DD253437A1 - Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen - Google Patents
Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen Download PDFInfo
- Publication number
- DD253437A1 DD253437A1 DD29543686A DD29543686A DD253437A1 DD 253437 A1 DD253437 A1 DD 253437A1 DD 29543686 A DD29543686 A DD 29543686A DD 29543686 A DD29543686 A DD 29543686A DD 253437 A1 DD253437 A1 DD 253437A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- photosensors
- crystal
- monitoring
- arrangement
- melt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ueberwachung und Regelung von Kristallzuechtungsprozessen, insbesondere von Siliciumeinkristallzuechtungsprozessen. Erfindungsgemaess wird die von einem aus einer Schmelze wachsenden Kristall und die von der Schmelze selbst emittierte Temperturstrahlung mittels Photosensoren in Differenzsignale umgewandelt und die so ermittelte Temperaturverteilung mit der fuer den Kristallzuechtungsprozess typischen Temperaturverteilung ueber einen Prozessrechner in Uebereinstimmung gebracht. Zur Durchfuehrung des Verfahrens sind in einem optischen Abbildungssystem mindestens zwei Photosensoren auf einer Geraden, die senkrecht oder in einem Winkel zwischen 0 und 90 zur Erstarrungsfront des Kristalls steht, angeordnet.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen, insbesondere von Siliciumeinkristallzüchtungsprozessen.
Es ist bekannt, zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen die Oberfläche der Schmelze und/oder die Erstarrungsfront mit einer Fernsehkamera zu erfassen. Des weiteren ist ein Verfahren zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen bekannt, wobei mit Hilfe der Thermografie ein im wachsenden Kristall bestehendes Temperaturfeld mit einem experimentell bzw. rechnerisch ermittelten Temperaturfeld in Übereinstimmung gebracht wird. Die von der Kristalloberfläche und der Schmelzzone ausgehende Wärmestrahlung wird über optische Mittel auf infrarotempfindliche Wandler, z. 8. auf die Fotohalbleiterschicht einer infrarotempfindlichen Bildaufnahmeröhre übertragen und in elektrische Bildsignale umgeformt. In einem speziellen Steuergerät werden Isothermensignale erzeugt, die die bildliche Darstellung von Isothermen der Kristalloberfläche auf einem Bildschreiber und somit die Ableitung von Korrektursignalen für den Züchtungsprozeß gestatten (DD-WP 161231). Nachteilig bei diesem Verfahren ist die komplizierte konstruktive Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, so daß die Temperaturverteilung in unmittelbarer Nähe der Erstarrungsfront des Kristalls nicht mit der Genauigkeit ermittelt werden kann, die notwendig ist, um die durch die Änderungen der Züchtungsparameter bedingten Temperaturänderungen entsprechend genau darzustellen. Demzufolge ist auch die Regelung des Züchtungsprozesses nicht umfassend durchführbar.
Weitere Nachteile der bekannten Verfahren bestehen darin, daß aus der Abbildung der Schmelzzone bzw. der Erstarrungsfront lediglich geometrische Parameter abgeleitet und zur Regelung des Kristallzüchtungsprozesses verwendet werden und daß die auf dem Kristall gezeichneten Isothermen, besonders in der Nähe der Phasengrenze, durch ihre eigene Ausdehnung in Wachstumsrichtung die Temperaturunterschiede nicht mehr darstellen, weil die Differenzen zu klein sind und damit die Auflösung und Stabilität dieses Verfahrens zu gering ist.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen, die eine genaue Ermittlung des Temperaturfeldes in der Nähe der Erstarrungsfront des Kristalls gewährleisten und eine umfassende Regelung des Züchtungsprozesses gestatten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung zu entwickeln zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen, insbesondere zur Züchtung von Siliciumeinkristallen, wobei die Temperaturverteilung sowie deren Veränderungen in der Nähe der Erstarrungsfront des Kristalls meßtechnisch so erfaßt werden, daß eine entsprechende Korrektur nach dem Vergleich mit einer für den jeweiligen Kristallzüchtungsvorgang typischen Temperaturverteilung erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die von einem aus einer Schmelze wachsenden Kristall, insbesondere einem Siliciumeinkristall, und die von der Schmelze selbst emittierte Wärmestrahlung mittels einer linien- oder flächenhaften Photosensorenanordnung, die sich in einem optischen Abbildungssystem befindet und aus mindestens zwei räumlich getrennten Einzelelementen besteht, abgetastet wird, wobei Differenzsignale entstehen, deren Größe proportional der Temperaturänderung in dem begrenzten Bereich ist, und damit Temperaturverteilungen ermittelt werden, die mit der vorgegebenen Temperaturverteilung ständig in Übereinstimmung gebracht werden.
Die Anordnung der Photosensoren in der Bildebene erfolgt auf einer Geraden, die senkrecht oder in einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Erstarrungsfront des Kristalls steht. Die Photosensoren sind untereinander beliebig verschiebbar. Als Photosensoren werden Photodiodenzeilen verwendet.
Die Erfindung wird anhand eines Beispiels und einer Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung bestehend aus der Linse 3, Photosensoren 4.1, 4.2,4.3,4.4 und 4.5, dem Verstärker 5, dem Multiplexer 6, dem Analog-Digital-Wandler 7 und dem Prozeßrechner 8.
Die emittierte Wärmestrahlung des Siliciumeinkristallsi und der Schmelze 2 wird über das optische Abbildungssystem 3 auf die infrarotempfindlichen Photosensoren 4.1 bis 4.5, die in der Bildebene 4 angeordnet sind, übertragen. Die Signalströme der Photosensoren werden mittels Verstärker 5 in verarbeitbare Signalspannungen verstärkt. Der Zeitmultiplexer 6 führt diese Signalspannungen über den Analog-Digital-Wandler 7 dem Prozeßrechner 8 zu. Der Rechner 8 ermöglicht die Korrektur des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Temperatur und Größe des elektrischen Signals, so daß jedem Signalwert eine reale Temperatur entspricht.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Anordnung der Photosensoren die relevanten Meßorte an der Oberfläche des Kristalls und/oder der Schmelze erfaßt werden. Darüber hinaus gestattet die Anordnung der Photosensoren auch das gleichzeitige Abtasten einer homogen emittierenden Linie in einem zu untersuchenden Temperaturgebiet. Dadurch ist es möglich, die Empfindlichkeit der Photosensorelemente sehr genau abzugleichen.
Insgesamt wird mit der Erfindung eine hohe Auflösung und Stabilität der Meßwerte erzielt und dadurch eine exakte Regelung des Kristallzüchtungsprozesses durchführbar.
Claims (4)
1. Verfahren zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen, insbesondere von Siliciumeinkristallzüchtungsprozessen, wobei ein Ist-Wert erfaßt und mit einem Sollwert verglichen wird und über einen Rechner in Übereinstimmung gebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß die von einem aus einer Schmelze (2) wachsenden Kristall (1) und die von der Schmelze (2) selbst emittierte Temperaturstrahlung mittels mindestens zweier räumlich getrennter Photosensoren (4.1, 4.2) in Differenzsignale, deren Größe proportional der Temperaturänderung in dem jeweils begrenzten Bereich ist, umgewandelt wird.
2. Anordnung zur Überwachung und Regelung von Kristallzüchtungsprozessen, gekennzeichnet dadurch, daß in einem optischen Abbildungssystem (3) mindestens zwei Photosensoren (4.1,4.2) auf einer Geraden, die senkrecht oder in einem Winkel zwischen 0° und 90°zur Erstarrungsfront des Kristalls (1) steht, angeordnet sind.
3. Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Photosensoren (4.1,4.2) untereinander beliebig verschiebbar angeordnet sind.
4. Anordnung nach Punkt 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Photosensoren (4.1, 4.2) Photodiodenzellen verwendet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29543686A DD253437A1 (de) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29543686A DD253437A1 (de) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD253437A1 true DD253437A1 (de) | 1988-01-20 |
Family
ID=5583208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD29543686A DD253437A1 (de) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD253437A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3904858A1 (de) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zum regeln eines schmelzbades |
-
1986
- 1986-10-22 DD DD29543686A patent/DD253437A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3904858A1 (de) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zum regeln eines schmelzbades |
| DE3904858C2 (de) * | 1988-03-03 | 2001-06-07 | Leybold Ag | Verfahren zum Ziehen von Einkristallen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69024156T3 (de) | Ausrichtsystem für einen Hochtemperaturofen | |
| DE69310947T2 (de) | Kompakte Lasersonde für Profilometrie | |
| EP2245848B1 (de) | Wärmebildkamera | |
| DE3307784A1 (de) | Infrarot-wandler-geber fuer eine beruehrungslose temperaturmessung | |
| DE3813340A1 (de) | Zugfestigkeits-pruefgeraet | |
| DE4128912C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Kalibrierung von Spektralradiometern | |
| EP3694681A1 (de) | Vorrichtung für ein laserbearbeitungssystem, laserbearbeitungssystem mit derselben und verfahren zum einstellen einer fokuslage eines optischen elements | |
| US4239583A (en) | Method and apparatus for crystal growth control | |
| EP3684967A1 (de) | Verfahren zur bestimmung einer oberflächentemperatur | |
| DE3919920C2 (de) | ||
| DE102005049175B4 (de) | Infrarotgasanalysator und Verfahren zur Infrarotgasanalyse | |
| DE3890368C2 (de) | Systemeinrichtung zur Steuerung von Vorrichtungen zum Ziehen rohrförmiger Kristallkörper und Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Kristallkörpers | |
| DE69901830T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Kristallzüchtung | |
| EP0896665B1 (de) | Bildaufnahmesystem zur auswertung analytischer testelemente | |
| EP2932213A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur messung einer ortsaufgelösten temperaturverteilung | |
| DD253437A1 (de) | Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen | |
| EP0682235A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich eines Messkörpers eines Messwertaufnehmers | |
| DD258427A1 (de) | Verfahren und anordnung zur ueberwachung und regelung von kristallzuechtungsprozessen | |
| EP1096352B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturregelung | |
| DE3422988A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum messen der querkontraktion einer laenglichen probe | |
| DE2643684A1 (de) | Abtast-pyrometer | |
| DE19738438B4 (de) | Einrichtung und Verfahren für die Bestimmung des Durchmessers eines Kristalls | |
| AT524604B1 (de) | Verfahren zur Mitverfolgung des Kristallwachstums eines Einkristalls | |
| DE112019006323T5 (de) | Verfahren zum korrigieren von durch lineare skalen erfassten werten | |
| WO2018233997A1 (de) | Verfahren zur unterstützung einer justage eines strahlaufweiters, justageunterstützungsvorrichtung und strahlaufweiter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |