《刻蝕工藝培訓(xùn)》PPT課件

1、1刻蝕及去刻蝕及去PSG工藝培訓(xùn)工藝培訓(xùn) 工工 藝藝 部部2主要內(nèi)容主要內(nèi)容刻蝕及去PSG目的刻蝕及去PSG原理RENA工藝流程工藝常見問題以及解決方法刻蝕工藝崗位職責(zé)注意事項(xiàng)3一、刻蝕及去一、刻蝕及去PSG目的目的1.1 刻蝕目的 由于在擴(kuò)散過程中，即使采用背靠背的單面擴(kuò)散方式，硅片的所有表面（包括邊緣）都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會(huì)沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。 經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會(huì)被去除干凈，避免PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。41.2 去PSG目的 由于在擴(kuò)散過程中氧的通入，在硅片表面形成一層SiO

2、2，在高溫下POCl3與O2形成的P2O5，部分P原子進(jìn)入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導(dǎo)體，部分則留在了SiO2中形成PSG。 5 磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮，導(dǎo)致電流的降低和功率的衰減。 死層的存在大大增加了發(fā)射區(qū)電子的復(fù)合，會(huì)導(dǎo)致少子壽命的降低，進(jìn)而降低了Voc和Isc。 磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差,在PECVD工序?qū)⑹瑰兊腟IxNy容易發(fā)生脫落，降低電池的轉(zhuǎn)換效率66二、濕法刻蝕及去二、濕法刻蝕及去PSG原理原理2.1 濕法刻蝕原理：利用HNO3和HF的混合液體對(duì)擴(kuò)散后硅片下表面和邊緣進(jìn)行腐蝕,去除邊緣的N型硅,使得硅片的上下表面相互絕緣。 邊緣刻蝕

3、原理反應(yīng)方程式：3Si + 4HNO3+18HF =3H2 SiF6 + 4NO23Si + 4HNO3+18HF =3H2 SiF6 + 4NO2 + 8H2O + 8H2O7 2.2 去PSG原理： SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2SiF6 SiO2+ 6HF=H2SiF6+2H2O去PSG工序檢驗(yàn)方法： 當(dāng)硅片從HF槽出來時(shí)，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，則表明磷硅玻璃未被去除干凈，可在HF槽中適當(dāng)補(bǔ)些HF。8三、三、RENA InOxSide 工藝流程工藝流程水洗槽水洗槽Rena inOxside制絨槽吹干槽傳遞

4、過程上片擴(kuò)散后接收堿洗槽水洗槽酸洗槽下片9刻蝕設(shè)備刻蝕設(shè)備10 RENA InOxSide的主體分為以下七個(gè)槽，此外還有滾輪、排風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)及手動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)等。Etch bathRinse1AlkalineRinseRinse2HF bathRinse3Dryer2113.1 刻蝕槽刻蝕槽 所用溶液為HF+HNO3+H2SO4，邊緣刻蝕，除去邊緣PN結(jié)，使電流朝同一方向流動(dòng)，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)： 3Si + 18HF + 4HNO3 3H2SiF6 + 8H2O + 4NO注意：注意：擴(kuò)散面須向上放置， H2SO4使硅片很好的浮于反應(yīng)液上（僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接

5、觸）。123.2 堿洗槽堿洗槽 KOH噴淋中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其雜質(zhì)，去除擴(kuò)散形成的染色，KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在20左右，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)： Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2133.3 酸洗槽酸洗槽 HF循環(huán)沖刷噴淋中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)： HF+SiO2 H2SiF6 + H2O14四、工藝常見問題以及解決方法四、工藝常見問題以及解決方法4.1、腐蝕深度：工藝控制在1.20.2m 檢測儀器：電子稱 腐蝕深度是表征片子刻通與否的一個(gè)重要參數(shù)，通過測量刻蝕前后片子減薄量，可

6、以計(jì)算出腐蝕深度，根據(jù)具體測量情況可以改變工藝參數(shù):15槽體溫度 原則上溫度控制在8度，一般上下浮動(dòng)1-2度，調(diào)整梯度為0.5-1度，溫度升高腐蝕深度增加，反之。溫度可以作為刻蝕速率的調(diào)節(jié)手段，但是這是最后的手段。由于溫度較高的情況下，刻蝕溶液在刻蝕槽時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，所以一般不宜長時(shí)間超過10度，當(dāng)前我們的補(bǔ)液能保證刻蝕速率不下降，所以我們無需調(diào)高刻蝕溶液的溫度。滾軸速度 原則上帶速控制在1.0-1.5m/min，調(diào)整梯度式0.1-0.2 m/min，速度越快，腐蝕深度越小，反之。16自動(dòng)補(bǔ)液 調(diào)整自動(dòng)補(bǔ)液的周期以及自動(dòng)補(bǔ)液量（HF HNO3），補(bǔ)液周期越短，補(bǔ)液量越大，腐蝕深度越大，反之。手動(dòng)補(bǔ)

7、液 可以手動(dòng)添加化學(xué)品（HF HNO3 DI水），一般在腐蝕深度偏差較大時(shí)進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)液，一般在換液初期和槽體壽命快到時(shí)。174.2、刻蝕線：可能出現(xiàn)過刻或刻蝕不足的情況，一般不超過2mm，通過肉眼觀察，也可通過冷熱探針測量邊緣電壓來判斷是否刻通。 刻蝕不足：一般首先通過調(diào)節(jié)參數(shù)保證腐蝕深度在工藝控制范圍內(nèi)即可。 18檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法冷熱探針法冷熱探針法測導(dǎo)電型號(hào)19檢驗(yàn)原理檢驗(yàn)原理熱探針和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢相對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，P型半導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢差可以用簡單的微伏表測量

8、。熱探針的結(jié)構(gòu)可以是將小的熱線圈繞在一個(gè)探針的周圍，也可以用小型的電烙鐵。20檢驗(yàn)操作及判斷檢驗(yàn)操作及判斷確認(rèn)萬用表工作正常，量程置于200mV。冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負(fù)極相連。用冷、熱探針接觸硅片一個(gè)邊沿不相連的兩個(gè)點(diǎn)，電壓表顯示這兩點(diǎn)間的電壓為正值，說明導(dǎo)電類型為P型，刻蝕合格。相同的方法檢測另外三個(gè)邊沿的導(dǎo)電類型是否為P型。如果經(jīng)過檢驗(yàn)，任何一個(gè)邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新進(jìn)行刻蝕。21過刻以及刻蝕線不齊解決方法過刻以及刻蝕線不齊解決方法：抽風(fēng)：抽風(fēng)在很大程度上會(huì)影響到刻蝕槽液面波動(dòng)，而刻蝕槽任何的液面波動(dòng)，對(duì)在液面上運(yùn)行的硅片都有很大影響，抽風(fēng)對(duì)刻蝕線寬影

9、響很大，調(diào)節(jié)以前首先要觀察好時(shí)片子哪條邊刻蝕線寬異常再進(jìn)行相應(yīng)處理，一般不建議調(diào)整。循環(huán)流量：調(diào)節(jié)循環(huán)流量，觀察刻蝕效果，一般情況下，循環(huán)流量增加刻蝕線寬增加，反之。溶液比例：添加H2SO4,可以調(diào)整溶液粘稠度，增加溶液的浮力。22 此外，片與片之間的間距、滾軸的水平程度、滾軸和內(nèi)槽槽邊高度水平等都會(huì)影響到刻蝕線寬，發(fā)現(xiàn)此類問題及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，保證四周刻蝕均勻，無過刻以及刻不通現(xiàn)象 。 一般來說，只要保證腐蝕深度在工藝控制范圍，且刻蝕線正常，片子就一定能刻通。 234.3 碎片放片方法應(yīng)嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書，輕拿輕放在正確位置，多晶156的硅片由于面積較大，如果放置的位置不正確，很容易

10、造成疊片卡片等，致使硅片在機(jī)器中碎裂。調(diào)整噴淋管的位置，至滾輪能夠光滑的運(yùn)行，調(diào)整風(fēng)管和水管的位置，使得片子在通過的時(shí)候，不會(huì)影響片子的運(yùn)行。 滾軸高低不平會(huì)影響片子的運(yùn)行方向，導(dǎo)致疊片卡片，致使碎片。 24 作為工藝人員在生產(chǎn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)器碎片，一方面應(yīng)該提醒產(chǎn)線員工注意放片規(guī)范，減少疊片和歪片；另一方面，應(yīng)巡查上述主要地方，及時(shí)找到并清理在設(shè)備中殘留的碎片，杜絕更多碎片的產(chǎn)生。4.4 吹不干 調(diào)整吹干氣體流量，無效果，通知設(shè)備。25 當(dāng)班過程中，檢查生產(chǎn)人員的無塵服穿戴、上下片操作手法以及工藝衛(wèi)生狀況是否當(dāng)班過程中，檢查生產(chǎn)人員的無塵服穿戴、上下片操作手法以及工藝衛(wèi)生狀況是否符合要求

11、，對(duì)于不符合要求的情況及時(shí)提出，并督促其整改，定期對(duì)員工進(jìn)行集中培訓(xùn)符合要求，對(duì)于不符合要求的情況及時(shí)提出，并督促其整改，定期對(duì)員工進(jìn)行集中培訓(xùn)。26濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的優(yōu)點(diǎn)濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的優(yōu)點(diǎn)1 1、非擴(kuò)散面非擴(kuò)散面PNPN結(jié)刻蝕時(shí)被去除，背腐蝕太陽電池的背面更平整，其背面反射率優(yōu)于刻邊，結(jié)刻蝕時(shí)被去除，背腐蝕太陽電池的背面更平整，其背面反射率優(yōu)于刻邊，背腐蝕太陽電池能更有效地利用長波增加背腐蝕太陽電池能更有效地利用長波增加ISCISC。鋁背場比刻邊的更均勻，可以提高。鋁背場比刻邊的更均勻，可以提高IQEIQE，從而提高了太陽電池的從而提高了太陽電池的UocUoc。2 2、硅片潔

12、凈度提高（無等離子刻蝕的尾氣污染）、硅片潔凈度提高（無等離子刻蝕的尾氣污染）3 3、節(jié)水（、節(jié)水（renarena使用循環(huán)水沖洗硅片，耗水較少。等離子刻蝕去使用循環(huán)水沖洗硅片，耗水較少。等離子刻蝕去PSGPSG用槽浸泡，用水量大）用槽浸泡，用水量大） 。27濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的缺點(diǎn)濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的缺點(diǎn)1 1、硅片水平運(yùn)行，機(jī)碎高：（等離子刻蝕去、硅片水平運(yùn)行，機(jī)碎高：（等離子刻蝕去PSGPSG槽式浸泡甩干，硅片受沖擊小）；槽式浸泡甩干，硅片受沖擊?。?；3 3、傳動(dòng)滾軸易變形：（、傳動(dòng)滾軸易變形：（PVDFPVDF，PPPP材質(zhì)且水平放置易變形）；材質(zhì)且水平放置易變形）；4 4、成本

13、高：（化學(xué)品刻蝕代替等離子刻蝕成本增加）。、成本高：（化學(xué)品刻蝕代替等離子刻蝕成本增加）。28五、刻蝕工藝崗位職責(zé)五、刻蝕工藝崗位職責(zé)工藝員：工藝員：完成工藝負(fù)責(zé)的點(diǎn)檢項(xiàng)目的點(diǎn)檢工作。仔細(xì)查看前幾個(gè)班的交接班記錄，了解前幾個(gè)班出現(xiàn)的工藝問題及處理方法，再次出現(xiàn)時(shí)可減少處理時(shí)間。關(guān)注當(dāng)班刻蝕工序的腐蝕量、刻蝕線寬度情況，對(duì)出現(xiàn)的異常及時(shí)加以解決，對(duì)于經(jīng)過判斷為設(shè)備原因異常，及時(shí)聯(lián)系相關(guān)人員解決，解決不了的問題要及時(shí)通知助理工程師。對(duì)于出現(xiàn)的不良品，根據(jù)工藝文件（正在寫）要求，決定返工或是流至下一道工序。當(dāng)班過程中，檢查生產(chǎn)人員的無塵服穿戴、上下片操作手法以及工藝衛(wèi)生狀況是否符合要求，對(duì)于不符合要

14、求的情況及時(shí)提出，并督促其整改，定期對(duì)員工進(jìn)行集中培訓(xùn)。協(xié)助助理工程師、工程師跟蹤相關(guān)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，下班時(shí)，按時(shí)準(zhǔn)確填寫交接班記錄。10、完成安排的其他工作。29助理工程師：助理工程師：關(guān)注當(dāng)天的效率、碎片率、良品率等參數(shù)，對(duì)于出現(xiàn)的外觀不良、漏電或是效率低下等異常，及時(shí)聯(lián)系其余工序的工程師一起進(jìn)行排查。檢查每天的腐蝕量，對(duì)于異常點(diǎn)，積極排查異常并制定預(yù)防措施。對(duì)于技術(shù)員匯報(bào)的異常情況，視情況到場解決或是電話給出解決措施，若不能解決的，及時(shí)通知工程師。負(fù)責(zé)刻蝕工序點(diǎn)檢表格（各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況與關(guān)鍵參數(shù)點(diǎn)檢表）的編寫。協(xié)助工程師，安排刻蝕段的排查或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，如有需要，與其他工序或是其他職能部門

15、進(jìn)行溝通，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，及時(shí)給出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。完成安排的其他工作 30工程師：工程師：關(guān)注當(dāng)天的效率、碎片率、良品率等參數(shù)、化學(xué)品用量，對(duì)于出現(xiàn)的外觀不良、漏電或是效率低下等異常，及時(shí)聯(lián)系其余工序的工程師進(jìn)行排查。確定工藝方案與工藝控制參數(shù)（腐蝕量、刻蝕線寬），藥液使用壽命以及設(shè)備維護(hù)周期，上報(bào)主管工程師。對(duì)于日常工作中，根據(jù)需要，與其他職能部門（如設(shè)備、生產(chǎn)等部門）進(jìn)行溝通，共同尋找解決問題的方案。對(duì)于助理工程師匯報(bào)的異常情況，視情況到場解決或是電話給出解決方案，若不能解決的，及時(shí)通知工藝主管。定期進(jìn)行刻蝕參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)或是安排刻蝕異常時(shí)的排查實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出改進(jìn)措施。負(fù)責(zé)編寫刻蝕工段的工藝文

16、件、作業(yè)指導(dǎo)書，并組織相關(guān)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)。完成安排的其他工作。 31主管工程師：主管工程師：1、關(guān)注當(dāng)天的效率、碎片率、良品率等參數(shù)、化學(xué)品用量，對(duì)于出現(xiàn)的外觀不良或是效率低下等異常，及時(shí)安排排查。根據(jù)工作需要，負(fù)責(zé)與其他職能部門進(jìn)行溝通，共同解決問題。對(duì)于匯報(bào)的異常，視情況到場解決或是電話給出解決方案。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，安排實(shí)施新的工藝方案，若新方案中涉及到更改工藝流程或是工藝路線的，需向上級(jí)請(qǐng)示后決定是否實(shí)施。定期總結(jié)刻蝕工序的工作情況，并向工藝經(jīng)理匯報(bào)。負(fù)責(zé)刻蝕工序人員的管理，分配領(lǐng)導(dǎo)安排的任務(wù)，定期組織會(huì)議，對(duì)本工段工作進(jìn)行總結(jié)。對(duì)工藝文件、作業(yè)指導(dǎo)書等進(jìn)行審核。完成領(lǐng)導(dǎo)安排的其他任務(wù) 32

17、六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)注意化學(xué)品防護(hù)，進(jìn)設(shè)備內(nèi)操作，一定要穿防護(hù)服。 調(diào)整參數(shù)前多加思考，在不確定的情況下務(wù)必找相關(guān)人員確認(rèn)后方可調(diào)整，調(diào)整后要密切關(guān)注生產(chǎn)情況，直到正常為止。多觀察、多總結(jié)，提高技術(shù)水平。 附：化學(xué)品安全技術(shù)說明33HNO3：健康危害：其蒸氣有刺激作用，引起眼和上呼吸道刺激癥狀，如流淚、咽喉刺激感、嗆咳，并伴有頭痛、頭暈、胸悶等?？诜鸶共縿⊥?，嚴(yán)重者可有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣、腎損害、休克以及窒息。皮膚接觸引起灼傷。慢性影響：長期接觸可引起牙齒酸蝕癥。急救措施：皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生

18、理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。34HF健康危害：對(duì)皮膚有強(qiáng)烈的腐蝕作用。灼傷初期皮膚潮紅、干燥。創(chuàng)面蒼白，壞死，繼而呈紫黑色或灰黑色。深部灼傷或處理不當(dāng)時(shí)，可形成難以愈合的深潰瘍，損及骨膜和骨質(zhì)。本品灼傷疼痛劇烈。眼接觸高濃度本品可引起角膜穿孔。接觸其蒸氣，可發(fā)生支氣管炎、肺炎等。慢性影響：眼和上呼吸道刺激癥狀，或有鼻衄，嗅覺減退?？捎醒例X酸蝕癥。骨骼線異常與工業(yè)性氟病少見 。急救措施:皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就

19、醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。35H2SO4:健康危害：對(duì)皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結(jié)膜炎、結(jié)膜水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡?？诜笠鹣罒齻灾聺冃纬桑粐?yán)重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現(xiàn)紅斑、重者形成潰瘍，愈后癍痕收縮影響功能。濺入眼內(nèi)可造成灼傷，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響：牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。急救措施：皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少