複合式連續加料器的製作方法

2023-09-20 15:34:20 2

專利名稱：複合式連續加料器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種成長爐加料器，特別涉及一種應用於晶體成長的複合式連續加料器。
背景技術：
隨著集成電路的蓬勃發展，對半導體電子元件的需求與日俱增，而半導體的主要材料「矽」則是必須經過高溫提煉後，才可達到半導體所需求的純度。而一般來說，矽的提煉可分為單晶矽以及多晶矽，單晶矽的品質要求嚴格，製程速度慢但晶格排列一致，不會有晶界缺陷，而多晶矽因為生產速度快、工藝要求較低，因而具有價格優勢，但相對的，其晶格排列並不一致，且具有晶界缺陷。而為了配合單晶或多晶的成長，其所採用的晶體成長爐便不盡相同。如中國臺灣專利公告第M344347號「單晶成長爐下料器」，其主要應用於單晶成長，能夠穩定地控制下料速度及重量，但相對的，其生產速度較慢。而中國臺灣專利公告第M343913號的「多晶成長爐連續加料器」，其公開了一種連續加料器的結構及加料方法，於多晶成長系統中，其選擇一次性下料，通過一填料筒將多數料品落下至一坩鍋內以使其熔融後進行多晶矽的製備工藝。其優點在於他過填料筒可進行大量的一次性下料，並且將該填料筒拉回後可在進行重複性的填料動作，但二次填料畢竟還是浪費了填料的時間，且若為小量填料時，更凸顯其填料過程的時間浪費以及空間浪費。因此，不論是哪一種下料方式，都有其缺點，成為業界亟需改進的目標。

實用新型內容本實用新型的主要目的，在於提供一種複合式連續加料器，該複合式連續加料器不僅能夠解決單晶矽及多晶矽必須搭配其各自的特製下料器使用的問題，還能解決現有技術的多晶成長連續加料器於二次下料時的時間及空間浪費的問題。為達上述目的，本實用新型採取了以下技術方案。一種複合式連續加料器，設置於一成長爐上，該複合式連續加料器包括有一與該成長爐連接的主加料器，具有一進料腔體、一容料器及一升降機構，該進料腔體與該成長爐相連通，該容料器容置有多數料體，該升降機構分別與該進料腔體及該容料器連接；及一與該成長爐連接的副加料器，具有一置料容器、一緩衝下料器及一下料導引管，該置料容器容置有多數該料體，該緩衝下料器設置於該置料容器的一出口端，該下料導引管對應該緩衝下料器的一緩衝下料口並連通至該進料腔體。進一步地，該升降機構為一可撓線式的升降機構，其具有一集線筒及一纏繞於該集線筒上的可撓線，該集線器與該進料腔體固定連接，而該可撓線與該容料器連接。進一步地，該進料腔體具有一定位塊，而該容料器具有一容置多數該料體的中空殼體、一輸出多數該料體的輸出開口、一配合該定位塊卡止的定位槽，以及一與該輸出開口組配的止料塞，該定位槽設置於該中空殼體外而與該中空殼體連接。[0009]進一步地，該止料塞設置於該容料器內，該止料塞具有一連接端及一止料端，該可撓線通過該容料器與該連接端連接，而該止料端配合該輸出開口的形狀。進一步地，該止料塞呈弧狀，而該輸出開口相對該止料塞而具有一頸部及開口端。進一步地，該進料腔體與該成長爐連接處設有一隔離閥，該隔離閥具有一平移軌道及一與該平移軌道配合的閥門，且該平移軌道的位移方向垂直於該容料器的移動方向。進一步地，該緩衝下料器具有一承接多數該料體的承載部、一防止多數該料體漏出的擋止部以及該緩衝下料口，該緩衝下料口與該承載部及該擋止部連接。進一步地，該副加料器具有一與該承載部連接的開關控制器以及一固定該置料容器、該開關控制器及該緩衝下料器的位置的固定框架。進一步地，該緩衝下料器還具有一固定在該固定框架上並與該承載部連接的樞接部。進一步地，該開關控制器具有一擺臂以及一與該擺臂連接的控制線，該控制線通過該置料容器及該出口端與該承載部連接。進一步地，該承載部與該擋止部連接形成一容置空間。由此可知，本實用新型提供一種複合式連續加料器，其設置於一成長爐上，該複合式連續加料器包括有一與該成長爐連接的主加料器，及一與該成長爐連接的副加料器。該主加料器具有一進料腔體、一容料器及一升降機構，該進料腔體與該成長爐相連通，該容料器容置有多數料體，該升降機構分別與該進料腔體及該容料器連接，供該容料器於該進料腔體內進行升降作業。該副加料器具有一置料容器、一緩衝下料器及一下料導引管，該置料容器容置有多數該料體，該緩衝下料器設置於該置料容器的一出口端，以承接由該置料容器輸出的多數該料體，該下料導引管對應該緩衝下料器的一緩衝下料口並連通至該進料腔體。由上述說明可知，相較於現有技術，本實用新型具有下列特點一、通過該主加料器與該副加料器的配合而能夠達到快速下料的能力，因此避免了因填料等待時間造成整體下料時間的浪費。二、本實用新型可通過該主加料器進行單次主要下料，而由該副加料器進行附加下料，因而可進行細微調節下料，以控制多數該料體的下料數量。三、該主加料器及該副加料器也可分別進行下料動作，可同時適用於多晶製造及單晶製造。

圖1為本實用新型一較佳實施例的組合結構示意圖。圖2為本實用新型一較佳實施例的主加料器第一工作狀態示意圖。圖3為本實用新型一較佳實施例的主加料器第二工作狀態示意圖。圖4為本實用新型一較佳實施例的副加料器工作狀態示意圖。
具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，以下配合附圖說明如下請參閱圖1所示，其為本實用新型一較佳實施例的組合結構示意圖，如圖所示本實用新型為一種複合式連續加料器，其設置於一成長爐10上，該複合式連續加料器包括有一與該成長爐10連接的主加料器20，及一與該成長爐10連接的副加料器30。該主加料器20具有一進料腔體21、一容料器22及一升降機構23，該進料腔體21 與該成長爐10相連通，該容料器22容置有多數料體40，該升降機構23分別與該進料腔體 21及該容料器22連接，供該容料器22於該進料腔體21內進行升降作業。更進一步地，該升降機構23為一可撓線式的升降機構23，其具有一集線筒231及一纏繞於該集線筒231 上的可撓線232，該集線筒231與該進料腔體21固定連接，而該可撓線232與該容料器22 連接，因此，該可撓線232可通過該集線筒231對該容料器22進行升降作業。該進料腔體 21具有一定位塊211，而該容料器22具有一容置多數該料體40的中空殼體221、一輸出多數該料體40的輸出開口 222、一配合該定位塊211卡止的定位槽223，以及一與該輸出開口 222組配的止料塞224，該定位槽223設置於該中空殼體221的外表面而與該中空殼體221 連接，該定位槽223與該定位塊211卡止以限制該容料器22的移動，該止料塞2M作為該輸出開口 222的開關，用以控制多數該料體40的輸出，其中，該止料塞2M設置於該容料器 22內，該止料塞2 具有一連接端225及一止料端226，該可撓線232通過該容料器22與該連接端225連接，而該止料端2 配合該輸出開口 222的形狀而卡止於該輸出開口 222。 而於本實施例中，該止料塞2M呈弧狀，而該輸出開口 222相對該止料塞2M而具有一頸部 222a及一開口端222b，由此，該止料塞2 可密合地與該輸出開口 222連接，而當該止料塞 224與該輸出開口 222分離時，讓多數該料體40藉助弧形形狀的斜面結構滑落至該成長爐 10內，減少多數該料體40粘著在該止料塞2M上的情況。除此之外，該進料腔體21與該成長爐10連接處設有一隔離閥M，該定位塊211相鄰該隔離閥M設置，該隔離閥M具有一平移軌道241及一與該平移軌道241配合的閥門 M2，且該平移軌道241的位移方向垂直該容料器22的移動方向。通過這樣的設計，可避免使用樞接形式的閥體結構時因必須配合閥體的開關而導致的增加整體高度的問題。如上所述，本實施例使用了可撓線式的升降機構23，比起使用油壓式升降機構的硬管結構時必須加高進料腔體21外的高度，可撓線式的該升降機構23可以達到降低整體高度的目的。該副加料器30具有一置料容器31、一緩衝下料器32、一下料導引管33、一開關控制器34以及一固定框架35，該置料容器31的材質可為石英、金屬，且用以容置多數該料體 40，該緩衝下料器32設置於該置料容器31的一出口端311，以承接由該置料容器31輸出的多數該料體40，該下料導引管33對應該緩衝下料器32的一緩衝下料口 321並連通至該進料腔體21。更進一步地，該緩衝下料器32具有一承接多數該料體40的承載部322、一防止多數該料體40漏出的擋止部323、該緩衝下料口 321，以及一連接該承載部322的樞接部 324，該緩衝下料口 321與該承載部322及該擋止部323連接。該承載部322與該擋止部 323連接形成一容置空間，該容置空間用以容置由該出口端311輸出的多數該料體40。該固定框架35用以固定該置料容器31、該開關控制器34及該緩衝下料器32的位置，且該樞接部3M與該固定框架35連接，而可使該承載部322進行樞接旋轉。該開關控制器34具有一擺臂341以及一與該擺臂341連接的控制線342，該開關控制器34設置於該置料容器 31上方並與該固定框架35連接，該控制線342通過該置料容器31及該出口端311與該承載部322連接，透過該擺臂341帶動該控制線342而控制該承載部322與該出口端311的距離。[0032]請配合參閱圖2及圖3所示的本實用新型一較佳實施例的主加料器20的第一工作狀態和第二工作狀態示意圖，如圖所示，於裝填完多數該料體40於該容料器22內後，該隔離閥M中的閥門242通過該平移軌道241平移滑動而打開連通該進料腔體21與該成長爐10，該容料器22由該進料腔體21下降，直到該定位槽223與該定位塊211卡止為止，此時，該容料器22固定不動，而該可撓線式的升降機構23上的可撓線232繼續下降，接著如圖3所示，由於該可撓線232繼續下降，因而帶動該止料塞2M繼續下降，致使該止料塞2M 與輸出開口 222分開，而讓多數該料體40由該輸出開口 222掉落至該成長爐10內進行熔融工藝流程。當該主加料器20進行加料完畢後，位於該容料器22內的多數該料體40便會完全落至成長爐10的一坩鍋內。接著，請配合參閱圖4所示，副加料器30開始進行下料動作， 由該緩衝下料器32先行承接該置料容器31輸出的多數該料體40，而該開關控制器34控制該擺臂341放下該控制線342而使該承載部322傾斜，並與該出口端311分離，而使多數該料體40掉出，再通過該緩衝下料口 321輸出多數該料體40至該下料導引管33內，進而掉入坩鍋。由此，於主加料器20進行單次加料後，副加料器30可進行補充加料的動作，而不需要將主加料器20通過該升降機構23拉起，重新進行填料動作再下料。因而可節省下料時間。除了上述的下料流程之外，本實用新型還可利用該主加料器20或該副加料器30 分別進行加料動作。在此再舉例示意另一加料流程同樣先由該主加料器20進行加料動作，而於下料完畢後，由該升降機構23將該容料器22拉起，接著不關閉該隔離閥M，直接由該副加料器30進行下料，同時主加料器20進行充填料體40的動作，而於主加料器20充填完畢以後，副加料器30停止下料，由該升降機構23降下該容料器22，以繼續二次下料，通過這樣的下料方式，可以在主加料器20進行填料動作時，由該副加料器30持續進行下料動作，因而可以有效增加下料的速度。上述該主加料器20除可應用在料體40的下料作業外， 也可應用於拉晶及晶體純化，其使用的晶體可為藍寶石、單晶矽或多晶矽等。綜上所述，由於本實用新型通過該主加料器20與該副加料器30的配合而可達到快速下料的效果，因此避免了因填料等待時間造成整體下料時間的浪費，且本實用新型可通過該主加料器20進行單次主要下料，而由該副加料器30進行附加下料，因而可進行細微調節下料，以控制多數該料體40的下料數量。除此之外，該主加料器20及該副加料器30 也可分別進行下料動作，可同時適用多晶製造及單晶製造。此外，本實用新型的主加料器20 使用可撓線式的升降機構23，配合該隔離閥M的平移設計，可大幅降低整體高度。另外，該副加料器30的緩衝振動下料的方式，具有結構簡單，且可防止塞料的問題。
權利要求1.一種複合式連續加料器，設置於一成長爐(10)上，其特徵在於該複合式連續加料器包括有一與該成長爐(10)連接的主加料器(20)，具有一進料腔體(21)、一容料器(2 及一升降機構(23)，該進料腔體與該成長爐(10)相連通，該容料器0 容置有多數料體 (40)，該升降機構分別與該進料腔體及該容料器0 連接；及一與該成長爐(10)連接的副加料器(30)，具有一置料容器(31)、一緩衝下料器(32) 及一下料導引管(33)，該置料容器(31)容置有多數該料體(40)，該緩衝下料器(3 設置於該置料容器(31)的一出口端(311)，該下料導引管(3 對應該緩衝下料器(3 的一緩衝下料口(321)並連通至該進料腔體01)。
2.如權利要求1所述的複合式連續加料器，其特徵在於該升降機構03)為一可撓線 (232)式的升降機構(23)，其具有一集線筒031)及一纏繞於該集線筒031)上的可撓線 032)，該集線器與該進料腔體固定連接，而該可撓線032)與該容料器0 連接。
3.如權利要求1所述的複合式連續加料器，其特徵在於該進料腔體具有一定位塊011)，而該容料器0 具有一容置多數該料體GO)的中空殼體021)、一輸出多數該料體GO)的輸出開口 022)、一配合該定位塊(211)卡止的定位槽023)，以及一與該輸出開口(222)組配的止料塞OM)，該定位槽(223)設置於該中空殼體(221)外而與該中空殼體(221)連接。
4.如權利要求3所述的複合式連續加料器，其特徵在於該止料塞(224)設置於該容料器0 內，該止料塞(224)具有一連接端(22 及一止料端0沈)，該可撓線(23 通過該容料器0 與該連接端(22 連接，而該止料端(226)配合該輸出開口(22 的形狀。
5.如權利要求4所述的複合式連續加料器，其特徵在於該止料塞(224)呈弧狀，而該輸出開口(22 相對該止料塞(224)而具有一頸部022a)及開口端Q22b)。
6.如權利要求1所述的複合式連續加料器，其特徵在於該進料腔體與該成長爐 (10)連接處設有一隔離閥(M)，該隔離閥04)具有一平移軌道041)及一與該平移軌道 (241)配合的閥門042)，且該平移軌道041)的位移方向垂直於該容料器02)的移動方向。
7.如權利要求1所述的複合式連續加料器，其特徵在於該緩衝下料器(3 具有一承接多數該料體GO)的承載部(322)、一防止多數該料體00)漏出的擋止部(32 以及該緩衝下料口(321)，該緩衝下料口(321)與該承載部(32 及該擋止部(32 連接。
8.如權利要求7所述的複合式連續加料器，其特徵在於該副加料器(30)具有一與該承載部(32 連接的開關控制器(34)以及一固定該置料容器(31)、該開關控制器(34)及該緩衝下料器(32)的位置的固定框架(35)。
9.如權利要求8所述的複合式連續加料器，其特徵在於該緩衝下料器(3 還具有一固定在該固定框架(3 上並與該承載部(32 連接的樞接部(3M)。
10.如權利要求9所述的複合式連續加料器，其特徵在於該開關控制器(34)具有一擺臂(341)以及一與該擺臂(341)連接的控制線(342)，該控制線(342)通過該置料容器(31) 及該出口端(311)與該承載部(322)連接。
11.如權利要求7所述的複合式連續加料器，其特徵在於該承載部(322)與該擋止部 (323)連接形成一容置空間。
專利摘要本實用新型涉及一種複合式連續加料器，其設置於一成長爐上，包含有主加料器及副加料器，主加料器包含有進料腔體、容料器及升降機構，容料器內容置有多數料體，升降機構分別與進料腔體及容料器連接，並供容料器於進料腔體內進行升降作業。而副加料器具有置料容器、緩衝下料器及下料導引管，置料容器容置有多數料體，緩衝下料器設置於置料容器的出口端，以承接由置料容器輸出的多數料體，並由下料導引管下料至成長爐內。本實用新型的複合式連續加料器通過主加料器及副加料器的設置，可同時應用於單多晶矽的成長爐，並且能夠有效控制下料的數量及下料速度。
文檔編號C30B35/00GK202131400SQ20112020128
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者徐忠龍, 許淑慧 申請人:徐忠龍, 許淑慧