６）をさらに具備し、前記フィルタ部（２１６）の出力を前記結晶成長重量（ＧＷ）とすることを特徴とする。
【００６４】
また、第４４発明は、第３６発明乃至第４３発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）を具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として使用することを特徴とする。
【００６５】
また、第４５発明は、第４４発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を算出する予測重量算出手段（４４）とを具備することを特徴とする。
【００６６】
また、第４６発明は、第４５発明において、前記予測重量算出手段（４４）は、
（式５）
0004177488.tif 000027
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたＧＰＷを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
【００６７】
また、第４７発明は、第４４発明乃至第４６明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）と、前記重量センサ（２１４）が測定した値と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出する重量偏差算出手段（４６）と、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を補正する予測重量補正手段（４８）とを具備することを特徴とする。
【００６８】
また、第４８発明は、第４７発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量偏差算出手段（４６）と前記予測重量補正手段（４８）との間に介在するフィルタ部（２１６）をさらに具備することを特徴とする。
【００６９】
また、第４９発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を成長させる結晶体の製造装置において、前記シード（２０４）が上昇した高さを検出するシード上昇高さ検出手段（３０）と、前記ルツボ（２００）が上昇した高さを検出するルツボ上昇高さ検出手段（３２）と、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さを検出するメルト下降深さ検出手段（３４）と、前記シード上昇高さ検出手段（３０）が検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）が検出したルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、前記メルト下降深さ検出手段（３４）が検出したメルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）を検出する結晶成長長さ算出手段（３６）と前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に基づいて、前記結晶体（２０６）の引き上げ条件を決定する引き上げ条件決定手段（７６）とを具備することを特徴とする。
【００７０】
また、第５０発明は、第４９発明において、前記結晶成長長さ算出手段（３６）は、
（式６）
0004177488.tif 000028
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を解いて得られたＧＬを前記結晶成長長さ（ＧＬ）とすることを特徴とする。
【００７１】
また、第５１発明は、第４９発明または第５０発明において、前記シード上昇高さ検出手段（３０）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換するシードエンコーダ（２１８）と、前記シードエンコーダ（２１８）が生成したパルス信号をカウントするシードカウンタ（２２０）とを具備し、前記シードカウンタ（２２０）の値を前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）として出力し、前記ルツボ上昇高さ検出手段（３２）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換するルツボエンコーダ（２２４）と、前記ルツボエンコーダ（２２４）が生成したパルス信号をカウントするルツボカウンタ（２２６）とを具備し、前記ルツボカウンタ（２２６）の値を前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）として出力することを特徴とする。
【００７２】
また、第５２発明は、第４９発明乃至第５１発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）を引き上げるワイヤー（２０８）と、前記ワイヤー（２０８）を巻き取るワイヤードラム（２１０）と、前記ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出する伸び長検出手段（５４）と、前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正する結晶成長長さ補正手段（５６）とをさらに具備することを特徴とする。
【００７３】
また、第５３発明は、第５２発明において、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段（７８）と、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量を用いて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を決定するシード上昇速度決定手段（７９）とを具備することを特徴とする。
【００７４】
また、第５４発明は、第５３発明において、前記伸び長検出手段（５４）は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さを記憶するワイヤー初期長記憶手段（５８）と、前記ワイヤードラム（２１０）が前記ワイヤー（２０８）を巻き取った長さを検出するワイヤー巻き取り長検出手段（６０）と、前記ワイヤー初期長記憶手段（５８）が記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）が検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出するワイヤー無負荷長算出手段（６２）と、前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出する伸び長算出手段（６４）と、を具備することを特徴とする。
【００７５】
また、第５５発明は、第５４発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との間に介在するシードチャック（２１２）をさらに具備し、前記伸び長算出手段（６４）は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量を考慮して前記伸び長（ＷＥＬ）を算出することを特徴とする。
【００７６】
また、第５６発明は、第５４発明または第５５発明において、前記伸び長算出手段（６４）は、前記伸び長（ＷＥＬ）を前記ワイヤー（２０８）にかかる重量の関数として算出することを特徴とする。
【００７７】
また、第５７発明は、第５６発明において、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出するドラム回転角度検出手段（６６）と、前記ドラム回転角度検出手段（６６）の検出間隔を設定する検出区間設定手段（６８）と、前記検出区間設定手段（６８）が設定した区間ごとに前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を算出するワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）と、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）が算出した変化量を積算するワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）とを具備し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が積算した値を前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）として出力することを特徴とする。
【００７８】
また、第５８発明は、第５７発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式８）
0004177488.tif 000029
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）に出力し、前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）は、
（式９）
0004177488.tif 000030
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を解いて得られるＷＲＬ［ｎ］を前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）に出力し、前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）は、
（式１０）
0004177488.tif 000031
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段（７２）が出力したワイヤー巻き取り長
上式を解いて得られるＷＮＬ［ｎ］を前記伸び長算出手段（６４）に出力し、前記伸び長算出手段（６４）は、
（式１１）
0004177488.tif 000032
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：前記ワイヤー無負荷長算出手段（６２）が出力したワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を解いて得られるＷＥＬ［ｎ］を前記結晶成長長さ補正手段（５６）に出力し、前記結晶成長長さ補正手段（５６）は、
（式１２）
0004177488.tif 000033
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：前記伸び長算出手段（６４）が出力した伸び長
上式を解いて得られるＧＬを出力することを特徴とする。
【００７９】
また、第５９発明は、第５８発明において、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）は、
（式１３）
0004177488.tif 000034
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
上式を解いて得られるＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
【００８０】
また、第６０発明は、第５６発明乃至第５９発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長検出手段（６０）は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して前記ワイヤー巻き取り長を検出することを特徴とする。
【００８１】
また、第６１発明は、第６０発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量算出手段（７０）は、
（式１４）
0004177488.tif 000035
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を解いて得られるΔＷＲＬ［ｉ−１］を前記ワイヤー巻き取り長の変化量とすることを特徴とする。
【００８２】
また、第６２発明は、第４９発明乃至第６１発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備することを特徴とする。
【００８３】
また、第６３発明は、第６２発明において、前記メルト下降深さ算出手段（５２）は、
（式７）
0004177488.tif 000036
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を解いて得られたＭＤＤを前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）とすることを特徴とする。
【００８４】
また、第６４発明は、第６２発明または第６３発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出することを特徴とする。
【００８５】
また、第６５発明は、第６２発明乃至第６４発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点に前記ルツボ（２００）の深さを格納するルツボ深さ格納フィールド（２４）と、前記ルツボ深さ格納フィールド（２４）に格納されたルツボ深さ（ＣＤ）に対応する前記ルツボ（２００）の内径を格納するルツボ内径格納フィールド（２６）と、前記分割した各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）を格納するメルト区間重量格納フィールド（２８）とを具備することを特徴とする。
【００８６】
また、第６６発明は、第６５発明において、前記メルト区間重量格納フィールド（２８）は、
（式１）
0004177488.tif 000037
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000038
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔに格納することを特徴とする。
【００８７】
また、第６７発明は、第６５発明または第６６発明において、前記メルト深さ決定手段（２２）は、
（式３）
0004177488.tif 000039
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：区間ｋのメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000040
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を解いて得られるＭＤを前記メルト深さ（ＭＤ）とすることを特徴とする。
【００８８】
また、第６８発明は、第６２発明乃至第６７発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）が成長した重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、前記重量センサ（２１４）が測定した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として出力することを特徴とする。
【００８９】
また、第６９発明は、第６８発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量センサ（２１４）の後段に接続されたフィルタ部（２１６）をさらに具備し、前記フィルタ部（２１６）の出力を前記結晶成長重量（ＧＷ）とすることを特徴とする。
【００９０】
また、第７０発明は、第６２発明乃至第６９発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）を具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した値を前記結晶成長重量（ＧＷ）として使用することを特徴とする。
【００９１】
また、第７１発明は、第７０発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出する予測重量算出手段（４４）とを具備することを特徴とする。
【００９２】
また、第７２発明は、第７１発明において、前記予測重量算出手段（４４）は、
（式５）
0004177488.tif 000041
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたＧＰＷを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
【００９３】
また、第７３発明は、第７０発明乃至第７２発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）と、前記重量センサ（２１４）が測定した値と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出する重量偏差算出手段（４６）と、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を補正する予測重量補正手段（４８）とを具備することを特徴とする。
【００９４】
また、第７４発明は、第７３発明において、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記重量偏差算出手段（４６）と前記予測重量補正手段（４８）との間に介在するフィルタ部（２１６）をさらに具備することを特徴とする。
【００９５】
また、第７５発明は、第４９発明乃至第７４発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段（７６）が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の結晶直径（ＧＤ）を制御する直径制御手段（８０）をさらに具備することを特徴とする。
【００９６】
また、第７６発明は、第７５発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）を具備し、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【００９７】
また、第７７発明は、第７５発明または第７６発明において、前記直径制御手段（８０）は、前記結晶体（２０６）の成長速度を制御する結晶成長速度制御手段（８２）を具備することを特徴とする。
【００９８】
また、第７８発明は、第７７発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）とを対応させて記憶する結晶成長速度記憶手段（８４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を前記結晶成長速度記憶手段（８４）から取得する結晶成長速度取得手段（８６）を具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【００９９】
また、第７９発明は、第７８発明において、前記結晶成長速度制御手段（８２）は、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を制御するシード上昇速度制御手段（８８）を具備することを特徴とする。
【０１００】
また、第８０発明は、第７９発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得したメルト位置（ＭＰ）とに基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定することを特徴とする。
【０１０１】
また、第８１発明は、第７８発明において、前記直径制御手段（８０）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度を制御するルツボ上昇速度制御手段（９０）を具備することを特徴とする。
【０１０２】
また、第８２発明は、第８１発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を前記ルツボ形状テーブル（１０）から取得するルツボ内径取得手段（９２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出するルツボ上昇速度算出手段（９４）を具備することを特徴とする。
【０１０３】
また、第８３発明は、第８２発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段（９４）は、
（式１５）
0004177488.tif 000042
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径、ＧＲ：前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるＣＬを前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）とすることを特徴とする。
【０１０４】
また、第８４発明は、第８１発明乃至第８３発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得したメルト位置（ＭＰ）とに基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定することを特徴とする。
【０１０５】
また、第８５明は、第７５発明乃至第８４発のいずれかにおいて、前記直径制御手段（８０）は、不足熱量を制御する不足熱量制御手段（９６）を具備することを特徴とする。
【０１０６】
また、第８６発明は、第８５発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする前記メルト（２０２）への供給熱量（ＱＩＮ）とを対応させて記憶する供給熱量記憶手段（１００）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する供給熱量（ＱＩＮ）を前記供給熱量記憶手段（１００）から取得する供給熱量取得手段（１０１）を具備し、前記供給熱量取得手段（１０１）が取得した供給熱量（ＱＩＮ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１０７】
また、第８７発明は、第４９発明乃至第８６発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段（７６）が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段（１０２）をさらに具備することを特徴とする。
【０１０８】
また、第８８発明は、第８７発明において、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、前記シード（２０４）の回転速度を制御するシード回転速度制御手段（１０４）を具備することを特徴とする。
【０１０９】
また、第８９発明は、第８８発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするシード回転速度とを対応させて記憶するシード回転速度記憶手段（１０６）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するシード回転速度（ＳＲ）を前記シード回転速度記憶手段（１０６）から取得するシード回転速度取得手段（１０７）を具備し、前記シード回転速度取得手段（１０７）が取得したシード回転速度（ＳＲ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１１０】
また、第９０発明は、第８７発明乃至第８９発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、前記ルツボ（２００）の回転速度を制御するルツボ回転速度制御手段（１０８）を具備することを特徴とする。
【０１１１】
また、第９１発明は、第９０発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするルツボ回転速度とを対応させて記憶するルツボ回転速度記憶手段（１１０）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するルツボ回転速度（ＣＲ）を前記ルツボ回転速度記憶手段（１１０）から取得するルツボ回転速度取得手段（１１１）を具備し、前記ルツボ回転速度取得手段（１１１）が取得したルツボ回転速度（ＣＲ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１１２】
また、第９２発明は、第８７発明乃至第９１発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、前記メルト（２０２）の位置を制御するメルト位置制御手段（１１２）を具備することを特徴とする。
【０１１３】
また、第９３発明は、第９２発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）を具備し、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１１４】
また、第９４発明は、第８７発明乃至第９３発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、前記メルト（２０２）周辺の熱環境を制御する熱環境制御手段（９８）を具備することを特徴とする。
【０１１５】
また、第９５発明は、第９４発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするヒーター位置（ＨＰ）とを対応させて記憶するヒーター位置記憶手段（１４３）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するヒーター位置（ＨＰ）を前記ヒーター位置記憶手段（１４３）から取得するヒーター位置取得手段（１４４）を具備し、前記ヒーター位置取得手段（１４４）が取得したヒーター位置（ＨＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１１６】
また、第９６発明は、第８７発明乃至第９５発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、前記メルト（２０２）の表面に沿って流す不活性ガスの流れを制御するガス流制御手段（１１６）を具備することを特徴とする。
【０１１７】
また、第９７発明は、第９６発明において、前記ガス流制御手段（１１６）は、前記不活性ガスの供給量を制御するガス供給量制御手段（１１８）を具備することを特徴とする。
【０１１８】
また、第９８発明は、第９７発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする前記不活性ガスの供給量とを対応させて記憶するガス供給量記憶手段（１２０）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する不活性ガスの供給量を前記ガス供給量記憶手段（１２０）から取得するガス供給量取得手段（１２１）を具備し、前記ガス供給量取得手段（１２１）が取得した供給量に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１１９】
また、第９９発明は、第９６発明または第９７発明において、前記ガス流制御手段（１１６）は、前記結晶体（２０６）の周囲に配設された整流板（２５４）の位置を制御する整流板位置制御手段（１２２）を具備することを特徴とする。
【０１２０】
また、第１００発明は、第９９発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする整流板位置（ＶＰ）とを対応させて記憶する整流板位置記憶手段（１２３）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する整流板位置（ＶＰ）を前記整流板位置記憶手段（１２３）から取得する整流板位置取得手段（１２４）を具備し、前記整流板位置取得手段（１２４）が取得した整流板位置（ＶＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１２１】
また、第１０１発明は、第８７発明乃至第１００発明のいずれかにおいて、前記酸素濃度制御手段（１０２）は、磁界を印加する磁界印加手段（１２５）と、前記磁界印加手段（１２５）が印加する磁界の状態を制御する磁界制御手段（１２６）を具備することを特徴とする。
【０１２２】
また、第１０２発明は、第１０１発明において、前記磁界印加手段（１２５）は、前記ルツボ（２００）の側壁に直交する磁束を発生させる横磁界を生成する横磁界生成手段（１２８）を具備することを特徴とする。
【０１２３】
また、第１０３発明は、第１０１発明または第１０２発明において、前記磁界印加手段（１２５）は、前記メルト（２０２）の表面に直交する磁束を発生させる垂直磁界を生成する垂直磁界生成手段（１３０）を具備することを特徴とする。
【０１２４】
また、第１０４発明は、第１０１発明乃至第１０３発明のいずれかにおいて、前記磁界印加手段（１２５）は、放物線状の磁束を発生させるカスプ磁界を生成するカスプ磁界生成手段（１３２）を具備することを特徴とする。
【０１２５】
また、第１０５発明は、第１０１発明乃至第１０４発明のいずれかにおいて、前記磁界制御手段（１２６）は、前記磁界印加手段（１２５）が印加する磁界の位置を制御する磁界印加位置制御手段（１３４）を具備することを特徴とする。
【０１２６】
また、第１０６発明は、第１０５発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする磁界印加位置（ＦＰ）とを対応させて記憶する磁界印加位置記憶手段（１３６）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する磁界印加位置（ＦＰ）を前記磁界印加位置記憶手段（１３６）から取得する磁界印加位置取得手段（１３７）を具備し、前記磁界印加位置取得手段（１３７）が取得した磁界印加位置（ＦＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１２７】
また、第１０７発明は、第１０１発明乃至第１０６発明のいずれかにおいて、前記磁界制御手段（１２６）は、前記磁界印加手段（１２５）が印加する磁界の強度を制御する磁界印加強度制御手段（１３８）を具備することを特徴とする。
【０１２８】
また、第１０８発明は、第１０７発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする磁界印加強度（ＦＩ）とを対応させて記憶する磁界印加強度記憶手段（１４０）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する磁界印加強度（ＦＩ）を前記磁界印加強度記憶手段（１４０）から取得する磁界印加強度取得手段（１４１）を具備し、前記磁界印加強度取得手段（１４１）が取得した磁界印加強度（ＦＩ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１２９】
また、第１０９発明は、第４９発明乃至第１０８発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件決定手段（７６）が決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の欠陥状態を制御する欠陥制御手段（１４２）をさらに具備することを特徴とする。
【０１３０】
また、第１１０発明は、第１０９発明において、前記欠陥制御手段（１４２）は、前記結晶体（２０６）の成長速度を制御する結晶成長速度制御手段（８２）を具備することを特徴とする。
【０１３１】
また、第１１１発明は、第１１０発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）とを対応させて記憶する結晶成長速度記憶手段（８４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を前記結晶成長速度記憶手段（８４）から取得する結晶成長速度取得手段（８６）を具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１３２】
また、第１１２発明は、第１１１発明において、前記結晶成長速度制御手段（８２）は、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を制御するシード上昇速度制御手段（８８）を具備することを特徴とする。
【０１３３】
また、第１１３発明は、第１１０発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得したメルト位置（ＭＰ）とに基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定することを特徴とする。
【０１３４】
また、第１１４発明は、第１１１発明において、前記欠陥制御手段（１４２）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度を制御するルツボ上昇速度制御手段（９０）を具備することを特徴とする。
【０１３５】
また、第１１５発明は、第１１４発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を前記ルツボ形状テーブル（１０）から取得するルツボ内径取得手段（９２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出するルツボ上昇速度算出手段（９４）を具備することを特徴とする。
【０１３６】
また、第１１６発明は、第１１５発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段（９４）は、
（式１５）
0004177488.tif 000043
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径、ＧＲ：前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度
上式を解いて得られるＣＬを前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）とすることを特徴とする。
【０１３７】
また、第１１７発明は、第１１４発明乃至第１１６発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）をさらに具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得したメルト位置（ＭＰ）とに基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定することを特徴とする。
【０１３８】
また、第１１８発明は、第１０９発明乃至第１１７のいずれかにおいて、前記欠陥制御手段（１４２）は、前記結晶体（２０６）の温度勾配を制御する温度勾配制御手段（１４６）を具備することを特徴とする。
【０１３９】
また、第１１９発明は、第１１８発明において、前記温度勾配制御手段（１４６）は、前記結晶体（２０６）周辺の熱環境を制御する熱環境制御手段（９８）を具備することを特徴とする。
【０１４０】
また、第１２０発明は、第１１９発明において、前記熱環境制御手段（９８）は、前記メルト（２０２）の位置を制御するメルト位置制御手段（１１２）を具備することを特徴とする。
【０１４１】
また、第１２１発明は、第１２０発明において、前記結晶体（２０６）の引き上げ軸方向の位置と、前記結晶成長長さ（ＧＬ）が該位置に該当したときに制御目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて記憶するメルト位置記憶手段（１１４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を前記メルト位置記憶手段（１１４）から取得するメルト位置取得手段（１１５）を具備し、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１４２】
また、第１２２発明は、第１１９発明において、前記熱環境制御手段（９８）は、前記結晶体（２０６）の周囲に配設された輻射板（２７０）の位置を制御する輻射板位置制御手段（１５０）を具備することを特徴とする。
【０１４３】
また、第１２３発明は、第１２２発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする輻射板位置（ＰＰ）とを対応させて記憶する輻射板位置記憶手段（１５２）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する輻射板位置（ＰＰ）を前記輻射板位置記憶手段（１５２）から取得する輻射板位置取得手段（１５３）を具備し、前記輻射板位置取得手段（１５３）が取得した輻射板位置（ＰＰ）に基づいて前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１４４】
また、第１２４発明は、第４９発明乃至第１２３発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）と、前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求める重量偏差算出手段（４６）とをさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１４５】
また、第１２５発明は、第１２４発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記結晶成長重量予測手段（３８）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を算出する予測重量算出手段（４４）とを具備することを特徴とする。
【０１４６】
また、第１２６発明は、第１２５発明において、前記予測重量算出手段（４４）は、
（式５）
0004177488.tif 000044
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたＧＰＷを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
【０１４７】
また、第１２７発明は、第１２４発明乃至第１２６発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、前記重量偏差算出手段（４６）は、前記重量センサ（２１４）が測定した値と、前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）とを用いて、前記重量偏差（ＧＷＤ）を算出することを特徴とする。
【０１４８】
また、第１２８発明は、第１２７発明において、前記重量偏差算出手段（４６）の後段に接続されたフィルタ部（２１６）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記フィルタ部（２１６）の出力に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１４９】
また、第１２９発明は、第４９発明乃至第１２８発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）および該結晶体（２０６）の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル（１５４）をさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）が前記制御テーブル（１５４）のどの区間に属するのかを判定する所属区間判定手段（１５６）と、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間に所属する結晶成長速度（ＧＲ）を取得する結晶成長速度取得手段（８６）と、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間に所属する品質制御パラメータを取得する品質制御パラメータ取得手段（１６０）とを具備し、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記品質制御パラメータ取得手段（１６０）が取得した品質制御パラメータとを用いて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１５０】
また、第１３０発明は、第１２９発明において、前記制御テーブル（１５４）は、前記分割した各区間の節点に前記結晶成長長さ（ＧＬ）を格納する結晶成長長さ格納フィールド（１６２）と、前記結晶成長長さ格納フィールド（１６２）に格納された結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を格納する結晶成長速度格納フィールド（１６４）と、前記結晶成長長さ格納フィールド（１６２）に格納された結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する品質制御パラメータを格納する品質制御パラメータ格納フィールド（１６６）とを具備することを特徴とする。
【０１５１】
また、第１３１発明は、第１３０発明において、前記品質制御パラメータ格納フィールド（１６６）は、前記結晶体（２０６）が前記結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）を格納し、前記品質制御パラメータ取得手段（１６０）は、前記品質制御パラメータ格納フィールド（１６６）に格納されたメルト位置（ＭＰ）を取得するメルト位置取得手段（１１５）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置に対応する結晶成長長さ（ＧＬ）を取得する結晶成長長さ取得手段（１５８）とを具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記結晶成長長さ取得手段（１５８）が取得した結晶成長長さ（ＧＬ）とを用いて、メルト位置移動速度（ＭＰＳ）を決定するメルト位置移動速度決定手段（１５９）を具備することを特徴とする。
【０１５２】
また、第１３２発明は、第１３１発明において、前記結晶成長速度取得手段（８６）は、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を算出する結晶成長速度算出手段（１６８）を具備し、前記メルト位置取得手段（１１５）は、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を算出するメルト位置算出手段（１６９）を具備することを特徴とする。
【０１５３】
また、第１３３発明は、第１３２発明において、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）とを用いて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定するシード上昇速度決定手段（７９）をさらに具備し、前記シード上昇速度決定手段（７９）が決定したシード上昇速度（ＳＬ）を前記引き上げ条件の一つとして決定することを特徴とする。
【０１５５】
また、第１３４発明は、第１３２発明または第１３３発明において、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置取得手段（１１５）が取得したメルト位置（ＭＰ）とを用いて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定するルツボ上昇速度決定手段（１７０）をさらに具備し、前記ルツボ上昇速度決定手段（１７０）が決定したルツボ上昇速度（ＣＬ）を前記引き上げ条件の一つとして決定することを特徴とする。
【０１５６】
また、第１３５発明は、第１３４発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて記憶する結晶直径記憶手段（４０）をさらに具備し、前記メルト下降深さ検出手段（３４）は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）と、前記ルツボ（２００）内に最初にチャージした前記メルト（２０２）の総重量を記憶するメルト初期重量記憶手段（１２）と、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記メルト初期重量記憶手段（１２）が記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出するメルト重量算出手段（１６）と、前記メルト重量算出手段（１６）が算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定する該当区間判定手段（２０）と、前記該当区間判定手段（２０）が判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定するメルト深さ決定手段（２２）と、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定した値をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶するメルト初期深さ記憶手段（５０）と、前記メルト初期深さ記憶手段（５０）が記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出するメルト下降深さ算出手段（５２）とを具備し、前記ルツボ上昇速度決定手段（１７０）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記メルト深さ決定手段（２２）が決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を前記ルツボ形状テーブル（１０）から取得するルツボ内径取得手段（９２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長長さ（ＧＬ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出するルツボ上昇速度算出手段（９４）を具備することを特徴とする。
【０１５７】
また、第１３６発明は、第１３５発明において、前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を検出する結晶成長重量検出手段（１４）と、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測する結晶成長重量予測手段（３８）と、前記結晶成長重量検出手段（１４）が検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求める重量偏差算出手段（４６）とをさらに具備し、前記引き上げ条件決定手段（７６）は、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）に基づいて、前記引き上げ条件を決定することを特徴とする。
【０１５８】
また、第１３７発明は、第１３６発明において、前記結晶成長重量予測手段（３８）は、前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を前記結晶直径記憶手段（４０）から取得する結晶直径取得手段（４２）と、前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を算出する予測重量算出手段（４４）とを具備することを特徴とする。
【０１５９】
また、第１３８発明は、第１３７発明において、前記予測重量算出手段（４４）は、
（式５）
0004177488.tif 000045
ＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式に基づいて算出されたＧＰＷを前記予測重量とするを具備することを特徴とする。
【０１６０】
また、第１３９発明は、第１３６発明乃至第１３８発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量検出手段（１４）は、前記結晶体（２０６）の重量を測定する重量センサ（２１４）を具備し、前記重量偏差算出手段（４６）は、前記重量センサ（２１４）が測定した値と、前記結晶成長重量予測手段（３８）が予測した予測重量（ＧＰＷ）とを用いて、前記重量偏差（ＧＷＤ）を算出することを特徴とする。
【０１６１】
また、第１４０発明は、第１３９発明において、前記重量偏差算出手段（４６）の後段に接続されたフィルタ部（２１６）をさらに具備し、前記シード上昇速度決定手段（７９）は、前記フィルタ部（２１６）の出力に基づいて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を決定することを特徴とする。
【０１６２】
また、第１４１発明は、第１３６発明乃至第１４０発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度決定手段（７９）は、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間の経過に要する時間を算出する所要時間算出手段（１７２）と、前記品質制御パラメータ取得手段（１６０）が取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記所要時間算出手段（１７２）が算出した所要時間（Ｔ）とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するとともに、前記重量偏差算出手段（４６）が算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するシード上昇速度操作量算出手段（７８）と、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、該シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記結晶成長速度取得手段（８６）が取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出するシード上昇速度算出手段（１７４）とを具備することを特徴とする。
【０１６３】
また、第１４２発明は、第１４１発明において、前記所要時間算出手段（１７２）は、前記所属区間判定手段（１５６）が判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ（ＧＬ）と結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記所要時間（Ｔ）を算出することを特徴とする。
【０１６４】
また、第１４３発明は、第１４２発明において、前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１６）
0004177488.tif 000046
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とすることを特徴とする。
【０１６５】
また、第１４４発明は、第１４２発明において、前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１７）
0004177488.tif 000047
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とすることを特徴とする。
【０１６６】
また、第１４５発明は、第１４２発明において、前記結晶成長速度算出手段（１６８）は、
（式１８）
0004177488.tif 000048
ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長長さ算出手段（３６）が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式を解いて得られたＧＲ（ＧＬ）を前記結晶成長速度とし、前記所要時間算出手段（１７２）は、
（式１９）
0004177488.tif 000049
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたＴ［ｉｔー１］を前記所要時間とすることを特徴とする。
【０１６７】
また、第１４６発明は、第１４２発明乃至第１４５発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）は、
（式２０）
0004177488.tif 000050
ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間
上式を解いて得られたＳＬＣ（ＭＰ）を前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量とし、前記シード上昇速度算出手段（１７４）は、
（式２１）
0004177488.tif 000051
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出することを特徴とする。
【０１６８】
また、第１４７発明は、第１４６発明において、前記ルツボ上昇速度算出手段（９４）は、
（式２２）
0004177488.tif 000052
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段（４２）が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段（９２）が取得したルツボ内径、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を解いて得られたＣＬを前記ルツボ上昇速度とすることを特徴とする。
【０１６９】
また、第１４８発明は、第１４７発明において、前記シード（２０４）を引き上げるワイヤー（２０８）と、前記ワイヤー（２０８）を巻き取るワイヤードラム（２１０）と、前記ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出する伸び長検出手段（５４）とをさらに具備し、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）は、前記伸び長検出手段（５４）が検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出することを特徴とする。
【０１７０】
また、第１４９発明は、第１４８発明において、前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）は、
（式１３）
0004177488.tif 000053
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
上式を解いて得られるＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］を前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量とすることを特徴とする。
【０１７１】
また、第１５０発明は、第１４９発明において、前記シード上昇速度算出手段（１７４）は、
（式２３）
0004177488.tif 000054
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段（１６８）が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＷＥＬ）：前記シード上昇速度操作量算出手段（７８）が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量
上式に基づいて前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出することを特徴とする。
【０１７２】
また、第１５１発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を成長させながら、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを検出するメルト深さ検出方法において、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージするとともに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶した後、前記シード（２０４）を該チャージしたメルト（２０２）の表面に浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定することを特徴とする。
【０１７３】
また、第１５２発明は、第１５１発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出して行うことを特徴とする。
【０１７４】
また、第１５３発明は、第１５１発明または第１５２発明において、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ（２００）の深さと、該ルツボ（２００）の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）とを対応させて格納することを特徴とする。
【０１７５】
また、第１５４発明は、第１５３発明において、前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔには、
（式１）
0004177488.tif 000055
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000056
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を格納することを特徴とする。
【０１７６】
また、第１５５発明は、第１５３発明または第１５４発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、
（式３）
0004177488.tif 000057
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：区間ｋのメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000058
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
【０１７７】
また、第１５６発明は、第１５１発明乃至第１５５発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて行うことを特徴とする。
【０１７８】
また、第１５７発明は、第１５６発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記重量センサ（２１４）の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０１７９】
また、第１５８発明は、第１５１発明乃至第１５５発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）が上昇した高さと、前記ルツボ（２００）が上昇した高さと、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、メルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて、前記結晶体（２０６）が成長した重量を予測して行うことを特徴とする。
【０１８０】
また、第１５９発明は、第１５８発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出し、該算出した予測重量（ＧＰＷ）を用いて行うことを特徴とする。
【０１８１】
また、第１６０発明は、第１５９発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、
（式５）
0004177488.tif 000059
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１８２】
また、第１６１発明は、第１５８発明乃至第１６０発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて前記結晶体（２０６）の重量を測定し、前記重量センサ（２１４）を用いて測定した結晶体（２０６）の重量と前記予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出し、該算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、前記予測重量（ＧＰＷ）を補正して行うことを特徴とする。
【０１８３】
また、第１６２発明は、第１６１発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の補正は、前記重量偏差（ＧＷＤ）に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０１８４】
また、第１６３発明は、第１５８発明乃至第１６２発明のいずれかにおいて、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の算出は、
（式６）
0004177488.tif 000060
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１８５】
また、第１６４発明は、第１５８発明乃至第１６３発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の検出は、前記ルツボ（２００）内に前記メルト（２０２）を最初にチャージしたときに、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）をメルト初期深さ（ＭＩＤ）として記憶し、該記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行うことを特徴とする。
【０１８６】
また、第１６５発明は、第１６４発明において、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の算出は、
（式７）
0004177488.tif 000061
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１８７】
また、第１６６発明は、第１５８発明乃至第１６５発明のいずれかにおいて、前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
【０１８８】
また、第１６７発明は、第１５８発明乃至第１６６発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）の引き上げは、前記シード（２０４）に接続されたワイヤー（２０８）をワイヤードラム（２１０）で巻き取って行い、前記結晶体（２０６）を成長させる際には、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら、該ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正することを特徴とする。
【０１８９】
また、第１６８発明は、第１６７発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の検出は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さをワイヤー初期長（ＷＩＬ）として記憶しておき、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出して行うことを特徴とする。
【０１９０】
また、第１６９発明は、第１６８発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との接続は、シードチャック（２１２）を介して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
【０１９１】
また、第１７０発明は、第１６８発明または第１６９発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記ワイヤー（２０８）にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー（２０８）が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
【０１９２】
また、第１７１発明は、第１７０発明において、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出し、該検出したワイヤードラム（２１０）の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を積算して行うことを特徴とする。
【０１９３】
また、第１７２発明は、第１７１発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式８）
0004177488.tif 000062
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の算出は、
（式９）
0004177488.tif 000063
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）の算出は、
（式１０）
0004177488.tif 000064
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、
（式１１）
0004177488.tif 000065
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の補正は、
（式１２）
0004177488.tif 000066
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１９４】
また、第１７３発明は、第１７０発明乃至第１７２発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
【０１９５】
また、第１７４発明は、第１７３発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式１４）
0004177488.tif 000067
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１９６】
また、第１７５発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて成長させた結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）を検出する結晶成長長さ検出方法において、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージし、該チャージしたメルト（２０２）の表面に前記シード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）が上昇した高さと、前記ルツボ（２００）が上昇した高さと、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、メルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）の成長長さを算出することを特徴とする。
【０１９７】
また、第１７６発明は、第１７５発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の算出は、
（式６）
0004177488.tif 000068
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０１９８】
また、第１７７発明は、第１７５発明または第１７６発明において、前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
【０１９９】
また、第１７８発明は、第１７５発明乃至第１７７発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）の引き上げは、前記シード（２０４）に接続されたワイヤー（２０８）をワイヤードラム（２１０）で巻き取って行い、前記結晶体（２０６）を成長させる際には、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら、該ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正することを特徴とする。
【０２００】
また、第１７９発明は、第１７８発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の検出は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さをワイヤー初期長（ＷＩＬ）として記憶しておき、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出して行うことを特徴とする。
【０２０１】
また、第１８０発明は、第１７９発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との接続は、シードチャック（２１２）を介して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
【０２０２】
また、第１８１発明は、第１７９発明または第１８０発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記ワイヤー（２０８）にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー（２０８）が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
【０２０３】
また、第１８２発明は、第１８１発明において、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出し、該検出したワイヤードラム（２１０）の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を積算して行うことを特徴とする。
【０２０４】
また、第１８３発明は、第１８２発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式８）
0004177488.tif 000069
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の算出は、
（式９）
0004177488.tif 000070
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）の算出は、
（式１０）
0004177488.tif 000071
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、
（式１１）
0004177488.tif 000072
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の補正は、
（式１２）
0004177488.tif 000073
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２０５】
また、第１８４発明は、第１８１発明乃至第１８３発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
【０２０６】
また、第１８５発明は、第１８４発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式１４）
0004177488.tif 000074
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２０７】
また、第１８６発明は、第１７５発明乃至第１８５発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の検出は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておき、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行うことを特徴とする。
【０２０８】
また、第１８７発明は、第１８６発明において、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の算出は、
（式７）
0004177488.tif 000075
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２０９】
また、第１８８発明は、第１８６発明または第１８７発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出して行うことを特徴とする。
【０２１０】
また、第１８９発明は、第１８６発明乃至第１８８発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ（２００）の深さと、該ルツボ（２００）の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）とを対応させて格納することを特徴とする。
【０２１１】
また、第１９０発明は、第１８９発明において、前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔには、
（式１）
0004177488.tif 000076
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000077
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を格納することを特徴とする。
【０２１２】
また、第１９１発明は、第１８９発明または第１９０発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、
（式３）
0004177488.tif 000078
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：節点ｋに格納されたメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000079
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
【０２１３】
また、第１９２発明は、第１８６発明乃至第１９１発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて行うことを特徴とする。
【０２１４】
また、第１９３発明は、第１９２発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記重量センサ（２１４）の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０２１５】
また、第１９４発明は、第１８６発明乃至第１９３発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）が上昇した高さと、前記ルツボ（２００）が上昇した高さと、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、メルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて、前記結晶体（２０６）が成長した重量を予測して行うことを特徴とする。
【０２１６】
また、第１９５発明は、第１９４発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の予測は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出し、該算出した予測重量（ＧＰＷ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２１７】
また、第１９６発明は、第１９５発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、
（式５）
0004177488.tif 000080
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２１８】
また、第１９７発明は、第１９４発明乃至第１９６発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて前記結晶体（２０６）の重量を測定し、前記重量センサ（２１４）を用いて測定した結晶体（２０６）の重量と前記予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出し、該算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて前記予測重量（ＧＰＷ）を補正し、該補正した値を用いて行うことを特徴とする。
【０２１９】
また、第１９８発明は、第１９７発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の補正は、前記重量偏差（ＧＷＤ）に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０２２０】
また、第１９９発明は、ルツボ（２００）内にチャージされたメルト（２０２）にシード（２０４）を浸漬し、該浸漬したシード（２０４）を引き上げて結晶体（２０６）を育成する結晶体の製造方法において、前記結晶体（２０６）の育成は、前記シード（２０４）が上昇した高さと、前記ルツボ（２００）が上昇した高さと、前記メルト（２０２）が前記ルツボ（２００）内で下降した深さとを検出し、該検出したシード上昇高さ（ＳＬＨ）と、ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）と、メルト下降深さ（ＭＤＤ）とを用いて、前記結晶体（２０６）の成長長さを算出し、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に基づいて、前記結晶体（２０６）の引き上げ条件を決定し、該決定した引き上げ条件を用いて行うことを特徴とする。
【０２２１】
また、第２００発明は、第１９９発明において、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の算出は、
（式６）
0004177488.tif 000081
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２２２】
また、第２０１発明は、第１９９発明または第２００発明において、前記シード上昇高さ（ＳＬＨ）は、前記シード（２０４）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出し、前記ルツボ上昇高さ（ＣＬＨ）は、前記ルツボ（２００）の上昇速度をパルス信号に変換し、該変換したパルス信号をカウントして検出することを特徴とする。
【０２２３】
また、第２０２発明は、第１９９発明乃至第２０１発明のいずれかにおいて、前記シード（２０４）の引き上げは、前記シード（２０４）に接続されたワイヤー（２０８）をワイヤードラム（２１０）で巻き取って行い、前記結晶体（２０６）を育成する際には、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら、該ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出し、該検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を補正することを特徴とする。
【０２２４】
また、第２０３発明は、第２０２発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて、該伸び長に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出し、該算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量を用いて行うことを特徴とする。
【０２２５】
また、第２０４発明は、第２０３発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の検出は、前記シード（２０４）を前記メルト（２０２）に浸漬したときの前記ワイヤー（２０８）の長さをワイヤー初期長（ＷＩＬ）として記憶しておき、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら該巻き取った長さを検出するとともに、前記結晶体（２０６）が成長した重量を検出し、前記記憶したワイヤー初期長（ＷＩＬ）と、前記検出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）とを用いて、前記ワイヤードラム（２１０）から垂下したワイヤー（２０８）の無負荷状態での長さを算出し、前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）と、前記算出したワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）と、前記ワイヤー（２０８）の伸び率（ε）とを用いて、該ワイヤーの伸び長（ＷＥＬ）を算出して行うことを特徴とする。
【０２２６】
また、第２０５発明は、第２０４発明において、前記シード（２０４）と前記ワイヤー（２０８）との接続は、シードチャック（２１２）を介して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記シード（２０４）の重量と前記シードチャック（２１２）の重量とを考慮して行うことを特徴とする。
【０２２７】
また、第２０６発明は、第２０４発明または第２０５発明において、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、前記ワイヤー（２０８）にかけた重量と、該重量をかけたときに該ワイヤー（２０８）が伸びた長さとの関係を伸び関数として予め求めておき、該予め求めた伸び関数を用いて行うことを特徴とする。
【０２２８】
また、第２０７発明は、第２０６発明において、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、予め設定された区間ごとに、前記ワイヤードラム（２１０）の回転角度を検出し、前記検出したワイヤードラム（２１０）の回転角度を用いて、前記区間内で前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）が変化した量を算出し、該算出したワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の変化量を積算して行うことを特徴とする。
【０２２９】
また、第２０８発明は、第２０７発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式８）
0004177488.tif 000082
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して行い、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の算出は、
（式９）
0004177488.tif 000083
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
上式を実行して行い、前記ワイヤー無負荷長（ＷＮＬ）の算出は、
（式１０）
0004177488.tif 000084
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長
上式を実行して行い、前記伸び長（ＷＥＬ）の算出は、
（式１１）
0004177488.tif 000085
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上式を実行して行い、前記結晶成長長さ（ＧＬ）の補正は、
（式１２）
0004177488.tif 000086
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２３０】
また、第２０９発明は、第２０８発明において、前記伸び長に基づくシード上昇速度操作量の算出は、
（式１３）
0004177488.tif 000087
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２３１】
また、第２１０発明は、第２０６発明乃至第２０９発明のいずれかにおいて、前記ワイヤー巻き取り長（ＷＲＬ）の検出は、前記ワイヤードラム（２１０）が巻き取った部分の伸びを考慮して行うことを特徴とする。
【０２３２】
また、第２１１発明は、第２１０発明において、前記ワイヤー巻き取り長変化量の算出は、
（式１４）
0004177488.tif 000088
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２３３】
また、第２１２発明は、第１９９発明乃至第２１１発明のいずれかにおいて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の検出は、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておき、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行うことを特徴とする。
【０２３４】
また、第２１３発明は、第２１２発明において、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）の算出は、
（式７）
0004177488.tif 000089
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２３５】
また、第２１４発明は、第２１２発明または第２１３発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、前記判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出したメルト重量（ＭＷ）を当てはめて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを算出して行うことを特徴とする。
【０２３６】
また、第２１５発明は、第２１２発明乃至第２１４発明のいずれかにおいて、前記ルツボ形状テーブル（１０）は、前記分割した各区間の節点ごとに、前記ルツボ（２００）の深さと、該ルツボ（２００）の内径と、該各区間内でチャージされるメルト区間重量（ΔＭＷ）とを対応させて格納することを特徴とする。
【０２３７】
また、第２１６発明は、第２１５発明において、前記ルツボ形状テーブル（１０）の節点ｎｔには、
（式１）
0004177488.tif 000090
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
（式２）
0004177488.tif 000091
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記各式を解いて得られるΔＭＷ［ｉｔ−１］を格納することを特徴とする。
【０２３８】
また、第２１７発明は、第２１５発明または第２１６発明において、前記メルト深さ（ＭＤ）の決定は、
（式３）
0004177488.tif 000092
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：区間ｋのメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
（式４）
0004177488.tif 000093
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上記各式を実行して行うことを特徴とする。
【０２３９】
また、第２１８発明は、第２１２発明乃至第２１７発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて行うことを特徴とする。
【０２４０】
また、第２１９発明は、第２１８発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記重量センサ（２１４）の出力信号に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０２４１】
また、第２２０発明は、第２１２発明乃至第２１９発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測し、該予測した値を用いて行うことを特徴とする。
【０２４２】
また、第２２１発明は、第２２０発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の予測は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出し、該算出した予測重量（ＧＰＷ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２４３】
また、第２２２発明は、第２２１発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、
（式５）
0004177488.tif 000094
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２４４】
また、第２２３発明は、第２２０発明乃至第２２１発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて前記結晶体（２０６）の重量を測定し、前記重量センサ（２１４）を用いて測定した結晶体（２０６）の重量と前記予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出し、該算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて前記予測重量（ＧＰＷ）を補正し、該補正した値を用いて行うことを特徴とする。
【０２４５】
また、第２２４発明は、第２２３発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の補正は、前記重量偏差（ＧＷＤ）に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０２４６】
また、第２２５発明は、第１９９発明乃至第２２４発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の結晶直径（ＧＤ）を制御することを特徴とする。
【０２４７】
また、第２２６発明は、第２２５発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２４８】
また、第２２７発明は、第２２５発明または第２２６発明において、前記結晶体（２０６）の直径制御は、前記結晶体（２０６）の成長速度を制御して行うことを特徴とする。
【０２４９】
また、第２２８発明は、第２２７発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を取得し、該取得した結晶成長速度（ＧＲ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２５０】
また、第２２９発明は、第２２８発明において、前記結晶体（２０６）の直径制御は、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記シード（２０４）を上昇させて行うことを特徴とする。
【０２５１】
また、第２３０発明は、第２２９発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とに基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定し、該決定したシード上昇速度（ＳＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２５２】
また、第２３１発明は、第２２８発明において、前記結晶体（２０６）の直径制御は、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記ルツボ（２００）を上昇させて行うことを特徴とする。
【０２５３】
また、第２３２発明は、第２３１発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておき、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行い、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）と前記ルツボ形状テーブル（１０）とを照合して、該決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出し、該算出したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２５４】
また、第２３３発明は、第２３２発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の算出は、
（式１５）
0004177488.tif 000095
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：結晶成長長さに対応する結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、ＧＲ：結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２５５】
また、第２３４発明は、第２３１発明乃至第２３３発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とに基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２５６】
また、第２３５発明は、第２２５発明乃至第２３４発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の直径制御は、不足熱量を制御して行うことを特徴とする。
【０２５７】
また、第２３６発明は、第２３５発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする供給熱量（ＱＩＮ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する供給熱量（ＱＩＮ）を取得し、該取得した供給熱量（ＱＩＮ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２５８】
また、第２３７発明は、第１９９１発明乃至第２３６発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度を制御することを特徴とする。
【０２５９】
また、第２３８発明は、第２３７発明において、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記シード（２０４）の回転速度を制御して行うことを特徴とする。
【０２６０】
また、第２３９発明は、第２３８発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするシード回転速度（ＳＲ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するシード回転速度（ＳＲ）を取得し、該取得したシード回転速度（ＳＲ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２６１】
また、第２４０発明は、第２３７発明乃至第２３９発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記ルツボ（２００）の回転速度を制御して行うことを特徴とする。
【０２６２】
また、第２４１発明は、第２４０発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするルツボ回転速度（ＣＲ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するルツボ回転速度（ＣＲ）を取得し、該取得したルツボ回転速度（ＣＲ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２６３】
また、第２４２発明は、第２３７発明乃至第２４１発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記メルト（２０２）の位置を制御して行うことを特徴とする。
【０２６４】
また、第２４３発明は、第２４２発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２６５】
また、第２４４発明は、第２３７発明乃至第２４３発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記メルト（２０２）周辺の熱環境を制御して行うことを特徴とする。
【０２６６】
また、第２４５発明は、第２４４発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするヒーター位置（ＨＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するヒーター位置（ＨＰ）を取得し、該取得したヒーター位置（ＨＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２６７】
また、第２４６発明は、第２３７発明乃至第２４５発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記メルト（２０２）の表面に沿って流す不活性ガスの流れを制御して行うことを特徴とする。
【０２６８】
また、第２４７発明は、第２４６発明において、前記ガス流の制御は、前記不活性ガスの供給量を制御して行うことを特徴とする。
【０２６９】
また、第２４８発明は、第２４７発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする不活性ガスの供給量とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する不活性ガスの供給量を取得し、該取得した不活性ガスの供給量を用いて行うことを特徴とする。
【０２７０】
また、第２４９発明は、第２４６発明または第２４７発明において、前記ガス流の制御は、前記結晶体（２０６）の周囲に配設された整流板（２５４）の位置を制御して行うことを特徴とする。
【０２７１】
また、第２５０発明は、第２４９発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする整流板位置（ＶＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する整流板位置（ＶＰ）を取得し、該取得した整流板位置（ＶＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２７２】
また、第２５１発明は、第２３７発明乃至第２５０発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、磁界を印加して行うことを特徴とする。
【０２７３】
また、第２５２発明は、第２５１発明において、前記印加する磁界は、前記ルツボ（２００）の側壁に直交する磁束を発生させる横磁界であることを特徴とする。
【０２７４】
また、第２５３発明は、第２５１発明または第２５２発明において、前記印加する磁界は、前記メルト（２０２）の表面に直交する磁束を発生させる垂直磁界であることを特徴とする。
【０２７５】
また、第２５４発明は、第２５１発明乃至第２５３発明のいずれかにおいて、前記印加する磁界は、放物線状の磁束を発生させるカスプ磁界であることを特徴とする。
【０２７６】
また、第２５５発明は、第２５１発明乃至第２５４発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記磁界の印加位置を制御して行うことを特徴とする。
【０２７７】
また、第２５６発明は、第２５５発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする磁界印加位置（ＦＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する磁界印加位置（ＦＰ）を取得し、該取得した磁界印加位置（ＦＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２７８】
また、第２５７発明は、第２５１発明乃至第２５６発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の酸素濃度制御は、前記磁界の強度を制御して行うことを特徴とする。
【０２７９】
また、第２５８発明は、第２５７発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする磁界印加強度（ＦＩ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する磁界印加強度（ＦＩ）を取得し、該取得した磁界印加強度（ＦＩ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２８０】
また、第２５９発明は、第１９９発明乃至第２５８発明のいずれかにおいて、前記決定した引き上げ条件に基づいて、前記結晶体（２０６）の欠陥状態を制御することを特徴とする。
【０２８１】
また、第２６０発明は、第２５９発明において、前記結晶体（２０６）の欠陥制御は、前記結晶体（２０６）の成長速度を制御して行うことを特徴とする。
【０２８２】
また、第２６１発明は、第２６０発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を取得し、該取得した結晶成長速度（ＧＲ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２８３】
また、第２６２発明は、第２６１発明において、前記結晶体（２０６）の欠陥制御は、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記シード（２０４）を上昇させて行うことを特徴とする。
【０２８４】
また、第２６３発明は、第２６２発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とに基づいて、前記シード（２０４）の上昇速度を決定し、該決定したシード上昇速度（ＳＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２８５】
また、第２６４発明は、第２６１発明において、前記結晶体（２０６）の欠陥制御は、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）に基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定し、該決定した速度で前記ルツボ（２００）を上昇させて行うことを特徴とする。
【０２８６】
また、第２６５発明は、第２６４発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておき、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行い、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）と前記ルツボ形状テーブル（１０）とを照合して、該決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出し、該算出したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２８７】
また、第２６６発明は、第２６５発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の算出は、
（式１５）
0004177488.tif 000096
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：結晶成長長さに対応する結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ形状テーブルから取得したルツボ内径、ＧＲ：結晶成長長さに対応する結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２８８】
また、第２６７発明は、第２６４発明乃至第２６６発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とに基づいて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２８９】
また、第２６８発明は、第２５９発明乃至第２６７発明のいずれかにおいて、前記結晶体（２０６）の欠陥制御は、前記結晶体（２０６）の温度勾配を制御して行うことを特徴とする。
【０２９０】
また、第２６９発明は、第２６８発明において、前記温度勾配の制御は、前記結晶体（２０６）周辺の熱環境を制御して行うことを特徴とする。
【０２９１】
また、第２７０発明は、第２６９発明において、前記熱環境の制御は、前記メルト（２０２）の位置を制御して行うことを特徴とする。
【０２９２】
また、第２７１発明は、第２７０発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置を取得し、該取得したメルト位置（ＭＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２９３】
また、第２７２発明は、第２６９発明において、前記熱環境の制御は、前記結晶体（２０６）の周囲に配設された輻射板（２７０）の位置を制御して行うことを特徴とする。
【０２９４】
また、第２７３発明は、第２７２発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする輻射板位置（ＰＰ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する輻射板位置（ＰＰ）を取得し、該取得した輻射板位置（ＰＰ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２９５】
また、第２７４発明は、第１９９発明乃至第２７３発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測し、前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出し、該算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２９６】
また、第２７５発明は、第２７４発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の予測は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、前記取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出し、該算出した予測重量（ＧＰＷ）を用いて行うことを特徴とする。
【０２９７】
また、第２７６発明は、第２７５発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、
（式５）
0004177488.tif 000097
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０２９８】
また、第２７７発明は、第２７４発明乃至第２７６発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて行い、前記重量偏差（ＧＷＤ）の算出は、前記重量センサ（２１４）によって測定した値と、前記予測した予測重量（ＧＰＷ）とを用いて行うことを特徴とする。
【０２９９】
また、第２７８発明は、第２７７発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した重量偏差（ＧＷＤ）に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０３００】
また、第２７９発明は、第１９９発明乃至第２７８発明のいずれかにおいて、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶体（２０６）の結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶成長速度（ＧＲ）および該結晶体（２０６）の品質を制御する品質制御パラメータとを対応させて記憶する制御テーブル（１５４）を予め作成しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記制御テーブル（１５４）とを照合して、該結晶成長長さ（ＧＬ）が前記制御テーブル（１５４）のどの区間に属するのかを判定し、該判定した判定区間に所属する結晶成長速度（ＧＲ）を取得するとともに、該判定区間に所属する品質制御パラメータを取得し、該取得した結晶成長速度（ＧＲ）と品質制御パラメータとを用いて行うことを特徴とする。
【０３０１】
また、第２８０発明は、第２７９発明において、前記制御テーブル（１５４）は、各区間の節点に、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶成長速度（ＧＲ）と、前記品質制御パラメータとを対応させて格納することを特徴とする。
【０３０２】
また、第２８１発明は、第２８０発明において、前記品質制御パラメータは、前記結晶体（２０６）が前記結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とするメルト位置（ＭＰ）を含み、前記引き上げ条件の決定は、前記結晶成長速度（ＧＲ）と、前記メルト位置（ＭＰ）と、前記結晶成長長さ（ＧＬ）とを用いて、メルト位置移動速度（ＭＰＳ）を決定し、該決定したメルト位置移動速度（ＭＰＳ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０３】
また、第２８２発明は、第２８１発明において、前記結晶成長速度（ＧＲ）の取得は、前記判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、該結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）を算出して行い、前記メルト位置（ＭＰ）の取得は、前記判定した判定区間を直線で近似し、該近似した直線に前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を当てはめて、該結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）を算出して行うことを特徴とする。
【０３０４】
また、第２８３発明は、第２８２発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）と、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）とを用いて、シード上昇速度（ＳＬ）を決定し、該決定したシード上昇速度（ＳＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０５】
また、第２８４発明は、第２８２発明または第２８３発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶成長速度（ＧＲ）と、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応するメルト位置（ＭＰ）とを用いて、前記ルツボ（２００）の上昇速度を決定し、該決定したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０６】
また、第２８５発明は、第２８４発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の決定は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記ルツボ（２００）の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできる前記メルト（２０２）の重量を該区間ごとに記憶するルツボ形状テーブル（１０）を予め作成しておき、前記ルツボ（２００）内にメルト（２０２）をチャージしたときに、該チャージしたメルトの重量をメルト初期重量（ＭＩＷ）として記憶しておき、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記記憶したメルト初期重量（ＭＩＷ）と前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）とを用いて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の重量を算出し、該算出したメルト重量（ＭＷ）が前記ルツボ形状テーブル（１０）のどの区間に該当するのかを判定し、該判定した判定区間に記憶されたルツボの形状に基づいて、前記ルツボ（２００）内に残ったメルト（２０２）の深さを決定し、前記記憶したメルト初期深さ（ＭＩＤ）と、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）とを用いて、前記メルト下降深さ（ＭＤＤ）を算出して行い、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の決定は、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、前記決定したメルト深さ（ＭＤ）と前記ルツボ形状テーブル（１０）とを照合して、該決定したメルト深さ（ＭＤ）に対応するルツボ内径（ＣＩ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）と、前記取得したルツボ内径（ＣＩ）と、前記取得した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）を算出し、該算出したルツボ上昇速度（ＣＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０７】
また、第２８６発明は、第２８５発明において、前記引き上げ条件の決定は、前記シード（２０４）を引き上げながら、該シード（２０４）の下に成長した結晶体（２０６）の重量を結晶成長重量（ＧＷ）として検出し、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）を用いて前記結晶体（２０６）の結晶成長重量（ＧＷ）を予測し、前記検出した結晶成長重量（ＧＷ）と前記予測した予測重量（ＧＰＷ）との差を求めて重量偏差（ＧＷＤ）を算出し、該算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０８】
また、第２８７発明は、第２８６発明において、前記結晶成長重量（ＧＷ）の予測は、前記結晶成長長さ（ＧＬ）と、前記結晶体（２０６）が該結晶成長長さ（ＧＬ）に達したときに目標とする結晶直径（ＧＤ）とを対応させて予め記憶しておき、前記算出した結晶成長長さ（ＧＬ）と前記記憶した情報とを照合して、該算出した結晶成長長さ（ＧＬ）に対応する結晶直径（ＧＤ）を取得し、該取得した結晶直径（ＧＤ）を用いて、予測重量（ＧＰＷ）を算出し、該算出した予測重量（ＧＰＷ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３０９】
また、第２８８発明は、第２８７発明において、前記予測重量（ＧＰＷ）の算出は、
（式５）
0004177488.tif 000098
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１０】
また、第２８９発明は、第２８６発明乃至第２８８発明のいずれかにおいて、前記結晶成長重量（ＧＷ）の検出は、重量センサ（２１４）を用いて行い、前記重量偏差（ＧＷＤ）の算出は、前記重量センサ（２１４）によって測定した値と、前記予測した予測重量（ＧＰＷ）とを用いて行うことを特徴とする。
【０３１１】
また、第２９０発明は、第２８９発明において、前記シード上昇速度（ＳＬ）の決定は、前記算出した重量偏差（ＧＷＤ）に含まれたノイズ成分を除去してから行うことを特徴とする。
【０３１２】
また、第２９１発明は、第２８６発明乃至第２９０発明のいずれかにおいて、前記シード上昇速度（ＳＬ）の決定は、前記判定した判定区間の経過に要する時間を算出し、前記制御テーブル（１５４）から取得したメルト位置（ＭＰ）と、前記算出した所要時間（Ｔ）とを用いて、該メルト位置に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出するとともに、前記算出した重量偏差（ＧＷＤ）を用いて、該重量偏差に基づくシード上昇速度（ＳＬ）の操作量を算出し、該算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量と、重量偏差に基づくシード上昇速度操作量と、前記算出した結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて、前記シード上昇速度（ＳＬ）を算出して行うことを特徴とする。
【０３１３】
また、第２９２発明は、第２９１発明において、前記所要時間（Ｔ）の算出は、前記判定した判定区間の節点に格納された結晶成長長さ（ＧＬ）と結晶成長速度（ＧＲ）とを用いて行うことを特徴とする。
【０３１４】
また、第２９３発明は、第２９２発明において、前記所要時間（Ｔ）の算出は、
（式１６）
0004177488.tif 000099
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−ｉの所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１５】
また、第２９４発明は、第２９２発明において、前記所要時間（Ｔ）の算出は、
（式１７）
0004177488.tif 000100
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１６】
また、第２９５発明は、第２９２発明において、前記結晶成長速度（ＧＲ）の算出は、
（式１８）
0004177488.tif 000101
ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式を実行して行い、前記所要時間（Ｔ）の算出は、
（式１９）
0004177488.tif 000102
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１７】
また、第２９６発明は、第２９２発明乃至第２９５発明のいずれかにおいて、前記メルト位置に基づくシード上昇速度操作量の算出は、
（式２０）
0004177488.tif 000103
ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間上式を実行して行い、前記シード上昇速度（ＳＬ）の算出は、
（式２１）
0004177488.tif 000104
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１８】
また、第２９７発明は、第２９６発明において、前記ルツボ上昇速度（ＣＬ）の算出は、
（式２２）
0004177488.tif 000105
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：結晶成長長さに対応する結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：ルツボ形状テーブル（１０）から取得したルツボ内径、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３１９】
また、第２９８発明は、第２９７発明において、前記シード（２０４）の引き上げは、前記シード（２０４）に接続されたワイヤー（２０８）をワイヤードラム（２１０）で巻き取って行い、前記結晶体（２０６）を育成する際には、前記ワイヤー（２０８）を巻き取りながら、該ワイヤー（２０８）が伸びた長さを検出し、前記シード上昇速度操作量の算出は、前記検出した伸び長（ＷＥＬ）を用いて行うことを特徴とする。
【０３２０】
また、第２９９発明は、第２９８発明において、前記シード上昇速度操作量の算出は、
（式１３）
0004177488.tif 000106
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３２１】
また、第３００発明は、第２９９発明において、前記シード上昇速度（ＳＬ）の算出は、
（式２３）
0004177488.tif 000107
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＷＥＬ）：伸び長に基づくシード上昇速度操作量
上式を実行して行うことを特徴とする。
【０３２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【０３２３】
（発明の概要）
本発明の特徴は、結晶体の製造装置におけるシード２０４と、ルツボ２００と、メルト２０２の位置関係を利用することにある。即ち、シード上昇高さ検出手段３０がシード２０４の上昇量を検出し、ルツボ上昇高さ検出手段３２がルツボ２００の上昇量を検出し、メルト下降深さ検出手段３４がメルト２０２の下降深さを検出する。結晶成長長さ算出手段３６は、これらの検出結果を利用して、結晶体２０６が実際に成長した長さを算出する。このように、結晶成長長さ算出手段３６は、結晶体２０６の成長長さを決定する３つのパラメータに基づいて、結晶体２０６の成長長さを算出するため、どのような引き上げ条件下においても、正確な成長長さを得ることができる（図３０参照）。
【０３２４】
（用語の定義）
以下、本明細書で使用する用語を説明する。
【０３２５】
図１は、本発明に係る用語の定義を説明するための第１の説明図である。
結晶体２０６は、本発明によって製造される目的物である。本発明では、主として、単結晶シリコンを結晶体２０６として扱う。本発明は、単結晶シリコン以外の結晶体であっても、原料融液から固化させることによって製造される結晶体に適用できる。
【０３２６】
メルト２０２は、結晶体２０６の原料を溶融させた原料融液である。単結晶シリコンを製造する場合は、多結晶シリコンを溶融してメルト２０２を生成する。
【０３２７】
ルツボ２００は、メルト２０２を収容するための容器である。このルツボ２００は、同図に示すように、黒鉛るつぼ２３０の内側に石英るつぼ２２８を積層して構成することが好ましい。
【０３２８】
石英るつぼ２２８は、メルト２０２と黒鉛るつぼ２３０との間に介在し、金属不純物がメルト２０２内に混入することを防止する。この石英るつぼ２２８は、外部から供給された熱によって、メルト２０２と反応し、シリコンや酸素としてメルト２０２内に溶出する。石英るつぼ２２８からメルト２０２への酸素の溶出が結晶体２０６の酸素濃度に影響する。尚、石英るつぼ２２８は、１バッチごとに交換する。
【０３２９】
黒鉛るつぼ２３０は、メルト２０２に融解熱の供給媒体となる耐熱性のるつぼである。一般の結晶体の製造装置では、黒鉛るつぼ２３０の外側にヒーターが配設され、該ヒーターが黒鉛るつぼ２３０に熱を供給する。
【０３３０】
ルツボ支持台２３２は、ルツボ２００を下方から支持する台である。このルツボ支持台２３２の上面にルツボ２００が載置される。ルツボ支持台２３２の下面には、ルツボシャフト２３４が接続される。
【０３３１】
ルツボシャフト２３４は、回転や昇降等の動力をルツボ２００に伝えるシャフトである。ルツボシャフト２３４には、該ルツボシャフト２３４を回転させるモーターや昇降させるモーターが接続される。
【０３３２】
シード２０４は、結晶体２０６の種となる結晶である。結晶体２０６の製造は、このシード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、該浸漬したシード２０４を静かに回転させながら上方に引き上げるネッキングによって無転位化し、この無転位化した後、所定の引き上げ条件で引き上げることによって行う。シード２０４に触れたメルト２０２は、該シード２０４を通して熱を失い該シード２０４の下に凝固する。結晶体２０６は、メルト２０２が凝固する際に、シード２０４の結晶方位に従って成長する。
【０３３３】
シードチャック２１２は、シード２０４を引き上げ軸に固定する部材である。シード２０４は、このシードチャック２１２下端に固定される。シードチャック２１２の上端には、ワイヤーやソリッドシャフト等の引き上げ軸が固定される。
【０３３４】
ワイヤー２０８は、シード２０４を上方に引き上げる引き上げ軸である。本発明では、ワイヤー２０８のようなフレキシブルな引き上げ軸の他、ソリッドシャフトのような剛体シャフトを使用してもよい。
【０３３５】
ワイヤードラム２１０は、ワイヤー２０８を巻き取るドラムである。ワイヤー２０８をワイヤードラム２１０で巻き取ることによって、シード２０４が上昇する。
【０３３６】
メルト初期レベル（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｌｅｖｅｌ）は、メルト２０２を最初にチャージしたときのレベルである。本発明では、黒鉛るつぼ２３０の上端からメルト２０２の表面までの距離をメルト初期レベルＭＩＬとする。
【０３３７】
メルトレベルＭＬ（Ｍｅｌｔ  Ｌｅｖｅｌ）は、結晶体２０６の成長に伴って変化するメルトのレベルである。本発明では、黒鉛るつぼ２３０の上端からメルト２０２の表面までの距離をメルトレベルＭＬする。
【０３３８】
メルト位置ＭＰ（Ｍｅｌｔ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、メルト２０２の表面の絶対的な位置である。本発明では、大地からメルト２０２の表面までの距離をメルト位置ＭＰとする。
【０３３９】
メルト下降深さＭＤＤ（Ｍｅｌｔ  Ｄｒｏｐｐｅｄ  Ｄｅｐｔｈ）は、結晶体２０６の成長によってメルト２０２が下降した深さである。メルト下降深さＭＤＤは、メルト初期レベルＭＩＬからメルトレベルＭＬまでの距離である。
【０３４０】
メルト深さＭＤ（Ｍｅｌｔ  Ｄｅｐｔｈ）は、ルツボ２００内に残ったメルト２０２の深さである。メルト深さＭＤは、結晶体２０６の成長とともに変化するパラメータである。本発明では、ルツボ２００の最下端からメルト２０２の表面までの距離をメルト深さとする。
【０３４１】
メルト初期深さＭＩＤ（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｄｅｐｔｈ）は、メルト２０２を最初にチャージしたときのメルト深さＭＤである。
【０３４２】
ワイヤー長ＷＬ（Ｗｉｒｅ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、ワイヤー２０８がワイヤードラム２１０から垂下している長さである。本発明では、ワイヤードラム２１０の巻口位置からシードチャック２１２までの距離をワイヤー長ＷＬとする。
【０３４３】
結晶成長長さＧＬ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、結晶体２０６が実際に成長した長さである。本発明では、シード２０４の下端からメルト２０２の表面までの距離を結晶成長長さＧＬとする。単結晶シリコンを製造する場合には、この結晶成長長さＧＬを図２に示すように定義することが好ましい。
【０３４４】
結晶成長速度ＧＲ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｒａｔｅ）は、結晶体２０６が成長する速度である。
【０３４５】
図２は、本発明に係る用語の定義を説明するための第２の説明図である。同図に示すように、単結晶シリコンを製造する場合には、ネック２３６の下端からメルト２０２の表面までの距離を結晶成長長さＧＬとすることが好ましい。ネック２３６は、シード２０４の浸漬時の衝撃によって転位が発生するため、単結晶シリコンとしては使用されないからである。尚、本明細書では、ネック２３６にネッキング部が含まれているものとして説明する。
【０３４６】
また、ワイヤー長ＷＬは、同図に示すように、シードチャック２１２に固定されている部分も含める。
【０３４７】
図３は、本発明に係る用語の定義を説明するための第３の説明図である。同図の左側の図は、結晶育成開始時の状態を示し、右側の図は、結晶育成中の状態を示す。
【０３４８】
シード上昇高さＳＬＨ（Ｓｅｅｄ  Ｌｉｆｔｅｄ  Ｈｅｉｇｈｔ）は、結晶育成開始からシード２０４が上昇した距離である。シード上昇高さＳＬＨは、同図に示すように、メルト初期位置ＭＩＰからシード２０４の下端までの距離である。シード２０４の位置がメルト初期位置ＭＩＰより下にあるときは、シード上昇高さＳＬＨはマイナスの値となる。
【０３４９】
シード上昇速度ＳＬ（Ｓｅｅｄ  Ｌｉｆｔ  ｒａｔｅ）は、シード２０４が上昇する速度である。シード２０４が下降しているときは、シード上昇速度ＳＬはマイナスの値となる。
【０３５０】
シード回転速度ＳＲ（Ｓｅｅｄ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）は、シード２０４が回転する速度である。シード２０４が回転する方向には、右回転と左回転がある。シード２０４の回転は、引き上げ軸にモーターを接続し、該モーターを駆動して機械的に回転させる。
【０３５１】
ルツボ上昇高さＣＬＨ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ  Ｌｉｆｔｅｄ  Ｈｅｉｇｈｔ）は、結晶育成開始からルツボ２００が上昇した距離である。結晶育成中のルツボ２００の位置が結晶育成開始時よりも下にあるときは、ルツボ上昇高さＣＬＨはマイナスの値となる。
【０３５２】
ルツボ上昇速度ＣＬ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ  Ｌｉｆｔ  ｒａｔｅ）は、ルツボ２００が上昇する速度である。ルツボ２００が下降しているときは、ルツボ上昇速度ＣＬはマイナスの値となる。
【０３５３】
ルツボ回転速度ＣＲ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）は、ルツボ２００が回転する速度である。ルツボ２００が回転する方向には、右回転と左回転がある。
【０３５４】
ワイヤー初期長ＷＩＬ（Ｗｉｒｅ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、結晶育成開始前、即ち、シード２０４をメルト２０２に浸漬したときのワイヤー長ＷＬである。
【０３５５】
その他、本明細書で使用する用語を以下に列挙する。
【０３５６】
ルツボ深さＣＤ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、ルツボ２００の形状を特定するパラメータの一つである。本発明では、ルツボ２００の形状を複数の区間に分割して特定する。ルツボ深さＣＤは、当該分割した各区間ごとに定義される。本発明では、黒鉛るつぼ２３０の内壁の最下点を基準としてルツボ深さＣＤを定義する。即ち、黒鉛るつぼ２３０の最下点から石英るつぼ２２８の厚みを差し引いたときの高さがルツボ深さＣＤとなる。
【０３５７】
ルツボ内径ＣＩ（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ  Ｉｎｎｅｒ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、ルツボ２００の形状を特定するパラメータの一つである。本発明では、ルツボ内径ＣＩは、ルツボ深さＣＤと同様に、前記分割した各区間ごとに定義される。本発明では、黒鉛るつぼ２３０の内径を基準としてルツボ内径ＣＩを定義する。即ち、黒鉛るつぼ２３０の内径から石英るつぼ２２８の厚みを差し引いた長さがルツボ内径ＣＩとなる。
【０３５８】
結晶密度Ｄｃｒｙｓｔａｌ（Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ｃｒｙｓｔａｌｓ）は、結晶体２０６の密度である。単結晶シリコンの場合、結晶密度は２．３３である。
【０３５９】
メルト密度Ｄｍｅｌｔ（Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ｍｅｌｔ）は、メルト２０２の密度である。シリコン融液の場合、メルト密度は２．５である。
【０３６０】
磁界印加強度ＦＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、メルト２０２またはルツボ２００に対して印加する磁界の強度である。
【０３６１】
磁界印加位置ＦＰ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、メルト２０２またはルツボ２００に対して印加する磁界の位置である。
【０３６２】
磁界印加位置移動速度ＦＳ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ  ｍｏｖｉｎｇ  Ｓｐｅｅｄ）は、磁界印加位置ＦＰの移動速度である。
【０３６３】
結晶直径ＧＤ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）は、結晶体２０６が成長した直径である。
【０３６４】
予測重量ＧＰＷ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｗｅｉｇｈｔ）は、本発明の特徴的な手段によって予測した結晶体２０６の成長重量である。
【０３６５】
結晶成長重量ＧＷ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｗｅｉｇｈｔ）は、結晶体２０６が成長した重量である。
【０３６６】
重量偏差ＧＷＤ（ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）は、重量センサ２１４で測定した結晶体２０６の成長重量と予測重量ＧＰＷとの偏差である。
【０３６７】
ヒーター位置ＨＰ（Ｈｅａｔｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、ヒーターを配置する位置である。
【０３６８】
ヒーター移動速度ＨＳ（Ｈｅａｔｅｒ  ｍｏｖｉｎｇ  Ｓｐｅｅｄ）は、ヒーターが移動する速度である。
【０３６９】
メルト初期位置ＭＩＰ（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、ルツボ２００内に最初にチャージされたときのメルト位置ＭＰである。
【０３７０】
メルト初期重量ＭＩＷ（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｗｅｉｇｈｔ）は、ルツボ２００内に最初にチャージされたときのメルト２０２の重量である。
【０３７１】
メルト位置移動速度ＭＰＳ（Ｍｅｌｔ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｏｖｉｎｇ  Ｓｐｅｅｄ）は、メルト位置ＭＰが移動する速度である。
【０３７２】
メルト重量ＭＷ（Ｍｅｌｔ  Ｗｅｉｇｈｔ）は、ルツボ２００内に残っているメルト２０２の重量である。
【０３７３】
輻射板位置ＰＰ（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｐｌａｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、輻射板を配置する位置である。
【０３７４】
輻射板移動速度ＰＳ（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｐｌａｔｅ  ｍｏｖｉｎｇ  Ｓｐｅｅｄ）は、輻射板が移動する速度である。
【０３７５】
供給熱量ＱＩＮは、メルト２０２に供給する熱量である。
【０３７６】
整流板位置ＶＰ（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ  Ｖａｎｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、整流板を配置する位置である。
【０３７７】
整流板移動速度ＶＳ（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ  Ｖａｎｅ  ｍｏｖｉｎｇ
Ｓｐｅｅｄ）は、整流板が移動する速度である。
【０３７８】
伸び長ＷＥＬ（Ｗｉｒｅ  Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、結晶体２０６の重量によって、ワイヤー２０８が伸びた長さである。
【０３７９】
ワイヤー無負荷長ＷＮＬ（Ｗｉｒｅ  Ｎｏ  ｌｏａｄ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、無負荷状態でのワイヤー２０８の長さである。
【０３８０】
ワイヤー巻き取り長ＷＲＬ（Ｗｉｒｅ  Ｒｏｌｌｅｄ  Ｌｅｎｇｔｈ）は、ワイヤードラム２１０がワイヤー２０８を巻き取った長さである。
【０３８１】
伸び率εは、ワイヤー２０８の重量に対する変形特性を示すパラメータである。
【０３８２】
（数式一覧）
以下、本明細書で使用する数式を列挙する。
【０３８３】
（式１）
0004177488.tif 000108
（式２）
0004177488.tif 000109
（式３）
0004177488.tif 000110
（式４）
0004177488.tif 000111
（式５）
0004177488.tif 000112
（式６）
0004177488.tif 000113
（式７）
0004177488.tif 000114
（式８）
0004177488.tif 000115
（式９）
0004177488.tif 000116
（式１０）
0004177488.tif 000117
（式１１）
0004177488.tif 000118
（式１２）
0004177488.tif 000119
（式１３）
0004177488.tif 000120
（式１４）
0004177488.tif 000121
（式１５）
0004177488.tif 000122
（式１６）
0004177488.tif 000123
（式１７）
0004177488.tif 000124
（式１８）
0004177488.tif 000125
（式１９）
0004177488.tif 000126
（式２０）
0004177488.tif 000127
（式２１）
0004177488.tif 000128
（式２２）
0004177488.tif 000129
（式２３）
0004177488.tif 000130
（式２４）
0004177488.tif 000131
（式２５）
0004177488.tif 000132
（式２６）
0004177488.tif 000133
（式３０）
0004177488.tif 000134
（式３１）
0004177488.tif 000135
（式３２）
0004177488.tif 000136
（式３３）
0004177488.tif 000137
（式３４）
0004177488.tif 000138
（式３５）
0004177488.tif 000139
（式３６）
0004177488.tif 000140
（式３７）
0004177488.tif 000141
（式３８）
0004177488.tif 000142
（式３９）
0004177488.tif 000143
（式４０）
0004177488.tif 000144
（式４１）
0004177488.tif 000145
（式４２）
0004177488.tif 000146
（式４３）
0004177488.tif 000147
（式４４）
0004177488.tif 000148
（式４５）
0004177488.tif 000149
（式４６）
0004177488.tif 000150
（式４７）
0004177488.tif 000151
（式４８）
0004177488.tif 000152
（式４９）
0004177488.tif 000153
（式５０）
0004177488.tif 000154
（式５１）
0004177488.tif 000155
（式５２）
0004177488.tif 000156
（式５３）
0004177488.tif 000157
（式５４）
0004177488.tif 000158
（式５５）
0004177488.tif 000159
（式５６）
0004177488.tif 000160
（式５７）
0004177488.tif 000161
（式５８）
0004177488.tif 000162
（式５９）
0004177488.tif 000163
（式６０）
0004177488.tif 000164
以上が本明細書で使用する数式である。
【０３８４】
（第１の形態）
本発明の第１の形態は、メルト深さＭＤの検出に係る発明である。メルト深さＭＤは、結晶体２０６の成長に伴って常時変化するパラメータであり、結晶成長長さＧＬを検出する場合やメルト位置ＭＰを制御する場合には、メルト深さＭＤの検出が有効である。メルト深さＭＤの検出は、一般に、光学センサ等の外部センサを使用して間接的に行われる。しかし、外部センサを使用した間接的な検出では、当該外部センサを常時変化するメルト深さＭＤに追従させる必要がある。従って、メルト深さＭＤの検出は、常時変化するメルト２０２の挙動を直接捉えて行うことが好ましい。
【０３８５】
本発明の第１の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト２０２の挙動を直接捉えてメルト深さＭＤを検出する技術を提供する。
【０３８６】
図４は、本発明の第１の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して本発明の第１の形態の構成を説明する。
【０３８７】
結晶成長重量検出手段１４は、結晶体２０６が成長した重量を検出する手段である。結晶体２０６の成長重量は、ロードセル等の重量センサを用いて検出することができる。結晶成長重量検出手段１４は、検出した結晶成長重量ＧＷをメルト重量算出手段１６およびメルト深さ決定手段２２に出力する。好ましくは、重量センサの後段にフィルタを接続し、該フィルタでノイズ成分を除去した信号をメルト深さ決定手段２２に出力する。このように、重量センサの信号からノイズ成分を除去することにより、メルト深さＭＤの検出がより正確になる。
【０３８８】
メルト初期重量記憶手段１２は、ルツボ２００内に最初にチャージしたメルト２０２の総重量を記憶する手段である。最初にチャージしたメルト２０２の重量は、ルツボ２００に投入した原料から求める。
【０３８９】
メルト重量算出手段１６は、ルツボ２００内に残ったメルト２０２の重量を算出する手段である。メルト重量算出手段１６は、結晶体２０６の成長に伴って変化するメルト２０２の重量を一定の間隔ごとに算出する。メルト重量ＭＷの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０３９０】
メルト重量ＭＷ＝メルト初期重量ＭＩＷ−結晶成長重量ＧＷ
メルト重量算出手段１６は、算出した値を該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２に出力する。
【０３９１】
ルツボ形状テーブル１０は、ルツボ２００の形状を記憶しておくテーブルである。好ましくは、ルツボ２００の形状を複数の区間に分割して記憶する。そして、該分割した形状でチャージできるメルト区間重量ΔＭＷを該区間ごとに記憶する。
【０３９２】
図５は、ルツボ形状テーブル１０の構成の一例を示す概念図である。同図に示すように、ルツボ形状テーブル１０には、各区間の節点にルツボ深さＣＤを格納するルツボ深さ格納フィールド２４と、ルツボ内径ＣＩを格納するルツボ内径格納フィールド２６と、各区間内でチャージされるメルト区間重量ΔＭＷを格納するメルト区間重量格納フィールド２８とが設けられる。
【０３９３】
ルツボ形状テーブル１０は、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。ルツボ形状テーブル１０のレコードは、節点ごとに設けられ、分割したルツボ２００の形状を格納する。ルツボ形状テーブル１０の各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０３９４】
図６は、ルツボ形状テーブル１０に格納する値を説明するための概念図である。同図に示すように、ルツボ深さ格納フィールド２４には、ルツボ２００の底面からの深さを分割した区分ごとに段階的に格納する。ルツボ内径格納フィールド２６には、ルツボ２００の内径を分割した区分ごとに段階的に格納する。メルト区間重量格納フィールド２８には、分割した区間内でチャージできるメルト区間重量ΔＭＷをそれぞれ格納する。
【０３９５】
メルト区間重量格納フィールド２８に格納するメルト区間重量ΔＭＷは、以下に示す手順で求めることが好ましい。
【０３９６】
まず、ルツボ形状テーブル１０の各区間を線形近似し、該各区間内における任意の点でのルツボ内径ＣＩを求める。区間の線形近似は、下式を用いて行えばよい。
【０３９７】
（式１）
0004177488.tif 000165
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
次に、上式を各区間ごとに積分して、該各区間におけるルツボの体積を求める。そして、当該求めた体積とメルト２０２の密度との積をとり、該各区間内でチャージされるメルト区間重量ΔＭＷを求める。メルト区間重量ΔＭＷは、下式を用いて算出すればよい。
【０３９８】
（式２）
0004177488.tif 000166
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
そして、上式を解いて得られたΔＭＷ［ｉｔ−１］をルツボ形状テーブル１０の節点ｎｔに格納する。
【０３９９】
以上がルツボ形状テーブル１０の構成である。
【０４００】
該当区間判定手段２０は、メルト重量算出手段１６が算出したメルト重量ＭＷがルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する手段である。該当区間判定手段２０は、メルト重量算出手段１６からメルト重量ＭＷを受信し、当該受信したメルト重量ＭＷを検索キーとして、メルト区間重量格納フィールド２８を検索する。このとき、メルト区間重量格納フィールド２８の値を順次積算してゆき、積算結果がメルト重量ＭＷを超えたレコードの節点番号を取得する。そして、該取得した節点番号をメルト深さ決定手段２２に出力する。
【０４０１】
メルト深さ決定手段２２は、ルツボ２００内に残ったメルト２０２の深さを決定する手段である。メルト深さ決定手段２２は、該当区間判定手段２０から受信した節点番号ｎｔを検索キーとして、ルツボ形状テーブル１０を検索し、節点ｎｔとｎｔ−１のレコードを取得する。この取得したレコードには、該当区間判定手段２０が判定した区間のルツボ形状が格納されている。そして、当該取得したルツボ形状とメルト重量算出手段１６から受信したメルト重量ＭＷとに基づいてメルト深さＭＤを決定する。
【０４０２】
メルト深さＭＤの決定は、以下の手順で行うことが好ましい。
【０４０３】
まず、該当区間判定手段２０が判定した区間を線形近似する。区間の線形近似は、下式を用いて行えばよい。
【０４０４】
（式１）
0004177488.tif 000167
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
次に、結晶成長重量ＧＷとルツボ２００に残ったメルト２０２の重量との関係から、判定区間におけるメルト２０２の深さを求める。判定区間内におけるメルト２０２の深さは、下式のＸを求めれば算出できる。Ｘは下記の積分方程式を解いて求めればよい。下式中、メルト重量ＭＷは、メルト初期重量ＭＩＷ−結晶成長重量ＧＷで求める。結晶成長重量ＧＷは、結晶成長重量検出手段１４から受信した値を使用する。
【０４０５】
（式３）
0004177488.tif 000168
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：節点ｋに格納されたメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記積分方程式の具体的な解法としては、まず、
（式２４）
0004177488.tif 000169
とし、
（式２５）
0004177488.tif 000170
上式のＸを数学的方法、例えばテーラー展開や区間収束法を利用して求める。
【０４０６】
次に、上記算出した判定区間におけるメルト２０２の深さを用いて、結晶成長重量ＧＷに対応するメルト深さＭＤを求める。結晶成長重量ＧＷに対応するメルト深さＭＤは、下式を用いて算出すればよい。
【０４０７】
（式４）
0004177488.tif 000171
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
以上がメルト深さＭＤの決定手順である。
【０４０８】
尚、上述した構成では、該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２を別の要素として構成したが、これらを一つの構成にまとめてもよい。該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２を一つの要素にまとめた場合には、接点番号の送受信が不要となる。
【０４０９】
以下、上記のように構成されるメルト深さ検出装置の動作を説明する。
【０４１０】
図７は、本発明の第１の形態に係るメルト深さの検出手順を示すフローチャートである。メルト深さの検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０４１１】
（１）チャージする素材の重量を測定する（ステップＳ１０）。
【０４１２】
（２）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ１２）。
【０４１３】
（３）ステップＳ１２で測定した値をメルト初期重量ＭＩＷとして記憶する（ステップＳ１４）。
【０４１４】
（４）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ１６）。
【０４１５】
（５）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１８）。
【０４１６】
（６）シード２０４の下に成長した結晶体２０６の重量を測定する（ステップＳ２０）。
【０４１７】
（７）ステップＳ１４で記憶したメルト初期重量ＭＩＷからステップＳ２０で測定した結晶成長重量ＧＷを引いてメルト重量を算出する（ステップＳ２２）。
【０４１８】
（８）ステップＳ２２で算出したメルト重量がルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する（ステップＳ２４）。
【０４１９】
（９）ステップＳ２４で判定した区間のルツボ形状を取得する（ステップＳ２６）。
【０４２０】
（１０）ステップＳ２６で取得したルツボ形状を用いて、メルト深さＭＤを決定する（ステップＳ２８）。
【０４２１】
（１１）ステップＳ２８で決定したメルト深さＭＤを出力する（ステップＳ３０）。
【０４２２】
（１２）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ２０からステップＳ３０までの処理を繰り返す。
【０４２３】
以上説明した本発明の第１の形態によれば、予め記憶しておいたルツボの形状と常時変化する結晶成長重量ＧＷとに基づいて、メルト深さＭＤが決定されるため、結晶体２０６の成長に伴って常時変化するメルト深さＭＤを正確に検出することができる。
【０４２４】
また、結晶成長重量検出手段１４を重量センサとフィルタとで構成することにより、重量センサの信号からノイズ成分が除去されるため、より正確にメルト深さＭＤを検出することができる。
【０４２５】
（第２の形態）
本発明の第２の形態は、結晶成長長さＧＬから結晶成長重量ＧＷを求める発明である。上述したように、結晶成長重量ＧＷは、重量センサを用いて測定してもよいが、結晶成長長さＧＬから求めることもできる。
【０４２６】
本発明の第２の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長長さＧＬから結晶成長重量ＧＷを求める技術を提供する。
【０４２７】
図８は、本発明の第２の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基づき、第２の形態を構成を説明する。
【０４２８】
シード上昇高さ検出手段３０は、ネッキング終了後のシード２０４が上昇した高さを検出する手段である。シード上昇高さＳＬＨは、シード２０４を引き上げるためのソリッドシャフトやワイヤー２０８の移動量から求めることができる。シード上昇高さ検出手段３０は、検出したシード上昇高さＳＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。
【０４２９】
図９は、シード上昇高さ検出手段３０の構成例を示す概念図である。以下、同図に基づき、シード上昇高さ検出手段３０の構成を説明する。
【０４３０】
シードモーター２３８は、ワイヤードラム２１０に動力を供給するモーターである。シードモーター２３８から動力を供給されたワイヤードラム２１０は、ワイヤー２０８を巻き取り、シードを上昇させる。シード２０４を下降させる場合には、シードモーター２３８を逆回転させる。シード２０４がソリッドシャフトに固定されている場合には、シードモーター２３８から供給する動力で該ソリッドシャフトを昇降させる。シードモーター２３８の回転速度は、シードエンコーダ２１８に入力される。
【０４３１】
シードエンコーダ２１８は、シードモーター２３８の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をシードカウンタ２２０に出力する。
【０４３２】
シードカウンタ２２０は、シードエンコーダ２１８から受信したパルス信号を計数し、シード上昇高さＳＬＨとして出力する。シード２０４が下降しているときは、シードカウンタ２２０の計数値は、デクリメントされる。
【０４３３】
以上がシード上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０４３４】
ルツボ上昇高さ検出手段３２は、ルツボ２００が上昇した高さを検出する手段である。ルツボ上昇高さＣＬＨは、ルツボシャフト２３４の移動量から求めることができる。ルツボ上昇高さ検出手段３２は、検出したルツボ上昇高さＣＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。
【０４３５】
図１０は、ルツボ上昇高さ検出手段３２の構成例を示す概念図である。以下、同図に基づき、ルツボ上昇高さ検出手段３２の構成を説明する。
【０４３６】
ルツボモーター２４０は、ルツボシャフト２３４に動力を供給するモーターである。ルツボモーター２４０から動力を供給されたルツボシャフト２３４は、ルツボ支持台２３２に載置されたルツボ２００を昇降させる。ルツボモーター２４０の回転速度は、ルツボエンコーダ２２４に入力される。
【０４３７】
ルツボエンコーダ２２４は、ルツボモーター２４０の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をルツボカウンタ２２６に出力する。
【０４３８】
ルツボカウンタ２２６は、ルツボエンコーダ２２４から受信したパルス信号を計数し、ルツボ上昇高さＣＬＨとして出力する。
【０４３９】
以上がルツボ上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０４４０】
メルト下降深さ検出手段３４は、メルト下降深さＭＤＤを検出する手段である。メルト下降深さＭＤＤの検出は、メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さＭＤを用いて行えばよい。好ましくは、下式を用いて算出する。
【０４４１】
（式７）
0004177488.tif 000172
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
メルト下降深さ検出手段３４は、検出したメルト下降深さＭＤＤを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。
【０４４２】
結晶成長長さ算出手段３６は、結晶体２０６が成長した長さを算出する手段である。結晶成長長さＧＬの算出は、シード上昇高さ検出手段３０が検出したシード上昇高さＳＬＨと、ルツボ上昇高さ検出手段３２が検出したルツボ上昇高さＣＬＨと、メルト下降深さ検出手段３４が検出したメルト下降深さＭＤＤとを用いて行えばよい。好ましくは、下式を用いて算出する。
【０４４３】
（式６）
0004177488.tif 000173
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
結晶成長長さ算出手段３６は、算出した結晶成長長さＧＬを結晶成長重量予測手段３８に出力する。
【０４４４】
結晶成長重量予測手段３８は、結晶成長重量ＧＷを予測する手段である。結晶成長重量ＧＷの予測は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを用いて行う。結晶成長重量予測手段３８は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに対応する目標直径と、結晶体２０６の密度とを用いて、結晶成長重量ＧＷを予測する。結晶成長重量予測手段３８が上記のようにして求めた予測重量ＧＰＷは、結晶成長重量検出手段１４が結晶成長重量ＧＷとして、メルト重量算出手段１６とメルト深さ決定手段２２に出力する。
【０４４５】
その他の構成は、第１の形態と同じである。
【０４４６】
以下、上記のように構成される第２の形態に係るメルト深さ検出装置の動作を説明する。
【０４４７】
図１１は、本発明の第２の形態に係るメルト深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。第２の形態に係るメルト深さの検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０４４８】
（１）チャージする素材の重量を測定する（ステップＳ３２）。
【０４４９】
（２）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ３４）。
【０４５０】
（３）ステップＳ３４で測定した値をメルト初期重量ＭＩＷとして記憶する（ステップＳ３６）。
【０４５１】
（４）ステップＳ３６で記憶したメルト初期重量ＭＩＷがルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する（ステップＳ３８）。
【０４５２】
（５）ステップＳ３８で判定した区間のルツボ形状を取得する（ステップＳ４０）。
【０４５３】
（６）ステップＳ４０で取得したルツボ形状を用いて、メルト初期深さＭＩＤを決定する（ステップＳ４２）。
【０４５４】
（７）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ４４）。
【０４５５】
（８）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ４６）。
【０４５６】
図１２は、本発明の第２の形態に係るメルト深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。同図に示す一連の手順は、図１１に示す手順に続いて実行する。図１２に示す処理の実行手順を以下に示す。
【０４５７】
（９）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ４８）。
【０４５８】
（１０）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ５０）。
【０４５９】
（１１）ステップＳ４２で決定したメルト初期深さＭＩＤを用いて、メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ５２）。
【０４６０】
（１２）ステップＳ４８からステップＳ５２までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ５４）。
【０４６１】
（１３）ステップＳ５４で算出した結晶成長長さＧＬを用いて、結晶成長重量ＧＷを予測する（ステップＳ５６）。
【０４６２】
（１４）ステップＳ３６で記憶したメルト初期重量ＭＩＷからステップＳ５６で求めた予測重量ＧＰＷを引いてメルト重量を算出する（ステップＳ５８）。
【０４６３】
（１５）ステップＳ５８で算出したメルト重量がルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する（ステップＳ６０）。
【０４６４】
（１６）ステップＳ６０で判定した区間のルツボ形状を取得する（ステップＳ６２）。
【０４６５】
（１７）ステップＳ６２で取得したルツボ形状を用いて、メルト深さＭＤを決定する（ステップＳ６４）。
【０４６６】
（１８）ステップＳ６４で決定したメルト深さＭＤを出力する（ステップＳ６６）。
【０４６７】
（１９）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ４８からステップＳ６６までの処理を繰り返す。ただし、２回目以降のステップ５２では、ステップＳ６４で決定したメルト深さＭＤを用いて、メルト下降深さＭＤＤを求める。
【０４６８】
以上説明した本発明の第２の形態によれば、結晶成長長さＧＬに基づいて結晶成長重量ＧＷが予測されるため、重量センサを設けなくても結晶成長重量ＧＷを検出することができる。
【０４６９】
（第３の形態）
本発明の第３の形態は、結晶成長重量ＧＷの好適な予測に係る発明である。結晶成長長さＧＬから結晶成長重量ＧＷを正確に予測するには、制御目標とする結晶直径ＧＤを結晶成長長さＧＬと対応させて予め記憶しておき、当該記憶した結晶直径ＧＤを用いることが好ましい。
【０４７０】
本発明の第３の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長重量ＧＷを正確に予測する技術を提供する。
【０４７１】
図１３は、本発明の第３の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第３の形態の構成を説明する。
【０４７２】
本発明の第３の形態では、結晶成長重量予測手段３８は、結晶直径取得手段４２と予測重量算出手段４４とを具備し、予測重量算出手段４４が算出した予測重量ＧＰＷを出力する。また、結晶成長長さ算出手段３６は、算出した結晶成長長さＧＬを結晶直径取得手段４２に出力する。
【０４７３】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。
【０４７４】
図１４は、結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、結晶直径記憶手段４０は、テーブルとして構成することが好ましい。同図に示すテーブルは、前述したルツボ形状テーブル１０と同じように構成すればよい。
【０４７５】
図１５は、結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。結晶直径記憶手段４０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤとを格納してゆく。結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤを格納する間隔は、結晶体２０６の直径が大きく変化する部分で短くし、結晶体２０６の直径があまり変化しない部分では長くすることが好ましい。例えば、クラウン２４２とテール２４６は、結晶成長長さＧＬに対して結晶直径ＧＤが大きく変化するため、格納間隔を短くし、ボディ２４４は、結晶直径ＧＤが一定であるので格納間隔を長くする。
【０４７６】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【０４７７】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０４７８】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０４７９】
（式３０）
0004177488.tif 000174
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
結晶直径取得手段４２は、上記手順によって取得したＧＤ（ＧＬ）を予測重量算出手段４４に出力する。
【０４８０】
予測重量算出手段４４は、予測重量ＧＰＷを算出する手段である。予測重量算出手段４４は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬと、結晶直径取得手段４２から受信した結晶直径ＧＤとを用いて、予測重量ＧＰＷを算出する。予測重量ＧＰＷの算出は、受信した結晶直径ＧＤを用いて、結晶体２０６の断面積を算出し、これを積算してゆくことによって行えばよい。この予測重量ＧＰＷの算出を式で示すと以下のようになる。
【０４８１】
（式５）
0004177488.tif 000175
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
予測重量算出手段４４が算出した予測重量ＧＰＷは、図８に示すように、結晶成長重量検出手段１４が結晶成長重量ＧＷとして出力する。その他の構成は、第２の形態と同じである。
【０４８２】
以下、上記のように構成される第３の形態に係るメルト深さ検出装置が結晶成長重量を予測する際の動作を説明する。
【０４８３】
図１６は、本発明の第３の形態に係る結晶成長重量予測手順を示すフローチャートである。第３の形態に係る結晶成長重量の予測は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０４８４】
（１）図１４に示すテーブルを作成する。
【０４８５】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ７０でＮＯ）。
【０４８６】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ７０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１４に示すテーブルから検索する（ステップＳ７２）。
【０４８７】
（４）ステップＳ７２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０に示す演算を実行し、結晶直径ＧＤを取得する（ステップＳ７４）。
【０４８８】
（５）ステップＳ７４で取得した結晶直径ＧＤを用いて、予測重量ＧＰＷを算出する（ステップＳ７６）。
【０４８９】
（６）ステップＳ７０からステップＳ７６までの処理を繰り返す。
【０４９０】
以上説明した本発明の第３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さと該長さで制御目標とする直径とに基づいて、結晶成長重量ＧＷが予測されるため、当該予測された重量は、結晶体２０６が実際に成長した重量と略同一の値となる。
【０４９１】
（第４の形態）
本発明の第４の形態は、予測重量ＧＰＷを重量センサの信号で補正する発明である。前述したように、結晶成長長さＧＬから結晶成長重量ＧＷを予測することも可能であるが、予測重量ＧＰＷが実際の成長重量からずれてしまう場合も考えられる。従って、予測重量ＧＰＷに何らかのフィードバックをかけておくことが好ましい。
【０４９２】
本発明の第４の形態は、上記観点から構成された発明であり、予測重量ＧＰＷにフィードバックをかけて、より正確にメルト深さＭＤを検出する技術を提供する。
【０４９３】
図１７は、本発明の第４の形態に係る結晶成長重量検出手段の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第４の形態の構成を説明する。
【０４９４】
結晶成長重量予測手段３８は、前述した第２の形態または第３の形態で説明したものと同じ手段である。結晶成長重量予測手段３８は、予測重量ＧＰＷを重量偏差算出手段４６と予測重量補正手段４８に出力する。
【０４９５】
重量センサ２１４は、シード２０４の下に成長した結晶体２０６の重量を測定するセンサである。重量センサ２１４は、ソリッドシャフトやワイヤー２０８等の引き上げ軸の上方に配設される。引き上げ軸にワイヤー２０８を使用する場合には、重量センサ２１４の上にワイヤードラム２１０を載置し、該載置したワイヤードラム２１０ごと結晶体２０６が成長した重量を測定する。重量センサ２１４は、測定した信号を重量偏差算出手段４６に出力する。
【０４９６】
重量偏差算出手段４６は、重量偏差ＧＷＤを算出する手段である。重量偏差ＧＷＤは、成長中の結晶体が目標値からどれだけずれているか示すパラメータとなる。重量偏差ＧＷＤの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０４９７】
重量偏差ＧＷＤ＝予測重量ＧＰＷ−重量センサの出力信号
重量偏差算出手段４６は、上記のようにして算出した重量偏差ＧＷＤを予測重量補正手段４８に出力する。
【０４９８】
予測重量補正手段４８は、重量偏差ＧＷＤを用いて予測重量ＧＰＷを補正する手段である。重量偏差ＧＷＤを使用する理由は、重量偏差ＧＷＤの取り込みスパンを結晶成長重量ＧＷの約１００分の１として分解能を上げるためである。予測重量補正手段４８は、補正して得られた値を結晶成長重量ＧＷとして出力する。予測重量ＧＰＷの補正は、下式を用いて行えばよい。
【０４９９】
結晶成長重量ＧＷ＝予測重量ＧＰＷ−重量偏差ＧＷＤ
以上が第４の形態に係る結晶成長重量検出手段１４の構成である。第４の形態に係る結晶成長重量検出手段によって得られた結晶成長重量ＧＷは、本発明の任意の形態で使用される。
【０５００】
図１８は、本発明の第４の形態に係る結晶成長重量検出手段の好適な構成を示すブロック図である。同図に示すように、第４の形態の好適な構成では、ノイズ成分を除去するためのフィルタ部２１６が適所に設けられる。フィルタ部２１６は、ノイズが重畳しやすい重量センサ２１４の後段または重量偏差算出手段４６の後段に設けることが好ましい。より好ましくは、同図に示すように、これらの双方に設ける。
【０５０１】
以下、上記のように構成される第４の形態に係る結晶成長重量検出手段１４による結晶成長重量ＧＷの検出手順を説明する。
【０５０２】
図１９は、本発明の第４の形態に係る結晶成長重量の検出手順を示すフローチャートである。第４の形態に係る結晶成長重量の検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０５０３】
（１）結晶体２０６の育成開始に必要な初期設定、例えば、図７のステップＳ１０からステップＳ１６までに示す手順を実行する（ステップＳ８０）。
【０５０４】
（２）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ８２）。
【０５０５】
（３）シード２０４の下に成長した結晶体２０６の重量を重量センサ２１４で測定する（ステップＳ８４）。
【０５０６】
（４）図１６のステップＳ７０からステップＳ７６までの処理を実行し、予測重量ＧＰＷを算出する（ステップＳ８６）。
【０５０７】
（５）ステップＳ８４で測定した重量センサ２１４の出力信号と、ステップＳ８６で算出した予測重量ＧＰＷとを用いて、重量偏差ＧＷＤを算出する（ステップＳ８８）。
【０５０８】
（６）ステップＳ８８で算出した重量偏差ＧＷＤを用いて、予測重量ＧＰＷを補正し、結晶成長重量ＧＷを求める（ステップＳ９０）。
【０５０９】
（７）ステップＳ９０で求めた結晶成長重量ＧＷを出力する。
【０５１０】
（８）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ８４からステップＳ９２までの処理を繰り返す。
【０５１１】
以上説明した本発明の第４の形態によれば、重量センサ２１４の出力が予測重量ＧＰＷに対してフィードバックするため、より正確にメルト深さＭＤを検出することができる。
【０５１２】
（第５の形態）
本発明の第５の形態は、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを補正する発明である。結晶体２０６の引き上げ軸にワイヤー２０８を使用した場合には、該ワイヤー２０８の下に成長した結晶体２０６の重量によって、ワイヤー２０８に伸びが生じる。このように、ワイヤー２０８に伸びが生じると、該伸びた量だけ前述したような方法で算出した結晶成長長さＧＬに誤差が生じる。従って、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを使用することが好ましい。
【０５１３】
本発明の第５の形態は、上記観点から構成された発明であり、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを補正する技術を提供する。
【０５１４】
図２０は、本発明の第５の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第５の形態の構成を説明する。
【０５１５】
伸び長検出手段５４は、ワイヤー２０８が伸びた長さを検出する手段である。ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬは、該ワイヤー２０８の伸び率εを用いて求めることができる。伸び率εは、前述の用語の定義で説明したように、ワイヤー２０８の重量に対する変形特性を示すパラメータである。伸び率εは、ワイヤーの材質や太さ等によって変化し、一般に、引っ張り試験によって求められる。この伸び率εの単位は、＜ｍｍ／（ｍｍ・ｇ）＞で定義する。伸び長検出手段５４は、上記のようにして検出した伸び長ＷＥＬを結晶成長長さ補正手段５６に出力する。
【０５１６】
結晶成長長さ補正手段５６は、伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを用いて、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬを補正する手段である。結晶成長長さＧＬの補正は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬから伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを引いて行う。これは、ワイヤー２０８が伸びた分だけシード２０４の上昇が抑制されたこと、即ち、結晶体２０６の成長が抑制されたことを考慮したものである。結晶成長長さ補正手段５６は、上記のようにして補正した後の結晶成長長さＧＬを結晶成長重量検出手段１４に出力する。
【０５１７】
その他の構成は、前述した第２の形態と同じである。尚、前述したように、本発明の第５の形態は、第３の形態または第４の形態と組み合わせて構成することもできる。
【０５１８】
以下、上記のように構成される第５の形態に係るメルト深さ検出装置の動作を説明する。
【０５１９】
図２１は、本発明の第５の形態に係るメルト深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。同図に示す手順は、図１１に示すものと同じであるため、説明を省略する。
【０５２０】
図２２は、本発明の第５の形態に係るメルト深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。同図に示す一連の手順は、図２１に示す手順に続いて実行する。この第２の手順は、図１２に示す一連の手順に、伸び長を検出するステップ（ステップＳ５３）と結晶成長長さを補正するステップ（ステップＳ５５）を加えたものである。その他のステップは、図１２に示すものと同じである。
【０５２１】
同図に示すように、伸び長ＷＥＬの検出は、結晶成長ルーチン中に行う。また、結晶成長長さＧＬの補正は、伸び長ＷＥＬの検出と結晶成長長さＧＬの算出が終了した後で行う。本発明の第５の形態を第３の形態または第４の形態と組み合わせて構成する場合も同様である。
【０５２２】
以上説明した本発明の第５の形態によれば、ワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、結晶成長長さＧＬの検出がより正確に行われる。その結果、結晶成長長さＧＬを用いたメルト深さの検出が正確になる。
【０５２３】
（第６の形態）
本発明の第６の形態は、ワイヤー長ＷＬと結晶成長重量ＧＷを検出して伸び長ＷＥＬを求める発明である。前述したように、ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬは、ワイヤー２０８の伸び率εから求めることができる。しかし、ワイヤー２０８の伸び率εは、ワイヤー２０８の長さとワイヤー２０８にかかっている重量との関係で定義されたパラメータであるため、伸び率εを有効に利用するためには、ワイヤー無負荷長ＷＮＬと結晶成長重量ＧＷとを検出し、該検出した値とともに使用することが好ましい。
【０５２４】
本発明の第６の形態は、上記観点から構成された発明であり、ワイヤー無負荷長ＷＮＬと結晶成長重量ＧＷを検出して伸び長ＷＥＬを求める技術を提供する。
【０５２５】
図２３は、本発明の第６の形態に係る伸び長検出手段５４の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第６の形態の構成を説明する。
【０５２６】
ワイヤー初期長記憶手段５８は、ワイヤー初期長ＷＩＬを記憶する手段である。ワイヤー初期長ＷＩＬは、用語の定義でも説明したように、結晶育成開始前、即ち、シード２０４をメルト２０２に浸漬したときのワイヤー長ＷＬである。ワイヤー初期長記憶手段５８は、記憶したワイヤー初期長ＷＩＬをワイヤー無負荷長算出手段６２に出力する。
【０５２７】
ワイヤー巻き取り長検出手段６０は、ワイヤードラム２１０がワイヤー２０８を巻き取った長さを検出する手段である。ワイヤー巻き取り長ＷＲＬは、ワイヤードラム２１０の回転速度や回転量を検出し、該検出した値を用いて求めればよい。ワイヤー巻き取り長検出手段６０は、検出したワイヤー巻き取り長ＷＲＬをワイヤー無負荷長算出手段６２に出力する。
【０５２８】
ワイヤー無負荷長算出手段６２は、ワイヤードラム２１０から垂下したワイヤー２０８の無負荷状態での長さ、即ち、ワイヤー無負荷長ＷＮＬを算出する手段である。ワイヤー無負荷長ＷＮＬの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０５２９】
ワイヤー無負荷長ＷＮＬ＝ワイヤー初期長ＷＩＬ−ワイヤー巻き取り長ＷＲＬワイヤー無負荷長算出手段６２は、算出したワイヤー無負荷長ＷＮＬを伸び長算出手段６４に出力する。
【０５３０】
結晶成長重量検出手段１４は、前述したものと同じ手段であり、結晶成長重量ＧＷを検出する手段である。結晶成長重量検出手段１４は、検出した結晶成長重量ＧＷを伸び長算出手段６４に出力する。
【０５３１】
伸び長算出手段６４は、結晶成長重量ＧＷと、ワイヤー無負荷長ＷＮＬと、伸び率εとを用いて、伸び長ＷＥＬを算出する手段である。伸び長ＷＥＬの算出は下式を用いて行えばよい。
【０５３２】
伸び長ＷＥＬ＝結晶成長重量ＧＷ×ワイヤー無負荷長ＷＮＬ×伸び率ε
より好ましくは、シード２０４をワイヤー２０８に固定するシードチャック２１２の重量を考慮した下式を用いて伸び長ＷＥＬを算出する。
【０５３３】
伸び長ＷＥＬ＝（結晶成長重量ＧＷ＋シードチャックの重量）×ワイヤー無負荷長ＷＮＬ×伸び率ε
さらに好ましくは、伸び率εを重量の関数として定義しておく。これは、伸び率εが重量の増加に伴って変化する場合を考慮したものである。例えば、ワイヤー２０８が複数の細い線を寄り合わせて形成されている場合には、当該寄り合わせが戻るときにワイヤー２０８が急激に伸びる。そこで、予め伸び率εと重量との関係を引っ張り試験によって求めておく。
【０５３４】
また、結晶成長前の伸び長ＷＥＬ０を求めて、これを予め記憶しておき、上記伸び長の算出式と合わせて使用してもよい。この場合、伸び長ＷＥＬは、以下で補正される。
【０５３５】
伸び長ＷＥＬ＝伸び長ＷＥＬ−ＷＥＬ０
図２４は、伸び率εと重量との関係を示すグラフである。引っ張り試験によって、同図に示すよなグラフが得られた場合には、該グラフが示す曲線を関数近似し、結晶成長重量検出手段１４が検出した結晶成長重量ＧＷを該関数に代入して伸び率εを求める。
【０５３６】
以上のようにして、伸び長算出手段６４が算出した伸び長ＷＥＬは、伸び長検出手段５４の出力となる。
【０５３７】
以下、上記のように構成される第６の形態に係る伸び長検出手段５４による伸び長ＷＥＬの検出手順を説明する。
【０５３８】
図２５は、本発明の第６の形態に係る伸び長の検出手順を示すフローチャートである。第６の形態に係る伸び長の検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０５３９】
（１）結晶体２０６の育成開始に必要な初期設定、例えば、図７のステップＳ１０からステップＳ１６までに示す手順を実行する（ステップＳ１００）。
【０５４０】
（２）ワイヤー初期長ＷＩＬを記憶する（ステップＳ１０２）。
【０５４１】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１０４）。
【０５４２】
（４）ワイヤードラム２１０の動作に基づいて、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬを検出する（ステップＳ１０６）。
【０５４３】
（５）シード２０４の下に成長した結晶体２０６の結晶成長重量ＧＷを検出する（ステップＳ１０８）。
【０５４４】
（６）ステップＳ１０２で記憶したワイヤー初期長ＷＩＬと、ステップＳ１０６で検出したワイヤー巻き取り長ＷＲＬとを用いて、ワイヤー無負荷長ＷＮＬを算出する（ステップＳ１１０）。
【０５４５】
（７）ステップＳ１０８で検出した結晶成長重量ＧＷと、ステップＳ１１０で算出したワイヤー無負荷長ＷＮＬと、伸び率εとを用いて、伸び長ＷＥＬを算出する（ステップＳ１１２）。さらに、当該算出した伸び長ＷＥＬをＷＥＬ０で補正する。
【０５４６】
（８）ステップＳ１１２で算出した伸び長ＷＥＬを出力する（ステップＳ１１４）。
【０５４７】
（９）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ１０６からステップＳ１１４までの処理を繰り返す。
【０５４８】
以上説明した本発明の第６の形態によれば、ワイヤー無負荷長ＷＮＬと結晶成長重量ＧＷとを用いて伸び長ＷＥＬが算出されるため、伸び長ＷＥＬをより正確に検出することができる。
【０５４９】
（第７の形態）
本発明の第７の形態は、ワイヤードラム２１０の動作に基づいて、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬを検出する発明である。前述したように、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬは、ワイヤードラム２１０の動作に基づいて検出することが好ましいが、ワイヤードラム２１０の動作状態は、時間とともに変化するため、ワイヤードラム２１０の検出間隔が装置の構成と検出精度を決める重要なパラメータとなる。従って、任意のタイミングでワイヤードラム２１０の動作を検出できる構成がより好ましい。
【０５５０】
本発明の第７の形態は、上記観点から構成された発明であり、任意の間隔でワイヤードラム２１０の動作状態を検出し、該検出した動作状態に基づいてワイヤー巻き取り長ＷＲＬを検出する技術を提供する。
【０５５１】
図２６は、本発明の第７の形態に係るワイヤー巻き取り長検出手段の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第７の形態の構成を説明する。
【０５５２】
検出区間設定手段６８は、ドラム回転角度検出手段６６がワイヤードラム２１０の回転角度を検出する間隔を設定する手段である。回転角度の検出間隔は、数秒〜数分に設定すればよい。この検出間隔は、接点ｎと接点ｎ＋１の間に位置する区間ｉとして設定する。検出区間設定手段６８は、設定した検出間隔をドラム回転角度検出手段６６に出力する。ここで、区間の設定について簡単に説明しておく。
【０５５３】
図２７は、ワイヤー巻き取り長の検出時に使用する区間と節点の概念を示すタイムチャートである。同図は、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬの検出時に使用するパラメータであって、時間とともに変化するものを示している。同図では、各パラメータのある時間での値が節点として表され、各節点間での経時変化が区間として表される。例えば、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬの場合には、節点０におけるワイヤー巻き取り長がＷＲＬ［０］となり、以下同様に、節点１におけるワイヤー巻き取り長がＷＲＬ［１］、節点ｎ−１におけるワイヤー巻き取り長がＷＲＬ［ｎ−１］、節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長がＷＲＬ［ｎ］となる。そして、節点０と節点１との間、即ち、区間０で変化したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量がΔＷＲＬ［０］となり、以下同様に、区間１で変化したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量がΔＷＲＬ［１］、区間ｉ−１で変化したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量がΔＷＲＬ［ｉ−１］、区間ｉで変化したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量がΔＷＲＬ［ｉ］となる。
【０５５４】
各パラメータにおいて、節点と区間との関係は、次のようになる。節点０と節点１との間が区間０、節点ｎ−１と節点ｎとの間が区間ｉ−１、節点ｎと節点ｎ＋１との間が区間ｉである。そして、節点ｎの値は、区間０から区間ｉ−１までの変化量を積算したものと等しくなる。以下、特に断らない限り、同図に示すパラメーターの節点と区間と間には、上述した関係があるものとする。
【０５５５】
ドラム回転角度検出手段６６は、ワイヤードラム２１０の回転角度を検出する手段である。ドラム回転角度検出手段６６は、ロータリーエンコーダとカウンタとを組み合わせて構成することが好ましい。ロータリーエンコーダは、ワイヤードラム２１０の回転に応じたパルスを生成し、該生成したパルスをカウンタに出力する。カウンタは、節点ｎ−１から節点ｎまで、即ち、区間ｉ−１の間に受信したパルスの合計を求める。ドラム回転角度検出手段６６は、カウンタが計数した区間［ｉ−１］でのパルス発生数Ｐ［ｉ−１］と、ワイヤードラム２１０が１回転したときに発生するパルス数ＰＲとを用いて、区間ｉ−１におけるワイヤードラム２１０の角度変位θ［ｉ−１］を求めて、ワイヤー巻き取り長変化量算出手段７０に出力する。θ［ｉ−１］は、下式を用いて算出する。
【０５５６】
θ［ｉ−１］＝２π×Ｐ［ｉ−１］／ＰＲ
ワイヤー巻き取り長変化量算出手段７０は、検出区間設定手段６８が設定した検出間隔、即ち、区間ごとにワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量を算出する手段である。ワイヤー巻き取り長変化量算出手段７０は、ドラム回転角度検出手段６６から受信したθ［ｉ−１］とワイヤードラムの半径との積を求めてワイヤー巻き取り長の変化量を算出する。
【０５５７】
ここで、上記θ［ｉ−１］は、
（式２６）
0004177488.tif 000176
上式で表せる。
【０５５８】
従って、ワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量は、
（式８）
0004177488.tif 000177
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度
上式を実行して算出することができる。
【０５５９】
尚、ワイヤードラム２１０の半径ｒは、該ワイヤードラム２１０を１回転（２πラジアン）させたときの巻き取り長さを２πで割った値である。この半径ｒは、ワイヤー２０８の太さを考慮した実質的な巻き線の中心における半径であるとともに、ワイヤードラム２１０のトラバースに伴って生じる角度φ（ワイヤードラム２１０の半径方向とワイヤー２０８が実際に巻き取られる方向との間に生じる角度）による増加分率１／ｃｏｓφが考慮された値である。
【０５６０】
より好ましくは、下式を用いて算出する。この式を用いれば、ワイヤードラム２１０が巻き取った部分の伸びも考慮されるため、結晶成長長さＧＬをより正確に求めることができる。
【０５６１】
（式１４）
0004177488.tif 000178
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ｒ：ワイヤードラムの半径、ω（ｔ）：ワイヤードラムの回転角速度、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
ワイヤー巻き取り長変化量算出手段７０は、上記のようにして算出したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量をワイヤー巻き取り長変化量積算手段７２に出力する。
【０５６２】
ワイヤー巻き取り長変化量積算手段７２は、ワイヤー巻き取り長変化量算出手段７０が算出したワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量を積算する手段である。ワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量の積算を式で表すと、下式のようになる。
【０５６３】
（式９）
0004177488.tif 000179
ＷＲＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー巻き取り長、ΔＷＲＬ［ｋ］：区間ｋ内でのワイヤー巻き取り長の変化量
ワイヤー巻き取り長変化量積算手段７２が上記のようにして積算した結果がワイヤー巻き取り長ＷＲＬとなる。以上が本発明の第７の形態の構成である。この第７の形態によって求められたワイヤー巻き取り長ＷＲＬは、図２３に示すように、伸び長ＷＥＬの算出に使用され、その後、図２０に示すように、結晶成長長さの補正に使用される。
【０５６４】
以下、ワイヤー巻き取り長変化量積算手段７２の積算結果であるＷＲＬ［ｎ］を用いて、結晶成長長さＧＬが補正されるまでの手順を説明する。
【０５６５】
ワイヤー無負荷長算出手段６２は、ワイヤー巻き取り長検出手段６０から受信したＷＲＬ［ｎ］を用いて、下式の演算を実行する。
【０５６６】
（式１０）
0004177488.tif 000180
ＷＮＬ［ｎ］：節点ｎにおけるワイヤー無負荷長、ＷＩＬ：ワイヤー初期長、ＷＲＬ［ｎ］：前記ワイヤー巻き取り長変化量積算手段７２が出力したワイヤー巻き取り長
そして、上式を解いて得られるＷＮＬ［ｎ］を伸び長算出手段６４に出力する。
【０５６７】
伸び長算出手段６４は、ワイヤー無負荷長算出手段６２から受信したＷＮＬ［ｎ］を用いて、下式の演算を実行する。
【０５６８】
（式１１）
0004177488.tif 000181
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：前記ワイヤー無負荷長算出手段６２が出力したワイヤー無負荷長、ε（ＧＷ）：伸び関数、ＧＷ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
さらに、上式を解いて得られるＷＥＬ［ｎ］を下式を用いて補正する。
【０５６９】
ＷＥＬ［ｎ］＝ＷＥＬ［ｎ］−ＷＥＬ０
そして、上式を解いて得られるＷＥＬ［ｎ］を結晶成長長さ補正手段５６に出力する。ＷＥＬ［ｎ］を受信した結晶成長長さ補正手段５６は、伸び長算出手段６４から受信したＷＥＬ［ｎ］を用いて、下式の演算を実行する。
【０５７０】
（式１２）
0004177488.tif 000182
ＧＬ：補正後の結晶成長長さ、ＧＬ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長長さ、ＷＥＬ［ｎ］：前記伸び長算出手段６４が出力した伸び長
そして、上式を解いて得られるＧＬを出力する。
【０５７１】
以下、上記のように構成される第７の形態を用いた結晶成長長さＧＬの補正手順を説明する。
【０５７２】
図２８は、本発明の第７の形態に係る結晶成長長さ補正の第１の手順を示すフローチャートである。第７の形態に係るワイヤー巻き取り長の検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０５７３】
（１）結晶体２０６の育成開始に必要な初期設定、例えば、図７のステップＳ１０からステップＳ１６までに示す手順を実行する（ステップＳ１２０）。
【０５７４】
（２）ワイヤー初期長ＷＩＬを記憶する（ステップＳ１２２）。
【０５７５】
（３）節点の位置を示す節点変数ｎの値を１にする（ステップＳ１２４）。
【０５７６】
（４）区間の位置を示す区間変数ｉの値を１にする（ステップＳ１２６）。
【０５７７】
（５）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１２８）。
【０５７８】
図２９は、本発明の第７の形態に係る結晶成長長さ補正の第２の手順を示すフローチャートである。同図に示す一連の手順は、図２８に示す手順の実行後に引き続いて実行する。
【０５７９】
（５）所定の検出間隔が経過したかどうかを判断し（ステップＳ１３０）、所定の検出間隔が経過していない場合には待機し（ステップＳ１３０でＮＯ）、経過している場合には次のステップに進む（ステップＳ１３０でＹＥＳ）。
【０５８０】
（６）ステップＳ１３０で経過した区間、即ち、区間変数ｉから１を引いた値が示す区間におけるワイヤードラム２１０の回転角度変位を検出する（ステップＳ１３２）。
【０５８１】
（７）ステップＳ１３０で経過した区間、即ち、区間変数ｉから１を引いた値が示す区間におけるワイヤー巻き取り長ＷＲＬの変化量を算出する（ステップＳ１３４）。
【０５８２】
（８）節点変数ｎが示す節点におけるワイヤー巻き取り長ＷＲＬを算出する（ステップＳ１３６）。
【０５８３】
（９）節点変数ｎが示す節点におけるワイヤー無負荷長ＷＮＬを算出する（ステップＳ１３８）。
【０５８４】
（１０）シード２０４の下に成長した結晶体２０６の結晶成長重量ＧＷを検出し、該検出した値を節点変数ｎが示す節点における結晶成長重量ＧＷとする（ステップＳ１４０）。
【０５８５】
（１１）節点変数ｎが示す節点における伸び長ＷＥＬを算出する（ステップＳ１４２）。さらに、当該算出した伸び長ＷＥＬをＷＥＬ０で補正する。
【０５８６】
（１２）前述した第２の形態で説明したような方法によって結晶成長長さＧＬを算出し、該算出した値を節点変数ｎが示す節点における結晶成長長さＧＬとする（ステップＳ１４４）。
【０５８７】
（１３）ステップＳ１４２で算出した伸び長ＷＥＬを用いて、ステップＳ１４４で算出した結晶成長長さＧＬを補正する（ステップＳ１４６）。
【０５８８】
（１４）節点変数ｎをインクリメントする（ステップＳ１４８）。
【０５８９】
（１５）区間変数ｉをインクリメントする（ステップＳ１５０）。
【０５９０】
（１６）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ１３０からステップＳ１５０までの処理を繰り返す。
【０５９１】
以上説明した本発明の第７の形態によれば、任意に設定した間隔でワイヤードラムの回転角度が検出されるため、演算速度や演算精度等を所望の値に設定するような自由な設計が可能となる。また、ワイヤードラム２１０に巻き込まれた長さに対し、荷重によるワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、より正確な演算精度が得られる。
【０５９２】
（第８の形態）
本発明の第８の形態は、結晶成長長さＧＬを検出する発明である。前述したように、結晶成長長さＧＬは、結晶体の形状および品質を制御するための重要なパラメータである。結晶成長長さＧＬは、光学センサ等の外部センサによって検出することもできるが、外部センサは、メルト位置ＭＰの変動等の影響に左右されやすい。従って、結晶成長長さＧＬは、結晶体２０６の成長に関するパラメータから求めることが好ましい。
【０５９３】
本発明の第８の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長長さＧＬを正確に検出する技術を提供する。
【０５９４】
図３０は、本発明の第８の形態に係る結晶成長長さ検出装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第８の形態の構成を説明する。
【０５９５】
シード上昇高さ検出手段３０は、ネッキング終了後のシード２０４が上昇した高さを検出する手段である。シード上昇高さＳＬＨは、シード２０４を引き上げるためのソリッドシャフトやワイヤー２０８の移動量から求めることができる。シード上昇高さ検出手段３０は、検出したシード上昇高さＳＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。シード上昇高さ検出手段３０は、図９に示すように構成することが好ましい。以下、図９に基づいて、シード上昇高さ検出手段３０の構成例を説明する。
【０５９６】
シードモーター２３８は、ワイヤードラム２１０に動力を供給するモーターである。シードモーター２３８から動力を供給されたワイヤードラム２１０は、ワイヤー２０８を巻き取り、シードを上昇させる。シード２０４を下降させる場合には、シードモーター２３８を逆回転させる。シード２０４がソリッドシャフトに固定されている場合には、シードモーター２３８から供給する動力で該ソリッドシャフトを昇降させる。シードモーター２３８の回転速度は、シードエンコーダ２１８に入力される。
【０５９７】
シードエンコーダ２１８は、シードモーター２３８の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をシードカウンタ２２０に出力する。
【０５９８】
シードカウンタ２２０は、シードエンコーダ２１８から受信したパルス信号を計数し、シード上昇高さＳＬＨとして出力する。シード２０４が下降しているときは、シードカウンタ２２０の計数値は、デクリメントされる。
【０５９９】
以上がシード上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０６００】
ルツボ上昇高さ検出手段３２は、ルツボ２００が上昇した高さを検出する手段である。ルツボ上昇高さＣＬＨは、ルツボシャフト２３４の移動量から求めることができる。ルツボ上昇高さ検出手段３２は、検出したルツボ上昇高さＣＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。ルツボ上昇高さ検出手段３２は、図１０に示すように構成することが好ましい。以下、図１０に基づいて、ルツボ上昇高さ検出手段３２の構成例を説明する。
【０６０１】
ルツボモーター２４０は、ルツボシャフト２３４に動力を供給するモーターである。ルツボモーター２４０から動力を供給されたルツボシャフト２３４は、ルツボ支持台２３２に載置されたルツボ２００を昇降させる。ルツボモーター２４０の回転速度は、ルツボエンコーダ２２４に入力される。
【０６０２】
ルツボエンコーダ２２４は、ルツボモーター２４０の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をルツボカウンタ２２６に出力する。
【０６０３】
ルツボカウンタ２２６は、ルツボエンコーダ２２４から受信したパルス信号を計数し、ルツボ上昇高さＣＬＨとして出力する。
【０６０４】
以上がルツボ上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０６０５】
メルト下降深さ検出手段３４は、メルト下降深さＭＤＤを検出する手段である。メルト下降深さＭＤＤは、前述した本発明の第１の形態乃至第７の形態に係るメルト深さ検出装置またはメルト深さ検出方法によって検出されたメルト深さＭＤを用いて検出することが好ましい。メルト下降深さ検出手段３４は、検出したメルト下降深さＭＤＤを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。
【０６０６】
結晶成長長さ算出手段３６は、結晶体２０６が成長した長さを算出する手段である。結晶成長長さＧＬの算出は、シード上昇高さ検出手段３０が検出したシード上昇高さＳＬＨと、ルツボ上昇高さ検出手段３２が検出したルツボ上昇高さＣＬＨと、メルト下降深さ検出手段３４が検出したメルト下降深さＭＤＤとを用いて行えばよい。好ましくは、下式を用いて算出する。
【０６０７】
（式６）
0004177488.tif 000183
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬは、本発明の第８の形態に係る結晶成長長さ検出装置の出力となる。
【０６０８】
以下、上記のように構成される第８の形態に係る結晶成長長さ検出装置の動作を説明する。
【０６０９】
図３１は、本発明の第８の形態に係る結晶成長長さの検出手順を示すフローチャートである。第８の形態に係る結晶成長長さの検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０６１０】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ１６０）。
【０６１１】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ１６２）。
【０６１２】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１６４）。
【０６１３】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ１６６）。
【０６１４】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ１６８）。
【０６１５】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ１７０）。
【０６１６】
（７）ステップＳ１６６からステップＳ１７０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ１７２）。
【０６１７】
（８）ステップＳ１７２で算出した結晶成長長さＧＬを出力する（ステップＳ１７４）。
【０６１８】
（９）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ１６６からステップＳ１７４までの処理を繰り返す。
【０６１９】
以上説明した本発明の第８の形態によれば、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤという３つのパラメータに基づいて結晶成長長さが算出されるため、結晶体が実際に成長した長さを正確に検出することができる。即ち、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤは、結晶成長長さＧＬを決める基本パラメータであるため、これらの挙動を把握しておけば、結晶成長長さＧＬを正確に求めることができる。このようにして求めた結晶成長長さＧＬは、光学センサ等のように、メルト位置ＭＰの移動等によって左右されないため、様々な状況下で検出された場合でも、正確な値となる。
【０６２０】
（第９の形態）
本発明の第９の形態は、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを補正する発明である。結晶体２０６の引き上げ軸にワイヤー２０８を使用した場合には、該ワイヤー２０８の下に成長した結晶体２０６の重量によって、ワイヤー２０８に伸びが生じる。このように、ワイヤー２０８に伸びが生じると、該伸びた量だけ前述したような方法で算出した結晶成長長さＧＬに誤差が生じる。従って、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを使用することが好ましい。
【０６２１】
本発明の第９の形態は、上記観点から構成された発明であり、ワイヤー２０８の伸びを考慮して結晶成長長さＧＬを補正する技術を提供する。
【０６２２】
図３２は、本発明の第９の形態に係る結晶成長長さ検出装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第９の形態の構成を説明する。
【０６２３】
伸び長検出手段５４は、ワイヤー２０８が伸びた長さを検出する手段である。ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬは、該ワイヤー２０８の伸び率εを用いて求めることができる。伸び率εは、前述の用語の定義で説明したように、ワイヤー２０８の重量に対する変形特性を示すパラメータである。伸び率εは、ワイヤーの材質や太さ等によって変化し、一般に、引っ張り試験によって求められる。伸び長検出手段５４は、上記のようにして検出した伸び長ＷＥＬを結晶成長長さ補正手段５６に出力する。
【０６２４】
結晶成長長さ補正手段５６は、伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを用いて、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬを補正する手段である。結晶成長長さＧＬの補正は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬから伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを引いて行う。これは、ワイヤー２０８が伸びた分だけシード２０４の上昇が抑制されたこと、即ち、結晶体２０６の成長が抑制されたことを考慮したものである。結晶成長長さ補正手段５６は、上記のようにして補正した後の結晶成長長さＧＬを結晶成長重量検出手段１４に出力する。
【０６２５】
その他の構成は、前述した第８の形態と同じである。尚、上述した伸び長検出手段５４と結晶成長長さ補正手段５６は、前述した第６の形態および第７の形態を利用して構成することが好ましい。
【０６２６】
以下、上記のように構成される第９の形態に係る結晶成長長さ検出装置の動作を説明する。
【０６２７】
図３３は、本発明の第９の形態に係る結晶成長長さの検出手順を示すフローチャートである。同図に示す一連の手順は、図３１に示す一連の手順に、伸び長を検出するステップ（ステップＳ１７１）と結晶成長長さを補正するステップ（ステップＳ１７３）を加えたものである。その他のステップは、図３１に示すものと同じである。
【０６２８】
同図に示すように、伸び長ＷＥＬの検出は、結晶成長ルーチン中に行う。また、結晶成長長さＧＬの補正は、伸び長ＷＥＬの検出と結晶成長長さＧＬの算出が終了した後で行う。
【０６２９】
以上説明した本発明の第９の形態によれば、ワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、結晶成長長さＧＬの検出をより正確に行うことができる。
【０６３０】
（第１０の形態）
本発明の第１０の形態は、メルト深さＭＤを検出し、該検出したメルト深さＭＤを用いてメルト下降深さＭＤＤを求める発明である。前述したように、メルト下降深さＭＤＤは、常時変動するメルト深さＭＤを正確に検出し、該検出したメルト深さＭＤを用いて求めることが好ましい。
【０６３１】
本発明の第１０の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト深さＭＤを正確に検出し、該検出したメルト深さＭＤを用いてメルト下降深さＭＤＤを求める技術を提供する。
【０６３２】
図３４は、本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さ検出手段の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、第１０の形態に係るメルト下降深さ検出手段の構成を説明する。
【０６３３】
結晶成長重量検出手段１４は、結晶体２０６が成長した重量を検出する手段である。結晶体２０６の成長重量は、ロードセル等の重量センサを用いて検出することができる。結晶成長重量検出手段１４は、検出した結晶成長重量ＧＷをメルト重量算出手段１６およびメルト深さ決定手段２２に出力する。好ましくは、重量センサの後段にフィルタを接続し、該フィルタでノイズ成分を除去した信号をメルト深さ決定手段２２に出力する。このように、重量センサの信号からノイズ成分を除去することにより、メルト深さＭＤの検出がより正確になる。
【０６３４】
メルト初期重量記憶手段１２は、ルツボ２００内に最初にチャージしたメルト２０２の総重量を記憶する手段である。最初にチャージしたメルト２０２の重量は、ルツボ２００に投入した原料から求める。
【０６３５】
メルト重量算出手段１６は、ルツボ２００内に残ったメルト２０２の重量を算出する手段である。メルト重量算出手段１６は、結晶体２０６の成長に伴って変化するメルト２０２の重量を一定の間隔ごとに算出する。メルト重量ＭＷの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０６３６】
メルト重量ＭＷ＝メルト初期重量ＭＩＷ−結晶成長重量ＧＷ
メルト重量算出手段１６は、算出した値を該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２に出力する。
【０６３７】
ルツボ形状テーブル１０は、ルツボ２００の形状を記憶しておくテーブルである。好ましくは、ルツボ２００の形状を複数の区間に分割して記憶する。そして、該分割した形状でチャージできるメルト区間重量ΔＭＷを該区間ごとに記憶する。ルツボ形状テーブル１０は、図５に示すように構成することが好ましい。同図に示すように、ルツボ形状テーブル１０には、各区間の節点にルツボ深さＣＤを格納するルツボ深さ格納フィールド２４と、ルツボ内径ＣＩを格納するルツボ内径格納フィールド２６と、各区間内でチャージされるメルト区間重量ΔＭＷを格納するメルト区間重量格納フィールド２８とが設けられる。
【０６３８】
ルツボ形状テーブル１０は、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。ルツボ形状テーブル１０のレコードは、節点ごとに設けられ、分割したルツボ２００の形状を格納する。ルツボ形状テーブル１０の各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０６３９】
図６に示すように、ルツボ深さ格納フィールド２４には、ルツボ２００の底面からの深さを分割した区分ごとに段階的に格納する。ルツボ内径格納フィールド２６には、ルツボ２００の内径を分割した区分ごとに段階的に格納する。メルト区間重量格納フィールド２８には、分割した区間内でチャージできるメルト区間重量ΔＭＷをそれぞれ格納する。
【０６４０】
メルト区間重量格納フィールド２８に格納するメルト区間重量ΔＭＷは、以下に示す手順で求めることが好ましい。
【０６４１】
まず、ルツボ形状テーブル１０の各区間を線形近似し、該各区間内における任意の点でのルツボ内径ＣＩを求める。区間の線形近似は、下式を用いて行えばよい。
【０６４２】
（式１）
0004177488.tif 000184
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
次に、上式を各区間ごとに積分して、該各区間におけるルツボの体積を求める。そして、当該求めた体積とメルト２０２の密度との積をとり、該各区間内でチャージされるメルト区間重量ΔＭＷを求める。メルト区間重量ΔＭＷは、下式を用いて算出すればよい。
【０６４３】
（式２）
0004177488.tif 000185
ΔＭＷ［ｉｔ−１］：区間ｉｔ−１内でチャージされるメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
そして、上式を解いて得られたΔＭＷ［ｉｔ−１］をルツボ形状テーブル１０の節点ｎｔに格納する。
【０６４４】
以上がルツボ形状テーブル１０の構成である。
【０６４５】
該当区間判定手段２０は、メルト重量算出手段１６が算出したメルト重量ＭＷがルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する手段である。該当区間判定手段２０は、メルト重量算出手段１６からメルト重量ＭＷを受信し、当該受信したメルト重量ＭＷを検索キーとして、メルト区間重量格納フィールド２８を検索する。このとき、メルト区間重量格納フィールド２８の値を順次積算してゆき、積算結果がメルト重量ＭＷを超えたレコードの節点番号を取得する。そして、該取得した節点番号をメルト深さ決定手段２２に出力する。
【０６４６】
メルト深さ決定手段２２は、ルツボ２００内に残ったメルト２０２の深さを決定する手段である。メルト深さ決定手段２２は、該当区間判定手段２０から受信した節点番号ｎｔを検索キーとして、ルツボ形状テーブル１０を検索し、節点ｎｔとｎｔ−１のレコードを取得する。この取得したレコードには、該当区間判定手段２０が判定した区間のルツボ形状が格納されている。そして、当該取得したルツボ形状とメルト重量算出手段１６から受信したメルト重量ＭＷとに基づいてメルト深さＭＤを決定する。
【０６４７】
メルト深さＭＤの決定は、以下の手順で行うことが好ましい。
【０６４８】
まず、該当区間判定手段２０が判定した区間を線形近似する。区間の線形近似は、下式を用いて行えばよい。
【０６４９】
（式１）
0004177488.tif 000186
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
次に、結晶成長重量ＧＷとルツボ２００に残ったメルト２０２の重量との関係から、メルト深さＭＤを求める。メルト深さＭＤは、下式のＸを求めれば算出できる。Ｘは下記の積分方程式を解いて求めればよい。下式中、メルト重量ＭＷは、メルト初期重量ＭＩＷ−結晶成長重量ＧＷで求める。結晶成長重量ＧＷは、結晶成長重量検出手段１４から受信した値を使用する。
【０６５０】
（式３）
0004177488.tif 000187
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：節点ｋに格納されたメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記積分方程式の具体的な解法としては、まず、
（式２４）
0004177488.tif 000188
とし、
（式２５）
0004177488.tif 000189
上式のＸを数学的方法、例えばテーラー展開や区間収束法を利用して求める。
【０６５１】
次に、上記算出した判定区間におけるメルト２０２の深さを用いて、結晶成長重量ＧＷに対応するメルト深さＭＤを求める。結晶成長重量ＧＷに対応するメルト深さＭＤは、下式を用いて算出すればよい。
【０６５２】
（式４）
0004177488.tif 000190
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
以上がメルト深さＭＤの決定手順である。尚、上述した構成では、該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２を別の要素として構成したが、これらを一つの構成にまとめてもよい。該当区間判定手段２０とメルト深さ決定手段２２を一つの要素にまとめた場合には、接点番号の送受信が不要となる。メルト深さ決定手段２２は、決定したメルト深さＭＤをメルト初期深さ記憶手段５０およびメルト下降深さ算出手段５２に出力する。
【０６５３】
メルト初期深さ記憶手段５０は、ルツボ２００内に最初にチャージしたメルト２０２の重量、即ち、メルト初期重量ＭＩＷを記憶する手段である。メルト初期重量ＭＩＷの記憶は、メルト２０２を最初にチャージしたときに、メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さＭＤを記憶することによって行う。
【０６５４】
メルト下降深さ算出手段５２は、メルト初期深さＭＩＤとメルト深さＭＤとを用いてメルト下降深さを算出する手段である。メルト下降深さＭＤＤの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０６５５】
（式７）
0004177488.tif 000191
ＭＤＤ：メルト下降深さ、ＭＩＤ：メルト初期深さ、ＭＤ：メルト深さ
メルト下降深さ算出手段５２が算出したメルト下降深さＭＤＤは、本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さ検出手段の出力となる。
【０６５６】
以下、上記のように構成される第１０の形態に係るメルト下降深さ検出手段によるメルト下降深さの検出手順を説明する。
【０６５７】
図３５は、本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。第１０の形態に係るメルト下降深さの検出は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０６５８】
（１）チャージする素材の重量を測定する（ステップＳ１８０）。
【０６５９】
（２）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ１８２）。
【０６６０】
（３）ステップＳ１８０で測定した値をメルト初期重量ＭＩＷとして記憶する（ステップＳ１８４）。
【０６６１】
（４）ステップＳ１８４で記憶したメルト初期重量ＭＩＷがルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する（ステップＳ１８６）。
【０６６２】
（５）ステップＳ１８６で判定した区間のルツボ形状を取得する（ステップＳ１８８）。
【０６６３】
（６）ステップＳ１８８で取得したルツボ形状を用いて、メルト初期深さＭＩＤを決定する（ステップＳ１９０）。
【０６６４】
（７）ステップＳ１９０で決定したメルト初期深さＭＩＤを記憶する（ステップＳ１９２）。
【０６６５】
（８）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ１９４）。
【０６６６】
（９）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１９６）。
【０６６７】
図３６は、本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。同図に示す一連の手順は、図３５に示す手順に続いて実行する。図３６に示す処理の実行手順を以下に示す。
【０６６８】
（１０）シード２０４の下に成長した結晶体２０６の重量を検出する（ステップＳ１９８）。
【０６６９】
（１１）ステップＳ１９２で記憶したメルト初期深さＭＩＤと、ステップＳ１９８で検出した結晶成長重量ＧＷとを用いて、メルト重量ＭＷを算出する（ステップＳ２００）。
【０６７０】
（１２）ステップＳ２００で算出したメルト重量がルツボ形状テーブル１０のどの区間に該当するのかを判定する（ステップＳ２０２）。
【０６７１】
（１３）ステップＳ２０２で判定した区間のルツボ形状を取得する（ステップＳ２０４）。
【０６７２】
（１４）ステップＳ２０４で取得したルツボ形状を用いて、メルト深さＭＤを決定する（ステップＳ２０６）。
【０６７３】
（１５）ステップＳ１９２で記憶したメルト初期深さＭＩＤと、ステップＳ２０６で決定したメルト深さＭＤとを用いて、メルト下降深さＭＤＤを算出する（ステップＳ２０８）。
【０６７４】
（１６）ステップＳ２０８で算出したメルト下降深さＭＤＤを出力する（ステップＳ２１０）。
【０６７５】
（１７）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ１９８からステップＳ２１０までの処理を繰り返す。
【０６７６】
以上説明した本発明の第１０の形態によれば、結晶体２０６の成長に伴って常時変化するメルト深さＭＤを用いて、メルト下降深さＭＤＤが算出されるため、該メルト下降深さＭＤＤを用いた結晶成長長さＧＬの算出がより正確に行われる。
【０６７７】
尚、上述した第１０の形態は、第１の形態乃至第７の形態、即ち、メルト深さＭＤの検出に係る発明と組み合わせて構成してもよい。このように、第１の形態乃至第７の形態と組み合わせた場合には、当該各形態によって得られる効果が期待できる。
【０６７８】
（第１１の形態）
本発明の第１１の形態は、結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体を製造する発明である。前述したように、結晶成長長さＧＬは、結晶体の形状および品質を制御するための重要なパラメータである。結晶成長長さＧＬは、光学センサ等の外部センサによって検出することもできるが、外部センサは、メルト位置ＭＰの変動等の影響に左右されやすい。従って、結晶成長長さＧＬは、結晶体２０６の成長に関するパラメータから求めることが好ましい。
【０６７９】
本発明の第１１の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長長さＧＬを正確に検出し、該検出した値に基づいて結晶体を製造する技術を提供する。
【０６８０】
図３７は、本発明の第１１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１１の形態の構成を説明する。
【０６８１】
シード上昇高さ検出手段３０は、ネッキング終了後のシード２０４が上昇した高さを検出する手段である。シード上昇高さＳＬＨは、シード２０４を引き上げるためのソリッドシャフトやワイヤー２０８の移動量から求めることができる。シード上昇高さ検出手段３０は、検出したシード上昇高さＳＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。シード上昇高さ検出手段３０は、図９に示すように構成することが好ましい。以下、図９に基づいて、シード上昇高さ検出手段３０の構成例を説明する。
【０６８２】
シードモーター２３８は、ワイヤードラム２１０に動力を供給するモーターである。シードモーター２３８から動力を供給されたワイヤードラム２１０は、ワイヤー２０８を巻き取り、シードを上昇させる。シード２０４を下降させる場合には、シードモーター２３８を逆回転させる。シード２０４がソリッドシャフトに固定されている場合には、シードモーター２３８から供給する動力で該ソリッドシャフトを昇降させる。シードモーター２３８の回転速度は、シードエンコーダ２１８に入力される。
【０６８３】
シードエンコーダ２１８は、シードモーター２３８の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をシードカウンタ２２０に出力する。
【０６８４】
シードカウンタ２２０は、シードエンコーダ２１８から受信したパルス信号を計数し、シード上昇高さＳＬＨとして出力する。シード２０４が下降しているときは、シードカウンタ２２０の計数値は、デクリメントされる。
【０６８５】
以上がシード上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０６８６】
ルツボ上昇高さ検出手段３２は、ルツボ２００が上昇した高さを検出する手段である。ルツボ上昇高さＣＬＨは、ルツボシャフト２３４の移動量から求めることができる。ルツボ上昇高さ検出手段３２は、検出したルツボ上昇高さＣＬＨを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。ルツボ上昇高さ検出手段３２は、図１０に示すように構成することが好ましい。以下、図１０に基づいて、ルツボ上昇高さ検出手段３２の構成例を説明する。
【０６８７】
ルツボモーター２４０は、ルツボシャフト２３４に動力を供給するモーターである。ルツボモーター２４０から動力を供給されたルツボシャフト２３４は、ルツボ支持台２３２に載置されたルツボ２００を昇降させる。ルツボモーター２４０の回転速度は、ルツボエンコーダ２２４に入力される。
【０６８８】
ルツボエンコーダ２２４は、ルツボモーター２４０の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をルツボカウンタ２２６に出力する。
【０６８９】
ルツボカウンタ２２６は、ルツボエンコーダ２２４から受信したパルス信号を計数し、ルツボ上昇高さＣＬＨとして出力する。
【０６９０】
以上がルツボ上昇高さ検出手段の一構成例である。
【０６９１】
メルト下降深さ検出手段３４は、メルト下降深さＭＤＤを検出する手段である。メルト下降深さＭＤＤは、前述した本発明の第１の形態乃至第７の形態に係るメルト深さ検出装置またはメルト深さ検出方法によって検出されたメルト深さＭＤを用いて検出することが好ましい。メルト下降深さ検出手段３４は、検出したメルト下降深さＭＤＤを結晶成長長さ算出手段３６に出力する。
【０６９２】
結晶成長長さ算出手段３６は、結晶体２０６が成長した長さを算出する手段である。結晶成長長さＧＬの算出は、シード上昇高さ検出手段３０が検出したシード上昇高さＳＬＨと、ルツボ上昇高さ検出手段３２が検出したルツボ上昇高さＣＬＨと、メルト下降深さ検出手段３４が検出したメルト下降深さＭＤＤとを用いて行えばよい。好ましくは、下式を用いて算出する。
【０６９３】
（式６）
0004177488.tif 000192
ＧＬ：結晶成長長さ、ＳＬＨ：シード上昇高さ、ＣＬＨ：ルツボ上昇高さ、ＭＤＤ：メルト下降深さ
結晶成長長さ算出手段３６は、算出した結晶成長長さＧＬを引き上げ条件決定手段７６に出力する。
【０６９４】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体２０６の引き上げ条件を決定する手段である。結晶体の引き上げ条件としては、結晶体２０６の直径制御に関する結晶成長速度ＧＲおよび供給熱量ＱＩＮ、結晶体２０６の酸素濃度制御に関するシード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度ＣＲ、メルト位置ＭＰ、供給熱量ＱＩＮ、不活性ガスの流量および磁界の印加状態、結晶体２０６の欠陥制御に関する結晶成長速度ＧＲおよび温度勾配等の各種条件を適宜適用する。これらの各種条件は、いずれも結晶体の品質を決める重要な条件である。結晶体２０６は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件で引き上げられ、所望の品質を達成する。引き上げ条件の決定は、結晶成長長さＧＬと上記各種条件とを対応させたテーブルを予め作成しておき、該テーブルを参照することにより行えばよい。このようなテーブルの構成例は後述する。
【０６９５】
以下、上記のように構成される第１１の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【０６９６】
図３８は、本発明の第１１の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。第１１の形態に係る結晶体の製造は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０６９７】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ２２０）。
【０６９８】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ２２２）。
【０６９９】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ２２４）。
【０７００】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ２２６）。
【０７０１】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ２２８）。
【０７０２】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ２３０）。
【０７０３】
（７）ステップＳ２２６からステップＳ２３０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ２３２）。
【０７０４】
（８）ステップＳ２３２で算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ２３４）。
【０７０５】
（９）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ２２６からステップＳ２３４までの処理を繰り返す。
【０７０６】
以上説明した本発明の第１１の形態によれば、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて算出した結晶成長長さＧＬに基づいて引き上げ条件が決定されるため、結晶体の品質制御を正確に行うことができる。即ち、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤは、結晶成長長さＧＬを決める基本パラメータであるため、これらの挙動を把握しておけば、結晶成長長さＧＬを正確に求めることができる。このようにして求めた結晶成長長さＧＬは、光学センサ等のように、メルト位置ＭＰの移動等によって左右されないため、様々な状況下において、結晶体の精密な品質制御を実現することが可能になる。
【０７０７】
尚、上述した本発明の第１１の形態は、前述した第１の形態乃至第１０の形態、即ち、メルト深さＭＤの検出に係る発明または結晶成長長さＧＬの検出に係る発明と組み合わせて構成してもよい。この場合には、第１の形態乃至第１０の形態によって得られる効果が期待できる。
【０７０８】
（第１２の形態）
本発明の第１２の形態は、ワイヤー２０８の伸びに応じてシード上昇速度ＳＬを操作する発明である。結晶体２０６の引き上げ軸にワイヤー２０８を使用した場合には、該ワイヤー２０８の下に成長した結晶体２０６の重量によって、ワイヤー２０８に伸びが生じる。このように、ワイヤー２０８に伸びが生じると、該伸びた量だけシード上昇高さＳＬＨに誤差が生じる。従って、ワイヤー２０８の伸びに応じてシード上昇高さＳＬＨを操作することが好ましい。
【０７０９】
本発明の第１２の形態は、上記観点から構成された発明であり、ワイヤー２０８の伸びに応じてシード上昇速度ＳＬを操作する技術を提供する。
【０７１０】
図３９は、本発明の第１２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下同図に基づいて、本発明の第１２の形態の構成を説明する。
【０７１１】
伸び長検出手段５４は、ワイヤー２０８が伸びた長さを検出する手段である。ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬは、該ワイヤー２０８の伸び率εを用いて求めることができる。伸び率εは、前述の用語の定義で説明したように、ワイヤー２０８の重量に対する変形特性を示すパラメータである。伸び率εは、ワイヤーの材質や太さ等によって変化し、一般に、引っ張り試験によって求められる。伸び長検出手段５４は、上記のようにして検出した伸び長ＷＥＬを結晶成長長さ補正手段５６およびシード上昇速度操作量算出手段７８に出力する。
【０７１２】
結晶成長長さ補正手段５６は、伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを用いて、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬを補正する手段である。結晶成長長さＧＬの補正は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬから伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを引いて行う。これは、ワイヤー２０８が伸びた分だけシード２０４の上昇が抑制されたこと、即ち、結晶体２０６の成長が抑制されたことを考慮したものである。結晶成長長さ補正手段５６は、上記のようにして補正した後の結晶成長長さＧＬを引き上げ条件決定手段７６に出力する。
【０７１３】
シード上昇速度操作量算出手段７８は、伸び長検出手段５４が検出した伸び長ＷＥＬを用いて、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量を算出する手段である。伸び長に基づくシード上昇速度の操作量は、下式を用いて算出すればよい。
【０７１４】
（式１３）
0004177488.tif 000193
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
シード上昇速度操作量算出手段７８は、上式を解いて得られたＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］をシード上昇速度決定手段７９に出力する。
【０７１５】
シード上昇速度決定手段７９は、引き上げ条件の一つとなるシード上昇速度ＳＬを決定する手段である。シード上昇速度決定手段は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに対応するシード上昇速度ＳＬ（例えば、予めテーブルに格納されたもの）に上記算出したＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］を加算し、該加算して得られた値をシード上昇速度ＳＬとして決定する。シード上昇速度決定手段７９が決定したシード上昇速度ＳＬは、引き上げ条件の一つとして使用される。
【０７１６】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ補正手段５６から受信した結晶成長長さＧＬを用いて、シード上昇速度ＳＬ以外の引き上げ条件を決定する。
【０７１７】
その他の構成は、前述した第１１の形態と同じである。尚、上述した伸び長検出手段５４と結晶成長長さ補正手段５６は、前述した第６の形態および第７の形態を利用して構成することが好ましい。
【０７１８】
以下、上記のように構成される第１２の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【０７１９】
図４０は、本発明の第１２の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。第１２の形態に係る結晶体の製造は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０７２０】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ２４０）。
【０７２１】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ２４２）。
【０７２２】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ２４４）。
【０７２３】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ２４６）。
【０７２４】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ２４８）。
【０７２５】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ２５０）。
【０７２６】
（７）ステップＳ２４６からステップＳ２５０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ２５２）。
【０７２７】
（８）ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬを検出する（ステップＳ２５４）。
【０７２８】
（９）ステップＳ２５４で検出した伸び長ＷＥＬを用いて、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ２５６）。
【０７２９】
（１０）ステップＳ２５２で算出した結晶成長長さＧＬと、ステップＳ２５６で算出した伸び長に基づくシード上昇速度の操作量とを用いて、シード上昇速度ＳＬを決定する（ステップＳ２５８）。
【０７３０】
（１１）ステップＳ２５４で検出した伸び長ＷＥＬを用いて、ステップＳ２５２で算出した結晶成長長さＧＬを補正する（ステップＳ２６０）。
【０７３１】
（１２）ステップＳ２６０で補正した後の結晶成長長さＧＬを用いて、シード上昇速度ＳＬ以外の引き上げ条件を決定する（ステップＳ２６２）。
【０７３２】
（１３）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ２４６からステップＳ２６２までの処理を繰り返す。
【０７３３】
以上説明した本発明の第１２の形態によれば、ワイヤーの伸びに応じてシード上昇速度ＳＬが操作されるため、ワイヤーの伸びによって結晶体の制御に誤差が生じることを防止できる。
【０７３４】
尚、上述した本発明の第１２の形態は、第１０の形態、即ち、メルト下降深さＭＤＤの検出に係る発明と組み合わせて構成してもよい。この場合には、第１０の形態によって得られる効果が期待できる。
【０７３５】
（第１３の形態）
本発明の第１３の形態は、結晶体の直径制御に係る発明である。結晶体の製造においては、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係になっていることが重要である。
【０７３６】
本発明の第１３の形態は、上記観点から構成された発明であり、所望の位置に所望の結晶直径ＧＤを有する結晶体を製造する技術を提供する。
【０７３７】
図４１は、本発明の第１３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１３の形態の構成を説明する。
【０７３８】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度ＧＲやメルト２０２周辺の熱環境等の結晶体２０６の直径制御に関する引き上げ条件を決定し、直径制御手段８０に出力する。
【０７３９】
直径制御手段８０は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件に基づいて、結晶直径ＧＤの制御を実行する手段である。引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件を受信した結晶直径制御手段８０は、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを調節して、結晶成長速度ＧＲを制御し、メルト位置ＭＰやヒーターの温度を調節して、メルト２０２周辺の熱環境を制御する。
【０７４０】
その他の構成は、前述した第１１の形態と同じである。
【０７４１】
以下、上記のように構成される第１３の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【０７４２】
図４２は、本発明の第１３の形態に係る結晶体の直径制御手順を示すフローチャートである。第１３の形態に係る直径制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０７４３】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ２７０）。
【０７４４】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ２７２）。
【０７４５】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ２７４）。
【０７４６】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ２７６）。
【０７４７】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ２７８）。
【０７４８】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ２８０）。
【０７４９】
（７）ステップＳ２７６からステップＳ２８０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ２８２）。
【０７５０】
（８）ステップＳ２８２で算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ２８４）。
【０７５１】
（９）ステップＳ２８４で決定した引き上げ条件のうち、直径制御に関する引き上げ条件を実行し、結晶直径ＧＤを制御する（ステップＳ２８６）。
【０７５２】
（１０）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ２７６からステップＳ２８６までの処理を繰り返す。
【０７５３】
以上説明した本発明の第１３の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶直径ＧＤが制御されるため、所望の形状を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい直径制御が実現できる。
【０７５４】
（第１４の形態）
本発明の第１４の形態は、前述した第１３の形態をより好適に構成した発明である。前述したように、結晶体の直径を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させるには、制御目標とする結晶直径ＧＤを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【０７５５】
本発明の第１４の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとの正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０７５６】
図４３は、本発明の第１４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第１４の形態の構成を説明する。
【０７５７】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。
【０７５８】
図４４は、結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、結晶直径記憶手段４０は、テーブルとして構成することが好ましい。結晶直径記憶手段４０をテーブルとして構成する場合には、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶直径ＧＤを格納するフィールドを設ける。
【０７５９】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０７６０】
図４５は、結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。結晶直径記憶手段４０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤとを格納してゆく。結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤを格納する間隔は、結晶体２０６の直径が大きく変化する部分で短くし、結晶体２０６の直径があまり変化しない部分では長くすることが好ましい。例えば、クラウン２４２とテール２４６は、結晶成長長さＧＬに対して結晶直径ＧＤが大きく変化するため、格納間隔を短くし、ボディ２４４は、結晶直径ＧＤが一定であるので格納間隔を長くする。
【０７６１】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【０７６２】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０７６３】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０７６４】
（式３０）
0004177488.tif 000194
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤに基づいて、直径制御に関する引き上げ条件を決定する。重量センサの出力をフィードバックして直径制御を行っている場合には、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤに応じて目標重量を設定し、該設定した目標重量を引き上げ条件として出力する。
【０７６５】
例えば、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤが前のレコードの結晶直径ＧＤよりも大きい場合（例えば、クラウン２４２の形成）には、結晶直径ＧＤを大きくするために、引き上げ条件とする目標重量の増加率を大きくする。また、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤが前のレコードの結晶直径ＧＤと同じである場合（例えば、ボディ２４４の形成）には、結晶直径ＧＤを一定にするために、引き上げ条件とする目標重量の増加率を維持する。また、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤが前のレコードの結晶直径ＧＤよりも小さい場合（例えば、テール２４６の形成）には、結晶直径ＧＤを小さくするために、引き上げ条件とする目標重量の増加率を小さくする。引き上げ条件決定手段７６は、上記のようにして引き上げ条件を直径制御手段８０に出力する。
【０７６６】
直径制御手段８０は、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件に基づいて、結晶成長速度ＧＲやメルト２０２周辺の熱環境を調節し、結晶直径ＧＤを目標値に収束させる。例えば、重量センサと組み合わせたフィードバック制御の場合には、引き上げ条件決定手段７６が設定した目標重量と、重量センサの出力との偏差が縮まるように、結晶成長速度ＧＲやメルト２０２周辺の熱環境を調節する。
【０７６７】
その他の構成は、第１３の形態と同じである。
【０７６８】
以下、上記のように構成される第１４の形態に係る結晶体の製造装置が結晶体の直径を制御する際の動作を説明する。
【０７６９】
図４６は、本発明の第１４の形態に係る直径制御手順を示すフローチャートである。第１４の形態に係る直径制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０７７０】
（１）図４４に示すテーブルを予め作成しておく。
【０７７１】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ２９０でＮＯ）。
【０７７２】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ２９０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図４４に示すテーブルから検索する（ステップＳ２９２）。
【０７７３】
（４）ステップＳ２９２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０に示す演算を実行し、結晶直径ＧＤを取得する（ステップＳ２９４）。
【０７７４】
（５）ステップＳ２９４で取得した結晶直径ＧＤに基づいて、直径制御に関する引き上げ条件を決定する（ステップＳ２９６）。
【０７７５】
（６）ステップＳ２９６で決定した引き上げ条件を実行し、結晶体２０６の直径を制御する（ステップＳ２９８）。
【０７７６】
（７）ステップＳ２９０からステップＳ２９８までの処理を繰り返す。
【０７７７】
以上説明した本発明の第１４の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さと該長さで制御目標とする結晶直径ＧＤとに基づいて、引き上げ条件が決定されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【０７７８】
（第１５の形態）
本発明の第１５の形態は、結晶成長速度ＧＲをコントロールして結晶体の直径を制御する発明である。結晶成長速度ＧＲは、結晶体２０６の熱履歴や生産性の制御パラメータとして使用することができる反面、クラウン２４２やテール２４６を形成する際の制御パラメータとして使用することもできる。これは、結晶直径ＧＤが結晶成長速度ＧＲに伴って変化するからである。結晶成長速度ＧＲを適切に調節すれば、所望の位置に所望の直径を有する結晶体を製造することができる。
【０７７９】
さらに、結晶体の直径を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させるには、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【０７８０】
本発明の第１５の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長速度ＧＲを調節して結晶直径ＧＤを制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとの正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０７８１】
図４７は、本発明の第１５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第１５の形態の構成を説明する。
【０７８２】
結晶成長速度記憶手段８４は、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを記憶する手段である。結晶成長速度記憶手段８４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶成長速度ＧＲとを対応させて記憶する。
【０７８３】
図４８は、結晶成長速度記憶手段８４の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、結晶成長速度記憶手段８４は、テーブルとして構成することが好ましい。結晶成長速度記憶手段８４をテーブルとして構成する場合には、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドを設ける。
【０７８４】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０７８５】
図４９は、結晶成長速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。結晶成長速度記憶手段８４は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする結晶成長速度ＧＲとを格納してゆく。結晶成長速度ＧＲで結晶直径ＧＤを制御する場合には、結晶成長長さＧＬと結晶成長速度ＧＲを格納する間隔は、目標とする直径の変化量に応じて決定することが好ましい。例えば、クラウン２４２とテール２４６を形成する場合には、結晶成長長さＧＬに対して結晶直径ＧＤを大きく変化させるために格納間隔を短く設定しておく。
【０７８６】
結晶成長速度取得手段８６は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得する手段である。結晶成長速度取得手段８６は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得する。
【０７８７】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶成長速度記憶手段８４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０７８８】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０７８９】
（式１８）
0004177488.tif 000195
ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲに基づいて、直径制御に関する引き上げ条件を決定する。結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとメルト位置ＭＰの移動速度との関係で決まるため、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬを決定すれば、所望の直径を得ることができる。シード上昇速度ＳＬは、下式を用いて決定すればよい。
【０７９０】
シード上昇速度ＳＬ＝結晶成長速度ＧＲ＋メルト位置ＭＰの移動速度
例えば、メルト位置ＭＰの移動速度が０である場合には、結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬと等しくなり、メルト位置ＭＰの移動速度が０でない場合には、該メルト位置ＭＰの移動速度に結晶成長速度ＧＲを加算した値がシード上昇速度ＳＬとなる。ルツボ上昇速度ＣＬは、結晶成長速度ＧＲに対するメルト位置ＭＰ下降量の補正分と、メルト位置ＭＰの移動速度とを加算して決定すればよい。引き上げ条件決定手段７６は、上記のようにして決定した引き上げ条件を直径制御手段８０に出力する。
【０７９１】
結晶成長速度制御手段８２は、結晶成長速度ＧＲの制御を実行する手段である。結晶成長速度制御手段８２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件から結晶成長速度ＧＲの制御に関する条件、例えば、シード上昇速度ＳＬを抽出して、結晶成長速度ＧＲを制御する。
【０７９２】
シード上昇速度制御手段８８は、シード上昇速度ＳＬの制御を実行する手段である。シード２０４がワイヤー２０８に接続されている場合には、ワイヤードラム２１０の回転速度を変化させて、シード上昇速度ＳＬを制御する。
【０７９３】
ルツボ上昇速度制御手段９０は、ルツボ上昇速度ＣＬの制御を実行する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬは、ルツボシャフト２３４の昇降速度を変化させて制御する。
【０７９４】
その他の構成は、第１３の形態と同じである。
【０７９５】
以下、上記のように構成される第１５の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【０７９６】
図５０は、本発明の第１５の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第１５の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０７９７】
（１）図４８に示すテーブルを予め作成しておく。
【０７９８】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３００でＮＯ）。
【０７９９】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３００でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図４８に示すテーブルから検索する（ステップＳ３０２）。
【０８００】
（４）ステップＳ３０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式１８に示す演算を実行し、結晶成長速度ＧＲを取得する（ステップＳ３０４）。
【０８０１】
（５）ステップＳ３０４で取得した結晶成長速度ＧＲを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ３０６）。
【０８０２】
（６）ステップＳ３０６で決定した引き上げ条件から結晶成長速度ＧＲを抽出し、当該抽出した結晶成長速度ＧＲに基づいて、結晶成長速度を制御する（ステップＳ３０８）。
【０８０３】
（７）ステップＳ３００からステップＳ３０８までの処理を繰り返す。
【０８０４】
以上説明した本発明の第１５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、結晶成長速度ＧＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【０８０５】
尚、上述した第１５の形態は、第１４の形態と組み合わせて構成してもよい。
【０８０６】
（第１６の形態）
本発明の第１６の形態は、第１５の形態をより好適に構成した発明である。結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとの差を調節することによって制御できる。所望の結晶成長速度ＧＲを達成するためには、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを制御目標とする結晶成長速度ＧＲに基づいて決定することが好ましい。
【０８０７】
本発明の第１６の形態は、上記観点から構成された発明であり、制御目標とする結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを適切に決定する技術を提供する。
【０８０８】
図５１は、本発明の第１６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１６の形態の構成を説明する。
【０８０９】
メルト下降深さ検出手段３４は、前述した第１０の形態に従って構成する。同図に示すように、第１０の形態に従って構成されたメルト下降深さ検出手段３４は、メルト深さ決定手段２２とルツボ形状テーブル１０を具備する。
【０８１０】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。ここで、結晶成長速度記憶手段８４も結晶成長長さＧＬに対応させて結晶成長速度ＧＲを記憶するため、結晶成長速度記憶手段８４と結晶直径記憶手段４０とを同一のテーブルで構成することが好ましい。
【０８１１】
図５２は、結晶直径記憶手段４０および結晶成長速度記憶手段８４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。同図に示すように、当該テーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶直径ＧＤを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドとを設ける。節点と区間との関係は、図４８に示すテーブルと同じである。
【０８１２】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【０８１３】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０８１４】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０８１５】
（式３０）
0004177488.tif 000196
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
結晶直径取得手段４２は、上記手順によって取得したＧＤ（ＧＬ）をルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【０８１６】
結晶成長速度取得手段８６は、第１０の形態で説明した手順に従って結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得し、該取得した結晶成長速度ＧＲをルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【０８１７】
ルツボ内径取得手段９２は、メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する手段である。ルツボ内径取得手段９２は、以下に示す手順でメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する。
【０８１８】
（１）メルト深さ決定手段２２から受信したメルト深さＭＤを検索キーとして、ルツボ形状テーブル１０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０８１９】
ＣＤ［ｎｔ−１］≦ＭＤ＜ＣＤ［ｎｔ］
ＣＤ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１におけるルツボ深さ、ＭＤ：メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さ、ＣＤ［ｎｔ］：接点ｎｔにおけるルツボ深さ
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納されたルツボ深さＣＤ［ｎｔ−１］およびＣＤ［ｎｔ］と、ＣＩ［ｎｔ−１］およびＣＩ［ｎｔ］とを用いて、下式の演算を実行する。
【０８２０】
（式３２）
0004177488.tif 000197
ＣＩ（ＭＤ）：メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さに対応するルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ＭＤ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト深さ
ルツボ内径取得手段９２は、上記手順によって取得したＣＩ（ＭＤ）をルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【０８２１】
ルツボ上昇速度算出手段９４は、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤと、ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径ＣＩと、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲとを用いて、ルツボ上昇速度ＣＬを算出する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬの算出は、下式を用いて行えばよい。
【０８２２】
（式１５）
0004177488.tif 000198
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径、ＧＲ：前記結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度
引き上げ条件決定手段７６は、上式を解いて得られたＣＬをルツボ上昇速度ＣＬとし、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲをシード上昇速度ＳＬとして決定し、当該決定したシード上昇速度およびルツボ上昇速度を引き上げ条件に含めて、直径制御手段８０に出力する。
【０８２３】
直径制御手段８０は、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件のうち、シード上昇速度ＳＬをシード上昇速度制御手段８８に出力し、ルツボ上昇速度ＣＬをルツボ上昇速度制御手段９０に出力する。
【０８２４】
その他の構成は、第１５の形態と同じである。
【０８２５】
以下、上記のように構成される第１６の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【０８２６】
図５３は、本発明の第１６の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第１６の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０８２７】
（１）ルツボ形状テーブル１０と、図５２に示すテーブルを予め作成しておく。
【０８２８】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３１０でＮＯ）。
【０８２９】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、前述した本発明の第１０の形態に従ってメルト深さＭＤを決定する（ステップＳ３１２）。
【０８３０】
（４）ステップＳ３１２で決定したメルト深さＭＤを検索キーとして、式３１の条件式を満たす値を格納した接点ｎｔ−１および接点ｎｔをルツボ形状テーブル１０から検索する（ステップＳ３１４）。
【０８３１】
（５）ステップＳ３１４の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３２に示す演算を実行し、ルツボ内径ＣＩを取得する（ステップＳ３１６）。
【０８３２】
（６）ステップＳ３１０で受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図５２に示すテーブルから検索する（ステップＳ３１８）。
【０８３３】
（７）ステップＳ３１８の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０に示す演算および式１８に示す演算を実行し、結晶直径ＧＤおよび結晶成長速度ＧＲを取得する（ステップＳ３２０）。
【０８３４】
（８）ステップＳ３１６で取得したルツボ内径ＣＩと、ステップＳ３２０で取得した結晶直径ＧＤおよび結晶成長速度ＧＲとを用いて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ３２２）。
【０８３５】
（９）ステップＳ３２２で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲを制御する（ステップＳ３２４）。
【０８３６】
（１０）ステップＳ３１０からステップＳ３２４までの処理を繰り返す。
【０８３７】
以上説明した本発明の第１６の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲを適切に制御することができる。
【０８３８】
（第１７の形態）
本発明の第１７の形態は、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御に係る発明である。結晶体の製造では、酸素濃度の制御やテール２４６形成時の消費電力を低減させる等の観点からメルト位置ＭＰを積極的に変化させたい場合がある。メルト位置ＭＰは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとを制御することによって変化させることができるが、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬは、結晶成長速度ＧＲを決定するパラメータでもある。従って、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲとを同時に制御するためには、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを適切に決定する必要がある。
【０８３９】
本発明の第１７の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲとを同時に制御する技術を提供する。
【０８４０】
図５４は、本発明の第１７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１７の形態の構成を説明する。
【０８４１】
メルト位置記憶手段１１４は、制御目標とするメルト位置ＭＰを記憶する手段である。メルト位置記憶手段１１４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするメルト位置ＭＰとを対応させて記憶する。ここで、結晶成長速度記憶手段８４も結晶成長長さＧＬに対応させて結晶成長速度ＧＲを記憶するため、結晶成長速度記憶手段８４とメルト位置記憶手段１１４とを同一のテーブルで構成することが好ましい。
【０８４２】
図５５は、結晶成長速度記憶手段８４およびメルト位置記憶手段１１４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。同図に示すように、当該テーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドと、制御目標とするメルト位置ＭＰを格納するフィールドとを設ける。節点と区間との関係は、図４８に示すテーブルと同じである。
【０８４３】
結晶成長速度記憶手段８４とメルト位置記憶手段１１４とが同一のテーブルで構成されていない場合には、両者の記憶内容を結晶成長長さＧＬを基準にマージして、図５５に示すような合成された一つのテーブルを生成する。このとき、当該合成したテーブルのすべての接点について、結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰの両方のデータを存在させるために、以下の手順で当該合成したテーブルを更新する。テーブルの更新は、以下の手順で行う。
【０８４４】
（１）メルト位置が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【０８４５】
（２）接点ｋよりも前の接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【０８４６】
（３）接点ｋよりも後ろの接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【０８４７】
（４）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４４）
0004177488.tif 000199
ＭＰ［ｋ］：接点ｋのメルト位置、ＭＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＭＰ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【０８４８】
（５）結晶成長速度が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【０８４９】
（６）接点ｋよりも前の接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【０８５０】
（７）接点ｋよりも後ろの接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【０８５１】
（８）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４５）
0004177488.tif 000200
ＧＲ［ｋ］：接点ｋの結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＧＲ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【０８５２】
以上の手順により、図５５に示すテーブルを生成する。
【０８５３】
メルト位置取得手段１１５は、メルト位置移動速度ＭＰＳを求めるために必要なデータを以下の手順取得する。
【０８５４】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、メルト位置記憶手段１１４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０８５５】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納されたメルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とを取得する。
【０８５６】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲと、メルト位置取得手段１１５が取得したＭＰ［ｎｔ−１］、ＭＰ［ｎｔ］、ＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する。このとき、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬの速度差を調節することによって達成し、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを同時に同じ量だけ増加または減少させることによって達成する。
【０８５７】
例えば、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰ［ｎｔ］が現在のメルト位置ＭＰよりも高い場合には、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとを同時に同じ量だけ速くし、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰ［ｎｔ］が現在のメルト位置ＭＰよりも低い場合には、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬの両方を同時に同じ量だけ遅くする。引き上げ条件決定手段７６は、このようにして決定したシード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを引き上げ条件の一つとして直径制御手段８０に出力する。
【０８５８】
直径制御手段８０は、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件からシード上昇速度ＳＬを抽出し、当該抽出したシード上昇速度ＳＬをシード上昇速度制御手段８８に出力するとともに、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件からルツボ上昇速度ＣＬを抽出し、当該抽出したルツボ上昇速度ＣＬをルツボ上昇速度制御手段９０に出力する。
【０８５９】
その他の構成は、第１５の形態と同じである。
【０８６０】
以下、上記のように構成される第１７の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【０８６１】
図５６は、本発明の第１７の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第１７の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０８６２】
（１）図５５に示すテーブルを予め作成しておく。
【０８６３】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３３０でＮＯ）。
【０８６４】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３３０でＹＥＳ）、当該受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図５５に示すテーブルから検索する（ステップＳ３３２）。
【０８６５】
（４）ステップＳ３３２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式１８に示す演算を実行し、結晶成長速度ＧＲと、メルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とを取得する（ステップＳ３３４）。
【０８６６】
（５）ステップＳ３３４で取得した結晶成長速度ＧＲおよびメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ３３６）。
【０８６７】
（６）ステップＳ３３６で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲを制御する（ステップＳ３３８）。
【０８６８】
（７）ステップＳ３３０からステップＳ３３８までの処理を繰り返す。
【０８６９】
以上説明した本発明の第１７の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰとに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御が可能になる。
【０８７０】
尚、上述した第１７の形態は、第１６の形態と組み合わせて構成してもよい。
【０８７１】
（第１８の形態）
本発明の第１８の形態は、不足熱量を調節して結晶体の直径を制御する発明である。結晶体２０６は、メルト２０２に供給した熱量とメルト２０２が放出される熱量との差、いわゆる不足熱量に応じて固化する。
【０８７２】
図５７は、本発明の第１８の形態による不足熱量の制御概念を示す概念図である。同図に示すように、不足熱量は、メルト２０２に供給した供給熱量ＱＩＮと、該メルト２０２から放出する放出熱量ＱＯＵＴによって決まる。不足熱量は、結晶体２０６が固化する際に放出される熱量であり、凝固熱とも言われる。不足熱量が多いときには、結晶体２０６が固化する量も多いので、結晶直径ＧＤが大きくなる。従って、不足熱量を適切に調節すれば、所望の結晶直径ＧＤを有する結晶体２０６を製造することができる。例えば、結晶直径ＧＤを大きくしたい場合には、供給熱量ＱＩＮを少なくするか又は放出熱量ＱＯＵＴを多くする。一方、結晶直径ＧＤを小さくしたい場合には、供給熱量ＱＩＮを多くするか又は放出熱量ＱＯＵＴを少なくする。
【０８７３】
さらに、結晶体の直径を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させるには、制御目標とする供給熱量ＱＩＮまたは放出熱量ＱＯＵＴを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。これは、供給熱量ＱＩＮまたは放出熱量ＱＯＵＴによって、急激に直径を変化させたい場合、例えば、クラウンの形成開始時に特に有効である。
【０８７４】
本発明の第１８の形態は、上記観点から構成された発明であり、不足熱量を調節して結晶直径ＧＤを制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとの正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０８７５】
図５８は、本発明の第１８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第１８の形態の構成を説明する。
【０８７６】
供給熱量記憶手段１００は、制御目標とする供給熱量ＱＩＮを記憶する手段である。供給熱量記憶手段１００は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする供給熱量ＱＩＮとを対応させて記憶する。
【０８７７】
図５９は、供給熱量記憶手段１００の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、供給熱量記憶手段１００は、テーブルとして構成することが好ましい。供給熱量記憶手段１００をテーブルとして構成する場合には、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする供給熱量ＱＩＮを格納するフィールドを設ける。
【０８７８】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０８７９】
図６０は、供給熱量記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。供給熱量記憶手段１００は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする供給熱量ＱＩＮとを格納してゆく。結晶成長長さＧＬと供給熱量ＱＩＮを格納する間隔は、結晶体２０６の直径が大きく変化する部分で短くし、結晶体２０６の直径があまり変化しない部分では長くすることが好ましい。例えば、クラウン２４２とテール２４６は、結晶成長長さＧＬに対して結晶直径ＧＤが大きく変化するため、格納間隔を短くし、ボディ２４４は、結晶直径ＧＤが一定であるので格納間隔を長くする。
【０８８０】
供給熱量取得手段１０１は、結晶成長長さＧＬに対応する供給熱量ＱＩＮを取得する手段である。供給熱量取得手段１０１は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する供給熱量ＱＩＮを取得する。
【０８８１】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、供給熱量記憶手段１００から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０８８２】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０８８３】
（式３４）
0004177488.tif 000201
ＱＩＮ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する供給熱量、ＱＩＮ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された供給熱量、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された供給熱量、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、供給熱量取得手段１０１が取得した供給熱量ＱＩＮに基づいて、不足熱量の制御に関する引き上げ条件を決定する。例えば、供給熱量ＱＩＮを調節する場合には、メルト位置ＭＰ、ヒーター２４８の位置、ヒーター２４８の温度を引き上げ条件として決定する。また、放出熱量ＱＯＵＴを調節する場合には、メルト２０２の上方に配設した輻射板の位置を引き上げ条件として決定する。引き上げ条件決定手段７６は、当該決定した引き上げ条件を直径制御手段８０に出力する。
【０８８４】
不足熱量制御手段９６は、不足熱量の制御を実行する手段である。不足熱量制御手段９６は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の一つである供給熱量ＱＩＮまたは放出熱量ＱＯＵＴに基づいて、メルト位置ＭＰ、ヒーター２４８の位置、ヒーター２４８の温度等を調節する。
【０８８５】
その他の構成は、第１３の形態と同じである。
【０８８６】
尚、上述した例では、供給熱量ＱＩＮを記憶する構成としたが、放出熱量ＱＯＵＴを記憶する構成としてもよい。
【０８８７】
以下、上記のように構成される第１８の形態に係る結晶体の製造装置が不足熱量を制御する際の動作を説明する。
【０８８８】
図６１は、本発明の第１８の形態に係る不足熱量の制御手順を示すフローチャートである。第１８の形態に係る不足熱量の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０８８９】
（１）図５９に示すテーブルを予め作成しておく。
【０８９０】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３４０でＮＯ）。
【０８９１】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３４０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図５９に示すテーブルから検索する（ステップＳ３４２）。
【０８９２】
（４）ステップＳ３４２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３４に示す演算を実行し、供給熱量ＱＩＮを取得する（ステップＳ３４４）。
【０８９３】
（５）ステップＳ３４４で取得した供給熱量ＱＩＮに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ３４６）。
【０８９４】
（６）ステップＳ３４６で決定した引き上げ条件に基づいて、供給熱量ＱＩＮまたは放出熱量ＱＯＵＴを調節し、不足熱量を制御する（ステップＳ３４８）。
【０８９５】
（７）ステップＳ３４０からステップＳ３４８までの処理を繰り返す。
【０８９６】
以上説明した本発明の第１８の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、不足熱量が制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【０８９７】
尚、上述した第１８の形態は、第１５の形態乃至第１７の形態、即ち、結晶成長速度ＧＲの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【０８９８】
（第１９の形態）
本発明の第１９の形態は、酸素濃度の制御に係る発明である。結晶体の酸素濃度は、結晶体の品質を決める上で重要なパラメータである。結晶体の酸素濃度は、メルト重量ＭＷやメルト２０２の温度分布等の結晶体の成長に伴って変化するパラメータの影響を受ける。従って、所望の酸素濃度を得るためには、結晶成長長さＧＬに応じて酸素濃度の制御を実行する必要がある。また、結晶成長長さＧＬに応じた酸素濃度の制御は、固化率に対応した酸素濃度の制御となり、結晶体の抵抗率と酸素濃度とを所望の対応関係にするためにも重要である。
【０８９９】
本発明の第１９の形態は、上記事情に鑑みて構成された発明であり、結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【０９００】
図６２は、本発明の第１９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１９の形態の構成を説明する。
【０９０１】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに応じて、シード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度ＣＲ、メルト位置ＭＰ、供給熱量ＱＩＮ、不活性ガスの流量や磁界の印加状態等の結晶体２０６の酸素濃度制御に関する引き上げ条件を決定する。引き上げ条件決定手段７６は、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９０２】
酸素濃度制御手段１０２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件に基づいて、結晶体２０６の酸素濃度の制御を実行する手段である。酸素濃度制御手段１０２は、酸素濃度制御に関する引き上げ条件を受信し、当該受信した引き上げ条件を実行する。引き上げ条件の実行は、当該受信した引き上げ条件をシードを回転させるモータやルツボを回転させるモータに出力して行う。
【０９０３】
その他の構成は、前述した第１１の形態と同じである。
【０９０４】
図６３は、本発明の第１９の形態によって製造された結晶体の抵抗率と酸素濃度との関係を示す概念図である。同図に示す結晶体は、固化率、即ち結晶成長長さＧＬに応じて酸素濃度を制御することによって製造されたものである。当該結晶体は、同図に示すように、ＯＡ、ＯＢおよびＯＣの酸素濃度領域を有している。固化率と抵抗率の関係は、同図中のグラフに示すような関数として一般に知られており、各酸素濃度領域ＯＡ、ＯＢおよびＯＣと抵抗率との関係は、同図に示すようになる。その結果、当該結晶体からは、所望の酸素濃度と抵抗率を有するウェハを切り出すことができる。
【０９０５】
以下、上記のように構成される第１９の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【０９０６】
図６４は、本発明の第１９の形態に係る結晶体の酸素濃度制御手順を示すフローチャートである。第１９の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０９０７】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ３５０）。
【０９０８】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ３５２）。
【０９０９】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ３５４）。
【０９１０】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ３５６）。
【０９１１】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ３５８）。
【０９１２】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ３６０）。
【０９１３】
（７）ステップＳ３５６からステップＳ３６０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ３６２）。
【０９１４】
（８）ステップＳ３６２で算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ３６４）。
【０９１５】
（９）ステップＳ３６４で決定した引き上げ条件のうち、酸素濃度に関する引き上げ条件を実行し、結晶体２０６の酸素濃度を制御する（ステップＳ３６６）。
【０９１６】
（１０）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ３５６からステップＳ３６６までの処理を繰り返す。
【０９１７】
以上説明した本発明の第１９の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶体２０６の酸素濃度が制御されるため、所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい酸素濃度制御が実現できる。また、固化率に応じて、所望の酸素濃度分布を有する結晶体を製造することもできる。
【０９１８】
尚、上述した第１９の形態は、直径制御に係る第１３乃至第１８の形態を組み合わせて構成してもよい。これにより、所望の直径および所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【０９１９】
（第２０の形態）
本発明の第２０の形態は、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明である。シード回転速度ＳＲは、結晶体の酸素濃度を決めるパラメータの１つである。シード回転速度ＳＲを変化させると、結晶体の面内での酸素濃度の分布および濃度が変化する。従って、シード回転速度ＳＲを適切に調節すれば、他の酸素濃度制御パラメータと組み合わせて、所望の酸素濃度を有する結晶体を得ることができる。
【０９２０】
図６５は、シード回転速度と酸素濃度との関係を示すグラフである。同図に示すように、結晶体２０６の酸素濃度とシード回転速度ＳＲと間には一定の関係がある。従って、同図に示すようなグラフを予め作成しておけば、シード回転速度ＳＲを酸素濃度の制御パラメータとして使用できる。尚、酸素濃度とシード回転速度ＳＲとの関係は、ホットゾーンのサイズやチャージ量等の他の引き上げ条件によって変化する。
【０９２１】
本発明の第２０の形態は、上記観点から構成された発明であり、シード回転速度ＳＲを調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【０９２２】
図６６は、本発明の第２０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第２０の形態の構成を説明する。
【０９２３】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに基づいてシード回転速度ＳＲを決定し、該決定したシード回転速度ＳＲを引き上げ条件の一つとして酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９２４】
シード回転速度制御手段１０４は、シード２０４の回転速度の制御を実行する手段である。シード回転速度ＳＲは、シード２０４を回転させるためのモータ（以下、「シード回転モータという。」）の回転速度を調節して制御する。シード回転速度制御手段１０４は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、シード回転速度ＳＲを抽出し、該抽出したシード回転速度ＳＲを電気信号に変換してシード回転モータに出力する。その結果、引き上げ条件決定手段７６が決定したシード回転速度ＳＲでシード２０４および結晶体２０６が回転する。
【０９２５】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【０９２６】
以上のように構成される本発明の第２０の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、シード回転速度ＳＲが制御されるため、固化率に対応した酸素濃度の制御となり、所望の位置に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【０９２７】
（第２１の形態）
本発明の第２１の形態は、第２０の形態をより好適に構成した発明である。結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とするシード回転速度ＳＲを酸素濃度を結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【０９２８】
本発明の第２１の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０９２９】
図６７は、本発明の第２１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第２１の形態の構成を説明する。
【０９３０】
シード回転速度記憶手段１０６は、制御目標とするシード回転速度ＳＲを記憶する手段である。シード回転速度記憶手段１０６は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするシード回転速度ＳＲとを対応させて記憶する。
【０９３１】
図６８は、シード回転速度記憶手段１０６の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、シード回転速度記憶手段１０６は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするシード回転速度ＳＲを格納するフィールドとを設ける。
【０９３２】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０９３３】
図６９は、シード回転速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。シード回転速度記憶手段１０６は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするシード回転速度ＳＲとを格納してゆく。
【０９３４】
シード回転速度取得手段１０７は、結晶成長長さＧＬに対応するシード回転速度ＳＲを取得する手段である。シード回転速度取得手段１０７は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するシード回転速度ＳＲを取得する。
【０９３５】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、シード回転速度記憶手段１０６から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０９３６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０９３７】
（式３５）
0004177488.tif 000202
ＳＲ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するシード回転速度、ＳＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたシード回転速度、ＳＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたシード回転速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、シード回転速度取得手段１０７が取得したシード回転速度ＳＲを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９３８】
シード回転速度制御手段１０４は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、シード回転速度ＳＲを抽出し、該抽出したシード回転速度ＳＲを電気信号に変換してシード回転モータに出力する。
【０９３９】
その他の構成は、第２０の形態と同じである。
【０９４０】
以下、上記のように構成される第２１の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【０９４１】
図７０は、本発明の第２１の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第２１の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０９４２】
（１）図６８に示すテーブルを予め作成しておく。
【０９４３】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３７０でＮＯ）。
【０９４４】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３７０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図６８に示すテーブルから検索する（ステップＳ３７２）。
【０９４５】
（４）ステップＳ３７２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３５に示す演算を実行し、シード回転速度ＳＲを取得する（ステップＳ３７４）。
【０９４６】
（５）ステップＳ３７４で取得したシード回転速度ＳＲを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ３７６）。
【０９４７】
（６）ステップＳ３７６で決定したシード回転速度ＳＲに基づいて、シード２０４の回転速度を制御する（ステップＳ３７８）。
【０９４８】
（７）ステップＳ３７０からステップＳ３７８までの処理を繰り返す。
【０９４９】
以上説明した本発明の第２１の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、シード回転速度ＳＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とが、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【０９５０】
（第２２の形態）
本発明の第２２の形態は、ルツボ回転速度ＣＲの制御に係る発明である。ルツボ回転速度ＣＲは、結晶体の酸素濃度を決めるパラメータの１つである。ルツボ回転速度ＣＲを変化させると、結晶成長界面の酸素濃度が変化する。ルツボ回転速度ＣＲの変化によって酸素濃度が変化する一つ目の原因は、メルト２０２と石英るつぼ２２８の摩擦の変化によるものである。例えば、ルツボ回転速度ＣＲを速くすると、メルト２０２と石英るつぼ２２８との摩擦が大きくなって、より多くの酸素がメルト２０２内に溶出する。ルツボ回転速度ＣＲの変化によって酸素濃度が変化する二つ目の原因は、メルト２０２の遠心力に起因するものである。例えば、ルツボ回転速度ＣＲを速くすると、ルツボ２００内のメルト２０２に遠心力が働き、メルト２０２の対流が抑制される。その結果、ルツボ２００付近の温度が高くなり、より多くの酸素がメルト２０２内に溶出する。従って、ルツボ回転速度ＣＲを適切に調節すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を得ることができる。
【０９５１】
図７１は、ルツボ回転速度と酸素濃度との関係を示すグラフである。同図に示すように、結晶体２０６の酸素濃度とルツボ回転速度ＣＲと間には一定の関係がある。従って、同図に示すようなグラフを予め作成しておけば、ルツボ回転速度ＣＲを酸素濃度の制御パラメータとして使用できる。尚、酸素濃度とルツボ回転速度ＣＲとの関係は、ホットゾーンのサイズやチャージ量等の他の引き上げ条件によって変化する。
【０９５２】
本発明の第２２の形態は、上記観点から構成された発明であり、ルツボ回転速度ＣＲを調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【０９５３】
図７２は、本発明の第２２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第２２の形態の構成を説明する。
【０９５４】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに基づいてルツボ回転速度ＣＲを決定し、該決定したルツボ回転速度ＣＲを引き上げ条件の一つとして酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９５５】
ルツボ回転速度制御手段１０８は、ルツボ回転速度ＣＲの制御を実行する手段である。ルツボ回転速度ＣＲは、ルツボ２００を回転させるためのモータ（以下、「ルツボ回転モータという。」）の回転速度を調節して制御する。ルツボ回転速度制御手段１０８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、ルツボ回転速度ＣＲを抽出し、該抽出したルツボ回転速度ＣＲを電気信号に変換してルツボ回転モータに出力する。その結果、引き上げ条件決定手段７６が決定したルツボ回転速度ＣＲでルツボ２００および該ルツボ２００内のメルト２０２が回転する。
【０９５６】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【０９５７】
以上のように構成される本発明の第２２の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、ルツボ回転速度ＣＲが制御されるため、所望の位置に所望の酸素濃度、即ち、所望の固化率の位置に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【０９５８】
尚、上述した第２２の形態は、第２０の形態または第２１の形態、即ち、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【０９５９】
（第２３の形態）
本発明の第２３の形態は、第２２の形態をより好適に構成した発明である。結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とするルツボ回転速度ＣＲを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【０９６０】
本発明の第２３の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０９６１】
図７３は、本発明の第２３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第２３の形態の構成を説明する。
【０９６２】
ルツボ回転速度記憶手段１１０は、制御目標とするルツボ回転速度ＣＲを記憶する手段である。ルツボ回転速度記憶手段１１０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするルツボ回転速度ＣＲとを対応させて記憶する。
【０９６３】
図７４は、ルツボ回転速度記憶手段１１０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、ルツボ回転速度記憶手段１１０は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするルツボ回転速度ＣＲを格納するフィールドとを設ける。
【０９６４】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０９６５】
図７５は、ルツボ回転速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。ルツボ回転速度記憶手段１１０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするルツボ回転速度ＣＲとを格納してゆく。
【０９６６】
ルツボ回転速度取得手段１１１は、結晶成長長さＧＬに対応するルツボ回転速度ＣＲを取得する手段である。ルツボ回転速度取得手段１１１は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するルツボ回転速度ＣＲを取得する。
【０９６７】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、ルツボ回転速度記憶手段１１０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【０９６８】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【０９６９】
（式３６）
0004177488.tif 000203
ＣＲ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するルツボ回転速度、ＣＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ回転速度、ＣＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ回転速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、ルツボ回転速度取得手段１１１が取得したルツボ回転速度ＣＲを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９７０】
ルツボ回転速度制御手段１０８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、ルツボ回転速度ＣＲを抽出し、該抽出したルツボ回転速度ＣＲを電気信号に変換してルツボ回転モータに出力する。
【０９７１】
その他の構成は、第２２の形態と同じである。
【０９７２】
以下、上記のように構成される第２３の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【０９７３】
図７６は、本発明の第２３の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第２３の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【０９７４】
（１）図７４に示すテーブルを予め作成しておく。
【０９７５】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３８０でＮＯ）。
【０９７６】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３８０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図７４に示すテーブルから検索する（ステップＳ３８２）。
【０９７７】
（４）ステップＳ３８２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３６に示す演算を実行し、ルツボ回転速度ＣＲを取得する（ステップＳ３８４）。
【０９７８】
（５）ステップＳ３８４で取得したルツボ回転速度ＣＲを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ３８６）。
【０９７９】
（６）ステップＳ３８６で決定したルツボ回転速度ＣＲに基づいて、ルツボ２００の回転速度を制御する（ステップＳ３８８）。
【０９８０】
（７）ステップＳ３８０からステップＳ３８８までの処理を繰り返す。
【０９８１】
以上説明した本発明の第２３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ルツボ回転速度ＣＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とが、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【０９８２】
（第２４の形態）
本発明の第２４の形態は、メルト位置ＭＰの制御に係る発明である。メルト位置ＭＰは、結晶体の酸素濃度を決めるパラメータの１つである。メルト位置ＭＰの移動による酸素濃度の制御は、次のようなメカニズムで行われる。
【０９８３】
まず、ルツボ２００を移動させて、メルト位置ＭＰを所望の高さに調節する。すると、ルツボ２００と該ルツボ２００の周囲に配設されたヒーターとの位置関係が変化する。ルツボ２００とヒーターとの位置関係が変化すると、不足熱量に影響がでて結晶直径ＧＤが変動するため、ヒーターの温度を調節して不足熱量の変化を防止する。ヒーターの温度を調節すると、メルト２０２と石英るつぼ２２８との接触部に温度変化が生じて、石英るつぼ２２８からメルト２０２に溶出する酸素の量が変化する。
【０９８４】
例えば、メルト位置ＭＰを高くすると、ルツボ２００がヒーターから突出する長さが長くなり、メルト２０２およびルツボ２００の上方から放出する放出熱量ＱＯＵＴが増加するとともに、供給熱量ＱＩＮが減少する。これにより、不足熱量（＝放出熱量ＱＯＵＴ−供給熱量ＱＩＮ）が増加するので、ヒーターの温度を上昇させて不足熱量の上昇を防止して結晶直径を維持する。ヒーターの温度が上がると、該ヒーターの近くに位置するルツボ２００の底面が集中的に加熱されて、ルツボ２００の底面付近の温度が上昇し、酸素の溶出量が増加する。従って、メルト位置ＭＰを適切に調節すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を得ることができる。
【０９８５】
図７７は、メルト位置と酸素濃度との関係を示すグラフである。同図に示すように、結晶体２０６の酸素濃度とメルト位置ＭＰと間には一定の関係がある。従って、同図に示すようなグラフを予め作成しておけば、メルト位置ＭＰを酸素濃度の制御パラメータとして使用できる。尚、同図に示すメルト位置は、ヒーターの上端からの距離で示しているが、ヒーターが固定されている場合には、大地からの距離で求めればよい。また、酸素濃度とメルト位置ＭＰとの関係は、ホットゾーンのサイズやチャージ量等の他の引き上げ条件によって変化する。
【０９８６】
本発明の第２４の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト位置ＭＰを調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【０９８７】
図７８は、本発明の第２４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第２４の形態の構成を説明する。
【０９８８】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに基づいてメルト位置ＭＰを決定し、該決定したメルト位置ＭＰを引き上げ条件の一つとして酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【０９８９】
メルト位置制御手段１１２は、メルト位置ＭＰの制御を実行する手段である。メルト位置ＭＰは、ルツボ２００を昇降させることにより調節することができるが、ルツボ２００のみを昇降させると結晶成長速度ＧＲが変化するため、シード２０４の位置も同時に制御する必要がある。従って、前述した第１７の形態と同様に、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを操作することにより、メルト位置ＭＰを変化させることが好ましい。第１７の形態と同様に構成する場合には、メルト位置制御手段１１２にシード上昇速度制御手段８８とルツボ上昇速度制御手段９０を設ける。メルト位置制御手段１１２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、メルト位置ＭＰを抽出し、該抽出したメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬやルツボ上昇速度ＣＬを変化させて、メルト位置ＭＰを制御する。このとき、結晶直径ＧＤの変動を防止するために、メルト位置ＭＰの変化に応じてヒーターの温度も調節することが好ましい。
【０９９０】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【０９９１】
以上のように構成される本発明の第２４の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、所望の位置、即ち、固化率に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【０９９２】
尚、上述した第２４の形態は、第２０の形態乃至第２３の形態、即ち、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明やルツボ回転速度ＣＲの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【０９９３】
（第２５の形態）
本発明の第２５の形態は、第２４の形態をより好適に構成した発明である。結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とするメルト位置ＭＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【０９９４】
本発明の第２５の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【０９９５】
図７９は、本発明の第２５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第２５の形態の構成を説明する。
【０９９６】
メルト位置記憶手段１１４は、制御目標とするメルト位置ＭＰを記憶する手段である。メルト位置記憶手段１１４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするメルト位置ＭＰとを対応させて記憶する。
【０９９７】
図８０は、メルト位置記憶手段１１４の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、メルト位置記憶手段１１４は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするメルト位置ＭＰを格納するフィールドとを設ける。
【０９９８】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【０９９９】
図８１は、メルト位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。メルト位置記憶手段１１４は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするメルト位置ＭＰとを格納してゆく。
【１０００】
メルト位置取得手段１１５は、結晶成長長さＧＬに対応するメルト位置ＭＰを取得する手段である。メルト位置取得手段１１５は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するメルト位置ＭＰを取得する。
【１００１】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、メルト位置記憶手段１１４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１００２】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１００３】
（式３３）
0004177488.tif 000204
ＭＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するメルト位置、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１００４】
メルト位置制御手段１１２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、メルト位置ＭＰを抽出し、該抽出したメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬやルツボ上昇速度ＣＬを操作する。
【１００５】
その他の構成は、第２４の形態と同じである。
【１００６】
以下、上記のように構成される第２５の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１００７】
図８２は、本発明の第２５の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第２５の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１００８】
（１）図８０に示すテーブルを予め作成しておく。
【１００９】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ３９０でＮＯ）。
【１０１０】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ３９０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図８０に示すテーブルから検索する（ステップＳ３９２）。
【１０１１】
（４）ステップＳ３９２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３３に示す演算を実行し、メルト位置ＭＰを取得する（ステップＳ３９４）。
【１０１２】
（５）ステップＳ３９４で取得したメルト位置ＭＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ３９６）。
【１０１３】
（６）ステップＳ３９６で決定したメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを操作し、メルト位置ＭＰを制御する（ステップＳ３９８）。
【１０１４】
（７）ステップＳ３９０からステップＳ３９８までの処理を繰り返す。
【１０１５】
以上説明した本発明の第２５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１０１６】
（第２６の形態）
本発明の第２６の形態は、メルト２０２周辺の熱環境を調節して結晶体の酸素濃度を制御する発明である。前述したように、メルト２０２と石英るつぼ２２８の接触部に温度変化が生じると、メルト２０２に溶出する酸素の量が変化する。メルト２０２と石英るつぼ２２８の接触部の温度は、メルト２０２周辺の熱環境によって決まる。
【１０１７】
図８３は、本発明の第２６の形態によるメルト周辺の熱環境の制御の概念を示す概念図である。同図に示すように、メルト２０２周辺の熱環境は、ルツボ２００とヒーター２４８との重なり具合やヒーター２４８の温度によって決まるため、これらの条件を適切に調節すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１０１８】
さらに、上記のようなメルト周辺の熱環境の制御に際し、メルト位置ＭＰと、ヒーター位置ＨＰと、ヒーター２４８の温度との関係を適切に決定すれば、結晶直径ＧＤが変動する原因となる不足熱量の変化を防止することができる。
【１０１９】
本発明の第２６の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト２０２周辺の熱環境を調節して結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【１０２０】
図８４は、本発明の第２６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第２６の形態の構成を説明する。
【１０２１】
引き上げ条件決定手段７６は、メルト２０２周辺の熱環境の制御に関する引き上げ条件を決定する。例えば、メルト位置ＭＰ、ヒーター位置ＨＰ、ヒーター２４８の温度およびメルト２０２の上方に配設した輻射板の位置を不足熱量が一定で、かつ、メルト２０２と石英るつぼ２２８との接触部の温度が変化するように決定する。引き上げ条件決定手段７６は、上記のようにして決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１０２２】
熱環境制御手段９８は、メルト２０２周辺の熱環境の制御を実行する手段である。熱環境制御手段９８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件から、メルト２０２周辺の熱環境の制御に関する条件を抽出し、該抽出した条件を実行する。例えば、酸素濃度を増加させたい場合には、ヒーター位置ＨＰを下げながらヒーターの温度をあげて、不足熱量を一定に保った状態でメルト２０２と石英るつぼ２２８との接触部の温度を上昇させる。
【１０２３】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【１０２４】
以上のように構成される本発明の第２６の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト２０２周辺の熱環境が制御されるため、所望の位置に、即ち、所望の固化率に対応して所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１０２５】
尚、上述した第２６の形態は、第２０の形態乃至第２５の形態、即ち、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明、ルツボ回転速度ＣＲの制御に係る発明またはメルト位置ＭＰの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【１０２６】
（第２７の形態）
本発明の第２７の形態は、第２６の形態をより好適に構成した発明である。結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とするヒーター位置ＨＰまたはヒーター２４８の温度を結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１０２７】
本発明の第２７の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１０２８】
図８５は、本発明の第２７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第２７の形態の構成を説明する。
【１０２９】
ヒーター位置記憶手段１４３は、制御目標とするヒーター位置ＨＰを記憶する手段である。ヒーター位置記憶手段１４３は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするヒーター位置ＨＰとを対応させて記憶する。
【１０３０】
図８６は、ヒーター位置記憶手段１４３の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、ヒーター位置記憶手段１４３は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするヒーター位置ＨＰを格納するフィールドとを設ける。
【１０３１】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１０３２】
図８７は、ヒーター位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。ヒーター位置記憶手段１４３は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするヒーター位置ＨＰとを格納してゆく。
【１０３３】
ヒーター位置取得手段１４４は、結晶成長長さＧＬに対応するヒーター位置ＨＰを取得する手段である。ヒーター位置取得手段１４４は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するヒーター位置ＨＰを取得する。
【１０３４】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、ヒーター位置記憶手段１４３から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１０３５】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１０３６】
（式３７）
0004177488.tif 000205
ＨＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するヒーター位置、ＨＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたヒーター位置、ＨＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたヒーター位置、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、ヒーター位置取得手段１４４が取得したヒーター位置ＨＰと、ヒーター２４８の移動によって生じる不足熱量の変動を防止するヒーター２４８の温度を引き上げ条件として決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１０３７】
熱環境制御手段９８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、ヒーター位置ＨＰおよびヒーター２４８の温度を抽出し、該抽出したヒーター位置ＨＰにヒーター２４８を移動させ、ヒーター２４８に供給する電力を調節して該抽出したヒーター２４８の温度を達成する。
【１０３８】
その他の構成は、第２６の形態と同じである。
【１０３９】
尚、上述した例では、ヒーター位置ＨＰを記憶する構成としたが、ヒーター温度を記憶する構成としてもよい。
【１０４０】
以下、上記のように構成される第２７の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１０４１】
図８８は、本発明の第２７の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第２７の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１０４２】
（１）図８６に示すテーブルを予め作成しておく。
【１０４３】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４００でＮＯ）。
【１０４４】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４００でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図８６に示すテーブルから検索する（ステップＳ４０２）。
【１０４５】
（４）ステップＳ４０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３７に示す演算を実行し、ヒーター位置ＨＰを取得する（ステップＳ４０４）。
【１０４６】
（５）ステップＳ４０４で取得したヒーター位置ＨＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４０６）。
【１０４７】
（６）ステップＳ４０６で決定したヒーター位置ＨＰに基づいて、ヒーター位置ＨＰおよびヒーター２４８の温度を調節し、メルト２０２周辺の熱環境を制御する（ステップＳ４０８）。
【１０４８】
（７）ステップＳ４００からステップＳ４０８までの処理を繰り返す。
【１０４９】
以上説明した本発明の第２７の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ヒーター位置ＨＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１０５０】
（第２８の形態）
本発明の第２８の形態は、不活性ガスの流れを調節して結晶体の酸素濃度を制御する発明である。メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れは、結晶体の酸素濃度を決めるパラメータの１つである。メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れを変化させると、結晶成長界面の酸素濃度が変化する。これは、メルト２０２の表面に沿って流れる不活性ガスがメルト２０２から蒸発した酸素を取り除くため、酸素の蒸発が活性され、その結果、メルト２０２内の酸素濃度が低くなることに起因する。ただし、メルト２０２表面に沿って流れる不活性ガスの速度が速いと、メルト２０２の表面が冷却されるため、逆に酸素の蒸発量が抑制され、メルト２０２内の酸素濃度が高くなる。
【１０５１】
図８９は、ガスの流量と酸素濃度との関係を示すグラフである。同図に示すように、結晶体２０６の酸素濃度とガス流量と間には一定の関係がある。従って、同図に示すようなグラフを予め作成しておけば、ガス流量を酸素濃度の制御パラメータとして使用できる。尚、酸素濃度とガス流量との関係は、ホットゾーンのサイズやチャージ量等の他の引き上げ条件によって変化する。
【１０５２】
本発明の第２８の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れを調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【１０５３】
図９０は、本発明の第２８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第２８の形態の構成を説明する。
【１０５４】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに基づいてメルト２０２表面付近の不活性ガスの流れを決定し、該決定したガスの流れを引き上げ条件の一つとして酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１０５５】
ガス流制御手段１１６は、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れの制御を実行する手段である。メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れは、炉内への不活性ガスの供給量または結晶体２０６の周囲に配設した整流板の位置を変化させることによって制御できる。
【１０５６】
図９１は、不活性ガスの流れを制御するための構造を示す一部断面図である。同図に示すように、チャンバー２５０の上方に設けた不活性ガス導入口に流量コントローラ２５２を接続し、チャンバー２５０内に供給する不活性ガス２５６の流量を調節する。その結果、メルト２０２の表面に衝突する不活性ガスの量が変化し、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れが制御される。
【１０５７】
一方、結晶体２０６の周囲に配設した整流板２５４の位置を移動させて、メルト２０２表面付近での不活性ガス２５６の流れを制御する方法もある。このとき、整流板２５４は、結晶体２０６との間隔を調節するように移動させても、メルト２０２の表面との間隔を調節するように移動させてもよい。整流板２５４と結晶体２０６との間隔を変化させると、整流板２５４と結晶体２０６の間に流れる不活性ガス２５６の流れが変化する。その結果、メルト２０２表面付近での不活性ガスの流れが変化して、酸素の蒸発量が制御される。また、整流板２５４の下端とメルト２０２の表面との間隔を変化させると、整流板２５４の下端とメルト２０２の表面との間を通過する不活性ガス２５６の流れが変化する。その結果、メルト２０２表面付近での不活性ガスの流れが変化して、酸素の蒸発量が制御される。
【１０５８】
このように、整流板２５４の移動には、２通りの方法が考えられるため、引き上げ条件として定義する整流板位置ＶＰは、結晶体２０６からの距離としても、メルト２０２の表面からの距離としてもよい。
【１０５９】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【１０６０】
以上のように構成される本発明の第２８の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れが制御されるため、所望の位置、即ち、所望の固化率に対応して所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１０６１】
尚、上述した第２８の形態は、第２０の形態乃至第２７の形態、即ち、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明、ルツボ回転速度ＣＲの制御に係る発明、メルト位置ＭＰの制御に係る発明またはメルト周辺の熱環境の制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【１０６２】
（第２９の形態）
本発明の第２９の形態は、不活性ガスの供給量を調節して不活性ガスの流れを制御する発明である。前述したように、不活性ガスの供給量は、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れを制御するパラメータの１つである。従って、不活性ガスの供給量を適切に調節すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１０６３】
さらに、結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とするガス供給量ＦＲを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１０６４】
本発明の第２９の形態は、上記観点から構成された発明であり、不活性ガスの供給量を調節して結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１０６５】
図９２は、本発明の第２９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第２９の形態の構成を説明する。
【１０６６】
ガス供給量記憶手段１２０は、制御目標とするガス供給量ＦＲを記憶する手段である。ガス供給量記憶手段１２０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするガス供給量ＦＲとを対応させて記憶する。
【１０６７】
図９３は、ガス供給量記憶手段１２０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、ガス供給量記憶手段１２０は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするガス供給量ＦＲを格納するフィールドとを設ける。
【１０６８】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１０６９】
図９４は、ガス供給量記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。ガス供給量記憶手段１２０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするガス供給量ＦＲとを格納してゆく。
【１０７０】
ガス供給量取得手段１２１は、結晶成長長さＧＬに対応するガス供給量ＦＲを取得する手段である。ガス供給量取得手段１２１は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するガス供給量ＦＲを取得する。
【１０７１】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、ガス供給量記憶手段１２０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１０７２】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１０７３】
（式３８）
0004177488.tif 000206
ＦＲ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するガス供給量、ＦＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたガス供給量、ＦＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたガス供給量、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、ガス供給量取得手段１２１が取得したガス供給量ＦＲを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１０７４】
ガス供給量制御手段１１８は、不活性ガス供給量の制御を実行する手段である。ガス供給量制御手段１１８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、ガス供給量ＦＲを抽出し、該抽出したガス供給量ＦＲを図９１に示す流量コントローラ２５２に出力する。
【１０７５】
流量コントローラ２５２は、ガス供給量制御手段１１８から受信したガス供給量ＦＲに基づいて、チャンバー２５０内に供給する不活性ガスの量を調節する。
【１０７６】
その他の構成は、第２８の形態と同じである。
【１０７７】
以下、上記のように構成される第２９の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１０７８】
図９５は、本発明の第２９の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第２９の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１０７９】
（１）図９３に示すテーブルを予め作成しておく。
【１０８０】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４１０でＮＯ）。
【１０８１】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図９３に示すテーブルから検索する（ステップＳ４１２）。
【１０８２】
（４）ステップＳ４１２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３８に示す演算を実行し、ガス供給量ＦＲを取得する（ステップＳ４１４）。
【１０８３】
（５）ステップＳ４１４で取得したガス供給量ＦＲを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４１６）。
【１０８４】
（６）ステップＳ４１６で決定したガス供給量ＦＲに基づいて、チャンバー２５０内に供給する不活性ガスの量を制御する（ステップＳ４１８）。
【１０８５】
（７）ステップＳ４１０からステップＳ４１８までの処理を繰り返す。
【１０８６】
以上説明した本発明の第２９の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ガス供給量ＦＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１０８７】
（第３０の形態）
本発明の第３０の形態は、整流板の位置を調節して不活性ガスの流れを制御する発明である。前述したように、整流板の位置は、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れを制御するパラメータの１つである。従って、整流板の位置を適切に調節すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１０８８】
さらに、結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とする整流板位置ＶＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１０８９】
本発明の第３０の形態は、上記観点から構成された発明であり、整流板の位置を調節して結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１０９０】
図９６は、本発明の第３０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第３０の形態の構成を説明する。
【１０９１】
整流板位置記憶手段１２３は、制御目標とする整流板位置ＶＰを記憶する手段である。整流板位置記憶手段１２３は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする整流板位置ＶＰとを対応させて記憶する。
【１０９２】
図９７は、整流板位置記憶手段１２３の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、整流板位置記憶手段１２３は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする整流板位置ＶＰを格納するフィールドとを設ける。
【１０９３】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１０９４】
図９８は、整流板位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。整流板位置記憶手段１２３は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする整流板位置ＶＰとを格納してゆく。
【１０９５】
整流板位置取得手段１２４は、結晶成長長さＧＬに対応する整流板位置ＶＰを取得する手段である。整流板位置取得手段１２４は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する整流板位置ＶＰを取得する。
【１０９６】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１０９７】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１０９８】
（式３９）
0004177488.tif 000207
ＶＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する整流板位置、ＶＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された整流板位置、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、整流板位置取得手段１２４が取得した整流板位置ＶＰを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１０９９】
整流板位置制御手段１２２は、整流板位置ＶＰの制御を実行する手段である。整流板位置制御手段１２２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、整流板位置ＶＰを抽出し、該抽出した整流板位置ＶＰに基づいて、整流板２５４と結晶体２０６との間隔または整流板２５４の下端とメルト２０２の表面との間隔を調節する。
【１１００】
その他の構成は、第２８の形態と同じである。
【１１０１】
以下、上記のように構成される第３０の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１１０２】
図９９は、本発明の第３０の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第３０の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１１０３】
（１）図９７に示すテーブルを予め作成しておく。
【１１０４】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４２０でＮＯ）。
【１１０５】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４２０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図９７に示すテーブルから検索する（ステップＳ４２２）。
【１１０６】
（４）ステップＳ４２２の検索でヒットしレコードの値を用いて、式３９に示す演算を実行し、整流板位置ＶＰを取得する（ステップＳ４２４）。
【１１０７】
（５）ステップＳ４２４で取得した整流板位置ＶＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４２６）。
【１１０８】
（６）ステップＳ４２６で決定した整流板位置ＶＰに基づいて、整流板２５４の配設位置を制御する（ステップＳ４２８）。
【１１０９】
（７）ステップＳ４２０からステップＳ４２８までの処理を繰り返す。
【１１１０】
以上説明した本発明の第３０の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、整流板位置ＶＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１１１１】
尚、上述した第３０の形態は、第２９の形態と組み合わせて構成してもよい。
【１１１２】
（第３１の形態）
本発明の第３１の形態は、磁界の制御に係る発明である。磁界の印加は、結晶体の酸素濃度を決めるパラメータの１つである。
【１１１３】
図１００は、ルツボ２００に横磁界を印加した状態を示す概念図である。同図に示すように、Ｎ極２６０とＳ極２６２をルツボ２００の側面に対向して配置すると、磁束２５８がルツボ２００の側壁に直交した横磁界が発生する。このような横磁界が発生すると、ルツボ２００の側壁付近の対流が抑制されて石英の溶解量が減少する。
【１１１４】
図１０１は、ルツボ２００に垂直磁界を印加した状態を示す概念図である。同図に示すように、Ｎ極２６０とＳ極２６２をルツボ２００の上下に対向して配置すると、磁束２５８がメルト２０２の表面に直交した垂直磁界が発生する。尚、垂直磁界は、環状磁石を配置することによっても生成できる。このような垂直磁界が発生すると、ルツボ２００の近傍に存在する拡散層厚が増加して酸素の蒸発が抑制される。
【１１１５】
図１０２は、ルツボ２００にカスプ磁界を印加した状態を示す概念図である。同図に示すように２つのＮ極２６０をルツボ２００の上下に対向して配置するとともに、２つのＳ極２６２をルツボ２００の側面に対向して配置すると、磁束２５８が放物線状になったカスプ磁界が発生する。このようなカスプ磁界が発生すると、ルツボ２００のほとんどの壁面に磁束２５８が直交するため、石英の溶解量が効率的に抑制される。尚、カスプ磁界は、同極対向環状磁石を配置することによっても生成できる。
【１１１６】
以上のように、磁界を適切に印加すれば、所望の酸素濃度を有する結晶体を得ることができる。
【１１１７】
本発明の第３１の形態は、上記観点から構成された発明であり、磁界の印加状態を調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供する。
【１１１８】
図１０３は、本発明の第３１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３１の形態の構成を説明する。
【１１１９】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬに基づいて磁界の印加状態を決定し、該決定した磁界の印加状態を引き上げ条件の一つとして酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１１２０】
磁界印加手段１２５は、ルツボ２００に対して磁界を印加する手段である。磁界印加手段１２５には、横磁界を生成する横磁界生成手段１２８と、垂直磁界を生成する垂直磁界生成手段１３０と、カスプ磁界を生成するカスプ磁界生成手段１３２が設けられ、それぞれ用途に応じて選択される。例えば、石英の溶解量を抑制したい場合には、横磁界生成手段１２８またはカスプ磁界生成手段１３２が選択され、酸素の蒸発量を抑制したい場合には、垂直磁界生成手段１３０が選択される。また、環状磁石を２つ設置し、酸素濃度が高くなりがちな低固化率側では、カスプ磁界とし、固化率の中間で磁界を弱めて片方の磁石の極性を反転し、高固化率側で垂直磁界を生成して酸素濃度の均一化を図ってもよい。
【１１２１】
横磁界生成手段１２８、垂直磁界生成手段１３０およびカスプ磁界生成手段１３２は、Ｎ極２６０およびＳ極２６２が図１００から図１０２に示すような配置になるように、永久磁石または電磁石を配置して、横磁界、垂直磁界およびカスプ磁界をそれぞれ生成する。尚、前述したように、垂直磁界は環状磁石を配設することによって生成してもよく、また、カスプ磁界は、同極対向環状磁石を配置することによって生成してもよい。
【１１２２】
磁界制御手段１２６は、磁界の状態の制御を実行する手段である。磁界制御手段１２６は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件に基づいて、印加する磁界の種類、磁界の強度および磁界の印加位置等の磁界の状態を変化させるパラメータを制御する。例えば、横磁界を印加したい場合には、横磁界生成手段１２８を選択して、ルツボ２００に横磁界を印加する。
【１１２３】
その他の構成は、第１９の形態と同じである。
【１１２４】
以上のように構成される本発明の第３１の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、磁界の印加状態が制御されるため、所望の位置、即ち、所望の固化率に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１１２５】
尚、上述した第３１の形態は、第２０の形態乃至第２９の形態、即ち、シード回転速度ＳＲの制御に係る発明、ルツボ回転速度ＣＲの制御に係る発明、メルト位置ＭＰの制御に係る発明、メルト周辺の熱環境の制御に係る発明または不活性ガスの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【１１２６】
（第３２の形態）
本発明の第３２の形態は、磁界の印加位置の制御に係り、第３１の形態をより好適に構成した発明である。磁界の印加位置を変化させると、ルツボ２００の外壁を貫く磁束の本数や位置が変化する。その結果、対流を抑制する能力を変化させることができる。
【１１２７】
さらに、結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とする磁界印加位置ＦＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１１２８】
本発明の第３２の形態は、上記観点から構成された発明であり、磁界の印加位置を調節して酸素濃度を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１１２９】
図１０４は、本発明の第３２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第３２の形態の構成を説明する。
【１１３０】
磁界印加位置記憶手段１３６は、制御目標とする磁界印加位置ＦＰを記憶する手段である。磁界印加位置記憶手段１３６は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする磁界印加位置ＦＰとを対応させて記憶する。
【１１３１】
図１０５は、磁界印加位置記憶手段１３６の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、磁界印加位置記憶手段１３６は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする磁界印加位置ＦＰを格納するフィールドとを設ける。
【１１３２】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１１３３】
図１０６は、磁界印加位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。磁界印加位置記憶手段１３６は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする磁界印加位置ＦＰとを格納してゆく。
【１１３４】
磁界印加位置取得手段１３７は、結晶成長長さＧＬに対応する磁界印加位置ＦＰを取得する手段である。磁界印加位置取得手段１３７は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する磁界印加位置ＦＰを取得する。
【１１３５】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、磁界印加位置記憶手段１３６から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１１３６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１１３７】
（式４０）
0004177488.tif 000208
ＦＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する磁界印加位置、ＦＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された磁界印加位置、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、磁界印加位置取得手段１３７が取得した磁界印加位置ＦＰを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１１３８】
磁界印加位置制御手段１３４は、磁界印加位置ＦＰの制御を実行する手段である。磁界の印加位置の制御は、Ｎ極２６０とＳ極２６２の位置を移動させて行えばよい。例えば、磁界印加手段１２５を構成する永久磁石や電磁石の位置を移動させる。ここで、カスプ磁界生成手段１３２が２対のコイルで構成されている場合には、当該２対のコイルに流す電流比を変化させても磁界の印加位置を移動させることができる。磁界印加位置制御手段１３４は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、磁界印加位置ＦＰを抽出し、該抽出した磁界印加位置ＦＰに基づいて、永久磁石や電磁石の位置を調節する。
【１１３９】
その他の構成は、第３１の形態と同じである。
【１１４０】
以下、上記のように構成される第３２の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１１４１】
図１０７は、本発明の第３２の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第３２の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１１４２】
（１）図１０５に示すテーブルを予め作成しておく。
【１１４３】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４３０でＮＯ）。
【１１４４】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４３０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１０５に示すテーブルから検索する（ステップＳ４３２）。
【１１４５】
（４）ステップＳ４３２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式４０に示す演算を実行し、磁界印加位置ＦＰを取得する（ステップＳ４３４）。
【１１４６】
（５）ステップＳ４３４で取得した磁界印加位置ＦＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４３６）。
【１１４７】
（６）ステップＳ４３６で決定した磁界印加位置ＦＰに基づいて、Ｎ極２６０とＳ極２６２の位置を調節する（ステップＳ４３８）。
【１１４８】
（７）ステップＳ４３０からステップＳ４３８までの処理を繰り返す。
【１１４９】
以上説明した本発明の第３２の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、磁界印加位置ＦＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１１５０】
（第３３の形態）
本発明の第３３の形態は、磁界の印加強度の制御に係り、第３１の形態をより好適に構成した発明である。磁界の印加強度を調節すれば、対流の抑制効果または酸素蒸発の抑制効果を変化させることができる。
【１１５１】
さらに、結晶体の酸素濃度を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とを正確に対応させるには、制御目標とする磁界印加位置ＦＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１１５２】
本発明の第３３の形態は、上記観点から構成された発明であり、磁界の印加強度を調節して酸素濃度を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１１５３】
図１０８は、本発明の第３３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第３３の形態の構成を説明する。
【１１５４】
磁界印加強度記憶手段１４０は、制御目標とする磁界印加強度ＦＩを記憶する手段である。磁界印加強度記憶手段１４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする磁界印加強度ＦＩとを対応させて記憶する。
【１１５５】
図１０９は、磁界印加強度記憶手段１４０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、磁界印加強度記憶手段１４０は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする磁界印加強度ＦＩを格納するフィールドとを設ける。
【１１５６】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１１５７】
図１１０は、磁界印加強度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。磁界印加強度記憶手段１４０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする磁界印加強度ＦＩとを格納してゆく。
【１１５８】
磁界印加強度取得手段１４１は、結晶成長長さＧＬに対応する磁界印加強度ＦＩを取得する手段である。磁界印加強度取得手段１４１は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する磁界印加強度ＦＩを取得する。
【１１５９】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、磁界印加強度記憶手段１４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１１６０】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１１６１】
（式４１）
0004177488.tif 000209
ＦＩ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する磁界印加強度、ＦＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された磁界印加強度、ＦＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された磁界印加強度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、磁界印加強度取得手段１４１が取得した磁界印加強度ＦＩを引き上げ条件の一つとして決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を酸素濃度制御手段１０２に出力する。
【１１６２】
磁界印加強度制御手段１３８は、磁界印加強度ＦＩの制御を実行する手段である。磁界の印加強度の制御は、例えば、磁界印加手段１２５を構成する電磁石に流す電流量を変化させて行う。
【１１６３】
その他の構成は、第３１の形態と同じである。
【１１６４】
以下、上記のように構成される第３３の形態に係る結晶体の製造装置が酸素濃度を制御する際の動作を説明する。
【１１６５】
図１１１は、本発明の第３３の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。第３３の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１１６６】
（１）図１０９に示すテーブルを予め作成しておく。
【１１６７】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４４０でＮＯ）。
【１１６８】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４４０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１０９に示すテーブルから検索する（ステップＳ４４２）。
【１１６９】
（４）ステップＳ４４２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式４１に示す演算を実行し、磁界印加強度ＦＩを取得する（ステップＳ４４４）。
【１１７０】
（５）ステップＳ４４４で取得した磁界印加強度ＦＩを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４４６）。
【１１７１】
（６）ステップＳ４４６で決定した磁界印加強度ＦＩに基づいて、電磁石に流す電流量を調節する（ステップＳ４４８）。
【１１７２】
（７）ステップＳ４４０からステップＳ４４８までの処理を繰り返す。
【１１７３】
以上説明した本発明の第３３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、磁界印加強度ＦＩが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１１７４】
尚、上述した第３３の形態は、第３２の形態と組み合わせて構成してもよい。また、磁界印加強度ＦＩの制御に係る発明または磁界印加位置ＦＰの制御に係る発明を他の制御に係る発明、例えば、メルト位置ＭＰの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。この場合には、石英るつぼ２２８を貫通する磁束密度の変化による効果と、ヒーターとメルト位置ＭＰの変化による効果の双方を奏するため、緩急自在な酸素濃度の制御を実行することができる。
【１１７５】
また、カスプ磁界は、横磁界や垂直磁界と異なり、磁界中のメルト位置の変化によって、石英るつぼと交差する磁束密度およびメルト表面における磁束分布が変化するので、引き上げ中にメルト位置を変えることにより、酸素濃度の均一化がより簡単に行える。
【１１７６】
（第３４の形態）
本発明の第３４の形態は、結晶体の欠陥制御に係る発明である。結晶体２０６の内部に発生する欠陥の状態は、該結晶体２０６を引き上げる条件によって異なる。例えば、０．７ｍｍ／分の結晶成長速度ＧＲで結晶体２０６を成長させると、該結晶体２０６の内部には、リングＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｔａｃｋｉｎｇ  Ｆａｕｌｔ）と呼ばれるリング状の欠陥領域が形成される。
【１１７７】
図１１２は、結晶体２０６に発生した欠陥の状態を示す断面図である。同図に示すように、結晶体２０６の内部には、リング状のリングＯＳＦ２６８が形成される。結晶体２０６の欠陥状態は、このリングＯＳＦ２６８を境として、リングＯＳＦ外側領域２６４とリングＯＳＦ内側領域２６６に大別される。
【１１７８】
リングＯＳＦ外側領域２６４は、格子間シリコン原子の濃度が大きく、該リングＯＳＦ外側領域２６４内には、転位クラスタと呼ばれる欠陥が存在する。この転位クラスタは、デバイスのリーク電流の原因となる。
【１１７９】
一方、リングＯＳＦ内側領域２６６は、空孔の濃度が大きく、該リングＯＳＦ内側領域２６６内には、赤外散乱体およびフローパターンと呼ばれるｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が存在する。ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥は、欠陥形成温度帯（１０８０〜１１５０℃）にて過飽和状態となった空孔が凝集して形成されたものである。これらの赤外散乱体およびフローパターンは、酸化膜耐圧特性の劣化原因となる。
【１１８０】
従って、酸化膜耐圧特性を重視する場合には、リングＯＳＦ外側領域２６４を使用し、リーク電流を重視する場合には、リングＯＳＦ内側領域２６６を使用する場合がある。また、リングＯＳＦ内側の空孔優勢領域内で、欠陥形成温度帯における冷却温度をコントロールしてｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥密度を減少させ、酸化膜耐圧特性を改善した結晶が多く使用されている。
【１１８１】
ここで、リングＯＳＦ２６８の直径は、結晶成長速度ＧＲまたは結晶体２０６の温度勾配を変化させることによって制御できる。例えば、結晶成長速度ＧＲを速くすると、リングＯＳＦ２６８の直径が大きくなり、結晶成長速度ＧＲを遅くすると、リングＯＳＦ２６８の直径が小さくなる。
【１１８２】
従って、結晶成長速度ＧＲまたは結晶体２０６の温度勾配を適切に調節すれば、リングＯＳＦ外側領域２６４のみを有する結晶体２０６を製造したり、リングＯＳＦ内側領域２６６のみを有する結晶体２０６を製造することができる。さらに、転移クラスタによるリークも無く、かつ、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥密度を低減し、加えて、異常酸素析出等の発生防止も図られる。
【１１８３】
このように所望の欠陥領域を有する結晶体を製造する場合には、結晶体２０６の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とが所望の対応関係になっていることが重要である。
【１１８４】
本発明の第３４の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の所望の位置で所望の欠陥状態を形成する技術を提供する。
【１１８５】
図１１３は、本発明の第３４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３４の形態の構成を説明する。
【１１８６】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度ＧＲおよび温度勾配等の結晶体２０６の欠陥制御に関する引き上げ条件を決定し、欠陥制御手段１４２に出力する。前述したリングＯＳＦの直径は、下記のパラメータに従って変化する。
【１１８７】
結晶成長速度ＧＲ／温度勾配
ここで、結晶成長速度ＧＲは、例えば、（ｍｍ／ｍｉｎ）で扱い、温度勾配は、（℃／ｍｍ）で扱う。また、温度勾配としては、メルト２０２の表面から１３００℃に冷却された位置までの熱履歴および１１５０℃〜１０８０℃までの熱履歴を使用する。
【１１８８】
リングＯＳＦ外側領域２６４を形成する場合には、結晶成長速度ＧＲ／温度勾配を小さくし、リングＯＳＦ内側領域２６６を形成する場合には、結晶成長速度ＧＲ／温度勾配を大きくすればよい。
【１１８９】
また、リングＯＳＦ内側領域において、１１５０℃〜１０８０℃の温度領域における滞在時間を制御して、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥密度の減少を図り、酸化膜耐圧特性の優れた結晶を得るために、結晶成長速度ＧＲまたは温度勾配を制御する。
【１１９０】
欠陥制御手段１４２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件に基づいて、欠陥状態の制御を実行する手段である。引き上げ条件決定手段７６から欠陥制御に関する引き上げ条件を受信した欠陥制御手段１４２は、結晶成長速度ＧＲまたは結晶体２０６の温度勾配を調節して、結晶体２０６の欠陥状態を制御する。
【１１９１】
その他の構成は、前述した第１１の形態と同じである。
【１１９２】
以下、上記のように構成される第３４の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【１１９３】
図１１４は、本発明の第３４の形態に係る結晶体の欠陥制御手順を示すフローチャートである。第３４の形態に係る欠陥制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１１９４】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ４５０）。
【１１９５】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ４５２）。
【１１９６】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ４５４）。
【１１９７】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ４５６）。
【１１９８】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ４５８）。
【１１９９】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ４６０）。
【１２００】
（７）ステップＳ４５６からステップＳ４６０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ４６２）。
【１２０１】
（８）ステップＳ４６２で算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ４６４）。
【１２０２】
（９）ステップＳ４６４で決定した引き上げ条件のうち、欠陥制御に関する引き上げ条件を実行し、結晶直径ＧＤを制御する（ステップＳ４６６）。
【１２０３】
（１０）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ４５６からステップＳ４６６までの処理を繰り返す。
【１２０４】
以上説明した本発明の第３４の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶体２０６の欠陥状態が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい欠陥制御が実現できる。
【１２０５】
尚、上述した第３４の形態は、第１３の形態乃至第３３の形態、即ち、直径制御に係る発明および酸素濃度に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【１２０６】
（第３５の形態）
本発明の第３５の形態は、結晶成長速度ＧＲを調節して結晶体の欠陥状態を制御する発明である。前述したように、結晶成長速度ＧＲは、結晶体の欠陥状態を決定するパラメータの一つである。従って、結晶成長速度ＧＲを適切に調節すれば、所望の欠陥状態を形成することができる。
【１２０７】
さらに、結晶体の欠陥状態を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させるには、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１２０８】
本発明の第３５の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長速度ＧＲを調節して欠陥状態を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１２０９】
図１１５は、本発明の第３５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第３５の形態の構成を説明する。
【１２１０】
結晶成長速度記憶手段８４は、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを記憶する手段である。結晶成長速度記憶手段８４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶成長速度ＧＲとを対応させて記憶する。
【１２１１】
図１１６は、結晶成長速度記憶手段８４の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、結晶成長速度記憶手段８４は、テーブルとして構成することが好ましい。結晶成長速度記憶手段８４をテーブルとして構成する場合には、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドを設ける。
【１２１２】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１２１３】
図１１７は、結晶成長速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。結晶成長速度記憶手段８４は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする結晶成長速度ＧＲとを格納してゆく。
【１２１４】
結晶成長速度取得手段８６は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得する手段である。  結晶成長速度取得手段８６は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得する手段である。結晶成長速度取得手段８６は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得する。
【１２１５】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶成長速度記憶手段８４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１２１６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１２１７】
（式１８）
0004177488.tif 000210
ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲに基づいて、欠陥制御に関する引き上げ条件を決定する。結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとメルト位置ＭＰの移動速度との関係で決まるため、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬを決定すれば、所望の直径を得ることができる。シード上昇速度ＳＬは、下式を用いて決定すればよい。
【１２１８】
シード上昇速度ＳＬ＝結晶成長速度ＧＲ＋メルト位置ＭＰの移動速度
例えば、メルト位置ＭＰの移動速度が０である場合には、結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬと等しくなり、メルト位置ＭＰの移動速度が０でない場合には、該メルト位置ＭＰの移動速度に結晶成長速度ＧＲを加算した値がシード上昇速度ＳＬとなる。ルツボ上昇速度ＣＬは、結晶成長速度ＧＲに対するメルト位置ＭＰ下降量の補正分と、メルト位置ＭＰの移動速度とを加算して決定すればよい。引き上げ条件決定手段７６は、上記のようにして決定した引き上げ条件を欠陥制御手段１４２に出力する。
【１２１９】
結晶成長速度制御手段８２は、結晶成長速度ＧＲの制御を実行する手段である。結晶成長速度制御手段８２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件から結晶成長速度ＧＲの制御に関する条件、例えば、シード上昇速度ＳＬを抽出して、結晶成長速度ＧＲを制御する。
【１２２０】
シード上昇速度制御手段８８は、シード上昇速度ＳＬの制御を実行する手段である。シード２０４がワイヤー２０８に接続されている場合には、ワイヤードラム２１０の回転速度を変化させて、シード上昇速度ＳＬを制御する。
【１２２１】
ルツボ上昇速度制御手段９０は、ルツボ上昇速度ＣＬの制御を実行する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬは、ルツボシャフト２３４の昇降速度を変化させて制御する。
【１２２２】
その他の構成は、第３４の形態と同じである。
【１２２３】
以下、上記のように構成される第３５の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【１２２４】
図１１８は、本発明の第３５の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第３５の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１２２５】
（１）図１１６に示すテーブルを予め作成しておく。
【１２２６】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４００でＮＯ）。
【１２２７】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４００でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１１６に示すテーブルから検索する（ステップＳ４０２）。
【１２２８】
（４）ステップＳ４０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式１８に示す演算を実行し、結晶成長速度ＧＲを取得する（ステップＳ４０４）。
【１２２９】
（５）ステップＳ４０４で取得した結晶成長速度ＧＲを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４０６）。
【１２３０】
（６）ステップＳ４０６で決定した引き上げ条件から結晶成長速度ＧＲを抽出し、当該抽出した結晶成長速度ＧＲに基づいて、結晶成長速度を制御する（ステップＳ４０８）。
【１２３１】
（７）ステップＳ４００からステップＳ４０８までの処理を繰り返す。
【１２３２】
以上説明した本発明の第３５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、結晶成長速度が制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１２３３】
（第３６の形態）
本発明の第３６の形態は、第３５の形態をより好適に構成した発明である。結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとの差を調節することによって制御できる。所望の結晶成長速度ＧＲを達成するためには、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを制御目標とする結晶成長速度ＧＲに基づいて決定することが好ましい。
【１２３４】
本発明の第３６の形態は、上記観点から構成された発明であり、制御目標とする結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを適切に決定する技術を提供する。
【１２３５】
図１１９は、本発明の第３６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３６の形態の構成を説明する。
【１２３６】
メルト下降深さ検出手段３４は、前述した第１０の形態に従って構成する。同図に示すように、第１０の形態に従って構成されたメルト下降深さ検出手段３４は、メルト深さ決定手段２２とルツボ形状テーブル１０を具備する。
【１２３７】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。ここで、結晶成長速度記憶手段８４も結晶成長長さＧＬに対応させて結晶成長速度ＧＲを記憶するため、結晶成長速度記憶手段８４と結晶直径記憶手段４０とを同一のテーブルで構成することが好ましい。
【１２３８】
図１２０は、結晶直径記憶手段４０および結晶成長速度記憶手段８４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。同図に示すように、当該テーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶直径ＧＤを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドとを設ける。節点と区間との関係は、図１１６に示すテーブルと同じである。
【１２３９】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【１２４０】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１２４１】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１２４２】
（式３０）
0004177488.tif 000211
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
結晶直径取得手段４２は、上記手順によって取得したＧＤ（ＧＬ）をルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【１２４３】
結晶成長速度取得手段８６は、第１０の形態で説明した手順に従って結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得し、該取得した結晶成長速度ＧＲをルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【１２４４】
ルツボ内径取得手段９２は、メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する手段である。ルツボ内径取得手段９２は、以下に示す手順でメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する。
【１２４５】
（１）メルト深さ決定手段２２から受信したメルト深さＭＤを検索キーとして、ルツボ形状テーブル１０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１２４６】
ＣＤ［ｎｔ−１］≦ＭＤ＜ＣＤ［ｎｔ］
ＣＤ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１におけるルツボ深さ、ＭＤ：メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さ、ＣＤ［ｎｔ］：接点ｎｔにおけるルツボ深さ
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納されたルツボ深さＣＤ［ｎｔ−１］およびＣＤ［ｎｔ］と、ＣＩ［ｎｔ−１］およびＣＩ［ｎｔ］とを用いて、下式の演算を実行する。
【１２４７】
（式３２）
0004177488.tif 000212
ＣＩ（ＭＤ）：メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さに対応するルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ＭＤ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト深さ
ルツボ内径取得手段９２は、上記手順によって取得したＣＩ（ＭＤ）をルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【１２４８】
ルツボ上昇速度算出手段９４は、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤと、ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径ＣＩと、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲとを用いて、ルツボ上昇速度ＣＬを算出する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬの算出は、下式を用いて行えばよい。
【１２４９】
（式１５）
0004177488.tif 000213
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径、ＧＲ：前記結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度
引き上げ条件決定手段７６は、上式を解いて得られたＣＬをルツボ上昇速度ＣＬとし、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲをシード上昇速度ＳＬとして決定する。そして、当該決定したシード上昇速度およびルツボ上昇速度を引き上げ条件として、欠陥制御手段１４２に出力する。
【１２５０】
欠陥制御手段１４２は、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件のうち、シード上昇速度ＳＬをシード上昇速度制御手段８８に出力し、ルツボ上昇速度ＣＬをルツボ上昇速度制御手段９０に出力する。
【１２５１】
その他の構成は、第３５の形態と同じである。
【１２５２】
以下、上記のように構成される第３６の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【１２５３】
図１２１は、本発明の第３６の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第３６の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１２５４】
（１）図１２０に示すテーブルを予め作成しておく。
【１２５５】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４１０でＮＯ）。
【１２５６】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、前述した本発明の第１０の形態に従ってメルト深さＭＤを決定する（ステップＳ４１２）。
【１２５７】
（４）ステップＳ４１２で決定したメルト深さＭＤを検索キーとして、式３１の条件式を満たす値を格納した接点ｎｔ−１および接点ｎｔをルツボ形状テーブル１０から検索する（ステップＳ４１４）。
【１２５８】
（５）ステップＳ４１４の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３２に示す演算を実行し、ルツボ内径ＣＩを取得する（ステップＳ４１６）。
【１２５９】
（６）ステップＳ４１０で受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１２０に示すテーブルから検索する（ステップＳ４１８）。
【１２６０】
（７）ステップＳ４１８の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０に示す演算および式１８に示す演算を実行し、結晶直径ＧＤおよび結晶成長速度ＧＲを取得する（ステップＳ４２０）。
【１２６１】
（８）ステップＳ４１６で取得したルツボ内径ＣＩと、ステップＳ４２０で取得した結晶直径ＧＤおよび結晶成長速度ＧＲとを用いて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ４２２）。
【１２６２】
（９）ステップＳ４２２で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲを制御する（ステップＳ４２４）。
【１２６３】
（１０）ステップＳ４１０からステップＳ４２４までの処理を繰り返す。
【１２６４】
以上説明した本発明の第３６の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲを適切に制御することができる。
【１２６５】
（第３７の形態）
本発明の第３７の形態は、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御に係る発明である。結晶体の製造では、酸素濃度の制御等の観点からメルト位置ＭＰを積極的に変化させたい場合がある。メルト位置ＭＰは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとを制御することによって変化させることができるが、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬは、結晶成長速度ＧＲを決定するパラメータでもある。従って、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲとを同時に制御するためには、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを適切に決定する必要がある。
【１２６６】
本発明の第３７の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲとを同時に制御する技術を提供する。
【１２６７】
図１２２は、本発明の第３７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３７の形態の構成を説明する。
【１２６８】
メルト位置記憶手段１１４は、制御目標とするメルト位置ＭＰを記憶する手段である。メルト位置記憶手段１１４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするメルト位置ＭＰとを対応させて記憶する。ここで、結晶成長速度記憶手段８４も結晶成長長さＧＬに対応させて結晶成長速度ＧＲを記憶するため、結晶成長速度記憶手段８４とメルト位置記憶手段１１４とを同一のテーブルで構成することが好ましい。
【１２６９】
図１２３は、結晶成長速度記憶手段８４およびメルト位置記憶手段１１４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。同図に示すように、当該テーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納するフィールドと、制御目標とするメルト位置ＭＰを格納するフィールドとを設ける。節点と区間との関係は、図１１５に示すテーブルと同じである。
【１２７０】
結晶成長速度記憶手段８４とメルト位置記憶手段１１４とが同一のテーブルで構成されていない場合には、両者の記憶内容を結晶成長長さＧＬを基準にマージして、図５５に示すような合成された一つのテーブルを生成する。このとき、当該合成したテーブルのすべての接点について、結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰの両方のデータを存在させるために、以下の手順で当該合成したテーブルを更新する。テーブルの更新は、以下の手順で行う。
【１２７１】
（１）メルト位置が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【１２７２】
（２）接点ｋよりも前の接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【１２７３】
（３）接点ｋよりも後ろの接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【１２７４】
（４）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４４）
0004177488.tif 000214
ＭＰ［ｋ］：接点ｋのメルト位置、ＭＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＭＰ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【１２７５】
（５）結晶成長速度が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【１２７６】
（６）接点ｋよりも前の接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【１２７７】
（７）接点ｋよりも後ろの接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【１２７８】
（８）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４５）
0004177488.tif 000215
ＧＲ［ｋ］：接点ｋの結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＧＲ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【１２７９】
以上の手順により、図１２３に示すテーブルを生成する。
【１２８０】
メルト位置取得手段１１５は、メルト位置移動速度ＭＰＳを求めるために必要なデータを以下の手順取得する。
【１２８１】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、メルト位置記憶手段１１４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１２８２】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納されたメルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とを取得する。
【１２８３】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲと、メルト位置取得手段１１５が取得したＭＰ［ｎｔ−１］、ＭＰ［ｎｔ］、ＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する。このとき、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬの速度差を調節することによって達成し、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰは、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを同時に同じ量だけ増加または減少させることによって達成する。
【１２８４】
例えば、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰ［ｎｔ］が現在のメルト位置ＭＰよりも高い場合には、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬとを同時に同じ量だけ速くし、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰ［ｎｔ］が現在のメルト位置ＭＰよりも低い場合には、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬの両方を同時に同じ量だけ遅くする。引き上げ条件決定手段７６は、このようにして決定したシード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを引き上げ条件の一つとして欠陥制御手段１４２に出力する。
【１２８５】
欠陥制御手段１４２は、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件からシード上昇速度ＳＬを抽出し、当該抽出したシード上昇速度ＳＬをシード上昇速度制御手段８８に出力するとともに、引き上げ条件決定手段７６から受信した引き上げ条件からルツボ上昇速度ＣＬを抽出し、当該抽出したルツボ上昇速度ＣＬをルツボ上昇速度制御手段９０に出力する。
【１２８６】
その他の構成は、第３５の形態と同じである。
【１２８７】
以下、上記のように構成される第３７の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長速度ＧＲを制御する際の動作を説明する。
【１２８８】
図１２４は、本発明の第３７の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。第３７の形態に係る結晶成長速度の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１２８９】
（１）図１２３に示すテーブルを予め作成しておく。
【１２９０】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４３０でＮＯ）。
【１２９１】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４３０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１２３に示すテーブルから検索する（ステップＳ４３２）。
【１２９２】
（４）ステップＳ４３２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式１８に示す演算を実行し、結晶成長速度ＧＲと、メルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］とを取得する（ステップＳ４３４）。
【１２９３】
（５）ステップＳ４３４で取得した結晶成長速度ＧＲおよびメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ４３６）。
【１２９４】
（６）ステップＳ４３６で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲを制御する（ステップＳ４３８）。
【１２９５】
（７）ステップＳ４３０からステップＳ４３８までの処理を繰り返す。
【１２９６】
以上説明した本発明の第３７の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰとに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御が可能になる。
【１２９７】
尚、上述した第３７の形態は、第３６の形態と組み合わせて構成してもよい。
【１２９８】
（第３８の形態）
本発明の第３８の形態は、結晶体２０６の温度勾配を調節して結晶体の欠陥状態を制御する発明である。前述したように、結晶体の温度勾配は、結晶体の欠陥状態を決定するパラメータの一つである。
【１２９９】
図１２５は、本発明の第３８の形態による温度勾配の制御概念を示す概念図である。同図に示すように、結晶体２０６の１３００℃の冷却点は、結晶成長速度ＧＲや結晶体２０６の冷却効率等の条件によって変化する。結晶体２０６の温度勾配は、１３００℃の冷却点がメルト２０２に近いと大きくなり、１３００℃の冷却点がメルト２０２から遠いと小さくなる。従って、引き上げ条件を適切に決定し、結晶体の温度勾配を調節すれば、所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１３００】
本発明の第３８の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体２０６の温度勾配を調節して該結晶体２０６の欠陥状態を制御する技術を提供する。
【１３０１】
図１２６は、本発明の第３８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３８の形態の構成を説明する。
【１３０２】
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度ＧＲや結晶体２０６の冷却効率等の温度勾配の制御に関する引き上げ条件を決定し、当該決定した引き上げ条件を欠陥制御手段１４２に出力する。
【１３０３】
温度勾配制御手段１４６は、温度勾配の制御を実行する手段である。温度勾配制御手段１４６は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件から、温度勾配の制御に関する条件を抽出し、該抽出した引き上げ条件を実行する。例えば、結晶成長速度ＧＲを抽出した場合には、前述した第３５の形態乃至第３７の形態で説明したようして、結晶成長速度ＧＲを調節する。また、結晶体２０６の冷却効率を抽出した場合には、結晶体２０６周辺の熱環境を変化させて結晶体２０６の冷却効率を調節する。
【１３０４】
その他の構成は、第３４の形態と同じである。
【１３０５】
以上のように構成される本発明の第３８の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体２０６の温度勾配が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１３０６】
尚、上述した第３８の形態は、第３５の形態乃至第３７の形態、即ち、結晶成長速度ＧＲの制御に係る発明と組み合わせて構成してもよい。
【１３０７】
（第３９の形態）
本発明の第３９の形態は、結晶体２０６周辺の熱環境を調節して結晶体の欠陥状態を制御する発明である。前述したように、結晶体の温度勾配を調節すれば、結晶体の欠陥状態を制御することができる。結晶体の温度勾配は、結晶体２０６の冷却効率の影響を受けるため、結晶体周辺の熱環境を変化させれば、結晶体の温度勾配を制御することができる。
【１３０８】
図１２７は、本発明の第３９の形態による結晶体周辺の熱環境の制御概念を示す概念図である。同図に示すように、結晶体２０６周辺の熱環境は、結晶体２０６とヒーター２４８との重なり具合、ヒーター２４８の温度、輻射板２７０位置によって決まる。輻射板２７０の位置は、輻射板２７０と結晶体２０６との間隔で定義しても、輻射板２７０の下端とメルト２０２の表面との間隔で定義してもよい。これは、いずれの間隔を変化させても結晶体２０６の冷却効率が変わるからである。例えば、輻射板２７０と結晶体２０６との間隔を狭くすると、結晶体２０６からの放熱が封じられて、結晶体２０６の冷却効率が低下し、輻射板２７０と結晶体２０６との間隔を広くすると、結晶体２０６から熱が逃げやすくなって、結晶体２０６の冷却効率が向上する。一方、輻射板２７０の下端をメルト２０２に近づけると、結晶体２０６の被覆領域が多くなって、結晶体２０６の冷却効率が低下し、輻射板２７０の下端をメルト２０２から遠ざけると、結晶体２０６の被覆領域が少なくなって、結晶体２０６の冷却効率が向上する。
【１３０９】
さらに、上記のような結晶体周辺の熱環境の制御に際し、メルト位置ＭＰと、ヒーター位置ＨＰと、輻射板位置ＰＰと、ヒーター２４８の温度との関係を適切に決定すれば、結晶直径ＧＤが変動する原因となる不足熱量の変化を防止することができる。
【１３１０】
本発明の第３９の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体２０６周辺の熱環境を調節して結晶体の欠陥状態を制御する技術を提供する。
【１３１１】
図１２８は、本発明の第３９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第３９の形態の構成を説明する。
【１３１２】
引き上げ条件決定手段７６は、メルト位置ＭＰ、ヒーター位置ＨＰ、輻射板位置ＰＰおよびヒーター２４８の温度を不足熱量が一定で、かつ、結晶体２０６の１３５０℃の冷却点付近の温度が変化するように決定する。引き上げ条件決定手段７６は、当該決定した引き上げ条件を欠陥制御手段１４２に出力する。
【１３１３】
熱環境制御手段９８は、結晶体２０６周辺の熱環境の制御を実行する手段である。熱環境制御手段９８は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件から、結晶体２０６周辺の熱環境の制御に関する条件を抽出し、該抽出した条件を実行する。例えば、結晶体２０６の冷却効率を上げたい場合には、ヒーター位置ＨＰを下げながらヒーターの温度をあげて、不足熱量を一定に保った状態で結晶体２０６の１３５０℃の冷却点付近の温度を下げる。
【１３１４】
その他の構成は、第３８の形態と同じである。
【１３１５】
以上のように構成される本発明の第３９の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体２０６周辺の熱環境が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１３１６】
（第４０の形態）
本発明の第４０の形態は、メルト位置ＭＰを調節して結晶体周辺の熱環境を制御する発明である。前述したように、メルト位置ＭＰは、結晶体周辺の熱環境を変化させるパラメータの１つとなる。従って、メルト位置ＭＰを適切に調節すれば、結晶体２０６の周辺に所望の熱環境を形成することができる。
【１３１７】
さらに、結晶体の欠陥状態を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させるには、制御目標とするメルト位置ＭＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１３１８】
本発明の第４０の形態は、上記観点から構成された発明であり、メルト位置ＭＰを調節して、結晶体の酸素濃度を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態の正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１３１９】
図１２９は、本発明の第４０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第４０の形態の構成を説明する。
【１３２０】
メルト位置記憶手段１１４は、制御目標とするメルト位置ＭＰを記憶する手段である。メルト位置記憶手段１１４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とするメルト位置ＭＰとを対応させて記憶する。
【１３２１】
図１３０は、メルト位置記憶手段１１４の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、メルト位置記憶手段１１４は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とするメルト位置ＭＰを格納するフィールドとを設ける。
【１３２２】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１３２３】
図１３１は、メルト位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。メルト位置記憶手段１１４は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とするメルト位置ＭＰとを格納してゆく。
【１３２４】
メルト位置取得手段１１５は、結晶成長長さＧＬに対応するメルト位置ＭＰを取得する手段である。メルト位置取得手段１１５は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応するメルト位置ＭＰを取得する。
【１３２５】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、メルト位置記憶手段１１４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１３２６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１３２７】
（式３３）
0004177488.tif 000216
ＭＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するメルト位置、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰと、メルト位置ＭＰの移動によって生じる不足熱量の変動を防止するヒーター２４８の温度を引き上げ条件として決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を欠陥制御手段１４２に出力する。  メルト位置制御手段１１２は、メルト位置ＭＰの制御を実行する手段である。メルト位置ＭＰは、ルツボ２００を昇降させることにより調節することができるが、ルツボ２００のみを昇降させると結晶成長速度ＧＲが変化するため、シード２０４の位置も同時に制御する必要がある。従って、前述した第１７の形態と同様に、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを操作することにより、メルト位置ＭＰを変化させることが好ましい。第１７の形態と同様に構成する場合には、メルト位置制御手段１１２にシード上昇速度制御手段８８とルツボ上昇速度制御手段９０を設ける。メルト位置制御手段１１２は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、メルト位置ＭＰを抽出し、該抽出したメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬやルツボ上昇速度ＣＬを変化させて、メルト位置ＭＰを制御する。
【１３２８】
その他の構成は、第３９の形態と同じである。
【１３２９】
以下、上記のように構成される第４０の形態に係る結晶体の製造装置が欠陥状態を制御する際の動作を説明する。
【１３３０】
図１３２は、本発明の第４０の形態に係る欠陥状態の制御手順を示すフローチャートである。第４０の形態に係る欠陥状態の制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１３３１】
（１）図１３０に示すテーブルを予め作成しておく。
【１３３２】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４４０でＮＯ）。
【１３３３】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４４０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１３０に示すテーブルから検索する（ステップＳ４４２）。
【１３３４】
（４）ステップＳ４４２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３３に示す演算を実行し、メルト位置ＭＰを取得する（ステップＳ４４４）。
【１３３５】
（５）ステップＳ４４４で取得したメルト位置ＭＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４４６）。
【１３３６】
（６）ステップＳ４４６で決定したメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを調節し、メルト位置ＭＰを制御する（ステップＳ４４８）。このとき、メルト位置ＭＰの変化に応じてヒーター２４８の温度も調節する。
【１３３７】
（７）ステップＳ４４０からステップＳ４４８までの処理を繰り返す。
【１３３８】
以上のように構成される本発明の第４０の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１３３９】
（第４１の形態）
本発明の第４１の形態は、輻射板２７０の位置を調節して結晶体周辺の熱環境を制御する発明である。前述したように、輻射板２７０の位置は、結晶体周辺の熱環境を制御するパラメータの１つである。従って、輻射板２７０の位置を適切に調節すれば、所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１３４０】
さらに、結晶体の欠陥状態を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とを正確に対応させるには、制御目標とする輻射板位置ＰＰを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１３４１】
本発明の第４１の形態は、上記観点から構成された発明であり、輻射板２７０の位置を調節して結晶体の欠陥状態を制御する技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態との正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１３４２】
図１３３は、本発明の第４１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図を使用して、本発明の第４１の形態の構成を説明する。
【１３４３】
輻射板位置記憶手段１５２は、制御目標とする輻射板位置ＰＰを記憶する手段である。輻射板位置記憶手段１５２は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする輻射板位置ＰＰとを対応させて記憶する。
【１３４４】
図１３４は、輻射板位置記憶手段１５２の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、輻射板位置記憶手段１５２は、テーブルとして構成することが好ましい。このテーブルには、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする輻射板位置ＰＰを格納するフィールドとを設ける。
【１３４５】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１３４６】
図１３５は、輻射板位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。整流板位置記憶手段１２３は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと該結晶成長長さＧＬにおいて制御目標とする輻射板位置ＰＰとを格納してゆく。
【１３４７】
輻射板位置取得手段１５３は、結晶成長長さＧＬに対応する輻射板位置ＰＰを取得する手段である。輻射板位置取得手段１５３は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する輻射板位置ＰＰを取得する。
【１３４８】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１３４９】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１３５０】
（式４２）
0004177488.tif 000217
ＰＰ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する輻射板位置、ＰＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された輻射板位置、ＰＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された輻射板位置、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、輻射板位置取得手段１５３が取得した輻射板位置ＰＰと、輻射板２７０の移動によって生じる不足熱量の変動を防止するヒーター２４８の温度を引き上げ条件として決定する。そして、当該決定した引き上げ条件を欠陥制御手段１４２に出力する。
【１３５１】
輻射板位置制御手段１５０は、輻射板位置ＰＰの制御を実行する手段である。輻射板位置制御手段１５０は、引き上げ条件決定手段７６が決定した引き上げ条件の中から、輻射板位置ＰＰを抽出し、該抽出した輻射板位置ＰＰに基づいて、輻射板２７０と結晶体２０６との間隔または輻射板２７０の下端とメルト２０２の表面との間隔を調節する。
【１３５２】
その他の構成は、第３９の形態と同じである。
【１３５３】
以下、上記のように構成される第４１の形態に係る結晶体の製造装置が欠陥状態を制御する際の動作を説明する。
【１３５４】
図１３６は、本発明の第４１の形態に係る欠陥状態の制御手順を示すフローチャートである。第４１の形態に係る酸素濃度制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１３５５】
（１）図１３４に示すテーブルを予め作成しておく。
【１３５６】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４５０でＮＯ）。
【１３５７】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４５０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１３４に示すテーブルから検索する（ステップＳ４５２）。
【１３５８】
（４）ステップＳ４５２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式４２に示す演算を実行し、輻射板位置ＰＰを取得する（ステップＳ４５４）。
【１３５９】
（５）ステップＳ４５４で取得した輻射板位置ＰＰを引き上げ条件の一つとして決定する（ステップＳ４５６）。
【１３６０】
（６）ステップＳ４５６で決定した輻射板位置ＰＰに基づいて、輻射板２７０の配設位置を制御する（ステップＳ４５８）。このとき、輻射板位置ＰＰの変化に応じてヒーター２４８の温度を調節する。
【１３６１】
（７）ステップＳ４５０からステップＳ４５８までの処理を繰り返す。
【１３６２】
以上説明した本発明の第４１の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、輻射板位置ＰＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１３６３】
尚、上述した第４１の形態は、第４０の形態と組み合わせて構成してもよい。
【１３６４】
（第４２の形態）
本発明の第４２の形態は、重量偏差に基づいて引き上げ条件を決定する発明である。前述したように、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨ、メルト下降深さＭＤＤを用いて算出した結晶成長長さＧＬは、炉内の温度環境や結晶直径の変動等の影響に左右されないため、該結晶成長長さＧＬに基づく引き上げ条件の決定は、結晶体の製造において、非常に有効である。即ち、上記のように決定した引き上げ条件に従う制御系は、制御目標として予め設定されたプログラムパターンを忠実に再現し、結晶体を理想の状態に近づける。
【１３６５】
しかし、結晶体の製造においては、上記プログラムパターンに忠実な制御を実行しても、所望の結晶体を得られない場合がある。例えば、気温や湿度等の環境変化およびヒーター２４８やルツボ２００の経時変化等の日常変化は、炉内の熱環境を変動させて、結晶直径ＧＤに影響を与える。
【１３６６】
上記のような日常変化の影響を防止するには、成長中の結晶体が目標値からどれだけずれているかを検出し、該検出した結果を制御系にフィードバックすることが好ましい。
【１３６７】
本発明の第４２の形態は、上記観点から構成された発明であり、目標値からのずれを検出し、該検出した値をフィードバックして、所望の結晶体を製造する技術を提供する。
【１３６８】
図１３７は、本発明の第４２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第４２の形態の構成を説明する。
【１３６９】
結晶成長重量検出手段１４は、結晶体２０６が成長した重量を検出する手段である。結晶成長重量検出手段１４は、重量センサのように、結晶体２０６の重量変化を常時監視できるアナログ式検出器で構成することが好ましい。結晶成長重量検出手段１４は、検出した結晶成長重量ＧＷを結晶成長重量予測手段３８および重量偏差算出手段４６に出力する。結晶成長重量検出手段１４を重量センサで構成した場合には、該重量センサの後段にフィルタを接続し、重量センサの出力信号からノイズ成分を除去することが好ましい。
【１３７０】
結晶成長重量予測手段３８は、結晶成長重量ＧＷを予測する手段である。結晶成長重量ＧＷの予測は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを用いて行う。結晶成長重量予測手段３８は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに対応する目標直径と、結晶体２０６の密度とを用いて、結晶成長重量ＧＷを予測する。そして、当該予測によって求めた予測重量ＧＰＷを重量偏差算出手段４６に出力する。
【１３７１】
重量偏差算出手段４６は、重量偏差ＧＷＤを算出する手段である。重量偏差ＧＷＤは、成長中の結晶体が目標値からどれだけずれているか示すパラメータとなる。重量偏差ＧＷＤの算出は、下式を用いて行えばよい。
【１３７２】
重量偏差ＧＷＤ＝予測重量ＧＰＷ−結晶成長重量ＧＷ
重量偏差算出手段４６は、上記のようにして算出した重量偏差ＧＷＤを引き上げ条件決定手段７６に出力する。好ましくは、重量偏差算出手段４６の後段にフィルタを接続し、重量偏差ＧＷＤからノイズ成分を除去した信号を引き上げ条件決定手段７６に出力する。
【１３７３】
引き上げ条件決定手段７６は、重量偏差算出手段４６から受信した重量偏差ＧＷＤを用いて、引き上げ条件を決定する。例えば、重量偏差ＧＷＤが０でない場合には、重量偏差ＧＷＤの大きさに応じて、不足熱量や結晶成長速度ＧＲを調節し、結晶直径ＧＤを目標値に収束させる。  その他の構成は、前述した第１１の形態と同じである。
【１３７４】
以下、上記のように構成される第４２の形態に係る結晶体の製造装置の動作を説明する。
【１３７５】
図１３８は、本発明の第４２の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。第４２の形態に係る結晶体の製造は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１３７６】
（１）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ４６０）。
【１３７７】
（２）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ４６２）。
【１３７８】
（３）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ４６４）。
【１３７９】
（４）シードモーター２３８の動作に基づいて、シード上昇高さＳＬＨを検出する（ステップＳ４６６）。
【１３８０】
（５）ルツボモーター２４０の動作に基づいて、ルツボ上昇高さＣＬＨを検出する（ステップＳ４６８）。
【１３８１】
（６）メルト下降深さＭＤＤを検出する（ステップＳ４７０）。
【１３８２】
（７）ステップＳ４６６からステップＳ４７０までで検出したシード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて、結晶成長長さＧＬを算出する（ステップＳ４７２）。
【１３８３】
（８）重量センサ２１４を用いて、結晶成長重量ＧＷを検出する（ステップＳ４７４）。
【１３８４】
（９）ステップＳ４７２で算出した結晶成長長さＧＬを重量のディメンジョンに変換して、結晶成長重量ＧＷを予測する（ステップＳ４７６）。
【１３８５】
（１０）ステップＳ４７４で検出した結晶成長重量ＧＷとステップＳ４７６で予測した結晶成長重量とを用いて、重量偏差ＧＷＤを算出する（ステップＳ４７８）
（１１）ステップＳ４７８で算出した重量偏差ＧＷＤに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ４８０）。
【１３８６】
（１２）結晶体２０６の成長に伴って、ステップＳ４６６からステップＳ４８０までの処理を繰り返す。
【１３８７】
上記のように構成される本発明の第４２の形態によれば、重量偏差ＧＷＤに基づいて引き上げ条件が決定されるため、気温や湿度等の予測し難い変動による影響が修正され、所望の結晶体を製造することができる。つまり、結晶体の実際の状態と目標値とのずれを示す重量偏差ＧＷＤがフィードバック信号となって、制御系に負帰還がかかり、結晶体の形状および品質が目標値に収束する。
【１３８８】
尚、上述した第４２の形態は、第１１の形態乃至第４１の形態と組み合わせて構成してもよい。特に、結晶直径ＧＤの制御に係る発明は、本形態と組み合わせて構成することが好ましい。これは、結晶直径ＧＤが重量偏差ＧＷＤによるフィードバックによって、直接制御されるからである。さらに、結晶直径ＧＤがプログラムパターン通りに制御されると、酸素濃度等の結晶直径ＧＤのプログラムパターンに基づいて設定されているパラメータも目標値に収束し、所望の形状および品質を有する結晶体が得られる。
【１３８９】
（第４３の形態）
本発明の第３の形態は、結晶成長重量ＧＷの好適な予測に係る発明である。前述したように、結晶成長重量予測手段３８が予測した予測重量ＧＰＷは、制御目標を重量のディメンジョンで示したパラメータである。また、重量偏差ＧＷＤは、結晶直径ＧＤの制御に直接作用するパラメータである。従って、予測重量ＧＰＷは、制御目標とする結晶直径ＧＤから求めることが好ましい。
【１３９０】
さらに、結晶体の直径を制御する場合には、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させることが重要である。結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとを正確に対応させるには、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを結晶成長長さＧＬと対応させて、予め記憶しておくことが好ましい。
【１３９１】
本発明の第４３の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶直径ＧＤの制御に有効な結晶成長重量ＧＷの予測技術を提供するとともに、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとの正確な対応関係を実現する技術を提供する。
【１３９２】
図１３９は、本発明の第４３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第４３の形態の構成を説明する。
【１３９３】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。
【１３９４】
図１４０は、結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。同図に示すように、結晶直径記憶手段４０は、テーブルとして構成することが好ましい。結晶直径記憶手段４０をテーブルとして構成する場合には、結晶成長長さＧＬを格納するフィールドと、制御目標とする結晶直径ＧＤを格納するフィールドを設ける。
【１３９５】
このテーブルは、同図の右側に示すように、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。当該テーブルのレコードは、節点ごとに設けられ、レコードとレコードの間が区間となる。各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、同図の右側に示すように、０、１、２、３、４、・・・、ｎｔ−１、ｎｔ、ｎｔ＋１、・・・とし、区間の番号は、０、１、２、３、・・・、ｉｔ−１、ｉｔとする。区間と節点との関係を説明すると、節点ｎｔと節点ｎｔ＋１の間に区間ｉｔがくる。
【１３９６】
図１４１は、結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。結晶直径記憶手段４０は、クラウン２４２の先端から順に、所定の間隔で結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤとを格納してゆく。結晶成長長さＧＬと結晶直径ＧＤを格納する間隔は、結晶体２０６の直径が大きく変化する部分で短くし、結晶体２０６の直径があまり変化しない部分では長くすることが好ましい。例えば、クラウン２４２とテール２４６は、結晶成長長さＧＬに対して結晶直径ＧＤが大きく変化するため、格納間隔を短くし、ボディ２４４は、結晶直径ＧＤが一定であるので格納間隔を長くする。
【１３９７】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【１３９８】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、結晶直径記憶手段４０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１３９９】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１４００】
（式３０）
0004177488.tif 000218
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
結晶直径取得手段４２は、上記手順によって取得したＧＤ（ＧＬ）を予測重量算出手段４４に出力する。
【１４０１】
予測重量算出手段４４は、予測重量ＧＰＷを算出する手段である。予測重量算出手段４４は、結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬと、結晶直径取得手段４２から受信した結晶直径ＧＤとを用いて、予測重量ＧＰＷを算出する。予測重量ＧＰＷの算出は、受信した結晶直径ＧＤを用いて、結晶体２０６の断面積を算出し、これを積算してゆくことによって行えばよい。この予測重量ＧＰＷの算出を式で示すと以下のようになる。
【１４０２】
（式５）
0004177488.tif 000219
ＧＰＷ：予測重量、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＬ：結晶成長長さ、ＧＤ（Ｌ）：長さＬにおける結晶直径
予測重量算出手段４４が算出した予測重量ＧＰＷは、予測重量ＧＰＷとして結晶成長重量予測手段３８から出力されて、重量偏差ＧＷＤの算出パラメータとなる。
【１４０３】
その他の構成は、第４２の形態と同じである。
【１４０４】
以下、上記のように構成される第４３の形態に係る結晶体の製造装置が結晶成長重量ＧＷを予測する際の動作を説明する。
【１４０５】
図１４２は、本発明の第４３の形態に係る結晶成長重量予測手順を示すフローチャートである。第４３の形態に係る結晶成長重量の予測は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１４０６】
（１）図１４０に示すテーブルを作成する。
【１４０７】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ４９０でＮＯ）。
【１４０８】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ４９０でＹＥＳ）、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１４０に示すテーブルから検索する（ステップＳ４９２）。
【１４０９】
（４）ステップＳ４９２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０に示す演算を実行し、結晶直径ＧＤを取得する（ステップＳ４９４）。
【１４１０】
（５）ステップＳ４９４で取得した結晶直径ＧＤを用いて、予測重量ＧＰＷを算出する（ステップＳ４９６）。
【１４１１】
（６）ステップＳ４９０からステップＳ４９６までの処理を繰り返す。
【１４１２】
以上説明した本発明の第４３の形態によれば、制御目標とする結晶直径ＧＤに基づいて、結晶成長重量ＧＷが予測されるため、重量偏差ＧＷＤが結晶直径ＧＤを収束させる方向に変動して、所望の形状を有する結晶体が得られる。
【１４１３】
（第４４の形態）
本発明の第４４の形態は、結晶体の直径と品質を同時に制御する発明である。前述したように、結晶体２０６の直径制御は、結晶成長速度ＧＲおよび不足熱量を調節することによって行うことができる。また、結晶体の酸素濃度や欠陥状態等の品質制御は、シード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度、メルト位置ＭＰ、メルト周辺の熱環境、不活性ガスの流れ、磁界、結晶成長速度ＧＲおよび結晶体の温度勾配を調節することによって行うことができる。
【１４１４】
上記各パラメータは、いずれも所望の形状および品質の達成に有効な制御パラメータであるが、上記各パラメータの中には、複数の制御に影響するものがある。例えば、結晶成長速度ＧＲは、結晶体の直径に影響を与えるとともに、結晶体の欠陥状態にも影響を与える。また、メルト位置ＭＰは、メルト周辺の熱環境に影響を与えるとともに、不足熱量にも影響を与える。
【１４１５】
従って、所望の直径、所望の酸素濃度、所望の欠陥状態のすべてを満足するには、各制御パラメータの相互関係を適切に設定する必要がある。特に、結晶体の直径は、重要な制御項目であるとともに、酸素濃度等の結晶体の品質にも影響を与えるため、直径を制御しながら他の品質パラメータを制御する必要がある。
【１４１６】
本発明の第４４の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶体の直径と品質を同時に制御して、所望の結晶体を製造する技術を提供する。
【１４１７】
図１４３は、本発明の第４４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第１４３の形態の構成を説明する。
【１４１８】
制御テーブル１５４は、制御目標とする結晶成長速度ＧＲと品質制御パラメータとを記憶する手段である。結晶成長速度ＧＲは、結晶直径ＧＤおよび品質の制御を目的として記憶され、品質制御パラメータは、結晶体の品質制御を目的として記憶される。制御テーブル１５４は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶成長速度ＧＲおよび品質制御パラメータとを対応させて記憶する。
【１４１９】
品質制御パラメータとは、結晶体２０６の酸素濃度や欠陥状態の制御に有効なパラメータである。例えば、品質制御パラメータには、前述のシード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度、メルト位置ＭＰ、メルト周辺の熱環境、不活性ガスの流れ、磁界、結晶成長速度ＧＲおよび結晶体の温度勾配を使用する。
【１４２０】
図１４４は、制御テーブル１５４の構成例を示す概念図である。同図に示すように、当該テーブルには、結晶成長長さＧＬを格納する結晶成長長さ格納フィールド１６２と、制御目標とする結晶成長速度ＧＲを格納する結晶成長速度格納フィールド１６４と、制御目標とする品質制御パラメータを格納する品質制御パラメータ格納フィールド１６６とを設ける。同図に示す例では、品質制御パラメータにメルト位置ＭＰとヒーター温度ＨＴを使用する。もっとも、他の品質制御パラメータを同時に格納してもよい。
【１４２１】
以下、図１４４を使用して、制御テーブル１５４に格納する各パラメータの関係を説明する。
【１４２２】
結晶成長速度ＧＲは、主に、クラウンとテールでの結晶直径ＧＤの制御および結晶の熱履歴の制御を目的として設定するパラメータであるため、前述した直径制御に係る発明と同様に格納する。
【１４２３】
メルト位置ＭＰとヒーター温度ＨＴは、結晶体２０６の成長に伴って変化するメルト２０２の酸素溶解量を基準に決定する。例えば、結晶体２０６が成長すると、メルト２０２と石英るつぼ２２８との接触面が減少するため、石英るつぼ２２８からメルト２０２に溶出する酸素量が減少する。その結果、メルト２０２から蒸発する酸素量とメルト２０２内に溶出する酸素量とのバランスが変動し、メルト２０２の酸素溶解量が減少する。そこで、結晶体２０６の酸素濃度を一定にする場合には、ヒーターの温度を上げながらメルト位置ＭＰを上昇させて、不足熱量を一定に維持した状態で石英るつぼ２２８からメルト２０２に溶出する酸素量を増加させる。
【１４２４】
従って、制御テーブル１５４を構築する場合には、まず、結晶成長長さＧＬごとに、当該各結晶成長長さＧＬで制御目標とする結晶直径ＧＤおよび結晶の熱履歴に基づいて結晶成長速度ＧＲを求め、当該求めた結晶成長速度ＧＲを結晶成長速度格納フィールド１６４に格納する。次に、当該各結晶成長長さＧＬで制御目標とする酸素濃度からメルト位置ＭＰおよびヒーター温度ＨＴを求め、当該求めたメルト位置ＭＰおよびヒーター温度ＨＴを品質制御パラメータ格納フィールド１６６に格納する。
【１４２５】
メルト位置ＭＰとヒーター温度ＨＴとの関係は、ルツボ２００とヒーターとの位置関係、黒鉛るつぼ２３０の熱伝導率、ルツボ２００周辺の熱抵抗等を使用して作成した熱方程式で定義することが好ましい。
【１４２６】
図１４４に示すように、制御テーブル１５４の各接点に結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰの両方の値が格納されている場合は、制御テーブル１５４をこのまま使用する。一方、制御テーブル１５４の各接点に結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰのいずれかの値が格納されていない場合には、図１４３に示す制御テーブル更新手段１６７が機能する。
【１４２７】
制御テーブル更新手段１６７は、以下の手順で制御テーブル１５４を更新する。
【１４２８】
（１）メルト位置が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【１４２９】
（２）接点ｋよりも前の接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【１４３０】
（３）接点ｋよりも後ろの接点であって、メルト位置が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【１４３１】
（４）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４４）
0004177488.tif 000220
ＭＰ［ｋ］：接点ｋのメルト位置、ＭＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＭＰ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【１４３２】
（５）結晶成長速度が格納されていない接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｋとする。
【１４３３】
（６）接点ｋよりも前の接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔ−１とする。
【１４３４】
（７）接点ｋよりも後ろの接点であって、結晶成長速度が格納されている接点を検索し、当該検索の結果得られた接点をｎｔとする。
【１４３５】
（８）接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、
（式４５）
0004177488.tif 000221
ＧＲ［ｋ］：接点ｋの結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
上式の演算を実行し、得られたＧＲ［ｋ］を接点ｋに格納する。
【１４３６】
以上の手順により、制御テーブル１５４は、図１４４に示す状態となる。
【１４３７】
所属区間判定手段１５６は、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬが制御テーブル１５４のどの区間に属するのかを判定する手段である。所属区間判定手段１５６は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬが属する区間を判定する。
【１４３８】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、制御テーブル１５４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１４３９】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎｔとの間に位置する区間ｉｔ−１を所属区間と判定し、当該接点ｎｔ−１および接点ｎｔを結晶成長速度取得手段８６と、品質制御パラメータ取得手段１６０に出力する。
【１４４０】
品質制御パラメータ取得手段１６０は、結晶成長長さＧＬに対応する品質制御パラメータを取得する手段である。品質制御パラメータ取得手段１６０には、使用するパラメータごとに取得手段が設けられる。例えば、図１４３に示す例では、メルト位置取得手段１１５とヒーター温度取得手段１６１が設けられる。
【１４４１】
メルト位置取得手段１１５は、制御テーブル１５４の接点ｎに格納されたメルト位置ＭＰ［ｎｔ］と、接点ｎ−１に格納されたメルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］とを取得して、これらをメルト位置移動速度決定手段１５９に出力する。
【１４４２】
結晶成長長さ取得手段１５８は、制御テーブル１５４の接点ｎに格納された結晶成長長さＧＬ［ｎｔ］と、接点ｎ−１に格納された結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］とを取得して、これらをメルト位置移動速度決定手段１５９に出力する。
【１４４３】
結晶成長速度取得手段８６は、メルト位置移動速度ＭＰＳの決定方法に応じて、制御テーブル１５４からＧＲ（ＧＬ）または、制御テーブル１５４の接点ｎに格納された結晶成長速度ＧＲ［ｎｔ］と、接点ｎ−１に格納された結晶成長速度ＧＲ［ｎｔ−１］とを取得する。
【１４４４】
メルト位置移動速度決定手段１５９は、結晶成長速度取得手段８６が取得したＧＲ（ＧＬ）またはＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、メルト位置取得手段１１５が取得したメルト位置ＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ−１］と、結晶成長長さ取得手段１５８が取得したＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］とを用いて、メルト位置移動速度ＭＰＳを決定する。
【１４４５】
ヒーター温度取得手段１６１は、結晶成長長さＧＬに対応するヒーター温度ＨＴを取得する手段である。ヒーター温度取得手段１６１は、制御テーブル１５４の接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１４４６】
（式４３）
0004177488.tif 000222
ＨＴ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応するヒーター温度、ＨＴ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたヒーター温度、ＨＴ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたヒーター温度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
引き上げ条件決定手段７６は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲと、メルト位置移動速度決定手段１５９が決定したメルト位置移動速度ＭＰＳと、ヒーター温度取得手段１６１が取得したヒーター温度ＨＴとに基づいて、引き上げ条件を決定する。
【１４４７】
その他の構成は、第１１の形態と同じである。
【１４４８】
以下、上記のように構成される第４４の形態に係る結晶体の製造装置が直径制御と品質制御を同時に実行する手順を説明する。
【１４４９】
図１４５は、本発明の第４４の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。第４４の形態に係る直径・品質同時制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１４５０】
（１）必要に応じて制御テーブル１５４を更新し、図１４４に示すテーブルを予め完成させておく（ステップＳ５００）。
【１４５１】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ５０１でＮＯ）。
【１４５２】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、当該受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを図１４４に示すテーブルから検索する（ステップＳ５０２）。
【１４５３】
（４）ステップＳ５０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式１８に示す演算を実行し、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得するか、または、ステップＳ５０２で検索した接点ｎおよび接点ｎｔ−１を用いてＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］を取得する（ステップＳ５０４）。
【１４５４】
（５）ステップＳ５０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ］とＧＬ［ｎｔ−１］にそれぞれ対応するメルト位置ＭＰ［ｎｔ］とＭＰ［ｎｔ−１］を取得する（ステップＳ５０６）。
【１４５５】
（６）ステップＳ５０２の検索でヒットしたレコードの値ＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］を取得する（ステップＳ５０７）。
【１４５６】
（７）ステップＳ５０４で取得したＧＲ（ＧＬ）またはＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、ステップＳ５０６で取得したＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ−１］と、ステップＳ５０７で取得したＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］とを用いて、メルト位置移動速度ＭＰＳを決定する（ステップＳ５０８）。
【１４５７】
（８）ステップＳ５０２の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式４３に示す演算を実行し、結晶成長長さＧＬに対応するヒーター温度ＨＴを取得する（ステップＳ５０９）。
【１４５８】
（９）ステップＳ５０４からステップＳ５０９で取得した結晶成長速度ＧＲ、メルト位置移動速度ＭＰＳおよびヒーター温度ＨＴに基づいて、引き上げ条件を決定する（ステップＳ５１０）。
【１４５９】
（１０）ステップＳ５１０で決定した引き上げ条件に基づいて、結晶成長速度ＧＲを制御する（ステップＳ５１２）。
【１４６０】
（１１）ステップＳ５１０で決定した引き上げ条件に基づいて、メルト位置移動速度ＭＰＳを制御する（ステップＳ５１４）。
【１４６１】
（１２）ステップＳ５１０で決定した引き上げ条件に基づいて、ヒーター温度ＨＴを制御する（ステップＳ５１６）。
【１４６２】
（１３）ステップＳ５００からステップＳ５１６までの処理を繰り返す。
【１４６３】
以上説明した本発明の第４４の形態によれば、各制御パラメータの相互関係を考慮して制御テーブル１５４が構築されるため、直径と品質の同時制御が可能となる。
【１４６４】
尚、上述した第４４の形態は、第１２の形態乃至第４３の形態と組み合わせて構成してもよい。
【１４６５】
（第４５の形態）
本発明の第４５の形態は、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを調節して、結晶体の直径と品質を同時に制御する発明である。結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰは、いずれもシード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬに依存する。従って、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを適切に決定すれば、所望の直径および品質を有する結晶体を製造することができる。
【１４６６】
本発明の第４５の形態は、上記観点から構成された発明であり、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを調節して、結晶体の直径と品質を同時に制御する技術を提供する。  図１４６は、本発明の第４５の形態に係る引き上げ条件決定手段の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第４５の形態の構成を説明する。
【１４６７】
シード上昇速度決定手段７９は、引き上げ条件の一つであるシード上昇速度ＳＬを決定する手段である。シード上昇速度決定手段７９は、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲと、メルト位置移動速度決定手段１５９が決定したメルト位置移動速度ＭＰＳとを用いて、シード上昇速度ＳＬを決定する。シード上昇速度ＳＬは、下式を用いて決定すればよい。
【１４６８】
シード上昇速度ＳＬ＝結晶成長速度ＧＲ＋メルト位置移動速度ＭＰＳ
例えば、メルト位置移動速度ＭＰＳが０である場合には、結晶成長速度ＧＲは、シード上昇速度ＳＬと等しくなり、メルト位置移動速度ＭＰＳが０でない場合には、該メルト位置ＭＰの移動速度に結晶成長速度ＧＲを加算した値がシード上昇速度ＳＬとなる。
【１４６９】
ルツボ上昇速度決定手段１７０は、引き上げ条件の一つであるルツボ上昇速度ＣＬを決定する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬは、結晶成長速度ＧＲに対するメルト深さＭＤの下降速度の補正分と、メルト位置移動速度ＭＰＳとを加算して決定する。
【１４７０】
図１４７は、本発明の第４５の形態に係るルツボ上昇速度決定手段の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、第４５の形態に係るルツボ上昇速度決定手段の構成を説明する。
【１４７１】
メルト下降深さ検出手段３４は、前述した第１０の形態に従って構成される。同図に示すように、第１０の形態に従って構成されたメルト下降深さ検出手段３４は、メルト深さ決定手段２２とルツボ形状テーブル１０を具備する。
【１４７２】
結晶直径記憶手段４０は、制御目標とする結晶直径ＧＤを記憶する手段である。結晶直径記憶手段４０は、結晶成長長さＧＬと、結晶体２０６が該結晶成長長さＧＬに達したときに目標とする結晶直径ＧＤとを対応させて記憶する。ここで、制御テーブル１５４も結晶成長長さＧＬに対応させて結晶成長速度ＧＲを記憶するため、制御テーブル１５４と結晶直径記憶手段４０とを同一のテーブルで構成することが好ましい。
【１４７３】
図１４８は、本発明の第４５の形態に係る制御テーブル１５４の構成を示す概念図である。同図に示すように、第４５の形態に係る制御テーブル１５４には、第４４の形態の構成に加えて、結晶直径ＧＤを格納するフィールドが設けられる。
【１４７４】
結晶直径取得手段４２は、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する手段である。結晶直径取得手段４２は、以下に示す手順で結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤを取得する。
【１４７５】
（１）結晶成長長さ算出手段３６から受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、制御テーブル１５４から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１４７６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎに格納された値を用いて、下式の演算を実行する。
【１４７７】
（式３０）
0004177488.tif 000223
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
結晶直径取得手段４２は、上記手順によって取得したＧＤ（ＧＬ）をルツボ上昇速度決定手段１７０に出力する。
【１４７８】
結晶成長速度取得手段８６は、第４４の形態で説明した手順に従って、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲを取得し、該取得した結晶成長速度ＧＲをルツボ上昇速度決定手段１７０に出力する。
【１４７９】
ルツボ内径取得手段９２は、メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する手段である。ルツボ内径取得手段９２は、以下に示す手順でメルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩを取得する。
【１４８０】
（１）メルト深さ決定手段２２から受信したメルト深さＭＤを検索キーとして、ルツボ形状テーブル１０から以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１４８１】
ＣＤ［ｎｔ−１］≦ＭＤ＜ＣＤ［ｎｔ］
（２）上記検索の結果得られた接点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納されたルツボ深さＣＤ［ｎｔ−１］およびＣＤ［ｎｔ］と、ＣＩ［ｎｔ−１］およびＣＩ［ｎｔ］とを用いて、下式の演算を実行する。
【１４８２】
（式３２）
0004177488.tif 000224
ＣＩ（ＭＤ）：メルト深さ決定手段２２が決定したメルト深さに対応するルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ＭＤ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト深さ
ルツボ内径取得手段９２は、上記手順によって取得したＣＩ（ＭＤ）をルツボ上昇速度算出手段９４に出力する。
【１４８３】
ルツボ上昇速度算出手段９４は、結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径ＧＤと、ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径ＣＩと、結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度ＧＲとを用いて、ルツボ上昇速度ＣＬを決定する手段である。ルツボ上昇速度ＣＬは、下式を実行して得られたＣＬにメルト位置移動速度ＭＰＳを加算して算出する。
【１４８４】
（式１５）
0004177488.tif 000225
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：前記結晶直径取得手段４２が取得した結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：前記ルツボ内径取得手段９２が取得したルツボ内径、ＧＲ：前記結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度
以上が本発明の第４５の形態に係るルツボ上昇速度決定手段の構成である。
【１４８５】
その他の構成は、第４４の形態と同じである。
【１４８６】
以下、上記のように構成される第４５の形態に係る結晶体の製造装置が結晶体の直径と品質を同時に制御する際の動作を説明する。
【１４８７】
図１４９は、本発明の第４５の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。第４５の形態に係る直径・品質同時制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１４８８】
（１）ルツボ形状テーブル１０を作成するとともに、必要に応じて制御テーブル１５４を更新し、制御テーブル１５４を予め完成させておく（ステップＳ５２０）。
【１４８９】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ５２１でＮＯ）。
【１４９０】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ５２１でＹＥＳ）、前述した本発明の第１０の形態に従ってメルト深さＭＤを決定する（ステップＳ５２２）。
【１４９１】
（４）ステップＳ５２２で決定したメルト深さＭＤを検索キーとして、式３１の条件式を満たす値を格納した接点ｎｔ−１および接点ｎｔをルツボ形状テーブル１０から検索する（ステップＳ５２４）。
【１４９２】
（５）ステップＳ５２４の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３２に示す演算を実行し、ルツボ内径ＣＩを取得する（ステップＳ５２６）。
【１４９３】
（６）ステップＳ５２０で受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを制御テーブル１５４から検索する（ステップＳ５２８）。
【１４９４】
（７）ステップＳ５２８の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０、式１８および式４３に示す演算を実行し、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤ、結晶成長速度ＧＲおよびヒーター温度ＨＴを取得するとともに、接点ｎｔおよび接点ｎｔ−１に格納されたＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、ＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ−１］と、ＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］とを取得する（ステップＳ５３０）。
【１４９５】
（８）ステップＳ５３０で取得したＧＲ（ＧＬ）またはＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、ＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ−１］と、ＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］とを用いて、メルト位置移動速度ＭＰＳを決定する（ステップＳ５３１）。
【１４９６】
（９）ステップＳ５２６で取得したルツボ内径ＣＩと、ステップＳ５３０で取得した結晶直径ＧＤ、結晶成長速度ＧＲおよびステップＳ５３１で決定したメルト位置移動速度ＭＰＳとを用いて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ５３２）。
【１４９７】
（１０）ステップＳ５３２で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲおよびメルト位置を制御するとともに、ヒーターの温度をステップＳ５３０で取得したヒーター温度ＨＴにする（ステップＳ５３４）。
【１４９８】
（１１）ステップＳ５２０からステップＳ５３４までの処理を繰り返す。
【１４９９】
以上説明した本発明の第４５の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰの同時制御が可能となる。その結果、所望の直径および品質を有する結晶体を製造することができる。
【１５００】
（第４６の形態）
本発明の第４６の形態は、シード上昇速度ＳＬの好適な決定に係る発明である。前述したように、シード上昇速度ＳＬは、制御目標とする結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰとを用いて決定することができる。このとき、メルト位置ＭＰは、速度のディメンジョンではないため、シード上昇速度ＳＬの決定に用いるためには、速度のディメンジョンに変換する必要がある。また、全ての結晶成長長さに対して、所望のメルト位置ＭＰとなるようにメルト位置移動速度ＭＰＳを決定することが望ましい。メルト位置ＭＰを速度のディメンジョンに変換するには、制御テーブル１５４からメルト位置ＭＰのプログラムパターンに対応する距離と時間の要素を抽出し、該抽出した値を用いればよい。
【１５０１】
一方、シード上昇速度ＳＬは、本発明の第４２の形態のように、重量偏差ＧＷＤに基づいて決定することが好ましい。
【１５０２】
本発明の第４６の形態は、上記観点から構成された発明であり、結晶成長速度ＧＲと、メルト位置ＭＰと、重量偏差ＧＷＤとを用いて、シード上昇速度ＳＬを好適に決定する技術を提供する。尚、本第４６の形態では、前述した第４４の形態および第４５の形態のメルト位置移動速度ＭＰＳをメルト位置に基づくシード上昇速度の操作量として扱う。
【１５０３】
図１５０は、本発明の第４６の形態に係るシード上昇速度決定手段の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、本発明の第４６の形態の構成を説明する。
【１５０４】
重量偏差算出手段４６は、成長中の結晶体が目標値からどれだけずれているか示すパラメータとなる重量偏差ＧＷＤを算出する手段である。重量偏差ＧＷＤの算出は、第４２の形態または第４３の形態に従って行う。
【１５０５】
所要時間算出手段１７２は、所属区間判定手段１５６が判定した区間の経過に要する所要時間を算出する手段である。所要時間算出手段１７２は、所属区間判定手段１５６から接点ｎｔおよび接点ｎｔ−１を受信して、当該受信した節点ｎｔおよび節点ｎｔ−１に格納された値を制御テーブル１５４から取得する。そして、当該取得した値を用いて、節点ｎｔと節点ｎｔ−１との間の時間、即ち、区間ｉｔ−１の所要時間を算出する。
【１５０６】
所要時間算出の基本式は、以下のようになる。
【１５０７】
所要時間＝区間ｉｔ−１の結晶成長長さ／区間ｉｔ−１内での結晶成長速度
区間ｉｔ−１の距離は、節点ｎｔに格納された結晶成長長さＧＬと節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さＧＬの差をとれば求めることができる。
【１５０８】
区間ｉｔ−１内での結晶成長速度は、以下に示す３つの式のいずれかを使用して求めることができる。
【１５０９】
（式１６）
0004177488.tif 000226
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式は、区間ｉｔ−１を挟む２つの接点ｎｔおよびｎｔ−１に格納された結晶成長速度ＧＲ［ｎｔ］とＧＲ［ｎｔ−１］との平均で所要時間を求める方法の一例である。この式では、ＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］が時間軸に対してではなく、結晶成長長さに対して定義されているために、１〜２％の誤差が生じる場合がある。また、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）がシード上昇速度算出手段１７４に出力されると、その分だけ誤差が増加する原因となる。
【１５１０】
（式１７）
0004177488.tif 000227
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度
上式は、結晶成長長さに対する結晶成長速度を関数で表して、区間ｉｔ−１内の微小長さｄＬに対する成長時間を求める式とし、区間ｉｔ−１、即ち、ＧＬ［ｎｔ−１］からＧＬ［ｎｔ］までを積分する方法の一例である。上式では、ＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］が結晶成長長さに対して定義されていることが前提であるため、理論的には誤差が生じないと考えられる。ただし、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）がシード上昇速度算出手段１７４に出力されると、その分だけ誤差が増加する原因となる。
【１５１１】
（式１９）
0004177488.tif 000228
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長速度取得手段８６が取得した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
上式は、結晶成長長さによって刻々と変化する結晶成長速度を刻々と変化する重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）で補正し、その補正ずみの結晶成長速度で結晶成長長さを割り、微小区間ごとのＴ［ｉｔ−１］を計算値として求める方法の一例である。上式によれば、結晶成長長さに対して、結晶成長速度およびメルト位置が定義されている場合でも誤差が生じない。さらに、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）がシード上昇速度算出手段１７４に出力されても、結晶成長速度が当該重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）で補正されるため、誤差が生じない。このＳＬＣ（ＧＷＤ）は、微小区間ごとに更新される。
【１５１２】
上記ＳＬＣ（ＧＷＤ）の求め方は後述する。所要時間算出手段１７２は、上記のようにして算出した所要時間Ｔをシード上昇速度操作量算出手段７８に出力する。尚、所要時間の誤差は、式１９、式１７、式１６の順に大きくなる。ただし、結晶成長速度ＧＲの設定値がｉｔ−１区間において一定の場合には、式１６と式１７の誤差が等しくなる。また、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）が０またはｉｔ−１区間で正負方向にキャンセルし合っている場合には、式１７と式１９の誤差が等しくなる。
【１５１３】
シード上昇速度操作量算出手段７８は、シード上昇速度ＳＬの操作量を算出する手段である。シード上昇速度操作量算出手段７８は、結晶成長速度取得手段８６から受信した結晶成長速度ＧＲをシード上昇速度ＳＬの基準パラメータとし、結晶成長速度ＧＲ以外のメルト位置ＭＰおよび重量偏差ＧＷＤを操作パラメータとして捉えて、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量と、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量を算出する。
【１５１４】
シード上昇速度操作量算出手段は、下式を実行してメルト位置に基づくシード上昇速度の操作量を算出する。尚、算出したＳＬＣ（ＭＰ）は、微小区間ごとに更新される。
【１５１５】
（式２０）
0004177488.tif 000229
ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間
そして、重量偏差算出手段４６から受信した重量偏差ＧＷＤをＰＩＤ（比例積分微分制御）制御ブロックに入力して、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量を算出する。ＰＩＤ制御ブロックは、重量を速度のディメンジョンに変換できるものを使用する。好ましくは、シード上昇速度ＳＬの操作量を微分または微分＋２次微分で構成する。ＰＩＤ制御技術は、公知の技術であるので本明細書では説明を省略する。
【１５１６】
シード上昇速度算出手段１７４は、結晶成長長さＧＬと、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量と、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量とを用いて、シード上昇速度ＳＬを算出する手段である。シード上昇速度の算出は、下式を実行して行えばよい。
【１５１７】
（式２１）
0004177488.tif 000230
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
シード上昇速度決定手段７９は、上式の実行によって得られたＳＬをシード上昇速度ＳＬとして決定する。
【１５１８】
尚、本発明の第４６の形態を実施する場合には、第４５の形態に係るルツボ上昇速度算出手段９４は、下式の演算を実行してルツボ上昇速度ＣＬを算出する。
【１５１９】
（式２２）
0004177488.tif 000231
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：結晶成長長さに対応する結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：ルツボ形状テーブル１０から取得したルツボ内径、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さを用いて算出された結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量
そして、ルツボ上昇速度決定手段１７０が上式の実行によって得られたＳＬをルツボ上昇速度ＣＬとして決定する。
【１５２０】
その他の構成は、第４５の形態と同じである。
【１５２１】
以下、上記のように構成されるシード上昇速度決定手段７９がシード上昇速度ＳＬを決定する際の動作を説明する。
【１５２２】
図１５１は、本発明の第４６の形態に係るシード上昇速度の決定手順を示すフローチャートである。第４６の形態に係るシード上昇速度の決定は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１５２３】
（１）式１６、式１７または式１９のいずれかを使用して所要時間Ｔを算出する（ステップＳ５４０）。
【１５２４】
（２）式２０を使用して、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ５４２）。
【１５２５】
（３）重量偏差算出手段４６が算出した重量偏差ＧＷＤをＰＩＤ制御ブロックに入力して、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ５４４）。
【１５２６】
（４）式２１を使用して、シード上昇速度ＳＬを算出する（ステップＳ５４６）。
【１５２７】
以上説明した本発明の第４６の形態によれば、結晶成長速度ＧＲと、メルト位置ＭＰとと、重量偏差ＧＷＤとに基づいて、シード上昇速度ＳＬが算出されるため、シード上昇速度の好適な制御が可能となる。
【１５２８】
尚、上述した第４４乃至第４６の形態では、制御テーブル１５４にメルト位置ＭＰを格納した場合の形態について説明したが、制御テーブル１５４には、メルト位置ＭＰの他、シード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度ＣＲ、ガス供給量ＦＲ、磁界印加強度ＦＩ、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを格納し、品質制御パラメータとして使用することができる。
【１５２９】
ここで、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを品質制御パラメータとして使用する場合には、これらの値を実現するために、それぞれ、ヒーター移動速度ＨＳ、磁界印加位置移動速度ＦＳ、輻射板移動速度ＰＳおよび整流板移動速度ＶＳを求めて、速度系の制御を実行することが好ましい。以下、ヒーター移動速度ＨＳ、磁界印加位置移動速度ＦＳ、輻射板移動速度ＰＳおよび整流板移動速度ＶＳを求める手順を説明する。
【１５３０】
まず、制御テーブル１５４にヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを格納する。
【１５３１】
図１５２は、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを品質制御パラメータとして使用する場合の制御テーブルの構成を示す概念図である。同図に示すように、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを品質制御パラメータとして使用する場合には、品質制御パラメータ格納フィールド１６６にそれぞれ該当する値を格納するか、または、前述したテーブルの更新と同様の手順により図１５２に示す状態を完成させる。
【１５３２】
次に、式１６、式１７または式１９のいずれかを実行して、前述した手順に従い所要時間Ｔ［ｉｔ−１］を求める。
【１５３３】
そして、
（式４６）
0004177488.tif 000232
ＨＳ：ヒーター移動速度、ＨＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたヒーター位置、ＨＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納されたヒーター位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
上式を実行して、ヒーター移動速度ＨＳを求める。
【１５３４】
さらに、
（式４７）
0004177488.tif 000233
ＦＳ：磁界印加位置移動速度、ＦＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された磁界印加位置、ＦＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された磁界印加位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
上式を実行して、磁界印加位置移動速度ＦＳを求める。
【１５３５】
さらに、
（式４８）
0004177488.tif 000234
ＰＳ：輻射板移動速度、ＰＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された輻射板位置、ＰＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された輻射板位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
上式を実行して、輻射板移動速度ＰＳを求める。
【１５３６】
最後に、
（式４９）
0004177488.tif 000235
ＶＳ：整流板移動速度、ＶＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された整流板位置、ＶＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された整流板位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
上式を実行して、整流板移動速度ＶＳを求める。
【１５３７】
（第４７の形態）
本発明の第４７の形態は、ワイヤー２０８の伸びに応じてシード上昇速度ＳＬを操作する発明である。結晶体２０６の引き上げ軸にワイヤー２０８を使用した場合には、該ワイヤー２０８の下に成長した結晶体２０６の重量によって、ワイヤー２０８に伸びが生じる。このように、ワイヤー２０８に伸びが生じると、第７の形態に従って、結晶成長長さを補正し正確な結晶成長長さを求めても、品質制御パラメータである結晶成長速度ＧＲと実際の結晶成長速度との間には、ワイヤー２０８が伸びた量だけ誤差を生じることになる。この誤差は、ワイヤー２０８が伸びた量だけシード２０４を上昇させることにより取り除くことが可能である。
【１５３８】
本発明の第４７の形態は、上記観点から構成された発明であり、ワイヤー２０８の伸びに応じてシード上昇速度ＳＬを操作する技術を提供する。
【１５３９】
図１５３は、本発明の第４７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。以下同図に基づいて、本発明の第４７の形態の構成を説明する。
【１５４０】
伸び長検出手段５４は、前述した第５の形態乃至第７の形態または第１２の形態に従って構成する。伸び長検出手段５４は、検出した伸び長ＷＥＬをシード上昇速度操作量算出手段７８に出力する。
【１５４１】
シード上昇速度操作量算出手段７８は、伸び長検出手段５４から受信した伸び長ＷＥＬを用いて、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量を算出する。伸び長に基づくシード上昇速度の操作量は、下式を用いて算出すればよい。
【１５４２】
（式１３）
0004177488.tif 000236
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
シード上昇速度操作量算出手段７８は、上式を解いて得られたＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］をシード上昇速度算出手段１７４に出力する。
【１５４３】
シード上昇速度算出手段１７４は、シード上昇速度操作量算出手段７８から受信した重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量と、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量と、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量とを用いて、下式の演算を実行する。
【１５４４】
（式２３）
0004177488.tif 000237
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：前記結晶成長速度算出手段１６８が算出した結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：前記シード上昇速度操作量算出手段７８が算出したメルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：前記シード上昇速度操作量算出手段７８が算出した重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＷＥＬ）：前記シード上昇速度操作量算出手段７８が算出した伸び長に基づくシード上昇速度操作量
尚、ルツボ上昇速度ＣＬは、ＳＬＣ（ＷＥＬ）で操作しなくてもよく、前述した式２２を用いて算出する。
【１５４５】
その他の構成は、前述した第４６の形態と同じである。
【１５４６】
以下、上記のように構成される第４７の形態に係る結晶体の製造装置が結晶体の直径と品質を同時に制御する際の動作を説明する。
【１５４７】
図１５４は、本発明の第４７の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。第４７の形態に係る直径・品質同時制御は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１５４８】
（１）ルツボ形状テーブル１０および図１４８に示す制御テーブル１５４を予め作成しておく。
【１５４９】
（２）結晶成長長さ算出手段３６から結晶成長長さＧＬを受信するまで待機する（ステップＳ５５０でＮＯ）。
【１５５０】
（３）結晶成長長さＧＬを受信したら（ステップＳ５５０でＹＥＳ）、前述した第５の形態乃至第７の形態または第１２の形態に従って伸び長ＷＥＬを検出する（ステップＳ５５２）。
【１５５１】
（４）前述した本発明の第１０の形態に従ってメルト深さＭＤを決定する（ステップＳ５５４）。
【１５５２】
（５）ステップＳ５５４で決定したメルト深さＭＤを検索キーとして、式３１の条件式を満たす値を格納した接点ｎｔ−１および接点ｎｔをルツボ形状テーブル１０から検索する（ステップＳ５５６）。
【１５５３】
（５）ステップＳ５５６の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３２に示す演算を実行し、ルツボ内径ＣＩを取得する（ステップＳ５５８）。
【１５５４】
（６）ステップＳ５５０で受信した結晶成長長さＧＬを検索キーとして、条件式：ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］を満たす接点ｎｔ−１および接点ｎｔを制御テーブル１５４から検索する（ステップＳ５６０）。
【１５５５】
（７）ステップＳ５６０の検索でヒットしたレコードの値を用いて、式３０、式１８および式４３に示す演算を実行し、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤと、結晶成長速度ＧＲまたはＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、メルト位置ＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］と、ヒーター温度ＨＴとを取得する（ステップＳ５６２）。
【１５５６】
（８）ステップＳ５５８で取得したルツボ内径ＣＩと、ステップＳ５６２で取得した結晶直径ＧＤと、結晶成長速度ＧＲまたはＧＲ［ｎｔ］およびＧＲ［ｎｔ−１］と、メルト位置ＭＰ［ｎｔ］およびＭＰ［ｎｔ］と、結晶成長長さＧＬ［ｎｔ］およびＧＬ［ｎｔ−１］とを用いて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬを決定する（ステップＳ５６４）。
【１５５７】
（９）ステップＳ５６４で決定したシード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬでシード２０４およびルツボ２００を上昇させて、結晶成長速度ＧＲおよびメルト位置を制御するとともに、ヒーターの温度をステップＳ５６２で取得したヒーター温度ＨＴにする（ステップＳ５６６）。
【１５５８】
（１０）ステップＳ５５０からステップＳ５６６までの処理を繰り返す。
【１５５９】
以下、上述したステップＳ５６２でシード上昇速度を決定する際の処理を詳細に説明する。
【１５６０】
図１５５は、本発明の第４７の形態に係るシード上昇速度の決定手順を示すフローチャートである。第４７の形態に係るシード上昇速度の決定は、以下に示す一連の手順で実行する。
【１５６１】
（１）式１６、式１７または式１９のいずれかを使用して所要時間Ｔを算出する（ステップＳ５７０）。
【１５６２】
（２）式２０を使用して、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ５７２）。
【１５６３】
（３）重量偏差算出手段４６が算出した重量偏差ＧＷＤをＰＩＤ制御ブロックに入力して、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ５７４）。
【１５６４】
（４）式１３を使用して、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量を算出する（ステップＳ５７６）。
【１５６５】
（５）式２３を使用して、シード上昇速度ＳＬを算出する（ステップＳ５７８）。
【１５６６】
以上説明した本発明の第４７の形態によれば、ワイヤーの伸びに応じてシード上昇速度ＳＬが操作されるため、ワイヤーの伸びによって結晶体の制御に誤差が生じることを防止できる。
【１５６７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【１５６８】
（実施例の要約）
シード上昇高さＳＬＨと、ルツボ上昇高さＣＬＨと、重量センサ２１４の出力とを主制御部２７８に入力して、メルト深さＭＤと、メルト下降深さＭＤＤと、ワイヤー２０８の伸び長ＷＥＬを算出する。この主制御部２７８は、負帰還ループを構成し、安定した自動制御を実行する（図１５８参照）。さらに、主制御部２７８は、シード上昇速度ＳＬと、ルツボ上昇速度ＣＬの操作量として、結晶成長長さＧＬに対応する結晶成長速度ＧＲ（ＧＬ）と、重量偏差ＧＷＤに基づく操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）と、メルト位置ＭＰに基づく操作量ＳＬＣ（ＭＰ）と、伸び長ＷＥＬに基づく操作量ＳＬＣ（ＷＥＬ）とを算出するとともに、結晶成長長さＧＬに対応する結晶直径ＧＤと、メルト深さＭＤに対応するルツボ内径ＣＩとを用いて、ルツボ２００の移動比率を算出する。そして、これらの各パラメータを合成して、シード上昇速度ＳＬとルツボ上昇速度ＣＬを決定し、結晶体２０６の成長を制御する（図１５９参照）。尚、ソリッドシャフト式の結晶体製造装置では、上記ＷＥＬとＳＬＣ（ＷＥＬ）は考慮しなくてもよい。
【１５６９】
（好適な実施例）
図１５６は、本発明の好適な実施例に係る結晶体製造装置の構造を示す一部断面図である。以下、同図に基づいて、この結晶体製造装置の構成を説明する。尚、以下の説明において、信号名の後ろに付加した＜＞は、単位を示すものとする。
【１５７０】
ルツボ２００は、黒鉛るつぼ２３０と石英るつぼ２２８の積層構造からなり、結晶体２０６の原料となるメルト２０２を収容する。このルツボ２００は、ルツボシャフト２３４に接続されたルツボ支持台２３２の上に載置され、ルツボ制御部２７６から供給された動力によって、ルツボ支持台２３２およびルツボシャフト２３４とともに昇降および回転する。
【１５７１】
ヒーター２４８は、ルツボ２００の外周に配設され、ヒーター制御部２７７から供給された電力ＨＣＮＴによって発熱する。ここで、ヒーター制御部２７７から供給される電力の単位＜Ｗ／ｈ＞は、「ワット／時」である。
【１５７２】
保温筒２７２は、ヒーター２４８の外周に配設され、ヒーター２４８から放出された熱をその内側に保持し、ヒーター２４８からの熱供給の効率を向上させる。この保温筒２７２の内部には、温度センサ２７３が配設され、該温度センサからの出力信号ＴＭＰが主制御部２７８に入力される。尚、保温筒２７２の内側を構成するシールド材の温度を放射温度計で測定し、ＴＭＰ信号としてもよい。
【１５７３】
結晶体２０６は、シード２０４の上昇とともにメルト２０２の表面から固化し、所定の形状および品質を有する結晶体として成長する。結晶体２０６の種結晶となるシード２０４は、シードチャック２１２を介してワイヤー２０８に固定され、シード制御部２７４内でワイヤー２０８が巻き取られることによって上昇する。
【１５７４】
チャンバー２５０は、結晶体２０６およびルツボ２００やヒーター２４８等のホットゾーン部品を気密する。このチャンバー２５０内には、流量コントローラ２５２からアルゴンガスが供給される。アルゴンガスの供給量は、主制御部２７８から出力されるガス供給量ＦＲによって制御される。
【１５７５】
整流板２５４および輻射板２７０は、結晶体２０６の外周に配設され、アルゴンガスの流れを調節するとともに、結晶体２０６周囲の熱環境を調節する輻射板２７０が配設される。この整流板２５４および輻射板２７０は、主制御部２７８から出力される整流板移動速度ＶＳおよび輻射板移動速度ＰＳに従って移動する。
【１５７６】
上述したものの他、チャンバー２５０の外周には、図示しない環状磁石等の磁界発生装置が配設され、当該磁界発生装置は、主制御部２７８が出力する磁界印加強度ＦＩおよび磁界印加位置移動速度ＦＳに応じた磁界を生成する。
【１５７７】
図１５７は、図１５６に示すシード制御部２７４およびルツボ制御部２７６の構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、シード制御部２７４およびルツボ制御部２７６の構成を説明する。
【１５７８】
重量センサ２１４は、結晶体２０６の重量を測定し、当該測定した値Ｗを主制御部２７８に出力する。この重量センサ２１４の上には、ワイヤー２０８を巻き取るワイヤードラム２１０が載置される。
【１５７９】
シードモーターアンプ２３９は、主制御部２７８の出力ＳＬを設定信号として受け取り、該設定信号に対応した速度でシード２０４が移動するように、モーター駆動電力ＳＣＮＴを出力し、シードモーター２３８を制御する。
【１５８０】
シードモーター２３８は、シードモーターアンプ２３９の出力ＳＣＮＴに応じた動力をワイヤードラム２１０に供給し、ワイヤードラム２１０を回転させる。シードモーター２３８から動力を供給されたワイヤードラム２１０は、ワイヤー２０８を巻き取り、シード２０４を上昇させる。シード２０４を下降させる場合には、シードモーター２３８を逆回転させる。
【１５８１】
シードエンコーダ２１８は、シードモーター２３８の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をシードカウンタ２２０に出力する。
【１５８２】
シードカウンタ２２０は、シードエンコーダ２１８から受信したパルス信号を計数し、該計数した結果をシード上昇高さＳＬＨとして主制御部２７８に出力する。シード２０４が下降しているときは、シードカウンタ２２０の計数値は、デクリメントされる。
【１５８３】
ルツボモーターアンプ２４１は、主制御部２７８の出力ＣＬを設定信号として受け取り、該設定信号に対応した速度でルツボ２００が移動するように、モーター駆動電力ＣＣＮＴを出力し、シードモーター２３８を制御する。
【１５８４】
ルツボモーター２４０は、ルツボモーターアンプ２４１の出力ＣＣＮＴに応じた動力をルツボシャフト２３４に供給し、該ルツボシャフト２３４を昇降させる。ルツボモーター２４０から動力を供給されたルツボシャフト２３４は、ルツボ支持台２３２に載置されたルツボ２００を昇降させる。
【１５８５】
ルツボエンコーダ２２４は、ルツボモーター２４０の回転速度をパルス信号に変換し、該パルス信号をルツボカウンタ２２６に出力する。
【１５８６】
ルツボカウンタ２２６は、ルツボエンコーダ２２４から受信したパルス信号を計数し、該計数した結果をルツボ上昇高さＣＬＨとして主制御部２７８に出力する。ルツボ２００が下降しているときは、ルツボカウンタ２２６の計数値は、デクリメントされる。
【１５８７】
上述したものの他、図示しない構成として、シード制御部２７４には、シード２０４とともに結晶体２０６を回転させるシード回転モーターが設けられ、当該シード回転モーターは、主制御部２７８が出力するシード回転速度ＳＲに応じた速度でシード２０４を回転させる。また、ルツボ制御部２７６には、ルツボシャフト２３４を回転させるルツボ回転モーターが設けられ、当該ルツボ回転モーターは、主制御部２７８が出力するルツボ回転速度ＣＲに応じた速度でルツボ２００を回転させる。
【１５８８】
上述した結晶体製造装置の制御機構をブロック図で表すと、図１５８から図１６１のようになる。
【１５８９】
図１５８は、図１５６に示す結晶体製造装置の第１の制御ブロックを示すブロック図である。同図に示す制御ブロックでは、結晶成長長さＧＬと重量偏差ＧＷＤが生成される。  図１５９は、図１５６に示す結晶体製造装置の第２の制御ブロックを示すブロック図である。同図に示す制御ブロックでは、重量偏差ＧＷＤに基づいて、シードモーター２３８の制御信号となるＳＣＮＴおよびルツボモーター２４０の制御信号となるＣＣＮＴが生成される。
【１５９０】
図１６０は、図１５６に示す結晶体製造装置の第３の制御ブロックを示すブロック図である。同図に示す制御ブロックでは、重量偏差ＧＷＤに基づいて、ヒーター２４８に供給される電力の操作量ＨＰＷＲが生成される。
【１５９１】
また、図１６１は、図１５６に示す結晶体製造装置の第４の制御ブロックを示すブロック図である。同図に示す制御ブロックでは、ヒーター２４８の制御信号ＨＣＮＴが生成される。
【１５９２】
上記各図面では、各ブロックが加算または減算を実行するす加え合せ点２８１、ゲインを変化させるゲイン調整ブロック２７９、伝達特性を有する伝達ブロック２８５および所定の演算を実行する演算ブロック２９７のいずれかに分類されている。また、同図中、Ａｏｕｔは、アナログ信号の出力を意味し、Ｄ／Ａ変換器で構成する。また、Ａｉｎは、アナログ信号の入力を意味し、Ａ／Ｄ変換器で構成する。
【１５９３】
図１６２は、結晶成長モデルの構築例を示すブロック図である。同図に示すブロック図は、図１５６に示す結晶体製造装置が実際に実行する制御ではないが、結晶体２０６が成長する様子を温度の観点からモデル化したものであり、シミュレーション等を行う場合に有用である。
【１５９４】
図１６３は、図１５６に示す主制御部２７８の入出力信号を示すブロック図である。同図に示すように、主制御部２７８の入力信号は、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨ、温度センサ２７３の出力ＴＭＰおよび重量センサ２１４の出力Ｗである。また、主制御部２７８の出力信号は、シード上昇速度ＳＬ、ルツボ上昇速度ＣＬ、ヒーター電力の操作量ＨＰＷＲ、シード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度ＣＲ、ガス供給量ＦＲ、磁界印加強度ＦＩ、ヒーター移動速度ＨＳ、整流板移動速度ＶＳ、磁界印加位置移動速度ＦＳおよび輻射板移動速度ＰＳである。
【１５９５】
図１６４は、図１５６に示す主制御部２７８の演算タイミングを示すタイミングチャートである。同図に示すように、主制御部２７８の演算タイミングには、６０秒ごとに行われるｉ−１区間の演算と、１秒ごとに行われるｊ区間の演算とがある。ｉ−１区間の演算は、ワイヤー２０８の伸び量に関する演算であり、長めの間隔（本実施例では６０秒に設定）で行われる。ｊ区間の演算は、主制御部２７８のサンプリング間隔（本実施例では１秒）に合わせて行われる。
【１５９６】
区間ｉ−１は、接点ｎ−１と接点ｎの間隔であり、主制御部２７８は、この接点ｎ−１と接点ｎとの間で６０回のサンプリングを行う。この６０回の各サンプリング、即ち、区間ｊでは、区間ｊの開始からＴｉｎ後に、主制御部２７８がアナログ入力（以下、「ＡＩまたはＡｉｎ」という）およびディジタル入力（以下、「ＤＩまたはＤｉｎ」という）を取り込み、区間ｊの開始からＴｊ後にｊ区間演算を行い、区間ｊの開始からＴｏｕｔ後にアナログ出力（以下、「ＡＯまたはＡｏｕｔ」という）およびディジタル出力（以下、「ＤＯまたはＤｏｕｔ」という）を出力する。
【１５９７】
ｉ−１区間の演算は、区間ｉ−１の開始後第１回目のサンプリング（ｊ＝１）でのみ実行される。
【１５９８】
上述した主制御部２７８の構成を図１６５乃至図１７７に示す。以下、これらの図に基づいて、主制御部２７８の構成を説明する。尚、以下の説明において、上述したような演算のタイミングを明確にするため、ｊのタイミングで演算される信号の後ろには、［ｊ］を付加し、ｊの一つ前のタイミングで演算される信号の後ろには、［ｊ−１］を付加する。また、ｎのタイミングで演算される信号の後ろには、［ｎ］を付加し、ｎの一つ前のタイミングで演算される信号の後ろには、［ｎ−１］を付加する。また、区間ｉ−１に関する信号の後ろには、［ｉ−１］を付加する。
【１５９９】
図１６５は、図１５６に示す主制御部２７８の第１ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第１ブロックの構成を説明する。
【１６００】
アクティブフィルタ２８６は、
（式５０）
0004177488.tif 000238
Ｇ１（ｓ）：アクティブフィルタ２８６の伝達関数、Ｇ：ゲイン、ω０：アクティブフィルタ２８６の中心周波数、ｓ：ラプラス演算子、Ｑ：アクティブフィルタのＱ値
上記伝達関数で重量センサ２１４の出力Ｗ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理し、当該Ｗ＜ｖｏｌｔ＞信号から回転ノイズ成分を主に除去して、第１減算器２８２−１に出力する。
【１６０１】
第１アンプ２８０−１は、ｊ−１区間の予測重量ＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞を電圧値ＧＰＷ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、第１減算器２８２−１に出力する。第１アンプ２８０−１の後段は、ハードウェアで構成する。
【１６０２】
第１減算器２８２−１は、ＧＰＷ＜ｖｏｌｔ＞信号とＷ＜ｖｏｌｔ＞信号の差をとって、重量偏差信号ＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞を生成し、デブアンプ２８７に出力する。
【１６０３】
デブアンプ２８７は、重量偏差信号ＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞を増幅して、第１ローパスフィルタ２８８−１に出力する。
【１６０４】
第１ローパスフィルタ２８８−１は、
（式５１）
0004177488.tif 000239
Ｇ２（ｓ）：第１ローパスフィルタ２８８−１の伝達関数、Ｔ：時定数、ｓ：ラプラス演算子
上記伝達関数でＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理し、当該ＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞信号から増幅によって生じた高周波ノイズ成分を除去して、第２アンプ２８０−２に出力する。
【１６０５】
尚、上記第１減算器と、デブアンプ２８７と、第１ローパスフィルタ２８８−１は、一体構成されたものを使用することが好ましい。
【１６０６】
第２アンプ２８０−２は、ＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞信号をＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞に変換し、このＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞を微分型ＰＩＤアンプ２９０と、積分型ＰＩＤアンプ２９２と、第２減算器２８２−２のマイナス端子に出力する。第２アンプ２８０−２の後段は、ソフトウェアで構成する。
【１６０７】
微分型ＰＩＤアンプ２９０は、
（式５２）
0004177488.tif 000240
Ｇ３（ｓ）：微分型ＰＩＤアンプ２９０の伝達関数、ＫＶ：ゲイン（重量速度変換定数）、Ｐ：比例ゲイン、α：微分定数、ＴＤ：微分時間
上記の伝達関数でＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞を処理し、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を生成する。そして、当該生成したＳＬＣ（ＧＷＤ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を図１６９に示す第６演算実行部２９８−６および第８演算実行部２９８−８と、図１７０に示す第１１演算実行部２９８−１１に出力する。
【１６０８】
積分型ＰＩＤアンプ２９２は、
（式５３）
0004177488.tif 000241
Ｇ４（ｓ）：積分型ＰＩＤアンプ２９２の伝達関数、ＫＴ：ゲイン（重量温度変換定数）、Ｐ：比例ゲイン、α：微分定数、ＴＤ：微分時間、ＴＩ：積分時間
上記の伝達関数でＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞を処理し、ヒーター温度の操作量ＨＴ（ＧＷＤ）［ｊ］＜℃＞を生成する。そして、当該生成したＨＴ（ＧＷＤ）［ｊ］＜℃＞を図１７１に示す第１０減算器２８２−１０に出力する。
【１６０９】
第２減算器２８２−２は、ＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞とＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞の差を求めて、結晶成長重量ＧＷ［ｊ］＜ｇ＞を算出する。そして、当該算出したＧＷ［ｊ］＜ｇ＞を図１６６に示す第３Ｄフリップフロップ２９４−３と、図１６８に示す第６減算器２８２−６に出力する。
【１６１０】
図１６６は、図１５６に示す主制御部２７８の第２ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第２ブロックの構成を説明する。
【１６１１】
第１発振器２９３−１は、ｎ秒周期のクロック（以下、「クロックｎ」という）、即ち、６０秒周期のパルスを生成し、第１Ｄフリップフロップ２９４−１と、第２Ｄフリップフロップ２９４−２と、第３Ｄフリップフロップ２９４−３と、第４Ｄフリップフロップ２９４−４と、図１６７に示す第５Ｄフリップフロップ２９４−５に出力する。
【１６１２】
第１Ｄフリップフロップ２９４−１は、クロックｎに同期して、シード上昇高さＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞をラッチし、ＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞を生成する。そして、当該生成したＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞を第２Ｄフリップフロップ２９４−２と、第３減算器２８２−３に出力する。
【１６１３】
第２Ｄフリップフロップ２９４−２は、クロックｎに同期して、ＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞をラッチし、このＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞の１周期前のＳＬＨｎ［ｎ−１］＜ｍｍ＞を生成する。そして、当該生成したＳＬＨｎ［ｎ−１］＜ｍｍ＞を第３減算器２８２−３に出力する。
【１６１４】
第３減算器２８２−３は、ＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞とＳＬＨｎ［ｎ−１］＜ｍｍ＞の差ΔＳＬＨ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出し、第１演算実行部２９８−１に出力する。
【１６１５】
第３Ｄフリップフロップ２９４−３は、クロックｎに同期して、結晶成長長さＧＷ［ｊ］＜ｇ＞をラッチし、ＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞を生成する。そして、当該生成したＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞を第４Ｄフリップフロップ２９４−４と、第１演算実行部２９８−１と、図１６７に示す第２演算実行部２９８−２に出力する。
【１６１６】
第４Ｄフリップフロップ２９４−４は、クロックｎに同期して、ＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞をラッチし、このＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞の１周期前のＧＷｎ［ｎ−１］＜ｇ＞を生成する。そして、当該生成したＧＷｎ［ｎ−１］＜ｇ＞を第１演算実行部２９８−１に出力する。
【１６１７】
第１演算実行部２９８−１は、
（式５４）
0004177488.tif 000242
ΔＷＲＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内でのワイヤー巻き取り長の変化量、ΔＳＬＨ［ｉ−１］：区間ｉ−１における無負荷でのワイヤー巻き取り長さの変化量、ε（ＧＷ）：ワイヤー２０８の伸び関数、ＧＷｎ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量、ＧＷｎ［ｎ−１］：節点ｎー１における結晶成長重量
上記演算を実行し、区間ｉ−１内でワイヤードラム２１０がワイヤー２０８を巻き取った長さ（無負荷基準）ΔＷＲＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出する。そして、当該算出したΔＷＲＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を図１６７に示す第１累算器３０２−１に出力する。
【１６１８】
図１６７は、図１５６に示す主制御部２７８の第３ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第３ブロックの構成を説明する。
【１６１９】
第１累算器３０２−１は、ΔＷＲＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を累算して、ＷＲＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を算出し、第４減算器２８２−４に出力する。ここで、ＷＲＬ［ｎ］＜ｍｍ＞は、接点ｎまでに、ワイヤードラム２１０がワイヤー２０８を巻き取った長さ（無負荷基準）の合計である。
【１６２０】
第４減算器２８２−４は、ＷＲＬ［ｎ］＜ｍｍ＞とワイヤー初期長ＷＩＬ＜ｍｍ＞との差ＷＮＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を算出し、第２演算実行部２９８−２に出力する。ＷＮＬ［ｎ］＜ｍｍ＞は、ワイヤー２０８の無負荷時の長さである。
【１６２１】
第２演算実行部２９８−２は、
（式５８）
0004177488.tif 000243
ＷＥＬ［ｎ］：節点ｎにおける伸び長、ＷＮＬ［ｎ］：ワイヤー無負荷長、ε：伸び関数、ＧＷｎ［ｎ］：節点ｎにおける結晶成長重量
上記演算を実行し、伸び長ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を生成する。そして、当該生成したＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を第５減算器２８２−５と、第５Ｄフリップフロップ２９４−５と、図１６８に示す第９減算器２８２−９に出力する。ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞は、この第９減算器２８２−９に出力されるときに、ＷＥＬ［ｊ］＜ｍｍ＞に変換される。
【１６２２】
第５Ｄフリップフロップ２９４−５は、クロックｎに同期して、ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞をラッチし、このＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞の１周期前のＷＥＬ［ｎ−１］＜ｍｍ＞を生成する。そして、当該生成したＷＥＬ［ｎ−１］＜ｍｍ＞を第５減算器２８２−５に出力する。
【１６２３】
第５減算器２８２−５は、ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞とＷＥＬ［ｎ−１］の差を求めて、ΔＷＥＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出し、図１６９に示す第４演算実行部２９８−４に出力する。
【１６２４】
図１６８は、図１５６に示す主制御部２７８の第４ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第４ブロックの構成を説明する。
【１６２５】
第６減算器２８２−６は、メルト初期重量ＭＩＷ＜ｇ＞と結晶成長重量ＧＷ［ｊ］＜ｇ＞との差を求めて、メルト重量ＭＷ［ｊ］＜ｇ＞を算出し、第３演算実行部２９８−３に出力する。
【１６２６】
第３演算実行部２９８−３は、ルツボ形状テーブル１０を参照しながら、以下の手順でメルト深さＭＤ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する。尚、ルツボ形状テーブル１０の内容は、後述する。
【１６２７】
まず、ルツボ形状テーブル１０の接点ｎｔと接点ｎｔ−１の間を、
（式１）
0004177488.tif 000244
ｆ（Ｘ）：近似関数、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ
上式に従って線形近似する。
【１６２８】
次に、
（式３）
0004177488.tif 000245
ＭＷ：メルト重量、ΔＭＷ［ｋ］：節点ｋに格納されたメルト区間重量、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、π：円周率、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ｆ（Ｘ）：式１に示す近似関数
上記積分方程式を解いて、Ｘを求める。このＸは、まず、式１のｆ（ｘ）を
（式２４）
0004177488.tif 000246
とし、式３を
（式２５）
0004177488.tif 000247
として、上式のＸを数学的方法、例えばテーラー展開や区間収束法を利用して求める。
【１６２９】
次に、
（式４）
0004177488.tif 000248
ＭＤ：メルト深さ、Ｘ：式３の解
上式を実行して、メルト深さＭＤを算出する。そして、当該算出したメルト深さＭＤ［ｊ］＜ｍｍ＞を第７減算器２８２−７と、図１７０に示す第９演算実行部２９８−９に出力する。
【１６３０】
第７減算器２８２−７は、メルト初期深さＭＩＤ＜ｍｍ＞とメルト深さＭＤ［ｊ］＜ｍｍ＞との差を求めて、メルト下降深さＭＤＤ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出し、加算器２８４に出力する。
【１６３１】
第３アンプ２８０−３は、シードカウンタ２２０の出力ＳＬＨをＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞に変換し、第８減算器２８２−８と、図１６６に示す第１Ｄフリップフロップ２９４−１に出力する。ＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞は、ワイヤー２０８の伸びを考慮しない無負荷基準でのワイヤー巻き取り長さである。尚、この第３アンプ２８０−３の後段は、ソフトウェアで構成される。
【１６３２】
第４アンプ２８０−４は、ルツボカウンタ２２６の出力ＣＬＨをＣＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞に変換し、第８減算器２８２−８に出力する。尚、この第４アンプ２８０−４の後段は、ソフトウェアで構成される。
【１６３３】
第８減算器２８２−８は、ＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞とＣＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞との差を求めて、その結果を加算器２８４に出力する。
【１６３４】
加算器２８４は、第８減算器２８２−８の出力とメルト下降深さＭＤＤ［ｊ］＜ｍｍ＞とを加算して、その結果を第９減算器２８２−９に出力する。
【１６３５】
第９減算器２８２−９は、加算器２８４の出力と伸び長ＷＥＬ［ｊ］＜ｍｍ＞との差を求めて、結晶成長長さＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出し、図１６９に示す第５演算実行部２９８−５と、図１７０に示す第１０演算実行部２９８−１０と、図１７１に示す第１２演算実行部２９８−１２と、図１７２に示す第５Ｄフリップフロップ２９４−５と、第７減算器２８２−７と、図１７４に示す第１４演算実行部２９８−１４と、第１５演算実行部２９８−１５と、第１６演算実行部２９８−１６と、第１７演算実行部２９８−１７と、図１７５に示す第１８演算実行部２９８−１８と、第１９演算実行部と、第２０演算実行部２９８−２０と、第２１演算実行部２９８−２１に出力する。
【１６３６】
図１６９は、図１５６に示す主制御部２７８の第５ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第５ブロックの構成を説明する。
【１６３７】
第４演算実行部２９８−４は、
（式１３）
0004177488.tif 000249
ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］：節点ｎにおける伸び長に基づくシード上昇速度操作量、ΔＷＥＬ［ｉ−１］：区間ｉ−１内での伸び長の変化量、Δｔ［ｉ−１］：区間ｉ−１内の時間
上記演算を実行し、得られたＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］を第８演算実行部２９８−８に出力する。
【１６３８】
第５演算実行部２９８−５は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。制御テーブル１５４の内容は後述する。
【１６３９】
（式１８）
0004177488.tif 000250
ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長速度、ＧＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果、得られたＧＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第６演算実行部２９８−６および第８演算実行部２９８−８と、図１７０に示す第１１演算実行部２９８−１１に出力する。
【１６４０】
第６演算実行部２９８−６は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６４１】
（式１９）
0004177488.tif 000251
Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量
そして、上記演算の結果、得られたＴ［ｉｔー１］［ｊ］＜ｍｉｎ＞を第７演算実行部２９８−７と、図１７５に示す第１８演算実行部２９８−１８と、第１９演算実行部２９８−１９と、第２０演算実行部２９８−２０と、第２１演算実行部２９８−２１に出力する。
【１６４２】
第７演算実行部２９８−７は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６４３】
（式２０）
0004177488.tif 000252
ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量、ＭＰ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたメルト位置、ＭＰ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたメルト位置、Ｔ［ｉｔー１］：区間ｉｔ−１の所要時間
そして、上記演算の結果、得られたＳＬＣ（ＭＰ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第８演算実行部２９８−８と、図１７０に示す第１１演算実行部２９８−１１に出力する。
【１６４４】
第８演算実行部２９８−８は、
（式２３）
0004177488.tif 000253
ＳＬ：シード上昇速度、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＷＥＬ）：伸び長に基づくシード上昇速度操作量
上記演算を実行し、得られたＳＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を図１７３に示す第６アンプ２８０−６に出力する。
【１６４５】
図１７０は、図１５６に示す主制御部２７８の第６ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第６ブロックの構成を説明する。
【１６４６】
第９演算実行部２９８−９は、ルツボ形状テーブル１０を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６４７】
（式３２）
0004177488.tif 000254
ＣＩ（ＭＤ）：メルト深さに対応するルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ内径、ＣＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ内径、ＣＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ深さ、ＣＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ深さ、ＭＤ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたメルト深さ
そして、上記演算の結果、得られたＣＩ（ＭＤ）［ｊ］＜ｍｍ＞を第１１演算実行部２９８−１１に出力する。
【１６４８】
第１０演算実行部２９８−１０は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６４９】
（式３０）
0004177488.tif 000255
ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶直径、ＧＤ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶直径、ＧＤ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶直径、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果、得られたＧＤ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ＞を第１１演算実行部２９８−１１と、図１７２に示す第１３演算実行部２９８−１３に出力する。
【１６５０】
第１１演算実行部２９８−１１は、
（式２２）
0004177488.tif 000256
ＣＬ：ルツボ上昇速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、ＧＤ：結晶成長長さに対応する結晶直径、Ｄｍｅｌｔ：メルトの密度、ＣＩ：ルツボ形状テーブル１０から取得したルツボ内径、ＧＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する結晶成長速度、ＳＬＣ（ＧＷＤ）：重量偏差に基づくシード上昇速度操作量、ＳＬＣ（ＭＰ）：メルト位置に基づくシード上昇速度操作量
上記演算を実行し、得られたＣＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を図１７３に示す第７アンプ２８０−７に出力する。
【１６５１】
図１７１は、図１５６に示す主制御部２７８の第７ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第７ブロックの構成を説明する。
【１６５２】
第１２演算実行部２９８−１２は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６５３】
（式４３）
0004177488.tif 000257
ＨＴ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応するヒーター温度、ＨＴ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたヒーター温度、ＨＴ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたヒーター温度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果得られたＨＴ（ＧＬ）［ｊ］＜℃＞を第１０減算器２８２−１０に出力する。
【１６５４】
第１０減算器２８２−１０は、ＨＴ（ＧＬ）［ｊ］＜℃＞とＨＴ（ＧＷＤ）［ｊ］＜℃＞との差を求めて、ＨＴ［ｊ］＜℃＞を生成し、第５アンプ２８０−５に出力する。
【１６５５】
第５アンプ２８０−５は、ヒーター温度ＨＴ［ｊ］＜℃＞をＨＴ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、第６減算器２８２−６に出力する。この第５アンプ２８０−５の後段は、ハードウェア構成のアナログ信号として扱われる。
【１６５６】
第６減算器２８２−６は、ＨＴ＜ｖｏｌｔ＞信号とＴＭＰ＜ｖｏｌｔ＞信号との差をとって、ＨＴＤ＜ｖｏｌｔ＞信号を生成し、温度制御ＰＩＤアンプ３０４に出力する。
【１６５７】
温度制御ＰＩＤアンプ３０４は、
（式５７）
0004177488.tif 000258
Ｇ６（ｓ）：温度制御ＰＩＤアンプ３０４の伝達関数、Ｐ：比例ゲイン、α：微分定数、ＴＤ：微分時間、ＴＩ：積分時間
上記の伝達関数でＨＴＤ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理し、ヒーター電力の操作量ＨＰＷＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を生成する。そして、当該生成したＨＰＷＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を第４ローパスフィルタ２８８−４に出力する。
【１６５８】
第４ローパスフィルタ２８８−４は、
（式５６）
0004177488.tif 000259
Ｇ５（ｓ）：第４ローパスフィルタ２８８−４の伝達関数、Ｔ：時定数、ｓ：ラプラス演算子
上記伝達関数でＨＰＷＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理して、当該ＨＰＷＲ＜ｖｏｌｔ＞信号からノイズ成分を除去し、図１５６に示すヒーター制御部２７７に出力する。
【１６５９】
上記第４ローパスフィルタ２８８−４は、サンプリング周期１秒ごとの差分出力が温度制御ＰＩＤアンプ３０４の微分項により、先鋭峰状の波形出力となる場合があるため、この先鋭峰状の部分を平坦化して出力する。ここで、時定数Ｔは、１０秒程度に設定する。
【１６６０】
図１７２は、図１５６に示す主制御部２７８の第８ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第８ブロックの構成を説明する。
【１６６１】
第１３演算実行部２９８−１３は、
（式５５）
0004177488.tif 000260
ＧＰＷ’：予測重量の瞬時値、Ｄｃｒｙｓｔａｌ：結晶体の密度、π：円周率、ＧＤ（ＧＬ）：結晶成長長さＧＬにおける結晶直径
上記演算を実行し、得られた結果ＧＰＷ’［ｊ］＜ｇ＞を乗算器３００に出力する。
【１６６２】
第２発振器２９３−２は、ｊ秒周期のクロック（以下、「クロックｊ」という）、即ち、１秒周期のパルスを生成し、第５Ｄフリップフロップ２９４−５に出力する。
【１６６３】
第５Ｄフリップフロップ２９４−５は、クロックｊに同期して、結晶成長長さＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞をラッチし、ＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞を生成する。そして、当該生成したＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞を第７減算器２８２−７に出力する。
【１６６４】
第７減算器２８２−７は、ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞とＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞との差を求めて、その結果を乗算器３００に出力する。
【１６６５】
乗算器３００は、ＧＰＷ’［ｊ］＜ｇ＞と第７減算器２８２−７の出力との積を求めて、区間ｊ−１の予測重量ΔＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞を算出し、第２累算器３０２−２に出力する。
【１６６６】
第２累算器３０２−２は、ΔＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞を累算して、ＧＰＷ「ｊ］＜ｇ＞を算出し、図１６４に示すＡＯ、ＤＯ出力タイミングＴｏｕｔで第１アンプ２８０−１に出力する。この第１アンプ２８０−１に出力されたＧＰＷ「ｊ］＜ｇ＞は、次のサンプリング、即ちｊ＋１のＡＩ、ＤＩ取り込みタイミングＴｉｎで第１アンプ２８０−１に入力される。
【１６６７】
図１７３は、図１５６に示す主制御部２７８の第９ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第９ブロックの構成を説明する。
【１６６８】
第６アンプ２８０−６は、ＳＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＳＬ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、第２ローパスフィルタ２８８−２に出力する。この第６アンプ２８０−６の後段は、ハードウェアで構成される。
【１６６９】
第２ローパスフィルタ２８８−２は、
（式５６）
0004177488.tif 000261
Ｇ５（ｓ）：第２ローパスフィルタ２８８−２の伝達関数、Ｔ：時定数、ｓ：ラプラス演算子
上記伝達関数でＳＬ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理し、当該ＳＬ＜ｖｏｌｔ＞信号からノイズ成分を除去して、図１５７に示すシードモーターアンプ２３９に出力する。ここで、上記時定数Ｔは、１０秒に設定する。
【１６７０】
第７アンプ２８０−７は、ＣＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＣＬ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、第３ローパスフィルタ２８８−３に出力する。この第７アンプ２８０−７の後段は、ハードウェアで構成される。
【１６７１】
第３ローパスフィルタ２８８−３は、
（式５６）
0004177488.tif 000262
Ｇ５（ｓ）：第３ローパスフィルタ２８８−３の伝達関数、Ｔ：時定数、ｓ：ラプラス演算子
上記伝達関数でＣＬ＜ｖｏｌｔ＞信号を処理し、当該ＣＬ＜ｖｏｌｔ＞信号からノイズ成分を除去して、図１５７に示すルツボモーターアンプ２４１に出力する。ここで、上記時定数Ｔは、１０秒に設定する。
【１６７２】
図１７４は、図１５６に示す主制御部２７８の第１０ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第１０ブロックの構成を説明する。
【１６７３】
第１４演算実行部２９８−１４は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６７４】
（式３５）
0004177488.tif 000263
ＳＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応するシード回転速度、ＳＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたシード回転速度、ＳＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたシード回転速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果得られたＳＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞を第８アンプ２８０−８に出力する。
【１６７５】
第８アンプ２８０−８は、ＳＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞をＳＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しないシード回転モーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６７６】
第１５演算実行部２９８−１５は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６７７】
（式３６）
0004177488.tif 000264
ＣＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応するルツボ回転速度、ＣＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたルツボ回転速度、ＣＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたルツボ回転速度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果得られたＣＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞を第９アンプ２８０−９に出力する。
【１６７８】
第９アンプ２８０−９は、ＣＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞をＣＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しないルツボ回転モーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６７９】
第１６演算実行部２９８−１６は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６８０】
（式３８）
0004177488.tif 000265
ＦＲ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応するガス供給量、ＦＲ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納されたガス供給量、ＦＲ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納されたガス供給量、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果得られたＦＲ［ｊ］＜ｎｌ／ｍｉｎ＞を第１０アンプ２８０−１０に出力する。
【１６８１】
第１０アンプ２８０−１０は、ＦＲ［ｊ］＜ｎｌ／ｍｉｎ＞をＦＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図１５６に示す流量コントローラ２５２に出力する。
【１６８２】
第１７演算実行部２９８−１７は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６８３】
（式４１）
0004177488.tif 000266
ＦＩ（ＧＬ）：結晶成長長さに対応する磁界印加強度、ＦＩ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された磁界印加強度、ＦＩ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された磁界印加強度、ＧＬ［ｎｔ］：節点ｎｔに格納された結晶成長長さ、ＧＬ［ｎｔ−１］：節点ｎｔ−１に格納された結晶成長長さ
そして、上記演算の結果得られたＦＩ［ｊ］＜ｇａｕｓｓ＞を第１１アンプ２８０−１１に出力する。
【１６８４】
第１１アンプ２８０−１１は、ＦＩ［ｊ］＜ｇａｕｓｓ＞をＦＩ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しない磁界発生装置に出力する。
【１６８５】
図１７５は、図１５６に示す主制御部２７８の第１１ブロックの構成を示すブロック図である。以下、同図に基づいて、この第１１ブロックの構成を説明する。
【１６８６】
第１８演算実行部２９８−１８は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６８７】
（式４６）
0004177488.tif 000267
ＨＳ：ヒーター移動速度、ＨＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納されたヒーター位置、ＨＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納されたヒーター位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
そして、上記演算の結果得られたＨＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第１２アンプ２８０−１２に出力する。
【１６８８】
第１２アンプ２８０−１２は、ＨＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＨＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しないヒーター２４８を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６８９】
第１９演算実行部２９８−１９は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６９０】
（式４７）
0004177488.tif 000268
ＦＳ：磁界印加位置移動速度、ＦＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された磁界印加位置、ＦＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された磁界印加位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
そして、上記演算の結果得られたＦＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第１３アンプ２８０−１３に出力する。
【１６９１】
第１３アンプ２８０−１３は、ＦＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＦＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しない磁界発生装置を移動させるモーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６９２】
第２０演算実行部２９８−２０は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６９３】
（式４８）
0004177488.tif 000269
ＰＳ：輻射板移動速度、ＰＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された輻射板位置、ＰＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された輻射板位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
そして、上記演算の結果得られたＰＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第１４アンプ２８０−１４に出力する。
【１６９４】
第１４アンプ２８０−１４は、ＰＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＰＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しない輻射板２７０を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６９５】
第２１演算実行部２９８−２１は、制御テーブル１５４を参照しながら、下記の演算を実行する。
【１６９６】
（式４９）
0004177488.tif 000270
ＶＳ：整流板移動速度、ＶＰ［ｎｔ］：接点ｎｔに格納された整流板位置、ＶＰ［ｎｔ−１］：接点ｎｔ−１に格納された整流板位置、Ｔ［ｉｔ−１］：所要時間
そして、上記演算の結果得られたＶＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を第１５アンプ２８０−１５に出力する。
【１６９７】
第１５アンプ２８０−１５は、ＶＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＶＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換し、図示しない整流板２５４を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する。
【１６９８】
図１７６は、ルツボ形状テーブル１０の構築例を示す概念図である。以下、同図に基づいて、ルツボ形状テーブル１０の構成を説明する。
【１６９９】
ルツボ形状テーブル１０は、ルツボ２００の形状を複数の区間に分割して記憶するとともに、該分割した形状でチャージできるメルト区間重量ΔＭＷを該区間ごとに記憶する。このルツボ形状テーブル１０には、各区間の節点にルツボ深さＣＤを格納するフィールドと、ルツボ内径ＣＩを格納するフィールドと、各区間内でチャージされるメルト区間重量ΔＭＷを格納するフィールドとが設けられる。
【１７００】
ルツボ形状テーブル１０は、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。ルツボ形状テーブル１０のレコードは、節点ごとに設けられ、該接点ごとに分割したルツボ２００の形状を格納する。ルツボ形状テーブル１０の各節点と各区間には、それぞれ節点番号と区間番号が付される。節点の番号は、０、１、２、３、４、・・・、１５であり、接点０と接点１との間が区間０である。そして、当該各レコードには、同図に示す値が格納される。
【１７０１】
図１７７は、制御テーブル１５４の構築例を示す概念図である。以下、同図に基づいて、制御テーブル１５４の構成を説明する。
【１７０２】
制御テーブル１５４は、結晶成長長さＧＬに対応させて、制御目標とする結晶成長速度ＧＲ、メルト位置、結晶直径ＧＤ、ヒーター温度ＨＴ、その他図示しないシード回転速度ＳＲ、ルツボ回転速度ＣＲ、ガス供給量ＦＲ、磁界印加強度ＦＩ、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、整流板位置ＶＰおよび輻射板位置ＰＰを記憶する。この制御テーブル１５４には、これらの制御パラメータを格納するフィールドが設けられる。
【１７０３】
制御テーブル１５４は、複数の区間と各区間の区切りとなる節点とで構成される。制御テーブル１５４のレコードは、節点ごとに設けられ、該接点ごとに結晶成長長さＧＬに対応する制御目標値が格納される。尚、同図中、「−」が格納されたフィールドは、制御目標値の指定がないフィールドである。
【１７０４】
図１７８は、制御テーブル１５４に格納された結晶体の形状を示す側面図である。同図は、結晶体２０６にネック２３６と、クラウン２４２と、ボディ２４４と、テール２４６を形成する場合の例である。図１７７に示すデータに基づいて製造された結晶体は、図１７８に示すような形状になる。
【１７０５】
以上説明した結晶体製造装置による結晶体２０６の製造手順は、以下のようになる。
【１７０６】
図１７９は、本発明の好適な実施例に係る結晶体の第１の製造手順を示すフローチャートである。同図に示す第１の製造手順は、以下のステップで実行する。
【１７０７】
（１）結晶体２０６の製造に必要な初期設定を行う（ステップＳ１０００）。この初期設定処理の実行手順は後述する。
【１７０８】
（２）シード２０４を回転させながらゆっくりと引き上げ、結晶体２０６の育成を開始する（ステップＳ１００２）。
【１７０９】
（３）区間ｊの開始からＴｉｎ秒（本実施例では０．０１秒）経過したときに信号を出力する駆動タイマＴｉｎと、区間ｊの開始からＴｊ（本実施例では０．２秒）秒経過したときに信号を出力する駆動タイマＴｊと、区間ｊの開始からＴｏｕｔ秒（本実施例では０．９秒）経過したときに信号を出力する駆動タイマＴｏｕｔの出力をリセットする（ステップＳ１００６）。
【１７１０】
（４）区間ｊの開始から０．０１秒が経過したかどうかを判断し（ステップＳ１００８）、経過している場合には（ステップＳ１００８でＹＥＳ）、ＡＩ（Ａｎａｌｏｇ  Ｉｎ：アナログ入力）、ＤＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｎ：ディジタル入力）取り込み処理を実行した後（ステップＳ１０１０）、ステップＳ１０１２に進む。ＡＩ、ＤＩ取り込み処理については後述する。その他の場合には、０．０１秒が経過するまで待機する（ステップＳ１００８でＮＯ）。
【１７１１】
（５）区間ｊの開始から０．２秒が経過したかどうかを判断し（ステップＳ１０１２）、経過している場合には（ステップＳ１０１２でＹＥＳ）、ｊ区間演算を実行した後（ステップＳ１０１４）、図１８０に示すステップＳ１０１６に進む。ｊ区間演算ついては後述する。その他の場合には、０．２秒が経過するまで待機する（ステップＳ１０１２でＮＯ）。
【１７１２】
図１８０は、本発明の好適な実施例に係る結晶体の第２の製造手順を示すフローチャートである。同図に示す第２の製造手順は、以下のステップで実行する。
【１７１３】
（１）区間ｊの開始から０．９秒が経過したかどうかを判断し（ステップＳ１０１６）、経過している場合には（ステップＳ１０１６でＹＥＳ）、ＡＯ（Ａｎａｌｏｇ  Ｏｕｔ：アナログ出力）、ＤＯ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｏｕｔ：ディジタル出力）出力処理を実行した後（ステップＳ１０１８）、ステップＳ１０２０に進む。ＡＯ、ＤＯ取り込み処理については後述する。その他の場合には、０．９秒が経過するまで待機する（ステップＳ１０１６でＮＯ）。
【１７１４】
（２）区間ｊの開始から１秒が経過したかどうかを判断し（ステップＳ１０２０）、経過している場合には（ステップＳ１０２０でＹＥＳ）、タイマｔｊをリセットした後（ステップＳ１０２２）、ステップＳ１０２４に進む。その他の場合には、１秒が経過するまで待機する（ステップＳ１０２０でＮＯ）。
【１７１５】
（３）ｊ区間演算で算出した結晶成長長さＧＬ［ｊ］が１２６５ｍｍに達したかどうかを判断し（ステップＳ１０２４）、１２６５ｍｍに達している場合には（ステップＳ１０２４でＹＥＳ）、処理を終了する。ＧＬ［ｊ］が１２６５ｍｍに達していない場合には（ステップＳ１０２４でＮＯ）、図１７９に示すステップＳ１００６に戻り、ステップＳ１００６〜ステップＳ１０２４までの処理を繰り返す。
【１７１６】
図１８１は、図１７９のステップＳ１０００に示す初期設定処理の第１の実行手順を示すフローチャートである。同図に示す第１の手順は、以下のステップで実行する。
【１７１７】
（１）駆動タイマＴｉｎを０．０１秒に設定する（ステップＳ１１００）。これにより、タイマｔｊが０．０１秒をカウントすると、駆動タイマＴｉｎの出力がＯＮになり、ＡＩ、ＤＩ取り込み処理が実行される。
【１７１８】
（２）駆動タイマＴｊを０．２秒に設定する（ステップＳ１１０２）。これにより、タイマｔｊが０．２秒をカウントすると、駆動タイマＴｊの出力がＯＮになり、ｊ区間演算が実行される。
【１７１９】
（３）駆動タイマＴｏｕｔを０．９秒に設定する（ステップＳ１１０４）。これにより、タイマｔｊが０．９秒をカウントすると、駆動タイマＴｏｕｔの出力がＯＮになり、ＡＯ、ＤＯ出力処理が実行される。
【１７２０】
（４）ルツボ２００の形状を入力する（ステップＳ１１０６）。ルツボ形状の入力例については後述する。
【１７２１】
（５）ステップＳ１１０６で入力したルツボ形状に基づいて、ルツボ形状テーブル構築処理を実行し、図１７６に示すルツボ形状テーブル１０を構築する（ステップＳ１１０８）。ルツボ形状テーブル構築処理の実行手順については後述する。
【１７２２】
（６）結晶成長長さＧＬやメルト位置ＭＰ等の制御目標値を入力する（ステップＳ１１１０）。制御目標値の入力例については後述する。
【１７２３】
（７）ステップＳ１１１０で入力した制御目標値に基づいて、制御テーブル構築処理を実行し、図１７７に示す制御テーブル１５４を構築する（ステップＳ１１１２）。制御テーブル構築処理の実行手順は後述する。
【１７２４】
（８）ルツボ２００にチャージする素材の重量を測定する（ステップＳ１１１４）。
【１７２５】
（９）ルツボ２００内に原料を投入し、該投入した原料を溶融して、ルツボ２００内にメルト２０２をチャージする（ステップＳ１１１６）。
【１７２６】
図１８２は、図１７９のステップＳ１０００に示す初期設定処理の第２の実行手順を示すフローチャートである。同図に示す第２の手順は、以下のステップで実行する。
【１７２７】
（１）図１８１に示すステップＳ１１１４で測定した値をメルト初期重量ＭＩＷとして記憶する（ステップＳ１１１８）。
【１７２８】
（２）ルツボ形状テーブル１０を参照しながら、メルト初期深さＭＩＤを算出する（ステップＳ１１２０）。メルト初期深さＭＩＤの算出手順は後述する。
【１７２９】
（３）ステップＳ１１２０で算出したメルト初期深さＭＩＤを記憶する（ステップＳ１１２２）。
【１７３０】
（４）ワイヤー初期長ＷＩＬを記憶する（ステップＳ１１２４）。
【１７３１】
（５）タイマｔｊ、カウンタＮ、予測重量ＧＰＷ［ｎ］、伸び長ＷＥＬ［ｎ］、ワイヤー巻き取り長ΔＷＲＬ［ｉ−１］、シード上昇高さＳＬＨｎ［ｎ］およびルツボ上昇高さＣＬＨｎ［ｎ］をそれぞれ０にセットする（ステップＳ１１２６）。
【１７３２】
（６）シード２０４をメルト２０２の表面に浸漬し、ネッキングにより無転位化する（ステップＳ１１２６）。
【１７３３】
（７）タイマｔｊのカウントを開始する（ステップＳ１１２８）。
【１７３４】
図１８３は、図１８１に示すステップＳ１１０６で行われるルツボ形状の入力例を示す概念図である。同図に示すように、ステップＳ１１０６では、ルツボ２００のルツボ深さＣＤを底面から４ｍｍごとに入力し、その後、これらの値に対応するルツボ内径ＣＩを入力する。
【１７３５】
図１８４は、図１８１に示すステップＳ１１０８で行われるルツボ形状テーブル構築処理の実行手順を示すフローチャートである。同図に示すルツボ形状テーブル構築処理は、以下のステップで実行する。
【１７３６】
（１）接点カウンタｎｔを１にセットする（ステップＳ１２００）。
【１７３７】
（２）区間カウンタｉｔを１にセットする（ステップＳ１２０２）。
【１７３８】
（３）図１８３に示す入力テーブルにアクセスし、接点カウンタｎｔが示すレコードに格納されたルツボ深さＣＤ［ｎｔ］およびルツボ内径ＣＩ［ｎｔ］と、接点カウンタｎｔが示すレコードの一つ前のレコードに格納されたルツボ深さＣＤ［ｎｔ−１］およびルツボ内径ＣＩ［ｎｔ−１］とを取得する（ステップＳ１２０４）。
【１７３９】
（４）式１および式２を実行し、ΔＭＷ［ｉｔ−１］を算出する（ステップＳ１２０６）。
【１７４０】
（５）ステップＳ１２０６で算出したΔＭＷ［ｉｔ−１］を接点カウンタｎｔが示すレコードに格納する（ステップＳ１２０８）。
【１７４１】
（７）接点カウンタｎｔをインクリメントする（ステップＳ１２１０）。
【１７４２】
（８）区間カウンタｉｔをインクリメントする（ステップＳ１２１２）。
【１７４３】
（９）図１８３に示す全てのレコードについて、ΔＭＷ［ｉｔ−１］の算出、格納が終了するまで、ステップＳ１２０４からステップＳ１２１２までの処理を繰り返す（ステップＳ１２１４でＮＯ）。全てのレコードについて、ΔＭＷ［ｉｔ−１］の算出、格納が終了したら（ステップＳ１２１４でＹＥＳ）、処理を終了する。
【１７４４】
図１８５は、図１８１に示すステップＳ１１１０で行われる結晶成長速度ＧＲの入力例を示す概念図である。同図に示すように、制御目標とする結晶成長速度ＧＲは、結晶成長長さＧＬを基準として、制御したいポイント（目標値を直線で結んだときの各接点）ごとに入力する。
【１７４５】
図１８６は、図１８１に示すステップＳ１１１０で行われるメルト位置ＭＰの入力例を示す概念図である。同図に示すように、制御目標とするメルト位置ＭＰは、結晶成長長さＧＬを基準として、制御したいポイント（目標値を直線で結んだときの各接点）ごとに入力する。
【１７４６】
図１８７は、図１８１に示すステップＳ１１１０で行われる結晶直径ＧＤの入力例を示す概念図である。同図に示すように、制御目標とする結晶直径ＧＤは、結晶成長長さＧＬを基準として、制御したいポイント（目標値を直線で結んだときの各接点）ごとに入力する。
【１７４７】
図１８８は、図１８１に示すステップＳ１１１０で行われるヒーター温度ＨＴの入力例を示す概念図である。同図に示すように、制御目標とするヒーター温度ＨＴは、結晶成長長さＧＬを基準として、制御したいポイント（目標値を直線で結んだときの各接点）ごとに入力する。
【１７４８】
上記の他、図示しないヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰも同じように入力する。
【１７４９】
図１８１に示すステップＳ１１１２の制御テーブル構築処理では、上記のようにそれぞれ独立に入力された制御目標値を合成する。
【１７５０】
図１８９は、図１８５乃至図１８８に示す入力データの合成イメージを示す概念図である。同図に示すように、図１８５乃至図１８８に示す入力データを合成すると、データが存在しないフィールドができる。ここで、結晶成長速度ＧＲ、メルト位置ＭＰ、ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰについては、速度系で制御するため、データが存在しないフィールドを埋める必要がある。図１８１に示すステップＳ１１１２の制御テーブル構築処理では、これらのフィールドを埋める処理も実行する。尚、以下の説明では、結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰのフィールドを埋める手順を代表例として説明する。
【１７５１】
図１９０は、図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第１の手順を示すフローチャートである。同図に示す第１の手順は、以下のステップで実行する。
【１７５２】
（１）接点カウンタｋを０にセットする（ステップＳ１３００）。
【１７５３】
（２）図１８５に示す結晶成長速度ＧＲの入力テーブルにアクセスし、接点カウンタｋが示すレコードに格納された結晶成長長さＧＬ［ｋ］を取得する（ステップＳ１３０２）。
【１７５４】
（３）図１８６に示すメルト位置ＭＰの入力テーブルにアクセスし、ステップＳ１３０２で取得したＧＬ［ｋ］を検索する（ステップＳ１３０４）。
【１７５５】
（４）ステップＳ１３０４の検索により、メルト位置ＭＰの入力テーブルにＧＬ［ｋ］があれば（ステップＳ１３０６でＹＥＳ）、図１９１に示すステップＳ１３１４に進む。（５）メルト位置ＭＰの入力テーブルにＧＬ［ｋ］がなければ（ステップＳ１３０６でＮＯ）、以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１７５６】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
そして、上記検索の結果得られた節点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］と、メルト位置ＭＰ［ｎｔ−１］およびＭＰ［ｎｔ］を取得する（ステップＳ１３０８）。
【１７５７】
（６）式４４を実行し、ＭＰ［ｋ］を算出する（ステップＳ１３１０）。
【１７５８】
（７）ステップＳ１３０２で取得したＧＬ［ｋ］と、ステップＳ１３１０で算出したＭＰ［ｋ］とを格納したレコードを新たに作成する（ステップＳ１３１２）。
【１７５９】
図１９１は、図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第２の手順を示すフローチャートである。同図に示す第２の手順は、以下のステップで実行する。
【１７６０】
（１）接点カウンタｋをインクリメントする（ステップＳ１３１４）。
【１７６１】
（２）図１８６に示すメルト位置ＭＰの入力テーブルの全てのレコードについて、上述したステップＳ１３０２からステップＳ１３１４までの処理が終了している場合には（ステップＳ１３１６でＹＥＳ）、ステップＳ１３１８に進み、終了していない場合には（ステップＳ１３１６でＮＯ）、図１９０に示すステップＳ１３０２に戻る。
【１７６２】
（３）接点カウンタｋを０にセットする（ステップＳ１３１８）。
【１７６３】
（４）図１８６に示すメルト位置ＭＰの入力テーブルにアクセスし、接点カウンタｋが示すレコードに格納された結晶成長長さＧＬ［ｋ］を取得する（ステップＳ１３２０）。
【１７６４】
（５）図１８５に示す結晶成長速度ＧＲの入力テーブルにアクセスし、ステップＳ１３２０で取得したＧＬ［ｋ］を検索する（ステップＳ１３２２）。
【１７６５】
図１９２は、図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第３の手順を示すフローチャートである。同図に示す第３の手順は、以下のステップで実行する。
【１７６６】
（１）図１９１に示すステップＳ１３２２の検索により、結晶成長速度ＧＲの入力テーブルにＧＬ［ｋ］があれば（ステップＳ１３２４でＹＥＳ）、ステップＳ１３３２に進む。
【１７６７】
（２）結晶成長速度ＧＲの入力テーブルにＧＬ［ｋ］がなければ（ステップＳ１３２４でＮＯ）、以下の条件を満たす節点ｎｔ−１と節点ｎｔとを検索する。
【１７６８】
ＧＬ［ｎｔ−１］≦結晶成長長さＧＬ＜ＧＬ［ｎｔ］
そして、上記検索の結果得られた節点ｎｔ−１および接点ｎｔに格納された結晶成長長さＧＬ［ｎｔ−１］およびＧＬ［ｎｔ］と、結晶成長速度ＧＲ［ｎｔ−１］およびＧＲ［ｎｔ］を取得する（ステップＳ１３２６）。
【１７６９】
（３）式４５を実行し、ＧＲ［ｋ］を算出する（ステップＳ１３２８）。
【１７７０】
（４）図１９２に示すステップＳ１３２０で取得したＧＬ［ｋ］と、ステップＳ１３２８で算出したＧＲ［ｋ］とを格納したレコードを新たに作成する（ステップＳ１３３０）。
【１７７１】
（５）接点カウンタｋをインクリメントする（ステップＳ１３３２）。
【１７７２】
（６）図１８５に示す結晶成長速度ＧＲの入力テーブルの全てのレコードについて、上述したステップＳ１３２０からステップＳ１３３２までの処理が終了している場合には（ステップＳ１３３４でＹＥＳ）、全ての入力データを合成して図１７７に示す制御テーブルを完成させる（ステップＳ１３３６）。
【１７７３】
（７）図１８５に示す結晶成長速度ＧＲの入力テーブルの全てのレコードについて、上述したステップＳ１３２０からステップＳ１３３２までの処理が終了していない場合には（ステップＳ１３３４でＮＯ）、図１９１に示すステップＳ１３２０に戻る。
【１７７４】
図１９３は、図１８２のステップＳ１１２０に示すメルト初期深さ算出処理の実行手順を示すフローチャートである。同図に示すメルト初期深さ算出処理は、以下のステップで実行する。
【１７７５】
（１）ルツボ形状テーブル１０を
（式３１）
0004177488.tif 000271
ΔＭＷ［ｋ］：節点ｋに格納されたメルト区間重量、ＭＩＷ：メルト初期重量
上記条件式で検索し、区間ｉｔ−１を取得する（ステップＳ１４００）。
【１７７６】
（２）上記検索の結果得られた区間ｉｔ−１から接点ｎｔおよび接点ｎｔ−１を求め、当該各接点に格納されたルツボ内径ＣＩ［ｎｔ］およびＣＩ［ｎｔ−１］と、ルツボ深さＣＤ［ｎｔ］およびＣＤ［ｎｔ−１］を取得する（ステップＳ１４０２）。
【１７７７】
（３）式１、式３および式４を実行して、メルト深さＭＤを算出する（ステップＳ１４０４）。
【１７７８】
図１９４は、図１７９のステップＳ１０１０に示すＡＩ、ＤＩ取り込み処理の実行手順を示すフローチャートである。同図に示すＡＩ、ＤＩ取り込み処理は、以下のステップで実行する。
【１７７９】
（１）アナログ入力ＧＷＤ＜ｖｏｌｔ＞信号を重量偏差ＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞に変換する（ステップＳ１４５０）。
【１７８０】
（２）ディジタル入力ＳＬＨ信号をシード上昇高さＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞に変換する（ステップＳ１４５２）。
【１７８１】
（３）ディジタル入力ＣＬＨ信号をルツボ上昇高さＣＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞に変換する（ステップＳ１４５４）。
【１７８２】
図１９５は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第１の手順を示すフローチャートである。同図に示す第１の手順は、以下のステップで実行する。
【１７８３】
（１）カウンタＮをインクリメントする（ステップＳ１５００）。
【１７８４】
（２）ＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞−ＧＷＤ［ｊ］＜ｇ＞
上記演算を実行して、結晶成長重量ＧＷ［ｊ］を算出する（ステップＳ１５０２）。
【１７８５】
（３）ＭＩＷ＜ｇ＞−ＧＷ［ｊ］＜ｇ＞
上記演算を実行して、メルト重量ＭＷ［ｊ］＜ｇ＞を算出する（ステップＳ１５０４）。
【１７８６】
（４）式１、式２および式４を実行して、メルト深さＭＤ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５０６）。
【１７８７】
（５）ＭＩＤ＜ｍｍ＞−ＭＤ［ｊ］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、メルト下降深さＭＤＤ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５０８）
（６）式３２を実行して、ルツボ内径ＣＩ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５１０）。
【１７８８】
（７）カウンタＮが６０に達しているかどうかを判断し（ステップＳ１５１２）、６０
に達している場合には（ステップＳ１５１２でＹＥＳ）、図２００に示すステップＳ１６００に進み、ｉ−１区間の演算を実行する。
【１７８９】
（８）カウンタＮが６０に達していない場合には（ステップＳ１５１２でＮＯ）、ＷＥＬ［ｊ］＜ｍｍ＞にＷＥＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞を代入するとともに（ステップＳ１５１４）、ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｊ］＜ｍｍ＞にＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｊ−１］＜ｍｍ＞を代入し（ステップＳ１５１６）、ｊ−１区間の値をｊ区間に継続する。
【１７９０】
図１９６は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第２の手順を示すフローチャートである。同図に示す第２の手順は、以下のステップで実行する。
【１７９１】
（１）ＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞にＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を代入し（ステップＳ１５１８）、ｊ区間の値を退避する。
【１７９２】
（２）ＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞−ＣＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞＋ＭＤＤ［ｊ］＜ｍｍ＞−ＷＥＬ［ｊ］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、結晶成長長さＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５２０）。
【１７９３】
（３）式３０を実行して、結晶直径ＧＤ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５２２）。
【１７９４】
（４）式５９を実行して、結晶体２０６が成長する速度とメルト２０２が下降する速度の比率Ｋを算出する（ステップＳ１５２４）。
【１７９５】
（５）式５２を実行して、重量偏差に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＧＷＤ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５２６）。
【１７９６】
（６）式５３を実行して、重量偏差に基づくヒーター温度の操作量ＨＴ（ＧＷＤ）［ｊ］＜℃＞を算出する（ステップＳ１５２８）。
【１７９７】
（７）式１８を実行して、結晶成長速度ＧＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５３０）。
【１７９８】
（８）式４３を実行して、ヒーター温度ＨＴ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５３２）。
【１７９９】
図１９７は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第３の手順を示すフローチャートである。同図に示す第３の手順は、以下のステップで実行する。
【１８００】
（１）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を検索キーとして、制御テーブル１５４にアクセスし、該ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を区間に含むＧＬ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＧＬ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞と、ＭＰ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＭＰ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞とを取得する（ステップＳ１５３４）。
【１８０１】
（２）式１９を実行して、所要時間Ｔ［ｉｔ−１］［ｊ］＜ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５３６）。
【１８０２】
（３）式２０を実行して、メルト位置に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＭＰ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（Ｓ１５３８）。
【１８０３】
（４）ＧＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞−ＳＬＣ（ＧＷＤ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞＋ＳＬＣ（ＭＰ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞＋ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞
上記演算を実行して、シード上昇速度ＳＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５４０）。
【１８０４】
（５）比率Ｋ×｛ＧＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞−ＳＬＣ（ＧＷＤ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞｝＋ＳＬＣ（ＭＰ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞
上記演算を実行して、ルツボ上昇速度ＣＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５４２）。
【１８０５】
（６）ＨＴ（ＧＬ）［ｊ］＜℃＞−ＨＴ（ＧＷＤ）［ｊ］＜℃＞
上記演算を実行して、ヒーター温度ＨＴ［ｊ］＜℃＞を算出する（ステップＳ１５４４）。
【１８０６】
（７）式５５を実行して、予測重量の微小量ＧＰＷ’［ｊ］＜ｇ＞を算出する（ステップＳ１５４６）。
【１８０７】
図１９８は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第４の手順を示すフローチャートである。同図に示す第４の手順は、以下のステップで実行する。
【１８０８】
（１）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞−ＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、結晶成長長さの区間変化分ΔＧＬ［ｊ−１］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１５４８）。
【１８０９】
（２）ＧＰＷ’［ｊ］＜ｇ＞×ΔＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、予測重量の区間変化分ΔＧＰＷ［ｊ−１］＜ｇ＞を算出する（ステップＳ１５５０）。
【１８１０】
（３）式６０を実行して、予測重量ＧＰＷ［ｊ］＜ｇ＞を算出する（ステップＳ１５５２）。
【１８１１】
（４）式３５を実行して、シード回転速度ＳＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｒｐｍ＞を算出する（ステップＳ１５５４）。
【１８１２】
（５）式３６を実行して、ルツボ回転速度ＣＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｒｐｍ＞を算出する（ステップＳ１５５６）。
【１８１３】
（６）式３８を実行して、ガス流量ＦＲ（ＧＬ）［ｊ］＜ｎｌ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５５８）。
【１８１４】
（７）式４１を実行して、磁界印加強度ＦＩ（ＧＬ）［ｊ］＜ｇａｕｓｓ＞を算出する（ステップＳ１５６０）。
【１８１５】
（８）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を検索キーとして、制御テーブル１５４にアクセスし、ＨＰ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＨＰ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞を取得する（ステップＳ１５６２）。
【１８１６】
（９）式４６を実行して、ヒーター移動速度ＨＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５６４）。
【１８１７】
図１９９は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第５の手順を示すフローチャートである。同図に示す第５の手順は、以下のステップで実行する。
【１８１８】
（１）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を検索キーとして、制御テーブル１５４にアクセスし、ＦＰ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＦＰ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞を取得する（ステップＳ１５６６）。
【１８１９】
（２）式４７を実行して、磁界印加位置移動速度ＦＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５６８）。
【１８２０】
（３）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を検索キーとして、制御テーブル１５４にアクセスし、ＰＰ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＰＰ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞を取得する（ステップＳ１５７０）。
【１８２１】
（４）式４８を実行して、輻射板移動速度ＰＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５７２）。
【１８２２】
（５）ＧＬ［ｊ］＜ｍｍ＞を検索キーとして、制御テーブル１５４にアクセスし、ＶＰ［ｎｔ］＜ｍｍ＞およびＶＰ［ｎｔ−１］＜ｍｍ＞を取得する（ステップＳ１５７４）。
【１８２３】
（６）式４９を実行して、輻射板移動速度ＶＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１５７６）。
【１８２４】
図２００は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第６の手順（ｉ−１区間の演算）を示すフローチャートである。同図に示す第６の手順は、以下のステップで実行する。
【１８２５】
（１）ＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞をＳＬＨｎ［ｎ−１］＜ｍｍ＞に代入し（ステップＳ１６００）、ｉ−１区間の値を退避する。
【１８２６】
（２）ＳＬＨ［ｊ］＜ｍｍ＞をＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞に代入する（ステップＳ１６０２）。
【１８２７】
（３）ＳＬＨｎ［ｎ］＜ｍｍ＞−ＳＬＨｎ［ｎ−１］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、ｉ−１区間における無負荷でのワイヤー巻取り長さの変化量ΔＳＬＨ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６０４）。
【１８２８】
（４）ＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞をＧＷｎ［ｎ−１］＜ｇ＞に代入し（ステップＳ１６０６）、ｉ−１区間の値を退避する（ステップＳ１６０６）。
【１８２９】
（５）ＧＷｎ［ｎ］＜ｇ＞にＧＷ［ｊ］＜ｇ＞代入する（ステップＳ１６０８）。
【１８３０】
（６）式５４を実行して、ｉ−１区間のワイヤー巻き取り長（無負荷基準）ΔＷＲＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６１０）。
【１８３１】
（７）式９を実行して、ワイヤー巻き取り長（無負荷基準）ＷＲＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６１２）。
【１８３２】
（８）ＷＩＬ＜ｍｍ＞−ＷＲＬ［ｎ］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、ワイヤー無負荷長ＷＮＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６１４）。
【１８３３】
（９）ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞をＷＥＬ［ｎ−１］＜ｍｍ＞に代入し（ステップＳ１６１６）、ｉ−１区間の値を退避する。
【１８３４】
図２０１は、図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第７の手順を示すフローチャートである。同図に示す第７の手順は、以下のステップで実行する。
【１８３５】
（１）式５８を実行して、伸び長ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６１８）。
【１８３６】
（２）ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞をＷＥＬ［ｊ］＜ｍｍ＞に代入して（ステップＳ１６２０）、ｊ区間の値を更新する。
【１８３７】
（３）ＷＥＬ［ｎ］＜ｍｍ＞−ＷＥＬ［ｎ−１］＜ｍｍ＞
上記演算を実行して、ｉ−１区間の伸び長ΔＷＥＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞を算出する（ステップＳ１６２４）。
【１８３８】
（４）ΔＷＥＬ［ｉ−１］＜ｍｍ＞／６０＜ｓｅｃ＞
上記演算を実行して、伸び長に基づくシード上昇速度の操作量ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞を算出する（ステップＳ１６２６）。
【１８３９】
（５）ＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｎ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をＳＬＣ（ＷＥＬ）［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞に代入し（ステップＳ１６２８）、ｊ区間の値を更新する。
【１８４０】
（６）カウンタＮの値をクリアし（ステップＳ１６３０）、図１９６に示すステップＳ１５１８に進む。
【１８４１】
図２０２は、図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第１の手順を示すフローチャートである。同図に示す第１の手順は、以下のステップで実行する。
【１８４２】
（１）ＳＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＳＬ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７００）。
【１８４３】
（２）ＳＬ＜ｖｏｌｔ＞信号を図１５７に示すシードモーターアンプ２３９に出力する（ステップＳ１７０２）。
【１８４４】
（３）ＣＬ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＣＬ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７０４）。
【１８４５】
（４）ＣＬ＜ｖｏｌｔ＞信号を図１５７に示すルツボモーターアンプ２４１に出力する（ステップＳ１７０６）。
【１８４６】
（５）ＨＴ［ｊ］＜℃＞をアナログ出力ＨＴ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７０８）。
【１８４７】
（６）ＨＴ＜ｖｏｌｔ＞信号を図１７１に示す第６減算器２８２−６に出力する（ステップＳ１７１０）。
【１８４８】
（７）ＧＰＷ［ｊ］＜ｇ＞をアナログ出力ＧＰＷ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７１２）。
【１８４９】
（８）ＧＰＷ＜ｖｏｌｔ＞信号を図１６５に示す第１減算器２８２−１に出力する（ステップＳ１７１４）。
【１８５０】
（９）ＳＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞をアナログ出力ＳＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７１６）。
【１８５１】
（１０）ＳＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しないシード回転モーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７１８）。
【１８５２】
図２０３は、図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第２の手順を示すフローチャートである。同図に示す第２の手順は、以下のステップで実行する（１）ＣＲ［ｊ］＜ｒｐｍ＞をアナログ出力ＣＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７２０）。
【１８５３】
（２）ＣＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しないルツボ回転モーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７２２）。
【１８５４】
（３）ＦＲ［ｊ］＜ｎｌ／ｍｍ＞をアナログ出力ＦＲ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７２４）。
【１８５５】
（４）ＦＲ＜ｖｏｌｔ＞信号を図１５６に示す流量コントローラ２５２に出力する（ステップＳ１７２６）。
【１８５６】
（５）ＦＩ［ｊ］＜ｇａｕｓｓ＞をアナログ出力ＦＩ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７２８）。
【１８５７】
（６）ＦＩ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しない磁界発生装置に出力する（ステップＳ１７３０）。
【１８５８】
（７）ＨＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＨＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７３２）。
【１８５９】
（８）ＨＳ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しないヒーター２４８を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７３４）。
【１８６０】
（９）ＦＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＦＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７３６）。
【１８６１】
（１０）ＦＳ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しない磁界発生装置を移動させるモーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７３８）。
【１８６２】
図２０４は、図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第３の手順を示すフローチャートである。同図に示す第３の手順は、以下のステップで実行する（１）ＰＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＰＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７４０）。
【１８６３】
（２）ＰＳ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しない輻射板２７０を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７４２）。
【１８６４】
（３）ＶＳ［ｊ］＜ｍｍ／ｍｉｎ＞をアナログ出力ＶＳ＜ｖｏｌｔ＞信号に変換する（ステップＳ１７４４）。
【１８６５】
（４）ＶＳ＜ｖｏｌｔ＞信号を図示しない整流板２５４を移動させるためのモーターを駆動するモーターアンプに出力する（ステップＳ１７４６）。
【１８６６】
以上のように構成される本発明に係る結晶体製造装置の主な特徴を以下に述べる。
【１８６７】
本発明に係る結晶体製造装置の第１の特徴は、目標重量の生成自体が最外郭の負帰還ループを構成している点である。このような負帰還ループにより、結晶体の成長が何らかの外因で、例えば、結晶直径が目標値からずれて、引き上げ速度が変化しても、実際に結晶体が成長した長さに基づいて目標重量が決定されるため、結晶直径が目標直径にすばやく収束する。
【１８６８】
本発明に係る結晶体製造装置の第２の特徴は、全ての伝達ループのあらゆるポイントから外乱（ステップ入力）が入っても、伝達され得る全てのループを通過した後に、負帰還として戻る構成を有しているため、ハンチングが起きにくく、安定した制御系を提供する。例えば、結晶体が太った場合のメルト下降深さのループにおいては、このメルト下降深さが正常時に比べて大きくなって結晶成長長さが増加する。その結果、目標重量が大きくなって負帰還ループを構成する。
【１８６９】
本発明に係る結晶体製造装置の第３の特徴は、結晶体の製造技術者が各品質制御パラメータを結晶成長長さを制御軸として入力し、装置側で制御軸を時間に変換して制御する点である。この変換は、例えば、結晶成長長さに対応するメルト位置をメルト位置に基づくシード上昇速度の操作量に変換して行われる。
【１８７０】
本発明に係る結晶体製造装置の第４の特徴は、結晶体の製造技術者が結晶成長長さに対応する目標直径と、ルツボ深さに対応するルツボ内径を入力し、装置側で目標重量とルツボの送り率の制御軸を時間に変換して出力する点である。
【１８７１】
本発明に係る結晶体製造装置の第５の特徴は、メルト位置がどの様に移動しても、結晶成長長さとメルト深さの算出に影響を及ぼさない点である。これは、結晶成長長さと、メルト深さと、メルト位置の移動と、ワイヤーの伸び量とを独立に捉え、その結果として、シード上昇速度と、ルツボ上昇速度とを結晶成長速度と、メルト位置移動速度と、ワイヤーの伸び長に基づくシード上昇速度の操作量に分解して与えているためである。
【１８７２】
本発明に係る結晶体製造装置の第６の特徴は、上記の各特徴における能力を高めるために、結晶成長長さを誤差なく検出する点である。これは、ルツボ内のメルト深さをメルト重量とルツボ形状から正確に算出する作用と、ワイヤーの伸び長を正確に算出する作用と、固定パラメータとセンサーからの入力によって、結晶成長長さを算出する作用によって達成される。
【１８７３】
本発明に係る結晶体製造装置の第７の特徴は、重量偏差信号をシード上昇速度と炉体温度に負帰還操作量を並列に出力する点である。このとき、シード上昇速度には、微分項出力を与え、炉体温度には積分項出力を与える。ここで、シード上昇速度は、結晶直径を収束させるとともに、目標重量の増加率が重量偏差を小さくする方向に作用する。また、炉体温度は、理想とする引き上げ状態、即ち、結晶直径と引き上げ速度の実績値が目標値と同じ状態となる熱環境を提供する。このような特徴によって、上記第１から第６の特徴を達成する各機能の誤差が限りなく０に収束する。
【１８７４】
本発明に係る結晶体製造装置の第８の特徴は、本発明に係る装置によって製造された結晶体が、ウェハの切り出し位置と、引き上げ条件とが１対１に対応する点である。このような特徴は、結晶体の品質改善に効果的である。
【１８７５】
本発明に係る結晶体製造装置の第９の特徴は、結晶直径の精度が優れ、品質のバラツキが少ない結晶体を歩留まりよく製造できることである。これは、全ての品質制御パラメータが結晶成長長さに応じて駆動され、結晶直径の精度がよいために、結晶成長長さが固化率と１対１の関係を維持するからである。
【１８７６】
本発明に係る結晶体製造装置の第１０の特徴は、結晶体の肩作り（クラウン）の開始条件を操作すれば、結晶製造技術者の介在なく、自動的に、クラウン、ボディ、テールを製造できる点にある。
【１８７７】
本発明に係る結晶体製造装置の第１１の特徴は、新規サイズの結晶体または新規サイズのホットゾーンあるいはこれらの両方が新規である場合でも、第１回目の引き上げから、結晶直径および引き上げ速度を適切に制御できる普遍的な制御機構を有する点である。
【１８７８】
本発明に係る結晶体製造装置の第１２の特徴は、ソリッドシャフト式およびワイヤー式引き上げ装置のいずれにも適用できる点である。
本発明に係る結晶体製造装置の第１３の特徴は、制御アルゴリズムと制御演算式に普遍性を有し、３〜１２インチの結晶体および１２〜超大径のホットゾーンを同一の制御演算式を用いて実行できる点にある。
【１８７９】
本発明に係る結晶体製造装置の第１４の特徴は、本装置に要する物理センサーは、シードエンコーダと、ルツボエンコーダと、重量センサの３つでよいことである。このような構成により、構造が簡単で設置状態の影響を受けにくい、低コストな装置が提供できる。
【１８８０】
本発明に係る結晶体製造装置の第１５の特徴は、本装置がすでに本出願人によって、１９８３年より現在に至る２０数年間使用され、その間制御アルゴリズムの変更なく、３インチの結晶体から１２インチの結晶体まで、１０万本以上の結晶体を製造していることである。実際に、このような商業的成功を収めた本発明は、結晶体の製造技術を飛躍的に進歩させるものである。
【１８８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望の形状や品質を有する結晶体の製造に有効なメルト深さ検出装置および方法並びに結晶成長長さ検出装置および方法並びに結晶体の製造装置および方法を提供することができる。
【１８８２】
また、本発明の第１の形態によれば、予め記憶しておいたルツボの形状と常時変化する結晶成長重量ＧＷとに基づいて、メルト深さＭＤが決定されるため、結晶体２０６の成長に伴って常時変化するメルト深さＭＤを正確に検出することができる。
【１８８３】
また、結晶成長重量検出手段１４を重量センサとフィルタとで構成することにより、重量センサの信号からノイズ成分が除去されるため、より正確にメルト深さＭＤを検出することができる。
【１８８４】
また、本発明の第２の形態によれば、結晶成長長さＧＬに基づいて結晶成長重量ＧＷが予測されるため、重量センサを設けなくても結晶成長重量ＧＷを検出することができる。
【１８８５】
また、本発明の第３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さと該長さで制御目標とする直径とに基づいて、結晶成長重量ＧＷが予測されるため、当該予測された重量は、結晶体２０６が実際に成長した重量と略同一の値となる。
【１８８６】
また、本発明の第４の形態によれば、重量センサ２１４の出力が予測重量ＧＰＷに対してフィードバックするため、より正確にメルト深さＭＤを検出することができる。
【１８８７】
また、本発明の第５の形態によれば、ワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、結晶成長長さＧＬの検出がより正確に行われる。その結果、結晶成長長さＧＬを用いたメルト深さの検出が正確になる。
【１８８８】
また、本発明の第６の形態によれば、ワイヤー無負荷長ＷＮＬと結晶成長重量ＧＷとを用いて伸び長ＷＥＬが算出されるため、伸び長ＷＥＬをより正確に検出することができる。
【１８８９】
また、本発明の第７の形態によれば、任意に設定した間隔でワイヤードラムの回転角度が検出されるため、演算速度や演算精度等を所望の値に設定するような自由な設計が可能となる。また、ワイヤードラム２１０に巻き込まれた長さに対し、荷重によるワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、より正確な演算精度が得られる。
【１８９０】
また、本発明の第８の形態によれば、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤという３つのパラメータに基づいて結晶成長長さが算出されるため、結晶体が実際に成長した長さを正確に検出することができる。即ち、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤは、結晶成長長さＧＬを決める基本パラメータであるため、これらの挙動を把握しておけば、結晶成長長さＧＬを正確に求めることができる。このようにして求めた結晶成長長さＧＬは、光学センサ等のように、メルト位置ＭＰの移動等によって左右されないため、様々な状況下で検出された場合でも、正確な値となる。
【１８９１】
また、本発明の第９の形態によれば、ワイヤー２０８の伸びが考慮されるため、結晶成長長さＧＬの検出をより正確に行うことができる。
【１８９２】
また、本発明の第１０の形態によれば、結晶体２０６の成長に伴って常時変化するメルト深さＭＤを用いて、メルト下降深さＭＤＤが算出されるため、該メルト下降深さＭＤＤを用いた結晶成長長さＧＬの算出がより正確に行われる。
【１８９３】
また、本発明の第１１の形態によれば、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤを用いて算出した結晶成長長さＧＬに基づいて引き上げ条件が決定されるため、結晶体の品質制御を正確に行うことができる。即ち、シード上昇高さＳＬＨ、ルツボ上昇高さＣＬＨおよびメルト下降深さＭＤＤは、結晶成長長さＧＬを決める基本パラメータであるため、これらの挙動を把握しておけば、結晶成長長さＧＬを正確に求めることができる。このようにして求めた結晶成長長さＧＬは、光学センサ等のように、メルト位置ＭＰの移動等によって左右されないため、様々な状況下において、結晶体の精密な品質制御を実現することが可能になる。
【１８９４】
また、本発明の第１２の形態によれば、ワイヤーの伸びに応じてシード上昇速度ＳＬが操作されるため、ワイヤーの伸びによって結晶体の制御に誤差が生じることを防止できる。
【１８９５】
また、本発明の第１３の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶直径ＧＤが制御されるため、所望の形状を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい直径制御が実現できる。
【１８９６】
また、本発明の第１４の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さと該長さで制御目標とする結晶直径ＧＤとに基づいて、引き上げ条件が決定されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１８９７】
また、本発明の第１５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、結晶成長速度ＧＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１８９８】
また、本発明の第１６の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲを適切に制御することができる。
【１８９９】
また、本発明の第１７の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰとに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御が可能になる。
【１９００】
また、本発明の第１８の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、不足熱量が制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と結晶直径ＧＤとが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９０１】
また、本発明の第１９の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶体２０６の酸素濃度が制御されるため、所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい酸素濃度制御が実現できる。また、固化率に応じて、所望の酸素濃度分布を有する結晶体を製造することもできる。
【１９０２】
また、本発明の第２０の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、シード回転速度ＳＲが制御されるため、固化率に対応した酸素濃度の制御となり、所望の位置に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９０３】
また、本発明の第２１の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、シード回転速度ＳＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とが、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９０４】
また、本発明の第２２の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、ルツボ回転速度ＣＲが制御されるため、所望の位置に所望の酸素濃度、即ち、所望の固化率の位置に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９０５】
また、本発明の第２３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ルツボ回転速度ＣＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と酸素濃度とが、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９０６】
また、本発明の第２４の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、所望の位置、即ち、固化率に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９０７】
また、本発明の第２５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９０８】
また、本発明の第２６の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト２０２周辺の熱環境が制御されるため、所望の位置に、即ち、所望の固化率に対応して所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９０９】
また、本発明の第２７の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ヒーター位置ＨＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１０】
また、本発明の第２８の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト２０２表面付近の不活性ガスの流れが制御されるため、所望の位置、即ち、所望の固化率に対応して所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９１１】
また、本発明の第２９の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、ガス供給量ＦＲが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１２】
また、本発明の第３０の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、整流板位置ＶＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１３】
また、本発明の第３１の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、磁界の印加状態が制御されるため、所望の位置、即ち、所望の固化率に所望の酸素濃度を有する結晶体を製造することができる。
【１９１４】
また、本発明の第３２の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、磁界印加位置ＦＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１５】
また、本発明の第３３の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、磁界印加強度ＦＩが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置、即ち、固化率と酸素濃度とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１６】
また、本発明の第３４の形態によれば、結晶成長長さＧＬと対応して結晶体２０６の欠陥状態が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。特に、本発明では、メルト位置ＭＰの移動等の様々な状況下において、結晶成長長さＧＬが正確に検出されるため、環境の変化に影響されにくい欠陥制御が実現できる。
【１９１７】
また、本発明の第３５の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、結晶成長速度が制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９１８】
また、本発明の第３６の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲを適切に制御することができる。
【１９１９】
また、本発明の第３７の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰとに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、メルト位置ＭＰと結晶成長速度ＧＲの同時制御が可能になる。
【１９２０】
また、本発明の第３８の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体２０６の温度勾配が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１９２１】
また、本発明の第３９の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、結晶体２０６周辺の熱環境が制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１９２２】
また、本発明の第４０の形態によれば、結晶成長長さ算出手段３６が算出した結晶成長長さＧＬに基づいて、メルト位置ＭＰが制御されるため、所望の位置に所望の欠陥状態を有する結晶体を製造することができる。
【１９２３】
また、本発明の第４１の形態によれば、結晶体２０６が実際に成長した長さに基づいて、輻射板位置ＰＰが制御されるため、結晶体の引き上げ軸方向の位置と欠陥状態とが所望の対応関係となっている結晶体を製造することができる。
【１９２４】
また、本発明の第４２の形態によれば、重量偏差ＧＷＤに基づいて引き上げ条件が決定されるため、気温や湿度等の予測し難い変動による影響が修正され、所望の結晶体を製造することができる。つまり、結晶体の実際の状態と目標値とのずれを示す重量偏差ＧＷＤがフィードバック信号となって、制御系に負帰還がかかり、結晶体の形状および品質が目標値に収束する。
【１９２５】
また、本発明の第４３の形態によれば、制御目標とする結晶直径ＧＤに基づいて、結晶成長重量ＧＷが予測されるため、重量偏差ＧＷＤが結晶直径ＧＤを収束させる方向に変動して、所望の形状を有する結晶体が得られる。
【１９２６】
また、本発明の第４４の形態によれば、各制御パラメータの相互関係を考慮して制御テーブル１５４が構築されるため、直径と品質の同時制御が可能となる。
【１９２７】
また、本発明の第４５の形態によれば、制御目標となる結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰに基づいて、シード上昇速度ＳＬおよびルツボ上昇速度ＣＬが決定されるため、結晶成長速度ＧＲとメルト位置ＭＰの同時制御が可能となる。その結果、所望の直径および品質を有する結晶体を製造することができる。
【１９２８】
また、本発明の第４６の形態によれば、結晶成長速度ＧＲと、メルト位置ＭＰとと、重量偏差ＧＷＤとに基づいて、シード上昇速度ＳＬが算出されるため、シード上昇速度の好適な制御が可能となる。
【１９２９】
また、本発明の第４７の形態によれば、ワイヤーの伸びに応じてシード上昇速度ＳＬが操作されるため、ワイヤーの伸びによって結晶体の制御に誤差が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る用語の定義を説明するための第１の説明図である。
【図２】本発明に係る用語の定義を説明するための第２の説明図である。
【図３】本発明に係る用語の定義を説明するための第３の説明図である。
【図４】本発明の第１の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ルツボ形状テーブル１０の構成の一例を示す概念図である。
【図６】ルツボ形状テーブル１０に格納する値を説明するための概念図である。
【図７】本発明の第１の形態に係るメルト深さの検出手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示す概念図である。
【図９】シード上昇高さ検出手段３０の構成例を示す概念図である。
【図１０】ルツボ上昇高さ検出手段３２の構成例を示す概念図である。
【図１１】本発明の第２の形態に係るメルト深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の形態に係るメルト深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。
【図１５】結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１６】本発明の第３の形態に係る結晶成長重量予測手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の形態に係る結晶成長重量検出手段の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第４の形態に係る結晶成長重量検出手段の好適な構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の形態に係る結晶成長重量の検出手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第５の形態に係るメルト深さ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第５の形態に係るメルト深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第５の形態に係るメルト深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第６の形態に係る伸び長検出手段５４の構成を示すブロック図である。
【図２４】伸び率εと重量との関係を示すグラフである。
【図２５】本発明の第６の形態に係る伸び長の検出手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第７の形態に係るワイヤー巻き取り長検出手段の構成を示すブロック図である。
【図２７】ワイヤー巻き取り長の検出時に使用する区間と節点の概念を示すタイムチャートである。
【図２８】本発明の第７の形態に係る結晶成長長さ補正の第１の手順を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第７の形態に係る結晶成長長さ補正の第２の手順を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の第８の形態に係る結晶成長長さ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第８の形態に係る結晶成長長さの検出手順を示すフローチャートである。
【図３２】本発明の第９の形態に係る結晶成長長さ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３３】本発明の第９の形態に係る結晶成長長さの検出手順を示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さ検出手段の構成を示すブロック図である。
【図３５】本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さの第１の検出手順を示すフローチャートである。
【図３６】本発明の第１０の形態に係るメルト下降深さの第２の検出手順を示すフローチャートである。
【図３７】本発明の第１１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図３８】本発明の第１１の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。
【図３９】本発明の第１２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４０】本発明の第１２の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。
【図４１】本発明の第１３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４２】本発明の第１３の形態に係る結晶体の直径制御手順を示すフローチャートである。
【図４３】本発明の第１４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４４】結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。
【図４５】結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図４６】本発明の第１４の形態に係る直径制御手順を示すフローチャートである。
【図４７】本発明の第１５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図４８】結晶成長速度記憶手段８４の一構成例を示す概念図である。
【図４９】結晶成長速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図５０】本発明の第１５の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図５１】本発明の第１６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図５２】結晶直径記憶手段４０および結晶成長速度記憶手段８４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。
【図５３】本発明の第１６の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図５４】本発明の第１７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図５５】結晶成長速度記憶手段８４およびメルト位置記憶手段１１４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。
【図５６】本発明の第１７の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図５７】本発明の第１８の形態による不足熱量の制御概念を示す概念図である。
【図５８】本発明の第１８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図５９】供給熱量記憶手段１００の一構成例を示す概念図である。
【図６０】供給熱量記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図６１】本発明の第１８の形態に係る不足熱量の制御手順を示すフローチャートである。
【図６２】本発明の第１９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図６３】本発明の第１９の形態によって製造された結晶体の抵抗率と酸素濃度との関係を示す概念図である。
【図６４】本発明の第１９の形態に係る結晶体の酸素濃度制御手順を示すフローチャートである。
【図６５】シード回転速度と酸素濃度との関係を示すグラフである。
【図６６】本発明の第２０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図６７】本発明の第２１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図６８】シード回転速度記憶手段１０６の一構成例を示す概念図である。
【図６９】シード回転速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図７０】本発明の第２１の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図７１】ルツボ回転速度と酸素濃度との関係を示すグラフである。
【図７２】本発明の第２２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図７３】本発明の第２３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図７４】ルツボ回転速度記憶手段１１０の一構成例を示す概念図である。
【図７５】ルツボ回転速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図７６】本発明の第２３の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図７７】メルト位置と酸素濃度との関係を示すグラフである。
【図７８】本発明の第２４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図７９】本発明の第２５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図８０】メルト位置記憶手段１１４の一構成例を示す概念図である。
【図８１】メルト位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図８２】本発明の第２５の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図８３】本発明の第２６の形態によるメルト周辺の熱環境の制御の概念を示す概念図である。
【図８４】本発明の第２６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図８５】本発明の第２７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図８６】ヒーター位置記憶手段１４３の一構成例を示す概念図である。
【図８７】ヒーター位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図８８】本発明の第２７の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図８９】ガスの流量と酸素濃度との関係を示すグラフである。
【図９０】本発明の第２８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図９１】不活性ガスの流れを制御するための構造を示す一部断面図である。
【図９２】本発明の第２９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図９３】ガス供給量記憶手段１２０の一構成例を示す概念図である。
【図９４】ガス供給量記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図９５】本発明の第２９の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図９６】本発明の第３０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図９７】整流板位置記憶手段１２３の一構成例を示す概念図である。
【図９８】整流板位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図９９】本発明の第３０の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１００】ルツボ２００に横磁界を印加した状態を示す概念図である。
【図１０１】ルツボ２００に垂直磁界を印加した状態を示す概念図である。
【図１０２】ルツボ２００にカスプ磁界を印加した状態を示す概念図である。
【図１０３】本発明の第３１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１０４】本発明の第３２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１０５】磁界印加位置記憶手段１３６の一構成例を示す概念図である。
【図１０６】磁界印加位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１０７】本発明の第３２の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０８】本発明の第３３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１０９】磁界印加強度記憶手段１４０の一構成例を示す概念図である。
【図１１０】磁界印加強度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１１１】本発明の第３３の形態に係る酸素濃度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１２】結晶体２０６に発生した欠陥の状態を示す断面図である。
【図１１３】本発明の第３４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１１４】本発明の第３４の形態に係る結晶体の欠陥制御手順を示すフローチャートである。
【図１１５】本発明の第３５の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１１６】結晶成長速度記憶手段８４の一構成例を示す概念図である。
【図１１７】結晶成長速度記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１１８】本発明の第３５の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１９】本発明の第３６の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１２０】結晶直径記憶手段４０および結晶成長速度記憶手段８４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。
【図１２１】本発明の第３６の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２２】本発明の第３７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１２３】結晶成長速度記憶手段８４およびメルト位置記憶手段１１４を同一テーブルで構成した場合の例を示す概念図である。
【図１２４】本発明の第３７の形態に係る結晶成長速度の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２５】本発明の第３８の形態による温度勾配の制御概念を示す概念図である。
【図１２６】本発明の第３８の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１２７】本発明の第３９の形態による結晶体周辺の熱環境の制御概念を示す概念図である。
【図１２８】本発明の第３９の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１２９】本発明の第４０の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１３０】メルト位置記憶手段１１４の一構成例を示す概念図である。
【図１３１】メルト位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１３２】本発明の第４０の形態に係る欠陥状態の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３３】本発明の第４１の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１３４】輻射板位置記憶手段１５２の一構成例を示す概念図である。
【図１３５】輻射板位置記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１３６】本発明の第４１の形態に係る欠陥状態の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３７】本発明の第４２の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１３８】本発明の第４２の形態に係る結晶体の製造手順を示すフローチャートである。
【図１３９】本発明の第４３の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１４０】結晶直径記憶手段４０の一構成例を示す概念図である。
【図１４１】結晶直径記憶手段が記憶する値の一例を示す概念図である。
【図１４２】本発明の第４３の形態に係る結晶成長重量予測手順を示すフローチャートである。
【図１４３】本発明の第４４の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１４４】制御テーブル１５４の構成例を示す概念図である。
【図１４５】本発明の第４４の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。
【図１４６】本発明の第４５の形態に係る引き上げ条件決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１４７】本発明の第４５の形態に係るルツボ上昇速度決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１４８】本発明の第４５の形態に係る制御テーブル１５４の構成を示す概念図である。
【図１４９】本発明の第４５の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。
【図１５０】本発明の第４６の形態に係るシード上昇速度決定手段の構成を示すブロック図である。
【図１５１】本発明の第４６の形態に係るシード上昇速度の決定手順を示すフローチャートである。
【図１５２】ヒーター位置ＨＰ、磁界印加位置ＦＰ、輻射板位置ＰＰおよび整流板位置ＶＰを品質制御パラメータとして使用する場合の制御テーブルの構成を示す概念図である。
【図１５３】本発明の第４７の形態に係る結晶体の製造装置の構成を示すブロック図である。
【図１５４】本発明の第４７の形態に係る直径・品質同時制御の実行手順を示すフローチャートである。
【図１５５】本発明の第４７の形態に係るシード上昇速度の決定手順を示すフローチャートである。
【図１５６】本発明の好適な実施例に係る結晶体製造装置の構造を示す一部断面図である。
【図１５７】図１５６に示すシード制御部２７４およびルツボ制御部２７６の構成を示すブロック図である。
【図１５８】図１５６に示す結晶体製造装置の第１の制御ブロックを示すブロック図である。
【図１５９】図１５６に示す結晶体製造装置の第２の制御ブロックを示すブロック図である。
【図１６０】図１５６に示す結晶体製造装置の第３の制御ブロックを示すブロック図である。
【図１６１】図１５６に示す結晶体製造装置の第４の制御ブロックを示すブロック図である。
【図１６２】結晶成長モデルの構築例を示すブロック図である。
【図１６３】図１５６に示す主制御部２７８の入出力信号を示すブロック図である。
【図１６４】図１５６に示す主制御部２７８の演算タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６５】図１５６に示す主制御部２７８の第１ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１６６】図１５６に示す主制御部２７８の第２ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１６７】図１５６に示す主制御部２７８の第３ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１６８】図１５６に示す主制御部２７８の第４ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１６９】図１５６に示す主制御部２７８の第５ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７０】図１５６に示す主制御部２７８の第６ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７１】図１５６に示す主制御部２７８の第７ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７２】図１５６に示す主制御部２７８の第８ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７３】図１５６に示す主制御部２７８の第９ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７４】図１５６に示す主制御部２７８の第１０ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７５】図１５６に示す主制御部２７８の第１１ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１７６】ルツボ形状テーブル１０の構築例を示す概念図である。
【図１７７】制御テーブル１５４の構築例を示す概念図である。
【図１７８】制御テーブル１５４に格納された結晶体の形状を示す側面図である。
【図１７９】本発明の好適な実施例に係る結晶体の第１の製造手順を示すフローチャートである。
【図１８０】本発明の好適な実施例に係る結晶体の第２の製造手順を示すフローチャートである。
【図１８１】図１７９のステップＳ１０００に示す初期設定処理の第１の実行手順を示すフローチャートである。
【図１８２】図１７９のステップＳ１０００に示す初期設定処理の第２の実行手順を示すフローチャートである。
【図１８３】図１８１に示すステップＳ１１０６で行われるルツボ形状の入力例を示す概念図である。
【図１８４】図１８１に示すステップＳ１１０８で行われるルツボ形状テーブル構築処理の実行手順を示すフローチャートである。
【図１８５】図１８１に示すステップＳ１１１０で行われる結晶成長速度ＧＲの入力例を示す概念図である。
【図１８６】図１８１に示すステップＳ１１１０で行われるメルト位置ＭＰの入力例を示す概念図である。
【図１８７】図１８１に示すステップＳ１１１０で行われる結晶直径ＧＤの入力例を示す概念図である。
【図１８８】図１８１に示すステップＳ１１１０で行われるヒーター温度ＨＴの入力例を示す概念図である。
【図１８９】図１８５乃至図１８８に示す入力データの合成イメージを示す概念図である。
【図１９０】図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第１の手順を示すフローチャートである。
【図１９１】図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第２の手順を示すフローチャートである。
【図１９２】図１８１のステップＳ１１１２に示す制御テーブル構築処理の第３の手順を示すフローチャートである。
【図１９３】図１８２のステップＳ１１２０に示すメルト初期深さ算出処理の実行手順を示すフローチャートである。
【図１９４】図１７９のステップＳ１０１０に示すＡＩ、ＤＩ取り込み処理の実行手順を示すフローチャートである。
【図１９５】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第１の手順を示すフローチャートである。
【図１９６】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第２の手順を示すフローチャートである。
【図１９７】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第３の手順を示すフローチャートである。
【図１９８】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第４の手順を示すフローチャートである。
【図１９９】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第５の手順を示すフローチャートである。
【図２００】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第６の手順（ｉ−１区間の演算）を示すフローチャートである。
【図２０１】図１７９のステップＳ１０１４に示すｊ区間演算の第７の手順を示すフローチャートである。
【図２０２】図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第１の手順を示すフローチャートである。
【図２０３】図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第２の手順を示すフローチャートである。
【図２０４】図１８０のステップＳ１０１８に示すＡＯ、ＤＯ出力処理の第３の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…ルツボ形状テーブル、１２…メルト初期重量記憶手段、１４…結晶成長重量検出手段、１６…メルト重量算出手段、２０…該当区間判定手段、２２…メルト深さ決定手段、２４…ルツボ深さ格納フィールド、２６…ルツボ内径格納フィールド、２８…メルト区間重量格納フィールド、３０…シード上昇高さ検出手段、３２…ルツボ上昇高さ検出手段、３４…メルト下降深さ検出手段、３６…結晶成長長さ算出手段、３８…結晶成長重量予測手段、４０…結晶直径記憶手段、４２…結晶直径取得手段、４４…予測重量算出手段、４６…重量偏差算出手段、４８…予測重量補正手段、５０…メルト初期深さ記憶手段、５２…メルト下降深さ算出手段、５４…伸び長検出手段、５６…結晶成長長さ補正手段、５８…ワイヤー初期長記憶手段、６０…ワイヤー巻き取り長検出手段、６２…ワイヤー無負荷長算出手段、６４…伸び長算出手段、６６…ドラム回転角度検出手段、６８…検出区間設定手段、７０…ワイヤー巻き取り長変化量算出手段、７２…ワイヤー巻き取り長変化量積算手段、７６…引き上げ条件決定手段、７８…シード上昇速度操作量算出手段、７９…シード上昇速度決定手段、８０…直径制御手段、８２…結晶成長速度制御手段、８４…結晶成長速度記憶手段、８６…結晶成長速度取得手段、８８…シード上昇速度制御手段、９０…ルツボ上昇速度制御手段、９２…ルツボ内径取得手段、９４…ルツボ上昇速度算出手段、９６…不足熱量制御手段、９８…熱環境制御手段、１００…供給熱量記憶手段、１０１…供給熱量取得手段、１０２…酸素濃度制御手段、１０４…シード回転速度制御手段、１０６…シード回転速度記憶手段、１０７…シード回転速度取得手段、１０８…ルツボ回転速度制御手段、１１０…ルツボ回転速度記憶手段、１１１…ルツボ回転速度取得手段、１１２…メルト位置制御手段、１１４…メルト位置記憶手段、１１５…メルト位置取得手段、１１６…ガス流制御手段、１１８…ガス供給量制御手段、１２０…ガス供給量記憶手段、１２１…ガス供給量取得手段、１２２…整流板位置制御手段、１２３…整流板位置記憶手段、１２４…整流板位置取得手段、１２５…磁界印加手段、１２６…磁界制御手段、１２８…横磁界生成手段、１３０…垂直磁界生成手段、１３２…カスプ磁界生成手段、１３４…磁界印加位置制御手段、１３６…磁界印加位置記憶手段、１３７…磁界印加位置取得手段、１３８…磁界印加強度制御手段、１４０…磁界印加強度記憶手段、１４１…磁界印加強度取得手段、１４２…欠陥制御手段、１４３…ヒーター位置記憶手段、１４４…ヒーター位置取得手段、１４６…温度勾配制御手段、１５０…輻射板位置制御手段、１５２…輻射板位置記憶手段、１５３…輻射板位置取得手段、１５４…制御テーブル、１５６…所属区間判定手段、１５８…結晶成長長さ取得手段、１５９…メルト位置移動速度決定手段、１６０…品質制御パラメータ取得手段、１６１…ヒーター温度取得手段、１６２…結晶成長長さ格納フィールド、１６４…結晶成長速度格納フィールド、１６６…品質制御パラメータ格納フィールド、１６７…制御テーブル更新手段、１６８…結晶成長速度算出手段、１６９…メルト位置算出手段、１７０…ルツボ上昇速度決定手段、１７２…所要時間算出手段、１７４…シード上昇速度算出手段、２００…ルツボ、２０２…メルト、２０４…シード、２０６…結晶体、２０８…ワイヤー、２１０…ワイヤードラム、２１２…シードチャック、２１４…重量センサ、２１６…フィルタ部、２１８…シードエンコーダ、２２０…シードカウンタ、２２４…ルツボエンコーダ、２２６…ルツボカウンタ、２２８…石英るつぼ、２３０…黒鉛るつぼ、２３２…ルツボ支持台、２３４…ルツボシャフト、２３６…ネック、２３８…シードモーター、２３９…シードモーターアンプ、２４０…ルツボモーター、２４１…ルツボモーターアンプ、２４２…クラウン、２４４…ボディ、２４６…テール、２４８…ヒーター、２５０…チャンバー、２５２…流量コントローラ、２５４…整流板、２５６…不活性ガス、２５８…磁束、２６０…Ｎ極、２６２…Ｓ極、２６４…リングＯＳＦ外側領域、２６６…リングＯＳＦ内側領域、２６８…リングＯＳＦ、２７０…輻射板、２７２…保温筒、２７３…温度センサ、２７４…シード制御部、２７６…ルツボ制御部、２７７…ヒーター制御部、２７８…主制御部、２７９…ゲイン調整ブロック、２８０−１…第１アンプ、２８０−２…第２アンプ、２８０−３…第３アンプ、２８０−４…第４アンプ、２８０−５…第５アンプ、２８０−６…第６アンプ、２８０−７…第７アンプ、２８０−８…第８アンプ、２８０−９…第９アンプ、２８０−１０…第１０アンプ、２８０−１１…第１１アンプ、２８０−１２…第１２アンプ、２８０−１３…第１３アンプ、２８０−１４…第１４アンプ、２８０−１５…第１５アンプ、２８１…加え合せ点、２８２−１…第１減算器、２８２−２…第２減算器、２８２−３…第３減算器、２８２−４…第４減算器、２８２−５…第５減算器、２８２−６…第６減算器、２８２−７…第７減算器、２８２−８…第８減算器、２８２−９…第９減算器、２８２−１０…第１０減算器、２８４…加算器、２８５…伝達ブロック、２８６…アクティブフィルタ、２８７…デブアンプ、２８８−１…第１ローパスフィルタ、２８８−２…第２ローパスフィルタ、２８８−３…第３ローパスフィルタ、２８８−４…第４ローパスフィルタ、２９０…微分型ＰＩＤアンプ、２９２…積分型ＰＩＤアンプ、２９３−１…第１発振器、２９３−２…第２発振器、２９４−１…第１Ｄフリップフロップ、２９４−２…第２Ｄフリップフロップ、２９４−３…第３Ｄフリップフロップ、２９４−４…第４Ｄフリップフロップ、２９４−５…第５Ｄフリップフロップ、２９４−６…第６Ｄフリップフロップ、２９７…演算ブロック、２９８−１…第１演算実行部、２９８−２…第２演算実行部、２９８−３…第３演算実行部、２９８−４…第４演算実行部、２９８−５…第５演算実行部、２９８−６…第６演算実行部、２９８−７…第７演算実行部、２９８−８…第８演算実行部、２９８−９…第９演算実行部、２９８−１０…第１０演算実行部、２９８−１１…第１１演算実行部、２９８−１２…第１２演算実行部、２９８−１３…第１３演算実行部、２９８−１４…第１４演算実行部、２９８−１５…第１５演算実行部、２９８−１６…第１６演算実行部、２９８−１７…第１７演算実行部、２９８−１８…第１８演算実行部、２９８−１９…第１９演算実行部、２９８−２０…第２０演算実行部、２９８−２１…第２１演算実行部、３００…乗算器、３０２−１…第１累算器、３０２−２…第２累算器、３０４…温度制御ＰＩＤアンプ、ＣＤ…ルツボ深さ、ＣＩ…ルツボ内径、ＣＬ…ルツボ上昇速度、ＣＬＨ…ルツボ上昇高さ、ＣＲ…ルツボ回転速度、Ｄｃｒｙｓｔａｌ…結晶密度、Ｄｍｅｌｔ…メルト密度、ＦＩ…磁界印加強度、ＦＰ…磁界印加位置、ＦＲ…ガス供給量、ＦＳ…磁界印加位置移動速度、ＧＤ…結晶直径、ＧＬ…結晶成長長さ、ＧＰＷ…予測重量、ＧＲ…結晶成長速度、ＧＷ…結晶成長重量、ＧＷＤ…重量偏差、ＨＰ…ヒーター位置、ＨＳ…ヒーター移動速度、ＨＴ…ヒーター温度、ＭＤ…メルト深さ、ＭＤＤ…メルト下降深さ、ＭＩＤ…メルト初期深さ、ＭＩＬ…メルト初期レベル、ＭＩＰ…メルト初期位置、ＭＩＷ…メルト初期重量、ＭＬ…メルトレベル、ＭＰ…メルト位置、ＭＰＳ…メルト位置移動速度、ＭＷ…メルト重量、ＰＰ…輻射板位置、ＰＳ…輻射板移動速度、ＱＩＮ…供給熱量、ＱＯＵＴ…放出熱量、ＳＬ…シード上昇速度、ＳＬＨ…シード上昇高さ、ＳＲ…シード回転速度、Ｔ…所要時間、ＶＰ…整流板位置、ＶＳ…整流板移動速度、ＷＥＬ…伸び長、ＷＩＬ…ワイヤー初期長、ＷＬ…ワイヤー長、ＷＮＬ…ワイヤー無負荷長、ＷＲＬ…ワイヤー巻き取り長、ε…伸び率、ΔＭＷ…メルト区間重量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【図１２４】
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【図１２５】
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【図１２６】
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【図１２７】
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【図１２８】
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【図１２９】
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【図１３０】
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【図１３１】
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【図１３２】
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【図１３３】
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【図１３４】
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【図１３５】
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【図１３６】
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【図１３７】
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【図１３８】
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【図１３９】
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【図１４０】
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【図１４１】
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【図１４２】
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【図１４３】
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【図１４４】
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【図１４５】
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【図１４６】
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【図１４７】
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【図１４８】
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【図１４９】
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【図１５０】
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【図１５１】
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【図１５２】
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【図１５３】
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【図１５４】
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【図１５５】
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【図１５６】
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【図１５７】
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【図１５８】
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【図１５９】
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【図１６０】
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【図１６１】
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【図１６２】
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【図１６３】
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【図１６４】
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【図１６５】
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【図１６６】
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【図１６７】
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【図１６８】
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【図１６９】
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【図１７０】
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【図１７１】
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【図１７２】
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【図１７３】
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【図１７４】
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【図１７５】
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【図１７６】
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【図１７７】
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【図１７８】
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【図１７９】
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【図１８０】
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【図１８１】
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【図１８２】
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【図１８３】
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【図１８４】
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【図１８５】
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【図１８６】
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【図１８７】
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【図１８８】
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【図１８９】
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【図１９０】
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【図１９１】
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【図１９２】
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【図１９３】
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【図１９４】
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【図１９５】
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【図１９６】
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【図１９７】
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【図１９８】
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【図１９９】
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【図２００】
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【図２０１】
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【図２０２】
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【図２０３】
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【図２０４】
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