(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 212426239 U(45)授权公告日 2021.01.29
(21)申请号 202020949520.8(22)申请日 2020.05.29
(73)专利权人 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公
司
地址 750021 宁夏回族自治区银川市西夏
区光明西路28号(72)发明人 马玉怀 陈元寿
(74)专利代理机构 宁夏合天律师事务所 64103
代理人 张淼 孙彦虎(51)Int.Cl.
C30B 15/00(2006.01)C30B 29/06(2006.01)C30B 31/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图3页
(54)实用新型名称
可便捷拆装清理式单晶炉(57)摘要
一种可便捷拆装清理式单晶炉，包括炉体、排气装置，排气装置包括第一排气管、四通管、卡箍组件、盲板、真空阀、第二排气管、真空泵，第一排气管的入口端与炉体的内腔连通，第一排气管的出口端与四通管的左端口密封连接，四通管的右端口通过卡箍组件与盲板密封连接，四通管的上端口通过卡箍组件与盲板密封连接，四通管的下端口与真空阀的入口端密封连接，真空阀的出口端与第二排气管的入口端密封连接，第二排气管出口端与真空泵的入口密封连接，改用四通管作为连接管，管道内残留聚集的氧化物可以很轻松的、彻底的清理干净，四通管的右端口、上端口均通过卡箍组件盲板密封连接，安装和拆卸方便，有效的提高了清理效率。
CN 212426239 UCN 212426239 U
权 利 要 求 书
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1.一种可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：包括炉体、排气装置，所述排气装置包括第一排气管、四通管、卡箍组件、盲板、真空阀、第二排气管、真空泵，所述第一排气管的入口端与炉体的内腔连通，所述第一排气管的出口端与四通管的左端口密封连接，所述四通管的右端口通过卡箍组件与盲板密封连接，所述四通管的上端口通过卡箍组件与盲板密封连接，所述四通管的下端口与真空阀的入口端密封连接，所述真空阀的出口端与第二排气管的入口端密封连接，所述第二排气管出口端与真空泵的入口密封连接。
2.如权利要求1所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述可便捷拆装清理式单晶炉还包括热屏，所述热屏包括内筒、外筒、筒底，所述内筒套装于外筒内，所述筒底为环形，所述筒底设于内筒、外筒的下端，所述内筒包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体，所述第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体均为上下开口，所述第一筒体为锥形，所述第一筒体的上端的直径大于所述第一筒体的下端的直径，所述第三筒体为锥形，所述第三筒体的上端的直径大于所述第三筒体的下端的直径，所述第二筒体、第四筒体均为柱形，所述第二筒体的直径等于第一筒体的下端的直径，所述第二筒体的直径等于第三筒体的上端的直径，所述第四筒体的直径等于第三筒体的下端的直径，所述第四筒体的内径等于筒底的内径，所述第一筒体的上端的外壁与外筒的上端的内壁连接，所述第二筒体的上端与所述第一筒体的下端连接，所述第二筒体的下端与所述第三筒体的上端连接，所述第三筒体的下端与第四筒体的上端连接，所述第四筒体与筒底同轴设置，所述第四筒体的下端与筒底的上表面连接，所述筒底的外壁与外筒的下端的内壁连接，在内筒、外筒、筒底包围的空腔中填充有保温毡。
3.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述第一筒体的锥度值为2tan17°。
4.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述第三筒体的锥度值为2tan45°。
5.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述筒底包括第一环体、第二环体，所述第一环体为柱形，所述第二环体为锥形，所述第一环体的外径等于第二环体的下端的直径，所述第四筒体的下端与第一环体的上表面连接，所述第一环体的外壁与第二环体的下端连接，所述第二环体的上端的外壁与外筒的下端的内壁连接。
6.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述内筒为石英材质。7.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述筒底、外筒、保温毡为石墨材质。
8.如权利要求2所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述热屏还包括支撑筒，所述支撑筒的内壁与外筒的上端的外壁连接。
9.如权利要求8所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述可便捷拆装清理式单晶炉还包括隔离阀，所述炉体上端开口，所述隔离阀的下端与炉体的上端连接，所述炉体包括壳体、保温筒、盖板，所述保温筒上端开口，所述保温筒嵌套于壳体内，在保温筒的上端安装有盖板，所述盖板的中部设有安装孔，所述安装孔内径大于外筒的外径，所述安装孔内径小于支撑筒的外径，所述支撑筒的下表面与盖板上表面连接。
10.如权利要求9所述的可便捷拆装清理式单晶炉，其特征在于：所述炉体还包括支撑轴、托盘、坩埚、底加热器、侧加热器，保温毡底部设有支撑轴，支撑轴上托举托盘，在托盘上
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放置有坩埚，保温毡底壁与托盘之间安装有底加热器，保温毡侧壁与坩埚之间安装有侧加热器。
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可便捷拆装清理式单晶炉
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技术领域
[0001]本实用新型涉及单晶硅加工设备技术领域，特别涉及一种可便捷拆装清理式单晶炉。
背景技术
[0002]目前使用的汉虹单晶炉下部使用Φ80弯管连接高真空隔离球阀。在半导体行业使用重掺杂拉制晶棒的过程中，氧化物比较多，设备长时间运行，会导致高真空隔离球阀关闭不严，管道中聚集了大量的氧化物，并粘附在管道内壁上，使生产拉制过程中排气不畅，并产生涡流，最终影响拉制的晶棒的性能。每次清理管道和高真空隔离球阀时，要拆卸弯管两端四个螺丝，由于安装位置狭小，拆卸不方便，随后安装时，稍有安装不当，就会造成漏气，造成清理不便。
发明内容
[0003]有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种可便捷拆装清理式单晶炉。[0004]一种可便捷拆装清理式单晶炉，包括炉体、排气装置，所述排气装置包括第一排气管、四通管、卡箍组件、盲板、真空阀、第二排气管、真空泵，所述第一排气管的入口端与炉体的内腔连通，所述第一排气管的出口端与四通管的左端口密封连接，所述四通管的右端口通过卡箍组件与盲板密封连接，所述四通管的上端口通过卡箍组件与盲板密封连接，所述四通管的下端口与真空阀的入口端密封连接，所述真空阀的出口端与第二排气管的入口端密封连接，所述第二排气管出口端与真空泵的入口密封连接。[0005]优选的，所述可便捷拆装清理式单晶炉还包括热屏，所述热屏包括内筒、外筒、筒底，所述内筒套装于外筒内，所述筒底为环形，所述筒底设于内筒、外筒的下端，所述内筒包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体，所述第一筒体、第二筒体、第三筒体、第四筒体均为上下开口，所述第一筒体为锥形，所述第一筒体的上端的直径大于所述第一筒体的下端的直径，所述第三筒体为锥形，所述第三筒体的上端的直径大于所述第三筒体的下端的直径，所述第二筒体、第四筒体均为柱形，所述第二筒体的直径等于第一筒体的下端的直径，所述第二筒体的直径等于第三筒体的上端的直径，所述第四筒体的直径等于第三筒体的下端的直径，所述第四筒体的内径等于筒底的内径，所述第一筒体的上端的外壁与外筒的上端的内壁连接，所述第二筒体的上端与所述第一筒体的下端连接，所述第二筒体的下端与所述第三筒体的上端连接，所述第三筒体的下端与第四筒体的上端连接，所述第四筒体与筒底同轴设置，所述第四筒体的下端与筒底的上表面连接，所述筒底的外壁与外筒的下端的内壁连接，在内筒、外筒、筒底包围的空腔中填充有保温毡。[0006]优选的，所述第一筒体的锥度值为2tan17°。[0007]优选的，所述第三筒体的锥度值为2tan45°。[0008]优选的，所述筒底包括第一环体、第二环体，所述第一环体为柱形，所述第二环体为锥形，所述第一环体的外径等于第二环体的下端的直径，所述第四筒体的下端与第一环
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体的上表面连接，所述第一环体的外壁与第二环体的下端连接，所述第二环体的上端的外壁与外筒的下端的内壁连接。[0009]优选的，所述内筒为石英材质。[0010]优选的，所述筒底、外筒、保温毡为石墨材质。[0011]优选的，所述热屏还包括支撑筒，所述支撑筒的内壁与外筒的上端的外壁连接。[0012]优选的，所述可便捷拆装清理式单晶炉还包括隔离阀，所述炉体上端开口，所述隔离阀的下端与炉体的上端连接，所述炉体包括壳体、保温筒、盖板，所述保温筒上端开口，所述保温筒嵌套于壳体内，在保温筒的上端安装有盖板，所述盖板的中部设有安装孔，所述安装孔内径大于外筒的外径，所述安装孔内径小于支撑筒的外径，所述支撑筒的下表面与盖板上表面连接。[0013]优选的，所述炉体还包括支撑轴、托盘、坩埚、底加热器、侧加热器，保温毡底部设有支撑轴，支撑轴上托举托盘，在托盘上放置有坩埚，保温毡底壁与托盘之间安装有底加热器，保温毡侧壁与坩埚之间安装有侧加热器。[0014]本实用新型的有益效果在于，改用四通管作为连接管，管道内残留聚集的氧化物可以很轻松的、彻底的清理干净，避免了因氧化物较多导致真空阀关闭不严以及管道中的氧化物影响晶棒性能的问题；四通管的右端口、上端口均通过卡箍组件盲板密封连接，安装和拆卸方便，还避免了清理前后需要拆装四通管、真空阀，有效的提高了清理效率。附图说明
[0015]图1为所述排气装置的结构示意图。[0016]图2为所述热屏的结构示意图。
[0017]图3为所述可便捷拆装清理式单晶炉的结构示意图。[0018]图4为所述法兰与卡箍组件的装配图。[0019]图5为所述卡箍本体的主视图。[0020]图中：炉体10、壳体11、保温筒12、盖板13、支撑轴14、托盘15、坩埚16、底加热器17、侧加热器18、排气装置20、第一排气管21、四通管22、卡箍组件23、卡箍本体231、中间部2311、第一连接部2312、第二连接部2313、中间架232、中心环2321、O形圈2322、盲板24、真空阀25、第二排气管26、真空泵27、法兰28、热屏30、内筒31、第一筒体311、第二筒体312、第三筒体313、第四筒体314、外筒32、筒底33、第一环体331、第二环体332、支撑筒34、隔离阀40。具体实施方式
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]参见图1和图2，本实用新型实施例提供了一种可便捷拆装清理式单晶炉，包括炉体10、排气装置20，排气装置20包括第一排气管21、四通管22、卡箍组件23、盲板24、真空阀25、第二排气管26、真空泵27，第一排气管21的入口端与炉体10的内腔连通，第一排气管21的出口端与四通管22的左端口密封连接，四通管22的右端口通过卡箍组件23与盲板24密封
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连接，四通管22的上端口通过卡箍组件23与盲板24密封连接，四通管22的下端口与真空阀25的入口端密封连接，真空阀25的出口端与第二排气管26的入口端密封连接，第二排气管26出口端与真空泵27的入口密封连接。[0023]具体的，卡箍组件23为KF卡箍，更具体的，卡箍组件23为不锈钢KF卡箍，更具体的，卡箍组件23为KF80卡箍，真空阀25为高真空隔离球阀。[0024]参见图4，四通管22的右端口、四通管22的下端口各安装有法兰28，盲板24的一端安装有法兰28。[0025]参见图4，卡箍组件23包括卡箍本体231、中间架232，中间架232包括中心环2321、O形圈2322，O形圈2322固定套装在中心环2321的环形表面，中心环2321的直径小于法兰28的内径，O形圈2322的直径小于法兰28的外径。[0026]参见图4和图5，卡箍本体231为两个，卡箍本体231包括半圆环状的中间部2311，中间部2311的截面为“凹”字形，中间部2311的两侧为对称设置的穿装孔，穿装孔的半径大于四通管22的半径，中间部2311径向内侧为卡装槽，卡装槽的半径大于法兰28的外径，卡装槽的两侧为斜面，中间部2311的一端连接第一连接部2312，中间部2311的另一端连接第二连接部2313。
[0027]使用方法：参见图4和图5，将中间架232卡装在两个法兰28之间，两个卡箍本体231的第一连接部2312铰接，两个法兰28连同中间架232一同卡入两个卡箍本体231形成的环形卡装槽内，两个第二连接部2313通过螺栓连接，并旋紧螺栓，两个卡箍本体231形成的卡装槽的直径逐渐减小，卡装槽两侧为斜面，卡装槽两侧产生的分力将两个法兰28沿轴向相对压紧，中间架232的O形圈2322卡紧在法兰28之间，以使两个法兰28相对密封连接。[0028]本实用新型的有益效果在于，改用四通管22作为连接管，管道内残留聚集的氧化物可以很轻松的、彻底的清理干净，避免了因氧化物较多导致真空阀25关闭不严以及管道中的氧化物影响晶棒性能的问题；四通管22的右端口、上端口均通过卡箍组件23盲板24密封连接，安装和拆卸方便，还避免了清理前后需要拆装四通管22、真空阀25，有效的提高了清理效率。
[0029]参见图2，进一步，可便捷拆装清理式单晶炉还包括热屏30，热屏30包括内筒31、外筒32、筒底33，内筒31套装于外筒32内，筒底33为环形，筒底33设于内筒31、外筒32的下端，内筒31包括第一筒体311、第二筒体312、第三筒体313、第四筒体314，第一筒体311、第二筒体312、第三筒体313、第四筒体314均为上下开口，第一筒体311为锥形，第一筒体311的上端的直径大于第一筒体311的下端的直径，第三筒体313为锥形，第三筒体313的上端的直径大于第三筒体313的下端的直径，第二筒体312、第四筒体314均为柱形，第二筒体312的直径等于第一筒体311的下端的直径，第二筒体312的直径等于第三筒体313的上端的直径，第四筒体314的直径等于第三筒体313的下端的直径，第四筒体314的内径等于筒底33的内径，第一筒体311的上端的外壁与外筒32的上端的内壁连接，第二筒体312的上端与第一筒体311的下端连接，第二筒体312的下端与第三筒体313的上端连接，第三筒体313的下端与第四筒体314的上端连接，第四筒体314与筒底33同轴设置，第四筒体314的下端与筒底33的上表面连接，筒底33的外壁与外筒32的下端的内壁连接，在内筒31、外筒32、筒底33包围的空腔中填充有保温毡。
[0030]晶棒拉制过程中，整根晶棒会经过最内侧的热屏30，现有的热屏30全部为石墨材
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质，因石墨纯度的问题，石墨内的杂质元素会挥发到晶棒表面，并扩散进入晶棒表层，导致晶棒碳、铁含量偏高。[0031]本实施例中，将靠近晶棒距离最近的内筒31分段设计成第一筒体311、第二筒体312、第三筒体313、第四筒体314的串联体，第二筒体312和第四筒体314为柱形的设计，能减少内筒31与晶棒之间的距离，能减少内筒31杂质元素会挥发到晶棒表面。[0032]参见图2，进一步，第一筒体311的锥度值为2tan17°。[0033]参见图2，进一步，第三筒体313的锥度值为2tan45°。[0034]参见图2，进一步，筒底33包括第一环体331、第二环体332，第一环体331为柱形，第二环体332为锥形，第一环体331的外径等于第二环体332的下端的直径，第四筒体314的下端与第一环体331的上表面连接，第一环体331的外壁与第二环体332的下端连接，第二环体332的上端的外壁与外筒32的下端的内壁连接。[0035]参见图2，进一步，内筒31为石英材质。[0036]本实施例中，高纯石英内铁含量很少，没有碳原子，并且可以耐高温，能减少内筒31杂质元素会挥发到晶棒表面。[0037]参见图2，进一步，筒底33、外筒32、保温毡为石墨材质。[0038]参见图2，进一步，热屏30还包括支撑筒34，支撑筒34的内壁与外筒32的上端的外壁连接。
[0039]参见图2和图3，进一步，可便捷拆装清理式单晶炉还包括隔离阀40，炉体10上端开口，隔离阀40的下端与炉体10的上端连接，炉体10包括壳体11、保温筒12、盖板13，保温筒12上端开口，保温筒12嵌套于壳体11内，在保温筒12的上端安装有盖板13，盖板13的中部设有安装孔，安装孔内径大于外筒32的外径，安装孔内径小于支撑筒34的外径，支撑筒34的下表面与盖板13上表面连接。[0040]参见图2和图3，进一步，炉体10还包括支撑轴14、托盘15、坩埚16、底加热器17、侧加热器18，保温毡底部设有支撑轴14，支撑轴14上托举托盘15，在托盘15上放置有坩埚16，保温毡底壁与托盘15之间安装有底加热器17，保温毡侧壁与坩埚16之间安装有侧加热器18。
[0041]本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
[0042]以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
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