硅片线痕分析
多线切割线痕产生原因
多线切割线痕产生原因
1.硅片表面出现单一的一条阴刻线（凹槽）、一条阳刻线（凸出），并不是由于碳化硅微粉的大颗粒造成的，单晶硅、多晶硅在拉制过程中出现的硬质点造成跳线，而形成的线痕；
2.硅片表面集中在同一位置的线痕，很乱且不规则；①机械原因、②导轮心震过大、③多晶硅铸锭的大块硬质晶体；
3.硅片切割第一刀出现线痕，硅片表面很多并不太清晰：①沙浆粘度不够、碳化硅微粉粘浮钢线少、切削能力不够，②碳化硅微粉有大颗粒物，③钢线圆度不够、带沙量降低，④钢线的张力太小产生的位移划错，⑤钢线的张力太大、线弓太小料浆带不过去，⑥打沙浆的量不够，⑦线速过高、带沙浆能力降低，⑧沙、液比例不合适，⑨热应力线膨胀系数太大，⑩各参数适配性差。
4.切割中集中在某一段的废片，是由于跳线引起的；跳线的原因：①导轮使用时间太长、严重磨损引起的跳线（导轮使用次数一般为75-85次），②沙浆的杂
质进入线槽引起的跳线。
5.常见阴刻线线痕，由于晶棒本身有生成气孔，切割硅片后可见像硅表面一样亮的阴刻线，并不是线痕。
6.常见线痕：①进刀口：由于刚开始切割，钢线处在不稳定状态，钢线的波动产生的线痕（进线点质硬，加垫层可消除线摆）；②倒角处的线痕：由于在粘结硅棒时底
部残留有胶，到倒角处钢线带胶切割引起的线痕，③硅棒后
面的线痕：钢线磨损、造成光洁度、圆度都不够，带沙量低、切削能力下降、线膨胀系数增大引起的线痕。
PV800线痕分析
PV800线痕分析分类：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<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。
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。
硅片线痕方向与主栅方向的关系
硅片线痕方向与主栅方向的关系在集成电路制造中，硅片线痕是指形成在硅片表面的一条条线状结构。
这些线痕可以用来连接不同的电子元件，实现电路的功能。
而主栅是MOS场效应管中的一部分，用来控制电流的流动。
硅片线痕方向与主栅方向之间存在着一定的关系，本文将详细介绍这种关系。
硅片线痕的方向通常与电路的功能和布局有关。
在集成电路设计中，设计师会根据电路的需求和布局要求，确定硅片线痕的方向。
硅片线痕的方向可以分为水平方向和垂直方向。
水平方向的硅片线痕称为水平线痕，而垂直方向的硅片线痕称为垂直线痕。
水平线痕与主栅方向一般呈直角关系。
这是因为水平线痕通常用来连接不同的电子元件，如晶体管和电容器等。
水平线痕的方向需要与电子元件的布局相匹配，以便实现信号的传输和电路的功能。
而主栅的方向则根据MOS场效应管的结构和工作原理确定，通常是与水平线痕的方向呈直角关系。
垂直线痕与主栅方向一般平行或呈一定的夹角关系。
垂直线痕通常用来连接不同层次的电子元件，如不同金属层之间的连接。
垂直线痕的方向需要根据不同层次的电子元件的布局和连接要求确定，以便实现电路的功能。
与之相应的，主栅的方向也需要根据不同层次的电子元件的布局和连接要求确定，以便实现电流的控制。
需要注意的是，在实际的集成电路制造过程中，硅片线痕的方向与主栅方向之间可能存在一定的偏差。
这是由于制造过程中的工艺限制和误差所导致的。
为了保证电路的性能和稳定性，制造过程中需要对硅片线痕和主栅进行精确的定位和对齐。
尽管存在一定的偏差，但制造工艺的不断改进和优化使得这种偏差已经被控制在很小的范围内。
硅片线痕方向与主栅方向之间存在一定的关系。
水平线痕通常与主栅方向呈直角关系，用来连接不同的电子元件；垂直线痕通常与主栅方向平行或呈一定的夹角关系，用来连接不同层次的电子元件。
尽管在实际制造过程中存在一定的偏差，但通过精确的定位和对齐，这种偏差已经被控制在很小的范围内。
这种硅片线痕方向与主栅方向的关系，对于集成电路的性能和功能起着重要的作用。
pv600.硅片线痕分析
pv600.硅片线痕分析分类：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<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。
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。
线痕和断线分析
硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。
该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。
线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片（图1）。
这些硅片就是制造光伏电池的基板。
硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。
1. 线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于1980年代，它源于Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。
Charles Hauser 博士是瑞士HCT切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司精确硅片处理系统事业部(PWS)的前身。
这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。
今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显着的提高。
2. 切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。
最多可达1000条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。
马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5到25米的速度移动。
切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。
在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。
图 2. 硅块通过切割线组成的切割网硅块被固定于切割台上，通常一次4块。
切割台垂直通过运动的切割线组成的切割网，使硅块被切割成硅片（图2）。
切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。
线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。
3. 减少硅料消耗对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。
光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。
单多晶太阳能硅片切割线痕问题研究
２ 单 一 线 痕
造 成 单 一 线痕 的原 因 有 很 多种 因素 ， 主 要有 ： （ １ ） 停机 。 切 割机 有 时在 某 些 警 报 下会 自动 停 机， 比如 ： 砂 浆 流 量 过低 ， 冷却液异常， 电气 柜 温 度 过高 ； 有 时 也 需 要 人 为停 机 ， 比如 ： 雷 电 天 气 致 供
Ｊ Ｉ Ａ ＮＧ Ｇ ｕ ｏ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ Ａ ＮＧ Ｙｕ ｎ ｌ ｏ ｎ ｇ ， ＷＡ ＮＧ Ｘｕ ￣ ｕ ｎ （ Ｔ ｈ ｅ ４ ５ ｔ ｈ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ７ ６ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ． ０ ８ ． ０ １
光 伏 制 造 工 艺 与设 备
电 子 工 业 苣 用 设 菁
－
一
线痕【 ” 。
过 程 中要 特 别 注 意 ： 倒料 时应慢倒 ， 控制在 ２ ． ５ ～ ３ ｍｉ ｎ一 袋 ， 避 免 猛 倒 造 成 微 粉 沉 底 结 块 搅 拌 不
变 。如 果 改 为 自 化 硅 微 粉 在 ８ ０ ￣９ ０ ￣ Ｃ烘箱 里 ， 烘８ ｈ 以上 ， 来 优 化 碳 化 硅 微 粉 的各 项 指 标 。一 般 来 说 ，
非常薄 ， 并且整个行业原料相对紧缺 ， 不 可 能 把 硅
料浪 费在 研 磨 损 失 上 ，再 者 增 加 研 磨 工 艺 就 要 增
加成本 ， 因此 研 磨 工 艺在 太 阳 能行 业 是 不 适 用 的 。 所 以， 了解 线切 割 过 程 硅 片 线 痕产 生 的 原 因 ， 来 减
光伏片上的线痕
光伏片上的线痕
（最新版）
目录
一、光伏片的概述
二、光伏片上的线痕的作用和影响
三、光伏片上的线痕的成因
四、光伏片上的线痕的处理方法
五、光伏片上的线痕对光伏发电的影响
正文
一、光伏片的概述
光伏片，也被称为太阳能电池片，是光伏发电系统中的核心部件，其主要作用是将太阳光能转化为电能。
光伏片通常由硅材料制成，其表面有许多线痕，这些线痕对光伏片的发电效率有着重要的影响。
二、光伏片上的线痕的作用和影响
光伏片上的线痕，也被称为“栅线”，是光伏片中的一种电极，其主
要作用是收集光电子，并将其传输到外部电路中。
线痕的质量和布局直接影响光伏片的发电效率。
如果线痕质量差或者布局不合理，会导致光电子传输的损失，从而降低光伏片的发电效率。
三、光伏片上的线痕的成因
光伏片上的线痕主要是在生产过程中形成的。
在光伏片的生产过程中，需要通过光刻、溅射等工艺在硅片表面形成线痕。
这些工艺的参数设置不合理，或者操作不当，都可能导致线痕的质量不佳。
四、光伏片上的线痕的处理方法
对于光伏片上的线痕，可以通过一些方法进行处理，以提高光伏片的
发电效率。
例如，可以通过调整线痕的布局，降低线痕的电阻，减少线痕对光电子传输的影响。
另外，也可以通过改进生产工艺，提高线痕的质量。
五、光伏片上的线痕对光伏发电的影响
光伏片上的线痕对光伏发电的影响主要体现在两个方面：一方面，线痕的质量和布局会影响光伏片的发电效率；另一方面，线痕的电阻会影响光伏片的输出电压，从而影响光伏发电系统的整体效率。
线痕汇总
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<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。
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。
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硅片线痕分析
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<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。
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<40μm，轴向跳动<20μm。
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。