TW201300590A - 用於晶體生長裝置之自動檢視系統 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種在晶體生長裝置內的坩堝中製造晶體材料的方法的各種實施例。該方法就某種程度上包含以裝設在坩堝上方之自動檢視系統監測在原料融熔液體內的殘留固體原料的步驟。或者，另外，該方法再包含以自動檢視系統監測部分固化融熔體內的固化晶體材料的步驟。本發明亦揭露一種包含該自動檢視系統的晶體生長裝置。

Description

用於晶體生長裝置之自動檢視系統

本發明係有關於使用自動檢視系統作為部分晶體生長裝置的晶體材料製造方法。

晶體生長裝置或熔爐，如定向凝固系統(DSS)和熱交換器(HEM)熔爐，涉及在坩堝中之原料(如矽)之融熔和受控之重新凝固，以生產鑄錠。在數小時的數個可識別步驟下，即可由融熔原料製造鑄錠。例如，為了以DSS方法生產矽鑄錠，固體矽原料在坩堝中，常被包含在石墨坩堝箱，且被放入一個DSS熔爐的熱區中。然後將原料加熱，形成原料之融熔液體，爐溫遠高於矽之熔點1412℃，維持數小時，以確保完全融化。一旦完全融化，熱源從融化的原料除去，通常藉由施加在熱區的溫度梯度，以便以定向方式凝固熔體，並形成矽鑄錠。通過控制熔體凝固，鑄錠比起始原料有更大純度，如此即可以在各種尖端科技上應用，如半導體和光伏產業。

在這類方法中常有各種挑戰，如精準鑑定原料完全熔化和/或鑄錠的生長已完成。若有缺失將對這些製得之晶體材料的品質有不良影響。例如，如果矽原料完全融化，但在高融化溫度下存留太長時間，將使熔體中之不純物如碳和氧的數量增加，而影響最終矽鑄錠的整體性能。另外，熔體結尾工作的缺失，也將對剩餘的凝固過程，特別是後續步驟的時間控制和溫度效應造成實質的負面影響。再 者，就凝固步驟而言，如成長結果受到不當的鑑定，則會造成完全成熟的固體鑄錠受到顯著的熱梯度溫度效應，可能導致最終鑄錠損壞。一般而言，融熔的結尾操作和鑄體的生長完成，乃根據操作員以手動檢視熔爐之內部溫度讀數加以確認。然而，這已被證實是不可靠或不一致的。

因此，在工業上有需要發展出可用以監視晶體生長裝置中之原料熔化以確定融熔何時完全和/或用以監視晶體材料從完全融熔原料的生長以確定生長何時完成的方法和裝置。

本發明係關於一種製造晶體材料的方法，在一個實施例中，其包含下列步驟：在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；加熱在該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體；以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測該原料融熔液體中的殘留固體原料；以及當以該自動檢視系統檢測到已無殘留固體原料時，終止對該固體原料加熱。就此具體實施例而言，該方法還包括從原料融熔液體移除熱源以形成晶體材料並隨後對該晶體材料加以退火的步驟。

本發明也關於一種製造晶體材料的方法，在另一個實施例中，其包含下列步驟：在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；加熱在該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體；自該原料融熔液體移去熱源以形成部分固化融熔體；以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測部 分固化融熔體中的固化晶體材料；使該部分固化融熔體完全凝固以形成該晶體材料；以及完全凝固後終止熱源移除。

本發明也關於一種製造晶體材料的方法，在又一個實施例中，其包含下列步驟：在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；加熱在該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體；以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測該原料融熔液體內的殘留固體原料；當以該自動檢視系統監測到已無殘留固體原料時，終止對該固體原料加熱；自該原料融熔液體移去熱源以形成部分固化融熔體；以該自動檢視系統監測該部分固化融熔體內的固化晶體材料；使該部分固化融熔體完全凝固以形成該晶體材料；以及完全凝固後終止熱源移除。

本發明還關於一種晶體生長裝置，包括：腔室；熱區，其包括在該腔室內部的至少一個加熱系統；坩鍋，其含有在該熱區內的固體原料；至少一個自該熱區移去熱源的裝置；以及自動檢視系統，其裝設在該坩堝上方。該自動檢視系統係裝設成觀看該固體原料，特別是其表面中心部位。

應了解到，前述發明內容與後述實施方式係僅供例示說明用，其意圖係提供本發明的進一步說明，如申請專利範圍所保護者。

本發明係有關於具有自動檢視系統之晶體生長裝置，以及使用自動檢視系統生長晶體材料的方法。

本發明的方法為製造晶體材料之方法，包括例如矽鑄 錠或藍寶石。此方法包括下列步驟：在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料(例如，矽或鋁)之坩堝；加熱坩堝中之固體原料，從而製造原料融熔液體；以及自原料融熔液體移去熱源以產生晶體材料。此方法可進一步包括下列步驟：在最終冷卻前退火晶體材料；以及自晶體生長裝置移出產物。該方法的各種實施例將敘述於下。

本發明之方法所使用之坩堝可為本技術領域所熟知任何用於裝盛、融化及再固化原料的容器。而坩堝之材質可為各種耐熱材料，諸如，石英、二氧化矽、石墨、或鎢，依不同因素包括原料之類型而定。例如，含矽之原料可使用石英坩堝。再者，坩堝之橫截面可為圓柱形或方形及/或錐形，並依需要選擇地加以塗層，以防止凝固後的鑄錠開裂。較佳者為坩堝被包置於坩鍋箱內以進一步提供穩定性和剛性。坩鍋箱通常包含至少一個側板和底板，並依需要選擇地另外包含蓋子。例如，使用方形坩堝時，坩鍋箱亦為方形，其配置有四層鍋壁及一底板，並依需要選擇地包含一個蓋子。

含有固體原料的坩堝設置在晶體生長裝置的熱區中，其可為任意的設備或裝置(如高溫熔爐)，具有腔室(如水冷式外部腔室)，該腔室具有內部熱區用來加熱和融熔原料(例如矽)，一般在大於大約1000℃的溫度，並在之後能促進融熔的原料重新凝固。例如，晶體生長裝置可以是晶體生長熔爐，包括定向凝固系統(DSS)熔爐或熱交換器法(HEM)熔爐。在晶體生長裝置之腔室內的熱區包含至少 一個加熱系統，如多個加熱元件，以提供熱給坩堝來熔化其中之固體原料。例如，熱區可包含頂部加熱元件，位於坩堝上方之熱區的上部區域，以及至少一個側邊加熱元件，位於頂部加熱元件下方，而沿著坩堝及熱區兩側。熱區還包含圍繞且定義該熱區的絕緣部，並進一步包含有被多個底座抬高的坩堝支托塊，坩堝和坩堝箱可置放在該多個底座上。

在本發明所使用方法中，在晶體生長裝置的熱區所提供之裝盛原料之坩堝被加熱而產生原料融熔液體。而所使用之加熱方法取決於熱區之加熱系統的類型。例如，在坩堝的固相原料，可以通過調節加熱系統(如熱區之一個或多個加熱元件)的功率，使材料加熱和熔化。

原料加熱係先形成包括液相原料和固相原料之部分液化或熔化原料的混合物。例如，針對矽原料，常常會發現剩餘的固相原料會因為其較低之密度而在融熔液相材料之表面上或附近漂浮。當持續加熱及融熔時，固相之原料量會減少。在本發明所使用方法中，持續加熱到所有固相原料被融熔，因而得到無固相原料殘留之原料融熔液體。

然而，如上所討論者，難以準確判斷何時方可得到所有固相原料被熔化且在融熔體中完全無固相原料殘留。例如，通常以放置在晶體生長裝置內的熱電偶監視熱區內的溫度，而將在固相原料熔化期間之熱區的溫度增加作為表示絕大部分剩下的固相材料已融熔的訊號。然後，操作者需要透過定位於坩堝頂部上方的玻璃或視窗觀察晶體生長 裝置的頂部，以檢查熔融狀態。這種方法繁瑣費時，且不一致，因為它取決於操作者如何快速定位到裝置頂部，以及如何有效決定是否看到仍有固相原料殘留。

為了克服這些困難，在本發明的方法之一實施例中，係使用裝設在坩堝上方的自動檢視系統，作為原料融熔液體形成和固相材料殘留之監測。較好的自動檢視系統係接附在晶體生長裝置外部，更特別的是，在坩堝中心的上方，它提供檢視系統監測原料融熔液體之表面中心。自動檢視系統可以是能夠準確區分固體原料與液體原料的任何檢視系統。例如，自動檢視系統可能是一個可程式化的攝影機，其可對原料融熔液體表面拍攝多個圖像，進一步利用設置在攝影機內部或外部的圖像分析軟體程式，準確地檢測出少量的固體原料。此一系統乃基於液體和固體原料之間的各種不同特點，包括，但不限於，反射率或色澤差異(即可見光成像)。然而，在本發明之方法中使用的自動檢視系統與通常所用設備明顯不同並提供有顯著的改善用於監測坩堝中的內容物，通常可用設備係以高溫計監測，惟其僅依賴檢測固體和液體原料之間的放射率差異，且無法提供靈敏度或解析度據以準確地判定何時僅有一個相存在。

再者，無論是從固體原料本身或融熔過程期間不想要的副反應，常會發現有雜質產生。若有雜質出現，通常會在原料融熔液體內形成一個獨立相。例如，對矽而言，雜質通常會沿著融熔體表面漂浮作為表皮或共物(pool)。因此，在本發明的方法之此實施例中，較佳者係可以在不受 任何雜質相干涉的情況下，自動檢測系統也能在原料融熔液體中監測到殘留固體原料。所以，即使在有至少一個雜質相存在的情況下，也可以準確地識別到完全融熔的液體原料而沒有殘留固體原料存在。

由於這種檢視系統是自動化的，所以不需要操作者直接參與決定或確認沒有殘留的固體原料存在。檢視系統針對殘留固體原料自動監控原料融熔液體之表面，以便準確地判定何時所有原料均已融化。此監控可以特定時間增量(諸如，以間歇性拍攝法[time-lapse photography]，在各種時間間隔產生個別或分離的圖像，如大約每5分鐘或更短的時間間隔，每隔2分鐘或更短，每隔一分鐘或更短，或每隔30秒或更短，包括每5秒的時間間隔)或連續拍攝(諸如，藉由視頻監控)來進行。如以自動檢視系統檢測到有殘留固體材料時，即可繼續加熱。若檢測到已無殘留固體材料時，即可終止加熱。在檢視系統已判定無殘留固體原料之後，加熱可由獨立步驟結束，亦可直接由檢視系統本身直接終止加熱。例如，自動檢視系統可檢測到已無殘留固體原料，然後傳送信號給操作者終止加熱。或者，自動檢視系統可將信號發送到系統控制器以結束加熱，諸如降低在晶體生長裝置之熱區的加熱系統的功率。

如上所述，本發明之方法，更可包含在最終冷卻之前，從原料融熔液體移除熱源以生成晶體材料(如果需要的話，可隨後進行退火)以及自晶體生長裝置移出產物。可使用本技術領域已熟知的任何方法來移除供熱以產生晶 體材料。例如，在DSS熔爐中，經由熱區的底部，對水冷室腔室的輻射熱散失逐漸增加，如此通過控制坩堝內之熱抽離，即可將熔體達到定向凝固。藉由相對於坩鍋將絕緣體移動成圍繞熱區，以便不會干擾生長鑄錠之固-液相界面，便可以實現受控制的熱散失。作為具體實例，熱區的絕緣體可包括頂部和側面的絕緣板，其中側面絕緣體係組構成相對於熱區內之坩堝作垂直移動。在另一實例，例如，使用熱交換器於熔爐，可單獨或與組構成相對於坩堝移動之絕緣體聯結，以控制熱抽離。例如，一種氣冷卻式熱交換器(例如，氦冷卻式熱交換器)可安裝在坩堝正下方，以加速融熔材料凝固。

如上所述，在一般的凝固過程中，時常很難判定原料融熔液體何時完全凝固。例如，在定向凝固系統之熔爐中，固-液相生長前線(front)係由底部附近開始形成，再逐漸往融熔液頂部產生，形成具有殘餘原料融熔液體在其表面上之近於凝固的材料。通常，當凝固產品出現在融熔體表面上方時，熔爐之內部製程條件改變，以促進產物的完全生長。例如，就矽而言，當有液體矽出現時，部分固化之矽鑄錠所散發出之熱的量會改變，而這會改變在熱區中調節溫度所需的功率量。然而，由於變化可能是微細的，操作者可能會不小心錯過避免損壞完全生長的晶體材料而必須及時結束散熱的步驟。再者，以類似於固體原料已完全融化的檢測方式，操作者可以由晶體生長裝置的頂部觀看，檢視融熔體的狀態來確認生長，但正如上所述，這種 方法繁瑣、費時，而且不一致。

為克服此困難，在本發明之方法的另一實施例中，從原料融熔液體移除熱源以生成部分凝固的晶體材料，其使用裝設在坩堝上方之自動檢視系統加以監測。如上所述之任何移除熱源的方法均可使用。較佳者為將自動檢視系統接附於晶體生長裝置外部，更佳者為設置於坩堝之中心上方，其於部分凝固晶體材料表面的中心提供檢視系統。凡能準確區分固體原料及液體原料之任何檢視系統均可使用，包括，如上所述者，諸如可程式化的攝影機。另外，由於這種檢視系統是自動化的，所以不需要有操作者直接參與決定或確認有殘留的固體材料存在。檢視系統自動地監測部分凝固晶體材料之表面的凝固晶體材料，以準確地判定何時生長完成。監測可在特定時間增量或連續監測進行。若以自動檢視系統監測到已無固態晶體材料，繼續移除熱源直到又有固態晶體材料被監測到。終止移除熱源可能是檢視系統啟動的獨立步驟，或一旦晶體生長完成就由檢視系統本身直接終止。例如，自動檢視系統監測到有固態晶體材料，然後能傳送信號給操作者或能終止移除熱源階段的系統控制器。

再者，據瞭解，無論是從固體原料或不想要的副反應在晶體固化過程期間均會產生雜質。例如，就在DSS或HEM熔爐之晶體生長材料而言，雜質通常聚集在部分固化晶體材料之表面的中心部位，形成另一個相且通常最後才凝固。因此，在本發明之方法的此實施例中，較佳者為自動 檢視系統可在部分固化晶體材料表面監測到固化晶體材料，且不會干擾到任何雜質相。

亦就本發明之方法的此實施例而言，在已經以自動檢視系統監測到固化晶體材料後，則可繼續將部分固化晶體材料完全凝固而形成所欲之晶體材料。在最後冷卻及自晶體生長裝置除移出產物前，如有需要的話，隨後即可進行退火。

因此，如上所述，在本發明的一個實施例中，自動檢視系統在形成原料融熔液體時檢測到殘留固體材料，而在另一個實施例中，在原料融熔液體之凝固過程中，自動檢視系統檢測部分固化晶體材料中有無固化晶體材料存在。在另一個實施例中，自動檢視系統可同時檢測晶體生長過程中融熔及凝固之步驟中的固體。因此，就此一實施例而言，晶體材料的生產方法包括，在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝，加熱坩堝的固體原料以形成原料融熔液體，以裝設在坩堝上方之自動檢視系統監測原料融熔液體中殘留的固體材料，以及在以自動檢視系統監測已無殘留的固體材料時，終止對固體原料加熱。此方法進一步包括，從原料融熔液體除去熱源以形成部分固化之晶體材料，以自動檢視系統監控部分固化晶體材料中凝固的晶體材料，將部分凝固的晶體材料完全凝固成晶體材料，以及在完全凝固後終止去除熱源。以此方法，如上所述之困難，包括識別融熔之終止及晶體生長是否已完成等，均可克服。

作為本發明的一個特定實例，第1A至1C圖及第2A至2C圖，每一個圖係顯示接附在DSS熔爐外部、經由熔爐之頂部之圓形觀景口對焦、定位在含矽原料之坩鍋中心的正上方之可程式化的攝影機所拍攝之圖像。原料係被加熱產生融熔矽液體，然後依DSS標準流程以定向凝固製成矽鑄錠。融熔階段和生長(即凝固)階段每隔5秒採集圖像。第1A至1C圖係於一個DSS熔爐實驗運行之熔化階段期間對熔體拍攝的選擇的間歇性圖像，而第2A至2D圖係於第二次運行之生長或凝固階段期間拍攝的選擇的間歇性圖像。在每一個這些圖像所看到的圓邊係於觀景窗的邊緣。

第1A圖為產生之矽晶原料融熔液體的表面中心部位之圖像，其中尚可見到殘留固體矽晶原料呈大塊狀1及小片狀2浮在矽晶原料融熔液體3上。當繼續加熱時，大部分的殘留固體矽晶原料均會融熔，如第1B圖所示，其為產生之矽晶原料融熔液體表面中心部位之圖像，其中只見到一些小片狀物2。如果持續再加熱，這些小片狀物亦將融熔，第1C圖為產生之完全融熔原料的表面中心部位之圖像。由圖像所示，其間已檢測不到殘留固體矽晶原料，表示融熔已完成。只見到矽晶原料之融熔液體。這些圖像中之較暗黑部分4，係為圓形觀景端口自高反射液體矽表面反射之圖像。第1C圖之圖像與熔爐內部溫度測量相對應，也表明融熔已完成。因此，本自動檢視系統可用以監測融熔物表面，而可方便地偵測到固體原料存在，從而正確地判定融熔的終止。因此，此一檢視系統可用以在固體原料 融熔時終止原料的加熱，以便開始對產生的融熔矽原料液體進行定向凝固。

第2A、2B、2C及2D圖係自矽晶原料之融熔液體進行定向凝固形成矽鑄錠期間所拍攝之圖像。特別是，第2A圖為接近終止晶體生長階段之部分固化之矽晶材料的表面中心部位之圖像，其中尚未觀察到有固化矽晶(亦即，正在生長的矽鑄錠)。第2B圖為繼續除去熱源之後續的圖像，此時殘留之融熔矽原料液體6已減少，而已可看到凝固的矽鑄錠5。第2C圖為凝固的矽鑄錠5已擴大之後續圖像。如第1A至1C圖，這些圖像中較暗黑部分4係為圓形觀景端口自高反射液體矽表面反射之圖像。而低反射之固化矽鑄錠5則已無法觀察到反射。這些圖像亦可見於第2D圖，其為最後已完全生長之矽鑄錠，而不再有殘留之融熔矽原料液體之圖像。在此圖像，矽鑄錠已完全生長。因此，在生長期間，亦可用此自動檢視系統監控融熔體之表面，藉以立刻偵測生長中的矽晶材料的存在。因此，此一自動檢視系統可正確地判定生長之終止，而在鑄錠完全生長時終止除去熱源。

本發明進一步關於一種包含自動檢視系統之晶體生長裝置，較佳者為，可適用於本發明之方法者。而此一晶體生長裝置可為上述之任一晶體生長裝置，諸如DSS熔爐或HEM熔爐。在一具體實施方式中，晶體生長裝置包含有腔室、腔室內之熱區、以及至少一個自熱區移去熱源的裝置。熱區包含有至少一個加熱系統，諸如一個或多個加熱 元件，及含有固體原料之坩堝。自動檢視系統係裝設於坩堝上方，較佳者為接附於腔室外部而可用以觀看固體原料之頂部中心部位，且可為上述任一能用以從固體原料區分出液體原料之自動檢視系統。此自動檢視系統還能電性連接至至少一個加熱系統、至少一個熱源移除裝置或兩者都連接。

第3圖為本發明之晶體生長裝置的一個特定具體實施方式的橫斷面視圖，其中晶體生長裝置為DSS熔爐。然而，對本技術領域中具有通常知識者而言為顯而易見的是，這在本質上僅為例示性而非限制性，僅作為範例。本技術領域中具有通常知識者能想到落在本發明之範疇內的許多修改和其它實施方式。此外，本技術領域中具有通常知識者應明白，特定的組構是例示的，而其實際的組構則將取決於特定的系統。本技術領域中具有通常知識者也都能確認及識別與所示元件等效的特定元件，而無須作例行性試驗。

第3圖所示之晶體生長裝置20包含外部腔室21及腔室內之熱區22。在坩堝箱24內的坩堝23，內裝填有原料25，將該坩鍋23設置於熱區22中，該坩鍋23位在坩堝支托塊26上，該坩堝支托塊26被支撐在底座27上。熱區22被絕緣罩28圍繞，又包括一套由頂部加熱器29a及二個側部加熱器29b組成之加熱系統。絕緣罩28為可上下垂直移動，如箭頭A所示，此係從晶體生長裝置20之熱區移去熱源的裝置，其將熱區22與內含於其中的元件暴露於外部腔室21，外部腔室21係藉由例如水的冷卻媒介進行冷 卻。晶體生長裝置20又包含自動檢視系統30，其接附於外部腔室21外面，位於坩堝23之中心正上方。此處，自動檢視系統30透過觀測玻璃31及絕緣口32對焦，並且經由頂部加熱器29a之間隙(未圖示)可清楚地檢視原料25之上部。自動檢視系統30，諸如透過控制系統，可電性連接至加熱元件及/或用於調節絕緣罩之移動之控制器。

為了說明和描述，以上已提出本發明之較佳實施例。並無意圖將本發明詳盡描述而限制成所揭露之精確形式。有鑑於上述教示而可能有各種修改及變化，或可從本發明之實作上得到這些修改及變化。這些實施例係被選擇而描述成說明本發明之原理，且其實際應用能使本技術領域中具有通常知識者以各種修改使用本發明在各種實施例上，如適於所想到之特定使用者。本發明之範疇係由所附申請專利範圍及其等效者所界定。

1‧‧‧大塊狀殘留固體矽晶原料

2‧‧‧小片狀殘留固體矽晶原料

3‧‧‧矽晶原料融熔液體

4‧‧‧較暗黑部分

5‧‧‧矽鑄錠

6‧‧‧殘留之融熔矽原料液體

20‧‧‧晶體生長裝置

21‧‧‧腔室

22‧‧‧熱區

23‧‧‧坩鍋

24‧‧‧坩鍋箱

25‧‧‧原料

26‧‧‧坩堝支托塊

27‧‧‧底座

28‧‧‧絕緣罩

29a‧‧‧頂部加熱器

29b‧‧‧側部加熱器

30‧‧‧自動檢視系統

31‧‧‧觀測玻璃

32‧‧‧絕緣口

第1A至1C圖為本發明之方法之實施例中所使用之自動檢視系統的圖像。第1A及1B圖為融熔液體矽原料仍有固體矽原料殘留時，其表面中心部位之圖像。第1C圖為融熔液體矽原料已無固體矽原料殘留時，其表面中心部位之圖像。

第2A至2D圖為本發明之方法之實施例中所使用之自動檢視系統的圖像。第2A圖為部分固化矽鑄錠而無可見固化矽時，其表面中心部位之圖像。第2B圖及2C圖為部分固化矽鑄錠而有可見固化矽時，其表面中心部位之圖像。 第2D圖為完全固化矽鑄錠，其表面中心部位之圖像。

第3圖為本發明之晶體生長裝置之實施例之橫斷面視圖。

20‧‧‧晶體生長裝置

21‧‧‧腔室

22‧‧‧熱區

23‧‧‧坩鍋

24‧‧‧坩鍋箱

25‧‧‧原料

26‧‧‧坩堝支托塊

27‧‧‧底座

28‧‧‧絕緣罩

29a‧‧‧頂部加熱器

29b‧‧‧側部加熱器

30‧‧‧自動檢視系統

31‧‧‧觀測玻璃

32‧‧‧絕緣口

Claims (33)

1. 一種製造晶體材料的方法，其包含下列步驟：i)在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；ii)加熱在該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體；iii)以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測該原料融熔液體中的殘留固體原料；以及iv)當以該自動檢視系統檢測到已無殘留固體原料時，終止對該固體原料加熱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該晶體生長裝置為定向固化熔爐。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該原料融熔液體另包含至少一個雜質相，而其中該自動檢視系統監測該原料融熔液體內的殘留固體原料時，不會受到該至少一個雜質相干擾。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，在該原料融熔液體中以該自動檢視系統檢測殘留固體原料，持續進行加熱直到以該自動檢視系統檢測到已無殘留固體原料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該自動檢視系統持續監測該原料融熔液體中的殘留固體原料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，以該自動檢視系統終止對該固體原料的加熱。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該自動檢視系統為可程式化的攝影機。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該自動檢視系統對該原料融熔液體之表面之中心部分監測殘留的固體原料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該自動檢視系統係接附在該晶體生長裝置的外部。
10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含自該原料融熔液體移去熱源以形成該晶體材料的步驟。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，另包含將該晶體材料退火的步驟。
12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該固體原料包含矽晶。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中，該晶體材料為矽鑄錠。
14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該固體原料包含鋁。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該晶體材料為藍寶石。
16. 一種製造晶體材料的方法，其包含下列步驟：i)在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；ii)加熱該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體； iii)自該原料融熔液體移去熱源以形成部分固化融熔體；iv)以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測部分固化融熔體中的固化晶體材料；v)使該部分固化融熔體完全凝固以形成該晶體材料；以及vi)完全凝固後終止熱源移除。
17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該晶體生長裝置為定向固化熔爐。
18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該部分固化融熔體另包含至少一個雜質相，而其中該自動檢視系統監測該部分固化融熔體內的固化晶體材料時不會受到該至少一個雜質相干擾。
19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，以該自動檢視系統檢測該部分固化融熔體內無固化晶體材料存在，且持續進行熱源移除直到該自動檢視系統檢測到有固化晶體材料。
20. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該自動檢視系統持續監測該部分固化融熔體內之固化晶體材料。
21. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，以該自動檢視系統終止熱源移除操作。
22. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該自動檢視系統為可程式化的攝影機。
23. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該自動檢視系統對部分固化融熔體之表面中心部分監測固化晶體材料。
24. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該自動檢視系統係接附在該晶體生長裝置的外部。
25. 如申請專利範圍第16項所述之方法，另包含將該晶體材料退火的步驟。
26. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該固體原料包含矽晶。
27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中，該晶體材料為矽鑄錠。
28. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該固體原料包含鋁。
29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中，該晶體材料為藍寶石。
30. 一種製造晶體材料的方法，其包含下列步驟：i)在晶體生長裝置之熱區中提供含有固體原料的坩堝；ii)加熱該坩堝中的該固體原料以形成原料融熔液體；iii)以裝設在該坩堝上方之自動檢視系統監測該原料融熔液體內的殘留固體原料；iv)當以該自動檢視系統監測到已無殘留固體原料時，終止對該固體原料加熱； v)自該原料融熔液體移去熱源以形成部分固化融熔體；vi)以該自動檢視系統監測該部分固化融熔體內的固化晶體材料；vii)使該部分固化融熔體完全凝固以形成該晶體材料；以及viii)完全凝固後終止熱源移除。
31. 一種晶體生長裝置，包含：腔室；熱區，其包括在該腔室內部的至少一個加熱系統；坩鍋，其含有在該熱區內的固體原料；至少一個自該熱區移去熱源的裝置；以及自動檢視系統，其裝設在該坩堝上方用以觀看該固體原料。
32. 如申請專利範圍第31項所述之裝置，其中，該自動檢視系統係電性連接至至少一個加熱系統、至少一個移除熱源裝置或兩者都連接。
33. 如申請專利範圍第31項所述之裝置，其中，該自動檢視系統裝設在該坩堝上方，用以觀看該固體原料之表面中心部分。