京运通多晶铸锭炉培训教材

三、操作人员控制盘 操作人员控制盘 安装在一个腔室支架 上。控制盘包括触摸 屏和计算机。 平台横梁上装有3 个报警灯和蜂鸣器。 控制盘设有下腔 室上升和下降按钮， 用来控制下腔室的升 和降，急停按钮用来 控制加热电源的开和 断。
四、安全规定 1. 安全标志 以下这些安全标志能够清楚的告诉你设备对你存在 的潜在危险，对此操作人员以及维修安装人员应充分理 解每一个标志的危险或警告的严重性。
一、概述
JZ—460型多晶铸锭炉是 一种生产460KG优质多晶硅 锭的设备。该设备以石墨电 阻加热器，在惰性气体环境 中，将石英坩埚内的半导体 材料融化；通过隔热层的提 升，在热场内产生温度梯度， 从而控制晶体由下往上定向 生长。设备操作简单，界面 直观。铸锭时间大约需要60 个小时。 JZ—460 型 多 晶 铸 锭 炉 由平台、炉体、真空机组、 变压器、功率控制柜、电器 柜、操作人员控制盘等组成。
在三根梁的顶端 装有三个推杆，由 一个伺服电机通过 软连接传动轴为推 杆提供动力。 炉室的下部吊 装在三根推杆上， 通过推杆的运动可 以开炉与合炉。 炉室的上部 安装在三根圆柱的 顶端，与炉室的下 部有很好的对中， 可以跟炉室的下部 完美的合在一起， 为装料提供了可能。
2. 炉室 炉室为铸锭提供 了一个特殊的环境。 它由上炉腔、下炉腔、 炉盖三部分组成。炉 室直径为2100mm。由 于炉子工作在1600摄 氏度左右，因此炉室 做成夹层结构，中间 走水用来冷却炉室表 面温度。 2.1 上炉腔 上炉腔顶部有六 个电极孔，为侧加热 器电极的安装位置； 三个钢笼提升孔，实 现了隔热层的提升； 一个边角长晶测量空； 一个热偶孔。
在炉盖与上炉腔之 间设有防暴螺钉。
在上下炉腔之间设 有四个卡子，均提高了 设备的安全性能。
3. 热场系统 热肠系统是炉子的 核心部分， 核心部分，它由上隔 热体、钢笼提升系统、 热体、钢笼提升系统、 坩埚支撑组件、 坩埚支撑组件、加热 系统、热偶系统、 系统、热偶系统、红 外测温组件， 外测温组件，溢流线 等组成。 等组成。 此外， 此外，在下腔 室底部铺有氧化铝毡， 室底部铺有氧化铝毡， 减缓和阻止了硅液溢 流对炉子的破坏。
3 . 氩气保护 炉子在运行情况下的气体模式下，氩气是一直供应的，为了炉子能 够正常工作，氩气必须有保障性的提供，当出现管道泄露或者一些 其他情况时，应避免强大的气流对人体造成的伤害。
4 .压缩空气保护 压缩空气保护 压缩空气为本台设备正常工作时的必备气体，主要应用于一 些气动阀门的开启和关闭，突然强大的气压或飞溅的碎片会 损害操作人员的眼睛或耳膜。 1）用户应该雇佣会正确使用压缩空气的员工。 2）更换相关与压缩空气相关的部件时应关闭压缩空气阀门， 以防造成没有必有的损失。 3）具体注意点和操作方法参见压缩空气提供商手册。
2 . 安全保护规定 1）在工作时，维修人员必须穿戴维修专用服装，穿上绝缘性比较好 的橡胶鞋，以防与大地导通 2）在周围有通电导线的场所或者有高压设备的地方工作时，你的一 只手必须插在口袋里。 3）维修人员禁止佩戴一些饰品，特别是那些金属饰品，以防意外接 触电路和接通导体电流。 4）不能想当然的做一些没有根据事实的操作，任何事情都必须在有 依据的情况下进行操作，当问题 无法解决时，应向相关技术人员咨 询怎样处理。 5）断开设备保护时 ，相关人员都应明白为何断开，明白其原因和 断开后的后果。 6）炉子装有防爆装置，在炉子的顶部和侧面都有相应减压防爆装置。
3.1 上隔热体 上隔热体的骨架是一个用不锈钢焊 接的钢笼。钢笼的侧面装有两层相 接的钢笼。钢笼的侧面装有两层 互交叠的隔热元件，上隔热体的设 ， 计正好与顶部大隔热板、 计正好与顶部大隔热板、下部大隔 热板构成一个封闭的保温层， 热板构成一个封闭的保温层，以尽 量避免热量的损失。钢笼顶部由三 钢笼顶部由三 根提杆安装在钢笼提升系统的直线 单元上。 单元上。
上炉腔侧部有一个 抽气管道与卸压口。
2.2 下炉腔 下炉腔上有两个溢 流线的接线口、一个硅 液溢流的观察口；两个 热偶预留口。此外在炉 膛底部焊有三个石墨支 柱座。
热偶预留口
硅液溢流的观察口
三个石墨支柱座
2.3 炉盖 炉盖上有三个电极 孔，为顶部加热器电极 的安装位置；一个热偶 孔；一个红外测温仪测 温与中心长晶口。
5. 炉子在上升下降腔室时，严禁用手扶碰下腔室，防止在下降 炉子在上升下降腔室时，严禁用手扶碰下腔室， 过程中腔室摆动，影响丝杠性能，以及对人危险。 过程中腔室摆动，影响丝杠性能，以及对人危险 6 .当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛，防止在急冷情况下，石 当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛， 当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛 防止在急冷情况下， 英碎片会飞溅入人的眼睛。 英碎片会飞溅入人的眼睛。
质量流量控制器 控制进气量的大 小。
设备除了需要 氩气源为设备提供 氩气之外，还需要 有压缩空气参与控 制，其中压缩空气 压力为5-6公斤， 氩气浓度为 99.999%以上。
5. 水冷系统 后支架上的两wk.baidu.com水冷 管将冷却水分配给腔室， 电极，和真空泵等。在长 晶阶段，大量的水直接流 向下腔室，以便吸收辐射 的热量。 进水管上的水压表可以直 接读出水压。 在每路出水管上都 装有流量计，通过显示可 以了解炉子各部分冷却水 的运行情况，避免无水的 发生 。
10. 硅液溢流保护 当炉子出现硅液溢流报警时，复位不成功后，炉子会在从 报警开始30S之后就会进入急停，此时如果复位不成功，操作 人员可以直接进入急停，可以不需要等待30S之后。 硅液溢流属于危险报警，每个操作人员应该明白其后果， 以及学会如何采取措施。
11. 真空泵出现问题应急措施 炉子在整个运行期间,机械泵是一直在运行的,通过机械泵的运行 对炉子内压力按工艺来进行控制。如果在运行期间泵组出现异常, 可手动进入手动界面,关闭进出气阀门,使炉子得以保压。
8 . 安装坩埚护板螺母应用相同的力，旋紧时往回旋半圈。使之达 到平衡，防止在加热期间出现力的不平衡，导致坩埚裂掉且护板 与坩埚之间留有一定的空隙。 9 . 断水保护 该报警分两级，水流不足为黄色报警（报警值），断水为红色报 警（临界值）。出现断水情况，立刻检查断水原因，采取措施， 如果是冷却水源出问题，应采取备用措施，确保冷却水的正常运 行。
二、炉体结构 炉体结构 炉体包括机架、 炉体包括机架、炉 热场系统、 室、热场系统、真空和 气路系统、水冷系统。 气路系统、水冷系统。
1. 机架 机架支撑了炉 体的全部重量。它 的三根圆形的柱子 分别分布在一个等 边三角形的三个顶 点上，三根柱子由 三 根 梁 连 接 在一起 ， 梁上布有加强筋， 跟炉室一起组成一 个稳定结构。
大口径抽气和小口径 抽气之间的切换是通 过插板阀来实现的。
其中小口径抽气的速 率是通过一个比例阀 来实现控制的。
真空机组包括一个 罗茨泵和机械泵， 能使压力迅速下降 到0.1mbar以下
两个电容压力传感 器是用来测量腔室 内压力的。
4.2 气路系统 气路系统是用来为 腔室提供氩气的， 氩气可以通过大口 径充气和小口径充 气。在小口径充气 管路当中利用一个 质量流量控制器控 制进气量的大小， 从而控制炉腔的压 力。
3.2 钢笼提升系统 钢笼提升系统由三个直线 单元、一台伺服电机、一台行 星减速机、两根软轴组成。两 根软轴保证了钢笼的同步平稳 提升。隔热体的提升，使热量 向下腔室的四壁辐射，这样热 区内就形成一个竖直的温度梯 度，保证了硅锭从底向上长。
3.3 坩埚支撑组件 坩埚支撑组件由坩 埚护板，坩埚底板、 埚护板，坩埚底板、 坩埚盖板、定向块、 坩埚盖板、定向块、 低部隔热板、 低部隔热板、石墨 支柱组成。 支柱组成。
热偶组件装配图
3.6 热偶系统 热偶系统包括红外 测温仪、视窗观察玻璃、 中心长晶率测量口。红 外测温仪是用来测量坩 埚内晶体表面温度的， 通过视窗观察玻璃可以 很好的保护操作者的眼 睛。
4. 真空和气路系统 4.1 真空系统由腔室、 抽气管道、真空机组、 电容压力传感器组成。 此外，在检漏过程中 需要对TC管抽真空。 抽气管道包括大口径 抽气和小口径抽气。
3.4 加热系统 加热系统由五面加热， 加热器由顶部加热器 和侧加热器组成，其 中顶部加热器有三片 加热板，侧加热器有 四片加热板，加热板 之间由石墨连接板相 连，形成一个稳定加 热区。加热器吊装在 九根电极杆上，电极 杆上还穿有顶部大隔 热板。
3.5 热偶系统 热偶系统有两套热 偶组件组成， 偶组件组成，一套 是测量顶部加热器 温度， 温度，另一套测量 测加热器温度。 测加热器温度。