上虞晶盛单晶炉操作说明书.doc

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1、精品文档第一章 单晶生长条件1.1 设备要求1.1.1 运行条件（以下以 TDR-85A-ZJS 炉为例，其余炉型要求参照说明书）（1）冷却水要求水压：炉子进出水压差要求介于 23 公斤之间，真空泵进出水压差要求 1.5 公斤以上；炉子进水压力不可超过 3.5 公斤，炉子上冷却水安全阀设置压力 6 公斤； 水流率：炉子和电源要求供水量不低于 250 升每分钟，单独电源要求供水量不低于 20 升每分钟； 水温：推荐进水温度 1824oC，最大不超过 25oC；水质：弱碱性水，PH 值 69；氯离子含量10ppm，碳酸钙含量50ppm；以纯净软水为好。连接方式：进出水管与炉子之间采用软连接，防止震

2、动传递到炉子。（2）压缩空气要求气压：7 公斤；推荐在压缩空气入口处使用压力调节器。流率：2.5 升每秒；汽缸容积：主真空球阀：2 升；辅助真空球阀：0.5 升。（3）电力要求相制：3 相 AC380V(10%)/50Hz； 功率：192KVA。配电柜应装有 500V、400V 的空气开关，和 380V/400A 的隔离开关。（4）炉子真空要求 空炉真空度：15mTorr； 空炉泄漏率：30mTorr/hr； 带热场泄漏率：50mTorr/hr。（热场已经煅烧完全）1.1.2 日常维护（1）坩埚轴驱动部件的维护保养 a、经常检查坩埚轴的冷却水是否通畅，避免冷却不充分而损坏坩埚轴； b、每个月对

3、下轴丝杠至少清理一次，每次应先清理干净丝杠和导轨上的油污，加上适当（不可太多） 润滑油，然后上下快升降两次。（2）提拉头的维护保养 a、每次开炉后，检查钢丝绳是否损坏（包括变硬、缠松、有严重毛刺等），如有损坏，立即更换； b、钢丝绳在保管、使用、维修、安装过程中不能造成任何死弯角，否则在运行过程中会引起抖动。（3）水冷系统的维护保养 a、每次加热前检查水流量是否充足，确保所有水路没有堵塞，水温传感器运行正常； b、出现水温或水量报警要查找原因及时处理。（4）翻板阀的维护保养 每次装炉前检查阀口密封圈是否完好，翻板阀操作是否轻松、无卡滞，底部挥发物是否打扫干净， 如发现问题应及时排除。（5）真空

4、系统的维护保养 a、经常检查泵油，上下腔油均应浸过小观察窗一半。如上泵腔油不够，应及时补新油；下泵腔油不 够，需关闭球阀，打开左侧阀门，使上泵腔油下到下泵腔，然后关闭阀门。注意右侧阀门保持常开； b、每次大清，先彻底放尽泵腔内的废油（用手慢慢拉动传动皮带，盘出下泵腔内的废油），然后打 开上泵腔，清除干净沉淀油污。最后换上新油； c、每次拆炉时，拆开真空管道所有盲板和波纹管，彻底清扫管内的粉尘。可修改1.2 辅料要求1.2.1 籽晶要求（1）籽晶必须严格按要求每炉拆下进行检查,要求无伤痕、无裂纹；（2）籽晶使用炉数必须记录清楚，不清楚的，更换，然后重开记录；（3）吊渣使用废旧籽晶，吊渣后换上可使

5、用的籽晶，吊料和拉晶，必须有细颈，拉晶细颈直径要求 3-5mm；吊料细颈直径要求 5-7mm；（4）拉晶过程，要经常（频率不低于 1 次/10 分钟）观察液面、晶体等炉内状况，确保坩埚边缘没有结晶，防止籽晶被结晶扭断；（5）在籽晶吃重时，升降籽晶转数，要分多次、小幅度（2 转/分）进行；（6）籽晶吃重时，快速升、降晶升，不得断断续续地进行，以免籽晶或细颈处被突然的加速重力或失重折断或损伤；（7）剪断籽晶时要在细颈的最细处剪断，要注意用力适当，且不许用钳子扭断籽晶；否则该籽晶必须停用，交工段送抛光处理；（8）每 10 炉更换新籽晶；真空差的炉子的籽晶要提前 2 炉更换。1.2.2 石英坩埚要求有

6、下列特征之一者，为不合格，不能使用：（1）磕碰损伤（位于坩埚上沿的微小碰损除外）（2）裂纹（3）严重划痕（4）气泡处于内壁，并且已经开裂（5）直径3mm 的气泡，数量1 个（6）直径3mm 的气泡，数量5 个（7）线度尺寸3mm 的黑点，数量1 个（8）线度尺寸3mm 的黑点，数量5 个（9）线度尺寸99.99%；（3）灰份含量灰份含量300ppm。对于国产高纯石墨，如经试用合格，可以放宽到灰份含量500ppm。1.2.4 氩气要求（1）气压：炉子氩气入口压力要求介于 3.55 公斤之间；（2）气体流率： 275slpm；（3）纯度：99.999%；推荐在氩气入口处使用压力调节器。1.3 安全

7、要求1.3.1 单晶车间的安全事项（1）装、拆炉时，操作人员要提高安全意识，严禁酒后作业；（2）已安装磁场的单晶炉，要注意不要带磁卡（银行卡、二代身份证等）靠近。一定不能拿铁器等导磁性工具，否则强大的磁场会造成人身伤害和设备损坏；（3）严禁在车间内打闹，上班时要杜绝擅离职守、睡觉等现象。1.3.2 泵房的安全事项（1）确保泵房照明，如照明灯损坏，要及时更换；（2）确保泵房地面干燥情清洁，定期清扫泵房；（3）机械泵皮带必须安装防护罩；（4）清洁机械泵和换油时，必须在泵的电源开关上悬挂警示牌，工作完毕后取走警示牌；（5）洗泵时严禁将杂物掉入机械泵腔内，如将油洒到地面上要及时打扫干净。1.3.3 拆

8、装炉（1）上班必须穿戴好劳保用品。拆装炉时，还需戴口罩、手套等防护用品；（2）拆炉取晶体时，注意不要被烫伤，划伤、碰伤；（3）晶体取出后按指定地点摆放，并将晶体上多余的籽晶部分剪掉。1.3.4 乙醇、丙酮的使用（1）工业乙醇有害，使用时，要注意防止乙醇溅入眼内，禁止饮用工业乙醇；（2）严禁用丙酮擦拭密封圈！（3）四氯化碳可用于清洗油污，但具有强挥发性和腐蚀性，使用时要戴好口罩，保持环境通风。注意：乙醇和丙酮都是易燃物，应安全使用和妥善保管。第二章 单晶生长标准流程2.1 拆炉2.1.1 取晶体（1）停炉 4.5 小时后进行热检漏并作记录，泄漏率应20mTorr/hr，泄漏不合格应报修；操作步骤

9、：自动停炉工艺下系统会自动热检漏；需手动热检漏时，先关闭氩气，抽极限真空后在操作界面上按【工艺选择】按钮，出现“工艺选择（返回）”界面，在此界面下按【检漏】即可。（2）停炉 5 小时后，才能充气拆炉。将晶转设定为 0.5rpm，待晶转下降到 0.5rpm 后再停止晶转，禁止直 接将晶转设为零！穿戴好劳保防护用品，认真阅读交接班记录，准备好拆炉工具。若炉子处于负压 状态，打开 V4 阀充氩气至炉膛正压。充气完成后，必须查看晶体完全提升到副室后方可提升副室； 注意：在“氩气真空”界面上正确设置“快充阀自动关闭压力”为大气压，炉内压力到正压后 V4 阀将自动关闭。（3）如果晶体不能完全进入副室内，无

10、法用托晶盘防护，则需在隔离阀室垫厚木板加以防护，防止晶棒 掉下砸坏石墨件，并连炉盖一起旋转出来；如果晶体可以进入副室内，则升起副室后用托晶盘防护；（4）按住控制柜上“拉伸腔提升”按钮，直到副室高出炉膛顶部碰到中途下限位开关时，可向左拨动“拉伸腔旋转”开关，自动旋开副炉室。禁止手动推副室旋开！注意：取单晶时注意不要碰坏 CCD 器件！（4）在晶体下方摆好取晶框后，撤掉防护木板或托晶盘，然后下降晶体，严禁使晶体接触到取晶框。晶 体离取晶框底部还有 3-5mm 距离时，暂停下降，观察触摸屏上显示的晶体重量，小心的下降晶体， 待晶体重量刚低于 5kg 时，停止下降晶体。剪断细晶前，一人扶住取晶框，另一

11、人用手抓住重锤或 连杆（禁止抓籽晶），用斜口钳剪断细晶，不能扭断！剪完细晶后逐步释放重锤，控制好重锤旋转和 晃动，防止钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤；（5）检查钢丝绳是否完好可用。若有变硬、毛刺或其他损坏情况，应立即更换；（6）在单晶生产随工单上填写相应数据后，将晶体交付给收晶体人员。将锅底料、提渣盖等标示好并妥 善保存，交给原料管理员。2.1.2 拆热场（1）按住控制柜上“拉伸腔提升”按钮升起炉盖，直到拉伸腔上限位开关动作时松提升按钮,向左旋开炉盖至压紧炉盖外旋限位开关。外旋限位开关没有压紧将无法提升炉筒；（2）戴上高温隔热手套，将导流筒、保温盖取出冷却。将废石英、锅底料取出，然后将三瓣埚、石墨埚

12、 托取出冷却。最后按住控制柜上“炉筒提升”按钮，将炉筒升起至超出导向杆上端时松开提升按钮， 向右旋开炉筒。按“炉筒下降”按钮将主炉室降至离地面约 200mm。注意：（1）在升炉筒时要保护好红外测温仪和炉筒冷却水管，防止碰坏拉伤；（2）以上操作过程中，要注意人身安全和设备安全！只要存在压砸的可能，禁止人体进入该空间。2.1.3 打扫炉内卫生（1）拿石墨器件的时候必须戴上线手套，严禁赤手接触，使用吸尘管道时，要注意防止管道被烫化在石 墨件上。石墨件较烫时，不能戴薄膜手套；（2）清除取晶时可能飞溅在隔离阀装置上的脏物和碎片；（3）所有石墨件必须彻底打扫干净。干净的标准是：容易取出的石墨部件：导流筒、

13、上下保温盖、上保 温筒、三瓣埚、石墨埚托，必须打扫到全部露出石墨的本色，特别是不能留有黄色的挥发物。不容 易取出的石墨件：加热器、主保温筒、炉底护盘等等，在大清的时候打扫，仍然要求打扫出石墨的 本色。打扫石墨件时，可用百洁布；（4）所有炉子内壁打扫干净，对上排气热场尤其要加强炉壁清扫。不能留有任何挥发物。包括副室炉筒、籽晶夹头及重锤、两个抽气口、CCD 窗口、测取光孔玻璃、主观察窗及其防护玻璃；镀金玻璃朝向炉内一侧禁止擦拭，否则镀金层马上被损坏。不小心擦拭过的，应立即更换；（5）在进行以上打扫时，必要时可以使用砂纸打磨。凡是砂纸打磨过的地方，要将砂纸上掉下的金刚砂 颗粒用吸尘泵吸干净；（6）打

14、开防爆阀，让抽气管道中氧化物燃烧，清除残余氧化物；注意：打开防爆阀时手和眼睛应该与防爆阀保持一定距离。（7）清除主抽气管道内的氧化物；（8）最后用纱布沾无水乙醇擦干净炉内壁。2.1.4 装热场按顺序装好炉内石墨件，上升或下降坩埚轴，使石墨坩埚顶部与加热器平齐，在控制柜操作屏上校正坩埚零位。使用万用表欧姆档检查加热器是否接地。装热场时，进行如下检查，并调整正常：（1）加热器石墨螺钉先拧松再拧紧，防止高温烧结；（2）托杆与下轴连接是否稳固、对中；（3）确认石墨埚托及三瓣埚是否完好可用；（4）托杆与石墨埚托、石墨埚托与三瓣埚托之间的止口连接必须吻合良好，做到旋转滑动自如；（5）检查主炉室“O ”形圈

15、的位置及清洁度，用纱布沾无水乙醇清洁“O ”形圈及主炉室下法兰密封面；（6）按“炉筒提升”按钮使主室上升到高出加热器上方，导向套转到对准导向杆位置，按“炉筒下降”按钮，直到主室平稳着落于底座上；（7）开埚转 2rpm，检查保温罩、石墨坩埚与加热器同心度，小心转动保温罩位置到开口对准取光孔，确认保温罩与加热器绝缘良好，无短路现象；（8）除上下保温盖及导流筒以外的所有石墨件确认安装完毕，并相互对中后，才能准备装料。2.2 装炉2.2.1 装炉前检查（1）仔细察看上炉生产记录，确认运转正常，设备完好；（2）检查设备传动润滑部件是否正常；（3）检查导向定位部件是否安装牢固，炉室提升环是否紧固；（4）确

16、认车间供电正常；（5）检查各冷却水路是否畅通，水温、水压、流量是否正常；（6）若发现上一炉生产过程不正常，须认真分析原因，采取有效措施后方可继续开炉；（7）准备好一次性手套、线手套、剪刀、口罩、装料车等辅助用品；（8）检查所备多晶料及母合金与报告单是否相符；（9）用擦炉纸沾酒精把装料车擦干净。2.2.2 检查和安装石英坩埚（1）打开石英坩埚包装，戴好薄膜手套把埚举起对准光源检查石英坩埚无问题；（2）将石英坩埚放入石墨坩埚内，过程中不能有任何磕碰发生，尽量安装水平；（3）装坩埚时要防止将坩埚外壁的石英渣子带入埚中；（4）若发现石英坩埚异常应及时与工段长或单晶技术主管联系，经判断不能使用后，进行更

17、换；（5）装完坩埚后，另换薄膜手套，进行装料。2.2.3 装料（1）用剪刀把多晶料包装袋沿塑料线剪开，注意外层包装袋不能接触到料；（2）装料技巧：a、首先选择小碎块（直径小于 20mm）的料铺放到埚底，应尽量铺满坩埚底部； b、选择较小块（直径小于 40mm）的料继续装入埚的中下部，中下部的料可以装的紧凑些并且贴近 埚壁，但应自然堆砌，不能硬挤。与坩埚内壁接触的料块，应尽量选择具有表面光滑的球型面的料， 避免尖锐端对着埚壁。c、中度及较大块料（直径小于 70mm）码放在坩埚中部及中上部，并注意使之对称放置，料块太大 时，需要拍开，选择两块同样大小的料块，双手握实后互相拍击，使之碎开。拍时避免崩

18、出的料打 到眼睛或石英埚，坩埚上部要码放成圆锥形，每块料必须垒实，保证不能滑落，上部料块应选择较 大块和大块。埚中料块不宜装的太高，衡量的标准是：最上面一层的料块，其重心处于坩埚平口之 下（装在导流筒平口内的几块料除外）； d、装上部的料块时，除最末一层外，仍可轻轻靠在埚壁上，但应注意几点：i. 减少料块与埚边接触面积，以防止挂边；ii. 在料块相互之间的相对位置上，要预估料块在垮料后，是否会架桥，然后进行相应调整；iii. 装最上面一层时 ，料块不要靠在埚壁上。禁止为过多装料而在坩埚上沿“搭围墙”、硬挤硬塞，宁愿少装料，也不要冒溅料、挂边的风险；iv. 装料时，要预留足够的坩埚旋转空间，确保

19、坩埚旋转时料不会碰到导流筒。（3）装料过程中应注意： a、必须保证料块是轻轻的与石英坩埚接触的，避免任何的磕碰和打击； b、装料过程中严禁多晶原料与包装袋外表直接或间接接触； c、拍料时一定要戴好线手套，必要时戴上护目镜； d、不论是上、中、下哪个部位，料块尖锐部分不能直接对着坩埚壁； e、要注意装料过程中防止把料洒进护底盘。（4）装完料将坩埚下降到可以安装导流筒，并确保不超过下限，防止短路；（5）装入上保温罩、上盖板以及导流筒；（5）装导流筒时要戴上薄膜手套，以防止沾污多晶料及导流筒，并且要避免导流筒撞上多晶料块，装好后要检查料块与导流筒之间的距离，能否允许转动坩埚；（6）合上炉盖。检查籽晶

20、、重锤等是否安装妥当，并用酒精小心擦拭干净。合上副室，停稳籽晶，打开翻板阀。2.2.4 封炉（1）目检炉内的热场石墨件位置安装无误，系统清扫干净无异物，钢丝绳无损伤，可以封炉；（2）用酒精擦净主炉室、炉盖的密封面及翻板阀；（3）手动旋转炉盖至主炉室定位块，按住“拉伸腔下降”按钮，将炉盖平稳下降与主室复位。注意检查 炉盖合限位开关是否正确动作；（4）向右拨动电控柜上拉伸腔旋转开关，将副炉室旋回至右旋限位开关动作，关闭旋转开关；（5）按住“拉伸腔下降”按钮，使副炉室沿隔离阀座上端的定位块下降至与阀室复合。2.2.5 安装籽晶（1）查看隔离阀 “O”形圈有无损伤，确认正常后关闭隔离阀，以防止杂质沾污

21、原料和炉室；（2）打开隔离阀座炉门，操作籽晶升降系统将籽晶降至阀室，拉紧钢丝绳拆下籽晶夹头，检查插销有无损伤，确保正常后装回籽晶夹头；注意：为防止钢丝绳在缆索管上错位，在无重锤的情况下不允许操作籽晶升降系统。（3）在籽晶夹头底部揿入籽晶直到籽晶尾部凹槽，栓上定位销，并用力往下拉一拉，确保籽晶不会松动；（4）使用纱布沾无水乙醇洁净籽晶夹头和籽晶；（5）扶稳钢丝绳至无晃动，快速下降籽晶至引晶位置以下，再用洁净薄膜手套向下拉紧钢丝绳，快速提升籽晶至副室中部，打开隔离阀，关闭阀室炉门。2.2.6 修改工艺参数（1）更改工艺参数中初始装料量为本次实际装料量；（2）更改坩埚跟踪控制环里投料重量为实际装料量

22、；操作步骤：炉体控制操作界面中按【坩埚跟踪】按钮，出现“坩埚跟踪控制环”界面，修改“投料重量” 为当前坩埚内的实际料重量。如果在“初始化”界面修改了初始装料量，然后采用自动抽真空步骤， 此处的投料重量会自动修改为工艺参数中设置的重量。注意：由于每次装料量有可能不同，因此装料完成后必须确认该参数是否正确。如果设定与实际不符，将 导致等径时埚跟比与实际要求的埚跟比不同。值得注意的是，在拉晶时提出一段晶棒时，如果走自 动隔离程序，则控制系统会自动计算剩料重量，不需要手动修改；如用手动隔离，则必须手动在“坩 埚跟踪控制环”界面里修改“投料重量”为当前剩料重量。如果手动隔离又不修改重量，则拉第二 段时程

23、序会按拉第一段处理，设定拉速从长度为零时开始走。（3）更改工艺参数中“熔料步骤”页面下的坩埚位置为当前位置，或在“压力化/熔料”页面下的“坩埚自动定位”设置为 0；确保熔料过程中坩埚误提升引起事故；（4）查看工艺参数中每一步骤设置是否正确，尤其是涉及埚位的步骤。2.3 开始单晶的生长完成以上步骤之后，就可以正式启动晶体生长程序了，对于控制系统界面操作还不熟悉的操作者，建 议再熟悉一下操作界面。（1）按【炉体控制】按钮或在自动工艺时按【切换手动控制】按钮，将出现下面的操作界面；信息提示栏中英文切换晶体/坩埚运动控制自动工艺选择炉 体 控 制主 操作 选 择工 艺 参 数切 换 显 示区闭环控制参

24、数显示区（2）点击画面左侧的【炉体控制】、【氩气/真空】、【曲线数据】、【工艺参数】、【生长记录】、【辅助功能】、【切换显示】、【系统维护】八个炉体控制主操作选择按钮即可显示与之对应的八个主操作界面；（3）点击画面上方的【晶体提升】、【坩埚提升】、【晶体旋转】、【坩埚旋转】四个按钮可以进入相应界面 操作籽晶/坩埚的运动方向和速度；（4）顶部的【信息提示栏】内可显示当前工艺状态和报警提示信息以及操作提示信息。信息提示栏在手 动工艺状态时底色为黄色，自动工艺状态时底色为绿色，报警提示时底色为红色。报警时点击信息 提示栏声光报警器的蜂鸣器将自动关闭；（5）点击【中英文切换】按钮可使操作界面在中文和英

25、文界面之间切换；（6）画面中间是【工艺参数切换显示区】和【选择参数显示区】，前者随工艺状态的更改自动切换显示相应工艺状态的工艺参数，后者显示在【切换显示】主界面内选择需要观察的相关参数；（7）画面下方分别是【等径控制】、【热场控制】、【液面温控】、【生长控制】、【坩埚跟踪】、【压力控制】六个闭环控制按钮以及【升温控制】按钮。2.4 抽真空（1）确认主真空泵和副真空泵一切正常后，按“主真空泵开”按钮启动机械泵；（2）对装有较多粉料的炉子，将节流阀手动调节至零；（3）在主界面选择【工艺选择】按钮，系统显示自动工艺选择画面；（4）在自动工艺界面选择【开始自动拉晶】按钮，系统将显示下面的界面；（5）输

26、入操作员工号及单晶编号后按确定按钮，系统显示检查 1 画面；（6）根据界面提示检查无误按确定按钮，系统显示检查 2 画面；（7）根据界面提示检查无误按确定按钮，系统跳转至抽真空工序界面并运行抽空工序；（8）系统进入抽真空工序，程序将依次打开主真空球阀、智能蝶阀，整个抽空工序将依据 SOP 工艺参数自动执行；（9）过程中根据工艺设定自动关闭或打开主真空球阀、氩气阀连续冲洗炉子若干分钟，然后将炉内压力 抽至极限，这样可有效排除炉内空气、水气，获得较洁净的晶体生长环境。2.5 检漏(1) 当信息栏提示抽真空完成蜂鸣器报警时，在抽真空工序界面按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；注意：可以让控制系统在完

27、成抽真空后自动跳转到检漏，而不用人为切换。设置方法如下：按【系统维护】 按钮再按【工艺设置】按钮进入工艺设置界面，在“自动进入检漏工艺”前打；如果没有打， 则在抽真空完成之后系统会报警提示抽真空完成，这时就需要手动在“自动工艺（返回）”界面下手 动切入“检漏”步骤。其他的自动步骤都是如此。（2）选择【检漏】按钮确定后系统跳转至检漏工序界面并运行检漏工序；（3）程序自动关闭主真空球阀并延时 30 秒后开始检测泄漏速率，两分钟后将泄漏率显示在工艺参数切换显示区内。注意：若泄漏过大（大于 50mTorr/hr），可手动充几次氩气后再检漏；因存在漏点造成漏率超标的，查补漏点后应重新执行抽真空/检漏工序

28、。2.6 压力化（1）检漏漏率符合工艺要求后，在检漏工序界面按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；（2）选择【压力化】按钮确定后系统跳转至压力化工序界面并运行压力化工序；（3）程序自动打开上氩气阀按工艺设定氩气流量往炉内充入氩气，当炉内压力达到 20Torr 自动打开主真 空球阀，自动开“压力控制”闭环并在操作界面加色显示，通过对节流阀开度的自动调节将炉压控 制在工艺设定值，压力化完成；（1）硅料全熔后，在熔料工序界面按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；（2）选择【稳定化 1】按钮确定后系统跳转至稳定化工序界面并运行稳定化工序；（3）加热器功率自动下降至工艺表设定值并根据工艺表参数逐步调整功率大

29、小，最后稳定至接近引晶功 率；（4）坩埚根据设定的工艺参数自动增加埚转速度至拉晶时转速并且自动开慢升至引晶埚位后停止。注意：过程中严密注意观察，时刻关注埚位和液面变化情况，发现异常，即时切换至手动状态查明原因解 决问题后再继续执行工序，绝对避免液面碰触导流筒等危险事故发生。（1）收尾完毕，在收尾工序界面按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；（2）选择【停炉】按钮确定后系统跳转至停炉工序界面并运行停炉工序；（3）程序将退出“热场温度”控制闭环并下降加热器给定功率至零，控制系统报警并提示关闭加热器。按“加热器关”按钮关闭加热电源；（4）根据工艺要求，程序按设定参数自动下降埚位 2550 ，关埚转、晶

30、转并以给定的冷却时拉速缓慢提升晶体；（5）停功率冷却 34 小时后程序自动退出“压力控制”闭环，关氩气阀将炉内压力抽至极限真空进行热 检漏；（6）检漏合格,按“主真空泵关”按钮停机械泵，继续冷却 2 小时后打开炉子取出晶体。注意：过程中不允许切断冷却水，否则炉内余热可能损坏炉体部件。第三章单晶生长辅助流程3.1 中途取晶晶体生长过程中如需要取出一段已生长的单晶，剩余硅液继续进行生长，则必须进行中途取晶操作：3.1.1 单晶冷却在取出单晶前，晶体应逐步冷却，以防止晶体裂开。（1）将等径控制、热场控制、坩埚跟踪控制环全部退到 OFF，放慢埚转到 2rpm，并将加热功率适当升高；（2）快速下降坩埚

31、20-30mm，使晶体脱离液面；（3）将晶升速度调整到180mm/hr，慢速提升晶体使之逐步冷却，保持 30 分钟后，将晶升速度加到 360mm/hr，保持 30 分钟之后，将晶升速度加到 500mm/hr，保持 60 分钟。最后将晶体提升到副室内。3.1.2 隔离（1）确认晶体全部进入副室，按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；（2）选择【隔离】按钮确定后系统跳转至隔离工序界面并运行隔离工序；（3）按屏幕提示关闭翻板阀至“隔离阀关”行程开关动作；快充氩气至副室压力为 400Torr，切换到手动，关闭快充阀，在副室里让晶体冷却 30 分钟，再开启快充阀充开副室，最后取出晶体。注意：翻板阀关闭后“

32、隔离阀关”行程开关不动作，程序将无法自动切换各氩气阀开关，隔离工序也将无 法正常运行。3.1.3 副室净化（1）取出晶体后，检查好籽晶、钢丝绳。将籽晶、炉盖上的密封圈、插板阀等擦拭干净，合好副室；将籽晶提升进副室；（2）打开“副真空泵开”按钮，在隔离工序主界面按【工艺选择】按钮进入工序选择界面；（3）选择【副室净化】按钮确定后系统跳转至副室净化工序界面并运行净化工序；（4）控制系统自动进行副室清洗，信息栏提示净化完成可以打开隔离阀提示信息并蜂鸣器报警时，打开翻板阀至“隔离阀开”行程开关动作；（5）关闭辅助真空泵。注意：自动隔离后程序自动更改投料量为剩料重量。 正常情况，二节引晶埚位为一节隔离时

33、埚位，即隔离取晶后要求埚位不变。3.2 回熔（1）引晶拉断、放肩时断棱或者等径时勒苞，切换至手动状态，关闭等径控制、热场控制、坩埚跟踪控制环，准备回熔；（2）升高加热器功率，降低埚转至 1-2 转，缓慢停晶转，下降坩埚。坩埚位置以液面进入高温区为宜；（3）逐渐将晶棒降到液面以下回熔，一次不可降太多，等液体里的固体棒溶完后方可再下降一些。如果降得过快，会使固体棒子顶到石英坩埚底部，造成事故。3.3 煅烧新的热系统必须经过高温煅烧后才可投料拉晶。3.3.1 煅烧前准备工作（1）炉子真空度满足要求：极限真空15mTorr，泄漏率30mTorr/hr，通过后方可安装热场煅烧；（2）将炉膛内壁擦拭干净，

34、安装新的热场时，必须将石墨件表面打扫干净，热场装配要对中；（3）确认钢丝绳、坩埚轴的限位、行程和位置零位都已经校准好。3.3.2 全套新热场的煅烧步骤（按 20 寸热场要求）煅烧时埚位设定在零位。（1）第一步，真空煅烧，目的是去除水粉及易挥发物质 a、由于新热场含有大量水分，极限真空的标准降低到 100mTorr。即抽空到 100mTorr 以内后，即可 加热。第一次功率 30kW，一直烧到真空数值小于 100mTorr 后，加第二次功率到 60kW，当煅烧到真 空再次小于 100mTorr 后，加第三次功率到 90kW。保持 90kW，直到真空小于 50mTorr，停止煅烧； b、在上述第二

35、、第三次加功率后，要保证真空数值不大于 200mTorr，否则炉内容易出现电离打火。 如果出现真空数值大于 200mTorr，则需要将功率降低到上一步骤的数值，保持煅烧 2 小时后，再次 尝试增加功率，如此循环往复，直到将真空数值烧到小于 100mTorr；（2）第二步，通氩气煅烧，目的是彻底清洁石墨毡a、经第一次煅烧后，将热场全部拆出，彻底清扫热场及炉膛。然后装炉抽空。达到要求的极限真空（50mTorr）后，开始加热；b、氩气 60slpm，炉压 10Torr，在 2 小时内，逐步均匀地将功率加到最高功率 95kW。保持 12 小时 后停炉； c、拆炉前检查极限真空及泄漏率，如果达到工艺标准

36、的要求：极限真空20mTorr，泄漏率40mTorr/hr； 则可转入第三次煅烧。否则应上报班长，查找原因，解决问题后方可转入第三次煅烧；（3）第三步，通氩气煅烧，目的是为拉晶作准备 a、将热场全部拆出并清扫干净。用砂纸打炉膛，要将炉壁内的彩色挥发物彻底打扫干净。对副炉室 也要仔细清扫；b、装炉抽空，达到要求的极限真空（20mTorr）后，开始通氩气加热，氩气 60slpm，炉压 10Torr； c、在 1 小时内逐步升高功率到 95kW，保持 8 小时后按以下方法验收，验收合格时停炉；不合格时 继续煅烧，但是高温时间超过 20 小时，仍未验收合格的，应马上停炉，待拆炉查找原因； 真空验收的方

37、法：将氩气关闭真空抽到极限后（20mTorr），观察真空变化趋势 10 分钟，真空回返 小于 2mTorr 可认定已煅烧好，可以停炉。如达不到要求则应继续煅烧；（4）停炉后热检漏并记录数据，合格的可安排投料拉晶。注意：在第三次煅烧前，可在石墨埚内放一片石墨毡，石墨毡上放一块石英埚片，拆炉时观察石英片上是否有析晶现象，有析晶说明热场还没煅烧完全。析晶是石英片上出现的白斑，手摸能剥落；3.3.3 新石墨埚、新加热器的煅烧高温 8 小时后停炉。注意：（1）使用新热场时，一定要校准平口，这样才能安全的使用各种自动程序；（2）上述的高温是指其对应的加热功率略高于熔料的最高功率。3.4 大清正常拉晶 12

38、 炉以后，需要对单晶炉系统进行大清理，大清包括：（1）热场清理：拆出热场，清理炉膛。如炭毡有损坏，应及时更换煅烧。拆下副室上部观察窗，清理干净副室顶部；（2）泵腔清理：清理泵腔、更换新泵油；（3）管道清理：拆下真空管道盲板、波纹管，清理干净抽空管道及球阀、蝶阀、防倒吸阀；（4）热场热净化处理：煅烧 20 小时；3.5 连接部位检查（1）对于电极螺栓，容易发生松动，导致打火。因此，对于已经松动的，必须拧紧；对于没有松动的， 要先拧松，再拧紧，以防烧结。拧紧的尺度是：用手尽量的紧！（2）对于下轴与托杆的连接螺栓，容易烧结在一起。因此，每炉都要先拧松，再拧紧，以防烧结粘死。拧紧的尺度是：适度；（3）

39、每炉都要检查籽晶是否可以在夹头内松动，如果太紧就要查看原因；（4）装加热器时，加热器与石墨电极之间垫碳纸。每次拆炉都要抬起加热器，松动与石墨电极之间的连 接，以防烧结。如电压小于 2 伏或大于 3 伏，可以调整 8 号电路板上的增益电位器（箭头所示，上面第一个电位器）使得电压为 2.5V 左右。稳定 1 分钟后再对热场温度进行校正。增益电位器第五章 异常情况处理.1 断水加热过程中炉体冷却水中断或流量不足会提示水流量低报警，系统会在 30 秒内自动关闭加热器电源。 此时需迅速检查原因，若由于水压突然下降引起，马上增大水压，可打开增压泵或更换过滤器。若断水时 间过长，禁止供水，防止冷却水迅速汽化

40、引起爆炸。.2 电极故障加热过程中若出现电极故障报警，可能有三种原因：1、电极与炉底板短路，发生放电；2、电极冷却水导电性增强；3、炉内电极附近出现电离气体发生放电，一般新热场容易产生电离气体。此时应观察加热器电流和功 率是否发生跳变，如不跳变，可继续加热；若发生跳变，如果熔料时间长，继续熔料，如果熔料时间短， 停功率等炉子冷却下来后拆炉检查。.3 打火升到高温,查看加热器功率、电流值,是否摆动幅度大。如果幅度大，看多晶料是否有点熔，有点熔的话继续熔料；否则，停功率等炉子冷却下来后打开炉盖检查电极。一般是电极螺丝松掉或造成接触不良。附录 故障速查表故障现象可能原因解决方案无法开机1220V 电

41、源未接入2UPS 输出空气开关断开3UPS 损坏1功率柜上电，合上 220V 输出空开2合上 UPS 输出空开3将 UPS 插头拔下，电源插头插在 UPS 插座上，UPS 送修无法开启加热器1 动力电源未供给2 加热系统 F9 保险丝熔断3 功率柜未开机或处于内控状态4 功率柜系统故障5 炉体冷却水不足1 动力电源上电2 更换保险丝3 功率柜开机，控制方式手柄选到内控4 功率柜相应故障灯亮，排除该故障，并按下白色复位按钮5 开启炉体冷却水，检查冷却水道是否堵塞炉体升降不动作1 动力电源未到位2 面板按钮保险丝熔断3 提升电机过热保护4 互锁保护1 动力电源上电，合上电机接线盒内空开2 更换保险

42、丝3 检查电机是否过载，复位热继电器4 检查互锁条件及限位开关是否损坏无法启动真空泵1动力电源未到位2真空系统保险丝 F4 熔断3真空泵电机过热保护4控制线路故障1动力电源上电，合上电机接线盒内空开2更换保险丝3检查泵电机是否过载，复位热继电器4检查控制和返回线路是否完好触摸屏无显示1 触摸屏电源故障2 通讯线未联接1 检查触摸屏插头是否插上，电源是否正常2 连上通讯线直流伺服电机不动1 相应空开断开2 220V 保险丝 F20 熔断3 电机堵转4 功率三极管上端子未连5 电机驱动/控制电路板上保险丝熔断6 手动引晶盒选在快速上1 合上空开2 更换保险丝3 排除堵转原因4 插上功率三极管上的插头线5 更换保险丝6将手动引晶器关闭或选在慢速上节流阀不受控1 节流阀保险丝 F21 熔断2 航空插头 T 未插上1 更换保险丝2 插上航空插头控制动作不正常1相关保险丝熔断2线路故障1更换保险丝2检查线路