ICS 77.040 H 21 中华人民共和国国家标准 GB/T 37213—2018 激光法 硅晶锭尺寸的测定 Test method for silicon brick dimensionLaser technology method 2019-11-01实施 2018-12-28发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 37213—2018 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分会（SAC/TC203/SC2）共同提出并归口。 本标准起草单位：苏州协鑫光伏科技有限公司、江苏协鑫硅材料科技发展有限公司、山东大海新能 源发展有限公司。 本标准主要起草人：宫龙飞、金善明、林清香、夏根平、唐珊珊、刘坤、 1 GB/T37213—2018 激光法 硅晶锭尺寸的测定 1范围 本标准规定了采用激光法非接触式测量方形硅晶锭尺寸的方法，包括对角线、倒角、垂直度、边长和 长度。 本标准适用于半导体及光伏领域硅单晶棒或多晶硅铸锭切割成的方形硅晶锭尺寸的测量 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T14264半导体材料术语 GB/T25076太阳能电池用硅单晶 GB/T29054太阳能级铸造多晶硅块 3术语和定义 GB/T14264、GB/T25076和GB/T29054界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 采用激光技术构架一个尺寸测量系统，用激光光源作为入射光照射硅晶锭。通过激光探头接收激 光反射信号，形成激光脉冲波形图，并将数据反馈至计算机软件处理控制系统。通过计算机软件处理控 制系统对硅晶锭对角线、倒角、垂直度、边长、长度参数进行模拟与计算，从而得出硅晶锭的尺寸参数。 硅晶锭对角线、倒角、垂直度参数由激光测量组件A、B、C、D测量，如图1所示。硅晶锭边长、长度 参数由激光测量组件P、L、Q、R测量，如图2所示。测量硅晶锭长度时，硅晶锭垂直于激光测量组件平 面运动，当硅晶锭第一端面通过激光测量组件平面时，记录四个侧面的初始位置，当硅晶锭第二端面通 过激光测量组件平面时，记录四个侧面的终止位置，进而确定硅晶锭长度。 说明： A、B、C、D一激光测量组件。 图1硅晶锭对角线、倒角、垂直度测量示意图 1 GB/T37213—2018 硅品链 R(1) Q 说明： P、Q、R、L——激光测量组件。 图2硅晶锭边长、长度测量示意图 5干扰因素 5.1测量环境的温度会影响激光探头的响应，环境温度不应波动过大，否则会影响检测信号稳定性，因 此应将温度控制在25℃士5℃。 5.2测量环境的湿度会影响到激光探头的响应速度，当环境湿度太大时，容易在激光探头或者激光发 生器外表面结露，影响测量结果，因此应将湿度控制在不大于65%。 5.3同一硅晶锭表面不同区域的起伏等不均匀变化可能会影响测量结果，涉及的表面影响因素有崩 边、缺角、表面沾污等。 5.4测量过程中，测量系统定位装置偏移，会影响硅晶锭尺寸的测量结果。 5.5硅晶锭运动方向与激光测量组件平面的垂直或平行精度会影响硅晶锭尺寸的测量结果。 5.6硅晶锭运动导轨平面应平整，否则会影响硅晶锭尺寸的测量结果。 5.7硅晶锭运动速度应适宜，传送装置应避免皮带打滑，否则会导致硅晶锭定位不准，影响测量结果。 6仪器 6.1硅晶锭尺寸测量仪包括激光测量组件、定位装置、传送装置和计算机软件处理控制系统等，其中激 光测量组件包含激光发生器和激光探头等。对于对角线、倒角、边长、长度，仪器的检测分辨力不大于 0.001mm；对于垂直度，仪器的检测分辨力不大于0.01°。 锭轮廓数据，并进行数据处理。 6.3定位装置用于对测量样品进行准确定位，确保激光测量组件平面与样品表面对准，并通过传送装 置实现对硅晶锭长度的测量。 6.4硅晶锭及其传送平面应在激光测量组件的测量范围内，硅晶锭传送方向与激光测量组件所在的平 面垂直。 6.5测量点的数量和位置，可根据实际情况通过计算机软件处理控制系统进行设置。 7试样 硅晶锭表面应保持清洁、干燥。如有必要，需用酒精清洁硅晶锭表面，去除硅晶锭表面明显的沾污。 2 GB/T 37213—2018 8试验条件 除另有规定外，应在下列条件下进行测量： a）环境温度保持在25℃士5℃； b）环境相对湿度不大于65%。 9试验步骤 9.1测量已知尺寸的样品，对激光测量组件进行校准检验，确认设备测量正常。 9.2将硅晶锭放置在传送装置的定位处，选择需要测量的项目参数，如对角线、倒角、垂直度、边长、长 度等。 9.3设置对角线、倒角、垂直度、边长、长度等参数的测量点数量、测量点间距 9.4开启激光测量组件和传送装置，对传送装置上的硅晶锭进行自动测量，计算机软件处理控制系统 分析获取的各个参数，并保存，输出测量结果。 试验数据处理 10.1 对角线、倒角、垂直度 10.1.1 根据测量获得的激光脉冲波形图可以直接获得以下内容： 4个激光测量组件AB、C、D分别到样品4个倒角的最小距离LAa2、LBb2、Lce2、LDu2 a) b）4个倒角上的拐点ai、as、bi、b:、Ci、cs、di、d.的位置坐标。通过该坐标可由计算机软件处理控 制系统直接拟合计算出倒角长度。 c） 硅晶锭样品4个相邻侧面的垂直度参数β1、β2、β3、β.值。 10.1.2 硅晶锭的对角线长度按式（1）、式（2)计算： La2e2=LAC-LAa2-LCe2 .(1) 式中： Laze2 硅晶锭对角线的长度，单位为毫米（mm）； LAC 激光测量组件A、C之间的距离，单位为毫米（mm）； LAa2 激光测量组件A到硅晶锭倒角az的距离，单位为毫米（mm）； Lce2 激光测量组件C到硅晶锭倒角c2的距离，单位为毫米（mm）。 Lh2d2 =LBD -LBb2 -LDd2 .(2) 式中： Lb2d2 硅晶锭对角线的长度，单位为毫米（mm）； LBD 激光测量组件B、D之间的距离，单位为毫米（mm）； L Bb2 激光测量组件B到硅晶锭倒角bz的距离，单位为毫米（mm）； L pe2 激光测量组件D到硅晶锭倒角d²的距离，单位为毫米（mm）。 10.2 边长 硅晶锭的边长按式（3）、式（4）计算： L=LpQ-LPp-LQ (3) SAG 3