扩散炉安全使用说明书

M5111-4W/UM系列高温扩散/氧化系统安全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月目 录1．使用环境要求 (1)2．工作条件要求 (1)3．设备调试时注意事项 (1)4．设备使用注意事项 (2)5．运行H/O合成工艺注意事项 (4)6．真空系统注意事项 (5)7．化学品的安全使用 (6)8．气体的安全使用 (7)9． 保养与维修 (8)10、碳化硅制品使用说明 (8)11、石英器件使用说明 (11)1、使用环境要求1.1 环境温度5～40℃。

1.2 相对湿度＜75％。

1.3 海拔不超过2500m。

1.4 电网电压波动不超过额定值±10%。

1.5 环境洁净度不劣于：1000级。

1.6 有良好的抽风排毒系统，每管抽风量3000～5000L/min。

1.7 无高频及较强的磁场干扰。

2、工作条件要求2.1 供电：3Ф＋中线+地线，50HZ；设备功率：序号 反应管形式 炉膛内径 单台管数 单台总功率1 开管 Ф300mm 3管/台 105KVA2 开管 Ф300mm4管/台 140KVA3 闭管 Ф330mm3管/台 128KVA4 闭管 Ф330mm4管/台 170KVA5 闭管 Ф350mm4管/台 195KVA2.2 供水：3／4＂管供自来水，水压0.1～0.3MPa，冷却用；去离子水，清洗及工艺用。

2.3 供气：N2、O2 、H2、压缩空气，进气压力0.4～0.6Mpa，工艺气体纯度99.99﹪。

2.4 气源柜、废气室、净化台顶部均应接入排毒、排气管道。

2.5 设备应接入专用接地线，接地电阻≤3 Ω。

3、调试时注意事项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。

3.2控制柜及气源柜上电，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。

3.3 推舟净化柜中，逐一检查照明、排风及净化送风是否正常。

配合计算机检查自动进出舟、行程限位是否正确。

3.4 检查可控硅散热风扇及水冷散热器排热风扇等工作是否正常。

3.5 检查水冷散热器接头及水压开关、恒温槽水冷管道（如装备）接头是否漏水。

3.6 按下炉体加热“开”按钮，炉子开始升温，观察温控仪温度显示情况及功率部件、炉体等有无异常，尤其要仔细检查炉体的引出接头及引线是否与炉壳、机壳短路（使用中要长期留心注意，因高温下，接头与瓷件易产生变形位移）。

3.7 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随意改动，否则会引起控温精度下降甚至造成炉温失控。

3.8推舟安装注意事项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桨会向下有少量弯曲，为防止桨触碰石英管底，空载调试时，可调成让桨的前端适当上扬（上扬幅度≤10mm）。

3）调好的石英炉门在进舟到位后，其压缩量应控制在5～15mm之间，太小关不紧，太大有可能压坏石英炉门。

4）SiC桨装调好以后，各定位螺钉均不得随意旋动。

清洗石英管或SiC桨时，只需拧松桨座上盖的四个压紧螺钉便可将桨抽出。

5）桨的位置调好以后，应将调节桨俯仰的上下螺母做好标记，防止在清洗桨的过程中，不小心动了该螺母而引起桨与石英管壁擦碰甚至造成器件损坏。

4、设备使用中注意事项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、关选项，使其运行到相应工艺步聚时自动开启和关闭），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高效过滤器及导轨前限位开关。

打开照明灯请按下电控柜前面板上的“照明”按钮，开启加热炉排风扇请按下电控柜柜前面板上的“排风”按钮，正常工艺中该按钮不要关闭，以保持炉体柜能得到良好的散热。

4.2 加热炉的恒温区一经调好，温控仪中的相关初始化值、PID自整定值、温度修正值等各项参数均已设好或已选择为最佳值，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。

4.3 控制柜面板上的“消声”按钮是当系统出现故障，发出声光报警时，按下它，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。

4.4 急停按钮是当进、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。

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匀流板、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。

4.6 石英炉门与SiC桨的接触部位应定期进行清洗（一般每周清洗一次，用石英片轻刮并用酒精棉球擦净），防止由于工艺废液残留物堆积使得石英门滑动不畅，从而造成石英炉门损坏。

4.7 闭管扩散时，在炉口的石英反应管内壁会由于管子的外表温度较低而出现偏磷酸废液残留的情况；此时，宜在每管管口的废气室内放置一不锈钢托盘，并定期在出舟后用一石英或陶瓷勺子将废液刮入托盘内，防止对硅片造成二次污染和废液流出对设备造成腐蚀。

4.8 闭管扩散时，应至少每天一次检查气源柜内的尾气废液排放情况，并及时清理和清洗排气管内的残留液，防止由于废液凝结而堵塞排放管道；如果排气受阻其直接后果将导致源瓶爆炸。

4.9 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器的堵塞及损坏。

4.10 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0.25～0.45Mpa 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。

4.11 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。

停炉时，应在炉温低于600℃后再关冷却水。

4.12 设备外壳一定要有良好的接地。

4.13 出现故障时必须先切断电源再分步检查，严禁在未弄清故障原因的情况下带电检测。

4.14 当系统出现报警时，必须在彻底排除故障后，方可重新开机。

4.15 运行工艺过程中，炉口废气室及净化操作台、气源柜的排气口，一定要与外部的抽风系统相联，保证抽气排毒畅通。

4.16 对超温保护系统应作定期检查，看是否工作可靠。

如果晚上设置自动保温，要求设置的最高报警温度小于1050℃，在进入自动保温前应先测试一下超温保护系统是否灵敏可靠。

5、运行H/O合成工艺注意事项（如装备）氢气是一种易燃易爆的危险性气体。

氢气在氧气中当温度达到450℃时就能自燃，空气中含有氢气的体积百分比在4％～75％之间，就可能引起爆炸；氢气与氯气 1：1的混合物遇光即爆炸；氢与氟化合时甚至在阴暗处也会爆炸。

因此，使用带有H/O合成功能的氧化设备时，请格外注意以下几点：1、需要进行H/O合成工艺时，应提前1小时左右打开点火加热炉升温（设定温度范围：800～850℃）。

2、运行H/O合成工艺前，应检查点火炉温监测热电偶是否处于正确位置（应放置到使热电偶的前端碰到点火枪的最里端）。

3、开始运行H/O合成工艺时，点火炉的温度应达到设定值并稳定，严禁欠温运行合成工艺。

4、运行H/O合成工艺前的上一步必须先通O2（O2流量≥5SLM，时间≥2min）驱赶掉合成腔内的其他气体， H/O合成工艺结束后的下一步必须通N2 ，用以驱赶掉反应管中的可能残存的H2 。

5、程序到达合成工艺步时，请注意观察合成腔内火焰燃烧情况；如果该步工艺运行10秒后仍无火焰产生且也未发出火未燃报警时，请立即按下操作面板上的“急停”按钮并仔细检查原因。

6、当工艺中出现流量偏差报警、火未燃报警或者漏氢报警时，在停止工艺运行后应详细查明报警原因，排除故障后方可重新运行工艺。

7、每隔一段时间（一星期左右），在正式运行H/O合成工艺前，应检查一次火焰检测探头的灵敏度，确保其处于监控状态。

8、每清洗一次石英管及合成腔后，应注意各气体管道的连接位置不能接错。

正确接法是：点火枪前端（靠近加热炉处）的接嘴接O2及清洗小N2气体，后端接嘴接H2、大N2及保护N2气体。

同时应小心旋紧各连接接头，防止气体泄漏。

9、较长时间不使用H/O合成工艺时，由于从气动阀到点火枪之间的H2管道内充满了其他气体，第一次运行合成时有可能点不燃，遇到此种情况时，请先用小流量（H2 ：O2 ＝6SLM ：5SLM）试点几次，能正常点燃以后再按工艺参数要求正式运行工艺。

10、较长时间不运行H/O合成工艺时，为安全起见，请关闭墙上配气板上以及气源柜内的H2供气手动阀。

11、严禁非专职人员运行H/O合成工艺。

6、真空系统注意事项（如装备）设备使用前请仔细阅读：本机的使用说明书、流量显示仪使用说明书、宽量程数显真空计使用说明书、分子泵及其电源的使用说明书。

6.1真空部分安装前注意事项：z真空橡皮密封圈应用绸布沾酒精擦洗干净，涂上少许真空脂油，再行密封。

z安装密封圈前，检查密封槽内应无异物，或径向划痕。

z部件用螺钉压紧时，应对称均匀压紧，不得过紧而将螺钉切断。

z机械泵首次通电时，应点动，查看机械泵运转方向与泵壳上箭头指示方向是否一致，不能反向。

如反向，则将电机上三相线的任两线对换，再检查方向。

确认后方可运行。

z整个设备应可靠接地。

z将电源标准机箱内的异物清除干净，检查接线端子与地是否有短路隐患。

并将接线压紧螺钉再次压紧。

z检查连接电缆内与外壳的绝缘是否符合要求。

6.2 真空部分使用前注意事项6.2.1 通水，检查是否有漏水现象或水流是否畅通。

6.2.2 检查真空管道是否连接好，确认无漏气口。

6.2.3 检查各种开关是否处于“停电”或“关”状态。

6.2.4 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。

6.2.5 控制柜及气源柜上电，检查计算机、温控器、温度保护器、各控制开关、指示灯、电磁阀、质量流量计、各种阀、分子泵、机械泵等是否正常。

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。

6.3 真空调试步骤6.3.1 检查各部分的水路是否正常。

调节好水压报警器的水压范围。

6.3.2 按下机械泵“开”按钮，机械泵打开。

按下“旁路阀”开关（对应指示灯亮），预抽反应室真空，2分钟后开“前级阀”开关。

6.3.3 机械泵工作5分钟后，按下真空计电源开关，随后按下“发射”键，其键右上脚的红色指示灯亮，可以开始测量真空；（真空计的操作规程见《真空 计使用说明书》）6.3.4 当真空等于或者小于5Pa 时，打开分子泵电源开关按至“on”的位置，开关内部红色指示灯亮，左上脚显示屏上为F400.0，按下面操作模块上的 “DATAFUNC ”按钮则开始显示分子泵的真实频率H0.0，随后按下“START” 按钮，则数值显示跳跃升高，从H0.0升至H400.0，此过程大约需要6-8分 钟。