[发明专利]一种拉晶系统在审
申请号: | 201810059354.1 | 申请日: | 2018-01-22 |
公开(公告)号: | CN110067018A | 公开(公告)日: | 2019-07-30 |
发明(设计)人: | 邓先亮 | 申请(专利权)人: | 上海新昇半导体科技有限公司 |
主分类号: | C30B15/00 | 分类号: | C30B15/00;C30B29/06 |
代理公司: | 北京市磐华律师事务所 11336 | 代理人: | 董巍;高伟 |
地址: | 201306 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 热场 拉晶 吸热装置 筒状 冷却装置 冷却 冷却液回路 长度方向设置 方向一致 内部设置 热量带走 制造工艺 硅熔体 冷却液 吸收热 散热 产能 对拉 坩埚 加热 室内 | ||
本发明提供了一种拉晶系统。所述系统包括:热场冷却装置,所述热场冷却装置包括筒状吸热装置和在所述筒状吸热装置内部设置的冷却液回路,所述筒状吸热装置的长度方向与拉晶方向一致,所述冷却液回路沿所述长度方向设置,所述热场冷却装置用以冷却对坩埚内的硅熔体加热所产生的热场。根据本发明的拉晶系统,可在拉晶结束后采用热场冷却装置对拉晶室内的热场进行冷却,通过筒状吸热装置吸收热场的热量,并通过筒状吸热装置内的冷却液回路将热量带走,从而加快热场的冷却,提高了热场散热的效率,进一步提升拉晶制造工艺的效率,提升了产能。
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体而言涉及一种拉晶系统。
背景技术
切克劳斯基法(以下称为“CZ法”)是硅晶圆的制造中最广泛采用的单晶制备方法。CZ法是将晶种浸渍于石英坩埚内的熔融硅中,一边提拉一边使单晶生长的方法。通过CZ法形成的硅晶柱,进一步进行切割形成硅晶圆。
在提拉制备硅晶柱的过程中,主要包括加料、化料、稳定、引晶、放肩、等径、收尾、冷却、清理热场九个步骤。在目前工业化大规模生产硅单晶过程中,不断优化工艺参数、热场设计以达到降低长晶成本和提高生产效率目的是半导体工业长期追寻的目标。在目前制备大尺寸硅单晶过程中,收尾结束一般需要经过10-15个小时冷却,使热场温度降低到室温再进行清炉装料工作,这一过程极大影响了硅单晶制造的效率,影响产能的提升。
因此,需要对目前拉晶系统进行改进,以便消除目前存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
针对现有技术的不足,本发明提供了一种拉晶系统,所述系统包括:
热场冷却装置,所述热场冷却装置包括筒状吸热装置和在所述筒状吸热装置内部设置的冷却液回路,所述筒状吸热装置的长度方向与拉晶方向一致,所述冷却液回路沿所述长度方向设置,所述热场冷却装置用以冷却对坩埚内的硅熔体加热所产生的热场。
示例性的,所述筒状吸热装置包括涂覆在筒状吸热装置表面的黑色涂层。
示例性的,所述筒状吸热装置设置为高导热性能材料或高热吸收率材料。
示例性的,所述冷却液回路设置为沿所述长度方向盘旋的至少一个螺旋形管道,所述冷却液循环通过所述螺旋形管道。
示例性的,所述筒状吸热装置直径大于所述拉晶系统的拉晶工艺获得的硅晶柱的直径,所述螺旋形管道绕所述筒状吸热装置内壁盘旋设置,所述硅晶柱在所述拉晶工艺过程中自由通过所述筒状吸热装置。
示例性的,所述螺旋形管道设置为一根无缝管道环绕形成,其中,所述无缝管道的一部分设置为竖直管道,另一部分沿所述竖直管道盘旋。
示例性的,所述螺旋形管道的入口和出口设置在所述筒状吸热装置的同一端。
示例性的,所述系统还包括驱动所述热场冷却装置在所述拉晶方向上移动的驱动装置。
示例性的,所述驱动装置设置为驱动所述热场冷却装置在所述拉晶方向上最低移动到所述坩埚内的硅熔体液面位置。
示例性的,所述驱动装置与所述系统拉晶工艺中驱动硅晶柱提拉的装置设置为同一装置。
根据本发明的拉晶系统,可在拉晶结束后采用热场冷却装置对拉晶室内的热场进行冷却,通过筒状吸热装置吸收热场的热量,并通过筒状吸热装置内的冷却液回路将热量带走,从而加快热场的冷却,相比于现有的拉晶系统,提高了热场散热的效率,加快了拉晶的运转速度,进一步提升拉晶制造的效率和产能。
附图说明
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