CN114934314B - 一种有效降低cz轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，包括支架和转动安装在支架顶部的处理晶埚，所述支架的顶部固定有L型架，所述处理晶埚的表面固定有控制器，所述处理晶埚的底部连通有贯穿至支架下方的排料管，所述排料管的表面固定有阀门，所述支架的上方设置有多维搅拌机构，所述支架的上方还设置有冷却机构，本发明涉及磷电阻率技术领域。该有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，通过多维搅拌机构的设置，便于对原料进行多维度搅拌，使得原料混合效率更快，搅拌范围增大，且通过其中的传动加速搅拌机构的设置，便于带动处理晶埚快速往复晃动，进一步加快原料的混料效率，只需一个电机便可实现。

Description

一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法

技术领域

本发明涉及磷电阻率技术领域，具体为一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法。

背景技术

受应用于πMOS磨片的CZ轻掺磷6寸硅片越来越严格的RRG要求(RRG<5%)，当前的水平（RRG<10%）已满足不了客户的需求，需要进行拉晶工艺的改善，从而得到更低的RRG水平，另外，当前水平RRG计算方法沿用的GB标准（AVE(Edge)-CTR)/CTR*100），但是客户的要求更为严格（Min(Edge)-CTR)/CTR*100&Max(Edge)-CTR)/CTR*100）,不同的算法导致客户的算法值要高于GB的算法值，这无形中更加增加了难度。目前CZ轻掺磷6寸规格，RRG一般要求<15%，最低要求<10%,当需要将RRG水平做至5%以下，就需要大幅度调整拉晶工艺，从而达到目标要求。

在进行降低磷电阻率均匀性时，需要对原材料进行搅拌混合处理，在处理的过程中存在以下问题：

（1）现有的搅拌结构较为简单，在搅拌时搅拌范围小，且搅拌不够充分，使得原料的混合效率低，影响加工的进程；

（2）在搅拌完成后，处理晶埚得不到快速冷却，进而影响后期的使用，且搅拌桨一般整体固定设计，在单个损坏时，不便于拆卸更换。

因此，本发明提出一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，解决了现有的搅拌结构较为简单，在搅拌时搅拌范围小，且搅拌不够充分，使得原料的混合效率低，影响加工的进程；在搅拌完成后，处理晶埚得不到快速冷却，进而影响后期的使用，且搅拌桨一般整体固定设计，在单个损坏时，不便于拆卸更换的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，包括支架和转动安装在支架顶部的处理晶埚，所述支架的顶部固定有L型架，所述处理晶埚的表面固定有控制器，所述处理晶埚的底部连通有贯穿至支架下方的排料管，所述排料管的表面固定有阀门，所述支架的上方设置有多维搅拌机构，所述支架的上方还设置有冷却机构；

所述多维搅拌机构包括固定在L型架顶部的电机，所述L型架的下方通过连杆固定有吊环，所述吊环的底部固定有斜口齿轮，所述电机的输出轴一端固定有驱动轴，所述驱动轴的底端依次贯穿L型架、斜口齿轮并延伸至斜口齿轮的下方，所述L型架的两侧均固定有折型条，两个所述折型条之间固定有承托盘，所述驱动轴的表面固定有斜块，所述斜块的上方转动贯穿有搅拌轴，所述搅拌轴的表面固定有与斜口齿轮相啮合的驱动齿轮，所述承托盘的中心处贯穿设置有滚珠，所述搅拌轴的底端贯穿滚珠并延伸至滚珠的下方，所述搅拌轴的表面通过活动拆卸机构连接有搅拌桨，所述驱动轴的表面设置有传动加速搅拌机构；

所述活动拆卸机构包括固定在搅拌轴表面的固定筒，所述固定筒的内壁设置有连接柱，所述搅拌桨固定在连接柱的一端，所述连接柱的表面固定有凸块，所述固定筒的内壁开设有与凸块相适配的进入槽，所述固定筒的内壁开设有与进入槽连通的段落槽，所述固定筒的内壁还开设有与段落槽连通的卡槽，所述固定筒的内壁滑动有铁片，所述铁片的一侧固定有玻璃薄片，所述铁片的另一侧与固定筒的内壁之间固定有挤压弹簧。

优选的，所述传动加速搅拌机构包括固定在驱动轴表面的第一皮带轮，所述支架的顶部转动设置有传动杆，所述传动杆的表面固定有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮的表面之间通过皮带传动连接，所述传动杆的表面固定有驱动盘，所述处理晶埚的表面固定有环形齿轮。

优选的，所述支架的顶部滑动有与环形齿轮相啮合的齿条，所述齿条的后方固定有驱动块，所述驱动盘的底部固定有拨动杆，所述驱动块的顶部贯穿开设有与拨动杆相适配的拨动槽。

优选的，所述冷却机构包括固定在支架顶部的水箱，所述支架的顶部还固定有循环水泵。

优选的，所述处理晶埚的表面缠绕固定有导热管，所述循环水泵的进水口连通有出水管，所述出水管的一端与水箱的前方连通。

优选的，所述循环水泵的出水口连通有第一软管，所述第一软管的一端与导热管的一端连通。

优选的，所述导热管的另一端连通有第二软管，所述第二软管的一端与水箱的顶部连通。

优选的，所述导热管为二氧化硅管或石墨烯管中的任意一种，所述导热管螺旋设置。

本发明还提供了一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的方法，具体包括以下步骤：

S1、将原料导入至处理晶埚中，然后启动电机，通过驱动轴带动斜块转动，进而使得驱动齿轮能在斜口齿轮边缘啮合转动，通过在滚珠的配合下使得搅拌轴在转动的同时，还能摆动，进而使得搅拌桨的搅拌范围扩大，能对原料进行充分搅拌；

S2、同时通过第一皮带轮和皮带配合带动第二皮带轮转动，进而带动传动杆转动，进而带动驱动盘转动，通过拨动杆和拨动槽配合，可使得驱动块拉动齿条在支架顶部左右滑动，进而通过环形齿轮的啮合带动处理晶埚在支架顶部来回晃动，使得原料混合效率更高；

S3、在搅拌工作结束后，可启动循环水泵，水箱内部的冷水通过出水管进入至第一软管中，进一步进入导热管中，处理晶埚表面的热量通过导热管传递至冷水中，对处理晶埚快速散热，然后冷水通过第二软管重新回流至水箱中。

优选的，所述步骤S1中的搅拌桨的数量为至少十二个。

有益效果

本发明提供了一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）、该有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，通过在多维搅拌机构包括固定在L型架顶部的电机，L型架的下方通过连杆固定有吊环，吊环的底部固定有斜口齿轮，电机的输出轴一端固定有驱动轴，驱动轴的底端依次贯穿L型架、斜口齿轮并延伸至斜口齿轮的下方，L型架的两侧均固定有折型条，两个折型条之间固定有承托盘，驱动轴的表面固定有斜块，斜块的上方转动贯穿有搅拌轴，搅拌轴的表面固定有与斜口齿轮相啮合的驱动齿轮，通过多维搅拌机构的设置，便于对原料进行多维度搅拌，使得原料混合效率更快，搅拌范围增大，且通过其中的传动加速搅拌机构的设置，便于带动处理晶埚快速往复晃动，进一步加快原料的混料效率，只需一个电机便可实现。

（2）、该有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，通过在活动拆卸机构包括固定在搅拌轴表面的固定筒，固定筒的内壁设置有连接柱，搅拌桨固定在连接柱的一端，连接柱的表面固定有凸块，固定筒的内壁开设有与凸块相适配的进入槽，固定筒的内壁开设有与进入槽连通的段落槽，固定筒的内壁还开设有与段落槽连通的卡槽，固定筒的内壁滑动有铁片，通过活动拆卸机构的设置，便于对搅拌桨进行快速拆装，在单个搅拌桨损坏时，方便单一更换，减少使用成本。

（3）、该有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统及其方法，通过在冷却机构包括固定在支架顶部的水箱，支架的顶部还固定有循环水泵，处理晶埚的表面缠绕固定有导热管，循环水泵的进水口连通有出水管，出水管的一端与水箱的前方连通，通过冷却机构的设置，便于对处理晶埚进行快速散热，不影响后面的使用，还能有效对原料进行降温处理。

附图说明

图1为本发明结构的立体图；

图2为本发明多维搅拌机构的示意图；

图3为本发明斜块与搅拌轴连接示意图；

图4为本发明承托盘与滚珠连接示意图；

图5为本发明传动加速搅拌机构的示意图；

图6为本发明驱动盘下方结构的示意图；

图7为本发明驱动块结构的示意图；

图8为本发明局部结构的示意图；

图9为本发明固定筒与连接柱结构的立体拆分图；

图10为本发明活动拆卸机构局部结构的示意图；

图11为本发明处理晶埚结构的示意图。

图中：1-支架、2-处理晶埚、3-L型架、4-多维搅拌机构、41-电机、42-连杆、43-吊环、44-斜口齿轮、45-驱动轴、46-折型条、47-承托盘、48-斜块、49-搅拌轴、410-驱动齿轮、411-滚珠、412-搅拌桨、413-活动拆卸机构、4131-固定筒、4132-连接柱、4133-凸块、4134-进入槽、4135-段落槽、4136-卡槽、4137-铁片、4138-玻璃薄片、4139-挤压弹簧、414-传动加速搅拌机构、4141-第一皮带轮、4142-传动杆、4143-第二皮带轮、4144-皮带、4145-驱动盘、4146-环形齿轮、4147-齿条、4148-驱动块、4149-拨动杆、41410-拨动槽、5-冷却机构、51-水箱、52-循环水泵、53-导热管、54-出水管、55-第一软管、56-第二软管、6-控制器、7-排料管、8-阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，包括支架1和转动安装在支架1顶部的处理晶埚2，支架1的顶部固定有L型架3，处理晶埚2的表面固定有控制器6，处理晶埚2的底部连通有贯穿至支架1下方的排料管7，排料管7的表面固定有阀门8，支架1的上方设置有多维搅拌机构4，支架1的上方还设置有冷却机构5；

多维搅拌机构4包括固定在L型架3顶部的电机41，与外部电源电性连接并通过控制开关进行控制，L型架3的下方通过连杆42固定有吊环43，吊环43的底部固定有斜口齿轮44，电机41的输出轴一端固定有驱动轴45，驱动轴45的底端依次贯穿L型架3、斜口齿轮44并延伸至斜口齿轮44的下方，L型架3的两侧均固定有折型条46，两个折型条46之间固定有承托盘47，驱动轴45的表面固定有斜块48，斜块48的上方转动贯穿有搅拌轴49，搅拌轴49的表面固定有与斜口齿轮44相啮合的驱动齿轮410，承托盘47的中心处贯穿设置有滚珠411，滚珠411可在承托盘47的中心处自由滚动，类似于圆珠笔内部滚珠原理，搅拌轴49的底端贯穿滚珠411并延伸至滚珠411的下方，搅拌轴49的表面通过活动拆卸机构413连接有搅拌桨412，驱动轴45的表面设置有传动加速搅拌机构414；

活动拆卸机构413包括固定在搅拌轴49表面的固定筒4131，固定筒4131的内壁设置有连接柱4132，搅拌桨412固定在连接柱4132的一端，连接柱4132的表面固定有凸块4133，固定筒4131的内壁开设有与凸块4133相适配的进入槽4134，方便凸块4133初始时插入，固定筒4131的内壁开设有与进入槽4134连通的段落槽4135，使得凸块4133可在其中转动，固定筒4131的内壁还开设有与段落槽4135连通的卡槽4136，便于对凸块4133进行限位，固定筒4131的内壁滑动有铁片4137，铁片4137的一侧固定有玻璃薄片4138，减小与连接柱4132之间的摩擦，进而方便连接柱4132的转动，铁片4137的另一侧与固定筒4131的内壁之间固定有挤压弹簧4139，使得凸块4133能紧紧卡在卡槽4136中。

本发明实施例中，传动加速搅拌机构414包括固定在驱动轴45表面的第一皮带轮4141，所述支架1的顶部转动设置有传动杆4142，传动杆4142的表面固定有第二皮带轮4143，第一皮带轮4141与第二皮带轮4143的表面之间通过皮带4144传动连接，传动杆4142的表面固定有驱动盘4145，处理晶埚2的表面固定有环形齿轮4146。

本发明实施例中，支架1的顶部滑动有与环形齿轮4146相啮合的齿条4147，齿条4147的后方固定有驱动块4148，驱动盘4145的底部固定有拨动杆4149，驱动块4148的顶部贯穿开设有与拨动杆4149相适配的拨动槽41410。

本发明实施例中，冷却机构5包括固定在支架1顶部的水箱51，支架1的顶部还固定有循环水泵52，与外部电源电性连接并通过控制开关进行控制。

本发明实施例中，处理晶埚2的表面缠绕固定有导热管53，循环水泵52的进水口连通有出水管54，出水管54的一端与水箱51的前方连通。

本发明实施例中，循环水泵52的出水口连通有第一软管55，第一软管55的一端与导热管53的一端连通。

本发明实施例中，导热管53的另一端连通有第二软管56，第二软管56的一端与水箱51的顶部连通。

本发明实施例中，导热管53为二氧化硅管或石墨烯管中的任意一种，具有较好的导热性能，导热管53螺旋设置。

本发明实施例还提供了一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的方法，具体包括以下步骤：

S1、将原料导入至处理晶埚2中，然后启动电机41，通过驱动轴45带动斜块48转动，进而使得驱动齿轮410能在斜口齿轮44边缘啮合转动，通过在滚珠411的配合下使得搅拌轴49在转动的同时，还能摆动，进而使得搅拌桨412的搅拌范围扩大，能对原料进行充分搅拌；

S2、同时通过第一皮带轮4141和皮带4144配合带动第二皮带轮4143转动，进而带动传动杆4142转动，进而带动驱动盘4145转动，通过拨动杆4149和拨动槽41410配合，使得驱动块4148拉动齿条4147在支架1顶部左右滑动，进而通过环形齿轮4146的啮合带动处理晶埚2在支架1顶部来回晃动，使得原料混合效率更高；

S3、在搅拌工作结束后，可启动循环水泵52，水箱51内部的冷水通过出水管54进入至第一软管55中，进一步进入导热管53中，处理晶埚2表面的热量通过导热管53传递至冷水中，对处理晶埚2快速散热，然后冷水通过第二软管56重新回流至水箱51中。

本发明实施例中，步骤S1中的搅拌桨412的数量为至少十二个。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，包括支架（1）和转动安装在支架（1）顶部的处理晶埚（2），其特征在于：所述支架（1）的顶部固定有L型架（3），所述处理晶埚（2）的表面固定有控制器（6），所述处理晶埚（2）的底部连通有贯穿至支架（1）下方的排料管（7），所述排料管（7）的表面固定有阀门（8），所述支架（1）的上方设置有多维搅拌机构（4），所述支架（1）的上方还设置有冷却机构（5）；

所述多维搅拌机构（4）包括固定在L型架（3）顶部的电机（41），所述L型架（3）的下方通过连杆（42）固定有吊环（43），所述吊环（43）的底部固定有斜口齿轮（44），所述电机（41）的输出轴一端固定有驱动轴（45），所述驱动轴（45）的底端依次贯穿L型架（3）、斜口齿轮（44）并延伸至斜口齿轮（44）的下方，所述L型架（3）的两侧均固定有折型条（46），两个所述折型条（46）之间固定有承托盘（47），所述驱动轴（45）的表面固定有斜块（48），所述斜块（48）的上方转动贯穿有搅拌轴（49），所述搅拌轴（49）的表面固定有与斜口齿轮（44）相啮合的驱动齿轮（410），所述承托盘（47）的中心处贯穿设置有滚珠（411），所述搅拌轴（49）的底端贯穿滚珠（411）并延伸至滚珠（411）的下方，所述搅拌轴（49）的表面通过活动拆卸机构（413）连接有搅拌桨（412），所述驱动轴（45）的表面设置有传动加速搅拌机构（414）；

所述活动拆卸机构（413）包括固定在搅拌轴（49）表面的固定筒（4131），所述固定筒（4131）的内壁设置有连接柱（4132），所述搅拌桨（412）固定在连接柱（4132）的一端，所述连接柱（4132）的表面固定有凸块（4133），所述固定筒（4131）的内壁开设有与凸块（4133）相适配的进入槽（4134），所述固定筒（4131）的内壁开设有与进入槽（4134）连通的段落槽（4135），所述固定筒（4131）的内壁还开设有与段落槽（4135）连通的卡槽（4136），所述固定筒（4131）的内壁滑动有铁片（4137），所述铁片（4137）的一侧固定有玻璃薄片（4138），所述铁片（4137）的另一侧与固定筒（4131）的内壁之间固定有挤压弹簧（4139）；

所述传动加速搅拌机构（414）包括固定在驱动轴（45）表面的第一皮带轮（4141），所述支架(1)的顶部转动设置有传动杆(4142)，所述传动杆（4142）的表面固定有第二皮带轮（4143），所述第一皮带轮（4141）与第二皮带轮（4143）的表面之间通过皮带（4144）传动连接，所述传动杆（4142）的表面固定有驱动盘（4145），所述处理晶埚（2）的表面固定有环形齿轮（4146）,所述支架（1）的顶部滑动有与环形齿轮（4146）相啮合的齿条（4147），所述齿条（4147）的后方固定有驱动块（4148），所述驱动盘（4145）的底部固定有拨动杆（4149），所述驱动块（4148）的顶部贯穿开设有与拨动杆（4149）相适配的拨动槽（41410）。

2.根据权利要求1所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，其特征在于：所述冷却机构（5）包括固定在支架（1）顶部的水箱（51），所述支架（1）的顶部还固定有循环水泵（52）。

3.根据权利要求2所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，其特征在于：所述处理晶埚（2）的表面缠绕固定有导热管（53），所述循环水泵（52）的进水口连通有出水管（54），所述出水管（54）的一端与水箱（51）的前方连通。

4.根据权利要求3所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，其特征在于：所述循环水泵（52）的出水口连通有第一软管（55），所述第一软管（55）的一端与导热管（53）的一端连通。

5.根据权利要求3所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，其特征在于：所述导热管（53）的另一端连通有第二软管（56），所述第二软管（56）的一端与水箱（51）的顶部连通。

6.根据权利要求3所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的系统，其特征在于：所述导热管（53）为二氧化硅管或石墨烯管中的任意一种，所述导热管（53）螺旋设置。

7.一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的方法，使用权利要求1所述的系统，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、将原料导入至处理晶埚（2）中，然后启动电机（41），通过驱动轴（45）带动斜块（48）转动，进而使得驱动齿轮（410）能在斜口齿轮（44）边缘啮合转动，通过在滚珠（411）的配合下使得搅拌轴（49）在转动的同时，还能摆动，进而使得搅拌桨（412）的搅拌范围扩大，能对原料进行充分搅拌；

S2、同时通过第一皮带轮（4141）和皮带（4144）配合带动第二皮带轮（4143）转动，进而带动传动杆（4142）转动，进而带动驱动盘（4145）转动，通过拨动杆（4149）和拨动槽（41410）配合，使得驱动块（4148）拉动齿条（4147）在支架（1）顶部左右滑动，进而通过环形齿轮（4146）的啮合带动处理晶埚（2）在支架（1）顶部来回晃动，使得原料混合效率更高；

S3、在搅拌工作结束后，启动循环水泵（52），水箱（51）内部的冷水通过出水管（54）进入至第一软管（55）中，进一步进入导热管（53）中，处理晶埚（2）表面的热量通过导热管（53）传递至冷水中，对处理晶埚（2）快速散热，然后冷水通过第二软管（56）重新回流至水箱（51）中。

8.根据权利要求7所述的一种有效降低CZ轻掺磷电阻率均匀性的方法，其特征在于：所述步骤S1中的搅拌桨（412）的数量为至少十二个。

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