一種單晶爐引晶堝位的確定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到直拉法生產單晶硅棒領域，具體的說是一種單晶爐引晶禍位的確定方法。
【背景技術】
[0002]半導體/光伏行業中，單晶爐是拉制單晶硅棒的主要設備。目前用單晶爐拉制單晶硅棒主要采用直拉法，此方法的特征是在單晶爐中裝入石墨熱場，把多晶硅料裝入石英坩禍中，通過石墨加熱器加熱把多晶料熔化，然后經過引晶、轉肩、等徑、收尾等過程完成單晶棒的拉制。單晶棒直徑向大直徑方向發展，為了節能及提高產品質量，目前采用的石墨熱場均是有熱屏的封閉熱場。目前封閉熱場判定引晶禍位的方法多是目測法，目測熱屏下沿在液面中的倒影，判定熱屏距液面的距離大約20mm。該方法誤差較大，不同人員的判定標準不一致，導致單晶爐拉制的每一爐次單晶硅棒的引晶禍位不一致，最終使單晶棒的質量不穩定。
【發明內容】
[0003]為解決現有的目測法確定引晶禍位不一致導致的單晶硅棒質量不穩定問題，本發明提供了一種單晶爐引晶禍位的確定方法，該方法能夠精準的定位引晶禍位。
[0004]本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為:一種單晶爐引晶禍位的確定方法，所述單晶爐引晶動作包括兩部分，一部分為下軸通過其頂部設置的石墨坩禍帶動裝有多晶硅的石英坩禍上下運動，且石英坩禍設置在石墨坩禍內，另一部分為上軸通過其底部設置的籽晶卡頭帶動籽晶的上下運動，確定引晶禍位的方法如下:
1)確定石墨i甘禍的內徑，圓盤的外徑比石墨i甘禍上口的內徑小2mm，確定圓盤的外徑尺寸為d ；
2)制作一外徑尺寸為d的圓盤；
3)然后將制作好的圓盤水平放置于石墨坩禍中，圓盤放置于石墨坩禍的弧度r處，關閉單晶爐；
4)上升下軸，使其帶動石墨坩禍上升，直至圓盤上表面與熱屏下沿接觸，記錄此位置后，下降下軸20mm，并測量確認熱屏下沿與圓盤上表面的距離為20mm ;
5)下降上軸，直至籽晶剛好接觸圓盤上表面，記錄上軸的下降行程位置S;
6)從石墨坩禍中取出圓盤，然后將裝有多晶硅料的石英坩禍裝入石墨坩禍中，加熱熔化多晶硅，待多晶硅液的液面穩定后，下降上軸至步驟5)中記錄的上軸下降行程位置S ;
7)上升下軸，使多晶硅液的液面剛好接觸籽晶，記錄此時石英坩禍和石墨坩禍的位置，此位置即為液面距熱屏下沿20mm的引晶禍位，可依照此位置持續生產。
[0005]所述步驟5)在下降上軸過程中，從單晶爐前窺視孔觀察爐內籽晶的位置，下降上軸時，剛開始快速下降籽晶，在快要接近圓盤時以lmm/min的速度緩慢下降籽晶，待籽晶剛好接觸圓盤上表面時停止下降上軸。
[0006]所述步驟7)在上升下軸過程中，設定下軸的上升速度為lmm/min。
[0007]有益效果:本發明通過使用圓盤來精確定位引晶禍位，操作簡單，所需工具易于加工、成本低廉，可應用到所有直拉單晶爐，對于不同尺寸的熱場，只需要改變圓盤尺寸即可，對于同一單晶爐，調整投料量后，也可以精確定位引晶禍位，可以保證不同爐次的引晶禍位一致，拉制出的單晶棒質量穩定。
【附圖說明】
[0008]圖1為單晶爐熱場結構示意圖；
圖2為石墨坩禍示意圖；
附圖標記:1、上軸，2、單晶爐前窺視孔，3、石英坩禍，4、石墨坩禍，5、下軸，6、籽晶卡頭，7、籽晶，8、熱屏，9、圓盤。
【具體實施方式】
[0009]下面結合具體實施例對本發明做進一步的闡述。
[0010]如圖1所示，單晶爐在拉制單晶硅棒時，石墨坩禍4安裝在下軸5之上，石英坩禍3在石墨坩禍4中，多晶硅裝入石英坩禍3中，經過加熱熔化后，液面到熱屏8下沿的距離一般是20mm。上軸I下端與籽晶卡頭6上端連接，籽晶7裝入籽晶卡頭6中。
[0011]確定單晶爐引晶禍位的步驟如下:
1)裝料前依次把石墨坩禍4和熱屏8等熱場部件裝入單晶爐中，石英坩禍3先不裝入石墨坩禍4中，把圓盤9放入石墨坩禍4中；
2)用水平儀測量圓盤相對四個角的水平度，輕微調整圓盤使圓盤水平放置于石墨坩禍4中；
3)上升下軸5使圓盤9與熱屏8下沿剛好接觸，然后下軸5下降20mm，用直尺確認熱屏8下沿到圓盤9的距離是否20mm ；
4)關閉單晶爐，下降上軸1，在下降上軸I過程中，用手電從單晶爐前窺視孔2觀察爐內籽晶7位置，前期快速下降籽晶7，后期以lmm/min的速度緩慢下降籽晶7，使籽晶7剛好接觸圓盤9，停止下降上軸I ;
5)記錄籽晶7接觸圓盤9時的上軸I的行程；
6)打開單晶爐，把石英坩禍3裝入石墨坩禍4中，多晶硅料裝入石英坩禍3中，抽空/檢漏，加熱熔化多晶硅，穩定之后，下降上軸I至已記錄的上軸I行程位置；
7)設定下軸速度lmm/min緩慢上升下軸5，使液面剛好接觸籽晶7，記錄此時的坩禍位置。此坩禍位置就是液面距熱屏8下沿20mm的引晶禍位，下一爐次就可以設定此禍位為引晶禍位。
【主權項】
1.一種單晶爐引晶禍位的確定方法，所述單晶爐引晶動作包括兩部分，一部分為下軸通過其頂部設置的石墨坩禍帶動裝有多晶硅的石英坩禍上下運動，且石英坩禍設置在石墨坩禍內，另一部分為上軸通過其底部設置的籽晶卡頭帶動籽晶的上下運動，其特征在于，確定引晶禍位的方法如下: 1)確定石墨i甘禍的內徑，圓盤的外徑比石墨i甘禍上口的內徑小2mm，確定圓盤的外徑尺寸為d ； 2)制作一外徑尺寸為d的圓盤； 3)然后將制作好的圓盤水平放置于石墨坩禍中，圓盤放置于石墨坩禍的弧度r處，關閉單晶爐； 4)上升下軸，使其帶動石墨坩禍上升，直至圓盤上表面與熱屏下沿接觸，記錄此位置后，下降下軸20mm，并測量確認熱屏下沿與圓盤上表面的距離為20mm ; 5)下降上軸，直至籽晶剛好接觸圓盤上表面，記錄上軸的下降行程位置S; 6)從石墨坩禍中取出圓盤，然后將裝有多晶硅料的石英坩禍裝入石墨坩禍中，加熱熔化多晶硅，待多晶硅液的液面穩定后，下降上軸至步驟5)中記錄的上軸下降行程位置S ; 7)上升下軸，使多晶硅液的液面剛好接觸籽晶，記錄此時石英坩禍和石墨坩禍的位置，此位置即為液面距熱屏下沿20mm的引晶禍位，可依照此位置持續生產。2.根據權利要求1所述的一種單晶爐引晶禍位的確定方法，其特征在于:所述步驟5)在下降上軸過程中，從單晶爐前窺視孔觀察爐內籽晶的位置，下降上軸時，剛開始快速下降籽晶，在快要接近圓盤時以lmm/min的速度緩慢下降籽晶，待籽晶剛好接觸圓盤上表面時停止下降上軸。3.根據權利要求1所述的一種單晶爐引晶禍位的確定方法，其特征在于:所述步驟7)在上升下軸過程中，設定下軸的上升速度為lmm/min。
【專利摘要】一種單晶爐引晶堝位的確定方法，涉及到直拉法生產單晶硅棒領域，在石墨坩堝中設置一圓盤，且該圓盤的上表面與正常拉晶時液面位置相平齊，然后依次確定上軸的下降行程和下軸的上升行程，從而最終精確確定引晶堝位。本發明通過使用圓盤來精確定位引晶堝位，操作簡單，所需工具易于加工、成本低廉，可應用到所有直拉單晶爐，對于不同尺寸的熱場，只需要改變圓盤尺寸即可，對于同一單晶爐，調整投料量后，也可以精確定位引晶堝位，可以保證不同爐次的引晶堝位一致，拉制出的單晶棒質量穩定。
【IPC分類】C30B15/20, C30B29/06
【公開號】CN104947180
【申請號】CN201510387092
【發明人】劉要普, 史舸, 令狐鐵兵, 王新, 李京濤, 李中軍
【申請人】麥斯克電子材料有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月6日