直拉单晶炉的管道清洁方法

172 编辑：中冶有色技术网来源：山东有研艾斯半导体材料有限公司

2024-11-06 15:58:25

权利要求

1.一种直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，在单晶炉下炉室(1)上端设置配备有真空压力表(3)的不锈钢炉盖(2)，该不锈钢炉盖(2)可拆卸地与单晶炉下炉室(1)密封连接;在单晶炉管道连接真空泵的一端附近增设快速放气阀(4)，该快速放气阀(4)通过电动控制装置(5)对处于负压状态的密闭空间进行快速进气;

在单晶拉制结束后，将不锈钢炉盖(2)与单晶炉下炉室(1)密封连接后，按以下步骤进行管道清洁：

步骤1：开启真空泵将单晶炉下炉室(1)内压强抽至压力表示数为-0.1 MPa;关闭真空泵及真空泵阀门，保压10 min后若单晶炉下炉室(1)内压力表示数基本不变，开启快速放气阀(4)，使外界空气发生迅速倒灌，至压力表示数为0;

步骤2：打开不锈钢炉盖(2)，使用清洁工具对单晶炉下炉室(1)堆积的粉尘及管道口附着的粉尘进行清理;

步骤3：重复以上步骤1、步骤2。

2.根据权利要求1所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，所述不锈钢炉盖(2)的壁厚为12-15mm。

3.根据权利要求1所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，所述不锈钢炉盖(2)下沿与单晶炉下炉室(1)上沿形状一致，通过设置密封圈(6)实现不锈钢炉盖(2)与单晶炉下炉室(1)之间的密封连接。

4.根据权利要求1所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，在所述不锈钢炉盖(2)带有定位钉(7)，用于插入单晶炉下炉室(1)的定位孔(8)中，以确保不锈钢炉盖(2)与单晶炉下炉室(1)之间紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，所述步骤1、步骤2的重复次数为5~8次。

6.根据权利要求1所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，在单晶拉制结束后，首先使用机械方法对管道内进行清理，再使用权利要求1所述的方法进行清理。

7.根据权利要求6所述的直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，所述步骤1、步骤2的重复次数为2~4次。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种直拉单晶炉的管道清洁方法，属于单晶硅制备技术领域。

背景技术

[0002]随着半导体技术的飞速发展，对直拉单晶硅的生产效率及质量提出了更大的挑战。在直拉单晶生产过程中，保护气流会将单晶表面附着的挥发物以及杂质排出，这些挥发物及杂质会在排气管道里堆积，若不进行清理则很容易造成管道的堵塞，从而导致系统内部压力增加或不稳定，进而影响单晶的生长质量。如果气体无法顺畅排出，可能会导致杂质气体在炉内积聚，污染硅晶体，很容易导致单晶杂质含量超标报废。另外长期的管道堵塞会增加真空泵的负荷，可能会导致设备过热或损坏，增加维护成本和停机时间。因此，需要在停止生产后要对管道内的粉尘进行清理。

[0003]目前直拉单晶行业普遍采用自制工具进行机械式清理，如使用刷头对内壁进行清扫随后利用吸尘器将粉尘吸出。但受管道结构的限制，对于管道的连接处、弯曲转角处、阀门附近等位置，无法做到完全清理。

发明内容

[0004]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种直拉单晶炉的管道清洁方法，采用该方法能够简单快速地将单晶炉排气管道内壁不易清理处堆积的粉尘清理干净。

[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直拉单晶炉的管道清洁方法，其特征在于，在单晶炉下炉室上端设置配备有真空压力表的不锈钢炉盖，该不锈钢炉盖可拆卸地与单晶炉下炉室密封连接;在单晶炉管道连接真空泵的一端附近增设快速放气阀，该快速放气阀通过电动控制装置对处于负压状态的密闭空间进行快速进气;

在单晶拉制结束后，将不锈钢炉盖与单晶炉下炉室密封连接后，按以下步骤进行管道清洁：

步骤1：开启真空泵将单晶炉下炉室内压强抽至压力表示数为-0.1 MPa;关闭真空泵及真空泵阀门，保压10 min后若单晶炉下炉室内压力表示数基本不变，开启快速放气阀，使外界空气发生迅速倒灌，至压力表示数为0;

步骤2：打开不锈钢炉盖，使用清洁工具对单晶炉下炉室堆积的粉尘及管道口附着的粉尘进行清理;

步骤3：重复以上步骤1、步骤2。

[0006]进一步地，所述不锈钢炉盖的壁厚至少为10 mm。

[0007]进一步地，不锈钢炉盖下沿与单晶炉下炉室上沿形状一致，通过设置密封圈实现不锈钢炉盖与单晶炉下炉室之间的密封连接。

[0008]进一步地，在所述不锈钢炉盖带有定位钉，用于插入单晶炉下炉室的定位孔中，以确保不锈钢炉盖与单晶炉下炉室之间紧密贴合。

[0009]进一步地，所述步骤1、步骤2的重复次数为5~8次。

[0010]进一步地，在单晶拉制结束后，准备清理管道时，首先使用机械方法对管道内进行清理，再使用本发明的方法进行清理。这种情况下，可适当减少上述步骤1、步骤2的重复次数，例如，重复2~4次即可。

[0011]本发明的优点在于：

本发明通过将单晶炉下炉室抽至负压状态，然后利用气流倒灌将管道内壁不易清理之处(如连接处、弯曲转角处、阀门附近等)堆积的粉尘裹挟入单晶炉下炉室中，随后清理单晶炉下炉室内及管道口，如此重复数次即可将管道中粉尘清理干净，从而保证后续产出的单晶质量。

附图说明

[0012]图1为本发明中增设的快速放气阀以及不锈钢炉盖的局部结构示意图。

[0013]图2为对比例1中使用机械方法进行管道清理的结果图示。

[0014]图3为实施例1及实施例2中使用本发明方法后管道内堆积及内壁附着的粉尘受空气裹挟进入单晶炉下炉室的过程图示。

[0015]附图标记

1 单晶炉下炉室;2 不锈钢炉盖;3 真空压力表;4 快速放气阀;5 电动控制装置;6密封圈;7 定位钉;8 定位孔;9 粉尘。

具体实施方式

[0016]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

[0017]图1为本发明中增设的快速放气阀以及不锈钢炉盖的局部结构示意图，该图中的管道结构只是示意性的，为了方便而将示意图中的管道结构进行简化，实际生产中的设备管道结构更加复杂。如图1所示，在单晶炉下炉室1的上端设置配备有真空压力表3的不锈钢炉盖2，该不锈钢炉盖2可拆卸地与单晶炉下炉室1密封连接(图中示出的是二者未密封连接之前的状态);在单晶炉管道连接真空泵的一端附近增设快速放气阀4，该快速放气阀4通过电动控制装置5对处于负压状态的密闭空间进行快速进气;即若单晶炉下炉室内为负压状态(不锈钢炉盖与单晶炉下炉室密封连接之后抽真空后)，快速放气阀4开启后外界空气会从该快速放气阀进入管道，冲刷管道内的粉尘9并将其带入单晶炉下炉室内。

[0018]如图1所示，不锈钢炉盖下沿与单晶炉下炉室上沿形状一致，通过设置密封圈实现不锈钢炉盖与单晶炉下炉室之间的密封连接，例如，分别在不锈钢炉盖2下沿及单晶炉下炉室1上沿对应位置设置半圆形凹槽，并在凹槽内设置密封圈6，在不锈钢炉盖2设有定位钉7，在单晶炉下炉室1设有定位孔8，通过定位针7插入到定位孔中，来实现不锈钢炉盖与单晶炉下炉室之间的紧密贴合并密封连接。

[0019]清理管道时，将不锈钢盖通过定位钉与定位孔与单晶炉下炉室贴合，关闭快速放气阀，打开真空泵及真空泵阀门，当压力表示数达到-0.1 MPa时，关闭真空泵及真空泵阀门，保压10 min后若压力保持不变，打开快速放气阀，此时单晶炉下炉室内处于负压状态，快速放气阀开启后外界空气会瞬间发生倒灌，因此管道内的粉尘会随着外界空气的进入被排到单晶炉下炉室内。

[0020]对比例1

在单晶拉制结束后，使用刷头对管道内壁进行清扫，并在管道口放置吸尘器管将粉尘吸出，其结果如图2所示，在管道转弯处、阀门附近很容易存在粉尘堆积。

[0021]实施例1

步骤1：在单晶拉制结束后，准备清理管道时，首先使用蘸有无水乙醇的纱布或3M纸，将密封圈、单晶炉下炉室上沿以及不锈钢炉盖下沿擦拭一遍。

[0022]步骤2：通过将不锈钢炉盖上的定位钉插入到单晶炉下炉室上的定位孔中，使不锈钢炉盖与单晶炉下炉室紧密贴合，密封连接。确认快速放气阀处于关闭状态，打开真空泵及真空泵阀门，观察压力表，当压力表示数达到-0.1 MPa时，关闭真空泵及真空泵阀门，保压10 min。

[0023]步骤3：保压结束后若压力基本保持不变，打开快速放气阀，使外界空气发生倒灌，待到压力表示数为0之后，打开不锈钢炉盖，使用清洁工具对单晶炉下炉室堆积的粉尘及管道口附着的粉尘进行清理。

[0024]步骤4：重复上述步骤1~3，重复5次。此时管道内堆积的粉尘受空气裹挟均进入单晶炉下炉室内，清理干净，最终效果如图3所示。

[0025]实施例2

步骤1：在单晶拉制结束后，准备清理管道时，首先使用机械方法对管道内进行清理，使用刷头将管壁附着的粉尘刮落，随后使用吸尘器在管道口将管道内粉尘吸出。

[0026]步骤2：使用蘸有无水乙醇的纱布或3M纸，将密封圈、单晶炉下炉室上沿以及不锈钢炉盖下沿擦拭一遍。

[0027]步骤3：通过将不锈钢炉盖上的定位钉插入到单晶炉下炉室上的定位孔中，使不锈钢炉盖与单晶炉下炉室紧密贴合，密封连接。确认快速放气阀处于关闭状态，打开真空泵及真空泵阀门，观察压力表，当压力表示数达到-0.1 MPa时，关闭真空泵及真空泵阀门，保压10 min。

[0028]步骤4：保压结束后若压力基本保持不变，打开快速放气阀，使外界空气发生倒灌，待到压力表示数为0之后，打开不锈钢炉盖，使用清洁工具对单晶炉下炉室堆积的粉尘及管道口附着的粉尘进行清理。