【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅生产，特别涉及一种用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法。
技术介绍
1、随着21世纪集成电路的高速发展，高精尖端芯片的制造过程中对硅材料部件的要求越来越高，比如半导体刻蚀机的硅电极和硅环就对硅材料的机械性能提出了非常高的要求。目前，用于制备半导体刻蚀机的硅电极和硅环普遍采用的是多晶硅材料，这是由于虽然单晶硅材料结构更佳，但较难满足基体横截面尺寸大于400mm的要求，即大尺寸的单晶硅制备难度较大，且能耗和成本较高。而多晶硅锭可以做到单边长840-1200mm，几乎可以满足所有硅部件的加工要求，且多晶硅锭制备能耗低成本低。
2、然而，硅部件从材料端到成品需经过掏筒--线切割--圆磨--机械精密加工--刻蚀、抛光等一系列机械加工，材料需要具有较高的机械加工性能。而目前的铸锭工艺制作的多晶材料主要应用于光伏产业，其更加关注材料的光电转换效率，利用多晶材料制作太阳能电池片时涉及到的机械加工也主要为切片，材料所受的磨削力较小。而制作硅部件时涉及掏筒、线切割、机械精密加工等工序，材料会受到拉、压、弯、扭、摩擦等各种形式的外力作用，采用现有的铸锭工艺制备的多晶材料机械性能较差，容易导致在加工时产生裂纹，甚至破碎。
技术实现思路
1、有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，以提高多晶硅锭的机械性能，减少多晶材料在加工时出现裂纹甚至破碎的情况。
2、本专利技术提供了一种用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法
3、优选的，所述铸锭工艺改进方法还包括：将顶部加热器和侧部加热器的输出功率之比由1:1更改为3:1。
4、优选的，每一个所述矩形板状加热器均包括主加热器和补偿加热器，所述连接板上设置有若干排连接孔，所述主加热器和补偿加热器均通过所述连接板上的连接孔固定在连接板上，且可通过固定在不同的连接孔上对主加热器和补偿加热器的高度进行调节；其中，改进后连接板上的连接孔的排数大于改进前连接板上的连接孔的排数。
5、优选的，改进后，连接板上相邻两排连接孔的距离由改进前的25-30mm更改为15-20mm。
6、优选的，改进后连接板上的连接孔满足主加热器可在0-140mm的高度范围内调节。
7、优选的，所述主加热器的宽度为100-150mm。
8、优选的，所述补偿加热器宽度为所述主加热器宽度的1/3-1/10。
9、优选的，所述二次退火工艺的工艺流程，包括：
10、将多晶硅铸锭炉从1350-1400℃以2-2.5℃/min的速率降温至600℃，并在600℃条件下保温3h；
11、600℃条件下保温3h后，以2.5-3℃/min的速率升温至850℃，并在850℃条件下保温3h；
12、850℃条件下保温3h后，以2-2.5℃/min的速率降温至600℃，再随炉冷却至室温。
13、优选的，所述二次退火工艺中，在1400-850℃范围内，多晶硅铸锭炉采用温度控制模式，隔热笼开度为20-50mm；在低于850℃范围内，多晶硅铸锭炉采用功率控制模式，功率设定为10-20kw，隔热笼开度为50-100mm。
14、由上述技术方案可知，本方案通过从改进热场和改进退火工艺两个方面来提高多晶硅锭的机械性能。原铸锭工艺中，侧部的热场为u型加热器，横向尺寸较大，热量辐射宽，导致坩埚熔硅中心与边缘处的温度梯度过大，从而产生较大的热应力，通过将侧壁加热器改进为较窄的矩形加热器，并且可根据具体要求进行高度调节，从而能够减小坩埚熔硅中固液相的中心和边缘的温度梯度，有利于减小热应力的产生。此外，本方案还采用了二次退火工艺，能够消除多晶硅锭内部的残余应力，提高了材料的机械性能。由此可见，本方案通过对热场进行改进，以及对退火工艺进行改进，能够提高多晶硅锭的机械性能。
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1.一种用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，该铸锭工艺改进方法在原多晶硅锭的铸锭工艺基础上进行，包括：将原多晶硅铸锭炉中侧部的各U型加热器均更改为矩形板状加热器，且该矩形板状加热器可通过调节在改进后连接板上的固定位置实现高度调节；以及，在进行多晶硅铸锭过程中，将原来的一次退火工艺更改为二次退火工艺。
2.根据权利要求1所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述铸锭工艺改进方法还包括：将顶部加热器和侧部加热器的输出功率之比由1:1更改为3:1。
3.根据权利要求1所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，每一个所述矩形板状加热器均包括主加热器和补偿加热器，所述连接板上设置有若干排连接孔，所述主加热器和补偿加热器均通过所述连接板上的连接孔固定在连接板上，且可通过固定在不同的连接孔上对主加热器和补偿加热器的高度进行调节；其中，改进后连接板上的连接孔的排数大于改进前连接板上的连接孔的排数。
4.根据权利要求3所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，改进后，连接板上相邻
5.根据权利要求4所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，改进后连接板上的连接孔满足主加热器可在0-140mm的高度范围内调节。
6.根据权利要求3所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述主加热器的宽度为100-150mm。
7.根据权利要求6所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述补偿加热器宽度为所述主加热器宽度的1/3-1/10。
8.根据权利要求1所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述二次退火工艺的工艺流程，包括：
9.根据权利要求8所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述二次退火工艺中，在1400-850℃范围内，多晶硅铸锭炉采用温度控制模式，隔热笼开度为20-50mm；在低于850℃范围内，多晶硅铸锭炉采用功率控制模式，功率设定为10-20kw，隔热笼开度为50-100mm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，该铸锭工艺改进方法在原多晶硅锭的铸锭工艺基础上进行，包括：将原多晶硅铸锭炉中侧部的各u型加热器均更改为矩形板状加热器，且该矩形板状加热器可通过调节在改进后连接板上的固定位置实现高度调节；以及，在进行多晶硅铸锭过程中，将原来的一次退火工艺更改为二次退火工艺。
2.根据权利要求1所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，所述铸锭工艺改进方法还包括：将顶部加热器和侧部加热器的输出功率之比由1:1更改为3:1。
3.根据权利要求1所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在于，每一个所述矩形板状加热器均包括主加热器和补偿加热器，所述连接板上设置有若干排连接孔，所述主加热器和补偿加热器均通过所述连接板上的连接孔固定在连接板上，且可通过固定在不同的连接孔上对主加热器和补偿加热器的高度进行调节；其中，改进后连接板上的连接孔的排数大于改进前连接板上的连接孔的排数。
4.根据权利要求3所述的用于提高多晶硅锭机械性能的铸锭工艺改进方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：武文元，王彦娟，杨文平，吴悦，丁亚国，
申请(专利权)人：宁夏盾源聚芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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