一种用于监测晶线的生长的监测系统和监测方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种用于监测晶线的生长的监测系统和监测方法，所述监测系统包括：数据获取单元，用于获取正被拉制的晶棒上生长出的晶线的实时状态信息；判定单元，用于将所述实时状态信息与正常状态信息进行对比，并且当所述实时状态信息与所述正常状态信息不一致时判定所述晶线的生长出现异常，其中，所述正常状态信息为所述晶棒满足品质要求时生长出的晶线的状态信息并且与所述实时状态信息的属性相同，报警单元，用于当所述判定单元判定出所述晶线的生长出现异常时发出晶线异常警报，以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测晶线的生长的监测系统和监测方法


[0001]本专利技术涉及硅片生产领域，尤其涉及一种用于监测晶线的生长的监测系统和监测方法。

技术介绍

[0002]对于比如用于生产集成电路等半导体电子元器件的硅片而言，主要通过将直拉法(Czochralski)拉制的单晶硅棒切片而制造出。Czochralski法包括使由石英制成的坩埚中的多晶硅熔化以获得硅熔体，将单晶晶种浸入硅熔体中，以及连续地提升晶种移动离开硅熔体表面，由此在移动过程中在固液界面处生长出单晶硅棒。
[0003]在拉晶过程中，晶棒的外周表面会形成在径向上凸出并且沿着轴向延伸的晶线，比如沿晶向<100>生长的晶棒会生成4条隆起的晶线。通常晶线从微观上来看的话是硅晶体的一个晶面，晶线的存在表明晶体内部是以单晶形式在生长，当晶线消失说明晶体的晶面发生了偏转，产生了不同方向的晶体，内部必然已经以多晶的形式在生长，由此，晶线断开可以用来表征晶棒从单晶方式生长转变为了多晶方式生长，这一现象也称之为晶棒断线。
[0004]目前，晶线连续性判断是由操作员根据自身经验结合炉内情况进行综合判断的，该判断依赖工作经验且需要长时间多次确认才能做出最终决定，具有滞后性，比如当实际生长的晶线已经与满足要求的正常晶线不相符，或者说已经表征出正被拉制的晶棒已经不满足品质要求时，无法及时得到确认，甚至会出现晶线已经断开都没有察觉到晶线的生长出现了异常的情况，另外操作员主观判断具有不确定性，无法准确判断晶棒是否发生断线。

技术实现思路
/>[0005]为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种用于监测晶线的生长的监测系统和监测方法，能够克服因依靠工作人员完成判断所带来的各种问题。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于监测晶线的生长的监测系统，所述监测系统包括：
[0008]数据获取单元，用于获取正被拉制的晶棒上生长出的晶线的实时状态信息；
[0009]判定单元，用于将所述实时状态信息与正常状态信息进行对比，并且当所述实时状态信息与所述正常状态信息不一致时判定所述晶线的生长出现异常，其中，所述正常状态信息为所述晶棒满足品质要求时生长出的晶线的状态信息并且与所述实时状态信息的属性相同，
[0010]报警单元，用于当所述判定单元判定出所述晶线的生长出现异常时发出晶线异常警报，以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于监测晶线的生长的监测方法，所述监测方法包括：
[0012]获取正被拉制的晶棒上生长出的晶线的实时状态信息；
[0013]将所述实时状态信息与正常状态信息进行对比，并且当所述实时状态信息与所述正常状态信息不一致时判定所述晶线的生长出现异常，其中，所述正常状态信息为所述晶棒满足品质要求时生长出的晶线的状态信息并且与所述实时状态信息的属性相同，
[0014]当判定出所述晶线的生长出现异常时发出晶线异常警报，以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。
[0015]本专利技术实施例提供了一种用于监测晶棒断线的监测系统和监测方法：对于判断晶棒是否已发生或可能会发生断线而言，不需要通过人力反复观察，降低了劳动成本，可以避免人工经验的使用，由此避免主观判断导致的不确定性，并且能够在实际生长的晶线与满足要求的正常晶线不相符时以快速的方式完成判断，完全避免晶线已经断开都没有察觉到晶线的生长出现了异常的情况出现，因此能够使响应更为及时。
附图说明
[0016]图1为示出了现有的拉晶炉、拉制出的晶棒以及形成在晶棒上的晶线的示意图；
[0017]图2为示出了晶棒发生断线的详细示意图；
[0018]图3为根据本专利技术的实施例的监测系统的组成部件示意图；
[0019]图4为根据本专利技术的实施例的监测系统结合至拉晶炉的示意图；
[0020]图5为根据本专利技术的实施例的数据获取单元的组成部件示意图；
[0021]图6为根据本专利技术的实施例的监测方法的示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]首先参见图1，其示出了现有的用于拉制晶棒R的拉晶炉1A的示意图。如图1所示，该拉晶炉1A可以包括：炉体10A，该炉体10A限定出炉体空腔FC；坩埚20A，该坩埚20A设置在炉体10A限定出的炉体空腔FC中并用于容纳熔体M；坩埚托盘30A，该坩埚托盘30A用于支承坩埚20A；坩埚轴40A，该坩埚轴40A用于支撑坩埚托盘30A并驱动坩埚托盘30A转动；升降线50A，该升降线50A用于将单晶晶种浸入熔体M中以及连续地提升晶种远离熔体M的液面以在固液界面B处生长出晶棒R。
[0024]对于生长出的晶棒R而言，如图1所示，在其外周表面处会形成在其径向上凸出并且沿着其轴向延伸的晶线RL。如在图2中更具体地示出的，在晶棒R的截面A
‑
A处，晶线RL是正常的，而由于升降线50A的提升速度降低或拉晶炉1A中热场变化等原因，在晶棒R的截面B
‑
B处，晶线RL部分地消失，另外在晶棒R的截面C
‑
C处，晶线RL完全消失。当晶线RL完全消失时，可以认为晶棒R发生了断线，另外当晶线RL部分地消失至一定的程度时也可以视作晶棒R可能会发生断线。另一方面晶棒R出现断线的情形是需要避免的，否则即使拉制出了晶棒R，其品质也是无法得到保证的。因此，及时发现晶棒R已发生或可能会发生断线以便完成相应的处理是非常重要的。
[0025]基于此，参见图3并结合图4，本专利技术实施例提供了一种用于监测晶线RL的生长的监测系统10，所述监测系统10可以包括：
[0026]数据获取单元100，用于获取正被拉制的晶棒R上生长出的晶线RL的实时状态信
息，
[0027]判定单元200，用于将所述实时状态信息与正常状态信息进行对比，并且当所述实时状态信息与所述正常状态信息不一致时判定所述晶线RL的生长出现异常，其中，所述正常状态信息为所述晶棒R满足品质要求时生长出的晶线RL的状态信息并且与所述实时状态信息的属性相同，这里的属性相同指的是，比如实时状态信息为晶线RL的宽度值时，正常状态信息也为晶线RL的宽度值；
[0028]报警单元300，用于当所述判定单元200判定出所述晶线RL的生长出现异常时发出晶线异常警报，以对所述晶棒R的拉制操作进行干涉。
[0029]通过根据本专利技术的上述实施例，对于判断晶棒R是否已发生或可能会发生断线而言，不需要通过人力反复观察，降低了劳动成本，可以避免人工经验的使用，由此避免主观判断导致的不确定性，并且能够在实际生长的晶线与满足要求的正常晶线不相符时以快速的方式完成判断，完全避免晶线已经断开都没有察觉到晶线的生长出现了异常的情况出现，因此能够使响应更为及时。
[0030]为了便于上述的正常状态信息以及实时状态信息的获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测晶线的生长的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：数据获取单元，用于获取正被拉制的晶棒上生长出的晶线的实时状态信息；判定单元，用于将所述实时状态信息与正常状态信息进行对比，并且当所述实时状态信息与所述正常状态信息不一致时判定所述晶线的生长出现异常，其中，所述正常状态信息为所述晶棒满足品质要求时生长出的晶线的状态信息并且与所述实时状态信息的属性相同，报警单元，用于当所述判定单元判定出所述晶线的生长出现异常时发出晶线异常警报，以对所述晶棒的拉制操作进行干涉。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述实时状态信息为实时宽度值，并且所述正常状态信息为正常宽度值。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述判定单元还用于将每一时刻获取到的实时宽度值与前一时刻获取到的实时宽度值进行对比，并且当所述实时宽度值在设定的时间段内持续减小时判定所述晶线有断开的趋势，所述报警单元还用于当所述判定单元判定出所述晶线有断开的趋势时发出晶线断开预警，以对拉晶参数进行调整。4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述判定单元还用于当所述实时宽度值等于零时判定所述晶线已经断开，所述报警单元还用于当所述判定单元判定出所述晶线已经断开时发出晶线断开警报，以对所述晶棒执行回熔或提断的操作。5.根据权利要求2至4中任一项所述的监测系统，其特征在于，所述晶棒为用于生产300mm硅片的COP Free晶棒，并且所述正常宽度值介于0.5mm至1.5mm之间，或者所述晶棒为用于生产300mm硅片的EPI轻掺晶棒，并且所述正常宽度值介于1.5mm至2.3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文武，
申请(专利权)人：西安奕斯伟材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：