一种用于清洁拉晶炉的副炉室的装置及拉晶炉的制作方法

本发明涉及半导体晶圆生产领域，尤其涉及一种用于清洁拉晶炉的副炉室的装置及拉晶炉。

背景技术：

1、对于半导体晶圆的生产而言，通常首先需要利用拉晶炉拉制出晶棒，之后将晶棒切割成多个晶棒节段，随后将每个晶棒节段通过比如多线切割的方式切割成薄片状的初始晶圆，然后使初始晶圆经历研磨、抛光以及可能的外延等处理之后，便可以获得成品晶圆。对于拉制晶棒的拉晶炉而言，通常包括有主炉室和设置在主炉室上方的副炉室，其中主炉室中容纳有坩埚，比如多晶硅之类的固态半导体材料容纳在坩埚中并且被加热以获得熔体，将单晶晶种浸入熔体中以及连续地提升晶种移动离开熔体表面，便可以在移动过程中在相界面处生长出晶棒，具体地，让单晶晶种和熔体接触，使固液界面处的熔体沿着单晶晶种冷却结晶，并通过缓慢拉出单晶晶种而生长单晶，缩颈完成之后通过降低拉速和/或熔体温度来放大晶体生长直径直至达到目标直径；转肩之后，通过控制拉速和熔体温度使晶体生长进入“等径生长”阶段；最后，通过增大拉速和提高熔体温度使晶体生长面的直径逐步减小形成尾锥，直至最后晶体离开熔体表面，即完成了晶棒的生长，而副炉室的作用在于容纳不断拉制出的晶棒并由此使晶棒的降温过程满足要求。

2、拉晶工艺流程中对于拉晶炉的清洁至关重要，每完成一炉拉晶生产后，都需要对拉晶炉进行清洁，包括热场部件清洗、圆顶室内部清洁、热屏清洁、主炉室外表面清洁、副炉室内部清洁等。特别是对于副炉室，针对沉积在其内表面上的氧化物的清洁更加重要。在拉晶过程中，拉晶炉上方会通入惰性气体，如果清洁不干净，则沉积在副炉室内表面上的氧化物在惰性气体的吹扫下可能会掉落到坩埚容纳的熔体中，过冷的氧化物会在熔体的表面形成热冲击，而该热冲击会随着熔体流动而传递至固液交接点。由于拉晶过程中对固液交接点的温度稳定性要求非常高，一旦出现热冲击，晶棒会发生断线，即晶棒将从单晶排列转变为无规则多晶排列，这很大程度上影响了晶棒的整体良率，对拉晶造成巨大损害。

3、对于副炉室的清洁而言，清洁部件在副炉室中移动以完成对整个副炉室的清洁是必要的，因此，需要存在对清洁部件进行驱动以清洁部件移动的驱动部件。在目前的副炉室清洁装置中，这样的驱动部件与清洁部件一样，都存在于副炉室内部，比如清洁装置包括设置在清洁部件下方的升降部件，升降部件包括设置于清洁装置的主机架的侧壁上的行走电机，侧壁上设置有通孔，行走电机的外壳外露于通孔以能够与副炉室内壁接触，以带动主机架在副炉室内移动，使得毛刷对副炉室内壁进行清洁。这会带来的问题是，由于驱动部件为机械结构，其运行过程中或者说作业过程中，不可避免地会产生次生污染，比如机械构件之间相互摩擦产生碎屑，导致尽管清洁部件的确是将存在于副炉室中的原有的污染物清理干净了，但是由于驱动部件的运行又引入了新的污染，无法满足副炉室的高清洁度要求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于清洁拉晶炉的副炉室的装置及拉晶炉，即使驱动部件为机械结构，也能够避免在其运行过程中或者说作业过程中产生次生污染，在清洁部件将存在于副炉室中的原有的污染物清理干净的情况下，不会有新的污染物因驱动部件的运行而被引入到副炉室中，满足副炉室的高清洁度要求。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种用于清洁拉晶炉的副炉室的装置，所述装置包括：

4、设置在所述副炉室的内壁的外侧的驱动单元，所述驱动单元包括能够在所述内壁的外侧移动的活动构件，所述活动构件具有磁性；

5、清洁单元，所述清洁单元包括磁性元件，所述磁性元件设置成在所述内壁的内侧接受所述活动构件的磁性吸附作用，使得当所述活动构件移动时所述清洁单元在所述内壁的内侧随所述活动构件一起移动以对所述副炉室进行清洁。

6、在根据本发明的实施例的用于清洁拉晶炉的副炉室的装置中，由于驱动单元是设置在副炉室的内壁的外侧的，并且活动构件是在在副炉室的内壁的外侧移动的，也就是说在对副炉室进行清洁的过程中，在整个装置中只有单个部件即清洁单元处于副炉室的内部或者说处于副炉室的内壁的内侧，另一方面，清洁单元在副炉室的内部移动是通过处于副炉室的外部的磁性元件的磁性吸附作用实现的，这样，即使驱动单元为机械结构，其运行过程中或者说作业过程中，不可避免地会产生次生污染，比如机械构件之间相互摩擦产生碎屑，这样的次生污染或碎屑也不会到达副炉室的内部，避免了新的污染的引入，只要清洁单元将存在于副炉室中的原有的污染物清理干净即可，由此能够满足副炉室的高清洁度要求，并且清洁单元的副炉室的内部进行移动也是能够实现的。

7、优选地，所述活动构件在所述内壁和所述副炉室的外壁限定出的环状空间中移动。

8、在这种情况下，由于驱动单元的具有磁性的活动构件与驱动单元的具有磁性的活动构件之间仅仅间隔着副炉室的内壁，因此，活动构件能够尽可能地靠近磁性元件，由此使磁性吸附作用最大化，另外，可以使活动构件以及驱动单元的外形尺寸最小化，由此节省了驱动单元所占据的空间，解决了拉晶车间作业空间有限，难以设置对清洁单元进行驱动的驱动部件的问题。

9、优选地，所述磁性元件呈圆环状，所述清洁单元还包括设置在所述磁性元件外周的清洁元件，所述清洁元件用于通过相对于所述内壁移动对所述内壁进行清洁。

10、由于副炉室的内壁是竖直的圆筒状的，因此在磁性元件呈圆环状的情况下，可以将清洁单元以磁性元件保持水平并且磁性元件相对于副炉室的纵向轴线居中的方式设置在副炉室中，这样，有利于驱动单元的具有磁性的活动构件对磁性元件产生吸附作用。

11、优选地，所述清洁元件为无尘布。

12、在使用无尘布对内壁进行擦拭的情况下，能够满足高清洁度要求。

13、优选地，所述清洁单元还包括设置在所述磁性元件的中心处的拍摄元件，所述拍摄元件用于拍摄附着在所述副炉室的内壁上的污染物。

14、这样，能够通过拍摄元件获取到副炉室内部或者说附着在内壁上的污染物的信息，由此能够实现对污染物进行针对性的清洁，使清洁效率得到提高并使清洁成本得到降低。

15、优选地，所述拍摄元件的数量为四个并且在所述磁性元件的周向上均匀分布。

16、这样，能够实现对副炉室的内部进行全方位的拍摄，避免拍摄死角或者说无法拍摄到的部件出现，由此确保了所获得的污染物信息的全面性，使得装置能够对副炉室完成更为彻底的清洁。

17、优选地，所述清洁单元还包括同样设置在所述磁性元件的中心处的报警元件，所述报警元件用于当所述拍摄元件在所述清洁元件对所述副炉室的内壁的特定部位进行清洁后仍然拍摄到污染物时发出警报。

18、这样，可以提示工作人员装置对副炉室的清洁作业产生了异常，由此工作人员可以分析异常产生的原因并采取相应的处理。

19、优选地，所述驱动单元还包括控制器，所述控制器用于当所述报警元件发出警报时，控制所述活动构件移动成使得所述清洁单元对所述特定部位进行反复清洁。

20、这样，在报警元件发出警报的情况下，能够完全自动化地实现对污染物难以清洁的特定部位的进行反复清洁，减少了人工干预，节省了人力成本。

21、优选地，所述驱动单元还包括伸缩杆，所述活动构件固定在所述伸缩杆的端部，以通过所述伸缩杆的伸缩进行移动。

22、利用伸缩杆来使活动构件产生移动，能够以更直接的方式对活动构件进行驱动，确定了活动构件的移动的精确性和稳定性。

23、第二方面，本发明实施例还提供了一种拉晶炉，所述拉晶炉包括根据本发明前述各实施例所述的装置。