刻蚀常见异常培训

辉光功率最小不得小于600 W，否则硅片需 要重新刻蚀，以避免出现低Rsh片 1.刻蚀机的工艺参 数未经允许不得私 多晶1600s，单晶、晶枫2200s 自修改，如有异常 情况出现必须通知 流量的稳定性很重要， 超出范围通知工艺 工艺人员，经授权 并报修 后修改。工艺卡适 用于正常情况下,异 流量的稳定性很重要， 超出范围通知工艺 常状况(包括双层刻 蚀)以工艺人员通知 并报修 2. 为准。 在送气结束之前要保证压力达到限定范围 驻波比为：反射功 率与射频功率的交 之内，要求稳定 叉点在表盘中间弧 驻波比为：反射功率与射频功率的交叉点 线组上的读数。 在表盘中间弧线组上的读数 真空度要求，主抽完毕压力一般要在15以 下
D=V/（L*h）（μ m）
其中 V · · · · · · · ·被刻蚀体积； D
L · · · · · · · ·硅片周长；
h · · · · · · · ·硅片厚度；
V被刻蚀体积=（m前重-m后重）/ρ 硅 L=L正方形-L三角形=621.656（mm） h= m前重/（S表面积*ρ
硅）
S表面积= S正方形- 4*S倒角= 243.34（cm2） ρ 硅=2.328g/cm2
9.
高频电源有自动保护装置，在反射功率超过一定值时，高压将自动关断。
10. 高频电源实际使用功率不能超过800W。 11. 设备高频地线必须独立接地，不允许与其它设备共地线。 12. 使用本设备必须严格遵守操作顺序。
13. 检修时必须关闭电源。
14. 等离子刻蚀过程中产生的四氟化碳废气通过玻璃钢酸雾净化塔喷淋处理后达标排放。
刻蚀白圈片，空气及反应腔室内的湿度是产生刻蚀白圈的主要因素，主要有以下原因造成：
① 机台停置时间超过20min，再次使用时未空刻；
② 反应腔内湿度过高； ③ 停机时间过长后未对机台进行抽真空处理； ④ 硅片刻蚀完成后，未及时取片停留腔室中的时间过长，必须在
两分钟内完成；
⑤ 反应腔内杂质污染物过多，必须定期对其进行清理，如用带有 酒精无尘布擦拭；
注：驻波比（SWR）就是一个数值，用来表示天线和电波发射是否匹配。如果 SWR 的值等于 1， 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果 SWR 值大于 1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量；
等离子刻蚀机参数的影响：
预/主抽异常，无法进行真空状态下的等离子刻蚀; 送气异常，刻蚀过程中等离子激发、合适的特气流量与压力的为 必要条件； 辉光报警，出现压力、气体流量等参数的偏移对其刻蚀成功率影 响较大，一旦失败下传后直接导致批量性的低并阻片;
七星刻蚀机：
反应室里面是不锈钢腔体，两边是电 极板，在高频电的激发下形成电容电场放 电，激发腔体特气进行反应，生成活性离 子基。
等离子刻蚀机介绍（真空系统）
真空泵
蝶阀
压力计
真空系统就是我们常见的机械泵，连接管道和压力传感器。主要作用是对反应室抽真
空，把一些反应生成物通过真空系统抽到尾气排放管道。
等离子刻蚀机工艺卡：
参数项目
辉光压力
功率 辉光时间 O2流量
参数值
100mbar
650W 1600-2200 31sccm 210sccm 100mbar ≤1.5 压力值<15
波动范围
±20
600W—700W
说明（多晶）
压力值要Βιβλιοθήκη Baidu稳定
备注
±3 ±15 ±20
CF4流量 送气时压力 驻波比 主抽
辉光功率异常，功率过低无法将硅片的PN结刻蚀完全，进而会阶段性出现刻蚀不净的
边缘漏电现象；辉光功率过高，会导致过刻现象，损伤PN结，影响效率； 辉光时间太短，会导致刻蚀不净；辉光时间过长，会导致过刻；
等离子刻蚀工艺流程：
工艺过程是：
开气，整机上电，高频预热，开泵，开预抽，500Pa左右时关预抽开主抽，至10Pa左右时
等离子刻蚀机介绍（送气系统）
球阀
流量计
气阀
刻蚀所用的工艺气体CF4和O2，车间外面有特气房，通过管道和刻蚀机的进气孔连接到
一起，车间内有阀门，用的时候打开阀门就可以使用。
等离子刻蚀机介绍（高频电源&匹配器）
高频电源
匹配器
高频电源的作用给线圈放高压电。
匹配器的作用是为了使功率稳定在 一个固定的位置，只能微调，主要 还是调高频电源上的功率调节旋扭。
等离子刻蚀的作用：
去除太阳能电池的周边结，扩散工艺中在硅片的上表面和周边都扩散上了N型结，如果不 去除周边的N型结会导致电池片正负极被周边的N型结联接起来，使电池正负极接通，起不到 电池的作用了。
等离子刻蚀机介绍（外观）
捷佳创刻蚀机
七星刻蚀机
等离子刻蚀机介绍（反应室）
捷佳创刻蚀机：
反应室里面是石英缸，外面是线圈， 线圈在高频电的激发下起辉放电，激发石 英缸内的特气进行反应，生成活性离子基。
④ 刻蚀时机台故障，以致刻蚀未进行完全； ⑤ 刻蚀时，硅片底部托盘未旋转，导致刻蚀不均； ⑥ 人为原因，将未刻蚀硅片下传； ⑦ 对于刻蚀机的腔体要定时的清洁，否则腔体过脏， ⑧ 影响高频放电，最终会影响辉光的效果，致使产生
电极发黑
未刻蚀 刻蚀不净
⑨ 刻蚀不净，尤其是七星电极板。
等离子刻蚀机常见异常（刻蚀白圈）：
有异常 无异常
修复后复机 实验
有异常
正常生产
P/N检测异 常
查看设备是 否异常
通知工艺
工艺查找原因
等离子刻蚀机常见异常（刻蚀不净）：
刻蚀不净主要是由于硅片边结由于设备原因或人为原因未去除干净，导致并联电阻过 小的异常现象，主要有以下一些原因： ① 刻蚀功率过小； ② 刻蚀时间不足；
③ 刻蚀压力波动导致刻蚀不均；
刻蚀白圈处理方法：
I. 出现刻蚀白圈立即空刻观察刻蚀机仓体是否异常或督查生产操作是否有误，若发现该机台异常
立即通知生产人员空刻2次，无异常情况则复机生产；
II. 对已产生的刻蚀白圈片由生产通知质量部判别是否下传，并对当班出现的刻蚀白圈进行仔细 统计;
刻蚀机的保养和安全保护事项：
1. 使用环境 温度5℃-40℃,湿度<70%，净化等级优于万级。
刻蚀深度测量与计算：
① 在一组硅片的上、中、下三个位置分别取10片硅片，测量其刻蚀的前重、后重，取其平均
值作为单片减重；
② 建立数学模型，可以通过单片减重计算刻蚀速率和刻蚀深度；
上
中
下
刻蚀深度测量与计算：
使用的硅片规格为156*156mm，1mm倒角； 图中红色部分则表示硅片被“刻蚀掉”的部分，则刻 蚀深度D计算如下：
等离子刻蚀的原理：
① 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）； ②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；
③反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。
2. 工作场地清洁干燥、周围不得放置无关物品。
3. 设备停机、过夜也要保持反应室真空。 4. 生产50小时后换泵油，生产100小时后，清洗反应室。 5. 定期检查设备地线，确保设备安全接地。 6. 检修真空泵，定时清洗真空泵。 7. 在设备工作时，禁止扶、靠设备，禁止触摸高频电缆和线圈，以避免发生意外。 8. 在紧急情况下可关闭设备电源，整机电源将全部关闭。
送工艺气体，当压力稳定在设定值时开高频辉光放电，关高频，关工艺气体，送氮气，充 气开盖，取片，放片，开始新的工艺“（或抽空停机）。
工艺流程框图： 装片 运行开 预抽 尾气 主抽 送气（CF4 O2）稀释
取片
运行关
充气
清洗
高频辉光
等离子刻蚀效果检测：
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；

检查手法见《PN型检测SOP》。
刻蚀异常处理流程：
设备故障 当组硅片重 新刻蚀 附实验单下 传
无异常
填报修单通 知设备