單晶硅制造生產(chǎn)事故培訓(xùn)

寧夏隆基系統(tǒng)標準化培訓(xùn)教育課件（PPT標準版）

培訓(xùn)目的：對各類事故的發(fā)生深入分析，積累生產(chǎn)經(jīng)驗，提高操作技能，防患于未然。

課程類型：專業(yè)類課目：生產(chǎn)事故培訓(xùn)課時：2H

主講人：

培訓(xùn)主導(dǎo)：單晶制造部

漏硅事故分類1.熔料時裝料結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致漏硅事故。2.晶棒掉堝導(dǎo)致坩堝底部砸破導(dǎo)致的漏硅事故。3.回熔操作不規(guī)范導(dǎo)致的漏硅事故。4.裝料時誤將坩堝損傷導(dǎo)致的漏硅事故。5.等徑時原料結(jié)晶，致使結(jié)晶粘住晶體導(dǎo)致坩堝撕裂的漏硅事故。6.原料進檢不合格，導(dǎo)致的坩堝腐蝕嚴重的漏硅事故。7.石墨堝底部縫隙較大造成的坩堝疲勞滲硅,漏硅.

2024/1/23培訓(xùn)教育

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1.1.熔料時裝料結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致漏硅事故。顆粒料熔料時發(fā)生的漏硅事故的原因分析：

熔料時石英坩堝中部的原料處于加熱器中部，加熱器的溫度分布為中部溫度最高，向兩邊溫度遞減。沫子料在熔料的時候，由于絕大部分熱量是從堝邊傳遞到料上，而且堝的中部處在高溫區(qū)，所以固態(tài)硅是先從堝邊開始熔化，而上下部分由于溫度相對較低，固態(tài)硅尚未開始熔化，導(dǎo)致沫子料熔化呈蘑菇狀?！澳⒐健鄙系牟糠至险w掉進堝邊熔體里，當這些料靠在堝邊上熔化時由于需要吸收大量的熱量，導(dǎo)致周圍液態(tài)熔硅再次凝固。由于上部固態(tài)硅傾斜時可能將一部分液態(tài)熔硅密封在石英坩堝R處，當這部分熔硅再次凝固時撐破石英坩堝導(dǎo)致漏硅。2024/1/23培訓(xùn)教育

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預(yù)防措施：1.粉末料及顆粒料裝料時需注意，原料距坩堝上沿要留夠30mm的安全距離。2.熔料時的坩堝位置須在-80mm以上，以便中部及中下部的原料盡快熔化。3.熔料時加熱器的功率達到高溫85KW以后。手動將功率升至90KW。2024/1/23培訓(xùn)教育

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距離石英坩堝上沿30mm

2.晶棒掉堝導(dǎo)致坩堝底部砸破導(dǎo)致的漏硅事故。2.1晶體掉堝原因:2.1.1在等徑至尾部時，原料所剩較少，升溫不及時，導(dǎo)致底部原料開始從坩堝邊緣結(jié)晶，從而使結(jié)晶片粘在晶體上，導(dǎo)致細徑扭斷，致使晶棒掉入堝內(nèi)，晶棒將坩堝底部砸裂，剩余原料漏硅，因晶棒掉堝，硅溶液液面上升，導(dǎo)流筒浸硅。2.1.2提純原料本身雜質(zhì)較多，等徑的過程中非常容易以硅溶液中的雜質(zhì)為晶核，開始從雜質(zhì)點結(jié)晶，從而使結(jié)晶粘住晶體，扭斷籽晶，導(dǎo)致晶棒掉入堝內(nèi)，晶棒將坩堝底部砸裂，剩余原料漏硅。2.1.3引晶時，細徑的直徑不符合要求，存在過細的情況。當?shù)葟綍r晶體重量逐漸增大，細徑不能承受晶棒的重力，發(fā)生細徑斷裂，導(dǎo)致晶棒掉入堝內(nèi)，晶棒將坩堝底部砸裂，剩余原料漏硅。2.1.4引晶時，細徑的長度不符合要求，籽晶強度較弱，不能承受過大的重力，籽晶斷裂致使晶棒掉入堝內(nèi)。2024/1/23培訓(xùn)教育

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2.1.5籽晶在爐子副室轉(zhuǎn)動時磕碰損傷，以及其他損傷。2.1.6檢查鋼絲繩及籽晶不到位，存在不安全的因素，導(dǎo)致鋼絲繩或籽晶斷裂，致使晶棒掉堝。2.1.7籽晶在爐子副室轉(zhuǎn)動時磕碰損傷，以及其他損傷。2.1.8檢查鋼絲繩不到位，鋼絲繩存在打結(jié)、彎折、毛刺、纏松、鋼絲繩跳槽等現(xiàn)象時，鋼絲繩逐個斷裂，導(dǎo)致重錘和晶棒一起掉入堝內(nèi)。2.1.9對于提純，熔接不充分（溫度低，光圈未包圓），導(dǎo)致熔接處機械強度不足。2024/1/23培訓(xùn)教育

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2.2事故現(xiàn)場和拆爐后的情況：2024/1/23培訓(xùn)教育

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3.回熔操作不規(guī)范導(dǎo)致的漏硅事故。

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熔硅熔硅熔硅晶棒晶棒在等徑的過程中，我們經(jīng)常會遇到晶體斷線，需要做回熔處理的情況，我們回想一下回熔工藝的步驟：1.將等徑狀態(tài)切換為手動。2.將等徑控制、熱場控制、生長控制、坩堝跟蹤依次退出自動狀態(tài)，并將坩坩堝跟蹤設(shè)定值歸0。3.將晶轉(zhuǎn)給定為原晶轉(zhuǎn)的一半（5轉(zhuǎn)），將堝轉(zhuǎn)給為1轉(zhuǎn)---2轉(zhuǎn)。使硅溶液溫度迅速升高，預(yù)防原料結(jié)晶。4.將功率升高至60KW---65KW?？焖偕吖β蕼蕚浠厝?。5.選擇坩堝快速下降，使晶體脫離硅溶液，將堝位下降至引晶堝位以下30mm。待熔硅溫度升高后，緩慢逐漸的下降晶體，進行回熔。

3.1安全隱患：3.1.1在回熔時切不可操之過急，將晶體過快的下降，而降入硅溶液的晶體并未完全熔化，最終因下降的晶體過多，使晶棒戳到石英坩堝底部。（石英坩堝在高溫狀態(tài)下，質(zhì)地是比較軟的。）導(dǎo)致石英坩堝損傷而漏硅。3.1.2下降堝位的標準之所以定在引晶堝位以下30mm，是因為等徑時，石墨坩堝的位置是逐漸上升的，坩堝逐步由高溫區(qū)進入到低溫區(qū)，回熔時如果過多的下降堝位，會導(dǎo)致石英坩堝溫差過大，出現(xiàn)裂紋。導(dǎo)致滲硅及漏硅。功率的要求亦是防范石英坩堝溫差過大，導(dǎo)致滲硅、漏硅。3.1.3當晶體逐漸熔化后，硅溶液的液面距離會逐漸升高，我們在回熔的過程中需要觀察液面距導(dǎo)流筒的距離，逐步的降低坩堝位置，防止液面上升，導(dǎo)致導(dǎo)流筒浸硅。2024/1/23培訓(xùn)教育

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4.裝料時誤將坩堝損傷導(dǎo)致的漏硅事故。在運送及安裝石英坩堝的途中，務(wù)必要輕拿輕放，保護好石英坩堝不受損傷，每個車間內(nèi)都有用海綿包裹的小車來運送石英坩堝，我們部門還嚴格要求運送坩堝的過程中，石英坩堝必須要倒扣在小車上，并將石英坩堝完全的放置與小車平面中央，防止在運送途中，顛簸導(dǎo)致石英堝掉下來損壞。且在提起坩堝時嚴禁只抓住坩堝包裝袋來提起坩堝，應(yīng)該一只手提包裝袋扎口，另一只手需小心拖住石英坩堝口，小心的輕放于裝料車上。在安裝坩堝前，必須要嚴格的按照坩堝檢驗標準對坩堝進行檢查，發(fā)現(xiàn)異常，需要向班組長回報，審核該坩堝是否可用。2024/1/23培訓(xùn)教育

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裝料擺放料塊時更需要輕拿輕放，嚴禁野蠻操作，硬擠硬塞，防止裝料途中將坩堝損傷，而導(dǎo)致在熔料時石英堝存在傷痕，導(dǎo)致漏硅。

本圖，該員工存在極大的安全隱患，您發(fā)現(xiàn)了嗎？對了，該員工裝料時左手抓著很多的料塊，右手從左手一一取出料塊擺放到石英坩堝里。如果左手的原料不小心脫落，必將把石英坩堝砸破！！2024/1/23培訓(xùn)教育

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5.等徑時原料結(jié)晶，致使結(jié)晶粘住晶體導(dǎo)致坩堝撕裂的漏硅事故。

5.1事故原因:5.1.1在等徑至尾部時，原料所剩較少，升溫不及時，導(dǎo)致底部原料開始從坩堝邊緣結(jié)晶，從而使結(jié)晶片粘在晶體上，導(dǎo)致細徑扭斷，致使晶棒掉入堝內(nèi)，晶棒將坩堝底部砸裂，（或者晶棒與坩堝粘連，使石英坩堝撕裂）剩余原料漏硅，硅溶液液面上升，導(dǎo)流筒浸硅。5.1.2提純原料本身雜質(zhì)較多，等徑的過程中非常容易以硅溶液中的雜質(zhì)為晶核，開始從雜質(zhì)點結(jié)晶，從而使結(jié)晶粘住晶體，扭斷籽晶，導(dǎo)致晶棒掉入堝內(nèi)，晶棒將坩堝底部砸裂，剩余原料漏硅。2024/1/23培訓(xùn)教育

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5.2預(yù)防措施：拉提純原料時，應(yīng)在等徑前將生長控制中的設(shè)定拉速降低，預(yù)防硅溶液過早結(jié)晶。6寸晶體的生長控制設(shè)定拉速應(yīng)在1.0mm/min以下。8寸晶體的生長控制設(shè)定拉速應(yīng)在0.6mm/min以下。在等徑的過程中切不可疏忽大意，需要經(jīng)常的巡視爐臺運行是否正常。在記錄數(shù)據(jù)的時候更要做個有心人，應(yīng)該用心觀察生長控制中設(shè)定拉速與實際拉速的偏差是否較大，如果實際拉速大幅度高于設(shè)定拉速，則說明硅溶液溫度較低，是將要結(jié)晶的前兆，應(yīng)該及時的采取升溫的措施。更為重要的是我們的操作人員需要具備很強的責任心，經(jīng)常對設(shè)備進行巡視，及時采取措施排除異?，F(xiàn)象。防患于未然！2024/1/23培訓(xùn)教育

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6.原料不合格，導(dǎo)致的坩堝腐蝕嚴重的漏硅事故。

6.1

事故分析：原料清洗不合格，原料雜質(zhì)較多，在高溫熔料時，原料中的雜質(zhì)在高溫條件下，與石英坩堝的主要成分SiO2發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致坩堝腐蝕嚴重，漏硅！

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7.石墨堝底部縫隙較大造成的坩堝疲勞滲硅,漏硅.在熱場安裝完成后，我們需要認真的檢查熱場裝配是否符合要求，如：檢查石墨坩堝的安裝是否存在縫隙較大，底部是否平整的問題。熔料時，石英坩堝會發(fā)生軟化的現(xiàn)象，坩堝內(nèi)的熔硅有向下的重力，石英坩堝與石墨坩堝R面接觸的地方受力較重，石墨坩堝的縫隙較大時，石英坩堝會被原料擠壓，填進石墨坩堝的縫隙里，發(fā)生石英坩堝被拉薄的現(xiàn)象。

如果設(shè)備運行時間過長，石英坩堝不能承受長時間的高溫，從而使石英坩堝從R面縫隙破裂，發(fā)生漏硅事故。

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7.1漏硅的表現(xiàn)現(xiàn)象：7.1.1熱場電阻過低報警；7.1.2加熱電流不穩(wěn)；7.1.3波紋管溫度升高報警；7.1.4爐壓升高報警；7.1.5熔硅減少。7.2解決途徑：7.2.1現(xiàn)場處理：停加熱，如果爐壓不斷上升，可以判斷下軸波紋管燒破，漏氣；或爐子被燙穿，漏水。可關(guān)閉氬氣，調(diào)整節(jié)流閥開度為100%，加大抽氣效果。讓爐體自然冷卻。

此時，禁止正對著窺視孔觀察爐內(nèi)，應(yīng)從側(cè)面觀察，并盡量減少觀察時間。以防窺視孔爆炸傷人。2024/1/23培訓(xùn)教育

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7.2.2拆爐時未檢查爐內(nèi)壓力是否充至大氣壓，盲目提升副室，致使晶棒碰到副室，籽晶斷裂，晶棒掉堝。7.2.3拆爐升晶體時，晶棒（短)未完全升進副室就盲目的關(guān)閉隔離閥，使隔離閥碰到晶棒，籽晶斷裂，晶棒掉堝。以及長晶體未升到安全位置，盲目旋轉(zhuǎn)副室及爐蓋，致使晶棒掉堝。7.2.4拆爐時操作人員配合不默契，旋轉(zhuǎn)副室及爐蓋時步調(diào)不一致，致使晶棒掉堝。7.2.5爐臺設(shè)備硬限位及軟限位，沒校正好，或失靈。導(dǎo)致晶體升過頭，鋼絲繩在副室頂部卡斷，晶棒掉堝。

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8.熔重錘事故

8.1事故原因：8.1.1檢查鋼絲繩不到位，鋼絲繩打折或跳槽以及鋼絲繩斷裂，造成重錘掉入熔硅。8.1.2操作者操作失誤，操作完籽晶下降未及時關(guān)閉外部引晶器，外部引晶器下降按鈕卡死，致使重錘溶入熔硅。8.1.3籽晶未升入副室安全位置就關(guān)閉隔離閥，致使鋼絲繩卡斷，重錘掉入熔硅。8.1.4用物品卡住引晶器按鈕。此種違規(guī)將予以重罰。2024/1/23培訓(xùn)教育

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8.2預(yù)防措施:8.2.1檢查鋼絲繩時，有毛刺、打折以及自己不能判斷的情況及時找機修去認真檢查填寫設(shè)備保修單并簽字.8.2.2外部引晶器隨用隨關(guān)，避免異常事故發(fā)生。8.2.3隔離前，確認籽晶升至安全位置在進行隔離操作。

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9導(dǎo)流筒浸硅事故

9.1事故原因：9.1.1料熔完后未降功率，導(dǎo)致跳硅濺到導(dǎo)流筒上；9.1.2升堝位時沒看爐子里面升過頭了；9.1.3回熔時沒降堝位；9.1.4沒有在工藝選擇里面隔離，也沒有導(dǎo)氣就關(guān)閉隔離閥導(dǎo)致跳硅；

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9.1.5渣蓋提到一半時掉落；9.1.6晶體掉落熔硅中；9.1.7提晶體時沒有退堝跟，9.1.8高堝位拉晶且堝跟太快。

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10.墩堝事故10.1墩堝的定義：由于異常情況導(dǎo)致拉晶不能繼續(xù)進行，在原料剩余較多的情況下被迫停爐的生產(chǎn)事故稱為墩堝。如果剩余原料較多，在停爐過程中冷卻過程不當會進一步造成漏硅。造成墩堝的原因：10.2原料問題原料臟，特別是提純料，在熔料過程中會嚴重腐蝕坩堝，造成滲硅，引起電阻過低報警，被迫停爐。在這種情況下如果繼續(xù)加熱，石英坩堝將被腐蝕穿，導(dǎo)致漏硅，造成更大的損失