一种用于半导体生产的单晶炉

技术领域

本发明涉及单晶炉设备技术领域，具体为一种用于半导体生产的单晶炉。

背景技术

集成电路离不开芯片的控制，芯片的生产离不开晶圆，晶圆生产需要使用单晶炉拉棒。

在现有的单晶炉生产时，需要二次加料，在二次加料的过程中，由于坩埚的底部通常会残留一些液态的硅单晶，可能会导致硅液溅出，聚集在加热器表面，影响加热器效率，增加能耗并降低晶圆生产品质，若是等待温度下降后，再进行二次加料，会流失大量的热量，增加生产能耗。

另一方面，多次加料后，杂质在富集作用下，聚集在坩埚底部，为了保证晶圆的生产质量，需要定期的停炉清理，增加生产成本，并降低生产效率。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种用于半导体生产的单晶炉的技术方案，通过储液环暂时储存硅液后进行加料，避免二次加料时引起的硅液溅射，并且通过离心力将废液排出，实现在不停炉的前提下清理废液。

本发明提供如下技术方案：一种用于半导体生产的单晶炉，包括单晶炉本体，所述单晶炉本体内设有坩埚和旋转管，所述旋转管贯穿单晶炉的底部和保温层与坩埚固定连接，所述旋转管可旋转可轴向移动，所述坩埚的内壁设有倾斜的第一导向件和第二导向件，且第一导向件和第二导向件的倾斜方向相反，所述坩埚的上端设有储液环，所述第一导向件通过导向管将液体导向储液环中，所述储液环的开口朝外部倾斜，所述第二导向件的顶部连通有排液管，所述排液管与旋转管连通，旋转管的底部设有隔热封堵塞。

优选的，所述储液环截面为勾形。

优选的，所述导向管为管形件，所述第一导向件延伸至导向管的内部，所述导向管的顶部贴着储液环的内。

优选的，所述第二导向件的顶部设有阻拦盒，所述第二导向件延伸至阻拦盒的内部。

优选的，所述储液环为带有缺口的环形，所述储液环的一端设有拦截段，另一端设置有斜面。

优选的，所述储液环内壁光滑。

本发明具备以下有益效果：

1、该用于半导体生产的单晶炉，在二次加料时，通过储液环暂时储存硅液，在加料后再使液体回流到坩埚中，一方面，避免加料使硅液的溅射，保证单晶炉内的其他部件表面不被污染，另一方面，直接在高温时直接加料，减少了能源的消耗，降低生产成本。

2、该用于半导体生产的单晶炉，在需要排出废液时，通过旋转管的旋转将废液甩入排液管中，并通过旋转管直接排出，在不停炉的前提下，对废液进行清理，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中坩埚和旋转管的结构示意图；

图2为本发明中图1的俯视图；

图3为本发明中图2中AA的截面示意图；

图4为本发明中图2中BB的截面示意图；

图5为本发明实施例二中储液环的结构示意图。

图中：1、坩埚；2、旋转管；3、第一导向件；4、储液环；5、第二导向件；6、导向管；7、排液管；8、斜面；9、拦截段；10、阻拦盒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，一种用于半导体生产的单晶炉，包括单晶炉本体，单晶炉本体内设有坩埚1和旋转管2，坩埚1放置于单晶炉的保温层内，旋转管2贯穿单晶炉的底部和保温层与坩埚1固定连接，旋转管2的导热性能与保温层的导热性能相近，旋转管2可旋转可轴向移动，旋转管2与保温层与单晶炉之间设有保护罩，旋转管2与保温罩之间设置轴承，保证密封性和保温性，通过旋转管2的旋转不会被保温层干扰，旋转管2的作用与顶部带动籽晶的连接杆类似，在此不作赘述，请参阅图2，坩埚1的内壁设有倾斜的第一导向件3和第二导向件5，且第一导向件3和第二导向件5的倾斜方向相反，第一导向件3和第二导向件5均贴着坩埚1的内壁，第一导向件3和第二导向件5即可为管型件，也可为带沟的挡板，相反指沟的朝向和倾斜方向，一个朝向逆时针，另一个朝向顺时针本实施例使用带钩的挡板，降低加工和使用成本，请参阅图3，坩埚1的上端设有储液环4，第一导向件3通过导向管6将液体导向储液环4内，储液环4朝着上部和内部倾斜，在逆时针旋转时，将底部残留的硅液导向储液环4内，储液环4的开口朝外部倾斜，在进一步旋转时，可将储液环4中的硅液甩出，回流到坩埚1内部，第二导向件5的顶部连通有排液管7，排液管7的对侧设有配重，第二导向件5通过连接管贯穿坩埚1的侧壁与排液管7连通，在反向转动时，硅液沿着第二导向件5流入排液管7，排液管7与旋转管2连通，旋转管2的底部设有隔热封堵塞，在坩埚1中残留的液体全部进入旋转管2中后，通过负压设备，将旋转管2中的废液吸出，为了增加硅液随着坩埚1旋转的能力，坩埚1的底部可设置叶片。

请参阅图4，其中，储液环4截面为勾形，“勾子”的尖端朝向坩埚1的侧壁，勾子的顶部与坩埚1的顶部固定连接，形成一个单侧开口的空间，可以储存较多的硅液。

其中，导向管6为管形件，第一导向件3延伸至导向管6的内部，导向管6的顶部贴着储液环4的内壁，减少硅液流向储液环4后的溅射。

其中，第二导向件5的顶部设有阻拦盒10，阻拦盒10底部开口，第二导向件5延伸至阻拦盒10的内部，阻拦盒10的内壁通过通孔与排液管7连通，在阻拦盒10的阻拦作用，避免液体速度过快，流至顶部。

实施例二

请参阅图5，其中，储液环4为带有缺口的环形，储液环4的一端设有拦截段9，另一端设置有斜面8，即实施例一不同之处在于，储液环4外侧壁的倾斜度接近竖直，硅液不再有越过侧壁的能力，在逆时针旋转时，液体被拦截段9阻拦，最终聚集在储液环4中，而在顺时针旋转时，可以轻松的越过斜面8，流回坩埚1的底部。

其中，储液环4内壁光滑，即在储液环4旋转时，带动硅液流动的能力差，硅液与储液环4存在更大的速度差，可以更轻松的越过斜面8。

本发明的工作原理及工作流程：

在需要二次加料时，旋转管2带动坩埚1逆时针旋转，坩埚1中的残留硅液随着坩埚1旋转而旋转，在第一导向件3的引导作用下，液体顺着第一导向件3和导向管6流入储液环4内，停止旋转，此时残留硅液被暂时储存储液环4中，此时可直接二次投料，不会引起硅液的溅起，投料后，在实施例一中，通过顺时针旋转更高速的旋转，将残留液体甩入坩埚1中，而在实施例二中，以适当的速度顺时针旋转，液体通过斜面8回流到坩埚1中。

在需要排放废液时，在实施例一中，以比回流液体时速度更高的速度顺时针旋转坩埚1，即排液管7和第二导向件5的顶部高度要高于储液环4开口高度，在实施例二中，比暂存液体速度稍快的速度瞬时间旋转，液体通过阻拦盒10和排液管7回流到旋转管2中，结束后，打开旋转管2底部的封堵塞，使用负压吸走废液。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。