[发明专利]测定污染高纯硅的污染材料中杂质的量的方法和用于处理高纯硅的炉子

说明书

发明背景

1.发明领域

本申请通常涉及测定污染高纯硅的污染材料中杂质的量的方法，所述高纯硅是在所述材料存在下被加热，且本申请进一步涉及使杂质的量最小化的炉子，来自所述炉子的所述杂质污染高纯硅。

2.相关技术描述

在本领域中、特别是在其中希望制造高纯晶体硅的半导体工业中已知加工高纯组合物的方法。高纯晶体硅中杂质的量与半导体中高纯晶体硅的性能直接相关。因此，不断希望使高纯晶体硅中的杂质含量最小化，而且通常希望使任何高纯组合物中的杂质含量最小化。

通常采用极端措施来使诸如高纯晶体硅的高纯组合物中杂质的量最小化，包括在处于与大气隔离状态的清洁室中加工高纯组合物。此外，工作在清洁室中的人员通常穿戴防护服以防止可由人员引入清洁室的衣服纤维或其它化学品污染清洁环境。

在制造高纯晶体硅时，具体地说，通常使用化学气相沉积(CVD)工艺来从氯硅烷气体向硅细棒上生长多晶硅，由此形成多晶硅原棒(log)。在CVD工艺之后，对多晶硅原棒进行分区工艺，借此使多晶硅转化为单晶硅。如本领域中已知，多晶硅原棒中存在的杂质通过分区工艺除去。或者，多晶硅原棒可用来制造硅细棒，随后使用硅细棒来通过CVD工艺产生更多多晶硅原棒。为了由多晶硅原棒制造硅细棒，必须切割这些原棒。然而，多晶硅原棒具有脆性且必须使其退火以降低内应力，这使得多晶硅原棒能够在不断裂的情况下被有效切割成硅细棒。

为了使多晶硅原棒退火，将其放置于炉子中并在足够温度下加热足够的时间以使其退火。然而，退火对多晶硅原棒贡献了杂质，这是不适宜的。更具体地讲，在退火期间周围气氛中存在的诸如粉尘或其它分子的环境杂质会污染多晶硅原棒。此外，实际用以形成炉子并在退火期间被加热的材料释放其中所含的杂质。由用于形成炉子的材料在退火期间释放的杂质随后在退火期间被多晶硅原棒吸收。

虽然已知杂质在退火期间污染多晶硅原棒，但是至今很少关注减少在退火期间污染多晶硅原棒的杂质的量。为理解，通常仅对切割成硅细棒的多晶硅原棒进行退火。因为硅细棒仅占由其制造的所得多晶硅原棒的总体积的一小部分(通常约0.6体积％)，所以通过使被切割以制造硅细棒的多晶硅原棒退火，多晶硅原棒中杂质的总量受到污染硅细棒的杂质的最低影响。因而，使多晶硅原棒中杂质的量最小化的努力通常集中在除用以使多晶硅原棒退火的炉子以外的其它杂质来源。然而，在不断减少诸如高纯晶体硅的高纯组合物中存在的杂质的量的驱动下，仍然需要减少在包括退火期间的所有加工阶段污染高纯组合物的杂质的量并提供由于移动炉子组件的各种部件或由于向炉子中引入高纯组合物所必需的移动而产生的粉尘最少化的炉子组件。

发明和优势的概述

根据本发明，测定污染高纯硅的包括杂质在内的污染材料中杂质的量的方法包括提供所述污染材料的步骤。将所述高纯硅的样品至少部分地包埋在所述污染材料中。将至少部分地包埋在污染材料中的样品在炉子内加热。测定在加热至少部分地包埋在污染材料中的样品的步骤之后高纯硅的杂质含量与在该加热步骤之前高纯硅的杂质含量相比的变化。任选地，污染材料的杂质含量和高纯硅的杂质含量可根据本发明的方法测定。

用于热处理高纯硅的炉子包含外壳。所述外壳限定炉子的加热室，且所述外壳至少部分地由低污染物材料形成，所述低污染物材料在于退火温度下加热高纯硅历时足以使高纯硅退火的时间期间内对高纯硅贡献小于400ppt的杂质。由于使用低污染物材料，在至少4个月期间内以每月间隔测量，炉子在于退火温度下加热高纯硅历时足以使高纯硅退火的时间期间内对高纯硅贡献平均小于400ppt的杂质。

用于热处理高纯组合物的本发明的炉子组件包含提供用于接收所述高纯组合物的炉膛的底座。所述底座具有外周。底座也具有邻近外周限定的座面。与底座分开的炉盖限定空腔。所述炉盖进一步限定通向空腔的开口。当炉盖安置于所述底座上时，底座在座面处邻接炉盖，由此密封所述空腔并形成加热室。底座和炉盖可以分开，以便在插入高纯组合物和从加热室移出高纯组合物期间能够从底座移除炉盖。