【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 放入酸洗槽內(nèi)進(jìn)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(duì)其利用1號(hào)清洗液（由雙氧水〈33%〉、氨水〈30%〉及自來(lái)水按1:1:7的體積比進(jìn)行配比）進(jìn)行清洗處理；酸洗或清洗完畢后利用高純水進(jìn)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(jī)內(nèi)進(jìn)行清洗，進(jìn)一步去除硅料表面附著的殘留酸液，使其表面無(wú)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(wú)酸液附著（主要測(cè)試高純水電導(dǎo)率來(lái)確定，）。⑥甩干、烘干、包裝入庫(kù)。經(jīng)高純水浸泡后的硅料放入甩干機(jī)內(nèi)進(jìn)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(jìn)行烘干處理對(duì)硅料進(jìn)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(kù)，以便進(jìn)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(shuō)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(gè)，規(guī)格為Ф1m1m）內(nèi)進(jìn)行腐蝕，硅料放入后腐蝕時(shí)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(jìn)出料時(shí)開(kāi)啟抽風(fēng)裝置，產(chǎn)生的堿霧進(jìn)入廢氣處理設(shè)施處理；腐蝕完畢后的硅料利用高純水進(jìn)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(jìn)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(gè)）內(nèi)進(jìn)行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完畢，進(jìn)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(gè)，）內(nèi)進(jìn)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(yùn)作時(shí)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(kù)。上述工序說(shuō)明具體見(jiàn)前述酸洗腐蝕工藝流程說(shuō)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(shuō)明：①硅料。單晶硅生產(chǎn)過(guò)程中使用的硅料，均為成品（無(wú)需再進(jìn)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(jìn)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(diǎn)的硅片，加入量約為硅料加入量的百萬(wàn)分之一）進(jìn)行混合裝入單晶爐內(nèi)拉晶（控制溫度約為1420℃，時(shí)間約為30～40h/批，每批生產(chǎn)量約為20kg/爐；拉晶過(guò)程中單晶爐內(nèi)采用液氬作為保護(hù)氣體；該過(guò)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(jìn)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(zhǎng)完畢后對(duì)單晶爐進(jìn)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(cè)試、分段。利用各類檢測(cè)設(shè)備對(duì)成規(guī)則柱狀硅棒進(jìn)行電阻率、氧、碳等成分進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)測(cè)試合格后（測(cè)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(jī)內(nèi)進(jìn)行分段處理（一般直徑為125mm，長(zhǎng)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(jìn)入切片機(jī)內(nèi)進(jìn)行切片處理；分段過(guò)程采用自來(lái)水對(duì)設(shè)備進(jìn)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(guò)程包括以下步驟：硅片→自來(lái)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(shuō)明：①硅棒。去頭尾、切方，即利用切斷機(jī)對(duì)硅棒進(jìn)行去頭尾處理，之后利用切方機(jī)對(duì)其進(jìn)行切方處理使其成為規(guī)則柱狀；然后進(jìn)行分段。其頭尾切料及廢硅料回爐利用。該過(guò)程采用自來(lái)水對(duì)設(shè)備進(jìn)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(jī)內(nèi)進(jìn)行切片處理（每臺(tái)切片機(jī)需加入250kg切割液及250kgSiC粉末作為冷卻液，其在使用過(guò)程中經(jīng)設(shè)備自帶的過(guò)濾裝置過(guò)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(duì)切好的硅片須進(jìn)行清洗處理，主要包括自來(lái)水洗（時(shí)間約6min，控制溫度為30～40℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時(shí)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(shí)間約6min，溫度為65℃）、純水洗（2道，每道控制條件為：時(shí)間約6min，溫度為30～40℃），經(jīng)清洗后的硅片送入離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行甩干處理以去除硅片表面殘留的少量水分。④檢測(cè)、包裝。對(duì)成品硅片進(jìn)行檢測(cè)（主要對(duì)其電阻率、氧、碳等成分及外觀），經(jīng)檢測(cè)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(shuō)明：研磨硅片生產(chǎn)過(guò)程中使用的原料均為外購(gòu)成品，之后將硅片依次放入硅片研磨機(jī)內(nèi)（每次加工量為15片，該過(guò)程需加入磨液避免硅片在研磨過(guò)程中發(fā)生破裂并達(dá)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(jī)內(nèi)進(jìn)行清洗（共3道，采用高純水，每道時(shí)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(jìn)：設(shè)備性能先進(jìn)。具有較高的性能費(fèi)用比，功能完善，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(jìn)，有較高的技術(shù)含量；裝備水平先進(jìn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，制造精良，連續(xù)化、機(jī)械化和自動(dòng)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(yàn)證并經(jīng)過(guò)使用的設(shè)備；生產(chǎn)穩(wěn)定性高。 引進(jìn)設(shè)備本項(xiàng)目關(guān)鍵生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備擬引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)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(guó)、匈牙利等國(guó)家選擇具有國(guó)際先進(jìn)水平的切片機(jī)、切方機(jī)及硅片檢測(cè)設(shè)備。擬選擇的相關(guān)設(shè)備介紹如下：(1)切片機(jī)日本、瑞士所生產(chǎn)的高速多道線切割機(jī)是具有世界先進(jìn)水平的切片機(jī)。日本NTC公司高速多道線切割機(jī)MWM442DM適用于裁切薄型太陽(yáng)能電路板，小口徑電路板、石英。MWM442DM型高速多道線切割機(jī)有非常高的成品率。MWM442DM型高速多道線切割機(jī)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(dá)最大鋼絲速度：1000m/min主輥直徑：φ200～30mm鋼絲儲(chǔ)線容量：150～300Km機(jī)械外形尺寸：2200W2550H1750L（mm）機(jī)械重量：(2)切方機(jī)日本、瑞士所生產(chǎn)的切方機(jī)具有世界先進(jìn)水平。日本NTC公司生產(chǎn)的高速多道線切割機(jī)MBS1000適用于裁切光伏電池硅晶塊MBS1000型高速多道線切割機(jī)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(diǎn)。MBS1000型高速多道線切割機(jī)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(gè)（φ200），27個(gè)（φ120）鋼絲張力操縱方式：扭矩馬達(dá)最大鋼絲速度：1000m/min主輥直徑：φ200～30mm鋼絲儲(chǔ)線容量：～150Km機(jī)械外形尺寸：3000W3200H5700L（mm）(3)硅片檢測(cè)設(shè)備少子壽命測(cè)試儀匈牙利Semilab WT1000B單點(diǎn)硅棒、塊或硅片的少子壽命測(cè)試儀，提供快速、無(wú)接觸、無(wú)損傷的少數(shù)載流子壽命測(cè)試。 主要特點(diǎn)： －適應(yīng)低電阻率樣片的測(cè)試需要 －全自動(dòng)操作及數(shù)據(jù)處理 －能夠靈活測(cè)試硅錠、硅棒以判斷頭尾位置 －對(duì)硅棒進(jìn)行分選 主要應(yīng)用： －材料的質(zhì)量控制(單晶硅棒的出廠、進(jìn)廠檢查)。(4)硅片檢測(cè)設(shè)備單點(diǎn)少子壽命、電阻率和厚度測(cè)試儀匈牙利Semilab WT1000Res 單點(diǎn)硅片少子壽命、硅片厚度和電阻率測(cè)試儀，提供快速、無(wú)接觸、無(wú)損傷的測(cè)試。該設(shè)備主要應(yīng)用于硅片出廠、進(jìn)廠檢查，電池生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等。 主要應(yīng)用： －硅片進(jìn)（出）廠的質(zhì)量控制 －電池工藝過(guò)程質(zhì)量控制引進(jìn)設(shè)備清單見(jiàn)表51（美元與人民幣的比價(jià)為：1：7）。表51 引進(jìn)設(shè)備清單 序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量單價(jià)（萬(wàn)美元）總價(jià)（萬(wàn)美元）總價(jià)(萬(wàn)元)產(chǎn)地1切片機(jī)MWM442DM9日本或瑞士2切方機(jī)MBS10001日本或瑞士3硅棒檢測(cè)設(shè)備Semilab：WT1000B17749匈牙利4硅片檢測(cè)設(shè)備Semilab：WT1000RES18856匈牙利合計(jì)125403780 國(guó)產(chǎn)設(shè)備選用工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備，有的國(guó)產(chǎn)設(shè)備采用引進(jìn)技術(shù)制造，核心部件國(guó)外采購(gòu)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備主要有：?jiǎn)尉a(chǎn)爐、晶棒鋸斷機(jī)、晶棒破方機(jī)、超聲波清洗機(jī)、硅片測(cè)試儀、硅片壽命儀、多晶硅超洗機(jī)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(guò)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(zhǎng)無(wú)位錯(cuò)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(yáng)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(duì)（四個(gè)）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(zhǎng)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(dòng)機(jī)功率： 鋸帶規(guī)格：(長(zhǎng)寬厚) 323038 切割進(jìn)給速度： 0～20mm/min 進(jìn)給拖板最大行程： 360mm 送料拖板最大行程： 250mm 鋸片張緊： 機(jī)械式、壓力傳感器保護(hù) 控制方式： 計(jì)算機(jī)控制，觸摸屏操作 主帶輪徑向跳動(dòng): ≤ 切割導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)直線度： ≤送料導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度 420mm 總功率 6KW (3)滾圓機(jī) 滾圓機(jī)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(jī)布局合理，床身采用強(qiáng)度高、港型號(hào)、吸震性能優(yōu)良的鑄鐵構(gòu)件。選用高精度、告負(fù)載能力，高可靠性及絕佳運(yùn)動(dòng)特性的自潤(rùn)滑滾動(dòng)直線導(dǎo)軌付及滾珠絲杠付，實(shí)現(xiàn)縱向、橫向及垂直方向的運(yùn)動(dòng)。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(shí)二鋸片之間的距離。工件裝夾方便靈活，加緊牢固。機(jī)床的整個(gè)工作過(guò)程由計(jì)算機(jī)程序控制系統(tǒng)控制，觸摸式控制屏只管明了，操作簡(jiǎn)便。征集的防護(hù)與保護(hù)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(zhǎng)度　　　　　50mm500mm切方對(duì)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(zhǎng)寬高）325014002080mm總功率　　　　　　　　 (4)硅片超聲波清洗機(jī)主要特點(diǎn)：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(guò)濾系統(tǒng)，保證溶液清潔度。加熱及自動(dòng)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(dú)特的鋸齒溢水口設(shè)計(jì)，保證有足夠水位，且不斷把浮在水面上的臟物溢出。國(guó)產(chǎn)設(shè)備清單見(jiàn)表52表52 國(guó)產(chǎn)設(shè)備清單 單位(萬(wàn)元)序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量單價(jià)總價(jià)生產(chǎn)廠家1熱場(chǎng)20寸36臺(tái)12432上海東洋碳素有限公司2碳?xì)?mX10mX10mm1套7070上海東洋碳素有限公司3石英坩鍋20寸540個(gè)0．2108寧波寶斯達(dá)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(shí)1套120120深圳市純水一號(hào)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(jìn)常運(yùn)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(jī)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(tái)23469水循環(huán)系統(tǒng)（水管，閥門，水泵等）DN200；口徑200mm，延程40m.