单晶硅制造生产事故培训

宁夏隆基系统标准化培训教育课件（PPT标准版）

培训目的：对各类事故的发生深入分析，积累生产经验，提高操作技能，防患于未然。

课程类型：专业类课目：生产事故培训课时：2H

主讲人：

培训主导：单晶制造部

漏硅事故分类1.熔料时装料结构不合理导致漏硅事故。2.晶棒掉埚导致坩埚底部砸破导致的漏硅事故。3.回熔操作不规范导致的漏硅事故。4.装料时误将坩埚损伤导致的漏硅事故。5.等径时原料结晶，致使结晶粘住晶体导致坩埚撕裂的漏硅事故。6.原料进检不合格，导致的坩埚腐蚀严重的漏硅事故。7.石墨埚底部缝隙较大造成的坩埚疲劳渗硅,漏硅.

2024/1/23培训教育

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1.1.熔料时装料结构不合理导致漏硅事故。颗粒料熔料时发生的漏硅事故的原因分析：

熔料时石英坩埚中部的原料处于加热器中部，加热器的温度分布为中部温度最高，向两边温度递减。沫子料在熔料的时候，由于绝大部分热量是从埚边传递到料上，而且埚的中部处在高温区，所以固态硅是先从埚边开始熔化，而上下部分由于温度相对较低，固态硅尚未开始熔化，导致沫子料熔化呈蘑菇状。“蘑菇”上的部分料整体掉进埚边熔体里，当这些料靠在埚边上熔化时由于需要吸收大量的热量，导致周围液态熔硅再次凝固。由于上部固态硅倾斜时可能将一部分液态熔硅密封在石英坩埚R处，当这部分熔硅再次凝固时撑破石英坩埚导致漏硅。2024/1/23培训教育

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预防措施：1.粉末料及颗粒料装料时需注意，原料距坩埚上沿要留够30mm的安全距离。2.熔料时的坩埚位置须在-80mm以上，以便中部及中下部的原料尽快熔化。3.熔料时加热器的功率达到高温85KW以后。手动将功率升至90KW。2024/1/23培训教育

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距离石英坩埚上沿30mm

2.晶棒掉埚导致坩埚底部砸破导致的漏硅事故。2.1晶体掉埚原因:2.1.1在等径至尾部时，原料所剩较少，升温不及时，导致底部原料开始从坩埚边缘结晶，从而使结晶片粘在晶体上，导致细径扭断，致使晶棒掉入埚内，晶棒将坩埚底部砸裂，剩余原料漏硅，因晶棒掉埚，硅溶液液面上升，导流筒浸硅。2.1.2提纯原料本身杂质较多，等径的过程中非常容易以硅溶液中的杂质为晶核，开始从杂质点结晶，从而使结晶粘住晶体，扭断籽晶，导致晶棒掉入埚内，晶棒将坩埚底部砸裂，剩余原料漏硅。2.1.3引晶时，细径的直径不符合要求，存在过细的情况。当等径时晶体重量逐渐增大，细径不能承受晶棒的重力，发生细径断裂，导致晶棒掉入埚内，晶棒将坩埚底部砸裂，剩余原料漏硅。2.1.4引晶时，细径的长度不符合要求，籽晶强度较弱，不能承受过大的重力，籽晶断裂致使晶棒掉入埚内。2024/1/23培训教育

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2.1.5籽晶在炉子副室转动时磕碰损伤，以及其他损伤。2.1.6检查钢丝绳及籽晶不到位，存在不安全的因素，导致钢丝绳或籽晶断裂，致使晶棒掉埚。2.1.7籽晶在炉子副室转动时磕碰损伤，以及其他损伤。2.1.8检查钢丝绳不到位，钢丝绳存在打结、弯折、毛刺、缠松、钢丝绳跳槽等现象时，钢丝绳逐个断裂，导致重锤和晶棒一起掉入埚内。2.1.9对于提纯，熔接不充分（温度低，光圈未包圆），导致熔接处机械强度不足。2024/1/23培训教育

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2.2事故现场和拆炉后的情况：2024/1/23培训教育

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3.回熔操作不规范导致的漏硅事故。

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熔硅熔硅熔硅晶棒晶棒在等径的过程中，我们经常会遇到晶体断线，需要做回熔处理的情况，我们回想一下回熔工艺的步骤：1.将等径状态切换为手动。2.将等径控制、热场控制、生长控制、坩埚跟踪依次退出自动状态，并将坩坩埚跟踪设定值归0。3.将晶转给定为原晶转的一半（5转），将埚转给为1转---2转。使硅溶液温度迅速升高，预防原料结晶。4.将功率升高至60KW---65KW。快速升高功率准备回熔。5.选择坩埚快速下降，使晶体脱离硅溶液，将埚位下降至引晶埚位以下30mm。待熔硅温度升高后，缓慢逐渐的下降晶体，进行回熔。

3.1安全隐患：3.1.1在回熔时切不可操之过急，将晶体过快的下降，而降入硅溶液的晶体并未完全熔化，最终因下降的晶体过多，使晶棒戳到石英坩埚底部。（石英坩埚在高温状态下，质地是比较软的。）导致石英坩埚损伤而漏硅。3.1.2下降埚位的标准之所以定在引晶埚位以下30mm，是因为等径时，石墨坩埚的位置是逐渐上升的，坩埚逐步由高温区进入到低温区，回熔时如果过多的下降埚位，会导致石英坩埚温差过大，出现裂纹。导致渗硅及漏硅。功率的要求亦是防范石英坩埚温差过大，导致渗硅、漏硅。3.1.3当晶体逐渐熔化后，硅溶液的液面距离会逐渐升高，我们在回熔的过程中需要观察液面距导流筒的距离，逐步的降低坩埚位置，防止液面上升，导致导流筒浸硅。2024/1/23培训教育

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4.装料时误将坩埚损伤导致的漏硅事故。在运送及安装石英坩埚的途中，务必要轻拿轻放，保护好石英坩埚不受损伤，每个车间内都有用海绵包裹的小车来运送石英坩埚，我们部门还严格要求运送坩埚的过程中，石英坩埚必须要倒扣在小车上，并将石英坩埚完全的放置与小车平面中央，防止在运送途中，颠簸导致石英埚掉下来损坏。且在提起坩埚时严禁只抓住坩埚包装袋来提起坩埚，应该一只手提包装袋扎口，另一只手需小心拖住石英坩埚口，小心的轻放于装料车上。在安装坩埚前，必须要严格的按照坩埚检验标准对坩埚进行检查，发现异常，需要向班组长回报，审核该坩埚是否可用。2024/1/23培训教育

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装料摆放料块时更需要轻拿轻放，严禁野蛮操作，硬挤硬塞，防止装料途中将坩埚损伤，而导致在熔料时石英埚存在伤痕，导致漏硅。

本图，该员工存在极大的安全隐患，您发现了吗？对了，该员工装料时左手抓着很多的料块，右手从左手一一取出料块摆放到石英坩埚里。如果左手的原料不小心脱落，必将把石英坩埚砸破！！2024/1/23培训教育

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5.等径时原料结晶，致使结晶粘住晶体导致坩埚撕裂的漏硅事故。

5.1事故原因:5.1.1在等径至尾部时，原料所剩较少，升温不及时，导致底部原料开始从坩埚边缘结晶，从而使结晶片粘在晶体上，导致细径扭断，致使晶棒掉入埚内，晶棒将坩埚底部砸裂，（或者晶棒与坩埚粘连，使石英坩埚撕裂）剩余原料漏硅，硅溶液液面上升，导流筒浸硅。5.1.2提纯原料本身杂质较多，等径的过程中非常容易以硅溶液中的杂质为晶核，开始从杂质点结晶，从而使结晶粘住晶体，扭断籽晶，导致晶棒掉入埚内，晶棒将坩埚底部砸裂，剩余原料漏硅。2024/1/23培训教育

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5.2预防措施：拉提纯原料时，应在等径前将生长控制中的设定拉速降低，预防硅溶液过早结晶。6寸晶体的生长控制设定拉速应在1.0mm/min以下。8寸晶体的生长控制设定拉速应在0.6mm/min以下。在等径的过程中切不可疏忽大意，需要经常的巡视炉台运行是否正常。在记录数据的时候更要做个有心人，应该用心观察生长控制中设定拉速与实际拉速的偏差是否较大，如果实际拉速大幅度高于设定拉速，则说明硅溶液温度较低，是将要结晶的前兆，应该及时的采取升温的措施。更为重要的是我们的操作人员需要具备很强的责任心，经常对设备进行巡视，及时采取措施排除异常现象。防患于未然！2024/1/23培训教育

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6.原料不合格，导致的坩埚腐蚀严重的漏硅事故。

6.1

事故分析：原料清洗不合格，原料杂质较多，在高温熔料时，原料中的杂质在高温条件下，与石英坩埚的主要成分SiO2发生反应，导致坩埚腐蚀严重，漏硅！

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7.石墨埚底部缝隙较大造成的坩埚疲劳渗硅,漏硅.在热场安装完成后，我们需要认真的检查热场装配是否符合要求，如：检查石墨坩埚的安装是否存在缝隙较大，底部是否平整的问题。熔料时，石英坩埚会发生软化的现象，坩埚内的熔硅有向下的重力，石英坩埚与石墨坩埚R面接触的地方受力较重，石墨坩埚的缝隙较大时，石英坩埚会被原料挤压，填进石墨坩埚的缝隙里，发生石英坩埚被拉薄的现象。

如果设备运行时间过长，石英坩埚不能承受长时间的高温，从而使石英坩埚从R面缝隙破裂，发生漏硅事故。

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7.1漏硅的表现现象：7.1.1热场电阻过低报警；7.1.2加热电流不稳；7.1.3波纹管温度升高报警；7.1.4炉压升高报警；7.1.5熔硅减少。7.2解决途径：7.2.1现场处理：停加热，如果炉压不断上升，可以判断下轴波纹管烧破，漏气；或炉子被烫穿，漏水。可关闭氩气，调整节流阀开度为100%，加大抽气效果。让炉体自然冷却。

此时，禁止正对着窥视孔观察炉内，应从侧面观察，并尽量减少观察时间。以防窥视孔爆炸伤人。2024/1/23培训教育

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7.2.2拆炉时未检查炉内压力是否充至大气压，盲目提升副室，致使晶棒碰到副室，籽晶断裂，晶棒掉埚。7.2.3拆炉升晶体时，晶棒（短)未完全升进副室就盲目的关闭隔离阀，使隔离阀碰到晶棒，籽晶断裂，晶棒掉埚。以及长晶体未升到安全位置，盲目旋转副室及炉盖，致使晶棒掉埚。7.2.4拆炉时操作人员配合不默契，旋转副室及炉盖时步调不一致，致使晶棒掉埚。7.2.5炉台设备硬限位及软限位，没校正好，或失灵。导致晶体升过头，钢丝绳在副室顶部卡断，晶棒掉埚。

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8.熔重锤事故

8.1事故原因：8.1.1检查钢丝绳不到位，钢丝绳打折或跳槽以及钢丝绳断裂，造成重锤掉入熔硅。8.1.2操作者操作失误，操作完籽晶下降未及时关闭外部引晶器，外部引晶器下降按钮卡死，致使重锤溶入熔硅。8.1.3籽晶未升入副室安全位置就关闭隔离阀，致使钢丝绳卡断，重锤掉入熔硅。8.1.4用物品卡住引晶器按钮。此种违规将予以重罚。2024/1/23培训教育

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8.2预防措施:8.2.1检查钢丝绳时，有毛刺、打折以及自己不能判断的情况及时找机修去认真检查填写设备保修单并签字.8.2.2外部引晶器随用随关，避免异常事故发生。8.2.3隔离前，确认籽晶升至安全位置在进行隔离操作。

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9导流筒浸硅事故

9.1事故原因：9.1.1料熔完后未降功率，导致跳硅溅到导流筒上；9.1.2升埚位时没看炉子里面升过头了；9.1.3回熔时没降埚位；9.1.4没有在工艺选择里面隔离，也没有导气就关闭隔离阀导致跳硅；

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9.1.5渣盖提到一半时掉落；9.1.6晶体掉落熔硅中；9.1.7提晶体时没有退埚跟，9.1.8高埚位拉晶且埚跟太快。

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10.墩埚事故10.1墩埚的定义：由于异常情况导致拉晶不能继续进行，在原料剩余较多的情况下被迫停炉的生产事故称为墩埚。如果剩余原料较多，在停炉过程中冷却过程不当会进一步造成漏硅。造成墩埚的原因：10.2原料问题原料脏，特别是提纯料，在熔料过程中会严重腐蚀坩埚，造成渗硅，引起电阻过低报警，被迫停炉。在这种情况下如果继续加热，石英坩埚将被腐蚀穿，导致漏硅，造成更大的损失