[发明专利]一种直拉法生产单晶中收尾阶段单晶收放趋势的判断方法

说明书

本发明公开了一种直拉硅单晶收尾阶段单晶收放趋势的判断方法，包括以下步骤：(1)按照所生产单晶直径的1‑1.3倍预算出收尾长度，结合勾股定理算出收尾的两个角度为63°和69°，根据两个角度分别计算不同长度段内的重量随长度变化斜率，绘制出理论重量随长度变化曲线图；(2)通过单晶炉客户端获得收尾部分任意位置A和重量B；通过单晶炉客户端获得收尾部分位置A下的位置C和重量D；计算位置A到位置C的重量随着长度的变化斜率α＝(D‑B)/(C‑A)；(3)将理论重量随长度变化曲线图划分成提高拉速区、拉速维持区、降低拉速区，将α放入理论重量随长度变化曲线图中，实时调节拉速。采用本发明能够及时有效的判断出单晶收放趋势，正确的调节拉速，提高单晶的完好率。

技术领域

本发明涉及一种直拉法生产单晶中收尾阶段单晶收放趋势的判断方法，属于半导体硅材料生产领域。

背景技术

随着信息时代的到来，有效地掌握信息资源变得尤为重要，所以对计算机处理、存储、传输信息的性能要求也越来越高。大规模集成电路的出现为提高计算机的性能提供了发展基础。硅材料表面结构高度稳定的SiO₂钝化层且临界切应力较大、无毒性等优点决定了硅材料是集成电路制造的基础材料。随着集成电路技术的发展，为了控制成本，用于集成电路的硅片尺寸也越来越大，目前市面上主流的是8英寸和12英寸抛光片。大尺寸硅片的应用对单晶硅生产技术要求也越来越高。目前生产单晶硅棒的方法主要有直拉单晶硅法(CZ)、悬浮区熔法(FZ)和外延法。相较于FZ法和外延法，CZ法更受欢迎，广泛应用于半导体生产行业。CZ法是在石英坩埚中熔化多晶硅，经过引晶、放肩、转肩、等径、收尾、停炉等过程获得单晶的过程。生长过程中依靠CCD光学系统获得直径信号，从而控制单晶硅的尺寸为目标尺寸。

对于大直径单晶，由于单晶炉炉筒尺寸固定，随着单晶的生长长度的增加，收尾部分会被前一阶段的等径部分挡住。现场工作人员无法通过肉眼对收尾部分单晶的收放进行直观判段，仅凭个人经验调节收尾拉速。无法准确调节单晶收尾拉速，不及时升降拉速造成收尾卡/断或者形状不好，严重影响了单晶生产的完好率，从而增加生产成本。另外从单晶收尾工艺来讲，如果收尾长度不够则可能产生位错，所以很多厂家对于收尾长度要求在直径的1-1.3倍。既保证了单晶收尾长度足够，保证无位错，又保证了收尾长度不会过长而消耗资源。所以改进收尾工艺来保证单晶的外观和收尾结果的完好对厂家提高利润具有重要意义。

目前各厂家使用的主流单晶炉可用重量变化来模拟单晶收尾大概趋势，这种方法有一定的局限性，对于短时间内单晶尾部收放无法做出准确的分析，也无法判断单晶收尾实时的变化趋势。

对于生产部门来讲，单晶收尾形状美观度以及单晶的完好程度对公司收益至关重要。如何快速的判断出单晶收尾部分的收放状态，并及时有效的调节收尾拉速对节约生产成本以及提高单晶的完好率有重要意义。

发明内容

基于以上现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种直拉法生产单晶中收尾阶段单晶收放趋势的判断方法，采用该方法能够及时有效的判断出单晶收放趋势，帮助操作人员正确的调节拉速，提高单晶的完好率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直拉法生产单晶中收尾阶段单晶收放趋势的判断方法，包括以下步骤：

(1)按照所生产单晶直径的1-1.3倍预算出同一炉次的收尾长度，结合勾股定理算出收尾的两个角度(即收尾生长面与单晶斜面所围成的角度)为63°和69°，根据两个角度分别计算不同长度段内的重量随长度变化斜率，绘制出理论重量随长度变化曲线图；

(2)通过单晶炉客户端获得收尾部分任意位置A和重量B；然后，通过单晶炉客户端获得收尾部分位置A下的位置C和重量D；计算位置A到位置C的重量随着长度的变化斜率α＝(D-B)/(C-A)；