电子级多晶硅CVD炉内破碎方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了电子级多晶硅CVD炉内破碎方法和装置，所述方法包括：(1)在CVD炉内的硅棒生长完成后，关闭原料进口和尾气出口，向炉内吹扫保护气体，以便对所述硅棒降温；(2)当所述硅棒的温度降至600

【技术实现步骤摘要】
电子级多晶硅CVD炉内破碎方法和装置


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，本专利技术涉及电子级多晶硅CVD炉内破碎方法和装置。

技术介绍

[0002]在多晶硅生产中，改良西门子法一直是主流工艺，再由气相沉积法生产出硅棒，电子级多晶硅棒也是如此，现有的电子级多晶硅还原炉在生产中能耗很大，而其中最大的耗能形式就是热能的损耗。通常情况下，交给下游使用的电子级多晶硅需处理成块状，而且电子级多晶硅纯度要求极高，所以杂质污染的控制非常重要，目前，用于多晶硅机械破碎的设备有很多，但是机械运动摩擦产生的污染在电子级多晶硅中是致命的存在，对于多晶硅生产工艺，国内外厂家近年来都在进行硅料破碎的改进，现有技术中提出一种材料破碎系统及方法，以解决强力晶体材料破碎方式粒径分布大、粉料多、现有冷爆破碎加工方式容易污染材料的问题，但是其能耗太大，加上还原炉本身的能耗，生产成本会非常高，这必须在工艺上寻求突破。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种电子级多晶硅CVD炉内破碎方法和装置。本专利技术减少生产能耗，减少了生产工序，提高生产节拍，避免产品污染问题，提高产品质量。
[0004]在本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种电子级多晶硅CVD炉内破碎方法。根据本专利技术的实施例，所述电子级多晶硅CVD炉内破碎方法包括：
[0005](1)在CVD炉内的硅棒生长完成后，关闭原料进口和尾气出口，向炉内吹扫保护气体，以便对所述硅棒降温；
[0006](2)当所述硅棒的温度降至600
‑
800℃时，加速向炉内吹扫保护气体，以便对所述硅棒快速降温；
[0007](3)当所述硅棒的温度降至60℃以下时，停止吹扫保护气体，将底座套筒板分别与炉筒和底座套筒解除固定；
[0008](4)将所述炉筒吊起，旋转所述底座套筒板，将所述硅棒切倒，以便使所述硅棒倒在所述底座套筒板上破碎。
[0009]根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅CVD炉内破碎方法，利用CVD炉高温生产的特性，利用生产电子级多晶硅棒自身高温，在多晶硅棒温度没有完全冷却的情况下提前进行破碎处理环节，具体来说，VCD炉内反应结束后，硅棒开始降温，当温度缓降至600
‑
800℃时，在CVD炉内通入低温氮气急速降温，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力(即内应力)使硅棒自身瞬间破裂，10mm
‑
80mm破碎尺寸占比达到80％以上。该方法不仅省去热破碎工艺的单独加热工序，而且保证电子级多晶硅破碎不受污染，生产厂房要求洁净等级达到万级。由此，减少生产能耗，减少了生产工序，提高生产节拍，避免产品污染问题，提高产品
质量。
[0010]另外，根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅CVD炉内破碎方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0011]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述硅棒的长度为2000
‑
2500mm，直径为80
‑
100mm。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述保护气体选自氮气和惰性气体中的至少之一。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述快速降温的速率为25
‑
40℃/min。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，在所述停止吹扫保护气体后还包括：所述CVD炉内保压，然后将底座套筒板分别与炉筒和底座套筒解除固定。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述保压的压强不小于2MPa，所述保压的时间为3
‑
10min。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)包括如下步骤：
[0017](4
‑
1)将所述炉筒沿竖直方向吊起1
‑
3mm，旋转所述底座套筒板，将所述硅棒切倒，以便使所述硅棒倒在所述底座套筒板上破碎；
[0018](4
‑
2)将所述炉筒吊起，以便将破碎的硅料从所述底座套筒板内取出。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，所述CVD炉内的压强为负压。
[0020]在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种如以上实施例所述的电子级多晶硅CVD炉内破碎方法采用的装置。根据本专利技术的实施例，所述装置包括：
[0021]炉筒，所述炉筒壁上设有保护气体出口、尾气出口和温度检测单元；
[0022]底座套筒板，所述底座套筒板可分离的设在所述炉筒的下方，所述底座套筒板设有硅棒生长口；
[0023]底座套筒，所述底座套筒可分离的设在所述底座套筒板的下方，所述底座套筒壁上设有硅棒原料进口和保护气体进口。
[0024]根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅CVD炉内破碎装置，利用CVD炉高温生产的特性，利用生产电子级多晶硅棒自身高温，在多晶硅棒温度没有完全冷却的情况下提前进行破碎处理环节，具体来说，VCD炉内反应结束后，硅棒开始降温，当温度缓降至600
‑
800℃时，在CVD炉内通入低温氮气急速降温，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力(即内应力)使硅棒自身瞬间破裂，10mm
‑
80mm破碎尺寸占比达到80％以上。该方法不仅省去热破碎工艺的单独加热工序，而且保证电子级多晶硅破碎不受污染，生产厂房要求洁净等级达到万级。由此，减少生产能耗，减少了生产工序，提高生产节拍，避免产品污染问题，提高产品质量。
[0025]另外，根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅CVD炉内破碎装置还可以具有如下附加的技术特征：
[0026]在本专利技术的一些实施例中，还包括：把手，所述把手设在所述炉筒的顶部。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，还包括：硅棒固定器件，所述硅棒固定器件设在所述硅棒生长口处，且与所述底座套筒板的上表面相连。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，所述炉筒和所述底座套筒均呈圆筒状。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，所述底座套筒板呈圆盘状，所述底座套筒板的直径大于所述炉筒的最下端所在圆的直径，所述底座套筒板的边缘向所述炉筒方向弯曲形成护栏
状。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，还包括纳米过滤器：所述纳米过滤器设在所述保护气体进口处，进入所述底座套筒的所述保护气体的纯度不小于99.999％。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，所述炉筒壁为水冷壁，所述水冷壁上设有冷却水进口和冷却水出口。
[0032]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0033]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0034]图1是根据本专利技术实施例的电子级多晶硅CVD炉内破碎装置的剖视图；
[0035]图2是根据本专利技术实施例的电子级多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子级多晶硅CVD炉内破碎方法，其特征在于，包括：(1)在CVD炉内的硅棒生长完成后，关闭原料进口和尾气出口，向炉内吹扫保护气体，以便对所述硅棒降温；(2)当所述硅棒的温度降至600
‑
800℃时，加速向炉内吹扫保护气体，以便对所述硅棒快速降温；(3)当所述硅棒的温度降至60℃以下时，停止吹扫保护气体，将底座套筒板分别与炉筒和底座套筒解除固定；(4)将所述炉筒吊起，旋转所述底座套筒板，将所述硅棒切倒，以便使所述硅棒倒在所述底座套筒板上破碎。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述硅棒的长度为2000
‑
2500mm，直径为80
‑
100mm；任选地，所述保护气体选自氮气和惰性气体中的至少之一。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述快速降温的速率为25
‑
40℃/min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，在所述停止吹扫保护气体后还包括：所述CVD炉内保压，然后将底座套筒板分别与炉筒和底座套筒解除固定；任选地，所述保压的压强不小于2MPa，所述保压的时间为3
‑
10min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括如下步骤：(4
‑
1)将所述炉筒沿竖直方向吊起1
‑
3mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫家强，张天雨，田新，吴鹏，
申请(专利权)人：江苏鑫华半导体材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：