一種籽晶夾頭組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種籽晶夾頭組件，用于直拉硅單晶爐內(nèi)連接籽晶。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，約85%的半導(dǎo)體硅單晶體采用切克勞斯基(Czochralski)法制造。切克勞斯基法又稱為直拉法。在該方法中，多晶硅被裝進(jìn)石英坩堝內(nèi)，加熱熔化，然后，將熔硅略做降溫，給予一定的過冷度，將一支特定晶向的硅單晶體(稱作籽晶)與熔體硅接觸，通過調(diào)整熔體的溫度和籽晶向上提升速度，使籽晶體長(zhǎng)大至近目標(biāo)直徑時(shí)，提高提升速度，使單晶體近恒直徑生長(zhǎng)。在生長(zhǎng)過程的尾期，此時(shí)坩堝內(nèi)的硅熔體尚未完全消失，通過增加晶體的提升速度和調(diào)整向坩堝的供熱量將晶體直徑漸漸減小而形成一個(gè)尾形錐體，當(dāng)錐體的尖足夠小時(shí)，晶體就會(huì)與熔體脫離，從而完成晶體的生長(zhǎng)過程。
[0003]如圖1所示為直拉法制造硅單晶的硅單晶爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括硅籽晶1、硅單晶棒2、上蓋板3、保溫筒4、測(cè)溫孔5、石墨加熱器6、爐筒7、尾氣出口 8、下保溫層9、中軸10、底保溫層11、硅熔體12、石墨坩堝13、石英坩堝14、密封件15、熱屏蔽組件16。硅籽晶I通過籽晶夾頭與軟軸連接。如圖2所示，現(xiàn)有的軟軸由下端部17、繩體18、導(dǎo)塊19、上端球20組成，下端部17是中間有孔的金屬片，安裝時(shí)用銷釘將籽晶夾頭與下端部直接聯(lián)接。
[0004]現(xiàn)在集成電路的線寬己進(jìn)入了納米時(shí)代，對(duì)作為襯底的硅單晶材料提出了高質(zhì)量、低成本的要求。為了降低成本，許多工廠采用再加料技術(shù)，即同一石英坩堝內(nèi)，通過中途取棒和加多晶硅料，拉制多支晶體。在這個(gè)過程中，經(jīng)常需要更換籽晶夾頭。更換籽晶夾頭時(shí)，從軟軸部分下端金屬片處與籽晶夾頭進(jìn)行安裝與分離，效率比較低。另外，由于現(xiàn)有的軟軸下端部為金屬片，使得軟軸系統(tǒng)的對(duì)中性較差。
[0005]因此，如何快速地更換籽晶夾頭，并有效的提高軟軸的對(duì)中性對(duì)提高單晶爐生產(chǎn)效率是十分有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種籽晶夾頭組件，用于直拉硅單晶爐內(nèi)連接籽晶。采用該籽晶夾頭組件，在更換籽晶夾頭時(shí)，不需要從軟軸處拆下就可以簡(jiǎn)單快捷實(shí)現(xiàn)新的籽晶夾頭與軟軸下端部快速聯(lián)接，縮短了裝配時(shí)間，從而提高了硅單晶棒的生產(chǎn)效率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種籽晶夾頭組件，包括軟軸、聯(lián)接桿和籽晶夾頭，所述聯(lián)接桿由上端聯(lián)接桿、防脫塊、及下端聯(lián)接桿組成，該上端聯(lián)接桿的頂端設(shè)有圓臺(tái)，沿該上端聯(lián)接桿的中心軸向其側(cè)面開設(shè)有一槽部，該槽部與軟軸下端的結(jié)構(gòu)相匹配；該防脫塊套設(shè)在該圓臺(tái)上，其側(cè)面設(shè)有供所述軟軸進(jìn)入的開槽，并設(shè)有與上端聯(lián)接桿的槽部匹配的擋塊；該下端聯(lián)接桿通過銷釘與籽晶夾頭連接。
[0009]所述上端聯(lián)接桿的槽部?jī)?nèi)設(shè)有卡抵所述軟軸下端的凸起。
[0010]優(yōu)選地，所述軟軸的下端為端部呈球形的桿，所述上端聯(lián)接桿的槽部?jī)?nèi)設(shè)有分別供軟軸下端桿的上端和球形部分上沿卡抵的凸起。
[0011]所述聯(lián)接桿及防脫塊的材質(zhì)為不銹鋼、鑰或鎢。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]采用本發(fā)明的籽晶夾頭組件，在更換籽晶夾頭時(shí)，不需要從軟軸處拆下就可以實(shí)現(xiàn)新的籽晶夾頭與軟軸下端部快速聯(lián)接。聯(lián)接桿直接固定在軟軸下端部，更換籽晶夾頭時(shí)通過銷釘將籽晶夾頭連接在聯(lián)接桿下端，該連接比直接連接軟軸操作簡(jiǎn)單方便，縮短了裝配時(shí)間，提高了硅單晶棒的生產(chǎn)效率。同時(shí)本發(fā)明采用聯(lián)接桿連接的軟軸系統(tǒng)對(duì)中性好，可以明顯提聞晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明可以用于制造集成電路和其它電子元件半導(dǎo)體級(jí)硅單晶體。采用本發(fā)明可制備具有一個(gè)中心軸、一個(gè)籽晶端錐體和一個(gè)尾端錐體的硅晶棒，在籽晶端錐體和尾端錐體之間為近乎恒定直徑的圓柱體。
【附圖說明】
[0015]圖1為直拉法制造硅單晶的硅單晶爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為現(xiàn)有軟軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明籽晶夾頭組件的分解狀態(tài)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明籽晶夾頭組件組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖3、4所示，本發(fā)明的籽晶夾頭組件包括軟軸21、聯(lián)接桿22和籽晶夾頭23，聯(lián)接桿22由上端聯(lián)接桿24、防脫塊25、及下端聯(lián)接桿26組成，上端聯(lián)接桿24的頂端設(shè)有圓臺(tái)27，沿上端聯(lián)接桿24的中心軸向其側(cè)面開設(shè)有一槽部28，該槽部28與軟軸下端的結(jié)構(gòu)相匹配，防脫塊25套設(shè)在圓臺(tái)27上，其側(cè)面設(shè)有供軟軸21進(jìn)入的開槽29，并設(shè)有與上端聯(lián)接桿24的槽部28匹配的擋塊30，下端聯(lián)接桿26通過銷釘31與籽晶夾頭23連接。
[0021]本發(fā)明采用的軟軸下端的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有軟軸下端的結(jié)構(gòu)不同，本發(fā)明的軟軸下端為端部呈球形的桿，如圖3所示，聯(lián)接桿22的上端聯(lián)接桿24的槽部?jī)?nèi)設(shè)有分別供軟軸下端桿的上端和球形部分上沿卡抵的凸起。安裝時(shí)，先將軟軸的下端從聯(lián)接桿22的上端聯(lián)接桿24側(cè)面的槽推進(jìn)去，再向上提，這時(shí)軟軸下端桿的上端和球形部分上沿分別卡在聯(lián)接桿槽內(nèi)的凸起上。再將防脫塊25上的開槽29對(duì)準(zhǔn)軟軸的繩體推進(jìn)去，下壓防脫塊25，使防脫塊25的擋塊對(duì)準(zhǔn)上端聯(lián)接桿24的槽部組裝在一起，此時(shí)，防脫塊25套設(shè)在上端聯(lián)接桿24的圓臺(tái)27上，并且其開槽與上端聯(lián)接桿24的槽部相對(duì)，呈180度，防止了軟軸從側(cè)面脫落。
[0022]本發(fā)明的籽晶夾頭組件懸掛在直拉法制造的硅單晶爐系統(tǒng)中熱屏組件16上方。籽晶決定硅單晶的晶向，籽晶夾頭組件承受硅單晶體的重量，并執(zhí)行工藝中的提拉和旋轉(zhuǎn)功能。
[0023]實(shí)施例1
[0024]采用本發(fā)明的籽晶夾頭組件連接籽晶，在20寸熱場(chǎng)上，投料90kg，拉制P型< 100>、8-12歐姆?厘米的晶體，平均拉速為45毫米/小時(shí)，晶轉(zhuǎn)為12rpm，堝轉(zhuǎn)為一 8rpm，所生長(zhǎng)的晶體直徑和重量分別為156毫米和85KG。沒有發(fā)生軟軸脫落和擺動(dòng)，生長(zhǎng)穩(wěn)定。
[0025]實(shí)施例2
[0026]采用本發(fā)明的籽晶夾頭組件連接籽晶，在24寸熱場(chǎng)上，投料170kg，拉制N型< 100 >,10-35歐姆.厘米的晶體，平均拉速為32毫米/小時(shí)，晶轉(zhuǎn)為lOrpm，堝轉(zhuǎn)為一9rpm，所生長(zhǎng)的晶體直徑和重量分別為335毫米和148KG。沒有發(fā)生軟軸脫落和擺動(dòng)，生長(zhǎng)穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種籽晶夾頭組件，其特征在于，包括軟軸、聯(lián)接桿和籽晶夾頭，所述聯(lián)接桿由上端聯(lián)接桿、防脫塊、及下端聯(lián)接桿組成，該上端聯(lián)接桿的頂端設(shè)有圓臺(tái)，沿該上端聯(lián)接桿的中心軸向其側(cè)面開設(shè)有一槽部，該槽部與軟軸下端的結(jié)構(gòu)相匹配；該防脫塊套設(shè)在該圓臺(tái)上，其側(cè)面設(shè)有供所述軟軸進(jìn)入的開槽，并設(shè)有與上端聯(lián)接桿的槽部匹配的擋塊；該下端聯(lián)接桿通過銷釘與籽晶夾頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的籽晶夾頭組件，其特征在于，所述上端聯(lián)接桿的槽部?jī)?nèi)設(shè)有卡抵所述軟軸下端的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的籽晶夾頭組件，其特征在于，所述軟軸的下端為端部呈球形的桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的籽晶夾頭組件，其特征在于，所述上端聯(lián)接桿的槽部?jī)?nèi)設(shè)有分別供軟軸下端桿的上端和球形部分上沿卡抵的凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的籽晶夾頭組件，其特征在于，所述聯(lián)接桿及防脫塊的材質(zhì)為不銹鋼、鑰或鎢。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種籽晶夾頭組件，包括軟軸、聯(lián)接桿和籽晶夾頭，所述聯(lián)接桿由上端聯(lián)接桿、防脫塊、及下端聯(lián)接桿組成，該上端聯(lián)接桿的頂端設(shè)有圓臺(tái)，沿該上端聯(lián)接桿的中心軸向其側(cè)面開設(shè)有一槽部，該槽部與軟軸下端的結(jié)構(gòu)相匹配；該防脫塊套設(shè)在該圓臺(tái)上，其側(cè)面設(shè)有供所述軟軸進(jìn)入的開槽，并設(shè)有與上端聯(lián)接桿的槽部匹配的擋塊；該下端聯(lián)接桿通過銷釘與籽晶夾頭連接。本發(fā)明用于直拉硅單晶爐內(nèi)連接籽晶，在更換籽晶夾頭時(shí)，不需要從軟軸處拆下就可以簡(jiǎn)單快捷的實(shí)現(xiàn)籽晶夾頭與軟軸下端部快速聯(lián)接，縮短了裝配時(shí)間，提高了硅單晶棒的生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C30B15-32, C30B29-06
【公開號(hào)】CN104611765
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310542301
【發(fā)明人】姜艦, 崔彬, 戴小林, 韓秋雨, 王雅楠, 吳志強(qiáng)
【申請(qǐng)人】有研新材料股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2013年11月5日