[实用新型]一种单晶炉副室

说明书

技术领域

本实用新型涉及单晶炉的制造领域，更具体地说，涉及一种单晶炉副室，特别是针对生 产12英寸及以上半导体级硅晶圆的单晶炉。

背景技术

硅晶圆尺寸是在半导体生产过程中硅晶圆使用的直径值，硅晶圆尺寸越大越好，因为这 样每块晶圆能生产更多的芯片。比如，同样使用0.13微米的制程在200mm的晶圆上可以生 产大约179个处理器核心，而使用300mm的晶圆可以生产大约427个处理器核心，300mm 直径的晶圆的面积是200mm直径晶圆面积的2.25倍，而出产的处理器个数却是后者的2.385 倍，并且300mm晶圆实际的成本并不会比200mm晶圆高多少，因此这种成倍的生产率提高 显然是所有芯片生产商所追求的。然而，硅晶圆具有的一个特性却限制了生产商随意增加硅 晶圆的尺寸，那就是在晶圆生产过程中，离晶圆中心越远就越容易出现坏点。因此从硅晶圆 中心向外扩展，坏点数呈上升趋势，这样现有技术中就无法随心所欲地增大晶圆尺寸。

根据SEMI发布的半导体材料市场信息，2013年全球全年硅片材料市场消耗约100亿平 方英寸，其中300mm约占70％，折合12英寸硅片月消耗量为516万片。然而12英寸以上大 直径硅片市场中，日本、德国、美国和韩国资本控制的6大硅片公司的销量占世界硅片销售 额的90％，全球寡头垄断已经形成。国内每月硅片需求量：12英寸(约20万片/月)、8英寸 (约50万片/月)、6英寸(约35万片/月)，其中8英寸及12英寸硅片基本依赖国外进口。

中国目前进口第一多的商品不是原油，是芯片，一年进口2500亿美元。我国集成电路产 业处在世界的中下端，属于集成电路消费大国、制造大国，具有粗放型、高投入、低利润的 缺陷。特别是晶圆制造行业，受限于国外对大直径单晶硅生长设备、工艺和检测设备的封锁， 我国晶圆制造一直处于4～6英寸的工艺水平。因此，如何突破技术封锁，实现12英寸硅片的 国产化，已经迫在眉睫。而要实现12英寸硅片的国产化，首先必须要解决的就是生产设备的 国产化。

传统单晶炉的结构示意图如图1所示，该单晶炉的副室包括上部圆筒形的封闭式副室1-1 和下部的副室隔离仓1-2，因为在对副室进行清洗时，只能打开下部较小的副室隔离仓1-2， 所以不能有效地清理整个副室内的氧化物等尘埃污染物，使得单晶硅在生产过程中因沾污而 影响其品质，特别是对于生产12英寸及以上半导体级的硅晶圆，其品质要求更高，如何有效 地清理整个副室内的尘埃污染物显得尤为重要。

目前CZ晶体生长方法的工艺大致可以分为清炉→装料→抽空→检漏→熔料→穏温→引 晶→放肩→等径→收尾→停炉→取棒等步骤，其中，在出现晶体生长异常时，均会需要进行 隔离操作。隔离操作的原理是以一个临时的密封装置，隔离炉筒与副室，通过充氩气操作可 以将副室内部充至常压760torr状态，而炉筒内部继续维持低压0～20torr状态，隔离操作通常 用在取出晶体生长过程中生长失败的晶体或者进行更换籽晶的场合。

传统单晶炉在进行隔离操作时，都是采用人力，用手转动把手带动阀盖旋转从而进行隔 离操作，采用人力进行隔离操作缺点也很明显，人力转动把手时往往在用力及转动速度方面 存在差异，使得隔离操作时容易引起副室震动，特别是在取棒过程中，轻微的震动就容易造 成晶体在副室内晃动，带来掉棒的风险；且采用人力进行隔离操作工作效率十分低下。

现有技术中关于隔离操作使用的旋转隔离阀已有公开，例如专利公开号：CN201321510 Y，公开日：2009年10月7日，发明创造名称为：一种晶体生长设备用旋转隔离阀，该申请 案公开了一种晶体生长设备用旋转隔离阀，包括阀体、阀盖，阀体上的炉口与阀盖相匹配， 阀盖与阀盖拉板一端相固装，阀盖拉板的另一端与旋转轴相固装，旋转轴竖直安装于阀体上 的竖孔内，旋转轴与竖孔为间隙配合且能作上下和周向运动，旋转轴的上端与旋转压紧装置 相固联，采用该申请案的旋转隔离阀，由于阀盖的打开方式由翻开式改进为水平旋开式，使 设备厂房高度降低，节约了设备的装机成本。但是，该申请案的旋转隔离阀仍旧是采用人力 进行隔离操作，容易引起副室震动而造成掉棒等风险。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述不足不足，提供了一种单晶炉副室，主要 解决了采用人力进行隔离操作容易造成掉棒风险的问题。

2.技术方案