CN108239785A - 一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法 - Google Patents

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崔彬
刘卓
姜舰
韩秋雨
翟顺元
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Grinm Semiconductor Materials Co Ltd
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    • 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
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
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Abstract

本发明公开了一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法。该方法采用反射工具对挂料进行处理，包括以下步骤：(1)当发生挂料时将籽晶夹头部分拆下，换上反射工具。(2)将反射工具的反射面对准挂料位置，反射的热量集中到挂料位置，通过观察窗观察挂料位置的熔化情况，使晶转、埚转同步，使热量集中的部位相对固定；(3)待多晶块料掉落到熔体中，再进行隔离取出反射工具，换上籽晶夹头进行生产。本发明可针对不同的热场尺寸，在不增加太多功率的前提下，使挂料区域局部升温，避免了由于温度过高出现的石英坩埚软化、漏硅的情况。本发明的使用大大降低了烤料时间，降低了烤料漏硅的几率，缩短了运行时间，有很大的市场价值。

Description

一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法
技术领域
本发明涉及一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法，属于半导体材料制备技术领域。
背景技术
在直拉法(CZ法)生长单晶硅的过程中，随着热场尺寸的升级，投料量的不断增加，使用碎料的情况越来越多，石英坩埚的纯度也越来越高。随之带来的情况是石英坩埚的埚壁粘性增加，非常容易出现挂料的情况(多晶硅料粘在石英坩埚壁，在熔体硅液面上方一定距离，不熔化)。传统遇到这种情况，基本上就只有单一的增加功率，提高整个热场温度，使挂壁的多晶硅料熔化，但功率过高，会导致石英坩埚快速软化、变形，影响成晶，严重时更会导致漏硅的情况发生。
对于开放式热场，可以使用一些特殊工具进行“砸料”，但有时操作不当，更容易带来石英坩埚的破损，影响石英坩埚的热态寿命。而对于封闭式热场(带热平屏的)由于热场的制约，一般无法使用砸料的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法，在不增加太多功率的前提下，使挂料区域局部升温，避免由于温度过高出现的石英坩埚软化、漏硅的情况。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法，采用反射工具对挂料进行处理，包括以下步骤：
(1)当发生挂料时将籽晶夹头部分拆下，换上反射工具。
(2)将反射工具的反射面对准挂料位置，反射的热量集中到挂料位置，通过观察窗观察挂料位置的熔化情况，使晶转、埚转同步，使热量集中的部位相对固定；
(3)待多晶块料掉落到熔体中，再进行隔离取出反射工具，换上籽晶夹头进行生产即可。
所述反射工具主要由三部分组成，分别为连接杆、石墨槽、反射金属板，连接杆的上端通过销钉连接晶升钢缆，下端通过螺纹可旋转的连接在石墨槽的上端，反射金属板通过螺钉固定在石墨槽的槽口上。
所述反射工具的材质为石墨或金属材料。优选地，石墨的灰分为P5以下，所述金属材料优选为钼。
本发明的优点在于：
本发明可针对不同的热场尺寸，在不增加太多功率的前提下，使挂料区域局部升温，避免了由于温度过高出现的石英坩埚软化、漏硅的情况。
本发明的使用大大降低了烤料时间，降低了烤料漏硅的几率，缩短了运行时间，有很大的市场价值。
附图说明
图1为本发明的处理方法所使用的反射工具的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为本发明的处理方法所使用的反射工具的立体图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施方式。
本发明采用反射工具汇聚热量对直拉法生产单晶硅过程中的挂料进行处理，当发生挂料时将籽晶夹头部分拆下，换上反射工具。将反射工具的反射面对准挂料位置，反射的热量集中到挂料位置，通过观察窗观察挂料位置的亮度会明显提高，可以使晶转、埚转同步，使热量集中的部位相对固定；待多晶块料掉落到熔体中，再进行隔离取出反射工具，换上籽晶夹头进行生产即可。
本发明针对挂料部位局部区域升温，在处理过程中，埚转可以不归“0”，只需使埚转、晶转相对保持同步即可，没有挂料的区域温度基本正常。
如图1-3所示，本发明采用的反射工具主要由三部分组成，分别为连接杆1、石墨槽2、反射金属板。连接杆为金属材料，例如，金属钼等耐高温的有一定强度的材料均可。连接杆1的上端有一小孔，通过销钉连接晶升钢缆；连接杆1的下端通过螺纹可旋转的连接在石墨槽2的上端，石墨槽的槽口4、5的宽度为2mm左右，槽口处设有带内螺纹的小孔，内径5-10mm；反射金属板通过石墨螺钉固定在石墨槽2的槽口上。
在安装该反射工具时，将对应尺寸的钼片(表面光洁)插入对应的石墨槽的槽口中，再将另外部分压紧，并上螺丝固定。
反射工具与热场尺寸可设计不同的形状(焦点、焦距变化)。
本发明通过凹面镜的反射原理，采用石墨、金属钼片或其他熔点高、有光泽度的金属材料制作反射工具对挂料进行处理，避免了单一的升功率导致温度过高使石英坩埚变形、鼓包甚至漏硅的情况。

Claims (5)

1.一种直拉法生产单晶硅过程中对挂料的处理方法，采用反射工具对挂料进行处理，包括以下步骤：
(1)当发生挂料时将籽晶夹头部分拆下，换上反射工具。
(2)将反射工具的反射面对准挂料位置，反射的热量集中到挂料位置，通过观察窗观察挂料位置的熔化情况，使晶转、埚转同步，使热量集中的部位相对固定；
(3)待多晶块料掉落到熔体中，再进行隔离取出反射工具，换上籽晶夹头进行生产。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反射工具主要由三部分组成，分别为连接杆、石墨槽、反射金属板，连接杆的上端通过销钉连接晶升钢缆，下端通过螺纹可旋转的连接在石墨槽的上端，反射金属板通过螺钉固定在石墨槽的槽口上。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反射工具的材质为石墨与金属材料。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述石墨的灰分为P5以下。
5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述金属材料为钼。
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