拉晶操作培训
拉晶工艺及操作规程课件
拉晶工艺及操作规程
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4.充氩气
真空度低于6.0Pa,方可打开氩气阀,打开副室氩气 阀门V2使炉内压强保持在1200~1600Pa之间。
通氩气的压力为0.15MPa ,当炉压达到规定要求 后,准备加热。
按要求做好记录。
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5.化料
化料功率的选择
打开加热开关,用一个小时的时间,均匀的分四次将功 率加到最高功率85~90kw,具体操作:调节加热功率 值,一般为30、50、70、85左右。在料全部熔完之前 ,还剩余少量小料块时,应适当降低功率,以防止跳料。 升温过程一定按照上述过程,加热速度不宜太快,否则易 造成石英坩埚炸裂。
• 摆放好取晶框后,快速降下晶体,严禁使晶体接触到
取晶框(会导致上轴钢丝绳因跳槽而损坏),剪断细
颈后逐步释放重锤,控制好重锤的旋转和晃动,防止
钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤,此过程中注意个人安全
防护。将取出的晶棒放置到规定地方冷却。
拉晶工艺及操作规程
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检查钢丝绳、籽晶、取出热系统部件
• 检查钢丝绳是否完好可用,若有变硬、毛刺或其 它损坏情况,则应请维修人员去除老化、损坏部 分,或更换新钢丝绳。
判断漏料的迹象除了出现熔液的时间、熔液的高 度位置外,还有一个参考现象是观察加热电流是 否稳定,因为漏料会造成短路打火。
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挂边的处理
应该在坩埚中心的料未化完时,就将挂边处理掉。因 此,当料刚刚全部垮下时,就要注意观察有无挂边的可能 。如果有,正确的处理顺序是:先用较高的埚位,将支撑 住挂边的处于坩埚中心的料块熔垮,使之与挂边料脱离, 再将埚位降到较低的位置,使挂边料块处于加热器纵向的 中心位置(即高温区),进行烘烤。在处理挂边的过程中 ,功率要适当地升高。
硅单晶拉制岗位培训材料
单晶拉制岗位培训材料一、单晶基础知识1、单晶硅理论基础知识元素符号Si,旧称矽,原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体。
晶体硅为蓝灰色,无定形硅为黑色,密度2.55g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。
硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。
硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
1.1固态硅密度2.33g/cm3,液态硅的密度:2.55g/cm3。
1.2位错密度(DISLOCATION DENSITY)≤500个/cm2;氧含量(OXYGEN CONTENT)≤1.0E18cm3;碳含量(CARBON CONTENT)≤5.0E16cm3。
1.3太阳能级单晶硅电阻率范围(RESISTIVITY RANGE): 0.5~2Ω.cm 3~6Ω.cm 0.5~3Ω.cm。
1.4少子寿命(LIFE TIME)≥10μs1.5晶向(ORIENTATION) <100>±1°1.6掺杂方式:P型掺B,N型掺P1.7有则公司单晶硅棒规格为6寸、8寸。
二、单晶拉制工艺总述2.1直拉单晶制造法(Czochralski,CZ法)是把原料多硅晶块放入石英坩埚中,在单晶炉中加热融化,再将一根直径只有12mm的棒状晶种(称籽晶)浸入融液中。
在合适的温度下,融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶,成为单晶体。
把晶种慢慢旋转并向上提升,融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续结晶,并延续其规则的原子排列结构。
若整个结晶环境稳定,就可以周而复始地形成结晶,最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体,即硅单晶锭。
拉晶车间培训计划
拉晶车间培训计划一、培训目标1. 了解拉晶车间的工作流程和安全操作规程;2. 学习设备的基本操作和维护知识;3. 掌握相关质量标准和品质控制方法;4. 培养团队协作意识和解决问题的能力;5. 提升员工的技术能力和工作效率。
二、培训对象拉晶车间所有员工,包括操作工、技术人员和管理人员。
三、培训内容1. 拉晶车间工作流程和安全操作规程(1)了解车间的生产流程和技术要求;(2)学习安全操作规程和应急预案;(3)掌握相关安全设备和紧急救援知识。
2. 设备操作和维护知识(1)熟悉生产设备的构造和工作原理;(2)学习设备的操作方法和注意事项;(3)掌握设备的日常维护和保养知识。
3. 质量标准和品质控制方法(1)了解产品的质量标准和检测方法;(2)学习品质控制的基本原理和方法;(3)掌握问题分析和质量改进的技能。
4. 团队协作和问题解决能力(1)培养团队协作意识和沟通能力;(2)学习问题解决的方法和技巧;(3)提升解决问题的技能和能力。
5. 技术能力和工作效率提升(1)不断学习和掌握新技术新方法;(2)提升工作效率和专业技能;(3)培养责任心和自我激励的习惯。
四、培训方式1. 线下课堂培训将邀请相关专业的技术人员和管理人员进行定期的线下课堂培训,内容涵盖拉晶车间的工作流程、安全规程、设备操作和维护知识、质量标准和品质控制方法等。
2. 实地操作培训安排具有丰富经验的老师傅进行实地操作培训,让员工亲自操作设备和工具,掌握实际操作技能。
3. 岗位轮岗培训安排员工进行岗位轮岗,学习其他岗位的工作流程和技术要求,提升员工的多岗位能力。
4. 案例分析和问题解决培训通过案例分析和问题解决培训,锻炼员工的问题解决能力和团队协作能力。
五、培训评估1. 考试评估安排定期的考试评估,考核员工对培训内容的掌握程度和技能水平,对考核不合格的员工进行补充培训。
2. 实际操作评估对员工的实际操作技能和工作效率进行评估,对表现优秀的员工进行奖励和表彰,对表现不佳的员工进行指导和培训。
拉晶工基本操作步骤
拉晶工基本操作步骤一)拉晶的基本操作分为13个步骤,如下:1系统启动2清炉3装料4抽空检漏5化料6全熔稳定7引晶缩颈8放肩9转肩10等径11收尾12停炉及热后真空检漏13拆炉二)具体明操作⑴系统启动在系统启动时先通知机修工送电,待通电后打开控制柜电源并通知机修工检查单晶炉冷却水循环系统及氩气是否可以正常使用.打开控制柜电源后检查晶体转动升降和坩埚转动升降是否正常使用以及晶体上升及下降限位,坩埚上升及下降限位是否也调好.检查石墨件和籽晶钢丝绳重锤,钼拉头是否齐全⑵清炉①将炉内石墨件完好的取出②用砂纸和酒精纸将炉底打磨擦试干净③将真空泵抽空管道清理干净④将石墨件用砂纸打磨用究竟纸擦试干净⑤按照取出的顺序反向依次安装注:炉底铜电极和石墨电极及加热器在安装时一定要清理干净避免打火.三)装料①将备好的料检查好后用装料车拖至需安装料的炉前②将托杆螺丝紧好③将炉底用吸尘器吸干净④通知师傅检查石英坩埚及石墨件⑤装料时将母合金先放置在石英坩埚底部⑥将大块料轻轻地放在底部排放整齐,尽量不要有太大的间隙,中块料及小块料用来填补间隙⑦在装到石英坩埚顶部时放下去的料与石英坩埚接触面尽量减少⑧在导流筒放下去后,在导流筒中部将剩余的料装好,注意料在装时不要与导流筒接触⑨全部装好后封炉注:装料时请轻拿轻放,装好后炉筒上口、炉盖上口和副室仓门的橡胶密封皮圈一定要装好,并用酒精纸顺一个方向擦拭干净。
装料时,OCI的多晶必须全部装下,装剩下的料尽可能只剩下一种,装料前检查是否需要换油及是否有配件需要修理四)抽空检漏①封炉后将主室真空泵打开运行2~5分钟,打开主室泵球阀,先开1∕3处待真空泵抽至压力为-0.01再完全打开球阀②将真空抽至7pa以下到极限后关闭主室泵球阀进行检漏,要求3分钟泄露不超过1pa注:在抽空过程中,反复2~3次充氩气再关闭氩气抽空。
如抽不下或泄露过大及时通知机修工修理五)加热化料①抽空检漏完成后将主室泵球阀打开充副室氩气,将压力维持在1.3×310pa②打开加热器电源,切换到温度控制界面将功率加至30kw,半小时后加至50kw,半小时后加至70kw,半小时后加至90kw(加热后将电流过低报警器和加热器异常报警器打开③在高温后,料化至差不多时将功率降至75kw,如有渣则掉渣,无渣就全部化掉注:加热时如有异常报警,及时找机修工修理。
拉晶操作培训
二、热场的安装与煅烧
安装电极→炉底碳毡 反射底板 下保温罩→石墨环 石英环→加热 安装电极 炉底碳毡→反射底板 下保温罩 石墨环、石英环 加热 炉底碳毡 反射底板→下保温罩 石墨环、 中保温罩→石墨托杆 石墨托盘→装三瓣埚 下降主炉室→上保 器→中保温罩 石墨托杆 石墨托盘 装三瓣埚 下降主炉室 上保 中保温罩 石墨托杆→石墨托盘 装三瓣埚→下降主炉室 温罩→导气孔 保温盖板→装导流筒 导气孔→保温盖板 装导流筒→压环 温罩 导气孔 保温盖板 装导流筒 压环
检漏
目的: 目的:确认炉体漏气量 当炉子的真空度达到规定值时,关闭真空管道上的主泵球阀。 当炉子的真空度达到规定值时,关闭真空管道上的主泵球阀。 观察真空计上的压力数值,测定压力变化。 观察真空计上的压力数值,测定压力变化。CZ1#厂房设备检 厂房设备检 漏时,泄漏率小于 小于50mTorr/时为合格 漏时,泄漏率小于 时 检漏结束后缓慢打开真空管道上的主泵球阀继续抽一段时间真 直至真空度低于检漏时的真空度。 空,直至真空度低于检漏时的真空度。
装料完成后埚转为2/rpm左右旋转,查看坩埚旋转情况, 装料完成后埚转为2/rpm左右旋转,查看坩埚旋转情况,然后将埚位下 2/rpm左右旋转 降至最低熔料位置,关闭旋转。 降至最低熔料位置,关闭旋转。
装籽晶
安装前应穿好洁净的专用工作服及工作帽并带好洁净的一次性手套 防止异物进入石英坩埚内。 ,防止异物进入石英坩埚内。 根据规格要求选择籽晶(一般 ),现在 根据规格要求选择籽晶(一般1-0-0),现在 ),现在CZ1#厂房所使用籽晶一 厂房所使用籽晶一 般是( 般是(100)晶向的籽晶。 )晶向的籽晶。 确认定位开槽是否有损伤 确认定位开槽是否有损伤 定位开槽 用定位销将籽晶固定于籽晶夹具上并用双手垂直 用力拉一下确认有无问题 装完籽晶后用酒精和无尘纸将其擦拭干净 装完籽晶后用酒精和无尘纸将其擦拭干净 酒精 每次安装前因取下籽晶夹具检查确认籽晶 绳有无折痕, 绳有无折痕,如有因急时更换防止拉晶时造成籽晶晃动
直拉单晶操作规程
直拉单晶操作规程操作规程一、拆炉1: 准备确认停炉冷却时间达5h,准备好钳子及取晶筐,向炉内充Ar气,确认炉内为常压时,副室门打开,关闭Ar 流量计启动液压,升起副室筒,稳住晶体轻推左旋副室,晶体筐对准副室筒口,按下晶快降速按钮。
将晶体安全降入筐内,手扶籽晶夹头,用钳子将细颈处剪断,手扶夹头,待钢丝绳拧力全部消失后取籽晶,重锤升进副室内启动液压升起炉盖。
左旋至副室筒下。
2: 炉子清扫2—1戴好工作帽,口罩及专用手套,准备好酒精,吸尘器,无尘纸及放石墨件的不锈钢车。
2—2 依次取出导流筒及上保温盖,先取掉热偶升起主炉室向右旋出,取出上保温筒石英坩锅及埚底料,并放入到不锈钢桶内到指定的地方,锅底料应写清炉号及炉次。
注意:1:石墨件不能用手接触。
2:小心锋利的石英锅碎片和锅底料扎伤手指。
3:石英碎片和锅底料渣不要掉入轴波纹管及加热器缝隙内。
2—3 每炉必须在取下晶棒后及时清理过滤罐、过滤网, 3炉大清炉,每炉管道。
注意:清理过滤罐和管道,具有自燃的现象不能造成人生事故和将密封圈烧坏的现象,所以拆除的地方必须用酒精擦净密封圈并装好。
保证密封圈的完好。
2—4 戴好一次性手套,采取自上而下的原则,清扫副室筒及炉盖,用专用工具沾上酒精,一圈一圈的仔细擦拭副炉筒。
注意:长棍不要和钢丝绳绕在一起,用纸巾沾上酒精擦炉盖顶上密封圈及翻板阀,密封圈并保证密封较进槽无误。
2—5主炉清扫戴好一次性手套用吸尘器与毛刷先刷净附着在主炉室的挥发物,吸净加热器托盘,炉底。
注意:加热器电极螺丝是否松动,炉底排气孔是否畅通。
用沾有酒精的纸巾把主炉室及密封圈擦拭干净。
2—6石墨件的清扫吸净导流筒,保温罩,三瓣埚,用纸巾沾少量的酒精反复擦拭直至无污物。
2—7石墨件的装炉(1) 埚杆装好后要拧紧螺丝,埚杆要平稳无跳动。
(2) 三瓣埚装入后要平稳2—8检查真空泵油位是否在2/3处2—9检查真空泵油是否干净二、装炉1: 准备戴好口罩,帽子,打开石英埚包装,取出石英埚,对光。
6拉晶工艺及操作规程
清炉过程
待取出的石墨件自然冷却后,进行彻底清理。石墨件的附着物 用砂纸打磨后,用刷子和吸尘器对石墨件作整个除尘,用棉 布或毛巾擦拭直至干净。 清理干净的标准是:导流筒、上下 保温盖、保温筒、三瓣埚、石墨埚托等,必须清理到全部露 出石墨的本色,特别是不能留有黄色的挥发物。
将炉子内壁、炉盖、主炉筒、小副室、副炉筒、两个抽气口、 观察窗、依尔根信号孔及其防护玻璃清理干净。先用吸尘器 把炉内的挥发物等吸净,再用沾有酒精的棉布或毛巾彻底擦 拭,不能留有任何挥发物。
按要求做好记录。
3.抽空
直拉单晶硅是在减压状态下进行单晶生长的,所谓减压就是将 氩气从副室上端通入,同时用机械泵从主室下部抽出,使炉内 压力保持在1200~1600Pa左右。
检查热藕锥的信号线,检查观察窗口,如影响观察则清洗干净, 并装好。
检查通水情况正常后,才能启动主室泵。循环水压力0.12~ 0.16MPa。
启动泵时,需点动两、三次后,再开泵。真空阀必须慢慢打开 一半(50),保持约1分钟左右后,再完全打开(100)。不经 点动直接开泵和过快地打开球阀都是错误地操作方法。炉内真 空度在连续抽空30分钟应达到6.0Pa以下。当真空抽不下去时, 可以开启氩气阀门向炉内通入氩气,保持3~5分钟后关闭氩气, 继续抽真空,若在充氩气三次后,真空还是抽不下去,要与维 修人员联系检修。
• 装料的原则:从纵向来说,小块的料放在坩埚底部;最大块的料 放中部,中等大小的料放在最上边;从径向来说,大块的放在周 围,小块的放在中心。必要时要把大块的料敲小,尽量利用好埚 内空间,否则到最后可能料装不下。
中下部的料可以装得紧凑些并且贴近埚壁,但应该是自然堆砌, 而不是硬挤。上部的料块,仍可轻轻靠在埚壁上,但应该注意四 点:
拉晶工艺及操作规程共38页
取晶框(会导致上轴钢丝绳因跳槽而损坏),剪断细 颈后逐步释放重锤,控制好重锤的旋转和晃动,防止 钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤,此过程中注意个人安全 防护。将取出的晶棒放置到规定地方冷却。
检查钢丝绳、籽晶、取出热系统部件
• 检查钢丝绳是否完好可用,若有变硬、毛刺或其 它损坏情况,则应请维修人员去除老化、损坏部 分,或更换新钢丝绳。
清炉过程
待取出的石墨件自然冷却后,进行彻底清理。石墨件的附着物 用砂纸打磨后,用刷子和吸尘器对石墨件作整个除尘,用棉 布或毛巾擦拭直至干净。 清理干净的标准是:导流筒、上下 保温盖、保温筒、三瓣埚、石墨埚托等,必须清理到全部露 出石墨的本色,特别是不能留有黄色的挥发物。
将炉子内壁、炉盖、主炉筒、小副室、副炉筒、两个抽气口 、观察窗、依尔根信号孔及其防护玻璃清理干净。先用吸尘 器把炉内的挥发物等吸净,再用沾有酒精的棉布或毛巾彻底 擦拭,不能留有任何挥发物。
• 戴好高温隔热手套,按顺序取出导流筒、保温盖 冷却;用手或钳子夹住石英埚的上端部分提起取 出,将石英埚整体提出并取出炉内废石英、埚底 料标记后放在指定位置,不要让残骸和碎料掉入 炉内,取出的埚底料不能接触到石墨。然后将三 瓣石墨埚、石墨埚托取出冷却。最后再将主室炉 筒升到最高位,旋转出来(垂直方向上要离开热 系统)固定稳定。必要时,取出保温筒,加热器 以及电极护套炉底部件等。
4. 新装加热器时,加热器与石墨电极之间垫碳箔。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 粘连。使用一月之后,以上四项检查可以降低频率到每 次大清的时候检查一次。
2.装料
• 检查所备原料及母合金是否与随工单相符,观察包装有无破损现 象,区分原料的大小、破碎程度,如原料不符合要求(如:料未 清洗)应及时更换;按要求穿戴好劳保用品。
拉晶操作流程
拉晶操作流程
拉晶操作流程如下:
1、拆炉:准备好不锈钢推车,专用擦试布,无水乙醇及相应的工具,拧开副室门螺丝,打开副室氩气阀门充气,待真空表压力到零位置时,炉内外气压平衡,开启副室门,把晶棒升至副室内,升起副室炉筒,转副室炉筒时必须把托盘移至副室以下,防止晶棒脱落。
2、清炉:清理石墨件装炉。
3、抽空冲氩气:封炉后将主室真空泵打开运行2~5分钟,打开主室泵球阀,先开1∕3处待真空泵抽至压力为-0.01再完全打开球阀,将真空抽至7pa以下到极限后关闭主室泵球阀进行检漏,要求3分钟泄露不超过1pa。
4、熔硅料:抽空检漏完成后将主室泵球阀打开充副室氩气,将压力维持在1.3×pa,打开加料阀,加多晶硅料。
5、引晶:当硅料熔化后,将籽晶下降接触熔液。
6、放肩、转肩:引晶成功后,将籽晶向上提升一定距离,然后降低功率,使晶棒直径逐渐增大到所需直径。
7、等径生长:在引晶结束后,进入等径生长阶段,此时应适当调节功率和埚位,使晶棒直径维持在±0.3mm范围内。
8、收尾、停炉:当晶棒生长到所需长度后,应逐渐减小功率,使晶棒直径逐渐减小,然后快速将功率调至最小,使晶棒与液面脱离,再关闭加热电源,停炉。
单晶操作规范培训《山西太能科技》
4、等径时硅液碰到导流筒
事故介绍与分析----在 等径的过程中由于埚 位太高,液面离导流 筒近,使液面抖动碰 到导流筒,导致无法 等径生长,导流筒底 部粘上硅液。
清扫的目的是将拉晶或煅烧过程中产生的挥 发物和粉尘用打磨、擦拭或吸除等方法清扫 干净。注意在清扫的过程中不要引起尘埃飞 扬,不然会污染工作现场,同时有害身体健 康。清扫的工作都要在石墨清扫房进行,不 允许在车间里进行。进入车间的石墨件要确 保直接装炉,不允许再次清扫。 清扫的内容:石墨件、炉筒、炉盖、副室、 排气管道等。检查石墨中轴螺丝、加热器螺 丝、检查籽晶是否破损(剪籽晶时小心弹力 过大)等。 打磨重锤(用1000#的砂纸)
事故介绍与分析---装料时使大块硅料自 由落体掉入石英埚导 致石英坩锅破裂或有 内伤,这种石英坩锅 是不能再用的。
应对措施----装料时要 轻拿轻放,特别是大 块料,对于小块料, 用袋子倒时一定要确 认好倒干净。整个边 皮料不要靠在石英坩 埚壁,特别是埚上边 缘,否则会出现石英 坩埚崩边的可能。
五、放肩
放肩过程中,发现过快时,可适当提高拉速, 过慢时要降一点温(可从温校和欧陆两方面 选一种来降温),适当调整放肩速度,保持 其圆滑光亮的放肩表面。 棱线断断续续,有切痕,说明有位错产生。 放肩直径要及时测量,以免误时来不及转肩 而使晶体直径偏大,超出实际拉的尺寸。
拉晶教程专题知识专业知识讲座
2.1 硅单晶的生长装置
·机械部分
·电气部分
(1)硬件方面 1.在单晶旋转的同时能上拉 2.软轴驱动部、坩埚移动驱动部
的构造能耐高重量负荷 3.坩埚旋转的同时能够上下移动 4.耐减压、耐高温的构造 5.装置要密封,无漏气等 6.在停电、地震等非常情况有安
全对策功能
图1 单晶生长装置概略图
2) 装料、熔料 a. 石英坩埚的检查及安装(是否有孔 、气泡、黑点、气泡群或划伤等) b. 多晶硅的安装注意点 c. 掺杂 (确认与工艺单上一致) 3) 籽晶与熔硅的熔接
a. 温度的稳定(装料量越大,所需时间越长) b. 籽晶的预热(减少籽晶与熔体的温度差,从而减少籽晶中产生 的热应力)
4) 引晶
引上速度平均值
+ 设定值出力
图2 单晶直径控制和拉速控制程序模块
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State Key Lab of Silicon Materials
2.2 拉晶工艺过程
图3 拉晶基本流程
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1) 拆 炉
准备拆炉用品:1.耐高温手套 2.酒精(无水乙醇) 3.无尘布 或绸布(可重复使用) 4.台车 5.穿好工作服,戴好口罩等
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• 2. 区熔法 (FZ法) :采用高频率线圈从外围来加热溶解多
晶棒,在与籽晶接触后移动线圈的方法制取单晶。
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c. 突然停电、停水
1.瞬间停电(几秒),检查恢复停电前的工艺状态,并进行干预,使工艺恢 复正常,
2.停电时间较长,液面都快结晶,则应先关闭真空泵,并手动摇柄将坩埚 下降或转动晶升电机(注意方向),使单晶脱离液面,同时关闭氩气阀 (防止正压) 及时来电或者长时间不来电,视具体情况具体操作
处理方法:1.降低埚位(不得降过下限位),转动坩 埚,将挂边处转至热场中温 度较高的一
方(一般在两边电极的方位)
2.升高功率,让挂边处硅料迅速熔化
注意:防止“跳硅”
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b. 坩埚裂缝
坩埚裂缝的具体情
况
1.熔料时发现埚裂,立即降温停炉
2..拉晶时发现埚裂,视裂纹是否深入液体情况
后果:烧坏部件,造成重大损失
直径计测值
+
直径设定值
P I D 计算
引上速度设定值 出力
2.在单晶等晶过程中具备直径控制 、拉晶速度控制的功能。本控制的 程序块图表如图2所示
引上速度平均值
+ -
引上速度设定值
P I D 计算
温度设定值出力
图2 单晶直径控制和拉速控制程序模块
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2.2 拉晶工艺过程
图3 拉晶基本流程
B(硼) (铝镓铟) P(磷),Sb(锑),As(砷)
单晶在固化时出现掺杂剂的偏析现象,单晶头尾电阻率的变化趋势
降低比例视掺杂剂的分凝系数而定。(杂质浓度与电阻率反比)
B 0.8 P 0.35 d. 氧浓度
As 0.3
Sb 0.026
石英坩埚
硅溶液
直拉单晶工培训简明教程
直拉单晶工培训简明教程第一节设备认知一、晶体生长的要求1.必须保持多晶原料、生产设备、生产环境的高纯卫生;2.晶体生长是在高温下进行,为避免硅的氧化,必须在真空系统和保护气体(氩)下进行;3.拉晶过程中必须保持速度和温度的稳定;二、直拉单晶炉的组成根据晶体生长的要求,直拉单晶炉主要包括炉体、电气部分、热系统、水冷系统、真空系统、氩气供给装置六部分组成;1. 炉体包括提拉头、副炉室(上炉室)、主炉室、底座等部分;2. 电气部分包括速度部分、加热部分、真空系统控制、氩气控制、炉筒升降控制等组成;2.1速度部分包括上轴上下速度(SL)、上轴转速(SR)、下轴上下速度(CL)、下轴转速(CR)四个部分;2.2正常拉晶时各速度的要求:SL:方向、大小控制可由触摸屏或引晶小盒控制,两者可以相互转换,注意:在操作人员不在炉前时必须关闭引晶小盒的电源以避免事故的发生!正常拉晶时SL数值大概在1.2—0.6mm/min左右范围内变化;CL:方向、大小控制由触摸屏控制,正常拉晶时其大小随所SL的变化而按比例变化;CL/SL俗称埚跟比;埚跟比随所拉制晶体的大小而变化;在实际拉晶过程中要及时的验证埚跟比以确定其正确性、所拉晶体直径的准确性;SR:俗称晶转,方向及大小由触摸屏面板控制;正常拉晶时SR为10—13r/min;顺时针转动;CR:俗称埚转,方向及大小由触摸屏控制,正常拉晶时CR为8r/min;在引晶、化料时可调整其快慢以尽快将温度调整到合适值;要求:1.在两个工作日内必须熟练掌握四个速度的控制;2.会演算拉制6吋(155mm)、8吋晶体所要求的埚跟比各是多少?3.在3个工作日内必须掌握加热部分、真空系统控制、氩气控制、炉筒升降控制等的操作;3、热系统热系统由石墨加热器、保温系统、支持系统、托杆、托碗、导流筒等组成;第二节拉晶过程装料1.装料前的准备.(1)确认已完成设备点检项目.(2)检查取光孔是否对好.(3)准备好一次性手套、线手套、剪刀、口罩、高纯车等辅助用品.(4)从物料柜取出多晶原料与料单放在装料小车的一层,检查是否错误.(5)带上一次性手套(分析纯对手有伤害),用擦炉纸沾上酒精将高纯装料车擦干净.(6)将埚位升至上限位.2. 检查、装石英坩埚.(1)打开坩埚纸箱包装,带上一次性手套,将坩埚与塑料包装一起放在高纯车上.(2)打开塑料包装,更换一次性手套,将坩埚对着光源进行检查,看是否可以使用. 注意:有以下特征之一者,不能使用.①磕碰损伤(位于坩埚上沿的微小碰伤除外).②裂纹.③严重划痕.④直径≥3㎜的气泡和黑点,数量≥1个.(注气泡:夹在坩埚壁内的空洞.黑点:有色杂质点.)⑤直径<3㎜的气泡和黑点,数量≥5个.⑥直径<3㎜的气泡和黑点,合计数量≥5个.(3)检查确定能够使用后,将坩埚装入三瓣埚中,要装水平.(20″埚比较重,装时可以两人)(4)如若发现坩埚异常时及时与班长联系.3. 取料3.1多晶原料的取放必须轻拿轻放,严禁野蛮装卸造成包装袋的破损;3.2生产操作员工打开多晶包装袋时必须遵守以下规定:①在装料小车一层上剪开多晶的外包装(不带高纯手套);但不允许接触到第二层包装袋②带高纯手套取出多晶原料的二次包装袋并在高纯装料小车上层剪开(进行此项操作时不允许其接触到多晶袋的一次外包装);③装多晶料必须带二层手套:尼龙手套和塑料高纯手套;④穿上装料衣服,带好口罩、手套以后,剪开料袋进行装料.1、将坩埚升到上限位;检查石英坩埚质量的好坏;将石英坩埚放入石墨埚内;①坩埚底部选择小块的料(直径≤20㎜)铺放,应尽量铺满坩埚底部.②坩埚中下部选择较小块的料(直径≤40㎜)装入,多晶料可以装的紧凑并且贴近埚壁,但应该是自然堆砌,而不是硬挤.③坩埚中部选择大块料(直径≥70㎜)紧靠埚边装,并且保证对称装入.埚中央可以装入中度、较小、小块的料.④坩埚上部选择中度、较小的料块,除最上一层外,仍可以紧靠埚边装.装最后一层时,可以有意识的选择一些料,让料突出埚沿10-20㎜,但不能搭在埚沿上.应注意以下几点:ⅰ减少料块与埚边的接触面积,以防止挂边.ⅱ在料块互相之间的相对位置方面,要估计在料块跨塌时,是否架桥,然后做出相应的调整.(4)装料过程中应注意的问题:①装料过程中必须保证料块轻轻的与坩埚接触,避免任何的磕碰.②装料过程中严禁多晶原料与料袋外表面直接或间接的接触.③装料过程中发现一次性手套破了,要及时更换.④不论是上、中、下哪个部位,料块尖锐部位不能直接对着坩埚壁.⑤注意装料过程中防止把料撒进炉膛内.⑥如有掺杂,应将掺杂装在石英坩埚的中部.避免提渣时将掺杂提出;⑦若遇原料直径较小(<1mm),装料时不可求多将石英埚装的过满,而应使石英坩埚的边沿距埚口保持20mm的距离;以避免加热时使多晶原料膨胀而溢出石英埚造成事故;4. 装完料将坩埚降至熔料埚位.(18″系统埚位-115,20″系统埚位-103)5. 坩埚降到指定位置后,脱去装料衣服,带上一次性手套将大盖和导流筒装入炉内.6. 更换一次性手套,检查导流筒与多晶料之间的距离,能否允许坩埚转动.7. 检查无误后,带上一次性手套,用酒精擦净炉盖、副室、炉盖与炉筒的密封面、副室与炉盖的密封面及插板阀,然后合上炉盖,关闭插板阀.8. 降下重锤,检查籽晶是否可以活动,钢丝绳是否有毛刺或是缠松,钢丝绳夹头内的钢丝绳是否有毛刺或是缠松,如有毛刺或是缠松要及时向上返或者进行更换.9. 检查无误后,合上副室,打开插板阀.10. 更改计算机中的参数.(1)更改初始装料量(㎏)的参数为本次的实际投料量.操作步骤:在操作界面上点工艺参数,出现初始化界面,把初始装料量(㎏)该为本次的实际投料量.(2)更改坩埚跟踪/投料重量为实际投料重量.操作步骤:在操作界面点坩埚跟踪,出现坩埚跟踪控制环界面,更改投料重量为当前坩埚内的实际投料重量.如果进行了步骤(1)后,采用自动抽真空工艺,此处的投料重量会自动修改和初始化投料重量一致.注意:此参数十分重要,如果设定值和实际值不符,将导致等径时计算机计算的埚跟与实际埚跟不一致.值得注意的是在拉晶时提出一段棒子时,如果用自动隔离程序,则计算机自动计算,不需要手动修改;如用手动隔离,则计算机坩埚内剩料重量,需要手动修改.11.查看计算机内每一步骤的工艺参数是否设置正确.注意:养成每选择自动步骤之前先查看工艺参数是否设置正确的习惯!尤其是涉及到坩埚位置的参数,一定要确定其准确无误.抽空1.检查主真空泵的油位和皮带,一切正常后启动.2.启动主真空泵时,需点动开关两、三次后,在开泵.等待主泵转速均匀后,打开节流阀,待节流阀全开后,打开球阀.不经点动直接开泵会影响泵的寿命. 3.进行抽空/检漏步骤操作步骤:在操作界面点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,在此界面下点抽真空即可.当抽真空步骤完成之后系统将自动进入检漏步骤.两分三十秒会显示泄露率.注意:上述从抽真空完成直接进入检漏是在程序控制里面设置好的.在系统维护界面下的工艺自动步骤里的自动进入检漏工艺前打√.如果没有设置,即没有选择,则抽真空完成之后电脑将会提示我们抽真空完成,这时需要我们在工艺选择界面中,手动切入检漏步骤.其他自动步骤都是如此.4.若泄露过大,可用手动充几次氩气后在进入工艺选择界面选择检漏,进行自动检漏.5.抽空注意的问题:(1)要检查球阀是否全开.电磁阀是否吸合.(2)根据炉内所装料的情况选择是自动抽空还是手动抽空.(沫子料一定要采用手动抽空,因为自动抽空氩气流量太大,避免料被氩气吹入炉膛.)熔料1.检漏合格后,就可以在操作界面上点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,在此界面下点压力化,此时系统压力控制环将进入闭环,电脑会把炉内压力控制在我们设定的压力数值上.压力化完成以后,点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,点熔料后,手动打开加热器开关,电脑将进行自动熔料.2.熔料过程中的注意事项:(1)由于每次熔料情况都不相同,使得埚位参数不好设置,只能采用手动升埚位.(2)一旦跨料之后,应该马上将坩埚升上来.以后随着料的逐渐跨下,应逐渐升高埚位.如果不及时将坩埚升上来,料块主体部分处于低温区,会增加化料时间,也增加了坩埚与硅液的反应时间,不利于坩埚的保护.而且,坩埚长期处于低温区,增加了漏硅的机率.上升的时候要注意,要在料与导流通之间留够安全距离.(3)整个熔料过程,都要有防范漏料的意识.因此,熔料过程中操作人员不能长时间离开炉台,要随时观察炉内情况,及时处理好挂边、搭桥、漏硅以及其他事故.为了防范漏料,在平时就应该积累以下经验:高温多少时间会第一次跨料,这时的液面高度在什么位置.判断漏料的迹象,除了出现熔料时间、溶液的高度位置外,还可以从加热电流是否稳定,波纹管的温度是否升高来判断.因为漏料回造成短路打火.3.熔料过程中出现挂边的处理(1)应该在干果中心的料没有化完之前,就将挂边处理掉.因此,当料全部跨下时,就要观察有无挂边的可能.如果有应将过为降到较低的位置,使挂边处于高温区进行烘烤.(2)如果所有料都化完了,仍有较大块的挂边,这时即使有跳料的危险,也要把埚位降到最低,升高功率,将挂边烤掉.这是一般情况的处理办法,具体情况,需现场分析,自己应变处理.4.如果在料快化完时,发现液面上有渣子时,应及时将功率,降籽晶进行提渣.提渣过程中遇到的问题与解决办法由于目前原料清洗时存在的一些问题,我们在拉晶过程中不可避免的存在提渣现象;提渣效果的好坏直接影响着拉晶的正常与否;为此我们一定要重视提渣这个步骤;1、籽晶与渣盖接触点粘接不牢,在提离液面时导致渣盖掉下,溅起的熔硅损坏其他热场器件;要使用细籽晶提渣并保证籽晶与杂质块接触部位的充分熔接;2、提渣不及时,或掌握的时间不准确,导致提渣不彻底;提渣的最佳时机是在固态硅即将熔完的那一刻(剩余一小块)将其提出;这时候的杂质基本上全部粘在此小块上;粘接时要保证粘接良好避免提出时掉下;3、分不清原料该不该提渣而乱提渣;西安隆基硅技术清洗的原料原则上都要提渣;进口免洗包装的原料视情况可以不提;4、另外我们一定要注意装料时要保证炉台的高纯卫生,按照要求穿高纯装料服装;并装料时严密注意一次性手套的破损情况,若有损坏应及时更换以避免将坏的塑料手套掉入原料中造成污染;引晶、放大、转肩:引晶的目的:等径:目的:为按照合同要求控制单晶硅棒的直径,使电脑系统通过直径控制模拟信号和热场模拟信号来自动调整拉速和热场温度以保持晶体直径.操作步骤:1.投等径进入转肩后观察晶体周边光圈的状态,待光圈由不规则,暗淡.渐变为又圆又亮,光圈变的浑厚,此时晶体棱线出现一定的抹度,棱线由2个点汇聚为1个点.说明转肩成功.(此时等径控制里的直径控制信号数值的波动范围较小.)在工艺选择里选择等径.2.压聂耳跟光圈投等径后压好聂耳跟光圈,一般为聂耳跟光圈与晶体光圈(由内向外)相交的2/3处.然后在等径控制界面里选择ON键.即可打开闭环,使电脑开始自动调整拉速.注意:此时的直径信号应在450--550左右,在系统维护界面里选择模拟量,查看红外直径信号的显示应在2.500左右,偏差太大应进行调整.此信号是评定电脑反映速度的标准,2.500是较适中的参数.是保证单晶硅棒的重要依据.3.投生长控制闭环进入等径后,按照我们下载的工艺参数里,等径选项有个生长控制1打开长度.在晶体生长长度达到这一设定值后,生长控制会自动打开闭环.此功能为根据设定拉速,调整液面温度,以期在设定拉速左右调整温度.保证晶体直径.4.确保等直径生长每20分钟对等径的晶体进行直径测量、并作好相关记录。
N型单晶操作培最终版
三、拆清炉
N型所用工具放置区域
N型埚帮车
N型取晶筒
三、拆清炉
所用工具放置区域
N型专用过滤桶
N型专用埚底料盘
三、拆清炉
(3)、拆清炉注意事项: 拆清过程中严格按照作业指导书进行,按照要求使用N型专用 拆清工具,注意与P型拆清工具区分。
四、拉晶工艺流程
1、装料时注意事项
(1).拉至N型单晶硅的工艺流程卡为两张蓝色纸张。 (2). N型单晶目前使用原料为钛业多晶,投料量为105kg;由于是块料 ,为避免装不下应大小块搭配,合金放于石英坩埚中下部。 (3).装料期间,周边若有炉子要拆,所拆热场远离装料炉台,加热器 清理工作待装料炉台合炉后进行;装料时,若发现周边已经拆炉 、或者是正在装热场,可暂时推迟装料,避开周边拆装热场时装 料。保证装料时没有灰尘的污染。 (4). 装料人员在装料时,所用工具如:装料车、剪刀、酒精等,必须 为贴有N型标示的专用工具。所有参与装料的人员整个过程必须 带口罩、一次性手套,一次性手套破损须及时更换。装料者摸过 其他物品后,更换一次性手套后方可继续装料。装料人员装料过 程中不允许聊天天,其他与装料无关人员禁止进行预处理: 炉台在确定拉制N型单晶后,对炉台进行大清,确 定要换的热场部件由工程师确认必须换掉; 排气管道、电磁阀必须清,更换新泵油; 副室、隔离阀室、籽晶夹头、钢缆需用沾酒精的 纤维纸擦拭干净。所有的工作做完之后空烧20个小时 ,进行热场纯化。
三、拆清炉
4、放肩、转肩及等径时注意事项
N型单晶拉制采用的工艺:
晶转12,埚转放肩中由12变为8,氩气流量60或80slpm,炉内压 20或14torr,直径控制在170±1mm(由于新产品工艺使用初期,操 作人员在工艺运行中发现问题及时向工艺人员反馈)。 放肩中由于埚转的降低,熔体温度反应延迟。等径后,观察拉速 与直径变化,在拉速、直径波动较小时投入“等径控制”。 等径过程中要多测量直径,若直径波动较大,手动保持一段,待 直径稳定后,投入“等径控制”。防止直径因波动而过粗或过细。
直拉单晶培训
1、工艺原理 2、工艺过程 3、工艺设备 4、设备的操作与维修 5、工艺中出现的问题及解决措施
直拉单晶硅工艺原理
直拉单晶硅生长原理
直拉单晶制造法(Czochralski,CZ法)是把原料多硅晶块放入石 英坩埚中,在单晶炉中加热融化 ,再将一根直径只有10mm的棒状 晶种(称籽晶)浸入融液中。在合适的温度下,融液中的硅原子会 顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶,成为 单晶体。
• 4)保证炉底护盘与电极之间间隙前后一致,否则可能造成打火。 • 每次拆装炉时,都需检查同心度,这样既可保证热场的对称性,又能避免短
路打火。
此处资料由李章松收集
设备的操作与维修
目的
为正确、规范地操作单晶炉,确保生产作业正常。
单晶炉操作工艺流程
作业准备→热态检漏→取单晶和籽晶→石墨件取 出冷却→真空过滤器清洗→真空泵油检查更换→ 石墨件清洗→单晶炉室清洗→石墨件安装→石英 坩埚安装→硅料安装→籽晶安装→抽空、检漏→ 充氩气、升功率、熔料→引晶、缩颈、放肩、转 肩→等径生长→收尾→降功率、停炉冷却
片所规定的直径规格大,通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。
• 平边或V型槽处理:指方位及指定加工,用以单晶硅棒上的特定结晶
方向平边或V型。
• 切片:指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。
• 倒角:指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形,防止晶片边缘破裂及
晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。
• 研磨:指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效
似。主要是在拉晶过程中需要关闭主、副炉室之间的翻 板阀取晶体或提渣时,必须用副炉室真空系统来对副炉 室进行抽真空。
• 拉晶过程中必要时应进行真空检漏。冷炉极限真空应达
初级拉晶培训
制作 陈伟
2010年10月28日
目录
• • • • • • • • 装料 化料 引晶 放肩 转肩 等径 收尾 停炉
装料
• 1、检查石英坩埚是否有凸起、凹陷、大面 积黑点、裂痕若无异常,水平放在石墨埚内
化料
• 一、化料锅位较低时料塌 下去后及时升到合适位置 • 二、若有挂边时应:首先, 把导流筒降到导流筒支撑 上部(不能脱钩)然后把 埚往下降,就是让那块料 的挂边处处于高温区,此 时多注意埚内如果料掉下 去后及时升上导流筒和埚。
化料
若出现“搭桥”时,把 “搭桥”区放在加热 器高温区,若长时间 还不能塌下去时,看 埚内料的状况,若料 都在锅内可通过加大 锅转,并急停的方式 看能否把料晃进锅内, 或用导流筒压(此操 作须由班长来作业)
引晶
• 试温时找到合适温度, 通过看籽晶的光圈判 断温度,一般引晶时间 在一小时左右 • 若引得晶弯曲较大, 必须退出来,查看籽 晶是否装好,或者籽 晶绳是否打折,
引晶
• 开始引晶后拉速比较 低有两种状况: • 引晶温度高 • 目前引晶处的籽晶直 径偏小于目标直径
放肩
• 房间时应注意四个角 的大小,来判断温度 的高低,温度过低, 容易变方造成NG,可 提高拉速来处理;温 度比较高时肩太凸, 肩横向长得慢,造成 放肩时间太长 • 放肩以放平肩为宜 (节约时间节省料)
停炉
• 停炉必须按照正常停炉工艺进行作业,退 自动—降埚转晶转2r\min—氩气30---转换为 功率控制为60KW---降埚50mm---在 60KW30分钟后----30KW—40分钟后停炉--两个小时后给晶升1mm\min • 开炉需停炉五小时后开炉,若开炉较早, 尾部温度变化较大,易出现应力片
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放肩
目的:结晶直径扩大到指定尺寸 完成缩颈后,将拉速缓慢下降到一定的拉速(一般控制在0.3-0.6mm/ min之间),同时温 度设定点下降一定数值, 观察晶体生长情况。 控制放肩时的速度及角度,防止过快或过慢,放肩的角度应以平滑的 角度放大。
当放肩直径接近加工要求的直径时,须多次测量,如放肩速度过快, 在直径比预定直径小10mm左右进入转肩状态。如放肩较慢,可在直 径比预定直径小5mm左右进入转肩状态。
转肩
目的:达到目标直径后提高拉速使之纵向生长 根据单晶炉性能,转肩可自动或手动,自动单晶炉将晶体生长控 制程序启动到“转肩”状态即可。手动单晶炉将晶升速度开到23mm/min。测量并观察晶体生长情况。 转肩时根据实际情况可适当提高或降低拉速,同时也可降 低或 上升温度设定点。但拉速不宜调整太快或太高,否则可能会造成 转肩掉棱。
用定位销将籽晶固定于籽晶夹具上并用双手垂直
用力拉一下确认有无问题 装完籽晶后用酒精和无尘纸将其擦拭干净 每次安装前因取下籽晶夹具检查确认籽晶 绳有无折痕,如有因急时更换防止拉晶时造成籽晶晃动
抽真空
目的:将炉内抽至相对要求真空,防止原材料加热溶化过程产生氧化。
关闭炉盖前先用酒精和无尘纸将炉盖和炉筒及“O”型圈擦拭干净; 启动前需要检查泵体内的真空油、皮带的松紧及损坏情况以及冷却 水。 采用多次点动启动的方法,等转动灵活后再按下启动按钮; 泵运转约5分钟左右各方面均正常后,再缓慢打开主泵球阀对炉子进 行预抽真空,注意主泵球阀必须缓慢打开。 观察炉内压力,直到显示压力低于要求达到的压力或更低。
装料完毕之后因用吸尘器将石英坩埚口和石墨件上的硅料粉吸 掉;
注意:吸尘器吸粉料时吸尘管不要碰到硅料和石英坩埚,防止 被污染。
装料时,先将埚升升到到最高位置,在进行装料。
装料
装料时要轻放、慎重作业、不要使硅料掉在保温材料和加热器之间的 缝隙。在埚底平铺一层粉、小型硅料,然后将大型硅料放在上面,大 型硅料之间的间隙里填充粉、小型硅料,不要使大料架空。在装料到 石英坩埚上层时,硅块靠坩埚壁尽量以点接触,避免面接触,造成挂 边;最后将硅料堆成金字塔形状,料的重心在石英坩埚中心,上部装 料时不要伸出石英坩埚壁,否则易造成漏料,损坏石墨件,甚至使整炉 硅料报废;(见下图)
装料完成后埚转为2/rpm左右旋转,查看坩埚旋转情况,然后将埚位下 降至最低熔料位置,关闭旋转。
装籽晶
安装前应穿好洁净的专用工作服及工作帽并带好洁净的一次性手套 ,防止异物进入石英坩埚内。
根据规格要求选择籽晶(一般1-0-0),现在CZ1#厂房所使用籽晶一 般是(100)晶向的籽晶。
确认定位开槽是否有损伤
热场安装顺序示意图
石英坩埚的安装
安装石英坩埚前,请穿好洁净的工作服,工作帽,并戴好未使用 的一次性手套;
确认石英坩埚内无脏污、裂口、气泡等;
安装石英坩埚时要轻放,防止损伤石英坩埚; 安装完毕后确认石英坩埚口是否水平。
装料
装料前要穿好结晶的工作服,戴上工作帽,防护眼镜,一层棉 手套,一层一次性手套。 在装料时因轻拿轻放,防止碰伤石英坩埚。 液面以下部分尽量加满不要有空隙,液面以上于石英坩埚接触 采用点接触并重心往里,防止熔化时产生挂边;
培训对象:硅单晶制取工 培训讲师:詹文平 硅单晶分厂
拉晶工序
清炉
稳定化
引晶 放肩 转肩 等径 收尾
热场的安装
石英坩埚的安装 装料
籽晶的安装
抽真空 检漏 化料
停炉&冷却
取晶棒
清炉
拉晶完毕,晶棒取出后,炉体冷却后,对单晶炉进行清扫。
每次小清,4炉次之后大清。
小清只需取出几个石墨部件打扫干净,不过为了防止泄漏,必 须清理防爆阀上的密封圈。
检漏
目的:确认炉体漏气量 当炉子的真空度达到规定值时,关闭真空管道上的主泵球阀。 观察真空计上的压力数值,测定压力变化。CZ1#厂房设备检 漏时,泄漏率小于50mTorr/时为合格 检漏结束后缓慢打开真空管道上的主泵球阀继续抽一段时间真 空,直至真空度低于检漏时的真空度。
化料
目的:将固化的硅原料在规定时间内转化为液体。 在规定的功率(在规定的时间内从低到高慢慢提升,直到化料要求功 率)和坩埚位置下熔化成液态 化料时,流量控制在40-60L/min.炉内压力维持在10T或1000Pa左右。 将坩埚转速设定在2r/分.
引晶
籽晶与熔体接触后等待籽晶熔化并出现弯月型光圈,如果光圈变大说 明液体温度过低,如果光圈变小说明温度过高,需调整设定温度使其 光圈不变大变小比较适中,此时便可以开始引晶。 缩颈拉速最好控制在3-6mm/min之间,引颈直径控制在3mm左右,不 宜过粗,过细,尽量保持平滑。 引晶开始时,应先引直径10mm左右较粗的晶体,长度为30mm,可作 为下次熔接使用,这样避免籽晶的浪费。 为确保缩颈质量,可根据实际情况上升或下降温度设定点,以保证籽 晶的直径控制在规定范围内。
单晶取出后,必须及时、准确的记录炉号、晶棒编号、出炉 时间并贴好标识。
文件记录
在拉晶过程中,要记录下各阶段的数据在《直拉单晶 运行记录表》 此外,还应填写《单晶炉日常保养记录表》
Thanks!
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中心位置
中心位置
加热器温度最高点
加热器温度最高点
化料
在表面硅料全部熔化后,不可将坩埚的位置升的太高,须保证液 面至导流筒的距离有4- 5cm,防止石英坩埚底部硅料翻出时碰到 导流筒及导流筒粘硅。 在熔料时,如发现有液硅表面漂浮着杂质,在硅料未完全熔化时 下降籽晶,将杂质吊出。
必须时刻注意观察炉内的情况,以防导流筒粘硅、石英坩埚粘硅 、漏硅、石英埚变形和塌料时溅硅、跳硅,化完后的液面有杂质 漂浮等一些异情况的出现情况,应有效及时的处理并记录。
时刻注意加热电流、电压是否正常。
化料
常见异常处理:
挂边、搭桥 :
定义:挂边指硅绝大部分熔完后,硅熔体上面坩埚边上粘有硅块的 现象。搭桥指硅将熔完时,部来自硅块在硅熔体上面形成一座“桥” 。
产生原因:一是坩埚内多晶硅装的不合要求,二是熔硅时坩 埚位置 太高,过早的提高坩埚位置和过早的降温都容易产生挂边和搭桥。
大清时将石墨热场全部清理,包括真空管道。
清理完之后,用酒精将炉壁内擦拭干净。 清炉时要确认石墨加热器螺丝是否加紧,防止松动造成打火。
清炉顺序:自上而下,逐一清理
二、热场的安装与煅烧
安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩→石墨环、石英环→加热 器→中保温罩→石墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室→上保 温罩→导气孔→保温盖板→装导流筒→压环
冷却结束后,关闭氩气充气阀,待炉内压力到达极限真空后,先 关闭主泵球阀后关闭真空泵电源,然后进行热检漏并相应记录。
取晶棒
打开进气氩气阀门将炉内压力回充到常压。 按控制面板上晶升快速上升键,使晶体上升至副室适当距离 关闭隔离阀再打开炉体,缓慢向左移动副室至90度。 下降晶体至盛放晶体专用车中,确认单晶完全放入小车内后 ,戴上手套,左手抓紧重锤,右手用钢丝钳将籽晶从细径处 剪断,然后稳定重锤,将籽晶从重锤上取下,放在指定场所 ,再将重锤升至副室内适当位置。将晶棒推置通风处冷却。
等径
目的:保持设定的直径尺寸拉晶 转肩完成直径控制稳定后可进入等径状态,进入等径状态时 ,将CCD监控摄像头调节到最佳状态及检查埚跟随动等各参 数无误后投入等径自动控制。 经常观察坩埚上升速度和晶升速度是否正确。埚升太快液面 容易碰到导流筒,晶升太快晶体容易变形。 拉晶过程中要求每隔15分钟对炉内巡视一次,确定有无异常 ,并每一个小时做一次拉晶记录。
收尾
目的:防止等径部分产生晶裂和位错导致晶体不合格
将单晶直径不断缩小 进入收尾先温度控制拉晶后拉速控制拉晶 晶体收尾长度应不少于晶体直径的大小,且必须收尖。 收尾有慢收尾和快收尾两种方法
停炉&冷却
目的:冷却晶体,预防隐裂。 晶体收尾结束时,使晶体上升或下降坩埚将晶体脱离液面2-3cm。 将晶体生长控制系统改为手动状态。 关闭晶升、晶转、埚转;关闭加热电源。
处理方法:首先降低坩埚位置,快速升高温度,一旦挂边和搭桥消 失,快速降温,快速升高坩埚,避免产生硅跳。 硅跳: 定义:所谓“硅跳”,指熔硅在坩埚中沸腾现象。 产生原因:有三种情况可以产生硅跳:多晶硅中有氧化夹层或封闭 的气泡;坩埚底部有封闭气泡和熔硅时温度过高。 处理方法:适当降低温度控制。
稳定
目的:稳定溶体温度,减弱对流强度。 设定引晶所需温度及坩埚转速并进行稳定 根据光环情况确定温度稳定情况 反复几次试温找到最佳引颈温度并记录下来引颈功率等参数。