[实用新型]用于预熔向主坩埚供给的硅的预熔装置

说明书

本实用新型涉及用于预熔向主坩埚供给的硅的预熔装置，该装置可以精密测量向硅锭生长坩埚投入的熔融硅的投入量，从而可以有效进行投入量的控制，根据本实用新型的一实施方式，公开一种用于预熔向主坩埚供给的硅的预熔装置，其包括：预备坩埚，用于在接收固态的硅材料来进行加热以使其成为熔融状态的硅后，向硅锭生长的主坩埚供给熔融状态的硅；预备坩埚移动模块，用于向第一位置或第二位置中的一个倾斜上述预备坩埚，上述第一位置为在上述预备坩埚中装有上述固态的硅材料或上述熔融硅的姿势，上述第二位置为上述预备坩埚的上述熔融硅流向上述主坩埚的位置；以及控制部，用于控制上述预备坩埚移动模块。

技术领域

本实用新型涉及用于预熔向主坩埚供给的硅的预熔装置，更详细地，涉及一种用于预熔向主坩埚供给的硅的预熔装置，该装置能够精密测量向硅锭生长坩埚投入的熔融硅的投入量，从而可以有效进行投入量的控制。

背景技术

单晶硅是用于大部分半导体部件的基本材料，这些物质制备为具有高纯度的单晶体，这些制备方法之一为提拉法。

在这种提拉法所使用的普通的硅锭生长装置中，在装入于坩埚的熔融硅的表面放置单晶硅的籽晶后，通过缓慢提拉来使硅锭生长。

在这种提拉法中，向坩埚内部持续注入固态的多晶硅来补充消耗的熔融硅以使硅锭持续生长的方法为连续生长型提拉法(CCz)。即，向上述坩埚内部连续供给多晶硅粒子和掺杂剂来使熔融硅表面始终保持恒定水平，从而补充硅锭生长过程中熔融硅的消耗量。

在这种连续生长型提拉法(CCz)中，通常在坩埚内部设置隔板来形成具有内部坩埚和外部坩埚的双重坩埚，来防止固态的多晶硅附着在硅锭上，并使以固态供给的多晶硅在外部坩埚完全熔融后再向内部坩埚流动。

美国授权专利第7635414号公开了一种溢流方式的结构，在此情况下向预备坩埚内供给固体原料，并且仅向硅锭生长坩埚投入相当于上升液面的原料。

在硅的情况下，液态时的比重高于固态时的比重，所供给的固态的硅材料因比重而浮在液态的熔融硅的液面。利用这种原理，该实用新型具有如下结构，即，设置于预备坩埚的隔板阻隔漂浮在液面的固体原料的流入，通过隔板下部形成的空间移动的液化硅通过位于预备坩埚并延伸至硅锭生长坩埚的供给排管注入硅锭生长坩埚。

这种预备坩埚由污染低、耐热性高的石英材质形成，若这种预备坩埚的本体、隔板、供给排管由石英材质构成，则会引起成本的增加，而且处理各部件时发生破损的隐患会增加。

并且，当高温工序结束时，剩余熔融硅凝固时发生的体积膨胀可能导致本体以及供给排管等的破损，由于将昂贵的石英材质部件只能使用第一次，因此成本可能增加，而且存在风险增加的缺点，例如在工序运行上需要非常注意冲击等。

为了预防上述缺点，在工序不运行时也要加热上述预备坩埚，还需要单独设置用于加热熔融硅以使熔融硅的温度在每个移送区间均不会下降的加热系统，因此具有设计复杂、提高设备的制造成本，并且增加能耗的问题。

并且，熔融硅在用于向硅锭生长坩埚供给熔融硅的供给排管的出口处熔敷并固化而堵塞供给排管，从而无法持续供给熔融硅，最终需要停止硅锭生长装置的运行并进行维修，像这样会影响设备的连续运行，从而降低生产性，具有难以生产质量均匀的硅锭的问题。

现有技术文献

专利文献

美国授权专利第7635414号

实用新型内容

本实用新型用于解决上述问题，本实用新型的技术问题在于，提供一种连续硅锭生长装置的预熔部及其控制方法，该预熔部在向用于硅锭生长的坩埚供给熔融硅的过程中，能够排除因固化而熔敷或固着的现象，可使设备持续运行，从而可以提高生产性，并使硅锭的质量均匀。