一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统及方法与流程

本发明涉及半导体重掺单晶硅棒，具体为一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统及方法。

背景技术：

1、当今社会对电子信息的依赖越来越大， 从而加剧了对半导体材料需求的增加。硅基半导体材料作为半导体材料中最广谱的材料之一， 在各种芯片、 集成、控制和运用领域， 起到了关键性的存在。 在硅基半导体材料中， 单晶硅棒用专用硅单晶长晶炉， 在特定的高温、 压力、 气流和条件下， 以掺杂不同的元素， 用特定的工艺速度进行定向生长，从而达到所需要的单晶硅棒。 其中重掺单晶硅棒的制造因掺杂元素数量较多， 其生长要求尤为特殊。

2、单晶炉结构中，每个环节都尤为重要。真空系统结构就是其中一个重要环节。真空系统由真空过滤器、真空管道、真空过滤器和真空阀门、调节阀和炉体组成。生产过程中，真空过滤器运行时，气体从炉体通过真空管道，经过调节阀、真空阀、真空过滤器到达真空过滤器，再有真空过滤器排烟口排除。其中真空过滤器的作用为阻挡生产过程中产生的氧化物颗粒， 防止氧化物颗粒对真空过滤器的损害， 避免真空过滤器故障。但在重掺单晶硅棒的生长过程中，由于粉尘杂质太多且伴有较大颗粒，在长时间运行中真空过滤器容易造成堵塞，从而造成气流不畅，对生产造成影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统及方法，包括硅单晶炉，所述硅单晶炉的一端贯通连接有调节阀，所述调节阀的一端贯通连接有真空阀门，所述真空阀门的一端贯通连接有旋风集尘装置，所述旋风集尘装置的出口端贯通连接有真空过滤器，所述真空过滤器的一端贯通连接有真空泵。

3、根据上述技术方案，所述旋风集尘装置的进口端还贯通连接有单向阀，所述单向阀的一端贯通连接有两位两通电磁阀，所述两位两通电磁阀的输入端与旋风集尘装置的出口端贯通连接，所述两位两通电磁阀的输出端分别贯通连接有气体检测传感器和三通电磁阀。

4、根据上述技术方案，所述旋风集尘装置包括外壳体，所述外壳体的底部一体式连接有漏斗部，所述外壳体的内壁通过轴承转动连接有中空杆，所述中空杆的底部连接有锥头杆，所述锥头杆的底部安装有颗粒物收集斗，所述中空杆的顶部通过轴承活动连接有排气管，所述排气管和漏斗部均安装有安装座，所述锥头杆的顶部开设有若干个缺口。

5、根据上述技术方案，所述颗粒物收集斗的底部与外部转矩相连接，所述中空杆的外部安装有气体运送螺旋，所述锥头杆的外部安装有液体运送螺旋，所述外壳体的顶部外壁贯通连接有清洗管。

6、根据上述技术方案，所述中空杆的内壁安装有弯折管，所述弯折管的底部卡接固定有连接头，所述连接头的底部安装有过滤网，所述过滤网的底部连接有锥形套，所述中空杆的底部内壁设置有凸台，且凸台与锥形套相接触，所述中空杆的底部内部螺纹连接有螺纹套。

7、根据上述技术方案，所述中空杆的外壁安装有电磁环一，所述三通电磁阀的一端贯通连接有罗茨泵，所述罗茨泵的一端连接有伸缩波纹管，所述伸缩波纹管的一端连接有电磁环二，所述电磁环二与电磁环一相互磁力配合。

8、根据上述技术方案，该集尘系统的运行方法为：

9、s1、当硅单晶炉工作时，驱动中空杆转动，经过真空阀门排出的气体颗粒混合物进入旋风集尘装置的外壳体内部，经过中空杆的导向形成大气流涡旋向下运动；

10、s2、气流经过缺口进入中空杆内部，经过锥形套的导向形成小气流涡旋向上运动，被真空泵的吸力向上抽吸，粉尘在双涡流边界处，大颗粒粉尘分离后落入下方的颗粒物收集斗内，少部分大颗粒粉尘被过滤网阻挡；

11、s3、进行清洗时，液体从清洗管进入外壳体，在气体运送螺旋上顺流而下，又被液体运送螺旋向上运送，从缺口进入锥头杆内部完成清洗；

12、s4、排气管排出的气体进入气体检测传感器进行气体粉尘颗粒度的检测，出现气体不达标时将两位两通电磁阀切换至右工位，三通电磁阀处于左下导通工位，进入气体检测传感器处的气体被吸回外壳体，中空杆继续转动，排气管排出的气体经过三通电磁阀缓慢回流至硅单晶炉。

13、根据上述技术方案，上述s3中，在过滤网上残留的颗粒物被液体浸润时，采用气体反冲洗，首先控制外部转矩使得中空杆转动至电磁环二与电磁环一相互对齐的地方，通电吸合使得罗茨泵导通，并且使得三通电磁阀处于右下导通工位，两位两通电磁阀处于左工位，气体经过三通电磁阀后，经过单向阀再次回流进外壳体实现气体反冲洗循环，使得残留的颗粒物落入下方。

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，在不改变原有真空系统结构上， 以增加专门针对过滤较大颗粒及部分细微颗粒的装置，立式旋风集尘器以达到既能过滤较大颗粒，又能保证原有真空系统的气流通畅。

技术特征：

1.一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：包括硅单晶炉（1），所述硅单晶炉（1）的一端贯通连接有调节阀（2），所述调节阀（2）的一端贯通连接有真空阀门（3），所述真空阀门（3）的一端贯通连接有旋风集尘装置（4），所述旋风集尘装置（4）的出口端贯通连接有真空过滤器（5），所述真空过滤器（5）的一端贯通连接有真空泵（6）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：所述旋风集尘装置（4）的进口端还贯通连接有单向阀（7），所述单向阀（7）的一端贯通连接有两位两通电磁阀（8），所述两位两通电磁阀（8）的输入端与旋风集尘装置（4）的出口端贯通连接，所述两位两通电磁阀（8）的输出端分别贯通连接有气体检测传感器（9）和三通电磁阀（10）。

3.根据权利要求2所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：所述旋风集尘装置（4）包括外壳体（43），所述外壳体（43）的底部一体式连接有漏斗部（431），所述外壳体（43）的内壁通过轴承转动连接有中空杆（42），所述中空杆（42）的底部连接有锥头杆（47），所述锥头杆（47）的底部安装有颗粒物收集斗（41），所述中空杆（42）的顶部通过轴承活动连接有排气管（44），所述排气管（44）和漏斗部（431）均安装有安装座（12），所述锥头杆（47）的顶部开设有若干个缺口（472）。

4.根据权利要求3所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：所述颗粒物收集斗（41）的底部与外部转矩相连接，所述中空杆（42）的外部安装有气体运送螺旋（421），所述锥头杆（47）的外部安装有液体运送螺旋（471），所述外壳体（43）的顶部外壁贯通连接有清洗管（45）。

5.根据权利要求4所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：所述中空杆（42）的内壁安装有弯折管（484），所述弯折管（484）的底部卡接固定有连接头（493），所述连接头（493）的底部安装有过滤网（494），所述过滤网（494）的底部连接有锥形套（492），所述中空杆（42）的底部内壁设置有凸台，且凸台与锥形套（492）相接触，所述中空杆（42）的底部内部螺纹连接有螺纹套（491）。

6.根据权利要求5所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：所述中空杆（42）的外壁安装有电磁环一（482），所述三通电磁阀（10）的一端贯通连接有罗茨泵（11），所述罗茨泵（11）的一端连接有伸缩波纹管（481），所述伸缩波纹管（481）的一端连接有电磁环二（483），所述电磁环二（483）与电磁环一（482）相互磁力配合。

7.根据权利要求6所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：该集尘系统的运行方法为：

8.根据权利要求7所述的一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统，其特征在于：上述s3中，在过滤网（494）上残留的颗粒物被液体浸润时，采用气体反冲洗，首先控制外部转矩使得中空杆（42）转动至电磁环二（483）与电磁环一（482）相互对齐的地方，通电吸合使得罗茨泵（11）导通，并且使得三通电磁阀（10）处于右下导通工位，两位两通电磁阀（8）处于左工位，气体经过三通电磁阀（10）后，经过单向阀（7）再次回流进外壳体（43）实现气体反冲洗循环，使得残留的颗粒物落入下方。

技术总结本发明公开了一种半导体重掺单晶硅棒制造中的集尘系统及方法，包括硅单晶炉，所述硅单晶炉的一端贯通连接有调节阀，所述调节阀的一端贯通连接有真空阀门，所述真空阀门的一端贯通连接有旋风集尘装置，所述旋风集尘装置的出口端贯通连接有真空过滤器，所述真空过滤器的一端贯通连接有真空泵，所述旋风集尘装置的进口端还贯通连接有单向阀，所述单向阀的一端贯通连接有两位两通电磁阀，所述两位两通电磁阀的输入端与旋风集尘装置的出口端贯通连接，所述两位两通电磁阀的输出端分别贯通连接有气体检测传感器和三通电磁阀，所述旋风集尘装置包括外壳体，所述外壳体的底部一体式连接有漏斗部，本发明，具有实用性强的特点。技术研发人员：李炜,吴雷刚受保护的技术使用者：江苏芯诺半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27