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文檔簡介

1、ConfidentialRENA前后清洗工藝培訓前后清洗工藝培訓Confidential太陽能電池的種類及效率前清洗(制絨)前清洗(制絨)擴散擴散PECVD SiNx PECVD SiNx 后清洗(刻邊后清洗(刻邊/ /去去PSGPSG)絲網印刷絲網印刷 /燒結燒結/測試測試制造太陽能電池的基本工藝流程制造太陽能電池的基本工藝流程RENA清洗設備清洗設備注:前、后清洗設備外觀相同,內部構造和作用原理稍有不同注:前、后清洗設備外觀相同,內部構造和作用原理稍有不同一、一、RENA Intex前清洗工藝培訓前清洗工藝培訓制絨的目與原理制絨的目與原理 根據工藝方法不同,制絨可分為堿制絨(僅適用于單晶硅

2、制絨)根據工藝方法不同,制絨可分為堿制絨(僅適用于單晶硅制絨)和酸制絨(可用于單晶和多晶硅表面的制絨)。和酸制絨(可用于單晶和多晶硅表面的制絨)。RENA設備為酸制設備為酸制絨設備,其目的主要有:絨設備,其目的主要有:1.去除硅片表面的機械損傷層去除硅片表面的機械損傷層 2.清除表面油污和金屬雜質清除表面油污和金屬雜質 3.形成起伏不平的絨面,減少光的反射,增加硅片對太陽光的形成起伏不平的絨面,減少光的反射,增加硅片對太陽光的 吸收,增加吸收,增加PN結的面積,提高短路電流(結的面積,提高短路電流(Isc),最終提高電),最終提高電 池的光電轉換效率。池的光電轉換效率。酸制絨后表面呈蜂窩狀,如

3、下圖所示。酸制絨后表面呈蜂窩狀,如下圖所示。單晶硅片酸制絨絨面形狀單晶硅片酸制絨絨面形狀 陷光原理圖陷光原理圖 當入射光入射到一定角度的斜面,當入射光入射到一定角度的斜面,光會反射到另一角度的斜面形成二次吸光會反射到另一角度的斜面形成二次吸收或者多次吸收,從而增加吸收率。收或者多次吸收,從而增加吸收率。酸制絨工藝涉及的反應方程式酸制絨工藝涉及的反應方程式: HNO3+Si=SiO2+NOx+H2O SiO2+ 4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2SiF6 Si+2KOH+H2O K2SiO3 +2H2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 Si + HNO2 = SiO

4、2 + NO +H2O HNO3 + NO + H2O = HNO2前清洗工藝步驟:前清洗工藝步驟: 制絨制絨堿洗堿洗 酸洗酸洗吹干吹干Etch bathDryer1Rinse1AlkalineRinseRinse2AcidicRinseRinse3Dryer2 RENA Intex前清洗設備的主體分為以下八個槽,此外還有滾輪、排前清洗設備的主體分為以下八個槽,此外還有滾輪、排風風系統系統、自動及手動補液、自動及手動補液系統、循環系統系統、循環系統和溫度控制系統等。和溫度控制系統等。Etch bath:刻蝕槽,用于制絨。:刻蝕槽,用于制絨。 所用溶液為所用溶液為HF+HNO3,主要工藝參數:,

5、主要工藝參數:Firstfill volume:480L; Bath processtemperature:7 2 concentrations of chemical:HF(154g/L)&HNO3 (358g/L); Quality:100.0Kg; Setpoint recirculation flow:140.0L/min; 制絨制絨過程中根據腐蝕深度,可對溫度作適當修正。越高的溫度對應越快的反應過程中根據腐蝕深度,可對溫度作適當修正。越高的溫度對應越快的反應速度,故如果腐蝕不夠則可適當提高反應溫度,反之亦然。一般每速度,故如果腐蝕不夠則可適當提高反應溫度,反之亦然。一般每0.1 對應

6、對應約約0.1m的腐蝕厚度。的腐蝕厚度。當藥液壽命當藥液壽命(Quality)到后,需更換整槽藥液。到后,需更換整槽藥液。刻蝕槽的作用刻蝕槽的作用:1.1.去除硅片表面的機械損傷層;去除硅片表面的機械損傷層;2.2.形成無規則絨面。形成無規則絨面。Alkaline Rinse:堿洗槽:堿洗槽 。 所用溶液為所用溶液為KOH,主要工藝參數:,主要工藝參數:Firstfill concentration of chemical:5%; Bath lifetime:250hours; Bath processtemperature:204 當藥液壽命(當藥液壽命(Bath lifetime)到后,需

7、更換整槽藥液。)到后,需更換整槽藥液。堿洗堿洗槽的作用:槽的作用:1.洗去硅片表面多孔硅;洗去硅片表面多孔硅;2.中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液。中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液。Acidic Rinse:酸洗槽:酸洗槽 。 所用溶液為所用溶液為HCl+HF,主要工藝參數:,主要工藝參數:Firstfill concentration of chemical:HCl(10%)&HF(5%); Bath lifetime:250hours; Bath processtemperature:20 2 當藥液壽命(當藥液壽命(Bath lifetime)到后,需更換整槽藥液。)到后,需更換整槽

8、藥液。酸洗槽的作用:酸洗槽的作用:1.中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液;中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液;2.HF可去除硅片表面氧化層(可去除硅片表面氧化層(SiO2),形成疏水表面,便于吹干;),形成疏水表面,便于吹干; 3.HCl中的中的Cl-有攜帶金屬離子的能力,可以用于去除硅片表面金屬離子。有攜帶金屬離子的能力,可以用于去除硅片表面金屬離子。 Rinse 13:水洗槽,水洗槽與槽之間相互聯通。水洗槽中液面高度:水洗槽,水洗槽與槽之間相互聯通。水洗槽中液面高度Rinse 3Rinse 2 Rinse 1。進水口在。進水口在Rinse 3處。處。Dryer 1和和Dryer 2為風刀,

9、通過調節風刀的角度和吹風的壓力,使硅為風刀,通過調節風刀的角度和吹風的壓力,使硅片被迅速吹干。片被迅速吹干。滾輪滾輪分三段設定速度,其中分三段設定速度,其中converyor1converyor 2converyor 3,否,否則前快后慢,易在設備中因為疊片而造成碎片。滾輪速度(即制絨時則前快后慢,易在設備中因為疊片而造成碎片。滾輪速度(即制絨時間)根據需要的腐蝕深度來進行設置,生產過程中可根據測試結果來間)根據需要的腐蝕深度來進行設置,生產過程中可根據測試結果來進行滾輪速度修正。一般滾輪速度慢,則反應時間增加,腐蝕深度加進行滾輪速度修正。一般滾輪速度慢,則反應時間增加,腐蝕深度加深,反之亦然

10、。深,反之亦然。(注注:前清洗速度最好不要超過前清洗速度最好不要超過1.2m/min,速度過快,一方面硅片清洗,速度過快,一方面硅片清洗或吹不干凈,擴散容易出現藍黑點片;另一方面碎片高,有時碎片會或吹不干凈,擴散容易出現藍黑點片;另一方面碎片高,有時碎片會堵住噴淋口,清洗后出現臟片。此外,滾輪速度也不可太慢,否則影堵住噴淋口,清洗后出現臟片。此外,滾輪速度也不可太慢,否則影響產量。響產量。) 補液補液:自動補液自動補液:當腐蝕深度控制在:當腐蝕深度控制在4.4 0.4m范圍內時,硅片的腐蝕重量約范圍內時,硅片的腐蝕重量約為為0.3g/片,通過感應器計數,當跑片達到一定量時,機器自動對刻蝕槽進片

11、,通過感應器計數,當跑片達到一定量時,機器自動對刻蝕槽進行補液行補液,其中其中HF量為量為0.050.005kg、 HNO3量為量為0.050.005kg。手動補液手動補液:根據實際硅片的腐蝕情況,有時需要進行手動補液。通常每次:根據實際硅片的腐蝕情況,有時需要進行手動補液。通常每次補液量如下:補液量如下:Replenishment Etch bath: HF 9.000L HNO3 6.000LReplenishment Alkaline: KOH 2.000LReplenishment Acidic: HCl 4.000L HF 2.000L 也可根據實際情況減少或增加手動補液量。但用量比

12、例按照上述之比也可根據實際情況減少或增加手動補液量。但用量比例按照上述之比例例 ,補藥過程一般不建議加入,補藥過程一般不建議加入DI water。 當腐蝕深度不夠時,只對當腐蝕深度不夠時,只對Etch bath進行手動補液。當進行手動補液。當硅片表面有大量酸殘留,形成大面積黃斑時,需要對硅片表面有大量酸殘留,形成大面積黃斑時,需要對KOH 進行手動補液。當硅片經過風刀吹不干,則可能硅片表面進行手動補液。當硅片經過風刀吹不干,則可能硅片表面氧化層未被洗凈,此時可適當補充酸。氧化層未被洗凈,此時可適當補充酸。前清洗補液原則前清洗補液原則 每批次抽取每批次抽取4片樣品,測量腐蝕前后的質量差,然后根據

13、公式可獲得腐片樣品,測量腐蝕前后的質量差,然后根據公式可獲得腐蝕深度,蝕深度,125單晶要求控制腐蝕深度在單晶要求控制腐蝕深度在4.4 0.4m ,同時制絨后的硅片反射同時制絨后的硅片反射率要求控制在率要求控制在21%24%之間。之間。刻蝕深度與電性能間的關系刻蝕深度與電性能間的關系 SPC控制控制 設備的日常維護主要是濾芯的更換;視硅片清洗后設備的日常維護主要是濾芯的更換;視硅片清洗后的質量排查可能的設備原因,調整噴淋和風刀的角度和的質量排查可能的設備原因,調整噴淋和風刀的角度和強度;藥液壽命到后換藥過程中清洗酸堿槽,以及清理強度;藥液壽命到后換藥過程中清洗酸堿槽,以及清理滾輪和各槽中碎片。

14、滾輪和各槽中碎片。 需要注意的是堿槽的噴嘴角度和流量需要控制好,需要注意的是堿槽的噴嘴角度和流量需要控制好,否則堿液易噴至否則堿液易噴至Rinse1中,而中,而Rinse1中洗下的酸液和上中洗下的酸液和上述堿液易在該槽中生成鹽,使該處的濾芯很快被堵住而述堿液易在該槽中生成鹽,使該處的濾芯很快被堵住而失效。失效。前清洗工序工藝要求前清洗工序工藝要求 片子表面片子表面5S5S控制控制 不容許用手摸片子的表片,要勤換手套,避免擴散后出現臟片。不容許用手摸片子的表片,要勤換手套,避免擴散后出現臟片。 稱重稱重 1.1.每批片子的腐蝕深度都要檢測,不允許編造數據,搞混批次等。每批片子的腐蝕深度都要檢測,

15、不允許編造數據,搞混批次等。 2. 2.要求每批測量要求每批測量4 4片。片。 3. 3.放測量片時,把握均衡原則。如第一批放在放測量片時,把握均衡原則。如第一批放在1.3.5.71.3.5.7道,下一批則道,下一批則放在放在2.4.6.82.4.6.8道,便于檢測設備穩定性以及溶液的均勻性。道,便于檢測設備穩定性以及溶液的均勻性。 刻蝕槽液面的注意事項:刻蝕槽液面的注意事項: 正常情況下液面均處于綠色,如果一旦在流片過程中顏色改變,立即正常情況下液面均處于綠色,如果一旦在流片過程中顏色改變,立即通知工藝人員。通知工藝人員。 產線上沒有充足的片源時,工藝要求產線上沒有充足的片源時,工藝要求:

16、: 1.1.停機停機1 1小時以上,要將刻蝕槽的藥液排到小時以上,要將刻蝕槽的藥液排到tanktank,減少藥液的揮發。,減少藥液的揮發。 2. 2.停機停機1515分鐘以上要用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀,以防酸堿形成的結分鐘以上要用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀,以防酸堿形成的結晶鹽堵塞噴淋口及風刀。晶鹽堵塞噴淋口及風刀。 3. 3.停機停機1h1h以上,要跑假片,至少一批(以上,要跑假片,至少一批(400400片)且要在生產前半小時片)且要在生產前半小時用水槍沖洗風刀處的滾輪,杜絕制絨后的片子有滾輪印。用水槍沖洗風刀處的滾輪,杜絕制絨后的片子有滾輪印。 前清洗到擴散的產品時間前清洗到擴散的產品時間:

17、: 最長不能超過最長不能超過4 4小時小時, ,時間過長硅片會污染氧化,到擴散污染爐管時間過長硅片會污染氧化,到擴散污染爐管, ,從從 而影響后面的電性能及效率而影響后面的電性能及效率 常見故障常見故障原因及解決方法原因及解決方法前前清清洗洗工工藝藝刻蝕深度不刻蝕深度不穩定穩定a觀察來片是否有異常,或者來片一批中是否是不同晶棒組成,因為觀察來片是否有異常,或者來片一批中是否是不同晶棒組成,因為 不同的片子會對應不同的刻蝕速率。不同的片子會對應不同的刻蝕速率。b查看溶液顏色,正常的顏色應該是灰色偏綠。如果覺得顏色過淺,查看溶液顏色,正常的顏色應該是灰色偏綠。如果覺得顏色過淺, 流假片,一般以流假

18、片,一般以400片為一個循環。然后測試片為一個循環。然后測試4片硅片刻蝕深度。片硅片刻蝕深度。硅片表面有硅片表面有大面積黃斑大面積黃斑觀察堿槽溶液是否在循環,若沒有循環,手動打開循環若有循環則觀察堿槽溶液是否在循環,若沒有循環,手動打開循環若有循環則說明堿濃度不夠,需要補加堿說明堿濃度不夠,需要補加堿硅片表面有硅片表面有小白條小白條觀察氣刀是否被堵,通過查看硅片通過氣刀下方時表面液體有無被吹觀察氣刀是否被堵,通過查看硅片通過氣刀下方時表面液體有無被吹干判斷。干判斷。滾輪速度較滾輪速度較低或較高低或較高a一般我們要求滾輪在一般我們要求滾輪在1.01.2的速度下流片,因為過低的速度會影響的速度下流

19、片,因為過低的速度會影響產量,過高的速度風刀很難將硅片吹干。所以如果滾輪速度小于產量,過高的速度風刀很難將硅片吹干。所以如果滾輪速度小于1.0,需要手動加液,一般按需要手動加液,一般按9升升HF,6升升HNO3進行補液。同時可以將溫度進行補液。同時可以將溫度提高,以提高,以1度為一個單位升高(可在度為一個單位升高(可在58度之間進行調整)。但是對于度之間進行調整)。但是對于溫度的設定,我們一般選擇較低的溫度,因為較低的溫度下可以得到溫度的設定,我們一般選擇較低的溫度,因為較低的溫度下可以得到很穩定的化學反應,所以溫度一般不建議調高,很穩定的化學反應,所以溫度一般不建議調高,b如果滾輪速度過高,

20、在溫度降低仍不能滿足要求的情況下,可以加如果滾輪速度過高,在溫度降低仍不能滿足要求的情況下,可以加水,但是僅能以水,但是僅能以5升為一個單位加入。升為一個單位加入。常見故障常見故障原因及解決方法原因及解決方法前前清清洗洗工工藝藝堿槽或酸槽堿槽或酸槽不循環不循環觀察設備下面的循環平衡有沒有冒泡泡觀察設備下面的循環平衡有沒有冒泡泡原因分析:原因分析:a: a: 可能風刀堵塞,使溶液跑到水槽可能風刀堵塞,使溶液跑到水槽2 2中;中; b: b: 可能噴淋堵塞;可能噴淋堵塞; c: c: 可能濾芯堵塞;可能濾芯堵塞;解決方法:解決方法:a:a:先期在初始界面處可以發現各自對應的模板先期在初始界面處可以

21、發現各自對應的模板, ,在在“readyready”“”“not not readyready”之間閃動,此時需要工藝立即之間閃動,此時需要工藝立即 補液(補液(HCLHCL:HFHF:DI=8DI=8:3 3:2323;KOHKOH:DI=1DI=1:1010) b: b:通知設備通風刀(冒泡泡)或清洗更換濾芯通知設備通風刀(冒泡泡)或清洗更換濾芯 (補加了藥水后還(補加了藥水后還沒循環,浮標沉到底部不起來)沒循環,浮標沉到底部不起來)堿槽或酸槽堿槽或酸槽流流量變小量變小工藝需要檢查槽中溶液是否滿,如果不滿則添加,如果是滿的,則通知設備檢工藝需要檢查槽中溶液是否滿,如果不滿則添加,如果是滿的

22、,則通知設備檢查濾芯是否需要更換或清洗。如果是滿的,則進行補液操作查濾芯是否需要更換或清洗。如果是滿的,則進行補液操作流量突變,流量突變,不能達到不能達到工藝設定工藝設定流量流量前清洗流量會突然變為前清洗流量會突然變為0 0,此時設備會報警,工藝立即到現場通知生產停止投料,此時設備會報警,工藝立即到現場通知生產停止投料,通知設備人員調試設備,然后處理設備中的硅片,挑出外觀未受影響的硅片繼通知設備人員調試設備,然后處理設備中的硅片,挑出外觀未受影響的硅片繼續下傳,外觀受影響的隔離處理續下傳,外觀受影響的隔離處理水紋片水紋片用手可以抹去的,檢查出料處滾輪的干凈程度,一般是出料處風刀中間段滾輪用手可

23、以抹去的,檢查出料處滾輪的干凈程度,一般是出料處風刀中間段滾輪出現污染,需要設備擦拭,如果不嚴重,流假片也可以將臟東西帶走。出現污染,需要設備擦拭,如果不嚴重,流假片也可以將臟東西帶走。Confidential工藝衛生前后清洗附近地面用清水將拖把洗干凈,擰干后將地面清理干凈(須把拖把清洗干凈,不能只在地上噴了清水就拖地)機臺表面(包括設備后區)絲光毛巾用清水洗干凈,擰干后擦拭臺面,表面應該無污物,灰塵機臺窗戶需用蘸了酒精的絲光毛巾擦拭干凈,表面應該無污物,灰塵運輸硅片用的小推車絲光毛巾用清水洗干凈,擰干后擦拭,表面應該無污物,灰塵以及碎硅片承片盒用HF和HCL,2:1的比例浸泡2小時,然后用清

24、水沖洗至PH值呈中性后吹干放置承片盒的桌子絲光毛巾用清水洗干凈,擰干后擦拭,表面應該無污物,灰塵以及碎硅片設備顯示器鍵盤和鼠標絲光毛巾用清水洗干凈,擰干后擦拭臺面,表面應該無污物,灰塵電子天平臺面需用蘸了酒精的絲光毛巾擦拭干凈,表面應該無污物,灰塵以及碎硅片絕緣電阻測試臺面需用蘸了酒精的絲光毛巾擦拭干凈,表面應該無污物,灰塵以及碎硅片在制品和隔離品臺面絲光毛巾用清水洗干凈,擰干后擦拭,表面應該無污物,灰塵以及碎硅片Confidential1、載片盒必須放在桌子上(不論是否有硅片在內)2、操作員工接觸圓片時須戴棉膠雙層手套,禁止直接接觸片子的表面,戴有橡膠手套后也需要盡量少的接觸硅片表面。3、接

25、觸設備按鍵時不準帶手套,必須全部裸手4、橡膠手套必須保持干凈、清潔,及時更換,接觸硅片時必須戴上手套,且保證手套上贓物5、操作人員身上穿的凈化服和凈化鞋,必須穿戴整齊,必須保持潔凈,并定期清洗,清洗周期為2周6、設備里的碎片在每周設備PM時必須清理干凈7、按照標示擺放物品,除標示區域以外不允許擺放任何其他物品8、流程單不允許放在片盒中靠著硅片,需鋪在片盒底下9、設備的窗戶在無異常狀態下必須關閉10、去測試測試片時需用干凈的泡沫盒搬送,不能直接用手搬送11、經過前清洗的硅片必須放在承片盒中,不能直接放在工作臺面上12、碎片盒中的碎片應及時清理13、下料處的硅片應及時接受,不允許等硅片掉到設備下料

26、端的槽體中后再取硅片14、不良須返工的硅片不能放在碎片盒中,需放在固定的地方統一返工15、測量測試片時需生產一批測量一批,不允許一次性側量好幾批,這樣容易發生混批現象16、由于堿與酸反應會生成鹽的結晶,所以待料停止15分鐘以上需要沖洗堿槽滾輪、噴淋、風刀。已避免噴淋口,風刀口被堵。17、如果有一個小時以上的待料停產,我們要求要將刻蝕槽的藥液排到tank,減少藥液的揮發;并沖洗刻蝕槽滾輪,防止藥液沉淀,產生滾輪印二、二、RENA InOxSide后清洗工藝培訓后清洗工藝培訓 擴散過程中,雖然采用背靠背擴散,硅片的邊緣將不可避免地擴擴散過程中,雖然采用背靠背擴散,硅片的邊緣將不可避免地擴散上磷。散

27、上磷。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到流到PN結的背面,而造成短路。此短路通道等效于降低并聯電阻。結的背面,而造成短路。此短路通道等效于降低并聯電阻。 同時,由于在擴散過程中氧的通入,在硅片表面形成一層二氧化同時,由于在擴散過程中氧的通入,在硅片表面形成一層二氧化硅,在高溫下硅,在高溫下POCl3與與O2形成的形成的P2O5,部分,部分P原子進入原子進入Si取代部分晶格取代部分晶格上的上的Si原子形成原子形成n型半導體,部分則留在了型半導體,部分則留在了SiO2中形成中形成PSG。 后清洗的目的就是進行濕法刻蝕和去除后

28、清洗的目的就是進行濕法刻蝕和去除PSG。后清洗的目與原理后清洗的目與原理濕法刻蝕原理濕法刻蝕原理: 利用利用HNO3和和HF的混合液體對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕的混合液體對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕,去去除邊緣的除邊緣的N型硅型硅,使得硅片的上下表面相互絕緣。使得硅片的上下表面相互絕緣。邊緣刻蝕原理反應方程式:邊緣刻蝕原理反應方程式:3Si + 4HNO3+18HF =3H2 SiF6 + 4NO2 + 8H2O等效電路刻蝕中容易產生的問題及檢測方法:刻蝕中容易產生的問題及檢測方法: 1.刻蝕不足刻蝕不足:邊緣漏電,:邊緣漏電,Rsh下降,嚴重可導致失效下降,嚴重可導致失效 檢測方法

29、:測絕緣電阻檢測方法:測絕緣電阻 2.過刻過刻:正面金屬柵線與:正面金屬柵線與P型硅接觸,造成短路型硅接觸,造成短路 檢測方法:稱重及目測檢測方法:稱重及目測 SPC控制控制:當硅片從設備中流轉出來時,工藝需檢查硅片表面狀:當硅片從設備中流轉出來時,工藝需檢查硅片表面狀態,絨面無明顯斑跡,無藥液殘留。態,絨面無明顯斑跡,無藥液殘留。125單晶該工序產品單要求面腐單晶該工序產品單要求面腐蝕深度控制在蝕深度控制在0.81.6m范圍之內范圍之內,且硅片表面刻蝕寬度不超過且硅片表面刻蝕寬度不超過2mm, 同時需要保證刻蝕邊緣絕緣電阻大于同時需要保證刻蝕邊緣絕緣電阻大于1K歐姆。歐姆。去除磷硅玻璃的目的

30、:去除磷硅玻璃的目的: 1) 磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮,導致電流的降磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮,導致電流的降低和功率的衰減。低和功率的衰減。 2) 死層的存在大大增加了發射區電子的復合,會導致少子壽命的降死層的存在大大增加了發射區電子的復合,會導致少子壽命的降低,進而降低了低,進而降低了Voc和和Isc。 3) 磷硅玻璃的存在使得磷硅玻璃的存在使得PECVD后產生色差。后產生色差。去去PSG原理方程式:原理方程式: SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2SiF6 SiO2+ 6HF=H2SiF6+2H2O去去PSG工序檢驗方法:工序檢驗方

31、法:當硅片從當硅片從HF槽出來時,觀察其表面是否脫水,如果脫水,則表槽出來時,觀察其表面是否脫水,如果脫水,則表明磷硅玻璃已去除干凈;如果表面還沾有水珠,則表明磷硅玻璃明磷硅玻璃已去除干凈;如果表面還沾有水珠,則表明磷硅玻璃未被去除干凈,可在未被去除干凈,可在HF槽中適當補些槽中適當補些HF。后清洗工藝步驟:后清洗工藝步驟: 邊緣刻蝕邊緣刻蝕堿洗堿洗 酸洗酸洗吹干吹干 RENA InOxSide后清洗設備的主體分為以下七個槽,此外還有滾輪、后清洗設備的主體分為以下七個槽,此外還有滾輪、排風系統、自動及手動補液系統、循環系統和溫度控制系統等。排風系統、自動及手動補液系統、循環系統和溫度控制系統等

32、。Etch bathRinse1AlkalineRinseRinse2HF bathRinse3Dryer2Etch bath:刻蝕槽,用于邊緣刻蝕。:刻蝕槽,用于邊緣刻蝕。 所用溶液為所用溶液為HF+HNO3+H2SO4,主要工藝參數:主要工藝參數:Firstfill volume:270.0L; Firstfill volume H2SO4 :80.0L; concentrations of chemical:HF(35g/L)&HNO3 (350g/L); Quality:100.0Kg; Setpoint recirculation flow:22.0L/min; Bath proce

33、sstemperature:7 2 注意擴散面須向上放置,注意擴散面須向上放置, H2SO4的作用主要是增大液體浮力,使硅的作用主要是增大液體浮力,使硅片很好的浮于反應液上(僅上邊緣片很好的浮于反應液上(僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接觸)。左右和下表面與液體接觸)。 根據刻蝕情況,可對溫度作適當的修正。越高的溫度對應越快的反應速度,故根據刻蝕情況,可對溫度作適當的修正。越高的溫度對應越快的反應速度,故如果刻蝕不夠則可適當提高反應溫度,反之亦然。當藥液壽命(如果刻蝕不夠則可適當提高反應溫度,反之亦然。當藥液壽命(Quality)到)到后,需更換整槽藥液。后,需更換整槽藥液。刻蝕槽的作用:刻蝕

34、槽的作用:邊緣刻蝕,除去邊緣邊緣刻蝕,除去邊緣PN結,使電流朝同一方向流動。結,使電流朝同一方向流動。Alkaline Rinse:堿洗槽:堿洗槽 。 所用溶液為所用溶液為KOH,主要工藝參數:,主要工藝參數:Firstfill concentration of chemical:5%; Bath lifetime:250hours;Bath processtemperature:224 當藥液壽命(當藥液壽命( Bath lifetime )到后,需更換整槽藥液。)到后,需更換整槽藥液。堿洗堿洗槽的作用:槽的作用:1.洗去硅片表面多孔硅;洗去硅片表面多孔硅;2.中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的

35、酸液。中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液。HF Bath:HF酸槽酸槽 。 所用溶液為所用溶液為HF,主要工藝參數:,主要工藝參數:Firstfill concentration of chemical: HF(5%); Bath ifetime:250hours; Bath processtemperature:22 4 當藥液壽命(當藥液壽命( Bath lifetime )到后,需更換整槽藥液。)到后,需更換整槽藥液。HF酸槽的作用:酸槽的作用:1.中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液;中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液;2.去去PSGRinse 13為水洗槽;為水洗槽;Dryer 2為風

36、刀;為風刀;滾輪分三段設定速度,可根據實際情況對滾輪速度進行修正。滾輪分三段設定速度,可根據實際情況對滾輪速度進行修正。基本的工藝調整原則、設備維護內容,注意事項都同于前清洗設備。基本的工藝調整原則、設備維護內容,注意事項都同于前清洗設備。補液補液:自動補液自動補液:當單面刻蝕深度在:當單面刻蝕深度在0.8 1.6m范圍內時,硅片的腐蝕重量范圍內時,硅片的腐蝕重量約約0.05g/片,通過感應器計數,當跑片達到一定量時,機器自動對刻蝕片,通過感應器計數,當跑片達到一定量時,機器自動對刻蝕槽進行補液槽進行補液,其中其中HF量為量為0.025kg、 HNO3量為量為0.025kg。手動補液手動補液:

37、根據實際硅片的腐蝕情況,有時需要進行手動補液。每次補:根據實際硅片的腐蝕情況,有時需要進行手動補液。每次補液量如下:液量如下:Replenishment Etch bath: HF 1.000L HNO3 3.000L H2SO4 3.000LReplenishment Alkaline: KOH 2.000LReplenishment Acidic: HF 2.000L 當刻蝕深度不夠時,只對當刻蝕深度不夠時,只對Etch bath進行手動補液,補進行手動補液,補液量根據實際腐蝕情況確定,但一般情況下補液過程不建議液量根據實際腐蝕情況確定,但一般情況下補液過程不建議加硫酸和去離子水(加硫酸和

38、去離子水(加硫酸易導致刻蝕槽溫度升高,刻蝕后加硫酸易導致刻蝕槽溫度升高,刻蝕后硅片邊緣發黑硅片邊緣發黑)。當硅片表面有大量酸殘留,形成大面積黃)。當硅片表面有大量酸殘留,形成大面積黃斑,或者硅片邊緣發黑時,需要對斑,或者硅片邊緣發黑時,需要對KOH 進行手動補液。當進行手動補液。當硅片經過風刀吹不干,則可能硅片表面硅片經過風刀吹不干,則可能硅片表面PSG未被洗凈,此時未被洗凈,此時可適當補充可適當補充HF酸。酸。后清洗補液原則后清洗補液原則后清洗工序工藝要求后清洗工序工藝要求 后清洗出來的片子,不允許用手摸片子的表面。收片員工只允許接觸后清洗出來的片子,不允許用手摸片子的表面。收片員工只允許接

39、觸片子的邊緣進行裝片。并且要勤換手套,避免片子的邊緣進行裝片。并且要勤換手套,避免PECVDPECVD后出現臟片!后出現臟片! 每批片子的腐蝕重量和絕緣電阻都要檢測。每批片子的腐蝕重量和絕緣電阻都要檢測。 1. 1.要求每批測量要求每批測量4 4片。片。 2. 2.每次放測量片時,把握均衡原則。如第一批把測試片放每次放測量片時,把握均衡原則。如第一批把測試片放1.3.5.71.3.5.7道,道,下一批則放下一批則放2.4.6.82.4.6.8道,便于監控設備穩定性和溶液的均勻性。道,便于監控設備穩定性和溶液的均勻性。 生產沒有充足的片子時,工藝要求:生產沒有充足的片子時,工藝要求: 1. 1.

40、如果有如果有1 1小時以上的停機,要將刻蝕槽的藥液排到小時以上的停機,要將刻蝕槽的藥液排到tanktank,減少藥液的,減少藥液的揮發。揮發。 2. 2.停機后停機后1515分鐘用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀,防止酸堿形成的結晶鹽分鐘用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀,防止酸堿形成的結晶鹽堵塞噴淋口及風刀。堵塞噴淋口及風刀。 3. 3.停機停機1 1小時以上,要在開啟機器生產前半小時用水槍沖洗風刀處的滾小時以上,要在開啟機器生產前半小時用水槍沖洗風刀處的滾輪,杜絕做出來的片子有滾輪印!輪,杜絕做出來的片子有滾輪印! 后清洗到后清洗到PECVDPECVD的產品時間最長不能超過的產品時間最長不能超過4 4小時小時

41、, ,時間過長硅片會污染時間過長硅片會污染氧化,從氧化,從 而影響產品的電性能及效率而影響產品的電性能及效率. . 刻蝕槽液面的注意事項:刻蝕槽液面的注意事項: 正常情況下液面均處于綠色,如果一旦在流片過程中顏色改變,立即正常情況下液面均處于綠色,如果一旦在流片過程中顏色改變,立即通知工藝人員。通知工藝人員。后后清清洗洗常見故障常見故障原因及解決方法原因及解決方法表面過刻大于表面過刻大于兩毫米兩毫米a 觀察速度是否小于觀察速度是否小于0.7m/min,如果小于此參數,需要添加藥,如果小于此參數,需要添加藥液提高速度。添加時以液提高速度。添加時以3升升HNO3,1升升HF為一個單位進行補液。為一

42、個單位進行補液。水在這臺設備中不建議加入。所以補液時需要小劑量進行補液,水在這臺設備中不建議加入。所以補液時需要小劑量進行補液,否則如果補液過多導致異常,十分麻煩。否則如果補液過多導致異常,十分麻煩。b 通知放片時盡量將片子靠近些,降低液面高度,但是需要注意疊片通知放片時盡量將片子靠近些,降低液面高度,但是需要注意疊片c 將流量降低,降低液面高度,但是需要觀察片子是否能與溶液充分將流量降低,降低液面高度,但是需要觀察片子是否能與溶液充分接觸。接觸。d 將窗戶打開一些調節排風將窗戶打開一些調節排風e 添加藥液調節溶液濃度。添加藥液調節溶液濃度。硅片邊緣顏色發黑硅片邊緣顏色發黑堿濃度不夠,添加堿溶

43、液(單補堿濃度不夠,添加堿溶液(單補L堿)堿)硅片表面有硅片表面有大面積黃斑大面積黃斑觀察堿槽溶液是否在循環,若沒有循環,手動打開循環觀察堿槽溶液是否在循環,若沒有循環,手動打開循環 非擴散面有非擴散面有較重滾輪印較重滾輪印a增加流量,但需注意過刻(以一個流量為單位)增加流量,但需注意過刻(以一個流量為單位) b通知工藝技術員或工程師添加藥液,提高液面通知工藝技術員或工程師添加藥液,提高液面刻蝕深度不穩定刻蝕深度不穩定a觀察來片是否有異常,或者來片一批中是否是不同晶棒組成,因為觀察來片是否有異常,或者來片一批中是否是不同晶棒組成,因為不同的片子會對應不同的刻蝕速率。不同的片子會對應不同的刻蝕速

44、率。b查看溶液顏色,正常的顏色應該是黃色。如果覺得顏色過淺,則流查看溶液顏色,正常的顏色應該是黃色。如果覺得顏色過淺,則流假片,一般以假片,一般以400片為一個循環。然后測試片為一個循環。然后測試4片硅片刻蝕深度。片硅片刻蝕深度。三、前后清洗吹不干排查流程三、前后清洗吹不干排查流程片子表面有水珠吹不干處理步驟流程圖:片子表面有水珠吹不干處理步驟流程圖:表面有水吹不干表面有水吹不干設備檢查各槽噴淋和濾芯設備檢查各槽噴淋和濾芯工藝檢查藥液質量工藝檢查藥液質量設備人員檢查風刀設備人員檢查風刀察看外圍氣壓察看外圍氣壓向酸槽中添加少量向酸槽中添加少量HF對切確認是否為來料問題對切確認是否為來料問題向向G

45、P廠家的工程師廠家的工程師進行求助進行求助l 片子表面和邊緣有嚴重水珠的片子要求全部進行返工處理,即使片子表面和邊緣有嚴重水珠的片子要求全部進行返工處理,即使晾干后也不能下傳,仍然會在擴散造成不良。晾干后也不能下傳,仍然會在擴散造成不良。l 邊緣有輕微水珠(直徑小于邊緣有輕微水珠(直徑小于1mm)的片子可以在充分晾干后可以)的片子可以在充分晾干后可以進行下傳。進行下傳。l 表面(包括制絨面和非制絨面)除邊緣外有輕微水珠的片子不允表面(包括制絨面和非制絨面)除邊緣外有輕微水珠的片子不允許下傳,要進行返工處理。許下傳,要進行返工處理。 各種吹不干的片子處理方法:各種吹不干的片子處理方法:注:吹不干

46、的片子具體返工方法詳見作業指導書中的各工序不良片返工處理流程。注:吹不干的片子具體返工方法詳見作業指導書中的各工序不良片返工處理流程。四、前后清洗十項影響效率、四、前后清洗十項影響效率、良率良率( (或特定電參數或特定電參數) )的原因的原因A.片源不同片源不同 這里提到的片源差異包括多晶硅料的不同(鍋底料、這里提到的片源差異包括多晶硅料的不同(鍋底料、邊皮料、金屬硅、復拉料、重摻雜等等)以及晶體大小不邊皮料、金屬硅、復拉料、重摻雜等等)以及晶體大小不同(微晶片等),對于前清洗,片源不同,腐蝕量、腐蝕同(微晶片等),對于前清洗,片源不同,腐蝕量、腐蝕速率和形成的絨面結構都會不同,短路電流將受到

47、重大影速率和形成的絨面結構都會不同,短路電流將受到重大影響,其他電性能也會受到一定程度的影響。后清洗雙向切響,其他電性能也會受到一定程度的影響。后清洗雙向切割片的線痕過大會造成過刻等。割片的線痕過大會造成過刻等。 預防措施:預防措施:1集中投片配合工藝對藥液的調節集中投片配合工藝對藥液的調節2每批產品測量刻蝕重量是有超規范每批產品測量刻蝕重量是有超規范B.藥液濃度的穩定性藥液濃度的穩定性 包括藥液補加量的準確程度,藥液的揮發,工藝參包括藥液補加量的準確程度,藥液的揮發,工藝參數的設置等。數的設置等。 預防措施:預防措施:1.設備帶料不生產時把藥液排到設備帶料不生產時把藥液排到TANK槽中槽中2

48、.控制穩定的溫度控制穩定的溫度3.測量硅片反射率是否超規范測量硅片反射率是否超規范4.每批產品測量刻蝕重量是有超規范每批產品測量刻蝕重量是有超規范5.希望設備端給設備安裝實際測量藥液補加的測量器希望設備端給設備安裝實際測量藥液補加的測量器C.溫度的波動溫度的波動 溫度直接影響片子與藥液反應的程度,其波動的大溫度直接影響片子與藥液反應的程度,其波動的大小和波動的周期直接影響批內和批次間腐蝕量和刻蝕小和波動的周期直接影響批內和批次間腐蝕量和刻蝕量的不同,進而導致電性能的波動。量的不同,進而導致電性能的波動。 預防措施:預防措施:1.設備定期檢查設備定期檢查cool是否正常是否正常2.設備端進行溫度

49、設備端進行溫度SPC監控監控3.工藝每天檢查溫度趨勢工藝每天檢查溫度趨勢4.測量硅片反射率是否超規范測量硅片反射率是否超規范5.每批產品測量刻蝕重量是有超規范每批產品測量刻蝕重量是有超規范D.設備噴淋的異常設備噴淋的異常 噴淋的異常會導致藥液殘留和一些反應不能正常進行,噴淋的異常會導致藥液殘留和一些反應不能正常進行,進而出現臟片。進而出現臟片。 預防措施:預防措施:1.設備每次做完設備每次做完PM時調整好噴淋角度,并用假片檢查硅時調整好噴淋角度,并用假片檢查硅 片是否有臟片。片是否有臟片。2.生產每兩小時檢查設備是否有碎片卡在滾輪中,堵住噴生產每兩小時檢查設備是否有碎片卡在滾輪中,堵住噴 淋口

50、淋口3.蓋擋板時須輕放,避面擋板打偏噴淋口蓋擋板時須輕放,避面擋板打偏噴淋口4.對于堿槽,當設備待料超過對于堿槽,當設備待料超過10分鐘時必須沖洗噴淋及風刀分鐘時必須沖洗噴淋及風刀E.過刻的異常過刻的異常 后清洗造成過刻,鍍膜后黑邊,且造成短路,從后清洗造成過刻,鍍膜后黑邊,且造成短路,從而影響效率及良率而影響效率及良率 預防措施:預防措施:1.調節排風或降低流量或提高速度調節排風或降低流量或提高速度2.設備端安裝排風監控表,并每天檢查設備端安裝排風監控表,并每天檢查3.滾輪或槽體擋板變形,需調整滾輪或擋板滾輪或槽體擋板變形,需調整滾輪或擋板4.藥液濃度異常,需調節濃度藥液濃度異常,需調節濃度

51、5.希望設備端給設備安裝實際測量藥液補加的測量器希望設備端給設備安裝實際測量藥液補加的測量器F.設備滾輪的變形異常設備滾輪的變形異常 導致碎片、腐蝕不均、過刻、硅片沾不到液等,導致碎片、腐蝕不均、過刻、硅片沾不到液等,最終影響效率最終影響效率 預防措施:預防措施:1.設備設備PM時定期檢查時定期檢查2.工藝及時反饋刻蝕狀況工藝及時反饋刻蝕狀況G.設備設備PM徹底性和細化徹底性和細化 PM進行的徹底到位可以保證生產的正常進行,如濾芯進行的徹底到位可以保證生產的正常進行,如濾芯的清洗,清洗不好,可能導致水不干凈,造成水痕臟片等;的清洗,清洗不好,可能導致水不干凈,造成水痕臟片等;碎片清理不徹底可能

52、導致碎片流入藥液管道造成藥液流量降碎片清理不徹底可能導致碎片流入藥液管道造成藥液流量降低,滴定閥堵塞漏酸,造成臟片等。低,滴定閥堵塞漏酸,造成臟片等。 預防措施:預防措施:1.要求設備要求設備PM之前必須沖洗各個槽滾輪,且在之前必須沖洗各個槽滾輪,且在PM后工藝端后工藝端檢查是否做到位,看碎片是否清洗干凈,滾輪是否安裝好等檢查是否做到位,看碎片是否清洗干凈,滾輪是否安裝好等H.測量儀器的短缺測量儀器的短缺 測量儀器的短缺會造成測量不能及時進行,產品質量不能測量儀器的短缺會造成測量不能及時進行,產品質量不能保證,甚至導致生產大量不良片后才發現。至少保證每兩臺保證,甚至導致生產大量不良片后才發現。

53、至少保證每兩臺機器有一臺測量儀器(電子天平和絕緣電阻測試儀)。機器有一臺測量儀器(電子天平和絕緣電阻測試儀)。 預防措施:預防措施:1.設備定期檢查測量儀器是否完好,準確設備定期檢查測量儀器是否完好,準確2.校正部門應定期校正測量儀器校正部門應定期校正測量儀器3.應給每臺設備配備測量儀器應給每臺設備配備測量儀器I.工藝規定和要求執行的不徹底工藝規定和要求執行的不徹底1.主要包括新換藥液后和待機一段時間后跑假片,假片跑不夠,就會出主要包括新換藥液后和待機一段時間后跑假片,假片跑不夠,就會出現滾輪影或刻蝕量不夠;現滾輪影或刻蝕量不夠;2.片源不足時集中投放,不然前清洗容易出現刻蝕量不均勻,后清洗容

54、片源不足時集中投放,不然前清洗容易出現刻蝕量不均勻,后清洗容易出現過刻;易出現過刻;3.清洗后的片子放置時間控制,硅片表面氧化,影響后面效率良率;清洗后的片子放置時間控制,硅片表面氧化,影響后面效率良率;4.待料時滾輪不及時沖洗,容易出現堿槽噴淋風刀鹽結晶堵塞,導致出待料時滾輪不及時沖洗,容易出現堿槽噴淋風刀鹽結晶堵塞,導致出現臟片和現臟片和 水洗水洗1槽濾芯鹽結晶堵塞,出現流量低,從而出現臟片等。槽濾芯鹽結晶堵塞,出現流量低,從而出現臟片等。 預防措施:預防措施:1.培訓員工了解工藝規范培訓員工了解工藝規范2.建立考核制度建立考核制度3.工藝設備加強檢查生產的執行情況工藝設備加強檢查生產的執

55、行情況J.員工的操作不當、質量意識欠缺以及作業區員工的操作不當、質量意識欠缺以及作業區5S執行狀況執行狀況 主要表現為片子放反,出現不良時不能及時發現隔離主要表現為片子放反,出現不良時不能及時發現隔離并通知工藝和設備,減少不良產生等。手套,片盒,桌面,并通知工藝和設備,減少不良產生等。手套,片盒,桌面,機臺等衛生狀況都會影響產品質量。機臺等衛生狀況都會影響產品質量。預防措施:預防措施:1.培訓員工了解工藝規范及培訓員工了解工藝規范及5S規范規范2.建立考核制度建立考核制度3.5S、工藝、設備加強檢查生產的執行情況、工藝、設備加強檢查生產的執行情況五、前后清洗換藥規程五、前后清洗換藥規程前清洗換

56、藥規程前清洗換藥規程1 1、更換刻蝕槽藥液、更換刻蝕槽藥液 主界面依次點擊主界面依次點擊stopMode Manual停機并將機器切換成手動操作模式。停機并將機器切換成手動操作模式。主界面主界面 點擊點擊Manual進入手動換藥界面進入手動換藥界面(程序默認為刻蝕槽換藥界面程序默認為刻蝕槽換藥界面)刻蝕槽換藥界面刻蝕槽換藥界面滾輪控制界面滾輪控制界面 點擊點擊F11回到刻蝕槽換藥界面。回到刻蝕槽換藥界面。 點擊點擊System draining排去排去Bath槽和槽和tank槽的藥液。排藥過程用水槍沖槽的藥液。排藥過程用水槍沖洗刻蝕槽槽蓋,滾輪。沖洗好后將槽蓋關閉。沖洗過程中穿戴好防護洗刻蝕槽

57、槽蓋,滾輪。沖洗好后將槽蓋關閉。沖洗過程中穿戴好防護用具,注意安全。用具,注意安全。 待圖標顯示待圖標顯示Empty(黃色黃色),點擊,點擊PT Filling DI加水清洗。加水清洗。 待待Prepping cabinet顯示顯示Full DI時,點擊時,點擊Fill bath將水打入將水打入bath槽。槽。 待待bath槽顯示槽顯示Full DI時,循環時,循環2min清洗。清洗。 點擊點擊System draining排水。待圖標顯示排水。待圖標顯示Empty(黃色黃色),排水完畢,清,排水完畢,清洗結束。洗結束。 重復上述清洗步驟。清洗次數依據實際情況調整,一般為重復上述清洗步驟。清洗次數依據實際情況調整,一般為2

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