铸锭车间简介

掺杂剂的准备 领取掺杂剂，首先测试掺杂剂的p/n型和电 阻率，然后计算出需要掺杂剂的质量，并用天 平准确称量后使用。注意： 1. 电子天平要干净、归零。 2. 集中分类摆放 集中分类摆放在一起，贴上标签，注意提前对 原硅料进行检测。
坩埚准备
1.
操作人员要戴口罩和PVC手套，坩埚放 在垫有橡胶垫板的小车上，若坩埚内有 脱落氮化硅粉尘，及时用压缩空气吹出， 防止进入熔硅影响结晶质量。 2. 把石墨底板放在装料小车上的中部 （使用直推小车）要确保石墨板平衡的 放在运输小车上。 3. 把坩埚放在石墨底板上，（确保石墨 板不晃动）使石墨板四边边缘与坩埚的 四边距离基本一致，必要时调整坩埚的 位置。
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涂料准备
按规定配比配制喷涂材料（Si3N4和DI水）。 注意： 1. 先加DI水至烧杯中再倒入氮化硅。 2. 调节搅拌速度至合适速率进行搅拌并均匀倒 入氮化硅粉末。 3. 加入完毕后先高速搅拌若干分钟后再低速搅 拌若干分钟。
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坩埚喷涂
用点温计测量坩埚内壁温度达到合适温度时 开始喷涂。 注意： 1. 喷涂前先测试喷涂效果 2. 喷涂过程中涂料必须始终处于搅拌状态 3. 喷涂过程中随时用点温计测量坩埚温度，观 察坩埚状态
硅料准备
硅料的种类大致有以下几种：
多晶原硅料、多晶碳头硅料、多晶硅锭回 收的硅料、单晶棒或单晶头、尾料、单晶锅底 料、单晶碎硅片、其他半导体工业的下脚料。
原硅料
块状硅料要进行抽样检测，必要时要进 行全部检测。且备料时注意质量是否正常 （如表面是否有氧化变色现象），按备料工 艺配比要求称取原硅料质量。
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控制屏
二、各屏幕使用说明
报警屏幕
模式屏幕
主参数屏幕（1）
主参数屏幕（2）
手动屏幕
图表数据屏幕
三、材料与工艺气体：
装好硅料得坩埚、石墨支撑板、真空脂、异 丙醇、压缩空气、冷却水、氩气。
四、操作流程
铸锭炉状态检验 装炉 程序运行过程 程序 结束出炉 硅锭卸载
五、流程简介
1）装炉前准备工作
6.
7.
8.
手动操作打开下炉腔升降控制屏，提升下炉 腔。下炉腔开始向上移动，逐渐加速至最大 速度35cm/min，在触发上不加速限位后，速 度降为5cm/min，触发上限为后，下炉腔停 止，最大速度禁止超过40cm/min（严 禁！！！） 上下炉腔闭合后，锁住下炉腔到上炉腔的4个 安全卡子。 在《铸锭炉跟踪单》上做好记录，打扫铸锭 炉周围的卫生。
四、 作业流程图
退库
不合格
领取坩埚
坩埚检验
合格
清理坩埚 喷 枪 准 备 坩 埚 加 热 坩埚喷涂 坩埚焙烧 涂 料 准 备 清洗重喷
不合格
涂层检验
合格
装料使用
领取坩埚
从库房领取坩埚运到喷涂室。
注意： 1. 移动坩埚时要托底移动，避免拉拽、挤压坩 埚以及单点移动坩埚。 2. 搬运坩埚时不允许用手触摸坩埚，防止污染 坩埚。 3. 使用坩埚时要轻拿轻放，严谨磕碰和震动坩 埚。
1先用压缩空气吹净坩埚内壁的颗粒物，使用百 洁布擦净坩埚内壁。
喷枪准备
1将喷枪和压缩空气管连接好。 2调节喷枪设置喷枪压力。
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坩埚加热
1.用百洁布清理坩埚内表面，并用压缩空气吹扫 干净。 2.将坩埚放入坩埚旋转加热装置中，对坩埚进行 加热。注意把坩埚放入坩埚旋转装置时，不要 使用蛮力，坩埚的承重面是固定面；调整坩埚 和坩埚旋转装置四面缝隙，保证四面变热均匀。
装料使用
使用运输小车把喷好涂层的坩埚 放到铺有橡胶垫的货架上以待使用， 详细填写《喷涂工艺跟踪单》。
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装料工序简介
一、工装工具： 电子台秤、电子天平、塑料篮盒、 四探 针电阻率测试仪、P/N型测 试仪

四探针电阻率测试仪：首先打开电源观察显示屏是否可以 正常显示数字，以此判断电源线是否连接正常。然后用标 准块或正常回收料来测试仪器是否正常工作。
1. 坩埚烘箱：对喷好喷涂的坩埚焙烧。 2. 坩埚旋转装置：对坩埚各面进行加热，达到工艺要求温度
50-70度以及保证喷涂质量。
3. 强力自动搅拌机：将氮化硅与纯水进行均匀搅拌375g：1600ml。 4. 铸锭炉：铸造多晶硅锭。 5. 柱式电动悬臂起重机：卸锭。 6. 硅锭存放架：存放入库硅锭。 7. 电叉车：出装炉
2）铸锭炉装炉
1.
2.
确保下炉腔在下限位置，用吸尘器清洁 炉腔，温度高时禁止操作，避免烫伤人体或 污染石墨板。 检查坩埚装料和石墨支撑板的状态，确认 无异常后试用装/卸料叉车，托起装好了的坩 埚支撑板，注意坩埚的平衡性，要使坩埚支 撑在两个叉臂的中央。
3.
4. 5.
升高叉臂之上限位，小心驾驶进入下炉腔两 导轨之间，缓慢降低坩埚，慢慢的放到DS块 上，用尺子测量DS块到石墨板四个边缘的距 离均为4±0.5cm，确定石墨支撑板居中，把 坩埚放到DS块上，在此过程中，需注意叉车 臂底部不要压倒顶部石墨板。 将坩埚放在DS块上后，慢慢移出叉车。 用百洁纸和异丙醇清洁上下炉腔法兰盘断面， 然后在下炉腔密封零位上均匀涂一层薄层高 温真空脂。
1.
2.
安装坩埚四周的石墨板，对齐石墨板上的螺 栓和螺孔，螺母用手稍微拧紧即可，观察石 墨板四周和坩埚四周的空隙，移动石墨板确 保坩埚居中放置。 检查隔热笼是否正常，且底部的四个角要和 炉腔的下沿基本在一个平面上、无倾斜、凹 凸现象石墨板的四个角和炉腔的距离一致。
3. 回视炉腔内各部件，包括：DS块、石棉防漏 液层、泄漏线、石棉加热器、电极的绝缘垫 片等是否正常，如有问题，需找技术人员处 理。
铸锭车间简介
一、铸锭车间生产流程

铸锭车间生产分五个工序：喷涂工序、装料工序、铸锭炉工序、
喷砂工序、腐蚀工序。
车间工艺关系图
坩埚检验 喷 涂 工 序 坩埚喷涂 坩埚焙烧 原 硅 料 原材料领用 杂 料 坩埚装料 装炉，运行程序 程序结束，出炉 卸载硅锭，入库 铸锭炉工序 回 收 料 备料工序
二、主要设备和工装工具
四探针电阻率测试仪

P/N型测试仪： 打开电源，检查电源和加热指示灯是否亮，大约10分钟左 右后，保温指示灯变亮，此时用手握住热表笔感觉温度， 在40-60度左右为正常，然后用标准块或正常回收料来测 试仪器是否正常工作。
简易原理结构图 G
冷表笔
热表笔
三、流程简介
材料领用
从二级库把劳保用品和硅料领出。当班 时，首先应将预计使用的劳保用品（PVC手 套、口罩、木纹胶带等）一次性取出，然后 按工艺配比将硅料领出。
生长
此阶段为长晶阶段，观察隔热层丝杠位置确 人升降系统是否正常工作。在第六段剩余3小 时，会发出报警声，弹出透顶确认窗口，此 时操作者应在中心观察孔观察是否透顶，确 认透顶后，点击“开始延迟”，延迟时间设 定在主参数屏幕上，延迟时间一般是15-60分 钟，延迟完成后自动跳至下一段。
退火
隔热层下降至零位，温度降至1370度恒温， 开始退火处理。
多晶硅锭回收料
多晶硅锭回收料要进行全部检测，并按 备料工艺配比要求称取质量。 正常回收料包括：底料、边料、顶料、 角料、回收硅片、回收硅块
杂料的准备
块状杂料要根据大小进行全部或抽样检 测，直到达到配比质量。片状杂料进行抽样 检测，使用导电类型测试仪测试p/n型并分 档；使用电阻率测试仪测试电阻率并按掺杂 剂计算要求进行分档；抽检片状硅料时，要 选取整个包装袋不同位置硅片进行检测，以 保证抽检质量。
3）程序运行过程
加热---熔化---生长---退火---冷却
加热 加热区，程序第一段是一个默认步骤，不能 通过配方改变，该段的作用是对加热元件预 热，隔热层从38cm降至零位，如果归零出 现问题，系统自动弹出报警。
熔化
熔化是将固体硅转化成液体硅，温度最高可 达1560度，是温度最高段，应提起特别重视 在第十段，熔化结束，出现报警，弹出熔化 是否完成的确认窗口，发出警告。出现第一 个报警后，点击“Cancel”,之后由操作者在 中心观测孔观测是否融化完成，连续观测3-5 分钟，若没有硅料固体出现，点击“Agree”， 程序方可继续运行。
喷涂工序简介
一、工序目的：
在铸锭过程中，防止高温下硅料和坩埚中石英
（SiO2）发生反应。
二、工序原理： Si+SiO2 1500℃ 2SiO 而高温条件下，氮化硅与石英和硅料均不反应。
三、设备及工具： 坩埚旋转加热装置、坩埚烘箱、喷枪、电 子天平称、点温计、强力搅拌机、运输小车、 夹子、烧杯、量筒、盒尺、细沙网、线手套、 PVC手套、防护服、百洁布、瓷勺。 四、材料与工艺气体： 坩埚、氮化硅、纯水、压缩空气。
冷却
冷却运行11小时左右，整个硅锭循环结束。


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注意： 在铸锭过程中由几个关键点：熔化报警、透顶 报警、长角报警。整个铸锭循环过程中，如果 熔化和生长前期阶段发生异常，将是设备处于 非常危险状态，必须予以严密关注。 各阶段均要认真填写《铸锭炉运行记录表》， 出现异常，应立即汇报技术员处理。
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5. 角部和侧棱不能紧挨着放置大块硅料，必须 用碎料来填充。 6.顶部不放大硅料，也不要放置很细碎的硅料。 7.装料高度超过10cm后，可用塑料蓝盒直接倒 料，之前要用手轻轻摆放。 8.在装料过程中，一定不能碰到坩埚内壁，发现 破坏要取出硅料，重新喷涂，直至符合要求再用。
9. 一半的硅料装完后，领取掺杂剂，用电子天 平称重后均匀的放置到硅料的表面。掺杂剂 假如完成后，继续加入硅料，直至达到规定 数量为止。 10.将装好料的小车小心推到小车摆放区，推时 尽量平稳，避免剧烈震动。 11.完成后认真填写《装料工艺跟踪单》打扫卫 生，把掉落到地面的随碎硅料回收到指定的 地方。
铸锭炉工序
一、目的：
铸锭工序采用定向凝固法，以辐射红外 线的方式加热（加热均匀），在铸锭炉生长电 阻率0.7~2 Ω.cm的多晶硅锭。
二、设备及工具：
铸锭炉、隔热手套、吸尘器、口罩、硅 锭小车、电叉车、电子台秤、硅锭夹子、柱式 电动旋转起重机。
铸锭炉
一、系统硬件说明 主体炉 电源柜 控制柜 热区 真空泵系统
铸锭车间简介
主讲人：张国闯
光为绿色新能源有限公司
硅锭的各种参数要求：
1. 重量及外观尺寸 质量：400±0.8kg 外形：840mm×840mm×250mm 2. 硅锭的电导性能（硅锭的导电类型为p型） 电性能一级标准： 电阻率：0.7Ω.cm≤ρ≤2Ω.cm 且平均少子寿命：τ≥2μs 电性能二级标准： 电阻率： 2Ω.cm≤ρ≤4Ω.cm 且平均少子寿命：1μs≤τ＜2μs
四、装料操作基本要领和工艺要求： 1. 装料人员要穿防护服，戴口罩和PVC手套。 2. 形状不规则的片料或大块硅料在指定区域 砸碎，使用专用砸料箱，注意此过程必须 戴PVC手套、护目镜，防止危害人体。 3. 挑选“硅料表面比较光滑的面” 。大小块 料要尽量均匀，碎料尽量用来填缝隙。 4. 硅料大小摆放位置适当。
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检验坩埚
⑴坩埚的开包装检验
坩埚包装箱无破损 包装箱震动指示剂 如果问题及时通知质检部质量检测人员进行质检，并做相 应的处理。
⑵ 坩埚的外形尺寸和内、外表面质量检验
使用卡尺和盒尺测量坩埚的尺寸、壁厚、侧高。 坩埚质量不能有任何缺陷（无污损、无大气孔、无 裂纹、凹凸起伏不大于2mm）
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清理坩埚
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坩埚焙烧
将喷好的坩埚放入烘箱内，开始坩埚焙烧。 整个过程大概需要30~40小时，先快速升温至 设定温度，保持几小时后，自然冷却至合适温 度，再开盖冷却。
检验涂层
涂层合格条件： 涂层均匀、无气泡、无脱落、无裂缝等， 喷涂高度为坩埚高度的2/3。
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喷涂工序安全操作规程 穿防护服，戴过滤口罩。 首先要把排风装置打开。 过滤面具定期更换过滤器。 加热时，喷涂温度不能过高，不要用手接触。 坩埚较重，在搬运时要两个人协作。 陶瓷制品易碎，运输过程要十分小心 。