单晶炉坩埚吊装工具的制作方法

1.本实用新型涉及半导体长晶技术领域，尤其是涉及一种单晶炉坩埚吊装工具。


背景技术：

2.目前在半导体级别长晶技术领域，特别是大直径的半导体单晶硅拉制过程中，需要将石墨坩埚放置到坩埚托盘上。通常地，需要人工将石墨坩埚通过多人操作，徒手搬运至坩埚托盘上，在拉制直径18寸半导体单晶长晶棒的时候，需要用到32英寸以上的石英坩埚，这样石墨坩埚的尺寸要大于32英寸，石墨坩埚非常沉重。
3.在拉制单晶的过程中，石墨坩埚作为关键核心部件的主要作用有如下几点：
4.高温承载作用：装满多晶硅原料的石英坩埚要置于石墨坩埚里面，石墨坩埚要承载石英坩埚和多晶硅等原料的重量，保证高温石英坩埚变软后，原料不会泄漏出来，并且在拉晶过程中要承载原料做旋转运动，因此，对其力学性能要求比较高。
5.传热作用：坩埚通过自身优良的导热性能，传导多晶硅原料融化所需的热量，熔化温度在1500℃左右，因此，坩埚必须要有良好的高温导热性能。
6.安全作用：在紧急情况停炉时，由于多晶硅冷却时体积膨胀(大约为10％)，坩埚短时间内会承受很大的应力，因石墨材料自身的强度较低，石墨坩埚在这种情况下一般都会炸裂而报废，甚至损坏相邻部件乃至整个热场。
7.三瓣坩埚或两瓣坩埚的拼接处不好，会造成应力不集中，两端拼接口不容易重合，结构复杂，连接部位磨损快，容易漏硅，危害热场。半导体长晶要求非常高，因此每一炉结束后，都需要将石墨坩埚取出来进行清理，同时坩埚托盘的下部也需要进行清洁，这就增加了工人的劳动强度，同时也比较困难，降低了作业过程中的容错率，容易发生质量事故。
8.为了减轻工人的劳动强度，一些企业将石墨坩埚设计成了三瓣坩埚，这样和两瓣坩埚相比三瓣坩埚多了一个缝隙，另外多了一个部件，稳定性也会变差，特别是中间缝隙处，易出现高低不平的情况，放置石英坩埚后，容易造成石英坩埚损坏。
9.当三瓣坩埚变更为两瓣坩埚，重量太大，人为搬运较为困难。特别是往坩埚托盘上放置的时候，不可避免的造成与其他物体之间的磕碰，造成损坏，坩埚托盘和坩埚托杆是非常精密的设备部件，人为搬运和挪动会造成托杆底部受力不均匀，时间长了也容易损坏。
10.因此，如何解决好大直径半导体长晶过程中坩埚的取出和安装问题，是一大难题。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于提供一种单晶炉坩埚吊装工具，以缓解现有技术中存在的坩埚的取出和安装存在困难的技术问题。
12.本实用新型提供一种单晶炉坩埚吊装工具，包括：基座和安装于所述基座的多个吊杆件；
13.多个所述吊杆件之间围成用于容纳坩埚的空间，所述吊杆件远离所述基座的一端设有支撑部，所述支撑部能够相对所述基座转动，以使多个所述支撑部转动至坩埚的底面
并支撑所述坩埚的底面。
14.在可选的实施方式中，所述吊杆件包括竖杆；
15.所述支撑部包括支撑板，所述支撑板与所述竖杆相垂直设置。
16.在可选的实施方式中，所述竖杆可转动地连接于所述基座；
17.所述竖杆与所述基座之间还设有用于限止所述竖杆转动的锁紧结构。
18.在可选的实施方式中，多个所述吊杆件呈环形布设，且多个所述吊杆件中的所述支撑部能够从所述坩埚的多个方向对所述坩埚的底面进行支撑。
19.在可选的实施方式中，所述基座包括相连接的多根分支臂，所述分支臂的数量与所述吊杆件的数量相等，且所述分支臂上对应设有所述吊杆件。
20.在可选的实施方式中，多根所述分支臂呈环形布设，且相邻两根所述分支臂之间的夹角相等；
21.所述吊杆件设置于所述分支臂的第一端，所述分支臂远离所述吊杆件的第二端一体设置。
22.在可选的实施方式中，所述分支臂包括第一杆部和第二杆部，所述第一杆部与所述第二杆部可拆卸连接；
23.所述第一端位于所述第一杆部，且所述吊杆件安装于所述第一杆部，所述第二端位于所述第二杆部。
24.在可选的实施方式中，所述基座的中心位置设有吊环。
25.在可选的实施方式中，所述单晶炉坩埚吊装工具还包括升降机；
26.所述升降机用于与所述基座传动连接。
27.在可选的实施方式中，所述升降机包括相垂直设置的伸缩臂和固定臂，所述固定臂固定连接于所述伸缩臂的动力输出端；
28.所述固定臂上设有吊钩，所述吊钩与所述基座上的吊环挂接。
29.有益效果：
30.本实用新型提供的单晶炉坩埚吊装工具，多个吊杆件之间围成用于容纳坩埚的空间，在具体操作过程中，可将单晶炉坩埚吊装工具由上至下套入坩埚，使得坩埚位于多个吊杆件之间的空间内；同时，由于吊杆件远离基座的一端设有支撑部，支撑部能够相对基座转动，在套入坩埚时，可以使多个支撑部转动至不会与坩埚发生干涉的位置，在完全套入坩埚后，可继续转动支撑部，使支撑部转动至坩埚的底面并支撑坩埚的底面，从而可实现坩埚的取出和安装操作。由前述可知，使用该单晶炉坩埚吊装工具可减轻人工搬运和挪动的劳动强度，同时，也无需将坩埚设计为三瓣坩埚或两瓣坩埚，降低了对坩埚产生损坏的可能。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型实施例提供的单晶炉坩埚吊装工具的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例提供的单晶炉坩埚吊装工具在吊装坩埚状态下的结构示
意图；
34.图3为单晶炉坩埚吊装工具的仰视图；
35.图4为单晶炉坩埚吊装工具、坩埚以及升降机的结构示意图；
36.图5为单晶炉坩埚吊装工具、坩埚、坩埚托盘以及升降机的结构示意图。
37.图标：
38.10
‑
坩埚；20
‑
坩埚托盘；
39.100
‑
基座；110
‑
第一杆部；120
‑
第二杆部；
40.200
‑
吊杆件；210
‑
竖杆；220
‑
支撑板；
41.300
‑
吊环；
42.400
‑
升降机；410
‑
伸缩臂；420
‑
固定臂；430
‑
吊钩。
具体实施方式
43.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
48.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
50.本实施例提供一种单晶炉坩埚吊装工具，如图1所示，该单晶炉坩埚吊装工具包括
基座100和安装于基座100的多个吊杆件200；吊杆件200远离基座100的一端设有支撑部；多个吊杆件200之间围成用于容纳坩埚10的空间，支撑部能够相对基座100转动，以使多个支撑部转动至坩埚10的底面，并支撑坩埚10的底面。
51.参照图2，本实施例提供的单晶炉坩埚吊装工具，多个吊杆件200之间围成用于容纳坩埚10的空间，在具体操作过程中，可将单晶炉坩埚吊装工具由上至下套入坩埚10，使得坩埚10位于多个吊杆件200之间的空间内；同时，由于吊杆件200远离基座100的一端设有支撑部，支撑部能够相对基座100转动，在套入坩埚10时，可以使多个支撑部转动至不会与坩埚10发生干涉的位置，在完全套入坩埚10后，可继续转动支撑部，使支撑部转动至坩埚10的底面并支撑坩埚10的底面，从而可实现坩埚10的取出和安装操作。由前述可知，使用该单晶炉坩埚吊装工具可减轻人工搬运和挪动的劳动强度，同时，也无需将坩埚10设计为三瓣坩埚10或两瓣坩埚10，降低了对坩埚10产生损坏的可能。
52.请继续参照图1，吊杆件200包括竖杆210；支撑部包括支撑板220，支撑板220与竖杆210相垂直设置，如此设置，可更好地适应坩埚的结构，更好地实现吊装。
53.在本技术的一个实施方式中，支撑板220与竖杆210可拆卸连接。可选的，支撑板220与竖杆210可通过螺丝固定，支撑板220可以拆卸，可以根据坩埚10的大小进行长短调节。
54.在本技术的一个实施例中，竖杆210可转动地连接于基座100；竖杆210与基座100之间还设有用于限止竖杆210转动的锁紧结构。
55.可选的，锁紧结构可以采用锁紧螺钉等，当然，只要实两者锁紧的形式均在本实用新型的保护范围之内。
56.其他实施例中，还可使支撑板220与竖杆210转动连接。
57.请再次参照图1，多个吊杆件200呈环形布设，且多个吊杆件200中的支撑部能够从坩埚10的多个方向对坩埚10的底面进行支撑，如此设置，可对坩埚施加较平稳的吊装力，减少坩埚的晃动。
58.示例性地，吊杆件200可以为两个、三个、四个、五个及以上。
59.本实施例中，吊杆件200的数量为三个，如此可构成三脚式单晶炉坩埚吊装工具，此种受力更加科学。
60.进一步的，基座100包括相连接的多根分支臂，分支臂的数量与吊杆件200的数量相等，且分支臂上对应设有吊杆件200，如此设置，与将基座100设置为一整块板状结构相比，可以有效减轻基座100的重量。
61.相应的，分支臂设置为三根，相邻两根分支臂之间的夹角为120
°
。
62.具体的，多根分支臂呈环形布设，且相邻两根分支臂之间的夹角相等；吊杆件200设置于分支臂的第一端，分支臂远离吊杆件200的第二端一体设置。
63.本实施例中，分支臂包括第一杆部110和第二杆部120，第一杆部110与第二杆部120可拆卸连接；第一端位于第一杆部110，且吊杆件200安装于第一杆部110，第二端位于第二杆部120。
64.可选的，如图3所示，第一杆部110与第二杆部120通过螺丝固定，可以拆卸。具体的，可通过对第一杆部110与第二杆部120搭接区域的调节，以适应不同坩埚10的高度和形状。
65.具体的，螺丝的个数可以为多个，示例性地，螺丝的个数可以为两个、三个、四个、五个或六个及以上。
66.在上述实施例的基础上，基座100的中心位置设有吊环300。
67.其中，吊环300的材质可选用优质碳素钢制造，如16mn钢材质，该选择会使整个吊钩430的受力相对均匀，不易受到破坏，安全性较好。
68.具体的，如图1所示，吊环300设置于三根分支臂的共同端。
69.如图4所示，单晶炉坩埚吊装工具还包括升降机400；升降机400用于与基座100传动连接。
70.具体的，如图5所示，升降机400包括相垂直设置的伸缩臂410和固定臂420，固定臂420固定连接于伸缩臂410的动力输出端；固定臂420上设有吊钩430，吊钩430与基座100上的吊环300挂接。
71.可选的，固定臂420为一体设置的臂杆结构；或者，固定臂420由多段通过螺钉连接而成。
72.其中，吊钩430可直接与基座100上的吊环300挂接；或者，吊钩430与吊环300之间通过软绳连接。
73.在上述实施例的基础上，可在伸缩臂410的底端设置移动机构，具体的可设计升降机400移动到左极限位置或右极限位置时，吊钩430的中心分别与坩埚10和坩埚托盘20的圆心同心，如此设置，可以通过垂直降落的方式，把坩埚10放置到坩埚托盘20上，进一步减少人为搬运的动作，降低工人的劳动前度。
74.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。