TW202321529A - 石英顆粒陣列於單晶矽錠生產過程中之用途 - Google Patents

Abstract

本發明係關於用於生產單晶矽錠之方法，其中在錠生長前將一石英顆粒陣列添加至該坩堝總成中。如在一連續丘克拉斯基(CCz)程序中，該陣列可經安置於該坩堝總成之外部熔融區域中。該陣列可由藉由鏈接部件互連之石英顆粒製成。

Description

石英顆粒陣列於單晶矽錠生產過程中之用途

本發明係關於藉由連續丘克拉斯基(CCz)生產單晶矽錠之方法，特定言之係關於在錠生長前將一石英顆粒陣列添加至該坩堝總成之方法。

連續丘克拉斯基(CCz)非常適合形成直徑為300 mm或200 mm之單晶矽錠，諸如相對重地經摻雜有砷或磷之錠。連續丘克拉斯基方法係關於從一矽熔融物形成一單晶矽錠，同時連續地或間歇地將固態多晶矽添加至該熔融物中在該錠生長時補充該熔融物。該方法可係關於在熱區保持在溫度下時(即，在生長該等複數個錠時，坩堝總成中連續存在一熔融物)，由相同熔融物形成數個錠。

客戶越來越期望藉由連續丘克拉斯基生長之晶圓與藉由標準批量丘克拉斯基生長之晶圓具有相同的相對較低之空隙率。連續丘克拉斯基方法可涉及一坩堝總成，其包含藉由實體屏障隔開之至少兩個且大體上為三個熔融區域(進料固態多晶矽之一外部熔融區域、熔融物穩定之一中間熔融區域及提拉出矽錠之一內部熔融區域)。將固態多晶矽添加至熔融物中會導致在熔融物中形成惰性氣泡(例如氬氣氣泡)，從而影響空隙率。

需要用於形成矽錠之方法，該等方法可減少從錠切下之矽晶圓中之缺陷數量及/或促進惰性氣泡之消散。

本[先前技術]旨在向讀者介紹可與下文所描述及/或所主張之本發明之各個態樣相關之技術之各個態樣。相信該討論有助於向讀者提供背景資訊，以便於更好地理解本發明的各個態樣。因此，應理解，該等陳述係從此角度來解讀的，而非對先前技術之承認。

本發明之一個態樣係關於用於形成一單晶矽錠之一種方法。將固相多晶矽添加至一坩堝總成。將一石英顆粒陣列添加至該坩堝總成。該陣列包含複數個石英顆粒及互連該等石英顆粒之複數個鏈接部件。該多晶矽經加熱以形成一矽熔融物。該矽熔融物與一晶種接觸。從該矽熔融物中取出該晶種以形成一矽錠。

存在與本發明之上述態樣相關之特徵之各種改進。其它特徵亦可經併入本發明之上述態樣中。該等改進及額外特徵可單獨存在或以任何組合存在。例如，下文所討論之與本發明之任何經繪示之實施例相關之各種特徵可單獨或以任何組合經併入本發明之上述任何態樣。

本申請案主張2021年11月8日申請之第63/276,969號美國臨時專利申請之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。。

本發明之規定係關於用於在一連續丘克拉斯基(CCz)程序中生長一單晶矽錠之方法。將一石英顆粒陣列添加至坩堝總成。陣列可由藉由鏈接部件連接在陣列中之石英顆粒製成。在熔融前，陣列可固態多晶矽經安置於坩堝總成中。

圖4展示用於藉由一連續丘克拉斯基程序生產一錠60之一實例錠提拉裝置5。錠提拉裝置5包含一坩堝總成10，該坩堝總成含有半導體或太陽能級矽材料之一熔融物6。一晶座13支撐坩堝總成10。坩堝總成10具有一側壁40及一或多個流體屏障20、30或將熔融物分隔進不同熔融區域「堰」。在所繪示之實施例中，坩堝總成10包含一第一堰20。第一堰20及側壁40界定矽熔融物6之一外部熔融區域42及坩堝總成10。坩堝總成10包含徑向向內至第一堰20之第二堰30，該第二堰界定矽熔融物之一內部熔融區域22及坩堝總成10。內部熔融區域22係生長單晶矽錠60之生長區域。第一堰20及一第二堰30界定坩堝總成10之一中間熔融區域32及矽熔融物，當熔融物6向內部熔融區域22移動時，熔融物6可穩定。第一堰20及第二堰30各自具有經界定於其中之至少一個開口，以允許熔融矽徑向向內流向至內部熔融區域22之生長區域。

在所繪示之實施例中，第一堰20、第二堰30及側壁40之各者均具有一大體上上呈環形之一形狀。第一堰20、第二堰30及側壁40可為經連結在坩堝總成10之底部或地板45處之三個嵌套坩堝之部分(即，第一堰20及第二堰30係經嵌套進一較大坩堝內之兩個坩堝之側壁)。圖1至圖4中所描繪之坩堝總成組態係例示性的。在其他實施例中，坩堝總成10具有一單層地板(即，不具有經嵌套之坩堝)，且該單層地板具有從地板45向上延伸之堰。可視情況地，地板45可為平的而非彎曲的，及/或堰20、30及/或側壁40可為直側的。此外，雖然經繪示之坩堝總成10經展示有兩個堰，但在其他實施例中，坩堝總成可具有一單個堰或甚至沒有堰。

一進料管46將多晶矽(例如，其可為顆粒狀、塊狀、片狀或其組合)在錠60生長期間足以維持在實質上為恒定之一熔融物高度水準及體積之一速率供應至外部熔融區域42。

大體上，將多晶矽裝載進一坩堝以形成一初始矽進料27 (圖1)，從而形成用於拉出錠60之熔融物6。大體上，初始進料在約10千克與約200千克之多晶矽之間，該多晶矽可為顆粒狀、塊狀、片狀或其組合。初始進料之質量取決於所需之晶體直徑及熱區域設計。由於在晶體生長過程中連續供給多晶矽，所以初始進料並不反映錠晶之長度。

可使用多種多晶矽來源，例如，藉由在一流化床反應器中之矽烷或一鹵代矽烷之熱分解生產之顆粒狀多晶矽或在一西門子反應器中生產之多晶矽。如下文所描述，在熔融多晶矽之初始進料27前，可將一石英顆粒陣列(即，此處可被稱為石英或玻璃顆粒，其意在包含融合石英顆粒)添加至坩堝總成10之外部熔融區域42或中間熔融區域32中之固相多晶矽之初始進料27 (或稍後若添加一較小陣列，諸如在能夠供給較大矽塊之一系統中)。

一旦將多晶矽(及石英顆粒陣列)添加至坩堝總成10中以形成一進料27，進料27被加熱至約高於矽之熔融溫度(例如，約1412°C)之一溫度以熔融進料，藉此形成包括熔融矽之一矽熔融物6 (圖3)。矽熔融物6具有熔融矽之一初始體積及具有一初始熔融高度水準，且藉由初始進料27之尺寸判定該等參數。在一些實施例中，將包括矽熔融物6之坩堝總成10加熱至至少約1425°C、至少約1450°C或甚至至少約1500°C之一溫度。

錠提拉裝置5包含一提拉機構114 (圖4)，用於在內部熔融區域22內從熔融物中生長及提拉錠60。該提拉機構114包含一提拉纜線118、經耦合至提拉纜線118一端之一晶種固持器或卡盤120，及經耦合至晶種固持器及卡盤120以啟動晶體生長之一晶種122。提拉纜線118之一端經連接至一升降機構(例如，從動滑輪或滾筒或任何其他適合類型之升降機構)，另一端經連接至固持晶種122之卡盤120。在操作中，降低晶種122以接觸內部熔融區域22中之熔融物6。操作提拉機構114以使晶種122沿推拉軸A上升。此使得一單晶錠60從熔融物6中被提拉。

一旦多晶矽進料27 (圖1)經液化以形成包括熔融矽之一矽熔融物6 (圖3)，矽晶種122 (圖4)被降低以接觸內部熔融區域22內之熔融物6。然後從熔融物6中取出矽晶種122，其中矽經附接至熔融物6上以形成一頸部52，藉此在熔融物6之表面附接或表面上形成一熔融固態界面。

提拉機構114可旋轉晶種122且與其連接之錠60。坩堝驅動單元44可旋轉晶座13及坩堝總成10。在一些實施例中，沿相反方向(即反向旋轉)旋轉矽晶種122及坩堝總成10。反向旋轉達成矽熔融物6中之對流。晶種122之旋轉主要被用於提供一對稱溫度分佈、抑制雜質之角度變化及亦控制晶體熔融界面形狀。

形成頸部52後，生長鄰近頸部52之一外開之晶種錐部分54 (或「冠」)。大體上，提拉速率從頸部提拉速率降低至適合於生長外開之晶種錐部分54之一速率。一旦晶種錐部分達到目標直徑，則生長錠60之主體56或「恒定直徑部分」。在一些實施例中，錠60之主體56具有為約150 mm、至少約150 mm，約200 mm，至少約200 mm、約300 mm、至少大約300 mm、約450 mm或甚至至少約450 mm之一直徑。

當從熔融物6中拉出錠60時，穿過管46或其他通道將固態多晶矽原料添加至外部熔融區域42，以補充錠生長裝置5中之熔融物6。可從一多晶矽進料供給系統66添加固態多晶矽，且可連續地或間歇地經添加進錠提拉裝置5中以保持熔融水準。大體上，可藉由熟悉此項技術者可用之任何方法將多晶矽量計錠提拉裝置5。

在一些實施例中，在錠生長期間，亦將摻雜劑添加至熔融物6。可從一摻雜劑供給系統72引入摻雜劑。摻雜劑可經添加為一氣體或固態，且可經添加至外部熔融區域42。

裝置5可包含經安置於錠60周圍之一隔熱屏116，以允許生長錠60從熔融物6輻射其凝固潛熱及熱通量。隔熱屏116可至少部分地呈錐形，且以一定角度向下傾斜以形成安置錠60之一環形開口。通常沿生長晶體之長度提供一惰性氣體流，諸如氬氣。穿過密封周圍大氣之生長室78提拉錠60。

複數個獨立控制之環形底部加熱器70可以一徑向圖案經安置於坩堝總成10下方。環形底部加熱器70以一相對受控之分佈在坩堝總成10之整個基底表面區域上施加熱。環形底部加熱70可為個別受控之平面電阻加熱元件。裝置5可包含一或多個側向加熱器74，該側向加熱器74徑向向外經安置至坩堝總成10以穿過熔融物6控制溫度分佈。

圖1至圖4中所示之及本文中所描述之錠生長裝置5係例示性的，除非另有說明，否則大體上可使用藉由一連續丘克拉斯基方法製備之一晶錠之任何系統。

根據本發明之實施例，在錠60生長前，將一石英顆粒陣列31 (圖2)添加至坩堝總成10。在加熱多晶矽27以形成矽熔融物6前，可將陣列31添加至坩鍋組件10。陣列31可經定位於多晶矽27之初始進料27上或可經安置於進料27內(例如，其中多晶矽經安置於進料之上方及下方)。

圖5中展示經安置於外部熔融區域42中之一石英顆粒陣列31之一實例。陣列31包含複數個石英顆粒33及連接相鄰石英顆粒33之複數個鏈接部件37。鏈接部件37可由石英製成。陣列31可藉由3D列印或任何其他適合之方法製成。在涉及3D列印之方法中，陣列可從基底向上建構，其中結構可逐層經加固或經融合。在3D列印方法中，沈積頭或融合源能在一x-y平面內平移，以影響陣列之最終或「綠色」狀態之固化。可使用之適合之3D列印方法之實例包含von Witzendorff等人「Additive Manufacturing of Glass: CO ₂-Laser Glass Deposition Printing」，Procedia CIRP 74 (2018)，272-275及Luo等，「Additive Manufacturing of Glass」，《Journal of Manufacturing Science and Engineering》，第136卷，061024:1-6 (2014)，出於所有相關及一致之目的，將該兩者以引用的方式併入本文中。

在一些實施例中，3D列印被用於形成一陣列，該陣列係一複合物及/或經併入之摻雜材料。例如，陣列31可由經摻雜有矽之石英製成，以減少融合二氧化矽之表面結晶。

圖6展示陣列31之另一實施例。陣列31包含經建構為一支架之鏈接部件37。陣列31之鏈接部件37由可經堆疊及經連接以形成一3D支架之一單元胞元49 (例如平行六面體)製成。各支架可併入具有一石英表面區域之一第二結構(例如穿過孔隙率或另一結構)。單元胞元49之鏈接部件37可含有鏈接部件內之結構(即，而非固態棒)。例如，圖7中展示之具有經形成於其中之一石英顆粒33之結構41可經併入鏈接部件37中。

陣列31之其他實施例包含併入石英顆粒之單晶碟。陣列31可併入一多孔圖案，諸如「籃網狀」圖案或「鳥巢」圖案(圖5)。

大體上，可併入陣列31之石英顆粒33可具有任何適合之尺寸及形狀，以允許陣列31如本文所描述發揮作用。例如，石英顆粒33可經塑形為一桿狀、管狀、球形或具有一不規則形狀。在一些實施例中，顆粒具有在10 µm與500 mm之間的一尺寸(即，最大尺寸)。該顆粒可基於支架存活率來設定尺寸，該支架存活率取決於熔融物之侵蝕及熔融物之所需調節。

在一些實施例中，陣列31之石英顆粒33具有一相對高之表面面積。例如，石英顆粒可具有為至少0.1 cm ²石英/克石英或至少0.5 cm ²石英/克石英之一表面面積對質量比(例如，0.1 cm ²石英/克石英至10 cm ²石英/g石英)。在一些實施例中，陣列31之石英顆粒33相對於坩堝中之矽量之具有一相對高之表面面積，諸如，至少10 cm ²石英/kg矽或至少50 cm ²石英/kg矽(例如，10 cm ²石英/kg矽至250 cm ²石英/kg矽)。

陣列31可為允許陣列如本文所描述發揮作用之任何尺寸及形狀。根據本發明之一些實施例，石英顆粒陣列31可具有一足夠寬度，使得陣列31從坩堝總成10之側壁40連續延伸至第一堰20。在其他實施例中，陣列31具有小於在坩堝組件10之側壁40與第一堰20之間的距離之一寬度。在一些實施例中，陣列31具有在約50 mm至約75 mm之間的一寬度及/或在6 mm至100 mm之間的一高度(即深度)。

圖7展示用於一陣列31之一石英顆粒33之一實施例。石英顆粒33經塑形為具有經形成於其中之開口51之一中空球體。在圖8中所繪示之實施例中，石英顆粒33包含從結構之一鐵心延伸之螺旋。在圖9中所繪示之實施例中，石英顆粒包含增加顆粒33之表面面積之凹坑。

陣列31之密度可低於熔融物6，此允許陣列31漂浮在熔融物上，其中陣列31之一部分經安置於熔融物6上方。在其他實施例中，陣列31可具有與熔融物更相似之一密度，使得陣列31被浸入(或部分浸入)熔融物6中。

在一些連續丘克拉斯基程序中，當熱區(即裝置5之下部，諸如坩堝總成10及晶座13)保持加熱，且矽熔融物6在坩堝總成10內連續加熱時，生長一個以上之錠。在此等方法中，一第一錠經生長至一目標長度且終止生長，從錠提拉器中移除錠，然後將晶種降低至熔融物中以起始一第二單晶矽錠之生長(即，使用相同熔融物，且從該等相同熔融物取出第一錠)。隨後之錠可在熱區域完整之情况下且在坩堝總成10內有一連續矽熔融物之溫度下生長(例如，直到熱區域內之一或多個組件已經退化，諸如需要退化組件冷卻及更換之坩堝總成)。例如，可生長至少1、2、3、4、5、6、10或20個或更多錠。在一或多個隨後生長之錠(或在熱區域完整時所有隨後生長之錠)生長期間，錠顆粒33之陣列31可存在於坩堝總成10中。

在一些實施例中，在陣列31經定位於坩堝總成中後，不再向坩堝總成10添加石英(例如，石英顆粒之一第二陣列或自由浮動石英)。例如，在熱區域完整之整個期間(例如，在後續錠生長期間)，不再添加石英。在另一實施例中，在錠生長期間(例如，在生長第一錠後)添加額外量之石英。

與形成單晶矽錠之常規方法相比，本發明之方法具有若干優點。在不受任何特定理論限制之情況下，據信將多晶矽添加至坩堝總成之外部熔融區域中會產生惰性氣體(例如，氬氣)之相對較小之氣泡(例如，小於10 µm)，該等氣泡可藉由熔融物執行以穿過各堰內之開口，從而使氣泡達到矽熔融物界面。石英顆粒陣列為惰性氣泡聚集提供表面區域及成核點，藉此增加氣泡之尺寸，使其變得更具浮力。陣列或顆粒在熔融物之表面上提供石英之一單晶層(例如，相對於非陣列石英碎料具有較小間隙)。在熔融物形成後，陣列溶解一定量，且經溶解之石英有助於從熔融物中移除惰性氣體。在熱區域上升之溫度前，相對容易地將陣列放置在坩堝總成中(例如經放置於多晶矽之初始進料上)。使用一陣列使石英顆粒保持分散，且增加經曝露於熔融物之表面面積，藉此更好地清掃氬氣之熔融物。與石英碎料相比，石英顆粒可被組態以具有相對高之一表面面積。互連之小特徵尺寸允許增加之SiO ₂溶解(由於增加表面面積)，但聚結有限。

在藉由3D列印製作之陣列之實施例中，可增加石英顆粒之表面面積，且顆粒可經互連於一陣列中。3D列印允許被用於待經消除之玻璃生產中之黏合劑。3D列印允許陣列沿其厚度經定製，使得由於接近無熔融物表面而溶解更快之陣列之區域可經最佳化用於結構完整性及SiO良率，而經浸沒於熔融物中之部分亦可經定製以具有一間距及橫截面，使得藉由熔融物之溶解不會使結構不穩定。橫截面錐度可經定製以保持結構之連通性，從而提供足夠表面以最佳化二氧化矽生產(例如，在接面點處較厚，在周邊區域較薄，從而保持陣列完整且保持陣列間距)。3D列印允許待經生產之一較大壁結構，其中壁之實際結構可用作一SiO(g)產生器及顆粒過濾器。相反地，可生產更小之宏觀尺寸球體，藉此保持孔隙率，以高速產生SiO(g)。3D列印可被用於產生可與一多孔結構整合之全緻密材料(例如，具有一多孔內芯之一全緻密外殼，或相反地，具有一多孔外殼之一全緻密內殼，其取決於晶體生長期間陣列之演進)。 實例

藉由以下實例進一步繪示本發明之程序。該等實例不應被視為限制性的。 實例 1 ： 以 習知方法 增加 石英顆粒間距

圖11至圖13示意性地展示添加至矽熔融物 (例如，在坩堝總成之外部熔融區域中)之習知圓柱形石英顆粒。在圖11中，添加碎料後，有一石英深度，由於表面之自然堆積，該深度具有一些開放孔隙。隨著晶體提拉生長之進行(圖12)，石英表面之橫截面減小，石英片之間的距離變寬。隨著石英溶解至熔融物中(圖13)，碎料開始聚結。聚結導致用於矽熔融物之一路徑更加開放。

由於石英(SiO ₂)溶解以生產經溶解之SiO，此繼而使一SiO氣泡成核，因此可界定一相互作用體積，如圖11及圖12中石英形狀之間的突出區域中所示。所謂之相互作用體積允許SiO氣泡之充分生產，該等氣泡可擷取氬氣，且在無熔融物表面處消失。可看出，隨著形狀溶解，橫截面減小，當形狀變得足夠小且可移動時，形狀聚結(圖13)。此將打開形成導致群聚之形狀之間的間距。溶解及聚結之實體事件導致熔融物中經溶解之SiO濃度之變化，其藉由相互作用體積表示，且該體積藉由氣泡成核改變氬氣去除之效果。。

圖14中展示具有圖11至圖13中之3種匹配情況(分別為「a」、「b」及「c」)之假設剖面之一示意圖。圖14展示用於不同石英形狀間距下之矽熔融物中經溶解之SiO之相對濃度。在臨界濃度(「[SiO]」臨界)以下，氣泡不能成核、生長、收集氬氣且減少孔隙中之生長。如圖14中所示，溶解石英形狀之空間佈局影響顆粒維持用於孔隙減少之可操作機制之能力。

藉由在石英形狀與矽液體之間的以下反應進行SiO之生成： Si(l)+SiO ₂(s)=＞2SiO(g)

溶解在矽熔融物中之SiO ₂質量與經生成之SiO量(g)成比例。使用用於SiO ₂溶解至一矽液體中之為10 µm/hr之一文獻平均值，可依據經添加之石英形狀之一總質量及形狀之表面面積計算浸沒總時間處之增量莫耳生成率。在圖15之模擬中，使用總質量為5 kg之一石英形狀，用於一桿之直徑及長度之特徵尺寸分別經展示為D及L。L及D分別經展示為2 cm、1.2 cm、0.6 cm及0.3 cm。對於較小之特徵尺寸，增加SiO(g)之生成速率。然而，折衷情況為聚結效應，其允許矽熔融物中之區域可繞過SiO(g)之調節作用，以減少大面積空隙缺陷。

如本文所用，當與尺寸、濃度、溫度或其他物理或化學性質或特性之範圍聚結使用時，術語「大約(about)」、「在實質上(substantially)」、「基本上(essentially)」及「約(approximately)」意指涵蓋性質或特性範圍之上限及/或下限中可存在之變動，包含例如由捨入、測量方法或其他統計變動引起之變動。

在介紹本發明或其(若干)實施例之要素時，「一(a)」、「一(an)」、「該(the)」和「該(said)」等術語意指存在一或多個要素。術語「包括(comprising)」、「包含(including)」、「含有(containing)」及「具有(having)」意在為包容性，意味著除所列要素之外可存在額外要素。使用指示一特定方向之術語(例如，「頂部」、「底部」、「側面」等)係為便於描述，而無需所描述之項目之任何特定方向。

由於可在不脫離本發明範圍之情況下對上述結構及方法進行各種改變，因此，上述描述中所含有及(若干)隨附圖式中所展示之所有內容均應解釋為繪示性的，而非限制性的。

5:錠提拉裝置 6:熔融物 10:坩堝總成 13:晶座 20:第一堰/流體屏障 22:內部熔融區域 27:初始進料/多晶矽 30:第二堰/流體屏障 31:陣列 32:中間熔融區域 33:石英顆粒/錠顆粒 37:鏈接部件 40:側壁 41:石英顆粒之結構 42:外部熔融區域 44:坩堝驅動單元 45:地板 46:進料管/管 49:單元胞元 51:開口 52:頸部 54:晶種錐部分 56:錠之主體 60:錠 66:多晶矽進料供給系統 70:環形底部加熱器 72:摻雜劑供給系統 74:側向加熱器 78:生長室 114:提拉機構 116:隔熱屏 118:提拉纜線 120:晶種固持器及卡盤 122:晶種

圖1係一實例錠提拉裝置之一橫截面圖，其中該裝置具有經安置于其中之一固態多晶矽進料；

圖2係錠提拉裝置之一橫截面圖，該裝置具有經安置於多晶矽進料之表面上之一石英顆粒陣列；

圖3係錠提拉裝置之一橫截面圖，該裝置具有經安置於坩堝總成內之一熔融物，且該坩堝總成具有經安置於熔融物內之陣列；

圖4係錠提拉裝置之一橫截面圖，其展示從矽熔融物中提拉出之一矽錠；

圖5係錠提拉裝置之坩堝總成之一俯視圖，該裝置具有經安置於外部熔融區域內之一石英顆粒陣列；

圖6係用於形成一石英顆粒陣列之一程序之一示意圖；

圖7係可被併入一陣列之一石英結構之一示意圖；

圖8係一石英顆粒陣列之一實施例；

圖9係石英顆粒陣列之另一實施例；

圖10係一石英顆粒陣列之另一實施例；

圖11係一矽熔融物中之石英碎料之一示意圖；

圖12係石英碎料部分溶解後之石英碎料之一示意圖；

圖13係聚結後石英碎料之一示意圖；

圖14係用於在碎料間距下經溶解於矽熔融物中之SiO之一相對濃度圖，如圖11至圖13之各圖中所展示；及

圖15係一圖表，其展示在四種不同長度及直徑之石英桿情況下，可依據在一矽熔融物中之浸泡時間產生之SiO(g)之增量莫耳數。

貫穿圖式，對應元件符號指示對應部分。

10:坩堝總成

20:第一堰/流體屏障

22:內部熔融區域

30:第二堰/流體屏障

31:陣列

32:中間熔融區域

33:石英顆粒/錠顆粒

37:鏈接部件

40:側壁

42:外部熔融區域

Claims (18)

1. 一種用於形成一單晶矽錠之方法，其包括： 將固相多晶矽添加至一坩堝總成中； 將一石英顆粒陣列添加至該坩堝總成中，該陣列包括複數個石英顆粒及互連該等石英顆粒之複數個鏈接部件； 加熱該多晶矽以形成一矽熔融物； 該矽熔融物與一晶種接觸；及 從該矽熔融物中取出該晶種以形成一矽錠。
2. 如請求項1之方法，其中在加熱該多晶矽以形成該矽熔融物前，將該陣列添加至該坩堝總成。
3. 如請求項1之方法，其中該陣列具有在約50 mm至約75 mm之間的一寬度及在6 mm至100 mm之間的一深度。
4. 如請求項3之方法，其中該等鏈接部件由石英製成。
5. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒經塑形為一桿狀、管狀、球形或具有一不規則形狀。
6. 如請求項1之方法，其中該陣列由3D列印製成。
7. 如請求項1之方法，其中該陣列包括一3D支架。
8. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為至少0.1 cm ²石英/克石英之一表面面積對質量比。
9. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為至少0.5 cm ²石英/克石英之一表面面積對質量比。
10. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為0.1 cm ²石英/克石英至10cm ²石英/克石英之一表面面積對質量比。
11. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為至少10 cm ²石英/kg矽之一表面面積對矽進料比。
12. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為至少50 cm ²石英/kg矽之一表面面積對矽進料比。
13. 如請求項1之方法，其中該等石英顆粒具有為10 cm ²石英/kg矽至250 cm ²石英/kg矽之一表面面積對矽進料比。
14. 如請求項1之方法，其中該坩堝總成包括一堰及一側壁，其界定在該堰與該側壁之間的一外部熔融區域，該陣列經添加至該外部熔融區域。
15. 如請求項14之方法，其中該堰為一第一堰，該坩堝總成包括徑向向內至該第一堰之一第二堰，該第一堰及第二堰界定在該第一堰與該第二堰之間的一中間熔融區域，該第二堰界定該第二堰內之一內部熔融區域。
16. 如請求項1之方法，其中該坩堝總成包括一第一堰、徑向向內至該第一堰之第二堰及一側壁，該第一堰及側壁界定在該第一堰與側壁之間的一外部熔融區域，該第一堰及第二堰界定在該第一堰與該第二堰之間的一中間熔融區域，該第二堰界定在該第二堰內之一內部熔融區域，該陣列經添加至該中間熔融區域。
17. 如請求項1之方法，其中該矽錠在一連續丘克拉斯基程序中生長，其中，在錠生長期間將多晶矽添加至該矽熔融物中。
18. 如請求項17之方法，其中在錠生長期間未將石英添加至該矽熔融物中。

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