拉晶操作規(guī)程

北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：」。-800/」。-90叫區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：1目的指導操作人員規(guī)范操作，使生產處丁受控狀態(tài)2適用范圍JQ-800/JQ-900區(qū)熔單晶爐的所有操作人員。3區(qū)熔單晶硅的生產流程4設備及原料4.1設備JQ-800/JQ-90CS區(qū)熔單晶爐4.2多晶原料電阻率：一級料：基磷》900Qcm；基硼＞9000Qcm二級料：基磷》200Qcm；基硼＞2500Qcm直徑及外觀：直徑范圍為80-150mm之間，要求多晶棒表面無沾污，無裂紋,無明顯凸起、凹坑及氧化現(xiàn)象，直徑偏差小丁2mm,并無明顯彎曲。包裝：多晶料采用聚乙烯塑料薄膜密封，分內外兩層，要求密封良好無漏封。4.3籽晶籽晶尺寸：5X5X60mm晶向偏離度：土0.5°籽晶的腐蝕：將活洗干凈的籽晶裝在堿（15%-20%NaOH溶液）溶液中煮沸20分鐘左右，烘干后用聚乙烯塑料薄膜密封。4.4氯氣氧氣質量：純度》99.999%,氧含量＜1X10-6，露點-70C北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-900ffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：氧氣進氣壓力：6-8bar4.5氮氣氮氣質量：純度》99.999%,氧含量＜1X10-6氧氣進氣壓力：6-8bar4.6冷卻水水質：化學中性，電導率：＜300HS水壓：5bar水溫：進水20-25C；出水＜55C4.7電源三相交流電：380V,50Hz5生產工具常用工具：尖口鉗、鷹嘴鉗、剪刀、水平■儀、一字改錐、多晶對中裝置、線圈對中盤、保溫桶對中盤、六方扳手、汗布手套，一次性塑料手套、無塵紙、吸塵器、灑精、丙酮等。所有工具要保持活潔，擺放整齊。6拉晶操作流程6.1準備工作打開冷卻水系統(tǒng)，調節(jié)水壓至5bar。打開控制系統(tǒng)電源開關。打開高頻電源柜電閘和電源柜開關。檢查氧氣與壓縮空氣，保證壓力6-8bar。6.2裝爐6.2.1安裝反射環(huán)按要求戴上口罩和棉布手套，確認爐膛衛(wèi)生。將反射環(huán)內外表面活理干凈，特別是內表面，必要時要進行拋光處理。檢查密封面是否平整，否則更換新密封，安裝時要交替擰緊螺母，防止反射環(huán)變形。用對中盤和水平■儀調整反射環(huán)水平■與對中。北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-900ffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：6.2.3安裝線圈用拋光液將線圈上下表面及死角拋光后，用自來水活洗干凈，用無塵紙擦干。將抹上真空脂的密封圈安裝到線圈的冷卻水路，用銅螺釘固定到電極筒上，銅螺釘要對角交替逐漸緊固，在緊固銅螺釘的同時調整線圈水平。將控制面板切到主畫面，通過線圈平移調整對中，對中后切到設置畫面活零。打開線圈與反射環(huán)冷卻水控制開關，檢查是否有漏水的地方。將控制面板切到主畫面，調整反射環(huán)高度，使其與線圈之間的距離在20-35rnn左右，具體根據工藝要求而定。注意事項：在安裝線圈和反射環(huán)時，密封圈一定要涂抹真空脂，防止掉落，發(fā)生漏水事故。緊固銅螺釘時，不要用力過猛，防止螺釘被擰斷。在拆線圈和反射環(huán)時，必須關閉線圈與反射環(huán)冷卻水閥門，并用壓縮空氣將管道內殘留冷卻水吹出。在未安裝線圈和反射環(huán)的狀態(tài)下，嚴禁進行抽真空操作。調整反射環(huán)位置時，要注意反射環(huán)支架要觀察絲杠與齒輪運行是否順暢，同時不能超過其行程，避免損壞。6.2.4安裝多晶棒用剪刀將多晶棒刻槽一端剪開，將活理干凈的卡料盤裝到多晶棒上?？媳P與多晶棒之間要緊密貼合，不能有松動現(xiàn)象，防止拉晶過程中出現(xiàn)異常。將多晶料搬到操作臺上，升至上爐室合適的位置，打開爐門，將多晶棒平穩(wěn)地掛到吊料盤上，并將多晶棒包裝拿掉。調節(jié)吊料盤上面的三個螺釘，使其與卡料盤上表面輕輕地接觸，將多晶棒對中工具固定在爐膛中，打開上軸旋轉至10rpm左右，通過調節(jié)吊料盤螺釘來調整多晶棒偏心量，使其偏心量在1mm以內。關閉爐門，擰緊上下螺栓。注意事項：安裝過程中不要沾污多晶棒，避免皮膚或者其它不干凈的東西接觸到多晶表面。吊料盤上的三個螺栓松緊度要合適，不要太緊，也不要太松。6.2.5安裝籽晶北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-90Cffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：戴上潔凈棉布手套，將籽晶從包裝袋中取出，安裝到籽晶火頭上，并用鷹嘴鉗將固定籽晶的螺釘擰緊，防止其在拉晶過程中松動，但也不能用力過猛，防止籽晶斷裂，導致籽晶浪費和拉晶失敗。將籽晶火頭安裝到籽晶定向儀上，觀察棱線位置，并調整籽晶對中。對中后將籽晶火頭安裝到內軸的軸尖上，調整棱線位置，使棱線對準第二道夾持。用鷹嘴鉗將其擰緊，并再次檢查籽晶對中情況，然后將鉗片套在籽晶上，防止流硅時燙壞籽晶火頭。6.2.6調整夾持器將下軸升至最頂端，裝上第一道夾持銷子，點動下軸移動，檢查銷子和二道夾持是否順暢、平■穩(wěn)地同步釋放，否則調整鋼絲使其同步釋放。調整內軸位置，再次安裝第一道夾持的銷子，使銷子片的缺口圓弧與擋渣套外圓同心，然后將內外軸切換到分離狀態(tài)。升降內軸的時候一定要將銷子取出，防止內軸擋渣套擠壞銷子和夾持器。6.2.7調整石墨環(huán)在控制面板主界面的發(fā)生器選項中，將發(fā)生器切換到電流模式，然后在預熱環(huán)選項中點一下“進”按鈕，這時石墨環(huán)自動伸入到線圈表面。觀察石墨環(huán)與線圈是否同心、平行，否則調整使其同心、平行。6.3抽空充氣關閉主爐室爐門，關閉手動放氣閥，關閉抽空模式開關，然后切到氣體畫面，關閉上下爐門氣缸開關。手動抽空：將控制面板切換到真空畫面，將抽空模式切換到手動模式，依次打開真空模式開關、滑閥泵開關和電磁閥開關。當爐膛真空度達到500pa時，啟動羅茨泵開關，此時爐膛壓力迅速下降，當爐膛壓力達到1pa以下的時候依次關閉電磁閥和羅茨泵，迅速切換到氣體畫面打開快速充氣開關，5-10秒后再關閉滑閥泵，爐壓達到設定值后快速充氣自動停止，此時會觸發(fā)報警，提示要打開慢速充氣。自動抽空：將畫面切換到設置畫面，按照工藝要求設置自動抽空參數，將控制面板切換到真空畫面，將抽空模式切換到自動模式，打開自動模式開關后系

北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-900ffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：統(tǒng)將自動抽空充氣，真空度達到要求后電磁閥、羅茨泵和滑閥泵自動關閉，快速和充氣自動打開。爐壓達到設定爐壓后，快速充氣自動關閉,6.4預熱和充氣自動打開。爐壓達到設定爐壓后，快速充氣自動關閉,點動上軸快速下降，使多晶棒錐部與石墨環(huán)距離3mm左右，如圖1所示。在主畫面發(fā)生器項中打開燈絲，1分鐘后打開高壓，緩慢增加SP值至25%左右，石墨環(huán)逐漸由微紅變成白熾狀。慢速充氣自動打開。預熱時間一般為20min左右，預熱時上下軸旋轉和移速都必須關閉慢速充氣自動打開。6.5化料熔接預熱完之后，快速點動升上軸，提起多晶棒，提起的同時迅速將SP設定值將為零。然后退出預熱環(huán)，切換發(fā)生器模式到電壓模式，快速點動降上軸，同時緩慢加將SP設定值增加至20%左右，多晶棒降到距離線圈眼3mm左右時停止。打開上下軸旋轉，增加上轉至2-4rpm，增加下轉至30rpm左右，調整線圈平移“出”按鈕，使線圈偏心4-6mm，然后緩慢增加SP值至50%-60%當多晶棒錐部熔化后，液體部分呈橢球狀，此時應快速點動升內軸，使籽晶與熔區(qū)接觸，籽晶升至與線圈上表面平■行即可。多晶棒不宜太靠近線圈，否則熔化后容易流熔。6.6引晶籽晶與熔區(qū)接觸后，籽晶將慢慢變紅，直至熔化，在籽晶熔化的瞬間，迅速降低功率，控制熔區(qū)長度在10mm左右。打開上軸移速至2-4mm/min向上移動，同時調整SP設定值控制熔區(qū)高度在10mm左右，形狀如圖2引晶示意圖圖2所示。如果籽晶與熔區(qū)交接處多晶較多，不容易“熔平”，可以將內軸慢速移動打開，給定1-2mm/min向上移動或者采用慢速點動向上移動，直到籽晶完全“熔平”為止，如圖2所示北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-900ffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：6.7縮細頸當籽晶完全“熔平■”后，啟動上軸慢速1-4mm/min下降，內軸慢速3-6mm/min下降，隨著多晶頭部熔化部分直徑的增加，逐漸增加內軸移速至10-15mm/min,同時調整上軸移速和SP設定值調節(jié)熔區(qū)長度，使熔區(qū)形狀呈漏斗狀，固液交接面應當控制在線圈以下1-2mm左右，細頸直徑控制在2-4mm左右，長度控制在35-50mm左右，排除引晶時由丁熱沖擊而產生的位錯。6.8放肩當細頸長度達到要求后，增加上軸移速至2-4mm/min左右，將熔區(qū)壓到線圈以下5-10mm,然后緩慢降低內軸移速至3-5mm/min左右，同時要降低上下軸轉速，隨著直徑不斷增加，下軸轉速降至8-12rpm,上軸轉速降至0.2-0.8rpm。上下軸移速和轉速要在單晶等徑前達到工藝要求。剛開始放肩時，由丁SP設定值較高，在增加上軸移速和降低下軸移速的同時，要根據熔區(qū)形狀不斷緩降SP設定值。如果“腰”較粗，固液交界面不突出或者下垂，說明功率較低，上軸移速太快，這種情況應該適當減小上軸移速，增加SP設定值；如果“腰”較細，而且熔區(qū)下垂，說明SP設定值高，此時應該適當增加上軸移速，降低SP設定值。“腰”的粗細要合適，太細容易出腰帶，太粗單晶不易生長，而且容易造成流熔。當單晶直徑達到30mm以上時，可以用下面公式計算上軸參考移速，Us:上軸移速；Ud:多晶直徑Us=（Q）2Es（公式DLs:下軸移速；Ld:單晶直徑Ud放肩時上軸移速SP設定值應當適當比Us大0.1-0.2mm/min左右，保證單晶以一定地角度生長（如圖3所示）。6.9同步外軸與轉肩6.9.1同步外軸同步外軸意味著即將釋放夾持器,同步外軸后,夾持片會緩慢下降直至夾住單晶，這樣單晶才能穩(wěn)定地生長。當單晶的肩部與第一道夾持片中任何一個距離小丁1mm時，按下外軸同步

北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-900ffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：按鈕，使內外軸同步向下移動。此時，銷子片將緩速下滑，直至三個銷子片完全與單晶肩部接觸，夾持位置一般在單晶直徑80-85左右的位置，所以放肩時在單晶直徑80-85的位置要控制單晶生長角度適當小一點，否則有可能夾持不住或者夾不穩(wěn)。6.9.2轉肩當單晶直徑將要到達等徑直徑時，放肩速度要慢下來，緩慢過渡到等徑直徑,此過程要緩加SP設定值及上軸移速，最終上軸移速利用公式1計算。等徑生長后（如圖4所示），還需要繼續(xù)按一定地節(jié)奏增加SP設定值，以保證單晶穩(wěn)定地生長。SP設定值并不是一成不變的，與多晶棒直徑，線圈直徑等因素都有一定的關系，要根據實際拉晶情況確定圖3放肩生長小意圖圖4等徑生長示意圖6.10收尾停爐6.10.1正常收尾當多晶料剩余長度達到收尾長度時,氣，開始進行收尾，收尾角度不宜過大,關閉氧氣進否則尾部將會太短而導致位錯擴展到等徑部分，造成不必要的單晶損失,角度太大也會增大收尾斷苞的幾率；也不易過小，否則會造成尾部過長或者尾部直徑較大,造成多晶料的浪費。收尾時逐漸降低SP圖3放肩生長小意圖圖4等徑生長示意圖6.10收尾停爐6.10.1正常收尾當多晶料剩余長度達到收尾長度時,氣，開始進行收尾，收尾角度不宜過大,關閉氧氣進否則尾部將會太短而導致位錯擴展到等徑部分，造成不必要的單晶損失,角度太大也會增大收尾斷苞的幾率；也不易過小，否則會造成尾部過長或者尾部直徑較大,造成多晶料的浪費。收尾時逐漸降低SP設定值，適當降低上軸移速，使單晶直徑不斷減小，當單晶直徑減小圖5收尾示意圖到30-80mm時，將多晶棒料快速提起，將熔區(qū)拉開（離線圈10-15mm左右）,北京天能運通晶體技術有限公司文件編號：版本號：JQ-800/JQ-90Cffl區(qū)熔單晶爐拉晶操作規(guī)程貝俏：并慢速（2-4mm/min）向上移動，拉開距離過大或者移速過快可能會造成尾料炸裂，單晶保持原速繼續(xù)下降，SP設定值設定在30%-60%之間，視不同直徑單晶而定（具體參考下表）。達到工藝要求的停爐時間后，將SP設定值回零，依次關閉高壓和發(fā)生器。序號直徑規(guī)格（mm）SP設定值（%W(mm/min)Lr(rpm)收尾長度（mm）170-9030%-40%3.6土0.48.0土2.030-40291-11035%-45%3.2土0.38.0土2.045-553111-13545%-55%3.0土0.39.0土2.055-654136-15550%-60%2.4土0.210.0土2.065-806.10.2非正常收尾當單晶等徑過程中出現(xiàn)斷苞或者斷線時，嚴禁直接將多晶棒提起，應當繼續(xù)對單晶進行正常收尾操作，否則單晶部分可能會產生裂紋，在切斷時炸裂，斷苞后收尾長度可適當短一些，具體參考下表直徑規(guī)格70-90mm91-110mm111-135mm136-155mm收尾長度15-20mm20-25mm30-35mm40-50mm6.11拆爐和活爐達到工藝要求的停爐時間后，打開主爐室右側手動放氣閥，使爐膛壓力達到大氣壓值，放氣的同時關閉上下軸慢速移速，在設置畫面啟動下軸快速下降，便丁取單晶，由丁上軸表面有較多揮發(fā)物，所以要等拆完爐活理干凈后再快速上升。爐膛壓力降到大氣壓值時，關閉手動放氣閥門，切換到抽空畫面，啟動抽空系統(tǒng)將爐膛壓力抽到負壓（小丁大氣壓），以便丁打開主爐室螺釘和上下爐門氣動閥。打開螺釘及爐門氣動閥后，打開手動放氣閥，對爐膛充氣，達到大氣壓后，打開下爐門，取出單晶，放在指定位置，然后關閉下爐門螺栓，啟動下軸快速上升。將升降臺升至合適高度，打開上爐室爐門，拆下多晶余料與卡料盤，將爐室及上軸用無塵紙和吸塵器活理干凈，關閉上爐門螺栓，降至合適高度，打開主爐北京天能運通晶體技術有限公司