高纯多晶硅洁净生产工艺.ppt

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1、 高纯多晶硅洁净生产工艺高纯多晶硅洁净生产工艺 研发中心研发中心 王显兰王显兰1.洁净在多晶硅生产中的必要性2.洁净室的定义3.洁净等级及标准4.洁净室的维护及管理5.洁净室行为规范6.多晶硅生产过程中需注意的洁净问题1.洁净在多晶硅生产中的必要性 随着太阳能光伏和半导体产业的发展，对多晶硅纯度的要求越来越高。多晶硅的质量好坏，直接关系到晶体管的合格率，电学性能以及太阳能电池转换效率的高低。提高多晶硅产品质量的措施：1.在生产过程中，搞好工艺卫生。树立“超纯”观念，养成严格的工艺卫生操作习惯（操作环境最好有洁净室）2.提高原料纯度 3.强化精馏效果 4.氢还原过程的改进 5.加强分析手段提高分

2、析灵敏度洁净在工艺生产中的必要性 可见杂质对产品多晶硅中微量元素含量的影响（多晶硅中C小于等于2.5E16at/cm3 即0.21ppm，TMI小于等于0.05ppm)例 1.一滴油按实际理论计算可以污染122.5kg多晶硅（一滴油中含碳量为：0.01035 g）2.长1cm，宽0.5mm，厚0.05mm的铁丝按实际理论计算可污染240kg的多晶硅 3.一块重0.29g的石墨按实际理论计算可污染1380kg多晶硅 4.一根头发大概可以沾污100kg左右的多晶硅 以上数据可以表明，可见杂质对多晶硅质量的影响较大。2.洁净室的定义洁净室（clean room)又称无尘室或净化间。是指不论室外空气条

3、件如何变化，仍能使室内空气中微尘粒子，有害气体，细菌等污染物排除，并且室内温度，湿度，洁净度，空气压力，气流分布，气流速度，噪声，震动，照明，静电等特性能控制在某一特定需求范围内。因此，洁净室必须具备以下功能：1.能除去空气中漂浮的微尘粒子2.能防止微小粒子的产生3.温度，湿度能控制在一定范围内4.室内空气有一定压力，气流速度及气流分布5.能排除有害气体(废气）6.有除静电防护，防电磁干扰7.有安全，节能措施洁净室工作原理：通过空气处理装置，将空气流送入管道，并通过空气过滤装置，将洁净的空气送入室内，同时通过工艺排风将室内空气送回空气处理装置或室外，循环往复就能达到净化的目的3.洁净室等级及标

4、准1963年美国制定出国际上第一套洁净室标准 （美国联邦标准-FS 209标准），此后不断修改标准，同时世界上几个主要的国家根据自己的需要，分别制定了自己的洁净标准。现在国际上采用的ISO洁净室等级的划分标准是由全球各国际标准化团体联合会编制的(ISO-14644 Air Cleanliness).有8个部分组成（洁净室等级的划分，洁净室的测试方法，洁净室的设计与施工，洁净室的运行，定义及单位，微环境与隔离等）。我们重点了解洁净室等级的划分(ISO 14664-1 Air Cleanliness)洁净室等级划分空气洁净 等级（N)国际（ISO-14644-1 Ail Cleanliness)洁

5、净室标准美国（FS-209D)标准中国GB 50073-2001标准大于或等于表中粒径的最大浓度值|（个|立方米）Ft为英尺 1ft=12英寸 1ft=304.8mm 1in=25.4mm个|立方英尺个|立方米0.1um0.2um0.3um0.5um1.0um5.0um以0.5um计ISO Class1十2ISO Class2一百24104ISO Class3一千2371023581ISO Class4一万237010203528310ISO Class5十万2370010200352083229100ISO Class6一百万2370001020003520083202931000ISO C

6、lass735200083200293010000ISO Class8352000083200029300100000ISO Class9352000008320000293000洁净度 谈到净化厂房的洁净度时，可以举“在太平洋中游弋的一条鱼”的例子来比喻“浮游在空气中的灰尘微粒”，目的是让大家亲身感觉到半导体洁净室方面的那种极其洁净的程度。我们以ISO1级的洁净度为例。1.ISO1级1m3空气中0.1m粒子10个;浮游粒子在空气中的体积比为5.241/10（21次方）2.太平洋的面积为16500万km2、平均深度为4282m、体积为70700万km3。如果与ISO 1级相同的粒子比例进行换算

7、，70700万km3的5.2410（-21次方）仅3.7 l，3.7 l也就大约相当于一条鱼的体积。把一个立方米的空间，等比例放大到象太平洋这样巨大的空间，经过超高效过滤器的过滤，大于3.7升体积的鱼（微粒）全部被过滤掉了；只有比它小的鱼（微粒）还存在“太平洋中游弋的一条鱼”是一种什么样的感觉了吧个行业洁净标准 半导体行业（CSMC)个行业洁净标准 多晶硅生产 由于多晶硅生产目前还处在发展阶段，企业对洁净生产的认识随着太阳能级多晶硅厂商对产品质量的不断提升和行业标准的修订越来越明朗化。例如*硅业（改良西门子法）。洁净室主要集中在以下几个部分：1.产品检测部分（ICP-MS 1000级）2.氢气

8、还原SiHCl3 （十万级）3.硅芯制备。（三十万级）4.产品的整理和产品的检测（三十万级）4.洁净室的维护与管理洁净室内污染的来源，经测试如下表。在洁净室中不规范的动作会产生大量的尘埃粒子，从而严重影响洁净室的洁净度。作业人员进出洁净室时尘埃粒子有明显的增加，有人动作时其洁净度马上会恶化。No.No.尘埃粒子来源尘埃粒子来源所占比例所占比例%1 1空气泄漏空气泄漏7 72 2原材料原材料8 83 3生产过程生产过程25254 4设备设备25255 5人员人员3535洁净室内污染来源比例洁净室的维护与管理 表一人体的动作 大于等于0.5um 普通工作 服 无尘服白大挂形全覆盖形站立（静姿态）3

9、390001130005580坐下（静姿态）3020001120007420手腕上下动298000029800018600上身前屈224000053800024200手腕自由运动224000029800020600头颈上下，左右动63100015100011000屈身321000030500037400原地踏步280000086100044600步行2920000101000056000单位;个|人.分钟人体的不同动作及不同工作服所能产生的微尘粒子数洁净室的维护与管理 表二 人员的动作 环境周围之污染增加的倍数 操作人员动作4-5人同时聚集在一起 1.5-30正常的步行 1.2-2.0静静地坐

10、下 1.0-1.2将手伸入层流式的无尘工作台中 1.01层流式的无尘工作台无操作 无 操作人员自身行为正常的呼吸 无吸烟后的20分钟内吸烟者的呼吸 2.0-5.0打喷嚏 5.0-20.0用手擦脸上的皮肤 1.0-2.0 操作人员用的工作服 （合成纤维产品）刷工作服的袖子时 1.5-3.0不穿鞋套踏地板 10.0-50.0穿鞋套后踏地板 1.5-3.0从口袋内取出手帕 3.0-10.0洁净室的管理1.作业人员的管理：作业人员要有洁净度的思想观念，需进行洁净技术的培训学习，对特殊关键岗位人员需进行考核，持证才能进入洁净区着装和卸装的步骤着装和卸装的步骤刷卡进入更衣室刷卡进入更衣室洗手烘干洗手烘干戴

11、发套，将头发完全放入发套戴发套，将头发完全放入发套戴口罩，口、鼻完全掩在口罩内戴口罩，口、鼻完全掩在口罩内穿净化服穿净化服,拉好拉链拉好拉链穿净化鞋，裤管收在鞋筒内，拉好拉链穿净化鞋，裤管收在鞋筒内，拉好拉链戴手套戴手套,端口放在两层衣袖中间端口放在两层衣袖中间着装和卸装的步骤着装和卸装的步骤着装完毕着装完毕进风淋室前请确认着装符合规范进风淋室前请确认着装符合规范脱净化鞋脱净化鞋净化鞋放入指定鞋柜净化鞋放入指定鞋柜脱净化服，挂到相应挂钩上脱净化服，挂到相应挂钩上脱口罩、头套脱口罩、头套脱手套脱手套脱手套脱手套手套、头套、口罩扔入对应的垃圾桶手套、头套、口罩扔入对应的垃圾桶净化间内部洁净室的管理

12、原，辅材料或设备去除外包装外部初步洁净处理移至洁净工作区移至物料，设备清洗去除内层包装清洁原，辅材料或设备表面移入洁净工作区2.物流的管理工作人员进行清洁处理时必须穿着洁净工作服，实用无尘纸或不脱纤维的无尘布，清洁剂实用超纯水或3%-5%浓度的丙酮或 IPA设备搬运时，事先应在地板上铺设已清洁过的不锈钢板或胶板以保护洁净地板3.洁净室内物品的管理洁净室内除了进出洁净室用的洁净工作衣，鞋，帽，口罩，手套，防护眼镜外，还有文具纸张（净化纸），桌子，椅子，传片盒，片架，搬运小车，真空吸尘器，垃圾箱等一、一、净化服的管理规定净化服的管理规定1.净化服、鞋均每周清洗一次，净化服由净化区门卫负责回收并统一

13、送洗衣房清洗；2.每位员工有两套净化服便于替换，拆袋的净化服必须挂在相应号码的挂钩上；3.净化服上除了由净化区门卫作统一编号外，不得任意乱涂乱写，违者自费更新；4.净化服、鞋有损坏、污染或松紧异常等，应及时告诉门卫，以便更新，并由门卫作好登记工作。5.净化服暴漏在非净化区域后应经过清洗才能再次在净化间内使用。6.外来参观人员的净化服使用后由门卫立即进行回收清洗。5 洁净室行为规范（半导体行业洁净室行为规范）二、二、进出净化区物品的管理规定进出净化区物品的管理规定1.进出净化区的物品必须符合净化要求，并只可通过两个通道进入：大件由电梯间进入，其余小物品（长度小于1m）由净更衣室经风淋进入；2.表

14、面脏的物品要用5%的异丙醇或纯水擦洗干净。3.油性液体及待修设备从进入净化区时，不要沾污地面，如有沾污及时清洗干净；4.化学品及其他需进入电梯间的物品必须擦洗干净，搬运人员进入电梯间必须更换干净的拖鞋；6.净化间使用结束的空桶（瓶）在退回前贴好化学特性标识5 洁净室行为规范三、三、净化区行为举止细则净化区行为举止细则1.进入净化间严禁化妆，留长指甲,喷香水2.穿毛衣禁止进入净化间3.手机不得带入净化间。4.员工出入必须进行必要的风淋除尘过程5.准时进入工作岗位，作好交接班和卫生打扫；6.食物、饮料、水不得带入净化间，不得在净化间吃口香糖7.工作时间不能打闹嬉笑、奔跑、四处闲逛、不做和工作无关的

15、事；8.工作过程中严禁直接坐在设备、工作台和地板上；9.保持工作现场整洁美观，常做6S；10.工作之余，不得触摸与自己无关的仪器和设备；11.穿着净化服者不得到非净化的区域（紧急事故除外）；5 洁净室行为规范四、预防污染四、预防污染1.不可以裸手碰工作台、工具及其他净化区器材；2.禁止在净化区内抓头、抹脸或搓手，手套若触及脸部应立即更换；3.口罩、手套破损必须及时更换4.净化间白区禁止5人及以上人员聚堆5.在做设备及工作区的清洁前，应在手套外面再戴一层手套，在清洁结束后，将外层手套脱掉后才能进行生产操作。6.使用N2气枪时，必须低于工作台之下，以免粉尘污染圆片；7.在净化区中，产品片的放置高度

16、不得低于30公分，以避免受到人员走动时产生的颗粒污染；8.除非工作需要，不得接近有圆片放置的工作台面和设备，必须与圆片保持至少30公分的距离；9.净化间内禁止撕纸，可将净化纸预先裁成合适大小再带入净化间。10.净化区内的打印机须放置在低于60公分的位置；11.圆片在非加工和异常处理状态下，禁止直接暴露在空气中，以免粉尘污染圆片；5 洁净室行为规范五、净化区内设备维修和施工操作规定五、净化区内设备维修和施工操作规定1.净化区内设备维修时必须放置“正在维修”标识牌；2.净化区内设备维修时，应做好净化防护措施；3.施工所用设备和工具在进入净化区前需先擦干净，在使用前再进行擦洗；4.维修维护或施工过程

17、中,避免乱堆乱放，维修结束后将所有工具清理干净；5.维修维护或施工过程中，不得坐或躺在地板上，如确实需要先铺垫塑料隔离垫；6.施工过程中产生的赃物和颗粒,必须用真空吸管吸掉并认真擦干净，同时将工作桌面、地面清扫干净；7.登高作业时应使用梯子，禁止踩踏管线或设备。5 洁净室行为规范6 多晶硅生产过程中需避免的洁净问题避免交叉污染 对洁净要求高的生产区要达到一定的洁净等级 高洁净区与低洁净区间应设置缓冲区 对易产生污染的区域要单独放置可能存在的金属离子粘污1.生产车间中空气中的金属离子超标2.生产用水，水中金属离子超标3.生产原料纯度不够-金属含量超标4.在多晶硅生产中直接或间接使用金属工具 a.碳化钨多晶硅破碎锤的使用(用无尘布包裹）b.金属材质装载车的使用 c.测试时使用金属材质的桌子（测试间使用边角是AL的桌子，测试时移动硅芯的过程中可能会粘污金属AL)