[發(fā)明專利]熱場測量機(jī)構(gòu)及校正方法

在審

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• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110592662A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈偉民;王剛;郭鴻震;趙旭良
• 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: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B15/20
• 代理公司: 31237 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供一種熱場測量機(jī)構(gòu)及校正方法。在晶體生長裝置中的坩堝軸上設(shè)置測量平臺，距離傳感器通過測量工裝設(shè)置在測量平臺上，在實(shí)際晶體生長狀態(tài)的情況下，以坩堝軸為基準(zhǔn)，測量熱場各部件不同方位的徑向距離，并根據(jù)測量結(jié)果對熱場進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)熱場的對中性，以保證晶體生長的熱區(qū)對稱且穩(wěn)定，使得晶體生長的扭曲變形發(fā)生的概率降低，提高晶體表面的光滑平整性，進(jìn)而提高晶體的良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱場的測量機(jī)構(gòu)及校正方法。

背景技術(shù)

提拉法，又稱直拉法、Cz法，是一種目前最流行的塊狀單晶體生長技術(shù)，傳統(tǒng)的提拉法裝置由熱場系統(tǒng)(加熱、控溫和保溫)、氣氛控制系統(tǒng)(真空、氣路、充氣)、傳動系統(tǒng)(提拉、旋轉(zhuǎn))等構(gòu)成。該方法的優(yōu)勢在于可測試和觀察生長界面、定向籽晶、“縮頸”技術(shù)、“收尾”技術(shù)、可旋轉(zhuǎn)坩堝和晶體，因而控制方便，能獲得較快的生長速率和很高的產(chǎn)品性能均勻性，成品率遠(yuǎn)大于其它晶體生長方式。

在提拉法生長晶體的過程中，晶體生長的成功與否以及質(zhì)量的高低會由晶體生長裝置中熱場的溫度分布等決定。例如，溫度分布合適的熱場，不僅硅單晶生長順利，而且品質(zhì)較高；如果熱場的溫度分布不是很合理，生長硅單晶的過程中容易產(chǎn)生各種缺陷，影響質(zhì)量，情況嚴(yán)重的出現(xiàn)變晶現(xiàn)象生長不出來單晶。單晶生長爐中熱場通常是由以石墨及石墨氈材料制作的部件組成，部件組裝后的熱場須保證熱場的中心和坩堝系統(tǒng)的中心保持一致，以保證晶體生長的熱區(qū)對稱且穩(wěn)定。但是由于組裝的公差精度，會形成熱場的中心偏心，進(jìn)而會影響熱場的溫度分布。因此，如何更好的測量和校正晶體生長裝置中的熱場是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種晶體生長裝置熱場的測量機(jī)構(gòu)及校正方法，實(shí)現(xiàn)對晶體生長裝置熱場的測量，并根據(jù)測量結(jié)果校正熱場配置，以保證晶體生長的熱區(qū)對稱且穩(wěn)定，提高晶體的良率。

本發(fā)明提供一種熱場測量機(jī)構(gòu)，用于測量晶體生長裝置中熱場的對中性，其特征在于，包括：設(shè)置在晶體生長裝置中坩堝軸上的測量平臺、設(shè)置在所述測量平臺上的測量工裝及設(shè)置在所述測量工裝上的距離傳感器，所述測量工裝設(shè)置在所述測量平臺的任一位置，并提供所述距離傳感器一測量高度。

可選的，所述測量平臺為一圓形平臺。

可選的，所述坩堝軸位于所述測量平臺的中心。

可選的，所述測量平臺上設(shè)置有固定所述測量工裝的固定位。

可選的，所述測量工裝固定在距離所述測量平臺的中心的一定距離的位置。

可選的，所述距離傳感器為激光測距儀。

可選的，所述測量工裝采用特氟龍材料制成。

可選的，所述測量平臺與所述坩堝軸銜接部分采用石墨材料制成。

本發(fā)明提供一種晶體生長裝置熱場的校正方法，包括：

卸下晶體生長裝置中與坩堝軸連接的坩堝；

在坩堝軸上安裝上述的晶體生長裝置熱場的測量機(jī)構(gòu)；

對晶體生長裝置進(jìn)行抽真空，并使晶體生長裝置中的熱場處于實(shí)際晶體生長的狀態(tài)；

以坩堝系統(tǒng)中心為基準(zhǔn)，測量熱場各部件不同方位的徑向距離；

以及，

根據(jù)測量結(jié)果對熱場進(jìn)行調(diào)整。

可選的，以坩堝軸為基準(zhǔn)，測量熱場各部件不同方位的徑向距離，包括：

升降坩堝軸，使所述熱場測量機(jī)構(gòu)的距離傳感器到達(dá)指定熱場部件的位置；

調(diào)節(jié)坩堝軸的旋轉(zhuǎn)角度，測量熱場各部件與所述距離傳感器之間的距離；