一种基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉的制作方法

本发明涉及单晶硅，更具体的，涉及一种基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉。

背景技术：

1、单晶硅是一种高纯度的硅材料，在半导体行业中广泛应用，单晶硅生长炉是用于制备单晶硅材料的设备，在制备单晶硅的过程中，需要使用籽晶提升实现硅棒的生长，生长的周期较长，耗能较大，且生长过程对于温度、气体环境等要求都比较高。因此一个硅棒的生产付出的成本很多。在硅棒生长完毕之后，需要将硅棒取出，转移并进行后续的机加工操作。

2、现有的单晶硅生长炉，对硅棒进行转移的过程中，硅棒存在损坏的风险，由于硅棒的重量较重、长度较长，因此在硅棒的转移过程中，希望能够对硅棒进行一定的保护。虽然现有技术中也存在利用一些底部承托的装置对硅棒进行一些保护。但是现有的有些承托装置比较简陋，并且由于硅棒在转移的过程中，存在下降落入盛装硅棒的容器内的操作，如果移走上述承托装置也是需要考虑的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶硅生长炉，包括底部基座、安装于底部基座处的下炉体、位于下炉体上方的上炉体、位于上炉体上方的炉盖、位于炉盖上方的连接腔室以及位于连接腔室上方的转移炉体，所述转移炉体顶部安装有提升单元，所述转移炉体内具有能够被提升单元提升的夹具单元，所述底部基座处安装有第一旋转驱动单元，所述第一旋转驱动单元处安装有第一液压升降单元，所述第一液压升降单元的顶端固定连接有竖杆单元，所述竖杆单元通过第一连接架与所述转移炉体固定连接；所述下炉体内安装有石英坩埚；所述转移炉体处安装有转移保护装置，所述转移保护装置包括能够从底部托住硅棒的托板。

3、进一步地，所述第一液压升降单元的顶端和竖杆单元的底端之间通过连接块连接。

4、从而可以使得第一液压升降单元和竖杆单元之间的连接更加稳固。

5、进一步地，所述第一旋转驱动单元为电机单元或旋转液压缸。

6、进一步地，还包括氩气供应单元、用于对石英坩埚进行加热的加热单元、用于驱动石英坩埚转动的石英坩埚驱动单元以及温度检测单元。

7、所述氩气供应单元、加热单元、石英坩埚驱动单元和温度检测单元采用现有技术中的技术即可。本申请的主要区别在于对于转移保护装置的改进。

8、在一些实施例中，所述下炉体、上炉体、炉盖以及转移炉体的侧壁内均具有水冷管。

9、从而对炉壁进行降温。

10、进一步地，所述连接腔室处具有观察窗；所述底部基座处具有第二液压升降单元，所述第二液压升降单元通过第二连接架与所述上炉体固定连接；所述炉盖和上炉体之间能够通过固定螺栓固定连接；所述炉盖和连接腔室之间能够通过固定螺栓固定连接；所述转移炉体的底部具有法兰单元，所述连接腔室的顶端具有能够容纳所述法兰单元的法兰凹槽，所述法兰单元和所述法兰凹槽之间能够通过固定螺栓固定连接。

11、从而通过第二液压升降单元可以实现上炉体的升降。

12、并且通过将炉盖、连接腔室和转移炉体固定连接后，通过第一液压升降单元可以实现对于炉盖的升降。

13、进一步地，所述转移保护装置包括与转移炉体的外侧壁固定连接的固定板、与固定板固定连接的第一l形板、安装于第一l形板处的第二旋转驱动单元、由第二旋转驱动单元驱动旋转且安装于固定板处的转动杆、与转动杆底端固定连接的转动板、与转动板固定连接的第二l形板、安装于第二l形板处的驱动电机、由驱动电机驱动的丝杆、固定于第二l形板处的导杆、由丝杆驱动的活动板、与转动板固定连接的第一限位块以及与托板固定连接的第二限位块，所述转动板和托板铰接，所述第一限位块具有能够被活动板插入的第一通槽，所述第二限位块具有能够被活动板插入的第二通槽，所述活动板具有与丝杆配合的螺纹通道以及与导杆配合的导孔，所述活动板的端部呈弧面状，所述第二限位块具有能够抵接活动板端部的抵接斜面。

14、在有些实施例中，转动板和托板通过弹性复位铰接部件铰接，无外力时，所述转动板与所述托板垂直。

15、从而当活动板后移时，托板能够更好地向下转动。

16、进一步地，所述第二旋转驱动单元为电机单元。

17、进一步地，所述转动杆和固定板之间通过轴承连接。

18、在另一些实施例中，所述转动杆处具有圆环形滑轨，所述固定板处具有与圆环形滑轨配合的圆环形滑槽。

19、进一步地，所述托板处具有通孔部，所述通孔部处安装有支撑部，所述托板处还安装有多个对支撑部进行限位的限位部，所述支撑部包括插入通孔部的下圆环部以及与下圆环部固定连接且与托板的上表面抵接的上圆环部，所述限位部包括与托板固定连接的第一水平板、与第一水平板固定连接的连接竖板以及与连接竖板固定连接的第二水平板。

20、进一步地，所述转动板的端部具有第一斜面，所述托板的端部具有第二斜面，所述转动板和托板的铰接单元位于第一斜面和第二斜面的底端。

21、从而托板在向下转动对硅棒的下移进行避让时，能够实现更好的向下转动。

22、进一步地，所述活动板处固定连接有第三l形板，所述第三l形板包括水平部分和竖直部分，所述水平部分通过弹性复位铰接部件铰接有安装板，所述安装板处安装有激光测距单元；所述第二限位块的底端呈弧面状；所述转移保护装置能够处于闲置状态、支撑状态和避让状态，所述闲置状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向垂直，所述安装板与所述托板平行；所述支撑状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向平行，所述支撑部位于所述转移炉体的下方，所述安装板与所述托板平行；所述避让状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向平行，所述转动板与所述托板垂直，所述活动板的端部弧面抵接所述抵接斜面，所述第二限位块的底端弧面抵接所述安装板，所述安装板和第三l形板的水平部分的夹角小于90度。

23、进一步地，无外力时，所述安装板的上表面和第三l形板的上表面齐平。

24、进一步地，所述限位部具有4个，呈环形等间距分布。

25、进一步地，所述导杆和导孔均具有两个。

26、有益效果：

27、1)本申请的单晶硅生长炉，通过使用夹具单元、提升单元、液压升降单元、转移保护装置的配合，可以实现硅棒的逐步提升、转移和下降过程。

28、2)本申请的单晶硅生长炉，通过托板的支撑，能够确保硅棒在转移过程中得到稳定地支撑和保护，减少硅棒损伤的可能性，并且支撑部能够减少转移时震动对硅棒的影响，通过激光测距单元的测距，能够确保托板位于正确的位置。

29、3)本申请的单晶硅生长炉，活动板的的端部以及第二限位块的底端采用弧面状的结构，从而保证了托板向下转动时的稳定和缓慢，避免对硅棒产生损伤。

30、4)本申请的单晶硅生长炉，硅棒在转移结束后，转移保护装置可以实现复位，从而能够方便准备下一次转移过程，提高了设备的效率和可靠性。

技术特征：

1.一种基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，包括底部基座、安装于底部基座处的下炉体、位于下炉体上方的上炉体、位于上炉体上方的炉盖、位于炉盖上方的连接腔室以及位于连接腔室上方的转移炉体，所述转移炉体顶部安装有提升单元，所述转移炉体内具有能够被提升单元提升的夹具单元，所述底部基座处安装有第一旋转驱动单元，所述第一旋转驱动单元处安装有第一液压升降单元，所述第一液压升降单元的顶端固定连接有竖杆单元，所述竖杆单元通过第一连接架与所述转移炉体固定连接；所述下炉体内安装有石英坩埚；所述转移炉体处安装有转移保护装置，所述转移保护装置包括能够从底部托住硅棒的托板。

2.根据权利要求1所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，还包括氩气供应单元、用于对石英坩埚进行加热的加热单元、用于驱动石英坩埚转动的石英坩埚驱动单元以及温度检测单元。

3.根据权利要求1所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述连接腔室处具有观察窗；所述底部基座处具有第二液压升降单元，所述第二液压升降单元通过第二连接架与所述上炉体固定连接；所述炉盖和上炉体之间能够通过固定螺栓固定连接；所述炉盖和连接腔室之间能够通过固定螺栓固定连接；所述转移炉体的底部具有法兰单元，所述连接腔室的顶端具有能够容纳所述法兰单元的法兰凹槽，所述法兰单元和所述法兰凹槽之间能够通过固定螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述转移保护装置包括与转移炉体的外侧壁固定连接的固定板、与固定板固定连接的第一l形板、安装于第一l形板处的第二旋转驱动单元、由第二旋转驱动单元驱动旋转且安装于固定板处的转动杆、与转动杆底端固定连接的转动板、与转动板固定连接的第二l形板、安装于第二l形板处的驱动电机、由驱动电机驱动的丝杆、固定于第二l形板处的导杆、由丝杆驱动的活动板、与转动板固定连接的第一限位块以及与托板固定连接的第二限位块，所述转动板和托板铰接，所述第一限位块具有能够被活动板插入的第一通槽，所述第二限位块具有能够被活动板插入的第二通槽，所述活动板具有与丝杆配合的螺纹通道以及与导杆配合的导孔，所述活动板的端部呈弧面状，所述第二限位块具有能够抵接活动板端部的抵接斜面。

5.根据权利要求4所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述托板处具有通孔部，所述通孔部处安装有支撑部，所述托板处还安装有多个对支撑部进行限位的限位部，所述支撑部包括插入通孔部的下圆环部以及与下圆环部固定连接且与托板的上表面抵接的上圆环部，所述限位部包括与托板固定连接的第一水平板、与第一水平板固定连接的连接竖板以及与连接竖板固定连接的第二水平板。

6.根据权利要求4所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述转动板的端部具有第一斜面，所述托板的端部具有第二斜面，所述转动板和托板的铰接单元位于第一斜面和第二斜面的底端。

7.根据权利要求5所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述活动板处固定连接有第三l形板，所述第三l形板包括水平部分和竖直部分，所述水平部分通过弹性复位铰接部件铰接有安装板，所述安装板处安装有激光测距单元；所述第二限位块的底端呈弧面状；所述转移保护装置能够处于闲置状态、支撑状态和避让状态，所述闲置状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向垂直，所述安装板与所述托板平行；所述支撑状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向平行，所述支撑部位于所述转移炉体的下方，所述安装板与所述托板平行；所述避让状态中，所述转动板的长度方向与固定板的长度方向平行，所述转动板与所述托板垂直，所述活动板的端部弧面抵接所述抵接斜面，所述第二限位块的底端弧面抵接所述安装板，所述安装板和第三l形板的水平部分的夹角小于90度。

8.根据权利要求5所述的基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，其特征在于，所述限位部具有4个，呈环形等间距分布。

技术总结本申请公开了一种基于硅棒转移保护装置的单晶硅生长炉，包括底部基座、下炉体、上炉体、炉盖、连接腔室以及转移炉体，转移炉体顶部安装有提升单元，转移炉体内具有夹具单元，底部基座处安装有第一旋转驱动单元，第一旋转驱动单元处安装有第一液压升降单元，第一液压升降单元的顶端固定连接有竖杆单元，竖杆单元通过第一连接架与转移炉体固定连接；转移炉体处安装有转移保护装置。本申请的单晶硅生长炉，通过使用夹具、提升单元、液压升降单元、转移保护装置的配合，可以实现硅棒的逐步提升、转移和下降过程，通过激光测距单元的测距和托板的支撑，能够确保硅棒在转移过程中得到良好的支撑和保护，减少硅棒损伤的可能性。技术研发人员：陈春成,戚建静,徐芳受保护的技术使用者：江苏晶品新能源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29