TW201716649A

TW201716649A - 熔料參數的預測方法

Info

Publication number: TW201716649A
Application number: TW104137511A
Authority: TW
Inventors: 桑慧敏; 羅琦邵; 劉侑群; 楊承叡; 楊瑜民; 余文懷; 許松林
Original assignee: 中美矽晶製品股份有限公司
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-05-16
Also published as: CN106709592A; TWI586853B

Abstract

一種熔料參數的預測方法，適用於長晶製程。預測方法包括下列步驟。收集先前長晶製程的熔化過程之中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料。取得每一熔化階段的熔料高度資料。分別計算每一熔化階段的多個熔速值以及多個熔速時間點。利用線性迴歸分析取得分別對應前述熔化階段的多條熔速關係式以作為熔速預測模型。在目前長晶製程的熔化過程之中，於目前時間點測得目前熔料高度，並且利用所選擇的熔速關係式預測達到理想熔料高度的預測時間點。

Description

熔料參數的預測方法

本發明是有關於一種預測方法，且特別是有關於可運用於多晶矽長晶製程中的一種熔料參數的預測方法。

隨著環保意識的抬頭，再生能源的開發以及利用也逐漸地受到重視。在眾多種類的再生能源之中，太陽能易於取得以及利用，故而許多廠商以及研究所紛紛投入了太陽能產業。在眾多相關產品中，太陽能電池已經實現了將太陽能轉換為電能的目標，並且被廣泛地運用在多種電子產品中。太陽能電池的主要原料包括多晶矽，而為了大量生產太陽能電池，多晶矽製程也逐漸地受到重視。

多晶矽的長晶製程包括熔料填充、抽真空、加熱、熔化、長晶、退火等過程。在熔化過程中，需要經常性地掌控石英坩鍋中未熔化熔料的熔料高度，亦即掌控未熔化熔料的殘餘量，藉以較佳地調整各項環境參數，例如是加熱溫度等。具體而言，在整個熔化過程中，需要不斷地以石英棒探測熔料高度。然而，以實測的方式探測未熔化的熔料高度，將導致時間、石英棒材甚至是人力的浪費。因此，一個較佳的熔料高度的預測方法，仍是本領域人員努力的目標之一。

本發明提供一種熔料參數的預測方法，可以在長晶製程的加熱過程之中，協助預測未熔化熔料的熔料高度，藉以降低時間以及成本的耗費。

本發明實施例所提出之熔料參數的預測方法，適用於長晶製程。預測方法包括下列步驟。(a)收集每一先前長晶製程的熔化過程之中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料。熔化過程包括多個熔化階段。(b)取得每一熔化階段的熔料高度資料。每一先前長晶製程的熔化階段的階段起始時間點分別對應至熔化階段的時間軸起點，藉以整合屬於不同的先前長晶製程的熔料高度資料，並且基於每一熔化階段的時間軸起點取得前述熔料高度資料所對應的多個資料時間點。(c)依據每一熔化階段之中，屬於同一個先前長晶製程的熔料高度資料以及資料時間點，分別計算每一熔化階段的多個熔速值以及對應前述熔速值的多個熔速時間點。(d)依據每一熔化階段的熔速值以及熔速時間點，利用線性迴歸分析取得分別對應多個熔化階段的多條熔速關係式以作為熔速預測模型。(e)在一個目前長晶製程的熔化過程之中，於一個目前時間點測得目前熔料高度。(f)依據目前熔料高度，判斷目前長晶製程所處的熔化階段以選擇合適的熔速關係式。(g)利用所選擇的熔速關係式，由目前熔料高度以及目前時間點取得目前熔速以及目前常數。(h)藉由目前熔速以及目前常數，預測後續時間點的預測熔料高度。後續時間點落後於目前時間點。(i)比較預測熔料高度與理想熔料高度。(j)若預測熔料高度與理想熔料高度的絕對差異值小於一個閥值，則後續時間點為達到理想熔料高度的預測時間點。(k)若預測熔料高度與理想熔料高度的絕對差異值不小於前述閥值，則以後續時間點作為目前時間點，以預測熔料高度作為目前熔料高度，重新進行(g)。

在本發明的一實施例中，熔化階段的熔速值為熔化階段之中，屬於同一個先前長晶製程，並且為兩個熔料高度資料在所對應的相鄰的兩個資料時間點之間的高度變化，而前述熔速值所對應的熔速時間點為前述兩個熔料高度資料所對應的相鄰的兩個資料時間點的時間中點。

在本發明的一實施例中，後續時間點與目前時間點相差一個時間單位，而時間單位包括一分鐘。

在本發明的一實施例中，在長晶製程的熔化過程之中，熔化階段依據至少一個預定熔料高度而進行切換。

在本發明的一實施例中，步驟(a)更包括依據至少一預定熔料高度，分別辨識熔料高度資料所對應的熔化階段。

在本發明的一實施例中，若理想熔料高度為預定熔料高度之一，並且預測熔料高度與理想熔料高度的絕對差異值小於前述閥值，則該後續時間點為目前長晶製程的多個熔化階段之一的預測起始時間點或多個熔化階段的完結時間點。

在本發明的一實施例中，前述閥值選自一個閥值範圍，並且閥值範圍為0.5毫米(mm)至2毫米(mm)。

基於上述，本發明實施例所提供的熔料參數的預測方法，藉由先前長晶製程的多個熔料高度資料，建立對應熔化過程的熔速預測模型。接著，在目前長晶製程的熔化過程中，藉由在目前時間點所測得的目前熔料高度以及熔速預測模型，可以進一步地預測由目前熔料高度達到理想熔料高度的預測時間點。藉此，熔料參數的預測方法不需反覆地進行實質的熔料探測，可以減少時間與成本的耗費。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

現將詳細參考本揭露之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。

一般而言，在多晶矽長晶製程的熔化過程之中，隨著未熔化矽熔料的高度變化(亦即矽熔料的殘餘量變化)，製程中的各項參數也必須隨之變動。換言之，熔化過程可隨製程參數的變動而分為數個熔化階段。每當熔料的高度降至一個預定熔料高度時，代表熔化過程也需要同時地邁入下一個熔化階段，或者是代表熔化過程已經結束。因此，熔化階段之間可說是依據預先決定的預定熔料高度而進行切換。一般而言，未熔化熔料的熔料高度可以藉由石英棒進行探測。然而，為了精準判斷熔化階段的切換時間或者是完結時間，熔料高度的探測次數勢必會增加。另一方面，熔化階段的數量也是影響探測次數的要素之一。隨著熔料高度的探測次數的上升，時間以及成本的耗費也會對應上升。同時，頻繁地使用石英棒進行熔料高度的探測也會影響多晶矽的品質。

本發明實施例所提出之熔料參數的預測方法，藉由先前長晶製程中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料來取得熔速預測模型。熔速預測模型更用於預測目前長晶製程的熔化過程之中多個時間點的預測熔料高度。圖1A與圖1B是依照本發明一實施例所提出之熔料參數的預測方法的流程圖。參照圖1A與圖1B的步驟S105，首先收集每一先前長晶製程的熔化過程之中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料。一般而言，熔化過程包括多個熔化階段。圖2是依照本發明一實施例所提出之熔料高度資料的範例示意圖。參照圖1A、圖1B與圖2，在已經進行過的多個長晶製程之中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料會一併被收集。以熔化過程的起始時間作為原點，先前長晶製程G1~G3的多筆熔料高度資料P_G1 1~P_G1 6、P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6如圖2示。同時，基於已知的預定熔料高度，先前長晶製程G1~G3的各個熔化階段可以被清楚地辨識。

以下實施例將以熔化階段S1、S2、S3以及預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 協助說明，但本發明不限定熔化階段以及預定熔料高度的數量以及細節。同樣值得注意的是，在本實施例中，熔料高度資料與原始時間點的選擇與數量僅是為了方便說明，但本發明不限於此。

詳細而言，若預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 分別代表熔化階段S1、S2、S3的結束，則以熔料高度資料P_G1 1~P_G1 6相比於預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 可知，熔料高度資料P_G1 1對應的原始時間點T_G1 1至熔料高度資料P_G1 3對應的原始時間點T_G1 3屬於熔化階段S1。熔料高度資料P_G1 3對應的原始時間點T_G1 3至熔料高度資料P_G1 5對應的原始時間點T_G1 5為熔化階段S2。熔料高度資料P_G1 5對應的原始時間點T_G1 5至熔料高度資料P_G1 6對應的原始時間點T_G1 6為熔化階段S3。類似地，熔料高度資料P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6與對應的原始時間點T_G2 1~ T_G2 6、T_G3 1~ T_G3 6也可以依照前述方法來辨識所屬的熔化階段S1~S3。

重新參照圖1A與圖1B所示的預測方法，於步驟S110，取得每一熔化階段的熔料高度資料。更詳細而言，於步驟S110之中，所有的先前長晶製程的熔料高度資料依據所對應的熔化階段進行分組，藉以明確每一熔化階段的熔料高度資料。圖3A、圖3B與圖3C是依照本發明一實施例所提出之熔化階段對應熔料高度資料的示意圖。參照圖1A、圖1B、圖2、圖3A、圖3B與圖3C，每一個先前長晶製程G1~G3的熔化階段S1~S3的階段起始時間點分別對應為熔化階段S1~S3的時間軸起點，藉以整合屬於不同的先前長晶製程G1~G3的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 6、P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6。具體而言，以先前長晶製程G1為例，熔化階段S2的階段起始時間點為原始時間點T_G1 3，而熔化階段S3的階段起始時間點為原始時間點T_G1 5。因此，如圖3 A、圖3B與圖3C所示，先前長晶製程G1的熔化階段S2的階段起始時間點(原始時間點T_G1 3)更對應進行平移而至熔化階段S2的時間軸起點O。類似地，先前長晶製程G1的熔化階段S3的階段起始時間點(原始時間點T_G1 5)也對應進行平移至熔化階段S3的時間軸起點O。

更進一步而言，先前長晶製程G2的熔化階段S2的階段起始時間點(原始時間點T_G2 3)以及先前長晶製程G3的熔化階段S2的階段起始時間點(原始時間點T_G3 3)也都對應至熔化階段s2的時間軸起點而進行時間軸平移。詳細而言，對於不同的先前長晶製程G1~G3的熔化階段S2進行平移的目的在於統一熔化階段S2的起始基準。由於先前長晶製程G1~G3的熔化階段S2的階段起始時間點分別是不同的原始時間點T_G1 3、T_G2 3、T_G3 3。因此，將先前長晶製程G1~G3的熔化階段S2的階段起始時間點(原始時間點T_G1 3、T_G2 3、T_G3 3)分別統一至一個相同的時間軸起點O有助於後續的計算。類似地，先前長晶製程G1~G3的熔化階段S3的階段起始時間點(原始時間點T_G1 5、T_G2 5、T_G3 5)也都分別統一至一個相同的時間軸起點O。

值得注意的是，於本實施例中，由於熔化階段S1為熔化過程中的第一個熔化階段，故先前長晶製程G1~G3的熔化階段S1應都具有相同的階段起始時間點。雖然實際量測的熔料高度資料P_G1 1、P_G2 1、P_G3 1具有不同的的原始時間點T_G1 1、T_G2 1、T_G3 1，但熔料高度資料P_G1 1、P_G2 1、P_G3 1並非是先前長晶製程G1~G3的熔化階段S1的階段起始時間點。因此，對應熔化階段S1的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3、P_G2 1~P_G2 3、P_G3 1~P_G3 3以及原始時間點T_G1 1~T_G1 3、T_G2 1~T_G2 3、T_G3 1~T_G3 3也就如圖3A所示，不需要對應調整。

重新參照圖3A、圖3B與圖3C，對於每一熔化階段S1、S2、S3的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 6、P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6，預測方法更基於每一熔化階段S1、S2、S3的時間軸起點O來取得對應的多個資料時間點。舉例而言，如圖3A、圖3B與圖3C所示，熔化階段S1的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3、P_G2 1~P_G2 3、P_G3 1~P_G3 3對應至資料時間點T_G1S1 1~T_G1S1 3、T_G2S1 1~T_G2S1 3、T_G3S1 1~T_G3S1 3。熔化階段S2的熔料高度資料P_G1 3~P_G1 5、P_G2 3~P_G2 5、P_G3 3~P_G3 5對應至資料時間點T_G1S2 3~T_G1S2 5、T_G2S2 3~T_G2S2 5、T_G3S2 3~T_G3S2 5。熔化階段S3的熔料高度資料P_G1 5~P_G1 6、P_G2 5~P_G2 6、P_G3 5~P_G3 6對應至資料時間點T_G1S3 5~T_G1S3 6、T_G2S3 5~T_G2S3 6、T_G3S3 5~T_G3S3 6。值得注意的是，由於熔化階段S1的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3、P_G2 1~P_G2 3、P_G3 1~P_G3 3在時間軸上沒有進行對應的調整，因此前述熔化階段S1的資料時間點T_G1S1 1~T_G1S1 3、T_G2S1 1~T_G2S1 3、T_G3S1 1~T_G3S1 3相當於原始時間點T_G1 1~T_G1 3、T_G2 1~T_G2 3、T_G3 1~T_G3 3。

重新參照圖1A、圖1B、圖2與圖3A~圖3C，於預測方法的步驟S115，依據每一熔化階段之中，屬於同一個先前長晶製程的熔料高度資料以及資料時間點，分別計算每一熔化階段的多個熔速值以及對應前述熔速值的多個熔速時間點。圖4是依照本發明一實施例所提出之熔速值以及熔速時間點的示意圖。參照圖1圖4，在熔化階段S1之中，先前長晶製程G1包括熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3，分別對應資料時間點T_G1S1 1~T_G1S1 3。由於前述熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3在時間上具有連續性，故而依據熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3所指示的高度變化，可以進一步地推測熔料在熔化階段S1的熔速。

具體而言，熔速值為熔料高度在任一時間區段的變化。因此，以圖4為例，屬於同一個先前長晶製程G1並且在時間軸上為相鄰的兩個熔料高度資料P_G1 1、P_G1 2，在所對應的兩個資料時間點T_G1S1 1、T_G1S1 2之間的高度變化，即為熔速值M_G1S1 1。在圖4之中，熔速值M_G1S1 1所對應的熔速時間點MT_G1S1 1則為資料時間點T_G1S1 1、T_G1S1 2的時間中點。具體而言，熔速值M_G1S1 1為熔料高度資料P_G1 1、P_G1 2在時間軸上的斜率。換言之，依據熔料高度資料P_G1 1、P_G1 2以及資料時間點T_G1S1 1、T_G1S1 2，可以進一步地取得以熔速值M_G1S1 1作為斜率的一元一次方程式。前述一元一次方程式的形式可以簡述如下。熔料高度(H)=斜率(SL)x資料時間點(DT)+常數(C)……….……(1)

類似地，由熔料高度資料P_G1 2、P_G1 3在所對應的兩個資料時間點T_G1S1 2、T_G1S1 3之間的高度變化，可以求得熔速值M_G1S1 2，而熔速時間點MT_G1S1 2則為資料時間點T_G1S1 2、T_G1S1 3的時間中點。

更進一步而言，熔化階段S2的熔速值M_G1S2 1、M_G1S2 2與熔速時間點MT_G1S2 1、MT_G1S2 2可以藉由熔料高度資料P_G1 3~P_G1 5以及資料時間點T_G1S2 3~T_G1S2 5計算求得。熔化階段S3的熔速值M_G1S3 1與熔速時間點MT_G1S3 1則可以藉由熔料高度資料P_G1 5~P_G1 6以及資料時間點T_G1S3 5~T_G1S3 6計算求得。更有甚者，藉由不同先前長晶製程G2、G3的熔料高度資料P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6以及資料時間點T_G2S1 1~T_G2S1 3、T_G3S1 1~T_G3S1 3、T_G2S2 3~T_G2S2 5、T_G3S2 3~T_G3S2 5、T_G2S3 5~T_G2S3 6、T_G3S3 5~T_G3S3 6，可以取得屬於不同熔化階段S1~S3的多個熔速值與熔速時間點。

重新參照圖1A與圖1B，於預測方法的步驟S120，依據每一熔化階段的熔速值以及熔速時間點，進一步地利用線性迴歸分析取得分別對應熔化階段的多條熔速關係式以作為熔速預測模型。圖5是依照本發明一實施例所提出之熔速預測模型的示意圖。參照圖1A~圖1B、圖2、圖3A~圖3C以及圖4~圖5，熔化階段S1的熔速值M_G1S1 1~M_G1S1 2、M_G2S1 1~M_G2S1 2、M_G3S1 1~M_G3S1 2分別是藉由先前長晶製程G1、G2、G3的熔料高度資料P_G1 1~P_G1 3、P_G2 1~P_G2 3以及P_G3 1~P_G3 3而求得。對於熔速值M_G1S1 1~M_G1S1 2、M_G2S1 1~M_G2S1 2、M_G3S1 1~M_G3S1 2，藉由線性回歸分析，可以進一步地取對應熔化階段S1的時間與熔速值的熔速關係式R1。熔速關係式的形式例如簡述如下。斜率(SL)=迴歸常數(RC)+迴歸係數(RW)x迴歸時間點(RT).…(2)

類似地，基於熔速值M_G1S2 1~M_G1S2 2、M_G2S2 1~M_G2S2 2、M_G3S2 1~M_G3S2 2，藉由線性回歸分析，可以進一步地取對應熔化階段S2的時間與熔速值的熔速關係式R2。基於熔速值M_G1S3 1、M_G2S3 1、M_G3S3 1，藉由線性回歸分析，可以進一步地取對應熔化階段S3的時間與熔速值的熔速關係式R3。熔速關係式R1、R2以及R3更進一步統整為熔速預測模型。需要注意的是，熔速關係式R1、R2以及R3的差異在於迴歸常數RC與迴歸係數RW。熔速關係式R1、R2以及R3的迴歸常數例如分別是RC1、RC2與RC3，而迴歸係數例如分別是RW1、RW2與RW3。需要注意的是，迴歸常數RC與迴歸係數RW的比例為定值，而前述定值隨不同的長晶需求而有所差異。

重新參照圖1A與圖1B，於預測方法的步驟S125，在目前長晶製程的熔化過程之中，首先於目前時間點測得目前熔料高度。接著，於預測方法的步驟S130，依據目前熔料高度，判斷目前長晶製程所處的熔化階段以選擇合適的熔速關係式。如同前述，在目前長晶製程的熔化過程中，熔化階段的切換是基於預先設定的預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 。具體而言，當未熔化熔料的熔料高度分別低於預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 時，即代表熔化階段S1、S2、S3的結束。因此，基於實際量測的目前熔料高度，可以進一步地決定目前長晶製程進行至哪一個熔化階段S1、S2、S3，並且對應地選擇合適的熔速關係式R1、R2或R3。

如同前述，熔速關係式R1、R2或R3符合方程式(2)的形式，唯迴歸常數RC與迴歸係數RW有所差異。舉例而言，假設在目前時間點CT1所測量的目前熔料高度H1對應至熔化階段S2，則對應地選擇熔速關係式R2。接著，於預測方法的步驟S135，利用所選擇的熔速關係式R2，由目前熔料高度H1以及目前時間點CT1取得目前熔速SL1以及目前常數C1。具體而言，藉由熔速關係式R2取得目前熔速SL1的計算方式表示如下。 SL1 = RC2 + RW2 x CT1……………………………(3)

在取得目前熔速SL1後，由於熔料高度、時間點以及熔速之間符合方程式(1)的關係，故藉由目前熔料高度H1、目前時間點CT1以及目前熔速SL1，可以更進一步地求得目前常數C1如下。 C1 = H1 - SL1 x CT1…………………………………(4)

需要注意的是，前述的資料時間點DT、迴歸時間點RT 以及目前時間點CT1僅為定義敘述上的差異，但本質上為同一時間軸上的時間點。

參照圖1A與圖1B，於預測方法的步驟S140，藉由目前熔速SL1以及目前常數C1，進一步地預測後續時間點LT的預測熔料高度Ha，其中後續時間點LT落後於目前時間點CT1。詳細而言，後續時間點LT落後於目前時間點CT1一個時間單位，而前述時間單位包括一分鐘，但不以此為限。換言之，預測熔料高度Ha可以如下求得。 Ha = SL1 * LT + C1…………………………………(5)

對於求得的預測熔料高度Ha，依照預測方法的步驟S145，更進一步地與理想熔料高度進行比較。於本實施例中，理想熔料高度可以是前述的預定熔料高度h1^* 、h2^* 、h3^* 之一。以本實施例而言，由於目前熔料高度H1是對應至熔化階段S2，故理想熔料高度對應至預定熔料高度h2^* 。接著，依照預測方法的步驟S150，若預測熔料高度Ha與理想熔料高度(預定熔料高度h2^* )的絕對差異值(即差異的絕對值)小於閥值，則後續時間點LT即為達到理想熔料高度h2^* 的預測時間點。具體而言，後續時間點LT為熔化階段S2的完結時間點，並且可以作為熔化階段S3的預測起始時間點。換言之，後續時間點LT為目前長晶製程的熔化階段之一的預測起始時間點或熔化階段的完結時間點。於本實施例中，閥值選自一個閥值範圍，而閥值範圍例如是0.5毫米(mm)至2毫米(mm)。

相對而言，依照預測方法的步驟S155，若預測熔料高度Ha與理想熔料高度h2^* 的絕對差異值不小於閥值，則以後續時間點LT作為目前時間點CT1，以預測熔料高度Ha作為目前熔料高度H1，重新進行預測方法的步驟S135。如此一來，藉由在時間軸上不斷地延伸，最終可以達到一個後續時間點LT，其即為達到理想熔料高度h2^* 的預測時間點。

圖6是依照本發明一實施例所提出之熔速預測系統的示意圖。參照圖6，熔速預測系統600包括量測裝置620、計算裝置640以及資料庫660。量測裝置620用於在長晶製程中，進行熔料高度的測量。資料庫660則用於儲存先前長晶製程中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料。計算裝置640則用於執行前述實施例所提出的熔料參數的預測方法，藉以取得熔速預測模型，並且在目前長晶製程的熔化過程之中，利用熔速預測模型以及在目前時間點所測的目前熔料高度來預測達到理想熔料高度的預測時間點。

綜上所述，本發明實施例所提供的熔料參數的預測方法，藉由先前長晶製程的多個熔料高度資料，建立對應熔化過程的熔速預測模型。接著，在目前長晶製程的熔化過程中，藉由在目前時間點所測得的目前熔料高度以及熔速預測模型，可以進一步地預測由目前熔料高度達到理想熔料高度的預測時間點。藉此，熔料參數的預測方法不需反覆地進行實質的熔料探測，可以減少時間與成本的耗費。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S105、S110、S115、S120、S125、S130、S135、S140、S145、S150、S155‧‧‧熔料參數的預測方法的步驟
P_G1 1~P_G1 6、P_G2 1~P_G2 6、P_G3 1~P_G3 6‧‧‧熔料高度資料
G1~G3‧‧‧先前長晶製程
R1、R2、R3‧‧‧熔速關係式
T_G1 1~ T_G1 6、T_G2 1~ T_G2 6、T_G3 1~ T_G3 6‧‧‧原始時間點
T_G1S1 1~T_G1S1 3、T_G2S1 1~T_G2S1 3、T_G3S1 1~T_G3S1 3、T_G1S2 3~T_G1S2 5、T_G2S2 3~T_G2S2 5、T_G3S2 3~T_G3S2 5、T_G1S3 5~T_G1S3 6、T_G2S3 5~T_G2S3 6、T_G3S3 5~T_G3S3 6‧‧‧資料時間點
O‧‧‧時間軸起點
M_G1S1 1~M_G1S1 2、M_G2S1 1~M_G2S1 2、M_G3S1 1~M_G3S1 2、M_G1S2 1~M_G1S2 2、M_G2S2 1~M_G2S2 2、M_G3S2 1~M_G3S2 2、M_G1S3 1、M_G2S3 1、M_G3S3 1‧‧‧熔速值
MT_G1S1 1、MT_G1S1 2、MT_G1S2 1、MT_G1S2 2、MT_G1S3 1‧‧‧熔速時間點
S1、S2、S3‧‧‧熔化階段
h1^* 、h2^* 、h3^* ‧‧‧預定熔料高度
600‧‧‧熔速預測系統
620‧‧‧量測裝置
640‧‧‧計算裝置
660‧‧‧資料庫

圖1A與圖1B是依照本發明一實施例所提出之熔料參數的預測方法的流程圖。圖2是依照本發明一實施例所提出之熔料高度資料的範例示意圖。圖3A、圖3B與圖3C是依照本發明一實施例所提出之熔化階段對應熔料高度資料的示意圖。圖4是依照本發明一實施例所提出之熔速值以及熔速時間點的示意圖。圖5是依照本發明一實施例所提出之熔速預測模型的示意圖。圖6是依照本發明一實施例所提出之熔速預測系統的示意圖。

S105、S110、S115、S120、S125、S130、S135、S140、S145、S150、S155‧‧‧熔料參數的預測方法的步驟

Claims

一種熔料參數的預測方法，適用於一長晶製程，該預測方法包括： (a) 收集每一先前長晶製程的一熔化過程之中，多個原始時間點的多筆熔料高度資料，其中該熔化過程更包括多個熔化階段； (b)取得每一該些熔化階段的該些熔料高度資料，其中每一該先前長晶製程的該些熔化階段的一階段起始時間點分別對應至每一該些熔化階段的一時間軸起點，藉以整合屬於不同的該些先前長晶製程的該些熔料高度資料，並且基於每一該些熔化階段的該時間軸起點取得該些熔料高度資料所對應的多個資料時間點； (c) 依據每一該些熔化階段之中，屬於同一個該先前長晶製程的該些熔料高度資料以及該些資料時間點，分別計算每一該些熔化階段的多個熔速值以及對應該些熔速值的多個熔速時間點； (d) 依據每一該些熔化階段的該些熔速值以及該些熔速時間點，利用線性迴歸分析取得分別對應該些熔化階段的多條熔速關係式以作為一熔速預測模型； (e) 在一目前長晶製程的該熔化過程之中，於一目前時間點測得一目前熔料高度； (f) 依據該目前熔料高度，判斷該目前長晶製程所處的該熔化階段以選擇合適的該熔速關係式； (g) 利用所選擇的該熔速關係式，由該目前熔料高度以及該目前時間點取得一目前熔速以及一目前常數； (h) 藉由該目前熔速以及該目前常數，預測一後續時間點的一預測熔料高度，其中該後續時間點落後於該目前時間點； (i) 比較該預測熔料高度與一理想熔料高度； (j) 若該預測熔料高度與一理想熔料高度的一絕對差異值小於一閥值，則該後續時間點為達到該理想熔料高度的一預測時間點；以及 (k) 若該預測熔料高度與該理想熔料高度的該絕對差異值不小於該閥值，則以該後續時間點作為該目前時間點，以該預測熔料高度作為該目前熔料高度，重新進行步驟(g)。
如申請專利範圍第1項所述的熔料參數的預測方法，其中該熔化階段的該熔速值為該熔化階段之中，屬於同一個該先前長晶製程，並且為兩個該些熔料高度資料在所對應的相鄰的兩個該些資料時間點之間的一高度變化，而前述熔速值所對應的該熔速時間點為前述兩個該些熔料高度資料所對應的相鄰的兩個該些資料時間點的一時間中點。
如申請專利範圍第1項所述的熔料參數的預測方法，其中該後續時間點與該目前時間點相差一個時間單位，而該時間單位包括一分鐘。
如申請專利範圍第1項所述的熔料參數的預測方法，其中在該長晶製程的該熔化過程之中，該些熔化階段依據至少一預定熔料高度而進行切換。
申請專利範圍第4項所述的熔料參數的預測方法，其中步驟(a)更包括：依據該至少一預定熔料高度，分別辨識該些熔料高度資料所對應的該些熔化階段。
如申請專利範圍第4項所述的熔料參數的預測方法，其中若該理想熔料高度為該至少一預定熔料高度之一，並且該預測熔料高度與該理想熔料高度的該絕對差異值小於該閥值，則該後續時間點為該目前長晶製程的該些熔化階段之一的一預測起始時間點或該些熔化階段的一完結時間點。
如申請專利範圍第1項所述的熔料參數的預測方法，其中該閥值選自一閥值範圍，該閥值範圍為0.5毫米(mm)至2毫米(mm)。