[發明專利]測定污染高純硅的污染材料中雜質的量的方法和用于處理高純硅的爐子

有效

• 申請號: 201310042914.X
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN103149326A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: D·德彼薩;J·霍斯特;T·霍索德;A·瑞特萊維斯基
• 申請（專利權）人: 赫姆洛克半導體公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

本申請是申請號為200980144575.8的中國專利申請的分案申請。

發明背景

1.發明領域

本申請通常涉及測定污染高純硅的污染材料中雜質的量的方法，所述高純硅是在所述材料存在下被加熱，且本申請進一步涉及使雜質的量最小化的爐子，來自所述爐子的所述雜質污染高純硅。

2.相關技術描述

在本領域中、特別是在其中希望制造高純晶體硅的半導體工業中已知加工高純組合物的方法。高純晶體硅中雜質的量與半導體中高純晶體硅的性能直接相關。因此，不斷希望使高純晶體硅中的雜質含量最小化，而且通常希望使任何高純組合物中的雜質含量最小化。

通常采用極端措施來使諸如高純晶體硅的高純組合物中雜質的量最小化，包括在處于與大氣隔離狀態的清潔室中加工高純組合物。此外，工作在清潔室中的人員通常穿戴防護服以防止可由人員引入清潔室的衣服纖維或其它化學品污染清潔環境。

在制造高純晶體硅時，具體地說，通常使用化學氣相沉積（CVD）工藝來從氯硅烷氣體向硅細棒上生長多晶硅，由此形成多晶硅原棒（log）。在CVD工藝之后，對多晶硅原棒進行分區工藝，借此使多晶硅轉化為單晶硅。如本領域中已知，多晶硅原棒中存在的雜質通過分區工藝除去?；蛘?，多晶硅原棒可用來制造硅細棒，隨后使用硅細棒來通過CVD工藝產生更多多晶硅原棒。為了由多晶硅原棒制造硅細棒，必須切割這些原棒。然而，多晶硅原棒具有脆性且必須使其退火以降低內應力，這使得多晶硅原棒能夠在不斷裂的情況下被有效切割成硅細棒。

為了使多晶硅原棒退火，將其放置于爐子中并在足夠溫度下加熱足夠的時間以使其退火。然而，退火對多晶硅原棒貢獻了雜質，這是不適宜的。更具體地講，在退火期間周圍氣氛中存在的諸如粉塵或其它分子的環境雜質會污染多晶硅原棒。此外，實際用以形成爐子并在退火期間被加熱的材料釋放其中所含的雜質。由用于形成爐子的材料在退火期間釋放的雜質隨后在退火期間被多晶硅原棒吸收。

雖然已知雜質在退火期間污染多晶硅原棒，但是至今很少關注減少在退火期間污染多晶硅原棒的雜質的量。為理解，通常僅對切割成硅細棒的多晶硅原棒進行退火。因為硅細棒僅占由其制造的所得多晶硅原棒的總體積的一小部分（通常約0.6體積%），所以通過使被切割以制造硅細棒的多晶硅原棒退火，多晶硅原棒中雜質的總量受到污染硅細棒的雜質的最低影響。因而，使多晶硅原棒中雜質的量最小化的努力通常集中在除用以使多晶硅原棒退火的爐子以外的其它雜質來源。然而，在不斷減少諸如高純晶體硅的高純組合物中存在的雜質的量的驅動下，仍然需要減少在包括退火期間的所有加工階段污染高純組合物的雜質的量并提供由于移動爐子組件的各種部件或由于向爐子中引入高純組合物所必需的移動而產生的粉塵最少化的爐子組件。

發明和優勢的概述

根據本發明，測定污染高純硅的包括雜質在內的污染材料中雜質的量的方法包括提供所述污染材料的步驟。將所述高純硅的樣品至少部分地包埋在所述污染材料中。將至少部分地包埋在污染材料中的樣品在爐子內加熱。測定在加熱至少部分地包埋在污染材料中的樣品的步驟之后高純硅的雜質含量與在該加熱步驟之前高純硅的雜質含量相比的變化。任選地，污染材料的雜質含量和高純硅的雜質含量可根據本發明的方法測定。

用于熱處理高純硅的爐子包含外殼。所述外殼限定爐子的加熱室，且所述外殼至少部分地由低污染物材料形成，所述低污染物材料在于退火溫度下加熱高純硅歷時足以使高純硅退火的時間期間內對高純硅貢獻小于400ppt的雜質。由于使用低污染物材料，在至少4個月期間內以每月間隔測量，爐子在于退火溫度下加熱高純硅歷時足以使高純硅退火的時間期間內對高純硅貢獻平均小于400ppt的雜質。

用于熱處理高純組合物的本發明的爐子組件包含提供用于接收所述高純組合物的爐膛的底座。所述底座具有外周。底座也具有鄰近外周限定的座面。與底座分開的爐蓋限定空腔。所述爐蓋進一步限定通向空腔的開口。當爐蓋安置于所述底座上時，底座在座面處鄰接爐蓋，由此密封所述空腔并形成加熱室。底座和爐蓋可以分開，以便在插入高純組合物和從加熱室移出高純組合物期間能夠從底座移除爐蓋。