專利名稱：一種籽晶桿提拉定位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種籽晶桿提拉定位器。
背景技術(shù)：
高溫線-料底間距，直接關(guān)系到碳化硅晶體質(zhì)量的好壞。高溫線位置過高，則會(huì)使得坩堝頂部?jī)?nèi)由元素C和Si組成的混合氣氛不足，原料供應(yīng)不上；同時(shí)，又置籽晶于較高的溫區(qū)、且該溫區(qū)徑向溫度梯度較大，進(jìn)而有可能引起碳化硅晶體整體相變、界面較凸和背向侵蝕籽晶等惡性影響；高溫線位置過低，則可能會(huì)使原料表面溫度過低，以至于由元素C和Si組成的混合氣氛直接在原料表面或內(nèi)部結(jié)晶，阻塞了氣氛的輸送通道，同樣導(dǎo)致原料供應(yīng)不足，并且此時(shí)籽晶處溫度過低，中心與邊緣生長(zhǎng)速率都很快，使得碳化硅晶體很容易出 現(xiàn)微管連線成片、中心多晶等缺陷。如圖4和圖5所示，其中，圖4為背向侵蝕籽晶，顏色略淺區(qū)域?yàn)樽丫е胤纸庠俳Y(jié)晶區(qū)域；圖5為氣氛輸送通道被阻塞，氣氛直接在原料里面形核結(jié)晶?？梢?，控制好高溫線是碳化硅晶體生長(zhǎng)的生命線。在生產(chǎn)中，人們主要通過調(diào)節(jié)籽晶位置，生長(zhǎng)溫度來和坩堝上部保溫材料來控制高溫線。由于晶體生長(zhǎng)設(shè)備調(diào)試出來之后，相鄰爐次的生長(zhǎng)溫度變化相差不大；再者，坩堝上部保溫材料一般不隨便變化。所以，調(diào)節(jié)籽晶位置是控制高溫線的最常用手段。但在實(shí)際操作中，籽晶位置的調(diào)節(jié)由于設(shè)備本身的原因遇到了一些困難。出于石墨坩堝和碳化硅晶體方便進(jìn)出等方面考慮，提拉系統(tǒng)的提拉桿與石墨坩堝上面的籽晶桿是通過一個(gè)用石墨繩做成的軟連接貫通的。由于調(diào)節(jié)石墨繩的松緊度是裝爐的最后一道工序，其它的工藝參數(shù)都已準(zhǔn)備好，所以人們只能通過一個(gè)很小的爐腔口來進(jìn)行該工序，所以判斷石墨繩的松緊度全憑個(gè)人感覺來完成。但石墨繩的松緊度，關(guān)系到先前已經(jīng)測(cè)量完畢的籽晶位置是否保持原狀態(tài)。石墨繩太緊，極有可能已把下面的石墨坩堝提了起來，使得籽晶位置上升幾個(gè)毫米，并且下面留了一定的縫隙，影響了原來的溫場(chǎng)；而石墨繩較松，則在生長(zhǎng)過程中運(yùn)行提拉程序時(shí)，實(shí)際的提拉位移少于預(yù)設(shè)的位移，同樣會(huì)影響到晶體的正常生長(zhǎng)，給生長(zhǎng)工藝的制定帶來了一項(xiàng)不確定因素。目前，生產(chǎn)中為解決石墨繩的松緊度問題而實(shí)行的方法是依靠工人的感覺，畢竟人的感覺肯定是沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的儀器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在晶體生長(zhǎng)溫場(chǎng)難以控制、提拉位移難以確定、人工判斷可靠性差和晶體質(zhì)量無保障等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種籽晶桿提拉定位器，以實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)溫度易控制、提拉位移易確定、智能判斷可靠性高和晶體質(zhì)量有保障的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種籽晶桿提拉定位器本體，豎直設(shè)置的絲桿，和絲桿并行設(shè)置、且用于提拉石墨桿的石墨繩，以及設(shè)在石墨桿末端、用于連接籽晶桿本體、石墨桿和石墨繩、并支撐絲桿的提拉頭；
在籽晶桿提拉定位器本體的內(nèi)部，安裝有電源、與電源連接的開關(guān)、以及連接在電源和籽晶桿提拉定位器本體的觸角之間的指示燈組件；籽晶桿提拉定位器本體的觸角，和絲桿觸點(diǎn)式連接；提拉頭，位于石墨桿末端，且與絲桿的下端剛性連接。坩堝為籽晶生產(chǎn)用主要容器，連接坩堝與籽晶提拉桿的物質(zhì)為石墨桿和石墨繩，坩堝的升降由籽晶桿控制。 進(jìn)一步地，所述觸角，包括設(shè)在所述籽晶桿提拉定位器本體上的主觸角，以及主觸角上下的副觸角；
所述主觸角，包括動(dòng)觸點(diǎn)，設(shè)在所述動(dòng)觸點(diǎn)上方的上觸點(diǎn)，以及設(shè)在所述動(dòng)觸點(diǎn)下方的下觸點(diǎn)。
進(jìn)一步地，所述觸角，還包括用于在未使用狀態(tài)保護(hù)主觸角和副觸角的觸角蓋。進(jìn)一步地,所述指示燈組件,包括用于在所述動(dòng)觸點(diǎn)與上觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的高位燈、用于在開關(guān)打開時(shí)亮燈的電源燈、用于在主觸角和副觸角連通時(shí)亮燈的觸角燈、以及用于在動(dòng)觸點(diǎn)與下觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的低位燈，所述高位燈、電源燈、觸角燈和低位燈分別與電源連接。進(jìn)一步地，所述高位燈包括白色LED燈，電源燈包括綠色LED燈，觸角燈包括藍(lán)色LED燈，低位燈包括白色LED燈。進(jìn)一步地，所述提拉頭和絲桿之間的連接方式為軟連接。這里，所謂軟連接，即籽晶桿與石墨坩堝都為硬性材料，中間通過可變形材料石墨繩連接。進(jìn)一步地，在所述提拉頭上對(duì)稱地焊接有與絲桿配套的兩個(gè)螺帽。進(jìn)一步地，所述觸角和籽晶桿本體之間，通過螺母固定連接，使用時(shí)螺帽側(cè)朝上。進(jìn)一步地,所述石墨繩的長(zhǎng)度,至少比絲桿長(zhǎng)20mm。本發(fā)明各實(shí)施例的籽晶桿提拉定位器，由于包括水平設(shè)置的籽晶桿提拉定位器本體，豎直設(shè)置的絲桿，和絲桿并行設(shè)置、且用于提拉石墨桿的石墨繩，以及設(shè)在石墨桿末端、用于連接籽晶桿本體、石墨桿和石墨繩、并支撐絲桿的提拉頭；在籽晶桿提拉定位器本體的內(nèi)部，安裝有電源、與電源連接的開關(guān)、以及連接在電源和籽晶桿提拉定位器本體的觸角之間的指示燈組件；籽晶桿提拉定位器本體的觸角，和絲桿觸點(diǎn)式連接；提拉頭，位于石墨桿末端，且與絲桿的下端剛性連接?？梢岳门c提拉桿鋼性連接的絲桿帶動(dòng)觸角中的動(dòng)觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)與觸角中的上、下觸點(diǎn)的接觸來判斷石墨繩是否已提拉坩堝；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中晶體生長(zhǎng)溫場(chǎng)難以控制、提拉位移難以確定、人工判斷可靠性差和晶體質(zhì)量無保障的缺陷，以實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)溫度易控制、提拉位移易確定、智能判斷可靠性高和晶體質(zhì)量有保障的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中圖I為本發(fā)明籽晶桿提拉定位裝置的定位器定位工作示意 圖2為圖I中桿晶桿本體的局部后視結(jié)構(gòu)不意圖(開關(guān)在指TjV燈對(duì)面)；
圖3為圖I中A部(即定位器定位時(shí)觸角與絲杠接觸處)放大示意 圖4為背向侵蝕籽晶示意圖(顏色略淺區(qū)域?yàn)樽丫е胤纸庠俳Y(jié)晶區(qū)域)；
圖5為氣氛輸送通道被阻塞狀態(tài)示意圖(氣氛直接在原料里面形核結(jié)晶)。結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下
I-高位燈；2_電源燈；3_觸角燈；4_低位燈；5_籽晶桿提拉定位器本體；6-螺母；7-觸 角；701-上觸點(diǎn)；702_下觸點(diǎn)；703_動(dòng)觸點(diǎn)；8_開關(guān)；9_絲桿；10_石墨繩；11_提拉頭。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種籽晶桿提拉定位器。如圖I-圖3所示，本實(shí)施例包括水平設(shè)置的籽晶桿提拉定位器本體(如籽晶桿提拉定位器本體5)，豎直設(shè)置的絲桿(如絲桿9),和絲桿并彳了設(shè)直、且用于提拉石墨桿的石墨繩(如石墨繩10),以及設(shè)在石墨桿末端、用于連接籽晶桿本體、石墨桿和石墨繩、并支撐絲桿的提拉頭(如提拉頭11);在籽晶桿提拉定位器本體的內(nèi)部，安裝有電源、與電源連接的開關(guān)、以及連接在電源和籽晶桿提拉定位器本體的觸角(如觸角7)之間的指示燈組件；籽晶桿提拉定位器本體的觸角，和絲桿觸點(diǎn)式連接；提拉頭，位于石墨桿末端，且與絲桿的下端剛性連接。這里，提拉頭和絲桿之間的連接方式為軟連接，在提拉頭上對(duì)稱地焊接有與絲桿配套的兩個(gè)螺帽；觸角和籽晶桿本體之間，通過螺母(如螺帽6)固定連接，使用時(shí)螺母?jìng)?cè)朝上；石墨繩的長(zhǎng)度，至少比絲桿長(zhǎng)20mm。具體地，上述觸角，包括設(shè)在籽晶桿提拉定位器本體上的主觸角，主觸角上下的副觸角，以及用于在未使用狀態(tài)保護(hù)主觸角和副觸角的觸角蓋；主觸角，包括動(dòng)觸點(diǎn)(如動(dòng)觸點(diǎn)703),設(shè)在動(dòng)觸點(diǎn)上方的上觸點(diǎn)(如上觸點(diǎn)701),以及設(shè)在動(dòng)觸點(diǎn)下方的下觸點(diǎn)(如下觸點(diǎn) 702)。上述指示燈組件，包括用于在動(dòng)觸點(diǎn)與上觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的高位燈、用于在開關(guān)打開時(shí)亮燈的電源燈、用于在主觸角和副觸角連通時(shí)亮燈的觸角燈(觸角燈亮?xí)r，表面觸角能夠接觸到絲桿)、以及用于在動(dòng)觸點(diǎn)與下觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的低位燈(如低位燈4)，高位燈(如高位燈I)、電源燈(如電源燈2)、觸角燈(如觸角燈3)和低位燈分別與電源連接。例如，高位燈包括白色LED燈，電源燈包括綠色LED燈，觸角燈包括藍(lán)色LED燈，低位燈包括白色LED 燈。上述實(shí)施例的籽晶桿提拉定位器，定位精度優(yōu)于1mm，其工作原理就是利用與提拉桿鋼性連接的絲桿帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)與上下觸點(diǎn)的接觸來判斷石墨繩是否已提拉坩堝。在該籽晶桿提拉定位器的具體使用方法中，主要包括
⑴在軟連接的提拉頭上，對(duì)稱的焊上與絲桿配套的兩個(gè)螺帽后，再做好軟連接(注意石墨繩的長(zhǎng)度應(yīng)比絲桿長(zhǎng)20mm以上)；
⑵將軟連接安裝上，后將籽晶桿本體向上慢慢拉動(dòng)，直到將石墨繩拉到接近繃緊后停下來(估計(jì)離繃緊狀態(tài)差約Imm);⑶將絲桿擰緊在提拉頭的兩個(gè)螺帽上，打開電源開關(guān)(即開關(guān)8)，此時(shí)應(yīng)該是電源燈(綠)和低位燈(白)亮；在籽晶桿提拉定位器上壓上一公斤的重物后，再將籽晶桿提拉定位器的觸角按照正方向慢慢靠近絲桿(注意螺母6朝上)，等觸角燈亮說明接觸角與絲桿接觸良好(注意要使藍(lán)燈亮度穩(wěn)定且不閃爍，并且靠近絲桿時(shí)不要過于用力以免損壞觸角)；⑷定位方法一(默認(rèn))用50mm/h的速度慢慢向上提拉籽晶桿本體，此時(shí)注意觀察籽晶桿提拉定位器上的指示燈，當(dāng)?shù)臀粺魷鐣r(shí)記錄此時(shí)籽晶位置，后當(dāng)高位燈亮?xí)r記錄此時(shí)籽晶位置并停止提拉；計(jì)算這兩個(gè)位置的差值，如果偏差超過1mm，則測(cè)量不太準(zhǔn)確，應(yīng)重新按照上方法再測(cè)量一次；
取出籽晶桿提拉定位器和絲桿，關(guān)閉小爐門；此方法相對(duì)保險(xiǎn)期間，但起始位置會(huì)比剛拉動(dòng)位置高O. 5-lmm ；
(5)定位方法二 用50mm/h的速度慢慢向上提拉籽晶桿本體，此時(shí)注意觀察籽晶桿提拉定位器上的指示燈，當(dāng)?shù)臀粺魷鐣r(shí)停止提拉，取出籽晶桿提拉定位器和絲桿，關(guān)閉小爐門；此方法精度高，但低位誤報(bào)時(shí)可能會(huì)出錯(cuò)誤。(6)當(dāng)電源指示綠燈不亮?xí)r說明電池已耗盡，應(yīng)更換電池，具體方法是擰掉籽晶桿提拉定位器上的螺絲，再慢慢的將電線拉出使之露出電池，更換電池后再將電池和電線裝進(jìn)去，最后安上螺絲。需要注意的是，使用完上述籽晶桿提拉定位器時(shí)，一定要蓋上觸角蓋，保護(hù)觸角，以免影響其精度；另外，籽晶桿提拉定位器內(nèi)有電源(如電池)，所以不得接近高溫，應(yīng)保存在干燥的地方。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種籽晶桿提拉定位器，其特征在于，包括水平設(shè)置的籽晶桿提拉定位器本體，豎直設(shè)置的絲桿，和絲桿并行設(shè)置、且用于提拉石墨桿的石墨繩，以及設(shè)在石墨桿末端、用于連接籽晶桿本體、石墨桿和石墨繩、并支撐絲桿的提拉頭； 在所述在籽晶桿提拉定位器本體的內(nèi)部，安裝有電源、與電源連接的開關(guān)、以及連接在電源和籽晶桿提拉定位器本體的觸角之間的指示燈組件；籽晶桿提拉定位器本體的觸角，和絲桿觸點(diǎn)式連接；提拉頭，位于石墨桿末端，且與絲桿的下端剛性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述觸角，包括設(shè)在所述籽晶桿提拉定位器本體上的主觸角，以及主觸角上下的副觸角； 所述主觸角，包括動(dòng)觸點(diǎn)，設(shè)在所述動(dòng)觸點(diǎn)上方的上觸點(diǎn)，以及設(shè)在所述動(dòng)觸點(diǎn)下方的下觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述觸角，還包括用于在未使用狀態(tài)保護(hù)主觸角和副觸角的觸角蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述指示燈組件，包括用于在所述動(dòng)觸點(diǎn)與上觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的高位燈、用于在開關(guān)打開時(shí)亮燈的電源燈、用于在主觸角和副觸角連通時(shí)亮燈的觸角燈、以及用于在動(dòng)觸點(diǎn)與下觸點(diǎn)接觸時(shí)亮燈的低位燈，所述高位燈、電源燈、觸角燈和低位燈分別與電源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述高位燈包括白色LED燈，電源燈包括綠色LED燈，觸角燈包括藍(lán)色LED燈，低位燈包括白色LED燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述提拉頭和絲桿之間的連接方式為軟連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，在所述提拉頭上對(duì)稱地焊接有與絲桿配套的兩個(gè)螺帽。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述觸角和籽晶桿本體之間，通過螺母固定連接，使用時(shí)螺帽側(cè)朝上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的籽晶桿提拉定位器，其特征在于，所述石墨繩的長(zhǎng)度，至少比絲桿長(zhǎng)20mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種籽晶桿提拉定位器，包括水平設(shè)置的籽晶桿提拉定位器本體，豎直設(shè)置的絲桿，和絲桿并行設(shè)置、且用于提拉石墨桿的石墨繩，以及設(shè)在石墨桿末端、用于連接籽晶桿本體、石墨桿和石墨繩、并支撐絲桿的提拉頭；在籽晶桿提拉定位器本體的內(nèi)部，安裝有電源、與電源連接的開關(guān)、以及連接在電源和籽晶桿提拉定位器本體的觸角之間的指示燈組件；籽晶桿提拉定位器本體的觸角，和絲桿觸點(diǎn)式連接；提拉頭，位于石墨桿末端，且與絲桿的下端剛性連接。本發(fā)明所述籽晶桿提拉定位器，可以實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)溫度易控制、提拉位移易確定、智能判斷可靠性高和晶體質(zhì)量有保障的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C30B15/36GK102776558SQ20121026944
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉偉, 古旭輝, 孟憲府, 李堅(jiān), 杜廣平, 陳斌 申請(qǐng)人:新疆天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司