[發(fā)明專利]一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810084837.7
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN110093663A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧先亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: C30B15/26
• 分類號: C30B15/26
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發(fā)明提供一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)方法包括：提供長晶爐，所述長晶爐的上方設(shè)置有第一校準(zhǔn)CCD相機、第二校準(zhǔn)CCD相機以及測量CCD相機；在長晶過程中，通過所述測量CCD相機獲取晶體的直徑；由所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機分別捕捉所述晶體關(guān)于圓心對稱的兩個邊緣，以獲取所述晶體的實測直徑；利用所述實測直徑對所述測量直徑進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明提供的用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)，模擬了人工校準(zhǔn)直徑的方法，自動對晶體直徑進(jìn)行實時在線校準(zhǔn)，從而精確控制晶體直徑，有效降低成本，增加長晶的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展、新電子產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，對大直徑單晶硅的需要量增長迅速。目前常見的單晶硅生長方法是直拉法，即在單晶爐中，使籽晶浸入容置于坩堝的硅熔體中，在轉(zhuǎn)動籽晶及坩堝的同時提拉籽晶，以在籽晶下端依次進(jìn)行引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑及收尾，獲得單晶硅棒。在利用直拉法制備大尺寸硅單晶的過程中，為了提高材料的利用率并保證晶體直徑達(dá)到要求，需要在長晶過程對硅棒的直徑進(jìn)行精確控制。

目前的單晶硅直徑控制方法主要是利用圖像傳感器，如CCD相機采集爐內(nèi)三相交界處的圖像，然后利用計算對圖像進(jìn)行處理，得出晶體的直徑并反饋回控制系統(tǒng)對長晶進(jìn)行控制。為了達(dá)到有效精確的長晶控制，CCD相機獲得的直徑準(zhǔn)確度至關(guān)重要。

隨著長晶技術(shù)不斷發(fā)展，熱場設(shè)計和工藝等關(guān)鍵技術(shù)不斷發(fā)展，使得CCD測直徑需要滿足在不同熱場和工藝條件下的測直徑的要求。因此，在實際長晶過程中，需要不斷對CCD相機獲得的直徑進(jìn)行校準(zhǔn)，通過實際測定的晶體直徑來校準(zhǔn)CCD直徑，達(dá)到精確獲得直徑的要求。目前采用的校準(zhǔn)方法主要有兩種，一種是長晶過程中由操作人員利用觀察窗口實時測量晶體的直徑，這種方法精確度較低，并且增加人力成本；另一種是長晶結(jié)束后實際測量晶體的直徑進(jìn)行校準(zhǔn)，這種方法不能夠?qū)崟r進(jìn)行校準(zhǔn)，因此會造成材料的浪費。

因此，有必要提出一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)方法，所述方法包括：

提供長晶爐，所述長晶爐的上方設(shè)置有第一校準(zhǔn)CCD相機、第二校準(zhǔn)CCD相機以及測量CCD相機；

在長晶過程中，通過所述測量CCD相機獲取晶體的直徑；

由所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機分別捕捉所述晶體關(guān)于圓心對稱的兩個邊緣，以獲取所述晶體的實測直徑；

利用所述實測直徑對所述測量直徑進(jìn)行校準(zhǔn)。

示例性地，所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機的中心間距等于所述晶體的設(shè)定直徑。

示例性地，獲取所述晶體的實測直徑的方法包括：以所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機的中心所對應(yīng)的位置作為標(biāo)記位置；由所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機分別捕捉所述晶體關(guān)于圓心對稱的兩個邊緣，偏離所述標(biāo)記位置的距離表示所述晶體的直徑的變化量。

示例性地，所述第一校準(zhǔn)CCD相機和所述第二校準(zhǔn)CCD相機設(shè)置于所述長晶爐原有的用于進(jìn)行人工測量的觀察口處。

示例性地，所述測量CCD相機的光軸與所述晶體的中軸線之間成大于0度小于90度的夾角。

本發(fā)明還提供一種用于晶體直徑測量的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括：