各种硅片不良分析

一、线痕分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。各种线痕产生的原因如下：1、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。2、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（ 2.5~3D50 ），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 <2μ m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。3、 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。4、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。表现形式：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。5、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。二、 TTV（ Total Thickness Variety ）TTV不良，都是由于各种问题导致线网抖动而产生的硅片不良，包括设备精度问题、工作台问题、导轮问题、导向条粘胶问题等。1、设备精度：导轮径向跳动 <40μ m，轴向跳动 <20μ m。改善方法：校准设备。2、工作台问题：工作台的不稳定性会导致大量 TTV不良的产生。改善方法：维修工作台。3、导轮问题：因导轮问题而产生的 TTV不良，一般出现在新导轮和导轮磨损很大的时候。改善方法：更换导轮。4、导向条粘胶问题：当导向条下的胶水涂抹不均匀，出现部分空隙，在空隙位置的硅片，易出现 TTV不良问题。改善方法：规范粘胶操作。三、台阶台阶的出现，是由切片过程中的钢线跳线引起，而导致钢线跳线的原因，包括设备、工艺、物料等各方面的问题，部分如下：1、砂浆问题：砂浆内含杂质过多，没有经过充分过滤，造成钢线跳线。改善方法：规范砂浆配制、更换，延长切片的热机时间和次数。2、硅块杂质问题：硅块的大颗粒杂质会引起跳线而产生台阶。改善方法：改善原材料或铸锭工艺，改善 IPQC检测手段。3、单晶停机、切起工艺问题：单晶相对多晶硬度较大，在异常停机并重新切起的过程中，采用违规操作产生的钢线跳线。改善方法：严格遵循工艺操作。4、线、砂工艺匹配问题：钢线、砂浆型号不匹配造成切片跳线，此种情况很少出现。