．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SHANGYU JING SHENG M&E ENGINEERING CO., LTD目录第一章单晶生长条件 (2)1.1 设备要求 (2)1.2 辅料要求 (3)1.3 安全要求 (4)第二章单晶生长标准流程 (5)2.1 拆炉 (5)2.2 装炉 (6)2.3 开始单晶的生长 (8)2.4 抽真空 (9)2.5 检漏 (11)2.6 压力化 (12)2.7 熔料 (13)2.8 稳定化 (15)2.9 熔接 (16)2.10 引晶 (18)2.11 放肩 (19)2.12 转肩 (20)2.13 等径 (21)2.14 收尾 (22)2.15 停炉 (23)第三章单晶生长辅助流程 (24)3.1 中途取晶 (24)3.2 回熔 (26)3.3 煅烧 (26)3.4 大清 (27)3.5 连接部位检查 (27)第四章相机调整与热场温度校正 (28)4.1 相机调整 (28)4.2 热场温度调整 (32)第五章异常情况处理 (33)5.1 断水 (33)5.2 电极故障 (33)5.3 打火 (33)附录故障速查 (34)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。
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。
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。