第五章 刻蚀清洗设备 3
半导体工艺基础 第五章 刻蚀
等离子腐蚀装置
1、圆筒形反应器
(二)、等离子腐蚀装置 1、圆筒形反应器 (1)可用于干法去胶,反应气体为氧等离子体。 (2)带孔的铝屏蔽罩把等离子体与反应室隔开, 只有较长寿命的自由基达到硅片表面进行腐蚀, 从而避免硅片直接受离子轰击的影响,显著提高 腐蚀的均匀性,增加光刻胶的寿命; (3)通过铝屏蔽罩的反应粒子以任意方向入射到 硅片表面上,因而圆筒形刻蚀为各向同性。
举例
Etch rate for PE-TEOS PSG film is 6000 Å/min, etch rate for silicon is 30 Å/min, PSG to silicon
刻蚀剖面
刻蚀剖面
湿法刻蚀
Wet Etch 湿法刻蚀
Wet Etch
Chemical solution to dissolve the materials on the wafer surface
(4)腐蚀气体种类和气体成份对腐蚀速率影响较大。 各种含氟气体对Si(111)面的腐蚀速率的顺序如 下:CF4>CCl3F>CCl2F2>CHCl2F CF4+(5~12%)O2刻蚀气体: Si/SiO2刻蚀速 率比为10:1 CF4+H2刻蚀气体:SiO2/Si刻蚀速率比10
2、腐蚀均匀性 采用平行平板反应器且反应室采用恒 温控制可提高片内、片间及批次间腐蚀 均匀性。 3、负载效应 在给定气体流量、气压和输入功率条 件下,待刻蚀样品数量增加,刻蚀速率 下降。
H2SO4 reacts with TiO2 and removes it
simultaneously
H2O2 oxidizes silicon and silicide to form SiO2
刻蚀机设备和操作规程
刻蚀机设备和操作规程刻蚀机是一种用于制造微电子器件、光学元件和微纳米结构的设备。
它通过控制化学溶液或气体中的离子束来去除或改变材料表面的性质。
刻蚀机操作规程是为了确保设备能够安全运行,并保证刻蚀过程的质量和稳定性。
以下是刻蚀机设备和操作规程的详细介绍。
一、刻蚀机设备1.主体设备:包括反应室、真空系统、电源系统、气体控制系统等。
2.处理装置:包括样品台、气体喷嘴、离子束源等。
3.控制系统:包括温度、压力、电源功率等参数的控制。
二、刻蚀机的操作规程1.安全操作:a.在操作之前,必须熟悉刻蚀机设备的结构和使用方法,并确保设备处于正常工作状态。
b.在操作时,应佩戴防护眼镜、防尘口罩、耐酸碱手套等个人防护装备。
c.在操作高温刻蚀机时,应注意防止烫伤,禁止直接用手触摸热表面。
d.禁止私自拆卸、维修或更改设备的任何部件。
2.刻蚀前的准备:a.清洁样品:使用有机溶剂将样品表面的杂质清除干净,并用无尘纸擦拭干净。
b.放置样品:将需要刻蚀的样品放置在样品台上,并确保其稳定性。
c.设置参数:根据刻蚀材料和刻蚀深度的要求,设置刻蚀机的参数,如气体种类、气流速度、刻蚀时间等。
d.检查真空度:确保真空系统工作正常,并进行真空泄漏测试。
3.刻蚀操作:a.打开设备开关,开始抽真空。
b.打开气体进气阀门,将预定混合气体引入反应室。
c.设置离子束源的功率、倾角和扫描速度等参数。
d.按下启动按钮,开始刻蚀过程。
e.刻蚀过程结束后,将刻蚀样品取出,并进行后续处理。
4.刻蚀后的清洁:a.刻蚀后,将样品放入有机溶剂中清洗,去除刻蚀产物。
b.将清洗后的样品用纯净水冲洗,并用氮气将其风干。
5.定期维护:a.定期对设备进行维护,检查传动系统、真空系统和电源系统等。
b.柜后对设备进行清洁,清除积尘和杂质。
总结:刻蚀机设备和操作规程是确保刻蚀过程安全和高效的重要保证。
在进行刻蚀操作之前,必须进行充分的准备工作,包括清洁样品、设置参数等。
在刻蚀过程中,要严格遵守安全操作规程,并确保设备处于正常工作状态。
刻蚀设备与工艺介绍
刻蚀设备与工艺介绍刻蚀是一种重要的微纳加工技术,用于从薄膜或器件上去除材料以形成所需的图案和结构。
刻蚀可以用于制造各种微纳器件,如集成电路、光子学器件、传感器和微机电系统(MEMS)等。
在刻蚀过程中,通过控制刻蚀设备和工艺参数,可以实现所需的刻蚀深度、尺寸和形状。
刻蚀设备通常包括刻蚀机、刻蚀槽和辅助设备。
刻蚀机是刻蚀的核心设备,主要包括物理刻蚀机和化学刻蚀机。
物理刻蚀机主要通过物理方法,如离子轰击、物理挥发和物理溅射等,去除材料。
常见的物理刻蚀机有反应离子刻蚀(RIE)机、平行板刻蚀机和电子束刻蚀机等。
化学刻蚀机通过化学反应去除材料,常见的化学刻蚀机有浸没式刻蚀机和喷雾式刻蚀机等。
辅助设备包括真空系统、气体供给系统、温控系统和控制系统等,用于提供所需的刻蚀环境和参数控制。
刻蚀工艺是刻蚀的关键,它决定了刻蚀速率、选择比和表面质量等。
常见的刻蚀工艺包括湿刻蚀、干刻蚀和等离子体刻蚀等。
湿刻蚀是一种在液体介质下进行的刻蚀工艺,常用的刻蚀液有酸、碱和溶剂等。
湿刻蚀可以实现高选择性和较大的刻蚀深度,但其刻蚀速率较慢且难以控制。
干刻蚀是一种在气体介质中进行的刻蚀工艺,常用的气体有氧气、氮气和氟化物等。
干刻蚀速率较快且易于控制,但选择比较低且表面质量较差。
等离子体刻蚀是一种在等离子体条件下进行的刻蚀工艺,通过将气体电离产生等离子体,利用等离子体的化学反应和物理效应实现刻蚀。
等离子体刻蚀具有高选择性、较大的刻蚀速率和良好的表面质量,广泛应用于集成电路和光子学器件等领域。
刻蚀工艺的参数对刻蚀结果有重要影响,包括刻蚀气体、功率、压力、温度和刻蚀时间等。
不同的刻蚀工艺需要不同的参数组合,需要通过实验和优化来确定最佳参数。
刻蚀设备和工艺在微纳加工中起着至关重要的作用,它们决定了刻蚀的效率和质量。
随着微纳加工技术的不断发展,刻蚀设备和工艺将进一步提高,以适应更多元化的应用需求。
酸蚀刻化学清洗机说明
第- 1 –页酸蚀刻化学清洗机说明书一、设备结构及特点:1、外形结构图:2、台面布置图:3、清洗槽工位技术参数;工位1#、2#、3#、4#、5# 6#、7#、8#、9#、10#介质ACID D.I温度RT RT功能浸泡喷淋溢流漂洗氮气鼓泡快排槽体材料PVDF PP内槽尺寸200×200×210200×200×210第- 2 –页二、主要技术参数:1、整机:采用38×38不锈钢骨架,外包瓷白PP(10mm),结构强固。
2、酸槽:(1#、2#、3#、4#、5#)数量:五套温度:RT上液方式:手动排放方式:自动制程方式: 静置蚀刻3、QDR槽:(1#、2#、3#、4#、5#)数量:五套温度:RT槽体材质:PP板焊接加工管路材质:PVC槽体结构:它由QDR 槽体、溢流外沿槽和安装在槽体底部的快排阀、DI 注入孔(包括氮气鼓泡)、顶部左右两侧的DIW 喷淋系统等组成,实现槽体的快速注入与排放,使腐蚀后残留在片子上的化学液及污染颗粒被冲洗祛除基本流程: 放入工件→开始喷淋,同时快排阀打开→底部注水,同时快排阀关闭,氮气鼓泡打开→溢流漂洗+氮气鼓泡→快排阀打开,快速排放,一次冲洗快排工艺结束。
在QDR 槽体底部设水阻计,时时监控水质。
快速注入时间:≤35S快速排放时间:≤5S4、防护门:前侧左右推拉式(透明PVC)5、排风:排风装置中设凝结水回流结构。
三、操作:1、面板操作:在面板的左侧,设“电源开启”及“电源关闭”两按钮,控制电源的开关。
相对应5个通道设水阻计及自动开始及停止按钮,自动开始及停止指QDR槽的工作程序按触摸屏中对应通道所设定的配方执行。
在面板的左侧,设N2压力调整旋钮。
2、触摸屏幕每一通道对应一主画面,按屏幕下方的通道切换按钮可进入其它通道操作。
“上给水”、“下给水”、“快排”、“N2鼓泡”、“排酸”、“照明”,这些按钮为手动操作,可独立操作。
第5章Wet工艺讲解
第五章WET工序5.1 WET工序的构成TFT-LCD在Array段的制程通常会分为镀膜,曝光和蚀刻三道大的工序。
而蚀刻工序根据工艺和设备的不同又可以分为干蚀刻和湿蚀刻,即Dry工序和WET工序。
作为蚀刻工序的一种实现方式,WET工序详细来讲可以包括清洗,湿蚀刻和脱膜。
1.清洗:包括初清洗和成膜前清洗。
初清洗即玻璃基板从PP box中拆包之后,进行的第一道清洗,它的主要目的是为了清除玻璃基板表面本身携带的油污以及微尘颗粒。
成膜前清洗即在每一道成膜之前进行的清洗,目的虽然也是为了去除油污以及颗粒,但是这些杂质更多是由于外界污染造成,而去除这些杂质是为了成膜的顺利进行,提高成膜的品质。
2.湿蚀刻:对于金属层和ITO导电层使用湿蚀刻进行蚀刻。
湿蚀刻是使用相应的金属蚀刻液和ITO蚀刻液对膜层进行腐蚀,可以去除掉不被光阻保护的部分,从而形成我们需要的线路结构。
3.脱膜:无论干蚀刻还是湿蚀刻结束之后,都必须将所成线路上覆盖的光阻去除。
相应的会使用脱膜液将光阻分离出来并去除,保证下一道成膜顺利进行。
5.2 WET 工序(清洗.脱膜,蚀(湿)刻)的工艺原理5.2.1 清洗的工艺原理在TFT-LCD的制程当中,清洗起到至关重要的作用。
清洗的主要目的就是去除玻璃基板表面的杂质和油污,使玻璃基板保持清洁,确保下一道制程的顺利和有效地进行。
在Array段,清洗可以分为初清洗(Initial Clean)和成膜前清洗(Pre-deposition Clean)。
相应的设备也分为初清洗机(Initial Cleaner)和成膜前清洗机(Pre-deposition Cleaner)。
Initial Clean:在将玻璃基板从PP Box拆包装之后(通常是由Unpack设备来完成)的第一道清洗。
Initial Clean可以有效地去除玻璃基板拆包以后残留在表面的油污和细小的Particle。
Pre-deposition Clean:在每一次成膜之前进行的清洗。
半导体工艺基础 第五章 刻蚀
等离子腐蚀装置
1、圆筒形反应器
(二)、等离子腐蚀装置 1、圆筒形反应器 (1)可用于干法去胶,反应气体为氧等离子体。 (2)带孔的铝屏蔽罩把等离子体与反应室隔开, 只有较长寿命的自由基达到硅片表面进行腐蚀, 从而避免硅片直接受离子轰击的影响,显著提高 腐蚀的均匀性,增加光刻胶的寿命; (3)通过铝屏蔽罩的反应粒子以任意方向入射到 硅片表面上,因而圆筒形刻蚀为各向同性。
举例
Etch rate for PE-TEOS PSG film is 6000 Å/min, etch rate for silicon is 30 Å/min, PSG to silicon
刻蚀剖面
刻蚀剖面
湿法刻蚀
Wet Etch 湿法刻蚀
Wet Etch
Chemical solution to dissolve the materials on the wafer surface
运用HF 溶液 Hydrofluoric Acid (HF) Solution HF 溶液中通常添入氟化铵,即为缓释溶 液,或者掺入高纯水以减缓刻蚀速度 SiO2 + 6HF H2SiF6 + 2H2O Widely used for CVD film quality control BOE: Buffered oxide etch(氧化层缓释刻 蚀) WERR: wet etch rate ratio(湿法刻蚀速 率)
栅掩膜对准 Gate Mask Alignment
栅掩膜曝光 Gate Mask Exposure
Development/Hard Bake/Inspection
Etch Polysilicon刻蚀多晶硅
刻蚀机设备和操作规程
刻蚀机设备和操作规程刻蚀机是一种用于制作微细结构的工业设备,广泛应用于半导体、光电子、光学和纳米技术领域。
刻蚀机设备和操作规程是保证设备正常运行和保护操作人员安全的重要文件。
下面是一份刻蚀机设备和操作规程的示范:一、刻蚀机设备1.设备概述:刻蚀机是一种可以进行湿法或干法刻蚀的机器设备,包括腔体、气体供应系统、真空系统、温度控制系统、控制系统等。
2.设备安全:刻蚀机应安装在通风良好的地方,并与电源接地。
设备操作前应检查所有安全装置的功能正常。
3.操作材料:只能使用经批准的刻蚀液和刻蚀剂材料,严禁使用未经批准的材料。
4.检查维护:定期对刻蚀机进行检查和维护,保持其良好状态。
设备故障应立即报告并寻求专业维修。
二、刻蚀机操作规程1.操作人员:只有经过专业培训和授权的人员才能操作刻蚀机。
2.穿戴防护:操作人员应穿戴适当的防护设备,包括防护眼镜、手套、防护服等。
3.操作前准备:操作前应对设备进行全面检查,确保各项设备正常运行。
操作人员应按照工艺流程准备并组织好所需的刻蚀液和刻蚀剂。
4.操作环境:刻蚀机操作区域应保持整洁,杂物应及时清理。
刻蚀机操作区域禁止吃饭、饮水等行为。
5.设备启动:按照操作手册正确启动刻蚀机,确保刻蚀过程的稳定和可控。
6.刻蚀过程控制:操作人员应严格按照工艺要求设置刻蚀时间、刻蚀深度等参数,确保刻蚀过程的准确性和一致性。
7.停止操作:刻蚀完成后应按照操作手册正确停止刻蚀机,关闭所有刻蚀液和刻蚀剂的供应。
8.清洗处理:刻蚀后的样品和废液应按照环保要求进行处理。
9.设备关闭:关闭刻蚀机后,应切断电源,清理设备表面,确保设备干净整洁。
10.设备维护:定期对刻蚀机进行维护保养,包括检查滤网、更换密封件、清理腔体等。
11.事故报告:如发生设备故障、泄漏等事故,应立即报告,并按照应急预案采取相应措施。
通过严格遵守刻蚀机设备和操作规程,可以确保设备的正常运行,保护操作人员的安全,并提高产品的生产质量。
槽式湿法刻蚀清洗设备安全操作及保养规程
槽式湿法刻蚀清洗设备安全操作及保养规程1. 引言槽式湿法刻蚀清洗设备被广泛应用于半导体制造和微电子技术领域,用于清洗和刻蚀微细加工的工件表面。
为了保证清洗设备的安全运行和延长设备的使用寿命,本文将介绍槽式湿法刻蚀清洗设备的安全操作和保养规程。
2. 安全操作规程2.1 设备布置与操作环境1.将清洗设备放置在平稳的地面上,并保证设备四周的通风良好。
2.设备周围应设立明显的警示标识,以提醒操作人员注意安全。
3.操作区域应保持整洁,并定期清理设备表面和周围的废料,避免积聚导致安全隐患。
4.操作设备的环境应保持干燥,避免水或其他液体进入设备内部。
2.2 操作流程和注意事项1.在操作设备之前,必须先穿戴个人防护装备,包括防护眼镜、手套和口罩等。
2.在操作设备之前,需要进行设备的预热和检查,确保设备运行正常。
3.操作人员应按照设备的操作手册和操作流程进行操作,切勿随意更改设备参数。
4.操作人员在操作过程中应保持警觉,及时发现异常情况,并及时报告和处理。
5.在设备运行期间,切勿将手指或其他物体伸入设备内部,以免造成人身伤害。
6.在设备运行期间,切勿随意拆卸设备的保护罩或其他部件,以免影响设备的正常运行。
7.定期对设备进行维护保养,包括清洁设备内部杂质、更换滤网等。
3. 设备保养规程3.1 设备清洁与维护1.每次使用设备后,应及时清理设备内部的杂质,并使用干燥的布擦拭设备表面。
2.设备每日使用结束后,应对设备进行彻底的清洁,确保设备内部和外部的清洁度。
3.定期更换设备的滤网和过滤器,避免杂质积聚导致设备故障。
4.定期检查设备的电源线、连接线等,确保电气设备的安全性能。
5.随时检查设备的密封性能,及时更换损坏的密封件,避免液体泄漏。
3.2 定期保养与维修1.按照设备的保养手册要求,定期进行设备的保养与维修工作。
2.定期检查设备的运行状态和参数,及时调整和修复异常情况。
3.定期更换设备的耗材和易损件,确保设备的正常运行和安全。
第5章 Wet工艺
第五章WET工序5。
1 WET工序的构成TFT—LCD在Array段的制程通常会分为镀膜,曝光和蚀刻三道大的工序。
而蚀刻工序根据工艺和设备的不同又可以分为干蚀刻和湿蚀刻,即Dry工序和WET工序。
作为蚀刻工序的一种实现方式,WET工序详细来讲可以包括清洗,湿蚀刻和脱膜。
1.清洗:包括初清洗和成膜前清洗。
初清洗即玻璃基板从PP box中拆包之后,进行的第一道清洗,它的主要目的是为了清除玻璃基板表面本身携带的油污以及微尘颗粒。
成膜前清洗即在每一道成膜之前进行的清洗,目的虽然也是为了去除油污以及颗粒,但是这些杂质更多是由于外界污染造成,而去除这些杂质是为了成膜的顺利进行,提高成膜的品质.2.湿蚀刻:对于金属层和ITO导电层使用湿蚀刻进行蚀刻。
湿蚀刻是使用相应的金属蚀刻液和ITO蚀刻液对膜层进行腐蚀,可以去除掉不被光阻保护的部分,从而形成我们需要的线路结构。
3.脱膜:无论干蚀刻还是湿蚀刻结束之后,都必须将所成线路上覆盖的光阻去除。
相应的会使用脱膜液将光阻分离出来并去除,保证下一道成膜顺利进行.5。
2 WET 工序(清洗。
脱膜,蚀(湿)刻)的工艺原理5。
2.1 清洗的工艺原理在TFT-LCD的制程当中,清洗起到至关重要的作用。
清洗的主要目的就是去除玻璃基板表面的杂质和油污,使玻璃基板保持清洁,确保下一道制程的顺利和有效地进行.在Array段,清洗可以分为初清洗(Initial Clean)和成膜前清洗(Pre—deposition Clean)。
相应的设备也分为初清洗机(Initial Cleaner)和成膜前清洗机(Pre—deposition Cleaner)。
Initial Clean:在将玻璃基板从PP Box拆包装之后(通常是由Unpack设备来完成)的第一道清洗。
Initial Clean可以有效地去除玻璃基板拆包以后残留在表面的油污和细小的Particle。
Pre-deposition Clean:在每一次成膜之前进行的清洗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 工艺操作步骤 • 1 预抽:抽去反应腔室内的空气至压力为500Pa 左右。 • 2 主抽:进一步提高腔室内的真空度以满足工艺 要求。 • 3 送气:将反应气体CF4和O2通入反应腔室内。 • 4 辉光:在线圈上施压高电压,在氧气的催化作 用下是CF4电离进行刻蚀。 • 5 清洗:停止辉光和送气,抽去腔室内残余气体 和反应物。 • 6 充气:向腔室内充入N2气以打开腔室盖。
为突出。新的等离子体产生方式是近年来干法刻蚀技术研发的重点。比如电子回旋共 振(ECR)技术,它是1984年前后日本日立公司最早研究的,但开始并未得到充分重视, 只在日本有所发展。直到八十年代末,美英法德的少数公司才开始开发,随后进展很
快。曾有人认为ECR技术将是今后的发展主流,但九十年代初,美国LaN公司与IGM公
• • • •
• • • •
•
1.屏蔽筒式———直到现在仍是等离体去胶机的基本结构形式; 2.下游式———属纯游离基的化学刻蚀; 3.平行板式———带低能离子轰击的游离基刻蚀; 4.反应离子式———兼有离子轰击和游离基刻蚀,是目前实验室和生 产中应用最多的结构; 5.磁控反应离子式———比反应离子刻蚀有更高的刻蚀速率; 6.三级式———可分别控制离子能量和离子密度; 7.离子铣———对所有材料,包括铁磁和陶瓷材料均能刻蚀; 8.反应离子束———可调整离子入射角度,独立控制离子能量和离子 密度; 9.化学辅助离子束———可调节刻蚀过程中的游离基刻蚀和离子轰击 比例。
第五章
刻蚀清洗设备
材料三班
李学荣
电池片制作流程
预清洗 一次清洗 扩散 等离子刻蚀 二次清洗
烘干 扩散 银铝浆印刷
烘干 铝浆印刷
PECVD
银浆印刷
烧结
测试分选
电池片结构示意
正面银电极
减反射膜 N型扩散层 P型硅片 背面铝电极
5.1 刻蚀技术简介
• 5.1.1 刻蚀的原理 • 在刻蚀工艺的前 • 在刻蚀工艺的前一步,对硅片进行了扩散,形成 P-N结了。但形成的P-N结与理想的P-N结有差距 如图5.1所示:
• 6 确认工艺合格后,将完成刻蚀的硅片装入小花 篮中,注意:将扩散面朝着花篮的正面。若无法 区分的用万用表测硅片的两个面,扩散面将迅速 显示无电阻值。插完一批后,送入到去磷硅玻璃 清洗机中清洗。 • 7 把一批插好的片子放入到去磷硅玻璃清洗机 的上料口中,此时操作设置为自动状态,再按 “进料口→去磷硅玻璃→鼓泡→溢琳→喷淋→出 料口。”
• 周边的扩散层可能造成电池短路,所以很有必要
对周边多余的部分进行去除。在太阳电池的常见
工艺中,常常是在含鹏的磷型硅片上扩磷,所以 要去除的主要是周边扩散了磷的部分。
• • • •
等离子的产生条件 1.高频电流(最高1360万次/s) 2.一定的温度(420-450℃)用电阻丝加热 3.高真空,低气压(3-10Pa)采用真空泵(抽空 气) • 4.密闭空间,高强度空间来产生等离子体,反应 室用厚钢板。 • 5.要提供一个能转变为等离子的气体源(四氟化 碳CF4)有工厂提供。
等离子体刻蚀法是目前在太阳电池制造业中应 用得最多的一种方法,利用高频辉光放电手段将 CF4离解成活性原子和自由基,各种游离基中F原 子为主要的刻蚀剂,与硅反应或生成具有挥发性 的SiF4。
等离子体刻蚀的工作原理
• 在低压下,反应气体在射频功率的激发下,产生 电离并形成等离子体,等离子体是由带电的电子 和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下, 除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的 活性基团(Radicals) • 活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并 形成挥发性的反应生成物 • 反应生成物脱离被刻蚀物质表面,并被真空系统 抽出腔体。
生物理或化学反应,从而去掉暴露的材料。
•
干法刻蚀又可分为物理性刻蚀与化学性刻蚀。物理性 刻蚀是利用辉光放电将气体如氩(Ar)解离成带正电的离 子,再利用偏压将离子加速,使其轰击在被刻蚀物表面上, 将被刻蚀物质的原子击出。此过程完全是物理上的能量转 移,故称之为物理性刻蚀。其特色在于有很好的方向性, 并可获得接近垂直的刻蚀轮廓。但由于离子是全面均匀地 溅射在晶片上的,光刻胶与欲刻蚀材料两者会同时被刻蚀, 因而刻蚀选择性偏低。而且被击出的物质并非挥发性物质, 这些物质容易沉积在被刻蚀薄膜表面及侧壁上,因此采用 完全物理方式在半导体器件制造过程中很少被使用。
操作方法 • 开机:首先打开CF4 、N2和O2的气体阀门,按 下红色“电源”按钮,电源灯亮起,同时机械泵 红色开关会同时亮起,待控制面板上灯开始闪烁 时按下绿色的“机械泵开”按钮打开机械泵,同 时观察面板上的预热按钮指示灯是否亮起。 • 关机:长时间不做工艺,需要抽成真空后关机。 关机前首先确定刻蚀机不在工作状态,且腔体内 无硅片和夹具夹等物,按F2进入手动操作界面 (如图所示),按F4进入预抽状态,待压力值低 于500Pa时,按下SHIFT+F5进入主抽状态,同时 按下F4退出预抽。约一分钟后,再按SHIFT+F5 退出主抽,并按F0返回主页面,按下红色“机械 泵关”按钮关闭机械泵,并关闭电源开关,最后 关闭工艺气体阀门。
• 等离子的特性:高能量,高密度,高温,高电导。
• 等离子体 • 由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使 气体分子产生电离,这样物质就变成自由运动并 相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的 火焰就处于扎中状态)。我们把物质的这种存在 状态称为第四态,即等离子体。因为电离过程中 正离子和电子总是成对出现。所以等离子体中正 离子和电子的总数大致相等总体看来为准电中性。 • (离子带正电,电子带负电)
• 5.1.3干法刻蚀技术的发展历程 • 20世纪70年代初,干法刻蚀技术主要以辉光放电 产生等离子体的方式进行加工,经过30多年多样 化的发展过程,干法刻蚀技术不断得到完善和创 新,并且出现过多种干法刻蚀形式,它们各有各 自的时代背景,也各有所长。表5.1列出了曾经得 到较多应用、具有一定普遍性的干法刻蚀形式, 其中:
• 原理:CF4+SiO2=SiF4+CO2 剂 • CF4----- ----->2F-+CF2-2 • SiO2+4F--->SiF4+2O2• SiO2+2CF2--->SiF4+2CO
加上O2作为催化
等离子体刻蚀示意
• 具体步骤:预抽→主抽→送气→高压辉光→清洗 →充气开盖 • 刻蚀完成后,P区和N区应较好的隔离,可通过万 用表测量其边缘电阻来检验刻蚀效果。规定电阻 值20K欧以上为合格。
硅片周边刻蚀
扩 散 层
周 边 刻 蚀
P型衬底
扩散后的两片硅片 使用的气体: CF4+NH3
N型扩散层
周边刻蚀后的硅片
• 刻蚀工艺目的 • 在于将扩散形成的PN结的硅片通过高压等离子体 腐蚀方法在边缘处与硅片发生反应,从而使P区 和N区隔离。
•
激光切割去周边时必须把激光束照在背电极上, 而且不能让激光把硅片击穿,必须控制好激光的 强度和运行速度,才能做到去周边时对太阳电池 的P-N结无影响。
而化学性刻蚀是利用等离子将刻蚀气体解离产生带电离子、分子、 电子及反应性很强的原子团。此原子团扩散到被刻蚀薄膜表面,与被 刻蚀薄膜表面原子反应形成具有挥发性的产物,并被真空设备抽离反 应腔。由于此反应完全利用化学反应完成,故称之为化学性刻蚀。此 刻蚀方式与前面所述的湿法腐蚀类似,只是反应物的状态从液态变成 了气态,且以等离子来促进反应速度。所以化学性刻蚀与湿法腐蚀有 类似的优缺点,对掩膜、基底有较高的选择比,且也有各向同性刻蚀 现象。在半导体器件制造过程中,纯化学性刻蚀通常应用于不需图形 转换的步骤中,如用于光刻胶的去除。
•
按刻蚀原理来分,1.2.3.可统称为等离子刻蚀,主要是化学反应过程;4.5.6.属反应离子
刻蚀,是物理—化学反应过程;7.8.9.属离子束刻蚀,除了离子铣是纯物理过程
•
外,其余为物理—化学反应过程。高刻蚀速率和高均匀性一直是微细加工技术发展的
主要追求目标。随着基片尺寸不断增大,器件结构尺寸不断缩小,这方面的要求就更
等离子体(Plasma)
气体被加热到几千度以上的高温后, 气体中原子被电离成正离子和电子, 这 种状态的物质称为等离子体。 其显著特征是具有高温、高流动性,高 导电性和高能量性,极易与其它物质 相互作用。
为了将扩散所得的硅片制成P-N结,我们得把 四周的N型层去掉。背面的N型层可以用补偿法消 除,用丝网印刷铝浆,然后烧结可以使N型层返 回到P型。去周边用激光切割的方法或等离子体 刻蚀法。激光切割可以在太阳电池电极印刷和烧 结结束后进行。
司合作发展了感应耦合等离子体(ICP)技术,随后又出现螺线式、螺线共振式、空心阳 极式和共振感应式等新型等离子体结构。这些新开拓技术的共同特点是能够产生高密 度的等离子体,以提高刻蚀速率和刻蚀均匀性。
5.1.4四种典型的干法刻蚀技术
• • • • 1.等离子体刻蚀(PlasmaEtching) 2.反应离子刻蚀 3.离子铣 4.聚焦离子束刻蚀
• 1.
湿法腐蚀
• 湿法腐蚀是通过化学溶液与被刻蚀材料发生化学反应而去
除被刻蚀物பைடு நூலகம்的方法。
• 湿法刻蚀的特点是各向同性,但会因存在侧向腐蚀而产生 底切现象,从而导致线宽失真,特别是微细线条的刻蚀更 为困难,因此迫切需要寻找新的途径。
• 2. 干法刻蚀 • 干法刻蚀是把材料的被刻蚀表面暴露于等离子体 中,等离子体通过光刻胶中开出的窗口与材料发
• 4工艺从预抽→主抽→送气→辉光→清洗→充气完 成后,按出“运行”按钮,打开腔体盖,竖直向 上提出 • 5 用扳手松动螺母,打开夹具夹顶盖,小心卸下 固定在夹具夹中的电池硅片,整齐的放到无尘纸 上。用万能表检测硅片边缘电阻是否达到工艺要 求(万用表调至200K欧档,指针与硅片边缘垂直, 阻值大于20K欧为合格)。