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上虞晶盛单晶炉操作说明书

第一章单晶生长条件设备要求运行条件(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公斤以上;炉子进水压力不可超过公斤,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:≥升每秒;汽缸容积:主真空球阀:2 升;辅助真空球阀: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:≤50mTo r r/hr。

(热场已经煅烧完全)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。

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。

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。

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>%;(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。

氩气要求(1)气压:炉子氩气入口压力要求介于~5 公斤之间;(2)气体流率:≥275slpm;(3)纯度:≥%;推荐在氩气入口处使用压力调节器。

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。

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。

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。

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拆炉取晶体(1)停炉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,待晶转下降到后再停止晶转,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。

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。

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、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。

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2r pm,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。

装炉装炉前检查(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。

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