(完整PPT)單晶硅設(shè)備工藝流程課件

1、 單晶硅設(shè)備培訓(xùn) 目錄1. 硅料的提煉2.單晶硅片工藝流程3. 單晶爐展示4. 產(chǎn)品展示5. 單晶爐種類6. 單晶爐結(jié)構(gòu)7. 各個(gè)部件的作用8. 單晶工藝流程9. 晶升， 堝升介紹10.加熱部分硅的提煉： 硅，Si,地球上含硅的東西多的很好像90%以上都是晶硅的，也就是單晶硅。太陽能級(jí)別的硅純度6N以上就可以了。 開始是石頭，（石頭都含硅），把石頭加熱，變成液態(tài)，在加熱變成氣態(tài)，把氣體通過一個(gè)密封的大箱子，箱子里有N多的子晶加熱，兩頭用石墨夾住的，氣體通過這個(gè)箱子，子晶會(huì)把氣體中的一種吸符到子晶上，子晶慢慢就變粗了，因?yàn)槭菤怏w變固體，所以很慢，一個(gè)月左右，箱子里有就很多長長的原生多晶硅。 1.

2、硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分 目錄單晶硅片工藝流程：1.酸洗：使用稀硝酸HNO3,進(jìn)行清洗，去除表面雜質(zhì)及提煉時(shí)產(chǎn)生的四氯化硅。2.清洗：清洗硅料經(jīng)過酸洗后的殘留雜質(zhì)。3.單晶硅料烘干：去除水分。4.挑料：區(qū)分P型，N型硅料。5.配料：對(duì)拉晶的硅料型號(hào)進(jìn)行匹配。6.單晶爐拉晶：7.硅棒檢測(cè)：檢查有無位錯(cuò)，棱線斷等現(xiàn)象。8.開斷：將單晶硅棒用帶鋸條切割成四方體。9.包裝：將開斷后的單晶硅棒進(jìn)行包裝，送至下一道工序10.磨圓：將單晶硅棒四個(gè)直角

3、進(jìn)行磨圓。11.多線切割：瑞士的264，265。日本的PV800,MDM442DM設(shè)備進(jìn)行切割。 0.33mm。線切割原理：12.清洗：13.單晶硅片檢測(cè)： 1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分目錄目錄1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分 目錄1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展

4、示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分單晶爐種類：單晶爐，目前可以分為：小松爐；642爐；70爐；萊寶爐；80爐；85爐；90爐；95爐；97爐。目前現(xiàn)在國內(nèi)普遍使用的單晶爐型號(hào)為80爐；85爐；90爐。各個(gè)單晶爐的工作原理相同，都是根據(jù)4的速度進(jìn)行晶體直徑控制及可控硅整流提供50V直流電源，進(jìn)行加熱。小松爐；642爐；70爐，電氣控制部分為按鈕式；萊寶爐產(chǎn)生后，以后的單晶爐都采用觸摸屏式。目錄 1.Si的介紹 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐

5、結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分目錄 1.Si的介紹 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分1.提拉頭：提拉頭：晶升電機(jī)，晶轉(zhuǎn)電機(jī)，離合器，鋼絲繩，光感 限位，磁流體等部件組成。作用 ：在拉晶過程中，提供晶升與晶轉(zhuǎn)速度，通過PCC控 制模塊 的開關(guān)量變化，來控制晶體直徑。2.副室，翻板閥，主室：翻板閥作用：在拉晶過程中，對(duì)于提純，拉ABCD段時(shí)，用 于隔離主室與副室，使主室溫度，壓力一定。副室作用：拉晶過程中

6、，已拉出的單晶棒存放的位置。主室作用：容納加熱器，石英坩堝，導(dǎo)流罩等，用于硅料 融化的容器。爐蓋：CCD測(cè)徑儀觀察窗水路接頭整體鍛造，超低碳不銹鋼法蘭主室內(nèi)部：籽晶夾籽晶石英坩堝加熱器單晶棒石棉碳粘三瓣堝目錄： 1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分單晶爐工藝流程：準(zhǔn)備作業(yè)熱態(tài)檢漏取單晶和籽晶石墨件取出冷卻真空過濾器清洗真空泵油檢查更換石墨件清洗單晶爐室清洗石墨件安裝石英坩堝安裝裝硅料籽晶安裝抽空，檢漏充氬氣，升功率，融料引晶，放大，放肩，轉(zhuǎn)肩等

7、徑生長收尾降功率停爐冷卻詳細(xì)介紹：1.準(zhǔn)備作業(yè)：穿戴好潔凈工作服，鞋，帶好一次性手套，耐高溫手套， 研磨巾，酒精，吸塵器，防塵口罩。準(zhǔn)備好扳手等各類 工具。準(zhǔn)備好取晶和放石墨件的小車。并確認(rèn)水，電， 氣等正常。2.熱態(tài)檢漏：檢查上一爐功率關(guān)閉時(shí)間，在停爐冷卻2小時(shí)后，關(guān)閉 氬氣總閥，開始愁高空，并記錄時(shí)間。爐壓到3帕 以下， 關(guān)閉主室球閥和真空泵電源。如0.5小時(shí)不到3帕，需 通知維修人員處理。3.取單晶和籽晶：關(guān)閉2個(gè)速度，關(guān)閉氬氣。打開翻板閥，將單晶替 升至副室，慢慢旋轉(zhuǎn)出副室，用晶快降下降單晶，在 地面放木板，使單晶尖頭垂直接觸到木板，剪短籽晶 連接，將單晶放入專用小車上。4.石墨件取出

8、冷卻：升爐蓋，取出導(dǎo)流罩，保溫蓋。石英坩堝等放在指定位置。 5.真空過濾器清洗：用 洗塵管清理各個(gè)真空管道，并將真空過濾箱中的過濾器取出 清理完畢后，按原位置安裝。7.單晶爐室清洗：8.石墨件安裝：9.硅料安裝：6.真空泵注油：當(dāng)油標(biāo)高于1/2時(shí)，禁止注油。 10.籽晶安裝：將副室旋出，重錘安裝后，將籽晶安裝，插好銷頭。鋼絲繩重錘籽晶11.抽空檢漏：先用副泵抽到2700帕以下后，關(guān)閉副室球閥和副泵電源 打開真空泵球閥，打開真空主泵。爐壓達(dá)到20帕?xí)r， 沖氬氣，打開主，副室流量計(jì)，調(diào)節(jié)到30L/min，過5分鐘后， 關(guān)閉氬氣，流量計(jì)仍保持原來的位置，待爐壓5帕?xí)r關(guān)閉主室 球閥，關(guān)閉真空泵電源。在

9、流量計(jì)調(diào)節(jié)閥保持原來位置時(shí)，漏速 0.34帕/分。如達(dá)不到，需重復(fù)上述操作。12.沖氬氣，升功率，融料：打開主室閥，打開氬氣流量閥，使氬氣流量在20-30L/min， 使?fàn)t內(nèi)壓力在10001500帕。功率每0.5小時(shí)加一次。13.引晶，放大，放肩，轉(zhuǎn)肩，等徑：引晶放大放肩轉(zhuǎn)肩等徑收尾取硅棒目錄 1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分晶升，晶轉(zhuǎn)：SL控制示意圖：SL自動(dòng)等徑原理：晶升伺服電機(jī)：晶升系統(tǒng)調(diào)試詳解：1.將引晶器歸0。 2.給定速度0.5

10、，等待23分鐘，觀察平均拉速值，如果不同， 調(diào)節(jié)Z (SL A/D)，使數(shù)值一樣。 3.給定數(shù)值2，等待12分鐘，觀察平均拉速值，如果不同， 調(diào)節(jié)F (SL A/D) ，使數(shù)值一樣。 4.重復(fù)2.3步驟，使給定0.5和2時(shí)，都于平均拉速相同。 5.給定0.5，調(diào)節(jié)Z (SL SP) ，使之相等。 6.給定2，調(diào)節(jié)Z (SL SP) ，使之相等。 7.調(diào)節(jié)DIS，調(diào)節(jié)引晶器數(shù)值。 晶體速度控制界面：目錄1.硅料的提煉 2.單晶硅片生產(chǎn)流程 3. 單晶爐展示 4. 產(chǎn)品展示 5. 單晶爐種類 6. 單晶爐結(jié)構(gòu) 7. 各個(gè)部件的作用 8. 單晶工藝流程 9. 晶升， 堝升介紹 10.加熱部分直拉單晶

11、爐的熱系統(tǒng)，也就是所謂的熱場，是指為了熔化硅料，并使單晶生長保持在一定溫度下進(jìn)行的整個(gè)系統(tǒng)。熱場一般包括壓環(huán)、保溫蓋、上中下保溫罩、石墨坩堝(三瓣堝)、坩堝托桿、坩堝托盤、電極、加熱器、導(dǎo)流筒、石墨螺栓，且為了防止漏硅，爐底、金屬電極、托桿、都設(shè)置了保護(hù)板、保護(hù)套。加熱器是熱場中很重要的部件，是直接的發(fā)熱體，溫度最高的時(shí)候可以達(dá)到1600以上。常見的加熱器有三種形狀，筒狀、杯狀、螺旋狀。目前絕大多數(shù)加熱器為筒狀，硅單晶廠房使用的是直筒式形狀的加熱器。右圖為加熱器。石墨電極的作用，一是平穩(wěn)的固定加熱器，二是通過它對(duì)加熱器輸送電流，因此要求電極厚重，結(jié)實(shí)耐用，它與金屬電極和加熱器的接觸面要光滑、平

12、穩(wěn)，保證接觸良好，通電時(shí)不打火。石墨電極也是有高純石墨加工而成。右上圖為石墨電極示意圖、右下圖為連接石墨電極和加熱器的石墨螺栓。坩堝托桿、坩堝托盤共同構(gòu)成了石墨坩堝的支撐體，要求和下軸結(jié)合牢固，對(duì)中性良好，在下軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托桿及托盤的偏擺度0.5mm。支撐體的高度是可以調(diào)節(jié)的，這樣可以保證熔料時(shí)，坩堝有合適的低堝位，而拉晶時(shí)，有足夠的堝跟隨動(dòng)行程。保溫罩分為上保溫罩、中保溫罩和下保溫罩。保溫罩是由一個(gè)保溫筒外面包裹石墨碳?xì)侄伞Ｊ細(xì)值陌鼘訑?shù)視情況而定。下保溫罩組成了底部的保溫系統(tǒng)，它的作用是加強(qiáng)堝底保溫，提高堝底溫度，減少熱量損失。 中、上保溫罩的作用也是為了減少熱量的損失。只不過保溫罩外

13、面的石墨碳?xì)值膶訑?shù)不一樣，這樣使得溫度梯度不一樣。排氣的方式有上排氣和下排氣。廠房現(xiàn)在使用的比較多的是上排氣。這樣，上保溫罩上面就存在幾個(gè)排氣孔，這些排氣孔保證在高溫下蒸發(fā)的氣體的排出。保溫蓋由保溫上蓋、保溫碳?xì)趾捅叵律w組成。即兩層環(huán)狀石墨之間夾一層石墨碳?xì)纸M成，其內(nèi)徑的大小與導(dǎo)流筒外徑相匹配，平穩(wěn)的放在保溫罩面板上。導(dǎo)流筒，由內(nèi)外筒之間夾一層石墨碳?xì)纸M成。導(dǎo)流筒主要是為了控制熱場的溫度梯度和引導(dǎo)氬氣流。壓環(huán)，由幾截弧形環(huán)構(gòu)成的一個(gè)圓形環(huán)狀石墨件，它放置在蓋板與爐壁接觸處，是為了防止熱量和氣體從爐壁與蓋板的縫隙間通過。右上圖是壓環(huán)，右下圖為安裝后的效果圖。 安裝電極爐底碳?xì)址瓷涞装逑卤卣质h(huán)、石英環(huán)加熱器中保溫罩石墨托桿石墨托盤裝三瓣堝下降主爐室上保溫罩導(dǎo)氣孔保溫蓋板裝導(dǎo)流筒壓環(huán) 對(duì)中順序 在整個(gè)安裝過程中，要求整個(gè)熱系統(tǒng)對(duì)中良好，同心度高，需要嚴(yán)格對(duì)中： 坩堝軸與加熱器的對(duì)中。將托桿穩(wěn)定的裝在下軸上，將下軸轉(zhuǎn)動(dòng)，目測(cè)是否偏擺。然后將鋼板尺平放在坩堝軸上，觀察兩者之間的間隙，間隙是否保持不變，加熱器圓心是否