一種用于監測晶線的生長的監測系統和監測方法技術方案

本發明專利技術實施例公開了一種用于監測晶線的生長的監測系統和監測方法，所述監測系統包括：數據獲取單元，用于獲取正被拉制的晶棒上生長出的晶線的實時狀態信息；判定單元，用于將所述實時狀態信息與正常狀態信息進行對比，并且當所述實時狀態信息與所述正常狀態信息不一致時判定所述晶線的生長出現異常，其中，所述正常狀態信息為所述晶棒滿足品質要求時生長出的晶線的狀態信息并且與所述實時狀態信息的屬性相同，報警單元，用于當所述判定單元判定出所述晶線的生長出現異常時發出晶線異常警報，以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。

【技術實現步驟摘要】
一種用于監測晶線的生長的監測系統和監測方法


[0001]本專利技術涉及硅片生產領域，尤其涉及一種用于監測晶線的生長的監測系統和監測方法。

技術介紹

[0002]對于比如用于生產集成電路等半導體電子元器件的硅片而言，主要通過將直拉法(Czochralski)拉制的單晶硅棒切片而制造出。Czochralski法包括使由石英制成的坩堝中的多晶硅熔化以獲得硅熔體，將單晶晶種浸入硅熔體中，以及連續地提升晶種移動離開硅熔體表面，由此在移動過程中在固液界面處生長出單晶硅棒。
[0003]在拉晶過程中，晶棒的外周表面會形成在徑向上凸出并且沿著軸向延伸的晶線，比如沿晶向<100>生長的晶棒會生成4條隆起的晶線。通常晶線從微觀上來看的話是硅晶體的一個晶面，晶線的存在表明晶體內部是以單晶形式在生長，當晶線消失說明晶體的晶面發生了偏轉，產生了不同方向的晶體，內部必然已經以多晶的形式在生長，由此，晶線斷開可以用來表征晶棒從單晶方式生長轉變為了多晶方式生長，這一現象也稱之為晶棒斷線。
[0004]目前，晶線連續性判斷是由操作員根據自身經驗結合爐內情況進行綜合判斷的，該判斷依賴工作經驗且需要長時間多次確認才能做出最終決定，具有滯后性，比如當實際生長的晶線已經與滿足要求的正常晶線不相符，或者說已經表征出正被拉制的晶棒已經不滿足品質要求時，無法及時得到確認，甚至會出現晶線已經斷開都沒有察覺到晶線的生長出現了異常的情況，另外操作員主觀判斷具有不確定性，無法準確判斷晶棒是否發生斷線。

技術實現思路
/>[0005]為解決上述技術問題，本專利技術實施例期望提供一種用于監測晶線的生長的監測系統和監測方法，能夠克服因依靠工作人員完成判斷所帶來的各種問題。
[0006]本專利技術的技術方案是這樣實現的：
[0007]第一方面，本專利技術實施例提供了一種用于監測晶線的生長的監測系統，所述監測系統包括：
[0008]數據獲取單元，用于獲取正被拉制的晶棒上生長出的晶線的實時狀態信息；
[0009]判定單元，用于將所述實時狀態信息與正常狀態信息進行對比，并且當所述實時狀態信息與所述正常狀態信息不一致時判定所述晶線的生長出現異常，其中，所述正常狀態信息為所述晶棒滿足品質要求時生長出的晶線的狀態信息并且與所述實時狀態信息的屬性相同，
[0010]報警單元，用于當所述判定單元判定出所述晶線的生長出現異常時發出晶線異常警報，以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。
[0011]第二方面，本專利技術實施例提供了一種用于監測晶線的生長的監測方法，所述監測方法包括：
[0012]獲取正被拉制的晶棒上生長出的晶線的實時狀態信息；
[0013]將所述實時狀態信息與正常狀態信息進行對比，并且當所述實時狀態信息與所述正常狀態信息不一致時判定所述晶線的生長出現異常，其中，所述正常狀態信息為所述晶棒滿足品質要求時生長出的晶線的狀態信息并且與所述實時狀態信息的屬性相同，
[0014]當判定出所述晶線的生長出現異常時發出晶線異常警報，以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。
[0015]本專利技術實施例提供了一種用于監測晶棒斷線的監測系統和監測方法：對于判斷晶棒是否已發生或可能會發生斷線而言，不需要通過人力反復觀察，降低了勞動成本，可以避免人工經驗的使用，由此避免主觀判斷導致的不確定性，并且能夠在實際生長的晶線與滿足要求的正常晶線不相符時以快速的方式完成判斷，完全避免晶線已經斷開都沒有察覺到晶線的生長出現了異常的情況出現，因此能夠使響應更為及時。
附圖說明
[0016]圖1為示出了現有的拉晶爐、拉制出的晶棒以及形成在晶棒上的晶線的示意圖；
[0017]圖2為示出了晶棒發生斷線的詳細示意圖；
[0018]圖3為根據本專利技術的實施例的監測系統的組成部件示意圖；
[0019]圖4為根據本專利技術的實施例的監測系統結合至拉晶爐的示意圖；
[0020]圖5為根據本專利技術的實施例的數據獲取單元的組成部件示意圖；
[0021]圖6為根據本專利技術的實施例的監測方法的示意圖。
具體實施方式
[0022]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0023]首先參見圖1，其示出了現有的用于拉制晶棒R的拉晶爐1A的示意圖。如圖1所示，該拉晶爐1A可以包括：爐體10A，該爐體10A限定出爐體空腔FC；坩堝20A，該坩堝20A設置在爐體10A限定出的爐體空腔FC中并用于容納熔體M；坩堝托盤30A，該坩堝托盤30A用于支承坩堝20A；坩堝軸40A，該坩堝軸40A用于支撐坩堝托盤30A并驅動坩堝托盤30A轉動；升降線50A，該升降線50A用于將單晶晶種浸入熔體M中以及連續地提升晶種遠離熔體M的液面以在固液界面B處生長出晶棒R。
[0024]對于生長出的晶棒R而言，如圖1所示，在其外周表面處會形成在其徑向上凸出并且沿著其軸向延伸的晶線RL。如在圖2中更具體地示出的，在晶棒R的截面A
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A處，晶線RL是正常的，而由于升降線50A的提升速度降低或拉晶爐1A中熱場變化等原因，在晶棒R的截面B
?
B處，晶線RL部分地消失，另外在晶棒R的截面C
?
C處，晶線RL完全消失。當晶線RL完全消失時，可以認為晶棒R發生了斷線，另外當晶線RL部分地消失至一定的程度時也可以視作晶棒R可能會發生斷線。另一方面晶棒R出現斷線的情形是需要避免的，否則即使拉制出了晶棒R，其品質也是無法得到保證的。因此，及時發現晶棒R已發生或可能會發生斷線以便完成相應的處理是非常重要的。
[0025]基于此，參見圖3并結合圖4，本專利技術實施例提供了一種用于監測晶線RL的生長的監測系統10，所述監測系統10可以包括：
[0026]數據獲取單元100，用于獲取正被拉制的晶棒R上生長出的晶線RL的實時狀態信
息，
[0027]判定單元200，用于將所述實時狀態信息與正常狀態信息進行對比，并且當所述實時狀態信息與所述正常狀態信息不一致時判定所述晶線RL的生長出現異常，其中，所述正常狀態信息為所述晶棒R滿足品質要求時生長出的晶線RL的狀態信息并且與所述實時狀態信息的屬性相同，這里的屬性相同指的是，比如實時狀態信息為晶線RL的寬度值時，正常狀態信息也為晶線RL的寬度值；
[0028]報警單元300，用于當所述判定單元200判定出所述晶線RL的生長出現異常時發出晶線異常警報，以對所述晶棒R的拉制操作進行干涉。
[0029]通過根據本專利技術的上述實施例，對于判斷晶棒R是否已發生或可能會發生斷線而言，不需要通過人力反復觀察，降低了勞動成本，可以避免人工經驗的使用，由此避免主觀判斷導致的不確定性，并且能夠在實際生長的晶線與滿足要求的正常晶線不相符時以快速的方式完成判斷，完全避免晶線已經斷開都沒有察覺到晶線的生長出現了異常的情況出現，因此能夠使響應更為及時。
[0030]為了便于上述的正常狀態信息以及實時狀態信息的獲本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于監測晶線的生長的監測系統，其特征在于，所述監測系統包括：數據獲取單元，用于獲取正被拉制的晶棒上生長出的晶線的實時狀態信息；判定單元，用于將所述實時狀態信息與正常狀態信息進行對比，并且當所述實時狀態信息與所述正常狀態信息不一致時判定所述晶線的生長出現異常，其中，所述正常狀態信息為所述晶棒滿足品質要求時生長出的晶線的狀態信息并且與所述實時狀態信息的屬性相同，報警單元，用于當所述判定單元判定出所述晶線的生長出現異常時發出晶線異常警報，以對所述晶棒的拉制操作進行干涉。2.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述實時狀態信息為實時寬度值，并且所述正常狀態信息為正常寬度值。3.根據權利要求2所述的監測系統，其特征在于，所述判定單元還用于將每一時刻獲取到的實時寬度值與前一時刻獲取到的實時寬度值進行對比，并且當所述實時寬度值在設定的時間段內持續減小時判定所述晶線有斷開的趨勢，所述報警單元還用于當所述判定單元判定出所述晶線有斷開的趨勢時發出晶線斷開預警，以對拉晶參數進行調整。4.根據權利要求3所述的監測系統，其特征在于，所述判定單元還用于當所述實時寬度值等于零時判定所述晶線已經斷開，所述報警單元還用于當所述判定單元判定出所述晶線已經斷開時發出晶線斷開警報，以對所述晶棒執行回熔或提斷的操作。5.根據權利要求2至4中任一項所述的監測系統，其特征在于，所述晶棒為用于生產300mm硅片的COP Free晶棒，并且所述正常寬度值介于0.5mm至1.5mm之間，或者所述晶棒為用于生產300mm硅片的EPI輕摻晶棒，并且所述正常寬度值介于1.5mm至2.3m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊文武，
申請(專利權)人：西安奕斯偉材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：