单晶拉制作业指导书样本.docx
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单晶拉制作业指导书样本
一．目
将硅多晶及硅单晶转变成客户需要硅单晶。
二．合用范畴
宁夏单晶炉
三．使用设备及工具
·宁夏单晶炉、真空泵（主/辅）、循环冷却水系统、氩气输送系统、
·斜口钳、螺丝刀、不锈钢托盘、不锈钢推车、硅单晶专用取棒车、美工刀等
四．材料
·多晶硅、可回收运用硅材料、掺杂剂、5个9高纯Ar、可循环软化冷却水、高纯石墨热场
·一次性手套、防静电手套、乳胶手套、隔热手套、一次性口罩
·无尘清洁纸、无水乙醇
五．环境规定
干净房
六．重要工艺参数
见《工艺参数卡》
七．
宁夏单晶炉面板简介
八．作业步聚
1.热场组立
1）按照《热场装配图》，将热场部件逐个装配组合。
※注意外保温筒测温孔与温度传感器对准，否则将无法用温度控制拉晶。
2）点击【坩埚】键调出坩埚控制菜单，在方框内中输入想要坩埚转速，按【OK】键确认，最后点击【ON】按钮让坩埚旋转来确认加热器与否与中轴同心，可以调节加热器两个固定螺丝使中轴与加热器尽量调至同心。
3）将石墨坩埚放入后再对中，保证坩埚四周与加热器位置不不大于3mm，并尽量同心。
4）将上保温筒装上，并用如上办法保证导流筒安装与石墨坩埚同轴。
对中中轴与加热器同圆心
对中加热器与石墨坩埚
对上保温筒与石墨坩埚
※热场组立完毕后，控制状态不在原点需要进行回原点。
回原点前需要将炉体合拢，否则无法进行回原。
点击【控制选取】调出菜单，点击回原点，点击执行后，籽晶、坩埚会进行归零限位，原点闪烁显示，待控制状态栏中原点点亮及完毕原点操作。
2.石英坩埚安装
1）取三张石墨纸条分别贴附在石墨坩埚三个接合处
2）将石英坩埚合格证取出，贴附在拉晶记录上。
3）戴上一次性手套，拿出石英坩埚，在灯光下确认石英坩埚有无伤痕、裂纹、气泡、黑点。
确切规定参照咱们对石英坩埚供应商来料规定。
4）放入石墨坩埚内，比较石墨坩埚与石英坩埚高度，确认并调节水平
5）去掉高出石墨坩埚石墨纸条
6）石英坩埚安装好后，设定坩埚转速8rpm，确认石英坩埚在转动时不会晃动方可。
7）手动操作手柄【坩埚高速】打向下降，使坩埚下降至适当位置，装入导流筒支撑环、顶部保温筒，并尽量同心。
8）手动操作手柄【坩埚高速】打向上升，使坩埚上升至适合装料位置，用无尘纸蘸少量酒精擦拭石英坩埚内壁污染物
装入石墨条
检查石英坩埚
装入石英坩埚
3.掺杂剂装入
1）确认掺杂剂料包上所写重量与拉晶批示书上数据与否一致。
2）带上一次性手套，将装有掺杂剂料包在石英坩埚上方且低于石英坩埚口位置打开并抖动装料袋使掺杂剂所有落入石英坩埚中。
4.硅原料装入
1）取较小材料约2-3kg平铺于埚底，然后再放入某些大块料。
2）为了稳固再放入某些小料，直径不大于5㎜硅料平铺在石英埚中部
3）放入中档块料，大概为大块料2/3左右，将剩余小块料尽量填在缝隙中。
4）用吸尘器吸净周边硅粉
5）装料完毕后，将石英坩埚下降到下限,转动坩埚查看与否转动平稳。
※时刻注意一次性手套有无破损，如有破损要及时更换
※应当尽量避免细小料接触石英坩埚上层埚壁，以防挂边，避免大块料尖锐处直指埚壁以免砸坏石英坩埚。
掺杂剂装入
小块材料装入
大块材料装入
中块材料装入
吸去硅碎屑
下降石墨坩埚至最低
5.导流筒安装
1）将手动操作手柄上【籽晶】键打向下降将籽晶夹头降至适当位置。
把导流筒放在小车上安装导流筒挂钩并用无尘纸沾拭酒精擦净。
2）安装导流筒前保证籽晶夹头上热屏挂钩举上落下自如，确认其固定螺丝与否有也许掉出。
3）确认导流筒上三个挂钩螺丝与否拧紧，有松动需拧紧。
4）将热导流筒上挂钩，用手动操作手柄，上升籽晶将籽晶升降旋钮【籽晶】打到上升位置，停止籽晶升降时籽晶升降旋钮打到中间位置，下降籽晶将升降打到下降位置，重复几次使导流筒与炉盖相距3～5cm左右。
安装导流筒挂钩
安装导流筒
上升导流筒
6.炉安装
1）用无尘纸沾拭无水酒精擦拭上炉体和下炉体闭合法栏。
2）提起炉盖定位开关,转动上盖到与主体合拢上方,放下炉盖定位开关。
旋动手动操作手柄上【上炉体】旋钮，打向下降位置，使炉体合拢，等电机自动停止。
※炉体转动时防止导流筒晃动、破损；确认螺栓穿过法兰孔，防止炉盖被定位销顶起。
※炉盖与下法栏接触后不能算盖好炉盖，一定要等电机到了限位自动停止，否则能进入化料程序但启动不了加热器。
3）炉盖盖好后,用探照灯确认导流筒未滑落,或被原料顶起。
4）检查测温孔与否对正（用探照灯）
转动上炉体
下降上炉体
炉体合拢
7.抽真空
1）确认冷却水、真空泵有无异常,把所用硅料,石英坩埚厂家编号,母合金电阻率和重量及投炉日期等详细状况由炉子负责人详细记录在记录本上,石墨埚和加热器厂家和使用次数也要详细记录下来。
2）按主泵按钮启动真空泵，先打开排气阀开关约1/3，真空在300Torr如下时阀所有打开，开始进行抽真空。
记录开始抽真空时间。
3）抽空期间充氩气3遍替代出内部气体，抽到规定真空指标时（30mtorr）如下，准备检漏
8.真空检漏
1）关闭真空主阀。
2）点击【检漏】键调出真空检漏菜单，点击泄露检测下方【START】键。
3）真空泄露4mtorr/5分钟以内合格，如不合格报修。
4）确认主真空泵工作，打开真空主阀，准备加热。
9.化料
1）点击【氩气】键调出菜单，MFC流量值方框内中输入想要氩气流量，按【OK】键确认，
2）点击MFC【ON】按钮，点击上炉体气阀【OPEN】，冲入氩气
3）点击【坩埚】键调出坩埚控制菜单，在方框内中输入1，按【OK】键确认，最后点击【ON】
4）点击【加热器】键调出加热器菜单，在功率方框内中输入想要功率，按【OK】键确认，点击DC功率控制【ON】键，加热器电源打开。
5）使功率分别在低温（半小时）;中温（半小时）;高温三个阶段，功率分别为30kw;60kw;90kw。
6）注意观测界面电流或电压变化，如果发现跳动幅度过大应及时停止加热,并告知当班班长
7）高温1小时后坩埚位置升30mm并随时观测炉内状况
8）塌料后稍下降热屏，,但要注意保证倒流筒不要遇到浮在液面上硅料,也不能使挂钩脱离导流筒，在将近化完硅料时功率降至70kw
9）化完料后将，温度、有无杂质等成果记录在记录本上
※化料过程中注意观测炉内状况塌料后要观测埚边有无挂边，若有挂边要等沾料塌下去后才干再升坩埚,并观测液面
※加电压时要注意有无浮现过流现象，特别是加热一小时后当需加到90kw时。
※挥发时要注意观测不能有硅跳浮现，氩气流量60L/min
化料中
塌料
放导流筒
导流筒挂钩取出
换籽晶
温度稳定
10.STABILIZE（温度稳定）
1）将手动操作手柄【坩埚高速】打向下降位置，使坩埚下降至最下方。
2）将手动操作手柄【籽晶高速】打向下降位置，使导流筒下降至导流筒支撑环，直到挂钩脱离导流筒；注意导流筒钼挂钩不能对着相机。
3）导流筒挂钩取出
a）将手动操作手柄【籽晶高速】打向上升位置，使导流筒挂钩升至上炉筒内。
关闭隔离阀。
b）点击【氩气】，调出氩气控制菜单。
在MFC流量值中输入100,并依次点击MFC【ON】、上炉体气阀【OPEN】、下炉体气阀【OPEN】同步打开上下炉体氩气供应。
c）当上炉筒压力到达760T时,点击上炉体气阀【CLOSE】关闭上炉筒氩气阀门。
d）打开隔离室，将手动操作手柄【籽晶高速】打向下降位置，至适当位置停止时，取出导流筒挂钩，换上籽晶。
※注意安装籽晶时不要旋转籽晶,装好后要垂直下拉籽晶,防止有间距在拉晶时晶棒下滑。
e）关闭隔离阀门，打开辅泵、辅阀，将上炉筒压力抽到100T时再打开上炉体氩气阀充氩到压力为650T时停止充氩。
如此重复三次后将上炉筒压力抽至与下炉体接近时，关闭辅阀，关辅泵，打开隔离阀。
f）重新输入氩气流量值为60点击MFC【ON】。
点击下炉体气阀【CLOSE】，关闭下炉体充氩。
点击上炉体气阀【OPEN】，打开上炉体充氩。
4）点击【坩埚】键调出坩埚控制菜单，在旋转速度值中输入所需坩埚转速，然后点击旋转栏中【ON】按钮使坩埚旋转。
5）将手动操作手柄【坩埚高速】打向上升位置，使坩埚位置停留在温度稳定所需位置。
6）点击【加热器】键调出功率控制菜单，在功率下数值输入区中输入稳定所需功率，将DC功率控制下【ON】点击打开，进入功率稳定期期。
7）在POWER菜单下，加热器温度控制中输入温度稳定温度值，然后点击DC温度控制中【ON】按钮，开始温度稳定。
※打开温度稳定期，实际温度要比设定温度不要不不大于5℃以上，否则会由于功率到零而发出报警。
11.NECK（引晶）
1）在手动状态下，将操作手柄【籽晶】键打向下位置下降籽晶，使籽晶停留在液面上方2cm左右。
预热5分钟左右。
2）点击操作面板上【籽晶】键，进入籽晶控制菜单，在旋转速度值中输入所需籽晶转速，按下旋转中【ON】按钮使籽晶旋转。
※为防止籽晶由于0转速到大转速而产生晃动话，可以分多次慢慢增长转速，防止籽晶产生晃动。
3）将操作手柄上【籽晶】键打向下降位置，下降籽晶，到达需开始引晶位置（普通在原始籽晶上）。
4）等待籽晶熔化并浮现弯月型光圈，如果光圈变大阐明液体温度过低，如果光圈变小阐明温度过高，需调节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。
5）点击操作面板上【籽晶】键，进入籽晶控制菜单，在低速值中输入所需籽晶拉速，按下低提高速度【UP】，引晶开始。
6）依照需要在低速值中不断修改籽晶拉速或通过手操盒上籽晶速度增/减拉速控制引晶直径（平均拉速2-6mm/min）
7）当引晶细径（4-6mm）某些长度达到150mm以上，即已到可以进入放肩阶段。
※在降籽晶时候要时刻严密注意籽晶夹头位置，严防将重锤降入液面如下，特别是禁止将拉速器卡住，一定要手按降并时刻观测其位置。
※若不小心把细颈引断，不能从断处接上要把细颈所有回掉重新引出细颈。
※引晶时导流筒和液面距离6英寸15-20mm8英寸20-25mm
※化完料后要提肩测电阻率和型号，并把成果报告班长，班长依照详细状况进行掺杂，并在原始记录和掺杂记录上记录。
籽晶预热
等待光圈
引晶
12.CROWN（放肩）
1）在手动引晶状态下，将状态控制旋钮打到自动档，点击【自动开始】。
2）点击【控制选取】进入程序控制画面，选取【放肩模式】并按【执行】，这便进入了自动放肩程序。
3）在自动放肩过程中晶体直径会慢慢变大，要用观测窗上测径仪测量晶体实际直径，并比较相机读数直径观测两者差别。
并注意放肩形态，如坡度太陡或者太平都阐明程序温度设定不是很适当。
需告知工艺员及时进行调节。
4）点击【自动参数】，在参数修改页中，放肩直径中输入所要开始转肩相机所要达到数值。
点击执行。
※输入数值与相机读数差值应与此时实际直径与所需目的直径差值一致。
CROWN（放肩
SHOULDER（转肩）
BODY（等径）
13.SHOULDER（转肩）
1）当晶锭直径到达，放肩直径中设定直径时，程序自动进入转肩程序。
2）转肩后，程序会自动进入BODY程序，此时相机读数会有所变化。
3）点击【自动参数】进入参数修改页，将等径直径中值修改成此时相机读数值，并按执行。
※如果此时晶锭直径实际值与目的值有偏差，可以通过多次设定接近目的值办法来达到咱们所想要直径。
14.BODY（等径）
1）进入等径后，每隔一种小时记录拉晶各项参数，测量直径是不是在咱们规定范畴之内。
注意观测液面与导流筒之间距离，应保持在20mm~25mm之间为宜。
2）如果直径有偏大或者偏小现象，点击【自动参数】进入参数修改页，将等径直径中值往需要直径修改，需要变大则在此时相机读数上加大，需要变小则在此时相机读数上减小，并按执行。
如果实际直径与目的直径偏差大可分次修改，待前次修改已经达到后再行修改。
3）如果在需要直接修改拉速、坩埚埚随、温度等拉晶条件时，点击进入自动模式下手动干预菜单，再分别选取所需变化项，如【籽晶】、【氩气】、【加热器】、【坩埚】点击其中一项则会浮现各自操作界面。
在各自方框中输入所要修改参数差值，然后点击【＋】/【－】来对本来参数进行加减。
如果是籽晶或者坩埚转速修改是差值为1转，且不要持续修改，掌握一定期间间隔。
※自动状态下手动只能叫干预不能叫操作，由于所有参数不是像手动状态下可以直接输入，而是只能输入所要修改差值来进行在原数据上加减。
且在拉晶恢复正常时，务必将本来设定参数上加减项去除掉，否则会影响程序正常拉晶控制。
15.TAIL（收尾）
1）当等径长度达到自动控制里面收尾开始等径长度设定长度后自动进入收尾模式。
2）如果观测发现料不多或者其他异常状况需要直接进入收尾模式时，可以点击【下一步】直接进入收尾模式。
3）进入收尾后，每半小时记录一次拉晶数据并随时注意液面与否结晶、液体所剩与否足够收尾、尾巴直径与否在变小等等状况。
16.SHUTDOWN（冷却）
1）在收尾结束，晶棒与液体脱离后，点击【坩埚高速】迅速下降50mm，【加热器】功率半小时分二次功率降至零并关闭加热电源进入停炉冷却阶段。
2）籽晶会上升以1.5mm/min拉速上升一段距离，籽晶转速和坩埚转速会慢慢停止。
氩气会继续保持。
※刚刚停后所剩液体开始结晶，观测如果液体与热屏很接近时并且料也比较多时，应当转为手动将坩埚下降一段距离，以免热屏与硅液粘牢。
3）过了程序设定期间后，设备会报警以示冷却过程可以结束。
收尾
停炉冷却
晶棒取出
17.真空热检
1）冷却3小时后，点击【氩气】键调出菜单，点击MFC【OFF】按钮，点击上炉体气阀【CLOSE】，关闭氩气
2）抽到规定真空指标时（30mtorr），冷却快完毕时检漏
3）点击【检漏】键调出真空检漏菜单，点击泄露检测下方【START】键。
4）真空泄露1mtorr/5分钟以内合格，如不合格报修。
18.晶体取出
1）将状态控制旋钮打向手动档，进入手动模式。
2）点击【氩气】进入氩气控制菜单。
3）在MFC流量值中输入100，并点击MFC【ON】和上炉体气阀【OPEN】打开氩气冲氩。
4）在炉体压力到达600T左右时氩气会自动关闭，重复上一步操作继续对炉体冲氩，直到炉内压力到达760T时，点击MFC【OFF】和上炉体气阀【CLOSE】关闭氩气。
5）拧开上炉体螺母，将操作手柄【上炉体】旋钮打向上升位置上升上炉筒。
6）上炉筒到达上限位后，将操作手柄【籽晶高速】旋钮打向上升位置，上升晶棒。
7）放上晶棒托架，并通过【籽晶高速】上升/下降调节籽晶上下高度使其与托架有接触，但不承重即可。
8）打开上炉体定位开关，转动上炉体，使上炉体旋转到一侧便于取棒。
9）旋转【籽晶高速】旋钮打向上升位置，上升籽晶，取下托架。
再将【籽晶高速】打向下降位置，下降晶棒。
10）用晶棒车承办晶棒，下降晶棒使其与晶棒车有充分接触，但不所有承重到晶棒车上，以免籽晶断裂。
将晶棒用特氟龙带固定，操作人员一手拿住籽晶一手用斜口钳剪断籽晶。
取下籽晶放置在安全清洁地方。
※取籽晶时不要转动籽晶，以免籽晶有内伤，在下次使用时浮现断裂。
11）.晶棒放置到安全地方进一步冷却，炉子开始清炉作业，准备下一轮拉晶开始。
19.热场清扫
1）准备好热场取出工具，,戴好防护眼镜戴好口罩及纱手套以及石棉手套。
2）确认已取出单晶棒,抓牢导流筒并取出放到拆炉车上,然后依次取出保温盖和上保温筒放到拆炉车上。
3）取出石英坩埚和埚底料，注意尽量保证埚底料完整性，取出埚底料和石英碎片，放到拆炉专用平板车上。
4）取出托盘、三瓣埚、坩埚托杆放到拆炉车上。
5）拧出加热器螺丝，取出加热器。
6）搬出保温筒、取出排气护套，搬出炉底压片、炉底护盘等
7）把拆炉车连同石墨件推到石墨清扫间。
冷却后佩带好口罩对石墨件进行清扫，用砂轮机磨掉大块粘在石墨件上硅点，用砂纸磨掉保温盖，上保温筒，保温盖和导流筒等石墨件上挥发物。
8）带好一次性手套和口罩，取出适量无尘纤维纸用无水乙醇完全浸润，把炉盖、炉筒和小副室内污物擦除干净直到擦拭后纤维纸不再沾有挥发化物
9）吸净排气口里及护盖上挥发物,再用长纤维纸擦净护盖然后装上护盖。
10）用无尘纤维纸或毛巾缠在长棒头部并用无水酒精浸润，把缠有纤维纸一端伸入副室里，从上往下慢慢沿着副室壁擦拭，注意要小心操作不要使重锤和钢丝绳遇到副室壁，以免把钢丝绳碰出毛刺。
11）按照拆炉相反顺序安装热场（可参照热场安装作业指引书）
※检查加热器和托杆螺丝与否松动核对平口,检查加热器与保温筒之间间距与否均匀
※检查炉底压片与否有破损翘曲,如有破损翘曲应及时更换,加热器与否变形保温筒与否有裂纹,碳毡与否硬化,导流筒壁厚如有不大于12mm应更换导流筒，三瓣埚壁厚如果有不大于7mm要更换三瓣埚。
※清扫时塑料手套等容易烫化物体不要遇到石墨件，不能沾乙醇擦拭观测窗玻璃
※解决石墨件上硅点时，操作要小心防止硅渣崩溅伤人眼睛
石英、锅底料取出
热场取出
热场清扫
九．异常解决
1.MELTBACK（回熔）
1）在自动放肩或者自动BODY时，晶锭NG，并且晶锭长度不够加工规定（8寸400mm,6寸500mm。
）长度或者开炉时间不是很长时，需将晶锭长出某些，再一次熔化。
2）点击【自动复位】在弹出对话框中选取【拟定】，然后将状态控制旋钮打向手动档。
3）点击【籽晶】键，调出籽晶控制菜单，在旋转速度值中输入2转转速，点击旋转栏中【ON】按钮将籽晶转速设为2转。
点击低提高速度中【STOP】按钮，将籽晶升降停止。
4）点击【坩埚】键，调出坩埚控制菜单，在旋转速度值中输入2转转速，点击旋转栏中【ON】按钮将坩埚转速设为2转。
点击低提高速度中【STOP】按钮，将坩埚升降停止。
5）点击【HEATER】键，调出加热器控制菜单，点击DC温度控制栏中【OFF】键关闭温度控制。
6）在功率中输入比引晶高出10～15KW功率值，并点击DC功率控制栏中【ON】，以设定功率值功率控制。
7）当晶棒化断后，将操作手柄【坩埚高速】打向下降，下降坩埚，使回熔后液面不至于接触到导流筒。
8）待晶棒化断后,在将操作手柄【籽晶高速】键打向下降,使晶棒浸入硅液，直到完全熔化完。
9）熔化完后操作回答到温度稳定中七-10.4环节，接着往下操作即可。
2.REDIP（分次取出）
1）晶棒拉到相称长度后浮现NG,或者多次NG后需将带有杂质料取出,此时即要进行REDIP操作。
2）如晶棒有某些长度可以运用话，浮现NG后，点击【下一步序】,并点击【拟定】进行确认，从BODY状态进入到TAIL状态。
进行一段时间收尾，目是减少位错反延。
3）点击【自动复位】在弹出对话框中选取【拟定】，然后将状态控制旋钮打向手动档。
4）点击【籽晶】键，调出籽晶控制菜单，在旋转速度值中输入2转转速，点击旋转栏中【ON】按钮将籽晶转速设为2转。
点击低提高速度中【STOP】按钮，将籽晶升降停止。
5）点击【坩埚】键，调出坩埚控制菜单，在旋转速度值中输入2转速，点击旋转栏中【ON】按钮将坩埚转速设为2转。
点击低提高速度中【STOP】按钮，将坩埚升降停止。
6）使用操作手柄上【籽晶高速】上升以及【坩埚】下降使晶棒与液面脱离。
7）点击【籽晶】键，调出籽晶控制菜单，在低速度值中输入1.5点击低提高速度【UP】使晶锭以固定速度慢慢1.5mm/min上升2小时，致使晶锭温差不会太大，而产生位错。
8）将晶锭直接用操作手柄【籽晶高速】打向UP位置，使晶锭升至上炉筒内。
关闭隔离阀。
※如果没有合格加工某些，可以跳过2.6~2.8。
9）点击【氩气】，调出氩气控制菜单。
在MFC流量值中输入100,并依次点击MFC【ON】、上炉体气阀【OPEN】、下炉体气阀【OPEN】同步打开上下炉体氩气供应。
10）当上炉筒压力到达760T时,点击上炉体气阀【CLOSE】关闭上炉筒氩气供应。
11）同七-17.5～17.10）将晶棒取出，但籽晶留在。
取出后重新合上上炉筒，并用辅泵将上炉筒压力抽到100T时再打开上炉体氩气阀充氩到压力为650T时停止充氩。
如此重复三次后将上炉筒压力抽至与下炉体接近时，关闭辅阀、辅泵，打开隔离阀。
12）重新输入氩气流量值为60点击MFC【ON】。
点击下炉体气阀【CLOSE】关闭下炉体充氩。
13）依照晶棒取出长度,修改自动参数中BODY已取出长度，相应拉速、坩埚埚随、再次放肩温度。
14）接下去从引晶开始。
十．煅烧
1）煅烧新加热器、三瓣埚及中保温筒每次煅烧高温5小时共烧3次,第一次煅烧完冷却5小时后打开炉室清扫后继续加热煅烧.第二次煅烧完冷却5小时后大清再煅烧第三次，煅烧完毕后清炉投料!
2）煅烧其她石墨件每次高温5小时共烧2次,第一次煅烧完冷却2小时后继续加热煅烧,第二次煅烧完冷却5小时后大清,大清后投料.
3）煅烧新石墨毡每次高温5小时共烧6次,第一次煅烧完冷却2小时后继续加热煅烧,第二次煅烧完冷却5小时后大清再煅烧,依次类推煅烧完第六次大清后投料.
※做好记录,如有打火或电流表摆动现象及时报告当班班长
十一．安全事项
※取晶棒时，晶棒为高热物体，注意隔热。
十二．登记表格
《单晶拉制登记表》
《单晶拉制工艺随工卡》
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