本發(fā)明涉及單晶硅的制造方法及單晶硅的制造系統(tǒng)，尤其涉及通過(guò)切克勞斯基法提拉單晶硅時(shí)使用的向氧化硅玻璃坩堝填充原料的方法。

背景技術(shù)：

已知的是，切克勞斯基法(CZ法)作為一種單晶硅的培育方法。在CZ法中，在氧化硅玻璃坩堝內(nèi)熔化硅原料，將晶種浸漬在得到的硅熔液中，使坩堝旋轉(zhuǎn)同時(shí)慢慢地提拉晶種，這樣使單結(jié)晶生長(zhǎng)。為了提高單結(jié)晶的制造成品率，需要通過(guò)一次提拉步驟盡可能得到大的錠，為此需要在最初盡可能地將大量原料填充到坩堝中。例如，可以在直徑32英寸(約810mm)的坩堝中填充約500kg的原料，可以提拉直徑約300mm的單結(jié)晶錠。另外，可以在直徑40英寸(約1000mm)的坩堝中填充近1噸的原料，可以能提拉直徑約450mm的單結(jié)晶錠。

很多氧化硅玻璃坩堝都是通過(guò)所謂的旋轉(zhuǎn)模具法來(lái)進(jìn)行制造(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在旋轉(zhuǎn)模具法中，使用具有與坩堝的外形適合的內(nèi)表面形狀的碳模具，在旋轉(zhuǎn)的模具中投放石英粉，使石英粉在模具的內(nèi)表面堆積固定的厚度。此時(shí)，調(diào)整石英粉的堆積量，使得坩堝的厚度在每個(gè)部位處都與設(shè)計(jì)值相同。石英粉通過(guò)離心力附在坩堝的內(nèi)表面上，維持坩堝的形狀，所以通過(guò)將該石英粉進(jìn)行電弧熔化來(lái)制造氧化硅玻璃坩堝。通過(guò)旋轉(zhuǎn)模具法，可以得到與設(shè)計(jì)形狀極度接近的高品質(zhì)坩堝。

但是嚴(yán)格而言，根據(jù)上述方法制造的坩堝的形狀因制造誤差不與設(shè)計(jì)一致，各個(gè)坩堝的形狀與設(shè)計(jì)形狀有微小的差別，坩堝的容積也產(chǎn)生偏差。但是，氧化硅玻璃坩堝相對(duì)于設(shè)計(jì)值得容許范圍較大，并且與金屬等制品相比，實(shí)際制造的氧化硅玻璃坩堝中形狀的偏差較大。直筒部的內(nèi)徑可以制造成相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有約±3mm的容許范圍，彎曲部相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有約±6mm的容許范圍，底部相對(duì)于設(shè)計(jì)值具有約±3m的容許范圍。

進(jìn)一步，坩堝的尺寸越大，坩堝容積的誤差越顯著。例如，20英寸坩堝(內(nèi)徑約510mm)的內(nèi)容積為約0.06m³(60L)，300mm晶片用的主流的32英寸坩堝(內(nèi)徑約810mm)的內(nèi)容積為約0.2m³(200L)，直徑40英寸坩堝(內(nèi)徑約1000mm)的內(nèi)容積為約0.4m³(400L)。因此，如果厚度在全周上成為1mm厚度(如果內(nèi)表面的直筒部的直徑變小為1mm)，20英寸坩堝的內(nèi)容積減少約0.00044m³(0.44L)，32英寸坩堝的內(nèi)容積減少約0.00144m³(1.44L)，40英寸坩堝的內(nèi)容積減少約0.00211m³(2.11L)。

這樣，對(duì)于容積不同的坩堝一律投放固定量的硅原料的情況下，硅熔液的初期液位也生成偏差，容積大的坩堝中初期液位變得低，相反地容積小的坩堝中初期液位變高。

例如，32英寸坩堝(內(nèi)徑810mm)中，相比設(shè)計(jì)值如果厚度在全周上變厚1mm(如果內(nèi)表面的直筒部變小1mm)，在投放固定量的硅原料的情況下，初期液位相比于設(shè)計(jì)值的情況上升2.5mm。2.5mm的液位上升相當(dāng)于約3.3kg的硅原料，在硅原料的約500kg的全部填充量中約變少1％。通過(guò)CZ法進(jìn)行的單晶硅提拉以1小時(shí)0.5～1mm程度的速度提拉晶種。最近，提拉時(shí)間成為400小時(shí)、500小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間。

如果實(shí)際的初期液位過(guò)低，將不能使晶種到達(dá)液面，或者如果初期液位過(guò)高，晶種下降過(guò)低沉入溶液中，可能會(huì)使晶種過(guò)度熔損。進(jìn)一步，伴隨著液面位置的變動(dòng)，坩堝的位置也變化，因此用于加熱硅的加熱器和液面的位置關(guān)系將偏離，因此需要再次進(jìn)行調(diào)整。

在單結(jié)晶的提拉爐中設(shè)有用于觀察其內(nèi)部的窺視窗，只能從該窺視窗看到提拉爐的內(nèi)部。提拉爐內(nèi)為約1500℃的高真空狀態(tài)，坩堝內(nèi)的硅熔液發(fā)出白光，所以高精度地測(cè)量從窺視窗看到的硅熔液的液位且實(shí)施著液控制存在苦難。

這樣，向晶種的硅熔液的著液伴隨有困難。而且，有時(shí)溶解硅原料之后硅熔液表面發(fā)生振動(dòng)的情況(熔液面振動(dòng))，當(dāng)將晶種著液到硅熔液的表面時(shí)，如果溶液表面振動(dòng)，將不能進(jìn)行著液作業(yè)。因此，已知的技術(shù)是，通過(guò)調(diào)整專利文獻(xiàn)1中那樣的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的OH濃度等且提高硅熔液和氧化硅玻璃坩堝的濕性，來(lái)抑制熔液面振動(dòng)。

而且，作為可靠實(shí)施晶種著液的方法，例如在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)在坩堝側(cè)施加陰極電壓且在提拉軸側(cè)施加陽(yáng)極電壓，并且監(jiān)測(cè)該電壓變化，來(lái)檢測(cè)晶種著液的方法是已知的。通過(guò)這種方法，即使不知道硅熔液的初期液位，也能進(jìn)行晶種著液。

而且，在專利文獻(xiàn)3中記載了在通過(guò)CZ法進(jìn)行單晶硅提拉時(shí)，更高精度地進(jìn)行間隙控制和單晶硅培育速度控制的方法。在該方法中，填充硅原料之前，輸入實(shí)際測(cè)量的石英坩堝內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁以及熱遮蔽板的下端和硅熔液液面之間的間隙的規(guī)定值。接著，計(jì)算每單位時(shí)間提拉的單結(jié)晶的體積，根據(jù)石英坩堝的內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁和與每單位時(shí)間提拉的單結(jié)晶的體積相當(dāng)?shù)墓枞垡旱臏p少量ΔMw來(lái)計(jì)算石英坩堝的上升量ΔC。因此，測(cè)量使石英坩堝上升后的間隙，補(bǔ)正與間隙的規(guī)定值不一致時(shí)的石英坩堝的上升量，根據(jù)該補(bǔ)正量計(jì)算石英坩堝的內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁，使用內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₂來(lái)補(bǔ)正內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁。

另外，在專利文獻(xiàn)4中記載了在單晶硅培育處理中溶液的液面位置監(jiān)視裝置。該裝置可以記憶提拉途中的單晶硅的形狀，計(jì)算體積。為此，當(dāng)再度溶解提拉后的單晶硅時(shí)，通過(guò)高的精度計(jì)算溶液的液面位置的移動(dòng)量，準(zhǔn)確地控制坩堝的移動(dòng)量。另外，溶液的估計(jì)液面位置超過(guò)接近上限位置時(shí)發(fā)出報(bào)警，超過(guò)上限位置時(shí)強(qiáng)制停止坩堝的上升。

另外，如專利文獻(xiàn)5中那樣，在單晶硅的提拉方法中，為了使根據(jù)使晶種在硅熔液中著液時(shí)的熱沖擊而發(fā)生的位錯(cuò)消失，在晶種著液后提拉直徑為3～4mm的細(xì)長(zhǎng)結(jié)晶，將位錯(cuò)從結(jié)晶表面去除(縮頸工藝)，之后擴(kuò)大結(jié)晶直徑來(lái)生長(zhǎng)成為制品部分的直筒部的方法(達(dá)斯頸部工藝)是已知的。但是，如果使提拉的單晶硅的直筒部的直徑變大，該單結(jié)晶的重量也變大，所以為了去除位錯(cuò)而使結(jié)晶直徑變細(xì)的部分(頸部)可能不能被承受，并且變細(xì)的部分也有限度。

另外，專利文獻(xiàn)6記載了在單晶硅制造方法中，基于多晶硅的質(zhì)量和氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀，來(lái)確定使晶種接觸硅熔液之前的硅熔液的液面的方法。

另外，在專利文獻(xiàn)2中已知根據(jù)同一坩堝制造多個(gè)單晶硅的多提拉法。多提拉法在單晶硅的提拉結(jié)束后，從爐內(nèi)取出單結(jié)晶，在與提拉中使用的相同坩堝中追加供給硅原料且進(jìn)行溶解，在硅熔液的液面中著液其他晶種，并且提拉后續(xù)的單晶硅。

在多提拉法和單提拉法的任一種的情況下，氧化硅玻璃坩堝僅可使用一次，不能在一系列的單結(jié)晶提拉工藝完成后再次使用冷卻后的氧化硅玻璃坩堝。這種使用完的坩堝中存在單結(jié)晶提拉中的坩堝裂紋、單結(jié)晶受雜質(zhì)的污染及結(jié)晶缺陷增加等很大問(wèn)題。使用后的坩堝作為可利用資源回收，但是為了將冷卻過(guò)程中坩堝裂紋抑制為最小而使回收容易，進(jìn)行使所有的單結(jié)晶提拉工藝完成后的坩堝內(nèi)盡可能不殘留硅殘液的提拉控制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

[專利文獻(xiàn)1]特開(kāi)2001-348240號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)2010-275139號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)3]特許第5333146號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)4]特許第4784401號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)5]特開(kāi)2001-158688號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)6]特開(kāi)2013-133229號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

但是，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)2的著液控制方法，即便不知道初期液位而進(jìn)行著液，如果可以正確地預(yù)知初期液位，將更有利于著液控制。例如，如果是單晶硅的CZ提拉，可以根據(jù)多晶硅原料的填充量正確地預(yù)知氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)面的液位，以及事先調(diào)整氧化硅玻璃坩堝的CZ爐中的設(shè)置位置和加熱器位置。在需要嚴(yán)格地調(diào)整結(jié)晶錠和硅熔液的固液界面附近的溫度梯度的情況下，硅熔液面和加熱器熱位置的調(diào)整變得重要。另外，如果縮頸時(shí)失敗，必須進(jìn)行幾次著液。這種情況下，根據(jù)著液作業(yè)，晶種中出現(xiàn)很多位錯(cuò)，在通過(guò)達(dá)斯頸部(dash neck)法形成的結(jié)晶直徑細(xì)的部分中，直徑變小也存在界限，所以如果不進(jìn)行晶種的著液控制，根據(jù)達(dá)斯頸部法也恐怕不能去除位錯(cuò)。

另外，專利文獻(xiàn)3的方法可以通過(guò)石英坩堝的直筒部的設(shè)計(jì)上的內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁和每單位時(shí)間提拉的單晶硅的體積來(lái)求取硅熔液的液面位置，但是由于使用坩堝的設(shè)計(jì)上的內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁來(lái)進(jìn)行計(jì)算，所以液面位置的預(yù)測(cè)精度不夠。也就是說(shuō)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)模具法制造的石英坩堝是石英粉通過(guò)電弧熔化進(jìn)行玻璃化的坩堝，制造的石英坩堝內(nèi)表面不能成為完全的圓形，即使通過(guò)設(shè)計(jì)上的內(nèi)徑數(shù)據(jù)R₁來(lái)進(jìn)行計(jì)算，液面位置的預(yù)測(cè)精度也不夠。由于專利文獻(xiàn)4也使用溶液表面的直徑即坩堝的內(nèi)徑來(lái)計(jì)算硅熔液的液面位置的移動(dòng)量，與專利文獻(xiàn)3一樣，液面位置的預(yù)測(cè)精度也不夠。

另外，專利文獻(xiàn)3的方法是當(dāng)硅熔液的液面存在于石英坩堝的內(nèi)徑為大致固定區(qū)域的坩堝側(cè)壁部上時(shí)，用于使單晶硅的培育速度成為固定的方法，在石英坩堝彎曲部和石英坩堝底部等內(nèi)徑變化的區(qū)域中，不能預(yù)測(cè)液面位置。進(jìn)一步，從在石英坩堝中填充硅原料前開(kāi)始，由于不能正確地預(yù)知硅熔液的初期液位，所以也不能使用預(yù)測(cè)的初期液位來(lái)進(jìn)行著液控制。

另外，專利文獻(xiàn)6的方法僅求取在晶種接觸硅熔液之前的硅熔液的液面，故不考慮怎樣著液控制晶種。另外，在一次提升單晶硅后時(shí)，追加硅原料，在第二次提升單晶硅的多提升中，也不需要考慮預(yù)測(cè)液位來(lái)進(jìn)行晶種著液控制的方法。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種單晶硅制造方法及制造系統(tǒng)，其可以正確地掌握各個(gè)氧化硅玻璃坩堝的容積，事先預(yù)測(cè)氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位，據(jù)此可靠地進(jìn)行晶種的著液工藝。

解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的單晶硅制造方法為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來(lái)生成硅熔液且提拉在所述硅熔液中著液的晶種來(lái)使單晶硅生長(zhǎng)的切克勞斯基法的單晶硅制造方法，其特征在于：在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，通過(guò)將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)作為頂點(diǎn)坐標(biāo)的多角形組合來(lái)特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀；預(yù)先設(shè)定所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位的預(yù)測(cè)值；基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀，來(lái)求取滿足所述初期液位的預(yù)測(cè)值的所述硅熔液的體積；基于所述硅溶液的體積，來(lái)求取作數(shù)氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量，并且在所述氧化硅玻璃坩堝中填充具有所述重量的所述原料。

另外，本發(fā)明的單結(jié)晶制造系統(tǒng)為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來(lái)生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來(lái)使單晶硅生長(zhǎng)的切克勞斯基法的單晶硅制造系統(tǒng)，其特征在于包括：測(cè)量系統(tǒng)，在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，通過(guò)將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)作為頂點(diǎn)坐標(biāo)的多角形組合來(lái)特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀；硅原料測(cè)量部，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量；單晶硅提拉爐；以及提拉爐控制部，控制所述單晶硅提拉爐的提拉條件，其中，在所述測(cè)量系統(tǒng)中設(shè)有分析運(yùn)算部，所述分析運(yùn)算部預(yù)先設(shè)定所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位的預(yù)測(cè)值，基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀來(lái)求取滿足所述初期液位的預(yù)測(cè)值的所述硅熔液的體積，基于所述硅熔液的體積來(lái)求取在所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量。

另外，本發(fā)明的單晶硅制造方法為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來(lái)生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來(lái)使單晶硅生長(zhǎng)的切克勞斯基法的單晶硅制造方法，其特征在于：在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，通過(guò)將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)作為頂點(diǎn)坐標(biāo)的多角形組合來(lái)特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀；求取所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量；求取熔化具有所述重量的所述原料而得到的硅熔液的體積；基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀及所述硅熔液的體積，求取在所述氧化硅玻璃坩堝中熔化所述原料而得到的所述硅熔液的初期液位的預(yù)測(cè)值；以及基于所述初期液位的預(yù)測(cè)值來(lái)進(jìn)行晶種的著液控制。

這里，初期液位為晶種著液前氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的液面高度，也包含多提拉工藝中后續(xù)的單晶硅提拉中使用的硅熔液的液面高度。多提拉是以下方法：在提拉單晶硅之后，不更換氧化硅玻璃坩堝，在同一坩堝內(nèi)追加供給硅原料并進(jìn)行溶解，從得到的硅熔液提拉單晶硅，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這種原料供給工藝和單結(jié)晶提拉工藝，利用一個(gè)坩堝來(lái)制造多個(gè)單晶硅。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中通過(guò)臂型機(jī)器人的臂的前端設(shè)置的測(cè)距裝置對(duì)氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面進(jìn)行掃描來(lái)進(jìn)行所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量。

優(yōu)選地，在本發(fā)明中利用所述臂型機(jī)器人對(duì)于所述三維形狀不同的測(cè)量項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量。

通過(guò)使用氧化硅玻璃坩堝的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)以正確地求取其容積，可以求取填充幾kg原料時(shí)初期液位達(dá)到哪個(gè)高度，可以計(jì)算出初期液位為了達(dá)到預(yù)定水平而需要的原料的重量。之后，在氧化硅玻璃坩堝中填充具有計(jì)算出的終了的原料，進(jìn)行單晶硅的提拉。由于硅熔液的初期液位達(dá)到稍微具有誤差的大致預(yù)定的位置，所以可以使抑制熔液面振動(dòng)的在氧化硅玻璃坩堝內(nèi)周上形成的熔液面振動(dòng)振動(dòng)區(qū)域的幅度變窄。而且，因?yàn)檎_地知道初期液面位置，可以正確地控制晶種的著液，可以實(shí)現(xiàn)信賴度高的CZ提拉。

本發(fā)明的單晶硅制造方法優(yōu)選地包括在之前的單晶硅提拉完成后在氧化硅玻璃坩堝內(nèi)追加原料來(lái)進(jìn)行后續(xù)的單晶硅提拉的多提拉工藝，從之前提拉的單晶硅的重量來(lái)求取所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)殘留的硅溶液的殘量，基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀及所述的硅溶液的殘料，來(lái)求取對(duì)使用后續(xù)的單晶硅提拉的硅溶液的初期液位的預(yù)測(cè)值滿足的所述原料的追加填充量。在這種情況下，優(yōu)選地調(diào)整所述原料的追加填充量，以使后續(xù)的單晶硅提拉時(shí)的初期液位變得低于之前的單晶硅提拉時(shí)的初期液位。據(jù)此，可以在多提拉中正確地控制初期液位。

優(yōu)選地，本發(fā)明的單晶硅制造系統(tǒng)為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來(lái)生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來(lái)使單晶硅生長(zhǎng)的切克勞斯基法的單晶硅制造系統(tǒng)，包括：測(cè)量系統(tǒng)，在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，通過(guò)將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)作為頂點(diǎn)坐標(biāo)的多角形組合來(lái)特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀；硅原料測(cè)量部，測(cè)量所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量；單晶硅提拉爐；以及提拉爐控制部，控制所述單晶硅提拉爐的提拉條件，其中，在所述測(cè)量系統(tǒng)中設(shè)有分析運(yùn)算部，所述分析運(yùn)算部預(yù)先設(shè)定所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位的預(yù)測(cè)值，基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀來(lái)求取滿足所述初期液位的預(yù)測(cè)值的所述硅熔液的體積，基于所述硅熔液的體積來(lái)求取在所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量。據(jù)此，由于可以正確地控制初期液位，所以可以可靠的進(jìn)行晶種的著液控制。另外，由于可以在多提拉中正確地控制初期液位，所以即便在第二次之后的單晶硅提拉中，也能可靠地進(jìn)行晶種的著液控制，且提高提拉的單晶硅的品質(zhì)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種單晶硅制造方法和單晶硅制造系統(tǒng)，可以正確地掌握各個(gè)氧化硅玻璃坩堝的容積來(lái)事前預(yù)測(cè)氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位，據(jù)此可靠地進(jìn)行晶種的著液工程。

附圖說(shuō)明

圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的單晶硅制造方法的流程圖。

圖2是用于說(shuō)明單晶硅制造方法的示意圖。

圖3是示出從原料熔化到提拉期間爐內(nèi)溫度變化的圖表。

圖4是示出從第一次單晶硅提拉時(shí)的著液根據(jù)縮頸工藝生成的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的圓周上生成的熔損的照片。

圖5是示出本發(fā)明的單晶硅制造系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

圖6是示出測(cè)量氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

圖7是示出根據(jù)實(shí)際測(cè)量值而特定的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀的大致立體圖。

圖8是示出測(cè)量氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量系統(tǒng)的其他實(shí)施例的示意圖。

圖9是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的單晶硅制造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的單晶硅制造方法的流程圖。另外，圖2是用于說(shuō)明單晶硅制造方法的示意圖。

如圖1和圖2所示，在本實(shí)施方式的單晶硅的制造中，首先準(zhǔn)備氧化硅玻璃坩堝1，測(cè)量其內(nèi)表面的三維形狀(步驟S11)。這里，通過(guò)求取氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面上的多個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，來(lái)特定氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀。氧化硅玻璃坩堝1是在CZ法中保持硅熔液的氧化硅制容器，具有比彎曲底部、圓筒狀側(cè)壁部和將該底部和側(cè)壁部連接的底部更大的曲率的彎曲部。下面，將詳細(xì)描述氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量方法。

氧化硅玻璃坩堝1的尺寸不進(jìn)行特別限定，由于大型坩堝的大容量，可以填充大量的原料。例如，32英寸坩堝的內(nèi)容積為211470cm³，可以保持約529kg的硅原料。例如，36英寸坩堝的內(nèi)容積為268065cm³，可以保持約670kg的硅原料。40英寸坩堝的內(nèi)容積為375352cm³，可以保持約938kg的硅原料。這種大容量坩堝的初期液位的偏差的影響較大，本發(fā)明的效果也大。因此，本發(fā)明適合使用口徑32英寸(800mm)以上的氧化硅玻璃坩堝的單晶硅制造方法。

接著，設(shè)定硅熔液3的液面3a的初期液位H₁的預(yù)測(cè)值(步驟S12)，基于得到的三維形狀數(shù)據(jù)和坩堝內(nèi)的硅熔液的殘量，求取直到初期液位H₁的預(yù)測(cè)值的坩堝內(nèi)的容積V(步驟13)。該容積V相當(dāng)于為了滿足初期液位H₁的預(yù)測(cè)值而需要的硅熔液的體積。此時(shí)，在沒(méi)有之前提拉的單晶硅的情況下，由于氧化硅玻璃坩堝內(nèi)沒(méi)有硅熔液，所以也沒(méi)有殘量。氧化硅玻璃坩堝的高度為H₀(參照?qǐng)D2)時(shí)，期望的是初期液位H₁的預(yù)測(cè)值為0.7H₀且0.9H₀以下。

接著，對(duì)滿足所求取容積V的硅熔液的重量M進(jìn)行求取(步驟S14)。硅熔液熔點(diǎn)附近(約1413℃)的比重為2.6×10⁶(g/m³)，體積V(m³)和硅原料的重量M(g)的關(guān)系式為M＝2.6×10⁶×V。硅熔液的常溫下的比重為2.3×10⁶(g/m³)，如果是相同的硅重量，硅熔液體積小于常溫下硅的體積。

接著，測(cè)量所求取重量M的硅原料，在該氧化硅玻璃坩堝1中進(jìn)行填充(步驟15)，開(kāi)始單晶硅的制造。只要能夠確保某種程度的測(cè)量精度，則不特別限定重量的測(cè)量方法。在單晶硅的制造中，首先在爐內(nèi)加熱氧化硅玻璃坩堝1內(nèi)的原料2，生成硅熔液3(步驟S16)。如圖3所示，例如通過(guò)控制爐內(nèi)且通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱，從常溫至1580℃的約5小時(shí)的升溫后，保持1580℃約25小時(shí)，這樣生成硅熔液3。接著，從爐內(nèi)溫度下降至1500℃，控制晶種的下降速度和氧化硅玻璃坩堝的上下移動(dòng)，并且實(shí)施將晶種著液在硅熔液中的著液工藝(步驟S17)。之后，對(duì)著液后的晶種進(jìn)行100小時(shí)的提拉速度和氧化硅玻璃坩堝的上下移動(dòng)的控制，并且還控制硅熔液的下降速度且緩慢地提拉，來(lái)實(shí)施單晶硅的提拉工藝(步驟S18)。

如果單晶硅的提拉結(jié)束，則將單晶硅從提拉爐(CZ爐)中取出(步驟S19)。于是，判斷是否進(jìn)行通過(guò)多提拉法的后續(xù)的單晶硅提拉(步驟S20)，在進(jìn)行的情況下，測(cè)量取出的單晶硅的重量(步驟S21)。然后，從取出的單晶硅的重量來(lái)計(jì)算氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的溶液的殘量(步驟S22)，設(shè)定用于后續(xù)的單晶硅提拉的初期液位H₂(步驟S23)，將其設(shè)定為接下來(lái)的初期液位H₁的預(yù)測(cè)值(返回步驟S12)。此時(shí)，重要的是設(shè)定成比用于之前單晶硅提拉的初期液位H₁低。

如上所述，本實(shí)施方式的單晶硅制造方法求取對(duì)從氧化硅玻璃坩堝的三維形狀所定的初期液位滿足的硅熔液的體積，求取具有該體積的硅熔液的重量，將該重量的原料填充到氧化硅玻璃坩堝內(nèi)，所以可以使實(shí)際的初期液位與預(yù)測(cè)值正確地相符。為此，可以非常容易地進(jìn)行著液控制。即，可以使晶種可靠地著液，而且晶種在初期液位的下方下降很多，因此沒(méi)有熔損。尤其是，還因?yàn)槭咕ХN高速下降直至液面的極限，所以可以縮短使晶種著液所花費(fèi)的時(shí)間。而且，多提拉法中的第二次以后的提拉中，與第一次相同，可以使實(shí)際的初期液位與預(yù)測(cè)值正確地相符。

圖4是示出從第一次單晶硅提拉時(shí)的著液根據(jù)縮頸工藝生成的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的圓周上生成的熔損的照片。

如圖4所示，在第一次單晶硅提拉之后的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上，在圓周上形成與壁方向相對(duì)的凹陷帶狀溝。在單晶硅提拉開(kāi)始時(shí)的初期液位，為了根據(jù)晶種的著液進(jìn)行的縮頸工藝，進(jìn)行數(shù)小時(shí)的相同液位的作業(yè)。在此時(shí)的初期液位的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面，硅熔液、氧化硅玻璃和提拉爐內(nèi)氛圍氣氣體在氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上進(jìn)行三相(phase)接觸。在該部分，氧化硅玻璃和硅熔液的反應(yīng)快，氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面進(jìn)行熔損來(lái)形成溝，氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上析出細(xì)小的氧化硅結(jié)晶。

在多次提拉中，第一次單晶硅提拉結(jié)束，不更換氧化硅玻璃坩堝，第一次單晶硅提拉所使用的氧化硅玻璃坩堝中再次填充多晶硅來(lái)進(jìn)行溶解，進(jìn)行同一氧化硅玻璃坩堝中的第二次以后的單晶硅提拉。此時(shí)，硅熔液的液面在第一次提拉時(shí)完成后，如果氧化硅結(jié)晶通過(guò)析出的帶狀溝部，剝離附著在氧化硅玻璃坩堝的溝部上的氧化硅結(jié)晶，從而進(jìn)入硅熔液中而成為結(jié)晶缺陷的原因。而且，由于氧化硅玻璃坩堝在內(nèi)側(cè)表面設(shè)置成高純度區(qū)域，所有如果溝變深，則將失去高純度區(qū)域，金屬雜質(zhì)從氧化硅玻璃坩堝的低純度區(qū)域洗脫，對(duì)單晶硅的純度造成不良影響。

為此，在第二次以后的CZ提拉中，需要避開(kāi)與第一次提拉時(shí)在氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的圓周上生成的與壁方向相對(duì)的數(shù)毫米的凹陷熔損位置。如果氧化硅玻璃坩堝內(nèi)表面的熔損大的話，最內(nèi)表面的透明氧化硅玻璃部分變沒(méi)，縮頸工藝(晶種位錯(cuò)消失)將不順利。因此，可以確定通過(guò)追加投放的硅原料的填充量，以成為避開(kāi)第一次CZ提拉時(shí)生成的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面圓周上的熔損位置的液位。在氧化硅玻璃坩堝的深度方向中，第二次CZ提拉時(shí)的液位比第一次的液位下降10mm的程度。之后，第三次和第四次也進(jìn)行與上述相同的操作。

圖5是示出本實(shí)施方式的單晶硅制造系統(tǒng)的全部構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。該單晶硅制造系統(tǒng)1000設(shè)有提拉單晶硅的提拉爐20、控制提拉爐20的提拉條件的提拉爐控制部30、測(cè)量在提拉爐20中設(shè)置的氧化硅玻璃坩堝中所填充的硅原料的重量的硅原料測(cè)量部40、和對(duì)提拉爐中設(shè)置的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量且求取初期液位的預(yù)測(cè)值的測(cè)量系統(tǒng)部100。而且，各部分通過(guò)用于接收和發(fā)送所得信息的通信網(wǎng)絡(luò)而連接。

提拉爐20是一般的CZ法提拉爐或具有追加供給機(jī)構(gòu)的多提拉爐，除了設(shè)有用于設(shè)置三維形狀被測(cè)量的氧化硅玻璃坩堝的碳基座之外，還設(shè)置有測(cè)量單晶硅的重量的單結(jié)晶重量測(cè)量機(jī)構(gòu)、使氧化硅玻璃坩堝上下移動(dòng)的坩堝升降機(jī)構(gòu)和用于加熱硅原料及硅熔液的加熱器。而且，多提拉爐的情況下，還設(shè)置有用于將硅原料追加到硅熔液的填充機(jī)構(gòu)。

爐控制部30設(shè)有：控制晶種的上下移動(dòng)速度和單晶硅的提拉速度的提拉速度控制部301、控制氧化硅玻璃坩堝的上下移動(dòng)位置和上下移動(dòng)速度的坩堝上下移動(dòng)速度設(shè)定部302、通過(guò)加熱器控制硅熔液溫度的加熱溫度設(shè)定部303、計(jì)算提拉后的單晶硅重量的單結(jié)晶重量計(jì)算部304。

測(cè)量系統(tǒng)部100設(shè)有測(cè)量部101和分析運(yùn)算部102，測(cè)量部101測(cè)量氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀，分析運(yùn)算部102為了求取測(cè)量的數(shù)據(jù)和初期液位的預(yù)測(cè)值而進(jìn)行分析，分析運(yùn)算部102包括圖像處理部106。而且，分析運(yùn)算部102設(shè)有存儲(chǔ)測(cè)量后數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎103、和計(jì)算體積V和初期液位H₁、H₂的CAE系統(tǒng)104和CAD系統(tǒng)105。后面將描述測(cè)量系統(tǒng)部100。

圖6是示出對(duì)氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)部100的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

如圖6所示，該測(cè)量系統(tǒng)部100中具有測(cè)量部101，測(cè)量部101具有圓筒形旋轉(zhuǎn)臺(tái)11、臂型機(jī)器人12和測(cè)距裝置13，圓筒形旋轉(zhuǎn)臺(tái)11支撐向下開(kāi)口的氧化硅玻璃坩堝1，臂型機(jī)器人12在旋轉(zhuǎn)臺(tái)11的內(nèi)側(cè)設(shè)置在氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)側(cè)，測(cè)距裝置13設(shè)置在臂型機(jī)器人12的臂12a的前端。臂型機(jī)器人12設(shè)在圓筒形旋轉(zhuǎn)臺(tái)11的內(nèi)側(cè)，臂型機(jī)器人12不與旋轉(zhuǎn)臺(tái)11一起旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行固定設(shè)置。

臂型機(jī)器人12可以沿氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面來(lái)使測(cè)距裝置13進(jìn)行移動(dòng)。特別是，臂12a在氧化硅玻璃坩堝1的圓周方向中不移動(dòng)，而是只在氧化硅玻璃坩堝1的徑向方向和高度方向中移動(dòng)，據(jù)此測(cè)距裝置13在從氧化硅玻璃坩堝1的邊緣朝向底部中心的箭頭A的方向中移動(dòng)。而且，朝測(cè)距裝置13的氧化硅玻璃坩堝的圓周方向(箭頭B方向)的移動(dòng)可以不使臂型機(jī)器人12而使旋轉(zhuǎn)臺(tái)11旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行，也可以通過(guò)臂型機(jī)器人12來(lái)進(jìn)行。

測(cè)距裝置13光學(xué)地測(cè)量從基準(zhǔn)點(diǎn)到氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面一點(diǎn)的距離，將氧化硅玻璃坩堝1的底部中心作為圓筒坐標(biāo)系的原點(diǎn)，計(jì)算從該原點(diǎn)到測(cè)距裝置13的基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，因此計(jì)算出氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面一點(diǎn)的空間坐標(biāo)。該測(cè)量相對(duì)于氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的全面而進(jìn)行。因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)部100測(cè)量至少1萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，優(yōu)選3萬(wàn)個(gè)點(diǎn)以上的非常多的點(diǎn)，所以可以高精度地測(cè)量氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀。

臂型機(jī)器人12的位置控制所必需的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的任意一點(diǎn)的空間坐標(biāo)(x，θ₀，z)可以使用氧化硅玻璃坩堝的設(shè)計(jì)模型的函數(shù)式來(lái)求取。通過(guò)使用函數(shù)式，即使在任意變更測(cè)量節(jié)距的情況下，也可以正確地計(jì)算和確定臂型機(jī)器人12的坐標(biāo)位置。將θ₀設(shè)定為固定值時(shí)，可以使用氧化硅玻璃坩堝的直徑D、氧化硅玻璃坩堝的高度H、氧化硅玻璃坩堝的底部曲率半徑R、氧化硅玻璃坩堝彎曲部(R部)的曲率半徑r、參數(shù)α、θ、t來(lái)如下地表示氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)(x，z)。

<氧化硅玻璃坩堝的側(cè)壁部>

x＝D/2

z＝(H-R+α^1/2)t+R-α^1/2

<氧化硅玻璃坩堝的彎曲部>

x＝rcos{-(π/2-θ)t}+D/2-r

z＝rsin{-(π/2-θ)t}+R-α^1/2

<氧化硅玻璃坩堝的底部>

x＝Rcos(θt-π/2)

z＝Rsin((θt-π/2)+R

而且，θ是與氧化硅玻璃坩堝的彎曲部相交的氧化硅玻璃坩堝的底部的曲率半徑的交點(diǎn)角度。參數(shù)α、θ、t由下式表示。

α＝(R-2r+D/2)(R-D/2)

θ＝arctan{(D/2-r)/α^1/2}

t＝0～1

通過(guò)這樣定義氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)(x，z)，可以將氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀作為連續(xù)的函數(shù)進(jìn)行表達(dá)，可以高效率地進(jìn)行正確的測(cè)量。

另外，不僅作為氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)徑大致固定區(qū)域的氧化硅玻璃坩堝側(cè)壁部，而且在作為氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)徑變化區(qū)域的氧化硅玻璃坩堝彎曲部和氧化硅玻璃坩堝底部中也可以進(jìn)行正確地測(cè)量，基于測(cè)量后的三維形狀，可以預(yù)測(cè)硅熔液的初期液位和預(yù)測(cè)單晶硅提拉時(shí)的液面位置的移動(dòng)速度(下降速度)。

圖7是示出根據(jù)實(shí)際測(cè)量值而特定的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀的大致立體圖。

如圖7所示，氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀根據(jù)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(空間坐標(biāo))的集合而特別規(guī)定。這里，測(cè)量點(diǎn)是縱線和橫線的交點(diǎn)，氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀可以根據(jù)以多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每個(gè)作為頂點(diǎn)坐標(biāo)的多角形組合來(lái)進(jìn)行表示。通過(guò)使多角形的網(wǎng)尺寸變小，可以提高氧化硅玻璃坩堝的三維形狀的測(cè)量精度，可以正確地求取氧化硅玻璃坩堝的容積。

這樣，將測(cè)量后的氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)設(shè)置在分析運(yùn)算部102后，計(jì)算機(jī)15的CAE(Computer Aided Engineering)系統(tǒng)104或控制CAD系統(tǒng)105讀取硅原料的重量數(shù)據(jù)和單晶硅的重量數(shù)據(jù)，計(jì)算體積V和初期液位H。

圖8是示出對(duì)氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)部100的其他實(shí)施例的示意圖。

如圖8所示，氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量也可以與使用CCD相機(jī)14對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行拍攝的同時(shí)來(lái)進(jìn)行。這種情況下，臂型機(jī)器人12的臂12a的前端一起安裝CCD相機(jī)14和測(cè)距裝置13，通過(guò)CCD相機(jī)14掃描內(nèi)表面，同時(shí)還通過(guò)測(cè)距裝置13測(cè)量?jī)?nèi)表面各點(diǎn)的坐標(biāo)。對(duì)氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的傷痕、變形、最表面的氣泡和附著垃圾的有無(wú)進(jìn)行觀察檢查，來(lái)作為氧化硅玻璃坩堝1的一種品質(zhì)檢查。通過(guò)對(duì)CCD相機(jī)14拍攝的圖像進(jìn)行的圖像處理來(lái)自動(dòng)地進(jìn)行該觀察檢查，同時(shí)還進(jìn)行氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量，因此可以省略單獨(dú)地測(cè)量三維形狀的步驟。因此，可以謀求使用臂型機(jī)器人12的檢查測(cè)量步驟的效率化。

圖9是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的單晶硅制造方法的流程圖。

如圖9所示，在本實(shí)施方式的單晶硅的制造中，首先準(zhǔn)備氧化硅玻璃坩堝，測(cè)量氧化硅玻璃坩內(nèi)表面的三維形狀(步驟S31)。氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量方法如前所述。

接著，準(zhǔn)備在氧化硅玻璃坩堝1中填充的規(guī)定量的硅原料2，測(cè)量該原料2的重量M(g)(步驟S32)。原料2為多晶硅塊，準(zhǔn)備與使用該量的氧化硅玻璃坩堝的尺寸相符的適當(dāng)量即可。只要能夠能確保某種某程度的測(cè)量精度，則不特別限定重量的測(cè)量方法。

接著，求取熔化重量M的原料2時(shí)的硅熔液3的體積V(m³)(步驟S33)，進(jìn)一步地，根據(jù)硅熔液3的體積V和氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀來(lái)求取氧化硅玻璃坩堝1內(nèi)填充的硅熔液3的初期液位H₁(m)的預(yù)測(cè)值(步驟S34)。接著，判斷初期液位H₁的預(yù)測(cè)值是否合適(步驟S35)。這里，判斷初期液位的預(yù)測(cè)值是否低于氧化硅玻璃坩堝的高度H₀，或者在多提拉的第二次以后的提拉情況下比之前的初期液位低的范圍。初期液位的預(yù)測(cè)值不合適時(shí)，再次重新測(cè)量原料(返回步驟S32)。而且，初期液位H₁的預(yù)測(cè)值的計(jì)算只要在氧化硅玻璃坩堝1內(nèi)填充的原料2的重量M確定之后且在晶種的著液工藝實(shí)施之前的任何時(shí)間都可以進(jìn)行。硅熔液的比重為2.6×10⁶(g/m³)，體積V(m³)和硅原料的重量M(g)的關(guān)系式為V＝M/2.6×10⁶。

之后，在氧化硅玻璃坩堝1內(nèi)填充準(zhǔn)備的原料2(步驟36)，開(kāi)始單晶硅的制造。在單晶硅的制造中，首先在爐內(nèi)加熱氧化硅玻璃坩堝1內(nèi)的原料2，生成硅熔液3(步驟S37)。如圖3所示，例如爐內(nèi)從常溫至1580℃的約5小時(shí)的升溫后，保持1580℃約25小時(shí)，這樣生成硅熔液3。接著，將爐內(nèi)溫度降低至1500℃之后，實(shí)施使晶種在硅熔液3中著液的著液工藝(步驟S38)。之后，實(shí)施將著液后晶種在100小時(shí)以上的時(shí)間進(jìn)行緩慢提拉的單晶硅提拉工藝(步驟S39)。關(guān)于從晶種著液工藝開(kāi)始進(jìn)行的單晶硅提拉工藝，與第一實(shí)施方式相同。

如果單晶硅提拉結(jié)束，則將單晶硅從CZ爐中取出(步驟S40)。于是，判斷是否進(jìn)行通過(guò)多提拉法的后續(xù)單晶硅的提拉(步驟S41)，在進(jìn)行的情況下，測(cè)量取出的單晶硅的重量(步驟S42)。然后，從取出的單晶硅的重量來(lái)計(jì)算氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的溶液的殘量(步驟S43)，設(shè)定用于后續(xù)單晶硅提拉的初期液位H₂的范圍。此時(shí)，設(shè)定比用于之前的單晶硅提拉的初期液位H₁還低的范圍(步驟S44)。之后，為了后續(xù)的單晶硅的提拉，準(zhǔn)備在氧化硅玻璃坩堝1中填充的規(guī)定量的硅原料2，測(cè)量該原料2的重量M(g)(返回步驟S32)。

如上所述，本實(shí)施方式的單晶硅制造方法因?yàn)樵诰ХN著液工藝開(kāi)始之前就正確地求取初期液位的預(yù)測(cè)值，所以可以非常容易地進(jìn)行著液控制。即，可以使晶種可靠地著液，而且晶種在初期液位的下方下降很多，因此沒(méi)有熔損。尤其是，因?yàn)檫€使晶種高速下降直至液面的極限，所以可以縮短使晶種著液所花費(fèi)的時(shí)間。另外，多提拉可是可能的。

本發(fā)明不限于以上實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以包括各種變更，這些也應(yīng)該認(rèn)為包含在本發(fā)明中。

例如，在上述實(shí)施方式中，示例為使用氧化硅玻璃坩堝的單晶硅制造方法，但是本發(fā)明不限于此，也可以用于其他的單結(jié)晶制造方法。另外，單結(jié)晶制造中使用的坩堝和氧化硅玻璃坩堝也不被限定。但是，由于在單晶硅的制造中使用非常大型的大容量的坩堝，所以本發(fā)明的效果顯著。

另外，在上述實(shí)施方式中，例舉出在氧化硅玻璃坩堝1的內(nèi)表面的三維形狀的測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行的測(cè)量是根據(jù)CCD相機(jī)對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行拍攝的情況，但是本發(fā)明不限于這種情況，F(xiàn)T-IR測(cè)量等、如果是與三維形狀不同的項(xiàng)目什么樣的測(cè)量項(xiàng)目都可以。

符號(hào)說(shuō)明

1 氧化硅玻璃坩堝

2 硅原料

3 硅熔液

10 測(cè)量系統(tǒng)

11 旋轉(zhuǎn)臺(tái)

12 臂型機(jī)器人

12a 臂

13 測(cè)距裝置

14 相機(jī)

15 計(jì)算機(jī)

20 提拉爐

30 提拉爐控制部

40 硅原料測(cè)量部

100 測(cè)量系統(tǒng)部

101 測(cè)量部

102 分析運(yùn)算部

103 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎

104 CAE系統(tǒng)

105 CAD系統(tǒng)

106 圖像處理部

301 速度控制部

302 坩堝上下移動(dòng)速度設(shè)定部

303 加熱溫度設(shè)定部

304 單結(jié)晶重量計(jì)算部

1000 單晶硅制造系統(tǒng)