硅片加工工藝項(xiàng)目五多晶硅塊截?cái)?、磨面及倒角工藝?xiàng)目五多晶硅塊截?cái)唷⒛ッ婕暗菇枪に図?xiàng)目目標(biāo)：掌握硅塊截?cái)嗄康募安僮鞴に?。掌握硅塊磨面目的及操作工藝。掌握硅塊倒角目的及操作工藝。項(xiàng)目描述：多晶硅錠在制備過(guò)程中，由于雜質(zhì)分凝及坩堝的影響，雜質(zhì)與缺陷在硅錠的頭部及尾部密度較大，需要對(duì)多晶硅塊進(jìn)行截?cái)嗵幚?；開(kāi)方過(guò)程中，由于線痕及硅塊尺寸等問(wèn)題，需要對(duì)硅塊磨面處理；硅材料是脆性材料，硅塊在多線切割過(guò)程中易崩邊，需要進(jìn)行倒角處理；本項(xiàng)目主要從三個(gè)方面進(jìn)行講解。任務(wù)一多晶硅塊截?cái)喙に嚾蝿?wù)目標(biāo)：掌握多晶硅塊截?cái)嗟牟僮鞴に囘^(guò)程。掌握截?cái)喙に囘^(guò)程中的注意事項(xiàng)及影響因素。任務(wù)描述：多晶硅錠在制備過(guò)程中，由于雜質(zhì)分凝及坩堝的影響，雜質(zhì)與缺陷在硅錠的頭部及尾部密度較大、少子壽命過(guò)低。因此，需要對(duì)多晶硅塊進(jìn)行截?cái)嗵幚怼?．開(kāi)機(jī)（1）檢查電源連接是否完好，各閥門(mén)是否處于正常狀態(tài)，管道連接是否緊密，潤(rùn)滑程度是否良好。檢查氣體，冷卻水流量是否正常。（2）待確定無(wú)誤后，接通電源控制開(kāi)關(guān)，機(jī)器啟動(dòng)，顯示操作界面。2．操作步驟（1）領(lǐng)料領(lǐng)取經(jīng)過(guò)少子壽命測(cè)試后的晶棒并擦拭干凈，如圖5-1。

（2）安裝工件①檢查夾具內(nèi)側(cè)的抹布是否完好，防止晶塊直接與夾具的金屬部分接觸，如圖5-2；②將硅棒放置在工作臺(tái)上，用夾具夾緊手輪。注意夾緊時(shí)一定不要碰到硅棒，不可過(guò)于用力，避免造成硅棒的崩邊，如圖5-3；（3）設(shè)定參數(shù)①打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，按下綠色啟動(dòng)按鈕，屏幕顯示“鋸帶控制系統(tǒng)”，如圖5-4；②帶好塑膠手套，打開(kāi)冷卻水和空氣，如圖5-5。適當(dāng)調(diào)節(jié)冷卻水噴頭的位置，左右各一根，正前方一根；③夾緊后，在顯示屏上點(diǎn)擊伺服控制，點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)速設(shè)定”按鈕，調(diào)整轉(zhuǎn)速700～900rpm，如圖5-6，顯示鋸帶轉(zhuǎn)速一般可設(shè)定為800；④查看鋸帶張力是否在250～450kg之間，張力超過(guò)此范圍調(diào)整張力旋鈕，如圖5-7，鋸帶張力可根據(jù)使用情況延長(zhǎng)延長(zhǎng)適當(dāng)增加到400；⑤按動(dòng)屏幕上的“進(jìn)料控制”按鈕，設(shè)定進(jìn)料速度250～300±50mm/min，如圖5-8；⑥等待晶塊接近刀面約10mm處，調(diào)整進(jìn)料速度100±50mm/min，如圖5-9所示，然后觸摸進(jìn)給鍵將鋸帶移動(dòng)到距離硅棒2mm左右處，然后點(diǎn)擊零位設(shè)置鍵，進(jìn)給位置歸零。（4）切割①目測(cè)使晶塊上劃的線的左邊緣和刀面在一個(gè)平面上，按下等速切割按鈕，自動(dòng)進(jìn)給，開(kāi)始自動(dòng)切割。如圖5-10；②點(diǎn)擊等速切割，將切割速度調(diào)整8～12mm/min，將邊緣切割速度調(diào)節(jié)為2～5mm/min，工件直徑根據(jù)每次切割硅棒尺寸調(diào)整，如圖5-11，切割距離設(shè)定為180mm；③切割完畢后，將切下的頭尾料拿走，按“進(jìn)料控制”按鈕再按“退”鍵，使晶塊完全退出刀，如圖5-12；④松開(kāi)夾緊手輪小心將晶棒移出，更換另一頭按以上步驟加工，如圖5-13；⑤將頭尾料分開(kāi)稱(chēng)重并分開(kāi)放入指定周轉(zhuǎn)箱，并完整填寫(xiě)各項(xiàng)記錄，如圖5-14；⑥測(cè)量切割后晶棒的有效長(zhǎng)度并稱(chēng)重，完畢后放在指定周轉(zhuǎn)車(chē)上，完整填寫(xiě)各項(xiàng)記錄，如圖5-15。（5）截取雜質(zhì)從倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取要截雜質(zhì)的頭料，稱(chēng)取每塊頭料重量；重復(fù)上述步驟將頭部由外向里截10mm；將截下的10mm雜質(zhì)和剩余頭料分別稱(chēng)重記錄并放入指定周轉(zhuǎn)箱。（6）記錄數(shù)據(jù)3．關(guān)機(jī)（1）關(guān)閉冷卻水閥門(mén)；（2）關(guān)閉壓縮空氣閥門(mén)；（3）繼續(xù)運(yùn)行砂輪主副帶輪，3～5分鐘，將水甩干凈；（4）關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)。4．帶鋸的日常工作（1）清潔機(jī)器；（2）更換帶鋸刀片以及日常保養(yǎng)；（3）切割前、后以及切割過(guò)程檢查；（4）清潔晶塊。5．.硅塊截?cái)噙^(guò)程中使用的設(shè)備及材料（1）帶鋸鋸床、稱(chēng)重秤、周轉(zhuǎn)車(chē)；（2）工作服、工作鞋、安全眼鏡、手套；（3）清潔紙、酒精、金剛砂帶鋸鋸片。6．主要工藝參數(shù)帶鋸的切割工藝參數(shù)將影響切割能力和切割效果，某企業(yè)的切割工藝參數(shù)如下：（1）帶鋸鋸帶張力范圍：250～470kg；（2）切割速度：5～18mm/min；（3）轉(zhuǎn)速700～900rpm；（4）進(jìn)料速度：50～350mm/min。7．注意事項(xiàng)（1）員工進(jìn)入車(chē)間，必須穿勞保鞋，防止砸傷；（2）搬運(yùn)晶棒和其它較重物品時(shí)，注意安全，小心輕放，且注意運(yùn)輸防護(hù)，防止物品掉落砸傷自己或他人，或?qū)е挛锲窊p壞；使用運(yùn)輸車(chē)時(shí)，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；（3）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)。（4）無(wú)水乙醇運(yùn)輸時(shí)安全事項(xiàng)：轉(zhuǎn)移時(shí)手工搬運(yùn)或液壓車(chē)運(yùn)輸中，注意安全，防止過(guò)程中摔倒或傾翻致使液體泄漏，揮發(fā)；運(yùn)輸時(shí)，員工不能邊抽煙邊運(yùn)送無(wú)水乙醇等化學(xué)品，防止泄漏，遇到明火，引發(fā)火災(zāi)。（5）無(wú)水乙醇要用完，才能退換，防止把未用完的無(wú)水乙醇瓶進(jìn)行退換或直接扔進(jìn)垃圾桶內(nèi)；用完的無(wú)水乙醇瓶要統(tǒng)一存放在規(guī)定位置，車(chē)間進(jìn)行統(tǒng)一退換，不能直接扔進(jìn)垃圾桶內(nèi)，防止運(yùn)到垃圾站內(nèi)的殘留液體遇到明火，引發(fā)火災(zāi)。（6）加工過(guò)程中不得戴手套操作，手不得靠過(guò)鋸帶；（7）操作過(guò)程中，需帶好防護(hù)用具，避免刀片傷人；（8）急停按鈕：當(dāng)遇到任何緊急情況時(shí)，按下急停按鈕開(kāi)關(guān)；（9）及時(shí)清潔周?chē)ぷ鲄^(qū)域以防滑倒；（10）進(jìn)料手動(dòng)自動(dòng)不可頻繁切換，以免損壞控制；（11）鋸帶張力在250KG～470KG，在切割過(guò)程中切記不能斷水。如出現(xiàn)異常需要停止時(shí)，必須退回原點(diǎn)，重新切割。禁止鋸帶刃口線不在切割起始位置就進(jìn)行自動(dòng)切割，電腦屏幕要定期清潔；（12）注意不可直接按“進(jìn)給”按鈕切晶棒，以免損壞鋸條和晶塊；（13）當(dāng)切割速度降低到14mm/min，鋸條切割中退出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)5mm處時(shí)，需要更換鋸條，其他更換視具體情況，由設(shè)備人員確認(rèn)；（14）下棒時(shí)，必須等鋸帶完全停止，才可以用手抱出晶棒。（15）帶鋸截?cái)嘣O(shè)備每月定期做校準(zhǔn)，并做保養(yǎng)提高精密度。任務(wù)二多晶硅塊磨面工藝任務(wù)目標(biāo)：掌握多晶硅塊磨面的操作工藝過(guò)程。掌握磨面工藝過(guò)程中的注意事項(xiàng)及影響因素。任務(wù)描述：多晶硅錠在開(kāi)方過(guò)程中，由于多線切割的線痕及開(kāi)方尺寸上的差異，為了修正硅塊四邊平面垂直度、減少線痕及切割損傷，需要對(duì)開(kāi)方后的硅塊進(jìn)行磨面處理，本任務(wù)主要講解多晶硅塊磨面的操作工藝。1．磨面工藝中常用器件（1）設(shè)備與工具設(shè)備硅塊磨面機(jī)防水袖套、工作服、勞保鞋、乳膠手套。（2）原輔材料多晶156硅塊、自來(lái)水。2．磨面流程（1）領(lǐng)料、檢測(cè)領(lǐng)取切斷后的硅塊，磨面前對(duì)尺寸進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，如圖-5-16。（2）安裝工件將硅塊放入夾緊工裝內(nèi)，并用橡皮墊進(jìn)行位置校正，如圖5-17，固定工件。（3）磨面點(diǎn)擊運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備按鈕，使設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)；根據(jù)硅塊尺寸選擇全面模式或單面模式，進(jìn)行磨面，如圖5-18、5-19。3．注意事項(xiàng)（1）磨面之前需對(duì)切斷后的硅塊進(jìn)行檢查，凹凸面、端面是否在合格范圍內(nèi)，崩邊有無(wú)記錄。（2）需檢查切斷后硅塊是否編號(hào)，和隨工單信息是否一致，如有異常及時(shí)反饋至相關(guān)人員。（3）磨面前測(cè)量硅塊尺寸，對(duì)于加工156*156mm的硅片，一般而言，如硅塊單面尺寸在155.50～155.65之間，此單面不用磨面，直接進(jìn)行倒角；硅塊尺寸在155.65～155.80之間，可以只磨一面后進(jìn)行倒角；硅塊尺寸在155.80以上，全部面都要進(jìn)行磨面后倒角。（4）對(duì)于加工156*156mm的硅片，如果選擇全面磨時(shí)，要將硅塊4個(gè)面全部進(jìn)行尺寸測(cè)量，尺寸在155.9mm以上可以進(jìn)行全面模式。（5）選擇單面磨時(shí)，磨面前將所要磨的面進(jìn)行尺寸測(cè)量，每次磨面完成都要對(duì)硅塊尺寸測(cè)量后再進(jìn)行第二次磨面，磨面后如果發(fā)現(xiàn)硅塊同一面出現(xiàn)嚴(yán)重大小頭（開(kāi)方硅塊尺寸正常）現(xiàn)象，要求設(shè)備對(duì)磨面機(jī)夾具工裝進(jìn)行水平校準(zhǔn)。（6）游標(biāo)卡尺要求切勿進(jìn)水，如游標(biāo)卡尺進(jìn)水，邊寬將很難測(cè)量準(zhǔn)確。（7）測(cè)量邊寬時(shí)，游標(biāo)卡尺要放正，兩邊要平行測(cè)量，測(cè)量的過(guò)程中禁止用游標(biāo)卡尺敲擊硅塊表面，避免硅塊表面劃傷。（8）需要進(jìn)行反磨的硅塊，調(diào)整磨頭進(jìn)刀量時(shí)一次不能超過(guò)0.1mm。（9）硅塊磨面完成后放置到指定區(qū)域，流入下道工序。任務(wù)三多晶硅塊倒角工藝任務(wù)目標(biāo)：掌握多晶硅塊倒角的操作工藝過(guò)程。掌握倒角工藝過(guò)程中的注意事項(xiàng)及影響因素。任務(wù)描述：由于硅材料是脆性材料，方形的多晶硅錠在切片過(guò)程中易造成崩邊等現(xiàn)象，因此需要對(duì)多晶硅錠進(jìn)行過(guò)倒角處理，本任務(wù)主要講解多晶硅塊倒角的操作工藝。1.認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的倒角機(jī)2．掌握倒角目的硅塊倒角目的主要有：（1）消除硅片邊緣表面由于切割后產(chǎn)生的棱角、毛刺、崩邊、裂縫或其他的缺陷和各種邊緣表面污染，降低硅片邊緣表面的粗糙度。（2）減小機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力集中，后期硅片在使用時(shí)會(huì)經(jīng)歷大量的高溫過(guò)程（如氧化、擴(kuò)散、薄膜生長(zhǎng)等），當(dāng)這些工藝中產(chǎn)生熱應(yīng)力的大小超過(guò)Si晶體強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)與滑移等材料缺陷，倒角可減弱此類(lèi)材料缺陷。硅塊倒角倒角工藝過(guò)程主要分為設(shè)備及材料準(zhǔn)備、領(lǐng)料及檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)行情況檢查、上料、固定、倒角、卸載、檢測(cè)。（1）設(shè)備及材料準(zhǔn)備倒角過(guò)程中，常用的設(shè)備及工具有：硅塊倒角機(jī)、防水袖套、工作服、勞保鞋、乳膠手套。原輔材料：目前市場(chǎng)中應(yīng)用較多的是156*156的硅片，在此以常用材料為例，常用硅塊為多晶156硅塊。（2）開(kāi)機(jī)前設(shè)備檢查①檢查壓縮空氣是否正常（氣壓0.15~0.8Mpa為正常）；②檢查砂輪磨頭磨損狀態(tài)（砂輪磨頭沒(méi)有缺損和裂紋）；③打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)；④打開(kāi)水泵開(kāi)關(guān)，確認(rèn)冷卻水是否正常流出（看到工作臺(tái)下有水流出）。（3）領(lǐng)料及檢測(cè)領(lǐng)取經(jīng)過(guò)磨面后的硅塊，檢查確認(rèn)硅塊編號(hào)和缺陷，如圖5-22。（4）檢查設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是否在正常范圍，如圖5-23。（5）安裝工件：將硅塊小心放入V形夾具內(nèi)，如圖5-24，工件安裝完畢后，關(guān)閉設(shè)備安全門(mén)進(jìn)行倒角，如圖5-25。（6）參數(shù)設(shè)置：將X/U軸倒角進(jìn)給量設(shè)為0mm，點(diǎn)擊循環(huán)啟動(dòng)按鈕，進(jìn)行硅塊倒角，如圖5-26、5-27。（7）待倒角結(jié)束，打開(kāi)安全門(mén)，取出晶棒，并旋轉(zhuǎn)90o，倒第二個(gè)角，操作步驟同上，直至四個(gè)角都倒角完畢，關(guān)閉安全門(mén)。（8）待四個(gè)角倒角完成，聽(tīng)到設(shè)備提示音后，取出晶棒并檢查晶棒是否有崩邊情況，測(cè)量實(shí)際倒角大小，看尺寸是否在0.5～2mm之間，并全檢硅塊的八個(gè)邊角大小，填寫(xiě)多晶硅片隨工單，如圖5-28、5-29。4．注意事項(xiàng)（1）安裝磨輪前，必須徹底清洗磨輪和法蘭的所有接觸面，安裝時(shí)必須非常的小心。（2）倒角前必須對(duì)工作臺(tái)V形槽進(jìn)行檢查以確保工作臺(tái)的清潔。（3）采取手動(dòng)倒角還是自動(dòng)倒角，要視硅塊長(zhǎng)度而定，當(dāng)硅塊長(zhǎng)度在100mm～110mm之間時(shí)，必須采用手動(dòng)倒角模式；當(dāng)晶棒長(zhǎng)度在110mm～240mm之間時(shí)，采用自動(dòng)倒角模式。（4）倒角前，需要對(duì)磨面后的硅塊進(jìn)行檢查，尺寸有無(wú)異常，崩邊是否記錄，表面有無(wú)劃傷，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)通知相關(guān)人員處理。（5）硅塊放置桌面要保持干凈沒(méi)有碎硅渣，避免硅塊移動(dòng)時(shí)造成硅塊表面劃傷。（6）倒角前操作員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，有異常時(shí)停止倒角并反映至工藝技術(shù)人員。（7）硅塊放進(jìn)或取出倒角機(jī)工作臺(tái)時(shí)，必須注意倒角機(jī)工作臺(tái)頂端位置，勿將硅塊碰到工作臺(tái)頂端而造成崩邊。（8）硅塊放入倒角機(jī)工作臺(tái)上時(shí)，要求用雙手托起硅塊放置，勿將硅塊在V型槽內(nèi)來(lái)回推動(dòng)造成劃傷。（9）在倒角過(guò)程中，輸入倒角進(jìn)給量的數(shù)據(jù)，要求確定無(wú)誤后再開(kāi)始倒角，尤其要注意小數(shù)點(diǎn)輸入準(zhǔn)確性。（如勿將0.35mm錯(cuò)輸成3.5mm，造成質(zhì)量事故）。（10）輸入倒角進(jìn)給量時(shí)要求不能一次進(jìn)給量過(guò)大，造成倒角偏大。（11）在倒角過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有大/小頭硅塊，可以用膠