【文章內容簡介】 洗（共6道）以去除硅料表面殘留的酸液。⑤超聲波清洗、高純水浸泡。將沖洗后的硅料放入超聲波清洗機內進行清洗，進一步去除硅料表面附著的殘留酸液，使其表面無酸液附著；之后將清洗完畢的硅料放入高純水中浸泡5min，用以去除硅料表面痕量的酸液，直至確定無酸液附著（主要測試高純水電導率來確定，）。⑥甩干、烘干、包裝入庫。經高純水浸泡后的硅料放入甩干機內進行甩干以去除硅料表面殘留的水分，之后送入烘箱（采用電加熱）內進行烘干處理對硅料進行徹底干燥（烘干溫度為115℃，～5h不等）；經烘干后的硅料即可包裝入庫，以便進行后道加工。2）硅料堿腐蝕+酸洗工藝圖2 硅料堿腐蝕+酸洗生產工藝流程圖工藝流程說明：①硅料、分選、裝籃、浸泡腐蝕、超聲波清洗、沖洗。其工序與前述酸洗腐蝕工藝一起完成，除酸洗腐蝕外的部分硅料，采用堿腐蝕+酸洗工藝。②腐蝕、清洗、超聲波清洗。將沖洗后的硅料放入堿腐蝕槽（1個，規(guī)格為Ф1m1m）內進行腐蝕，硅料放入后腐蝕時間在30s～10min不等，腐蝕溫度約80℃，主要去除硅料表面的SiO2等非金屬雜質；另外，腐蝕槽上方設置集氣抽風裝置，進出料時開啟抽風裝置，產生的堿霧進入廢氣處理設施處理；腐蝕完畢后的硅料利用高純水進行清洗（共3道），以去除硅料表面殘留的堿液；之后利用超聲波清洗進一步去除硅料表面殘留的痕量堿液。③酸洗、浸泡。將超聲波清洗完畢的硅料送入酸洗槽（，1個）內進行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完畢，進一步去除硅料表面的SiO2雜質及金屬雜質；酸洗完畢后將硅料放入氫氟酸（濃度為5%）浸泡槽（1個，）內進行浸泡3～5min使硅料表面的金屬非金屬雜質基本上清除完畢（運作時間約為8h/d）。④沖洗、超聲波清洗、高純水浸泡、甩干、烘干、包裝入庫。上述工序說明具體見前述酸洗腐蝕工藝流程說明。(2)單晶硅生產工藝圖3 單晶硅生產工藝流程圖工藝流程說明：①硅料。單晶硅生產過程中使用的硅料，均為成品（無需再進行腐蝕、酸洗等處理；其中部分硅料由企業(yè)自身腐蝕、酸洗得到，其余均由外單位進行腐蝕加工）即可投爐加工。②配比裝爐、拉晶、冷爐拆爐。即將成品硅料根據要求與相應的母合金（主要是P、Be等元素含量多一點的硅片，加入量約為硅料加入量的百萬分之一）進行混合裝入單晶爐內拉晶（控制溫度約為1420℃，時間約為30～40h/批，每批生產量約為20kg/爐；拉晶過程中單晶爐內采用液氬作為保護氣體；該過程主要是利用高溫使高純硅在單晶爐內熔融并使原子進行有序排列，待有序排列完畢后由單晶爐上方拉晶成柱狀硅棒）；硅棒生長完畢后對單晶爐進行冷卻，之后將硅棒從單晶爐內卸下，以便后道加工處理。③測試、分段。利用各類檢測設備對成規(guī)則柱狀硅棒進行電阻率、氧、碳等成分進行測試，經測試合格后（測試不合格的硅棒則送單晶爐或結晶爐作回爐重新拉晶處理）送入切斷機內進行分段處理（一般直徑為125mm，長度以30～40cm不等）便得到成品硅棒，分段的目的主要是使硅棒能夠順利進入切片機內進行切片處理；分段過程采用自來水對設備進行冷卻，經冷卻后排入廠區(qū)內污水處理設施。(3)單晶硅片切割生產工藝圖4 單晶硅片切割工藝流程圖切片后的清洗過程包括以下步驟：硅片→自來水洗→純水洗（2道）→清洗劑清洗（3道）→純水洗（2道）→離心甩干工藝流程說明：①硅棒。去頭尾、切方，即利用切斷機對硅棒進行去頭尾處理，之后利用切方機對其進行切方處理使其成為規(guī)則柱狀；然后進行分段。其頭尾切料及廢硅料回爐利用。該過程采用自來水對設備進行冷卻，經冷卻后排入廠區(qū)內污水處理設施。②切片。將分段的成品硅棒送入切片機內進行切片處理（每臺切片機需加入250kg切割液及250kgSiC粉末作為冷卻液，其在使用過程中經設備自帶的過濾裝置過濾后循環(huán)使用、定期排放；）；切片得到的硅片厚度約為200μm。③清洗、離心甩干。對切好的硅片須進行清洗處理，主要包括自來水洗（時間約6min，控制溫度為30～40℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時間約6min，溫度為30～40℃）、清洗劑清洗（共3道，其中前兩道清洗劑濃度為5%，后道為1～2%，每道控制條件為：時間約6min，溫度為65℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時間約6min，溫度為30～40℃），經清洗后的硅片送入離心機內進行甩干處理以去除硅片表面殘留的少量水分。④檢測、包裝。對成品硅片進行檢測（主要對其電阻率、氧、碳等成分及外觀），經檢測合格后即可包裝出廠。(4)研磨硅片生產工藝圖5 研磨硅片生產工藝流程圖工藝流程說明：研磨硅片生產過程中使用的原料均為外購成品，之后將硅片依次放入硅片研磨機內（每次加工量為15片，該過程需加入磨液避免硅片在研磨過程中發(fā)生破裂并達到相應的研磨效果〈主要為硅片厚度及表面亮度〉）；之后將研磨完畢的硅片放入超聲波清洗機內進行清洗（共3道，采用高純水，每道時間約6min，控制溫度為30～40℃）；清洗完畢后在自然條件下風干即為成品，經包裝后即可出廠。 主要設備選型 選型原則 (1)技術先進：設備性能先進。具有較高的性能費用比，功能完善，運行維護費用低，單位產品物耗、能耗低，加工程度和加工能力較高，技術水平先進，有較高的技術含量；裝備水平先進，設備結構合理，制造精良，連續(xù)化、機械化和自動化程度較高，具有較高的安全性和衛(wèi)生要求。 (2)可靠性高：設備成熟度高。采用已充分驗證并經過使用的設備；生產穩(wěn)定性高。 引進設備本項目關鍵生產和檢測設備擬引進國際先進的儀器設備，公司將在認真調研的基礎上以招標方式從日本、瑞士、德國、匈牙利等國家選擇具有國際先進水平的切片機、切方機及硅片檢測設備。擬選擇的相關設備介紹如下：(1)切片機日本、瑞士所生產的高速多道線切割機是具有世界先進水平的切片機。日本NTC公司高速多道線切割機MWM442DM適用于裁切薄型太陽能電路板，小口徑電路板、石英。MWM442DM型高速多道線切割機有非常高的成品率。MWM442DM型高速多道線切割機主體規(guī)格：最大工件尺寸：φ156mmL3002根裁切方式：工件下降方式鋼絲行走方式：往返行走/單向行走主輥數(shù)：2根導棍數(shù)量：17鋼絲張力操縱方式：扭矩馬達最大鋼絲速度：1000m/min主輥直徑：φ200～30mm鋼絲儲線容量：150～300Km機械外形尺寸：2200W2550H1750L（mm）機械重量：(2)切方機日本、瑞士所生產的切方機具有世界先進水平。日本NTC公司生產的高速多道線切割機MBS1000適用于裁切光伏電池硅晶塊MBS1000型高速多道線切割機具有材料損耗少、加工精度高、產量及生產效率高的特點。MBS1000型高速多道線切割機主體規(guī)格：最大工件尺寸：1000mmH500mm1根φ8”H50016根φ6”H50036根裁切方式：下行切割鋼絲行走方式：往返行走/單向行走主輥數(shù)：4根主棍槽外徑：φ250mm主棍間距：1500mm導棍數(shù)量：48個（φ200），27個（φ120）鋼絲張力操縱方式：扭矩馬達最大鋼絲速度：1000m/min主輥直徑：φ200～30mm鋼絲儲線容量：～150Km機械外形尺寸：3000W3200H5700L（mm）(3)硅片檢測設備少子壽命測試儀匈牙利Semilab WT1000B單點硅棒、塊或硅片的少子壽命測試儀，提供快速、無接觸、無損傷的少數(shù)載流子壽命測試。 主要特點： －適應低電阻率樣片的測試需要 －全自動操作及數(shù)據處理 －能夠靈活測試硅錠、硅棒以判斷頭尾位置 －對硅棒進行分選 主要應用： －材料的質量控制(單晶硅棒的出廠、進廠檢查)。(4)硅片檢測設備單點少子壽命、電阻率和厚度測試儀匈牙利Semilab WT1000Res 單點硅片少子壽命、硅片厚度和電阻率測試儀，提供快速、無接觸、無損傷的測試。該設備主要應用于硅片出廠、進廠檢查，電池生產過程監(jiān)控等。 主要應用： －硅片進（出）廠的質量控制 －電池工藝過程質量控制引進設備清單見表51（美元與人民幣的比價為：1：7）。表51 引進設備清單 序號設備名稱型號及規(guī)格數(shù)量單價（萬美元）總價（萬美元）總價(萬元)產地1切片機MWM442DM9日本或瑞士2切方機MBS10001日本或瑞士3硅棒檢測設備Semilab：WT1000B17749匈牙利4硅片檢測設備Semilab：WT1000RES18856匈牙利合計125403780 國產設備選用工藝成熟、技術先進的設備，有的國產設備采用引進技術制造，核心部件國外采購，國產設備主要有：單晶生產爐、晶棒鋸斷機、晶棒破方機、超聲波清洗機、硅片測試儀、硅片壽命儀、多晶硅超洗機等。(1)單晶爐NXRJCZ8520單晶爐屬軟軸提拉式單晶爐，它是在惰性氣體環(huán)境中，通過石墨電阻加熱器將半導體材料加熱并熔化，然后用直拉法生長無位錯的單晶設備。該設備可以大規(guī)模生產集成電路、太陽能等行業(yè)所需的高質量的單晶硅。該設備可使用18〞或20〞的熱系統(tǒng)，投料6080kg，拉制6〞〞的單晶，此設備提供兩對（四個）電極，可滿足用戶采用兩溫區(qū)加熱的工藝要求。 主要技術參數(shù)：拉制晶體最大直徑:　　　　　″(Ф215mm)最大熔料量　　　　　　　　　95Kg (20″坩堝)主爐室內徑　　　　　　　　　850mm加熱方式　　　　　　　　　　石墨電阻加熱籽晶拉速　　　　　　　　　　籽晶轉速　　　　　　　　　　020rpm坩堝升速　　　　　　　　　　冷爐極限真空度　　　　　　　3pa主變壓器容量　　　　　　　　190KW外形尺寸(長寬高)　　　　550035006280mm質量　　　　　　　　　　　　7600Kg(2)單晶硅帶鋸床GF1046型單晶硅帶鋸床為單晶硅配料切割專用設備，適用于單晶硅配料的鋸段和鋸片。主要技術參數(shù)：切削單晶硅最大直徑： φ230mm 切削單晶硅最小厚度： 1mm 鋸帶輪直徑： φ460mm 鋸帶輪轉速： 0～1200rpm 鋸帶輪電動機功率： 鋸帶規(guī)格：(長寬厚) 323038 切割進給速度： 0～20mm/min 進給拖板最大行程： 360mm 送料拖板最大行程： 250mm 鋸片張緊： 機械式、壓力傳感器保護 控制方式： 計算機控制，觸摸屏操作 主帶輪徑向跳動: ≤ 切割導軌運動直線度： ≤送料導軌運動直線度: ≤切割斷面表面粗糙度: Ra≤ 工件的最大切縫寬度: ≤ 工件最大切割長度 420mm 總功率 6KW (3)滾圓機 滾圓機用于6〞8〞單晶或多晶圓柱體的切方與外圓滾磨，是硅晶體專業(yè)生產的加工設備。特性介紹：整機布局合理，床身采用強度高、港型號、吸震性能優(yōu)良的鑄鐵構件。選用高精度、告負載能力，高可靠性及絕佳運動特性的自潤滑滾動直線導軌付及滾珠絲杠付，實現(xiàn)縱向、橫向及垂直方向的運動。6〞8〞三種規(guī)格的工作各有一組切方鋸片組裝零件，可方便快捷的變更工件規(guī)格變化時二鋸片之間的距離。工件裝夾方便靈活，加緊牢固。機床的整個工作過程由計算機程序控制系統(tǒng)控制，觸摸式控制屏只管明了，操作簡便。征集的防護與保護系統(tǒng)安全可靠。主要技術參數(shù)加大直徑　　　　　　　Ф6″8″最大加工長度　　　　　50mm500mm切方對稱度　　　　　　≤切方平面度　　　　　　≤滾磨圓度　　　　　　　≤滾磨圓柱度　　　　　　≤方邊垂直度　　　　　　≤尺寸精度　　　　　　　177。表面粗糙度 　　　≤外形尺寸（長寬高）325014002080mm總功率　　　　　　　　 (4)硅片超聲波清洗機主要特點：全不銹鋼結構，外型美觀大方，結構緊湊合理。設置液位安全控制系統(tǒng)，確保設備正常工作。設置過濾系統(tǒng)，保證溶液清潔度。加熱及自動恒溫系統(tǒng)，恒溫范圍為20℃90℃(可調)。以水劑加熱適量清洗劑作為清洗溶液，成本低，工藝成熟。獨特的鋸齒溢水口設計，保證有足夠水位，且不斷把浮在水面上的臟物溢出。國產設備清單見表52表52 國產設備清單 單位(萬元)序號設備名稱型號及規(guī)格數(shù)量單價總價生產廠家1熱場20寸36臺12432上海東洋碳素有限公司2碳氈1mX10mX10mm1套7070上海東洋碳素有限公司3石英坩鍋20寸540個0．2108寧波寶斯達坩堝保溫制品有限公司4純水設備18兆水質，10噸/小時1套120120深圳市純水一號水處理科技有限公司5酸霧凈化塔ＢＦ系列凈化塔1套8080常州市武進常運凈化設備有限公司6硅料清洗設備SG05浸泡槽；SGPE硅料清洗機1套3030張家港市超聲電氣有限公司7烘箱GDS500F1套1010江蘇安特急科技有限公司8單晶硅帶鋸床2臺23469水循環(huán)系統(tǒng)（水管，閥門，水泵等）DN200；口徑200mm，延程40m.1套200上海環(huán)球泵業(yè)有限公司10專線電路供電系統(tǒng)1萬KVI1套500500平湖市供電局11硅片清洗設備SGR硅片超聲清洗機5套1470張家港市超聲電氣有限公司12滾圓機GF1048型8