[发明专利]一种硅棒用高频线圈加热退火装置及其退火方法

说明书

本发明涉及原生多晶退火技术领域，且公开了一种硅棒用高频线圈加热退火装置，包括安装基座，所述安装基座顶部的后方放置有高频感应电源，所述高频感应电源的正面设置有高频感应线圈，所述安装基座的顶部固定安装有防护套管，且防护套管的中部活动套装有硅棒，所述高频感应线圈套装于防护套管的外部，且高频感应线圈可对防护套管内部的硅棒进行高频加热。该硅棒用高频线圈加热退火装置及其退火方法，利用高频加热可对电导体加热的方式，设置位于高频感应线圈内部的防护套管，通过第一输送机构、第二输送机构带动硅棒在防护套管中移动，通过高频感应线圈对硅棒进行加热退火，消除硅棒中的应力，细化组织，改善切削加工性能。

技术领域

本发明涉及原生多晶退火技术领域，具体为一种硅棒用高频线圈加热退火装置及其退火方法。

背景技术

生产多晶硅的工艺大部分都是常规三氯氢硅氢还原法，即改良西门子法，多晶硅还原炉在细长的硅芯上通上电源，使硅芯加热发红，直至表面温度达到1100摄氏度，通入高纯的三氯氢硅和氢气，使其在高温下发生还原反应。原生多晶长到预期直径后就出炉，出炉前有个冷却过程，这个过程因热场离散会造成多晶硅棒内部产生应力，这个残余应力不消除的话后续切割时会因应力释放而裂掉。

目前对于硅棒生产后主要由光伏级多晶电阻炉消除硅棒内部的应力，将硅棒放置入光伏级多晶电阻炉内部，对硅棒进行加热，实现对硅棒加热退火，消除硅棒中的应力，芯片为满足正常使用，要求晶圆表面金属含量极低，必须在1E10atoms/cm2以下，因此在硅棒退火时，其表面和体相金属污染也必须在极低的水平，然而常见的电阻炉内部为氧化铝耐火砖和石棉绝热层，该方式退火出来的材料体相金属含量较高，不能满足高制程要求的芯片制造工艺，为消除硅棒中的应力、并避免对硅棒产生污染，我们提出一种硅棒用高频线圈加热退火装置及其退火方法以解决上述提出问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提供了一种硅棒用高频线圈加热退火装置及其退火方法，利用高频加热可对电导体加热的方式，通过高频加热线圈对硅棒进行加热退火，消除硅棒中应力的同时避免对硅棒造成污染，解决了上述提出的问题。

（二）技术方案

本发明提供如下技术方案：一种硅棒用高频线圈加热退火装置，包括安装基座，所述安装基座顶部的后方放置有高频感应电源，所述高频感应电源的正面设置有高频感应线圈，所述安装基座的顶部固定安装有防护套管，且防护套管的中部活动套装有硅棒，所述高频感应线圈套装于防护套管的外部，且高频感应线圈可对防护套管内部的硅棒进行高频加热，所述防护套管顶部的一端固定连接有惰性气体进管、顶部的另一端固定安装有压力表，所述安装基座的顶部设置有位于防护套管一端的第一输送机构、设置有位于防护套管另一端的第二输送机构，所述第一输送机构、第二输送机构可对硅棒进行输送，所述安装基座的底部设置有与第一输送机构、第二输送机构配合的第一传动机构，所述安装基座的底部设置有与第一输送机构配合的两组传动齿轮，所述安装基座的底部固定安装有可为第一输送机构、第二输送机构提供动力的伺服电机，所述安装基座的顶部设置有位于第一输送机构、第二输送机构中间且均匀分布的输送支撑机构，所述安装基座的顶部固定安装有位于第二输送机构外部的龙门架，且龙门架顶端的中部固定安装有红外温度传感器，所述龙门架的正面固定安装有主控制器。

优选的，所述防护套管的两端均固定套装有耐高温密封环，所述耐高温密封环的内壁可与硅棒的相抵，所述防护套管内侧的底部活动安装有两列辅助支撑滚轮，且两列辅助支撑滚轮呈“八”字形分布。

优选的，所述惰性气体进管的外部设置有气管电磁阀，所述气管电磁阀、压力表均与主控制器电性连接，所述气管电磁阀的通断受主控制器控制，所述主控制器可对压力表的检测数据进行接收。

优选的，所述第一输送机构、第二输送机构均由两列驱动辊组成，所述驱动辊的中部固定安装有连接转轴，所述驱动辊通过连接转轴活动安装于安装基座的顶部，所述第一输送机构、第二输送机构的顶部均设置有第二传动机构。