晶盛单晶炉操作说明

．全自动单晶炉操作手册REV.MANUAL_ZJS.Z02（TDR80A-ZJS/TDR85A-ZJS/TDR95A-ZJS适用）2009年05月上虞晶盛机电工程有限公司SHANGYUJINGSHENGM&EENGINEERINGCO.,LTD第-1-页目录第一章单晶生长条件…………………………………………………………………………21.1设备要求…………………………………………………………………………………21.2辅料要求…………………………………………………………………………………31.3安全要求…………………………………………………………………………………4第二章单晶生长标准流程…………………………………………………………………52.1拆炉………………………………………………………………………………………52.2装炉………………………………………………………………………………………62.3开始单晶的生长…………………………………………………………………………82.4抽真空……………………………………………………………………………………92.5检漏………………………………………………………………………………………112.6压力化……………………………………………………………………………………122.7熔料………………………………………………………………………………………132.8稳定化……………………………………………………………………………………152.9熔接………………………………………………………………………………………162.10引晶……………………………………………………………………………………182.11放肩……………………………………………………………………………………192.12转肩……………………………………………………………………………………202.13等径……………………………………………………………………………………212.14收尾……………………………………………………………………………………222.15停炉……………………………………………………………………………………23第三章单晶生长辅助流程…………………………………………………………………243.1中途取晶…………………………………………………………………………………243.2回熔………………………………………………………………………………………263.3煅烧………………………………………………………………………………………263.4大清………………………………………………………………………………………273.5连接部位检查……………………………………………………………………………27第四章相机调整与热场温度校正…………………………………………………………284.1相机调整…………………………………………………………………………………284.2热场温度调整……………………………………………………………………………32第五章异常情况处理…………………………………………………………………………335.1断水………………………………………………………………………………………335.2电极故障…………………………………………………………………………………335.3打火………………………………………………………………………………………33附录故障速查………………………………………………………………………………34第-2-页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2~3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18~24oC，最大不超过25oC；水质：弱碱性水，PH值6~9；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。第-3-页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3mm的气泡、黑点，合计数量≥5个注黑点：处于坩埚内壁，液面淹没线以下的有色杂质点；气泡：处于坩埚内壁，液面淹没线以下，夹在坩埚壁内的空洞。1.2.3高纯石墨要求（1）外观检查结构致密均匀，无裂纹，无空洞等外观缺陷。（2）纯度要求必须是高纯石墨，纯度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3.5~5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。第-4-页1.3安全要求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-5-页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：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