CN108018602A - 自动进料系统及进料方法 - Google Patents

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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

本发明提供了一种自动进料系统及进料方法，通过进料口向坩埚内进行填料，并且在填料过程中，通过液压缸的上下运动使所述坩埚产生摇摆，令所述坩埚中所填的料分布均匀。进一步的，监控装置对称重称的读数进行监测以控制该填料过程，若填料过程完成，关闭所述进料口，控制所述坩埚和/或所述多个进料口相对移动使所述坩埚对位于下一个进料口，继续向所述坩埚内填料。本发明提供的自动进料系统及进料方法能够避免人工填料时因操作不当造成坩埚破裂以及所填的料容易被杂质金属污染的问题。

Description

自动进料系统及进料方法
技术领域
本发明涉及晶圆制造技术领域，特别涉及一种自动进料系统及进料方法。
背景技术
单晶硅拉晶炉所使用的坩埚单次装填多晶硅的重量在300KG左右，并且所装填的多晶硅为高纯度多晶硅，常见的多晶硅根据尺寸可分为：小型多晶硅、中型多晶硅和大型多晶硅。
为了增加坩埚内部的空间利用率，往往需要按照一定规则人工将多晶硅置入坩埚内部，一般将中型多晶硅置于底部，大型多晶硅置于中间，小型多晶硅置于顶部，并且在坩埚内放置均匀，再对坩埚进行加热融化其内部的单晶硅。如将大型多晶硅置于顶部，在对其进行融化的过程中，中型多晶硅和小型多晶硅会率先溶解成液体，大型多晶硅由于尺寸较大将最后被溶解，因此会从坩埚顶部直接落至坩埚底部，造成坩埚破裂。而目前采取的人工装填多晶硅的方式主要面临如下几个问题：
根据操作人员熟程度不同，坩埚的空间利用率不同，若装填不致密，将导致空间利用率下降；
在装填多晶硅的过程中，易发生误操作使多晶硅掉落至坩埚底部造成坩埚破裂；
若操作不当，多晶硅容易被钠、钾等杂质金属污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动进料系统及进料方法，以解决现有的人工填料方式容易发生误操作，使所填料掉落至坩埚底部造成坩埚破裂以及容易被杂质金属污染的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种自动进料系统，包括称重称、坩埚以及多个进料口；其中，所述坩埚设置于所述称重称上；所述称重称和所述多个进料口之间能够相对移动，以使所述多个进料口分时对位于设置在所述称重称上的所述坩埚。
可选的，在所述自动进料系统中，还包括监控装置，用于监测所述称重称的读数并控制所述称重称和/或所述多个进料口的相对移动。
可选的，在所述自动进料系统中，所述称重称和/或所述多个进料口是通过传送装置进行相对移动。
可选的，在所述自动进料系统中，所述坩埚是通过衬锅设置于所述称重称上。
可选的，在所述自动进料系统中，所述衬锅和所述称重称之间用弹性装置连接。
可选的，在所述自动进料系统中，所述弹性装置为弹簧和多个液压缸。
可选的，在所述自动进料系统中，所述多个液压缸的数量为4组。
可选的，在所述自动进料系统中，所述4组液压缸能够做上下运动使坩埚产生摇摆。
可选的，在所述自动进料系统中，多个所述进料口的材料是石英。
可选的，在所述自动进料系统中，所述多个进料口能够打开和关闭。
可选的，在所述自动进料系统中，所述多个进料口能够做伸缩运动。
可选的，在所述自动进料系统中，所述坩埚的材料是石英。
本发明的另一方面还提供了一种进料方法，所述进料方法包括如下步骤：
在向所述坩埚内填料的过程中，监控装置监测称重称的读数，判断填料过程是否完成；
若所述填料过程完成，所述监控装置控制所述进料口关闭，控制所述坩埚和/或所述多个进料口相对移动使所述坩埚对位于下一个进料口，向所述坩埚内继续填料。
可选的，在所述进料方法中，在向所述坩埚内填料的同时，多个液压缸做上下运动使所述坩埚产生摇摆。
在本发明提供的自动进料系统及进料方法中，通过进料口向坩埚内进行填料，在填料的过程中，通过液压缸的上下运动使所述坩埚产生摇摆，令所填料在所述坩埚中分布均匀。进一步的，监控装置对称重称的读数进行监测以控制该填料过程，若填料过程完成，所述监控装置关闭所述进料口，并控制所述坩埚和/或所述多个进料口相对移动使所述坩埚对位于下一个进料口，向所述坩埚内继续填料。本发明提供的自动进料系统及进料方法能够避免人工装填时因操作不当造成坩埚破裂以及容易被杂质金属污染的问题。
附图说明
图1和图2是本发明提供的自动进料系统在不同工作状态下的结构示意图；
图3是本发明提供的坩埚摇摆示意图；
图4是本发明提供的进料方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的自动进料系统及进料方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
图1是本发明提供的一种自动进料系统结构示意图，所述自动进料系统包括：称重称4、坩埚2以及多个进料口；其中，所述坩埚2设置于所述称重称上4；所述称重称4和所述多个进料口之间能够相对移动，以使所述多个进料口分时对位于设置在所述称重称4上的所述坩埚2。
具体的，所述多个进料口分别为中型料进料口11、小型料进料口12和大型料进料口13；所述中型料进料口11中储存有中型料，所述小型料进料口12中储存有小型料，所述大型料进料口13中储存有大型料。
具体的，所述自动进料系统还包括监控装置8，用于监测所述称重称4的读数并控制所述称重称4和/或所述多个进料口的相对移动，以使多个进料口分时对位于设置在所述称重称4上的所述坩埚2。
具体的，所述称重称4和/或所述多个进料口通过传送装置进行相对移动。在本实施例中，所述传送装置为传送带，进一步的，将所述称重称4设置在传送带3上，通过移动所述传送带3使所述称重称4的位置发生改变，从而使设置在所述称重称4上的坩埚2分时对位于所述多个进料口。
具体的，所述坩埚2通过衬锅5设置于所述称重称4上，进一步的，所述衬锅2和所述称重称4之间用弹性装置连接。所述弹性装置为弹簧6和多个液压缸7。具体的，多个所述液压缸7的数量为4组，在向所述坩埚2内填料时，多个所述液压缸7能够做上下运动使所述坩埚2产生摇摆，将所述坩埚2中所填的料分布均匀。
具体的，所述进多个料口做上下伸缩运动、打开和关闭。如图1所示，当所述中型料进料口11向所述坩埚2中装填所述中型料时，所述监控装置8控制所述中型料进料口11向下伸展，并打开进料口，向所述坩埚2中装填所述中型料，此时所述小型料进料口12和所述大型料进料口13保持收缩、进料口关闭状态。当需要所述小型料进料口12向所述坩埚2中装填所述小型料时，所述监控装置8控制所述中型料进料口11关闭进料口，并向上收缩；所述监控装置8控制所述小型料进料口12向下伸展，并打开进料口，向所述坩埚2中装填所述小型料，此时所述中型料进料口11和所述大型料进料口13保持收缩状态，进料口关闭，具体如图2所示。
具体的，多个所述进料口和所述坩埚2的材料都是石英，以避免其他杂质金属对多个所述进料口和所述坩埚2中所填料造成污染。
实施例二
本发明还提供了一种进料方法，具体流程示意图请参阅图4，所述进料方法包括：
步骤S41中，在向所述坩埚内填料的过程中，监控装置监测称重称的读数，判断填料过程是否完成；
步骤S42中，若所述填料过程完成，所述监控装置控制所述进料口关闭，控制所述坩埚和/或所述多个进料口相对移动使所述坩埚对位于下一个进料口，向所述坩埚内继续填料。
具体来说，请参阅图1，当坩埚2位于中型料进料口11时，监控装置8控制所述中型料进料口11向下伸展，并打开进料口，向所述坩埚2中装填中型料；同时，用于连接所述坩埚2和称重称4的多个液压缸7上下运动，使所述坩埚2产生摇摆，将所述坩埚2中的所填料分布均匀；此时小型料进料口12和大型料进料口13保持收缩、进料口关闭状态。同时所述监控装置8监测所述称重称4的读数，以判断所述中型料进料口11向所述坩埚2内装填所述中型料的过程是否完成。
所述中型料进料口11向所述坩埚2中装填所述中型料完成后，所述监控装置8控制所述中型料进料口11关闭进料口，并向上收缩；所述监控装置8控制所述传送带3移动使置于所述传送带3上的所述坩埚2对位于所述小型料进料口12，所述监控装置8控制所述小型料进料口12向下伸展，并打开进料口，向所述坩埚2中装填小型料；同时，用于连接所述坩埚2和所述称重称4的多个液压缸7上下运动，使所述坩埚2产生摇摆，将所述坩埚2中的所填料分布均匀；此时所述中型料进料口11和所述大型料进料口13保持收缩、进料口关闭状态，具体如图2所示。同时所述监控装置8监测所述称重称4的读数，以判断所述小型料进料口12向所述坩埚2内的装填所述小型料的过程是否完成。
参照上述进料方法，按照预先设定的顺序和装填量对所述坩埚2进行填料。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种自动进料系统，其特征在于，所述自动进料系统包括：称重称、坩埚以及多个进料口；其中，所述坩埚设置于所述称重称上；所述称重称和所述多个进料口之间能够相对移动，以使所述多个进料口分时对位于设置在所述称重称上的所述坩埚。
2.如权利要求1所述的自动进料系统，其特征在于，所述自动进料系统还包括监控装置，用于监测所述称重称的读数并控制所述称重称和/或所述多个进料口的相对移动。
3.如权利要求2所述的自动进料系统，其特征在于，所述称重称和/或所述多个进料口是通过传送装置进行相对移动。
4.如权利要求1所述的自动进料系统，其特征在于，所述坩埚是通过衬锅设置于所述称重称上。
5.如权利要求4所述的自动进料系统，其特征在于，所述衬锅和所述称重称之间用弹性装置连接。
6.如权利要求5所述的自动进料系统，其特征在于，所述弹性装置为弹簧和多个液压缸。
7.如权利要求6所述的自动进料系统，其特征在于，所述多个液压缸的数量为4组。
8.如权利要求7所述的自动进料系统，其特征在于，所述4组液压缸能够做上下运动使坩埚产生摇摆。
9.如权利要求1所述的自动进料系统，其特征在于，多个所述进料口的材料是石英。
10.如权利要求9所述的自动进料系统，其特征在于，所述多个进料口能够打开和关闭。
11.如权利要求10所述的自动进料系统，其特征在于，所述多个进料口能够做伸缩运动。
12.如权利要求1所述的自动进料系统，其特征在于，所述坩埚的材料是石英。
13.一种进料方法，其特征在于，包括如下步骤：
在向所述坩埚内填料的过程中，监控装置监测称重称的读数，判断填料过程是否完成；
若所述填料过程完成，所述监控装置控制所述进料口关闭，控制所述坩埚和/或所述多个进料口相对移动使所述坩埚对位于下一个进料口，向所述坩埚内继续填料。
14.如权利要求9所述的进料方法，其特征在于，在向所述坩埚内填料的同时，多个液压缸做上下运动使所述坩埚产生摇摆。
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