Inoxside_training

1、张晓辉2 0 0 9 年 7 月湿法刻蚀湿法刻蚀主要内容主要内容第一部分：电池制造流程介绍第二部分：湿法刻蚀工艺原理第三部分：RENA设备介绍第四部分：软件介绍第五部分：工艺控制及生产操作第六部分：安全操作电池的制造流程简述1、硅片表面制绒：增大吸光面积2、扩散：p-n结的形成3、刻蚀：将硅片上下面的p-n结隔离4、HF腐蚀：去除磷硅玻璃5、PECVD镀膜：减少表面反射6、丝网印刷：电池正负电极的形成7、烧结测试：形成良好的欧姆接触并按照要求对电池进行分档湿法刻蚀湿法刻蚀工艺目的：工艺目的：通过化学反应腐蚀掉硅片背面及四周的 PN结，以达到正面和背面绝缘的目的;同时去除正面的磷硅玻璃层。工艺材

2、料：工艺材料：合格的多晶硅片（扩散后）、H2SO4（98%，电子级）、HF（40%，电子级）、KOH（50%,电子级）、HNO3（65%，电子级）、DI水（大于15 Mcm）、压缩空气（6 bar，除油，除水，除粉尘）、冷却水（4 bar）等。工艺原理：工艺原理：Rena Inoxside刻蚀工艺主要包括三部分： 硫酸+硝酸+氢氟酸 氢氧化钾 氢氟酸 本工艺过程中，硝酸将硅片背面和边缘氧化，形成二氧化硅，氢氟酸与二氧化硅反应生成络合物六氟硅酸，从而达到刻蚀的目的。 刻蚀之后经过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并将从刻蚀槽中携带的未冲洗干净的酸除去。 最后,利用HF酸将硅片正面的磷硅玻璃去除。并

3、用DI水冲洗硅片，最后用压缩空气将硅片表面吹干。l本工艺过程中，硝酸将硅片背面和边缘氧化，形成氧化硅，氢氟酸与氧化硅反应生成络合物六氟硅酸（H2SiF6），从而使正面与背面绝缘。l刻蚀槽中，硫酸不直接参与化学反应，因为硫酸比重高，所以用以增加溶液的张力。l刻蚀之后经过KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并将从刻蚀槽中携带的未冲洗干净的酸除去。l最后利用HF酸将硅片正面的磷硅玻璃去除。并用DI水冲洗硅片，最后用压缩空气将硅片表面吹干。反应方程式如下：Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2SiF6 工艺流程：上料上料,混合酸液混合酸

4、液HNO3、HF、H2SO4腐蚀腐蚀风刀风刀1 1DIDI水冲洗水冲洗KOHKOH腐蚀腐蚀风刀风刀2 2HFHF洗磷洗磷风刀风刀3 3DIDI水冲洗水冲洗压缩空气风干压缩空气风干下料下料第三部分第三部分RENARENA湿法刻蚀设备湿法刻蚀设备Etch BathDry1Rinse 1Alkaline RinseRinse 2Acidic RinseRinse 3Dry2Procedure of acidic texturing(HF/HNO3/ H2SO4)To texture Si wafer surface(water)To eliminate acid on textured surfac

5、e(KOH)To eliminate porous Si film formed in texturing step(HF)To eliminate some metal ions on wafer surface软件软件softwaresoftware介绍介绍software 第五部分第五部分工艺控制及生产操作工艺控制及生产操作工艺条件：工艺条件：去离子水压力为6bar 压缩空气压力为6bar 排风压力为0.01bar环境温度：253相对湿度：40%60% ，无凝露 腐蚀槽温度：6-9槽温度：18左右工艺控制：工艺控制：（1）腐蚀深度控制在1.20.2um之间（电子天平）。（2）刻蚀宽度D1

6、mm，每片测量四点，测量点在每边的中间点，20点（5道）或32点（ 8道）的平均值。（3）绝缘电阻1K （电阻测试议）。以上三个参数在正常生产时至少每隔1小时测量一次。当更换药液和停产一段时间再生产时及参数不正常时，要求增加测量次数。 （4）腐蚀槽的腐蚀速率会随着硅片清洗量的增加而改变，新换的药液反应速度可能较慢，腐蚀量小，若出现此种情况，需要降低带速，随着生产的进行，要求每隔半小时测量一次腐蚀深度，当腐蚀速度稳定后，要求至少每隔一个小时测量一次腐蚀深度。调整带速要求范围：1.01.3，以保证腐蚀深度控制在规定范围内。 （5）如停产时间超过2小时，经班组长许可，可手动补加5 L ，如腐蚀量低于

7、要求标准，可再手动补加1 L 。 （6）当工艺方案因随车间的工艺调整而变化时， 工艺人员应当及时通知并做好相应的记录 （7）腐蚀槽循环流量要求设定在3035之间。循环流量过小会导致腐蚀量不够，甚至硅片边缘 不能完全去除；循环量过大会导致过腐蚀现象和硅片边缘刻蚀宽度出现阴影严重引起表面不合格。 （8）腐蚀槽温度保证在71 ，随着温度的升高，腐蚀速率会加快，但会使药液密度减小，以致发生过腐蚀现象。所以在温度未降到工艺控制范围内时禁止生产。 （9）碱洗槽温度要求 23。当发现碱洗槽温度超过控制范围时，及时通知相关负责人进行检查调整。 （10）碱洗槽喷淋量要求，且首先保证下喷淋量充足，以便使硅片背面多

8、孔硅腐蚀充分。 （11）压缩空气风干Dryer 处风刀频率及流量的控制太小，易造成硅片不能完全风干；过大易产生碎片。以硅片上下表面能够被完全风干为前提。建议风刀频率为：80%85%；压缩空气流量：（8道）20立方米每小时八道湿法刻蚀工艺控制八道湿法刻蚀工艺控制HNO3/HF/H2SO4KOHHF初始加液总体积（L）325350KOH初始浓度（）5 HF 初始浓度（）5HNO3初使加液浓度（g/L）380420每小时加KOH次数（次/h）12每小时加HF次数（次/h）12HF初使加液浓度（g/L）3040每小时加KOH量（mL/h）1500每小时加HF量（mL/h）1500单片腐蚀量设定值（g）

9、0.07每小时加DI水量（L/h）812每小时加DI水量（L/h）8酸槽药液循环流量（L/min）3050每小时加DI水次数（次/h）12每小时加DI水次数（次/h）12制绒槽实际温度控制（）68碱槽设定温度（）1820 H2SO4初使加液总量（L）6090设定速度1.31.4 工艺准备：工艺准备：1、工装工具准备：备齐用于工艺生产的PVC手套、口罩、防护眼罩、防护面罩、防护套袖、防护服、防酸碱手套、防酸碱胶鞋等。2、设备准备：确认设备能正常运行,DI水、压缩空气等压力及流量正常。确认设定的刻蚀工艺，碱洗工艺和HF腐蚀工艺名称及参数。3、工艺洁净管理：穿好净化服，戴口罩，操作时戴洁净PVC手套

10、。4、原材料准备：观察外观是否正常。常见的不合格片包括含缺角、裂纹、手印、孔洞的硅片等。测试及检查测试及检查1、新换槽药液后，需等到槽温实际值降到设定值时方可进行投片生产。2、批量投入生产前需先投入称重片，以观测实际腐蚀深度。由于新换药液的腐蚀速度较慢，因此可以将传输速度降低。随着生产的进行，每半小时需要称重一次。当工艺稳定后，每个小时需进行一次腐蚀量的测量。 具体测量方式如下：具体测量方式如下：l先利用电子天平称量8片（8道）腐蚀前硅片的质量，将此质量按顺序填写在工序腐蚀深度记录表中，同时记录好班次、称重时间、硅片数（即称重时设备从维护结束已生产的硅片数）、工艺条件（如腐蚀温度、传输速度等参

11、数），并按照顺序装片投入腐蚀槽运行工艺。l刻蚀后按照顺序取出此称重硅片，再称量腐蚀后硅片的重量，填入表格，利用电子表格的公式直接求出腐蚀深度值。l注：前后两次称重前都要将电子天平置零。l硅片的单面腐蚀深度（5片/8片的平均值）为1.20.2，允许有一片（5道）或者2片（8道）的腐蚀深度不在该范围内，如果有大于一片（5道）或者2片（8道）超出此范围应当复测一次，如果仍有一片（5道）或者2片（8道）超出范围应当立即通知当班工艺人员进行调整。 3、刻蚀宽度要求每1小时测量1次，不正常情况增加测量次数，每片测量四点，测量点在每边的中间点，要求20点（5道）或32点（8道）的平均值1mm。如果出现正面刻

12、蚀过宽度过大或者刻蚀不均匀出现波浪线等现象说明是由于气流不均匀造成，班组长可以调整气流的均匀性。 4、绝缘电阻每1小时测量1次，不正常情况增加测量次数，每次测量5片（5道）或8片（8道）。要求绝缘电阻平均值。 如果绝缘电阻较低，可以适当降低传输速度，或由当班工艺技术员进行适当的手动补液处理。 5、若预计设备1小时以上不投产，必须将槽(Etch Bath)里的药液排至Prep.tank里，以保证药液浓度的不变。 6、湿法刻蚀机的维护更换/槽药液后，需要在“腐蚀深度记录表” 中认真填写更换时间、更换班组。 注意事项注意事项（1）生产中的操作必须带手套，佩带口罩，并经常更换手套，保证生产的清洁。（2

13、）要随时注意硅片在设备内的传输状况，以免发生大量卡片现象。如在腐蚀槽发生卡片，可用耐酸工具对其进行疏导。情况严重时要立即进行Drain Bath操作，将酸液排到TANK中，穿好整套防护装备，手动取出卡片。 （3）除设备维护，更换药液，使用DI-水喷枪时，严禁将水流入药液槽。（4）工艺过程中：定时检查设备运行情况，传输速度、气体流量等参数以及各槽液位情况。（5）完工后详细填写完工转交单，要求字迹工整、各处信息准确无误，与硅片一同转入PECVD工序。表面合格的硅片才可转入下工序。安全事项安全事项安全操作安全操作l1、员工上岗前必须经过专业培训，并进行安全教育要严格按照本工序设备安全操作规程和工艺操

14、作规程进行作业。l2、熟悉生产中所用的化学药品危险性及当不慎接触到药液时的处理方法。l3、硅片的装卸应该在10000级的洁净环境中进行，注意保持室内洁净度，进出时随手关门。l5、更换化学药品时须由专人负责，两人同时进行作业，穿好防护服，戴好防护眼罩、防酸碱套袖和手套，小心处理，换好药液后及时填写化学药品更换记录。l6、洗眼器附近不可堆放物品；设备内部或周围严禁接触和堆放易燃易爆等危险品。l7、在机器运行过程中任何人不得将头、手伸入工作腔体，以免发生危险。l8、工作时一定要有专人看守，工作交接时，下班组要向上班组询问设备运行状况。l9、为防止硅片沾污，Rena Inoxside后的硅片在空气中滞

15、留的时间不得l超过60分钟，应尽快转到PECVD工序。常见化学品常见化学品一）硝酸的性质：一）硝酸的性质：1、物理性质：、物理性质：（1）纯硝酸是无色油状液体，开盖时有烟雾，挥发性酸；）纯硝酸是无色油状液体，开盖时有烟雾，挥发性酸；（2）熔点：）熔点：-42；沸点：；沸点： 83；密度：；密度：1.5 g/cm3，与水任意比互溶。与水任意比互溶。 2 2、化学性质：、化学性质： 1）强腐蚀性：能严重损伤金属、橡胶和肌肤，因此不能用）强腐蚀性：能严重损伤金属、橡胶和肌肤，因此不能用橡胶塞封堵硝酸瓶。橡胶塞封堵硝酸瓶。 2）不稳定性：硝酸遇光或热分解，要避光保存并在棕瓶内）不稳定性：硝酸遇光或热分

16、解，要避光保存并在棕瓶内储存。储存。 4HNO34NO2 + O2 + 2H2O 3）强酸性：在水溶液里完全电离。）强酸性：在水溶液里完全电离。 4）强氧化性：跟大多数金属（金、铂等除外）和许多非金）强氧化性：跟大多数金属（金、铂等除外）和许多非金属发生氧化还原反应。属发生氧化还原反应。l(4)(4)急救措施急救措施l皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。l眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。l吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。l食入：用水漱口，给饮牛奶或

17、蛋清。就医。二）氢氟酸的性质：二）氢氟酸的性质：1 1、物理性质：、物理性质： 氢氟酸是氟化氢气体的水溶液，为无色透明至淡黄色冒烟液体有刺激性气味，分子式 HF。相对密度 1.151.18沸点 112.2，市售通常浓度约40% 。2 2、化学性质：、化学性质： 1）具有强烈的腐蚀性。氢氟酸是一种弱酸，却能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃。 2）氢氟酸还是一种还原剂，能够溶解绝大多数无机氧化物。3 3、侵入途径：、侵入途径： 可经皮肤吸收，氢氟酸酸雾经呼吸道吸入。三）氢氧化钾的性质：三）氢氧化钾的性质：1 1、物理性质：、物理性质： 液体工业氢氧化钾为淡黄色或蓝紫色液体；相对密度 2.044(2

18、0)；熔点360.4；沸点13201324。2 2、化学性质：、化学性质： 1）易溶于水，溶解时放出大量溶解热； 2）有极强的吸水性，在空气中能吸收水分而溶解，并吸收二氧化碳逐渐变成碳酸钾； 3）有极强的碱性和腐蚀性。3 3、毒性及防护：、毒性及防护： 对组织有烧灼作用，可溶解蛋白，形成碱性变性蛋白。如不慎触及时，可用流水洗涤受损部位，然后湿敷5%的醋酸、酒石酸或柠檬酸溶液，并及时就医。四、浓硫酸四、浓硫酸（1）化学品名称）化学品名称 硫酸 化学品英文名称：sulfuric acid 分子式：H2SO4分子量：98.08（2）成分）成分/组成信息组成信息硫酸98.0（3 3）危险性概述）危险性概述l健康危害：对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿