工艺员培训材料课件

刻蚀、去PSG、镀膜段

工作介绍周延丰刻蚀、去PSG、镀膜段

工作介绍周延丰1目录刻蚀、去PSG、镀膜的基本原理（简单介绍）四十八所、七星清洗机、Roth&Rau、Centrotherm设备（简单介绍）各项工艺参数对结果的影响（重点介绍）刻蚀、清洗、镀膜常见问题以及控制方法（重点介绍）本段中的工艺关注点（重点）工作中应该特别注意的细节（简单介绍）工作流程，出现不合格的处理（简单介绍）目录刻蚀、去PSG、镀膜的基本原理（简单介绍）2刻蚀的目的刻蚀的目的3刻蚀的反应Si+CF4+O2→SiF4↑+CO2↑CF4----CF3、CF2、CF、F、C以及他们的离子气体组成：92%CF4+8%O2刻蚀的反应Si+CF4+O2→SiF4↑+CO2↑4刻蚀结果的检验刻蚀结果的检验5清洗的反应清洗的反应6清洗结果的检验亲水清洗前硅片表面Si大部分以O键为终端结构，形成一层自然氧化膜，呈亲水性。疏水清洗后硅片最外层的Si几乎是以H键为终端结构，表面呈疏水性。清洗结果的检验亲水7镀膜的基本原理介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积、化学气相沉积、丝网印刷、溅射、电子束蒸发、离心甩胶甚至喷镀等等。考虑到介质膜的质量及生产成本，最常用的减反介质膜是氮化硅和二氧化钛，前者主要采用化学气相沉积，而后者主要采用喷镀、化学气相沉积和丝网印刷。镀膜的基本原理介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积8镀膜的反应SiH4+NH3—→SixNyHz+H2↑硅烷和氨气在微波激励下形成等离子体，在硅片表面沉积成氮化硅层镀膜的反应SiH4+NH3—→SixNyHz+H2↑9薄膜的检测薄膜的检测1048所刻蚀机的介绍主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜的刻蚀，属干法腐蚀。利用高频辉光放电产生的活性基团与被腐蚀材料发生化学反应，形成挥发性产物使样品表面原子从晶格中脱落。技术特点：1、采用大面积淋浴式送气方式使气体放电均匀2、气路系统采用全金属密封，抗腐蚀性强，污染小3、工作压力闭环自动控制，工艺稳定性、重复性好4、手动/自动控制系统，方便操作、维修5、敞开式钟罩开启方式，方便装片48所刻蚀机的介绍主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜的刻蚀11七星清洗机的介绍产品描述：1.设备由六大部分组成：本体、清洗槽部分、伺服驱动系统、机械臂部分、层流净化系统（选用）、电气控制系统、机架及机箱、自动配酸系统（选用）等组成2.伺服多爪机械手传送系统，step方式3.自动上/下料工位4.关键件采用进口件。自动化程度高，可靠性高5.人性化操作界面，方便直观。界面中有手动操作、故障报警、安全保护、工艺序号等功能。主要指标：产能：1800-2400片/小时（25MW-30MW生产线适用）125mm×125mm和156mm×156mm方片兼容标准100片清洗花篮：100片/批

七星清洗机的介绍产品描述：12Roth&Rau的介绍常压化学气相沉积（APCVD）

低压化学气相沉积（LPCVD）

等离子体化学气相沉积（PECVD）等离子体类型：Direct等离子体和Romote等离子体等离子激发频率：低频、射频、微波反应室：管式与平板式传输类型：batch方式和inline方式Roth&Rau的介绍常压化学气相沉积（APCVD）13Roth&Rau的介绍Direct：等离子体产生于两平行电极之间，晶圆被固定在一个电极上，在这种情况下，晶圆一般处于等离子体中。典型代表：Centrotherm，岛津。Romote：晶圆处于等离子体以外。典型代表Roth&Rau.Roth&Rau的介绍Direct：等离子体产生于两平行电极14Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍15Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍16Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍17Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍18Roth&Rau的介绍等离子体在化学气相沉积中有如下作用：⑴将反应物中的气体分子激活成活性离子，降低反应所需的温度；⑵加速反应物在基片表面的扩散作用（表面迁移作用），提高成膜速度；⑶对于基体表面及膜层表面具有溅射清洗作用，溅射掉那些结合不牢的粒子，从而加强了形成的薄膜和基片的附着力；⑷由于反应物中的原子、分子、离子和电子之间的碰撞、散射作用，使形成的薄膜厚度均匀。Roth&Rau的介绍等离子体在化学气相沉积中有如下作用：19Roth&Rau的介绍PECVD和普通CVD比较有如下优点：⑴可以低温成膜，对基体影响小，并可以避免高温成膜造成的膜层晶粒粗大以及膜层和基体间生成脆性相等问题；⑵PECVD在较低的压强下进行，由于反应物中分子、原子、等离子粒团与电子之间的碰撞、散射、电离等作用，提高了膜厚及成分的均匀性，得到的薄膜针孔少、组织致密、内应力小、不易产生裂纹。⑶扩大了化学气相沉积的应用范围，特别是提供了在不同的基体上制取各种金属薄膜、非晶态无机薄膜、有机聚合物薄膜的可能性；⑷薄膜对基体的附着力大于普通CVD。Roth&Rau的介绍PECVD和普通CVD比较有如下优点：20Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍21Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍22Centrotherm的介绍

Centrotherm的介绍23Centrotherm的介绍CCC-RM(CentrothermCellController–RecipeManagement)Writing/ModifyingoftheCESARrecipesRecipepoolforallrecipesAdministrationandStorageofrecipereleasesforindividualprocesstubesCentrotherm的介绍CCC-RM(Centro24Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍25Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍26Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍27Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍28刻蚀机参数设定时间参数（秒）工艺参数预抽主抽送气辉光清洗充气压力Pa功率W氧气CF4mL/min12060180820120401005000180刻蚀机参数设定时间参数（秒）工艺参数预抽主抽送气辉光清洗充气29刻蚀机参数设定功率太高，离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的电性能变差从而使电池的性能下降。因此，人们通常倾向于采用功率相对较低而时间相对较长的刻蚀工艺。等离子体刻蚀过程中，载能离子也会对硅片边缘附近的正反表面区域造成影响。刻蚀过程越长，这种影响越严重。刻蚀机参数设定功率太高，离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的30刻蚀参数的影响功率：小，气体利用不完全，刻蚀不够；大，钻蚀，对边缘的轰击加剧时间：短，刻蚀不够；长，过度刻蚀压力：与气体流量相关，决定气体的利用率反射功率：影响有效功率刻蚀参数的影响功率：小，气体利用不完全，刻蚀不够；大，钻蚀，31清洗机参数设定槽号123456溶液DI5%～10%HF5%～10%HFDIDIDI时间（s）90～18090～18090～18090～18090～18090～180清洗机参数设定槽号123456溶液DI5%～10%HF5%32清洗参数的影响HF浓度：小，洗不干净，大，浪费酸，没用清洗时间：短，洗不干净，大，没必要甩干机转速甩干机时间甩干机气体压力清洗参数的影响HF浓度：小，洗不干净，大，浪费酸，没用33Roth&Rau参数设定线号NH3SiH4功率压强温度117428582400-34000.124002133366701551745755015Roth&Rau参数设定线号NH3SiH4功率压强温度11734Centrotherm参数设定程序时间NH3SiH4压强功率5mono9005.3380170029005monov9005.3380170029006mono9005.13477170029006monov9005.13477170029006multi6955.13477170037006multiv7205.338017003800Centrotherm参数设定5mono9005.3380135刻蚀的关注点硅片边缘是否对齐装片后是否夹紧入射功率、反射功率、压力、辉光颜色刻蚀后硅片周边颜色下片后是否有崩边刻蚀的关注点硅片边缘是否对齐36清洗的关注点硅片脱水情况甩干效果清洗的关注点硅片脱水情况37镀膜的关注点操作人员操作规范板内均匀性片内均匀性折射率、厚度；光程碎片率设备运行状况镀膜的关注点操作人员操作规范38镀膜的关注点

镀膜的关注点39镀膜的关注点镀膜的关注点40镀膜的关注点镀膜的关注点41镀膜的关注点镀膜的关注点42刻蚀的常见问题反射功率过大、功率波动大辉光颜色偏暗检验结果不符合要求刻蚀的常见问题反射功率过大、功率波动大43刻蚀出现异常的处理对不齐：保证两个边缘对齐辉光颜色偏红，其它参数正常：检查气体供应入射功率波动大，反射功率大：调节、设备报修检验结果异常：补刻刻蚀出现异常的处理对不齐：保证两个边缘对齐44清洗的常见问题水痕甩干效果不好甩干时发现碎片较多清洗的常见问题水痕45清洗出现异常的处理水痕：检查配酸时间、浓度甩干不良：检查参数，调整甩干时间、转速清洗出现异常的处理水痕：检查配酸时间、浓度46镀膜的常见问题板内不均片内不均镀膜后表面有小白点沿着传输方向一列突然偏红镀膜的常见问题板内不均47镀膜出现异常的处理板内色差：调节功率片内色差：更换石英管、清理气孔折射率偏差大：检查石墨板、检查气流量、压强波动表面有小白点：验证是镀膜原因还是清洗原因还是前面工序的原因卡盘、设备急停造成的色差、彩虹片：清洗重新镀膜镀膜出现异常的处理板内色差：调节功率48工作中应该特别注意的细节硅片边缘对齐情况，尤其是预投片刻蚀每班抽检两次，是否及时调节挂钩印，关注石墨板维护状态硅片放下去的平整度，防止掉片、碎片更换石英管的细节操作人员对石墨板的保护工作中应该特别注意的细节硅片边缘对齐情况，尤其是预投片49

50演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！51刻蚀、去PSG、镀膜段

工作介绍周延丰刻蚀、去PSG、镀膜段

工作介绍周延丰52目录刻蚀、去PSG、镀膜的基本原理（简单介绍）四十八所、七星清洗机、Roth&Rau、Centrotherm设备（简单介绍）各项工艺参数对结果的影响（重点介绍）刻蚀、清洗、镀膜常见问题以及控制方法（重点介绍）本段中的工艺关注点（重点）工作中应该特别注意的细节（简单介绍）工作流程，出现不合格的处理（简单介绍）目录刻蚀、去PSG、镀膜的基本原理（简单介绍）53刻蚀的目的刻蚀的目的54刻蚀的反应Si+CF4+O2→SiF4↑+CO2↑CF4----CF3、CF2、CF、F、C以及他们的离子气体组成：92%CF4+8%O2刻蚀的反应Si+CF4+O2→SiF4↑+CO2↑55刻蚀结果的检验刻蚀结果的检验56清洗的反应清洗的反应57清洗结果的检验亲水清洗前硅片表面Si大部分以O键为终端结构，形成一层自然氧化膜，呈亲水性。疏水清洗后硅片最外层的Si几乎是以H键为终端结构，表面呈疏水性。清洗结果的检验亲水58镀膜的基本原理介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积、化学气相沉积、丝网印刷、溅射、电子束蒸发、离心甩胶甚至喷镀等等。考虑到介质膜的质量及生产成本，最常用的减反介质膜是氮化硅和二氧化钛，前者主要采用化学气相沉积，而后者主要采用喷镀、化学气相沉积和丝网印刷。镀膜的基本原理介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积59镀膜的反应SiH4+NH3—→SixNyHz+H2↑硅烷和氨气在微波激励下形成等离子体，在硅片表面沉积成氮化硅层镀膜的反应SiH4+NH3—→SixNyHz+H2↑60薄膜的检测薄膜的检测6148所刻蚀机的介绍主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜的刻蚀，属干法腐蚀。利用高频辉光放电产生的活性基团与被腐蚀材料发生化学反应，形成挥发性产物使样品表面原子从晶格中脱落。技术特点：1、采用大面积淋浴式送气方式使气体放电均匀2、气路系统采用全金属密封，抗腐蚀性强，污染小3、工作压力闭环自动控制，工艺稳定性、重复性好4、手动/自动控制系统，方便操作、维修5、敞开式钟罩开启方式，方便装片48所刻蚀机的介绍主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜的刻蚀62七星清洗机的介绍产品描述：1.设备由六大部分组成：本体、清洗槽部分、伺服驱动系统、机械臂部分、层流净化系统（选用）、电气控制系统、机架及机箱、自动配酸系统（选用）等组成2.伺服多爪机械手传送系统，step方式3.自动上/下料工位4.关键件采用进口件。自动化程度高，可靠性高5.人性化操作界面，方便直观。界面中有手动操作、故障报警、安全保护、工艺序号等功能。主要指标：产能：1800-2400片/小时（25MW-30MW生产线适用）125mm×125mm和156mm×156mm方片兼容标准100片清洗花篮：100片/批

七星清洗机的介绍产品描述：63Roth&Rau的介绍常压化学气相沉积（APCVD）

低压化学气相沉积（LPCVD）

等离子体化学气相沉积（PECVD）等离子体类型：Direct等离子体和Romote等离子体等离子激发频率：低频、射频、微波反应室：管式与平板式传输类型：batch方式和inline方式Roth&Rau的介绍常压化学气相沉积（APCVD）64Roth&Rau的介绍Direct：等离子体产生于两平行电极之间，晶圆被固定在一个电极上，在这种情况下，晶圆一般处于等离子体中。典型代表：Centrotherm，岛津。Romote：晶圆处于等离子体以外。典型代表Roth&Rau.Roth&Rau的介绍Direct：等离子体产生于两平行电极65Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍66Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍67Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍68Roth&Rau的介绍Roth&Rau的介绍69Roth&Rau的介绍等离子体在化学气相沉积中有如下作用：⑴将反应物中的气体分子激活成活性离子，降低反应所需的温度；⑵加速反应物在基片表面的扩散作用（表面迁移作用），提高成膜速度；⑶对于基体表面及膜层表面具有溅射清洗作用，溅射掉那些结合不牢的粒子，从而加强了形成的薄膜和基片的附着力；⑷由于反应物中的原子、分子、离子和电子之间的碰撞、散射作用，使形成的薄膜厚度均匀。Roth&Rau的介绍等离子体在化学气相沉积中有如下作用：70Roth&Rau的介绍PECVD和普通CVD比较有如下优点：⑴可以低温成膜，对基体影响小，并可以避免高温成膜造成的膜层晶粒粗大以及膜层和基体间生成脆性相等问题；⑵PECVD在较低的压强下进行，由于反应物中分子、原子、等离子粒团与电子之间的碰撞、散射、电离等作用，提高了膜厚及成分的均匀性，得到的薄膜针孔少、组织致密、内应力小、不易产生裂纹。⑶扩大了化学气相沉积的应用范围，特别是提供了在不同的基体上制取各种金属薄膜、非晶态无机薄膜、有机聚合物薄膜的可能性；⑷薄膜对基体的附着力大于普通CVD。Roth&Rau的介绍PECVD和普通CVD比较有如下优点：71Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍72Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍73Centrotherm的介绍

Centrotherm的介绍74Centrotherm的介绍CCC-RM(CentrothermCellController–RecipeManagement)Writing/ModifyingoftheCESARrecipesRecipepoolforallrecipesAdministrationandStorageofrecipereleasesforindividualprocesstubesCentrotherm的介绍CCC-RM(Centro75Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍76Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍77Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍78Centrotherm的介绍Centrotherm的介绍79刻蚀机参数设定时间参数（秒）工艺参数预抽主抽送气辉光清洗充气压力Pa功率W氧气CF4mL/min12060180820120401005000180刻蚀机参数设定时间参数（秒）工艺参数预抽主抽送气辉光清洗充气80刻蚀机参数设定功率太高，离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的电性能变差从而使电池的性能下降。因此，人们通常倾向于采用功率相对较低而时间相对较长的刻蚀工艺。等离子体刻蚀过程中，载能离子也会对硅片边缘附近的正反表面区域造成影响。刻蚀过程越长，这种影响越严重。刻蚀机参数设定功率太高，离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的81刻蚀参数的影响功率：小，气体利用不完全，刻蚀不够；大，钻蚀，对边缘的轰击加剧时间：短，刻蚀不够；长，过度刻蚀压力：与气体流量相关，决定气体的利用率反射功率：影响有效功率刻蚀参数的影响功率：小，气体利用不完全，刻蚀不够；大，钻蚀，82清洗机参数设定槽号123456溶液DI5%～10%HF5%～10%HFDIDIDI时间（s）90～18090～18090～18090～18090～18090～180清洗机参数设定槽号123456溶液DI5%～10%HF5%83清洗参数的影响HF浓度：小，洗不干净，大，浪费酸，没用清洗时间：短，洗不干净，大，没必要甩干机转速甩干机时间甩干机气体压力清洗参数的影响HF浓度：小，洗不干净，大，浪费酸，没用84Roth&Rau参数设定线号NH3SiH4功率压强温度117428582400-34000.124002133366701551745755015Roth&Rau参数设定线号NH3SiH4功率压强温度11785Centrotherm参数设定程序时间NH3SiH4压强功率5mono9005.3380170029005monov9005.3380170029006mono9005.13477170029006monov9005.13477170029006multi6955.13477170037006multiv7205.3380170