Устройство для вращения и перемещения тигля в аппарате для вытягивания кристаллов

1. Устройство для вращения и перемещения тигля в аппарате для втягивания кристаллов из расплава, включающее установленный в опорах шток тигля, механизм перемещения тигля, содержащий взаимодействующую со штоком гайку с ходовым винтом, и механизм вращения тигля, снабженные приводами, отличающееся тем, что, с целью повышения качества кристаллов за счет снижения вибрации расплава, механизм вращения снабжен соединенной со штоком тигля виброгасящей муфтой, валом с лысками, соосно установленным со штоком тигля, а зубчатое колесо привода снабжено жестко к нему прикрепленной втулкой с роликами, взаимодействующими с лысками вала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что виброгасящая муфта содержит установленную на штоке тигля вилку с отверстиями, в которых размещены резиновые втулки, а в валу механизма вращения выполнено отверстие, в котором установлен палец, сопряженный с отверстиями втулок.

Изобретение относится к технике выращивания кристаллов, более конкретно к технике вытягивания кристаллов из расплава и может быть использовано в электронной и полупроводниковой промышленности.
Известно устройство для вращения и перемещения тигля, в котором двигатель вращения тигля и механические передачи смонтированы на каретке, подвижно установленной на направляющей [1]
Наиболее близким к изобретению является устройство для вращения и перемещения тигля в аппарате вытягивания кристаллов из расплава, включающее установленный в опорах шток тигля, механизм перемещения тигля, содержащий взаимодействующую со штоком гайку с ходовым винтом, и зубчатый механизм вращения тигля, снабженные приводом [2]
Вибрация расплава в тигле, передаваемая от приводных механизмов через шток, на котором закреплен тигель, является фактором, существенно затрудняющим выращивание кристаллов. Известное устройство не позволяет исключить вибрацию расплава и неравномерность осевого движения штока. При движении штока, скорость которого составляет десятые и сотые доли миллиметра в минуту, трудно добиться равномерности и плавности движения штока из-за трения скольжения и неравномерности хода, вызываемыми работой зубчатой передачи механизма вращения тигля.
Кроме того, отсутствие амортизирующих средств в кинематической цепи не исключает передачу вибраций на шток тигля от механизмов его движения и приводных двигателей.
Целью настоящего изобретения является повышение качества получаемых кристаллов за счет снижения вибрации, передаваемой штоку тигля и расплаву.
Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для вращения и перемещения тигля в аппарате для вытягивания кристаллов из расплава, включающем установленный в опорах шток тигля, механизм перемещения тигля, содержащий взаимодействующую со штоком гайку с ходовым винтом, и механизм вращения тигля, снабженные приводом, механизм вращения снабжен соединенной со штоком тигля виброгасящей муфтой, валом с лысками, соосно установленным со штоком тигля, а зубчатое колесо привода снабжено жестко к нему прикрепленной втулкой с роликами, взаимодействующими с лысками вала. Виброгасящая муфта содержит установленную на штоке тигля вилку с отверстиями, в которых размещены резиновые втулки, а в валу механизма вращения выполнено отверстие, в котором установлен палец, сопряженный с отверстиями втулок.
Новым в изобретении является то, что механизм вращения тигля снабжен соединенной со штоком тигля виброгасящей муфтой, валом с лысками, соосно установленными со штоком тигля, а зубчатое колесо привода снабжено жестко к нему прикрепленной втулкой с роликами, взаимодействующими с лысками вала. Виброгасящая муфта содержит установленную на штоке тигля вилку с отверстиями, в которых размещены резиновые втулки, а в валу механизма вращения выполнено отверстие, в котором установлен палец, сопряженный с отверстиями втулок.
На фиг. 1 изображен общий вид предложенного устройства; на фиг. 2 - разрез фиг. 1 по А-А; на фиг. 3 разрез фиг. 1 по Б-Б.
Устройство содержит тигль 1, закрепленный в опорах 3. Механизм перемещения тигля 1, содержащий гайку 4 с ходовым винтом 5, соединенным с приводом 6. Механизм вращения тигля, содержащий виброгасящую муфту 7, вал 8 с лысками, привод вращения 9, зубчатое колесо которого снабжено втулкой 10 с роликами 11. Виброгасящая муфта 7 содержит вилку 12 с отверстиями, в которых размещены резиновые втулки 13. В отверстиях втулок 13 и вала 8 установлен палец 14.
Устройство работает следующим образом.
От привода 6 перемещения тигля движение передается через ходовой винт 5 и гайку 4 штоку 2 тигля, который перемещается, одновременно перемещается и связанный со штоком 2 тигля вал 8 механизма вращения, при этом ролики 11 катятся по лыскам вала 8. От привода вращения 9 вращение передается жестко прикрепленной к зубчатому колесу привода втулке 10, которая с помощью роликов 11, катящихся по лыскам вала 8, передает ему вращение. Вал 8 передает вращение штоку 2 тигля с помощью виброгасящей муфты 7. При этом вибрации, передаваемые приводом валу 8, амортизируются резиновыми втулками 13.
При выращивании монокристаллов, например кремния, скорость вращения тигля может достигать десятков об/мин, в то же время скорость его перемещения крайне незначительна. Поэтому привод вращения тигля вносит наиболее существенный вклад в общий уровень вибрации расплава, находящегося в тигле, диаметр которого в современных установках достигает 330 мм и более.
Применение виброгасящей муфты в последнем звене кинематической цепи привода вращения существенно снижает передачу штока вибраций. Кроме того, передача штоку крутящего момента с помощью роликов позволяет заменить трение скольжения трением качения, что существенно повышает равномерность и плавность перемещения штока. Снижение уровня вибраций позволяет получать монокристаллы кремния большого диаметра.
1. Устройство для вращения и перемещения тигля в аппарате для втягивания кристаллов из расплава, включающее установленный в опорах шток тигля, механизм перемещения тигля, содержащий взаимодействующую со штоком гайку с ходовым винтом, и механизм вращения тигля, снабженные приводами, отличающееся тем, что, с целью повышения качества кристаллов за счет снижения вибрации расплава, механизм вращения снабжен соединенной со штоком тигля виброгасящей муфтой, валом с лысками, соосно установленным со штоком тигля, а зубчатое колесо привода снабжено жестко к нему прикрепленной втулкой с роликами, взаимодействующими с лысками вала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что виброгасящая муфта содержит установленную на штоке тигля вилку с отверстиями, в которых размещены резиновые втулки, а в валу механизма вращения выполнено отверстие, в котором установлен палец, сопряженный с отверстиями втулок.