一种智能化拉晶工艺方法与流程

1.本发明涉及单晶拉制技术领域，更具体地，涉及一种智能化拉晶工艺方法。


背景技术：

2.单晶硅具有准金属的物理性质，具有显著的半导电性，是半导体元件加工的主要原料，现有的拉晶工艺通常是通过单晶炉对硅料进行加热熔化，在合适的温度下，经过融料，稳温，引晶，放肩，转肩，等径和收尾等步骤完成单晶硅柱状成品的拉制。其中，放肩是整个拉晶过程中重要的一道工序，一根单晶拉制的开始，放肩的成功与否，直接关系到拉晶的成品率与单产。现有放肩工艺方法根据引晶最后5-15min或最后100mm的平均拉速判断熔体的温度，然后自动跳转到不同的配方工艺。
3.但在实际过程中，温度会以非平衡状态进入引晶流程，得到的平均拉速就不能很好的评估炉内实际温度的高低，存在很大的误差，成功率不高。
4.因此，亟需提供一种能够很好的评估炉内实际温度的高低的智能化拉晶工艺方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种智能化拉晶工艺方法，具有如下步骤：
6.获得引晶过程的第一最佳拉速，包括：收集历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据；根据大数据获得大数据的第一集合；根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速；
7.获得引晶过程的平均拉速，包括：记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速；根据瞬时拉速获得第二集合；在引晶过程中，当第一预设时间内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况；全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据瞬时拉速集合获得目标平均拉速；
8.比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺。
9.优选的，第一集合分布为正态分布。
10.优选的，第一最佳拉速为正态分布曲线的最高点。
11.优选的，第二集合分布为正态分布。
12.优选的，第一预设时间为t1，5min≤t1≤10min。
13.优选的，比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺包括：
14.若平均拉速高于第一最佳拉速，则跳转至低温放肩工艺；
15.若平均拉速低于第一最佳拉速，则跳转至高温放肩工艺；
16.若平均拉速的值在[k-20，k+20]内震动，则跳转至正常放肩工艺，其中k为第一最佳拉速。
[0017]
优选的，根据全部第一最佳拉速得到最佳拉速集合，根据最佳拉速集合获得最佳第一集合；在引晶过程中，当第二集合与最佳第一集合偏离大于80，或者，当第二预设时间内瞬时拉速无法在第二集合中震荡，则放弃跳转至放肩工艺。
[0018]
优选的，最佳第一集合分布为正态分布。
[0019]
优选的，第二预设时间为t2，t2≥120min。
[0020]
与现有技术相比，本发明提供的一种智能化拉晶工艺方法，至少实现了如下的有益效果：
[0021]
通过收集历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据，根据大数据获得大数据的第一集合，根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速；记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速，根据瞬时拉速获得第二集合，在引晶过程中，当第一预设时间内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况，更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性；全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据瞬时拉速集合获得目标平均拉速；比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺，便于自动化拉晶下选择不同的放肩工艺，可提升自动化拉晶下的成功率，实现全自动低断线率拉晶。
[0022]
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0023]
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0024]
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
[0025]
图1是本发明一种智能化拉晶工艺方法的整体流程示意图；
[0026]
图2是本发明获得引晶过程的第一最佳拉速的流程示意图；
[0027]
图3是本发明获得引晶过程的平均拉速的流程示意图；
[0028]
图4是本发明选择不同放肩工艺的流程示意图；
[0029]
图5是本发明放弃跳转至放肩工艺的流程示意图。
具体实施方式
[0030]
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0031]
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0032]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0033]
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0034]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0035]
本实施例中，请参考图1至图3所示，图1为本发明提供的一种智能化拉晶工艺方法的整体流程示意图，图2为本发明获得引晶过程的第一最佳拉速的流程示意图，图3为本发
明获得引晶过程的平均拉速的流程示意图。本实施例提供的一种智能化拉晶工艺方法，包括：
[0036]
步骤s101：获得引晶过程的第一最佳拉速；
[0037]
步骤s102：获得引晶过程的平均拉速；
[0038]
步骤s103：比较所述第一最佳拉速和所述平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺；
[0039]
需要说明的是，步骤s101获取引晶过程的第一最佳拉速和s102中获取引晶过程的平均拉速拉速不分先后。
[0040]
参见图2，步骤s101具体可以为：
[0041]
步骤s1011：收集历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据；
[0042]
步骤s1012：根据所述大数据获得大数据的第一集合；
[0043]
步骤s1013：根据所述第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速。
[0044]
参见图3，步骤s102具体可以为：
[0045]
步骤s1021：记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速；
[0046]
步骤s1022：根据所述瞬时拉速获得第二集合；
[0047]
步骤s1023：在引晶过程中，当第一预设时间内所述瞬时拉速在所述第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，所述第一瞬时拉速反馈温度的变化情况；
[0048]
步骤s1024：全部所述第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合；
[0049]
步骤s1025：根据所述瞬时拉速集合获得目标平均拉速。
[0050]
现有技术中由于理想状态下稳温结束根据系统测量的目标温度，一达到目标温度附近则工艺跳转至引晶，但在实操过程中，不可能获得理想曲线状态，多为上升或者下降趋势，然后温度会经过目标温度，这样最终是以非平衡状态进入引晶流程。这种情况下进入引晶环节，为了控制细晶直径，拉速就会不断调整发生变化最终达到目标长度进入放肩。这种方法得到的平均拉速就不能很好的评估炉内实际温度的高低，存在很大的误差，成功率不高。
[0051]
基于此，本实施例提供的一种智能化拉晶工艺方法，用于评估炉内实际温度的高低。本发明为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过收集以往历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据，根据大数据获得大数据的第一集合，根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速，采用历史热场引晶成活时的引晶拉速大数据分析方法从而获得的第一最佳拉速，结合了以往历史热场规律对引晶平均拉速进行修正。记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速，根据瞬时拉速获得第二集合，在引晶过程中，当第一预设时间内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况，更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据所述瞬时拉速集合获得目标平均拉速；比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺，便于自动化拉晶下选择不同的放肩工艺，可提升自动化拉晶下的成功率，实现全自动低断线率拉晶。
[0052]
在一些可选的实施例中，继续结合图1至图2所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，第一集合分布为正态分布。
[0053]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过收集以往历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据，根据大
数据获得大数据的第一集合，其中，第一集合分布为正态分布，根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速，采用历史热场引晶成活时的引晶拉速大数据分析方法从而获得的第一最佳拉速，结合了以往历史热场规律对引晶平均拉速进行修正。
[0054]
需说明的是，图1至图2仅以第一集合分布为正态分布为例进行说明，在本发明的一些其他实施例中，第一集合分布还可以是t分布、f分布和卡方分布等，无论采用何种分布方式，通过调整以往历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据能够达到结合以往历史热场规律对引晶平均拉速进行修正的效果即可。
[0055]
在一些可选的实施例中，继续结合图1至图2所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，第一最佳拉速为正态分布曲线的最高点。
[0056]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过收集以往历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据，根据大数据获得大数据的第一集合，其中，第一集合分布为正态分布，根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速，第一最佳拉速为正态分布曲线的最高点。采用历史热场引晶成活时的引晶拉速大数据分析方法从而获得的第一最佳拉速，结合了以往历史热场规律对引晶平均拉速进行修正。
[0057]
需说明的是，图1至图2仅以第一集合分布为正态分布为例进行说明，在本发明的一些其他实施例中，第一集合分布还可以是t分布、f分布和卡方分布等，当第一集合分布为t分布时，第一最佳拉速为t分布曲线的最高点，当第一集合分布为f分布时，第一最佳拉速为f分布曲线的最高点，当第一集合分布为卡方分布时，第一最佳拉速为卡方分布曲线的最高点，无论采用何种分布方式，仅需满足第一最佳拉速为分布的均值即可，能够达到对引晶平均拉速进行修正的效果。
[0058]
在一些可选的实施例中，继续结合图1至图3所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，第二集合分布为正态分布。
[0059]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速，根据瞬时拉速获得第二集合，其中，第二集合分布为正态分布，在引晶过程中，当第一预设时间内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况，全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据瞬时拉速集合获得目标平均拉速，更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。
[0060]
需说明的是，图1至图3仅以第二集合分布为正态分布为例进行说明，在本发明的一些其他实施例中，第二集合分布还可以是t分布、f分布和卡方分布等，无论采用何种分布方式，根据瞬时拉速集合获得目标平均拉速即可。
[0061]
在一些可选的实施例中，继续结合图1与图3所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，第一预设时间为t1，5min≤t1≤10min。
[0062]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速，根据瞬时拉速获得第二集合，其中，第二集合分布为正态分布，在引晶过程中，当第一预设时间为t1，5min≤t1≤10min内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况，全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据瞬时拉速集合获得目
标平均拉速，更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。当第一预设时间为t1《5min时，此时引晶温度较低获取的数据量缺乏真实可靠。当第一预设时间为t1》10min时使得系统效率低。
[0063]
在一些可选的实施例中，继续结合图1与图4所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，包括：
[0064]
步骤s103：比较所述第一最佳拉速和所述平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺。
[0065]
参见图4，步骤s103具体可以为：
[0066]
步骤s1031：比较所述第一最佳拉速和所述平均拉速；
[0067]
步骤s10321：若所述平均拉速高于所述第一最佳拉速，则跳转至低温放肩工艺；
[0068]
步骤s10322：若所述平均拉速低于所述第一最佳拉速，则跳转至高温放肩工艺；
[0069]
步骤s10323：若所述平均拉速的值在[k-20，k+20]内震动，则跳转至正常放肩工艺，其中k为所述第一最佳拉速。
[0070]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺，若平均拉速高于第一最佳拉速，则跳转至低温放肩工艺；若平均拉速低于第一最佳拉速，则跳转至高温放肩工艺；若平均拉速的值在[k-20，k+20]内震动，则跳转至正常放肩工艺，其中k为所述第一最佳拉速。比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺，便于自动化拉晶下选择不同的放肩工艺，可提升自动化拉晶下的成功率，实现全自动低断线率拉晶。
[0071]
在一些可选的实施例中，继续结合图1与图5所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，包括：
[0072]
参见图1，步骤s104：判断是否跳转至放肩工艺。
[0073]
参见图4，步骤s104具体可以为：
[0074]
步骤s1041：根据全部所述第一最佳拉速得到最佳拉速集合；
[0075]
步骤s1042：根据所述最佳拉速集合获得最佳第一集合；
[0076]
步骤s10431：在引晶过程中，当所述第二集合与所述最佳第一集合偏离大于80，则放弃跳转至放肩工艺；或，
[0077]
步骤s10432：当第二预设时间内所述瞬时拉速无法在所述第二集合中震荡，则放弃跳转至放肩工艺。
[0078]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过全部所述第一最佳拉速得到最佳拉速集合，根据所述最佳拉速集合获得最佳第一集合，在引晶过程中，当所述第二集合与所述最佳第一集合偏离大于80，则放弃跳转至放肩工艺，或，当第二预设时间内所述瞬时拉速无法在所述第二集合中震荡，则放弃跳转至放肩工艺。相当于，当在引晶过程中，当所述第二集合与所述最佳第一集合偏离小于等于80，且第二预设时间内所述瞬时拉速可以在所述第二集合中震荡，则跳转至放肩工艺。
[0079]
在一些可选的实施例中，继续结合图1至图3所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，最佳第一集合分布为正态分布。
[0080]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过全部第一最佳拉速得到最佳拉速集合，根据最佳拉速集合获
得最佳第一集合，最佳第一集合分布为正态分布，在引晶过程中，当第二集合与最佳第一集合偏离大于80，则放弃跳转至放肩工艺，或，当第二预设时间内瞬时拉速无法在第二集合中震荡，则放弃跳转至放肩工艺。
[0081]
需说明的是，图1至图3仅以最佳第一集合分布为正态分布为例进行说明，在本发明的一些其他实施例中，最佳第一集合分布还可以是t分布、f分布和卡方分布等。
[0082]
在一些可选的实施例中，继续结合图1至图3所示，本实施例提供的智能化拉晶工艺方法，第二预设时间为t2，t2≥120min。
[0083]
可以理解的是，为了能够更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性。可以通过全部第一最佳拉速得到最佳拉速集合，根据最佳拉速集合获得最佳第一集合，最佳第一集合分布为正态分布，在引晶过程中，当第二集合与最佳第一集合偏离大于80，则放弃跳转至放肩工艺，或，当第二预设时间为t2，t2≥120min内瞬时拉速无法在第二集合中震荡，此时引晶温度高，无法正常进行放肩工艺，则放弃跳转至放肩工艺。当第二预设时间为t2《120min时，因正常引晶时长约为60min，时间范围设定较短使得系统判定是否跳转放肩工艺缺乏准确性。
[0084]
通过上述实施例可知，本发明提供的一种智能化拉晶工艺方法，至少实现了如下的有益效果：
[0085]
通过收集历史热场引晶成活时的引晶拉速的大数据，根据大数据获得大数据的第一集合，根据第一集合得到热场下引晶的第一最佳拉速；记录当前热场下引晶过程中每秒的瞬时拉速，根据瞬时拉速获得第二集合，在引晶过程中，当第一预设时间内瞬时拉速在第二集合中震荡，此时的瞬时拉速为第一瞬时拉速，第一瞬时拉速反馈温度的变化情况，更加合理的判断引晶时液面温度，提高评估炉内实际温度的高低的准确性；全部第一瞬时拉速得到瞬时拉速集合，根据瞬时拉速集合获得目标平均拉速；比较第一最佳拉速和平均拉速，跳转至适宜的放肩工艺，便于自动化拉晶下选择不同的放肩工艺，可提升自动化拉晶下的成功率，实现全自动低断线率拉晶。
[0086]
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。