刻蚀工序培训.docx
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刻蚀工序培训
技能等级
刻蚀培训
MSDS
技能等级
1、初级工入职要求
熟练掌握本工序的基本操作技能，碎片率小于万分之一；
熟悉并遵守车间的各项规章制度，5S；
产品防护要求；
2、中级工入职要求：
SOP；
所在岗位的所有MSDS，应急措施（安全报警）；
能够独立操作设备，了解设备的基本构造；
能够进行简单的故障处理；
了解本道工序的质量检验标准；
3、高级工入职要求:
掌握本道工序的工作原理，包含专业术语的解释；
能够对警报进行处理并分析其产生的原因；
对产品的质量进行分析，能够进行工艺调整。
刻蚀培训
1.等离子体刻蚀的目的
去除硅片边缘的N型区域，将硅片内部的N层和P层隔离开，以达到PN结的结构要求。
Ø短路形成途径
由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地扩散上磷。
PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。
此短路通道等效于降低并联电阻。
Ø控制方法
对于不同规格的硅片，应适当的调整辉光功率和刻蚀时间使达到完全去除短路通道的效果。
2.等离子体的含义是什么？
答：
等离子体是由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，且整体呈中性的物质状态。
3.刻蚀原理
等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。
它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌。
（这是各向同性反应）
边缘刻蚀控制
4.O2作用：
有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率
5.刻蚀示意图
6.工艺参数：
参数
设定值
CF4
336
O2
64
功率
900
在工艺进行时，应确认工艺参数是否正确。
7.工艺制程
PROCESS制程
PRESSURE压力
（0-10000mT）
ROTATION旋转盘
Speed（0-13）rpm
ACTTIME工艺时间（SEC）
GAS气体
O2
CF4
PUMPDOWN
10000
0
60
0
0
FLOWGAS
5000
0
30
64
336
SEVRO
380
0
30
64
336
RF
380
8
1000
64
336
PRUGE
0
0
100
0
0
FLOWGAS-O2
10000
0
20
300
0
8.刻蚀工艺要素
•刻蚀时间：
（重要）
刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大，时间长到一定程度损伤不可避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复合对硅片造成损伤影响越大；
刻蚀时间过短，导致并联电阻下降
•气体流量：
合适的流量和气体通入的时间比会很大程度上影响刻蚀面的侧壁形貌、反应速率等
•射频功率：
（重要）
功率过高，等离子体中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。
在结区（耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加；
会使等离子体不稳定和分布不均匀，从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不足，导致并联电阻下降。
•工艺压力：
压力取决于通气量和泵的抽速，合理的压力设定值可以增加对反应速率的控制、增加反应气体的有效利用率等
9.结果检验标准：
每叠抽取上、中、下各一片硅片测试，将所抽取的硅片平放在不锈钢桌面。
开启万用表后将量程旋至200mv档，将一个试探针搭到待抽检的硅片边缘，另一个试探针搭在桌面来测量电压并记录所测量的最小值，刻蚀每批边缘电压控制在120mv以上。
•附：
冷热探针法
检验原理
•热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。
•同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。
•此电势差可以用简单的微伏表测量。
•热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。
检验操作及判断
1.确认万用表工作正常，量程置于200mV。
2.冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。
3.用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的电压为正值，说明导电类型为P型，刻蚀合格。
相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为P型。
4.如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新装片，进行刻蚀。
10.刻蚀机刻宽了怎么办？
可能是辉光时间过长或者功率过大，调节辉光时间和功率；单若某批片子突然情况，则改变夹具，尽量夹紧，整齐对准；硅片边缘整理整齐，夹具夹紧且用力均匀。
11.自动工艺时，送气后无法辉光
该现象通常是由于反应气体压力达不到规定范围（100-140Pa）而无法跳至下步工序。
解决方法：
停止工艺，充气后打开炉门再盖好，开始工艺。
12.辉光颜色泛红
分析原因：
主抽后腔室内真空度不足，混有N2引起的。
解决方法：
手动将腔室抽真空后，关闭主抽观察室密封情况，若压力值很快回升，则需打开腔室检查密封圈，有损坏立即更换；若压力基本保持稳定，则需联系设备部检查机械泵。
13.刻蚀边缘有小缺口，刻蚀不均匀
分析原因：
由入射和反射功率不匹配引起的辉光功率不稳定。
解决方法：
可通过两个调谐旋钮和功率旋钮达到匹配来解决，若有问题联系设备部。
14.过刻后的参数。
漏电增加；部分区域反型，导致整体电池输出下降；Rsh、FF降低，Irev增大，Eff降低。
15.返工处理
过刻的硅片：
无法返工，开异常单，下批片子处理：
改变夹具，尽量夹紧，整齐对准；硅片边缘整理整齐，夹具夹紧且用力均匀；可首先通过降低时间进行调试
刻蚀不足：
再次刻蚀，根据测量出来的电压大小，调整刻蚀时间。
16.设备的主要步骤：
17.漏率测试
执行系统操作界面上之LeakageTEST（测漏）系统将自动做简易的压力回升与漏率测试。
测试步骤主要分为四部分所示：
测漏步骤
程序名称
步骤1
PumingDown10minutes
（抽气十分钟）
步骤2
Waitingforsystemstable
（等待系统稳定）
步骤3
1minuteTestandResult
一分钟测试与结果
步骤4
Venting
系统冲吹回大气
注意：
系统在执行测漏程序中无法执行其他功能，且无法停止，只有待测漏结束。
18.制程设计的基本模组
1）Step0：
PumpDown
2）Step1：
开启气体
3）Step2：
开启压力控制系统。
如果设定为压力伺服模式，压力不得设定为零，否则系统将进入错误产生（如配备压力控制系统）。
4）Step3：
点燃主电浆系统
5）Step4：
PumpDown
19.阀门和泵控制
阀门和泵的颜色关系如下：
红色——开启；绿色——关闭
操作规程
1.启电控柜的总电闸，确认冷却水。
2.开启真空泵室内干泵的氮气进气阀，开启CF4、O2、N2、CDA进气阀，并确认气阀压力，CDA在3-5kg/cm2、O2在1-1.5kg/cm2、CF4在1-1.5kg/cm2、N2在3-5kg/cm2。
3.打开电源（按下绿色的电源按钮）。
4.启动视窗作业系统。
双击桌面软件【Project1】，点击【Relogin】登陆，输入用户名、密码，然后点击【Autorun】，进入系统界面。
5.戴好防护口罩和手套，将扩散好硅片连同陪片一起，叠放整齐放入模具并旋紧螺丝。
6.手动打开炉门，将装有硅片的模具放入炉中，模具的凹槽嵌入炉内基座，关闭炉门。
7.在视窗作业系统上，由SELECT/PROCESSNAME选取所需的工艺名称：
TEST，点击RUN。
2#TEST2为重洗重刻片工艺。
8.刻蚀完毕时会报警提示。
打开炉门并取出模具，旋开螺丝取出硅片放于工作台上进行冷却。
9.将冷却后的硅片插入花篮。
10.每叠抽取上、中、下各一片硅片测试，将所抽取的硅片平放在不锈钢桌面。
开启万用表后将量程旋至200mv档，将一个试探针搭到待抽检的硅片边缘，另一个试探针搭在桌面来测量电压并记录所测量的最小值，最小值不能低于120mv。
11.将已刻蚀的硅片送至下道工序。
12.停机操作
12.1退出操作界面,关闭电脑。
12.2关闭电源开关,关闭CF4、O2、N2、CDA进气阀，关闭氮气进气阀。
附录
1.操作手法及注意事项：
1.1在插硅片时应先戴好棉手套再带薄膜手套。
1.2装片时确保硅片的边缘整齐。
1.3刻硅片上下各垫上一片陪片，且要求上下最外的片子需非扩散面朝外。
如遇到大对角，2/3片等非常规尺寸的硅片时，若无相应陪片可采取两边第一片非扩散面朝外的方法。
1.4将硅片放入夹具时，上下需垫几块垫板，与硅片的边缘整齐。
1.5将硅片平整的装入夹中，并锁紧螺母。
1.6夹具底部的凹槽必须嵌入炉内基座，用手旋转夹具，确保位置准确。
1.7刻蚀炉正常情况下所产生的辉光为乳白色，生产过程中要每炉进行仔细观察。
1.8如实填写好生产过程中的工艺参数，出现异常及时通知工艺员。
1.9刻蚀结束后炉内模具温度较高，在取出模具时注意带好隔热手套，握在模具两端取出硅片。
1.10刻蚀后的硅片，扩散面颜色较深为正面，将正面对应插入花蓝的正面。
1.11每班结束，用无纺布沾酒精擦拭工艺腔夹具，不要擦到密封圈。
1.12刻蚀在正常做片子以前需将夹具及挡板一起空做1炉方可进行正常做片，第一次片子出来观察刻蚀边缘宽度不超过2mm，若有异常立即通知当班工艺员。
2.应急处理
2.1断电
2.1.1及时关闭设备电源。
2.1.2关闭气体出气阀门。
2.1.3会同工艺员讨论在线生产硅片处理方案。
2.1.4恢复供电后，按《标准操作程序》启动设备；设备在启动时要分段开启，避免同时用电对供电设备造成损坏。
2.2停气：
向设备确认停气原因，待恢复供气后，会同工艺员讨论在线生成硅片处理方案。
2.3紧急关机程序：
当有危急作业安全及生命时，按下机台上之“EMO”按钮，即可关闭除电脑电源外之所有系统电源、系统控制、供气。
气体泄漏：
及时关闭气体阀门，疏散人员。
CF4吸入后能引起快速窒息，接触后可引起头痛，恶心和呕吐。
一旦吸入应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。
详细应急措施见CF4的MSDS。
工艺程序的编辑
1.由主操作接口选STEP可进入制程单元设定。
一个制程是由不同的制程单元所组成，使用者可以依各种需求来设定每一单元并储存，制程单元可提供各种制程选用。
2.各种参数可以直接在屏幕上更改保函射频功率、气体流量、压力控制以及时间（ACTTIME）。
3.完成参数设定后可直接选取SAVE来储存档案。
如欲编辑另一新单元或修改已存在的单元，可由STEPNAME选取或新增（NEW）新单元。
按DEL则可删除所选择之单元。
4.进入制程单元组合设计并选定制程名称后，可按顺序选取所需单元，光标从左侧选取单元后，按ADD便将选取的单元放入编辑的制程中；选取已选的单元，按REMOVE则可删除。
5.编辑和warning-fault窗口的设定：
选定单元后可用编辑功能来改变单元的排列顺序或删除不需要的单元。
除了编辑制程外，提供使用者直接由屏幕设定各系统参数的Waring-Fault值。
6.选择EXIT，出现对话框，再选择YES将回到主操作界面。
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