直拉式單晶爐是采用直拉法（M3）生產(chǎn)無(wú)位錯(cuò)硅單晶的重要設(shè)備，目前世界上80%以上的硅單晶錠的生產(chǎn)采用直拉式硅單晶爐"隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)設(shè)備要求裝料量大于250kg,拉制硅單晶直徑大于300mm(12英寸)，因此晶體的生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)，通常大于50h，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性要求高，而設(shè)備的結(jié)構(gòu)是設(shè)備的基礎(chǔ)，其設(shè)備的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)晶體生長(zhǎng)拉晶過(guò)程有重要的影響"直拉式單晶爐結(jié)構(gòu)的靜力分析是整個(gè)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。目前最常用也最有效的結(jié)構(gòu)分析方法就是仿真，通過(guò)模擬實(shí)際工作環(huán)境，了解可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，從而進(jìn)行改進(jìn)。而有限元等數(shù)值分析理論與計(jì)算機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了一大批可以進(jìn)行各方面仿真的大型軟件，它們?yōu)樵O(shè)計(jì)階段進(jìn)行模擬仿真提供軟件支持。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中，很多時(shí)候需要具體部位的宏觀載荷值"通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法獲取的宏觀力較為準(zhǔn)確，但在受到條件限制而無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出宏觀力時(shí)，往往根據(jù)材料力學(xué)方法，采用估算的方式，將載荷平均或按一定經(jīng)驗(yàn)分配來(lái)獲得近似結(jié)果，導(dǎo)致誤差較大。本文通過(guò)仿真分析的方法對(duì)直拉式單晶爐部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，采用有限元法的件分析獲得微觀的應(yīng)力分布，根據(jù)微觀應(yīng)力與宏觀載荷間的關(guān)系，從微觀應(yīng)力理論上準(zhǔn)確的計(jì)算出宏觀載荷"。

    直拉式單晶爐的基本結(jié)構(gòu)由機(jī)架和爐室兩大部分組成，機(jī)架作為設(shè)備的主體支撐部分，其結(jié)構(gòu)性能十分重要。本文以直拉式單晶爐為研究對(duì)象，建立了機(jī)架部分的有限元模型，采用軟件對(duì)其進(jìn)行靜力分析，同時(shí)利用該分析結(jié)果和軟件提供的強(qiáng)大后處理功能，從微觀應(yīng)力分布中提取計(jì)算出底座下各墊鐵的宏觀載荷情況，對(duì)單晶爐靜態(tài)特性進(jìn)行判定，為改善其結(jié)構(gòu)性能提供了依據(jù)。