【文章內(nèi)容簡介】 放入酸洗槽內(nèi)進行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完畢，主要去除硅料表面的SiO2雜質(zhì)及金屬雜質(zhì)；少量硅料由于表面酸洗不徹底需對其利用1號清洗液（由雙氧水〈33%〉、氨水〈30%〉及自來水按1:1:7的體積比進行配比）進行清洗處理；酸洗或清洗完畢后利用高純水進行沖洗（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(nèi)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(dǎo)率來確定，）。⑥甩干、烘干、包裝入庫。經(jīng)高純水浸泡后的硅料放入甩干機內(nèi)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(nèi)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(jīng)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(chǎn)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(nèi)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(zhì)；另外，腐蝕槽上方設(shè)置集氣抽風(fēng)裝置，進出料時開啟抽風(fēng)裝置，產(chǎn)生的堿霧進入廢氣處理設(shè)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(nèi)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(zhì)及金屬雜質(zhì)；酸洗完畢后將硅料放入氫氟酸（濃度為5%）浸泡槽（1個，）內(nèi)進行浸泡3～5min使硅料表面的金屬非金屬雜質(zhì)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(chǎn)工藝圖3 單晶硅生產(chǎn)工藝流程圖工藝流程說明：①硅料。單晶硅生產(chǎn)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(jù)要求與相應(yīng)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(nèi)拉晶（控制溫度約為1420℃，時間約為30～40h/批，每批生產(chǎn)量約為20kg/爐；拉晶過程中單晶爐內(nèi)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(nèi)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(nèi)卸下，以便后道加工處理。③測試、分段。利用各類檢測設(shè)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(jīng)測試合格后（測試不合格的硅棒則送單晶爐或結(jié)晶爐作回爐重新拉晶處理）送入切斷機內(nèi)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(nèi)進行切片處理；分段過程采用自來水對設(shè)備進行冷卻，經(jīng)冷卻后排入廠區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施。(3)單晶硅片切割生產(chǎn)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(shè)備進行冷卻，經(jīng)冷卻后排入廠區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施。②切片。將分段的成品硅棒送入切片機內(nèi)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(jīng)設(shè)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(jīng)清洗后的硅片送入離心機內(nèi)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(jīng)檢測合格后即可包裝出廠。(4)研磨硅片生產(chǎn)工藝圖5 研磨硅片生產(chǎn)工藝流程圖工藝流程說明：研磨硅片生產(chǎn)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(nèi)（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(yīng)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(nèi)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(fēng)干即為成品，經(jīng)包裝后即可出廠。 主要設(shè)備選型 選型原則 (1)技術(shù)先進：設(shè)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(chǎn)品物耗、能耗低，加工程度和加工能力較高，技術(shù)水平先進，有較高的技術(shù)含量；裝備水平先進，設(shè)備結(jié)構(gòu)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(shè)備成熟度高。采用已充分驗證并經(jīng)過使用的設(shè)備；生產(chǎn)穩(wěn)定性高。 引進設(shè)備本項目關(guān)鍵生產(chǎn)和檢測設(shè)備擬引進國際先進的儀器設(shè)備，公司將在認(rèn)真調(diào)研的基礎(chǔ)上以招標(biāo)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(shè)備。擬選擇的相關(guān)設(shè)備介紹如下：(1)切片機日本、瑞士所生產(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)的切方機具有世界先進水平。日本NTC公司生產(chǎn)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(chǎn)量及生產(chǎn)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(dǎo)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(shè)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(yīng)低電阻率樣片的測試需要 －全自動操作及數(shù)據(jù)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(yīng)用： －材料的質(zhì)量控制(單晶硅棒的出廠、進廠檢查)。(4)硅片檢測設(shè)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(shè)備主要應(yīng)用于硅片出廠、進廠檢查，電池生產(chǎn)過程監(jiān)控等。 主要應(yīng)用： －硅片進（出）廠的質(zhì)量控制 －電池工藝過程質(zhì)量控制引進設(shè)備清單見表51（美元與人民幣的比價為：1：7）。表51 引進設(shè)備清單 序號設(shè)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(chǎn)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(shè)備Semilab：WT1000B17749匈牙利4硅片檢測設(shè)備Semilab：WT1000RES18856匈牙利合計125403780 國產(chǎn)設(shè)備選用工藝成熟、技術(shù)先進的設(shè)備，有的國產(chǎn)設(shè)備采用引進技術(shù)制造，核心部件國外采購，國產(chǎn)設(shè)備主要有：單晶生產(chǎn)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(dǎo)體材料加熱并熔化，然后用直拉法生長無位錯的單晶設(shè)備。該設(shè)備可以大規(guī)模生產(chǎn)集成電路、太陽能等行業(yè)所需的高質(zhì)量的單晶硅。該設(shè)備可使用18〞或20〞的熱系統(tǒng)，投料6080kg，拉制6〞〞的單晶，此設(shè)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(shù)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(nèi)徑　　　　　　　　　850mm加熱方式　　　　　　　　　　石墨電阻加熱籽晶拉速　　　　　　　　　　籽晶轉(zhuǎn)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(zhì)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(shè)備，適用于單晶硅配料的鋸段和鋸片。主要技術(shù)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(zhuǎn)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(dǎo)軌運動直線度： ≤送料導(dǎo)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(chǎn)的加工設(shè)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(gòu)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(dǎo)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(shù)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(jié)構(gòu)，外型美觀大方，結(jié)構(gòu)緊湊合理。設(shè)置液位安全控制系統(tǒng)，確保設(shè)備正常工作。設(shè)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(diào))。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(shè)計，保證有足夠水位，且不斷把浮在水面上的臟物溢出。國產(chǎn)設(shè)備清單見表52表52 國產(chǎn)設(shè)備清單 單位(萬元)序號設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量單價總價生產(chǎn)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(shè)備18兆水質(zhì)，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(shè)備有限公司6硅料清洗設(shè)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.