坩埚隔绝层的制造方法及其所应用的喷涂装置的制造方法_2

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数优选的原设定范围如下:所述喷枪132的单位时间的浆料喷涂量的范围大致为25至60毫升/秒(ml/s)、所述喷枪132的浆料喷涂压力的范围大致为50至90镑/英寸2(lb/in2,psi)、所述喷枪132的楽料喷涂距离的范围大致为15至45厘米(cm),但不受限于此。
[0022]所述测温单元12例如是包含有一第一机械手臂121及安装于第一机械手臂121的一温度传感器122,所述第一机械手臂121与温度传感器122皆电连接于计算机111,以接收计算机111传来的信号而能受计算机111的驱动。因此,所述第一机械手臂121能被计算机111驱动以使所述温度传感器122被移动至对应坩祸2的测温位置2111,而所述温度传感器122则能用以侦测坩祸2的温度并回传其所测得的温度至计算机111。
[0023]所述喷涂单元13例如是包含有一第二机械手臂131及安装于第二机械手臂131的一喷枪132,所述第二机械手臂131与喷枪132皆电连接于计算机111,以接收计算机111传来的信号而能受计算机111的驱动。因此,所述第二机械手臂131能被计算机111驱动以使所述喷枪132沿计算机111所设定的预定路径与速度移动,并且所述喷枪132能用以依照计算机111所设定的单位时间的浆料喷涂量将一浆料喷涂在坩祸2内壁面21。其中,上述浆料例如是氮化硅混合液(即氮化硅加上纯水)。
[0024]此外,本实施例的测温单元12与喷涂单元13虽分别以第一机械手臂121与第二机械手臂131作为实施其功能的手段,但在实际应用时,并不受限于此。举例来说,第一机械手臂121与第二机械手臂131不排除整合为单个机械手臂,并且将温度传感器122与喷枪132—同装设于其上。
[0025]步骤S102:将一坩祸2设置在一预设位置上。需先说明的是,所述坩祸2的内壁面21包含有一环侧面211与一相连于环侧面211 —端(如图3中的环侧面211底端)的底面212,环侧面211另一端(如图3中的环侧面211顶端)定义有一开口 22。其中,所述环侧面211被计算机111定义有至少一测温位置2111,以供测温单元12对应于测温位置2111而能测得坩祸2喷涂前与喷涂后的温度。
[0026]再者,所述坩祸2的测温位置2111位于坩祸2用以容纳一硅熔汤(图略)的最高液面所对应到的环侧面211位置。也就是说,坩祸2被定义来容纳的最大硅熔汤容积,而当所述最大硅熔汤容积容置于坩祸2时所形成的最高液面,其所对应到的环侧面211位置即为测温位置2111。换个角度来看,坩祸2的测温位置2111离底面212的距离H2大于环侧面211另一端(如图3中的环侧面211顶端)离底面212的距离Hl的80%。
[0027]此外,所述坩祸2的具体形状在本实施例中是以方祸为例,而较常使用的尺寸为:坩祸2的长宽高分别为878毫米(mm)、878毫米(mm)、540毫米(mm);或者是坩祸2的长宽高分别为1040毫米(mm)、1040毫米(mm)、540毫米(mm),但不受限于此,而坩祸2所适于成形的晶碇种类(如:单晶硅晶锭或多晶硅晶锭)在此同样不加以限定。再者,所述坩祸2的测温位置2111在本实施例中是以多个测温点为例,但不排除其它的设定方式,例如是环状的单条测温线。
[0028]接着,进一步说明本步骤的实施过程:将坩祸2横躺地放置在一平台3上时,并能通过平台3上的一定位机构31,而确实地将坩祸2定位于预设位置上。因此,通过改变定位机构31的位置,而使平台3能适用于不同大小或形状的坩祸2,进而使得坩祸2能确实定位在平台3上的预设位置。由于将坩祸2定位的方式繁多,在此仅以上述作为举例说明之用。
[0029]步骤S103:加热所述坩祸2并以测温单元12测量坩祸2内壁面21的温度,以得到一喷涂前温度。更详细地说,在将坩祸2加热至一预定温度之后,测温单元12的第一机械手臂121被计算机111驱动而使温度传感器122被移动至对应坩祸2测温位置2111,并且所述温度传感器122侦测坩祸2的温度,以取得所述喷涂前温度,并将所述喷涂前温度回传至计算机111。而后,将第一机械手臂121移动离开坩祸2,以利于后续步骤实施。
[0030]步骤S104:以喷涂单元13依照预设喷涂手段将浆料喷涂在坩祸2内壁面21,以在坩祸2内壁面21成形一隔绝层4。更详细地说,喷涂单元13的第二机械手臂131被计算机111驱动以使所述喷枪132沿计算机111所设定的预定路径与速度移动,并且所述喷枪132依照计算机111所设定的单位时间的浆料喷涂量,将浆料喷涂在坩祸2内壁面21。而后,将第二机械手臂131移动离开坩祸2,以利于后续步骤实施。
[0031]此外,本实施例是通过第二机械手臂131的运作来移动喷枪132,但不排除以其它方式替代。举例来说,也可通过平台3的转动或移动,以使坩祸2与喷枪132的相对位置产生变动,进而令喷枪132能将浆料喷涂在所欲喷涂的坩祸2内壁面21上。
[0032]步骤S105:以测温单元12测量坩祸2内壁面21上的隔绝层4,以得到一喷涂后温度。更详细地说,测温单元12的第一机械手臂121被计算机111驱动而使温度传感器122被移动至对应坩祸2测温位置2111,并且所述温度传感器122侦测坩祸2的温度(即为对应于测温位置2111的隔绝层4部位温度),以取得所述喷涂后温度,并将所述喷涂后温度回传至计算机111。而后,将第一机械手臂121移动离开坩祸2。
[0033]步骤S106:以处理单元11计算上述喷涂前温度以及喷涂后温度,以取得坩祸2在喷涂前后温度的一实际差值,并判断实际差值是否落入一预设差值范围。须说明的是,由于浆料的温度低于坩祸2的喷涂前温度,所以上述坩祸2的喷涂后温度低于喷涂前温度。当喷涂的其它参数被固定之后,通过坩祸2在喷涂前后温度的实际差值,即能大致推知上述步骤所成形的隔绝层4是否为适当。
[0034]具体而言,当上述的各个参数(如:平台3上的预设位置、喷枪132的移动路径、速度、或单位时间的浆料喷涂量等)为默认值时,各个测温位置2111所测得的实际差值大小,能一定程度上代表各个测温位置2111上所附着的隔绝层4厚度,当隔绝层4厚度越大则实际差值越大。因此,当各个测温位置2111所测得的实际差值差异不大时,则可推测各个测温位置2111上的隔绝层4厚度为大致相同(即隔绝层4为均厚)。
[0035]再者,经由反复的实际测试,得到结果如图5,图5显示浆料喷涂于坩祸2前后的温度实际差值处于各个数值下时,所述坩祸2及其上的隔绝层4用于生产硅晶锭所产生崩裂的机率。由图5即可清楚得知:实际差值落在6°C至12°C时,形成在坩祸2内壁面21上的隔绝层4具有较佳的均匀度与适当的厚度值,也就是说,应用于生产硅晶锭时,较不容易产生崩裂的情形。
[0036]再者,进一步将图5的资料统整成图6,由图6所示可推估出:当实际差值落在6°C以下,坩祸2及其上的隔绝层4用于生产硅晶锭时,硅晶碇的崩裂率平均为0.8% ;当实际差值落在6°C至12°C,坩祸2及其上的隔绝层4用于生产硅晶锭时,硅晶碇的崩裂率平均为0.01% ;当实际差值落在12°C以上,坩祸2及其上的隔绝层4用于生产硅晶锭时,硅晶碇的崩裂率平均为0.08%。因此,再次验证当实际差值落在6°C至12°C,坩祸2及其上的隔绝层4用于生产硅晶锭时,硅晶锭具有最低的崩裂率。换言之,当所述实际差值所计算出的温度差落入为6°C至12°C时,成形有隔绝层4的坩祸2应用在生产硅晶锭所产生崩裂的机率,低于未落入6°C至12°C时情形。
[0037]因此,先在计算机111中设定预设差值范围为6°C至12°C,当实际差值落入预设差值范围时,则表示隔绝层4的厚度值与均匀度应为可接受的范围,继而对所述坩祸2重复上述的喷涂步骤(S104~S106),直到所述坩祸2内壁面上堆栈形成
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