硅片加工工藝項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝項目目標(biāo)1．掌握單晶硅塊滾圓工藝流程。2．掌握單晶硅塊磨面工藝流程。項目描述經(jīng)過開方后的硅塊，需要經(jīng)過滾磨外圓與磨面，得到所需要的尺寸。本項目是學(xué)習(xí)單晶硅塊的滾圓與磨面操作工藝流程。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝任務(wù)一單晶硅塊磨面工藝任務(wù)目標(biāo)掌握單晶磨面工藝流程。掌握單晶磨面控制要點。任務(wù)描述滾圓主要是對開方后的硅塊進行磨面拋光處理，去除硅塊表面的切割損傷層，磨削出需要的合格硅棒。本任務(wù)對單晶硅塊的磨面工藝進行重點講解。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝

為了將開方后的硅塊切出合格的硅片，需要進行磨面拋光及滾圓處理，簡化的磨面操作工藝流程為：作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒磨面安裝工件

測量工件卸載工件關(guān)機作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒

測量工件作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒安裝工件

測量工件作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒磨面安裝工件

測量工件作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒卸載工件磨面安裝工件

測量工件作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒關(guān)機卸載工件磨面安裝工件

測量工件作業(yè)準(zhǔn)備及開機檢查領(lǐng)棒項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝具體操作流程如下：1．作業(yè)準(zhǔn)備及開機前檢查（1）按規(guī)定穿戴防水圍裙、手套，勞保皮鞋等勞動防護用品；（2）檢查設(shè)備電源開關(guān)、自來水源、磨頭、氣壓及機臺運轉(zhuǎn)有無異常狀況，確定冷卻水和空氣流量是否正常；（3）檢查直角尺、電子卡尺等是否齊備且無異常情況；（4）檢查電源線是否有裸露處；（5）檢查潤滑部位是否正常；（6）認真填寫設(shè)備點檢表；（7）待確定無誤后，接通電源控制開關(guān)，機器啟動，顯示操作界面。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝2．磨面操作步驟（1）領(lǐng)棒①由值班長負責(zé)領(lǐng)取線切方方棒，必須仔細確認線切方方棒有無崩邊，工藝單與硅棒相一致（硅棒標(biāo)識、長度、編號等）。認真檢查硅棒技術(shù)參數(shù)是否達標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常情況立即匯報當(dāng)班班長；②領(lǐng)棒使用專用小車，棒體不允許超過小車，小車只能推，不允許拉著走；③硅棒放到滾磨車間指定貨架上。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（2）測量工件①使用游標(biāo)卡尺測量工件兩端共八個面的外行尺寸，如圖4-1，是否在磨床可以加工的范圍內(nèi)，有沒有大小頭異常等特征；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝②用直角尺測量工件是否有斜面、棱行，在測量時要細心，以免造成崩邊；③目測工件是否有嚴重刀痕、線痕、崩邊等（目測工件如圖4-2），如有刀痕或線痕則需要仔細測量最深處的尺寸，避免誤設(shè)參數(shù)造成報廢；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（3）安裝工件①把工件表面的泡沫顆粒和機器工作臺上的雜物標(biāo)簽等清理凈，如圖4-3；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝②把工件輕放在機器內(nèi)的工作臺上，慢慢推動工件與工作臺內(nèi)側(cè)的定位板靠緊，盡量用肉眼看到棒在夾緊裝置中間；③用腳輕踩氣壓開關(guān)，固定工件，并用雙手輕微晃動晶棒檢查晶棒是否夾緊，如圖4-4。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝①選擇工藝參數(shù)畫面核對設(shè)定的參數(shù)正確無誤；②在信息顯示中選擇自動循環(huán)；③打開測量狀態(tài)，選擇功能有效；④按自動循環(huán)鍵，機器自動對中夾緊、壓緊，進入工作室；⑤正常工件磨削量最好是U軸和X軸平均分配，如果發(fā)現(xiàn)是不規(guī)則的工件時，則需要把相對好的一個面作為基準(zhǔn)面，并可以把磨削量減少把有刀痕或是線痕的一面磨削量加大（注：U軸減少多少就加多少于X軸）。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝⑥按“循環(huán)結(jié)束工件壓緊”鍵，工件在本刀磨削完畢后，依然保持壓緊狀態(tài)，以免工件有時表面要求達不到時，更改參數(shù)后直接進入工作室，省去不必要的麻煩；⑦本刀磨削完，必須先用卡尺在工件壓緊狀態(tài)下，進行測量，確保尺寸達到要求；⑧磨削工藝設(shè)定參數(shù)，Z軸速度目前規(guī)定為200mm/min。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（5）卸載工件①等機器加工工件完成之后，打開門首先用清水把工作臺沖洗干凈，如圖4-5；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝②按循環(huán)結(jié)束工件壓緊復(fù)位，夾緊裝置復(fù)位，把工件從工作臺上慢慢取下來，放在安全處，避免崩邊，接著用水再次清理工作臺等待下次使用；③將工件放置在規(guī)定的拉棒小車上，將表面擦干凈，如圖4-6，確認硅棒合格后，填寫好隨工單；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝④用抹布及水清理雜物、工作臺，以待下次使用，清洗工作臺如圖4-7。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（6）關(guān)機①關(guān)閉冷卻水閥門；②關(guān)閉壓縮空氣閥門；③繼續(xù)運行砂輪主副帶輪，3～5分鐘，將水甩干凈；④關(guān)閉電源開關(guān)。（7）記錄各種相關(guān)數(shù)據(jù)記錄表。3．注意事項（1）設(shè)備操作工必須經(jīng)培訓(xùn)考核合格后方可上崗作業(yè)；（2）搬運晶棒和其它較重物品時，注意安全，輕拿輕放，且注意運輸防護，防止物品掉落砸傷自己或他人，或?qū)е挛锲窊p壞；使用運輸車時，速度勿太快，注意安全，防止碾傷自己，或撞擊到其它物品、設(shè)備和人員等引發(fā)安全事故；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（3）設(shè)備操作時，勿戴手套，防止機器運轉(zhuǎn)時，把手套帶進機器內(nèi)傷害到手；（4）擦拭用的衛(wèi)生紙、抹布等易燃物品，防止接觸高溫高熱環(huán)境或明火，引發(fā)火災(zāi)；（5）無水乙醇運輸時安全事項：轉(zhuǎn)移時手工搬運或液壓車運輸中，注意安全，防止過程中摔倒或傾翻，使液體泄漏，揮發(fā)；運輸時，員工不能邊抽煙邊運送無水乙醇等化學(xué)品，防止泄漏，遇到明火，引發(fā)火災(zāi)；（6）無水乙醇要用完，才能退換，防止把未用完的無水乙醇瓶進行退換或直接扔進垃圾桶內(nèi)；用完的無水乙醇瓶要統(tǒng)一存放在規(guī)定位置，車間進行統(tǒng)一退換，不能直接扔進垃圾桶內(nèi)，防止運到垃圾站內(nèi)的殘留液體遇到明火，引發(fā)火災(zāi)；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（7）對砂輪進行修整時，必須佩戴防護面具，防止硬質(zhì)顆粒飛濺，造成傷害；（8）搬運晶棒時，必須穿防護勞保鞋，不得帶手套。加工過程中，不得用手觸摸電機運轉(zhuǎn)部位；（9）修整砂輪時，必須穿戴防護用具，不得帶手套；（10）隨時注意機床運轉(zhuǎn)和產(chǎn)品變化情況，如有異常應(yīng)立即停機檢查，確認正常后方能繼續(xù)生產(chǎn)；（11）冷卻水出水口一定要噴在磨頭上，不然會影響使用壽命和工件的光潔度；（12）機床清理時，必須將機床處于“急停狀態(tài)”；（13）做好設(shè)備的日常維護和保養(yǎng)工作；（14）第天交接班時，X軸和U軸和實際坐標(biāo)尺寸要交接清楚。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝任務(wù)二單晶硅塊滾圓工藝任務(wù)目標(biāo)掌握滾圓操作工藝流程。掌握滾圓操作控制要點。任務(wù)描述滾圓主要是對磨面后的外圓進行滾磨，消除硅棒外層的應(yīng)力層，滾磨出需要的合格硅棒。本任務(wù)以WSK003滾磨機為例進行重點講解。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝簡化的滾圓操作工藝流程為：開機按K1鍵準(zhǔn)備

按K10鍵回零安裝工件打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)按自動鍵開始鍵進行加工拆卸工件關(guān)機維護對刀開機按K1鍵準(zhǔn)備

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備按自動鍵開始鍵進行加工打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備拆卸工件按自動鍵開始鍵進行加工打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備關(guān)機拆卸工件按自動鍵開始鍵進行加工打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備維護關(guān)機拆卸工件按自動鍵開始鍵進行加工打開水閥按K2鍵輸入?yún)?shù)對刀安裝工件

按K10鍵回零開機按K1鍵準(zhǔn)備項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝1．作業(yè)準(zhǔn)備及開機（1）按規(guī)定穿戴勞動防護用品；（2）檢查電源線沒有裸露；（3）檢查設(shè)備電源開關(guān)、自來水源、磨頭及機臺運轉(zhuǎn)有無異常狀況；（4）檢查冷卻水、空氣、潤滑管路和接口無異常；（5）檢查百分表﹑卡尺、卡盤專用工具等是否齊備且無異常情況；（6）檢查砂輪軸承和卡盤軸承的擺動是否超過標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（7）確認無異常后打開電源開關(guān)，設(shè)備進入待機畫面，認真填寫設(shè)備點檢表，滾磨機外形如圖4-8。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝2．操作流程（1）進入準(zhǔn)備工作狀態(tài)按機床右側(cè)面黑色按鈕開啟機床，等待操作面板啟動后，按K1鍵使機床進入準(zhǔn)備狀態(tài)，操作界面如圖4-9。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（2）回零工作按K10鍵使機床自動進行回零操作。顯示屏上面X軸Z軸后出現(xiàn)復(fù)位符號時，才說明回零工作已完成；（3）安裝工件①目測工件的長度，主軸卡盤與尾架卡盤之間的長度，確保方棒的長度小于兩卡盤之間的長度，如圖4-10；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝②測量工件對角線，對于卡爪間距為156mm的對角線標(biāo)準(zhǔn)為200mm，將大于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的數(shù)值填寫到毛坯磨削余量中；③把墊板放到兩個卡盤之間，松開卡爪使卡爪的寬度大于工件厚度（如圖4-11），也就是兩卡爪間的距離大于125mm或156mm，如圖4-12，選擇參數(shù)設(shè)定畫面，測量本刀工件長度，輸入到相應(yīng)的參數(shù)位置；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝④把選取好的未滾圓的方棒放到墊板上，扶住方棒慢慢向主軸卡盤內(nèi)移動，當(dāng)方棒移動到主軸卡盤內(nèi)，再搖動尾架絲桿，使尾架卡爪卡進工件，當(dāng)卡爪兩端都卡住方棒后，用專用工具鎖緊卡盤，拿掉墊塊，如圖4-13，安裝方棒及搖動卡盤時速度要慢，防止方棒與卡爪相撞造成崩邊；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝⑤先對好磨頭，晶棒兩端都空出一個刀的距離（距離可以略大一點），調(diào)整縱向工作臺右邊接近開關(guān)感應(yīng)塊的位置，使行程與單晶棒加工長度相符，調(diào)整時保證磨輪有足夠的出刀量，將縱向工作臺左邊感應(yīng)塊移至所在滑槽條的右邊，使工作臺滾磨外圓右移時整個磨輪移出，此時工作臺的行程＝單晶棒的長度+2倍磨輪直徑＋出刀余量（15mm＋15mm）；如單晶棒只滾磨外圓，則裝夾單晶棒后，需調(diào)整工件對回轉(zhuǎn)中心的跳動量，其值越小越好，一般保證兩端跳動量小于0.5mm，確保單晶棒加緊機構(gòu)在壓力選擇旋鈕的高壓位置，如圖4-14；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝⑥調(diào)整磨頭中心高，根據(jù)鋼直尺讀數(shù)，調(diào)整磨頭上下手輪，使磨頭回轉(zhuǎn)中心在單晶棒回轉(zhuǎn)中心下方35mm左右處；⑦打開冷卻水開關(guān)，讓水噴到磨頭的上部的位置上，硅棒安裝完畢，如圖4-15。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（2）對刀：開啟砂輪把工作臺的移動倍率調(diào)至6%或4%按+X鍵使砂輪移向工件，當(dāng)砂輪接近工件時，有間隔的點動+X鍵，使砂輪一點一點靠近工件，當(dāng)聽到有響聲或看到工件上面有磨痕時，說明工件與砂輪已接觸，記下X軸此時坐標(biāo)輸入到參數(shù)R0里面，注意倍率一定要放慢，防止砂輪撞擊工件發(fā)生崩邊現(xiàn)象，如圖4-16。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（3）參數(shù)設(shè)定①R0為X軸對刀值、R1為Z軸對刀值、R2為進刀量，也稱為磨削量，是一次磨去工件的數(shù)值。粗磨≤2mm，精磨≤0.2mm，R3為砂輪的進給速度設(shè)為20mm，R4為磨削工件時工作臺所需要的行程，加上兩個砂輪的厚度，量好棒的長度再加40～50mm，R5編程20工作臺進給倍率粗磨100%，精磨70﹪，Z軸轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/min，X軸轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/min；②如果硅棒直徑大于標(biāo)準(zhǔn)直徑2mm，小于6mm或等于6mm則磨兩刀，大于7mm小于10mm時，則磨3刀。選擇智能粗磨選擇粗加工量一般為1mm，精加工量一般為0.2mm。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（4）加工當(dāng)輸入?yún)?shù)，確認無誤后。打開K2鍵開啟砂輪，再打開水閥，按（綠色開始鍵）進行加工。注意：進刀過程中一定要調(diào)小倍率。如在加工時發(fā)現(xiàn)異常情況。馬上按（復(fù)位鍵）或急停按鈕，加工前后的硅棒，如圖4-17、4-18；項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（5）拆卸工件加工完成后拆卸工件，把工作平臺復(fù)位到開始裝卡工件的位置，再把墊板塞到工件下面，用專用工具松開卡抓（注意：開始松開卡爪速度要慢），當(dāng)工件落在墊板上，再慢慢搖出尾架卡盤并用雙手托住工件，如圖4-19，把工件放入泡沫盒里面，如圖4-20，整個過程要小心崩邊。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝（6）數(shù)據(jù)記錄：記錄《滾圓操作記錄》、《滾圓設(shè)備點檢記錄》、《滾圓設(shè)備保養(yǎng)記錄》等相關(guān)數(shù)據(jù)表；（7）關(guān)機①關(guān)閉冷卻水閥門；②關(guān)閉壓縮空氣閥門；③繼續(xù)運行砂輪主副帶輪，3-5分鐘，將水甩干凈；④關(guān)閉電源開關(guān)；⑤打掃現(xiàn)場衛(wèi)生。（8）維護拆卸工件后，在沒有晶棒的情況下對機器進行簡單維護，先關(guān)閉電源，用水槍清洗工作臺面，用毛巾把機器機身擦干凈，再把黃油涂在卡盤和工作臺的絲杠上面防止生銹，再用毛巾擦一下床身，關(guān)閉水源，打掃地面衛(wèi)生。項目四單晶硅塊磨面與滾磨工藝3．注意事項（1）滾圓過程中，參數(shù)輸入一定要正確；（2）員工進入車間，必須穿勞保鞋，防止砸傷；（3）搬運晶棒和其它較重物品時，注意安全，小心輕放，且注意運輸防護，防止物品掉落砸傷自己或他人，或?qū)е挛锲窊p壞；使用運輸車時，速度勿太快，注意安全