DRF-85單晶爐工藝規(guī)程

有則科技有限公司有則科技有限公司本文件只限有則科技公司使用，不得復(fù)制、向他人泄漏、帶出本公司 本文件只限有則科技公司使用，不得復(fù)制、向他人泄漏、帶出本公司 NO.YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：7.0故障的排除7.1） 關(guān)于來料故障的排除故障解決辦法所備料并非是下一爐的順序號(hào)通知備料室多品料類型或重重/、對(duì)/、要投料將料返回備料室以待更改規(guī)定的培竭得不到通知班長(zhǎng)摻雜劑型號(hào)或重量不對(duì)/、要投料通知備料室更換熱場(chǎng)部件通知班長(zhǎng)7.2） 單晶爐準(zhǔn)備時(shí)的故障排除故障解決辦法電極陶磁絕緣環(huán)碎填寫維修申請(qǐng)單石墨件缺陷或損壞（除了碳?xì)忠酝猓⑺湃胫付ㄈ萜鲝膫}庫領(lǐng)取新的部件驅(qū)氣管壞裂從倉庫領(lǐng)取新部件托桿擰不緊確認(rèn)長(zhǎng)柄螺絲沒有缺陷若有缺陷，去倉庫領(lǐng)取新的（通知班長(zhǎng)）檢查螺絲長(zhǎng)度（確保有3個(gè)絲扣以上）若需要就更換不銹鋼托碗里是否有臟東西，若有臟東西，用真空掃除除去。若問題仍然存在，則通知班長(zhǎng)石墨螺母擰不緊檢查石墨螺母上是否有Sio揮發(fā)物若有，用砂紙打磨石墨螺母是否內(nèi)裂若是，則更換石墨螺母絲扣損壞若是，則更換螺母

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.S 修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：電極或電極螺絲的絲扣損壞若是，則填寫維修申請(qǐng)單爐筒提升故障確認(rèn)副室已接觸限位開關(guān)若接觸不上，確認(rèn)無軟管擋住，將副室推向限位升關(guān)（/、要太重）籽品軟軸后缺陷填寫維修申請(qǐng)單熔硅濺到取光孔玻璃更換玻璃石墨培竭/、對(duì)中或作行星擺動(dòng)檢查：石墨托桿與其他部件配合正確性爐底盤保護(hù)板不要接觸托桿隔熱板、石英培竭、石墨竭底配置止確臟東西在卜軸托碗里（若啟，用真空掃除除去）螺絲長(zhǎng)度（底部能看到3-5個(gè)絲扣）若必要，更換之。石墨托桿是否（緊在卜*由托碗里對(duì)中）加熱器電極腿的對(duì)齊情況（若小齊，用直尺對(duì)齊）電極腿下的臟東西（若有，用真空掃除除去）加熱呈現(xiàn)橢園形，若存在橢形，將加熱器旋轉(zhuǎn)180。，再裝。若問題未解決，更換部件。石墨卡頭和連接器臟更換石墨卡頭和連接器石墨卡頭裂或松更換石墨卡頭籽品不能提升填寫維修申請(qǐng)單副室/、能提升填寫維修申請(qǐng)單真空掃除/、，作填寫維修申請(qǐng)單副室門、爐筒上下密封環(huán)壞（“O”形環(huán)）取出舊的“O”形環(huán)檢查新"O”形環(huán)是否有缺口、割傷用紙蘸酒精擦（密封槽新“O”形環(huán)）

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.S 修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：將新“O”形環(huán)安在密封槽里用紙蘸酒精擦凈“O”形環(huán)石墨制品損壞更換部件石墨地竭裂領(lǐng)一個(gè)新的將舊的丟棄在指定容器里7.3) 裝爐時(shí)故障排除故障解決方法石英培竭崩邊或沾污將培竭返回倉庫領(lǐng)取一個(gè)新的石英培崩裂通知班長(zhǎng)領(lǐng)取一個(gè)新的多品被沾污將多品返回備料崗位多品掉落拿酒精沖洗7.4) 抽空檢漏時(shí)故障排除:故障解決方法品轉(zhuǎn)：a籽晶/、轉(zhuǎn)b數(shù)字讀出不穩(wěn)定填寫維修申請(qǐng)單竭轉(zhuǎn)：a培竭不轉(zhuǎn)b數(shù)字讀出不穩(wěn)定填寫維修申請(qǐng)單熱偶規(guī)/、，作確認(rèn)隔離閥是開的確認(rèn)熱偶規(guī)在正確狀態(tài)若問題依然存在，填寫維修申請(qǐng)單單晶爐達(dá)不?J6Pa(30分鐘)給單晶爐充氣至500重復(fù)抽空如果還不止常關(guān)閉氮?dú)忾y給單晶爐充氣打開單晶爐擦凈和檢查所有“O”形環(huán)，更換任何令缺陷的“O”形環(huán)合上單晶爐

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.S 修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：重復(fù)抽空若問題依然存在，填寫維修申請(qǐng)單1分鐘達(dá)不到粗真空『聽過濾器是否有漏氣聲若聽到漏氣聲關(guān)閉電磁閥停真空泵直到真空泵電磁無放氣聲打開過濾器蓋檢查“O”形環(huán)是否啟缺陷若需要，更換O形環(huán)擦凈“O”形環(huán)檢查提拉室門的密封槽檢查爐門是否已上到位如果爐門密封效果不好給單晶爐充氣至一個(gè)大氣壓打開爐門檢查“O”形環(huán)若需要，更換“O”形環(huán)擦凈“O”形環(huán)檢查爐筒密封效果若沒有密封好，按檢查爐的密封的程序檢查爐筒密封情況若有問題仍然存在（則填寫維修申請(qǐng)單）漏氣率超標(biāo)：3分鐘漏氣率超過iPa給單晶爐充氣至粗真空500重復(fù)抽空，檢漏若問題依然存在關(guān)上真空閥給單晶爐充氣Ar至760Torr打開爐子，檢查所有“O”形環(huán)合上爐子，重復(fù)驅(qū)氣，抽空，檢漏等步驟。若問題依然存在填寫維修申請(qǐng)單

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：7.5） 加熱化料時(shí)故障排除故障解決方法加熱器不能啟動(dòng)填寫維修申請(qǐng)單Ar氣流量超出范圍確認(rèn)Ar氣是開的。若沒開，將Ar氣升關(guān)打開檢查Ar氣設(shè)定。若設(shè)定錯(cuò)了，更改設(shè)定若Ar氣開關(guān)是開的，設(shè)定值是對(duì)，問題卻存在，填寫維修申請(qǐng)單加熱初期，加熱報(bào)警停止加熱關(guān)抽空閥，給單晶爐充Ar至0確認(rèn)電極與電極板是不接通的（提升爐筒）抽空送加熱若依然報(bào)警，填寫維修申請(qǐng)單石英竭/、能下降填寫維修申請(qǐng)單加熱功率開/、上去填寫維修申請(qǐng)單熔硅結(jié)晶若表面已全部結(jié)晶開局功率熔化密切注意爐內(nèi)情況，若有異常，立即停掉加熱功率停止竭轉(zhuǎn)若表面未完全結(jié)晶升高功率將結(jié)晶部分化掉熔硅沸騰適當(dāng)降低功率增力口Ar流量增加竭轉(zhuǎn)至8rpm熔硅表面有臟東西烘烤使之揮發(fā)，但不要超過20分鐘若臟東西還/、消失，用籽品粘出掛邊（注意：如果不是行程控制所必須，/、要去熔化掛邊多品）

旋轉(zhuǎn)地竭直至掛邊多品在加熱器電極腿位置。停止竭轉(zhuǎn)開局功率等待5—10分鐘若掛邊多品還在，通知班長(zhǎng)搭橋開局功率將培竭降至最低點(diǎn)停止竭轉(zhuǎn)等待5—10分鐘若搭橋依然存在通知班長(zhǎng)章節(jié)號(hào)：頁數(shù)：YOUZETECHNOLOGYCO.,YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)：文件編號(hào)：7.6) 引晶至收尾時(shí)的故障排除故障解決方法品轉(zhuǎn)/竭開不動(dòng)作填寫維修申請(qǐng)單籽品太短晶向錯(cuò)誤漂浮物粘到籽品換籽品籽品慢長(zhǎng)或結(jié)晶升溫調(diào)整籽品跳斷降溫調(diào)整等徑生長(zhǎng)時(shí)，直徑控制投不上棒擺拉制過程中結(jié)晶再次尋找光圈移動(dòng)光電管若還是投不上填寫維修申請(qǐng)單填寫維修請(qǐng)求單擺動(dòng)幅度超過5mm時(shí)，在目標(biāo)晶轉(zhuǎn)的士10%范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整，觀察是否有好轉(zhuǎn).如無好轉(zhuǎn)，將品轉(zhuǎn)降為15RPM.記錄非正常生長(zhǎng)時(shí)的行程、重量及相關(guān)情況，以使拆爐人員判斷是否為非指定工2生長(zhǎng)。如果晶體已經(jīng)掉苞，執(zhí)行4.12如單晶體未掉苞，升溫化掉結(jié)晶YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.S 修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：點(diǎn)。記錄非工藝生長(zhǎng)時(shí)行程、重量及相關(guān)情況，以使拆爐人員判斷是否為非指定工藝生長(zhǎng)。填寫維修請(qǐng)求單。8.0標(biāo)準(zhǔn)表格單晶拉制部分的標(biāo)準(zhǔn)表格有：.拉晶原始記錄本.單晶隨工單。9.0輔助材料單晶拉制部分的輔助材料有：.石墨制品（包括碳?xì)郑饕菬釄?chǎng)部件。.氮?dú)?0.0設(shè)備用于單晶拉制的設(shè)備是單晶爐在單晶區(qū)共有單晶爐6臺(tái)，它們是：DXF-85數(shù)控單晶爐6臺(tái)11.0輔助設(shè)施電源：AC3?*380V/50HZ 功率：大于180KW每臺(tái)冷卻水a(chǎn)）循環(huán)水（爐冷水）、主冷水循環(huán)水質(zhì)：軟化水 主冷水質(zhì)：城市水b）備用水：備用水在循環(huán)水突然消失后緊急啟用以消除過剩熱量燒壞單晶爐水質(zhì)：城市水.3

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：12.0.環(huán)境因素控制在舁廳P環(huán)境因素環(huán)境影響控制方法1電能消耗資源消耗操作規(guī)程2氮?dú)庀馁Y源消耗操作規(guī)程3多品消耗資源消耗操作規(guī)程4石墨器件消耗資源消耗操作規(guī)程5石英培竭消耗資源消耗單晶摻雜指令6廢真空泵油排放大氣/土壤污染廢物回收管理7油氣排放大氣污染指定回收8單晶爐氧化物大氣污染真空掃除到布袋除塵9廢弁石英渣土壤污染廢物回收管理10廢棄石墨器件土壤污染廢物回收管理13.0專用名詞MOPMOP取自英語單詞ManufatoringOperatingProcedure的開頭字母，意指生產(chǎn)操作規(guī)DFMDFM取自英語單詞DownForMaintenance的頭字母，意指因維修而停工。DFODFO取自英語單詞DownforOther的頭字母，意指因其他原因而停工。如待料等，也即非維修原因而造成停工。ZDZD取自英語單詞Zerodislocation的頭字母，意指零位錯(cuò)，也即無位錯(cuò)。運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間：從上爐開始取棒到本爐開始取棒的所有時(shí)間為本爐運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間。運(yùn)轉(zhuǎn)周期：運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間減去DFM和DFO為本爐運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：隨著國(guó)內(nèi)大直徑直拉單晶技術(shù)的發(fā)展，一些原先在小直徑單晶中并未引起重視的問題，對(duì)大直徑單晶生長(zhǎng)的負(fù)面影響日漸顯現(xiàn)。大直徑單晶對(duì)其生長(zhǎng)環(huán)境有很高的穩(wěn)定性要求。本文就其中真空度的穩(wěn)定和氣流控制的優(yōu)化兩個(gè)方面，提出了改進(jìn)方案，以提高大直徑單晶生長(zhǎng)的成品率和內(nèi)在品質(zhì)。關(guān)鍵字：直拉法；大直徑單晶；真空穩(wěn)定性；氣流控制1引言半導(dǎo)體技術(shù)的日新月異促使了硅單晶生長(zhǎng)技術(shù)向大直徑方向發(fā)展。 目前，國(guó)內(nèi)大直徑直拉單晶制造的規(guī)?；a(chǎn)剛剛起步，許多技術(shù)尚處在摸索階段。生長(zhǎng)無位錯(cuò)的大直徑單品，要求其生長(zhǎng)環(huán)境有很高的穩(wěn)定性。這使得一些破壞單晶生長(zhǎng)穩(wěn)定性的因素，在原先小直徑單晶生長(zhǎng)中影響不大，但是對(duì)大直徑單晶生長(zhǎng)的負(fù)面影響卻日漸顯現(xiàn)。在直拉單晶生長(zhǎng)過程中，爐體內(nèi)的氣體氣流由上至下貫穿單晶生長(zhǎng)的區(qū)域，及時(shí)地帶走由于高溫而產(chǎn)生出來的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物。 因此，維持單晶爐體內(nèi)真空值的穩(wěn)定性，不受外界因素的影響，同時(shí)使保護(hù)氣體有合理的氣流走向，迅速帶走雜質(zhì)，已經(jīng)成為目前半導(dǎo)體材料制造行業(yè)領(lǐng)域改進(jìn)設(shè)備，提高成品率的重要課題。2真空度的穩(wěn)定性控制高純氧氣從單晶爐頂部注入，底部由真空泵將氣體抽出，爐內(nèi)的真空值保持動(dòng)態(tài)平衡（一般在20Torr左右）。但由于種種外界因素的影響，這個(gè)平衡往往會(huì)受到破壞，使真空值在較大幅度內(nèi)變化，特別在大直徑單晶生長(zhǎng)中的影響尤為明顯。影響真空度不穩(wěn)定的因素其一，一般設(shè)備中，氮?dú)獾倪M(jìn)氣流量是由轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制的。轉(zhuǎn)子流量計(jì)是通過改變通氣孔徑的大小來控制氣體的流量。它的缺點(diǎn)就是氣流量勢(shì)必隨著進(jìn)氣口壓力的改變而改變。實(shí)際生產(chǎn)中，氣源壓力不可避免地會(huì)受到環(huán)境溫度和貯罐內(nèi)氧氣存量的影響。其二，真空泵是抽真空的動(dòng)力設(shè)備。在拉晶過程中，由于爐內(nèi)高溫而揮發(fā)出來的雜質(zhì)和硅氧化物會(huì)被吸收到真空泵油中，與泵油混合在一起。隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)，真空泵油的粘稠度會(huì)不斷增大，導(dǎo)致抽真空的效率降低。到一定程度，真空泵必須定期更換泵油。另外，真空泵油的溫度也是影響抽真空效率的因素。改進(jìn)方案

YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：針對(duì)上面提出的兩個(gè)問題，首先從氧氣進(jìn)氣系統(tǒng)入手，為了保證進(jìn)氣速度包定，我們用質(zhì)量流量控制器（MFC代替轉(zhuǎn)子流量計(jì)。質(zhì)量流量控制器能精確地測(cè)量和控制氣體的流量，它的測(cè)量技術(shù)是基于美國(guó)一個(gè)專利（美國(guó)專利號(hào)NOS.44649324679585）。質(zhì)量流量控制器檢測(cè)的是氣體的“質(zhì)量流”，它只受氣體自身三個(gè)特性的影響（熱容量、密度、分子結(jié)構(gòu)），對(duì)于某種確定的氣體，上面三個(gè)參數(shù)都是確定的。因此，MFC勺測(cè)量精度不受氣體的溫度、壓力等外在因素的影響，能在20?200SLPM勺范圍內(nèi)達(dá)到高于1.0%的控制精度，響應(yīng)時(shí)間小于2so其次，考慮真空抽速的控制。我們?cè)趩尉t與真空泵的管道上增加了步進(jìn)蝶閥。采用步進(jìn)蝶閥目的是通過改變抽氣通道的孔徑來調(diào)節(jié)真空抽速。 這是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)，由數(shù)字真空表實(shí)時(shí)檢出爐內(nèi)的真空壓力，把該真空值與設(shè)定真空值比較，當(dāng)爐內(nèi)真空值偏高，就逐漸開大步進(jìn)蝶閥，提高抽氣速度，降低真空值至設(shè)定點(diǎn)。反之，若爐內(nèi)真空值偏低，則關(guān)小步進(jìn)蝶閥，減小抽氣速度。采用這樣閉環(huán)系統(tǒng)，可以使單晶爐內(nèi)真空值相當(dāng)穩(wěn)定，避免外界因素的干擾。3氣流的優(yōu)化控制在單晶生長(zhǎng)過程中，硅熔液和石英培竭等爐內(nèi)物件會(huì)由于高溫產(chǎn)生大量硅氧化物（主要成分是SiO,也有少量SiO2,呈黃色煙塵狀）、雜質(zhì)揮發(fā)物以及揮發(fā)性氣體。這些氣塵粒子飄浮在單晶生長(zhǎng)界面周圍。當(dāng)減小氧氣流量時(shí)，能明顯看到硅熔液上方有煙塵翻騰，俗稱“冒煙”。氮?dú)庥缮现料麓┻^單晶生長(zhǎng)區(qū)域，帶走氣塵雜質(zhì)。有時(shí)，SiO粒子可能會(huì)被吸附到單晶生長(zhǎng)界面上，造成正在生長(zhǎng)的單晶的原子晶向發(fā)生位錯(cuò)，使單晶生長(zhǎng)失敗，俗稱“斷苞”，降低了成品率。由于單晶的大直徑化，需要更大的硅多晶投料量，使用更大直徑的石英培竭自然而然，大直徑單晶生長(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)生的氣塵雜質(zhì)會(huì)更多，增加了位錯(cuò)發(fā)生的機(jī)率所以，大直徑單晶需要更迅速地排除氣塵雜質(zhì)。進(jìn)氣口改造為了盡可能快地帶走揮發(fā)氣塵，氮?dú)饬髁勘仨氉銐虼?。大直徑單晶的氮?dú)饬髁恳话阍?0-100SLPM特別是對(duì)于成品較困難的重?fù)絾尉?，由于摻雜量大，揮發(fā)物多，需要更大的氧氣流量。值得注意是，大氣流量會(huì)在爐頂進(jìn)氣口處產(chǎn)生高速氣流，并在氣流周圍形成不規(guī)則的氣流旋渦。拉晶過程中，單晶以軟軸方式懸掛在鋼纜上，高速氣流就一陣陣旋風(fēng)，吹得鋼纜和單晶來回晃動(dòng)，無法穩(wěn)定，像極大的增加了單晶生長(zhǎng)錯(cuò)位斷苞的可能性。為了避免這樣的情況發(fā)生，我們對(duì)氮?dú)膺M(jìn)氣口形狀作了改進(jìn)。改進(jìn)后的進(jìn)氣口像一個(gè)環(huán)狀的蓮蓬頭。由原來的一個(gè)進(jìn)氣口，改為多個(gè)的微孔進(jìn)氣，并且氣流YOUZETECHNOLOGYCO.,LTD.S 修定號(hào)： 章節(jié)號(hào)：文件編號(hào)： 頁數(shù)：方向向外發(fā)散。這樣進(jìn)氣口的總孔徑不變，保證了大進(jìn)氣量，又使氣流相對(duì)緩和、分散。合理的氣流流向氣流量大并不意味帶走顆粒氣塵的效果好，合理的氣流流向是一個(gè)更加重要的因素。當(dāng)?shù)獨(dú)獯┻^單晶生長(zhǎng)的區(qū)域時(shí)，由于硅熔液面低于石英培鍋口上沿，熔液表面凹入地鍋內(nèi)部，大部分氣流會(huì)直接從地鍋壁外側(cè)流向爐體下部，只有少量的氣流進(jìn)入石英培竭內(nèi)部，帶走氣塵雜質(zhì)的效率自然降低了。這種情況在地鍋內(nèi)熔液越淺時(shí)，問題越嚴(yán)重。為了避免這種情況的發(fā)生，在大直徑、高品質(zhì)單晶的拉制中，使用了導(dǎo)氣罩技術(shù)，使氣體在爐體內(nèi)有合理的流向，能更有效帶走雜質(zhì)氣塵。使用導(dǎo)氣罩對(duì)于大直徑單晶的生長(zhǎng)是十分重要的。導(dǎo)氣