发明名称 用以由多晶矽填料备制熔融矽熔物之方法及装置
摘要 一种在晶体拉取装置中自多晶矽制备熔融矽熔物之方法及装置,其装填至坩埚之多晶矽量须小于预定被熔解之多晶矽总量。加热坩埚以在坩埚中形成部份熔解填料,而有未熔解多晶矽岛外露于熔解矽上表面之上方。将粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上,直到预定之多晶矽总量已被装入坩埚中为止。岛相对于坩埚侧壁之位置,系在将粒状多晶矽喂至岛上时藉电子方式测定。将粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上之喂料速率系经控制,以回应所测得之岛相对于坩埚侧壁之位置。
申请公布号 TW527450 申请公布日期 2003.04.11
申请号 TW090127030 申请日期 2001.10.31
申请人 MEMC电子材料公司 发明人 罗伯特H 弗尔豪夫;摩森 班纳;约翰D 豪德
分类号 C30B15/02 主分类号 C30B15/02
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在晶体拉取装置中自多晶矽制备熔融矽熔物之方法,此方法包括:将多晶矽装入坩埚中,装入坩埚之多晶矽量实质上系小于预定在坩埚中被熔解之多晶矽总量;加热坩埚以使坩埚中之多晶矽熔化,以在坩埚中形成部份熔解填料,其包含具有上表面之熔融矽及外露于熔融矽上表面上方之未熔解多晶矽岛;以某喂料速率将粒状多晶矽从喂料器选择性地喂至坩埚中之未熔解多晶矽岛上,直到预定多晶矽总量已装入坩埚中;藉电子方式测定未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置,该测定步骤系于粒状多晶矽被喂至坩埚中之未熔解多晶矽岛上时进行;及控制粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛之喂料速率,以回应所测得之熔融矽上表面处未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该藉电子方式测定未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁位置之步骤包括:取得至少一部份坩埚、坩埚中之熔融矽及未熔解多晶矽岛之影像;及藉电子方式处理该影像,以测定坩埚侧壁与未熔解多晶矽岛周缘间之横向间距,该未熔解多晶矽岛系以与坩埚侧壁大致上呈横向分隔之关系配置。3.如申请专利范围第2项之方法,其中以电子方式处理影像之步骤,系包括以电子方式测定坩埚侧壁座标位置,及大致上呈横向分隔之未熔解矽岛周缘相对于坩埚侧壁座标位置之座标位置;及利用该岛周缘与坩埚侧壁之座标位置,藉电子方式测定未熔解多晶矽岛周缘与坩埚侧壁间之横向间距。4.如申请专利范围第2项之方法,其中控制粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上之喂料速率之步骤包括:将未熔解多晶矽岛距坩埚侧壁之横向间距与横向间距之预定范围做比较;控制喂料器以增加喂料速率,以回应高于该横向间距预定范围之横向间距;及控制喂料器以减少喂料速率,以回应低于该横向间距预定范围之横向间距。5.如申请专利范围第4项之方法,其中控制喂料器以选择性地增加和减低粒状多晶矽喂料速率之步骤,包括以电子方式控制该喂料器,以回应相对于横向间距预定范围之未熔解矽岛距坩埚侧壁之横向间距。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该藉电子方式测得之未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置,系于该位置预定数目之间歇测定取平均値。7.如申请专利范围第1项之方法,在将粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上之步骤前,其进一步包括藉电子方式测定未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁位置之步骤,该测定步骤系在所装入坩埚之多晶矽熔解而在坩埚中形成部份熔解填料时进行,该将粒状多晶矽从喂料器喂至坩埚中之未熔解多晶矽岛之步骤,包括使该喂入起始,以回应在坩埚中相对于坩埚侧壁预定位置之未熔解多晶矽岛。8.一种在晶体拉取器中自多晶矽制备熔融矽熔物之装置,用以根据卓克拉斯基法生长单晶矽铸锭,该晶体拉取器具有罩壳,在罩壳中藉以容纳熔融矽之坩埚,及用以自熔融矽向上拉取生长中铸锭之拉取机构,此装置包含:加热器,用以加热坩埚而熔化坩埚中之多晶矽,以在坩埚中形成部份熔解填料,其包含在坩埚中具有上表面之熔融矽及外露于熔融矽上表面上方之未熔解多晶矽岛;喂料器,经调整适于将粒状多晶矽喂至坩埚中之未熔解多晶矽岛上;摄影机,经安排以产生至少一部份坩埚、熔融矽及未熔解多晶矽岛之视频影像;及视觉系统,能够藉电子方式从该视频影像测定未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置;喂料器,系与视觉系统电连通,且对所测得未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置具回应性,以控制粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上之喂料速率。9.如申请专利范围第8项之装置,其进一步包含与喂料器电连通以控制喂料器操作之控制单元,此控制单元系进一步与视觉系统电连通,藉以操作视觉系统并从视觉系统接收所测得未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置,此控制单元能够控制喂料器之操作,以回应所测得未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置,以控制粒状多晶矽从喂料器喂至未熔解多晶矽岛上之喂料速率。10.如申请专利范围第9项之装置,其中视觉系统包括与摄影机电连通之影像缓冲器,藉以从摄影机视频影像信号取得电子影像,及影像处理器,藉以处理电子影像以测定未熔解多晶矽岛相对于坩埚侧壁之位置。11.如申请专利范围第10项之装置,其中视觉系统之影像处理器能够处理影像,以测定未熔解多晶矽岛周缘之座标位置与坩埚侧壁之座标位置。12.如申请专利范围第11项之装置,其中控制单元包含与视觉系统连通之PLC,用以接收藉影像处理器所测得之座标位置,此PLC具有可操作之例行程序,以根据该座标位置测定未熔解多晶矽岛周缘距坩埚侧壁之横向间距。13.如申请专利范围第12项之装置,其中控制单元之PLC系进一步包括可操作之例行程序,以测定是否有必要调整粒状多晶从喂料器喂至未熔解多晶矽岛之喂料速率,并在决定有必要调整喂料速率之情况产生信号送至喂料器,喂料器对该信号系具回应性,以调整喂料器之喂料速率。图式简单说明:图1为晶体拉取器之示意图,其包括本发明用以自多晶矽制备熔融矽熔物之装置;图2为图1装置之控制单元与摄影机之方块图;图3为说明图2控制单元根据本发明自多晶矽制备熔融矽熔物之方法操作之流程图;及图4为晶体拉取器之部份截面图,系说明将粒状多晶矽喂至多晶矽之部份熔解填料上。
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