TWI815589B - 一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法 - Google Patents
一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI815589B TWI815589B TW111129280A TW111129280A TWI815589B TW I815589 B TWI815589 B TW I815589B TW 111129280 A TW111129280 A TW 111129280A TW 111129280 A TW111129280 A TW 111129280A TW I815589 B TWI815589 B TW I815589B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- silicon material
- silicon
- area
- scanning
- feeding
- Prior art date
Links
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 title claims abstract description 232
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 21
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 17
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 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
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
- C30B15/26—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using television detectors; using photo or X-ray detectors
-
- 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
- C30B15/002—Continuous growth
-
- 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
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
-
- 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
- C30B15/20—Controlling or regulating
-
- 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
-
- 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
- C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B35/005—Transport systems
-
- 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
- C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B35/007—Apparatus for preparing, pre-treating the source material to be used for crystal growth
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本發明提供一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法，矽料處理裝置包括：進料組件，用於傳輸矽料，該進料組件包括沿傳輸方向依次設置的上料區、掃描區和裝料區，其中，待傳輸的矽料在該上料區添加至該進料組件；掃描元件，對應該掃描區設置，該掃描元件用於採集位於該掃描區的矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；控制器，與該掃描元件連接，該控制器用於根據該矽料資訊生成裝料策略；裝料元件，對應該裝料區設置，該裝料元件用於根據該裝料策略將位於該裝料區的矽料移動至目標位置。根據本發明實施例能夠更加穩定的實現矽液的供給，降低了拉晶步驟中，矽棒斷線的可能性。
Description
本發明屬於半導體加工技術領域，尤其關於一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法。
相關技術中的單晶矽矽棒製作時，主要以多晶矽矽料為原料，將矽料加熱熔化後，通過拉晶步驟完成單晶矽矽棒的製作。相關技術中的加料方式通常為按照一定的重量週期性的向熔化矽料的坩堝中添加矽料，矽料被加熱熔化後形成矽液，然而不同形狀和不同尺寸的矽料的熔化速度和效率是不同的，這導致矽料供給的速度雖然在重量上是均勻的，但是矽液的供給速度存在波動，使得拉晶過程中可能出現斷線。
有鑑於此，本發明提供一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法，以解決拉晶過程中可能出現斷線的問題。
為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案：
本發明一方面實施例提供一種矽料處理裝置，包括：
進料組件，用於傳輸矽料，該進料組件包括沿傳輸方向依次設置的上料區、掃描區和裝料區，其中，待傳輸的矽料在該上料區添加至該進料組件；
掃描元件，對應該掃描區設置，該掃描元件用於採集位於該掃描區的矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；
控制器，與該掃描元件連接，該控制器用於根據該矽料資訊生成裝料策略；
裝料元件，對應該裝料區設置，該裝料元件用於根據該裝料策略將位於該裝料區的矽料移動至目標位置。
可選地，該進料組件包括環狀設置的傳送帶，在傳輸矽料過程中，該傳送帶沿著由該上料區到該掃描區和該裝料區的方向循環轉動。
可選地，該進料組件還包括清潔區，該清潔區位於該裝料區和該上料區之間，該矽料處理裝置還包括清潔元件，該清潔元件對應該清潔區設置，該清潔組件用於清潔位於該傳送帶位於該清潔區的部分。
可選地，該進料組件還包括除塵區，該除塵區位於該上料區和該掃描區之間，該矽料處理裝置還包括除塵元件，該除塵元件對應該除塵區設置，用於對位於該除塵區的矽料進行除塵處理。
可選地，該除塵元件包括多個空氣噴頭、弧形軌道和驅動元件，該弧形軌道跨設於該傳送帶的上方，該空氣噴頭設置於該弧形軌道上，且該空氣噴頭朝向該傳送帶設置，該驅動組件用於驅動該空氣噴頭在該弧形軌道上往復移動。
本發明另一方面實施例還提供了一種矽棒生產設備，包括拉晶裝置和供料裝置，該矽料處理裝置用於向該拉晶裝置提供矽料，該供料裝置為以上任一項所述的矽料處理裝置。
本發明再一方面實施例還提供了一種矽料處理方法，包括以下步驟：
獲取矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；
根據該矽料資訊生成裝料策略；
根據該裝料策略控制裝料元件向目標位置提供矽料。
可選地，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：
掃描獲得該矽料的整體形狀，並根據該整體形狀確定該矽料的棱角係數，該棱角係數包括棱角數量和棱角尖銳度中的一項或多項；
掃描該矽料的表面結構，並根據該表面結構確定該矽料的光滑程度係數；
生成包括該矽料的形狀特徵的矽料資訊，其中，該形狀特徵包括該棱角係數和光滑度係數。
可選地，該矽料資訊包括矽料的尺寸特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：
掃描該矽料在不同維度上的最大尺寸；
根據該矽料在不同維度上的最大尺寸的差值確定該矽料的尺寸特徵；
生成包括該尺寸特徵的矽料資訊。
可選地，該根據該矽料資訊生成裝料策略，包括：
根據矽棒的生產狀態確定加料區間，其中，該加料區間包括矽料的形狀特徵對應的形狀區間和尺寸特徵對應的尺寸區間中的至少一項；
將矽料資訊滿足該加料區間的矽料標記為待添加矽料；
將矽料資訊不滿足該加料區間的矽料標記為再循環矽料。
本發明上述技術方案的有益效果如下：
根據本發明實施例的矽料處理裝置，進料元件包括掃描區，通過設置對應掃描區的掃描元件，能夠採集位於掃描區的矽料的矽料資訊，進一步的，可以根據矽料資訊生成相應的裝料策略。本實施例的技術方案在裝料過程中，還考慮了矽料的形狀和尺寸等特徵對於矽料熔化速度的影響，從而能夠更加穩定的實現矽液的供給，降低了拉晶步驟中，矽棒斷線的可能性。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。
本發明實施例提供了一種矽料處理裝置。
在一個實施例中，該矽料處理裝置包括進料元件200、掃描元件、控制器和裝料元件。
本發明實施例還提供了一種矽料處理方法。
如圖1所示，在一個實施例中，該矽料處理方法包括以下步驟：
S101：獲取矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；
S102：根據該矽料資訊生成裝料策略；
S103：根據該裝料策略控制裝料元件向目標位置提供矽料。
以該矽料處理方法應用本實施例中的矽料處理裝置做示例性說明。
在一些實施例中，進料組件200用於傳輸矽料，如圖2所示，進料組件200包括沿傳輸方向依次設置的上料區、掃描區和裝料區。
本實施例中，待傳輸的矽料在上料區添加至進料組件200，在裝料區被移動至目標位置。裝料元件對應裝料區設置，裝料元件可以選擇機械手等設備，以將裝料區的矽料抓取並移動至目標位置，一般來說，矽料在裝料區被移動至拉晶裝置，作為拉晶步驟的原材料，也就是說，目標位置可以是拉晶裝置的上料區。
掃描元件對應掃描區設置，本實施例中的掃描元件可以是攝像機、鐳射掃描器等掃描元件，該掃描元件用於掃描矽料，從而採集位於掃描區的矽料的矽料資訊。其中，矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項。
控制器與掃描元件連接，控制器用於根據矽料資訊生成裝料策略。
可以理解的是，不同形狀和不同尺寸的矽料的熔化速度是不同的。示例性的，對於同樣重量的兩份矽料來說，在相同的條件下，小尺寸的矽料的熔化速度更快，又如，對於同樣大小的兩塊矽料來說，表面光滑的矽料熔化速度小於表面凹凸不平的矽料的熔化速度。
本實施例中，在掃描獲得了矽料資訊之後，進一步生成相應的裝料策略，裝料元件根據裝料策略將位於裝料區的矽料移動至目標位置，這樣，通過控制裝料進程，能夠使得矽液供給速度更加穩定，從而使得拉晶步驟進行的更加穩定，降低了矽棒斷線的可能性。
本發明實施例的矽料處理裝置，進料元件200包括掃描區，通過設置對應掃描區的掃描元件，能夠採集位於掃描區的矽料的矽料資訊，進一步的，可以根據矽料資訊生成相應的裝料策略。本實施例的技術方案在裝料過程中，還考慮了矽料的形狀和尺寸等特徵對於矽料熔化速度的影響，從而能夠更加穩定的實現矽液的供給，降低了拉晶步驟中，矽棒斷線的可能性。
在一些實施例中，如圖2所示，進料組件200包括環狀設置的傳送帶，在傳輸矽料過程中，傳送帶沿著由上料區到掃描區和裝料區的方向循環轉動，圖2中的箭頭代表傳送帶的轉動方向。
需要理解的是，環形分佈的傳送帶可以是圓形的，也可以不是圓形的，示例性的，可以參考機場行李提取系統，傳送帶可以循環移動，這樣，如果一塊矽料未被裝料元件移動至目標位置，則該矽料會在傳送帶的帶動下循環移動。
如果當前裝料區中的矽料不符合裝料要求，則可以暫時跳過該矽料的裝料，使該矽料再次循環經過上料區和掃描區，直至該矽料滿足裝料要求時，再將該矽料移動至目標位置。
基於該環狀設置的傳送帶，能夠避免不符合要求的矽料在裝料區堆積，有助於提高裝料效果。
在一些實施例中，進料組件200還包括清潔區，清潔區位於裝料區和上料區之間，矽料處理裝置還包括清潔元件，清潔元件對應清潔區設置，清潔元件用於清潔位於傳送帶位於清潔區的部分，以保證傳送帶的清潔度，有助於減少對於矽料造成的汙染。
在一些實施例中，進料組件200還包括除塵區，除塵區位於上料區和掃描區之間，矽料處理裝置還包括除塵元件，除塵元件對應除塵區設置，用於對位於除塵區的矽料進行除塵處理。
在一些實施例中，除塵元件包括多個空氣噴頭、弧形軌道和驅動元件，弧形軌道跨設於傳送帶的上方，空氣噴頭設置於弧形軌道上，且空氣噴頭朝向傳送帶設置，驅動元件用於驅動空氣噴頭在弧形軌道上往復移動。
本實施例中，設置了空氣噴頭，空氣噴頭與高壓氣泵連接，空氣噴頭在弧形軌道上往復移動，從而能夠多角度的執行除塵操作，避免各種雜質、灰塵和矽料粉末進入後續的掃描區和裝料區，有助於避免對於矽料的掃描過程造成干擾，也能夠避免雜質附著在矽料上，對後續拉晶步驟造成影響。
在一些實施例中，矽料資訊包括矽料的形狀特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：
掃描獲得該矽料的整體形狀，並根據該整體形狀確定該矽料的棱角係數；
掃描該矽料的表面結構，並根據該表面結構確定該矽料的光滑程度係數；
生成包括該矽料的形狀特徵的矽料資訊，其中，該形狀特徵包括該棱角係數和光滑度係數。
本實施例中，針對矽料的形狀，主要統計矽料的棱角相關資訊，本實施例中，以棱角係數表明與棱角相關的資訊，具體的，棱角係數包括棱角數量和棱角尖銳度中的一項或多項，其中，棱角的數量越多，則矽料熔化速度越快，棱角的尖銳度越大，則矽料熔化速度越快，因此，本實施例中，棱角係數可以設定為一個與棱角數量和棱角尖銳度正相關的量。
示例性的，某一矽料的棱角數量為10個，其中，8個棱角的尖銳度大於90度，則這8個棱角的尖銳度係數為0.8，兩個棱角小於90度，則這兩個棱角的尖銳度係數為1，這樣，將各的尖銳度係數加權，能夠得到該矽料的棱角係數為0.8 × 8+1 × 2=8.4。在其他條件相同的情況下，棱角係數越大的矽料熔化速度也就越快。
又如，矽料表面的光滑度越高，則熔化速度越慢，因此，將光滑度係數定義為一個0至1之間的數值，並且光滑度越高，則光滑度係數越小。
在一些實施例中，該矽料資訊包括矽料的尺寸特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：
掃描該矽料在不同維度上的最大尺寸；
根據該矽料在不同維度上的最大尺寸的差值確定該矽料的尺寸特徵；
生成包括該尺寸特徵的矽料資訊。
本實施例中，不同維度可以指的是矽料的長寬高三個維度，一般來說，矽料的形狀是不均勻的，因此，本實施例中獲取各維度上的最大尺寸。
示例性的，有兩塊體積和重量相同的矽料，其中一塊較為細長，而另一款接近球形，則球形矽料的熔化速度小於細長矽料的熔化速度，可以理解為，如果矽料的三維尺寸較為接近，則該矽料的熔化速度較慢，而如果三維尺寸相差較大，則熔化速度較快。
本實施例中，在獲取了不同維度上的最大尺寸後，根據不同維度上最大尺寸的大小關係確定一個尺寸係數，作為該矽料的尺寸特徵。
可以理解為，如果矽料的三維尺寸越接近，則該尺寸係數越小，該矽料熔化速度越慢，如果矽料的三維尺寸差值越大，則該尺寸係數越大，該矽料熔化速度越快。
這樣，根據矽料各維度上的尺寸特徵，能夠確定該矽料與尺寸特徵相關的矽料資訊。
在一些實施例中，該根據該矽料資訊生成裝料策略，包括：
根據矽棒的生產狀態確定加料區間，其中，該加料區間包括矽料的形狀特徵對應的形狀區間和尺寸特徵對應的尺寸區間中的至少一項；
將矽料資訊滿足該加料區間的矽料標記為待添加矽料；
將矽料資訊不滿足該加料區間的矽料標記為再循環矽料。
在確定了矽料的尺寸特徵和形狀特徵之後，結合矽料的尺寸特徵和形狀特徵能夠確定一個與該矽料熔化速度相關的熔化係數，示例性的，可以通過以下公式計算熔化係數：S0=A × S1+B × S2。
其中，S0為熔化係數，A和B為兩個係數，可以根據需要或根據經驗設定。S1為根據尺寸特徵確定的係數，S2為根據形狀特徵確定的係數，具體的，可以由上述尖銳度係數和光滑度係數加權得到。
實施時，結合當前的生產進程確定當前需要添加的矽料的熔化係數的範圍，如果一塊矽料滿足要求，則將該矽料標記為待添加矽料，當該矽料移動至裝料區後，通過裝料元件將該矽料移動至拉晶裝置的上料區。
如果一塊矽料不滿足要求，則將該矽料標記為再循環矽料，該矽料通過傳送元件再次循環傳送，從而避免對加料過程造成干擾。
示例性的，根據當前的生產進程，目前可以添加熔化係數處於5至10之間的矽料，如果一塊矽料的熔化係數為8，則將該矽料標記為待添加矽料，如果一塊矽料的熔化係數為12，則將矽料標記為再循環矽料。
進一步的，在一些實施例中，為了提高矽料的裝料效果，還可以統計多塊矽料的綜合熔化係數，這樣，可以通過同時添加熔化速度較快的矽料和熔化速度較慢的矽料，以使其熔化速度相平衡，有助於提高裝料效果。
本發明實施例另提供了一種矽棒生產設備，包括拉晶裝置和供料裝置，該矽料處理裝置用於向該拉晶裝置提供矽料，該供料裝置為以上任一種矽料處理裝置。本實施例的技術方案包括了上述矽料處理裝置實施例的全部技術方案，因此至少能夠實現上述全部技術效果，此處不再贅述。
以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
S101-S103:步驟
200:進料元件
圖1為本發明實施例提供的矽料處理方法的流程圖；
圖2為本發明實施例提供的進料元件的分區示意圖。
S101-S103:步驟
Claims (9)
- 一種矽料處理裝置，包括：進料組件，用於傳輸矽料，該進料組件包括沿傳輸方向依次設置的上料區、掃描區和裝料區，其中，該進料組件包括環狀設置的傳送帶，在傳輸矽料過程中，該傳送帶沿著由該上料區到該掃描區和該裝料區的方向循環轉動；待傳輸的矽料在該上料區添加至該進料組件；掃描元件，對應該掃描區設置，該掃描元件用於採集位於該掃描區的矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；控制器，與該掃描元件連接，該控制器用於根據該矽料資訊生成裝料策略；裝料元件，對應該裝料區設置，該裝料元件用於根據該裝料策略將位於該裝料區的矽料移動至目標位置，該目標位置為拉晶裝置的上料區；未被裝料元件移動至該目標位置的矽料，該矽料在傳送帶的帶動下循環移動。
- 如請求項1所述之矽料處理裝置，其中，該進料組件還包括清潔區，該清潔區位於該裝料區和該上料區之間，該矽料處理裝置還包括清潔元件，該清潔元件對應該清潔區設置，該清潔組件用於清潔位於該傳送帶位於該清潔區的部分。
- 如請求項1所述之矽料處理裝置，其中，該進料組件還包括除塵區，該除塵區位於該上料區和該掃描區之間，該矽料處理裝置還包括 除塵元件，該除塵元件對應該除塵區設置，用於對位於該除塵區的矽料進行除塵處理。
- 如請求項3所述之矽料處理裝置，其中，該除塵元件包括多個空氣噴頭、弧形軌道和驅動元件，該弧形軌道跨設於該傳送帶的上方，該空氣噴頭設置於該弧形軌道上，且該空氣噴頭朝向該傳送帶設置，該驅動組件用於驅動該空氣噴頭在該弧形軌道上往復移動。
- 一種矽棒生產設備，包括拉晶裝置和供料裝置，該矽料處理裝置用於向該拉晶裝置提供矽料，其中，該供料裝置為請求項1至4中任一項所述之矽料處理裝置。
- 一種矽料處理方法，應用於如請求項1至4中任一項所述之矽料處理裝置，包括：獲取矽料的矽料資訊，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵和尺寸特徵中的一項或多項；根據該矽料資訊生成裝料策略；根據該裝料策略控制裝料元件向目標位置提供矽料。
- 如請求項6所述之矽料處理方法，其中，該矽料資訊包括矽料的形狀特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：掃描獲得該矽料的整體形狀，並根據該整體形狀確定該矽料的棱角係數，該棱角係數包括棱角數量和棱角尖銳度中的一項或多項；掃描該矽料的表面結構，並根據該表面結構確定該矽料的光滑程度係數；生成包括該矽料的形狀特徵的矽料資訊，其中，該形狀特徵包括該 棱角係數和光滑度係數。
- 如請求項6所述之矽料處理方法，其中，該矽料資訊包括矽料的尺寸特徵，該獲取矽料的矽料資訊，包括：掃描該矽料在不同維度上的最大尺寸；根據該矽料在不同維度上的最大尺寸的差值確定該矽料的尺寸特徵；生成包括該尺寸特徵的矽料資訊。
- 如請求項6所述之矽料處理方法，其中，該根據該矽料資訊生成裝料策略，包括：根據矽棒的生產狀態確定加料區間，其中，該加料區間包括矽料的形狀特徵對應的形狀區間和尺寸特徵對應的尺寸區間中的至少一項；將矽料資訊滿足該加料區間的矽料標記為待添加矽料；將矽料資訊不滿足該加料區間的矽料標記為再循環矽料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111622589.5 | 2021-12-28 | ||
| CN202111622589.5A CN114318509B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种硅料处理装置、硅棒生产设备和硅料处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202246591A TW202246591A (zh) | 2022-12-01 |
| TWI815589B true TWI815589B (zh) | 2023-09-11 |
Family
ID=81014981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111129280A TWI815589B (zh) | 2021-12-28 | 2022-08-04 | 一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240271318A1 (zh) |
| JP (1) | JP7529930B2 (zh) |
| CN (1) | CN114318509B (zh) |
| DE (1) | DE112022002571T5 (zh) |
| TW (1) | TWI815589B (zh) |
| WO (1) | WO2023124337A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114318509B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-28 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种硅料处理装置、硅棒生产设备和硅料处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324414A (zh) * | 1998-11-03 | 2001-11-28 | Memc电子材料有限公司 | 提拉工艺装料时测量多晶块大小和分布的方法和设备 |
| CN205463232U (zh) * | 2016-01-29 | 2016-08-17 | 天津市协力自动化工程有限公司 | 一种非接触式硅料智能视觉分选系统 |
| CN109909184A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-21 | 山东九思新材料科技有限责任公司 | 一种基于机器视觉的硅料分拣系统 |
| CN112442736A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-05 | 银川隆基光伏科技有限公司 | 一种硅棒拉制系统 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284040B1 (en) * | 1999-01-13 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process of stacking and melting polycrystalline silicon for high quality single crystal production |
| US6454851B1 (en) | 2000-11-09 | 2002-09-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for preparing molten silicon melt from polycrystalline silicon charge |
| US8021483B2 (en) * | 2002-02-20 | 2011-09-20 | Hemlock Semiconductor Corporation | Flowable chips and methods for the preparation and use of same, and apparatus for use in the methods |
| WO2014037965A1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | MEMC ELECTRONIC METERIALS S.p.A. | Method of loading a charge of polysilicon into a crucible |
| EP3208236A4 (en) * | 2014-10-14 | 2017-09-06 | Tokuyama Corporation | Polycrystalline silicon fragment, method for manufacturing polycrystalline silicon fragment, and polycrystalline silicon block fracture device |
| CN111020700A (zh) | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 银川隆基硅材料有限公司 | 一种单晶硅加料数据的确定方法、装置及设备 |
| CN114318509B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-28 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种硅料处理装置、硅棒生产设备和硅料处理方法 |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111622589.5A patent/CN114318509B/zh active Active
-
2022
- 2022-08-04 TW TW111129280A patent/TWI815589B/zh active
- 2022-09-30 DE DE112022002571.9T patent/DE112022002571T5/de active Pending
- 2022-09-30 US US18/571,398 patent/US20240271318A1/en active Pending
- 2022-09-30 WO PCT/CN2022/122975 patent/WO2023124337A1/zh active Application Filing
- 2022-09-30 JP JP2023577406A patent/JP7529930B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324414A (zh) * | 1998-11-03 | 2001-11-28 | Memc电子材料有限公司 | 提拉工艺装料时测量多晶块大小和分布的方法和设备 |
| CN205463232U (zh) * | 2016-01-29 | 2016-08-17 | 天津市协力自动化工程有限公司 | 一种非接触式硅料智能视觉分选系统 |
| CN109909184A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-21 | 山东九思新材料科技有限责任公司 | 一种基于机器视觉的硅料分拣系统 |
| CN112442736A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-05 | 银川隆基光伏科技有限公司 | 一种硅棒拉制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023124337A1 (zh) | 2023-07-06 |
| JP7529930B2 (ja) | 2024-08-06 |
| CN114318509B (zh) | 2023-07-28 |
| US20240271318A1 (en) | 2024-08-15 |
| CN114318509A (zh) | 2022-04-12 |
| TW202246591A (zh) | 2022-12-01 |
| DE112022002571T5 (de) | 2024-02-29 |
| KR20230174278A (ko) | 2023-12-27 |
| JP2024522727A (ja) | 2024-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI815589B (zh) | 一種矽料處理裝置、矽棒生產設備和矽料處理方法 | |
| US11090728B2 (en) | Apparatus for additive manufacturing and method of additive manufacturing | |
| JP2004284772A (ja) | 基板搬送システム | |
| JP2012250906A (ja) | ガラス融液ハンドリング装置及び方法 | |
| JP2017087469A (ja) | 立体造形装置 | |
| CN209126767U (zh) | 一种单晶运输车 | |
| CN105862124A (zh) | 用于生产硅锭的设备和方法 | |
| JP2003313092A (ja) | サファイヤ板材の育成方法及びサファイヤ板材 | |
| TWI246736B (en) | Intermediate product manufacturing apparatus, and intermediate product manufacturing method | |
| CN1802736A (zh) | 薄板状物的位移量检测方法和位移量修正方法 | |
| JP2015124096A (ja) | 大型基板用の単結晶サファイアリボン | |
| US8721789B2 (en) | Apparatus and method for crystallization of silicon | |
| CN110106320A (zh) | 一种智能多头取向硅钢激光刻痕装备及其控制方法 | |
| CN1767761A (zh) | 电子部件安装装置 | |
| WO2018161570A1 (zh) | 载台及其切割方法、加工设备 | |
| CN209669392U (zh) | 直拉单晶炉加料装置 | |
| TW202117903A (zh) | 基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法 | |
| KR101416903B1 (ko) | 스토커 | |
| JP3552793B2 (ja) | 物体搬送装置 | |
| JP2014204008A (ja) | 部品実装装置 | |
| JP6775338B2 (ja) | ガラス板の製造方法 | |
| JPH09162261A (ja) | 基板搬送装置 | |
| CN207206886U (zh) | 一种塑料制品冷却收纳装置 | |
| JP2007176765A (ja) | 薄板製造用基板、薄板製造装置、および薄板製造方法 | |
| CN109518268A (zh) | 直拉单晶炉加料装置 |