专利名称：一种籽晶杆提拉定位器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体生产设备技术领域，具体地，涉及一种籽晶杆提拉定位器。
背景技术：
高温线-料底间距，直接关系到碳化硅晶体质量的好坏。高温线位置过高，则会使得坩埚顶部内由元素C和Si组成的混合气氛不足，原料供应不上；同时，又置籽晶于较高的温区、且该温区径向温度梯度较大，进而有可能引起碳化硅晶体整体相变、界面较凸和背向侵蚀籽晶等恶性影响；高温线位置过低，则可能会使原料表面温度过低，以至于由元素C和Si组成的混合气氛直接在原料表面或内部结晶，阻塞了气氛的输送通道，同样导致原料供应不足，并且此时籽晶处温度过低，中心与边缘生长速率都很快，使得碳化硅晶体很容易出 现微管连线成片、中心多晶等缺陷。如图4和图5所示，其中，图4为背向侵蚀籽晶，颜色略浅区域为籽晶重分解再结晶区域；图5为气氛输送通道被阻塞，气氛直接在原料里面形核结晶。可见，控制好高温线是碳化硅晶体生长的生命线。在生产中，人们主要通过调节籽晶位置，生长温度来和坩埚上部保温材料来控制高温线。由于晶体生长设备调试出来之后，相邻炉次的生长温度变化相差不大；再者，坩埚上部保温材料一般不随便变化。所以，调节籽晶位置是控制高温线的最常用手段。但在实际操作中，籽晶位置的调节由于设备本身的原因遇到了一些困难。出于石墨坩埚和碳化硅晶体方便进出等方面考虑，提拉系统的提拉杆与石墨坩埚上面的籽晶杆是通过一个用石墨绳做成的软连接贯通的。由于调节石墨绳的松紧度是装炉的最后一道工序，其它的工艺参数都已准备好，所以人们只能通过一个很小的炉腔口来进行该工序，所以判断石墨绳的松紧度全凭个人感觉来完成。但石墨绳的松紧度，关系到先前已经测量完毕的籽晶位置是否保持原状态。石墨绳太紧，极有可能已把下面的石墨坩埚提了起来，使得籽晶位置上升几个毫米，并且下面留了一定的缝隙，影响了原来的温场；而石墨绳较松，则在生长过程中运行提拉程序时，实际的提拉位移少于预设的位移，同样会影响到晶体的正常生长，给生长工艺的制定带来了一项不确定因素。目前，生产中为解决石墨绳的松紧度问题而实行的方法是依靠工人的感觉，毕竟人的感觉肯定是没有一个标准化的仪器检测标准。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在晶体生长温场难以控制、提拉位移难以确定、人工判断可靠性差和晶体质量无保障等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种籽晶杆提拉定位器，以实现晶体生长温度易控制、提拉位移易确定、智能判断可靠性高和晶体质量有保障的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种籽晶杆提拉定位器本体，竖直设置的丝杆，和丝杆并行设置、且用于提拉石墨杆的石墨绳，以及设在石墨杆末端、用于连接籽晶杆本体、石墨杆和石墨绳、并支撑丝杆的提拉头；
在籽晶杆提拉定位器本体的内部，安装有电源、与电源连接的开关、以及连接在电源和籽晶杆提拉定位器本体的触角之间的指示灯组件；籽晶杆提拉定位器本体的触角，和丝杆触点式连接；提拉头，位于石墨杆末端，且与丝杆的下端刚性连接。坩埚为籽晶生产用主要容器，连接坩埚与籽晶提拉杆的物质为石墨杆和石墨绳，坩埚的升降由籽晶杆控制。 进一步地，所述触角，包括设在所述籽晶杆提拉定位器本体上的主触角，以及主触角上下的副触角；
所述主触角，包括动触点，设在所述动触点上方的上触点，以及设在所述动触点下方的下触点。
进一步地，所述触角，还包括用于在未使用状态保护主触角和副触角的触角盖。进一步地,所述指示灯组件,包括用于在所述动触点与上触点接触时亮灯的高位灯、用于在开关打开时亮灯的电源灯、用于在主触角和副触角连通时亮灯的触角灯、以及用于在动触点与下触点接触时亮灯的低位灯，所述高位灯、电源灯、触角灯和低位灯分别与电源连接。进一步地，所述高位灯包括白色LED灯，电源灯包括绿色LED灯，触角灯包括蓝色LED灯，低位灯包括白色LED灯。进一步地，所述提拉头和丝杆之间的连接方式为软连接。这里，所谓软连接，即籽晶杆与石墨坩埚都为硬性材料，中间通过可变形材料石墨绳连接。进一步地，在所述提拉头上对称地焊接有与丝杆配套的两个螺帽。进一步地，所述触角和籽晶杆本体之间，通过螺母固定连接，使用时螺帽侧朝上。进一步地,所述石墨绳的长度,至少比丝杆长20mm。本发明各实施例的籽晶杆提拉定位器，由于包括水平设置的籽晶杆提拉定位器本体，竖直设置的丝杆，和丝杆并行设置、且用于提拉石墨杆的石墨绳，以及设在石墨杆末端、用于连接籽晶杆本体、石墨杆和石墨绳、并支撑丝杆的提拉头；在籽晶杆提拉定位器本体的内部，安装有电源、与电源连接的开关、以及连接在电源和籽晶杆提拉定位器本体的触角之间的指示灯组件；籽晶杆提拉定位器本体的触角，和丝杆触点式连接；提拉头，位于石墨杆末端，且与丝杆的下端刚性连接。可以利用与提拉杆钢性连接的丝杆带动触角中的动触点上下运动，根据与触角中的上、下触点的接触来判断石墨绳是否已提拉坩埚；从而可以克服现有技术中晶体生长温场难以控制、提拉位移难以确定、人工判断可靠性差和晶体质量无保障的缺陷，以实现晶体生长温度易控制、提拉位移易确定、智能判断可靠性高和晶体质量有保障的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图I为本发明籽晶杆提拉定位装置的定位器定位工作示意 图2为图I中杆晶杆本体的局部后视结构不意图(开关在指TjV灯对面)；
图3为图I中A部(即定位器定位时触角与丝杠接触处)放大示意 图4为背向侵蚀籽晶示意图(颜色略浅区域为籽晶重分解再结晶区域)；
图5为气氛输送通道被阻塞状态示意图(气氛直接在原料里面形核结晶)。结合附图，本发明实施例中附图标记如下
I-高位灯；2_电源灯；3_触角灯；4_低位灯；5_籽晶杆提拉定位器本体；6-螺母；7-触 角；701-上触点；702_下触点；703_动触点；8_开关；9_丝杆；10_石墨绳；11_提拉头。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例，提供了一种籽晶杆提拉定位器。如图I-图3所示，本实施例包括水平设置的籽晶杆提拉定位器本体(如籽晶杆提拉定位器本体5)，竖直设置的丝杆(如丝杆9),和丝杆并彳了设直、且用于提拉石墨杆的石墨绳(如石墨绳10),以及设在石墨杆末端、用于连接籽晶杆本体、石墨杆和石墨绳、并支撑丝杆的提拉头(如提拉头11);在籽晶杆提拉定位器本体的内部，安装有电源、与电源连接的开关、以及连接在电源和籽晶杆提拉定位器本体的触角(如触角7)之间的指示灯组件；籽晶杆提拉定位器本体的触角，和丝杆触点式连接；提拉头，位于石墨杆末端，且与丝杆的下端刚性连接。这里，提拉头和丝杆之间的连接方式为软连接，在提拉头上对称地焊接有与丝杆配套的两个螺帽；触角和籽晶杆本体之间，通过螺母(如螺帽6)固定连接，使用时螺母侧朝上；石墨绳的长度，至少比丝杆长20mm。具体地，上述触角，包括设在籽晶杆提拉定位器本体上的主触角，主触角上下的副触角，以及用于在未使用状态保护主触角和副触角的触角盖；主触角，包括动触点(如动触点703),设在动触点上方的上触点(如上触点701),以及设在动触点下方的下触点(如下触点 702)。上述指示灯组件，包括用于在动触点与上触点接触时亮灯的高位灯、用于在开关打开时亮灯的电源灯、用于在主触角和副触角连通时亮灯的触角灯(触角灯亮时，表面触角能够接触到丝杆)、以及用于在动触点与下触点接触时亮灯的低位灯(如低位灯4)，高位灯(如高位灯I)、电源灯(如电源灯2)、触角灯(如触角灯3)和低位灯分别与电源连接。例如，高位灯包括白色LED灯，电源灯包括绿色LED灯，触角灯包括蓝色LED灯，低位灯包括白色LED 灯。上述实施例的籽晶杆提拉定位器，定位精度优于1mm，其工作原理就是利用与提拉杆钢性连接的丝杆带动动触点上下运动，根据与上下触点的接触来判断石墨绳是否已提拉坩埚。在该籽晶杆提拉定位器的具体使用方法中，主要包括
⑴在软连接的提拉头上，对称的焊上与丝杆配套的两个螺帽后，再做好软连接(注意石墨绳的长度应比丝杆长20mm以上)；
⑵将软连接安装上，后将籽晶杆本体向上慢慢拉动，直到将石墨绳拉到接近绷紧后停下来(估计离绷紧状态差约Imm);⑶将丝杆拧紧在提拉头的两个螺帽上，打开电源开关(即开关8)，此时应该是电源灯(绿)和低位灯(白)亮；在籽晶杆提拉定位器上压上一公斤的重物后，再将籽晶杆提拉定位器的触角按照正方向慢慢靠近丝杆(注意螺母6朝上)，等触角灯亮说明接触角与丝杆接触良好(注意要使蓝灯亮度稳定且不闪烁，并且靠近丝杆时不要过于用力以免损坏触角)；⑷定位方法一(默认)用50mm/h的速度慢慢向上提拉籽晶杆本体，此时注意观察籽晶杆提拉定位器上的指示灯，当低位灯灭时记录此时籽晶位置，后当高位灯亮时记录此时籽晶位置并停止提拉；计算这两个位置的差值，如果偏差超过1mm，则测量不太准确，应重新按照上方法再测量一次；
取出籽晶杆提拉定位器和丝杆，关闭小炉门；此方法相对保险期间，但起始位置会比刚拉动位置高O. 5-lmm ；
(5)定位方法二 用50mm/h的速度慢慢向上提拉籽晶杆本体，此时注意观察籽晶杆提拉定位器上的指示灯，当低位灯灭时停止提拉，取出籽晶杆提拉定位器和丝杆，关闭小炉门；此方法精度高，但低位误报时可能会出错误。(6)当电源指示绿灯不亮时说明电池已耗尽，应更换电池，具体方法是拧掉籽晶杆提拉定位器上的螺丝，再慢慢的将电线拉出使之露出电池，更换电池后再将电池和电线装进去，最后安上螺丝。需要注意的是，使用完上述籽晶杆提拉定位器时，一定要盖上触角盖，保护触角，以免影响其精度；另外，籽晶杆提拉定位器内有电源(如电池)，所以不得接近高温，应保存在干燥的地方。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种籽晶杆提拉定位器，其特征在于，包括水平设置的籽晶杆提拉定位器本体，竖直设置的丝杆，和丝杆并行设置、且用于提拉石墨杆的石墨绳，以及设在石墨杆末端、用于连接籽晶杆本体、石墨杆和石墨绳、并支撑丝杆的提拉头； 在所述在籽晶杆提拉定位器本体的内部，安装有电源、与电源连接的开关、以及连接在电源和籽晶杆提拉定位器本体的触角之间的指示灯组件；籽晶杆提拉定位器本体的触角，和丝杆触点式连接；提拉头，位于石墨杆末端，且与丝杆的下端刚性连接。
2.根据权利要求I所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述触角，包括设在所述籽晶杆提拉定位器本体上的主触角，以及主触角上下的副触角； 所述主触角，包括动触点，设在所述动触点上方的上触点，以及设在所述动触点下方的下触点。
3.根据权利要求2所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述触角，还包括用于在未使用状态保护主触角和副触角的触角盖。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述指示灯组件，包括用于在所述动触点与上触点接触时亮灯的高位灯、用于在开关打开时亮灯的电源灯、用于在主触角和副触角连通时亮灯的触角灯、以及用于在动触点与下触点接触时亮灯的低位灯，所述高位灯、电源灯、触角灯和低位灯分别与电源连接。
5.根据权利要求4所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述高位灯包括白色LED灯，电源灯包括绿色LED灯，触角灯包括蓝色LED灯，低位灯包括白色LED灯。
6.根据权利要求I所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述提拉头和丝杆之间的连接方式为软连接。
7.根据权利要求6所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，在所述提拉头上对称地焊接有与丝杆配套的两个螺帽。
8.根据权利要求I所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述触角和籽晶杆本体之间，通过螺母固定连接，使用时螺帽侧朝上。
9.根据权利要求I所述的籽晶杆提拉定位器，其特征在于，所述石墨绳的长度，至少比丝杆长20mm。
全文摘要
本发明公开了一种籽晶杆提拉定位器，包括水平设置的籽晶杆提拉定位器本体，竖直设置的丝杆，和丝杆并行设置、且用于提拉石墨杆的石墨绳，以及设在石墨杆末端、用于连接籽晶杆本体、石墨杆和石墨绳、并支撑丝杆的提拉头；在籽晶杆提拉定位器本体的内部，安装有电源、与电源连接的开关、以及连接在电源和籽晶杆提拉定位器本体的触角之间的指示灯组件；籽晶杆提拉定位器本体的触角，和丝杆触点式连接；提拉头，位于石墨杆末端，且与丝杆的下端刚性连接。本发明所述籽晶杆提拉定位器，可以实现晶体生长温度易控制、提拉位移易确定、智能判断可靠性高和晶体质量有保障的优点。
文档编号C30B15/36GK102776558SQ20121026944
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者刘伟, 古旭辉, 孟宪府, 李坚, 杜广平, 陈斌 申请人:新疆天科合达蓝光半导体有限公司