一种晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质与流程

本发明涉及晶体生长领域，具体而言涉及一种晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质。

背景技术：

1、随着集成电路(integrated circuit，ic)产业的迅猛发展，器件制造商对ic级硅单晶材料提出了更加严格的要求，而大直径单晶硅是制备器件所必须的衬底材料。提拉法(czochralski，cz法)是现有技术中由熔体生长单晶的一项最主要的方法，其具体做法是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。

2、在制备硅单晶过程中，将直径较小的籽晶浸入硅熔体中，通过引晶生长出一段直径较细的细晶来排出位错以达到生长零位错晶体的目的。之后会通过放肩过程，使得晶体由细晶长大到目标直径，再通过等径生长获得所需要尺寸的晶体。其中晶体生长的等径过程是最关键的过程，需要在控制晶体的直径保持在恒定区间范围内的同时，限制晶体的提拉速度也在指定的范围内。如果发生直径偏离目标的波动(如图3所示)，在控制过程中该直径波动同时导致晶体的拉速波动，当晶体拉速超出目标拉速的某一范围时，晶体的内部出现空穴相关(cop)或位错族相关(a-defect)的缺陷，影响硅片的良率。

3、本发明提供一种晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本发明提供了一种晶体生长的控制方法，包括：

3、获得不同晶体长度下的加热器功率的目标分段曲线，所述目标分段曲线相邻分段的交点为分段点；

4、基于晶体长度值，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率，以作为加热器功率的控制值；

5、基于不同晶体长度处的加热器功率的控制值获得加热器功率的目标控制曲线，所述加热器功率的目标控制曲线在所述分段点处平滑。

6、进一步，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率包括采用二次样条曲线的插值计算获得所述长度值处的加热器功率。

7、进一步，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率包括采用b样条曲线的插值计算获得所述长度值处的加热器功率。

8、进一步，获得不同晶体长度下的加热器功率的目标分段曲线包括：对历史晶体生长数据进行分析，以逐步迭代出在不同晶体长度下，加热器功率的目标分段曲线。

9、进一步，所述加热器功率的目标控制曲线在所述分段点处平滑包括在所述分段点前后所述加热器功率的目标控制曲线的一阶导数连续，所述曲线的一阶导数为曲线的斜率。

10、进一步，在获得所述加热器功率的控制值后，还包括基于晶体的直径偏差，进行所述加热器功率的偏差补正的步骤。

11、进一步，所述目标分段曲线的分段数量范围为30段至100段。

12、一种晶体生长的控制装置，所述装置包括：

13、目标分段曲线获得模块，用于获得不同晶体长度下的加热器功率的目标分段曲线，所述目标分段曲线相邻分段的交点为分段点；

14、插值计算模块，用于基于晶体长度值，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率，以作为加热器功率的控制值；

15、目标控制曲线获得模块，用于基于不同晶体长度处的加热器功率的控制值获得加热器功率的目标控制曲线，所述加热器功率的目标控制曲线在所述分段点处平滑。

16、本发明还提供了一种晶体生长的控制系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

17、本发明还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机执行时实现上述方法的步骤。

18、根据本发明提供的晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质，在加热器功率的目标分段曲线的基础上通过插值计算进一步获得平滑的加热器功率的目标控制曲线，降低晶体生长的直径和拉速的波动，降低晶体内原生缺陷的发生率，提高硅片产品的良率。

技术特征：

1.一种晶体生长的控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率包括采用二次样条曲线的插值计算获得所述长度值处的加热器功率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率包括采用b样条曲线的插值计算获得所述长度值处的加热器功率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得不同晶体长度下的加热器功率的目标分段曲线包括：对历史晶体生长数据进行分析，以逐步迭代出在不同晶体长度下，加热器功率的目标分段曲线。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器功率的目标控制曲线在所述分段点处平滑包括在所述分段点前后所述加热器功率的目标控制曲线的一阶导数连续，所述曲线的一阶导数为曲线的斜率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获得所述加热器功率的控制值后，还包括基于晶体的直径偏差，进行所述加热器功率的偏差补正的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标分段曲线的分段数量范围为30段至100段。

8.一种晶体生长的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种晶体生长的控制系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质，所示方法包括：获得不同晶体长度下的加热器功率的目标分段曲线，所述目标分段曲线相邻分段的交点为分段点；基于晶体长度值，通过插值计算获得所述长度值处的加热器功率，以作为加热器功率的控制值；基于不同晶体长度处的加热器功率的控制值获得加热器功率的目标控制曲线，所述加热器功率的目标控制曲线在所述分段点处平滑。根据本发明提供的晶体生长的控制方法、装置、系统及计算机存储介质，在加热器功率的目标分段曲线的基础上通过插值计算进一步获得平滑的加热器功率的目标控制曲线，降低晶体生长的直径和拉速的波动，降低晶体内原生缺陷的发生率，提高硅片产品的良率。

技术研发人员：沈伟民
受保护的技术使用者：上海新昇半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12