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單晶硅的制造方法及制造系統(tǒng)與流程

文檔序號:11934377閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種單晶硅制造方法,為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來使單晶硅生長的切克勞斯基法的單晶硅制造方法,其特征在于:

在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前,測量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個點的空間坐標(biāo),通過將各個測量點作為頂點坐標(biāo)的多角形組合來特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀;

預(yù)先設(shè)定所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位的預(yù)測值;

基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀,來求取滿足所述初期液位的預(yù)測值的所述硅熔液的體積;

求取具有所述體積的所述硅熔液的重量;

在所述氧化硅玻璃坩堝中填充具有所述重量的所述原料;以及

基于所述初期液位的預(yù)測值來進(jìn)行晶種的著液控制。

2.如權(quán)利要求1所述的單晶硅制造方法,其中,通過臂型機器人的臂的前端設(shè)置的測距裝置掃描氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面,來測量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀。

3.如權(quán)利要求2所述的單晶硅制造方法,其中,使用所述臂型機器人,與所述三維形狀同時地測量與所述三維形狀不同的測量項目。

4.如權(quán)利要求2或3所述的單晶硅制造方法,其中,使用利用氧化硅玻璃坩堝的設(shè)計模型的函數(shù)式所求取的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的任意一點的空間坐標(biāo)(x,θ0,z),對所述臂型機器人進(jìn)行位置控制,

D為氧化硅玻璃坩堝直徑,H為氧化硅玻璃坩堝高度,R為氧化硅玻璃坩堝底部的曲率半徑,且r為氧化硅玻璃坩堝彎曲部的曲率半徑時,

表示氧化硅玻璃坩堝側(cè)壁部的內(nèi)表面上的任意一點的x坐標(biāo)和z坐標(biāo)的所述函數(shù)式為:

x=D/2

z=(H-R+α1/2)t+R-α1/2

表示氧化硅玻璃坩堝彎曲部的內(nèi)表面上的任意一點的x坐標(biāo)和z坐標(biāo)的所述函數(shù)式為:

x=rcos{-(π/2-θ)t}+D/2-r

z=rsin{-(π/2-θ)t}+R-α1/2,

表示氧化硅玻璃坩堝底部的內(nèi)表面上的任意一點的x坐標(biāo)和z坐標(biāo)的所述函數(shù)式為:

x=Rcos(θt-π/2)

z=Rsin((θt-π/2)+R,

所述函數(shù)式中包含的參數(shù)α、θ和t為:

α=(R-2r+D/2)(R-D/2)

θ=arctan{(D/2-r)/α1/2}

t=0~1,

所述θ是與所述氧化硅玻璃坩堝彎曲部相交的所述氧化硅玻璃坩堝底部的曲率半徑R的交點角度。

5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的單晶硅制造方法,其中,包括:在之前的單晶硅的提拉完成之后,向氧化硅玻璃坩堝內(nèi)追加原料來進(jìn)行后續(xù)的單晶硅提拉的多提拉工藝,

根據(jù)之前提拉的單晶硅的重量,來求取在氧化硅玻璃坩堝中殘留的硅熔液的殘量,

基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀及所述硅熔液的殘量,求取對在后續(xù)的單晶硅的提拉中使用的硅熔液的初期液位的預(yù)測值滿足的所述原料的追加填充量。

6.如權(quán)利要求5所述的單晶硅制造方法,其中,調(diào)整所述原料的追加填充量,以使后續(xù)的單晶硅提拉時的初期液位低于之前的單晶硅提拉時的初期液位。

7.一種單晶硅制造方法,為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來使單晶硅生長的切克勞斯基法的單晶硅制造方法,其特征在于:

在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前,測量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個點的空間坐標(biāo),通過將各個測量點作為頂點坐標(biāo)的多角形組合來特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀;

求取所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量;

求取熔化具有所述重量的所述原料而得到的硅熔液的體積;

基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀及所述硅熔液的體積,求取在所述氧化硅玻璃坩堝中熔化所述原料而得到的所述硅熔液的初期液位的預(yù)測值;以及

基于所述初期液位的預(yù)測值來進(jìn)行晶種的著液控制。

8.如權(quán)利要求7所述的單晶硅制造方法,其中,通過臂型機器人的臂的前端設(shè)置的測距裝置掃描氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面,來測量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀。

9.如權(quán)利要求8所述的單晶硅制造方法,其中,使用所述臂型機器人,與所述三維形狀同時地測量與所述三維形狀不同的測量項目。

10.一種單晶硅制造系統(tǒng),為根據(jù)加熱氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料來生成硅熔液以及提拉在所述硅熔液中著液的晶種來使單晶硅生長的切克勞斯基法的單晶硅制造系統(tǒng),其特征在于包括:

測量系統(tǒng),在氧化硅玻璃坩堝中填充原料之前,測量所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上的多個點的空間坐標(biāo),通過將各個測量點作為頂點坐標(biāo)的多角形組合來特定所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀;

硅原料測量部,測量所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量;

單晶硅提拉爐;以及

提拉爐控制部,控制所述單晶硅提拉爐的提拉條件,

其中,在所述測量系統(tǒng)中設(shè)有分析運算部,所述分析運算部預(yù)先設(shè)定所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)的硅熔液的初期液位的預(yù)測值,基于所述氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀來求取滿足所述初期液位的預(yù)測值的所述硅熔液的體積,基于所述硅熔液的體積來求取在所述氧化硅玻璃坩堝內(nèi)填充的原料的重量,

提拉爐控制部基于所述初期液位的預(yù)測值來進(jìn)行晶種的著液控制。

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