[发明专利]拉晶过程中便于测量大直径晶棒的主炉室炉盖及单晶炉

说明书

本发明涉及一种拉晶过程中便于测量大直径晶棒的主炉室炉盖，包括盖体，盖体上设置喉口、第一观察窗和第二观察窗，第一观察窗、第二观察窗和喉口成品字状设置在炉体上，第一观察窗上设置第一刻度尺和第一支架，第一目镜以滑动方式设置在第一支架上并能够通过第一观察窗观察单晶炉内部，第二观察窗上设置第二刻度尺和第二支架，第二目镜以滑动方式设置在第二支架上并能够通过第二观察窗观察单晶炉内部，第一刻度尺的零刻度线和第二刻度尺的零刻度线相互靠近设置。通过第一目镜对准熔融硅液面处晶棒的一侧后读取数值L1，第二目镜对准熔融硅液面处晶棒的另一侧读取数值L2，然后将三个数值相加获得晶棒的直径数值。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种拉晶过程中便于测量大直径晶棒的主炉室炉盖及单晶炉。

背景技术

单晶炉是一种能够在惰性气体环境中将多晶硅材料融化并用直拉法生产单晶硅的设备，目前，工作人员采用目镜观察单晶炉内晶体生长情况。目镜安装至单晶炉单晶炉顶部的观察窗处，目镜的镜头朝向炉内设置，用于观测炉内液面，通过调整目镜的高度及各方向角度来确定相机在单晶炉内的捕捉位置；在单晶拉制过程中的调温、引晶、放肩、转肩、等径阶段来测量液面温度、液面到导流筒的距离以及单晶硅棒直径等数据，为单晶拉制过程提供控制参数依据。

拉晶等径工序中必须定时的去量取晶棒直径，以确保拉晶晶棒的直径满足客户规格，如果晶棒的直径偏大了会造成多晶硅材料的用量增加，导致多晶硅材料的浪费，还会在后续的加工中需要加工达到客户需求的目标晶棒直径，这种由于晶棒直径偏大会导致加工尺寸的余量偏大，使得加工时间和加工量都大幅增加；如果晶棒的直径偏小不能达到客户需求时会导致产品报废或降级；上述两种情况都会给生产造成不必要的损失。而一般量取晶棒直径是通过观察窗上的目镜沿着设置在观察窗上的刻度条移动分别读取目镜对准晶棒两侧所获取的数值差所实现，但当随着大直径晶棒生产的需求，晶棒直径越来越大，当晶棒直径增大到一定程度时，因单晶炉主单晶炉的空间有限，势必需要将喉口的尺寸设计大于晶棒直径的尺寸才能完成晶棒拉制成功后将晶棒从喉口中取出，这种单晶炉腔体直径不变而增加喉口尺寸的情况必然将观察窗朝单晶炉周边设计，由于观察窗受到喉口和单晶炉周边的限制，会使观察窗的长度进而导致目镜在移动过程中无法对准晶棒的两侧，使得测量的数据不准确，这种观察窗靠近单晶炉周边和喉口增大的设计，使得观察窗和喉口之间的距离几乎靠在一起，同时使观察窗的两端分别靠近单晶炉的边缘，导致单晶炉和观察窗靠近的地方、观察窗和单晶炉边缘的地方支撑强度下降，给生产安全带来隐患。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种拉晶过程中便于测量大直径晶棒的主炉室炉盖，以解决现有技术单晶炉的炉径不变情况下因单晶炉的喉口尺寸增大使单晶炉支撑强度降低，同时存在晶棒直径测量不准确的问题，无法满足因单晶炉的炉径不变的前提下还能生产大直径晶棒的需求。

一种拉晶过程中便于测量大直径晶棒的主炉室炉盖，包括盖体，盖体上设置喉口、第一观察窗和第二观察窗，第一观察窗和第二观察窗位于喉口的一侧，第一观察窗、第二观察窗和喉口成品字状设置在炉体上，第一观察窗和第二观察窗呈对称设置；第一观察窗上设置第一刻度尺，第一观察窗上设置第一支架，第一支架上安装第一目镜，第一目镜以滑动方式设置在第一支架上并能够通过第一观察窗观察单晶炉内部，第一支架上设置指向第一刻度尺的第一指针；第二观察窗上设置第二刻度尺，第二观察窗上设置第二支架，第二支架上安装第二目镜，第二目镜以滑动方式设置在第二支架上并能够通过第二观察窗观察单晶炉内部，第二支架上设置指向第二刻度尺的第二指针，第一刻度尺的零刻度线和第二刻度尺的零刻度线相互靠近设置，第一刻度尺的零刻度线和第二刻度尺的零刻度线之间的距离为L0。

优选的，第一支架包括第一底座、第一滑轨和第一滑动件，第一底座安装在第一观察窗的前侧壁上，第一滑轨设置在第一底座的前侧壁上，第一滑动件的后侧壁上设置第一滑块和第二滑块，第一滑块扣合在第一滑轨的上边沿上，第二滑块夹持在第一滑轨的下边沿上，第一指针设置在第一滑动件的后侧壁上，第一指针位于第一滑块的上方，第一指针的前端靠近第一刻度尺的刻度，第一滑动件上设置第一延伸臂，第一延伸臂位于第一观察窗上端面的上方，第一目镜和第一延伸臂转动连接。