CN111058086B - 一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法，该晶棒防护组件包括：升降模块，包括固定部件、移动部件及第一动力部件，移动部件的第一端通过固定部件固定设置在牵引室的外壁，移动部件的第二端沿第一方向进行往复运动，第一方向为牵引室内的晶棒的长度方向；保护模块，包括旋转轴、驱动旋转轴旋转的第二动力部件及托板，托板的一端通过旋转轴枢接于移动部件的第二端，另一端能够绕旋转轴旋转，以在第一状态和第二状态之间切换；在第一状态，托板位于牵引室的开口下方；在第二状态，托板移动至避让开牵引室的开口的位置。本发明晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法，可提高晶棒生产效率及晶棒转移取出环节的稳定性与安全性。

Description

一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，尤其涉及一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法。

背景技术

多晶硅是生产太阳能光伏产品和半导体产品的主要原材料。丘克拉尔斯基(Czochralski，简称Cz)法是单晶硅最常用的制备方法之一，高纯度固态多晶硅原料在晶体生长炉内的坩埚中熔化形成熔体，通过籽晶提拉机构下降籽晶，使籽晶与旋转坩埚中的熔融状态下的硅熔汤接触，然后，将籽晶按照一定的工艺方法提拉出，熔体围绕籽晶凝固形成单晶硅棒。

传统的Cz晶体生长炉在完成一炉原料拉晶生产后，需要为晶棒的取出做很多繁杂的工作，包括冷却、牵引室移动、人工保护晶棒下降、晶棒在运晶小车上固定、晶颈剪断、运晶小车移动、天车吊取晶棒转运、晶棒成品车储放等工序。这些工序费时费力，严重影响了拉制完成的单晶硅棒的取出，制约了直拉式单晶硅的生产效率，且存在单晶硅棒容易损坏的风险；此外，在牵引室移动、人工保护晶棒下降、晶棒在运晶小车上固定、晶颈剪断、天车吊取晶棒转运的过程中，大量涉及人工操作，在此人工操作过程中不可避免的在某一工序操作人员的部分身体部位处在晶棒的垂直投影面中，安全性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法，能够提高晶棒转移取出效率，提高晶棒生产效率及晶棒转移取出环节的稳定性与安全性。

本发明所提供的技术方案如下：

一种晶棒防护组件，用于在晶棒随牵引室转移取出过程中保护晶棒，所述牵引室内部设有容纳晶棒的腔室，所述牵引室的底部设有开口；所述晶棒防护组件包括：

升降模块，所述升降模块包括固定部件、移动部件及第一动力部件，所述移动部件的第一端通过所述固定部件固定设置在所述牵引室的外壁上，所述移动部件的第二端能够沿第一方向进行往复运动，所述第一方向为所述牵引室内的晶棒的长度方向；

及，保护模块，所述保护模块包括旋转轴、驱动所述旋转轴旋转的第二动力部件、以及至少一个托板，所述托板的一端通过所述旋转轴枢接于所述移动部件的第二端，所述托板的另一端能够绕所述旋转轴旋转，以在第一状态和第二状态之间切换；其中，

在所述第一状态，所述托板位于所述牵引室的开口下方，以承托自所述开口伸出的晶棒；在所述第二状态，所述托板移动至避让开所述牵引室的开口的位置。

示例性的，所述移动部件为在所述第一方向上伸缩的伸缩杆；

或者，

所述固定部件为固定在所述牵引室外壁上的直线导轨，所述移动部件为能够在所述第一动力部件驱动下在所述直线导轨上往复运动的移动杆。

示例性的，所述晶棒防护组件还包括锁紧部件，用于将所述托板在所述第一状态时锁紧固定。

示例性的，一个所述固定部件对应一个所述移动部件，组成为一组移动单元；在所述牵引室的外壁上设有两组所述移动单元，且两组所述移动单元分别设置在所述牵引室外壁的相对两侧；其中，

所述托板数量为一个，一个所述托板连接在一组所述移动单元上；

或者，所述托板的数量为两个，两个所述托板分别对应的连接在两组所述移动单元上。

示例性的，所述托板上设有用于对晶棒进行定位的定位元件、以及用于对晶棒进行缓冲保护的柔性缓冲元件。

示例性的，所述定位元件包括：开设于所述托板上的定位孔；

所述柔性缓冲元件包括：设置在所述定位孔内的环形弹性缓冲垫。

示例性的，所述柔性缓冲元件采用柔性可压缩材料制成，且所述柔性缓冲元件的最大压缩量X≥7mm，在所述定位元件上还设有传感器，所述传感器用于当所述柔性缓冲元件达到预定压缩量时，生成感应信号；所述晶棒防护组件还包括控制器，所述控制器用于根据所述感应信号，控制所述第二动力部件的工作状态。

一种晶棒取出装置，包括牵引室，所述牵引室上设有如上所述的晶棒防护组件。

一种晶棒转移取出方法，采用如上所述的晶棒取出装置将拉制完成的晶棒从晶体生长炉转移取出，所述牵引室顶部还设有籽晶提拉机构；所述方法包括以下步骤：

控制所述第二动力部件，使所述托板处于所述第二状态，以避让开所述牵引室底部的开口；

通过所述籽晶提拉机构，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒自所述开口提拉至所述牵引室的腔室内；

向上提升所述牵引室，直至所述牵引室与所述晶体生长炉脱离，并与所述晶体生长炉之间具有预设距离；

控制所述升降模块的所述第一动力部件，使得所述移动部件在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降；

控制所述第二动力部件，使得所述托板处于所述第一状态；

控制所述籽晶提拉机构向下释放所述晶棒，以使得晶棒在所述牵引室内第一次下降，直至所述晶棒的底部自所述牵引室的开口伸出，并由所述托板承托；

转移所述牵引室至所述晶体生长炉的一侧；

控制所述升降模块，使得所述保护模块在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降，同时控制所述籽晶提拉机构向下释放所述晶棒，以使得晶棒在所述牵引室内第二次下降，直至所述晶棒完全从所述牵引室的开口露出。

本发明所带来的有益效果如下：

上述方案，通过在牵引室上设置晶棒防护组件，在晶棒拉制完成后，随牵引室从晶体生长炉转移出及晶棒从牵引室取出过程中，晶棒防护组件可以对晶棒进行保护，避免了现有的晶棒转移操作过程中需操作人员手扶晶棒随着牵引室移动，极大地提高了安全性，降低了晶棒在移动和取出过程中损坏的风险，且降低了人工操作量，提高了晶棒转移时的效率。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的晶棒防护组件的保护支架处于第二状态时的主视图；

图2表示图1的侧视图；

图3表示本发明实施例提供的晶棒防护组件的保护支架处于第二状态时的立体结构示意图；

图4表示本发明实施例提供的晶棒防护组件的保护支架处于第一状态时晶棒第一次下降完成后的立体结构示意图；

图5表示本发明实施例提供的晶棒防护组件的保护支架处于第一状态时晶棒第二次下降阶段的立体结构示意图；

图6表示本发明实施例提供的晶棒防护组件局部结构放大图；

图7表示本发明实施例提供的晶棒取出方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在对本发明提供的晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法进行详细说明之前，有必要进行以下说明：

传统的Cz晶体生长炉在完成一炉原料拉晶生产后，需要为晶棒的取出做很多繁杂的工作，包括冷却、牵引室移动、人工保护晶棒下降、晶棒在运晶小车上固定、晶颈剪断、运晶小车移动、天车吊取晶棒转运、晶棒成品车储放等工序。这些工序费时费力，严重影响了拉制完成的单晶硅棒的取出，制约了直拉式单晶硅的生产效率，且存在单晶硅棒容易损坏的风险；此外，在晶棒转移过程中，大量涉及人工操作，在此人工操作过程中不可避免的在某一工序操作人员的部分身体部位处在晶棒的垂直投影面中，安全性较低。

针对前述晶棒从晶体生长炉取出转移过程中存在需人工手扶晶棒随牵引室转移，导致晶棒转移效率低、安全性低，且晶棒损坏风险大的问题，本发明实施例提供了一种晶棒防护组件、晶棒取出装置及晶棒取出方法，能够提高晶棒转移效率，提高晶棒生产效率及晶棒转移环节的稳定性与安全性。

本发明实施例所提供的晶棒防护组件，可实现对晶棒随牵引室转移过程中对晶棒和操作人员进行保护的目的。整个单晶硅棒拉制的流程包括：装料、融料、引晶、缩颈、转肩、缩颈、等径生长、收尾、冷却、晶棒转移取出几个阶段。本发明实施例所提供的晶棒防护组件主要应用于晶棒转移取出阶段。

本发明实施例所提供的晶棒防护组件，用于在晶棒随牵引室转移出晶体生长炉过程中保护晶棒，所述牵引室10内部设有容纳晶棒20的腔室，所述牵引室10的底部设有开口，所述牵引室10的顶部设有籽晶提拉机构11。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的晶棒防护组件包括：保护模块以及升降模块，所述升降模块包括固定部件330、移动部件310及第一动力部件 320，所述移动部件310的第一端通过所述固定部件330固定设置在所述牵引室10的外壁上，所述移动部件310的第二端能够沿第一方向进行往复运动，所述第一方向为所述牵引室10内的晶棒20的长度方向；及，保护模块，所述保护模块包括旋转轴200、驱动所述旋转轴200旋转的第二动力部件300、以及至少一个托板100，所述托板100的一端通过所述旋转轴200枢接于所述移动部件310的第二端，所述托板100的另一端能够绕所述旋转轴200旋转，以在第一状态和第二状态之间切换；其中，在所述第一状态，所述托板100位于所述牵引室10的开口下方，以承托自所述开口伸出的晶棒20；在所述第二状态，所述托板100移动至避让开所述牵引室10的开口的位置。

上述方案中，晶棒随牵引室10转移出晶体生长炉的过程中，晶棒防护组件可以对晶棒20进行保护，避免现有的晶棒20转移操作过程中需操作人员手扶晶棒20随着牵引室10移动，当晶棒20随牵引室10转移至晶体生长炉一侧时，通过保护模块2的托板100承托晶棒20，控制籽晶提拉机构11向下释放晶棒20，同时控制所述升降模块，使得所述保护模块2沿第一方向向下移动，直至晶棒20完全从牵引室10的开口露出，从而实现晶棒20从牵引室10内取出过程，在晶棒随牵引室转移以及晶棒从牵引室取出过程中，由于保护模块对晶棒进行承托保护，可极大地提高安全性，降低晶棒20在移动和取出过程中损坏的风险，且降低了人工操作量，提高了晶棒20转移时的效率。

具体地，请参照图1至图7所示，通过本发明实施例提供的晶棒防护组件保护晶棒20进行晶棒20转移和取出的过程如下：

首先，如图1所示，控制所述第一动力部件，使得所述托板100位于所述牵引室的一侧，控制所述第二动力部件300，驱动所述旋转轴200旋转，带动所述托板100处于所述第二状态，以避让开所述牵引室10底部的开口；

然后，通过所述牵引室10顶部的所述籽晶提拉机构11，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒20自所述开口提拉至所述牵引室10的腔室内；

然后，当晶棒20冷却后，向上整体提升所述牵引室10，直至所述牵引室 10与所述晶体生长炉脱离后，继续提升所述牵引室10一定高度，直至所述牵引室10与所述晶体生长炉之间具有预设距离，该预设距离用于为所述晶棒防护组件的旋转臂110旋转时提供足够的释放空间；

然后，如图2所示，控制所述第一动力部件，使得所述移动部件向靠近所述牵引室的开口一侧移动所述保护模块，直至所述保护模块位于所述牵引室的开口下方；

然后，控制所述第二动力部件300，使得所述旋转轴200旋转，以带动所述托板100处于所述第一状态，而位于所述牵引室10的开口正下方；

然后，如图3所示，控制所述籽晶提拉机构11向下释放所述晶棒20，直至所述晶棒20的底部自所述牵引室10的开口伸出，并由所述托板100承托保护；

然后，转移所述牵引室10至所述晶体生长炉的一侧，以完成晶棒20随牵引室10转移过程；

然后，如图6所示，控制所述升降模块，使得所述保护模块2在所述第一方向上、向靠近所述牵引室10底部一侧下降，同时控制所述籽晶提拉机构11 向下释放所述晶棒20，直至所述晶棒20从所述牵引室10的开口露出，以完成晶棒20从牵引室10取出过程。

采用上述方案，在本发明实施例中，在晶棒20随牵引室10转移出晶体生长炉以及晶棒20从牵引室10内取出过程中，晶棒20的顶部由籽晶提拉机构 11牵引，底部被托板100承托，有效地避免了在移动过程中晶棒20在牵引室 10中的晃动，从而，可以满足晶棒20在随着牵引室10移动过程以及晶棒从牵引室10取出过程中，在牵引室10中保持竖直状态，且晶棒20四周与牵引室10的内壁有一定的空隙，不会在移动过程中造成晶棒20和牵引室10内壁的碰撞而破坏晶棒20或造成损失或安全事故。

需要说明的是，在上述方案中，所述第一动力部件的动力实施方式可以为气动方式，动力足，造价低；还可以是电动方式，可实现平稳、精准的运动，例如，所述第一动力部件可以选用伺服电机等。

此外，还需要说明的是，所述托板100连接在所述旋转轴200上，在所述第二动力部件300的驱动下可以按照设定做出相应的转动，以在第一状态和第二状态之间切换，其中，所述第二动力部件300在控制所述旋转轴200旋转时，所述托板100在移动过程中保持平稳，避免对牵引室10造成不必要的晃动，此外，所述第二动力部件300能够实现将所述托板100在所述第一状态时在所述牵引室10开口下方的第一预设位置和所述第二状态时在避让开所述牵引室 10的开口的第二预设位置平稳地停止并锁死。

此外，在一种示例性的实施例中，所述移动部件为在所述第一方向上伸缩的伸缩杆，通过伸缩杆在所述第一方向上往复伸缩，带动保护模块升降。

此外，在一种示例性的实施例中，所述固定部件为固定在所述牵引室外壁上的直线导轨330，所述移动部件310为能够在所述第一动力部件驱动下在所述直线导轨上往复运动的移动杆。

采用上述方案，所述固定部件可以选用直线导轨，所述保护模块可在所述第一动力部件的驱动下随着移动杆、沿所述直线导轨上升或下降，其中所述保护模块在处于下降位置时，能够低于所述牵引室的开口，并使得所述保护模块的托板具有足够释放空间。所述保护模块在所述直线导轨上可以按照设定做出相应的移动，并在移动过程中保持平稳，以对已拉制完成的晶棒起到保护作用。并且所述移动部件在所述牵引室外移动时的运动方式为直线运动，可保证整个所述牵引室及安装在所述牵引室上组件的平稳性，并且直线运动在所述移动部件及所述保护模块运动时不会对晶体生长炉上其他部件造成碰撞等。

需要说明的是，上述方案中，所述第一动力部件驱动所述移动杆沿所述直线导轨340在所述第一方向上往复运动，实现所述升降模块带动保护模块升降的目的，在实际应用中，所述升降模块的具体结构不进行限定。

此外，还需要说明的是，在上述方案中，所述第二动力部件的动力实施方式可以为气动方式，动力足，造价低；还可以是电动方式，可实现平稳、精准的运动，例如，所述第二动力部件可以选用伺服电机等。

此外，在本发明所提供的一种示例性的实施例中，所述晶棒防护组件还包括锁紧部件，用于将所述托板100在所述第一状态时锁紧固定。对于所述锁紧部件的具体结构在此不进行限定，例如，所述锁紧部件可以是，通过控制所述第二动力部件停止驱动所述旋转轴，所述旋转轴直接锁止固定；或者，所述旋转轴上设有锁定元件。

此外，在一种示例性的实施例中，一个所述固定部件对应一个所述移动部件，组成为一组移动单元；在所述牵引室的外壁上设有两组所述移动单元，且两组所述移动单元分别设置在所述牵引室外壁的相对两侧；其中，

所述托板100数量为一个，一个所述托板连接在一组所述移动单元上，也就是说，在所述牵引室外壁仅单侧安装所述托板；

或者，所述托板的数量为两个，两个所述托板分别对应的连接在两组所述移动单元上，也就是说，在所述牵引室外壁双侧安装所述托板。

采用上述方案，在所述牵引室外壁的相对两侧分别设置一组移动单元，可以保证牵引室的重心平衡，从而保证牵引室移动过程中的平稳性。

此外，一种实施例中，所述托板100上设有用于对晶棒20进行定位的定位元件。采用上述方案，通过设置定位元件，在所述托板100处于第一状态下锁紧固定后，晶棒20下降至所述定位元件时对晶棒20进行定位，这可使晶棒 20在转移下降过程中更加稳定，提高了安全性。

在一种示例性的实施例中，如图1和图6所示，所述定位元件包括：开设于所述托板100上的定位孔121。采用上述方案，晶棒20底部为尖端，可通过定位孔121来对晶棒20的底部尖端进行定位，这种定位方式，结构简单，仅需在托板100上开孔即可，且定位方式稳定性高。当然可以理解的是，在实际应用中，所述定位元件也可以采用其他定位结构，例如，在所述托板100 上设置定位柱或者定位垫环等。

此外，在本发明所提供的一种示例性的实施例中，如图1和图6所示，所述托板100上设有用于对晶棒20进行缓冲保护的柔性缓冲元件122。采用上述方案，通过在所述托板100上设置柔性缓冲元件122，所述柔性缓冲元件122 在所述托板100锁紧固定完成后，晶棒20下降至所述托板100表面时对晶棒 20进行柔性缓冲，可使晶棒20在下降和转移过程中更不容易遭到破坏，降低了损坏风险。

示例性的，所述柔性缓冲元件122包括：设置在所述定位孔121内的环形弹性缓冲垫。当然可以理解的是，所述柔性缓冲元件122也可以选用其他结构实现，对此不进行限定。

在本发明一种示例性的实施例中，所述柔性缓冲元件采用柔性可压缩材料制成，且所述柔性缓冲元件的最大压缩量X≥7mm，这样，所述柔性缓冲元件具有一定的压缩空间，当晶棒下降接触柔性缓冲元件时，晶棒继续下降可对柔性缓冲元件进行压缩，以上对于所述柔性缓冲元件的压缩量仅是提供一种优选方案，并不以此为限，结合实际生产情况，除此之外的实施方式，只要是能体现本发明所述意图的，均属于本发明的保护范围。

此外，在本发明一种示例性的实施例中，在所述定位元件上还设有传感器 123，所述传感器123用于当所述柔性缓冲元件达到预定压缩量时，生成感应信号；所述晶棒防护组件还包括控制器，所述控制器用于根据所述感应信号，控制所述第一动力部件和所述第二动力部件的工作状态。

采用上述方案，通过在定位元件上设置传感器123，当通过籽晶提拉机构 11向下释放晶棒20时，随着晶棒20第二次下降，可以触发所述传感器123，传感器123可以反馈信号给控制器，控制器自动控制所述第二动力部件驱动所述保护模块沿着直线导轨移动，实现所述保护模块随所述晶棒同步下降。

具体地，在晶棒转移完成后进入从牵引室取出阶段(即，第二次下降阶段) 时，晶棒接触并压缩柔性缓冲元件，并将柔性缓冲元件压缩一定距离(即，达到预定压缩量)后，所述传感器产生感应信号，所述控制器则控制所述第二动力部件驱动所述保护模块沿直线导轨运动，这样，由于柔性缓冲元件被压缩一定距离后才能触发传感器，这样可为给控制器及第二动力部件等自动控制系统预留一定的系统响应时间。优选的，所述预定压缩量为2mm。需要说明的是，除此之外的预定压缩量，只要是能体现本发明所述意图的，均属于本发明的保护范围。

此外，在本发明所提供的一种示例性的实施例中，所述传感器的数量为至少四个，至少四个所述传感器环绕所述定位元件四周设置。采用上述方案，所述传感器一共四个，如图6所示，只要有一个传感器检测到晶棒达到检测位置发出信号，即可触发所述第二动力部件工作，这样可避免了单个传感器由于晶棒截面圆度不高或重心偏移晃动而检测不到的情况。

如图7所示，采用本发明优选实施例中的晶棒转移装置进行晶棒20转移的方法过程如下：

控制所述第一动力部件，使所述托板100位于所述牵引室10的一侧，并控制所述第二动力部件300，使所述托板100处于所述第二状态，以避让开所述牵引室10底部的开口；

通过所述籽晶提拉机构11，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒20自所述开口提拉至所述牵引室10的腔室内；

当晶棒20在牵引室10中冷却完成后，操作人员操作控制器，将牵引室 10整体提升与晶体生长炉脱离后，并继续提升一定高度，以使得牵引室10与晶体生长炉之间具有预定距离，以满足托板100在第一状态和第二状态之间切换所需要的释放空间；

当牵引室10到达指定位置后，操作人员操作控制器，控制所述升降模块的所述第一动力部件，使得所述移动部件在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降；

控制所述第二动力元件，所述第二动力元件输出动力，所述托板100的旋转臂110绕旋转轴200旋转，使得所述托板100到达第一预定位置并锁紧固定；

随后，所述籽晶提拉机构11向下释放晶棒20，以使得晶棒在所述牵引室内第一次下降，此时晶棒20在籽晶提拉机构11的钼丝牵引下缓慢下降，直到晶棒20底部的尖端即将接触到所述托板100的柔性缓冲元件122上时，减慢所述籽晶提拉机构11的释放速度，使晶棒20下降速度减慢，随后，晶棒20 缓慢下降，接触柔性缓冲元件122后继续下降，此时，晶棒20底部的尖端与定位元件的中心对正；

然后，晶棒20下降过程完成后，操作人员操作控制器，控制牵引室10 缓慢移动，此时晶棒20在牵引室10中，晶棒20底部自牵引室10底部开口露出，且晶棒20底部与定位元件的中心对正，同时晶棒20底部的尖端与柔性缓冲元件122始终保持接触，且牵引室10中的钼丝保持牵引状态，有效地避免了在移动过程中晶棒20在牵引室10中的晃动，如此，可以满足晶棒20在随着牵引室10移动过程中，在牵引室10中保持竖直状态，且四周与牵引室10 的内壁有一定的空隙，不会在移动过程中造成晶棒20和牵引室10内壁的碰撞而破坏晶棒20或造成损失或安全事故，此时晶棒20在所述晶棒防护组件的保护下随牵引室10移动到了指定的位置并停止运动，完成晶棒20随牵引室10 转移过程；

然后，控制所述升降模块的第一动力元件，使得所述保护模块2沿所述直线导轨在所述第一方向上、向靠近所述牵引室10底部一侧下降，以使得晶棒 20在所述牵引室10内第二次下降，同时控制所述籽晶提拉机构11向下释放所述晶棒20，直至所述晶棒20完全从所述牵引室10的开口露出，完成所述晶棒20从所述牵引室10内取出过程。

在上述所述晶棒20的初步下降随着所述牵引室10移动过程中、以及晶棒从牵引室取出过程中，所述晶棒防护组件对所述晶棒20进行了保护，避免了现有技术晶棒20转移过程中以及晶棒20从牵引室10取出过程中操作人员用手扶晶棒，极大地提高了安全性，降低了晶棒20在移动过程中损坏的风险，大大降低了人工操作量，且提高了晶棒20转移时的转移效率和安全性，同时也降低了企业人员培养的成本，提高了生产效率。

需要说明的是，在上述晶棒转移和晶棒取出过程中，在晶棒20在所述牵引室10内第二次下降之前，操作人员还可以先操作所述控制器，以开启所述传感器，使所述传感器开始工作，然后，再控制籽晶提拉机构11缓慢释放所述钼丝，以使得所述晶棒在所述牵引室中缓慢下降。此时，在所述晶棒在所述牵引室内缓慢下降的同时，所述传感器感应到所述晶棒在所述牵引室内下降，并将感应信号发送至控制器，控制器则控制所述升降模块的第一动力部件，使得所述保护模块沿所述直线导轨与所述晶棒同步缓慢下降，此时所述晶棒尾部中心依然与所述定位元件的中心对正，并压在所述柔性缓冲元件上，过程图如图4所示。

此外，本发明实施例中还提供了一种晶棒取出装置，包括牵引室10，所述牵引室10上设有本发明实施例所提供的晶棒防护组件，如图1所示，在所述牵引室10的外壁上还设有用于与晶体生长炉连接的连接组件30。

此外，本发明实施例还提供了一种晶棒取出方法，其是采用本发明实施例所提供的晶棒转移装置将拉制完成的晶棒20转移出晶体生长炉。

如图7所示，本发明实施例所提供的晶棒取出方法包括以下步骤：

步骤S01、控制所述第一动力部件，使得所述托板100位于所述牵引室的一侧，并控制所述第二动力部件300，使所述托板100处于所述第二状态，以避让开所述牵引室10底部的开口；

步骤S02、通过所述籽晶提拉机构11，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒20自所述开口提拉至所述牵引室10的腔室内；

步骤S03、向上提升所述牵引室10，直至所述牵引室10与所述晶体生长炉脱离，并与所述晶体生长炉之间具有预设距离；

步骤S04、控制所述第一动力部件，使得所述移动部件向靠近所述牵引室的开口一侧移动所述保护模块，直至所述保护模块位于所述牵引室的开口下方；

步骤S05、控制所述第二动力部件300，使得所述托板100处于所述第一状态；

步骤S06、控制所述籽晶提拉机构11向下释放所述晶棒20，使得所述晶棒20在所述牵引室内第一次下降，直至所述晶棒20的底部自所述牵引室10 的开口伸出，并由所述托板100承托；

步骤S07、转移所述牵引室10至所述晶体生长炉的一侧；

步骤S08、控制所述升降模块，使得所述保护模块在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降，同时控制所述籽晶提拉机构向下释放所述晶棒，使得所述晶棒20在所述牵引室内第二次下降，直至所述晶棒完全从所述牵引室的开口露出。

上述方案中，晶棒随牵引室10转移出晶体生长炉过程中以及晶棒从牵引室取出过程中，晶棒防护组件可以对晶棒20进行保护，避免了现有的晶棒20 转移操作过程中需操作人员手扶晶棒20随着牵引室10移动，极大地提高了安全性，降低了晶棒20在移动过程中损坏的风险，且降低了人工操作量，提高了晶棒20转移时的效率。在晶棒20随牵引室10转移过程中，晶棒20的顶部由籽晶提拉机构11牵引，晶棒20的底部由所述晶棒防护组件的托板100进行承托保护，可避免在随牵引室10移动过程以及晶棒从牵引室取出过程中晶棒 20在牵引室10中晃动，无需人工手扶晶棒20完成晶棒20转移，解决了人工手扶晶棒20所造成的效率低、安全性低及晶棒20易损坏的问题，并且，晶棒防护组件采用第二动力部件300驱动旋转轴200旋转，来控制托板100移动，结构简单，易操作。

此外，在本发明一种示例性的实施例中，在所述定位元件上还设有传感器 123，所述传感器123用于当所述柔性缓冲元件达到预定压缩量时，生成感应信号；所述晶棒防护组件还包括控制器，所述控制器用于根据所述感应信号，控制所述第一动力部件和所述第二动力部件的工作状态。

步骤S06之后，步骤S07之前，所述方法还包括：开启所述传感器123，所述传感器123感应晶棒当前状态，并生成感应信号，发送至所述控制器，所述控制器当所述晶棒20在所述牵引室10内下降时，则控制所述升降模块，使得所述保护模块与所述晶棒20同步下降。

采用本发明优选实施例中的晶棒转移装置进行晶棒转移的方法流程如下：

控制所述第一动力部件，使所述托板100位于所述牵引室10的一侧，并控制所述第二动力部件300，使所述托板100处于所述第二状态，以避让开所述牵引室10底部的开口；

通过所述籽晶提拉机构11，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒20自所述开口提拉至所述牵引室10的腔室内；

当晶棒20在牵引室10中冷却完成后，操作人员操作控制器，将牵引室 10整体提升与晶体生长炉脱离后，并继续提升一定高度，以使得牵引室10与晶体生长炉之间具有预定距离，以满足托板100在第一状态和第二状态之间切换所需要的释放空间；

当牵引室10到达指定位置后，操作人员操作控制器，控制所述升降模块的所述第一动力部件，使得所述移动部件在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降；

控制所述第二动力元件，所述第二动力元件输出动力，所述托板100的旋转臂110绕旋转轴200旋转，使得所述托板100到达第一预定位置并锁紧固定；

随后，所述籽晶提拉机构11向下释放晶棒20，以使得晶棒在所述牵引室内第一次下降，此时晶棒20在籽晶提拉机构11的钼丝牵引下缓慢下降，直到晶棒20底部的尖端即将接触到所述托板100的柔性缓冲元件122上时，减慢所述籽晶提拉机构11的释放速度，使晶棒20下降速度减慢，随后，晶棒20 缓慢下降，接触柔性缓冲元件122后继续下降，此时，晶棒20底部的尖端与定位元件的中心对正；

然后，晶棒20下降过程完成后，操作人员操作控制器，控制牵引室10 缓慢移动，此时晶棒20在牵引室10中，晶棒20底部自牵引室10底部开口露出，且晶棒20底部与定位元件的中心对正，同时晶棒20底部的尖端与柔性缓冲元件122始终保持接触，且牵引室10中的钼丝保持牵引状态，有效地避免了在移动过程中晶棒20在牵引室10中的晃动，如此，可以满足晶棒20在随着牵引室10移动过程中，在牵引室10中保持竖直状态，且四周与牵引室10 的内壁有一定的空隙，不会在移动过程中造成晶棒20和牵引室10内壁的碰撞而破坏晶棒20或造成损失或安全事故，此时晶棒20在所述晶棒防护组件的保护下随牵引室10移动到了指定的位置并停止运动，完成晶棒20随牵引室10 转移过程；

然后，控制所述升降模块的第一动力元件，使得所述保护模块2沿所述直线导轨在所述第一方向上、向靠近所述牵引室10底部一侧下降，以使得晶棒 20在所述牵引室10内第二次下降，同时控制所述籽晶提拉机构11向下释放所述晶棒20，直至所述晶棒20完全从所述牵引室10的开口露出，完成所述晶棒20从所述牵引室10内取出过程。

在上述所述晶棒20的初步下降随着所述牵引室10移动过程中、以及晶棒从牵引室取出过程中，所述晶棒防护组件对所述晶棒20进行了保护，避免了现有技术晶棒20转移过程中以及晶棒20从牵引室10取出过程中操作人员用手扶晶棒，极大地提高了安全性，降低了晶棒20在移动过程中损坏的风险，大大降低了人工操作量，且提高了晶棒20转移时的转移效率和安全性，同时也降低了企业人员培养的成本，提高了生产效率。

需要说明的是，在上述晶棒转移和晶棒取出过程中，在晶棒20在所述牵引室10内第二次下降之前，操作人员还可以先操作所述控制器，以开启所述传感器，使所述传感器开始工作，然后，再控制籽晶提拉机构11缓慢释放所述钼丝，以使得所述晶棒在所述牵引室中缓慢下降。此时，在所述晶棒在所述牵引室内缓慢下降的同时，所述传感器感应到所述晶棒在所述牵引室内下降，并将感应信号发送至控制器，控制器则控制所述升降模块的第一动力部件，使得所述保护模块沿所述直线导轨与所述晶棒同步缓慢下降，此时所述晶棒尾部中心依然与所述定位元件的中心对正，并压在所述柔性缓冲元件上，过程图如图4所示。

此外，本发明实施例中还提供有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种晶棒防护组件，用于在晶棒随牵引室转移取出过程中保护晶棒，所述牵引室内部设有容纳晶棒的腔室，所述牵引室的底部设有开口；其特征在于，所述晶棒防护组件包括：

升降模块，所述升降模块包括固定部件、移动部件及第一动力部件，所述移动部件的第一端通过所述固定部件固定设置在所述牵引室的外壁上，所述移动部件的第二端能够沿第一方向进行往复运动，所述第一方向为所述牵引室内的晶棒的长度方向；

及，保护模块，所述保护模块包括旋转轴、驱动所述旋转轴旋转的第二动力部件、以及至少一个托板，所述托板的一端通过所述旋转轴枢接于所述移动部件的第二端，所述托板的另一端能够绕所述旋转轴旋转，以在第一状态和第二状态之间切换；其中，

在所述第一状态，所述托板位于所述牵引室的开口下方，以承托自所述开口伸出的晶棒；在所述第二状态，所述托板移动至避让开所述牵引室的开口的位置；

所述托板上设有用于对晶棒进行定位的定位元件、以及用于对晶棒进行缓冲保护的柔性缓冲元件；

所述定位元件包括：开设于所述托板上的定位孔；

所述柔性缓冲元件包括：设置在所述定位孔内的环形弹性缓冲垫；

所述柔性缓冲元件采用柔性可压缩材料制成，在所述定位元件上还设有传感器，所述传感器用于当所述柔性缓冲元件达到预定压缩量时，生成感应信号；所述晶棒防护组件还包括控制器，所述控制器用于根据所述感应信号，控制所述第二动力部件的工作状态。

2.根据权利要求1所述的晶棒防护组件，其特征在于，

所述移动部件为在所述第一方向上伸缩的伸缩杆；

或者，

所述固定部件为固定在所述牵引室外壁上的直线导轨，所述移动部件为能够在所述第一动力部件驱动下在所述直线导轨上往复运动的移动杆。

3.根据权利要求1所述的晶棒防护组件，其特征在于，

所述晶棒防护组件还包括锁紧部件，用于将所述托板在所述第一状态时锁紧固定。

4.根据权利要求1所述的晶棒防护组件，其特征在于，

一个所述固定部件对应一个所述移动部件，组成为一组移动单元；在所述牵引室的外壁上设有两组所述移动单元，且两组所述移动单元分别设置在所述牵引室外壁的相对两侧；其中，

所述托板数量为一个，一个所述托板连接在一组所述移动单元上；

或者，所述托板的数量为两个，两个所述托板分别对应的连接在两组所述移动单元上。

5.根据权利要求1所述的晶棒防护组件，其特征在于，

所述柔性缓冲元件的最大压缩量X≥7mm。

6.一种晶棒取出装置，其特征在于，包括牵引室，所述牵引室上设有如权利要求1至5任一项所述的晶棒防护组件。

7.一种晶棒转移取出方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的晶棒取出装置将拉制完成的晶棒从晶体生长炉转移取出，所述牵引室顶部还设有籽晶提拉机构；所述方法包括以下步骤：

控制所述第一动力部件，使所述托板位于所述牵引室的一侧，并控制所述第二动力部件，使所述托板处于所述第二状态，以避让开所述牵引室底部的开口；

通过所述籽晶提拉机构，将所述晶体生长炉内拉制完成的晶棒自所述开口提拉至所述牵引室的腔室内；

向上提升所述牵引室，直至所述牵引室与所述晶体生长炉脱离，并与所述晶体生长炉之间具有预设距离；

控制所述升降模块的所述第一动力部件，使得所述移动部件在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧下降；

控制所述第二动力部件，使得所述托板处于所述第一状态；

控制所述籽晶提拉机构向下释放所述晶棒，以使得晶棒在所述牵引室内第一次下降，直至所述晶棒的底部自所述牵引室的开口伸出，并由所述托板承托；

转移所述牵引室至所述晶体生长炉的一侧；

控制所述升降模块，使得所述保护模块在所述第一方向上、向靠近所述牵引室底部一侧继续下降，同时控制所述籽晶提拉机构向下释放所述晶棒，以使得晶棒在所述牵引室内第二次下降，直至所述晶棒完全从所述牵引室的开口露出。

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