一种用于获取拉晶炉的炉体内的污染信息的装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测装置领域，尤其涉及一种用于获取拉晶炉的炉体内的污染信息的装置。


背景技术：

2.伴随信息化的全球发展，半导体硅材料为迄今为止应用最广泛的半导体材料。在整个半导体材料的生产和使用中硅材料占95％左右。硅片应用领域的器件尺寸持续减小，同时在器件集成度逐渐提高的情况下硅片所受到的应力会显著提高，由于硅材料的机械强度低，会影响加工和制造过工艺参数的设定，并且在产品组装过程中硅片损伤、破碎的情况极其容易发生，从而导致硅片生产成本的增加，因此改善硅片的机械强度具有重要意义。
3.在通过直拉法制造硅片的过程中，控制生产设备中的污染物对硅片的影响是十分必要的，杂质的带入会引起硅晶棒中各种缺陷的产生，对硅片在集成电路元件的应用产生有害影响，故需要在拉晶过程中降低杂质含量，提高硅片在集成电路应用上的良率。一般硅片表面的杂质主要来自晶圆加工以及集成电路制程，人们普遍对外来污染、硅片的正面污染非常警觉，然而由晶体生长过程中的杂质常被忽略，晶体生长所带来的杂质，往往会影响氧析出物或oisf等缺陷生成，非常不利于后端的集成电路制程。随着集成电路制程迈向更高的阶段，对于晶圆的要求也越来越严格，因此由晶体生长过程中的杂质的重要性显而易见。另外，由于晶棒受到污染的话会严重影响到工厂产能。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种用于获取拉晶炉的炉体内的污染信息的装置，通过该装置能够在拉晶过程开始之前获取拉晶炉的炉体内部的污染状态。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种用于获取拉晶炉的炉体内的污染信息的装置，所述拉晶炉包括导流筒和籽晶升降机构，所述装置包括：
7.采样构件，所述采样构件用于吸附污染物；
8.放入机构，所述放入机构用于将所述采样构件放入至所述炉体的内部；
9.处理器，所述处理器用于检测所述采样构件放入炉体内部前后的污染信息变化量，所述污染信息变化量表征所述污染信息。
10.通过放入机构将采样构件放入至拉晶炉的内部并保持设定时长，用以模拟在晶体生长环境下晶棒可能收到的污染情况，通过处理器检测上述采样构件放入拉晶炉前后的污染信息变化量，用以通过所述污染信息变化量表征拉晶炉内的污染状态。
11.优选地，所述采样构件可以为硅片。
12.优选地，所述硅片可以为洁净硅片。
13.优选地，所述装置还可以包括取出机构，所述取出机构用于将所述采样构件从所
述炉体的内部取出到所述炉体的外部，所述处理器对处于所述炉体的外部的所述采样构件进行检测。
14.优选地，所述拉晶炉可以包括用于将籽晶降下至所述炉体的内部以及将所述籽晶从所述炉体的内部提升至所述炉体的外部的升降机构，所述放入机构和所述取出机构的功能由所述升降机构实现。
15.优选地，所述拉晶炉可以包括用于将保护性气体引导至硅熔体的导流筒，所述放入机构将所述采样构件放入至与所述导流筒的底部平齐的位置。
16.优选地，所述装置还可以包括用于承载所述采样构件的托盘，所述放入机构驱动所述托盘移动以使得承载在所述托盘中的所述采样构件与所述托盘一起移动。
17.优选地，所述托盘可以由硅制成。
18.优选地，所述装置还可以包括报警器，所述报警器用于当所述污染信息变化量大于设定值时发出报警。
19.优选地，所述报警器可以为视觉报警器。
附图说明
20.图1为现有技术中拉晶炉的示意图；
21.图2为根据本实用新型的实施例的装置的示意图；
22.图3为使用根据本实用新型的装置的拉晶炉的示意图。
具体实施方式
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.参见图1，拉晶炉20包括导流筒21、籽晶升降机构22、坩埚23和炉体25，在通过直拉法工艺生产单晶硅时，首先将多晶硅原材料放入坩埚23中，熔化硅原料得到硅熔体24，调整加热器使得坩埚23的温度能够将多晶硅原材料熔化，通过籽晶升降机构22夹持籽晶sc(晶体生长的种子)移动进入坩埚23与硅熔体24的液面接触，接着控制温度和籽晶升降机构22的拉速保持晶棒等径生长，使得硅熔体24从籽晶sc长大到需要的目标晶棒，直至晶体与硅熔体24液面脱离，完成拉晶过程。
25.在通过直拉法拉制晶棒的过程中，硅晶棒中的杂质来源可能有：多晶硅原料，掺杂剂，热场，拉晶炉。多晶硅原料以及掺杂剂常常在来料检查时具有严格的检查制度，然而在工业生产拉制晶棒的过程中，对于热场以及拉晶炉往往会由于设备点检不到位或者热场清扫不全面给晶棒带来潜在的污染风险。另一方面，在清理热场的过程中，常常需要人为操作、比如生产工人误用金属制品进行清理，混用各炉台清洁工具，这些都为晶棒品质带来一系列隐患，为热场清理带来了极大的风险，造成了金属的带入，污染热场，造成了晶棒的污染。由此可知，在拉晶过程中的热场是晶体生长的重要环境，保证拉制晶棒的过程中拉晶炉的热场不存在污染晶棒的风险是十分重要的，因此需要一种能够确保在拉晶开始之前获得
拉晶炉内污染信息的装置，本实用新型提供了一种如图2中示出的获取拉晶炉20的炉体25内的污染信息的装置10，通过该装置10能够获取拉晶炉的炉体的内部的污染状态，所述装置10包括：
26.采样构件11，该采样构件11用于吸附污染物，采样构件11由能够吸附拉晶炉内污染物的吸附材料制成，当采样构件11放置在拉晶炉内并保持一段时间后，拉晶炉内的污染物穿过采样构件11的表面并停留在采样构件11内部，使得采样构件11的污染信息发生变化；
27.放入机构12，该放入机构12用于将采样构件11放入至所述炉体25的内部，例如由电机驱动的放入机构12沿竖直方向驱动采样构件11进入炉体25的内部；
28.处理器10p，所述处理器10p用于检测采样构件11放入炉体25内部前后的污染信息变化量，所述污染信息变化量表征所述炉体的内部的污染信息。
29.优选地，采样构件11由可以是硅片。由于硅片是现有的，因此能够便于采样构件11的获得。
30.优选地，硅片可以是洁净的以简化处理器10p的检测并避免对炉体内部带来附加污染。
31.为了便于处理器10p执行检测，优选地，装置10还可以包括取出机构14，所述取出机构14用于将所述采样构件11从所述炉体25的内部取出到所述炉体25的外部，所述处理器10p对处于所述炉体25的外部的所述采样构件11进行检测。在图1中示出的具体实施方式中，放入机构12和取出机构14利用相同的部件使采样构件11沿相反的方向移动来实现放入和取出。
32.如在图1中示出的，所述拉晶炉20包括用于将籽晶sc降下至所述炉体25的内部以及将所述籽晶sc从所述炉体25的内部提升至所述炉体的外部的升降机构22，在本实用新型的优选实施例中，所述放入机构12和所述取出机构14的功能由所述升降机构22实现。这样，在存在有拉晶炉20的情况下可以减少装置10需要使用到的部件的数量，由此降低成本。
33.如在图1中示出的，所述拉晶炉20包括用于将保护性气体引导至硅熔体24的导流筒21，所述放入机构12将所述采样构件11放入至与所述导流筒21的底部平齐的位置。这样，可以最大可能地模拟拉晶炉20在拉制晶棒的过程中的环境状态。
34.参见图2，该装置10还可以包括用于承载所述采样构件11的托盘13，所述放入机构12驱动所述托盘13移动以使得承载在所述托盘13中的所述采样构件11与所述托盘13一起移动。这样，可以避免放入机构12与采样构件11直接接触而对采样构件11造成损伤。另外如在图1中示出的，为了使得采样构件11能够充分吸附污染物，可使用支撑杆支承采样构件11以增大采样构件11与污染物的接触面积。
35.优选地，托盘13可以由硅制成。
36.在另一实施例中，参见图2，该装置10还包括比如与处理器10p电连接的报警器15，该报警器15用于当所述污染信息变化量大于设定值时发出报警。例如，该报警器15可以是具有红灯和绿灯的视觉报警器，当处理器获得采样构件11放入炉体内部前后的污染信息变化量大于设定值时，红灯闪烁以向工作人员警示拉晶炉内出现污染风险，需要停止拉晶工作并对拉晶炉进行维修或保养，反之，若处理器获得采样构件11放入炉体内部前后的污染信息变化量不大于设定值时，绿灯常亮，继续进行下一步晶棒拉制进程。该报警器15也可以
是听觉报警器。
37.参见附图3，其示出了使用根据本实用新型的装置的拉晶炉20，在该实施例中，选洁净硅片为采样构件11，放入机构12的功能由上述的籽晶升降机构22来实现，籽晶升降机构22底部代替仔晶sc连接有承载采样构件11的托盘13，托盘13由硅制成。由于采样构件11为洁净硅片，在采样构件11送入拉晶炉20之前，处理器10p不需要测量采样构件11的污染信息。在拉晶炉20中，硅原料在坩埚23中被加热融化，此时，将采样构件11放置在托盘13中，籽晶升降机构22控制托盘13沿竖直方向进入坩埚23并停留在导流筒21的底部，采样构件11的水平高度与导流筒21的底部平齐，使得采样构件11所处的环境与晶棒的生长环境类似。籽晶升降机构22控制托盘13在此高度停留1至2小时以使采样构件11能够充分吸收拉晶炉20内的污染物。将采样构件11取出，并送至处理器10p，通过处理器10p检测采样构件11的污染信息来作为污染信息变化量，并获得炉体25内的污染信息。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。