硅棒杂质点位置判定方法

技术领域

本发明涉及一种硅棒杂质点位置判定方法，属于多晶硅铸锭和切片技术领域。

背景技术

目前，金刚线切割多晶硅棒已经成为光伏切片领域的主流技术。相对于原来的砂浆切割工艺来说，金刚线切片工艺具有切割效率高、锯缝损失少、硅片表面质量好、切割环境友好等优点，使整个光伏行业的切片成本有了较大幅度的降低。

但是，使用金刚线工艺切割多晶硅棒时对硅棒的质量要求较高，特别是对硅棒中杂质点的要求很高。主要表现为：一、对杂质点的尺寸和数量要求升高；二、对杂质点在硅棒中的位置分布也要进行分类管控。考虑到多晶铸锭的技术现实以及生产成本，目前行业内普遍按照杂质小于2mm或3mm的标准进行管控，大于这一标准的硅棒不能进行切片，否则很容易出现断线、加切等异常，切割良率会受到线痕、厚薄不均(TTV)等异常的严重影响。

由于硅片切割工艺设定是从品质和降本两方面考虑的，故切割每刀硅棒都会使用到一部分新的金刚线和一部分旧的金刚线，而新的金刚线上金刚石较多，开刃较好，切割力较强；旧的金刚线经过前一刀的使用后，金刚石会有部分脱落，也会有部分磨削，切割能力减弱。

有鉴于此，确有必要提供一种硅棒杂质点位置判定方法，来判断出硅棒的杂质面，以便后续使用切割能力强的金刚线来切割该杂质面，可以做到物尽其用，实现价值最大化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅棒杂质点位置判定方法，以判断出硅棒的杂质面，为后续的切割工艺提供帮助。

为实现上述目的，本发明提供了一种硅棒杂质点位置判定方法，主要包括以下步骤：

S1、提供红外探伤仪和硅棒，按照红外探伤仪的扫描顺序，对硅棒的四个侧面进行扫描，形成四幅扫描图；

S2、利用红外探伤仪对每张扫描图进行杂质辨认，并记录下每个杂质点在对应扫描图中的X、Y坐标值；

S3、根据扫描图中杂质点的清晰程度，选择任意相邻的两张杂质点清晰度高的图，列举出每张图中每个杂质点的X坐标值，并将每张图中杂质点的X坐标值单独成列，形成两列数据；

S4、选定两列数据中的所有数据，使生成散点图，根据该散点图中杂质点的分布区域判定出硅棒的杂质面。

作为本发明的进一步改进，步骤S4具体为：

S41、选定两列数据中的所有数据，使生成散点图；

S42、对生成的散点图进行坐标编辑，使新形成的散点图中杂质点的分布区域更明显。

作为本发明的进一步改进，步骤S41中的散点图在Excel表格中生成，步骤S42中对散点图的坐标编辑也在Excel表格中进行。

作为本发明的进一步改进，步骤S42中的坐标编辑是按照红外探伤仪的扫描顺序进行的，同时选择以逆序刻度值的方式进行显示。

作为本发明的进一步改进，步骤S42中的坐标编辑包括将散点图的横、纵坐标最大值固定为硅棒的端面边长。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所形成的两列数据的数量必须相同。

作为本发明的进一步改进，步骤S1具体包括：

S11、提供红外探伤仪和硅棒，按照红外探伤仪的扫描顺序，对硅棒的四个侧面进行编号，分别为A面、B面、C面、D面；

S12、对红外探伤仪的零点坐标进行校准；

S13、使用红外探伤仪对硅棒的四个侧面进行扫描，形成四幅扫描图，分别为A图、B图、C图、D图。

作为本发明的进一步改进，所述红外探伤仪包括检测台和扫描镜头，所述硅棒放置在所述检测台上，且所述硅棒的A面靠近红外探伤仪的扫描镜头放置。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所选择的任意相邻的两张杂质点清晰度高的图为A图与B图、或B图与C图、或C图与D图、或D图与A图。

作为本发明的进一步改进，步骤S4中，若靠近B面的杂质较多，则硅棒的B面为杂质面。

本发明的有益效果是：本发明的硅棒杂质点位置判定方法在利用红外探伤仪对硅棒的每个侧面进行扫描和杂质辨认后，可以获得硅棒中每个杂质点的X、Y坐标值；之后再选择任意相邻的两张杂质点清晰度高的图，列举出每张图中每个杂质点的X坐标值，使形成两列数据；根据该两列数据，即可生成散点图，继而可以根据杂质点的分布区域判定出硅棒的杂质面，为后续的切割工艺提供帮助。

附图说明

图1是多晶硅棒的侧视图。

图2是切割多晶硅棒时的侧视图。

图3是本发明硅棒杂质点位置判定方法的流程图。

图4至图7是应用本发明的硅棒杂质点位置判定方法所形成的散点图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1与图2所示，硅棒切片均是从多晶硅棒的某个侧面开始，垂直于晶体生长方向进行切割。为了做到切割力强的金刚线切割杂质较多的区域，根据切片工艺设定，多晶硅棒中杂质较多的侧面定义为杂质面，该杂质面必须处在切割进刀或收刀的区域。因此，对杂质面的辨认是目前亟需要解决的问题。

红外探伤仪(IR)，一般用于对多晶硅棒中的杂质位置和杂质大小进行检测与标记，然后对不合格的杂质区域进行切除。红外探伤仪是按照晶体生长方向进行扫描的，可以很方便地标记出杂质点在硅棒侧面的X、Y坐标值，其中，X坐标值代表硅棒侧面图像上从左到右的距离，Y坐标值代表沿晶体生长方向的高度。但是，此时得到的只是硅棒侧面的平面图，再加上检测用的红外光线可以透过硅棒，无法快速地判断出杂质点具体靠近哪一个侧面。因此，需要把硅棒侧面的X、Y坐标转换成具体的位置坐标，进而判断出硅棒的杂质面，为后续切割工艺提供帮助。

因此，本发明提供了一种硅棒杂质点位置判定方法，可以直接判断出多晶硅棒的杂质面，为后续切割工艺提供帮助。多晶硅棒(以下简称为硅棒)一般为方形硅棒，具有四个侧面、一个顶面及一个底面。

如图3所示，所述硅棒杂质点位置判定方法主要包括以下步骤：

S1、提供红外探伤仪和硅棒，按照红外探伤仪的扫描顺序，对硅棒的四个侧面进行扫描，形成四幅扫描图；

S2、利用红外探伤仪对每张扫描图进行杂质辨认，并记录下每个杂质点在对应扫描图中的X、Y坐标值；

S3、根据扫描图中杂质点的清晰程度，选择任意相邻的两张杂质点清晰度较高的图，列举出每张图中每个杂质点的X坐标值，并将每张图中杂质点的X坐标值单独成列，形成两列数据；

S4、选定两列数据中的所有数据，使生成散点图，根据该散点图中杂质点的分布区域判定出硅棒的杂质面。

其中，步骤S1具体包括：

S11、提供红外探伤仪和硅棒，按照红外探伤仪的扫描顺序，对硅棒的四个侧面进行编号，分别为A面、B面、C面、D面；所述红外探伤仪包括检测台和扫描镜头，所述硅棒放置在所述检测台上，且所述硅棒的A面靠近红外探伤仪的扫描镜头放置。

S12、对红外探伤仪的零点坐标进行校准。

S13、使用红外探伤仪对硅棒的四个侧面分别进行扫描，形成四幅扫描图，分别为A图、B图、C图、D图。

步骤S3中，人工选择的任意相邻的两张杂质点清晰度较高的图可以是A图与B图，也可以是B图与C图或者C图与D图或者D图与A图，顺序不可以改变。此外，步骤S3中所形成的两列数据的数量必须相同，可以是1个、2个、3个或多个。

步骤S4具体为：

S41、选定两列数据中的所有数据，使生成散点图；

S42、对生成的散点图进行坐标编辑，使新形成的散点图中杂质点的分布区域更明显。

其中，步骤S41中的散点图在Excel表格中生成，步骤S42中对散点图的坐标编辑也在Excel表格中进行；当然，步骤S41和S42也可以利用其他软件进行，如WPS，只要能够形成散点图即可，此处不作限制。

步骤S42中的坐标编辑是按照红外探伤仪的扫描顺序进行的，并选择以逆序刻度值的方式进行显示，同时坐标编辑也包括将散点图的横、纵坐标最大值固定为硅棒的端面边长(可以是157mm，也可以是166mm)。

以下将以Excel表格为例，对本发明的硅棒杂质点位置判定方法进行举例说明，但不应以此为限。

首先，按照步骤S1和S2完成对每个杂质点的X、Y坐标值记录；然后，按照步骤S3人工选择显示杂质点最多、清晰度最好的相邻两张图，比如A图和B图，把记录下来的A图和B图中的杂质点的X坐标值输入到Excel表格中，每一张图中的杂质点的X坐标值单独成列，最终得到两列数据；接着，按照步骤S41和S42选定两列数据中的所有数据，在Excel表格中生成散点图，并将散点图的横、纵坐标最大值固定为硅棒的端面边长157，再按照红外探伤仪的扫描顺序对散点图进行坐标编辑，即选择逆序刻度值，使得散点图中纵坐标标题标为A面，上部横坐标轴为B面，按照顺时针旋转，紧接着就是C面和D面，此时所形成的新的散点图可参图4所示；最后，从图4中即可判断出硅棒的杂质面，若靠近B面的杂质较多，那么硅棒的B面就是杂质面。

当然，如果选择的杂质点最多、清晰度最好的相邻两张图为B图和C图，那么散点图中纵坐标标题标为D面，上部横坐标轴就是A面，按照顺时针旋转，紧接着就是B面和C面，此时所形成的新的散点图可参图5所示。如果选择的是C图和D图，那么散点图中纵坐标标题标为C面，上部横坐标轴就是D面，按照顺时针旋转，紧接着就是A面和B面，此时所形成的新的散点图可参图6所示。如果选择的是D图和A图，那么散点图中纵坐标标题标为B面，上部横坐标轴就是C面，按照顺时针旋转，紧接着就是D面和A面，此时所形成的新的散点图可参图7所示。

需要说明的是：1、可以选择任意相邻的两张图来生成散点图；2、生成的散点图可以重复使用，在绘制的图不删除的情况下，删除Excel表格中的原有数字，重新填写另一根硅棒的数据，即可快速判断出另一根硅棒的杂质面。杂质面判断出来后，就可以选择对应的切片工艺，优先使用切割力较强的一段金刚线对杂质面进行切割，使生产效益最大化。

综上所述，本发明的硅棒杂质点位置判定方法在利用红外探伤仪对硅棒的每个侧面进行扫描和杂质辨认后，可以获得硅棒中每个杂质点的X、Y坐标值；之后再选择任意相邻的两张杂质点清晰度较高的图，列举出每张图中每个杂质点的X坐标值，使形成两列数据；根据该两列数据，即可生成散点图，继而可以根据杂质点的分布区域快速判断出硅棒的杂质面，方法简单易行，为后续的切割工艺提供了帮助，使生产效益最大化。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。