第二节　单晶制绒操作工艺

单晶硅片制绒工艺流程，主要包括以下几个方面。

1.装片

①戴好防护口罩和干净的橡胶手套。

②将仓库领来的硅片从箱子中取出，以200片为一个生产批次，把硅片插入清洗小花篮， 在装片过程中，由于硅片易碎，插片员需轻拿轻放；来料中如有缺角、崩边、隐裂等缺陷的硅片，不能流入生产线，及时报告品管员，将这些硅片分类放置、集中处理；有缺片现象时，要在缺片记录上记录缺片的批号、厂商、箱号和缺片数。

③在“工艺流程卡”上准确记录硅片批号、生产厂家、电阻率、投入数、投入时间和主要操作员。

④装完一个生产批次后，把“工艺流程卡”随同硅片一起放在盒架上，等待制绒。

2.开机

①操作员打开工艺排风，打开压缩空气阀门，打开设备进水总阀。

②操作员打开机器电源，待设备自检完成并显示正常后，在手动操作界面下手动打开槽盖，检查槽盖的灵活性，检查机械手运行是否正常。

③操作员将装好硅片的小花篮放在花篮承载框中，然后将承载框搬到上料台上。

④操作员在“手动”模式下检查单晶制绒工艺参数是否正常，按照工艺参数，计算出所含有NaOH、Na2SiO3、（CH3）2CHOH和酒精的量，配溶液之前先清洗好制绒槽。关闭排水阀，打开进水阀门，向制绒槽中缓慢加入78℃的纯水，然后向槽中加入NaOH，打开循环泵，充分搅拌均匀，（CH3）2CHOH和添加剂在上料时加入制绒槽（化学药品的添加顺序不能混淆），按照要求向氢氟酸槽和盐酸槽中加入HF和HCl。

⑤操作员将运行模式设置为“自动”，按“启动”键启动程序。

3.生产过程

①将装好硅片的小花篮放在花篮承载框中，然后将承载框搬到上料台上。

②工艺槽温度设定和启动加热。根据参数设定工艺温度，启动加热器使槽内液体升温。要特别注意：槽内没有水或溶液不能开加热器，否则会烧坏加热器。每次只能启动3个槽同时加热，待恒温后，再启动另外3个槽。

③加热制绒液体到设定温度以后，根据本班目标生产量在控制菜单上进行参数设置（包括粗抛、碱蚀、喷淋、鼓泡漂洗时间和产量的设置）。

④参数设置完毕，在手动状态下按“复位”键，运行模式拨到“自动”状态，按“启动”键，机器进行复位，待机械手停止运动后即可上料生产。若不立即生产，则暂时拨回“手动”状态。

⑤配制溶液

a.浓度要求　粗抛液的浓度要求为：粗抛液中NaOH∶H2O=11.8%（质量比）；粗抛液自动补碱箱中NaOH∶H2O=15%（质量比）；制绒液中NaOH∶H2O=1.76%（质量比），Na2SiO3∶H2O=1.26%（质量比），C2H5OH∶H2O=5.0%（体积比）。

b.溶液配置过程

粗抛液配置过程　清洗好粗抛槽，关闭排水阀门，打开进水阀门，向槽中缓慢放水，同时向槽中倒入NaOH粉末，控制速度，在槽中约放入2/3槽水的同时加入10kg NaOH，关闭槽盖，在控制面板上打开加热开关，对槽中液体开始加热。待温度升至70℃时，打开槽盖，再向槽中倒入10kg NaOH粉末并注水，同时用水瓢对溶液进行搅拌，以使NaOH充分溶解，液面升至溢水口下方2cm处时停止注水。

制绒液配置　计算出170L制绒液所含有的NaOH、Na2SiO3和无水乙醇的量，清洗好制绒槽，关闭排水阀门，打开进水阀门，向槽中缓慢放水，同时向槽中倒入NaOH、Na2SiO3和无水乙醇，在此过程中用水瓢不断搅拌溶液，待加完NaOH、Na2SiO3和无水乙醇后，放水调整液面至溢水口下方2cm处，关闭槽盖，在控制面板上打开加热开关，对槽中液体开始加热。生产时再向槽中加入1L无水乙醇。

c.参数设置如表2-3所示。

⑥生产过程

a.运行模式设置为“自动”，按“启动”键启动程序，按照制绒机设定好的参数进行生产。

b.机械手将承载框平移，依次送到各处理工位，对硅片进行超声预清洗、制绒、盐酸中和、氢氟酸去氧化层等，经过11个处理工位全过程处理后，承载框由自动机械手移到出料工位，再由操作员将小花篮取出。

11个处理工位具体为：超声预清洗→温水漂洗→腐蚀制绒→喷淋→漂洗→HCl处理→漂洗→HF处理→漂洗→喷淋→漂洗。

c.每制绒一篮，粗抛液、制绒液内都要补充NaOH，补充量根据消耗量确定，并适当补充去离子水。

注意　整个自动运行过程中，操作员不能离开，需时刻监视设备运行情况。

⑦甩干

a.将装满硅片的小花篮放入甩干机中，启动设备，甩干。注意每班开机后先空甩一次。

b.操作员将花篮承载框放入传递窗中，上料员从传递窗中取出花篮承载框，并放到指定地点。

c.记录甩干后合格的硅片，并通过传递窗流向下一道扩散工序。

⑧自检

a.在制绒过程中和甩干后，各操作过程的操作员需对每一批次硅片进行自检，符合工艺、质量要求才能流至下道工序，不符合要求的及时通知品管员。

b.自检时，主要观察是否有裂痕、缺角、崩边、指纹印、污渍、药液水珠、明显发白及发亮，均无的为制绒合格，正常往下流。将无法继续生产的硅片取出，并填写出片数，记录好流程卡。

⑨关机　在长时间不进行生产的情况下，停止设备运行，关闭电源，锁上电锁，关闭气体阀门，关闭总电源，锁好电柜。清洁、维护设备。

4.设备操作规程运行需满足的条件

①电源启动。

②压缩空气0.5MPa。

③氮气0.3MPa。

④水阀打开并调制规定流量。

⑤所有槽液位达到上限。

⑥机械臂在上料台上限位。

⑦加热器温度达到设定值。

⑧净化送风排风通畅，保持微正压。

5.工艺卫生要求

①不允许用手直接接触硅片，插片时戴好一次性手套。插完硅片后，手套应立即更换，不得重复使用。

②制绒车间要保持清洁，地面常有碱液或干碱，要经常打扫。

③盛过碱液或乙醇的塑料桶要及时刷洗，不可无标识长时间用桶盛碱液或乙醇。

④物品和工具定点放置，用过的工具要放回原位，严禁乱放，保持硅片盒和小花篮清洁。

⑤每班下班前要对制绒设备进行卫生清理，擦掉机器上面的碱，擦掉槽盖上的硅胶。

6.注意事项

①停做滞留的硅片要用胶带封好箱，标签注明材料批号、供应商和实际数目。

②每批投片前要检查化学腐蚀槽中的液位，不合适的要及时调整。

③小花篮和承载框任何时候不能放在地上。

④严格按照工序控制标准检查绒面质量，绒面不合格的硅片要按照检验卡片和工序控制点操作指导卡规定的程序进行处置。

⑤硅片在制绒槽时，绝不能拿出硅片检查绒面情况，要进入漂洗槽后再查看绒面情况。

⑥操作化学药品时，一定要戴好防护面具和防护手套。

⑦制绒设备的窗户在不必要时不要打开。机器设备在运行时，不得把头、手伸进机器内，以防造成伤害事故。

⑧制绒机卫生保养时，要防止电线浸水短路，擦洗槽盖时要防止制绒溶液的污染。

⑨在正常生产运行过程中，设备出现任何异常或报警，应及时通知设备、工艺、品质人员，生产现场留守1人观察，禁止操作。