品质管理部检验教程A-243A3

品质管理部检验教程1、硅的化学符号为Si,元素周期表中，第三周期，第ⅣA族元素，原子序数14，原子量28，化合价为﹢4价和﹢2价。2、晶体结构：金刚石结构（正四面体），原子间以共价键结合。3、按晶体结构分：单晶硅、多晶硅单晶硅：在晶体中，组成的原子按一定规则呈周期性排列。多晶硅：由许多不同方位的单晶组成。4、按导电类型划分：N型、P型5、按硅的形状划分：粉状、粒状、块状、棒状、片状等。6、按应用领域划分：太阳能级、电子级、航天级硅的基础知识7、在自然界中没有游离态的单质硅，硅以化合物的形态存在。在地壳中硅含量很大，氧约占地壳的二分之一，硅约占四分之一（25.8%）。硅中主要非金属杂质有O、C、P、B等，主要金属杂质有Fe、Cu等，含量一般为百万分之一、十亿分之一、千亿分之一。硅中没有杂质，一般是没有用途的，但对杂质含量有一定的要求。例如：①重金属使反向电流增加，寿命下降。②氧的存在，好像引入了一定量的施主，叫热施主。严重影响少子寿命，会经常造成假寿命，因为氧与重金属结合，在热处理时，降低寿命。另外，也影响微晶、电阻率等重要指标。③P、B决定材料的导电类型。一个企业的生产技术是企业的生命，而质量同样也是企业的生命。一个企业的好坏不单是企业利润的多少，严格的质量把关才是最关键的！试想，我们的产品投放市场后由于质量问题无人问津，产品销量上不去，你想这样的企业还能生存下去多长时间呢？质量管理不严，生产过程中有多少半成品由于质量问题而报废或者返修？质量的把关是靠所有参与产品生产的员工及其管理生产和管理质量的企业领导共同做到。很多企业由于对质量管理的理解不深，将质量管理等同于质量检验，认为质量管理就是对已经生产出来的产品进行简单的“质量把关”及“不良品处理”。而忽视了质量的事前控制与事中的过程控制，进而使质量管理人员疲于奔命，东边“着火”就赶到东边“救火”、“西边洪水泛滥”就赶到西边“抗洪”，哪里出现问题就哪里“抢险”，最终偏离了质量“管理”的方向。质量管理的重要性一、硅锭检验规格：840×840×（255-304）mm测量方法：1、核对硅锭的编号与记录表单是否一致2、看硅锭的外观是否光滑3、是否有粘锅4、是否有缺陷5、用皮尺测量它的长、宽（不常测），用直尺测量它的高。单位为毫米，读取数据为小数点后保留一位小数。6、用地秤测量它的重量。单位为千克，读取数据小数点后保留一位小数。。测量工具：皮尺、地秤、直尺1、记录：把测量好的数据填写在相应的检验记录表单上，记录数据一定要书写清楚。相应的记录表单为《硅锭检验记录表》。2、硅锭的检验标准：外观标准：硅锭光滑无粘锅、无崩边、无裂纹等。硅锭的外观标准尺寸是840×840×（255-304）mm.1、目的是检验铸锭和切方过程中存在的工艺问题和操作的不规范对硅块造成的内部缺陷，满足后序工艺的要求。2、测量工具：游标卡尺、万能角度尺、电子称、红外晶锭探伤仪、硅棒载流子寿命测试系统、金属四探头电阻率方阻测试仪、P/N导电类型鉴别仪(硅料综合测试仪)。3、测量方法：①取料后先进行编号的核对，要保证物、单一致。②外观检验：与送检人员一起看硅块的外观是否有裂痕、缺角、崩边等缺陷。如有使用游标卡尺测量缺陷长度。二、硅块检验缺陷测量缺陷记录：例如：实际长度为257mm,崩边长度为5mm,则合格长度应为252mm。（或记为257-5mm）③硅块边长的测量用游标卡尺测量硅块的长度、四个边的尺寸和对角线的尺寸，用万能角度尺测量四个侧面的直角度，用电子秤称硅块的重量。数据记录：游标卡尺（精度0.02mm）测量硅棒的长度，四个切面均测得一组数据，取最小值，单位为mm，所得数据小数点后保留一位。对角线长及边长尺寸，头尾四处均测得一组数据，取与标准值误差最大的数据，单位为mm，所得数据小数点后保留一位。万能角度尺测量四个侧面的直角度，头尾都需测量，共8处，取与标准值误差最大的数据，单位为度所得数据小数点后保留一位。用电子台秤称取硅棒净重，单位为kg,所得数据小数点后保留两位。④红外晶锭探伤仪检测用红外晶锭探伤仪检测硅块内部是否有杂质、阴影、微晶、隐裂等缺陷，且硅块的四个侧面都需要检测。用无水乙醇将硅块的一个侧面擦拭干净，再放入测试仪器平台上。较黑的中部阴影大于5mm判定切除，切除后有效长度不足80mm，判定回炉。确认硅块内部存在缺陷后，观察内部缺陷在图像监控器上的位置，使用记号笔在硅块的表面做好标识，用记号笔在黑影阴影部分的上下边缘画标识线，上下画线处要求离阴影部分2-3mm（注：内部缺陷在距硅块头部5mm内，不需要画线）。记录数据：对硅块内部缺陷的硅块做数据记录，填写在《硅块检验记录表》上⑤少子寿命测试硅棒载流子寿命测试系统用硅棒载流子寿命测试系统测试每个硅块的少子寿命，用无水乙醇将硅块的一个侧面擦拭干净，再放入测试仪器平台上；放入时，测试的侧面朝上，硅块的头部放在测试员的左侧，使测试仪从硅块的头部开始测试。要求头部5㎜以外的硅块中部区域的少子寿命在规定值范围内，不符合要求的区域要求标识去除。数据记录：少子寿命的单位为μm，所得数据小数点后保留一位。⑥电阻率检测金属四探头电阻率方阻测试仪用金属四探头电阻率方阻测试仪检测每个硅块的电阻率，测试方法为从硅块的侧壁取3个点，由头部向底部测量，选取测试点的方式根据硅块的长度的百分比进行选定，测试点须在硅块侧面的中部，即边宽中心线20㎜内。如果出现超出电阻率范围的情况，检测需要检测四个面，对超出范围部分画线切除，并在随工单上注明，跟踪切片后的电阻率检验情况。数据记录：单位为Ω·cm，所得数据小数点后保留一位。⑦导电类型测试硅料综合测试仪□用P/N导电类型鉴别仪或P/N测试笔测试硅块的导电类型（硅料综合测试仪），在每个硅锭开方后的25块硅块中抽取5块进行检测。如果出现不合格，则对该硅锭开方出的所有硅块进行全检。□合格的导电类型是P型，如出现N型硅块，必须做出标识并另行放置。1、外观标准：崩边、裂痕、缺角、锯缝、线痕等缺陷在距硅块头部5㎜内的属于合格品。2对角线长的标准值为219.2×219.2mm,允许误差为±0.5mm；四边边长尺寸的标准值为156.5×156.5mm,允许误差为﹢0.5mm，切方硅块进行全检。3、直角度为90°，允许误差为±0.5°.4、导电类型为P型。5、电阻率的合格范围为0.5~3Ω·cm（平均1.5Ω·cm）硅块的检验标准6、少子寿命的合格范围为≥2μs7、氧含量＜8×1017cm-38、碳含量＜5×1017cm-39、红外探伤：硅块头部裂纹、杂质、阴影、黑点≤5㎜，中部无裂纹、杂质、黑点、阴影、微晶。如果中部阴影＞5mm判定切除。成品硅块是指磨面、倒角后的硅块，各项质量指标，包括长度、边长尺寸、倒角尺寸、重量等、。1、取料后先进行编号的核对，要保证物、单一致。2、看硅块的外观是否有裂痕、缺角、崩边等缺陷。3、用游标卡尺测量硅块四个边的尺寸，用电子秤称成品硅块的重量。4、部分成品硅块还需要进行二次红外探伤、少子寿命测试、电阻率测试。三、成品硅块检测把测量好的数据填写在相应的检验记录表单上，记录数据一定要书写清楚。相应的记录表单为《成品硅块检验记录表》。数据取值方法与硅块检验数据取值方法相同。记录1、表面质量：硅块表面应无裂痕、无崩边，无其它缺陷。2、电阻率：0.5Ω.cm≤ρ≤3Ω.cm3、少子寿命：≥2μs3、长度：L≥80mm4、尺寸要求：边长156±0.5mm5、倒角度：45°±5°6、倒角尺寸：1.2~1.5mm成品硅块的检验标准①用量具检测硅棒时必须小心谨慎，用力要轻，避免量具磕碰硅棒，而使硅棒损耗。②搬运硅棒时也必须轻拿轻放，避免和其它硬物磕碰。③物、单不一致时及时跟生产部门人员进行沟通。④硅锭检测车间严禁本车间以外的人随便出入。四、注意事项□检验条件：光照度800lx日光灯下；洁净水平的判检操作台面上；□准备工作：上班时必须穿着工作服，必须佩戴手套（手套带2层，第一层为棉布手套，第二层为PVC手套）、口罩、净化帽。□检验工具：电阻率测试仪，少子寿命测试仪，无接触硅片测试仪，线痕深度测试仪。□外观检验、外形尺寸检验、性能测试、硅片包装五、硅片检验目的：在于检验硅片在切片和清洗过程中造成的外观缺陷。检验项目：破片、孔洞、裂纹、暗裂、缺口、缺角、崩边、脏片、线痕、台阶、翘曲度、弯曲度，微晶，TTV、厚片、薄片①外观及外形尺寸检验检测四边，挑选缺口、缺角、碎片、崩边、裂纹。将硅片展开：整体检查硅片边缘线痕、崩边、污片情况。破片：无法使用孔洞裂纹、暗裂裂纹、裂痕：延伸到晶片表面，可能贯穿，也可能不贯穿整个晶片厚度的解理或裂痕。缺口缺口与缺角：晶片边缘呈现贯穿两面的局部破损，称为缺口。缺角崩边：晶片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域，当崩边在晶片边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出。油污多发生在季节变换的时期，温度变化较大的环境中，所以油污的产生除了有些公司使用的切割液本身存在的问题外，大部分都是生产过程当中的控制问题了，而这些问题当中最主要的原因就是硅片在去胶过程中冲洗不到位线痕分杂质线痕、划伤型线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕线痕□杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。□表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。（3）以上两种特征都有。（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。□改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。□其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。□划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。□表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。□改善方法：（1）针对大颗粒SIC，加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC先进行试用，然后再进行正常使用。（2）导致砂浆结块的原因有：砂浆搅拌时间不够；SIC水分含量超标，砂浆配制前没有进行烘烤；PEG水分含量超标（重量百分比0.5%）；SIC成分中游离C（0.03%）以及2μm微粉超标。□其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。□密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。□表现形式：（1）硅片整面密集线痕。（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。（4）部分不规则区域密集线痕。（5）硅块头部区域密布线痕。□改善方法：（1）硅片整面密集线痕，原因为砂浆本身切割能力严重不足引起，包括SIC颗粒度太小、砂浆搅拌时间不够、砂浆更换量不够等，可针对性解决。（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。原因为砂浆切割能力不够，回收砂浆易出现此类情况，通过改善回收工艺解决。（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。原因为切片机台内砂浆循环系统问题，如砂浆喷嘴堵塞。在清洗时用美工刀将喷嘴内赃物划向两边。（4）部分不规则区域密集线痕。原因为多晶硅锭硬度不均匀，部分区域硬度过高。改善铸锭工艺解决此问题。（5）硅块头部区域密布线痕。切片机内引流杆问题。□错位线痕：由于切片机液压夹紧装置表面有砂浆等异物或者托板上有残余胶水，造成液压装置与托板不能完全夹紧，以及托板螺丝松动，而产生的线痕。□改善方法：规范粘胶操作，加强切片前检查工作，定期清洗机床。□边缘线痕：由于硅块倒角处余胶未清理干净而导致的线痕。□表现形式：一般出现在靠近粘胶面一侧的倒角处，贯穿整片硅片。□改善方法：规范粘胶操作，加强检查和监督。□线痕深度测试仪可以对硅片进行线痕深度的测试。台阶，一般头尾片会出现台阶片亮线，粗糙度≤10μm合格□台阶的出现，是由切片过程中的钢线跳线引起，而导致钢线