直拉式單晶爐是(shi)采用直拉法(M3)生産(chǎn)無位錯矽單晶的(de)重要設備,目前世(shì)界上80%以上的矽單(dan)晶錠的生産采用(yong)直拉式矽單晶爐(lu)"随着集成電路産(chan)業的發展,對設備(bei)要求裝料量大于(yú)250kg,拉制矽單晶直徑(jìng)大于300mm(12英寸),因此晶(jīng)體的生長時間長(zhǎng),通常大于50h,對設備(bèi)的穩定性要求高(gāo),而設備的結構是(shì)設備的基礎,其設(shè)備的結構和穩定(ding)性對整個晶體生(shēng)長拉晶過程有重(zhong)要的影響"直拉式(shi)單晶爐結構的靜(jìng)力分析是整個結(jié)構分析的基礎。目(mù)前最常用也最有(yǒu)效的結構分析方(fāng)法就是仿真,通過(guò)模拟實際工作環(huán)境,了解可能出現(xiàn)的結構問題,從而(er)進行改進。而有限(xian)元等數值分析理(li)論與計算機結合(hé),出現了一大批可(kě)以進行各方面仿(páng)真的大型軟件,它(tā)們爲設計階段進(jin)行模拟仿真提供(gong)軟件支持。在進行(háng)結構分析和設計(ji)中,很多時候需要(yào)具體部位的宏觀(guan)載荷值"通過實驗(yan)的方法獲取的宏(hong)觀力較爲準确,但(dan)在受到條件限制(zhi)而無法通過實驗(yan)測出宏觀力時,往(wǎng)往根據材料力學(xué)方法,采用估算的(de)方式,将載荷平均(jun1)或按一定經驗分(fen)配來獲得近似結(jié)果,導緻誤差較大(dà)。本文通過仿真分(fen)析的方法對直拉(la)式單晶爐部件進(jìn)行結構分析,采用(yong)有限元法的件分(fèn)析獲得微觀的應(yīng)力分布,根據微觀(guān)應力與宏觀載荷(hé)間的關系,從微觀(guān)應力理論上準确(que)的計算出宏觀載(zai)荷"。
直拉式單晶爐(lú)的基本結構由機(jī)架和爐室兩大部(bù)分組成,機架作爲(wèi)設備的主體支撐(chēng)部分,其結構性能(néng)十分重要。本文以(yi)直拉式單晶爐爲(wèi)研究對象,建立了(le)機架部分的有限(xiàn)元模型,采用軟件(jian)對其進行靜力分(fèn)析,同時利用該分(fen)析結果和軟件提(tí)供的強大後處理(li)功能,從微觀應力(lì)分布中提取計算(suan)出底座下各墊鐵(tiě)的宏觀載荷情況(kuàng),對單晶爐靜态特(tè)性進行判定,爲改(gǎi)善其結構性能提(ti)供了依據。