CN115142127B - 一种基于lpcvd的多晶硅成型炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，涉及多晶硅成型炉技术领域，所述多晶硅成型炉包括底座、炉体，所述炉体安装在底座上，所述炉体两侧分别安装有上料机构和下料机构，炉体内安装有沉降罩和托料箱，所述托料箱位于沉降罩的下方，沉降罩利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀。沉降罩为可伸缩结构，在一次沉降结束后，沉降罩收缩一次，利用收缩将内壁上附着的颗粒物刮除，提高沉降罩内部的整洁程度，进而提高气相沉积效果，提高多晶硅在基片表面的成型效果。

Description

一种基于LPCVD的多晶硅成型炉

技术领域

本发明涉及多晶硅成型炉技术领域，具体为一种基于LPCVD的多晶硅成型炉。

背景技术

低压化学气相沉积（LowPressureChemical VaporDeposition，以下简称LPCVD），因其成熟的工艺、低廉的成本以及较高的制作效率，成了在多晶硅的制造方法中最常用的手段。

根据LPCVD沉积原理可知，参与反应的气体，在压力差的作用下，从炉内一端流向另一端，产生的反应产物被吸附在基片表面上，借助温度的作用，沉积反应将会发生。传统的LPCVD成型炉中基片的排布方向与反应气体的流动方向平行，导致沉积薄膜厚度从反应气体进入的方向 到反应气体排出的方向由厚到薄分布，难以保证沉积薄膜厚度的一致性。

在LPCVD工艺沉积多晶硅时，由于对反应室内的颗粒物含量要求非常高，出现在基片上的颗粒物应该尽量减少。然而现有成型炉在使用过程中，无法避免的会在管壁上累积一些由反应气体造成的颗粒物，这些颗粒物容易在一次沉积过程中脱落产生颗粒物污染，从而影响晶圆上的多晶硅品质。因此，对颗粒物的清理成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括下料机构、上料机构，所述多晶硅成型炉包括底座、炉体，所述炉体安装在底座上，所述下料机构和上料机构分别安装在炉体的两侧，下料机构外侧及上料机构外侧均安装有壳体，两个所述壳体均与炉体内部连通；

所述炉体内部安装有沉降罩和托料箱，所述托料箱位于沉降罩的下方，所述沉降罩罩在位于托料箱上的基片上；

所述沉降罩中心位置设置有引流杆，所述沉降罩和引流杆均为可伸缩结构，所述沉降罩上设置有多个连通管，所述引流杆的前端开设有气流口，所述沉降罩与引流杆相互配合对反应气体进行引流；

所述上料机构用于将基片放置在托料箱上，所述下料机构用于将基片从托料箱上取下。炉体内部环境被泵（图中未画出）抽吸为低压环境，反应气体通入沉降罩内，气流在沉降罩内形成气流环，初始状态下，沉降罩内部的气压大于炉体内部的气压，之后，沉降罩利用管道以及阀门对连通炉体内部的低压环境，沉降罩内部的气体往沉降罩的管道口处运动，导致沉降罩内部气流环被破坏，致使反应气体在沉降罩中扩散，使得反应产物在反应气体的携带下扩散在沉降罩中，沉降罩利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀。沉降罩为可伸缩结构，在一次沉降结束后，沉降罩收缩一次，利用收缩将内壁上附着的颗粒物刮除，提高沉降罩内部的整洁程度，进而提高气相沉积效果，提高多晶硅在基片表面的成型效果。

所述炉体内部上方安装有纵截面呈“C”型的固定板，所述固定板上设置有至少两个沉降罩，相邻两个所述沉降罩之间设置有连接杆，每个所述连接杆上均设置有升降杆，所述升降杆的一端固定在固定板上；

所述底座上设置有垫板，所述托料箱安装在垫板上，所述托料箱两侧均转动安装有料板，所述下料机构和上料机构分别位于两个料板的一侧。固定板与炉体内部上端固定，固定板与炉体相互配合形成空气通道，该空气通道用于抽取沉降罩中的气体，空气通道连接外部负压泵，负压泵与控制系统连接；固定板为沉降罩以及升降杆的安装提供支撑；连接杆将相邻两个沉降罩连接在一起，利用一个升降杆控制两个沉降罩的伸展和收缩，沉降罩收缩时，沉降罩内壁附着的颗粒物被自动刮除，升降杆为电动伸缩杆；垫板为托料箱的安装提供支撑，料板通过销轴以及旋转气缸（图中未画出）安装在托料箱上；对应下料机构和上料机构的料板依次打开，下料机构将完成沉积的基片从托料箱中，之后，对应下料机构的料板闭合，上料机构将新的基片放置到托料箱中，之后，料板闭合。

所述托料箱内部开设有一组链槽，一组所述链槽位于两个对立端面上，每个所述链槽内均安装有链条，两个所述链条上对应安装有三个链片，位于两个链条上的相对的两个链片之间转动安装有基板，所述基板下方安装有弧形的储存板，所述基板上安装有托板，所述储存板上安装有两个顶料杆，所述顶料杆的一端与托板连接；

所述链条的运动轨迹呈三角形，所述托料箱一侧安装有驱动电机，所述驱动电机上安装有转轴，所述转轴上对应链条的位置安装有链轮，所述链轮带动链条运动；

所述托板上端面通过滑轨滑动安装有基片板，所述基片板上放置有基片；

托料箱的上端面开设有出料口，所述出料口的尺寸与托板的尺寸相同。（本发明所采用的链条、链轮为现有技术，已在授权公告号CN205840445U、一种用于垂直循环式立体车库的槽轮驱动机构中公开，具体对应的为提升链条以及五齿槽轮），链槽为链条的安装提供支撑，链条在链槽内运动，驱动电机通过转轴带动链轮旋转，链条在链轮的带动下运动，通过链条运动实现对三个基板位置的调整，储存板用于安装顶料杆，顶料杆为电动伸缩杆；链槽呈三角形，链条在链槽内运动，链条的运动轨迹呈三角形，链槽的上端顶点处为沉积点，在沉积点处，顶料杆将基片板顶升，直至基片板下端面与托料箱上端面水平，该点用于气相沉积，链槽的其他两个顶点分别对应下料机构和上料机构，其他两个顶点分别为下料点和待上料点，在下料点处，下料机构将基片板从托板上取下，在待上料点处，上料机构将承载新的基片的基片板放置到托板上；在基片气相沉积结束后，顶料杆进行收缩，使基片板带动基片回到托料箱中。

每个所述基片板上安装有加热线圈，所述托板上的滑轨与控制系统中的电源模块连接，所述加热线圈通过基片板与滑轨电连接，所述加热线圈所在的位置对应基片所在位置；

所述托板中设置有用于监测基片温度的传感器，所述传感器与控制系统连接。基片板上开设有对应滑轨的滑槽，滑槽的两个对立端面上均安装有金属片，加热线圈的两端分别连接两个金属片，滑轨两侧对应金属片的位置安装有导电金属片，两个导电金属片与控制系统中的电源模块连接，金属片与导电金属片接触后，在控制系统的控制下，为加热线圈的工作提供电流，使加热线圈对基片进行加热，进而为气相沉积提供所需的温度。

当位于托料箱外侧的基片正进行多晶硅沉积工作时，位于托料箱外侧的基片板上的加热线圈工作，使用加热线圈的余热对托料箱内部温度进行升温，已经沉积完成的基片在托料箱中进行阶段性降温，而新的基片则利用正在沉积的基片板上的温度以及进行阶段性降温的基片板上的温度进行预热；将等待沉积的基片和进行阶段性降温的基片封锁在托料箱中，利用余热对新的基片进行预热，提高热量的利用率；本申请采用链条进行循环上料，减少常规设置中的进料、出料所占用的时间，提高多晶硅沉积成型的效率。阶段性降温完成的基片连同基片板一起被下料机构取走，未放置基片板的托板运动到上料机构处后，上料机构将承载有新的基片的基片板放置到托板上。

每个所述沉降罩均包括气流罩，所述气流罩内部设置有多个气流管，每个气流管的末端均倾斜安装有喷流管，所述喷流管对反应气体进行加热；

所述气流罩的下端外侧安装有多个套设在一起的罩体，多个所述罩体包括基层罩体和多个活动罩体，所述基层罩体一端固定在气流罩上，多个所述活动罩体套设在一起，其中一个所述活动罩体套设在基层罩体的外侧，所述基层罩体以及多个活动罩体上均设置有两个连通管，每个所述连通管内均安装有阀门，所述连接杆与位于最外侧的所述活动罩体连接；

所述活动罩体与基层罩体之间以及每相邻两个活动罩体之间均安装有牵制弹簧；

所述引流杆包括牵引杆，所述牵引杆一端贯穿固定板，牵引杆另一端贯穿气流罩，所述牵引杆包括驱动部分和多个套设在一起的活动杆，所述驱动部分使多个活动杆依次伸出或依次收缩，位于最内侧所述活动杆上开设有气流口，所述气流口通过管道与固定板内侧空间连通。牵引杆为电动伸缩杆，包括驱动部分和活动杆，活动杆为电动伸缩杆中的伸缩杆，初始状态时，牵引杆处于收缩状态，根据扩散反应气体的需求，在控制系统的控制下逐渐伸长，活动杆利用最内侧、最顶端的活动杆抽吸气流罩中的反应气体，最内侧、最顶端的活动杆与空气通道连通，气流罩为反应气体产生反应提供空间，气流管连接外界供应反应气体的管道，并通过喷流管喷出，喷流管在反应气体流过时对反应气体加热；基层罩体为活动罩体的安装提供支撑，基层罩体、活动罩体以及基片板三者相互配合形成沉积舱；牵制弹簧与升降杆相互配合，用于辅助罩体的收缩；活动罩体与基层罩体配合对反应气流进行牵引，活动罩体和基层罩体上的连通管内的阀门在控制系统的控制下依次打开，阀门将活动罩体以及基层罩体笼罩的空间与炉体中的低压环境连通；

托板将基片板托出托料箱后，升降杆进行工作，通过连接杆使沉降罩伸展，使沉降罩罩在基片外侧，基层罩体、活动罩体以及基片板三者相互配合形成沉积舱，反应气体从气流管以及喷流管处喷出，一股或者多股反应气体进入到气流罩内，由于喷流管倾斜的设置以及活动杆的阻流，使反应气体在气流罩中形成气流环即环流，根据反应气体的加热反应时间，控制系统依次打开基层罩体以及活动罩体上的阀门，同时，也打开空气通道外的负压泵，使活动杆也对反应气体进行抽吸，利用罩体上的阀门与活动杆之间的相互配合，逐渐扩大反应气体所在的区域，并逐渐将反应气体牵引到基片的正上方。随着对反应气体的不断抽吸，反应气体产生的反应产物最终沉积在基片上，并形成多晶硅薄膜。沉降罩利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀，有效提高了多晶硅薄膜的成型效果。

一次沉积结束后，升降杆带动罩体收缩，随着活动罩体与基层罩体之间的收缩以及多个活动罩体之间的收缩，实现了活动罩体内壁的自动清洁，将附着在活动罩体表面且尚不稳定的颗粒物刮除，在活动杆进行伸缩时，也自动实现活动杆的清洁。通过对活动罩体以及活动杆的清洁，进一步保证气相沉积的环境的干净程度，有利于避免由于气相沉积在罩体内壁形成颗粒物覆层，有效减少停机清洁的次数，提高了多晶硅的生产效果。

每个所述喷流管包括基管、隔温管以及控温管，所述基管与气流管连通，所述隔温管由隔热材料制成，所述控温管内侧设置有一根主轴以及多根扭曲轴，所述主轴以及扭曲轴两端均设置有传动轮，两端的两个所述传动轮分别由第一半导体和第二半导体制成，所述主轴以及扭曲轴外侧均涂有绝缘材料，所述传动轮均与控制系统连接。两个传动轮即第一半导体和第二半导体以及主轴或者扭曲轴中有电流流动时，主轴以及扭曲轴产生热量，通过控制系统调控电流的大小，进而实现对主轴以及扭曲轴产生热量的多少，隔温管将热量隔离在控温管处，防止热量传递到基管处，减少反应气体在喷流管中的沉积。

所述控温管内部开设有环形空腔，所述环形空腔中转动安装有电极齿环，每个所述传动轮均与电极齿环啮合传动，位于主轴及扭曲轴两端的所述传动轮的所在半径不同，所述电极齿环由两个直径不同的齿环拼接组成，两个齿环之间设置有绝缘层，两个所述齿环分别连接控制系统的电源模块的正负电极；

所述传动轮与主轴在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

所述传动轮与扭曲轴在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

每个所述主轴两端的传动轮以及扭曲轴两端的传动轮分别与两个齿环啮合传动；

所述环形空腔中安装有微型电机，所述微型电机利用齿轮驱动电极齿环旋转；

所述主轴穿插在多根扭曲轴中。环形空腔为电极齿环的安转、传动轮的安装以及微型电机的安装提供支撑，微型电机利用齿轮带动电极齿环旋转，进而使主轴两端的传动轮转动且转向反向，由于主轴两端的传动轮的转向相反，进而使主轴被扭转，进而使覆盖在主轴外侧的颗粒物被撕裂，随着主轴的扭转，主轴中间部分会出现弧度，利用出现的弧度撞击穿插的扭曲轴，进而使覆盖在主轴上的颗粒层脱落；扭曲轴也在传动轮的带动下被扭转和出现弧度，进而使扭曲轴上的颗粒层也脱落。利用气流将控温管中脱落的颗粒层清理干净，通过对主轴以及扭曲轴的清理，实现喷流管以及主轴和扭曲轴的清洁度，进而防止反应气体被颗粒物污染，进一步提高多晶硅沉积成型的效果。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、沉降罩利用管道以及阀门对连通炉体内部的低压环境，沉降罩内部的气体往沉降罩的管道口处运动，导致沉降罩内部气流环被破坏，致使反应气体在沉降罩中扩散，使得反应产物在反应气体的携带下扩散在沉降罩中，沉降罩利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀。

2、位于托料箱外侧的基片板上的加热线圈工作，使用加热线圈的余热对托料箱内部温度进行升温，已经沉积完成的基片在托料箱中进行阶段性降温，而新的基片则利用正在沉积的基片板上的温度以及进行阶段性降温的基片板上的温度进行预热；将等待沉积的基片和进行阶段性降温的基片封锁在托料箱中，利用余热对新的基片进行预热，提高热量的利用率；本申请采用链条进行循环上料，减少常规设置中的进料、出料所占用的时间，提高多晶硅沉积成型的效率。

3、一次沉积结束后，升降杆带动罩体收缩，随着活动罩体与基层罩体之间的收缩以及多个活动罩体之间的收缩，实现了活动罩体内壁的自动清洁，将附着在活动罩体表面且尚不稳定的颗粒物刮除，在活动杆进行伸缩时，也自动实现活动杆的清洁。

微型电机利用齿轮带动电极齿环旋转，进而使主轴两端的传动轮转动且转向反向，由于主轴两端的传动轮的转向相反，进而使主轴被扭转，进而使覆盖在主轴外侧的颗粒物被撕裂，随着主轴的扭转，主轴中间部分会出现弧度，利用出现的弧度撞击穿插的扭曲轴，进而使覆盖在主轴上的颗粒层脱落；扭曲轴也在传动轮的带动下被扭转和出现弧度，进而使扭曲轴上的颗粒层也脱落。利用气流将控温管中脱落的颗粒层清理干净，通过对主轴以及扭曲轴的清理，实现喷流管以及主轴和扭曲轴的清洁度，进而防止反应气体被颗粒物污染，进一步提高多晶硅沉积成型的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构前视剖视图；

图2是本发明的整体结构右视剖视图；

图3是本发明的托料箱内部前视剖视图；

图4是本发明的托料箱部分结构立体图；

图5是本发明的沉降罩伸展时的内部结构图；

图6是本发明的沉降罩收缩内的内部结构图；

图7是本发明的喷流管内部结构前视图；

图8是本发明的控温管右视半剖图。

图中：

1、底座；

2、炉体；201、固定板；202、升降杆；

3、下料机构；

4、上料机构；

5、托料箱；501、料板；502、链条；503、链轮；504、转轴；505、链片；506、托板；507、顶料杆；508、基片板；

6、沉降罩；601、牵引杆；602、气流罩；603、喷流管；6031、基管；6032、隔温管；6033、控温管；6034、电极齿环；6035、主轴；6036、传动轮；6037、扭曲轴；604、活动杆；605、基层罩体；606、活动罩体；607、牵制弹簧；

7、基片。

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。

请参阅图1－图8，本发明提供技术方案：

本发明所采用的链条502、链轮503为现有技术，已在授权公告号CN205840445U、一种用于垂直循环式立体车库的槽轮驱动机构中公开，具体对应的为提升链条3以及五齿槽轮4。

一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，包括下料机构3、上料机构4，多晶硅成型炉包括底座1、炉体2，炉体2安装在底座1上，下料机构3和上料机构4分别安装在炉体2的两侧，下料机构3外侧及上料机构4外侧均安装有壳体，两个壳体均与炉体2内部连通；

炉体2内部安装有沉降罩6和托料箱5，托料箱5位于沉降罩6的下方，沉降罩6罩在位于托料箱5上的基片7上；

上料机构4用于将基片放置在托料箱5上，下料机构3用于将基片从托料箱5上取下。炉体2内部环境被泵抽吸为低压环境，反应气体通入沉降罩6内，气流在沉降罩6内形成气流环，初始状态下，沉降罩6内部的气压大于炉体2内部的气压，之后，沉降罩6利用管道以及阀门对连通炉体2内部的低压环境，沉降罩6内部的气体往沉降罩6的管道口处运动，导致沉降罩6内部气流环被破坏，致使反应气体在沉降罩6中扩散，使得反应产物在反应气体的携带下扩散在沉降罩6中，沉降罩6利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片7上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀。沉降罩6为可伸缩结构，在一次沉降结束后，沉降罩6收缩一次，利用收缩将内壁上附着的颗粒物刮除，提高沉降罩6内部的整洁程度，进而提高气相沉积效果，提高多晶硅在基片7表面的成型效果。

在沉降罩6以及活动杆604刮除颗粒物的时候，新的基片7并不会伸出托料箱5，且沉降罩6以及活动杆604的清理是在沉积完成的基片7被收入托料箱5之后进行的。

炉体2内部上方安装有纵截面呈“C”型的固定板201，固定板201上设置有五个沉降罩6，相邻两个沉降罩6之间设置有连接杆，每个连接杆上均设置有升降杆202，升降杆202的一端固定在固定板201上；

底座1上设置有垫板，托料箱5安装在垫板上，托料箱5两侧均转动安装有料板501，下料机构3和上料机构4分别位于两个料板501的一侧。固定板201与炉体2内部上端固定，固定板201与炉体2相互配合形成空气通道，该空气通道用于抽取沉降罩6中的气体，空气通道连接外部负压泵，负压泵与控制系统连接；固定板201为沉降罩6以及升降杆202的安装提供支撑；连接杆将相邻两个沉降罩6连接在一起，利用一个升降杆202控制两个沉降罩6的伸展和收缩，沉降罩6收缩时，沉降罩6内壁附着的颗粒物被自动刮除，升降杆202为电动伸缩杆；垫板为托料箱5的安装提供支撑，料板501通过销轴以及旋转气缸安装在托料箱5上；对应下料机构3和上料机构4的料板501依次打开，下料机构3将完成沉积的基片从托料箱5中，之后，对应下料机构3的料板501闭合，上料机构4将新的基片放置到托料箱5中，之后，料板501闭合。

托料箱5内部开设有一组链槽，一组链槽位于两个对立端面上，每个链槽内均安装有链条502，两个链条502上对应安装有三个链片505，位于两个链条502上的相对的两个链片505之间转动安装有基板，基板下方安装有弧形的储存板，基板上安装有托板506，储存板上安装有两个顶料杆507，顶料杆507的一端与托板506连接；

链条502的运动轨迹呈三角形，托料箱5一侧安装有驱动电机，驱动电机上安装有转轴504，转轴504上对应链条502的位置安装有链轮503，链轮503带动链条502运动；

托板506上端面通过滑轨滑动安装有基片板508，基片板508上放置有五个基片7，一个基片7对应一个沉降罩6。

托料箱5的上端面开设有出料口，出料口的尺寸与托板506的尺寸相同。

链槽为链条502的安装提供支撑，链条502在链槽内运动，驱动电机通过转轴504带动链轮503旋转，链条502在链轮503的带动下运动，通过链条502运动实现对三个基板位置的调整，储存板用于安装顶料杆507，顶料杆507为电动伸缩杆；链槽呈三角形，链条502在链槽内运动，链条502的运动轨迹呈三角形，链槽的上端顶点处为沉积点，在沉积点处，顶料杆507将基片板508顶升，直至基片板508下端面与托料箱5上端面水平，该点用于气相沉积，链槽的其他两个顶点分别对应下料机构3和上料机构4，其他两个顶点分别为下料点和待上料点，在下料点处，下料机构3将基片板508从托板506上取下，在待上料点处，上料机构4将承载新的基片7的基片板508放置到托板506上；在基片7气相沉积结束后，顶料杆507进行收缩，使基片板508带动基片7回到托料箱5中。

每个基片板508上安装有加热线圈，托板506上的滑轨与控制系统中的电源模块连接，加热线圈通过基片板508与滑轨电连接，加热线圈所在的位置对应基片7所在位置；

托板506中设置有用于监测基片7温度的传感器，传感器与控制系统连接。基片板508上开设有对应滑轨的滑槽，滑槽的两个对立端面上均安装有金属片，加热线圈的两端分别连接两个金属片，滑轨两侧对应金属片的位置安装有导电金属片，两个导电金属片与控制系统中的电源模块连接，金属片与导电金属片接触后，在控制系统的控制下，为加热线圈的工作提供电流，使加热线圈对基片7进行加热。

当位于托料箱5外侧的基片7正进行多晶硅沉积工作时，位于托料箱5外侧的基片板508上的加热线圈工作，使用加热线圈的余热对托料箱5内部温度进行升温，已经沉积完成的基片7在托料箱5中进行阶段性降温，而新的基片7则利用正在沉积的基片板508上的温度以及进行阶段性降温的基片板508上的温度进行预热；将等待沉积的基片7和进行阶段性降温的基片7封锁在托料箱5中，利用余热对新的基片7进行预热。阶段性降温完成的基片7连同基片板508一起被下料机构3取走，未放置基片板508的托板506运动到上料机构4处后，上料机构4将承载有新的基片7的基片板508放置到托板506上。

沉降罩6中心位置设置有引流杆，沉降罩6和引流杆均为可伸缩结构，沉降罩6上设置有多个连通管，所述引流杆的前端开设有气流口，所述沉降罩6与引流杆相互配合对反应气体进行引流；

每个沉降罩6均包括气流罩602，气流罩602内部设置有多个气流管，每个气流管的末端均倾斜安装有喷流管603，喷流管603对反应气体进行加热；

气流罩602的下端外侧安装有多个套设在一起的罩体，多个罩体包括基层罩体605和多个活动罩体606，基层罩体605一端固定在气流罩602上，多个活动罩体606套设在一起，其中一个活动罩体606套设在基层罩体605的外侧，基层罩体605以及多个活动罩体606上均设置有两个连通管，每个连通管内均安装有阀门，连接杆与位于最外侧的活动罩体606连接；

活动罩体606与基层罩体605之间以及每相邻两个活动罩体606之间均安装有牵制弹簧607；

引流杆包括牵引杆601，牵引杆601一端贯穿固定板201，牵引杆601另一端贯穿气流罩602，牵引杆601为电动伸缩杆，包括驱动部分和多个套设在一起的活动杆604，活动杆604为电动伸缩杆中的伸缩杆，驱动部分使多个活动杆604依次伸出或依次收缩；

位于最内侧活动杆604上开设有气流口，气流口通过管道与固定板201内侧空间连通。初始状态时，牵引杆601处于收缩状态，根据扩散反应气体的需求，在控制系统的控制下逐渐伸长，活动杆604利用最内侧、最顶端的活动杆604抽吸气流罩602中的反应气体，最内侧、最顶端的活动杆604与空气通道连通，气流罩602为反应气体产生反应提供空间，气流管连接外界供应反应气体的管道，并通过喷流管603喷出，喷流管603在反应气体流过时对反应气体加热；

基层罩体605、活动罩体606以及基片板508三者相互配合形成沉积舱；通过沉积舱的形成，散落在炉体2中的颗粒物无法影响新的气相沉积的进行。

活动罩体606与基层罩体605配合对反应气流进行牵引，活动罩体606和基层罩体605上的连通管内的阀门在控制系统的控制下依次打开，阀门将活动罩体606以及基层罩体605笼罩的空间与炉体2中的低压环境连通；

托板506将基片板508托出托料箱5后，升降杆202进行工作，通过连接杆使沉降罩6伸展，使沉降罩6罩在基片7外侧，基层罩体605、活动罩体606以及基片板508三者相互配合形成沉积舱，反应气体从气流管以及喷流管603处喷出，一股或者多股反应气体进入到气流罩602内，由于喷流管603倾斜的设置以及活动杆604的阻流，使反应气体在气流罩602中形成气流环即环流，根据反应气体的加热反应时间，控制系统依次打开基层罩体605以及活动罩体606上的阀门，同时，也打开空气通道外的负压泵，使活动杆604也对反应气体进行抽吸，利用罩体上的阀门与活动杆604之间的相互配合，逐渐扩大反应气体所在的区域，并逐渐将反应气体牵引到基片7的正上方。随着对反应气体的不断抽吸，反应气体产生的反应产物最终沉积在基片7上，并形成多晶硅薄膜。沉降罩6利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片7上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀，有效提高了多晶硅薄膜的成型效果。

一次沉积结束后，升降杆202带动罩体收缩，随着活动罩体606与基层罩体605之间的收缩以及多个活动罩体606之间的收缩，实现了活动罩体606内壁的自动清洁，将附着在活动罩体606表面且尚不稳定的颗粒物刮除，在活动杆604进行伸缩时，也自动实现活动杆604的清洁。通过对活动罩体606以及活动杆604的清洁，进一步保证气相沉积的环境的干净程度，有利于避免由于气相沉积在罩体内壁形成颗粒物覆层，有效减少停机清洁的次数，提高了多晶硅的生产效果。

每个喷流管603包括基管6031、隔温管6032以及控温管6033，基管6031与气流管连通，隔温管6032由隔热材料制成，控温管6033内侧设置有一根主轴6035以及多根扭曲轴6037，主轴6035以及扭曲轴6037两端均设置有传动轮6036，两端的两个传动轮6036分别由第一半导体和第二半导体制成，主轴6035以及扭曲轴6037外侧均涂有绝缘材料，传动轮6036均与控制系统连接。两个传动轮6036即第一半导体和第二半导体以及主轴6035或者扭曲轴6037中有电流流动时，主轴6035以及扭曲轴6037产生热量，通过控制系统调控电流的大小，进而实现对主轴6035以及扭曲轴6037产生热量的多少，隔温管6032将热量隔离在控温管6033处，防止热量传递到基管6031处，减少反应气体在喷流管603中的沉积。

控温管6033内部开设有环形空腔，环形空腔中转动安装有电极齿环6034，每个传动轮6036均与电极齿环6034啮合传动，位于主轴6035及扭曲轴6037两端的传动轮6036的所在半径不同，电极齿环6034由两个直径不同的齿环拼接组成，两个齿环之间设置有绝缘层，两个齿环分别连接控制系统的电源模块的正负电极；

传动轮6036与主轴6035在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

传动轮6036与扭曲轴6037在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

每个主轴6035两端的传动轮6036以及扭曲轴6037两端的传动轮6036分别与两个齿环啮合传动；

环形空腔中安装有微型电机，微型电机利用齿轮驱动电极齿环6034旋转；

主轴6035穿插在多根扭曲轴6037中。

需要对主轴6035以及扭曲轴6037进行清理时，微型电机利用齿轮带动电极齿环6034旋转，进而使主轴6035两端的传动轮6036转动且转向反向，由于主轴6035两端的传动轮6036的转向相反，进而使主轴6035被扭转，进而使覆盖在主轴6035外侧的颗粒物被撕裂，随着主轴6035的扭转，主轴6035中间部分会出现弧度，利用出现的弧度撞击穿插的扭曲轴6037，进而使覆盖在主轴6035上的颗粒层脱落；扭曲轴6037也在传动轮6036的带动下被扭转和出现弧度，进而使扭曲轴6037上的颗粒层也脱落。利用气流将控温管6033中脱落的颗粒层清理干净，通过对主轴6035以及扭曲轴6037的清理，实现喷流管603以及主轴6035和扭曲轴6037的清洁度，进而防止反应气体被颗粒物污染，进一步提高多晶硅沉积成型的效果。

本发明的工作原理：

上料机构4将承载着新的基片7的基片板508放置在托板506上，随着链条502的运动，上料机构4在其中两个托板506上放置基片板508。随着链条502的转动，其中一个放置有基片板508的托板506正对出料口时，顶料杆507将基片板508顶升，直至基片板508下端面与托料箱5上端面水平。

托板506将基片板508托出托料箱5后，升降杆202进行工作，通过连接杆使沉降罩6伸展，使沉降罩6罩在基片7外侧，基层罩体605、活动罩体606以及基片板508三者相互配合形成沉积舱。

反应气体从气流管以及喷流管603处喷出，喷流管603对反应气体进行加热，一股或者多股反应气体进入到气流罩602内，由于喷流管603倾斜的设置以及活动杆604的阻流，使反应气体在气流罩602中形成气流环即环流，根据反应气体的加热反应时间，控制系统依次打开基层罩体605以及活动罩体606上的阀门，同时，也打开空气通道外的负压泵，使活动杆604也对反应气体进行抽吸，活动罩体606将反应气体往外牵引，活动杆604将反应气体往活动罩体606中心牵引，利用罩体上的阀门与活动杆604之间的相互配合，逐渐扩大反应气体所在的区域，并逐渐将反应气体牵引到基片7的正上方。随着对反应气体的不断抽吸，反应气体产生的反应产物最终沉积在基片7上，并形成多晶硅薄膜。沉降罩6利用气流对反应产物的扩散方向进行牵引和修正，使反应产物均匀落在基片7上，使基片表面形成的多晶硅薄膜厚度均匀。

当位于托料箱5外侧的基片7正进行多晶硅沉积工作时，位于托料箱5外侧的基片板508上的加热线圈工作，使反应产物在基片7上形成多晶硅薄膜，沉积完成后，顶料杆507将基片板508收缩托料箱5，之后链条502再次运转，将待沉积的基片7带动出料口处，再利用顶料杆507将新的基片7顶出托料箱5，然后，上料机构4再将承载着新的基片7的基片板508放置在托板506上。

在气相沉积过程中，使用加热线圈的余热对托料箱5内部温度进行升温，已经沉积完成的基片7在托料箱5中进行阶段性降温，而新的基片7则利用正在沉积的基片板508上的温度以及进行阶段性降温的基片板508上的温度进行预热；将等待沉积的基片7和进行阶段性降温的基片7封锁在托料箱5中，利用余热对新的基片7进行预热。阶段性降温完成的基片7连同基片板508一起被下料机构3取走，未放置基片板508的托板506运动到上料机构4处后，上料机构4将承载有新的基片7的基片板508放置到托板506上。

每一次沉积结束后，在沉降罩6再次罩在基片板508上之后，炉体2内再次抽吸成低压状态，将反应气体反应后产生的废气排出。

一次沉积结束后，升降杆202带动罩体收缩，随着活动罩体606与基层罩体605之间的收缩以及多个活动罩体606之间的收缩，实现了活动罩体606内壁的自动清洁，将附着在活动罩体606表面且尚不稳定的颗粒物刮除，在活动杆604进行伸缩时，也自动实现活动杆604的清洁。

需要对主轴6035以及扭曲轴6037进行清理时，微型电机利用齿轮带动电极齿环6034旋转，进而使主轴6035两端的传动轮6036转动且转向反向，由于主轴6035两端的传动轮6036的转向相反，进而使主轴6035被扭转，进而使覆盖在主轴6035外侧的颗粒物被撕裂，随着主轴6035的扭转，主轴6035中间部分会出现弧度，利用出现的弧度撞击穿插的扭曲轴6037，进而使覆盖在主轴6035上的颗粒层脱落；扭曲轴6037也在传动轮6036的带动下被扭转和出现弧度，进而使扭曲轴6037上的颗粒层也脱落。利用气流将控温管6033中脱落的颗粒层清理干净，通过对主轴6035以及扭曲轴6037的清理，实现喷流管603以及主轴6035和扭曲轴6037的清洁度，进而防止反应气体被颗粒物污染，进一步提高多晶硅沉积成型的效果。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，包括下料机构（3）、上料机构（4），其特征在于：所述多晶硅成型炉包括底座（1）、炉体（2），所述炉体（2）安装在底座（1）上，所述下料机构（3）和上料机构（4）分别安装在炉体（2）的两侧，下料机构（3）外侧及上料机构（4）外侧均安装有壳体，两个所述壳体均与炉体（2）内部连通；

所述炉体（2）内部安装有沉降罩（6）和托料箱（5），所述托料箱（5）位于沉降罩（6）的下方，所述沉降罩（6）罩在位于托料箱（5）上的基片（7）上；

所述炉体（2）内部上方安装有纵截面呈“C”型的固定板（201），所述固定板（201）上设置有至少两个沉降罩（6），相邻两个所述沉降罩（6）之间设置有连接杆，每个所述连接杆上均设置有升降杆（202），所述升降杆（202）的一端固定在固定板（201）上；

所述沉降罩（6）中心位置设置有引流杆，所述沉降罩（6）和引流杆均为可伸缩结构，所述引流杆的前端开设有气流口，所述沉降罩（6）与引流杆相互配合对反应气体进行引流；

所述上料机构（4）用于将基片放置在托料箱（5）上，所述下料机构（3）用于将基片从托料箱（5）上取下；

每个所述沉降罩（6）均包括气流罩（602），所述气流罩（602）内部设置有多个气流管，每个气流管的末端均倾斜安装有喷流管（603），所述喷流管（603）对反应气体进行加热；

所述气流罩（602）的下端外侧安装有多个套设在一起的罩体，多个所述罩体包括基层罩体（605）和多个活动罩体（606），所述基层罩体（605）一端固定在气流罩（602）上，多个所述活动罩体（606）套设在一起，其中一个所述活动罩体（606）套设在基层罩体（605）的外侧，所述基层罩体（605）以及多个活动罩体（606）上均设置有两个连通管，每个所述连通管内均安装有阀门，所述连接杆与位于最外侧的所述活动罩体（606）连接；

所述活动罩体（606）与基层罩体（605）之间以及每相邻两个活动罩体（606）之间均安装有牵制弹簧（607）；

所述引流杆包括牵引杆（601），所述牵引杆（601）一端贯穿固定板（201），牵引杆（601）另一端贯穿气流罩（602），所述牵引杆（601）包括驱动部分和多个套设在一起的活动杆（604），所述驱动部分使多个活动杆（604）依次伸出或依次收缩，位于最内侧所述活动杆（604）上开设有气流口，所述气流口通过管道与固定板（201）内侧空间连通；

每个所述喷流管（603）包括基管（6031）、隔温管（6032）以及控温管（6033），所述基管（6031）与气流管连通，所述隔温管（6032）由隔热材料制成，所述控温管（6033）内侧设置有一根主轴（6035）以及多根扭曲轴（6037），所述主轴（6035）以及扭曲轴（6037）两端均设置有传动轮（6036），两端的两个所述传动轮（6036）分别由第一半导体和第二半导体制成，所述主轴（6035）以及扭曲轴（6037）外侧均涂有绝缘材料，所述传动轮（6036）均与控制系统连接；

所述控温管（6033）内部开设有环形空腔，所述环形空腔中转动安装有电极齿环（6034），每个所述传动轮（6036）均与电极齿环（6034）啮合传动，位于主轴（6035）及扭曲轴（6037）两端的所述传动轮（6036）的所在半径不同，所述电极齿环（6034）由两个直径不同的齿环拼接组成，两个齿环之间设置有绝缘层，两个所述齿环分别连接控制系统的电源模块的正负电极；

所述传动轮（6036）与主轴（6035）在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

所述传动轮（6036）与扭曲轴（6037）在轴向上滑动连接，在径向上无法相对运动；

每个所述主轴（6035）两端的传动轮（6036）以及扭曲轴（6037）两端的传动轮（6036）分别与两个齿环啮合传动；

所述环形空腔中安装有微型电机，所述微型电机利用齿轮驱动电极齿环（6034）旋转；

所述主轴（6035）穿插在多根扭曲轴（6037）中。

2.根据权利要求1所述的一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，其特征在于：

所述底座（1）上设置有垫板，所述托料箱（5）安装在垫板上，所述托料箱（5）两侧均转动安装有料板（501），所述下料机构（3）和上料机构（4）分别位于两个料板（501）的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，其特征在于：所述托料箱（5）内部开设有一组链槽，一组所述链槽位于两个对立端面上，每个所述链槽内均安装有链条（502），两个所述链条（502）上对应安装有三个链片（505），位于两个链条（502）上的相对的两个链片（505）之间转动安装有基板，所述基板下方安装有弧形的储存板，所述基板上安装有托板（506），所述储存板上安装有两个顶料杆（507），所述顶料杆（507）的一端与托板（506）连接；

所述链条（502）的运动轨迹呈三角形，所述托料箱（5）一侧安装有驱动电机，所述驱动电机上安装有转轴（504），所述转轴（504）上对应链条（502）的位置安装有链轮（503），所述链轮（503）带动链条（502）运动；

所述托板（506）上端面通过滑轨滑动安装有基片板（508），所述基片板（508）上放置有基片（7）；

托料箱（5）的上端面开设有出料口，所述出料口的尺寸与托板（506）的尺寸相同。

4.根据权利要求3所述的一种基于LPCVD的多晶硅成型炉，其特征在于：每个所述基片板（508）上安装有加热线圈，所述托板（506）上的滑轨与控制系统中的电源模块连接，所述加热线圈通过基片板（508）与滑轨电连接，所述加热线圈所在的位置对应基片（7）所在位置；

所述托板（506）中设置有用于监测基片（7）温度的传感器，所述传感器与控制系统连接。

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