直(zhí)拉式單晶爐(lú)是采用直拉(la)法(M3)生産無位(wei)錯矽單晶的(de)重要設備,目(mu)前世界上80%以(yǐ)上的矽單晶(jīng)錠的生産采(cai)用直拉式矽(xi)單晶爐"随着(zhe)集成電路産(chǎn)業的發展,對(dui)設備要求裝(zhuang)料量大于250kg,拉(lā)制矽單晶直(zhí)徑大于300mm(12英寸(cun)),因此晶體的(de)生長時間長(zhang),通常大于50h,對(duì)設備的穩定(dìng)性要求高,而(er)設備的結構(gou)是設備的基(ji)礎,其設備的(de)結構和穩定(ding)性對整個晶(jing)體生長拉晶(jīng)過程有重要(yào)的影響"直拉(lā)式單晶爐結(jie)構的靜力分(fen)析是整個結(jié)構分析的基(ji)礎。目前最常(chang)用也最有效(xiào)的結構分析(xi)方法就是仿(pang)真,通過模拟(ni)實際工作環(huan)境,了解可能(néng)出現的結構(gòu)問題,從而進(jìn)行改進。而有(you)限元等數值(zhi)分析理論與(yu)計算機結合(he),出現了一大(dà)批可以進行(háng)各方面仿真(zhen)的大型軟件(jiàn),它們爲設計(ji)階段進行模(mó)拟仿真提供(gòng)軟件支持。在(zai)進行結構分(fen)析和設計中(zhōng),很多時候需(xu)要具體部位(wei)的宏觀載荷(he)值"通過實驗(yan)的方法獲取(qǔ)的宏觀力較(jiao)爲準确,但在(zai)受到條件限(xiàn)制而無法通(tong)過實驗測出(chu)宏觀力時,往(wǎng)往根據材料(liao)力學方法,采(cai)用估算的方(fāng)式,将載荷平(ping)均或按一定(ding)經驗分配來(lai)獲得近似結(jie)果,導緻誤差(chà)較大。本文通(tong)過仿真分析(xi)的方法對直(zhí)拉式單晶爐(lú)部件進行結(jié)構分析,采用(yong)有限元法的(de)件分析獲得(de)微觀的應力(lì)分布,根據微(wēi)觀應力與宏(hong)觀載荷間的(de)關系,從微觀(guan)應力理論上(shàng)準确的計算(suàn)出宏觀載荷(he)"。
直拉式單晶(jīng)爐的基本結(jié)構由機架和(he)爐室兩大部(bù)分組成,機架(jia)作爲設備的(de)主體支撐部(bu)分,其結構性(xìng)能十分重要(yào)。本文以直拉(lā)式單晶爐爲(wèi)研究對象,建(jiàn)立了機架部(bù)分的有限元(yuan)模型,采用軟(ruǎn)件對其進行(hang)靜力分析,同(tong)時利用該分(fèn)析結果和軟(ruǎn)件提供的強(qiáng)大後處理功(gong)能,從微觀應(ying)力分布中提(tí)取計算出底(di)座下各墊鐵(tie)的宏觀載荷(hé)情況,對單晶(jing)爐靜态特性(xìng)進行判定,爲(wèi)改善其結構(gòu)性能提供了(le)依據。