单晶炉和单晶硅棒生产方法

技术领域

本申请属于单晶硅棒生产技术领域，具体涉及单晶炉和单晶硅棒生产方法。

背景技术

现有的方案中，在采用RCZ拉制工艺生产单晶硅棒时，单晶硅棒在冷却时，单晶硅棒内的过饱和的氧原子形成氧沉淀，并通过同心圆的形式显现。例如，当单晶硅棒缓慢冷却经过700℃～600℃的温度区域，这会使得单晶硅棒在700℃～600℃的冷却过程中出现氧沉淀而产生同心圆现象。为此需要通过返切单晶硅棒中的同心圆部分以减少不合格产品，这就导致单晶硅棒的产量降低。

发明内容

本申请的一个发明目的在于，提供一种单晶炉，其能在生产单晶硅棒时够较好地降低单晶硅棒中的氧沉淀问题，从而减小单晶硅棒中的同心圆的现象。

本申请的另一个发明目的在于，提供一种单晶硅棒生产方法，其通过上述的单晶炉生产。

根据本申请的实施例，第一方面提供一种单晶炉，用于生产单晶硅棒，包括：

主室；

副室，位于所述主室的上端，所述副室包括外壳和内壳，所述外壳与所述内壳之间形成有中空空间，所述内壳与所述主室连通并且形成所述单晶硅棒通过的移动通道，其中，所述副室沿远离所述主室的方向划分为第一分段和第二分段，所述移动通道划分为与所述第一分段对应的第一通道和与所述第二分段对应的第二通道，所述中空空间划分为与所述第一分段对应的第一中空空间和与所述第二分段对应的第二中空空间，所述第一中空空间和所述第二中空空间彼此隔开，所述第一中空空间设置有第一制冷模块，所述第二中空空间设置有真空模块和第二制冷模块，所述真空模块对所述第二中空空间抽真空以保温；

温控模块，所述温控模块设置于所述副室，所述温控模块分别采集所述单晶硅棒在所述第一通道和所述第二通道的温度；

控制模块，所述控制模块分别与所述第一制冷模块、所述第二制冷模块、所述真空模块以及所述温控模块电性连接，并分别控制所述第一制冷模块、所述真空模块、所述第二制冷模块以及所述温控模块工作。

在一实施例中，所述单晶炉还包括隔离组件，所述隔离组件设置于所述第一通道与所述第二通道之间以选择性地连通或隔开所述第一通道和所述第二通道。

在一实施例中，所述隔离组件包括翻板和调节部，所述翻板设置于所述第一通道和所述第二通道之间，所述调节部活动设置于所述副室，所述调节部与所述翻板连接，所述调节部转动时带动所述翻板转动。

在一实施例中，所述第一制冷模块为水冷模块，并且包括与所述第一中空空间连通的进水通道和出水通道。

在一实施例中，所述第二制冷模块包括压缩机，并且包括与所述第二中空空间连通的进风通道和出风通道。

在一实施例中，所述第一分段沿远离所述主室方向的长度占比所述副室的总长度的15％～25％；和/或，所述第二分段的长度大于所述单晶硅棒的长度；和/或，所述真空模块包括真空泵；和/或,所述副室设置有测温孔，所述温控模块包括红外测温传感器，所述红外测温传感器安装在所述测温孔。

根据本申请的实施例，第二方面提供一种单晶硅棒生产方法，使用所述的单晶炉对所述单晶硅棒进行生产，其特征在于，所述单晶硅棒生产方法包括：

当所述单晶硅棒的上端进入所述第一通道时，所述控制模块根据所述温控模块采集所述单晶硅棒在所述第一通道内的温度值控制所述第一制冷模块冷却所述单晶硅棒，以使得所述单晶硅棒进入到所述第二通道时的温度下降至预设温度区间内；

当所述单晶硅棒进入所述第二通道时，所述控制模块控制所述真空模块对所述第二中空空间抽真空进行保温；

当所述单晶硅棒完全进入所述第二通道时，所述控制模块控制所述真空模块停止抽真空并根据所述温控模块采集所述单晶硅棒在所述第二通道内的温度值控制所述第二制冷模块冷却所述单晶硅棒，以使得所述单晶硅棒在第一预设时间内从第一温度值下降至第二温度值；

当所述温控模块采集到所述单晶硅棒的温度达到所述第二温度值时，所述控制模块控制所述第二制冷模块保持当前制冷量继续冷却第二预设时间后，控制所述第二制冷模块关闭。

在一实施例中，所述控制模块根据所述温控模块采集所述单晶硅棒在所述第一通道内的温度值控制所述第一制冷模块冷却所述单晶硅棒，以使得所述单晶硅棒进入到所述第二通道时的温度下降至预设温度区间内，包括：

所述控制模块根据所述温控模块采集的温度值调整所述第一制冷模块的制冷量，使得所述单晶硅棒进入所述第二通道时的预设温度区间为820℃～780℃。

在一实施例中，所述控制模块根据所述温控模块采集的温度值控制所述第二制冷模块冷却所述单晶硅棒，以使得所述单晶硅棒在所述第一预设时间内从所述第一温度值下降至所述第二温度值，包括：

所述控制模块根据所述温控模块采集的温度值调整所述第二制冷模块的制冷量，以使得所述单晶硅棒在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃；

当所述温控模块采集到所述单晶硅棒的温度达到所述第二温度值时，所述控制模块控制所述第二制冷模块保持当前制冷量继续冷却第二预设时间后，控制所述第二制冷模块关闭，包括：

当所述单晶硅棒的温度达到600℃时，所述控制模块控制所述第二制冷模块保持当前制冷量继续冷却3分钟～5分钟后，控制所述第二制冷模块关闭。

在一实施例中，所述控制模块根据所述温控模块采集的温度控制所述第二制冷模块调整制冷量，以使得所述单晶硅棒在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃，包括：

所述温控模块采集到的所述单晶硅棒的温度为820℃～780℃时，所述控制模块控制所述第二制冷模块以第一制冷模式工作；

所述温控模块采集到的所述单晶硅棒的温度为780℃～750℃时，所述控制模块控制所述第二制冷模块以第二制冷模式工作；

所述温控模块采集到的所述单晶硅棒的温度为750℃～730℃时，所述控制模块控制所述第二制冷模块以第三制冷模式工作；

所述第一制冷模式产生的制冷量大于所述第二制冷模式产生的制冷量，所述第二制冷模式产生的制冷量大于所述第三制冷模式产生的制冷量。

本申请的单晶炉在拉制单晶硅棒的过程中，当单晶硅棒进入到副室的第一通道时，控制模块根据温控模块采集的单晶硅棒在第一通道的温控控制第一制冷模块工作，第一制冷模块能够向第一中空通道输送冷却介质从而对单晶硅棒冷却降温，例如预先使得单晶硅棒的温度下降至800℃左右，当单晶硅棒移动到副室的第二通道时，此时真空模块能够对第二中空空间抽真空，从而对被第一制冷模块冷却降温后的单晶硅棒保温处理；当单晶硅棒整体进入第二通道后，通过第二制冷模块对单晶硅棒整体快速降温，例如使得单晶硅棒快速地从700℃冷却到600℃，从而降低单晶硅棒中的氧沉淀产生，减少单晶硅棒的同心圆现象。

附图说明

图1为本申请一实施例中的单晶炉的剖面示意图；

图2为本申请一实施例中的单晶炉的副室的剖面示意图；

图3为本申请一实施例中的单晶炉的副室的俯视示意图；

图4为本申请一实施例中的单晶炉的副室结构示意图；

图5为本申请另一实施例中的单晶炉的副室结构示意图；

图6为本申请又一实施例中的单晶炉的副室结构示意图；

图7为本申请一实施例中的单晶硅棒生产方法的流程示意图。

附图标号说明：

100、主室；

200、副室；210、外壳；220、内壳；230、中空空间；

231、第一中空空间；232、第二中空空间；240、移动通道；

241、第一通道；242、第二通道；

250、第一分段；251、进水通道；252、出水通道；260、第二分段；

261、进风通道；262、出风通道；270、隔离组件；271、翻板；

272、调节部；280、测温孔；

300、第一制冷模块；400、真空模块；500、第二制冷模块；

600、温控模块；700、控制模块；800、单晶硅棒。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现有的方案中，在采用RCZ拉制工艺生产单晶硅棒时，单晶硅棒在冷却时，单晶硅棒内的过饱和的氧原子形成氧沉淀，并通过同心圆的形式显现。例如，当单晶硅棒缓慢冷却经过700℃～600℃的温度区域，这会使得单晶硅棒在700℃～600℃的冷却过程中出现氧沉淀而产生同心圆现象。为此需要通过返切单晶硅棒中的同心圆部分以减少不合格产品，这就导致单晶硅棒的产量降低。为了较好地解决这一问题，本申请中的研究人员在冷却单晶硅棒的过程中，预先使得单晶硅棒冷却降温至预设温度范围内，然后对单晶硅棒保温处理，最后再使得单晶硅棒整体从第一温度值下降至第二温度值，例如使得单晶硅棒整体快速地从700℃冷却至600℃，以此来降低单晶硅棒中的同心圆的占比。

如图1所示，图1为本申请一实施例中的单晶炉的剖面示意图。本申请中的单晶炉包括：主室100、副室200、第一制冷模块300、真空模块400、第二制冷模块500、温控模块600和控制模块700，其中副室200安装在主室100的上端。

副室200包括外壳210和内壳220，具体还可参阅图2和图3所示，外壳210与内壳220之间形成有中空空间230，内壳220与主室100连通并且形成单晶硅棒800通过的移动通道240，也即从主室100中拉制的单晶硅棒800进入副室200的内壳220。

副室200沿远离主室100的方向划分为第一分段250和第二分段260，内壳220与主室100连通并形成的移动通道240划分为与第一分段250对应的第一通道241和与第二分段260对应的第二通道242。

副室200的外壳210与内壳220之间形成的中空空间230划分为与第一分段250对应的第一中空空间231和与第二分段260对应的第二中空空间232，第一中空空间231和第二中空空间232彼此隔开，第一中空空间231设置有第一制冷模块300，第一制冷模块300能够向第一中空空间231输送冷却介质从而对单晶硅棒800冷却降温，第二中空空间232设置有真空模块400和第二制冷模块500，真空模块400对第二中空空间232抽真空以保温，第二制冷模块500能够向第二中空空间232输送冷却介质从而对单晶硅棒800冷却降温。需要说明，当单晶硅棒800进入到副室200后，单晶硅棒800的热量会向内壳220、中空空间230以及外壳210辐射，因此第一制冷模块300以及第二制冷模块500能够吸收单晶硅棒800辐射的热量从而使得单晶硅棒800降温；而真空模块400能够降低单晶硅棒800的热辐射散失，因此可以对单晶硅棒800保温。

温控模块600设置于副室200，温控模块600分别采集单晶硅棒800在第一通道241和第二通道242的温度。例如，温控模块600可以包括红外测温传感器，在副室200中可以设置测温孔280，可参阅图5所示，红外测温传感器可以安装在测温孔280内，通过红外测温传感器可以分别采集单晶硅棒800在第一通道241和第二通道242内的温度。

控制模块700分别与第一制冷模块300、第二制冷模块500、真空模块400以及温控模块600电性连接，并分别控制第一制冷模块300、真空模块400、第二制冷模块500以及温控模块600工作。控制模块700可以是包括控制芯片，控制模块700能够根据温控模块600反馈的温度信号，控制第一制冷模块300、第二制冷模块500以及真空模块400工作。

在拉制单晶硅棒800过程中，单晶硅棒800从主室100被拉制移动至副室200。现有的单晶硅棒800在拉制过程中，单晶硅棒800在副室200中缓慢地从700℃冷却至600℃，这会导致单晶硅棒800内的过饱和的氧原子形成氧沉淀，并通过同心圆的形式显现，从而影响单晶硅棒800的质量。而本申请中的单晶炉副室200包括第一分段250和第二分段260，当单晶硅棒800进入到第一分段250对应的第一通道241时，控制模块700根据温控模块600采集的第一通道241内的单晶硅棒800的温度控制第一制冷模块300产生相应的制冷量，第一制冷剂模块产生的第一冷却介质进入第一分段250对应的第一中空空间231中，从而对单晶硅棒800冷却降温。例如，第一制冷模块300产生的制冷量能够使得单晶硅棒800的温度下降至800℃左右。当经过第一制冷模块300冷却后的单晶硅棒800进入到第二分段260的第二通道242时，位于第二分段260中的真空模块400能够对第二分段260对应的第二中空空间232抽真空，从而能够对冷却后的单晶硅棒800保温；最后，当单晶硅棒800整体进入到第二分段260对应的第二通道242后，控制模块700可以根据温控模块600采集的单晶硅棒800的当前温度控制第二制冷模块500产生相应的制冷量，第二制冷模块500能够将第二制冷介质输送到第二分段260对应的第二中空空间232中，可以使得单晶硅棒800快速地从700℃冷却至600℃，从而减少单晶硅棒800内部的氧沉淀产生。需要说明的是，第一制冷模块300产生的第一冷却介质和第二制冷模产生的第二冷却介质可以是风冷或者水冷，控制模块700在控制第一制冷模块300和第二制冷模块500的制冷量时，可以通过控制功率参数、控制冷却介质的流速参数或者控制冷却介质排出阀门的开度等方式实现。

研究人员也将本实施例的单晶炉的副室200的设计方案与现有的常规方案，常规方案为副室整体区域采用水冷降温的方案，对比结果如下表，同心圆比例计算方法为将一根单晶硅棒进行切片，产生同心圆的硅片数量与总硅片数量的比例：

根据上表的对比结果可知，本申请中的副室200设计方案中，由于副室200包括第一分段250和第二分段260，第一分段250设置有第一制冷模块300，第二分段260分别设置有真空模块400和第二制冷模块500，单晶硅棒800在经过第一制冷模块300冷却降温后再分别通过真空模块400的保温处理以及第二制冷模块500对整体单晶硅棒800的快速降温处理，从而降低单晶硅棒800中的氧沉淀现象，减少单晶硅棒800中的同心圆占比。本申请与现有的两种方案不同点在于：本方案将单晶硅棒800的冷却降温分为两次处理，在通过第一制冷模块300冷却时，能够使得单晶硅棒800的温度降低至800℃左右；然后对单晶硅棒800保温处理；最后通过第二制冷模块500对单晶硅棒800整体快速冷却降温，例如可以在10分钟左右使得单晶硅棒800快速地从700℃冷却至600℃，以减少单晶硅棒800内部形成氧沉淀。而现有的常规方案是单次冷却的方案，没有进行分段冷却，均未采用本方案中对单晶硅棒800部分依次冷却保温后再冷却的工艺流程。在分析上述表格时，可以发现本申请中的单晶炉在生产单晶硅棒800时，同心圆占比为1.32％，明显小于现有方案的8.23％，由此可以说明本实施例中提出的单晶炉能够较好地解决单晶硅棒800的同心圆占比现象，提高单晶硅棒800的生产品质。

现有技术中采用常规方案中，单晶硅棒800的整个降温区间是从1400℃多的温度开始向下降，但是由于单晶硅棒800的整个提拉过程需要持续将近40h，因此，导致单晶硅棒800的头部温度和尾部温度差异较大，在常规方案中，由于整个副室200没有进行分段冷却，使得副室200内只能实现一种降温速率，为了保证单晶硅棒800上头部到尾部所有区域均能以较快速度通过700℃-600℃，例如，在5min-10min内通过700℃-600℃，就需要使得整个副室200内整个单晶硅棒800的整体降温速率保持在该较快的降温速率，由于没有进行分段冷却，不能进行分段调控制冷效率，这样就需要制冷模块整体维持较高的制冷效率，例如，当单晶硅棒800头部的温度达到700℃后，以较快的冷却速率使得头部的温度快速通过700℃-600℃温度区间，当头部的温度达到600℃之后，头部下方的区域的温度正好达到700℃，此时仍然需要保持较快的冷却速率冷却，使得头部下方的区域快速通过700℃-600℃温度区间，以此类推，需要一直保持该较快的冷却速率直到单晶硅棒800的底部也快速通过700℃-600℃温度区间，因此，这种常规的方案中，对制冷模块的制冷效率有较高的要求，而实际生产中，很难达到这样的冷却速率，或者即使能达到这样的冷却速率，也会导致较高的成本。

而本申请中，通过将副室200进行适当加长，并且将副室200进行分段，在第一分段250的第一通道241内，先通过第一制冷模块300冷却降温，例如将单晶硅棒800的每个区域从1400℃降温至820℃-780℃之间，然后进入第二分段260进行保温，减小单晶硅棒800头部与底部的温度差，当单晶硅棒800完全进行第二分段260的第二通道242内之后，由于第二分段260中的真空保温，使得提前进入第二通道242内的单晶硅棒800的上部区域的温度没有大幅度的降温，这样可以保证完全进入第二通道242内的单晶硅棒800整体的温度相对比较统一，最后通过第二制冷模块500对整个单晶硅棒800进行整体快速降温，使单晶硅棒800整体快速通过700℃-600℃温度区间，这种操作对于制冷模块的要求较低，可以更好地实现，另外也可以降低能量消耗，从而降低成本。

在一实施例中，参阅图4和图5所示，单晶炉还包括隔离组件270，其中隔离组件270设置于第一通道241与第二通道242之间以选择性地连通或隔开第一通道241和第二通道242。

当单晶硅棒800从第一分段250对应的第一通道241进入到第二分段260对应的第二通道242时，此时隔离组件270使得第一通道241与第二通道242连通，单晶硅棒800能够从第一通道241进入到第二通道242内；当单晶硅棒800完整进入到第二通道242后，此时隔离组件270隔开第一通道241与第二通道242，此时第二通道242为相对封闭的空间，从而较好地避免主室100中的热量沿第一通道241向第二通道242扩散，从而影响单晶硅棒800的温度快速下降。

进一步的，参阅图4和图5所示，在一实施例中，隔离组件270包括翻板271和调节部272，翻板271设置于第一通道241和第二通道242之间，调节部272活动设置于副室200，调节部272与翻板271连接，调节部272转动时带动翻板271转动。

在本实施例中，当单晶硅棒800从第一通道241进入第二通道242时，此时可以通过控制调节部272转动，调节部272在转动过程中带动翻板271转动，从而使得第一通道241与第二通道242开启；当单晶硅棒800完全进入到第二通道242后，此时再次控制调节部272转动从而带动翻板271转动，此时第一通道241与第二通道242被翻板271隔开。需要说明的是，翻板271的尺寸应与副室200的内壳220的内部直径相适应，调节部272可以是一端的边缘与翻板271连接，调节部272向上或向下转动时带动翻板271对应地向上或向下转动。

在一实施例中，参阅图6所示，第一制冷模块300为水冷模块，并且包括与第一中空空间231连通的进水通道251和出水通道252。

当单晶硅棒800进入到第一分段250对应的第一通道241时，控制模块700基于温控模块600采集的单晶硅棒800的温度控制第一制冷模块300通过进水通道251向第一中空空间231输送水流，水流进入到第一中空空间231后对单晶硅棒800吸热降温，从而使得单晶硅棒800的温度降低，吸热后的水流沿出水通道252回流至第一制冷模块300。

在本实施例中，当需要改变第一制冷模块300的制冷量时，此时可以通过改变水流的流速方式实现，例如需要增加制冷量时，此时可以增加水流的流速，而在需要降低制冷量时，此时可以减少水流的流速。另外，进水通道251和出水通道252可以位于同一高度，且靠近第二分段260，如此进入到第一分段250的水流能够较长时间吸收单晶硅棒800辐射的热量。

在一实施例中，参阅图6第二制冷模块500包括压缩机，并且包括与第二中空空间232连通的进风通道261和出风通道262。

当单晶硅棒800完全进入第二分段260对应的第二通道242时，控制模块700基于温控模块600采集的单晶硅棒800的温度控制第二制冷模块500向第二分段260对应的第二中空空间232输送气流，气流进入到第二中空空间232后吸收单晶硅棒800辐射的热量，从而对单晶硅棒800整体吸热降温，例如使得单晶硅棒800快速地从700℃冷却至600℃，从而降低单晶硅棒800中的同心圆现象，进入第二分段260中的气流可以通过出风通道262回流至第二制冷模块500。

在本实施例中，当需要改变第二制冷模块500的制冷量时，此时可以改变第二制冷模块500的制冷功率或者改变第二制冷模块500的出风口阀门的开度。例如，当需要增加制冷量时，此时第二制冷模块500以更高的制冷功率工作或者使得第二制冷模块500的出风口阀门的开度增大，而需要降低制冷量时，此时第二制冷模块500以更低的制冷功率工作或者使得第二制冷模块500的出风口阀门的开度减小。另外，设置在第二分段260的进风通道261和出风通道262可以位于同一高度，且位于远离第一分段250的一侧，如此可以使得第二制冷模块500产生的冷却气流尽可能长时间的冷却单晶硅棒800。

在一实施例中，第一分段250沿远离主室100方向的长度占比副室200的总长度的15％～25％。将第一分段250沿远离主室100方向的长度占比副室200的总长度的15％～25％，其好处是能够同时兼顾对单晶硅棒800的吸热降温也能够使得单晶硅棒800具备较长的保温时间。例如，当第一分段250的长度占比过大时，单晶硅棒800在第一分区段停留时间过长，这会使得单晶硅棒800缓慢地从700℃降低至600℃，从而导致单晶硅棒800的内部形成氧沉淀；而当第一分段250的长度占比过小时，单晶硅棒800在第一分段250停留的时间短，第一制冷模块300未能将单晶硅棒800的温度下降至800℃左右。

本申请还提出一种单晶硅棒800生产方法，可参阅图7所示，以用于控制上述的单晶炉对单晶硅棒800进行生产。单晶硅棒800生产方法包括：

S110：当单晶硅棒800的上端进入第一通道241时，控制模块700根据温控模块600采集单晶硅棒800在第一通道241内的温度值控制第一制冷模块300冷却单晶硅棒800，以使得单晶硅棒800进入到第二通道242时的温度下降至预设温度区间内；

S120：当单晶硅棒800进入第二通道242时，控制模块700控制真空模块400对第二中空空间232抽真空进行保温；

S130：当单晶硅棒800完全进入第二通道242时，控制模块700控制真空模块400停止抽真空并根据温控模块600采集单晶硅棒800在第二通道242内的温度值控制第二制冷模块500冷却单晶硅棒800，以使得单晶硅棒800在第一预设时间内从第一温度值下降至第二温度值；

S140：当温控模块600采集到单晶硅棒800的温度达到第二温度值时，控制模块700控制第二制冷模块500保持当前制冷量继续冷却第二预设时间后，控制第二制冷模块500关闭。

由于现有的单晶硅棒800在冷却过程中，会缓慢冷却，例如单晶硅棒800会缓慢地从700℃冷却至600℃，这会导致单晶硅棒800内部形成氧沉淀。而在本实施例中，将单晶硅棒800的冷却过程包括：第一次冷却、保温以及第二次冷却。在第一次冷却中能够使得单晶硅棒800的温度冷却到预设温度区间内，例如800℃左右的温度范围内，冷却后的单晶硅棒800被保温处理，其目的是降低单晶硅棒800的热量散失。需要说明的是具体将单晶硅棒800冷却到温度范围可以根据实际需求调整；在第二次冷却中，采用的是对单晶硅棒800整体冷却，从而使得单晶硅棒800在预设的时间范围内从第一温度值下降至第二温度值，从而减少单晶硅棒800内部的氧沉淀形成。其中，预设的时间范围、第一温度值和第二温度值的设定均可以根据实际需求调整，例如使得单晶硅棒800在10分钟左右从700℃降低至500℃，以此减少单晶硅棒800内部的氧沉淀形成。

在步骤S110中，当单晶硅棒800进入到副室200的第一通道241时，控制模块700根据温控模块600采集的温度控制第一制冷模块300工作，第一制冷模块300使得单晶硅棒800的温度降低至预设温度范围内，例如降低至800℃左右，从而实现对单晶硅棒800的第一次降温。

在步骤S120中，当单晶硅棒800移动到第二通道242时，控制模块700控制真空模块400对第二中空抽真空从而实现对单晶硅棒800的保温处理。

在步骤S130中，当单晶硅棒800整体进入到第二通道242后，控制模块700控制第二制冷模块500对单晶硅棒800整体二次冷却降温，以使得单晶硅棒800能够在预设的时间范围内从第一温度值下降到第二温度值从而减少单晶硅棒800内部的氧沉淀形成。

在一实施例中，控制模块700根据温控模块600采集单晶硅棒800在第一通道241内的温度值控制第一制冷模块300冷却单晶硅棒800，以使得单晶硅棒800进入到第二通道242时的温度下降至预设温度区间内，包括：

控制模块700根据温控模块600采集的温度值调整第一制冷模块300的制冷量，使得单晶硅棒800进入第二通道242时的预设温度区间为820℃～780℃。

在本实施例中，当单晶硅棒800进入到第二分段260的第二通道242的温度远高于820℃时，则会影响第二制冷模块500对单晶硅棒800整体快速降温时间；而当单晶硅棒800进入到第二分段260的温度远低于780℃时，则会使得单晶硅棒800存在缓慢从700℃冷却到600℃的风险，导致单晶硅棒800的内部形成氧沉淀。

另外，单晶硅棒800在进入到第二分段260的第二通道242后，单晶硅棒800也会缓慢地降低温度，实验表明，控制单晶硅棒800进入到第二通道242的温度在820℃～780℃时，单晶硅棒800完全进入到第二分段260的温度可以较为接近800℃，在第二制冷模块500工作时，能够快速地使得单晶硅棒800从700℃降低至600℃。

在一实施例中，控制模块700根据温控模块600采集的温度值控制第二制冷模块500冷却单晶硅棒800，以使得单晶硅棒800在第一预设时间内从第一温度值下降至第二温度值，包括：

控制模块700根据温控模块600采集的温度值调整第二制冷模块500的制冷量，以使得单晶硅棒800在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃；

当温控模块600采集到单晶硅棒800的温度达到第二温度值时，控制模块700控制第二制冷模块500保持当前制冷量继续冷却第二预设时间后，控制第二制冷模块500关闭，包括：

当单晶硅棒800的温度达到600℃时，控制模块700控制第二制冷模块500保持当前制冷量继续冷却3分钟～5分钟后，控制第二制冷模块500关闭。

在本实施例中研究人员将不同将单晶硅棒800在不同时间段从700℃冷却到600℃的对比分析，具体如下表：

根据上述的对比表可知，单晶硅棒800在5分钟以内从700℃冷却到600℃时，同心圆比例最小，为0.25％；但研究人员发现，在这种时间内冷却会损坏设备。而在将冷却时间控制在10分钟以内时，同心圆占比为0.27％，这与5分钟以内的0.25％较为相近，且对设备损坏更小，因此研究人员考虑后将冷却时间控制在5分钟到10分钟。

当单晶硅棒800的温度达到600℃时，控制模块700控制第二制冷模块500保持当前制冷模式工作3分钟～5分钟后，控制模块700关闭第二制冷模块500，其目的是使得单晶硅棒800表面的温度与单晶硅棒800的温度更加均匀，其也能够较好地避免单晶硅棒800的氧沉淀产生。

进一步的，在一实施例中，所述控制模块700根据所述温控模块600采集的温度控制所述第二制冷模块500调整制冷量，以使得所述单晶硅棒800在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃包括：

温控模块600采集到的单晶硅棒800的温度为820℃～780℃时，控制模块700控制第二制冷模块500以第一制冷模式工作；

温控模块600采集到的单晶硅棒800的温度为780℃～750℃时，控制模块700控制第二制冷模块500以第二制冷模式工作；

温控模块600采集到的单晶硅棒800的温度为750℃～730℃时，控制模块700控制第二制冷模块500以第三制冷模式工作；

第一制冷模式产生的制冷量大于第二制冷模式产生的制冷量，第二制冷模式产生的制冷量大于第三制冷模式产生的制冷量。

在本实施例中，通过温控模块600采集的单晶硅棒800的温度区间，从而使得控制模块700控制第二制冷模块500选择不同的制冷模式，以确保单晶硅棒800能够在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃，从而减少单晶硅棒800内部的氧沉淀形成。当单晶硅棒800的温度为750℃～780℃时，单晶硅棒800的温度相对较高，此时需要采用较大的制冷量才可以实现单晶硅棒800在5分钟～10分钟时间内从700℃下降至600℃，为此第二制冷模块500可以采用第一制冷模式工作，第一制冷模式可以是第二制冷模块500的最大功率，也可以是冷却气流出口处的阀门开度为％，也即为全开状态；当单晶硅棒800的温度范围在780℃～750℃时，此时第二制冷模块500可以选择第二制冷模式工作，第二制冷模式的制冷量会小于第一制冷模式，例如第二制冷模块500在第二制冷模式下的功率小于第一制冷模式下的功率，又或者是第二制冷模式下第二制冷模块500的冷却气流的阀门开度为90％；当单晶硅棒800的温度范围在750℃～730℃，此时第二制冷模块500可以采用第三制冷模式为单晶硅棒800冷却降温，第二制冷模块500在第三制冷模式下的功率小于第二制冷模式，又或者是第三制冷模式下的冷却气流的阀门开度为80％。需要说明的是，在实际需要的情况下，也可以为单晶硅棒800划分更多的温度区间，并在不同的温度区间范围内对应第二制冷模的不同制冷模式，或者对应不同的冷却气流的阀门开度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。