TWI779447B - 一種檢測高溫腔體溫度的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種檢測高溫腔體溫度的方法，在高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度（Haze）值，擬合得到高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一；對所述矽片進行拋光和清洗；在所述高溫腔體內對拋光和清洗後的矽片再次進行指定溫度的高溫處理，得到高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；計算前後兩次高溫處理中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到所述高溫腔體的實際溫度差值。本發明提高了高溫腔體溫度檢測的效率與準確率，減少了矽片厚度、電阻率的波動；提高了矽片利用率，減少了成本。

Description

一種檢測高溫腔體溫度的方法
本發明係關於高溫腔體溫度測量領域，尤其係關於檢測高溫腔體溫度的方法。
由於溫度傳感器的原理或性能受到限制，半導體高溫反應腔體內的溫度無法得到準確監控。
目前半導體領域比較多的高溫溫度傳感器有兩種，紅外溫度傳感器(Pyrometer)和熱電偶類型傳感器。這兩種傳感器由於受製造或出廠檢測標準偏差的影響，不能保持長期的一致和穩定。並且，在高溫反應腔體的運行和安裝維修過程中，傳感器的安裝、校溫方法也會影響到高溫反應腔體的實際溫度與傳感器顯示溫度之間的差異。
在高溫腔體的運行過程中，腔體的內部狀態(例如，燈管或加熱器的壽命、腔體壁的粗糙度的變化等)也會造成實際溫度與傳感器顯示溫度的差異。
因此，需要提供一種方法來準確監控高溫腔體內的溫度變化，以及不同高溫腔體之間的溫度差異。
在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分並不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特徵和必要技術特徵，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護範圍。
本發明的一方面提供一種檢測高溫腔體溫度的方法，包括：步驟S1，在高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度(Haze)值，擬合得到高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一；步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗；步驟S3，在所述高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到所述高溫腔體的實際溫度差值。
進一步地，根據所述差值計算得到高溫腔體的實際溫度差值包括：用所述差值除以線性係數，得到高溫腔體的實際溫度差值，其中所述線性係數是線性關係式一和線性關係式二中可決係數更接近於1的線性關係式的線性係數。
進一步地，所述指定溫度包括1100℃~1200℃。
進一步地，按照20℃的差值依次設定多個溫度點。
進一步地，採用顆粒量測機台量測矽片的霧度值。
進一步地，所述拋光包括機械拋光或化學拋光。
進一步地，所述拋光去除所述矽片表面0.1~0.5微米(um)的厚度。
本發明的另一方面提供一種檢測高溫腔體溫度的方法，包括：步驟S1，在第一高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度值，擬合得到第一高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一；步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗；步驟S3，在第二高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到第二高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到不同的高溫腔體的實際溫度差值。
進一步地，根據所述差值計算得到不同的高溫腔體的實際溫度差值包括：用所述差值除以線性係數，得到不同的高溫腔體的實際溫度差值，其中所述線性係數是線性關係式一和線性關係式二中可決係數更接近於1的線性關係式的線性係數。
進一步地，所述指定溫度包括1100℃~1200℃。
根據本發明提供的檢測高溫腔體溫度的方法，利用不同時間段獲得的矽片在相同溫度點的Haze差值來檢測高溫腔體的溫度，提高了高溫腔體溫度檢測的效率與準確率；同時，減少了採用紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器進行高溫腔體溫度檢測時，由於紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器不可控的溫度差異會造成矽片厚度、電阻率等參數的波動；並且，由於本發明測試的矽片可以重複使用，提高了矽片的利用率，減少了成本。
S1、S2、S3、S4:步驟
圖1繪示習知技術中採用熱電偶方式進行高溫腔體內溫度測量的示意圖。
圖2繪示習知技術中採用紅外溫度傳感器方式進行高溫腔體內溫度測量的示意圖。
圖3繪示根據本發明的一個實施例的檢測高溫腔體溫度的方法的步驟圖。
圖4繪示根據本發明的一個實施例的檢測高溫腔體溫度的方法中溫度與霧度值的線性擬合示意圖。
圖5繪示根據本發明的另一實施例的檢測高溫腔體溫度的方法的步驟圖。
在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對於本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對於本領域習知的一些技術特徵未進行描述。
為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的描述，以說明本發明的檢測高溫腔體溫度的方法。顯然，本發明的施行並不限於電子裝置技術領域技術人員所熟習的特殊細節。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。
應予以注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施例，而非意圖限制根據本發明的示例性實施例。如在這裡所使用的，除非上下文另 外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式。此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
為了使得本發明的目的、技術方案和優點更為明顯，下面將參照附圖詳細描述根據本發明的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是本發明的全部實施例，應理解，本發明不受這裡描述的示例實施例的限制。基於本發明中描述的本發明實施例，本領域技術人員在沒有付出創造性勞動的情況下所得到的所有其它實施例都應落入本發明的保護範圍之內。
下面參考圖1、圖2對現有技術中監控高溫腔體內溫度的方法進行描述。
如圖1、圖2所示，高溫腔體內設置有矽片支撐基座，矽片設置於該矽片支撐基座上，其中圖1中通過熱電偶的方式監測高溫腔體內的溫度，圖2中通過紅外溫度傳感器的方式監測高溫腔體內的溫度；這兩種方法測量溫度值與高溫腔體實際的溫度值往往存在較大的偏差，這樣會造成高溫腔體內溫度不均勻，導致製程異常。因此，提出本發明的檢測高溫腔體溫度的方法。
實施例一：
下面將參考圖3、圖4來具體描述根據本發明的一方面的檢測高溫腔體溫度的方法：步驟S1，在高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度值，擬合得到高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一；步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗； 步驟S3，在所述高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到所述高溫腔體的實際溫度差值。
需要說明的是，上述步驟S1-S4在執行的時機上並不必須是連續地執行，其可以一個連續的過程，也可以是各個單獨的過程，只要能夠對選定的矽片測量出該矽片在先後兩次不同時機的高溫處理中所對應的霧度值即可，因此，本領域技術人員應瞭解上述描述並不旨在對步驟的執行做出限制。
在本實施例中，步驟S1中，選定的矽片可以是一個或更多個矽片，高溫處理可以包括但不限於烘烤(bake)等，其中指定溫度可以包括1100℃~1200℃，指定溫度範圍內依次設置多個溫度點，溫度點可以按照間隔相等的方式進行設置，例如可以按照溫度差值為20℃依次設置各個溫度點，即各個溫度點分別為1120℃、1140℃、1160℃等，依次類推。本領域技術人員也可以根據實際的情況來調整溫度間隔差值。
其中，在高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的第一次高溫處理時，可以指定處理的時間，例如但不限於1-20分鐘，該第一次高溫處理可以在多種氣體氛圍中進行，氣體可以包括H2/N2/TCS/Ar等；可以採用顆粒量測機台(SP1、SP3、SP5、SP7等等)量測矽片的Haze(在DNN(DarkField Narrow Normal：暗場窄法線)通道測試模式下獲得的霧度值)值H1，其中每個霧度值與各個溫度點一一對應，擬合與各個溫度點一一對應的霧度值，可以獲得高溫腔體溫度與矽片的霧度值的線性關係式一。
示例性地，如圖4所示，指定烘烤處理的時間為10分鐘，根據獲得的各個溫度點的溫度值以及與各個溫度值對應的霧度值，擬合得到了第一次高溫處理的線性關係式一，線性關係式一表示為Y=0.0192x-18.369，R2=0.9957， 其中Y表示霧度值，x表示高溫溫度，R2表示可決係數，該係數越接近1表示線性擬合程度越好。
在本實施例中，步驟S2中，對一個或更多個矽片進行拋光和清洗；其中拋光可以包括但不限於機械拋光或化學拋光，本領域技術人員所熟知的適合的其他拋光方法均可應用於此；對矽片進行拋光是為了去除經過第一次高溫處理後的矽片表面生成的物質，示例性地，經過拋光去除但不限於矽片表面0.1~0.5um的厚度，本領域技術人員可以根據實際情況以及需要來控制去除的矽片表面的厚度。其中，清洗的目的是為了去除矽片表面顆粒、金屬離子以及有機物等污染；具體地，可以採用例如但不限於機械式清洗、濕式化學清洗、乾式化學清洗等清洗方法。由於本實施例中進行拋光和清洗後的矽片可以被重複利用，因而提高了矽片的利用率，降低了成本。
在本實施例中，步驟S3中，重複步驟S1對拋光和清洗後的矽片進行第二次高溫處理，得到高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二。
示例性地，如圖4所示，指定烘烤處理的時間為10分鐘，根據獲得的各個溫度點的溫度值以及與各個溫度值對應的霧度值，擬合得到了第二次高溫處理的線性關係式二，線性關係式二表示為Y=0.0191x-18.263，R2=0.996，其中Y表示霧度值，x表示高溫溫度，R2表示可決係數，該係數越接近1表示線性擬合程度越好。
在本實施例中，步驟S4中，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點獲得的對應的霧度值的差值，並用所述差值除以線性係數，得到高溫腔體的實際溫度差值，其中線性係數是線性關係式一和線性關係式二中擬合效果更好的線性關係式的線性係數。
示例性地，如上所示線性關係式一中R2=0.9957，線性關係式二中R2=0.996，由於R2更接近於1，因此選擇線性關係式二的線性係數作為差值的除數，從而計算求得高溫腔體的實際溫度差值。
在本實施例中，可以重複步驟S2-S4，繼續進行同一高溫腔體的更多不同時間段的高溫腔體溫度的檢測，該方法易於實施，能夠提高操作效率。
本實施例中通過同一高溫腔體中不同時間段的獲得的矽片的Haze差值來檢測高溫腔體的溫度的方法，提高了高溫腔體溫度檢測的效率與準確率；同時，減少了採用紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器進行高溫腔體溫度檢測時，由於紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器不可控的溫度差異會造成矽片厚度、電阻率等參數的波動；並且，由於本發明測試的矽片可以重複使用，提高了矽片的利用率，降低了成本。
實施例二：
下面將參考圖5來具體描述根據本發明的另一方面的檢測高溫腔體溫度的方法：步驟S1，在第一高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度值，擬合得到第一高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一；步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗；步驟S3，在第二高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到第二高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二； 步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到不同的高溫腔體的實際溫度差值。
本實施例與實施例一的主要區別在於：步驟S1和步驟S3分別在不同的第一高溫腔體和第二高溫腔體中進行，其他的步驟以及具體的實現方式均參照實施例一，實施例二可以採用實施例一中描述的所有相關的技術內容。
在實施例二中，可以重複步驟S2-S4，繼續進行更多不同高溫腔體的高溫腔體溫度的檢測，該方法易於實施，能夠提高操作效率。
實施例二中可以獲得不同腔體的實際溫度差值，從而通過不同高溫腔體中不同時間段的獲得的矽片的Haze差值來檢測高溫腔體的溫度的方法，提高了不同高溫腔體溫度檢測的效率與準確率；同時，減少了採用紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器進行高溫腔體溫度檢測時，由於紅外溫度傳感器和熱電偶類型傳感器不可控的溫度差異會造成矽片厚度、電阻率等參數的波動；並且，由於本發明測試的矽片可以重複使用，提高了矽片的利用率，降低了成本。
本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、或者電腦軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
儘管這裡已經參考附圖描述了示例實施例，應理解上述示例實施例僅僅是示例性的，並且不意圖將本發明的範圍限制於此。本領域普通技術人員可以在其中進行各種改變和修改，而不偏離本發明的範圍和精神。所有這些改變和修改意在被包括在所附申請專利範圍所要求的本發明的範圍之內。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個設備，或一些特徵可以忽略，或不執行。
在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，並未詳細示出習知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。
類似地，應當理解，為了精簡本發明並幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，並不應將該本發明的的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個申請專利範圍中所明確記載的特徵更多的特徵。更確切地說，如相應的申請專利範圍所反映的那樣，其發明點在於可以用少於某個公開的單個實施例的所有特徵的特徵來解決相應的技術問題。因此，遵循具體實施方式的申請專利範圍由此明確地併入該具體實施方式，其中每個申請專利範圍本身都作為本發明的單獨實施例。
本領域的技術人員可以理解，除了特徵之間相互排斥之外，可以採用任何組合對本說明書(包括伴隨的申請專利範圍、摘要和附圖)中公開的所有特徵以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的申請專利範圍、摘要和附圖)中公開的每個特徵可以由提供相同、等同或相似目的的替代特徵來代替。
此外，本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵 的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。例如，在申請專利範圍中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
本發明的各個部件實施例可以以硬體實現，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟體模組實現，或者以它們的組合實現。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數位信號處理器(DSP)來實現根據本發明實施例的物品分析設備中的一些模組的一些或者全部功能。本發明還可以實現為用於執行這裡所描述的方法的一部分或者全部的裝置程序(例如，電腦程序和電腦程序產品)。這樣的實現本發明的程序可以存儲在電腦可讀介質上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網網站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。
應該注意的是上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附申請專利範圍的情況下可設計出替換實施例。在申請專利範圍中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對申請專利範圍的限制。單詞“包含”不排除存在未列在申請專利範圍中的元件或步驟。位於元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發明可以借助於包括有若干不同元件的硬體以及借助於適當編程的電腦來實現。在列舉了若干裝置的單元申請專利範圍中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式或對具體實施方式的說明，本發明的保護範圍並不侷限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍應以申請專利範圍的保護範圍為準。
S1、S2、S3、S4:步驟

Claims (10)

  1. 一種檢測高溫腔體溫度的方法，包括： 步驟S1，在高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度值，擬合得到高溫腔體溫度與所述矽片的霧度（Haze）值的線性關係式一； 步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗； 步驟S3，在所述高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；以及 步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到所述高溫腔體的實際溫度差值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，根據所述差值計算得到高溫腔體的實際溫度差值包括：用所述差值除以線性係數，得到高溫腔體的實際溫度差值，其中所述線性係數是線性關係式一和線性關係式二中可決係數更接近於1的線性關係式的線性係數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，所述指定溫度包括1100℃~1200℃。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，按照20℃的差值依次設定所述多個溫度點。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，採用顆粒量測機台量測矽片的霧度值。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，所述拋光包括機械拋光或化學拋光。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，所述拋光去除所述矽片表面0.1~0.5 微米(um)的厚度。
  8. 一種檢測高溫腔體溫度的方法，其特徵在於，包括： 步驟S1，在第一高溫腔體內對選定的矽片進行指定溫度的高溫處理，其中指定溫度包括依次設定的多個溫度點，獲得與各個所述溫度點一一對應的所述矽片的霧度值，擬合得到第一高溫腔體溫度與所述矽片的霧度值的線性關係式一； 步驟S2，對所述矽片進行拋光和清洗； 步驟S3，在第二高溫腔體內重複步驟S1以高溫處理拋光和清洗後的矽片，得到第二高溫腔體溫度與拋光和清洗後的矽片的霧度值的線性關係式二；以及 步驟S4，計算步驟S1與步驟S3中同一溫度點的霧度值的差值，並根據所述差值計算得到不同的高溫腔體的實際溫度差值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，根據所述差值計算得到不同的高溫腔體的實際溫度差值包括：用所述差值除以線性係數，得到不同的高溫腔體的實際溫度差值，其中所述線性係數是線性關係式一和線性關係式二中可決係數更接近於1的線性關係式的線性係數。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述的檢測高溫腔體溫度的方法，其中，所述指定溫度包括1100℃~1200℃。
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