单晶硅设备工艺培训
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单晶硅设备工艺培训
人员安全部分
大纲
• • • • • • • • • • 1. 硅料的提炼 2.单晶硅片工艺流程 单晶硅片工艺流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
• • • • • • • • • 研磨巾，酒精，吸尘器，防尘口罩。准备好扳手等各类 工具。准备好取晶和放石墨件的小车。并确认水，电， 气等正常。 氩气总阀，开始愁高空，并记录时间。炉压到3帕 以下， 关闭主室球阀和真空泵电源。如0.5小时不到3帕，需 通知维修人员处理。 升至副室，慢慢旋转出副室，用晶快降下降单晶，在 地面放木板，使单晶尖头垂直接触到木板，剪短籽晶 连接，将单晶放入专用小车上。
晶体速度控制界面： 晶体速度控制界面：
加热器是热场中很重要的部件， 加热器是热场中很重要的部件， 是热场中很重要的部件 是直接的发热体， 是直接的发热体，温度最高的 时候可以达到1600℃以上。 时候可以达到 ℃以上。 常见的加热器有三种形状， 常见的加热器有三种形状，筒 杯状、螺旋状。 状、杯状、螺旋状。目前绝大 多数加热器为筒状， 多数加热器为筒状，硅单晶厂 房使用的是直筒式 直筒式形状的加热 房使用的是直筒式形状的加热 右图为加热器。 器。右图为加热器。
硅的提炼： 硅的提炼：
硅，Si,地球上含硅的东西多的很好像90%以上都是晶硅的，也就是单晶硅。 太阳能级别的硅纯度6N以上就可以了。 开始是石头，（石头都含硅），把石头加热，变成液态，在加热变成气态，把 气体通过一个密封的大箱子，箱子里有N多的子晶加热，两头用石墨夹住的，气体 通过这个箱子，子晶会把气体中的一种吸符到子晶上，子晶慢慢就变粗了，因为 是气体变固体，所以很慢，一个月左右，箱子里有就很多长长的原生多晶硅。
目录
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
单晶炉种类： 单晶炉种类：
• 单晶炉，目前可以分为：小松炉；642炉；70炉；莱宝炉；80炉；85 炉；90炉；95炉；97炉。 • 目前现在国内普遍使用的单晶炉型号为80炉；85炉；90炉。 • 各个单晶炉的工作原理相同，都是根据4的速度进行晶体直径控制及 可控硅整流提供50V直流电源，进行加热。 • 小松炉；642炉；70炉，电气控制部分为按钮式；莱宝炉产生后，以 后的单晶炉都采用触摸屏式。
清理完毕后，按原位置安装。
6.真空泵注油：当油标高于1/2时，禁止注油。 真空泵注油： 真空泵注油
7.单晶炉室清洗： 单晶炉室清来自百度文库： 单晶炉室清洗
8.石墨件安装： 石墨件安装： 石墨件安装
9.硅料安装： 硅料安装： 硅料安装
10.籽晶安装：将副室旋出，重锤安装后，将籽晶安装，插好销头。 籽晶安装： 籽晶安装
1.提拉头： 提拉头： 提拉头
提拉头：晶升电机，晶转电机，离合器，钢丝绳，光感 限位，磁流体等部件组成。 作用 ：在拉晶过程中，提供晶升与晶转速度，通过PCC控 制模块 的开关量变化，来控制晶体直径。
2.副室，翻板阀，主室： 副室，翻板阀，主室： 副室
炉盖： 炉盖：
整体锻造，超低碳不锈钢法兰
CCD测径仪
钢丝绳 重锤
籽晶
11.抽空检漏：先用副泵抽到2700帕以下后，关闭副室球阀和副泵电源 抽空检漏： 抽空检漏
打开真空泵球阀，打开真空主泵。炉压达到<20帕时， 冲氩气，打开主，副室流量计，调节到30L/min，过5分钟后， 关闭氩气，流量计仍保持原来的位置，待炉压<5帕时关闭主室 球阀，关闭真空泵电源。在流量计调节阀保持原来位置时，漏速 <0.34帕/分。如达不到，需重复上述操作。
单晶炉工艺流程： 单晶炉工艺流程：
准备作业 热态检漏 取单晶和籽晶 石墨件取出冷却 石墨件清洗 装硅料 籽晶安装 单晶炉室清洗 抽空，检漏 等径生长
真空过滤器清洗 石墨件安装
真空泵油检查更换 石英坩埚安装
充氩气，升功率，融料 收尾 降功率 停炉冷却
引晶，放大，放肩，转肩
详细介绍： 详细介绍：
• 1.准备作业：穿戴好洁净工作服，鞋，带好一次性手套，耐高温手套， 准备作业： 准备作业
单晶硅片工艺流程： 单晶硅片工艺流程：
1.酸洗：使用稀硝酸HNO3,进行清洗，去除表面杂质及提炼时产生的四氯化硅。
2.清洗：清洗硅料经过酸洗后的残留杂质。
3.单晶硅料烘干：去除水分。 单晶硅料烘干：去除水分。 单晶硅料烘干
4.挑料：区分P型，N型硅料。 挑料：区分 型 型硅料。 挑料 型硅料 5.配料：对拉晶的硅料型号进行匹配。 配料：对拉晶的硅料型号进行匹配。 配料
• 2.热态检漏：检查上一炉功率关闭时间，在停炉冷却2小时后，关闭 热态检漏： 热态检漏
• 3.取单晶和籽晶：关闭2个速度，关闭氩气。打开翻板阀，将单晶替 取单晶和籽晶： 取单晶和籽晶
4.石墨件取出冷却：升炉盖，取出导流罩，保温盖。石英坩埚等放在指定位置。 石墨件取出冷却： 石墨件取出冷却
5.真空过滤器清洗： 5.真空过滤器清洗：用 洗尘管清理各个真空管道，并将真空过滤箱中的过滤器取出 真空过滤器清洗
石墨环、 安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩→石墨环、石英环→加热器
→中保温罩→石墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室→上保温罩 →导气孔→保温盖板→装导流筒→压环
谢谢大家
目录
1.Si的介绍 的介绍 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
目录
1.Si的介绍 的介绍 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
SL控制示意图： 控制示意图： 控制示意图
SL自动等径原理： 自动等径原理： 自动等径原理
晶升伺服电机： 晶升伺服电机：
晶升系统调试详解：1.将引晶器归0。 晶升系统调试详解：
2.给定速度0.5，等待2—3分钟，观察平均拉速值，如果不同， 调节Z (SL A/D)，使数值一样。 3.给定数值2，等待1—2分钟，观察平均拉速值，如果不同， 调节F (SL A/D) ，使数值一样。 4.重复2.3步骤，使给定0.5和2时，都于平均拉速相同。 5.给定0.5，调节Z (SL SP) ，使之相等。 6.给定2，调节Z (SL SP) ，使之相等。 7.调节DIS，调节引晶器数值。
水路接头
观察窗
主室内部： 主室内部：
籽晶夹
籽晶 单晶棒 三瓣埚 石棉碳粘 石英坩埚 加热器
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
10.磨圆：将单晶硅棒四个直角进行磨圆。 磨圆：将单晶硅棒四个直角进行磨圆。 磨圆
线切割原理： 线切割原理：
12.清洗： 清洗： 清洗
13.单晶硅片检测： 单晶硅片检测： 单晶硅片检测
目录
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
12.冲氩气，升功率，融料：打开主室阀，打开氩气流量阀，使氩气流量在20-30L/min 冲氩气，升功率，融料： 冲氩气
使炉内压力在1000—1500帕。功率每0.5小时加一次。
13.引晶，放大，放肩，转肩，等径： 引晶，放大，放肩，转肩，等径： 引晶
引晶
放大
放肩
转肩
等径
收尾
取硅棒
目录
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
6.单晶炉拉晶： 单晶炉拉晶： 单晶炉拉晶
7.硅棒检测：检查有无位错，棱线断等现象。 硅棒检测：检查有无位错，棱线断等现象。 硅棒检测 8.开断：将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 开断：将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 开断 9.包装：将开断后的单晶硅棒进行包装，送至下一道工序 包装：将开断后的单晶硅棒进行包装， 包装
人员安全部分
大纲
• • • • • • • • • • 1. 硅料的提炼 2.单晶硅片工艺流程 单晶硅片工艺流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
• • • • • • • • • 研磨巾，酒精，吸尘器，防尘口罩。准备好扳手等各类 工具。准备好取晶和放石墨件的小车。并确认水，电， 气等正常。 氩气总阀，开始愁高空，并记录时间。炉压到3帕 以下， 关闭主室球阀和真空泵电源。如0.5小时不到3帕，需 通知维修人员处理。 升至副室，慢慢旋转出副室，用晶快降下降单晶，在 地面放木板，使单晶尖头垂直接触到木板，剪短籽晶 连接，将单晶放入专用小车上。
晶体速度控制界面： 晶体速度控制界面：
加热器是热场中很重要的部件， 加热器是热场中很重要的部件， 是热场中很重要的部件 是直接的发热体， 是直接的发热体，温度最高的 时候可以达到1600℃以上。 时候可以达到 ℃以上。 常见的加热器有三种形状， 常见的加热器有三种形状，筒 杯状、螺旋状。 状、杯状、螺旋状。目前绝大 多数加热器为筒状， 多数加热器为筒状，硅单晶厂 房使用的是直筒式 直筒式形状的加热 房使用的是直筒式形状的加热 右图为加热器。 器。右图为加热器。
硅的提炼： 硅的提炼：
硅，Si,地球上含硅的东西多的很好像90%以上都是晶硅的，也就是单晶硅。 太阳能级别的硅纯度6N以上就可以了。 开始是石头，（石头都含硅），把石头加热，变成液态，在加热变成气态，把 气体通过一个密封的大箱子，箱子里有N多的子晶加热，两头用石墨夹住的，气体 通过这个箱子，子晶会把气体中的一种吸符到子晶上，子晶慢慢就变粗了，因为 是气体变固体，所以很慢，一个月左右，箱子里有就很多长长的原生多晶硅。
目录
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
单晶炉种类： 单晶炉种类：
• 单晶炉，目前可以分为：小松炉；642炉；70炉；莱宝炉；80炉；85 炉；90炉；95炉；97炉。 • 目前现在国内普遍使用的单晶炉型号为80炉；85炉；90炉。 • 各个单晶炉的工作原理相同，都是根据4的速度进行晶体直径控制及 可控硅整流提供50V直流电源，进行加热。 • 小松炉；642炉；70炉，电气控制部分为按钮式；莱宝炉产生后，以 后的单晶炉都采用触摸屏式。
清理完毕后，按原位置安装。
6.真空泵注油：当油标高于1/2时，禁止注油。 真空泵注油： 真空泵注油
7.单晶炉室清洗： 单晶炉室清来自百度文库： 单晶炉室清洗
8.石墨件安装： 石墨件安装： 石墨件安装
9.硅料安装： 硅料安装： 硅料安装
10.籽晶安装：将副室旋出，重锤安装后，将籽晶安装，插好销头。 籽晶安装： 籽晶安装
1.提拉头： 提拉头： 提拉头
提拉头：晶升电机，晶转电机，离合器，钢丝绳，光感 限位，磁流体等部件组成。 作用 ：在拉晶过程中，提供晶升与晶转速度，通过PCC控 制模块 的开关量变化，来控制晶体直径。
2.副室，翻板阀，主室： 副室，翻板阀，主室： 副室
炉盖： 炉盖：
整体锻造，超低碳不锈钢法兰
CCD测径仪
钢丝绳 重锤
籽晶
11.抽空检漏：先用副泵抽到2700帕以下后，关闭副室球阀和副泵电源 抽空检漏： 抽空检漏
打开真空泵球阀，打开真空主泵。炉压达到<20帕时， 冲氩气，打开主，副室流量计，调节到30L/min，过5分钟后， 关闭氩气，流量计仍保持原来的位置，待炉压<5帕时关闭主室 球阀，关闭真空泵电源。在流量计调节阀保持原来位置时，漏速 <0.34帕/分。如达不到，需重复上述操作。
单晶炉工艺流程： 单晶炉工艺流程：
准备作业 热态检漏 取单晶和籽晶 石墨件取出冷却 石墨件清洗 装硅料 籽晶安装 单晶炉室清洗 抽空，检漏 等径生长
真空过滤器清洗 石墨件安装
真空泵油检查更换 石英坩埚安装
充氩气，升功率，融料 收尾 降功率 停炉冷却
引晶，放大，放肩，转肩
详细介绍： 详细介绍：
• 1.准备作业：穿戴好洁净工作服，鞋，带好一次性手套，耐高温手套， 准备作业： 准备作业
单晶硅片工艺流程： 单晶硅片工艺流程：
1.酸洗：使用稀硝酸HNO3,进行清洗，去除表面杂质及提炼时产生的四氯化硅。
2.清洗：清洗硅料经过酸洗后的残留杂质。
3.单晶硅料烘干：去除水分。 单晶硅料烘干：去除水分。 单晶硅料烘干
4.挑料：区分P型，N型硅料。 挑料：区分 型 型硅料。 挑料 型硅料 5.配料：对拉晶的硅料型号进行匹配。 配料：对拉晶的硅料型号进行匹配。 配料
• 2.热态检漏：检查上一炉功率关闭时间，在停炉冷却2小时后，关闭 热态检漏： 热态检漏
• 3.取单晶和籽晶：关闭2个速度，关闭氩气。打开翻板阀，将单晶替 取单晶和籽晶： 取单晶和籽晶
4.石墨件取出冷却：升炉盖，取出导流罩，保温盖。石英坩埚等放在指定位置。 石墨件取出冷却： 石墨件取出冷却
5.真空过滤器清洗： 5.真空过滤器清洗：用 洗尘管清理各个真空管道，并将真空过滤箱中的过滤器取出 真空过滤器清洗
石墨环、 安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩→石墨环、石英环→加热器
→中保温罩→石墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室→上保温罩 →导气孔→保温盖板→装导流筒→压环
谢谢大家
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1.Si的介绍 的介绍 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
目录
1.Si的介绍 的介绍 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
SL控制示意图： 控制示意图： 控制示意图
SL自动等径原理： 自动等径原理： 自动等径原理
晶升伺服电机： 晶升伺服电机：
晶升系统调试详解：1.将引晶器归0。 晶升系统调试详解：
2.给定速度0.5，等待2—3分钟，观察平均拉速值，如果不同， 调节Z (SL A/D)，使数值一样。 3.给定数值2，等待1—2分钟，观察平均拉速值，如果不同， 调节F (SL A/D) ，使数值一样。 4.重复2.3步骤，使给定0.5和2时，都于平均拉速相同。 5.给定0.5，调节Z (SL SP) ，使之相等。 6.给定2，调节Z (SL SP) ，使之相等。 7.调节DIS，调节引晶器数值。
水路接头
观察窗
主室内部： 主室内部：
籽晶夹
籽晶 单晶棒 三瓣埚 石棉碳粘 石英坩埚 加热器
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
10.磨圆：将单晶硅棒四个直角进行磨圆。 磨圆：将单晶硅棒四个直角进行磨圆。 磨圆
线切割原理： 线切割原理：
12.清洗： 清洗： 清洗
13.单晶硅片检测： 单晶硅片检测： 单晶硅片检测
目录
1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
12.冲氩气，升功率，融料：打开主室阀，打开氩气流量阀，使氩气流量在20-30L/min 冲氩气，升功率，融料： 冲氩气
使炉内压力在1000—1500帕。功率每0.5小时加一次。
13.引晶，放大，放肩，转肩，等径： 引晶，放大，放肩，转肩，等径： 引晶
引晶
放大
放肩
转肩
等径
收尾
取硅棒
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1.硅料的提炼 硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升， 埚升介绍 晶升， 10.加热部分 加热部分
6.单晶炉拉晶： 单晶炉拉晶： 单晶炉拉晶
7.硅棒检测：检查有无位错，棱线断等现象。 硅棒检测：检查有无位错，棱线断等现象。 硅棒检测 8.开断：将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 开断：将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 开断 9.包装：将开断后的单晶硅棒进行包装，送至下一道工序 包装：将开断后的单晶硅棒进行包装， 包装