[发明专利]一种用于隔绝热量的热屏障装置及熔炼炉

说明书

本发明涉及一种晶圆涂胶系统，包括晶圆涂胶装置、加热装置和控制装置；晶圆涂胶装置用于对晶圆进行涂胶；加热装置包括加热板，加热板表面承载涂胶后晶圆，加热板划分成若干个加热区域，每个加热区域对应设有一个监测组件，监测组件包括温度监测件和警报器；控制装置包括温度监测模块、温度判断模块和警报控制模块；温度获取模块用于获取温度监测件监测的实时温度；温度判断模块用于判断温度监测件的温度比是否大于预设温度比；警报控制模块用于当判断温度监测件的温度比大于预设温度比时，控制警报器启动；本发明能够保证加热板中各个区域的温度均匀性，避免温度不均匀影响到晶圆的烘烤质量。

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，特别涉及一种用于隔绝热量的热屏障装置及熔炼炉。

背景技术

单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。

目前，大尺寸硅单晶尤其是12寸以上硅单晶主要通过直拉法制备获得。直拉法是通过将11个9的高纯多晶硅在石英坩埚内熔化，利用籽晶经过引晶、放肩、等径、收尾制备硅单晶。该方法最关键的是由石墨及保温材料组成的热场，热场的设计直接决定了晶体的质量、工艺、能耗等。

在整个热场设计中，最为关键的就是热屏的设计。首先热屏的设计直接影响固液界面界面的垂直温度梯度，通过梯度的变化影响V/G比值决定晶体质量。其次，会影响固液界面的水平温度梯度，控制整个硅片的质量均匀性。最后，热屏的合理设计会影响晶体热历史，控制晶体内部缺陷的形核与长大，在制备高阶硅片过程中非常关键。

目前，常用的热屏的外层为SiC镀层或热解石墨，内层为保温石墨毡。热屏的位置放置于热场上部，呈圆筒状，晶棒从圆桶内部被拉制出来。热屏靠近晶棒的石墨热反射率较低，吸收晶棒散发的热量。热屏外部的石墨通常热反射率较高，利于将熔体散发的热量放射回去，提高热场的保温性能，降低整个工艺的功耗。

现有的热屏内部的保温石墨毡吸收热量，无法隔绝热屏内部的温度，即由于热屏内部具有温度，使得晶棒与固液界面界之间的温度梯度很小，而温度梯度直接影响到直拉法的拉速，导致直拉法的拉速较慢，形成晶棒的速度较慢，生产速率较低。

因此，上述技术问题是本领域技术人员需要效解决的。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于隔绝热量的用于隔绝热量的热屏障装置及熔炼炉，保证加热板中各个区域的温度均匀性，避免温度不均匀影响到晶圆的烘烤质量。

为了解决上述问题，本发明提供一种用于隔绝热量的用于隔绝热量的热屏障装置，包括：热屏障机构和隔热机构；

所述热屏障机构包括屏底和屏壁，所述屏底为双层结构，所述双层结构的内部设有容置空腔，所述容置空腔的高度不得小于预设高度，所述屏底中心设有通孔，所述通孔用于通过待提拉的熔体，所述屏蔽设置在与所述通孔相对的所述屏底的侧面；

所述隔热机构设置在所述容置空腔内部，所述隔热机构包括隔热件和保温件，所述隔热件设置在所述屏底靠近坩埚液面的层板上方，所述述隔热件的距所述屏底靠近坩埚液面的层板的距离不得大于预设距离，所述隔热件用于完全隔绝所述坩埚的热量散发至所述用于隔绝热量的热屏障装置内，所述容置空腔内部除所述隔热件外，全部填充所述保温件进一步地，所述第一层板与所述坩埚的端口平行设置。

进一步地，所述屏底包括第一层板、第二层板和侧板，所述第一层板、所述第二层板和所述侧板围成所述通孔。