CN117139306A - 单晶炉清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单晶炉清洁方法，涉及单晶炉清洁技术领域，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，使得在晶棒生长的环境中，既避免氧化物附着在单晶炉内壁上，又防止氧化物对晶棒造成污染，在炉台停止运行时再对炉台进行全面清扫，使得炉台干净，保障晶体生长环境，确保产品质量。

Description

单晶炉清洁方法

技术领域

本发明属于单晶炉清洁的技术领域，具体涉及一种单晶炉清洁方法。

背景技术

半导体单晶生长炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程中的必备设备，晶棒在单晶炉内生长时需要洁净的无尘环境，但是在晶棒的生长过程中会产生一定的氧化物粉尘，这些氧化物粉尘会附着在单晶炉的主、副炉室的腔壁上。在晶棒结束生长后，就要对附着在腔壁的氧化物粉尘进行清洁，防止影响下次的晶体生长环境。若不清洁，氧化物粉尘掉落到液面上，粉尘会随着晶体的生长进入晶体内部，会改变晶格的排列，导致晶棒断线。这样会导致不必要的晶棒产品损失，例如断线吊料、损失产品产出率等。若是再次回熔生长晶体，则会增加晶体生长过程使用的电力和材料成本消耗。此外，粉尘进入晶体后还会导致一些细微的晶体缺陷产生，导致产品报废。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种清洁彻底的单晶炉清洁方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单晶炉清洁方法，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫，使得炉台干净。

优选地，在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫的具体步骤如下：

S1：旋开副炉室，取出晶棒，对副炉室进行清洁；

S2：旋开炉盖，将炉盖内壁及阀仓清洁干净；

S3：取出加热器将下炉筒和炉底清洁干净；

S4：再依次清洁石墨部件、加热部件、坩埚、热屏；

S5：最后清洁上炉筒。

优选地，所述S1至S4步骤中，均使用无尘纸进行擦拭，再将灰尘进行吸附。

优选地，再使用无尘纸进行擦拭前，在无尘纸上喷洒酒精，然后再进行擦拭。

优选地，所述S5步骤中，使用清洁转盘进行清洁，所述清洁转盘为圆饼状，所述清洁转盘的圆周侧壁上设置清洁毛刷，所述清洁转盘顺时针转动，所述清洁毛刷与所述上炉筒的内壁接触。

优选地，所述清洁转盘内部中空，所述清洁转盘的侧面中部沿圆周方向设置清扫孔，所述清扫孔与所述清洁转盘的内部连通，所述清洁毛刷由数组清洁部组成，所述清洁部由数个清洁件组成，所述清洁件设置在清扫孔的两侧，每一组清洁部沿顺时针方向从清洁转盘的边缘向清扫孔靠近，相邻清洁部相互叠加，使得整个清洁毛刷呈螺旋分布。

优选地，所述清洁转盘与吸附管转动连接，所述吸附管与清洁转盘的中空内腔连通，所述清洁转盘转动清洁上炉筒内壁，清洁毛刷与上炉筒的内壁接触进行刷洗，所述吸附管负压吸附，使得刷洗出的氧化物被清扫孔吸附进入清洁转盘内部。

优选地，所述清扫孔为喇叭状。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种单晶炉清洁方法，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，使得在晶棒生长的环境中，既避免氧化物附着在单晶炉内壁上，又防止氧化物对晶棒造成污染，在炉台停止运行时再对炉台进行全面清扫，使得炉台干净，保障晶体生长环境，确保产品质量。

附图说明

图1为清洁转盘的结构示意图。

图2为清洁转盘的正视图。

图3为单晶炉正视图。

图4为隔离阀的剖视图。

图5为第二法兰的结构示意图。

图中：上炉筒100、清洁转盘110、清扫孔111、清洁毛刷120、清洁部121、清洁件122、吸附管130、隔离阀200、连接吹扫部210、第一法兰211、第二法兰212、吹扫孔2121、环形空腔2122、通气管213、开合部220、气缸驱动件221、软轴222、隔离阀本体223、壳体224、容纳空腔2241、真空排出管300。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

一种单晶炉清洁方法，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫，使得炉台干净。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种单晶炉清洁方法，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，使得在晶棒生长的环境中，既避免氧化物附着在单晶炉内壁上，又防止氧化物对晶棒造成污染，在炉台停止运行时再对炉台进行全面清扫，使得炉台干净，保障晶体生长环境，确保产品质量。

进一步的，在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫的具体步骤如下：

S1：旋开副炉室，取出晶棒，对副炉室进行清洁；

S2：旋开炉盖，将炉盖内壁及阀仓清洁干净；

S3：取出加热器将下炉筒和炉底清洁干净；

S4：再依次清洁石墨部件、加热部件、坩埚、热屏；

S5：最后清洁上炉筒100。

进一步的，所述S1至S4步骤中，均使用无尘纸进行擦拭，再将灰尘进行吸附。

进一步的，再使用无尘纸进行擦拭前，在无尘纸上喷洒酒精，然后再进行擦拭，使得清洁更加干净。

请参看图1及图3，进一步的，所述S5步骤中，使用清洁转盘110进行清洁，所述清洁转盘110为圆饼状，所述清洁转盘110的圆周侧壁上设置清洁毛刷120，所述清洁转盘110顺时针转动，所述清洁毛刷120与所述上炉筒100的内壁接触。

进一步的，所述清洁转盘110内部中空，所述清洁转盘110的侧面中部沿圆周方向设置清扫孔111，所述清扫孔111与所述清洁转盘110的内部连通，所述清洁毛刷120由数组清洁部121组成，所述清洁部121由数个清洁件122组成，所述清洁件122设置在清扫孔111的两侧，每一组清洁部121沿顺时针方向从清洁转盘110的边缘向清扫孔111靠近，相邻清洁部121相互叠加，使得整个清洁毛刷120呈螺旋分布。

进一步的，所述清洁转盘110与吸附管130转动连接，所述吸附管130与清洁转盘110的中空内腔连通，所述清洁转盘110转动清洁上炉筒100内壁，清洁毛刷120与上炉筒100的内壁接触进行刷洗使得附着在上炉筒100内壁的氧化物变为细小颗粒，所述吸附管130负压吸附，使得刷洗出的氧化物被清扫孔111吸附进入清洁转盘110内部，使得清洁毛刷120刷洗后的氧化物颗粒、粉尘能够直接被清理出去，减少氧化物粉尘的沉积，使得上炉筒100清洁干净、彻底。

进一步的，所述清扫孔111为喇叭状。

具体的，所述清洁转盘110进行上下移动可以采用伸缩杆进行移动，伸缩杆的一端与清洁转盘110转动连接，伸缩杆的另一端手持，使得清洁转盘110进行上下移动。

具体的，所述清洁转盘110可以通过电机驱动转动。在驱动电机驱动清洁转盘110瞬时针转动时，清洁转盘110转动带动清洁毛刷120转动的同时，既使得上炉筒100被清洁，也使得与上炉筒100分离的氧化物在清洁件螺旋状的排布下配合清扫孔111吸力使得氧化物被始终团聚在清扫孔111附近，使得氧化物颗粒、粉尘不会掉落至上炉筒100清洁干净的区域，不会造成再次污染；且在吸附的过程中，所述清扫孔111为喇叭状，靠近清洁转盘110的中空腔开口小，靠近清洁转盘110外部的开口大，在吸附管130吸附的过程中，清扫孔111开口大的一端将氧化物颗粒、粉尘进行收集，随着清扫孔111直径的减小，吸附到清扫孔111内的氧化物颗粒、粉尘呈螺旋状进行旋转进入清洁转盘110内部的中空空腔内，使得大颗粒的氧化物在旋转过程中与清扫孔111的内壁及其他颗粒状的氧化物碰撞，使得颗粒逐渐变小，更加容易从清扫孔111的小开口进入清洁转盘110内部的中空空腔内，并且也避免清扫孔111的小开口堵塞。

请查看图4至图5，在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，具体的，所述隔离阀200，包括连接吹扫部210、开合部220，所述连接吹扫部210包括第一法兰211、第二法兰212、通气管213，所述第二法兰212内开设环形空腔2122，所述第二法兰212内侧均匀设置数个吹扫孔2121，数个所述吹扫孔2121向一个方向倾斜，所述吹扫孔2121与所述环形空腔2122连通，所述第一法兰211、第二法兰212对称设置在所述开合部220的上方、下方，所述上炉筒100与所述第一法兰211的上端面连接，所述第一法兰211与所述开合部220上端连接，所述开合部220下端与所述第二法兰212连接，所述通气管213与所述第二法兰212连接以与所述环形空腔2122连通，通过向所述通气管213、环形空腔2122的内部吹入氩气，使得氩气从倾斜方向相同的所述吹扫孔2121吹出来，氩气在第二法兰212的内环壁形成一层涡旋气膜旋转，防止杂流产生，且防止氧化物在所述开合部220聚集。

具体的，隔离阀200，由于数个所述吹扫孔2121的倾斜方向一致，在二次加料开始前，向所述通气管213内通入氩气，氩气进入环形空腔2122，通过所述吹扫孔2121吹扫，一方面，稳定单晶炉内的气场，避免开合部220打开后形成杂流，减少氧化物的生成，另一方面，通入氩气在第二法兰212的内环壁形成一层涡旋气膜，使得氧化物被吹扫，防止氧化物在所述开合部220聚集、凝结，保护开合部220内壁的洁净，当二次加料结束后，氧化物排出，降低氧化物落入石英坩埚内的概率，进而降低晶棒的良率，减少NG次数，再一方面，且隔离阀200不再需要经常清扫，降低了劳动量，提高设备稼动率。

进一步的，所述吹扫孔2121之间的弧长间距为4cm-8cm。

进一步的，所述吹扫孔2121的直径为5mm-10mm。

进一步的，所述吹扫孔2121均位于同一平面，所述吹扫孔2121在水平面倾斜角A为10°-30°。

进一步的，所述吹扫孔2121在水平面倾斜角A为15°，数个所述吹扫孔2121的倾斜方向一致，在氩气吹扫过程中，一个吹扫孔2121中吹出的氩气正好吹到下一个吹扫孔2121处，使得通入氩气在第二法兰212的内环壁形成一层涡旋气膜，防止氧化物在隔离阀本体223周围聚集、结块。

进一步的，所述开合部220包括气缸驱动件221、软轴222、隔离阀本体223、壳体224，气缸驱动件221、软轴222位于所述壳体224的外侧，所述壳体224与所述第一法兰211、第二法兰212外圆周面连接，一侧的所述壳体224与所述第一法兰211、第二法兰212连接构成容纳空腔2241，所述气缸驱动件221与所述软轴222的一端连接，所述软轴222的另一端通过联轴器与所述隔离阀本体223连接，当关闭隔离阀本体223时，电磁阀开启，隔离阀本体223适当上移，降低磨损，气缸驱动件221驱动所述隔离阀本体223转动至所述第一法兰211与第二法兰212之间，关闭电磁阀，所述隔离阀本体223与所述第二法兰212的下端面贴合，使得隔离阀本体223关闭，当打开隔离阀本体223时，电磁阀开启，隔离阀本体223适当上移，气缸驱动件221驱动所述隔离阀本体223转动至容纳空腔2241内，使得隔离阀本体223打开，上炉筒100与中炉筒贯通。

具体的，所述第一法兰211、第二法兰212、隔离阀本体223同轴，所述第一法兰211、第二法兰212之间的间距大于所述隔离阀本体223的高度。

在直拉单晶时，单晶炉内始终通入70slm-90slm的氩气，整个气体的流态从上往下走，在二次加料的过程中，将隔离阀本体223打开，炉体内的气体流态被破坏，杂流会带着氧化物在隔离阀处聚集，因此在进行二次加料前，向所述通气管213内通入60slm的氩气，氩气进入环形空腔2122，通过弧长间距为5cm，直径为8mm的所述吹扫孔2121吹扫，稳定单晶炉内的气场，避免隔离阀本体223转动至容纳空腔2241后形成杂流，以减少氧化物的生成，数个所述吹扫孔2121的倾斜方向一致，在氩气吹扫过程中，一个吹扫孔2121中吹出的氩气正好吹到下一个吹扫孔2121处，使得通入的氩气在第二法兰212的内环壁形成一层涡旋气膜，防止氧化物在隔离阀200周围聚集、结块，当二次加料结束后，关闭隔离阀本体223，直拉单晶炉内的继续保持通入70slm-90slm的氩气，且通气管213内继续60slm的氩气，并保持2kpa压力，所述通气管213通入的氩气流量小于单晶炉内通入的氩气流量，使得涡旋在气体中的氧化物在涡旋气体的引导下逐渐盘旋下移，直至移动至真空排出管300400中排出，降低单晶炉内氧化物，进而降低氧化物落入石英坩埚污染硅溶液的风险，以减低NG概率，且减少工作人员清理隔离阀本体223的次数。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种单晶炉清洁方法，其特征在于：在炉台运行时通过氩气吹扫防止氧化物附着，在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫，使得炉台干净。

2.如权利要求1所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：在炉台停止运行时对炉台进行全面清扫的具体步骤如下：

S1：旋开副炉室，取出晶棒，对副炉室进行清洁；

S2：旋开炉盖，将炉盖内壁及阀仓清洁干净；

S3：取出加热器将下炉筒和炉底清洁干净；

S4：再依次清洁石墨部件、加热部件、坩埚、热屏；

S5：最后清洁上炉筒。

3.如权利要求2所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：所述S1至S4步骤中，均使用无尘纸进行擦拭，再将灰尘进行吸附。

4.如权利要求3所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：再使用无尘纸进行擦拭前，在无尘纸上喷洒酒精，然后再进行擦拭。

5.如权利要求2所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：所述S5步骤中，使用清洁转盘进行清洁，所述清洁转盘为圆饼状，所述清洁转盘的圆周侧壁上设置清洁毛刷，所述清洁转盘顺时针转动，所述清洁毛刷与所述上炉筒的内壁接触。

6.如权利要求5所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：所述清洁转盘内部中空，所述清洁转盘的侧面中部沿圆周方向设置清扫孔，所述清扫孔与所述清洁转盘的内部连通，所述清洁毛刷由数组清洁部组成，所述清洁部由数个清洁件组成，所述清洁件设置在清扫孔的两侧，每一组清洁部沿顺时针方向从清洁转盘的边缘向清扫孔靠近，相邻清洁部相互叠加，使得整个清洁毛刷呈螺旋分布。

7.如权利要求6所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：所述清洁转盘与吸附管转动连接，所述吸附管与清洁转盘的中空内腔连通，所述清洁转盘转动清洁上炉筒内壁，清洁毛刷与上炉筒的内壁接触进行刷洗，所述吸附管负压吸附，使得刷洗出的氧化物被清扫孔吸附进入清洁转盘内部。

8.如权利要求6所述的单晶炉清洁方法，其特征在于：所述清扫孔为喇叭状。