[发明专利]用于减少硅生产过程中的硅晶体摇晃及跌落的系统及方法

说明书

一种用于通过丘克拉斯基(Czochralski)法来产生硅晶锭的方法包含使含有硅熔体的坩埚旋转，使所述硅熔体与晶种接触，在所述坩埚围绕对称轴旋转的同时沿所述对称轴从所述硅熔体撤回所述晶种以形成硅晶锭，及诱发所述硅晶锭中的电流以抵抗所述硅晶锭远离所述对称轴的移动。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2020年7月23日申请的第63/055,426号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的全文以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及硅晶锭的生产，且更明确来说，本公开涉及用于减少硅生产过程中的硅晶体摇晃及跌落(例如由于地震)的系统及方法。

背景技术

在丘克拉斯基(Czochralski)晶体生长期间，由于振动、未对准、湍流气流及其类似者，会发生不利于高质量晶体生长的硅晶体的轨道运行或摇晃。此外，在地震的情况下，晶体摇晃可非常严重，以至晶体撞击生长室或拉晶器的部件。当晶体击中腔室或部件时，晶体及部件通常受损。在一些情况中，接触可导致晶体的颈部断裂及晶体跌落。任何晶体跌落可引起对部件及可能对拉晶器本身的严重损坏，以及对工具时间、材料及营收及其类似者的负面影响。跌落晶体本身通常受损且不可用。

至少一些已知系统利用依赖于主动反向移动来减少或消除由轨道运行或地震引起的晶体中的移动的阻尼装置。由于假阳性信号处理或由于缺乏信号或信号敏感度或两者而错过异常事件(例如真实地震)，此类系统可能负面影响正常晶体生长。

因此，存在对在硅生产期间自动且可靠地减少晶体的摇晃及跌落而不通过错误检测负面影响晶体生长的方法及系统的需要。

“背景技术”部分意在向读者介绍可与本公开的各种方面相关的技术的各种方面，所述方面在下文中描述及/或主张。据信此讨论有助于为读者提供背景信息以促进优选理解本公开的各种方面。因此，应了解，这些陈述在此意义上阅读且并非作为背景技术的认可。

发明内容

本发明的一个方面是一种用于生产硅晶锭的晶体生长系统。所述系统包含真空室、安置于所述真空室内的坩埚、拉引轴、控制单元及至少一个磁体。所述坩埚可围绕对称轴旋转且经配置以固持包含熔融硅的熔体。所述拉引轴可沿所述对称轴移动且可围绕所述对称轴旋转，且经配置以固持晶种。所述控制单元包含处理器及存储器。所述存储器存储在由所述处理器执行时引起所述处理器从所述坩埚中的所述熔体撤回所述晶种以形成所述硅晶锭的指令。所述至少一个磁体诱发所述硅晶锭中的电流以抵抗所述硅晶锭远离所述对称轴的移动。所述至少一个磁体经配置以在所述熔体的表面上方产生具有非零磁通量梯度的水平磁场，所述磁通量梯度在所述对称轴周围达到最大值。

本发明的另一方面是一种用于通过丘克拉斯基法来生产硅晶锭的方法。所述方法包含使含有硅熔体的坩埚旋转，使所述硅熔体与晶种接触，在所述坩埚围绕对称轴旋转的同时沿所述对称轴从所述硅熔体撤回所述晶种以形成硅晶锭，及诱发所述硅晶锭中的电流以抵抗所述硅晶锭远离所述对称轴的移动。

关于上文所提及的方面所注意的特征存在各种细分。进一步特征也可并入上文所提及的方面中。这些改善及额外特征可个别或以任何组合存在。例如，下文关于说明实施例中的任何者讨论的各种特征可单独或以任何组合并入上文所描述的方面中。

附图说明

图1是一个实施例的坩埚的俯视图。

图2是图1中所展示的坩埚的侧视图。

图3是说明晶体生长设备中施加到含有熔体的坩埚的水平磁场的示意图。

图4是晶体生长系统的框图。

图5是图4中所展示的晶体生长系统的磁体的实例线圈。

图6是包含图5中所展示的线圈的磁性组合件。