CN117626406A - 一种拉晶装置及拉晶方法 - Google Patents
一种拉晶装置及拉晶方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117626406A CN117626406A CN202311666723.0A CN202311666723A CN117626406A CN 117626406 A CN117626406 A CN 117626406A CN 202311666723 A CN202311666723 A CN 202311666723A CN 117626406 A CN117626406 A CN 117626406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon rod
- single crystal
- crystal silicon
- diameter
- level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 234
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/32—Seed holders, e.g. chucks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本公开实施例公开了一种拉晶装置及拉晶方法,所述拉晶装置包括至少一个止夹模块组;其中,所述至少一个止夹模块组中的每个止夹模块均设置在拉晶炉的上炉室,且沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周,用于在单晶硅棒的拉制过程中,当所述单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时夹住所述单晶硅棒。
Description
技术领域
本公开实施例涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种拉晶装置及拉晶方法。
背景技术
单晶硅棒大部分采用切克劳斯基(Czochralski,以下称为“CZ”)法,又或被称之为直拉法进行拉制得到。该CZ法是运用熔体的冷凝结晶驱动原理,在固体和液体的交界面处,由于熔体温度下降导致产生了由液体转换成固体的相变化。在利用CZ法拉制单晶硅棒的过程中,通过将固态的原料放置在石英坩埚内并通过石墨加热器加热使得盛放于石英坩埚中的原料熔化,之后经过试温、引晶、放肩、转肩,等径和收尾等工序,最终拉制得到了无位错的单晶硅棒。
拉晶炉是利用CZ法拉制单晶硅棒的主要设备。目前在相关技术中,在单晶硅棒的拉制过程中往往会受到多种因素的影响,例如拉晶阶段的引晶阶段和二次加料阶段通常会因惰性气体流量的变化而导致单晶硅棒发生晃动致使单晶硅棒的中心轴线偏离基准中心轴线。又例如,当发生地震时也会造成单晶硅棒发生晃动甚至当单晶硅棒的晃动幅度较大时造成单晶鼓棒与拉晶炉的内炉壁发生碰撞,进而严重影响单晶硅棒的品质。此外,由于单晶硅棒质量大因此具有巨大的惯性,进而当单晶硅棒发生晃动后在短时间内难以恢复至平稳状态,为后续单晶硅棒的加工增加了时间成本。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例期望提供一种拉晶装置及拉晶方法;能够降低或者消除单晶硅棒的晃动现象,提高单晶硅棒的品质并提高生产效率。
本公开实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本公开实施例提供了一种拉晶装置,所述拉晶装置包括至少一个止夹模块组;其中,
所述至少一个止夹模块组中的每个止夹模块均设置在拉晶炉的上炉室且沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周,所述每个止夹模块用于在单晶硅棒的拉制过程中,当所述单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时夹住所述单晶硅棒。
可选地,在一些示例中,所述每个止夹模块包括与所述单晶硅棒相接触的接触部,与所述拉晶炉的炉体滑动连接的连接部以及驱动部;其中,
所述驱动部,用于驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向远离或者靠近所述单晶硅棒移动。
可选地,在一些示例中,所述接触部的材质为石英。
可选地,在一些示例中,所述拉晶装置包括直径监测模块,所述直径监测模块用于实时地监测所述单晶硅棒的直径。
可选地,在一些示例中,所述拉晶装置包括处理模块,所述处理模块用于根据所述直径监测模块实时地监测到的所述单晶硅棒的直径,获取所述单晶硅棒对应的偏离级别。
可选地,在一些示例中,所述处理模块,被配置为:
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当所述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
可选地,在一些示例中,所述处理模块与所述拉晶炉中的提拉装置相连接;其中,当所述偏离级别大于或等于2级时,所述提拉装置将所述单晶硅棒提拉出所述拉晶炉中的石英坩埚的液面,且所述每个止夹模块夹住所述单晶硅棒。
可选地,在一些示例中,所述驱动部,被构造成:
当所述偏离级别为0级时,所述驱动部驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向靠近所述单晶硅棒移动以使所述接触部与所述单晶硅棒的外表面之间的距离为2mm至3mm;
当所述偏离级别为大于0级且小于2级时,所述驱动部驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向靠近所述单晶硅棒移动以使所述接触部与所述单晶硅棒的外表面之间的距离为3mm至6mm。
第二方面,本公开实施例提供了一种拉晶方法,所述拉晶方法能够应用于第一方面所述的拉晶装置,所述拉晶方法包括:
在单晶硅棒的拉制过程中,当所述单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时,设置在拉晶炉的上炉室且沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周的至少一个止夹模块组中的每个止夹模块能够夹住所述单晶硅棒。
可选地,在一些示例中,所述拉晶方法包括:在所述单晶硅棒的拉制过程中,根据所述单晶硅棒的直径,获取所述单晶硅棒对应的偏离级别;其中,
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当所述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
本公开实施例提供了一种拉晶装置及拉晶方法;通过在拉晶炉的上炉室设置至少一个止夹模块组,至少一个止夹模块组中的每个止夹模块沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周,以在单晶硅棒的拉制过程中当单晶硅棒发生晃动,也就是单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时每个止夹模块能够及时地夹住单晶硅棒以避免单晶硅棒产生大幅度地晃动从而与拉晶炉的内壁发生碰撞,以避免对单晶硅棒的品质造成影响。
附图说明
图1为本公开实施例提供的相关技术中的拉晶炉的结构示意图;
图2为本公开实施例提供的单晶硅棒沿轴向发生偏离的示意图;
图3为本公开实施例提供的一种拉晶装置的组成示意图;
图4为本公开实施例提供的止夹模块组中每个止夹模块与其相对应的止夹模块沿拉晶炉的轴向方向上呈对称地设置的示意图;
图5为本公开实施例提供的止夹模块组中每个止夹模块与其相对应的止夹模块沿拉晶炉的轴向方向上呈非对称地设置的示意图;
图6为本公开实施例提供的每个止夹模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1,其示出了相关技术中的拉晶炉1的结构示意图。如图1所示,该拉晶炉1包括:炉体10,石英坩埚20,石墨坩埚30,坩埚升降轴40。
上述的炉体10用于限定出用于拉制单晶硅棒S的炉室101。该炉室101包括上炉室1011(图1中点划线以上所示的腔室)和下炉室1012(图1中点划线以下所示的腔室),并且上炉室1011和下炉室1012连通设置。
在一些示例中,上述的拉晶炉1通常分为冷场与热场。上炉室1011为冷场,其温度约为100℃。下炉室1012为热场,温度能够达到1000℃以上。通常石英坩埚20,石墨坩埚30以及坩埚升降轴40均设置在下炉室1012中。
上述的石英坩埚20设置于下炉室1012的底部,用于在拉制单晶硅棒S的初始阶段容纳固态的多晶硅原料(或可称之为“多晶硅熔料”)。
上述的石墨坩埚30设置于石英坩埚20的外周,用于支撑该石英坩埚20。
在具体拉制单晶硅棒S的过程中,当设定质量的多晶硅原料盛放于上述石英坩埚20后,通过石墨加热器(图中未示出)对该石英坩埚20内的多晶硅原料进行加热使多晶硅原料熔化以形成熔融态的硅熔体。
上述的坩埚升降轴40用于驱动石英坩埚20和石墨坩埚30沿竖直方向上下移动,以保证石英坩埚20中的硅熔体的液面基本保持不变。
在一些示例中,上述拉晶炉1的结构中还包括:籽晶缆50以及与籽晶缆50相连接的提拉装置60。
具体来说,在单晶硅棒S的拉制过程中,当石英坩埚20中装入设定质量的多晶硅原料后,通过石墨加热器加热石英坩埚20以使石英坩埚20中的多晶硅原料熔化形成硅熔体且当硅熔体的液面温度稳定后,通过籽晶缆50下降籽晶(图中未示出)至硅熔体的固液界面处并开始引晶、缩颈、放肩、等径生长以及收尾等工序,最终拉制得到设定长度的单晶硅棒S。
但是,在利用图1所示的拉晶炉1拉制单晶硅棒S时,当遇到例如地震等其他情况时会导致单晶硅棒发生晃动,也就是如图2所示的单晶硅棒的实际中心轴线(双点划线X')偏离基准中心轴线(点划线X),此时当单晶硅棒S的偏离程度较大时单晶硅棒S可能会与炉体10的内壁发生碰撞以严重影响单晶硅棒的品质。目前当发生单晶硅棒S的晃动时,仅能够依靠工艺人员进行干预,干预时间长且效率低,而且不能够及时地降低对单晶硅棒的品质的影响。
需要说明的是,在本公开实施例中,单晶硅棒S的中心轴线指的是从单晶硅棒的头部自尾部方向上的中心线。当上述单晶硅棒不发生晃动时,单晶硅棒S的基准中心轴线与拉晶炉1在竖向的中心轴向相重合。
基于上述阐述,本公开实施例期望提供一种能够及时防止单晶硅棒晃动及偏离的技术方案。参见图3,其示出了本公开实施例提供的一种拉晶装置3,该拉晶装置3具体包括至少一个止夹模块组301。上述至少一个止夹模块组301中的每个止夹模块3011均设置在拉晶炉1的上炉室1011且沿上述拉晶炉1的周向分布在单晶硅棒S的外周,该每个止夹模块3011用于在单晶硅棒S的拉制过程中,当上述单晶硅棒S的实际中心轴线偏离基准中心轴线时夹住上述单晶硅棒S。
在一些示例中,上述的一个止夹模块组301中包括至少两个止夹模块3011,该至少两个止夹模块3011沿上述拉晶炉1的周向分布在单晶硅棒S的外周,以当单晶硅棒发生晃动时能够及时地夹住上述单晶硅棒,防止单晶硅棒与上炉室1011的内壁发生碰撞,进而对单晶硅棒的品质造成影响。
在一些示例中,如图4所示,上述的至少一个止夹模块组301中每个止夹模块3011与其相对应的止夹模块3011沿拉晶炉1的轴向方向上呈对称地设置。当然,在另一些示例中,如图5所示,上述的至少一个止夹模块组301中每个止夹模块3011与其相对应的止夹模块3011也能够沿拉晶炉1的轴向方向上呈非对称地设置,本公开实施例对此不作具体地限定。
对于图3所述的技术方案,通过在拉晶炉1的上炉室1011设置至少一个止夹模块组301,至少一个止夹模块组301中的每个止夹模块3011沿上述拉晶炉1的周向分布在单晶硅棒S的外周,以在单晶硅棒S的拉制过程中当单晶硅棒发生晃动,也就是单晶硅棒S的实际中心轴线偏离基准中心轴线时每个止夹模块3011能够及时地夹住单晶硅棒S以避免单晶硅棒S产生大幅度地晃动以与拉晶炉1的内壁发生碰撞,避免了对单晶硅棒S的品质造成影响。
此外,当在拉制单晶硅棒的过程中发生单晶硅棒S的实际中心轴线偏离基准中心轴线时,在巨大的惯性作用下,单晶硅棒难以在短时间内保持稳定状态。在本公开实施例中通过止夹模块3011及时地夹住单晶硅棒S能够使得单晶硅棒S在较短的时间内恢复平稳状态,缩短复机时间。
对于图3所述的技术方案,在一些可能的实施方式,如图6所示,上述每个止夹模块3011包括与上述单晶硅棒S相接触的接触部601,与上述拉晶炉1的炉体10滑动连接的连接部602以及驱动部603;其中,
上述驱动部603,用于驱动对应的上述每个止夹模块3011沿上述拉晶炉1的径向方向远离或者靠近上述单晶硅棒移动。
在一些示例中,上述的连接部602与炉体10之间可以通过滑轨实现滑动连接,以使得驱动部603能够驱动对应的止夹模块3011沿拉晶炉1的径向方向远离或者靠近单晶硅棒移动。本公开实施例对上述的连接部602与炉体10之间的滑动连接的具体实现形式不作限定。
对于上述的实施方式,在一些示例中,上述的接触部601的材质为石英。
可以理解地,上述的接触部601在夹持单晶硅棒S的过程中与单晶硅棒S的外表面相接触,因此为了不对单晶硅棒产生杂质影响,在本公开实施例中将接触部601的材质设置为石英。
对于图3所述的技术方案,在一些可能的实施方式,如图3所示,上述拉晶装置3包括直径监测模块302,上述直径监测模块302用于实时地监测上述单晶硅棒的直径。
可以理解地,如果单晶硅棒S在拉制的过程中沿轴向的中心轴线发生了偏离,那么单晶硅棒的直径也将会发生变化。因此,在本公开实施例中通过实时地监测上述单晶硅棒的直径来判断单晶硅棒的沿轴向的中心轴线在拉制过程中是否发生了偏离,也就是说单晶硅棒是否发生了晃动。
对于图3所述的技术方案,在一些可能的实施方式,如图3所示,上述拉晶装置3包括处理模块303,上述处理模块303用于根据上述直径监测模块302实时地监测到的上述单晶硅棒的直径,获取上述单晶硅棒对应的偏离级别。
在一些示例中,上述单晶硅棒对应的偏离级别为单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线的程度。当单晶硅棒的实际中心轴线与基准中心轴线之间的夹角越大时表示上述单晶硅棒对应的偏离级别越大,也就是单晶硅棒晃动的越严重。
在一些示例中,当单晶硅棒产生的晃动幅度越大时,单晶硅棒的实际直径会与标准直径之间的误差越大。基于此,在本公开实施例中根据实时监测到的单晶硅棒的直径就能够确定单晶硅棒对应的偏离级别。具体来说,对于上述的实施方式,在一些示例中,上述处理模块303被配置为:
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当上述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
在一些示例中,上述的基准直径为当单晶硅棒对应的偏离级别为0级时所允许的最大直径减去误差(3mm)后所得到的直径。例如对于设定规格为12英寸的单晶硅棒,其基准直径为当单晶硅棒对应的偏离级别为0级时所允许的最大直径(311mm)减去误差(3mm)后所得到的直径,即对于设定规格为12英寸的单晶硅棒,其基准直径为为308mm。
可以理解地,当通过单晶硅棒的直径获得了单晶硅棒对应的偏离级别后,即能够根据单晶硅棒的偏离级别利用止夹模块组301对防止单晶硅棒发生大幅度地晃动,以避免单晶硅棒与拉晶炉发生碰撞。
对于图3所述的技术方案,在一些可能的实施方式中,上述处理模块303与上述拉晶炉1中的提拉装置60相连接;其中,当上述偏离级别大于或等于2级时,上述提拉装置60将上述3011单晶硅棒S提拉出上述拉晶炉1中的石英坩埚20的液面,且上述每个止夹模块能够夹住上述单晶硅棒。
可以理解地,当上述的偏离级别大于或者等于2级时,处理模块303发出例如报警信号以使得该提拉装置60将单晶硅棒S从石英坩埚20中的液面提拉出,且此时止夹模块3011夹住单晶硅棒,以防止单晶硅棒继续晃动与炉体发生碰撞。
在具体实施过程中,当单晶硅棒停止晃动后,由工艺人员会对单晶硅棒进行检测,当可以继续拉制时,提拉装置60能够将单晶硅棒下放至石英坩埚20的液面位置处以继续单晶硅棒的拉制。
对于上述的实施方式,在一些示例中,上述驱动部603,被构造成:
当上述偏离级别为0级时,上述驱动部603驱动对应的上述每个止夹模块3011沿上述拉晶炉的径向方向靠近上述单晶硅棒移动以使上述接触部601与上述单晶硅棒S的外表面之间的距离为2mm至3mm;
当上述偏离级别为大于0级且小于2级时,上述驱动部603驱动对应的上述每个止夹模块3011沿上述拉晶炉的径向方向靠近上述单晶硅棒移动以使上述接触部601与上述单晶硅棒的外表面之间的距离为3mm至6mm。
可以理解地,当例如发生地震,且单晶硅棒对应的偏离级别为0级时,上述驱动部603驱动对应的上述每个止夹模块3011沿上述拉晶炉的径向方向靠近上述单晶硅棒移动以使上述接触部601与上述单晶硅棒S的外表面之间的距离为例如2mm,以当单晶硅棒后续的晃动或者偏离级别持续增大时,止夹模块3011能够及时地夹住单晶硅棒。
此外,在具体实施过程中,当单晶硅棒对应的偏离级别为0级时,可继续对单晶硅棒进行拉制。
此外,当例如发生地震,且单晶硅棒对应的偏离级别为大于0级且小于2级时,上述驱动部603驱动对应的上述每个止夹模块3011沿上述拉晶炉的径向方向靠近上述单晶硅棒移动以使上述接触部601与上述单晶硅棒S的外表面之间的距离为例如3mm,以当单晶硅棒后续发生晃动或者偏离时,止夹模块3011能够及时地夹住单晶硅棒。另一方面,由于当单晶硅棒对应的偏离级别大于0级且小于2级时,单晶硅棒的异常晃动处于可控范围内,此时也可正常地进行单晶硅棒的拉制,因此此时止夹模块2011与单晶硅棒之间的距离设为例如3mm是为了防止单晶硅棒与止夹模块2011发生碰撞。
此外,在具体实施过程中,当单晶硅棒对应的偏离级别为大于0级且小于2级时,当单晶硅棒的拉制不受影响时可以继续拉制单晶硅棒。另一方面,在单晶硅棒对应的偏离级别为大于0级且小于2级的情况下,也可以通过工艺人员进行评估,若此时单晶鼓棒的品质会受到偏离级别的影响,那么此时提拉装置60将单晶硅棒S从石英坩埚20中的液面提拉出,且止夹模块3011夹持住单晶硅棒。
最后,本公开实施例提供了一种拉晶方法,上述拉晶方法能够应用于前述技术方案上述的拉晶装置3,上述拉晶方法包括:
在单晶硅棒的拉制过程中,当上述单晶硅棒沿轴向的实际中心轴线偏离基准中心轴线时,设置在拉晶炉的上炉室且沿上述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周的至少一个止夹模块组中的每个止夹模块能够夹住上述单晶硅棒。
对于上述的技术方案,在一些可能的实施方式中,上述拉晶方法包括:
在上述单晶硅棒的拉制过程中,根据上述单晶硅棒的直径,获取上述单晶硅棒对应的偏离级别;其中,
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当上述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当上述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定上述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
需要说明的是:本公开实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种拉晶装置,其特征在于,所述拉晶装置包括至少一个止夹模块组;其中,
所述至少一个止夹模块组中的每个止夹模块均设置在拉晶炉的上炉室且沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周,所述每个止夹模块用于在单晶硅棒的拉制过程中,当所述单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时夹住所述单晶硅棒。
2.根据权利要求1所述的拉晶装置,其特征在于,所述每个止夹模块包括与所述单晶硅棒相接触的接触部,与所述拉晶炉的炉体滑动连接的连接部以及驱动部;其中,
所述驱动部,用于驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向远离或者靠近所述单晶硅棒移动。
3.根据权利要求2所述的拉晶装置,其特征在于,所述接触部的材质为石英。
4.根据权利要求1所述的拉晶装置,其特征在于,所述拉晶装置包括直径监测模块,所述直径监测模块用于实时地监测所述单晶硅棒的直径。
5.根据权利要求4所述的拉晶装置,其特征在于,所述拉晶装置包括处理模块,所述处理模块用于根据所述直径监测模块实时地监测到的所述单晶硅棒的直径,获取所述单晶硅棒对应的偏离级别。
6.根据权利要求5所述的拉晶装置,其特征在于,所述处理模块,被配置为:
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当所述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
7.根据权利要求6所述的拉晶装置,其特征在于,所述处理模块与所述拉晶炉中的提拉装置相连接;其中,当所述偏离级别大于或等于2级时,所述提拉装置将所述单晶硅棒提拉出所述拉晶炉中的石英坩埚的液面,且所述每个止夹模块夹住所述单晶硅棒。
8.根据权利要求6所述的拉晶装置,其特征在于,所述驱动部,被构造成:
当所述偏离级别为0级时,所述驱动部驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向靠近所述单晶硅棒移动以使所述接触部与所述单晶硅棒的外表面之间的距离为2mm至3mm;
当所述偏离级别为大于0级且小于2级时,所述驱动部驱动对应的所述每个止夹模块沿所述拉晶炉的径向方向靠近所述单晶硅棒移动以使所述接触部与所述单晶硅棒的外表面之间的距离为3mm至6mm。
9.一种拉晶方法,其特征在于,所述拉晶方法能够应用于权利要求1至7任一项所述的拉晶装置,所述拉晶方法包括:
在单晶硅棒的拉制过程中,当所述单晶硅棒的实际中心轴线偏离基准中心轴线时,设置在拉晶炉的上炉室且沿所述拉晶炉的周向分布在单晶硅棒的外周的至少一个止夹模块组中的每个止夹模块能够夹住所述单晶硅棒。
10.根据权利要求9所述的拉晶方法,其特征在于,所述拉晶方法包括:
在所述单晶硅棒的拉制过程中,根据所述单晶硅棒的直径,获取所述单晶硅棒对应的偏离级别;其中,
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±3mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为0级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±5mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为1级;
当所述单晶硅棒的直径为基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为2级;
当所述单晶硅棒的直径大于基准直径±7mm时,确定所述单晶硅棒对应的偏离级别为3级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311666723.0A CN117626406A (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种拉晶装置及拉晶方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311666723.0A CN117626406A (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种拉晶装置及拉晶方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117626406A true CN117626406A (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=90026775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311666723.0A Pending CN117626406A (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种拉晶装置及拉晶方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117626406A (zh) |
-
2023
- 2023-12-06 CN CN202311666723.0A patent/CN117626406A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109196144B (zh) | 单晶硅的制造方法及装置 | |
| US9631295B2 (en) | Method for producing SiC single crystals by control of an angle formed by the meniscus and the side face of the seed crystal and production device for the method | |
| US8885915B2 (en) | Method for measuring and controlling distance between lower end surface of heat shielding member and surface of raw material melt and method for manufacturing silicon single crystal | |
| US20080053370A1 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
| US20030047130A1 (en) | Process for eliminating neck dislocations during czochralski crystal growth | |
| EP2322696A1 (en) | Method of manufacturing silicon single crystal | |
| CN110268105B (zh) | 单晶硅的制造方法、热屏蔽体及单晶提拉装置 | |
| CN117626406A (zh) | 一种拉晶装置及拉晶方法 | |
| US20060191468A1 (en) | Process for producing single crystal | |
| JP4701738B2 (ja) | 単結晶の引上げ方法 | |
| JP3050120B2 (ja) | 単結晶引き上げ用種結晶及び該種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 | |
| KR101929497B1 (ko) | 실리콘 단결정의 제조방법 | |
| JPH09221379A (ja) | チョクラルスキー法による結晶製造装置、結晶製造方法、およびこの方法から製造される結晶 | |
| KR20240039036A (ko) | 단결정 실리콘 로드를 제조하기 위한 디바이스 및 방법 | |
| US8308864B2 (en) | Single-crystal manufacturing method | |
| JP5136278B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP5223513B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| WO2024051833A1 (zh) | 直拉单晶的制备方法以及单晶炉 | |
| JP2013121891A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP5125983B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP4248671B2 (ja) | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 | |
| CN114232075A (zh) | 一种rcz直拉法大热场拉多晶工艺 | |
| JP3050135B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法及び単結晶引き上げ装置 | |
| JP2734820B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP4360069B2 (ja) | シリコン単結晶の育成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |