M5111-4WLUM扩散炉使用说明书

1、中国电子科技集团公司第四十八研究所M5111-4W/UM系列高温扩散/氧化系统使 用 说 明 书中国电子科技集团公司第四十八研究所2007年2月中国电子科技集团公司第四十八研究所目 录1概述（2）11产品特点（2）12主要用途及适用范围（2）13品种、规格（2）14型号的组成及其代表意义（3）15使用环境要求16工作条件要求2结构特征与工作原理21总体结构22分部件结构23系统控制原理24系统各主要单元功能结构及工作原理3主要性能指标4尺寸、重量5安装、调试51安装条件52安装程序及注意事项53调试程序及注意事项54 SiC桨及石英炉门的装调55调试恒温区的方法及验收判据56工艺试运行6使用、

2、操作61温控仪的使用62恒温槽的操作使用63计算机的操作使用64操作过程中应注意事项7常见故障分析与排除8安全 （3） （4） （4） （4） （5） （8） （8） （11） （12） （12） （12） （12） （13） （14） （16） （16） （17） （17） （18） （18） （19） （20） （21）中国电子科技集团公司第四十八研究所1概述本设备加热部分选用进口炉丝以及耐高温保温材料，炉体使用寿命长，保温性能好。送片系统采用丝杠、导轨副及SiC桨悬臂式推拉舟结构，可确保进出舟运行平稳，同时能有效地防止因磨擦而产生的粉尘污染。温控部分选用带有自整定PID调节系统、0.1级

3、精度以及具有多项保护功能的进口高档温控仪，因而控温精度高，温度稳定性好，升、降温响应速度快，同时可与计算机通讯实现升降温速率自动控制。气路部分的关键件均采用进口件，并具有完善的安全保护措施，可靠性好。整机由计算机控制，各部分软、硬件连锁；操作部分采用先进的触摸屏技术，工艺参数的设置及运行均可在触摸屏上直接进行；自动化程度高、操作简便、可靠性好。本设备主要用于8英寸硅片以下太阳能器件制造中的扩散、氧化工艺；也可用于半导体器件制造中的扩散、氧化、退火及合金工艺，同时还适用于对其他材料的特殊温度处理。1.3品种、规格我所研制的扩散/氧化系统有如下多种规格：）程控高温扩散/氧化系统M5112-1 M5

4、112-2 M5112-3 M5112-4M5113-1 M5113-2 M5113-3 M5113-4）微控高温扩散/氧化系统M5112-1W M5112-2W M5112-3W M5112-4WM5113-1W M5113-2W M5113-3W M5113-4W）配以悬臂式推舟机构M5112-1H M5112-2H M5112-3H M5112-4HM5113-1H M5113-2H M5113-3H M5113-4H）配一管内燃式氢氧合成氧化工艺M5112-1A M5112-2A M5112-3A M5112-4AM5113-1A M5113-2A M5113-3A M5113-4A）

5、配一管外燃式氢氧合成氧化工艺M5112-1B M5112-2B M5112-3B M5112-4BM5113-1B M5113-2B M5113-3B M5113-4B2中国电子科技集团公司第四十八研究所) 双温区扩散(外延)系统M5112-1S M5112-2S M5112-3S M5112-4SM5113-1S M5113-2S M5113-3S M5113-4S1.4.1 型号组成 所企业代号（中国电子科技集团公司第48所）特点代号设计顺序号主参数（1100）品种代号（扩散设备）形式代号（掺杂设备）类别代号（表面处理和薄膜淀积设备）1.4.2 代号意义11003硅片工艺4硅片工艺6硅片工

6、艺8硅片工艺1.5.1 环境温度540。1.5.2 相对湿度75。1.5.3 海拔不超过2500m。1.5.4 电网电压波动不超过额定值10%。1.5.5 环境洁净度不劣于：1000级。3中国电子科技集团公司第四十八研究所1.5.6 有良好的抽风排毒系统，每管抽风量30005000L/min。1.5.7 无高频及较强的磁场干扰。1.6.1 供电：3中线+地线，50HZ；单台(4管)总功率200KVA。1.6.2 供水：34 管供自来水，水压0.10.2MPa，冷却用；去离子水，清洗及工艺用。1.6.3 供气：N2、O2 、HCl、压缩空气，进气压力0.40.6Mpa，工艺气体纯度99.99。1

7、.6.4 气源柜、废气室、净化台及炉体柜顶部均应接入排毒、排气管道。1.6.5 设备应接入专用接地线，接地电阻3 。2结构特征与工作原理总体结构分为四大部分，见系统配置图1，从右到左为：控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉部分、气源部分。图14中国电子科技集团公司第四十八研究所整个控制柜分为五层，计算机控制部分分上层、中上层、中下层及下层四个独立部分，每层控制对应层的推舟、炉温及气路部分，是扩散/氧化系统的控制中心。在每层相应的前面板上，左侧分布有工业级一体化的15触摸显示器，右侧分布有报警器、状态指示灯以及控制开关、急停开关等。在控制柜的后面板，每层放置有工控计算机(IPC610P)一台、外置

8、控制板卡二块（16024D-A固态继电器载板），工控机的下方安装有FB400控温温控仪五个以及保护温控仪RKC-CH402三个，分别对应控制和保护炉体的左、中、右五段温度。用钥匙可以打开工控机控制面板，在工控机控制面板上，分布有电源开关、软驱插口、电源指示灯(POWER)、硬盘指示灯（H.D.D）、KB-LK指示灯、复位(RESET)按键、键盘锁（KB-LOCK）按键。每层机箱输出端口与对应的控制线路都已经连接就绪，并有相应的标号提示。在电控柜的顶部设置有组合式信号灯，用以对每管设备的运行情况进行监视，当系统出现异常时信号灯发出声光报警。不可带电拔插工控机的接口插头，更不可有随意改换连接。如非

9、专业人员及检查、维修需要，不可打开工控机的盖板。工控机控制框图见图2。图25中国电子科技集团公司第四十八研究所在控制柜的底层，安装有四管控制系统的推舟控制装置、保护电路、电路转接控制板及各层的开关、保险等, 前盖板上装有三相电源指示灯及照明、净化、抽风开关等。该柜内有220V的交流电，也有15V、5V直流电和控制信号线，检修时请注意区分及安全，谨防接错和短路。推舟净化柜的顶部装有照明灯；正面是水平层流的高效过滤器及四层推舟的丝杠、导轨副传动系统及SiC悬臂桨座，丝杠的一端安装有驱动步进电机，导轨的两端是限位开关和极限保护开关（装在上面的是限位开关，装在下面的极限开关）。靠近炉口的净化柜顶部设有

10、漏斗状的抽气罩，与外接抽风系统连接后，用来排掉出舟时散发的大量高温有毒气体。在柜子的下部装有控制电路转接板及净化用风机。1、推舟净化柜内有380V交流电，请注意安全！2、装配和使用过程中请注意始终保持限位开关先于极限开关接通。电阻加热炉柜共有六层。顶层配置有水冷散热器及排热风扇，废气室顶部设有抽风口，与外接负压抽风管道连接后，可将工艺过程残余的废气带走。中间部分分四层放置四个炉管，每层由四个坡面支架托起并固定住炉管，其位置在安装时已经与推舟送片机构丝杠、导轨副调好对中，因此切不可轻易挪动。炉管上从左至右分别有六个接线端子，请务必根据接线端子及线头上的标号对应连接，连接时，请使线与炉管外壁保持一

11、定的距离，以防电缆因过热而短路。在炉管外壁的中部，可以看到有五个热电偶接线座，中间三个的座内各接有两支热电偶，热偶用来控温，热偶为超温保护热电偶。控温热电偶从左至右分别用红(+)、绿(-)两根补偿导线对应连接控制柜上对应层的左附控、控、控、控、右附控温控仪，保护热电偶则连接到控制柜对应层的保、保、保温度保护仪。热电偶插在座子里，由两个螺钉固定，请不要随意调动它们，因为热电偶的位置对温度控制精度及炉温的稳定性至关重要。每管炉体的右侧设置有废气室，以排放工艺过程中产生的有毒有害气体。炉柜的底层安装有四管加热炉的功率部件（可控硅、散热器、接触器、变压器、 6中国电子科技集团公司第四十八研究所可控硅过

12、零触发器等）。底部背面的门板上装有散热风机，用以对可控硅进行散热。气源柜分为五层。顶部设置有排毒口，用以排除在换源过程中泄漏的有害气体。 柜顶设置有三路工艺气体及一路压缩空气的进气接口，接口以下安装有减压阀、截止阀，用以对进气压力进行控制及调节。对应于气路，各层分别装有相应的电磁阀、气动阀、过滤器、单向阀、质量流量控制器、及源瓶冷阱等。柜子的底部装有质量流量控制器电源、控制开关、保险等电路转接板以及设备总电源进线转接板。停炉后再运行工艺前，必须认真检查各减压阀的压力是否在要求的范围之内、各手动阀是否都处在打开的位置，特别是源瓶上的聚四氟手动阀更应仔细检查，确保其已打开，否则有炸瓶的危险；对外的

13、排气软管及废液瓶也应经常检查和清洗，防止由于废液和偏磷酸残渣堵塞管道而引起源瓶爆炸。气路配置见图3 。图37中国电子科技集团公司第四十八研究所23系统控制原理系统控制方框图见图4，总控制原理图见所附电路图WK92.0-DL。每管配置有五个高档进口温控仪，该温控仪带有抑制超调功能和智能自整定PID 8中国电子科技集团公司第四十八研究所调节系统，有多种信号输入方式，可方便地与炉体的控温热电偶组成温度控制系统，对炉体的恒温区实现精确控制。仪表窗口上方显示的是测量值，下方显示的是设定值。通过启动自整定功能，温控仪能自动调整演算出一组最合理的PID控制参数。仪器各参数可手动输入，也可通过温控仪提供的RS

14、485通讯端口，与同样具有RS485通讯协议的计算机主机进行联接，计算机可通过指令自动设置并运行温度控制仪的相关参数，所需的工艺参数均可在触摸显示器上直接操作与显示。温控仪经初始化后的各功能值不可随意调整和更改，否则，极有可能造成温度控制精度下降甚至导致炉温失控。净化由净化风机、初效过滤器、高效过滤器组成。启动风机，1000级的环境空气经过二级过滤器后，可获得洁净的100级水平层流净化区。一般在进出舟时，要求启动净化风机，一是为硅片进出反应管提供高洁净区，二是将高温热气流驱散，以免灼热的气流将过滤器及净化台顶部烤焦。净化风机可手动开启，工艺运行中也可设置在相应步自动开启。推舟部分由导轨、丝杠、

15、SiC桨固定座、石英炉门、不锈钢炉门及步进电机驱动系统等组成；用于在该局部高洁净区平稳地向反应管中推进、拉出工艺片。由于进、出舟的纯直线行程达2000mm，所以在运行中要求平、直、无抖动，因而该部分采用了直线导轨副配合丝杠副进行传动。直线导轨副与丝杠副均为台湾生产，SiC桨由美国进口，制作精度都非常高。直线导轨副与丝杠副在实际应用中，处于平行线上，直线导轨副作导引，丝杠作传动，因而从结构上保证了固定其上的SiC桨固定座及石英舟运行的平稳性。上述推舟系统的运动过程通过计算机进行控制，可在触摸显示器上手动或程序自动运行。详细操作请参看计算机软件操作使用说明书。已调好的SiC桨座上的螺钉请不要再随意

16、旋动，否则有可能造成在进出舟的过程中碰坏石英均流板、硅片甚至石英管。炉膛用8mm电热线材绕制，其有效工作内径为350mm,可放置外径330mm的石英工艺管。恒温区长1080mm。在炉口加有绝缘及隔热刚玉法兰，并伸出炉体约15mm，以阻止炉内热焰直接作用于炉体端盖的不锈钢环，防止其氧化和变形。炉体采用主、从五段加热，分别控制。每段都设置有热电偶及相应的温控仪和功率控制组件，对每段加热区实行自动控制。炉子用低压大电流供电，为了延长炉体的使用寿命，暂不用 9中国电子科技集团公司第四十八研究所时，可设置炉温500600自动保温，并注意一定要设置好超温报警保护，以防不可预见的故障烧坏炉体和石英器件。炉丝

17、及炉体两端的保温棉圈均很脆弱，搬动炉体时，应抠住两边的提手，不可抓抬炉丝的引出接线排或炉体的内壁。由特种变压器、空气开关、交流接触器、熔断器、可控硅、触发器等组合而成。这些元器件均采用了可靠性较高的产品，譬如交流接触器就选用的是德国西门子公司的产品。具体布置可参阅相关电路图。温控仪的输出信号输入到过零触发板上，产生脉冲去触发功率部件中的可控硅，使炉子的每段加热温度受到控制。炉子的主控工作电压175V和49V,付控工作电压为58V。由于采用的是低电压供电，因此炉子的工作电流将会比较大，但一般不会超过110A，如果工作电流达到115A以上，可能与电网电压偏高有关系，需要引起注意；此时也可边用钳形电

18、流表监测炉体加热电流边用小起子调节可控硅触发器上相应段的电位器，将加热电流控制在90A左右（炉口端应适当加大些，调在100A左右为好）。1、该部件上的交流接触器、熔断器、变压器等均有裸露的380V交流电，检修时应特别注意安全。2、为防止炉丝老化后温度升不上去，变压器的各控制段均留有抽头，新炉体请不要接至变压器的高电压端，以防止由于电流过大而加速炉体的老化。3、更换可控硅时，请注意极性，在紧固可控硅散器上的螺母时请交替进行。逆时针旋转截止阀，可打开进气通道；顺时针旋转减压阀，并根据表头指示，可调节进气压力到需要值，一般进气压力调在0.250.45Mpa较合适。气源柜的供电由柜子底层电气转接板上的

19、开关控制，当发现控制柜某层没有电源时，应检查相应层的开关是否合上以及保险是否完好。自动控制时，控制单元经PCL-726板送出控制信号驱动16024D-A载板上的固态继电器,再由固态继电器去驱动对应的电磁阀及气动阀；经PCL-812PG输入、输出A/D 、D/A信号控制和显示工艺气体流量。工艺过程中请注意经常查看气源柜内的抽风排毒系统是否工作正常、 HCL及POCL3携带气体是否发生泄漏。10中国电子科技集团公司第四十八研究所CH402及FB400温控仪本身均具有超温、断偶报警功能；同时，为安全起见，在主控段各控温热电偶的旁边，又增设了一支温度监测热电偶，接至CH402温度保护仪，专作超温保护用

20、。当温度超过保护设定值时，超温段相应温控仪（或温度保护仪）的报警指示灯亮，计算机上也有指示，保护系统会在发出声光报警的同时切断炉体加热功率部件的电流。为保护工艺片起见，超温保护的温度设定值以高于工艺过程中的最高使用温度10左右为宜。参见电气总控制原理图WK93.0-DL。输入的三相380V中线交流电压经电源转接板后，分为四路：一路给控制柜供电，一路给气源柜供电，一路给净化操作台供电，还有一路则经变压器降压、可控硅整流后作为炉体的加热电源；其中控制柜和气源柜为单相供电，而净化操作台和炉体柜则为三相供电。置于炉体侧壁内的五支控温热电偶将检测到的温度毫伏值分别送给相对应的温控仪，温控仪将热电偶测得的

21、炉膛温度值与设定的目标温度值比较并经PID运算后，输出相关的420mm电流值给可控硅触发器A01，A01根据各温控仪控制电流的大小，分别给出相应变化的脉宽过零触发信号，控制五个双向可控硅的通断时间，形成对五段炉丝加热功率的独立控制，从而达到自动控温的目的。恒温区一经拉好后，温度修正Pb值便不能再作改动；否则，会由于Pb值的变化而使炉膛温度较大幅地偏离实际值。3主要性能指标3.1.1 炉膛有效内径： 350mm (适用于8方片)3.1.2 温度控制范围： 40011003.1.3 恒温区长度及精度： 1/1080mm （8011100 ）1.5/1080mm （400800）3.1.4 单点温度

22、稳定性： 1/4h （880时）3.1.5 升降温速率可控范围爬升率: 15/min (最大)11中国电子科技集团公司第四十八研究所下降率: 5/ min (最大)3.1.6 具有超温、断偶、短路报警和保护功能。3.1.7 具有自动斜率升降温及恒温功能。3.1.8 净化工作台净化级别： 100级 （环境1000级）3.1.9 送片方式：采用SiC桨悬臂自动送片机构，舟速20500mm/min连续可调；定位精度:2mm，SiC桨最大载片承重:16Kg3.1.9 工艺过程由工控计算机全自动控制，直接在触摸屏上操作。3.1.10 每管可存储100条工艺曲线、每条曲线不少于30个拐点。3.1.11 设

23、备总功率:峰值200KVA（4管），保温功率约100KVA（4管）。4尺寸、重量4.1外形尺寸见图1。4.2重量：约3500。5安装、调试5.1.1 洁净度不劣于1000级的净化厂房。5.1.2 冷却用供、排水管道。5.1.3 负压排废、毒气及排热气通道。5.1.4 工艺气体供气管道。5.1.5 3相+中线+地线，50HZ供电，每管功率约48KVA，总功率200KVA，设备外壳要求接地良好。5.1.6 石英器件清洗设备。5.1.7 设备的装调过程中需用到以下工具及仪器：719呆扳手一套；4、12活动扳手各一把；内六角扳手一套；大号一字、十字起子各一把；电讯一字、十字起子各一把；万用表一块；拉恒

24、温区的标准热电偶（长1800mm）一根；5位半以上数字表一块；2m卷尺一个；冰瓶、补偿线一套以及吸尘器、毛刷等。 #5.2.1设备进入厂房前，请仔细搞好卫生，里里外外用毛刷、吸尘器、抹布彻底清扫干净。12中国电子科技集团公司第四十八研究所5.2.2对照图1的布局，一般先装电阻加热炉体柜，其次摆好推舟净化柜，最后摆置气源柜及电控柜。注意在装各部分之前，要先装好地脚螺钉，等各柜位置均定位好后再调节地脚螺钉，将各部分高度协调好。5.2.3安装好加热炉体及热电偶。5.2.4接好排废、毒气及排热气管道。5.2.5接好冷却水管路，通水检查确认散热器各接头无滴漏。5.2.6接好工艺气体进气管道，试压，确保无

25、漏气点。5.2.7打开净化操作台后盖板，去掉高效过滤器上的包装塑料后重新安装好。5.2.8安装好工控机及显示器。5.2.9按接线图及电缆上的标记，接好各部分之间的连接电缆及热电偶补偿导线，并接好机壳地线。5.2.10仔细检查炉体、可控硅、变压器及各转接端头的压接螺钉，应无松动现象。仔细检查各转接线，确认各部分连接无误后，接好总电源进线。1、炉体柜就位后，为了方便操作，应在先安装好炉体、保温棉圈及其端盖板后，再将两侧的气源柜和净化操作台靠紧。2、工艺气体管道在接入设备之前，应通大流量的N2冲净管道内灰尘等杂质。3、注意各电源线的火线、零线及地线的位置不可接错。4、注意各功率组板上的三相电源进线不

26、可接错。5、炉体上引出线排与炉丝的焊接处很脆，安装连接加热大线时，请用两个扳手小心紧固，切不可只用一只扳手硬拧或将线排左右摇晃，以防引出线排断裂而导致炉体报废。6、热电偶的安装以其两根丝的焊点高出炉体的炉丝1mm左右即可。7、请注意补偿导线的极性：红色的线应接热电偶的+极（相对较硬的那根）。5.3.1逐柜、逐层上电，检查各部件上电情况，注意检查机壳是否带电。5.3.2电控柜及气源柜上电，检查计算机、温控仪、温度保护仪、各控制开关、指示灯、电磁阀、质量流量控制器、流量计电源等是否正常。在计算机手动操作屏上逐一试验，看对各器件的控制是否正确无误。5.3.3推舟净化柜中，逐一检查照明、排风及净化送风

27、是否正常。配合计算机检查自动进出舟、行程限位及极限保护是否正确。5.3.4检查可控硅散热风扇、水冷散热器排热风扇以及气源柜、电控柜的冷却风扇等 13中国电子科技集团公司第四十八研究所是否工作正常。5.3.5将炉温设定为300（温度保护值应设得高于该温度），按下面板上的炉体加热“开”按钮，炉子开始升温，注意观察温控仪温度显示情况及功率部件、炉体等有无异常。用钳形电流表分别测量五段炉丝的工作电流，调节可控硅触发板上的相应电位器，将加热电流控制在95A左右（炉口端可在110A以内）。5.3.6待炉温恒定后，将温度保护值改为299，此时，炉体加热应自动断开，同时超温保护系统发出声光报警；再为人为断开和

28、短接热电偶，同样炉体加热应能自动断开，保护系统发出声光报警，指示灯分别显示超温和短路。在显示器上编辑和模拟运行工艺，各部分应能工作正常。1、请注意净化风机的转向是否正确（外壳上有标记），如果不对，将风机三相电源线中的任意两根互换即可。2、温控仪除温度设定值必要时由工艺人员修改外，各窗口内的其它参数都不得改动，否则会引起控温精度下降甚至造成炉温失控。3、系统正常后，将温控仪及温度保护仪的超温保护值设为高于设备的最高工艺温度10即可。5.4 SiC桨及石英炉门的装调5.4.1将洗净好的石英管放入炉膛 两人抬取石英管时，每人负责看管一端，负责尾部者严禁直接用手抬尾气管，以免该管发生断裂，抬石英管时将

29、石英管尾部的三根小管朝向净化台外侧，待石英管放进炉膛后转动石英管直至石英管内三个固定圈朝下，用卷尺量好从不锈钢盖板至石英管口的距离。5.4.2把密封圈嵌入石英门密封槽中，密封圈应压紧压平。5.4.3将送片座上的波纹管前端的锁紧圈拧松（最好是不要拧下来）。5.4.4将装好密封圈的石英门安装在悬臂桨上，安装时要用力均匀，防止将石英门上的圆筒与桨碰撞。5.4.5首先把桨夹座两边的四氟锁紧螺钉拧松，将装有石英门的悬臂桨一起放入送片座上的桨夹座中，把石英门上的圆筒伸至四氟波纹管中，拧紧锁紧螺母，注意拧紧波纹管时石英门与桨的位置要垂直。5.4.6将石英匀流板放在悬臂桨最前端，进舟至匀流板位于管口位置，调节

30、好桨的上下位置（桨的前后位置一般不会变动，用户可根据实际情况进行调节）使得匀流板基本处于石英管中心，调节时只需调节桨夹座后面的调节螺母。14中国电子科技集团公司第四十八研究所5.4.7边进舟边观察匀流板的位置，打开废气室侧壁的观察窗口，待进舟到最前端时检查石英门与石英管之间的位置，石英门与石英管之间是否完全密封，可在石英炉门与石英管口之间放一张薄纸，炉门关紧后纸张应抽不出来。同时，在石英门盖住石英管口后，调节压紧石英门的四氟波纹管及支撑石英门的弹簧使之有一定的压缩量。5.4.8退舟，安装炉尾的保温棉圈及不锈钢盖板。5.4.9将尾气管、热电偶管从石英管尾部插入石英管中，安装时注意将热电偶管及尾气

31、管从固定圈中通过。然后将热偶管盖盖住另一个管口，用不锈钢夹子夹好。5.4.10放入石英隔热包和前挡板等，由于密封圈使用温度为220250度之间，因此在升温前一定要安装隔热包。同时在拆卸隔热包时应在温度250左右，不要等隔热包完全冷却再拆卸。（因在冷却状态下偏磷酸容易粘在隔热包上而取不下来）。5.4.11从石英管后部下面装入内热偶,接好补偿导线及温度监测仪。5.4.12装好源瓶、清洗瓶、冷凝瓶等，按气路原理图接好气路中PFA管道及单向阀、聚四氟阀以及排废尾气管、废液收集瓶等。1、整个装调过程均应小心操作，在SiC桨未调整好以前，切忌快速进出舟， 以防损坏器件。2、考虑到装满工艺片后，SiC桨会向

32、下有少量小垂，为防止桨触碰石英管底， 空载调试时，应调到桨的前端适当上扬810mm。3、石英炉门在自动进舟到位后，联接其上的聚四氟波纹管的压缩量应控制在35mm之间，太小关不紧炉门，太大则又容易压坏石英炉门。4、SiC桨装调好以后，各定位螺钉均不得再随意旋动。清洗石英管或SiC桨时，只需松开桨座上盖的四个压紧螺线，将桨抽出即可。4、桨的位置调好以后，应将调节桨俯仰的螺母做好标记，防止在清洗桨的过 望程中不小心动了该螺母，引起桨与石英管的位置变化而导致器件损坏。扩散炉恒温区精度的测量按中华人民共和国第四机械工业部部颁标SJ2065/82 半导体器件生产用扩散炉测试方法的相关条款进行检测。5.5.

33、1按部颁标准要求，恒温区测试应在闭管、静态的条件下进行。5.5.2根据工艺要求在计算机上设置好所需的温度值,按下15中国电子科技集团公司第四十八研究所面板上的加热“开”按钮。5.5.3当炉温达到设定温度并稳定后，用标准测温系统（S型标准热电偶及补偿线，5位半以上数字电压表，冰瓶等），测三个点：恒温区中点(一般即为炉体的中点)、左端点、右端点（如800mm长的恒温区，则测炉体中点及其左右400mm处各一点）。根据测得温度的高低，对相应温控仪的温度修正值作修改；修改后应等温度稳定10分钟后再测，根据数字表的显示情况再对相应温控仪的温度修正值作适当调整，经多次反复直到三点温度调平（误差在精度指标之内

34、）。1080mm恒温区可测五个点，即在炉体中点左右540mm处各增测一点。将测得各点中的最大值减去最小值，然后再除以2，得到的结果即为所测恒温区的精度，该值如果在技术指标规定的范围之内，即判定为恒温区精度指标检测合格。5.6.1 开启抽风排毒系统。5.6.2 散热器通水。5.6.3 根据工艺需要设置好炉子各温区的温度。5.6.4 设置好保护温控仪的报警温度值,一般以高于炉子工作温度1020为宜。5.6.5 设置好恒温槽的温度。5.6.6 接入工艺气体，将减压阀的输出压力调节在0.4Mpa左右。5.6.7 装好源瓶并打开其上的手动旋塞。5.6.8 在计算机上设置好工艺步骤及工艺参数。5.6.9

35、待炉温及恒温槽温度到达设定值并稳定后，在手动屏出舟装入工艺试验片。5.6.10 选定设置的工艺号，运行工艺。1、首次运行工艺前应先对石英器件进行清洗，并将清洗烘干后的石英器件放入反应管内运行一次饱和工艺。2、在初次设置炉温时，一般情况是从炉尾至炉口温度逐步增高，炉口温度比炉尾温度约高1020。3、根据工艺检测结果，需对炉温、气体流量、工艺时间等进行微调。6使用、操作一般情况下，温度目标值、升降温速率等均可在计算机上设定，其它参数由 手动设置。由于型号不同，FB400、CH402的操作略有不同，详细了解见所附外购件 16中国电子科技集团公司第四十八研究所说明书。常用参数设定如下：6.1.1 温度

36、值的设定6.1.1.1 计算机设定温度值FB400、CH402温度值均可直接在计算机上设定,详见计算机操作使用说明书。6.1.1.2 手动设定温度值(FB400、CH402)1） 按SET键。2） 按键移位。3） 按键或键输入所需的温度值。4） 按SET键确认。6.1.2 温度修正值的设定在拉恒温区的过程中，应根据标准热电偶的测量值来对相应控温段温控器的 温度显示值进行修正（温控器的温度显示值为该温控器的测量值与修正值之和）。6.1.2.1 FB400的温度修正1） 点按SET键至PV窗口显示SV，按键或键，设定温度。2） 按住SET键5秒以上，至PV窗口显示EV13） 点按MODE键，至PV

37、窗口显示Pb。4） 按键或键对SV值进行修改，SV每变化1，温度显示值约变化1。5） 按SET键确认。6） 按MONI键回主窗口。6.1.3.1 FB400的报警温度设定1） 点按SET键5秒以上至SV窗口显示EV1。2） 按和键，输入报警温度值。3） 按SET键确认。4） 按MONI键回主窗口。6.1.3.2 CH402的报警温度设定1） 按住SET键3秒以上,至PV窗口显示AL1。2） 按和键，输入报警温度值。3） 按SET键确认。4） 按住SET键3秒，回到主窗口。17中国电子科技集团公司第四十八研究所6.1.4 窗口锁定工作过程中,为防止温控器的控制参数被随意改动,可对已调整好的重要参

38、数的窗口加锁。6.1.4.1 FB400的加锁1） 点按MODE键,至SV窗口显示LcK。2） 按键使LcK变成高亮显示。3） 按MONI键回主窗口。6.1.4.2 CH402的加锁1） 按住SET键3秒以上，至PV窗口显示AL1。2） 连续点按SET键，至PV窗口显示LOCK。3） 按键及键，将SV窗口设成0000（解锁时设成1000）。4） 按住SET键3秒，回到主窗口。温控仪是温度控制的关键部件，其初始化参数切不可轻易更改，如控制方式、 输入类型、报警类型等一经改动，即会造成炉温失控且不报警；温度修正值、 PID参数在非拉恒温区和非整定的情况下一经随意改动，即会造成炉温波动且 温控仪上显

39、示的温度与炉膛实际温度相差很大。6.2.1应缓慢将水倒入恒温槽内,避免因管道内的空气不能排出而导致循环泵不工作。6.2.2恒温槽的温度设定，上、下极限超温保护的设定以及其他使用中应注意的事项，详见所附的恒温槽操作使用说明书。工控机主机及其板卡均选用台湾研华公司产品。整个工艺过程包括：自动进 出舟、净化风机的开启和关闭、斜率升降温、分段恒温、开关电磁阀、质量流量控制器流量控制等各步骤工艺参数及工艺时间均可预先设置（可预置100条工艺曲线）。各部分检查无误后，按下电控柜相应层上的电源上电开关，开启计算机。此时扩散炉监控系统自动启动，输入密码进入操作界面后，系统完成初始化动作：即关闭电磁阀，清除流量

40、信号，清除舟位置信号。选定工艺曲线后，启动运行键，计算机自动按程序完成全工艺过程，并可自动监测和记录工艺过程中的全部参数。详细使用方法见所附计算机操作使用说明书。注意在设备运行及暂时停用过程中，请保持计算机主机箱及显示器的电源开 18中国电子科技集团公司第四十八研究所关始终处于开启状态；关机时退出监控系统后，在windows下选“关闭计算 机”，然后关掉面板上的上电开关即可。6.4.1 装片和取片时请按下电控柜前面板上的“净化”按钮（也可在自动运行程序中加入净化风机的开、关步骤；当使用自动开、关净化风机时，请保持“净化”按钮不要按下），确保在操作台范围内形成高洁净区，同时可防止出舟时的高温烤坏

41、高效过滤器及导轨前限位和前极限开关。正常工艺中不要关闭电控柜前面板上的“排风”按钮，以保证炉体柜能得到良好的散热。6.4.2 加热炉的恒温区一经调好，温控仪中的各初始值、PID自整定值、温度修正值等各项参数均已选择为最佳值，除工艺温度值根据需要可由工艺人员在计算机上进行设置外，其他参数一般均不得轻易修改。否则，很可能造成恒温区精度下降甚至引起炉温失控。6.4.3 系统出现故障时，报警器会发出声光报警；按下控制柜面板上的“消声”按钮后，蜂鸣器便不再发声；但此时并不表示故障已经解除，必须在排除故障后将其松开。为确保系统处于警戒状态，在正常工艺时，请注意保持该按钮不要按下。6.4.4急停按钮是用在清

42、洗石英管后精调石英炉门以及当进、出舟过程中出现意外时，手动暂停步进电机转动用的，在正常工艺时，请注意保持该按钮不要按下。6.4.5 SiC悬臂桨的位置调好后，其支撑板上的上下、前后以及端头的俯仰调节螺钉均不得再随意调动，否则在进出舟过程中极易造成石英隔热挡片以及工艺片的损坏，严重的还会直接损坏石英管和SiC桨。6.4.6石英炉门与SiC桨的接触部位请定期进行清洗（一般每天清洗一次），防止由于工艺残留物堆积使得滑动不畅造成石英门损坏。6.4.7主送气管道在接入设备之前应先排空，通入纯净高压气体（高压N2或高压O2）吹洗干净，否则管道内的不洁净物质会引起气动阀关闭不密封以及造成过滤器和质量流量控制

43、器的堵塞及损坏。6.4.8压缩空气、 高纯N2 、高纯O2等各种气体进气压力设定值（气源柜减压阀表读数）均应调在0.250.45Mpa 之内，太小会使得气动阀难以开启以及质量流量控制器流量显示不稳定，太大则有可能损坏过滤器及质量流量控制器。6.4.9 POCL3扩散源具有极强的腐蚀性，灌装时应在化学间的抽风排毒柜内进行。从气路中取下的含有残液的源瓶应及时处理掉，不可密封置于气源柜内，否则会随着环境温度的升高引起源瓶内饱和蒸汽压急增而炸瓶。当不小心将源瓶损坏，造成 19中国电子科技集团公司第四十八研究所磷源流失时，应立即进行清理，防止损坏气路中的元器件，如果磷源洒在了恒温槽内，应马上拔下恒温槽的

44、电源插头，将槽内的水倒掉并清洗干净，否则会造成恒温槽内的致冷铜管因受腐蚀而穿孔。6.4.10炉子升温前必须先开循环冷却水，否则会引起环境温度升高，致使恒温区偏差，并极易造成炉体顶部排热风扇损坏。7常见故障分析与排除设备一般常见故障见下表，详见维修手册。故障现象 故障原因1热电偶开路 排除方法 1换热电偶2检查并重接转接点3检查并重接温控仪1按下加热“开”2换保险 (100A)3检查温控仪4更换可控硅5换炉体6换保险 (0.25A)7检查电源及转接线2检查热电偶及补偿线3改正接法4重新设置参数 温控仪上显示oooo 2热电偶与补偿线接触不良 3补偿线与温控仪接触不良 1炉体加热按钮未开 2功率部

45、件上保险烧坏 3温控仪无控制输出 炉子不升温 4可控硅开路 5炉体加热丝断 6触发器上保险烧坏 7可控硅触发器无+15V电源 1可控硅短路 2热电偶或补偿线短路 炉温失控 3热电偶或补偿线极性接反 4温控仪参数设置错误故障现象 故障原因 排除方法 20中国电子科技集团公司第四十八研究所 1热电偶开路系统显示超温报警 2可控硅烧坏短路 1接好热电偶 2换可控硅3重设保护值4检修或更换触发器板1检查热电偶2检查补偿导线3检查突变原因 并自动切断加热电流 3温度保护值低于使用温度值 4可控硅触发器故障 1热电偶短路 系统显示短路报警 2补偿导线短路 并自动切断加热电流 3温度检测值突变大于20以上1面板上的“急停”按钮处按下位置1松开“急停”按钮2极限开关起作用不能自动进出舟 3限位开关未复位或损坏4保险丝烧断2手动反转丝杆 3检查限位开关 4换保险(1A) 1调整限位开关位置 2换限位开关3. 检查连线及转接插头4. 查计算机的电源输出1打开相应阀门2合上气源柜电源开关3打开相应的电磁阀4检查固态继电器载板 1限位开关离活动金