RENA_inoxide_培訓(xùn)(共37張)

1、RENA inoxide 培訓(xùn)2011-02-28RENA Inoxide 大致構(gòu)造“一化一水”，硅片每經(jīng)過一次化學(xué)品，都會經(jīng)過一次水噴淋清洗。除刻蝕槽和第一道水噴淋之間,其它的槽和槽之間都有吹液風(fēng)刀。（風(fēng)刀主要是將液體吹回槽體，防止液位降低造成報警）除刻蝕槽外，其它化學(xué)槽和水槽都是噴淋結(jié)構(gòu)，去PSG氫氟酸槽是噴淋結(jié)構(gòu)，而且片子進(jìn)入到溶液內(nèi)部。最后一道水噴淋（第三道水噴淋）由于要將所有化學(xué)品全部洗掉，所以水壓最大。相應(yīng)的，最后的吹干風(fēng)刀氣壓最大。（只是相對而言）上片刻蝕槽H2SO4/HNO3/HF水噴淋堿洗槽NaOH水噴淋去PSG槽HF水噴淋下片吹干風(fēng)刀RENA刻蝕的機(jī)理 RENA是通過化學(xué)反

2、應(yīng)來進(jìn)行硅的刻蝕的，其反應(yīng)體系很復(fù)雜。以下是其中的幾個反應(yīng)方程式：Si+2HNO3+6HF=H2SiF6+2HNO2+2H2O3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O3Si+2HNO3+18HF=3H2SiF6+2NO+4H2O+3H25Si+6HNO3+30HF=5H2SiF6+2NO2+4NO+ 10H2O+3H2RENA刻蝕的機(jī)理盡管很復(fù)雜，但刻蝕反應(yīng)不外分成兩步：硝酸/亞硝酸（HNO2）將硅氧化成二氧化硅（主要是亞硝酸將硅氧化）。（此反應(yīng)也可理解為自催化反應(yīng)）二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)（快反應(yīng)），生成四氟化硅和水（快反應(yīng)），四氟化硅又和水化合成氟硅酸進(jìn)入溶液。硫酸不參與

3、反應(yīng)，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應(yīng)，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度。溶液黏度低，片子會翹片，導(dǎo)致黑圈出現(xiàn)。鏈的觸發(fā) 硝酸將硅氧化成二氧化硅，生成二氧化氮或一氧化氮Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢反應(yīng))Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O (慢反應(yīng))鏈的擴(kuò)展 二氧化氮、一氧化氮與水反應(yīng)，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將硅氧化成二氧化硅2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反應(yīng))Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O (快反應(yīng))（第一步的主反應(yīng)）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反應(yīng)) 只要有少量的二氧化氮生成，就會和水反應(yīng)變成亞

4、硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就會和硝酸、水反應(yīng)很快地生成亞硝酸，亞硝酸會很快的將硅氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又與硝酸、水反應(yīng)。造成硅的快速氧化，硝酸則最終被還原成氮氧化物。最終硅片背面（與刻蝕溶液接觸）被氧化 RENA刻蝕的機(jī)理第一步、硅的氧化RENA刻蝕的機(jī)理第二步、二氧化硅的溶解二氧化硅生成以后，很快與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4+2H2O;(四氟化硅是氣體)SiF4+2HF=H2SiF6?？偡磻?yīng)SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O最終刻蝕掉的硅以氟硅酸的形式進(jìn)入溶液。 亞硝酸本身并不是特別穩(wěn)定，它會慢慢分解，在時刻時停的小批量生產(chǎn)時，溶液中的亞硝酸濃度的平衡點不會超過一定

5、的限度，刻蝕溶液會一直保持無色。大批量生產(chǎn)時，亞硝酸濃度平衡點會有所上升，亞硝酸濃度的略微增加，會導(dǎo)致有一個有趣的現(xiàn)象溶液顏色變成淡綠色和綠色。 只要刻蝕正常，溶液顏色變綠不會對片子效率產(chǎn)生任何影響?？涛g不合格片時可能會將一些雜質(zhì)引入刻蝕溶液，污染刻蝕溶液，但這與變綠無關(guān)。RENA刻蝕的機(jī)理溶液變綠 根據(jù)刻蝕機(jī)理可以看出，隨著刻蝕的進(jìn)行，硝酸和氫氟酸被消耗，必須要補(bǔ)充這兩種酸，否則刻蝕速率會急劇下降，乃至最后不反應(yīng)，那么就牽涉到一個問題：該怎么補(bǔ)？該補(bǔ)多少？（現(xiàn)在一般是300-400pcs補(bǔ)加一次，補(bǔ)充量也很小，HON3大約為0.25L左右，HF量稍微小些，0.2L左右，具體可根據(jù)減薄量來優(yōu)化

6、）RENA刻蝕工藝的關(guān)鍵刻蝕槽補(bǔ)液硫酸能否對刻蝕速率產(chǎn)生影響？ 能！硫酸提高了氫離子濃度，能加快刻蝕反應(yīng)的反應(yīng)速率。硫酸能調(diào)整鋪展過寬導(dǎo)致的過刻嗎？ 只有在某些情況下可以。此時刻蝕速率較低，加硫酸以后，必須加大刻蝕槽帶速，（當(dāng)然前提是保證刻蝕深度），才有可能有所改善，否則很有可能鋪展變小，但過刻反倒變得更嚴(yán)重了，加硫酸也是很冒險的，硫酸加的多，可能導(dǎo)致溶液密度大，硅片發(fā)飄，造成碎片；黏度大，片子不沾液，TRASH率飆升。調(diào)節(jié)配比調(diào)節(jié)溫度 和反應(yīng)物濃度一樣，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響也很大，刻蝕反應(yīng)也不例外。 在工藝未凋整期間，刻蝕溶液溫度一般定為8攝氏度（刻蝕槽內(nèi)的刻蝕溶液，不是儲備槽）。在穩(wěn)定

7、刻蝕的時候，偏差一般在正負(fù)0.5度以內(nèi)。偏差一般不允許超過正負(fù)1度。 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會不穩(wěn)定，所以一般不宜長時間超過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。制備新的刻蝕溶液：先加水，再加硝酸和氫氟酸，最后加入硫酸，硫酸加入會放出大量的熱，所以硫酸一般是一次加入幾升，加入幾升硫酸后溶液溫度會很高，所以必須等制冷系統(tǒng)將溶液溫度降到一定溫度以后才能再加入幾升，加入硫酸-制冷降溫-加入硫酸-制冷降溫循環(huán)往復(fù)，直到硫酸量達(dá)到設(shè)定值（80L）。這一過程由RENA機(jī)硬件系統(tǒng)自行完成。硫酸的加入很

8、費時間，這也是刻蝕溶液換液至少需要4-5個小時的主要原因。最后的一點硫酸加入后，并且刻蝕溶液溫度冷卻至8度即告換液完成，可開始刻蝕。初配液配比：一般體積為300L（原料是濃度為68%硝酸；濃度為49%氫氟酸；去離子水和濃度為98.3%硫酸）調(diào)節(jié)初配液RENA機(jī)設(shè)備上的帶速極限是1.5M/min（長時間運(yùn)轉(zhuǎn)）初配液可能會刻蝕速率極高（達(dá)0.9um/min以上），以至于即使帶速達(dá)到極限，刻蝕深度依然達(dá)到1.2-1.4um（不論是SE還是HP）去了PSG的片子，由于不存在正面鋪展，刻蝕深度就是達(dá)到2um也不會對效率有什么影響（試驗結(jié)果），所以此時可以投HP的片子，同時帶速依然保持最大，減少硅的溶解，

9、以延長后期溶液的壽命。生產(chǎn)一段時間后，很快溶液變綠，刻蝕速率經(jīng)過一段時間后降至正常。萬一出現(xiàn)極端情況，生產(chǎn)了很長一段時間。腐蝕深度依舊降不下來，可以將補(bǔ)液關(guān)掉，不補(bǔ)液，待刻蝕速率降至正常后，再恢復(fù)補(bǔ)液，并正常的投片。當(dāng)然初配液最主要的可能性是一切正常。調(diào)節(jié)初配液堿洗槽的作用堿洗槽在刻蝕槽、第一道水噴淋之后。作用在于利用噴淋，中和并沖掉硅片背面（和刻蝕溶液接觸的那一面）和邊緣沾附的酸。由于NaOH吸收空氣中的二氧化碳，生成碳酸鈉析出，造成結(jié)晶堵堿。溫度低或長時間不用時，結(jié)晶堵堿會很嚴(yán)重。需要設(shè)備人員定期保養(yǎng)清理管道，否則經(jīng)常發(fā)生液位低的報警，如果在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)，可以手動添加藥液，比例為KOH/

10、NAOH：DI-Water=1:10堿洗槽和去PSG氫氟酸槽也需要補(bǔ)液，但工藝容差極大，補(bǔ)液周期為1小時，分12次補(bǔ)加，也就是大約5分鐘補(bǔ)加一次堿洗槽和去PSG氫氟酸槽中的溶液均是240小時壽命，到壽命必須更換。每次更換時，注意沖洗堿槽內(nèi)的結(jié)晶體，也可以清洗槽體后再添加藥液堿洗槽和去PSG氫氟酸槽刻蝕線一個微過刻的片子正常情況下刻蝕線到邊緣的距離控制在3mm以下，最寬不得超過3mm。刻蝕線對于直接RENA的片子，刻蝕后有時會有刻蝕線一條靠近邊緣的淡淡的一條黑線 刻蝕線一般是淡淡的一條黑線，而有時在邊緣會有很顯眼的很黑很黑的線或黑區(qū)，這些東西就不是刻蝕線了，而是沒有洗干凈的酸，此時需要在堿槽手動

11、補(bǔ)堿來解決。如果多次出現(xiàn)這種情況，必須檢查堿洗槽是否堵堿。 另外，對于沒有去PSG的SE片子在極端情況下的初配液可能會出現(xiàn)焦黑痕。除了初配液的極高刻蝕速率大刻蝕深度情況可能導(dǎo)致焦黑痕以外，其它情況下刻蝕后SE硅片邊緣的任何黑線都不是焦黑痕?？涛g線PPV材料的疲勞構(gòu)成RENA Inoxide 機(jī)器的主要材料是PPV聚四氟乙烯材料。沒有十全十美的材料：PPV材料抗化學(xué)腐蝕能力極強(qiáng)；但力學(xué)性能一般。長期使用下的材料疲勞、磨損、形變會導(dǎo)致一些設(shè)備故障?？涛g槽：RENA機(jī)需要保持極精密的刻蝕槽尺寸和各部件的相對位置位置。PPV材料的磨損和形變會導(dǎo)致正確的尺寸、位置被破壞。導(dǎo)致刻蝕槽硅片不沾液和沉入溶液（

12、過刻）。軸承座：PPV材料的磨損會導(dǎo)致軸承座夾不住軸，出現(xiàn)滾軸爬起，導(dǎo)致碎片、刻蝕槽硅片不沾液和沉入溶液（過刻）滾軸斷裂：PPV材料疲勞引起，導(dǎo)致歪片、劃痕。膠圈老化：導(dǎo)致劃痕。帶速太高、某些材料疲勞導(dǎo)致的滾軸、軸承、擋板變形，第三道水噴淋水壓大、吹干風(fēng)刀氣壓大，碎片殘留在道上沒及時掉下去等等。對于某些差片子，可能還要下掉一些上滾軸。從吹干硅片角度講，吹干風(fēng)刀氣壓越大越好；從降低碎片的角度講，吹干風(fēng)刀氣壓越小越好，所以要恰到好處。但對于力學(xué)性能極差的片子，將沒有任何氣壓調(diào)節(jié)窗口，即：不是吹不干就是碎片。對于力學(xué)性能差的片子，不得不犧牲產(chǎn)能（降低上片區(qū)/第三區(qū)帶速）來降低碎片。碎 片制冷機(jī)跳閘與

13、故障堿噴淋后的吹液風(fēng)刀堵孔：導(dǎo)致堿液被帶出，頻繁出現(xiàn)堿槽液位過低的報警。帶速規(guī)范：刻蝕槽帶速第三區(qū)帶速上片區(qū)帶速+0.1m/min刻蝕槽帶速1.2m/min相鄰兩區(qū)的帶速差0.3m/min在沒有工藝調(diào)整的正?？涛g的情況下，刻蝕槽帶速保持不變產(chǎn)能受上片區(qū)、刻蝕槽、第三區(qū)這三個區(qū)域中最慢的帶速上片區(qū)帶速制約。其它異常情況及排查過程 腐蝕量異常處理及排查 可能是由于測量錯誤或刻蝕液濃度異常造成的。 1.多次測量，確保測量數(shù)值的準(zhǔn)確性； 2.查看自動補(bǔ)液、溫度、帶速的設(shè)定是否正常；3.若腐蝕量偏小，建議首先考慮降低刻蝕槽帶速，其次是手動往刻蝕槽加些硝酸和氫氟酸（體積比為2：1），最后考慮提升刻蝕槽溫度

14、（效果不明顯，一般不建議改動）；4.若腐蝕量偏大，建議首先考慮提高刻蝕槽帶速，其次是暫時將自動補(bǔ)液量降低或者停止，待腐蝕深度正常后再將參數(shù)改回，最后考慮降低刻蝕槽溫度（建議不低于6度）。 異常情況及排查過程RENA刻蝕后硅片表面色斑色差的分析、處理可確定造成這一異常的原因是堿槽故障，主要有以下原因1.堿槽噴淋壓力不夠，致使堿液不能噴到硅片上，堿洗不充分；2.堿槽液位過低，堿循環(huán)停止，硅片沒有得到堿洗； 3.堿槽溶液濃度過低。這些原因的解決方案:首先查看堿槽噴淋壓力,若壓力小找設(shè)備人員調(diào)整堿槽流量,增大堿槽噴淋壓力;其次檢查堿槽液位,確保堿槽液位正常(第二個液位感應(yīng)器燈亮);用PH試紙測試堿槽P

15、H值,此項只能粗略檢測,但對溶液濃度的判斷有很大意義.異常情況及排查過程刻蝕線異常的處理刻蝕線可能會出現(xiàn)過寬或波紋狀的異常,常見原因有以下幾點1.刻蝕槽循環(huán)流量異常;2.刻蝕槽溶液濃度異常;3.整個設(shè)備內(nèi)的排風(fēng)情況常見解決方案:調(diào)節(jié)刻蝕槽流量,一般為降低,觀察刻蝕槽后半段溶液鋪展的情況;若循環(huán)流量調(diào)節(jié)不能好轉(zhuǎn),可以調(diào)節(jié)溶液配比,具體調(diào)節(jié)方法根據(jù)當(dāng)時情況判斷；用紙條測試設(shè)備內(nèi)排風(fēng)的穩(wěn)定性，若紙條波動較大，需調(diào)節(jié)排風(fēng)。 異常情況及排查過程刻蝕槽沾液情況不好的處理沾液不好一般是由于刻蝕槽循環(huán)流量低引起，有時也和溶液濃度配比有關(guān)系。遇到這樣的情況首先調(diào)節(jié)循環(huán)流量，若調(diào)節(jié)無效可以適當(dāng)調(diào)節(jié)溶液濃度，若還是

16、沒有效果則需要對設(shè)備的滾輪和側(cè)檔板進(jìn)行調(diào)節(jié)。異常情況及排查過程下料口硅片不干燥的處理硅片不夠干燥是由于下料區(qū)分刀吹干異常,可調(diào)節(jié)下料區(qū)分刀的壓力,調(diào)節(jié)時需注意對碎片率的影響,不能調(diào)節(jié)的太大。各道刻蝕不均的處理一般是由于測試誤差引起，重復(fù)測量消除各道次間的差異。 緊急情況的處理情況 一 ：刻蝕槽發(fā)生堵片 此時片子正面一般都會沾上刻蝕液，從而破壞正面的PN結(jié)。為防止刻蝕液被稀釋，取片時不宜用大量水沖洗。這種片子取出后，需在手動狀態(tài)下用RENA清洗這些片子（堿洗、水洗、酸洗、吹干），將片子上殘留的酸液洗凈，然后進(jìn)行方塊電阻的測量，電阻無異常的可按正常程序繼續(xù)生產(chǎn)下去（從RENA開始往下做）；電阻異常

17、的，擴(kuò)散能返工好的在擴(kuò)散返工，擴(kuò)散無法返工的從制絨開始重新做。緊急情況的處理情況 二 ：堿槽發(fā)生堵片 片子在堿液中浸泡時間過長，硅片會于堿液發(fā)生反應(yīng)，正面的PN結(jié)很快就會受到破壞，而后會腐蝕表面，甚至達(dá)到拋光的效果。堿槽發(fā)生堵片需立即用大量清水沖洗硅片，待片子取出后，手動狀態(tài)下用RENA清洗這些片子（水噴淋、酸洗、吹干），將片子上殘留的酸液洗凈，然后進(jìn)行方塊電阻的測量，電阻無異常的可按正常程序繼續(xù)生產(chǎn)下去（從鍍膜開始往下做）；電阻異常的，擴(kuò)散能返工好的在擴(kuò)散返工，擴(kuò)散無法返工的從制絨開始重新做。 緊急情況的處理情況 三 ：酸槽發(fā)生堵片 片子在酸液中浸泡時間過長，硅片會于酸液發(fā)生反應(yīng)，在電池片表

18、面形成一種黃褐色的膜。酸槽發(fā)生堵片時立即用大量清水沖洗，只要沖洗及時是不會有影響的，此時只要手動狀態(tài)下用RENA清洗這些片子（水噴淋、酸洗、吹干），然后從鍍膜開始往下做。緊急情況的處理情況 四 ：設(shè)備斷電或重大報警導(dǎo)致的機(jī)器異常停止 設(shè)備斷電或異常停止后，刻蝕槽溶液會自動打回儲備槽。 1.若果設(shè)備立即就能恢復(fù)，此時將設(shè)備切換到手動狀態(tài)，將除刻蝕槽外的所有工序打開，然后打開滾輪，讓硅片及時走出。這種情況下，出現(xiàn)異常時已經(jīng)經(jīng)過堿槽的片子可正常往下做；而停在刻蝕槽中的片子需重新完整的再經(jīng)過一遍RENA刻蝕：堿槽的片子需測一下方塊電阻，正常即可往下做，電阻變大需從擴(kuò)散開始返工。緊急情況的處理 2.若設(shè)

19、備較長時間不能恢復(fù)，此時盡量用水槍沖洗滯留在堿槽、酸槽中的片子，防止片子與溶液發(fā)生反映。待設(shè)備恢復(fù)后，切換設(shè)備到手動狀態(tài)，將除刻蝕槽外的所有工序打開，然后打開滾輪，讓硅片及時走出。此時若硅片表面顏色、外觀沒有變化，可以將出現(xiàn)異常時已經(jīng)經(jīng)過堿槽的片子正常往下做；停在刻蝕槽中的片子重新完整的再經(jīng)過一遍RENA刻蝕；堿槽的片子需測一下方塊電阻，正常即可往下做，電阻變大需從擴(kuò)散開始返工。若堿槽硅片已出現(xiàn)拋光現(xiàn)象或酸槽硅片的表面顏色已經(jīng)變化，需將堿槽和酸槽的片子從制絨開始返工，其它槽的片子需重新做一遍RENA刻蝕。常用的工藝操作開機(jī)1.檢查冷卻水、電、氣（包括N2 ，壓縮空氣），化學(xué)品（HF ，HNO3

20、， H2SO4，NaOH）是否供應(yīng)正常；2.開機(jī)，開關(guān)位于灰色的電氣箱上；3.打開顯示器；4.登錄。點擊屏幕右上角“Login”，輸入帳號和密碼，點擊“Login”；5.注意，在“Mode Off ”模式下，圖表里的所有操作的單元顯示“Off ”。 此外，當(dāng)腐蝕溶液仍在儲液槽里時，Etch Bath圖表顯示為“not ready”；6.輸入相關(guān)工藝文件。點擊進(jìn)入“Recipe Rec. Admin.”選擇相應(yīng)的工藝文件后，點擊“Load Recipe”“Write recipe to PLC”；7.返回主界面，點擊“Mode Auto” 返回自動模式。 圖表顯示“Off ”(藍(lán)色)變成“Aut

21、o”(綠色)；8.設(shè)備將自動從儲液槽將溶液補(bǔ)入腐蝕槽 etch bath,圖表顯示為“filling chemie”(黃色)； 9.等待直到腐蝕槽Etch Bath補(bǔ)滿，溫度達(dá)到設(shè)定值，圖表顯示為“Full Chem.” and “ready” (兩個都是綠色)。 常用的工藝操作關(guān)機(jī)1.先確定設(shè)備內(nèi)有沒有硅片，待所有硅片出來后才能進(jìn)行關(guān)機(jī)操作；2.點擊屏幕下方的“Stop”；3.把Etch Bath的溶液排到儲液槽。點擊選擇手動模式 “Mode Manual.” , 然后在選單 “Manual Etch Bath”中，點擊“Drain bath”；4.等待Etch Bath排液完成顯示“Emp

22、ty”(黃色)；5.點擊“Mode Off” 進(jìn)入離線模式；6.檢查設(shè)備門位置，調(diào)整好；7.點擊右上角的“Logoff”，一個視窗會跳出；8.點擊“Logoff”，設(shè)備門將被鎖上；9.如果設(shè)備門沒有關(guān)好，alert警告會出現(xiàn)。 再次登錄，調(diào)整好門并取消警報；10.關(guān)掉顯示器；11.關(guān)機(jī)，開關(guān)位于灰色的電氣箱上。（注意：不要用設(shè)備的供電開關(guān)關(guān)機(jī)） 常用的工藝操作換液：1.Etch Bath選擇Manual Etch bath；點擊“Mode Man.”按鈕進(jìn)入手動模式；點擊“System draining ”，腐蝕槽和儲液槽的化學(xué)品都將全部被排掉；等溶液排放完，圖表顯示Empty(黃色)；點擊“

23、System rinsing”，程序開始對腐蝕槽以及儲液槽補(bǔ)充水后循環(huán)沖洗。本程序可以設(shè)定沖洗時間(Recipe Etch bath，屏幕下方第三個欄位)；最后，將水排掉，腐蝕槽和儲液槽保持空的；點擊“PT Filling Chemie”系統(tǒng)開始自動補(bǔ)液，直到圖表顯示“Full Chem.”換液完成。（注：除此方法以外，直接點擊“Bath change”設(shè)備將自動排液、清洗、補(bǔ)液操作）常用的工藝操作Alkaline Rinse1.選擇“Manual Alkaline”2.點擊“Mode Man.”進(jìn)入手動模式3.點擊 Draining”堿槽 Alkaline bath的化學(xué)品將被排掉4.等待直到圖表顯示為“Empty”(黃色)5.點擊“ Rinsing”（屏幕左邊）沖洗Alkaline bath。腐蝕槽將充滿水進(jìn)行循環(huán)沖洗。本程序可設(shè)定沖洗次數(shù)(Recipe Alkaline，屏幕下方第二欄位)。之后，將水排掉，腐蝕槽保持空的；6.建議用水槍沖洗機(jī)器里的蓋子。7.點擊“Filling Chemie”系統(tǒng)開始自動補(bǔ)液，直到圖表顯示“Full Chem.”換液完成。常用的工藝操作HF Batch1.選擇“