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1、Aworld sLeadingVertically integratedPVM 2 多晶铸锭 铸锭车间SOP培训教材 部门流程介绍 坩埚喷涂 坩埚装料 铸锭投料 铸锭出锭 铸锭拆锭 DSS系统 坩埚作业流程 1 坩埚喷涂1 1磨料1 用电子秤准确称取HGE喷涂氮化硅配比250g A 200g B 450g 氮化硅 450g 纯水 1600ml 1800ml 硅溶胶 100 160g 单一氮化硅粉配比 450g 1700ml 纯水 硅溶胶 100 160g 备注 氮化硅粉用量 随着工艺时期及季节时期 会有20 30g波动 氮化硅放于容器中 2 用尼龙网纱布网住小木桶的口 3 把氮化硅轻轻倒入尼龙
2、网纱上 用塑料勺子慢慢研磨使氮化硅能通过砂网砂眼 达到工艺要求的颗粒大小而落入小桶中 直至磨完为止 1 2取出已检查过未喷坩埚 视觉检查坩埚表面有无裂纹 无缺角 记下坩埚序列号 将坩埚放置在坩埚喷涂站中 用90PSI的压缩空气吹扫坩埚表面 用百洁布沾纯水来檫试坩埚表面 然后打开加热装置 1 3当坩埚温度达到70 用测温枪测量温度 时 用量筒取1升纯水 加入研磨好的氮化硅 搅拌均匀 备用 称氮化硅粉 磨粉 坩埚作业流程 1 2开始喷涂2 1当坩埚底部 测面温度达到65 75 用测温枪测量温度 时 才可开始喷涂 将开始时间记录在 坩埚喷涂记录单 中 2 2定位喷枪上的螺旋及喷嘴1 顺时针方向拧紧上
3、螺旋 之后重新倒回螺旋1 4圈 2 顺时针方向拧紧下螺旋 之后重新倒回螺旋3 2圈 3 将喷嘴设为水平横方向 4 喷射压力为20 35PSI 压力计 坩埚作业流程 2 3开始喷涂时 先试喷在一张纸板上 以保证喷出的液体在纸板上均匀分布 2 4喷枪离所需喷涂表面垂直距离30 40cm 先喷底部 喷枪不间断的来回喷涂7 10次 其它表面来回喷涂3 5次 直至喷完所有氮化硅混合液 手拿喷枪喷射速度匀速 时间平均分配 每点停留时间不超过一秒 否则混合液会凝聚在一起 影响喷涂质量 2 5每一次喷涂前 须用测温枪测量坩埚底部 测面温度 所有温度必须控制在70 75 内 温度可以通过开关加热器开关予以调节
4、操作员须记录每次正式喷涂前的最高温度和最低温度 全部喷完后 再将整个喷涂过程中的最高温度 最低温度及喷涂结束时间记录在 坩埚喷涂记录单 中 搅拌 喷涂两人协作 坩埚作业流程 2 6用手电筒照射检查 看喷涂质量 有无裂纹 凸起 脱落 如果有用纯水洗掉 重新喷涂 2 7每次完成喷涂 喷涂器具清洗干净 至少清洗二次以上 对这些水管重点清洗 检查喷涂是否完好 坩埚作业流程 4 坩埚装料4 1操作员戴好手套 在推车上放一石墨板 摆放整齐 石墨平面与车板平行 4 2将坩埚轻放在干净的石墨板正中 即坩埚四个外表面到石墨板边垂直距离为4 5 0 2cm 校正好石墨板与小车各面位置 即推车两侧边到石墨板距离为1
5、4 17cm 正对推车扶手一面的边缘距石墨板为6 5 7cm 4 3摆放好用吸尘器吸去石墨板上 推车上的灰尘 4 4把坩埚推入装料室中 4 5操作员在装料前须确保带好口罩 帽子 一次性胶皮手套 4 5cm 2 标准着装 坩埚作业流程 4 6开始装料 4 6 1先把粒子状 粉末状的硅料轻轻铺好底部 不要扔 投 避免刮破喷涂层 再放入较大块和较小块 如有可能 的混合料以清除空气和气泡 4 6 2大块料摆放在底层 不要平铺叠在一起 避免横向膨胀 也不要直接贴在坩埚边部 与坩埚内壁之间空出5cm 2空隙 4 6 3当装料装至整个坩埚高度1 2时 加入掺杂物质 均匀摆放在硅料表面 4 6 4继续装料直到
6、距坩埚顶部1 2英寸处将硅料摆在中间位置以防掉落 直至装完 应特别注意上部避免装粉料或细小块料 尽量放块状料 坩埚作业流程 4 6 5用吸尘器吸去推车上 石墨板上的残留物质在坩埚四边固定好石墨档板四边石墨档紧板的边必须与石墨底板边相吻合 且石墨档板与底板平面相互垂直 对边两档板与坩埚距离保持一致 用手旋上螺丝 不要太紧 盖上薄膜 填写并附上 装料坩埚追踪号单 4 6 6送往DSS铸锭区 注意 装料过程注意防尘 不接触金属 轻拿轻放 不要碰坏喷涂层 非工作人员勿进入装料室 吸尘 已装好料 装护板三人协作装上石墨板和螺栓 将石墨支撑板放在坩埚周围 将螺栓对准安装孔螺入且固定 螺栓不能拧得太紧 只能
7、用手指拧紧 继续固定支撑直到完全围住坩埚 三人协作 进炉装料先把装有硅料的小车推入 U 形叉车大约中间位置 再提升 U 叉至石墨底板4 5cm处 提升速度小于5mm s 再调整小车的位置 使硅料处于 U 叉的正中央 左右偏差不超过5mm 提升 U 叉 使叉车支承起硅料至叉车的上限位置 送入炉体把载有硅料的叉车开至DSS炉正前面 使叉车底部两叉脚与DSS炉底部支架导向定位夹保持基本对正 把硅料送入炉体内 叉车速度不超过2cm s 当叉车底部限位凸面抵触至DSS炉下部导向定位的限位平面 卸下硅料至DSS Block上 叉车卸料速度不超过5mm s 铸锭装料 进炉装料定位前准备两把刻度为毫米 量程大
8、于30mm钢尺 以及三名操作人员 一人操作叉车 另两人用刻度尺在下炉体左右测试定位 通过连续重复地调整叉车横向纵向位置 间接地调整了硅料的横向纵向位置 连续测量四周石墨支承板相对DSS Block边缘的凸边距离 当四周凸边距离都控制在10 1 1mm时 硅料定位完毕 拖出叉车 铸锭装料 尺寸10 1mm 尺寸10 1mm 擦拭酒精和真空油先用一块干净的工业棉纸吸入些酒精或异两醇 在上下炉体接触面擦洗 擦洗过程中一次抹过去 无需反复来回地在表面上擦 擦洗后 在下炉体 O 形圈上稀薄地抹上一层真空油脂 在抹的过程中间隔地涂上米粒大小的油脂在 O 形圈上 间距为10 15cm 再用干净手指头轻轻滑抹
9、涂匀 铸锭装料 擦拭酒精 铸锭出炉 打开腔室1按下手动按钮 打开手动操作屏幕 如果炉腔压力没有超过980mbar 按一次Backfill 重新压入气体 按钮使压力上升到980mba以上 当压力上980mba以上时 自动停止加压动作 按下腔室提升按钮 压力达到950mba以上时才能看见这个按钮 后出现一个警告屏幕 如下 松开4个将上面的腔室和下面的腔室连成一个的夹子后点击警告屏幕上的YES 2提升下面腔室的控制屏幕下面腔室的方向控制箭头必须向下 否则单击此箭头使箭头向上 检查下面腔室的最大提升速度是否小于或等于35 递减速度是否为5 启动速度是否为0 递增速度是否为3 警告面腔室的夹子了吗 是没
10、有 警告 铸锭出炉 出锭打开下炉体前应该戴上高温手套 然后操动叉车至DSS炉正前方 提升 U 形支架 使其高出已打开的下炉体的表面5 8cm 缓慢地把叉车开进炉体内 当叉车 U 形支架处于下炉体之上 调节 U 形支架的支承面至石墨板底面以下1 2cm处 再次开入叉车 至炉体内部极限位置 操作人员应检查 U 形支架提升时是否有可能使台阶面与石墨底板发生撞击 如果有可能发生碰撞应重新调整叉车 直到检查发现石墨底部全部在 U 形支架支承面范围以内 提升 U 形支架托起硅锭 驶出叉车 将准备好的小车放入 U 形支架大约正中下方位置 控制下降速度不大于1cm s 缓慢卸下硅锭 开离叉车 两人协作 带好高
11、温手套 石墨条放置于DDS块下 铸锭拆锭 从炉体取出的硅锭由于温度过高 必须在空气中等待2个小时以上散热后 戴上绝热手套 依次把螺帽和石墨板拆开 但不需要拆螺栓 当还剩相邻两块石墨板时需两面名操作人员相互配合拆出石墨板 然后再把硅锭四周坩埚碎块清除 铸锭出炉 吊锭吊锭应三人协作吊锭 一人负责按吊锭开关 一人负责复称 另一人拉锭 注意 吊锭时 应轻拿轻放 安全第一 硅锭吊好之后 摆放整齐 并把复称重量统计好 铸锭装料 检查把四根依次放好 检查溢流棉和溢流线是否有硅料和杂物 检查螺母 往回拧松半圈 关闭下炉体 相应在 ChamberLift 界面窗口更换下炉体运动方向的箭头使其向上 其它 当下炉体
12、到达上限位置 扣上四个还将夹子 使下炉体锁扣在上炉体上面而后抽真空 检查螺母 打开炉子ChamberLift 检查夹子 装好石墨条 安全篇 1 对坩埚操作时必需时时配带橡胶手套 以降低操作过程中对坩埚的造成的污染 2 喷涂过程中必需开启抽风风机排风 必需配带专用高级防尘口罩 氮化硅超细粉对人体危害很大 3 灼伤危险 某些表面温度很高 在高温状态时 请不要触摸加热器背部或周围表面 4 喷涂时 必需确保排风罩畅通 5 在喷涂操作中必需始终配带合适的防护装置6 操作坩埚时需配带橡胶手套 以降低操作过程中对坩埚造成污染 7 当心夹手 当机器在运转中时请保持手远离机器运动部件 喷涂装料安全注意事项 风机
13、一定要打开 喷涂前风机要开 以及时吸收SIN粉尘 喷涂时 必需确保排风罩畅通 噴涂完后及时清理风口出灰尘 戴防尘面具 一次性手套 无尘服 加热板 高温 喷涂时千万不能接触到 抬埚时 两人协作抬起 如一人未用到力 易把埚打碎或扭伤 铸锭车间安全注意事项 1 操作硅料的手套必需是洁净无污的新手套 千万不能用手直接拿硅料 但也不能用触摸过它物的手套来搬拿硅料 否则触及过它物的手套会二次污染硅料 引入新的杂质 2 装料人员必需套鞋套 穿无尘服 配带高级防尘专用口罩 戴无尘手套 3 不能在硅料中转箱内把大料砸成小料 因为中转箱会严重污染硅料 4 装完料后要及时清理装料车间 保持车间的无尘化 紧急停炉开关
14、 禁止触摸 刚出炉 注意高温 戴好高温手套 DSS炉系统概貌 操作及制程原理经过Si3N4涂层处理的坩埚里装满多晶硅 并放置在一个大的导热石墨块 定向凝固块或DS Block 上 密闭长晶炉且抽成真空 然后加热数小时以完全熔解多晶硅 石墨加热器包围在坩埚的四个垂直面上 一隔热笼包围住加热器 DS Block及坩埚 此隔热笼的垂直边可以上下移动 暴露出DS Block 允许热能以辐射方式散发至通冷却水的下部炉壁 DS Block的温度下降会传至坩埚底部 使坩埚内的硅溶液有垂直的温度梯度 此温度梯度会使硅在坩埚的底部凝固 然后硅晶从底部向顶部生长 当所有的硅液都固化之后 铸锭需经过退火并按设计好的
15、冷却方式进行冷却 以避免裂缝及消除应力 DSS炉系统概貌 系统硬件系统是由双层且有冷却水通过的不锈钢炉体 电源供应系统 真空泵系统 控制柜及操作面板所组成 炉体内包含石墨热场及隔热元件 一个梯子的平台包围在炉体的周围 供操作者及维修人员进入 此平台亦可放置变压器及将电缆设施等水管 线整齐地布置于平台的夹板下 DSS炉系统概貌 炉体上炉体是一个倒钟状的形状 由三个支柱固定 下炉体则是通过三个重型丝杆螺母副 Jackscrews 安装于上炉体 jackscrews之间是由可弯曲的驱动缆线同时驱动 一个大功率直流马达控制这三个Jackscrews的上下移动以上升或下降下炉体 使得坩埚 硅料装填能装入
16、热场及取出长成的硅锭 六个绝缘的铜电极从炉体上方穿入炉体 并提供大电流的交流电至加热器 三个可移动的部件在上炉体顶部 同样是由可弯曲的驱动缆线连接至伺服马达以控制隔热笼的上下移动 从而控制硅锭的生长 三个隔热笼支撑杆用焊接式不锈钢的软密封套密封 防止可能的漏气 两个压力指示器读取从大气压力至1x10 3mbar的压力 一个质流控制器 MFC 及相关的阀门控制在成长的过程中控制适当的氩气及氦气的输入 两根冷却水总管安装在后支脚上 冷却水歧管分配水流至炉体 电极和真空泵 下炉体会通过大量的水以吸收在成长过程中散发出的强烈的辐射热 DSS炉系统概貌 热场热场是由四组弯曲的石墨平板组成一个四方型的加热器 每一片角落下部亦有连接板作连接 围绕在坩埚的四周 籍此可用平板式隔热元件包覆在它周围 隔离层是在两层的不锈钢笼内 由三个支撑杆控制 隔离笼的石墨板使用平板状 降低部件花费且容易更换 这些隔热板互相交叠避免流失热辐射 在下炉区有一块大的用三支石墨杆支撑的石墨DS Block 可提供能调整的控制和散热的平面 使晶成长过程为可控制的 另有两片的平板式隔热层置于DS Block之下 在长晶过程中隔热笼
