CN114289408B - 一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及单晶炉，尤其是涉及一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，包括：安装座；第一环形件，第一环形件的外边缘具有第一固定边，第一环形件与第一固定边之间形成第一腔；第二环形件，第二环形件连接于第一环形件，第二环形件与第一环形件之间形成第二腔；导向组件，导向组件用于引导气流的流向中。形成环扫的气流并作用于主轴的外壁上，一方面防止氧化物在主轴的外壁上附着，另一方面将附着于主轴外壁上的氧化物吹走，并带入到第一环形件的第一腔中，防止氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。解决了现有技术中单晶炉中形成的氧化物污染硅原料的技术问题；达到除去单晶炉中所形成的氧化物的技术效果。

Description

一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置

技术领域

本申请涉及单晶炉，尤其是涉及一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置。

背景技术

直拉式单晶硅生长炉是制备单晶硅材料的主要设备,又称单晶硅生长炉，或者单晶炉。设备通过石墨加热方式将盛在石英坩埚中的高纯多晶硅原料熔化,在持续的低压氩气保护下，硅晶体在合适的温度与生长速度下，在一根细小的籽晶上逐淅结晶成一根单晶体。

现有技术中，单晶炉将硅原料加热至熔融状态后，利用一用籽晶从上方缓慢吊入硅液，经过缩颈、放肩工序后进行等径生长，从而得到较长的晶棒，籽晶一般通过一钨合金缆绳与外部的提升设备和旋转设备连接，提升设备用于驱动籽晶和晶棒上升；虽然单晶炉内通入氩气保护，但仍会有部分氧气进入与硅发生反应而生成氧化物，氧化物会附着于钨合金缆绳上，在钨合金缆绳提升和旋转的同时容易导致氧化物脱落，脱落的氧化物落入石英坩埚中污染熔融状态的硅原料，从而影响晶棒品质。

因此，现有技术的技术问题在于：单晶炉中形成的氧化物污染硅原料。

发明内容

本申请提供一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，解决了现有技术中单晶炉中形成的氧化物污染硅原料的技术问题；达到除去单晶炉中所形成的氧化物的技术效果。

本申请提供的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，采用如下的技术方案：

一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，作用于单晶炉的主轴的外壁上，包括：安装座，所述安装座固定；第一环形件，所述第一环形件具有一容置主轴的第一容置空间，所述第一环形件的外边缘具有第一固定边，所述第一环形件与所述第一固定边之间形成第一腔；第二环形件，所述第二环形件具有一容置主轴的第二容置空间，所述第二环形件与所述第一环形件位于所述安装座的同一侧，且所述第二环形件与所述第一环形件共轴设置，所述第二环形件连接于所述第一环形件，所述第二环形件与所述第一环形件之间形成第二腔，且所述第二腔可通入一气流；导向组件，所述导向组件用于引导气流的流向，使得气流能够环扫主轴的外侧，所述导向组件包括：第一延边，所述第一延边连接于所述第一环形件的内边缘；第二延边，所述第二延边连接于所述第二环形件的内边缘，在所述第二延边与所述第一延边之间形成环形的导向通道，所述导向通道与所述第二腔连通，其中，所述导向通道中的气流流向与所述主轴的提升方向形成一锐角夹角，且所述第一腔位于第二腔沿主轴提升方向的上方，使得气流将从主轴上吹落的氧化物带到所述第一腔中。

作为优选，所述导向通道的宽度沿气流气流逐渐变窄。

作为优选，所述第二环形件与所述第一腔位于所述第一环形件的板面的两侧，且所述第一延边位于所述环形件的下方，所述第二延边位于所述第二环形件的上方，所述第一延边与所述第二延边之间形成所述导向通道，所述导向通道的第一端与所述第二腔连通，所述导向通道的第二端朝向所述第一环形件的内边缘。

作为优选，所述第一延边与所述第二环形件的板面相抵触，在所述第一延边上开设有分流孔，所述分流孔均匀分布于所述第一延边上。

作为优选，还包括回流组件，所述回流组件用于气流回流至单晶炉内，所述回流组件包括：第三环形件，所述第三环形件用于套设于所述主轴外，所述第三环形件内具有第三腔，所述第三环形件上开设有回流孔和排气孔，所述第三腔通过所述回流孔与所述第一腔连通，所述第三腔通过所述排气孔与单晶炉内部连通；过滤件，所述过滤件位于所述回流孔与所述排气孔之间，使得气流自所述第一腔流经所述过滤件进行过滤。

作为优选，所述第一环形件、第二环形件以及所述第三环形件的内圈尺寸相同。

作为优选，所述过滤件与所述第三环形件呈共轴设置，所述过滤件将所述第三腔划分为第一回流腔和第二回流腔，所述第一回流腔与所述回流孔连通；所述第二回流腔与所述排气孔连通。

作为优选，所述第三环形件上开设有环形槽，所述环形槽的底面开设有所述排气孔，所述环形槽的截面的方向朝向远离所述主轴的方向。

作为优选，所述第一固定边内设置有所述环形盖板，所述环形盖板的外边缘与所述第一固定边固定连接，使得在所述环形盖面、第一固定边以及第一环形件之间形成所述第一腔。

作为优选，还包括供气组件，所述供气组件用于向所述第二腔中供气，所述供气组件包括：供气通道，所述供气通道设置于所述第一环形件内，所述供气通道与所述第二腔连通；供气管，所述供气管所述供气管连接于所述供气通道，所述供气管可与外部气源连通。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请中在第一环形件和第二环形件之间形成第二腔，且在第一环形件和第二环形件之间设置导向通道，并从导向通道朝向第一环形件内边缘的一端排出，从而形成环扫的气流并作用于主轴的外壁上，一方面防止氧化物在主轴的外壁上附着，另一方面将附着于主轴外壁上的氧化物吹走，并带入到第一环形件的第一腔中，防止氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。解决了现有技术中单晶炉中形成的氧化物污染硅原料的技术问题；达到除去单晶炉中所形成的氧化物的技术效果。

2、导向通道的宽度随着气流的流向逐渐变窄，使得气流流经导向通道时逐渐加速，提高气流对主轴外壁的环扫效果。

3、回流组件用于气流的回流，利用氩气作为清洁气流，经过回流组件的回流和过滤之后，进入到单晶炉内部，氩气对主轴经过环扫清洁之后还能够不断地通入单晶炉内作为保护气体，减小单晶炉内空气的残留量，清洁氧化物的同时抑制氧化物的生成。

4、环形槽的开设方向与主轴之间存在夹角，使得气流经过排气孔排出后，气流不会二次作用于主轴上，即可防止主轴上未经环扫清洁的部分上附着的氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。

附图说明

图1是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的立体示意图；

图2是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的爆炸图；

图3是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的安装示意图；

图4是图3的剖视图；

图5是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的正向剖视图；

图6是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的一种实施例示意图；

图7是图5中A的放大图；

图8是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的第三环形件示意图；

图9是图8中B的放大图；

图10是图8中C的放大图；

图11是本申请所述硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置的回流组件示意图。

附图标记说明：1、主轴；100、安装座；200、第一环形件；201、第一盘面；202、第一固定边；203、连接部；204、第一腔；205、环形盖板；206、固定环；300、第二环形件；301、第二盘面；302、第二腔；400、导向组件；401、第一延边；4011、第一导向面；402、第二延边；4021、第二导向面；403、导向通道；404、分流孔；500、第三环形件；501、过滤件；502、第二固定边；503、第三固定边；504、第三腔；505、第一回流腔；506、第二回流腔；507、回流孔；508、排气孔；509、环形槽；600、供气组件；601、供气通道；602、供气管；603、接头。

具体实施方式

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请提供一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，解决了现有技术中单晶炉中形成的氧化物污染硅原料的技术问题；达到除去单晶炉中所形成的氧化物的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，应用于单晶炉中，具体地说，在单晶炉生长晶棒的过程中，单晶炉将硅原料加热至熔融状态，利用一用籽晶从上方缓慢吊入硅液，经过缩颈、放肩工序后进行等径生长，从而得到较长的晶棒，籽晶一般通过一钨合金缆绳与外部的提升设备和旋转设备连接，提升设备用于驱动籽晶和晶棒上升；由于钨合金缆绳易形变弯折，在旋转提升过程中，钨合金缆绳和晶棒容易发生摇晃、摆动；申请人为了解决晶棒晃动的问题，利用主轴1代替传统的钨合金缆绳来对进行牵引和拉晶，主轴1为硬性质地，在旋转提升过程中不会发生晃动，同时，主轴1替代钨合金缆绳，晶棒重量不再受驱动轴承载能力的限制，因而可以提高单台设备的产能，通过升降机构和旋转机构来驱动主轴1的升降和转动。

在晶体生长之前，需要向单晶炉中通入氩气，氩气作为保护气体，通入单晶炉中将硅原料与空气隔绝，在长晶过程中减少硅原料被氧化，但在实际生产过程中，由于需要利用主轴1提拉晶棒，在单晶炉的副炉室顶部呈开口，空气容易从开口中进入，并与硅原料发生反应生成硅的氧化物，氧化物附着于主轴1上，一方面，主轴1在驱动下会进行提升或旋转，在提升或旋转过程中氧化物有可能由于重力作用而掉落，而主轴1位于坩埚的正上方，氧化物会落入坩埚中而污染熔融的硅原料；另一方面，主轴1上附着的氧化物，若不及时清理，氧化物容易堆积，而造成难以铲除氧化物。

一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，如图1、2所示，作用于单晶炉的主轴1的外壁上，主轴1氧化物清理装置包括安装座100、第一环形件200、第二环形件300、导向组件400、回流组件以及供气组件600。单晶炉的主轴1相对于安装座100可升降，且第一环形件200套设于主轴1的外部且固定连接于安装座100上，第一环形件200和安装座100之间形成第一腔204。回流组件连接于第一环形件200的底部，第二环形件300通过回流组件夹设于第一环形件200和回流组件之间。在第一环形件200和第二环形件300之间设置导向组件400，导向组件400用于引导通入的气体，通过导向组件400使得气流经过导向组件400作用于主轴1的外壁上，将附着于主轴1外壁上的氧化物吹落，并将氧化物带入到第一环形件200与安装座100之间形成的第一腔204中，再经过回流组件对气体进行过滤和排放。

安装座100，如图3、4所示，安装座100作为第一环形件200的安装基础，在一个实施例中，安装座100可以为一水平安装板，安安装座100具有一圆形通道，安装座100的上部空间和下部空间通过圆形通道连通，主轴1位于圆形通道内，且主轴1与环形通道呈共轴设置，装板的位置固定，在外部驱动设备的作用下，主轴1可相对于安装座100做升降和旋转。

第一环形件200，如图5所示，第一环形件200用于与安装座100构建第一腔204以收集被吹落的氧化物，防止氧化物被吹落后仍然掉落至坩埚中。第一环形件200套设于主轴1的外部，第一环形件200具有第一盘面201和第一固定边202，第一盘面201呈环状，且第一盘面201的内圈半径与圆形通道的半径相同，使得主轴1能够经过第一环形件200和圆形通道，且主轴1与第一环形件200、圆形通道之间留有间隙，防止主轴1在升降或旋转的同时和安装座100或第一环形件200之间发生干涉。第一盘面201通过第一固定边202固定于安装座100上，且第一盘面201与安装座100之间相互平行；第一固定边202位于第一盘面201的外边缘上，第一固定边202同样也呈环状设置，第一固定边202的方向垂直于第一盘面201，且第一固定边202的底端与第一固定边202固定连接，第一盘面201与第一固定边202之间形成第一腔204；其中，第一盘面201和第一固定边202之间的连接方式可以采取焊接等，当然，可以第一固定边202也可以与第一盘面201一体成型，使得第一盘面201与第一固定边202之间不存在间隙。在第一固定边202的顶部边缘设置一圈固定环206，固定环206与安装座100之间通过螺栓连接，从而将第一环形件200固定于安装在安装座100上。

进一步的，如图5所示，在第一环形件200固定连接于安装座100之后，在第一盘面201、第一固定边202以及安装座100之间形成第一腔204。可选的，第一腔204的形成还可以为另一种方式：开设于安装座100的上的圆形通道尺寸大于第一环形件200的尺寸，使得第一固定边202经过圆形通道固定连接于安装座100的上表面，且第一盘面201位于安装座100的下方，在第一固定边202的内设设置有环形盖板205，环形盖板205与第一盘面201平行设置，环形盖板205的外边缘固定连接于第一固定边202或安装座100上，环形盖板205的内圈半径与第一盘面201的内圈半径相同，使得主轴1能够经过第一盘面201和环形盖板205，且主轴1与第一盘面201、环形盖板205之间留有间隙，防止主轴1在升降或旋转的同时和第一盘面201或环形盖板205之间发生干涉。通过在第一固定边202内侧设置环形盖板205，在环形盖板205、第一固定边202以及第一盘面201之间环形的第一腔204。

第二环形件300，如图5-8所示，第二环形件300用于与第一环形件200配合并形成导向组件400。第二环形件300与第一环形件200均位于安装座100的同一侧，第二环形件300与第一环形件200相同的是，均套设于主轴1的外部，第二环形件300包括第二盘面301，第二盘面301的内圈半径与第一盘面201的内圈半径相同。第二盘面301连接于第一环形件200上，第二盘面301与第一盘面201之间相互平行且共轴设置，在一个实施例中，第二环形件300和第一腔204位于第一环形件200的两侧，第二环形件300位于第一环形件200的下方，具体的说，在第一环形件200的底面具有一圈环形的连接部203，第二盘面301的外边缘与连接部203固定连接，使得在第一盘面201与第二盘面301之间形成环形的第二腔302。在连接部203上连接有供气组件600，供气组件600与第二腔302连通，用于向第二腔302中供气。

可选的，如图6所示，第二环形件300的是位置还可以位于第一环形件200的上方，即第二环形件300位于第一腔204内部。具体的，第二盘面301位于第一腔204的内部，在第一盘面201的顶面具有一圈环形的连接部203，第二盘面301的外边缘与连接部203固定连接，使得在第一盘面201与第二盘面301之间形成第二腔302。供气组件600穿过第一盘面201与第二腔302连通，供气组件600与第二腔302连通，用于向第二腔302中供气。

导向组件400，如图5、7所示，导向组件400用于引导气流的其流向，使得气流能够环扫主轴1的外壁。导向组件400包括第一延边401和第二延边402，第一延边401连接于第一环形件200的内边缘，第二延边402连接于第二环形件300的内边缘，在第一延边401与第二延边402之间形成导向通道403，导向通道403与第二腔302连通，利用供气组件600向第二腔302中通气，气流经过导向通道403作用于主轴1的外壁上，从而达到清洁主轴1的目的。具体来讲，第一延边401位于第一盘面201的下方，第一延边401与第一盘面201的内边缘固定连接从而形成封闭的环形；第二延边402位于第二盘面301上方，第二延边402与第二盘面301的内边缘固定连接从而形成封闭的环形；在第一延边401和第二延边402之间形成环形的导向通道403。

如图7所示，在第一延边401面向第二延边402的一面上具有第一导向面4011，在第二延边402面向第一延边401的一面上具有第二导向面4021，导向通道403形成于第一导向面4011和第二导向面4021之间。其中，第一导向面4011和第二导向面4021之间的距离沿着气流方向逐渐减小，气流方向是从第二腔302流经导向通道403达到第一面板的内边缘上，也就是说，导向通道403的宽度从靠近第二腔302的一端到靠近第一盘内边缘的一端逐渐变窄。在气流从第二腔302进入到导向通道403之后，由于导向通道403逐渐变窄，使得气流在流动过程中实现加速，如此，气流的流速提高，作用于主轴1外部的清洁效果更加。

为了防止主轴1上被吹下的氧化物掉落到坩埚中，通过气流还需要将氧化物吹扫并带走。第一导向面4011和第二导向面4021的设置方向决定了导向通道403对气流的引导方向，优选的，导向通道403的设置方向应当与主轴1方向形成锐角夹角，夹角的范围在20-45°之间，也就是说，气流从第二腔302进入导向通道403之后，气流的方向与主轴1之间形成倾斜向上的作用力，作用力的垂直于主轴1的分力主要用于环扫主轴1的外壁，从而将附着于主轴1外壁上的氧化物吹落，而作用力沿主轴1方向提升方向的分力主要用于将吹落的氧化物沿气流带走，防止氧化物下落至坩埚中，氧化物在气流作用下沿着主轴1提升的方向进入到第一腔204中被收纳。

可选的，若第二环形件300位于第一环形件200的上方，则对应的需要改变第一延边401和第二延边402的设置方向：第一延边401位于第一盘面201的上方，第一延边401与第一盘面201的内边缘固定连接从而形成封闭的环形；第二延边402位于第二盘面301下方，第二延边402与第二盘面301的内边缘固定连接从而形成封闭的环形；在第一延边401和第二延边402之间形成环形的导向通道403。导向通道403的设置方向仍与主轴1之间形成锐角的夹角，且导向通道403沿气流运动方向逐渐变窄。

在第二腔302中还设置有分流组件，如图8、9所示，分流组件用于在气流从第二腔302进入导流通道之前，对气体进行分流，从而使得气流进入导流通道更加均匀，进一步的，气流从导流通道流出时对主轴1的环扫作用更加均匀，从而提高对主轴1外壁的氧化物清理效果。第一延边401的的底面与第二盘面301相抵触，使得第二腔302被第一延边401被分隔呈两个腔室。分流组件包括分流孔404，分流孔404均匀开设于第一延边401的底部，具体来说，分流孔404按圆轴阵列排布，分流孔404的阵列圆心与第一延边401的圆心重合。通过分流孔404使得第二腔302与导向通道403连通，向第二腔302中通气时，气流通过分流孔404进行分流，使得进入导向通道403中的气流更加均匀稳定，从而提高从导向通道403排出的气流的均匀性，对主轴1外壁的环扫、清洁效果更佳。

回流组件，如图8-11所示，回流组件用于气流的回流。回流组件对经过环扫后的气体进行过滤之后再排放，防止氧化物泄露而掉落至坩埚中。回流组件包括第三环形件500和过滤件501，第三环形件500位于第二环形件300的下方，且第三环形件500分别与第一环形件200、第二环形件300固定连接，使得第三环形件500固定于第二环形件300的下方，且第三环形件500的内圈尺寸与第一环形件200、第二环形件300的尺寸相同，使得主轴1均能经过第一环形件200、第二环形件300以及第三环形件500，且主轴1与第一环形件200、第二环形件300以及第三环形件500之间留有间隙，防止主轴1在升降或旋转的同时和第一环形件200、第二环形件300或第三环形件500之间发生干涉。

第三环形件500包括第三盘面、第二固定边502、第三固定边503以及过滤件501，第三盘面位于第二环形件300的下方且与第二盘面301相平行；第二固定边502和第三固定边503分别位于第三盘的内边缘和外边缘，第三环形件500通过第二固定边502和第三固定边503连接于第二环形件300和第一环形件200上。具体的，第二固定边502位于第三盘面的内边缘上，且第二固定边502与第三盘面相垂直，第二固定边502也呈环状设置，第二固定边502的底部与第三盘的内边缘固定连接，第二固定边502的顶部与第二盘面301的内边缘相连接；第三固定边503位于第三盘面外边缘，与第二固定边502相同，第三固定边503与第三盘面相垂直，并且第三固定边503也呈环状设置，第三固定边503的底部与第三盘的外边缘固定连接，第三固定边503的顶部与第一盘面201底面上的是连接部203相连接；通过第二固定边502和第三固定边503使得第三环形件500被固定连接于第二环形件300的下方，且在第三环形件500的内部，在第二固定边502、第三固定边503、第三盘面、第二盘面301以及连接部203之间形成环形的第三腔504。

过滤件501用于对回流的气体进行过滤。如图10、11所示，过滤件501位于第三腔504内，过滤件501呈环状且与第三环形件500共轴设置，过滤件501的轴向的顶部与第二盘面301的下底面固定连接，过滤件501的轴向的底部与第三盘面的顶面固定连接，使得过滤件501被固定于第三腔504内，过滤件501可以采用耐高温的过滤棉、玻璃纤维或其他耐高温的材质。过滤件501的将第三腔504分隔呈两个独立的空间：第一回流腔505和第二回流腔506，其中，第一回流腔505相较于第二回流腔506更靠近主轴1，即第一回流腔505位于第二回流腔506的内侧；通过过滤件501将第三腔504分隔，气流进入到第二回流腔506中与过滤件501之间的接触面积增大，夹块气流过滤的同时提高了气流的过滤效果。

进一步的，在第三环形件500上开设有回流孔507和排气孔508，回流孔507用于连通第一腔204和第三腔504，使得气流能够从第一腔204进入回流腔中；排气孔508用于排放第三腔504中的气体，使得气流经过过滤件501之后从第三腔504中排放至单晶炉内部。具体的，回流孔507开设于第一件的连接部203上，回流孔507具有多个，且呈圆轴阵列排布于第一环形件200的连接部203上，其中，回流孔507的圆周阵列的圆心位于第三环形件500的中心轴上，使得气流能够均匀的从第一腔204运动到第二回流腔506中，气流对主轴1外壁环扫之后将氧化物带入第一腔204内，通过分散设置的回流孔507，氧化物随气流均匀进入到第二回流腔506内，防止过滤件501部分堵塞严重的问题。

排气孔508用于排放第三腔504内的气体。如图9所示，在第三盘面的底部开设有环形槽509，环形槽509和排气孔508连通；环形槽509的设置位置与第三环形件500呈共轴，具体的说，环形槽509开设于第三盘面相应于第一回流腔505的位置上，且在环形槽509的底面上开设排气孔508，排气孔508呈圆周阵列分布于环形槽509的底面上，且圆周阵列的圆心与环形槽509的圆心重合。其中，环形槽509具有开设方向要求，环形槽509的开设方向为朝向远离主轴1的方向，即环形槽509的截面的第一端与主轴1之间的距离小于气第二端与主轴1之间的距离，其中，第一端是指环形槽509与第一回流腔505连通的一端。

气流是指外部供给的氩气气流，氩气气流经过对主轴1外壁环扫清洁之后仍然可以作为单晶炉内的保护气体，经过过滤处理仍然可以排放到单晶炉内部，因此本申请中采用从第二腔302中供气，经过环扫后达到上部的第一腔204，再向下回流经过过滤排放至单晶炉内，而不是在第一腔204中直接排放，也就是说，氩气对主轴1经过环扫清洁之后还能够不断地通入单晶炉内作为保护气体，减小单晶炉内空气的残留量，清洁氧化物的同时抑制氧化物的生成。若采用普通空气作为环扫的气体，虽然能够去除空气回流的步骤，直接将空气排出至单晶炉外部即可，但存在一些问题，一方面，空气环扫在主轴1上，由于主轴1温度较高，空气容易氧化主轴1的外壁，从而造成主轴1寿命降低，另一方面，在空气环扫主轴1的同时，由于主轴1与第一环形件200、第二环形件300以及第二环形件300之间存在一定的间隙，会存在少量的空气从间隙中进入到单晶炉内部，从而加剧硅原料的氧化。

由于本申请中经过环扫的气流需要通入单晶炉内，而位于单晶炉内部的主轴1部分的表面是具有氧化物附着的，因为回流的气体有可能作用于未经环扫的主轴1部分上，而导致氧化物掉落，环形槽509的开设方向与主轴1之间存在夹角，如此，使得气流经过排气孔508排出后，气流不会二次作用于主轴1上，即可防止主轴1上未经环扫清洁的部分上附着的氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。

供气组件600，如图5、11所示，供气组件600用于向第二腔302中供气。供气组件600包括供气通道601、供气管602以及接头603，供气通道601开设于第一环形件200的连接部203上，且供气通道601的开设方向与主轴1垂直，供气通道601的一端与第二腔302相连通，供气通道601的另一端与连接外部的供气管602。在一个实施例中，同供气通道601具有两个，两个供气通道601对称的位于连接部203的两侧，每个供气通道601对应连接一个供气管602，两个供气管602通过接头603连接外部气源，通过外部气源供气，气流经过供气管602和供气通道601进入到第二腔302中从而实现对主轴1环扫清洁。

工作原理/步骤：

外部气源通过供气管602和供气通道601向第二腔302中通入气流，气流达到第二腔302之后，气流通过在第一延边401上开设的分流孔404进行分流，使得气流能够均匀的进入到导向通道403中，气流进入导向通道403之后，由于导向通道403的宽度随气流的流向逐渐变窄，使得气流随在逐渐变窄的导向通道403内逐渐加速，并从导向通道403朝向第一环形件200的内边缘的一端出口流出，主轴1位于第一环形件200的内部空间中，从而实现气流对主轴1外部进行环扫清洁；其中，导向通道403与主轴1之间呈锐角夹角，即气流的流向与主轴1之间形成夹角，气流的方向与主轴1之间形成倾斜向上的作用力，作用力的垂直于主轴1的分力主要用于环扫主轴1的外壁，从而将附着于主轴1外壁上的氧化物吹落，而作用力沿主轴1方向提升方向的分力主要用于将吹落的氧化物沿气流带走，防止氧化物下落至坩埚中，氧化物在气流作用下沿着主轴1提升的方向进入到第一腔204中。

气流在进入第一腔204之后，通过回流孔507回流至第三腔504中，在回流过程中气流会带动部分氧化物经过回流孔507到达第三腔504中，气流经过环形的过滤件501之后，再通过排气孔508排放，而氧化物则被过滤件501滤除。在气流从排气孔508排出之后，由于环形槽509的开设方向为朝向远离主轴1的方向，即环形槽509起到导向气流的作用，使得气流朝向远离主轴1的方向排出，从而使得气流不会二次作用于主轴1上，即可防止主轴1上未经环扫清洁的部分上附着的氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。

同时采用氩气作为清洁气流，经过回流组件的回流和过滤之后，通过环形槽509还可以一保护气体的形式进入到单晶炉内部。

技术效果：

1、本申请中在第一环形件200和第二环形件300之间形成第二腔302，且在第一环形件200和第二环形件300之间设置导向通道403，并从导向通道403朝向第一环形件200内边缘的一端排出，从而形成环扫的气流并作用于主轴1的外壁上，一方面防止氧化物在主轴1的外壁上附着，另一方面将附着于主轴1外壁上的氧化物吹走，并带入到第一环形件200的第一腔204中，防止氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。解决了现有技术中单晶炉中形成的氧化物污染硅原料的技术问题；达到除去单晶炉中所形成的氧化物的技术效果。

2、导向通道403的宽度随着气流的流向逐渐变窄，使得气流流经导向通道403时逐渐加速，提高气流对主轴1外壁的环扫效果。

3、回流组件用于气流的回流，利用氩气作为清洁气流，经过回流组件的回流和过滤之后，进入到单晶炉内部，氩气对主轴1经过环扫清洁之后还能够不断地通入单晶炉内作为保护气体，减小单晶炉内空气的残留量，清洁氧化物的同时抑制氧化物的生成。

4、环形槽509的开设方向与主轴1之间存在夹角，使得气流经过排气孔508排出后，气流不会二次作用于主轴1上，即可防止主轴1上未经环扫清洁的部分上附着的氧化物掉落而污染坩埚中的硅原料。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，作用于单晶炉的主轴的外壁上，其特征在于，包括：

第一环形件，所述第一环形件具有一容置主轴的第一容置空间，所述第一环形件具有一带开口的第一腔，且所示第一开口朝向第一容置空间；

第二环形件，所述第二环形件具有一容置主轴的第二容置空间，所述第二环形件与所述第一环形件共轴设置，所述第二环形件连接于所述第一环形件，所述第二环形件与所述第一环形件之间形成第二腔，且所述第二腔可通入一气流；

导向组件，所述导向组件包括：

第一延边，所述第一延边连接于所述第一环形件的内边缘；

第二延边，所述第二延边连接于所述第二环形件的内边缘，在所述第二延边与所述第一延边之间形成导向通道，所述导向通道与所述第二腔连通；

其中，所述导向通道中的气流流向与所述主轴的提升方向形成一夹角，使得气流通过所述导向通道能够作用于主轴上；且所述第一腔位于第二腔沿主轴提升方向的上方，使得气流将从主轴上吹落的氧化物带到所述第一腔中。

2.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述导向通道的宽度沿气流流向逐渐变窄。

3.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述第二环形件与所述第一腔位于所述第一环形件的板面的两侧，且所述第一延边位于所述环形件的下方，所述第二延边位于所述第二环形件的上方，所述第一延边与所述第二延边之间形成所述导向通道，所述导向通道的第一端与所述第二腔连通，所述导向通道的第二端朝向所述第一环形件的内边缘。

4.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述第一延边与所述第二环形件的板面相抵触，在所述第一延边上开设有分流孔，所述分流孔均匀分布于所述第一延边上。

5.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，还包括回流组件，所述回流组件用于气流回流至单晶炉内，所述回流组件包括：

第三环形件，所述第三环形件用于套设于所述主轴外，所述第三环形件内具有第三腔，所述第三环形件上开设有回流孔和排气孔，所述第三腔通过所述回流孔与所述第一腔连通，所述第三腔通过所述排气孔与单晶炉内部连通；

过滤件，所述过滤件位于所述回流孔与所述排气孔之间，使得气流自所述第一腔流经所述过滤件进行过滤。

6.根据权利要求5所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述第一环形件、第二环形件以及所述第三环形件的内圈尺寸相同。

7.根据权利要求5所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述过滤件与所述第三环形件呈共轴设置，所述过滤件将所述第三腔划分为第一回流腔和第二回流腔，所述第一回流腔与所述回流孔连通；所述第二回流腔与所述排气孔连通。

8.根据权利要求5所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，所述第三环形件上开设有环形槽，所述环形槽的底面开设有所述排气孔，所述环形槽的截面的方向朝向远离所述主轴的方向。

9.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，第一环形件具有第一盘面和第一固定边，第一固定边位于第一盘面的外边缘上，所述第一固定边内设置有环形盖板，所述环形盖板的外边缘与所述第一固定边固定连接，使得在所述环形盖板 、第一固定边以及第一盘面之间形成所述第一腔。

10.根据权利要求1所述的一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置，其特征在于，还包括供气组件，所述供气组件用于向所述第二腔中供气，所述供气组件包括：

供气通道，所述供气通道设置于所述第一环形件内，所述供气通道与所述第二腔连通；

供气管，所述供气管连接于所述供气通道，所述供气管可与外部气源连通。

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