一組五支硅芯制備工藝操作規(guī)程

1、一組五支硅芯制備工藝操作規(guī)程（修改版）1. 目的范圍1.1 適用范圍 利用基座區(qū)熔法在硅芯爐內(nèi)將多晶棒拉制成硅芯，為還原爐還原沉積多晶硅 提供“載體”。1.2 目的 為還原爐還原沉積多晶硅提供質(zhì)量合格的“載體”。1.3 原理 利用基座區(qū)熔法，借助高頻感應(yīng)加熱設(shè)備將粗多晶硅棒加熱融化，在氣氛保 護(hù)下拉制出細(xì)硅芯。2. 工藝流程2.1 工藝流程圖多晶棒 f 切斷f腐蝕清洗f烘干f包裝f摻雜f裝爐f加熱 f 熔硅f拉制f拆爐f物測f入庫2.2 主要參數(shù)2.2.1 硅芯爐采用高頻感應(yīng)加熱，功率： 60KW 。加熱線圈多孔單匝。2.2.2 上傳動(dòng)上軸慢速度： 05mm/min；上軸有效行程： 3000m

2、m。上軸快速度： 742 mm/min；成品長度： 2800mm。2.2.3 下傳動(dòng)下軸慢速度：0 mm/min;下軸行程： 530 mm。下軸旋轉(zhuǎn)：016r/min ;下軸快速度：_mm/min兩擋。2.2.4 冷卻水壓力： 0.150.2Mpa 氬氣壓力： 0.08Mpa2.2.4 爐產(chǎn)量：可連續(xù)拉制 15 根硅芯/爐次。3. 進(jìn)、出物料規(guī)格要求多晶硅棒型號(hào)： N 型。3.1.2 電阻率：$50Q cm。3.1.3直徑：76-82mm,外表細(xì)密。長度：W530。兩頭切平，不能有缺塊、彎曲等變形。3.2 籽 晶型號(hào)： N 型。電阻率：$50Q cm。直徑： 8 mm。長度：60-65 mm。

3、O3.3 硅 芯型號(hào)： N 型。電阻率：50300Q cm。直徑： =7.5mm 或 = 9.5 mm。3.3.4長度： 2100 mm，2300mm，2500mm外觀：表面光滑、無氧化、無接頭、無彎曲。4. 操作程序開爐前準(zhǔn)備工作檢查所要啟動(dòng)設(shè)備的電器開關(guān)是否處在關(guān)閉狀態(tài)，電位器是否歸零。檢查冷卻水，確保進(jìn)出閥門全部敞開，水流系統(tǒng)暢通，水壓在 0.150.2Mpa.備好開爐用料、籽晶、裝爐工具、并帶好口罩、手套。4.2 裝 爐用潔凈的白滌綸布蘸丙酮把爐室、線圈、觀察孔玻璃以及加熱用石墨片擦 拭干凈，將籽晶裝入籽晶卡頭，裝正、旋緊，經(jīng)修整平整后，一個(gè)掛在機(jī) 械手上，將其余兩個(gè)籽晶頭放置在籽晶轉(zhuǎn)

4、盤的籽晶倉的A、B位。裝在籽 晶倉上的籽晶卡頭上的螺絲對準(zhǔn)籽晶倉中軸，機(jī)械手上的籽晶卡頭上的螺 絲對準(zhǔn)爐門。將多晶硅棒料垂直裝在料座上，去掉塑料包裝，放在對料器上，調(diào)整料座 螺釘使之與對料器下部上部對應(yīng)位置對中。檢查硅芯爐下軸上的軸套，使 軸套緊固，上平面水平。確認(rèn)后將棒料裝入爐中。4.2.3調(diào)整下軸，使多晶硅棒頂端離工作線圈下端面50 mm左右，將石墨片水 平放置在棒料的上表面，調(diào)節(jié)下軸使石墨片與鉬絲以不碰到線圈為準(zhǔn)，間 距 1-2mm 。調(diào)節(jié)上軸，將籽晶卡頭放置在下爐室上部。取出工具等雜物，清凈硅渣， 放好擋渣盤，上緊爐門。將原料批號(hào)、開爐序號(hào)、料長、直徑、重量記錄在操作記錄上。4.3 開

5、爐操作送電：打開配電盤，合上本爐所屬的電源開關(guān)，三相指示燈及水壓指示燈亮。啟動(dòng)燈絲，啟動(dòng)控制柜電源。4.3.2 啟動(dòng)真空系統(tǒng)：點(diǎn)擊觸摸屏上“真空系統(tǒng)”按鈕，點(diǎn)擊“真空泵” 及“電磁閥”抽真空到6Mpa以下，關(guān)閉電磁閥，等待大約30S,待電磁 閥完全關(guān)閉后，關(guān)閉真空泵。4.3.3充Ar氣：緩緩開啟硅芯爐氣路控制面板上的氬氣快充、氬氣慢充一、 氬氣慢充二，待壓力表顯示為0.08Mpa時(shí)，關(guān)閉氬氣快充，開啟A氣慢 放排氣閥，調(diào)節(jié)氬氣慢充一、氬氣慢充二，保證壓力在0.08Mpa,不得低 于0.04Mpa，低于0.04Mpa可能造成打火燒毀線圈。預(yù)熱：開啟高頻加熱，調(diào)節(jié)加熱功率至3 000V ，預(yù)熱石墨

6、片，待石墨片微 紅時(shí)，慢慢調(diào)節(jié)功率，升至5000V,大約15分鐘后，等待棒料變紅，調(diào) 節(jié)下軸快降速度至適當(dāng)，快速降下軸，同時(shí)抽掉石墨片并迅速將下軸升至 適當(dāng)位置，調(diào)節(jié)功率至 8300V 左右。然后將擋渣桿抽到底，擋渣桿爐筒 內(nèi)部分水平放置，否則，拉到底部擋渣桿可能絆住料座，影響正常拉制。 調(diào)節(jié)功率過程，要根據(jù)棒料熔化的程度，慢慢調(diào)節(jié)功率。棒料上表面有部 分熔區(qū)時(shí)，啟動(dòng)下軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)速度至3r/mi n。待棒料上端慢慢熔化，直 至棒料上部一部分完全化透。熔 接：調(diào)節(jié)下軸速度，快速降下軸，觀察熔區(qū)是否化透。若沒有化透， 快速升下軸，調(diào)節(jié)下軸料位止適當(dāng)，繼續(xù)化料；若化透，調(diào)節(jié)上下軸速度， 拉下軸使熔

7、區(qū)冒出的液泡的頂端與線圈下水平面平，壓上軸使籽晶與熔區(qū) 粘連，懸接后，迅速將上軸提起，調(diào)節(jié)下軸料位，使熔區(qū)液泡間的凹面距 離線圈大約12mm。調(diào)節(jié)陽極電壓至8400v左右，等待五支籽晶變紅。4.3.6拉制：降加熱功率至陽極電壓8.2-8.3KV左右，將上軸計(jì)長清零，啟 動(dòng)上軸慢速度，順時(shí)針調(diào)節(jié)相關(guān)電位器以57 mm/min的速度向上拉制， 同時(shí)快速點(diǎn)動(dòng)下軸向上供料或使用下軸慢速以0.40.6 mm/min的速度向 上供料，拉制大約 3050mm 左右時(shí)，慢慢調(diào)節(jié)功率，調(diào)節(jié)上軸以 11.5mm/min 的速度向上提拉，同時(shí)，調(diào)節(jié)下軸以正常的供料速度向上供 料（供料速度由棒料直徑經(jīng)公式計(jì)算得出）。

8、拉制過程注意觀察熔區(qū)溫度、 結(jié)晶線和料位。調(diào)節(jié)功率及供料，直至拉制長度在電控柜上軸計(jì)長上顯示 為2500 mm。一般要比需求長度長50100mm,根據(jù)實(shí)際情況而定，因?yàn)椋?頭部一段不是很規(guī)范。在拉制過程中，觀察結(jié)晶線和料位，適當(dāng)調(diào)節(jié)功率， 每次調(diào)節(jié)的幅度盡量要小，調(diào)節(jié)后要注意觀察熔區(qū)變化。更換籽晶夾頭：每拉完一組硅芯后，適當(dāng)下降下軸同時(shí)快速上升上軸，使 硅芯脫離熔區(qū)，停止上下軸慢速運(yùn)行。調(diào)節(jié)下軸料位以保持熔區(qū)化透，然 后使上軸快速升至頂部。啟動(dòng)籽晶轉(zhuǎn)盤，更換籽晶卡頭 （祥見更換籽晶程 序），籽晶更換完畢，降下軸，待熔區(qū)完全化透后，重復(fù) 4.3.5 4.3.6 的 步驟，根據(jù)多晶棒料長短，確定拉

9、制根數(shù)。更換籽晶程序：打開視頻，啟動(dòng)料盤，以顯示屏顯示方位為準(zhǔn)，左邊 A、B;右邊C、D。A, B位為籽晶位；C, D位為成品位。每爐拉完第一組后， 啟動(dòng)料盤換晶，點(diǎn)擊“C”位，待轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)至“C”位后，手動(dòng)降上軸，放好 后，點(diǎn)擊“O”位，然后點(diǎn)擊“A”位抓取籽晶，再回“O”位，一切就緒 后，停止“料盤啟動(dòng)”停 爐降 溫：當(dāng)拉制完畢或因故停爐時(shí)，應(yīng)先降低加熱功率，再以適當(dāng)?shù)乃俣?降低下軸，使熔區(qū)離開線圈，再緩慢把加熱功率降到零位。停 氣：關(guān)閉氬氣進(jìn)口閥及排氣閥。斷 電：關(guān)閉高壓加熱電源15分鐘后，先關(guān)閉低壓燈絲電源。再關(guān)閉各控制電源及總電源。拆 爐打開爐門，戴上口罩，隔熱手套，兩個(gè)人配合，一個(gè)人使

10、硅芯及籽晶卡頭， 脫離飛機(jī)頭，另個(gè)人托五根硅芯底部，慢慢移動(dòng)出爐筒。剪下硅芯，動(dòng)作要輕， 以防碰斷硅芯。取出硅芯后，用籽晶鉗剪下硅芯，動(dòng)作要快，以防碰斷硅芯。將硅芯放在專用架上。貼上標(biāo)簽注明硅芯生產(chǎn)日期、拉制人、長度、爐次、 棒料來源以及硅芯編號(hào)，做好記錄。5. 操作注意事項(xiàng)本崗位屬潔凈生產(chǎn)區(qū)，進(jìn)入工作間要穿戴好高純工作服，戴頭套，穿專用 鞋。開爐前先檢查設(shè)備各循環(huán)水閥門、管道有無跑冒滴漏現(xiàn)象，確認(rèn)無誤后方 可開爐。定期查看氬氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況,并作好運(yùn)行記錄。高頻高壓柜電器操作擋板不得隨意卸下，防止電器元件與人接觸，避免觸 電和電弧燒傷。開爐先開冷卻水，保持水壓在0.150.2MPa，避免燒壞設(shè)

11、備。冷卻系統(tǒng)冷 卻水泄漏，立即停爐處理。上軸有上最終限位 、上限位、下限位，在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)三個(gè)限位均起作用， 用手動(dòng)時(shí)上下限位不管用，不要運(yùn)行過量。下軸有上限位、下限位。本崗位設(shè)備除操作和專業(yè)維修人員外，其他人不準(zhǔn)動(dòng)用。崗位現(xiàn)場不準(zhǔn)私自動(dòng)火，因工作需要?jiǎng)踊?，按安全部門規(guī)定執(zhí)行。拆裝爐時(shí)，要戴好口罩、手套，防止硅棒燙傷和粉塵、丙酮?dú)怏w吸入人體， 影響健康。上軸在升降過程中，禁止頭、手等身體部位伸入爐筒，防止機(jī)械手墜落傷 人。上軸下降時(shí)一定要打開視頻，注意觀察提拉鋼絲的松緊度，若松動(dòng)時(shí)要 及時(shí)停止下降，查明原因處理后再運(yùn)行。操作人員離開時(shí)，為防止意外，應(yīng)將控制柜調(diào)為待機(jī)狀態(tài)（正常拉制過程 除外）。點(diǎn)

12、擊觸摸屏上選擇按鈕一定要確認(rèn)無誤后才能進(jìn)行下一步操作，以 防止誤操作及無效操作。合上爐門前，應(yīng)將爐門閉合的兩個(gè)接觸面用酒精清潔干凈（密封圈禁止用 丙酮擦拭）。上爐室也要定期擦拭爐門及密封圈。加熱線圈上的雜物必須清理干凈，否則可能影響加熱效果和工作線圈的穩(wěn) 定性。若爐體內(nèi)有不可冷凝的物質(zhì)如水等，應(yīng)充分置換或用棒料加熱烘烤爐室，以免影響真空效果。裝料時(shí)，必須保證垂直和對中，否則可能影響熔區(qū)穩(wěn)定和硅芯拉制。另外 棒料固定螺絲務(wù)必上緊，避免拉制過程中，料動(dòng)，影響拉制生產(chǎn)。籽晶，應(yīng)選用直線度好，等徑，表面光潔的硅芯剪切而成，同時(shí)，裝籽晶 時(shí)，要保證五支籽晶下端面在同一平面上（平面以線圈下平面為基準(zhǔn)）。往

13、 爐內(nèi)裝料前一定要檢查下軸上軸套，看其是否牢固、水平，松動(dòng)或傾斜嚴(yán) 禁裝料。升降上下軸過程中，在上下軸將接近各自的限位時(shí)，要將自動(dòng)升降改為手 動(dòng)進(jìn)行操，以防限位失效，造成設(shè)備損壞和意外發(fā)生。在上下軸升降過程 中，操作人員禁止離開操作平臺(tái)，防止發(fā)生意外，造成設(shè)備損壞。啟動(dòng)高頻加熱前，要檢查確認(rèn)功率調(diào)節(jié)器是否在“0”位。開始拉制前，要確認(rèn)計(jì)長歸“0”，上下軸慢速歸“0”，以保障硅芯的正常 拉制。5.19拉制過程中，要確保氬氣壓力保持在0.08Mpa左右，禁止低于0.04Mpa，否 則將引起線圈打火，造成線圈燒壞，影響正常生產(chǎn)。預(yù)熱抽掉石墨片后，要將擋渣桿完全抽出，爐內(nèi)部分水平放置，以免影響 正常拉

14、制。懸接時(shí)，要待籽晶完全被包住后在進(jìn)行下一步操作，避免沒有懸接好而導(dǎo) 致硅芯脫落，嚴(yán)重影響生產(chǎn)開始拉制前，要確認(rèn)計(jì)長歸“0”，上下軸慢速歸“0”，以保障硅芯的正常拉制。正常拉制過程中禁止按F2鍵，此鍵為待機(jī)鍵。5.22換晶時(shí)，要確認(rèn)料盤在“O”位，避免硅芯碰斷，影響生產(chǎn)產(chǎn)量。5.23 取硅芯時(shí)，平臺(tái)移動(dòng)后要固定其位置，避免在取硅芯時(shí)，平臺(tái)移動(dòng)，造成 硅芯碰斷和人員傷害。5.24如發(fā)生電器設(shè)備著火，先停電，然后用二氧化碳滅火器滅火。易燃品丙酮使用完畢后，將密封蓋蓋好放置在安全位置，遠(yuǎn)離電器設(shè)備。長時(shí)間停爐，必須切斷電源，關(guān)閉各種氣閥。6. 故障排除硅芯氧化：產(chǎn)生氧化的主要原因有爐室漏水、線圈漏水

15、、爐內(nèi)氣體置換不 充分、爐室內(nèi)玷污、多晶硅有氧化夾層、爐室漏氣、氬氣氧含量過高等。爐 室漏水，停爐補(bǔ)焊。線圈漏水更換線圈。爐內(nèi)氣體充分置換。爐室內(nèi)防止油類玷污，每次開爐前都用丙酮擦洗。多晶料不用有氧化夾層的。爐室漏氣用 肥皂水檢查漏氣處，更換密封環(huán)。氬氣純度達(dá)標(biāo)。斷鋼絲：產(chǎn)生斷鋼絲主要是鋼絲有折痕或鋼絲用時(shí)間太長產(chǎn)生“疲勞”。 鋼絲要避免折彎。定期更換新鋼絲。掉硅芯：主要原因是石墨夾頭開裂或籽晶沒有卡緊。故預(yù)熱籽晶時(shí)升溫要 緩慢；籽晶裝卡要可靠。電器元件發(fā)生打火：定期清潔電器元件內(nèi)灰塵。防止高壓導(dǎo)線有毛刺和接 觸不良。冷卻水不能有漏水。突然停水：應(yīng)立即停電，待熔區(qū)未凝固快速拉開上、下軸離開線圈

16、位置。突然停電：及時(shí)斷開電器開關(guān)，電位器旋鈕調(diào)至零位，迅速拆爐剪斷硅芯， 使硅芯與棒料斷開連接，同時(shí)著一人手動(dòng)旋轉(zhuǎn)下軸電機(jī)，使下軸遠(yuǎn)離線圈。機(jī)械手下降時(shí)卡?。簭墓栊緺t下人孔掏出硅芯后，可能導(dǎo)致機(jī)械手傾斜卡 住，這時(shí)繼續(xù)下降，會(huì)使鋼絲輪轉(zhuǎn)動(dòng)而鋼絲松動(dòng)，最終導(dǎo)致鋼絲反鉸，使 鋼絲損壞，甚至機(jī)械手墜落。如發(fā)現(xiàn)機(jī)械手卡住應(yīng)及時(shí)停止一切操作，通 知維修班維修。另外操作人員在取出硅芯時(shí)可以將上軸下降一段，使下端 接近線圈，取出硅芯后，先上升一段再下降，可以避免機(jī)械手卡住。7. 設(shè)備及輔助材料7.1氬氣： 純度 99.999%總碳含量W2PPm氫含量W1 PPm氧含量W2 PPm氮含量W5 PPm水含量W4PPm7.2丙酮： 優(yōu)級(jí)純7.3