【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于碳化硅晶体的长晶装置，尤其涉及可以在长晶过程中通过侦测腔体的重量变化而提早判断制程异常状况的碳化硅晶体长晶的质量控制方法及装置。
技术介绍
1、碳化硅单晶基板属于第三代半导体，具有耐高压、高频等特性而可用于国防、航天、工业、汽车与消费性电子产业等领域的功率半导体。
2、要生产出碳化硅(sic)单晶(monocrystal或single crystal)基板，须从长晶(生长碳化硅单晶)做起，作法是将碳化硅粉末倒入设置在腔体的断热材料内侧的石墨坩埚再将腔体放入长晶炉，在高温且密闭的空间使碳化硅粉末升华，让晶源粉末的蒸汽冷凝后附着在碳化硅晶种上。
3、碳化硅的长晶可说是「黑箱作业」，因为生产制造的过程中需要维持在高温(大于2100℃)环境下运作，且须保持低压、长时间稳定的状态，在这过程中完全无法从外部观看内部长晶的变化，这也意味着做出来的质量、成果只能在最后一刻才揭晓。
4、因为看不到石墨坩埚内碳化硅结晶的状况，因此要控制得好，让碳化硅的原子能适当排列并附着在起始的晶种上面，除了晶种本身的质量非常重要之外，热场设计及石墨坩埚材质等因素，都会影响基板质量的好坏。
5、针对石墨坩埚材质对于基板质量影响的部分，已知在进行碳化硅长晶之前，需要利用高温先将腔体内的石墨坩埚及相关的组件、材料等目标物进行退火处理以纯化，避免装入石墨坩埚的碳化硅粉受到石墨坩埚上的杂质影响。
6、习知上，碳化硅晶圆业者在进行长晶之前，需要将包含石墨坩埚的腔体及相关组件外送到专业的热处理公司进行退
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶体长晶的质量控制方法及装置，通过在长晶过程中侦测腔体的重量变化而提早判断制程异常状况，让工程人员可以实时因应状况进行制程的调整或修正，不会因为长晶过程中完全无法从外部观看内部长晶的变化而影响产品质量或浪费制程时间。
2、本专利技术提供一种碳化硅晶体长晶的质量控制装置，可以包括：长晶单元，用以对置入腔体的石墨坩埚内的碳化硅晶种及碳化硅粉末的目标物进行长晶制程；以及第一秤重系统，设于所述长晶单元的用于支承所述腔体第一盘体，用以侦测在所述腔体在所述碳化硅晶体成长过程中的重量变化，其中，所述第一秤重系统包含沿着所述第一盘体周围分布的二个以上的第一重量传感器，所述二个以上的第一重量传感器电性连接至一处理单元。以此，当位于不同位置的重量传感器感测到不同的重量变化时，可以将侦测的重量转换为数字数据传送到处理单元进行分析处理并且利用储存单元记录下来，通过记录腔体在长晶时间轴的重量改变可以提早判断晶体成长的质量，当发现异常状况时，工程人员可以实时因应状况进行制程的调整或修正。
3、本专利技术的另一实施例，还可以包括：退火单元，用以对所述目标物进行高温纯化制程；以及气氛控制单元，连接所述退火单元与所述长晶单元，并且提供低水、氧、氮的气体环境，其中，经由所述退火单元完成高温纯化后的所述目标物被输送至所述气氛控制单元，并且在所述气氛控制单元内将所述目标物组装完成后，再将所述目标物输送至所述长晶单元进行所述长晶制程。
4、本专利技术的其中一实施例，还可以包括：第二秤重系统，设于所述退火单元的第二盘体，用以侦测所述腔体在高温纯化过程中的重量变化，所述第二秤重系统包含沿着所述第二盘体周围分布的二个以上的第二重量传感器，并且所述二个以上的第二重量传感器电性连接至所述处理单元；所述第一盘体及所述第二盘体可以均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及第二盘体的圆周等角度地分布。以此，当位于不同位置的第二重量传感器感测到放置于退火单元中的所述腔体在退火过程中因去除杂质后而产生重量变化时，可以将侦测的重量转换为数字数据传送到处理单元进行分析处理并且利用储存单元记录下来，通过记录所述腔体在退火过程中的重量改变可以提早判断退火的质量，当发现异常状况时，工程人员可以实时因应状况进行制程的调整或修正。
5、本专利技术的其中一实施例，所述第一盘体及第二盘体可以均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及第二盘体的圆周等角度地且辐射状地分布。
6、本专利技术的实施例中，所述第一秤重系统用以感测晶种掉落至所述腔体的石墨坩埚内时产生的重量变化，或者晶体生长时因歪斜而不平衡产生的重量变化；所述第二秤重系统用以感测所述腔体在退火过程中，因杂质被去除后产生的重量变化。
7、本专利技术还提供一种碳化硅晶体长晶的质量控制方法，在长晶单元的第一盘体设置第一秤重系统，用以侦测腔体的石墨坩埚内的碳化硅晶种及碳化硅粉末在长晶过程中的重量变化，其中，所述第一秤重系统包含沿着第一盘体周围分布的二个以上的第一重量传感器，所述二个以上的第一重量传感器电性连接至一处理单元，每一个所述第一重量传感器分别独立地感测所述腔体的相应位置的重量变化后将所得数字数据传输至所述处理单元。以此，当位于不同位置的重量传感器感测到不同的重量变化时，可以及时提供工程人员调整或修正制程。
8、本专利技术的控制方法的另一实施例，可以进一步在所述长晶单元与退火单元之间连接用以提供低水、氧、氮的气体环境的一气氛控制单元，其中所述退火单元的第二盘体设置第二秤重系统，用以侦测放置在所述第二盘体上的腔体在高温纯化过程中的重量变化，其中，所述第二秤重系统包含沿着所述第二盘体周围分布的二个以上的第二重量传感器，所述二个以上的第二重量传感器电性连接至所述处理单元，每一个所述第二重量传感器分别独立地感测所述腔体的重量变化后将所得数字数据传输至所述处理单元。
9、根据本专利技术提供的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，所述第一盘体及第二盘体可以均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及第二盘体的圆周等角度地分布。
10、根据本专利技术提供的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，所述第一盘体及第二盘体可以均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及第二盘体的圆周等角度地且辐射状地分布。
11、根据本专利技术提供的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，所述第一秤重系统用以感测晶种掉落至所述腔体的石墨坩埚内时产生的重量变化，或者晶体生长时因歪斜而不平衡产生的重量变化；所述第二秤重系统用以感测所述腔体在退火过程中，因杂质被去除后产生的重量变化。
12、本专利技术通过在碳化硅晶体长晶过程随时侦测腔体不同位置的重量变化，有助于工程人员实时了解生产中的晶体是否产生瑕疵而弹性调整或修正制程，不用等到完成长晶最后才发现所述瑕疵而导致浪费制程时间，从而可以提高生产效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求3所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，所述第一秤重系统用以感测晶种掉落至所述腔体内的所述石墨坩埚时产生的重量变化，或者晶体生长时因歪斜而不平衡产生的重量变化；
6.一种碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，在一长晶单元的一第一盘体设置一第一秤重系统，用以侦测一腔体的石墨坩埚内的碳化硅晶种及碳化硅粉末在长晶过程中的重量变化，其中，所述第一秤重系统包含沿着所述第一盘体周围分布的二个以上的第一重量传感器，所述二个以上的第一重量传感器电性连接至一处理单元，每一个所述第一重量传感器分别独立地感测所述腔体的相应位置的重量变化后将所得数字数据传输至所述处理单元。
7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体长晶的质量控制
8.根据权利要求7所述的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，所述第一盘体及所述第二盘体均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及所述二个以上的第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及所述第二盘体的圆周等角度地分布。
9.根据权利要求7所述的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，所述第一盘体及所述第二盘体均为圆盘，并且所述二个以上的第一重量传感器及所述二个以上的第二重量传感器分别沿着所述第一盘体及所述第二盘体的圆周等角度地且辐射状地分布。
10.根据权利要求7所述的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，所述第一秤重系统用以感测晶种掉落至腔体内时产生的重量变化，或者晶体生长时因歪斜而不平衡产生的重量变化，以及
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求3所述的碳化硅晶体长晶的质量控制装置，其特征在于，所述第一秤重系统用以感测晶种掉落至所述腔体内的所述石墨坩埚时产生的重量变化，或者晶体生长时因歪斜而不平衡产生的重量变化；
6.一种碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，在一长晶单元的一第一盘体设置一第一秤重系统，用以侦测一腔体的石墨坩埚内的碳化硅晶种及碳化硅粉末在长晶过程中的重量变化，其中，所述第一秤重系统包含沿着所述第一盘体周围分布的二个以上的第一重量传感器，所述二个以上的第一重量传感器电性连接至一处理单元，每一个所述第一重量传感器分别独立地感测所述腔体的相应位置的重量变化后将所得数字数据传输至所述处理单元。
7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体长晶的质量控制方法，其特征在于，进一步在所述长晶单元与一退火单元之间连...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈畇甫，徐为哲，朱闵圣，杨健理，林资翔，黄元鸿，
申请(专利权)人：稳晟材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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