[发明专利]双上炉体连续加料硅单晶炉及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及CZ法拉制单晶棒设备部件，特别是一种双上炉体连续加料硅单晶炉及其使用方法。

背景技术

硅单晶炉是运用CZ法拉制硅单晶棒的一种重要设备，几乎所有硅单晶硅棒都是硅单晶炉生产出来的。硅棒拉制完毕后必须在炉内冷却至300℃以下才能出炉，这个过程需要大致6个小时左右。在晶棒冷却的过程中，炉内温度降低导致石英坩埚不可避免的出现破裂。坩埚的更换及二次加料必须在中炉筒内温度冷却至200以下时进行。开发一种可以实现一只石英坩埚被连续使用两次以上，不打开上炉盖即可实现二次加料的新型硅单晶炉就成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英坩埚可续使用两次以上，并且在不打开上炉盖的情况下即可实现二次加料的双上炉体连续加料硅单晶炉及其使用方法。

本发明双上炉体连续加料硅单晶炉，包括：主机架；下炉体，所述下炉体设置在所述主机架上；所述双上炉体连续加料硅单晶炉还包括双上炉体组件，所述双上炉体组件包括两个分立设置的左上炉体及右上炉体。

所述左上炉体包括：左上炉筒；左籽晶头单元，所述左籽晶头单元设置在所述左上炉筒的一端；左上炉体晶棒定位装置，所述左上炉体晶棒定位装置设置在所述左上炉筒的外侧；左上炉隔离阀，所述左上炉隔离阀设置在所述左上炉筒的另外一端。

所述左上炉体及所述右上炉体为对称设计。所述左上炉体、所述右上炉体及下炉体分别通过左上炉体提升装置、右上炉体提升装置及下炉体提升装置与所述主机架连接。所述双上炉体连续加料硅单晶炉还进一步包括设置在所述下炉筒下端的炉体升降单元。

所述下炉体包括：下炉筒，所述下炉筒与所述主机架连接；下炉盖，所述下炉盖设置在所述下炉筒的上端；竖直隔离阀，所述竖直隔离阀设置在所述下炉筒的上端，所述下炉筒及所述左上炉筒通过所述竖直隔离阀及所述左上炉隔离阀连接；连续加料装置接口，所述连续加料装置接口与所述下炉盖连接。

所述双上炉体连续加料硅单晶炉还进一步包括设置在所述上炉体组件后端的气体装置。

所述气体装置包括：真空单元，所述真空单元包括相互分立设置的左上炉体真空单元、右上炉体真空单元及下炉体真空单元，所述左上炉体真空单元、所述右上炉体真空单元及所述下炉体真空单元分别与所述左上炉筒、所述右上炉筒及下炉筒连接；氩气单元，所述氩气单元与所述真空单元分立设置，所述氩气单元设置在所述与所述左上炉筒、所述右上炉筒及下炉筒连接；水冷单元，所述水冷单元与所述下炉筒组件及双上炉体组件连接。

双上炉体连续加料硅单晶炉的使用方法，包括如下步骤：

第一步，在所述下炉筒内放置原料，所述下炉筒与所述左上炉筒连接，加工第一根晶棒；

第二步，将完成加工的第一根晶棒提拉至所述左上炉筒内，通过所述左上炉隔离阀封闭所述左上炉筒，并对所述左上炉筒进行抽真空及充入氩气；

第三步，通过所述右上炉隔离阀封闭所述右上炉筒，并且将所述右上炉筒与所述下炉筒对接；

第四步，通过所述连续加料装置接口往所述下炉筒添加原料；

第五步，通过所述右上炉筒完成第2根晶棒的加工。

所述第三步中，将所述右上炉筒与所述下炉筒对接后需要等到将所述右上炉筒及所述下炉筒压力相等后，再开启所述右上炉体隔离阀与竖直隔离阀。

本发明双上炉体连续加料硅单晶炉可以实现在不更换石英坩埚及不开炉的情况下进行二次连续加料及硅单晶棒的拉制，从而从节能、节约坩埚、及节约时间上降低硅单晶棒的生产成本。

附图说明

图1为本发明双上炉体连续加料硅单晶炉结构示意图；

图2为本发明双上炉体连续加料硅单晶炉结构侧示图；

图3为本发明双上炉体连续加料硅单晶炉使用方法流程图；

本发明双上炉体连续加料硅单晶炉及其使用方法附图中附图标记说明：

1-左籽晶头单元            2-右籽晶头单元

3-左上炉筒                4-右上炉筒

5-左上炉体晶棒定位装置    6-右上炉体晶棒定位装置

7-左上炉隔离阀            8-右上炉隔离阀

9-竖直隔离阀              10-左上炉体提升装置

11-右上炉体提升装置       12-连续加料装置接口

13-上炉盖                 14-下炉筒

15-下炉体提升装置         16-下炉体真空单元