硅片產(chǎn)品知識與生產(chǎn)工藝

1、硅片產(chǎn)品知識與生產(chǎn)工藝 硅片生產(chǎn)流程硅片生產(chǎn)流程 硅片廠主要生產(chǎn)流程：硅料多晶鑄錠、拉制單晶切片分選包裝第一部分：多晶鑄錠工段第二部分：單晶工段第三部分：切片工段第四部分：硅片產(chǎn)品的技術(shù)要求及分類1、多晶鑄錠工序1.1、多晶工序介紹 多晶工序的作用是將原生硅料和循環(huán)硅料多晶工序的作用是將原生硅料和循環(huán)硅料在鑄錠爐內(nèi)生產(chǎn)成為多晶硅錠。在鑄錠爐內(nèi)生產(chǎn)成為多晶硅錠。多晶車間整體工序硅料分選硅料分選硅料打磨硅料打磨硅料清洗硅料清洗硅料包裝硅料包裝多晶鑄錠多晶鑄錠晶錠脫模晶錠脫模晶錠入庫晶錠入庫多晶裝料多晶裝料坩堝燒結(jié)坩堝燒結(jié)坩堝噴涂坩堝噴涂1.2多晶鑄錠的生產(chǎn)流程多晶鑄錠的生產(chǎn)流程1.3、DSS爐定向

2、凝固工作原理 DSSDSS（定向固化系統(tǒng)）能生產(chǎn)較大尺寸的，優(yōu)質(zhì)的多晶硅（定向固化系統(tǒng)）能生產(chǎn)較大尺寸的，優(yōu)質(zhì)的多晶硅錠（用于光伏工業(yè)領(lǐng)域）。錠（用于光伏工業(yè)領(lǐng)域）。DSSDSS的生產(chǎn)量很大，能在不到的生產(chǎn)量很大，能在不到5454個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出430kg430kg的硅錠。在長晶期間，通的硅錠。在長晶期間，通過隔熱層的提升，在熱場內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，從而從下往上過隔熱層的提升，在熱場內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，從而從下往上定向長晶，在整個(gè)長晶過程中只有隔熱層一個(gè)部件在運(yùn)動(dòng)，定向長晶，在整個(gè)長晶過程中只有隔熱層一個(gè)部件在運(yùn)動(dòng)，大大減少了故障的發(fā)生，從而提高了爐子的穩(wěn)定性能。大大減少了故障

3、的發(fā)生，從而提高了爐子的穩(wěn)定性能。 內(nèi)涂氮化硅的坩堝裝入多晶硅料后放在導(dǎo)熱性很強(qiáng)的石墨內(nèi)涂氮化硅的坩堝裝入多晶硅料后放在導(dǎo)熱性很強(qiáng)的石墨塊上（即所謂的定向固化塊或者塊上（即所謂的定向固化塊或者DS-BLOCK)DS-BLOCK)。關(guān)閉爐子后。關(guān)閉爐子后排氣，接通加熱器電源融化硅料數(shù)小時(shí)以上。坩堝的四周排氣，接通加熱器電源融化硅料數(shù)小時(shí)以上。坩堝的四周有石墨加熱器和隔熱層。隔熱層上下移動(dòng)以便露出有石墨加熱器和隔熱層。隔熱層上下移動(dòng)以便露出DS-DS-BlockBlock的邊緣，使熱量輻射到下腔室的水冷四壁上，另外，的邊緣，使熱量輻射到下腔室的水冷四壁上，另外，水冷卻水冷卻DS-BlockDS-B

4、lock從而使坩堝內(nèi)的熔融硅周圍形成了一個(gè)豎從而使坩堝內(nèi)的熔融硅周圍形成了一個(gè)豎直溫度梯度。這個(gè)梯度使坩堝內(nèi)的硅料從底部開始凝固，直溫度梯度。這個(gè)梯度使坩堝內(nèi)的硅料從底部開始凝固，從熔體底部向頂部開始長晶。當(dāng)所有的硅料都凝固后，在從熔體底部向頂部開始長晶。當(dāng)所有的硅料都凝固后，在程序的控制下，硅錠需要經(jīng)過退火，冷卻處理以免破裂且程序的控制下，硅錠需要經(jīng)過退火，冷卻處理以免破裂且能將位錯(cuò)降到最小限度能將位錯(cuò)降到最小限度 。1.4多晶鑄錠爐原理隔熱籠加熱器DS板石墨護(hù)板坩堝爐體隔熱板硅熔體美國GT多晶鑄錠爐1. 裝爐（裝料）2. 加熱溶化硅材料（1621h）3. 生長（22 27h ）4. 退火處

5、理（3 4h ）5. 停爐冷卻（8 13h ）GT-SOLAR DSS GT-SOLAR DSS 定向爐定向爐硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)1.5坩堝噴涂坩堝噴涂坩堝噴涂是在石英坩堝內(nèi)壁涂覆一層氮化硅，目的是防止硅錠粘鍋和抑制坩堝雜質(zhì)向硅錠擴(kuò)散。1.6裝料裝料1.7投爐050010001500200025003000350002004006008001000120014001600t/minT/MGHA-C01020304050607080P/%籽晶厚22mm加 熱 （ H e a t U p ）熔 化 （ M e l t - i n ）長 晶 （ G r o w t h ）退 火 （ A n n e a

6、l ）冷 卻 （ C o o l i n g d o w n ）1.8多晶鑄錠工藝流程多晶鑄錠工藝流程1.9出爐冷卻GT爐底部溫度380時(shí)打開爐腔，冷卻30小時(shí)后才能開方。ALD爐底部溫度350時(shí)打開爐腔，冷卻36小時(shí)后才能開方。 第三部分第三部分切片操作流程切片操作流程與原理與原理切片部硅片生產(chǎn)流程 硅錠開方硅錠開方 制程檢驗(yàn)制程檢驗(yàn) 硅塊切磨硅塊切磨 硅塊切片硅塊切片 硅塊粘膠硅塊粘膠 硅片清洗硅片清洗 硅片分選包裝硅片分選包裝 切割原理介紹 多線切割：高速運(yùn)動(dòng)的鍍銅鋼線+切削液(含具備切削能力的介質(zhì)如SiC)+持續(xù)下壓的工件(硅塊)1、開方工序均勻噴涂于工作底板上 用硅錠專用夾具夾緊硅錠

7、 用行車吊起正放于工作底板上 多晶開方是將粘膠在工作臺(tái)上的多晶硅錠加工成符合檢測要求的多晶硅塊的過程。 開方的工作內(nèi)容包括單晶棒及多晶錠的粘接、加工、清洗、稱重、檢測等。使硅錠邊緣距四周等距 安插護(hù)攔擰緊螺絲不得偏斜 放置2小時(shí)并填寫粘接記錄開方 2、制程檢驗(yàn)流程紅外檢測儀WT2000制程檢驗(yàn)主要工作是對硅塊幾何尺寸和電學(xué)性能進(jìn)行檢測。3、切磨工序 切磨主要是將已開方的多晶硅塊通過去頭尾及平面、倒角、滾圓操作加工成符合各項(xiàng)檢測要求的硅塊及準(zhǔn)方棒。 去頭尾磨面4、粘膠工序 粘膠工作就是將硅塊使用粘膠劑粘結(jié)到工件板上，為線切工序做準(zhǔn)備。 5、 砂漿工序 砂漿是用碳化硅微粉和懸浮液按一定比例混合而成

8、，砂漿是決定硅片切割質(zhì)量的主要因素之一，漿料區(qū)域的主要工作就是為線切機(jī)配置及更換砂漿。 砂漿工序-碳化硅 目前碳化硅微粉主要為1200#和1500#為主，其呈綠色，晶體結(jié)構(gòu)，硬度高，切削能力較強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，導(dǎo)熱性能好，莫氏硬度為9.2，密度一般認(rèn)為是3.20g/mm3。 碳化硅中硅的含量決定碳化硅的硬度。 碳化硅的粒徑大小對線切割影響很大， 但最重要的是碳化硅的顆粒形狀。因?yàn)榫€切割時(shí)碳化硅為游離狀態(tài)切割 顆粒的形狀變化對切割效率及切割質(zhì)量要重要影響。5、 砂漿工序 切割液的作用切割切割液性液性能能分散分散能力能力懸浮懸浮能力能力冷卻冷卻性能性能潤滑潤滑性能性能1. 懸浮能力：可以有效懸浮碳

9、化硅顆粒，提高切割效率，降低切割消耗。2. 分散能力：可以使碳化硅顆粒在與切割液混合時(shí)分布更均勻。3.潤滑性能：可在硅片表面形成保護(hù)膜，降低切割阻力，并保證切割出來的成品表面光滑。4.冷卻性能：可以有效的散發(fā)熱量，降低切割應(yīng)力。 6、線切工序 線切的作用就用多線切割機(jī)將硅棒切割成符合要求的硅片的線切的作用就用多線切割機(jī)將硅棒切割成符合要求的硅片的過程。過程。工作原理：工作原理： 線切割是由導(dǎo)輪帶動(dòng)細(xì)鋼線高速運(yùn)轉(zhuǎn)，由鋼線帶動(dòng)砂漿形成研磨的切割方式。在線切割機(jī)的切割過程中，懸浮液夾裹著碳化硅磨料噴落在細(xì)鋼線組成的線網(wǎng)上，依賴于細(xì)鋼線的高速運(yùn)動(dòng)，把研磨液運(yùn)送到切割區(qū)，對緊壓在線網(wǎng)上的工件進(jìn)行研磨式切割，1）切割結(jié)束后，檢查是否切透，若未切透則設(shè)置參數(shù)繼續(xù)切割2）切透后，先按低速上升鍵，觀察線網(wǎng)是否被余膠勾住，如有勾住則停下用手按掉，全部不粘線網(wǎng)時(shí)則按自動(dòng)慢速上升3）用開口扳手將夾緊螺絲擰松4）用卸棒車卸下工