用于铸造近净形(NNS)硅锭的坩埚

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月24日提交的美国专利申请No.15/988,126的优先权。以上引用的申请的全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及铸造锭，并且更具体地涉及用于铸造近净形(NNS)硅锭的坩埚。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

用于处理半导体晶片和制造半导体器件的主要设备的关键室部件是使用多晶硅材料制造的。大多数室部件具有环形和圆形板的形状。方形石英坩埚用于铸造多晶硅(Mc-Si)。由方形Mc-Si锭生产最终室部件需要几个额外的处理步骤。这些用于制造室零件的标准方法由于多个处理步骤、处理过程中涉及的时间以及成型过程中浪费的材料而成本很高。

发明内容

一种用于形成锭的坩埚包括：具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具。所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成所述锭。所述中空模具的所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端。所述中空模具的所述圆锥形外壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的顶端。所述锐角防止所述锭开裂。

在其他特征中，所述锐角大于零且小于或等于15度。

在其他特征中，所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁由石英制成；以及所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部涂覆有氮化硅。

在其他特征中，所述锭长600mm。

在其他特征中，所述固体材料还包含掺杂剂。

在其他特征中，所述坩埚还包括：至少一个加热器，其设置在所述圆锥形外壁的周围，以加热装载在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间的所述固体材料的块，所述坩埚还包括：冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体。所述坩埚还包括：与所述中空模具相关联的至少一个温度传感器，以感测所述中空模具的内容物的温度。所述坩埚还包括：控制器，其基于感测到的所述温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。

在还有的其他特征中，一种坩埚包括外部元件和内部元件。外部元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端。内部元件包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底。所述圆锥体以相对于竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端。所述内部元件包括：所述圆柱体的基底部分，其利用密封剂附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。

在其他特征中，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成锭。

在其他特征中，所述密封剂包括氮化硅和液体的混合物，所述混合物被烘烤以在所述外部元件和所述内部元件之间形成密封。

在其他特征中，所述内部元件被配置成当在所述中空模具中形成锭后从所述坩埚的所述顶端沿向下方向向所述内部元件施加力时与所述外部元件分离，以释放所述锭而不会破坏所述锭。

在其他特征中，所述坩埚还包括附接到所述内部元件的顶端的杆，以通过在所述中空模具中熔化固体材料并通过在所述中空模具中冷却熔融的所述材料而在所述中空模具中形成锭之后，将所述内部元件从所述坩埚的所述顶端向下推动，以使所述内部元件与所述外部元件脱离。

在其他特征中，所述杆由石墨或钼制成。

在其他特征中，所述内部元件和所述外部元件由石英制成；以及所述外部元件的所述内部和所述内部元件的所述外部涂覆有氮化硅。

在其他特征中，所述锭长600mm。

在其他特征中，所述固体材料包含掺杂剂。

在其他特征中，所述坩埚进一步包括：至少一个加热器，其设置在所述外部元件周围，以加热装入所述中空模具中的固体材料的块。所述固体材料包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷。所述坩埚还包括：冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中形成的熔融液体。所述坩埚还包括：至少一个温度传感器，其与所述中空模具相关联以感测所述中空模具的内容物的温度。所述坩埚还包括：控制器，其基于感测到的温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以从所述中空模具中的所述熔融液体形成锭。

在还有的其他特种中，一种用于形成锭的方法包括：形成具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具。所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端。所述圆锥形外壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的顶端。所述方法还包括被构造成将包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料容纳在所述中空模具中。所述方法还包括熔化在所述中空模具中的所述固体材料。所述方法还包括冷却在所述中空模具中的熔融的所述材料，以形成所述锭。所述锐角防止所述锭开裂。

在其他特征中，所述锐角大于零且小于或等于15度。

在其他特征中，所述方法还包括由石英形成所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁；以及用氮化硅涂覆所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部。

在其他特征中，所述方法还包括形成长600mm的所述锭。

在其他特征中，所述方法还包括添加掺杂剂到所述固体材料中。

在其他特征中，所述方法还包括：围绕所述圆锥形外壁加热，以熔化装载在所述中空模具中的所述固体材料的块，所述固体材料的块在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间。所述方法还包括：从所述中空模具的所述底端冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体。所述方法还包括：感测所述中空模具的内容物的温度。所述方法还包括：基于感测到的所述温度控制所述加热和所述冷却，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。

在还有的其他特征中，一种形成坩埚以形成锭的方法包括形成外部元件，该外部元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端。该方法还包括形成内部元件，该内部元件包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底。所述圆锥体以相对于竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端。所述方法还包括形成所述内部元件，所述内部元件包括：所述圆柱体的基底部分，其利用密封剂附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。

在其他特征中，所述方法还包括：将包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料容纳在所述中空模具中。所述方法还包括熔化在所述中空模具中的所述固体材料。所述方法还包括冷却在所述中空模具中的熔融的所述材料，以形成所述锭。

在其他特征中，所述方法还包括通过形成氮化硅和液体的混合物来形成所述密封剂，并且烘烤所述混合物以在所述外部元件和所述内部元件之间形成密封。

在其他特征中，所述方法还包括在所述中空模具中形成锭后从所述坩埚的所述顶端沿向下方向向所述内部元件施加力以使所述内部元件与所述外部元件分离，以释放所述锭而不会破坏所述锭。

在其他特征中，所述方法还包括将杆附接到所述内部元件的顶端，以通过在所述中空模具中熔化固体材料并通过在所述中空模具中冷却熔融的所述材料而在所述中空模具中形成锭之后，将所述内部元件从所述坩埚的所述顶端向下推动，以使所述内部元件与所述外部元件脱离。

在其他特征中，所述方法还包括由石墨或钼形成所述杆。

在其他特征中，所述方法还包括由石英形成所述内部元件和所述外部元件；以及用氮化硅涂覆所述外部元件的所述内部和所述内部元件的所述外部。

在其他特征中，所述方法还包括形成长600mm的所述锭。

在其他特征中，所述方法还包括添加所述掺杂剂到所述固体材料中。

在其他特征中，所述方法进一步包括：围绕所述外部元件加热，以熔化装入所述中空模具中的固体材料的块，其中所述固体材料包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷。所述方法还包括：从所述中空模具的所述底端冷却在所述中空模具中形成的熔融液体。所述方法还包括：感测所述中空模具的内容物的温度。所述方法还包括：基于感测到的温度控制所述加热和所述冷却，以从所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。

根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。

附图说明

根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：

图1A和1B分别示出了第一坩埚的平面图和截面图。

图2A和图2B示出了具有中空模具的第二坩埚的横截面，该中空模具具有圆锥形内壁和圆锥形外壁。

图3A示出了第三坩埚的外部元件的横截面；

图3B示出了第三坩埚的内部元件的横截面；

图3C示出了第三坩埚的横截面，该第三坩埚具有通过结合外部元件和内部元件而形成的中空模具；

图4A和图4B示出了第三坩埚的截面图，其示出了硅锭的形成；

图4C示出了第三坩埚的截面图，其示出了第三坩埚的内部元件的去除以及硅锭从第三坩埚的释放；

图5示出了构造第三坩埚并使用第三坩埚形成硅锭的方法；

图6示出了用于通过使用第一、第二或第三坩埚来加热固态硅并冷却熔融硅来生产硅锭的炉的简化框图；以及

图7示出了操作图6的炉的方法的流程图。

在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

简要地，本公开涉及坩埚，所述坩埚可以在生长器或铸造炉中使用，以生产更接近于用于处理半导体晶片的设备室的最终成品部件的期望形状的固体硅片(锭)。具体地，本公开涉及用于生长硅、碳化硅或其他非氧化物陶瓷的锭的中空坩埚。

在一实施方案中，坩埚是具有内壁和外壁的中空模具。内壁和外壁彼此不平行。内壁和外壁在顶端比底端具有更大的距离。当熔融硅在坩埚中结晶时，将锭向上推，然后可以将其取出。

在另一实施方案中，坩埚包括内部元件和外部元件。内部元件包括圆锥体和圆柱体，该圆柱体在圆锥体的下端，该圆柱体装配到外部元件的底端开口中。为了使锭脱模，可将内部元件向下推动并释放。一旦移除内部元件，就可以将锭向上推，并且然后可以将锭移除。下面详细描述本公开的这些和其他方面。

本公开内容组织如下。参照图1A-1B描述了用于生产中空圆柱形锭的第一坩埚。参照图2A-2B描述了用于生产中空圆柱形锭的第二坩埚。参照图3A-3C描述了具有用于生产中空圆柱形锭的具有独立的外部和内部元件的第三坩埚。参照图4A-4B描述了使用第三坩埚的中空圆柱形锭的生产。参照图4C描述了通过将内部元件从第三坩埚中推出来而从第三坩埚中移除中空圆柱形锭。使用图5描述用于构造第三坩埚并使用第三坩埚生产锭的方法。参照图6描述了具有加热器、传感器和控制器的炉，该炉用于使用第一、第二或第三坩埚来生产锭。参照图7来描述操作炉的方法。

图1A和1B分别示出了圆柱形坩埚100的俯视图和横截面。在圆柱形坩埚100的内壁102和外壁104之间形成有中空的圆柱形模具。内壁102和外壁104是在圆柱形坩埚100的底端连接。将固体硅块(具有或不具有掺杂剂)装入中空模具中。将圆柱形坩埚100放置在炉中(见图6)。固体硅在炉中熔化并冷却，以形成中空的圆柱形锭。

当硅从熔融相转变为固态时，其体积增大。因此，固化的硅材料在外壁104上施加拉力。结果，在固化期间，外壁104会破裂。以下坩埚设计会防止坩埚在固化过程中破裂。

从圆柱形坩埚100的底端冷却熔融的硅，这导致熔融的硅从圆柱形坩埚100的底端沿向上的方向凝固。圆柱形坩埚100通常由石英制成。石英的热膨胀系数(CTE)比硅的CTE小一个数量级。在固化过程中，硅会附着在石英上。为了防止硅附着在石英上，外壁104的内部和内壁102的外部涂覆有氮化硅。

在固化之后，冷却硅材料在圆柱形坩埚100中收缩。与石英相比，冷却硅的收缩大得多。因此，硅在内壁102的内侧上施加压缩力，并且在硅中产生显著的拉伸应力。结果，在冷却期间，硅会从内壁102的内侧开始破裂。以下的坩埚设计防止了硅在冷却期间破裂。

图2A和2B示出了具有中空模具的坩埚200的横截面，该中空模具具有圆锥形内壁202和圆锥形外壁204。圆锥形内壁202和圆锥形外壁204彼此不平行。圆锥形内壁202和圆锥形外壁204在中空模具的顶端比在中空模具的底端隔开更大的距离。圆锥形内壁202相对于竖直轴线以锐角α从中空模具的顶端径向向外下降到中空模具的底端。圆锥形外壁204相对于竖直轴线以锐角α从中空模具的底端径向向外上升到中空模具的顶端。

倾斜的圆锥形内壁202和圆锥形外壁204在圆柱形坩埚200的底端处接合。将固体硅块(具有或不具有掺杂剂)装入中空模具中。将坩埚200放置在炉中(见图6)。固态硅在熔炉中熔化并冷却以形成具有坩埚200形状的中空锭。

从坩埚200的底端冷却熔融的硅，这导致熔融的硅从坩埚200的底端沿向上的方向固化。坩埚200通常由石英制成。在固化过程中，硅会附着在石英上。为了防止硅附着在石英上，在圆锥形外壁204的内部和圆锥形内壁202的外部涂覆有氮化硅。

在固化期间，冷却硅在坩埚200中向上膨胀。冷却硅的膨胀沿图2B中的侧向箭头所示的方向在圆锥形内壁202和圆锥形外壁204的内侧上施加力。倾斜的圆锥形内壁202和圆锥形外壁204适应由膨胀硅在图2B的侧向箭头所示的方向上在倾斜的圆锥形内壁202和圆锥形外壁204的内侧上施加的力，从而防止硅破裂。

坩埚200的倾斜的圆锥形内壁202和圆锥形外壁204也有利于在沿图2B中的向上箭头所示的方向生长和/或铸造之后容易地释放锭。出乎意料的是，由于倾斜的壁，坩埚200可以产生长达600mm的锭而没有缺陷，由于破裂问题，这对于使用圆柱形坩埚100是不可能的。圆柱形坩埚100可以生产长度远小于600mm(仅最大约350mm)的锭。应当注意，600mm仅仅是非限制性示例。

例如，坩埚200的圆锥形内壁202和圆锥形外壁204倾斜的锐角α可以介于0度和15度之间，以防止硅破裂并生产近600mm长的无缺陷的锭。然而，可以想到锐角α的大于零且小于90度的其他值。

图3A-3C示出了具有中空模具的坩埚300的横截面。坩埚包括图3A所示的外部元件302和图3B所示的内部元件304。在图3C中，内部元件304连接到外部元件302以形成坩埚300。

在图3A中，外部元件302包括第一部分310和第二部分312。第一部分310在坩埚300的底端处是水平的。第二部分312以相对于竖直轴线的第一锐角α1从坩埚300的底端径向向外上升到坩埚300的顶端。

在图3B中，内部元件304包括圆锥体320和圆柱体322，圆柱体322在圆锥体320的基底。圆锥体320以相对于竖直轴线的第二锐角α2从坩埚300的顶端径向向外下降到坩埚300的底端。圆柱体322具有基底部分324。包括圆锥体320、圆柱体322和基底部分324的内部元件304不是中空的。基底部分324在中心具有大通孔325，以制造内部元件304。

在图3C中，坩埚300通过如下将内部元件304与外部元件302接合而形成。使用密封剂将内部元件304的圆柱体322的基底部分324附接到外部元件302的第一部分310，以在坩埚300的外部元件302的内部与内部元件304的外部之间形成中空模具。

密封剂包括氮化硅。具体地，将氮化硅粉末与流体(例如，过滤水)混合。将该混合物施加在圆柱体322的基底部分324与外部元件302的第一部分310连接所在的区域上。烘烤外部元件302和内部元件304之间(即，基底部分324和第一部分之间)的接合部以形成密封件326。密封件326防止熔融硅通过接合部泄漏。

图4A-4C示出了在坩埚300中硅锭的形成以及从坩埚300中的硅锭的去除。在图4A中，将固体硅块400(具有或不具有掺杂剂)装载到坩埚300中。将坩埚300放置在炉中(参见图6)。固体硅在炉中熔化并冷却以形成具有坩埚300形状的锭。

在图4B中，熔融的硅402从坩埚300的底端开始冷却，这导致熔融的硅402从坩埚300的底端沿向上的方向固化。坩埚300的外部元件302和内部元件304通常由石英制成。在固化过程中，硅会附着在石英上。为了防止硅附着到石英上，外部元件302的内部和内部元件304的外部涂覆有氮化硅。

在图4C中，在固化期间，冷却硅在坩埚300中向上膨胀以形成锭406。冷却硅的膨胀沿由侧向箭头所示的方向在外部元件302和内部元件304的内侧上施加力。内部元件304(特别是圆锥体320)容纳由膨胀的硅施加的力，从而防止硅破裂。

内部元件304还有助于在生长和/或铸造之后容易释放锭406。具体地，内部元件304包括附接到内部元件304的顶部(在圆锥体320的顶端)的杆410。杆410由可承受熔融硅的高温(例如，约1414摄氏度)的材料制成。另外，该材料不会污染熔融硅。例如，杆410由石墨或钼制成。

当形成锭406时(即，在冷却之后)，杆410被向下推动。向下推动杆410将在内部元件304的圆锥体320的底部处的圆柱体322上施加力。在圆柱体322上施加的力使外部元件302和内部元件304之间(即，在圆柱体322的基底部分324和外部元件302的第一部分310之间)的密封件326脱离。脱离密封件326导致内部元件304沿向下方向释放。释放内部元件304将锭406从坩埚300中释放出来。然后，将锭406向上推动并从坩埚300中移出。

附接到内部元件304的杆410的基底部分412是盘形的。当将杆410向下推时，杆410的盘形基底部分412将施加到杆410的力均匀地分布在内部元件304上。出乎意料的是，由于内部元件304的设计和实施，坩埚300可以生产没有缺陷的将近600mm长的锭，由于破裂问题，这对于使用圆柱形坩埚100是不可能的。圆柱形坩埚100只能生产最大约350mm的锭，其长度比600mm短得多。

通过将内部元件304接合到外部元件302来构造坩埚300提供以下优点。尽管外部元件302和内部元件304的内壁涂覆有氮化硅以防止硅锭附着到内壁上，但是氮化硅涂层在整个内壁上可能是不均匀的。因此，氮化硅涂层的一部分在熔融的硅的高温下会破裂，并且硅会在氮化硅涂层破裂的位置处附着至石英内壁。使用密封剂的外部元件302和内部元件304的设计和接合以及内部元件304与外部元件302脱离以释放锭406的能力可防止锭406附着到外部元件302和内部元件304的内壁，并且使锭406无缺陷。

当形成锭406时，存在于固体硅400中的任何不想要的杂质(除了有意添加到固体硅400中的任何掺杂剂之外)都可能在锭406的顶端附近积聚。因此，除去锭406的顶端的包含杂质的小部分(例如，约5-10mm)。锭406的其余部分是具有所需(近净)形状的无缺陷部件，可以将其切割成多个环以用于处理室，而无需进一步处理(例如，研磨、抛光、重塑等等)。应当注意，5-10mm仅仅是非限制性示例。

图5示出了根据本公开内容的用于构造坩埚(例如，坩埚300)并生产锭(例如，锭406)的方法500。在502，将包括径向向外下降的圆锥体(例如圆锥体320)并且具有圆柱形的基底(例如，具有基底部分324的圆柱体322)的内部元件(例如，内部元件304)附接至从水平基底部分(例如，外部元件302的第一部分310)径向向外上升的外部元件(例如，外部元件302)以形成坩埚(例如，坩埚300)。通过使用在坩埚的内部元件和外部元件之间形成密封件(例如，密封件326)的密封剂(例如，与过滤水混合的氮化硅)将内部元件的圆柱形基底部分接合到外部元件的水平基底部分，将内部元件附接到外部元件。

在504处，将选择性地掺杂的固体硅块装入形成在内部元件和外部元件之间的中空模具中。在506，将固态硅熔化以形成熔融的硅。在508，从坩埚的底部开始冷却熔融的硅以形成硅锭(例如，锭406)。在510，使用附接到内部元件的顶端的杆向下推动内部元件。通过向下推动杆，使内部元件与外部元件脱离，以从坩埚释放硅锭。

图6示出了炉600的简化示意图。炉600包括控制器602、多个加热器(例如，侧加热器H1 604和顶端加热器H2 606)以及在炉600的底端的冷却组件C 608。可以将坩埚(例如，坩埚100、200或300)放置在炉600中。

控制器602控制提供给加热器604、606的功率以熔化坩埚中的硅。控制器602控制提供给冷却组件608的功率以冷却坩埚中的熔融的硅。

传感器610可以位于坩埚内和坩埚周围，以随着硅熔化和熔融的硅冷却而感测坩埚中硅的温度。传感器610可以位于炉中的其他地方(例如，耦合和/或接近加热器604、606和冷却组件608)，以感测提供给这些元件的功率和这些元件的温度。

控制器602可以与传感器610通信并从传感器610接收数据。控制器602可以基于从传感器610接收的数据来控制提供给加热器604、606和冷却组件608的功率，以适当地熔化硅并适当地冷却坩埚中的熔融的硅，并形成硅锭(例如，锭406)。

图7示出了用于操作炉600的方法700。方法700由控制器602执行。在702处，将选择性地掺杂的固体硅块装载在坩埚(例如，坩埚100、200或300)中。在704，通过向多个加热器(例如，侧面加热器H1 604和顶端加热器H2 606)供应功率来熔化固体硅块。在706，控制器602从位于坩埚内和坩埚周围的传感器(例如，传感器610)接收与坩埚中的硅的温度有关的数据。控制器602还可以接收关于提供给加热器和冷却组件(例如，冷却组件C 608)的功率以及关于这些元件的温度的数据。在708处，控制器602基于从传感器610接收的数据来控制提供给加热器604、606和冷却组件608的电力，以适当地熔化硅、冷却熔融的硅并形成硅锭(例如，硅锭406)。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且不是意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方式的特征中实现和/或与任何其它实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。

使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。控制器可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺。

概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于执行特定工艺的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在本文所描述的一或多个锭的制造期间完成一个或多个处理步骤。

在一些实现方式中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。

在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。

如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、半导体制造工厂中的另一控制器通信。