一组五支硅芯制备工艺操作规程

1、一组五支硅芯制备工艺操作规程（修改版）1. 目的范围1.1 适用范围 利用基座区熔法在硅芯炉内将多晶棒拉制成硅芯，为还原炉还原沉积多晶硅 提供“载体”。1.2 目的 为还原炉还原沉积多晶硅提供质量合格的“载体”。1.3 原理 利用基座区熔法，借助高频感应加热设备将粗多晶硅棒加热融化，在气氛保 护下拉制出细硅芯。2. 工艺流程2.1 工艺流程图多晶棒 f 切断f腐蚀清洗f烘干f包装f掺杂f装炉f加热 f 熔硅f拉制f拆炉f物测f入库2.2 主要参数2.2.1 硅芯炉采用高频感应加热，功率： 60KW 。加热线圈多孔单匝。2.2.2 上传动上轴慢速度： 05mm/min；上轴有效行程： 3000m

2、m。上轴快速度： 742 mm/min；成品长度： 2800mm。2.2.3 下传动下轴慢速度：0 mm/min;下轴行程： 530 mm。下轴旋转：016r/min ;下轴快速度：_mm/min两挡。2.2.4 冷却水压力： 0.150.2Mpa 氩气压力： 0.08Mpa2.2.4 炉产量：可连续拉制 15 根硅芯/炉次。3. 进、出物料规格要求多晶硅棒型号： N 型。3.1.2 电阻率：$50Q cm。3.1.3直径：76-82mm,外表细密。长度：W530。两头切平，不能有缺块、弯曲等变形。3.2 籽 晶型号： N 型。电阻率：$50Q cm。直径： 8 mm。长度：60-65 mm。

3、O3.3 硅 芯型号： N 型。电阻率：50300Q cm。直径： =7.5mm 或 = 9.5 mm。3.3.4长度： 2100 mm，2300mm，2500mm外观：表面光滑、无氧化、无接头、无弯曲。4. 操作程序开炉前准备工作检查所要启动设备的电器开关是否处在关闭状态，电位器是否归零。检查冷却水，确保进出阀门全部敞开，水流系统畅通，水压在 0.150.2Mpa.备好开炉用料、籽晶、装炉工具、并带好口罩、手套。4.2 装 炉用洁净的白涤纶布蘸丙酮把炉室、线圈、观察孔玻璃以及加热用石墨片擦 拭干净，将籽晶装入籽晶卡头，装正、旋紧，经修整平整后，一个挂在机 械手上，将其余两个籽晶头放置在籽晶转

4、盘的籽晶仓的A、B位。装在籽 晶仓上的籽晶卡头上的螺丝对准籽晶仓中轴，机械手上的籽晶卡头上的螺 丝对准炉门。将多晶硅棒料垂直装在料座上，去掉塑料包装，放在对料器上，调整料座 螺钉使之与对料器下部上部对应位置对中。检查硅芯炉下轴上的轴套，使 轴套紧固，上平面水平。确认后将棒料装入炉中。4.2.3调整下轴，使多晶硅棒顶端离工作线圈下端面50 mm左右，将石墨片水 平放置在棒料的上表面，调节下轴使石墨片与钼丝以不碰到线圈为准，间 距 1-2mm 。调节上轴，将籽晶卡头放置在下炉室上部。取出工具等杂物，清净硅渣， 放好挡渣盘，上紧炉门。将原料批号、开炉序号、料长、直径、重量记录在操作记录上。4.3 开

5、炉操作送电：打开配电盘，合上本炉所属的电源开关，三相指示灯及水压指示灯亮。启动灯丝，启动控制柜电源。4.3.2 启动真空系统：点击触摸屏上“真空系统”按钮，点击“真空泵” 及“电磁阀”抽真空到6Mpa以下，关闭电磁阀，等待大约30S,待电磁 阀完全关闭后，关闭真空泵。4.3.3充Ar气：缓缓开启硅芯炉气路控制面板上的氩气快充、氩气慢充一、 氩气慢充二，待压力表显示为0.08Mpa时，关闭氩气快充，开启A气慢 放排气阀，调节氩气慢充一、氩气慢充二，保证压力在0.08Mpa,不得低 于0.04Mpa，低于0.04Mpa可能造成打火烧毁线圈。预热：开启高频加热，调节加热功率至3 000V ，预热石墨

6、片，待石墨片微 红时，慢慢调节功率，升至5000V,大约15分钟后，等待棒料变红，调 节下轴快降速度至适当，快速降下轴，同时抽掉石墨片并迅速将下轴升至 适当位置，调节功率至 8300V 左右。然后将挡渣杆抽到底，挡渣杆炉筒 内部分水平放置，否则，拉到底部挡渣杆可能绊住料座，影响正常拉制。 调节功率过程，要根据棒料熔化的程度，慢慢调节功率。棒料上表面有部 分熔区时，启动下轴旋转，调节速度至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：调节下轴速度，快速降下轴，观察熔区是否化透。若没有化透， 快速升下轴，调节下轴料位止适当，继续化料；若化透，调节上下轴速度， 拉下轴使熔

7、区冒出的液泡的顶端与线圈下水平面平，压上轴使籽晶与熔区 粘连，悬接后，迅速将上轴提起，调节下轴料位，使熔区液泡间的凹面距 离线圈大约12mm。调节阳极电压至8400v左右，等待五支籽晶变红。4.3.6拉制：降加热功率至阳极电压8.2-8.3KV左右，将上轴计长清零，启 动上轴慢速度，顺时针调节相关电位器以57 mm/min的速度向上拉制， 同时快速点动下轴向上供料或使用下轴慢速以0.40.6 mm/min的速度向 上供料，拉制大约 3050mm 左右时，慢慢调节功率，调节上轴以 11.5mm/min 的速度向上提拉，同时，调节下轴以正常的供料速度向上供 料（供料速度由棒料直径经公式计算得出）。

8、拉制过程注意观察熔区温度、 结晶线和料位。调节功率及供料，直至拉制长度在电控柜上轴计长上显示 为2500 mm。一般要比需求长度长50100mm,根据实际情况而定，因为， 头部一段不是很规范。在拉制过程中，观察结晶线和料位，适当调节功率， 每次调节的幅度尽量要小，调节后要注意观察熔区变化。更换籽晶夹头：每拉完一组硅芯后，适当下降下轴同时快速上升上轴，使 硅芯脱离熔区，停止上下轴慢速运行。调节下轴料位以保持熔区化透，然 后使上轴快速升至顶部。启动籽晶转盘，更换籽晶卡头 （祥见更换籽晶程 序），籽晶更换完毕，降下轴，待熔区完全化透后，重复 4.3.5 4.3.6 的 步骤，根据多晶棒料长短，确定拉

9、制根数。更换籽晶程序：打开视频，启动料盘，以显示屏显示方位为准，左边 A、B;右边C、D。A, B位为籽晶位；C, D位为成品位。每炉拉完第一组后， 启动料盘换晶，点击“C”位，待转盘转至“C”位后，手动降上轴，放好 后，点击“O”位，然后点击“A”位抓取籽晶，再回“O”位，一切就绪 后，停止“料盘启动”停 炉降 温：当拉制完毕或因故停炉时，应先降低加热功率，再以适当的速度 降低下轴，使熔区离开线圈，再缓慢把加热功率降到零位。停 气：关闭氩气进口阀及排气阀。断 电：关闭高压加热电源15分钟后，先关闭低压灯丝电源。再关闭各控制电源及总电源。拆 炉打开炉门，戴上口罩，隔热手套，两个人配合，一个人使

10、硅芯及籽晶卡头， 脱离飞机头，另个人托五根硅芯底部，慢慢移动出炉筒。剪下硅芯，动作要轻， 以防碰断硅芯。取出硅芯后，用籽晶钳剪下硅芯，动作要快，以防碰断硅芯。将硅芯放在专用架上。贴上标签注明硅芯生产日期、拉制人、长度、炉次、 棒料来源以及硅芯编号，做好记录。5. 操作注意事项本岗位属洁净生产区，进入工作间要穿戴好高纯工作服，戴头套，穿专用 鞋。开炉前先检查设备各循环水阀门、管道有无跑冒滴漏现象，确认无误后方 可开炉。定期查看氩气系统运行状况,并作好运行记录。高频高压柜电器操作挡板不得随意卸下，防止电器元件与人接触，避免触 电和电弧烧伤。开炉先开冷却水，保持水压在0.150.2MPa，避免烧坏设

11、备。冷却系统冷 却水泄漏，立即停炉处理。上轴有上最终限位 、上限位、下限位，在自动运行时三个限位均起作用， 用手动时上下限位不管用，不要运行过量。下轴有上限位、下限位。本岗位设备除操作和专业维修人员外，其他人不准动用。岗位现场不准私自动火，因工作需要动火，按安全部门规定执行。拆装炉时，要戴好口罩、手套，防止硅棒烫伤和粉尘、丙酮气体吸入人体， 影响健康。上轴在升降过程中，禁止头、手等身体部位伸入炉筒，防止机械手坠落伤 人。上轴下降时一定要打开视频，注意观察提拉钢丝的松紧度，若松动时要 及时停止下降，查明原因处理后再运行。操作人员离开时，为防止意外，应将控制柜调为待机状态（正常拉制过程 除外）。点

12、击触摸屏上选择按钮一定要确认无误后才能进行下一步操作，以 防止误操作及无效操作。合上炉门前，应将炉门闭合的两个接触面用酒精清洁干净（密封圈禁止用 丙酮擦拭）。上炉室也要定期擦拭炉门及密封圈。加热线圈上的杂物必须清理干净，否则可能影响加热效果和工作线圈的稳 定性。若炉体内有不可冷凝的物质如水等，应充分置换或用棒料加热烘烤炉室，以免影响真空效果。装料时，必须保证垂直和对中，否则可能影响熔区稳定和硅芯拉制。另外 棒料固定螺丝务必上紧，避免拉制过程中，料动，影响拉制生产。籽晶，应选用直线度好，等径，表面光洁的硅芯剪切而成，同时，装籽晶 时，要保证五支籽晶下端面在同一平面上（平面以线圈下平面为基准）。往

13、 炉内装料前一定要检查下轴上轴套，看其是否牢固、水平，松动或倾斜严 禁装料。升降上下轴过程中，在上下轴将接近各自的限位时，要将自动升降改为手 动进行操，以防限位失效，造成设备损坏和意外发生。在上下轴升降过程 中，操作人员禁止离开操作平台，防止发生意外，造成设备损坏。启动高频加热前，要检查确认功率调节器是否在“0”位。开始拉制前，要确认计长归“0”，上下轴慢速归“0”，以保障硅芯的正常 拉制。5.19拉制过程中，要确保氩气压力保持在0.08Mpa左右，禁止低于0.04Mpa，否 则将引起线圈打火，造成线圈烧坏，影响正常生产。预热抽掉石墨片后，要将挡渣杆完全抽出，炉内部分水平放置，以免影响 正常拉

14、制。悬接时，要待籽晶完全被包住后在进行下一步操作，避免没有悬接好而导 致硅芯脱落，严重影响生产开始拉制前，要确认计长归“0”，上下轴慢速归“0”，以保障硅芯的正常拉制。正常拉制过程中禁止按F2键，此键为待机键。5.22换晶时，要确认料盘在“O”位，避免硅芯碰断，影响生产产量。5.23 取硅芯时，平台移动后要固定其位置，避免在取硅芯时，平台移动，造成 硅芯碰断和人员伤害。5.24如发生电器设备着火，先停电，然后用二氧化碳灭火器灭火。易燃品丙酮使用完毕后，将密封盖盖好放置在安全位置，远离电器设备。长时间停炉，必须切断电源，关闭各种气阀。6. 故障排除硅芯氧化：产生氧化的主要原因有炉室漏水、线圈漏水

15、、炉内气体置换不 充分、炉室内玷污、多晶硅有氧化夹层、炉室漏气、氩气氧含量过高等。炉 室漏水，停炉补焊。线圈漏水更换线圈。炉内气体充分置换。炉室内防止油类玷污，每次开炉前都用丙酮擦洗。多晶料不用有氧化夹层的。炉室漏气用 肥皂水检查漏气处，更换密封环。氩气纯度达标。断钢丝：产生断钢丝主要是钢丝有折痕或钢丝用时间太长产生“疲劳”。 钢丝要避免折弯。定期更换新钢丝。掉硅芯：主要原因是石墨夹头开裂或籽晶没有卡紧。故预热籽晶时升温要 缓慢；籽晶装卡要可靠。电器元件发生打火：定期清洁电器元件内灰尘。防止高压导线有毛刺和接 触不良。冷却水不能有漏水。突然停水：应立即停电，待熔区未凝固快速拉开上、下轴离开线圈

16、位置。突然停电：及时断开电器开关，电位器旋钮调至零位，迅速拆炉剪断硅芯， 使硅芯与棒料断开连接，同时着一人手动旋转下轴电机，使下轴远离线圈。机械手下降时卡住：从硅芯炉下人孔掏出硅芯后，可能导致机械手倾斜卡 住，这时继续下降，会使钢丝轮转动而钢丝松动，最终导致钢丝反铰，使 钢丝损坏，甚至机械手坠落。如发现机械手卡住应及时停止一切操作，通 知维修班维修。另外操作人员在取出硅芯时可以将上轴下降一段，使下端 接近线圈，取出硅芯后，先上升一段再下降，可以避免机械手卡住。7. 设备及辅助材料7.1氩气： 纯度 99.999%总碳含量W2PPm氢含量W1 PPm氧含量W2 PPm氮含量W5 PPm水含量W4PPm7.2丙酮： 优级纯7.3