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，借助高頻感應加熱設備將粗多晶硅棒加熱融化，在氣氛保 護下拉制出細硅芯。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加熱，功率： 60KW 。加熱線圈多孔單匝。2.2.2 上傳動上軸慢速度： 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、出物料規(guī)格要求多晶硅棒型號： N 型。3.1.2 電阻率：$50Q cm。3.1.3直徑：76-82mm,外表細密。長度：W530。兩頭切平，不能有缺塊、彎曲等變形。3.2 籽 晶型號： N 型。電阻率：$50Q cm。直徑： 8 mm。長度：60-65 mm。

3、O3.3 硅 芯型號： 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. 操作程序開爐前準備工作檢查所要啟動設備的電器開關是否處在關閉狀態(tài)，電位器是否歸零。檢查冷卻水，確保進出閥門全部敞開，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，一個掛在機 械手上，將其余兩個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籽晶倉中軸，機械手上的籽晶卡頭上的螺 絲對準爐門。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，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、開爐序號、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，三相指示燈及水壓指示燈亮。啟動燈絲，啟動控制柜電源。4.3.2 啟動真空系統(tǒng)：點擊觸摸屏上“真空系統(tǒng)”按鈕，點擊“真空泵” 及“電磁閥”抽真空到6Mpa以下，關閉電磁閥，等待大約30S,待電磁 閥完全關閉后，關閉真空泵。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，關閉氬氣快充，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。預熱：開啟高頻加熱，調(diào)節(jié)加熱功率至3 000V ，預熱石墨

6、片，待石墨片微 紅時，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，快速降下軸，同時抽掉石墨片并迅速將下軸升至 適當位置，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，啟動下軸旋轉(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，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，將上軸計長清零，啟 動上軸慢速度，順時針調(diào)節(jié)相關電位器以57 mm/min的速度向上拉制， 同時快速點動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，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，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長上顯示 為2500 mm。一般要比需求長度長50100mm,根據(jù)實際情況而定，因為， 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，適當下降下軸同時快速上升上軸，使 硅芯脫離熔區(qū)，停止上下軸慢速運行。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 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，啟動料盤，以顯示屏顯示方位為準，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， 啟動料盤換晶，點擊“C”位，待轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)至“C”位后，手動降上軸，放好 后，點擊“O”位，然后點擊“A”位抓取籽晶，再回“O”位，一切就緒 后，停止“料盤啟動”停 爐降 溫：當拉制完畢或因故停爐時，應先降低加熱功率，再以適當?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：關閉氬氣進口閥及排氣閥。斷 電：關閉高壓加熱電源15分鐘后，先關閉低壓燈絲電源。再關閉各控制電源及總電源。拆 爐打開爐門，戴上口罩，隔熱手套，兩個人配合，一個人使

10、硅芯及籽晶卡頭， 脫離飛機頭，另個人托五根硅芯底部，慢慢移動出爐筒。剪下硅芯，動作要輕， 以防碰斷硅芯。取出硅芯后，用籽晶鉗剪下硅芯，動作要快，以防碰斷硅芯。將硅芯放在專用架上。貼上標簽注明硅芯生產(chǎn)日期、拉制人、長度、爐次、 棒料來源以及硅芯編號，做好記錄。5. 操作注意事項本崗位屬潔凈生產(chǎn)區(qū)，進入工作間要穿戴好高純工作服，戴頭套，穿專用 鞋。開爐前先檢查設備各循環(huán)水閥門、管道有無跑冒滴漏現(xiàn)象，確認無誤后方 可開爐。定期查看氬氣系統(tǒng)運行狀況,并作好運行記錄。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

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，在自動運行時三個限位均起作用， 用手動時上下限位不管用，不要運行過量。下軸有上限位、下限位。本崗位設備除操作和專業(yè)維修人員外，其他人不準動用。崗位現(xiàn)場不準私自動火，因工作需要動火，按安全部門規(guī)定執(zhí)行。拆裝爐時，要戴好口罩、手套，防止硅棒燙傷和粉塵、丙酮氣體吸入人體， 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，防止機械手墜落傷 人。上軸下降時一定要打開視頻，注意觀察提拉鋼絲的松緊度，若松動時要 及時停止下降，查明原因處理后再運行。操作人員離開時，為防止意外，應將控制柜調(diào)為待機狀態(tài)（正常拉制過程 除外）。點

12、擊觸摸屏上選擇按鈕一定要確認無誤后才能進行下一步操作，以 防止誤操作及無效操作。合上爐門前，應將爐門閉合的兩個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，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 棒料固定螺絲務必上緊，避免拉制過程中，料動，影響拉制生產(chǎn)。籽晶，應選用直線度好，等徑，表面光潔的硅芯剪切而成，同時，裝籽晶 時，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）。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，松動或傾斜嚴 禁裝料。升降上下軸過程中，在上下軸將接近各自的限位時，要將自動升降改為手 動進行操，以防限位失效，造成設備損壞和意外發(fā)生。在上下軸升降過程 中，操作人員禁止離開操作平臺，防止發(fā)生意外，造成設備損壞。啟動高頻加熱前，要檢查確認功率調(diào)節(jié)器是否在“0”位。開始拉制前，要確認計長歸“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，要待籽晶完全被包住后在進行下一步操作，避免沒有懸接好而導 致硅芯脫落，嚴重影響生產(chǎn)開始拉制前，要確認計長歸“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，此鍵為待機鍵。5.22換晶時，要確認料盤在“O”位，避免硅芯碰斷，影響生產(chǎn)產(chǎn)量。5.23 取硅芯時，平臺移動后要固定其位置，避免在取硅芯時，平臺移動，造成 硅芯碰斷和人員傷害。5.24如發(fā)生電器設備著火，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，遠離電器設備。長時間停爐，必須切斷電源，關閉各種氣閥。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)。氬氣純度達標。斷鋼絲：產(chǎn)生斷鋼絲主要是鋼絲有折痕或鋼絲用時間太長產(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。故預熱籽晶時升溫要 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。防止高壓導線有毛刺和接 觸不良。冷卻水不能有漏水。突然停水：應立即停電，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：及時斷開電器開關，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，同時著一人手動旋轉(zhuǎn)下軸電機，使下軸遠離線圈。機械手下降時卡住：從硅芯爐下人孔掏出硅芯后，可能導致機械手傾斜卡 住，這時繼續(xù)下降，會使鋼絲輪轉(zhuǎn)動而鋼絲松動，最終導致鋼絲反鉸，使 鋼絲損壞，甚至機械手墜落。如發(fā)現(xiàn)機械手卡住應及時停止一切操作，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，可以避免機械手卡住。7. 設備及輔助材料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)級純7.3