一种控制直拉单晶液面距的方法技术

本发明专利技术提供一种控制直拉单晶液面距的方法，包括：进入稳温工序时，调节液位检测装置至预设液面距高度；进行硅溶液表面位置探测：判断液位检测装置是否与硅溶液液面接触，若是，则控制坩埚下降，否则，控制坩埚上升；重复上述步骤，直至停炉工序，停止液面距控制。本发明专利技术的有益效果是根据液位检测装置是否与硅溶液表面接触来控制坩埚上升或下降，使得实际液面距与预设液面距相适应，在拉晶过程中实时调节实际液面距与预设液面距之间的关系，使得实际液面距与预设液面距保持动态平衡，使得实际液面距满足拉晶工艺要求，保证液面距按照工艺要求准确控制，保证直拉单晶尤其是IC级半导体单晶对温度梯度的要求。对温度梯度的要求。对温度梯度的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种控制直拉单晶液面距的方法


[0001]本专利技术属于直拉单晶
，尤其是涉及一种控制直拉单晶液面距的方法。

技术介绍

[0002]如图3所示，目前液面距的控制是通过安装在内导流筒5上的石英小棒8来确定的，例如液面距要求20mm，则石英小棒8伸出外导流筒6下沿10mm，石英小棒8接触硅溶液表面7后，坩埚9下降10mm，实现液面距20mm的定位。
[0003]使用石英小棒确定液面距的缺点：石英小棒的安装：如图3所示，在内导流筒5上打孔，将L型的石英小棒8一端卡入内导流筒5，石英小棒8的安装角度受开孔角度的影响。若开孔过大，可能导致石英小棒8松动摇摆，当化料后发现石英小棒倾斜已经太晚，无法确定液面距。
[0004]原料复投过程中：石英小棒可能被复投料砸断或砸歪，导致液面距无法准确确定。
[0005]定埚位过程中，不同操作员观察到石英小棒8接触硅溶液表面7的评判标准不同，因此坩埚的升降高度存在差异，导致人为误差。
[0006]拉晶过程中，是通过CCD捕捉的像素值模拟的液面距，若过程中CCD镜头被移动，观察窗口氧化物遮挡视野亮度变化，像素值修正等，均有可能导致单晶生长过程中实际液面距与像素值模拟的液面距有较大的差异。

技术实现思路

[0007]鉴于上述问题，本专利技术提供一种控制直拉单晶液面距的方法，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种控制直拉单晶液面距的方法，包括，进入稳温工序时，调节液位检测装置至预设液面距高度；进行硅溶液表面位置探测：判断液位检测装置是否与硅溶液液面接触，若是，则控制坩埚下降，否则，控制坩埚上升；重复上述步骤，直至停炉工序，停止液面距控制。
[0009]进一步的，进行硅溶液表面位置探测步骤中，按照设定距离及设定速度移动坩埚，控制坩埚上升或下降，设定距离为0.1
‑
1mm，设定速度为0.1
‑
1mm/min。
[0010]进一步的，每隔第一时间段进行一次硅溶液表面位置探测，第一时间段为1
‑
2min。
[0011]进一步的，进行硅溶液表面位置探测步骤中，按照设定比例控制埚跟比，控制坩埚上升或下降，设定比例为0.1
‑
0.4。
[0012]进一步的，每隔第二时间段进行一次硅溶液表面位置探测，第二时间段为10
‑
15min。
[0013]进一步的，在拉晶前，对液位检测装置进行零位校正。
[0014]进一步的，液位检测装置的零位为液位检测装置与外导流筒下沿平齐的位置。
[0015]进一步的，液位检测装置的检测端延伸进单晶炉内，并延伸至内导流筒的下沿处。
[0016]进一步的，液位检测装置为液位探针。
[0017]进一步的，液位检测装置的位置通过位置检测装置检测，位置检测装置为位置传感器。
[0018]由于采用上述技术方案，采用控制直拉单晶液面距的装置在直拉单晶过程中进行液面距的控制，设定预设液面距高度，按照预设液面距高度移动液位检测装置距离，然后根据液位检测装置是否与硅溶液表面接触来控制坩埚上升或下降，使得实际液面距与预设液面距相适应，在拉晶过程中实时调节实际液面距与预设液面距之间的关系，使得实际液面距与预设液面距保持动态平衡，使得实际液面距满足拉晶工艺要求，保证液面距按照工艺要求准确控制，保证直拉单晶尤其是IC级半导体单晶对温度梯度的要求；液位检测装置沿着内导流筒内侧壁面设置，不会与单晶复投动作产生干涉，有效地解决了直拉单晶炉在拉制单晶时因石英小棒歪斜或复投时被原料砸断导致的初始埚位偏差，或拉晶过程中因埚跟比设置不合理或液面像素值跑偏导致的液面距偏差问题；能够避免因液面距与工艺要求不一致导致的温度梯度变化，改变V/G，诱发旋涡、OISF等缺陷的产生，甚至断苞问题；能够避免因液面距与工艺要求不一致导致的气流变化，诱发电阻率偏差、RRV、ORG变差等品质问题；能够避免因复投过程中石英小棒被砸断掉入硅溶液中，引入杂质，导致断苞的风险；该控制直拉单晶液面距的装置结构简单，容易实现，准确度高，相比需要两人配合，一人肉眼观测石英小棒与液面接触情况，一人控制坩埚升降，该装置能够实现单人操作替代双人操作的工作模式，安全系数高，能够有效防止因工艺要求的小液面距因人为操作不当或埚跟比设置不合理导致的埚升过快喷硅问题。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一实施例的控制直拉单晶液面距的装置的结构示意图；图2是本专利技术的一实施例的液面距的控制流程图；图3是现有技术中液面距测量装置的结构示意图。
[0020]图中：1、液位检测装置；2、位置检测装置；3、驱动装置；4、单晶炉炉盖；5、内导流筒；6、外导流筒；7、硅溶液表面；8、石英小棒；9、坩埚。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0022]图1示出了本专利技术一实施例的结构示意图，本实施例涉及一种控制直拉单晶液面距的方法，用于在直拉单晶过程中控制液面距，在拉晶过程中对液面距进行自动化控制调节，保证液面距按照工艺要求准确控制，保证直拉单晶尤其是IC级半导体单晶对温度梯度的严格要求。
[0023]液面距，指的是导流筒下沿距离硅溶液表面的距离，控制液面距，指的是控制导流筒下沿距离硅溶液表面的距离。
[0024]液面距对直拉单晶的影响为：液面距影响单晶生长的温度梯度，若生长过程中，液
面距不可控，将导致单晶生长的温度梯度发生变化，影响单晶品质，例如OISF、SW等缺陷，或导致单晶断苞。同时，液面距还影响单晶的氧含量、RRV、ORG、电阻率等品质参数。因此，液面距的准确控制在直拉单晶的生长过程中是十分重要的。
[0025]一种控制直拉单晶液面距的装置，如图1所示，包括，液位检测装置1，用于与硅溶液接触，液位检测装置1与硅溶液表面7接触，液位检测装置1会产生电位变化，能够判断液位检测装置1是否与硅溶液接触，检测硅溶液表面7位置；驱动装置3，与液位检测装置1连接，驱动液位检测装置1移动，对液位检测装置1进行位置调节，驱动装置3驱动液位检测装置1移动，调节液位检测装置1的检测端的位置，可根据实际需求，控制液位检测装置1的检测端的位置；控制单元，与驱动装置3和坩埚升降结构连接，控制驱动装置3动作，接收液位检测装置1的信号，控制坩埚升降结构动作，根据液位检测装置1是否与硅溶液表面7接触来控制坩埚升降结构动作，使得坩埚9进行上升或下降，以调节外导流筒6下沿与硅溶液表面7之间的距离，即，根据液位检测装置1是否与硅溶液表面7接触，调节液面距，以使得液面距满足拉晶工艺要求。
[0026]上述的驱动装置3设于单晶炉炉盖4上，固定安装在单晶炉炉盖4的外表面上，在本实施例中，优选的，驱动装置3为伺服电机，伺服电机可以通过安装座固定安装在单晶炉炉盖4上，该伺服电机为市售产品，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。控制单元可根据伺服电机的转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制直拉单晶液面距的方法，其特征在于：包括，进入稳温工序时，调节液位检测装置至预设液面距高度；进行硅溶液表面位置探测：判断所述液位检测装置是否与硅溶液液面接触，若是，则控制坩埚下降，否则，控制坩埚上升；重复上述步骤，直至停炉工序，停止液面距控制。2.根据权利要求1所述的控制直拉单晶液面距的方法，其特征在于：所述进行硅溶液表面位置探测步骤中，按照设定距离及设定速度移动坩埚，控制坩埚上升或下降，所述设定距离为0.1
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1mm，所述设定速度为0.1
‑
1mm/min。3.根据权利要求2所述的控制直拉单晶液面距的方法，其特征在于：每隔第一时间段进行一次硅溶液表面位置探测，所述第一时间段为1
‑
2min。4.根据权利要求1所述的控制直拉单晶液面距的方法，其特征在于：所述进行硅溶液表面位置探测步骤中，按照设定比例控制埚跟比，控制坩埚上升或下降，所述设定比例为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晨光，孔凯斌，周宏邦，贾海洋，王淼，张强，王彦君，娄中士，侯明超，刘伟，
申请(专利权)人：中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：