[发明专利]用于监控晶体生长状态的方法、探测系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种长晶的方法、探测系统及设备，特别是涉及一种用于探测及控制晶体生长状态的方法、探测系统及设备。

背景技术

类单晶(mono like)相较于单晶硅的制造成本低且相较于多晶硅的转换效率高，而在太阳能产业成为颇受瞩目的新材料。

然而，目前类单晶的转换效率与单晶硅的转换效率相比仍有一段落差，所以还无法取代单晶硅普遍使用。类单晶的转换效率与其质量有密切的关系，由于现有制造类单晶的长晶制程无法实时监控晶体生长的状态，因此不能实时调整制程参数，通常只能在晶体生长完成后才能知道晶体的质量，再根据前一次制程的结果调整制程参数，如此需要经过多次的实验才能调整出优化参数，不仅需要较长的测试时间，也需要较多的物料成本，而且，若使用的原料改变，可能制程参数即需要重新调整。此制造过程的缺点亦存在于一般的长晶制程。

此外，现有技术中，若要了解长晶过程中固-液界面的高度，通常是由人工操作探棒伸入长晶腔体内碰触固-液界面，凭经验来判断晶体的生长状态，判断结果恐因人而异，较难有统一的标准以控制质量。

所以如何在形成晶体的长晶过程中实时监控其生长状态，并调整制程参数，以提升生产效率及提升晶碇的质量，是需要解决的课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种可以提升生产效率及提升晶碇的质量的用于监控晶体生长状态的方法。

本发明的另一目的，在于提供一种可以实时监控晶体生长状态的设备。

本发明的又一目的，在于提供一种用于监控晶体生长状态的探测系统。

本发明用于监控晶体生长状态的方法，是在晶体生长过程中实时测量固-液界面的多个量测点的高度以计算出固-液界面的形状，并依据所得信息优化制程参数，使固-液界面在晶体生长过程保持中央凸起的形状并具有预定的曲率。

较佳地，测量固-液界面是使用多支探棒分布于不同位置取得多个量测点的高度。

较佳地，测量固-液界面是利用一探测系统将一探棒移动至固-液界面的不同位置取得多个量测点的高度。

较佳地，该探测系统包括一探棒，该探棒具有一本体部及一由该本体部弯折延伸入该坩埚内的探测部，该本体部可沿一转动路径移动并可以自转，且该探测部的末端与该本体部偏轴并与该本体部连动，使该探棒的探测部可控制地接触固-液界面的多个量测点。

此外，本发明可以监控晶体生长状态的设备，包含：一腔体、一设于该腔体内的坩埚、一设于该腔体内并分布于该坩埚周侧的加热系统、一探测系统及一连接该加热系统及该探测系统的控制系统。该探测系统固设于该腔体并包括一探棒。该探棒具有一本体部及一由该本体部弯折延伸入该坩埚内的探测部。该本体部可沿一转动路径移动并可以自转，且该探测部的末端与该本体部偏轴并与该本体部连动，使该探测部可控制地在该坩埚内移动。

其中，该探测系统还包括一连接该探棒的升降旋转机构，以控制该探棒上升或下降以及使该探棒自转。

该探测系统还包括一设于该探棒的力量感测装置，用以感测该探测部的受力变化。

该探测系统还包括一固设于该腔体的轴封，该探棒固设于该轴封，且该轴封带动该探棒沿该转动路径转动。较具体地，该轴封具有一可旋转的内圆柱，该探棒的本体部设于该轴封的内圆柱，且随该内圆柱可沿该转动路径移动并可以自转。

该升降旋转机构包括一导引件、一滑块、一升降马达及一旋转马达，该导引件设于该轴封且与该探棒并立，该滑块可滑动地设于该导引件并连接该探棒，该升降马达设于该轴封并连接该滑块，该旋转马达设于该滑块并连接该探棒。

该升降旋转机构还包括一连接该轴封与该滑块的位置量测装置，用以量测该探棒的升降位置。

本发明的有益效果在于：借由实时测量固-液界面的形状以实时修正制程参数，使固-液界面在晶体生长过程保持中央凸起的形状并具有预定的曲率，可以提高长晶质量及排杂能力从而提高晶碇的成品良率。

附图说明

图1是一方块图，说明本发明用于监控晶体生长状态的方法的一较佳实施例；

图2是一示意图，说明本发明可以监控晶体生长状态的设备的一具体实施方式；

图3是一立体图，说明该具体实施方式的一探测系统，其中一位置量测装置未示出；

图4是一示意图，说明该探测系统的一探棒的移动轨迹；

图5是一侧视图，说明该探测系统；

图6是一示意图，说明本发明可以监控晶体生长状态的设备的另一具体实施方式；