特許 7520104 単結晶シリコンインゴットを成長させる際の動的ステートチャートの作製および使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】単結晶シリコンインゴットを成長させる際の動的ステートチャートの作製および使用

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20240712BHJP

   C30B 15/20 20060101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

C30B29/06 502Z

C30B15/20

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022506198

(86)(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-07

(86)【国際出願番号】 EP2020071249

(87)【国際公開番号】W WO2021018883

(87)【国際公開日】2021-02-04

【審査請求日】2023-07-25

(31)【優先権主張番号】62/879,829

(32)【優先日】2019-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518112516

【氏名又は名称】グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100112911

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】アゴスティーニ，ジョルジョ

(72)【発明者】

【氏名】アリンジェル，ステファン

(72)【発明者】

【氏名】ザルドーニ，マルコ

【審査官】吉森 晃

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／２１２０８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０１２３４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５５８４０１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９８０６９４９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開昭６２－２５６７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】岩本光生、ほか３名，Cz法融液内温度振動におよぼす回転磁場の影響，化学工学論文集，日本，2009年11月20日，Vol.35 No.5，Page.425-430

【文献】HIRATA H、ほか１名，Study of thermal symmetry in Czochralski silicon melt under a vertical magnetic field.，Japanese Journal of Applied Physics. Part 2. Letters，日本，1984年08月，Vol.23 No.8，Page.L527-L530

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

Ｃ３０Ｂ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チョクラルスキー法において単結晶シリコンインゴットを成長させる方法であって、
るつぼ内でシリコンの溶融物を調製することと、
単結晶シリコンインゴットを溶融物から引き出すことと、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関連する複数の成長パラメータを提供することと、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートを提供することであって、前記動的ステートチャートは、セクタに分割された、中心のある円形ステートチャートであり、各セクタが成長パラメータに関連付けられ、各セクタは外縁と、前記円形ステートチャートの中心から前記外縁まで延びる半径とを有し、前記半径は前記成長パラメータ値の変化に応じて変化すること、
を含む方法。

【請求項2】

前記シリコンインゴットを前記溶融物から引き出しながらポリシリコンを前記溶融物に添加して、前記るつぼ内にシリコンを補充することをさらに含む請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記動的ステートチャートが、各成長パラメータに関連する最小および最大の成長パラメータビジュアルを含む請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記成長パラメータが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールド位置、ポリシリコン供給速度、ドーパント供給速度、インゴット引上げ装置圧力およびインゴット成長速度からなる群から選択される請求項１に記載の方法。

【請求項5】

１つまたは複数の成長パラメータ値の変化に基づいて前記ビジュアル表現の色を変えることをさらに含む請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の成長パラメータが、
インゴット成長システム内の前記成長パラメータを測定することによって提供され、前記るつぼは前記インゴット成長システムの成長チャンバ内に配置されているか、または、
アルゴリズムから前記成長パラメータを生成することによって提供される、
請求項１に記載の方法。

【請求項7】

チョクラルスキー法において単結晶シリコンインゴットを成長させる方法であって、
るつぼ内でシリコンの溶融物を調製することと、
単結晶シリコンインゴットを溶融物から引き出すことと、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関連する複数の成長パラメータを提供することと、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートを提供することであって、前記動的ステートチャートは、それぞれの成長パラメータに関連する最小および最大成長パラメータビジュアルを含み、前記動的ステートチャートは円形ステートチャートであり、前記最小成長パラメータビジュアルは第１円弧であり、前記最大成長パラメータビジュアルは前記第１円弧から半径方向外側に配置された第２円弧であり、前記第１円弧および前記第２円弧が、前記成長パラメータの許容範囲を表す環状セクタを画定し、円形ステートチャートは、外縁と、円形ステートチャートの中心から外縁まで延びる半径を有し、半径は成長パラメータの値の変化に応答して変化することと、
を含む方法。

【請求項8】

前記動的ステートチャートは、ターゲット成長パラメータビジュアルを含み、前記ターゲット成長パラメータビジュアルは、第３円弧であり、前記第３円弧が、前記第１円弧と前記第２円弧との間に配置される請求項７に記載の方法。

【請求項9】

各セクタの第１円弧が、第１円弧が結合して第１円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にあり、
各セクタの第２円弧が、第２円弧が結合して第１円と同心の第２円を形成するように円形ステートチャートの中心から同じ距離にある、
請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記成長パラメータが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールド位置、ポリシリコン供給速度、ドーパント供給速度、インゴット引上げ装置圧力、およびインゴット成長速度からなる群から選択される請求項７に記載の方法。

【請求項11】

単結晶シリコンインゴットを製造するためのインゴット成長システムであって、前記システムが、
成長チャンバと、
溶融シリコンを含む溶融物を保持するように構成された、前記成長チャンバ内に配置されたるつぼと、
前記溶融物からインゴットを引き出すためのインゴット引き上げ機構と、
プロセッサとメモリとを備える制御ユニットであって、前記メモリが命令を格納し、命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関する複数の成長パラメータを決定させ、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートをユーザに提供させ、前記動的ステートチャートは、それぞれの成長パラメータに関連する最小および最大の成長パラメータビジュアルを含み、前記動的ステートチャートは円形ステートチャートであり、前記最小成長パラメータビジュアルは第１円弧であり、前記最大成長パラメータビジュアルは前記第１円弧から半径方向外側に配置された第２円弧であり、前記第１円弧および前記第２円弧が、前記成長パラメータの許容範囲を表す環状セクタを画定する、制御ユニットと、
を含むインゴット成長システム。

【請求項12】

シリコンインゴットを前記溶融物から引き出しながらポリシリコンを前記溶融物に添加して、前記るつぼ内にシリコンを補充することをさらに含む請求項１１に記載のインゴット成長システム。

【請求項13】

前記動的ステートチャートは、ターゲット成長パラメータビジュアルを含み、前記ターゲット成長パラメータビジュアルは、第３円弧であり、前記第３円弧が、前記第１円弧と前記第２円弧との間に配置される請求項１１に記載のインゴット成長システム。

【請求項14】

前記成長パラメータが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールド位置、ポリシリコン供給速度、ドーパント供給速度、インゴット引き上げ装置圧力およびインゴット成長速度からなる群から選択される請求項１１に記載のインゴット成長システム。

【請求項15】

前記メモリが命令を格納し、命令が前記プロセッサによって実行されると、成長パラメータ値の変化に基づいて前記ビジュアル表現の色を前記プロセッサに変更させる請求項１１に記載のインゴット成長システム。

【請求項16】

前記システムは１つまたは複数のインゴット成長パラメータを測定するセンサシステムを備え、前記センサシステムが前記制御ユニットに通信可能に接続される請求項１１に記載のインゴット成長システム。

【請求項17】

単結晶シリコンインゴットを製造するためのインゴット成長システムであって、前記システムが、
成長チャンバと、
溶融シリコンを含む溶融物を保持するように構成された、前記成長チャンバ内に配置されたるつぼと、
前記溶融物からインゴットを引き出すためのインゴット引き上げ機構と、
シリコンインゴットを前記溶融物から引き出しながらポリシリコン前記溶融物に添加して、前記るつぼ内にシリコンを補充するためのポリシリコン供給システムと、
プロセッサとメモリとを備える制御ユニットであって、前記メモリが命令を格納し、命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記単結晶シリコンインゴットの成長に関する複数の成長パラメータを決定させ、
前記成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートをユーザに提供させ、前記動的ステートチャートは、セクタに分割された、中心のある円形ステートチャートであり、各セクタが成長パラメータに関連付けられ、各セクタは外縁と、前記円形ステートチャートの中心から前記外縁まで延びる半径とを有し、前記半径は前記成長パラメータ値の変化に応じて変化する、制御ユニットと、
を含むインゴット成長システム。

【請求項18】

前記システムは、１つまたは複数のインゴット成長パラメータを測定するセンサシステムを含み、前記センサシステムは前記制御ユニットに通信可能に接続された請求項１７に記載のインゴット成長システム。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１９年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８７９，８２９号の利益を主張するものであり、その全体を参照により本明細書に包含している。

【技術分野】

【0002】

本開示の分野は、単結晶シリコンインゴットを成長させる方法に関し、特に、複数のインゴット成長パラメータを監視する動的ステートチャートの作製および使用に関する。

【背景技術】

【0003】

単結晶シリコンインゴットは、インゴット引き上げシステム内のシリコン溶融物からインゴットが引き出される、チョクラルスキー法で成長させることができる。単結晶インゴット成長は、成長を確実に成功させるために（例えば、インゴット内で転位を生じさせずにターゲットインゴット直径を達成するために）、監視されるいくつかの成長パラメータを必要とする。これは特に、インゴット成長中にシリコンを溶融物に添加することによってインゴットが連続的に成長する、連続チョクラルスキー法の場合に当てはまる。連続チョクラルスキーは、様々なインゴット成長パラメータの変化に特に敏感であり、制御が難しい。１つのパラメータの小さな変化は、システムがその平衡状態を失いかねない他のパラメータに連鎖する可能性がある。

【0004】

様々なインゴット成長パラメータの監視および／もしくは制御を可能にするシステムおよび方法、ならびに／またはオペレータが容易にアクセスでき、インゴット成長システムのシンプルなビジュアル概要を提供するパラメータのビジュアル出力を提供するシステムおよび方法が必要とされている。

【0005】

本項は、以下に記載および／またはクレームする、本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図している。この考察は、本開示の様々な態様をより理解し易くするために、読者に背景情報を提供するのに役立つと考えている。したがって、これらの記述は、この観点から読むべきで、従来技術の承認として読むべきでないことを理解されたい。

【発明の概要】

【0006】

本開示の一態様は、チョクラルスキー法で単結晶シリコンインゴットを成長させる方法に関する。シリコン溶融物をるつぼ内で調製する。単結晶シリコンインゴットが溶融物から引き出される。単結晶シリコンインゴットの成長に関する複数の成長パラメータが提供される。成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートが提供される。

【0007】

本開示の別の態様は、単結晶シリコンインゴットを製造するためのインゴット成長システムに関する。システムは、成長チャンバと、成長チャンバ内に配置されたるつぼとを含む。るつぼは、溶融シリコンを含む溶融物を保持するように構成される。システムは、溶融物からインゴットを引き出すためのインゴット引き上げ機構を含む。システムは、プロセッサとメモリとを備える制御ユニットを含む。メモリは命令を格納しており、命令がプロセッサによって実行されると、これによりプロセッサは、単結晶シリコンインゴットの成長に関連する複数の成長パラメータを決定し、成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートをユーザに提供する。

【0008】

本開示の上述の態様に関連して記載した特徴について様々な改良が存在する。本開示の上述の態様は、追加の特徴も包含し得る。これらの改良および追加の特徴は、個別に存在してもよいし、あるいは任意の組み合わせで存在してもよい。例えば、本開示で例示される実施形態のいずれかに関連して以下で説明する様々な特徴は、単独で、または任意の組み合わせで、本開示の上述の態様のいずれかに包含され得る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】例示的なインゴット成長システムの断面図である。

【図2】インゴットの成長を制御および／または監視するための制御システムの概略図である。

【図3】インゴット成長システムの１つまたは複数のセンサから測定値を受信するためのシステムの概略図である。

【図4】インゴット成長システムを制御するためのコンピューティングデバイスの概略図である。

【図5】インゴットの成長を制御および／または監視するための制御システムの概略図である。

【図6】４つのセクタを含み、各セクタがインゴット成長パラメータに関連付けられた動的ステートチャートである。

【図7】７つのセクタを含み、各セクタがインゴット成長パラメータに関連付けられた動的ステートチャートである。

【0010】

対応する参照符号は、図面全体を通して対応するパーツを示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の条項は、単結晶シリコンインゴットを成長させるための方法およびシステムに関する。例示の方法では、複数の成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャートが提供される。動的ステートチャートは、ポリシリコンが、るつぼに連続的または断続的に追加される連続チョクラルスキー法で使用されるものとして本明細書で記述され得る。動的ステートチャートは、バッチ式チョクラルスキーシステムで使用することもできる。

【0012】

連続チョクラルスキー法によってインゴット６０を製造するための例示的なインゴット成長システム５を図１に示す。インゴット成長システム５は、るつぼアセンブリ１０を含み、これは、溶融物を異なる溶融ゾーンに分離する複数の堰２０、３０、４０または流体バリアを有する。図示の実施形態では、るつぼアセンブリ１０は、シリコン溶融物の内側溶融ゾーン２２を画定する第１堰２０（広くは、流体バリア）を含む。内側溶融ゾーン２２は、単結晶シリコンインゴット６０が、そこから成長する成長領域である。第２堰３０は、シリコン溶融物の中間溶融ゾーン３２を画定する。第３堰４０は、シリコン溶融物の外側溶融ゾーン４２を画定する。

【0013】

供給管４６は、粒状、塊状、または粒状と塊状の組み合わせでもあり得る多結晶シリコンを、インゴット６０の成長中に、実質的に一定の溶融物上昇レベルおよび体積を維持するのに十分な速度で外側溶融ゾーン４２に供給する。第１堰２０、第２堰３０、および第３堰４０はそれぞれ、ほぼ環状の形状を有し、溶融シリコンが内側溶融ゾーン２２の成長領域に向かって半径方向内側に流れるように、内側に画定された少なくとも１つの開口部を有する。

【0014】

図１に示す、るつぼの構成は、例となるものであり、本開示のプロセスを実行するのに適している。本開示の範囲から逸脱することなく、連続チョクラルスキーに適した他の構成を使用することができる。例えば、るつぼアセンブリ１０には、第２堰３０がなくてもよいし、および／または第３堰４０がなくてもよい。

【0015】

一般に、インゴット６０が引き出される溶融物は、多結晶シリコンをるつぼに装填して初期シリコン装入物を形成することによって形成される。一般に、初期装入物は約１００キログラム～約２００キログラムの多結晶シリコンであり、これは粒状、塊状、または粒状と塊状の組み合わせであってもよい。初期装入物の質量は、所望の結晶径およびホットゾーン設計に依存する。結晶成長中に多結晶シリコンが連続的に供給されるため、初期装入物は結晶の長さを反映しない。例えば、多結晶シリコンが連続的に供給され、チャンバが十分な高さを有する場合、結晶長を長さ２０００ｍｍ、３０００ｍｍ、またはさらには４０００ｍｍまで伸ばすことができる。

【0016】

例えば、流動床反応器内でシランまたはハロシランの熱分解によって生成された粒状多結晶シリコン、またはシーメンス反応器内で生成された多結晶シリコンを含む、様々な多結晶シリコンソースが使用され得る。多結晶シリコンをるつぼに添加して装入物を形成すると、装入物は、シリコンのおよその溶融温度（例えば、約１４１２℃）を超える温度まで加熱されて装入物が溶融し、それによって溶融シリコンを含むシリコン溶融物を形成する。シリコン溶融物は、初期体積の溶融シリコンを有し、また初期溶融上昇レベルを有しており、これらのパラメータは、初期装入物のサイズによって決定される。いくつかの実施形態では、シリコン溶融物を含むるつぼは、少なくとも約１４２５℃、少なくとも約１４５０℃、またはさらに少なくとも約１５００℃の温度まで加熱される。

【0017】

内側溶融ゾーン２２内の溶融物からインゴット６０を成長させて引き上げるための引き上げ機構１１４がシステム５内に設けられる。引き上げ機構１１４は、引き上げケーブル１１８と、引き上げケーブル１１８の一端に結合されたシードホルダまたはチャック１２０と、結晶成長を開始するためにシードホルダまたはチャック１２０に結合された種結晶１２２とを含む。引き上げケーブル１１８の一端は、プーリ（図示せず）もしくはドラム（図示せず）、または任意の他の適切な種類の持ち上げ機構、例えばシャフトに接続され、もう一端は、種結晶１２２を保持するチャック１２０に接続される。動作中、種結晶１２２が下降して、内側溶融ゾーン２２内の溶融物と接触する。引き上げ機構１１４は、種結晶１２２を引き上げ軸Ａに沿って上昇させるように動作する。これにより、単結晶インゴット６０が溶融物から引き上げられる。

【0018】

装入物が液化して溶融シリコンを含むシリコン溶融物を形成すると、シリコン種結晶１２２が下降して、内側溶融ゾーン２２内の溶融物と接触する。次いで、シリコン種結晶１２２は、それにシリコンが付着した状態で溶融物から引き出されてネック５２を形成し、それによって溶融物の表面付近または表面に、溶融－固体界面を形成する。一般に、ネック５２を形成するための初期引き上げ速度は速い。いくつかの実施形態では、シリコン種結晶１２２およびネック５２は、少なくとも約１．０ｍｍ／分、例えば約１．５ｍｍ／分～約６ｍｍ／分、例えば約３ｍｍ／分～約５ｍｍ／分のような、ネック部引き上げ速度で引き抜かれる。ネック５２は、約３００ｍｍ～約７００ｍｍの長さ、例えば約４５０ｍｍ～約５５０ｍｍのような長さ、であってもよい。しかしながら、ネック５２の長さは、これらの範囲外で多様であってもよい。

【0019】

引き上げ機構１１４は、種結晶１２２と、それに接続されたインゴット６０とを回転させることができる。るつぼ駆動ユニット４４は、るつぼアセンブリ１０を回転させることができる。いくつかの実施形態では、シリコン種結晶１２２およびるつぼアセンブリ１０は、反対方向、すなわち逆回転に、回転する。逆回転は、シリコン溶融物に対流をもたらす。結晶１２２の回転は主に、対称的な温度プロファイルを提供するため、不純物の角度変動を抑制するために使用され、また結晶溶融界面形状を制御するためにも使用される。いくつかの実施形態では、シリコン種結晶１２２は、約５ｒｐｍ～約３０ｒｐｍ、または約５ｒｐｍ～約２０ｒｐｍ、または約８ｒｐｍ～約２０ｒｐｍ、または約１０ｒｐｍ～約２０ｒｐｍの速度で回転する。いくつかの実施形態では、るつぼアセンブリ１０は、約０．５ｒｐｍ～約１０ｒｐｍ、または約１ｒｐｍ～約１０ｒｐｍ、または約４ｒｐｍ～約１０ｒｐｍ、または約５ｒｐｍ～約１０ｒｐｍの速度で回転する。いくつかの実施形態では、種結晶１２２は、るつぼアセンブリ１０よりも速い速度で回転する。いくつかの実施形態では、種結晶１２２は、るつぼアセンブリ１０の回転速度よりも少なくとも１ｒｐｍ速い速度、例えば少なくとも約３ｒｐｍ速いか、または少なくとも約５ｒｐｍ速い速度で、回転する。

【0020】

ネック５２の形成後、ネック５２に隣接する外側に広がるシードコーン部５４が成長する。一般に、引き上げ速度は、ネック部引き上げ速度から、外側に広がるシードコーン部５４を成長させるのに適した速度へと、減速する。例えば、外側に広がるシードコーンの成長中のシードコーンの引き上げ速度は、約０．５ｍｍ／分～約２．０ｍｍ／分、例えば約１．０ｍｍ／分、であってもよい。いくつかの実施形態では、外側に広がるシードコーン５４は、約１００ｍｍ～約４００ｍｍの長さ、例えば約１５０ｍｍ～約２５０ｍｍの長さ、を有する。外側に広がるシードコーン５４の長さは、これらの範囲外で多様であってもよい。いくつかの実施形態では、外側に広がるシードコーン５４は、約１５０ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、約２００ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ、約３００ｍｍ、少なくとも約３００ｍｍ、約４５０ｍｍ、またはさらには少なくとも約４５０ｍｍの終端直径まで成長する。外側に広がるシードコーン５４の終端直径は、一般に、単結晶シリコンインゴット６０の本体５６の一定直径の直径と等しい。

【0021】

ネック５２およびネック５２に隣接する外側に広がるシードコーン５４が形成された後、一定直径部分５６すなわち「本体」が成長する。本体５６の直径は多様であってもよく、いくつかの実施形態では、直径は、約１５０ｍｍ、少なくとも約１５０ｍｍ、約２００ｍｍ、少なくとも約２００ｍｍ、約３００ｍｍ、少なくとも約３００ｍｍ、約４５０ｍｍ、またはさらに少なくとも約４５０ｍｍであってもよい。単結晶シリコンインゴット６０の本体５６は成長して、最終的に、少なくとも長さ約１０００ｍｍ、例えば少なくとも長さ１４００ｍｍ、例えば少長さなくとも１５００ｍｍ、または少なくとも長さ２０００ｍｍ、または少なくとも長さ２２００ｍｍ、例えば長さ２２００ｍｍか、または少なくとも長さ約３０００ｍｍか、または少なくとも長さ約４０００ｍｍになる。

【0022】

インゴット６０が溶融物から引き出される一方で、シリコンは、管４６または他のチャネルを介して外側溶融ゾーン４２に添加されてインゴット成長システム５内の溶融物を補給する。固体多結晶シリコンは、多結晶シリコン供給システム６６から添加されてもよく、溶融レベルを維持するためにインゴット成長システム５に連続的または断続的に添加されてもよい。一般に、多結晶シリコンは、当業者に利用可能な任意の方法によって、インゴット成長システム５に計量供給されてもよい。

【0023】

いくつかの実施形態では、ドーパントも、インゴット成長中に溶融物に添加される。ドーパントは、ドーパント供給システム７２から導入されてもよい。ドーパントは、気体または固体として添加されてもよく、また外側溶融ゾーン４２に添加されてもよい。

【0024】

システム５は、成長するインゴット６０が、その凝固の潜熱と溶融物からの熱流束とを放出できるようにするために、インゴット６０の周りに配置された熱シールド１１６を含むことができる。熱シールド１１６は、少なくとも部分的に円錐形の形状であってもよく、インゴット６０が配置される環状開口部を形成する角度で下方に傾斜している。アルゴンなどの不活性ガス６４の流れは、典型的には、成長する結晶の長さに沿って供給される。インゴット６０は、周囲の大気から封鎖された成長チャンバ７８から引き上げられる。

【0025】

独立して制御される複数の環状のボトムヒータ７０は、るつぼアセンブリ１０の下に放射状のパターンで配置されてもよい。環状のボトムヒータ７０は、るつぼアセンブリ１０のベース表面積全体にわたって比較的統制された分布で熱を加える。環状ベースヒータ７０は、関連性と一貫性のあるすべての目的のために参照により本明細書に包含される、米国特許第７，６３５，４１４号に記載されているように、個別に制御される平面抵抗加熱素子であってもよい。システム５は、溶融中の温度分布を制御するために、るつぼアセンブリ１０の半径方向外側に配置された１つまたは複数のサイドヒータ７４を含むことができる。

【0026】

図１に示し、本明細書に記載したインゴット成長システム５は例示的なものであり、特に明記しない限り、一般に、連続チョクラルスキー法によって結晶インゴットが調製される任意のシステムを使用することができる。

【0027】

シリコンインゴット６０を製造するためのシステム５は、インゴット成長を制御および／または監視するための制御システム８０（図２）を含むことができる。システム８０は、結晶成長に関連する１つまたは複数のパラメータを検出するユーザ入力およびセンサに基づいてインゴット成長システム５を制御する、制御ユニット８２を含むことができる。例えば、光電池（すなわち高温計）のような温度センサ８４は、溶融物の温度を、その表面で測定する。直径トランスデューサ８６は、インゴット６０の直径を測定する。レベルセンサは、インゴット成長システム５内の溶融物のレベルを測定する。重量センサ９６を使用して、るつぼの重量またはインゴットの重量を測定することができる。制御ユニット８２はまた、オペレータがインゴット成長を制御するための１つまたは複数のコマンド（例えば、セットポイント）の入力ができるユーザインターフェース８８に、通信可能に接続され得る。システム５は、システム電力、電流、真空、長さ、移動、位置、速度、距離、回転、流量、圧力、体積および／または重量を含む、他の入力および／またはセンサ９２を含むことができる。

【0028】

制御ユニット８２は、複数のプロセスパラメータを調整するために使用され、プロセスパラメータには、結晶回転速度、るつぼ回転速度、インゴット直径、および溶融温度のうちの少なくとも１つが含まれるが、これらに限定されない。制御ユニット８２は、ヒータ電源１２３を制御して、ボトムヒータ７０（独立しての制御も可能）および／またはサイドヒータ７４の熱出力を制御することができる。制御ユニット８２は、インゴット６０の引き上げ速度および／または回転速度を制御するために引き上げ機構１１４に通信可能に接続され、るつぼアセンブリ１０の回転速度を調整するためにるつぼ駆動ユニット４４に接続される。制御ユニット８２はまた、多結晶シリコン供給システム６６を制御して、多結晶シリコンを溶融物に添加する速度を調整することができる。制御ユニット８２はまた、ドーパント供給システム７２に接続されて、溶融物へのドーパントの添加を調整することができる。制御ユニット８２はまた、１つまたは複数のポンプおよびバルブを制御して、成長チャンバ圧力および／またはフィルタ洗浄を制御することができる。制御ユニット８２は、１つまたは複数のアルゴリズム（例えば、制御ユニット８２によって格納および／または実行されるアルゴリズム）を用いてシステム５を制御することができる。１つの制御ユニット８２が図示されているが、システム８０は、１つまたは複数のインゴット成長パラメータを制御するための２つ以上の制御ユニット８２を含むことができる。

【0029】

様々な実施形態では、制御ユニット８２はプロセッサを含むことができ、プロセッサは、限定はしないが、温度センサ８４、直径トランスデューサ８６、およびレベルセンサ９０を含む、システム５の様々なセンサから受信した信号を処理し、またシステム５の１つまたは複数のデバイスを制御するものであり、デバイスは、限定はしないが、るつぼ駆動ユニット４４、引き上げ機構１１４、ヒータ電源１２３、真空ポンプ１３１、ガス流量調整器１２９、多結晶供給システム６６、ドーパント供給システム７２、およびそれらの任意の組み合わせを含む。

【0030】

制御ユニット８２は、コンピュータシステムであってもよい。本明細書に記載のコンピュータシステムは、任意の既知のコンピューティングデバイスおよびコンピュータシステムを指す。本明細書で記載するように、すべてのそのようなコンピュータシステムは、プロセッサおよびメモリを含む。しかしながら、本明細書で言及するコンピュータシステム内の任意のプロセッサはまた、１つまたは複数のプロセッサを指す場合もあり、プロセッサは、１つのコンピューティングデバイスまたは並列に動作する複数のコンピューティングデバイス内にあってもよい。さらに、本明細書で言及するコンピュータデバイス内の任意のメモリも、１つまたは複数のメモリを指す場合があり、メモリは、１つのコンピューティングデバイスまたは並列に動作する複数のコンピューティングデバイス内にあってもよい。

【0031】

本明細書で使用するプロセッサという用語は、中央処理装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書に記載の機能を実行することが可能な任意の他の回路またはプロセッサを指す。上記は単なる例であり、したがって、「プロセッサ」という用語の定義および／または意味を限定する意図は全くない。

【0032】

本明細書で使用する場合、「データベース」という用語は、データ本体、リレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）、またはその両方を指す場合がある。本明細書で使用する場合、データベースは、階層データベース、リレーショナルデータベース、フラットファイルデータベース、オブジェクトリレーショナルデータベース、オブジェクト指向データベース、およびコンピュータシステムに格納された任意の他の構造化されたレコードまたはデータの集合を含む、任意のデータ集合を含み得る。上記は単なる例であり、したがって、データベースという用語の定義および／または意味を限定する意図は全くない。ＲＤＢＭＳの例には、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標）Ｄａｔａｂａｓｅ、ＭｙＳＱＬ、ＩＢＭ（登録商標）ＤＢ２、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ、Ｓｙｂａｓｅ（登録商標）、およびＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬが含まれるが、これらに限定されない。しかしながら、本明細書に記載のシステムおよび方法を有効化する任意のデータベースを使用することができる。（Ｏｒａｃｌｅ、カリフォルニア州レッドウッドショアーズにあるＯｒａｃｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。ＩＢＭは、ニューヨーク州アーモンクにあるＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔは、ワシントン州レドモンドにあるＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。Ｓｙｂａｓｅは、カリフォルニア州ダブリンにあるＳｙｂａｓｅの登録商標である。）

【0033】

一実施形態では、制御ユニット８２を有効化するためのコンピュータプログラムが提供され、このプログラムはコンピュータ可読媒体上に具現化される。一例の実施形態では、コンピュータシステムは、サーバコンピュータへの接続を必要とせずに、１台のコンピュータシステム上で実行される。さらなる実施形態では、コンピュータシステムは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）環境で実行される（Ｗｉｎｄｏｗｓは、ワシントン州レドモンドにあるＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である）。さらに別の実施形態では、コンピュータシステムは、メインフレーム環境およびＵＮＩＸ（登録商標）サーバ環境上で実行される（ＵＮＩＸは、英国バークシャー州レディングにあるＸ／Ｏｐｅｎ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄの登録商標である）。あるいは、コンピュータシステムは、任意の適切なオペレーティングシステム環境で実行される。コンピュータプログラムは柔軟性があり、主要な機能を損なうことなく様々な異なる環境で動作するように設計されている。いくつかの実施形態では、コンピュータシステムは、複数のコンピューティングデバイスに分散された複数のコンポーネントを含む。１つまたは複数のコンポーネントは、コンピュータ可読媒体の中に具現化されたコンピュータ実行可能命令の形態であってもよい。

【0034】

コンピュータシステムおよびプロセスは、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されるものではない。さらに、各コンピュータシステムのコンポーネントおよび各プロセスは、本明細書に記載の他のコンポーネントおよびプロセスとは独立して別個に実施することができる。各コンポーネントおよびプロセスはまた、他のアセンブリパッケージおよびプロセスと組み合わせて使用されてもよい。

【0035】

一実施形態では、コンピュータシステムは、サーバシステムとして構成されてもよい。図３はサーバシステム３０１の構成例を示しており、これは、本明細書に記載し、また図１～図２の実施形態に示したように、限定はしないが、温度センサ８４、直径トランスデューサ８６、およびレベルセンサ９０、ならびにこれらの任意の組み合わせを含む１つまたは複数のセンサから測定値を受信するために使用され、また同様に、限定はしないが、るつぼ駆動ユニット４４、引き上げ機構１１４、ヒータ電源１２３、供給システム６６、真空ポンプ１３１、ガス流量調整器１２９、ドーパント供給システム７２、およびこれらの任意の組み合わせを含むシステム５の１つまたは複数のデバイスを制御するために使用される。再び図３を参照すると、サーバシステム３０１はまた、限定はしないが、データベースサーバを含むことができる。この例示的な実施形態では、サーバシステム３０１は、本明細書に記載するように、システム８０の１つまたは複数のデバイスを制御するために使用されるすべてのステップを実行する。

【0036】

サーバシステム３０１は、命令を実行するためのプロセッサ３０５を含む。命令は、例えば、メモリ３１０に格納されてもよい。プロセッサ３０５は、命令を実行するための１つまたは複数の処理ユニットを（例えば、マルチコア構成で）含むことができる。命令は、例えばＵＮＩＸ、ＬＩＮＵＸ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのような、サーバシステム３０１上の様々な異なるオペレーティングシステム内で実行されてもよい。コンピュータベース方法の開始時に、初期化中に様々な命令が実行され得ることも理解されたい。本明細書に記載の１つまたは複数のプロセスを実行するために必要となる操作があり得るが、一方、より一般的な操作および／または特定のプログラミング言語（例えば、Ｃ、Ｃ＃、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ、または任意の他の適切なプログラミング言語）に固有の操作もあり得る。

【0037】

プロセッサ３０５は、サーバシステム３０１がユーザシステムまたは別のサーバシステム３０１などのリモートデバイスと通信することができるように、通信インターフェース３１５に動作可能に結合される。例えば、通信インターフェース３１５は、要求（例えば、センサ入力を受信し、インターネットを介してクライアントシステムからシステム８０の１つまたは複数のデバイスを制御するための対話型ユーザインターフェースを提供する要求）を受信することができる。

【0038】

プロセッサ３０５はまた、ストレージデバイス１３４に動作可能に結合されてもよい。ストレージデバイス１３４は、データを格納および／または検索するのに適した任意のコンピュータ動作型ハードウェアである。いくつかの実施形態では、ストレージデバイス１３４は、サーバシステム３０１に統合される。例えば、サーバシステム３０１は、ストレージデバイス１３４として、１つ以上のハードディスクドライブを含み得る。他の実施形態では、ストレージデバイス１３４は、サーバシステム３０１の外部にあり、複数のサーバシステム３０１によってアクセスされ得る。例えば、ストレージデバイス１３４は、リダンダント・アレイ・オブ・インエクスペンシブ・ディスクズ（ＲＡＩＤ）構成のハードディスクまたはソリッドステートディスクのような、複数のストレージユニットを含むことができる。ストレージデバイス１３４は、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）および／またはネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）システムを含むことができる。

【0039】

いくつかの実施形態では、プロセッサ３０５は、ストレージインターフェース３２０を介してストレージデバイス１３４に動作可能に結合される。ストレージインターフェース３２０は、プロセッサ３０５にストレージデバイス１３４へのアクセスを提供することができる任意のコンポーネントである。ストレージインターフェース３２０は、例えば、アドバンスト・テクノロジ・アタッチメント（ＡＴＡ）アダプタ、シリアルＡＴＡ（ＳＡＴＡ）アダプタ、スモール・コンピュータ・システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）アダプタ、ＲＡＩＤコントローラ、ＳＡＮアダプタ、ネットワークアダプタ、および／またはプロセッサ３０５にストレージデバイス１３４へのアクセスを提供する任意のコンポーネントを含むことができる。

【0040】

メモリ３１０は、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）またはスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）などのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）を含むことができるが、これらに限定されない。上記のメモリタイプは単なる例であって、したがって、コンピュータプログラムのストレージに使用できるメモリのタイプを限定するものではない。

【0041】

別の実施形態では、コンピュータシステムは、コンピューティングデバイス４０２（図４に示す）などのコンピューティングデバイスの形態で提供されてもよい。コンピューティングデバイス４０２は、命令を実行するためのプロセッサ４０４を含む。いくつかの実施形態では、実行可能命令はメモリ４０６に格納される。プロセッサ４０４は、１つまたは複数の処理ユニットを（例えば、マルチコア構成で）含むことができる。メモリ４０６は、実行可能命令および／または他のデータといった情報を格納および検索できるようにする任意のデバイスである。メモリ４０６は、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含むことができる。

【0042】

別の実施形態では、制御ユニット１４３のコンピューティングデバイスに含まれるメモリは、複数のモジュールを含むことができる。各モジュールは、少なくとも１つのプロセッサを使用して実行するように構成された命令を含むことができる。複数のモジュールに含まれる命令は、コンピューティングデバイスの１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、本明細書に記載するように、複数のプロセスパラメータを同時に統制するための方法の少なくとも一部を実施することができる。コンピューティングデバイスのメモリに格納されるモジュールの非限定的な例には、１つ以上のセンサから測定値を受信する第１モジュールと、システム８０の１つ以上のデバイスを制御する第２モジュールとが含まれる。

【0043】

コンピューティングデバイス４０２はまた、ユーザ４００に情報を提示するための１つの媒体出力コンポーネント４０８を含む。媒体出力コンポーネント４０８は、ユーザ４００に情報を伝達することができる任意のコンポーネントである。いくつかの実施形態では、媒体出力コンポーネント４０８は、ビデオアダプタおよび／またはオーディオアダプタなどの出力アダプタを含む。出力アダプタは、プロセッサ４０４に動作可能に結合され、さらに、ディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、陰極線管（ＣＲＴ）、または「電子インク」ディスプレイ）またはオーディオ出力デバイス（例えば、スピーカまたはヘッドホン）などの出力デバイスに動作可能に結合されるように構成される。

【0044】

いくつかの実施形態では、クライアントコンピューティングデバイス４０２は、ユーザ４００からの入力を受信するための入力デバイス４１０を含む。入力デバイス４１０は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチセンシティブパネル（例えば、タッチパッドまたはタッチスクリーン）、カメラ、ジャイロスコープ、加速度計、位置検出器、および／またはオーディオ入力デバイスを含むことができる。タッチスクリーンなどの単一のコンポーネントは、媒体出力コンポーネント４０８の出力デバイスと、入力デバイス４１０との両方で機能することが可能である。

【0045】

コンピューティングデバイス４０２はまた、通信インターフェース４１２を含むことができ、これは、サーバシステム３０１またはウェブサーバなどのようなリモートデバイスに通信可能に結合するように構成される。通信インターフェース４１２は、例えば、有線または無線のネットワークアダプタまたは無線データトランシーバを含むことができ、これらは、携帯電話ネットワーク（例えば、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）または他のモバイルデータネットワーク（例えば、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ））と共に使用される。

【0046】

メモリ４０６に格納されるのは、例えば、媒体出力コンポーネント４０８を介してユーザ４００にユーザインターフェースを提供し、任意選択的に、入力デバイス４１０からの入力を受信して処理するための、コンピュータ可読命令である。ユーザインターフェースは、他もあり得るが、ウェブブラウザおよびアプリケーションを含むことができる。ウェブブラウザは、ユーザ４００が、ウェブページまたはウェブサーバからのウェブサイト上に通常埋め込まれている媒体および他の情報を表示すること、またそれらとインタラクションすることを可能にする。アプリケーションは、ユーザ４００がサーバアプリケーションとインタラクションすることを可能にする。ユーザインターフェースは、ウェブブラウザおよびアプリケーションの一方または両方を介して、低酸素含有量の単結晶シリコンインゴットの製造プロセスに関連する情報の表示を容易にする。

【0047】

いくつかの実施形態では、図５に示すように、制御ユニット８２はプロセッサ４０４およびメモリ４０６を含む。メモリ４０６は命令を格納し、プロセッサ４０４によって命令が実行されると、単結晶シリコンインゴット６０の成長に関連する複数の成長パラメータをプロセッサ４０４に決定させる。プロセッサ４０４はまた、後述するように、成長パラメータのビジュアル表現を含む動的ステートチャート５０４（図６）をユーザに提供することができる。

【0048】

いくつかの実施形態では、制御システム８０（図２）は、単結晶シリコンインゴット６０の成長に関連する複数の成長パラメータをユーザに提供するように構成される。例えば、図５に示すように、制御システム８０は、図２に示すセンサのうちの１つまたは複数を含み得るセンサシステム９４から入力を取得することができる。入力デバイス４１０はまた、制御ユニット８２との通信が可能である。制御ユニット８２は、図５に示すように、媒体出力４０８などを介して、ユーザインターフェース８８に通信可能に接続される。ユーザインターフェース８８は、単結晶シリコンインゴットの成長に関連する複数の成長パラメータを含む。ユーザインターフェース８８は、ビジュアル媒体（例えば、情報を示す画面および／またはユーザからの情報の受信が可能な画面）を含むことができる。ユーザインターフェースは、プログラム、アプリケーション、および／またはウェブブラウザなどを含むことができる。

【0049】

いくつかの実施形態では、インゴット成長システム５を修正、変更、または制御するための制御システム８０は、後述する動的ステートチャート５０４を生成するために使用される制御ユニットとは異なる制御ユニット８２を含む。他の実施形態では、インゴット成長システム５を修正、変更、または制御するための制御システム８０は、ユーザインターフェース８８を生成する同じシステムの一部であり、ユーザインターフェース８８には動的ステートチャートが含まれる（すなわち、同じ制御ユニット８２が使用される）。ユーザインターフェース８８は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ、Ｏｒａｃｌｅ Ｊａｖａ、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｗｉｎｃｃ、Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ Ｉｎｔｏｕｃｈなどの開発環境を含むことができる。開発環境は、インターフェースの特徴を生み出すために使用される。プログラム（例えば、ランタイムアプリケーション）が、マシン（例えば、コンピュータまたはサーバ）の上動作して、ユーザインターフェース８８を提供する。

【0050】

いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース８８は、ユーザが目視可能な動的ステートチャートを含むか、そうでなければ表示する。例えば、動的ステートチャートは、成長パラメータの変化に応じて変化する複数の成長パラメータのビジュアル（例えばグラフィカル）表現を提供することができる。例示的な動的ステートチャート５０４を図６に示す。例示的な動的ステートチャート５０４は、セクタ５１８、５２８、５３８、５４８に分割された円形ステートチャートである。各セクタは、異なる成長パラメータに関連付けられる。図６には４つのセクタが示されているが、ステートチャート５０４は、インゴット成長パラメータに関連する、より多いまたはより少ないセクタ（例えば、２以上のセクタ、３以上、４以上、５以上、６以上、８以上、または１０以上のセクタ）を含むことができる。動的ステートチャート５０４のセクタに関連し得る適切なインゴット成長パラメータには、例えば、限定はしないが、インゴットターゲット長、インゴット直径、シードリフト速度、熱シールドと溶融表面との間の距離（すなわち、熱シールド位置）、るつぼへのポリシリコン供給速度（連続チョクラルスキーシステムにあるような）、るつぼへのドーパント供給速度、インゴット引き上げ装置圧力、インゴット成長速度（例えば、クラウンの半径方向の成長速度）などが含まれる。

【0051】

いくつかの実施形態では、円形ステートチャートは、１つまたは複数の動的特徴を有することができる。例えば、１つまたは複数のセクタ５１８、５２８、５３８、５４８は、対応するインゴット成長パラメータの値の変化に応じてサイズを変化させることができる。各セクタ５１８、５２８、５３８、５４８は、円形ステートマップの中心Ｃ_５０４からセクタ５１８、５２８、５３８、５４８のそれぞれの外縁Ｅ_５１８、Ｅ_５２８、Ｅ_５３８、Ｅ_５４８へと伸びる半径Ｒ_５１８、Ｒ_５２８、Ｒ_５３８、Ｒ_５４８を有し得る。半径Ｒ_５１８、Ｒ_５２８、Ｒ_５３８、Ｒ_５４８は、成長パラメータ値の変化に応じて変化する。

【0052】

円形ステートチャート５０４のセクタ５１８、５２８、５３８、５４８のうちの１つまたは複数は、最小成長パラメータビジュアル５２０および／または最大成長パラメータビジュアル５２５を含むことができる。図示の実施形態では、最小成長パラメータビジュアル５２０は、第１円弧であり、最大成長パラメータビジュアル５２５は、第１円弧から半径方向外側に配置された第２円弧である。第１および第２円弧５２０、５２５は、環状セクタ５３０を画定する。環状セクタ５３０は、それぞれの成長パラメータの許容範囲を表すことができる。

【0053】

図示の実施形態では、動的ステートチャート５０４はまた、ターゲット成長パラメータビジュアル５４０を含む。ターゲット成長パラメータビジュアル５４０は、各セクタに関連付けられ、それぞれの成長パラメータのターゲット値を表すことができる。ターゲット成長パラメータビジュアル５４０は、図６に示すように第３円弧であってもよい。

【0054】

インゴット成長パラメータは、円形ステートチャート５０４の半径にわたって正規化され得る。例えば、最小円弧５２０が円を形成し、ターゲット成長パラメータ円弧５４０が円を形成し、最大円弧５２５が円を形成するように、各セクタ５１８、５２８、５３８、５４８の最小、最大、およびターゲット成長パラメータ円弧は、それぞれ同じ半径方向位置（すなわち、円形ステートチャート中心Ｃ_５０４からの距離が同じ）にあってもよい。他の実施形態では、セクタ５１８、５２８、５３８、５４８の円弧は、異なる半径方向位置にある。

【0055】

いくつかの実施形態では、各セクタ５１８、５２８、５３８、５４８は、それぞれのインゴット成長パラメータ値の変化に応じて色および／または暗さが変化する。例えば、ターゲット値以下にあるセクタ（ターゲット円弧５４０で示す）は、第１色であってもよいし（第１、第２、および第３セクタ５１８、５２８、５３８に第１点描パターンで表示）、ターゲット値超のセクタは、第２色であってもよい（第４セクタ５４８に第２点描パターンで表示）。いくつかの実施形態では、色または色の濃さは、セクタ内で変化し得る。例えば、セクタ内の色は、中心Ｃ_５０４から外縁Ｅ_５１８、Ｅ_５２８、Ｅ_５３８、Ｅ_５４８に向かって徐々に暗くなってもよい（例えば、セクタは最大ターゲット成長パラメータビジュアル５２５で最も暗くなる）。

【0056】

円形ステートチャート５０４は、１つまたは複数のインゴット成長パラメータを監視するために１つまたは複数のローブ５２２、５２４、５２６、５３２を含むことができる。ローブ５２２、５２４、５２６、５３２は、インゴット成長パラメータの変化に基づいて円形チャート中心Ｃ_５０４からの距離が変わってもよい。あるいは、ローブ５２２、５２４、５２６、５３２は、インゴット成長パラメータの変化に応じて色またはサイズが変わってもよい。

【0057】

ステートチャート５０４は、例示的なステートチャートであり、特に明記しない限り、２つ以上のインゴット成長パラメータに関する情報をユーザに提供する他のステートチャートが使用されてもよい。

【0058】

ステートチャート５０４で監視される１つまたは複数の成長パラメータは、インゴット成長システム５（図１）において直接測定され得る。例えば、パラメータは、センサシステム９４（図５）のセンサによって測定されてもよい。例示的なセンサは、温度センサ８４、直径トランスデューサ８６、およびレベルセンサ９０、ならびに重量センサ９６を含む。直接測定される代わりに、１つまたは複数の成長パラメータは、制御ユニット８２に格納されたアルゴリズムなどのようなアルゴリズムによって生成されてもよい。

【0059】

連続チョクラルスキー法で単結晶シリコンインゴットを成長させる従来の方法およびシステムと比較して、本開示の実施形態の方法にはいくつかの利点がある。動的ステートチャートを提供することにより、オペレータはいくつかのインゴット成長パラメータに迅速にアクセスすることができ、これにより、複数の場所（例えば、複数のページ）においてパラメータにアクセスするシステムと比較して、インゴット成長システムへの変更を迅速に行うことができる。動的ステートチャートがセクタに分割された動的円形マップである実施形態では、各セクタをインゴット成長パラメータに関連付けることができ、このパラメータによってオペレータは、システムのパフォーマンスについて即座に概要を得ることができる。インゴット成長パラメータは、動的ステートチャートで正規化されてもよく、動的ステートチャートは、パラメータに共通の成長ビジュアル（例えば、動的ステートチャート内の円弧によって個別に表すことができる、最小成長ビジュアル、最大成長ビジュアル、および／またはターゲット成長ビジュアル）を持たせることができる。動的ステートチャートは、情報でオペレータを圧倒することなく、オペレータがシステムパラメータに迅速にアクセスできるようにする。

【実施例】

【0060】

本開示のプロセスは、さらに、以下の実施例によって説明される。これらの実施例は、限定的な意味で捉えるべきではない。

【0061】

実施例１：４つのインゴット成長パラメータを含む動的ステートチャート
連続チョクラルスキーインゴット成長システムにおいてインゴット成長を制御するために開発された動的ステートチャートを図６に示す。動的ステートチャートは、４つのセクタ５１８、５２８、５３８、５４８（破線で分けて表示）を有する動的円形チャートである。第１セクタ５１８および第３セクタ５３８は、他のインゴット成長パラメータ（例えば、重量、温度、直径、レベル、システム圧力など）を表す「値Ｄ」を監視する。第２セクタ５２８は、シードリフト（すなわち、インゴット引き上げ装置内で種結晶１２２が育つ速度）を監視する。第４セクタ５４８は、インゴットの成長速度を監視する。図６の動的ステートチャートに示すように、「値Ｄ」は、中央の円弧５４０で示したターゲット成長値またはその付近にある。シードリフトはターゲット値を下回り、成長速度はターゲット値を上回る。動的ステートチャートによって、複数の成長パラメータを１つのビジュアルで監視および制御することが可能になる。

【0062】

実施例２：７つのインゴット成長パラメータを含む動的ステートチャート
７つのインゴット成長パラメータを示す動的ステートチャート６０４を図７に示す。動的ステートチャートは、熱シールド位置を監視する第１セクタ６１８と、シードリフト速度を監視する第２セクタ６２８と、インゴットの直径を監視する第３セクタ６３８と、インゴットのターゲット長を監視する第４セクタ６４８と、インゴット成長システム圧力を監視する第５セクタ６５８と、溶融物へのドーパント供給速度を監視する第６セクタ６６８と、シリコンが溶融物に添加される速度を監視する第７セクタ６７８とを含む動的円形ステートチャートである。監視されるパラメータは、直接測定されてもよいし、あるいは１つまたは複数のアルゴリズムの出力であってもよい。成長パラメータは、各セクタのターゲット成長ビジュアル（すなわち円弧）が円形マップ中心Ｃ_６０４から同じ距離にあるように正規化されている。

【0063】

本明細書で使用される場合、「約」、「実質的に」、「本質的に」、および「およそ」という表現は、寸法、濃度、温度または他の物理的もしくは化学的特性もしくは特徴の範囲と共に使用される場合、特性または特徴の範囲の上限および／または下限に存在し得る変動を網羅することを意味し、変動は例えば、丸め、測定方法論、または他の統計的変動から生じる変動を含む。

【0064】

本開示またはその実施形態の要素を導入する場合、冠詞の「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」、「ｔｈｅ（その）」、および「前記」は、１つまたは複数の要素があるという意味を持たせている。「備える」、「含む」、「含有する」、および「有する」という表現は、包括的であることを意図しており、列挙した要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。特定の向き（例えば、「上面」、「底面」、「側面」など）を示す表現の使用は、便宜的な記述であり、記載したアイテムの特定の向きは必要としない。

【0065】

本開示の範囲から逸脱することなく上記の構成および方法に様々な変更を加えることができるので、上記の説明に含まれ、添付の図面に示された事項はすべて、限定的な意味ではなく、例示として解釈されるべきであることを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】