等离子刻蚀工艺-培训教程
等离子刻蚀-培训教程
2.2 刻蚀机构 射频电源辉光放电
等离子刻蚀基本原理
射频电源
辉光放电是由大量中等能量（<15eV）的电子激发中性原子，电子返回基态 时释放的光辐射。
2.2 刻蚀方程式
等离子刻蚀基本原理
为何处在等离子体环境下进行刻蚀
在我们的工艺中，是用CF4和O2来刻蚀扩散后的硅片，其刻蚀原理如下：
3.1 工艺参数
等离子刻蚀基本原理
时间参数 预抽 主抽 送气
ห้องสมุดไป่ตู้工艺参数 工艺压力 氧气流量
压力偏差设置 压力偏差
120 Sec 180 Sec 150 Sec
15 Pa 50 SCCM
20 Pa
辉光 清洗 充气
540 Sec 60 Sec 30 Sec
辉光功率 CF4流量
600 W 300 SCCM
CF4 = CFx* + (4-x) F* (x≤3) Si + 4 F* = SiF4 ↑ SiO2 + 4 F* = SiF4 + O2↑
反应的实质，打破C-F、Si-Si键，形成挥发性的Si-F硅卤化物。
CΘF +Si ΘSi = Si-F + 17kcal/mol
反应需要一个净正能量，CF4本身不会直接刻蚀硅。等离子体高能量 的电子碰撞会使CF4分子分裂生产自由的氟原子和分子团，使得形成 SiF是能量有利的。
2.2 氧气的作用
等离子刻蚀基本原理
在CF4进气中加入少量氧气会提高硅和二 氧化硅的刻蚀速率。人们认为氧气与碳原 子反应生成CO2，这样从等离子体中去掉 一些碳，从而增加F的浓度，这些成为富氟 等离子体。往CF4等离子体中每增加12% 的氧气，F浓度会增加一个数量级，对硅的 刻蚀速率增加一个数量级。
刻蚀工序培训讲解
后清洗到PECVD的产品时间最长不能超过4小时,时间过长硅片会污染 氧化，从 而影响产品的电性能及效率.
刻蚀槽液面的注意事项： 正常情况下液面均处于绿色，如果一旦在流片过程中颜色改变，立 即通知工艺人员。
二、刻蚀工序质量培训
刻蚀工序质量控制点
刻蚀工序的质量控制主要分为来料质量控制和刻蚀后的质量 控制。
每批片子的腐蚀重量和绝缘电阻都要检测。 1.要求每批测量4片。 2.每次放测量片时，把握均衡原则。如第一批把测试片放1.3.5.7道， 下一批则放2.4.6.8道，便于监控设备稳定性和溶液的均匀性。
生产没有充足的片子时，工艺要求： 1.如果有1小时以上的停机，要将刻蚀槽的药液排到tank，减少药液的 挥发。 2.停机后15分钟用水枪冲洗碱槽喷淋及风刀，防止酸碱形成的结晶盐 堵塞喷淋口及风刀。 3.停机1小时以上，要在开启机器生产前半小时用水枪冲洗风刀处的滚 轮，杜绝做出来的片子有滚轮印！
冷热探针法的检测原理 探针和N型半导体接触时，传导电流将流向温度较低的区域，使得热探
针处的电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言是正的。同 样原理，P型半导体热探针触电相对于室温触点而言是负的。
万用表操作及判断
•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。
上片 清洗1 清洗2 清洗3 下片
碱洗 吹干2
刻蚀槽：用于边缘刻蚀，去除背面及边缘的PN结。 所用溶液为
HF+HNO3+H2SO4，主要工艺参数：
Firstfill volume:270.0L;
Firstfill volume H2SO4 :80.0L;
concentrations of chemical:HF(35g/L)&HNO3 (350g/L);
等离子体蚀刻工艺流程
等离子体蚀刻工艺流程
等离子体蚀刻工艺流程：
①清洗板材：使用适当的溶剂或超声波清洗设备去除待蚀刻材料表面的油污、灰尘和氧化层，确保表面干净。
②烘干：清洗后，对材料进行烘干处理，避免水分影响后续工艺。
③涂布光阻剂：在材料表面均匀涂布一层光阻剂，作为后续光刻的掩膜层。
④曝光：将涂有光阻剂的材料放置在曝光机下，使用特定的光掩膜进行曝光，形成所需的图案。
⑤显影：曝光后，使用显影液处理材料，去除未曝光部分的光阻剂，保留曝光部分的图案。
⑥等离子体生成：在封闭的反应室内，引入反应气体，并利用高频电源产生等离子体。
⑦蚀刻：将已显影的材料放入等离子体反应室，等离子体中的活性粒子选择性地蚀刻掉未被光阻剂覆盖的部分，形成所需的微细结构。
⑧脱膜：蚀刻完成后，使用化学溶剂或物理方法去除残留的光阻剂，暴露出完整的蚀刻图案。
⑨清洁：再次清洁材料，去除蚀刻过程中可能产生的残留物和杂质。
⑩检验：对蚀刻后的材料进行质量检验，检查图案精度和蚀刻深度是否符合要求。
⑪后处理：根据需要进行额外的表面处理，如钝化、涂层等，以增强材料的性能。
⑫包装存储：将合格的产品进行包装，防止在存储和运输过程中受到损伤。
第六讲等离子体刻蚀
干法体硅加工――深反应离子刻蚀技术干法体硅加工的必要性：高深宽比微结构是MEMS体系必不可少的特征之一，基于硅的优异机械特性和半导体工业的积累，硅被选择作为MEMS的主要结构材料，但是，湿法刻蚀难以实现任意形状的图形转移，复杂微结构的硅材料在高深宽比硅干法刻蚀获得进展之前是非常困难和有很多限制条件的，因此，人们在硅的深刻蚀加工方面倾注了大量的精力，因此也取得了长足进步，发展称为独具特色的专用加工设备，大有取代湿法刻蚀的趋势。
内容：等离子体刻蚀技术硅的刻蚀与高深宽比机制应用等离子体刻蚀技术等离子体的形成：当一定量的化学气体进入一定压力的腔体，在上下电极加上高电压，产生电弧放电，生成大量的离子和自由电子，这种由部分离化的气体组成的气相物质被称为等离子体对于气体分子AB，其等离子体中可能含有：A,B,A,B,AB,A,B,AB，e其中激发态的粒子会自发放电，产生辉光，称为辉光放电现象。
于是：直流激发的辉光放电被称为直流辉光放电射频电流激发的放电就称为射频放电对于直流等离子体反应，其典型气压约在1mTorr，典型装置如下：+++***平板间距决定了激发电源的电压，大约是5厘米对应500V，10厘米对应1000V 的水平处于两极之间的等离子体，正电粒子向负极运动，电子向正极运动，电子更快。
离子最终撞击阴极将产生更多的二次电子，二次电子再向正极运动，并被极间电场加速，当能量足够高时，与腔室内的气体分子碰撞，又可以产生新的离子，如此反复，就可以维持腔室内一定区域的等离子状态。
研究表明：等离子体中绝大多数仍为气体分子，自由基和带电粒子只占很小部分，对于简单的直流放电等离子体，自由基约占1%，而离子更是只有大约0.01% 因此，一般等离子体刻蚀反应主要是由自由基去完成的对于表面不导电的介质薄膜，直流辉光放电产生的等离子体电荷会积聚在绝缘层的表面，最终导致极间电场消失，等离子体也会耗尽。
为此，以交变的电压激发等离子体，使之交替驱动带电粒子轰击两个电极，当高频电压的频率大于10KHz（如13.56MHz），气体中的离子便跟不上电压的变化，而自由电子在电场作用下加速，获得能量。
等离子刻蚀工艺-培训教程
等离子刻蚀工艺-培训教程等离子刻蚀工艺是一种用于光刻工艺的常见技术。
在集成电路制造过程中，等离子刻蚀被广泛应用于半导体器件的精确细节刻蚀，以及薄膜材料的去除和表面处理。
本文将为您介绍等离子刻蚀工艺的基本原理、设备和操作步骤。
等离子刻蚀工艺基本原理：等离子刻蚀是利用稀有气体放电产生的等离子体来刻蚀材料的一种技术。
该过程通过在放电区域内施加强电场和磁场，使气体分子电离产生电子和离子。
在电离的过程中，离子会获得足够的能量以克服材料的结合能，从而实现刻蚀材料的目的。
等离子刻蚀设备：等离子刻蚀设备主要由真空室、气体供应系统、高频功率源、加热装置、控制系统等组成。
真空室用于创建真空环境，并通过降低气压来避免气体碰撞。
气体供应系统用于提供刻蚀所需的气体混合物。
高频功率源产生高频电场，使气体电离。
加热装置用于加热待刻蚀的样品，以改善刻蚀效果。
控制系统负责设定和监测刻蚀过程的参数，如气体流量、功率、压力等。
1.准备工作：将待刻蚀的样品清洗干净，并确保真空室内部没有杂质和积尘。
2.真空抽气：将真空室的气压降低，以便创建理想的真空环境。
3.气体供应：根据刻蚀需要选择合适的气体混合物，并将其引入真空室。
4.加热样品：将待刻蚀的样品放置在加热装置上，并根据刻蚀需求设定合适的温度。
5.施加高频功率：开启高频功率源，并将其输出连接到真空室中的电极。
高频电场将气体电离，产生等离子体。
6.控制刻蚀参数：根据刻蚀需求，调节气体流量、功率以及压力等参数，以实现所需的刻蚀效果。
7.刻蚀过程：打开真空室的闸门，使等离子体进入刻蚀区域，并开始刻蚀样品表面。
在刻蚀过程中，可以根据需要监测刻蚀深度和速率。
8.刻蚀结束：根据刻蚀要求，适时关闭高频功率源，终止刻蚀过程。
然后恢复大气压力，打开真空室，取出刻蚀完毕的样品。
总结：等离子刻蚀工艺是一种重要的微纳加工技术，广泛应用于集成电路制造和其他微纳加工领域。
通过了解等离子刻蚀的基本原理和操作步骤，可以更好地掌握该技术，提高刻蚀效果和工艺稳定性。
刻蚀常见异常培训
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。
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；
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。
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：
等离子刻蚀工艺
精品PPT
目录
1、 等离子体的产生原理及定义 2 、等离子刻蚀工艺的目的 3 、等离子刻蚀基本原理 4、等离子体引起的损伤 5、等离子体引起的微粒污染及解决(jiějué)方法
精品PPT
1、等离子体(děnglízǐtǐ)的产生原 理及定义
固态
液态
气态
等离子体
随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液 体和气体。它们统称为物质的三态。 如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分 剧烈，彼此间已难以(nányǐ)束缚，原子中的电子具有相当大的动 能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成 带正电的离子。这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离 子组成的混合物 ，这种混合物叫等离子体。它是利用外加电场的 驱动而形成，并且会产生辉光放电(Glow Discharge)现象。
等离子体会在硅片表面造成大量微粒。这些微粒是在等离子体辉光 放电过程中，通过化学反应或机械碰撞等形式形成的。 由于等离子层边界与放硅片的电极的电位差，带负电的粒子悬浮在等离 子层界面(jièmiàn)上，当维持等离子体放电的电源被切断时，这些粒子就 会落到硅片表面上，影响刻蚀的清洁度。
在工艺过程即将结束关断等离子放电电源以前，用适当的改变射频 电源功率、气体流量、磁场的方法，可以去除悬浮在等离子体壳层边界 上的微粒，尽量把微粒子排向室外。
精品PPT
3、 等离子刻蚀基本原理
•
利用放电产生的游离基与材料发生化学反应
(压强一般大于10Pa)，形成挥发性产物(chǎnwù)，
从而实现刻蚀。它的特点是选择性好、对衬底的损
伤较小，但各向异性较差。在VLSI工艺中，等离子
刻蚀工艺培训教材
式结构的设备，利用外表张力和毛细作用力的作用去除边缘和反面的N
型。
简单设备结构与工艺说明图示
HF/HNO3体系腐蚀机理
硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大，而在纯 HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。
1. 在低HNO3及高HF浓度区〔图右角区〕 等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。
2. 在低HF高HNO3浓度区〔图左下角区〕 等腐蚀线平行于HF浓度线。
湿法刻蚀相对等离子刻蚀的缺点
• 1、硅片水平运行，机碎高：〔等离子刻蚀去PSG 槽式浸泡甩干，硅片受冲击小〕；
• 2、传动滚轴易变形：〔PVDF，PP材质且水平放 置易变形〕；
• 3、本钱高：〔化学品刻蚀代替等离子刻蚀本钱增 加〕。
检验方法
• 冷热探针法
冷热探针法测导电型号
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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。
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什么是湿法刻蚀
•
化学腐蚀
•
在半导体生产中，半导体材料或金属等材料与腐蚀液发生化学
反响，从而去除材料外表的损伤层或在材料外表获得一定形状的图形过
程。
•
湿法刻蚀
•
湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响
太阳电池的工艺结构。
•
HF/HNO3体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用RENA in-line
泵液至冷却器
冷却器
泵液至刻蚀槽内槽
泵 储液槽
硅片
刻蚀槽液面
滚轴
硅片间液面
• 刻蚀槽硅片生产时正常液面
硅片完全 悬空
硅片尾部 吸附刻蚀
等离子体刻蚀技术的操作指南与优化要点
等离子体刻蚀技术的操作指南与优化要点介绍：等离子体刻蚀技术是一种常用于半导体制造过程中的重要技术，可以高精度地刻蚀材料表面，用于制作微观结构。
本文将为读者提供一份操作指南与优化要点，帮助他们掌握这一技术的使用方法和参数调节。
一、等离子体刻蚀技术的基本原理等离子体刻蚀技术是通过产生等离子体来刻蚀材料表面。
其中，等离子体由电离的气体分子或原子组成，通过加热或电离方式生成。
刻蚀过程中，高能的等离子体与材料表面的原子或分子发生碰撞，使其脱离表面并被抽走，从而实现刻蚀有序结构的目的。
二、操作指南1. 设定刻蚀参数：在进行等离子体刻蚀前，首先需要设定适当的刻蚀参数。
参数包括刻蚀气体的种类和流量、放电功率、刻蚀时间等。
不同材料和要刻蚀的结构形状需要不同的参数设置，因此需根据实际需要进行调整。
2. 样品处理：在刻蚀之前，样品表面需要进行预处理，例如清洗和除去氧化层等。
这样可以增加刻蚀的精度和均匀性。
3. 选择合适的刻蚀气体：刻蚀气体的选择对刻蚀效果有很大影响。
常用的刻蚀气体有氟化氢、氟气、氧气等。
不同气体对不同材料有不同的作用，应根据材料类型和所需刻蚀效果选择合适的刻蚀气体。
4. 控制刻蚀速率：刻蚀速率对于刻蚀的深度和均匀性有重要影响。
可以通过调整刻蚀时间和刻蚀功率来控制刻蚀速率。
需要注意的是，刻蚀速率过高可能导致刻蚀深度不均匀，而过低则可能无法满足刻蚀需求。
5. 监控刻蚀过程：在刻蚀过程中，应定期监控刻蚀深度和均匀性。
可以使用显微镜、扫描电镜等工具进行观察和测量，以调整刻蚀参数和纠正不均匀的情况。
6. 发现问题时的处理方法：在刻蚀过程中可能会出现一些问题，如表面残留物、刻蚀不均匀等。
处理方法可以是更换刻蚀气体、调整刻蚀参数或对样品进行再处理。
三、优化要点1. 材料选择：材料的选择直接影响刻蚀效果和刻蚀速率。
应根据具体需求选择合适的材料，例如对于硅基材料，可以选择氟化氢作为刻蚀气体。
2. 气体流量控制：气体流量对刻蚀效果和材料去除速率有直接影响。
等离子体刻蚀机(至圣)培训
4、RF 开启射频源，产生等离子体，反应开始。 开启旋转体，让硅片每边都有均等机会接触到等离子体产 生源 蝶阀处在压力模式。 持续地充入反应气体。 5、Pump down 关闭射频源，停止充入反应气体，反应结束。 抽掉生成气体及未反应的滞留气体。 蝶阀重回位置模式。 6、Purge 充入N2，吹扫边缘位置粉尘等沉积物，将P2O5等带离表面。 同时，进一步将残留的有害气体清除干净。 充入N2还有冷却和回压的作用。 压力回升到10，000 mt以上，平衡舱门两边压降。
四、常见异常情况及处理
1.
刻蚀不透 设备问题。射频功率、气体流量、真空压力的波动及 旋转体不转都可能导致刻蚀不透。 片源问题。前道工序出现扩散问题，导致片源表面氧 化层太厚，也会产生刻蚀不透的现象。 动力供应问题。动力供应的反应气体纯度不够，导致 反应不完全。 解决办法：出现设备、动力问题，与相应的部门协调 解决问题。片子需要重刻，并观察重刻效果；出现片 源问题，可以多刻蚀几次。如果还未能刻透，当返工 片处理。
2、手动退出刻蚀方法： 第一步：关闭射频源。 第二步：关闭GAS(气体)开关，关闭V04、V05阀门。 第三步：关闭旋转开关。 第四步：在压控器处输入数值 10 ， 000 ，点击 OFF ，再 点ON。 第五步：在腔室压力达到 10，000后，关掉真空泵开关， 关闭V00阀门。 第六步：开启V02阀门进行吹扫。当腔室状态显示为大 气时，开启舱门。
3、子程序建立方法： 第一步：选择退出自动运行界面 第二步：在界面右侧点击进入STEP（子程序） 第三步：点击 NEW (新建)，在STEP NAME(子程序)输入程序 名，如RF-5。 第四步：在当前界面输入各项参数。以第4步RF-5为例，当 前步实现等离子体的产生及刻蚀反应，要开启射频源，功 率设为850W；为实现压力的精确控制，在压力控制器处选 择presure mode( 位置模式 )，所设定压力为230mt ；开启旋 转体，速度设为8转\分；作用时间设为1200s；持续充入反 应气体，流量设定为O2 40sccm，CF4 200sccm。 第五步：最后点击 SAVE（储存），子程序建立完成。
《等离子体刻蚀》ppt课件
/
4min RT PP /
/
4min RT PP 自动盖 /
5 喷淋
/
DI水 4min RT PP 自动盖 /
• 向后面的槽中注满去离子水。
装片
• 经等离子刻蚀过的硅片，检验合格后插入 承片盒。
• 留意，经过磷分散处置的外表，刻蚀之后 硅片在插入承片盒时也严厉规定了放置方 向。每盒25片，扣好压条，投入清洗设备。
本卷须知
• 在配制氢氟酸溶液时，要穿好防护服，戴 好防护手套和防毒面具。
• 不得用手直接接触硅片和承载盒。 • 当硅片在1号槽氢氟酸溶液中时，不得翻开
• 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丈量。 • 热探针的构造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。
检验操作及判别
1. 确认万用表任务正常，量程置于200mV。 2. 冷探针衔接电压表的正电极，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
• POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片外表， P2O5与
Si反响生成SiO2和磷原子：
2 P O 5 S i5 Si 4 O P
25
2
• 这样就在硅片外表构成一层含有磷元素的SiO2，称
之为磷硅玻璃。
磷硅玻璃的去除
• 氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸 性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸 具有一个很重要的特性是它可以溶解二氧 化硅，因此不能装在玻璃瓶中。
Si F 2H H F[S]iF
4
2
6
• 总反响式为：
S i6 O H H [F S ] 2 iO F H
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。
➢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。
➢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：在工艺进行时，应确认工艺参数是否正确。
7.工艺制程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。
刻蚀培训ppt课件
SiO2+6HFH2SiF6+2H2O
HF/HNO3体系腐蚀机理
大致的腐蚀机制是HNO3 (一种氧化剂)腐蚀， 在硅片表面形成了一层SiO2，然后这层SiO2在HF 酸的作用下去除。
• 在低HNO3及高HF浓度区，生成SiO2的能力弱而去除SiO2的能力强， 反应过程受HNO3氧化反应控制，所以腐蚀曲线平行于等HNO3浓度 线。 在低HF高HNO3浓度区，生成SiO2的能力强而去除SiO2的能力弱， 反应过程受HF反应控制，所以腐蚀线平行于HF浓度线。
简单设备结构与工艺说明图示
HF/HNO3体系腐蚀机理
硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大，而在纯 HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。
1. 在低HNO3及高HF浓度区（图右角区） 等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。
2. 在低HF高HNO3浓度区（图左下角区） 等腐蚀线平行于HF浓度线。
图：硅在70%（重量）HNO3+49%（重量）HF混合液中 的腐蚀速率与成分的关系
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等离子体的应用
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等离子体的产生
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等离子体刻蚀原理
• 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，形成挥发性反应物而被去除。 • 这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
7
等离子体刻蚀反应
8
• 首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团 或离子。
e
CF CF , CF , CF, F, C 以及 它们的离
4 3 2
• 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表 面上发生化学反应。
C1A等离子刻蚀工序操作规程
C1A等离子刻蚀工序操作流程1主题内容本文规定了C1A等离子刻蚀工序的基本操作流程。
2适用范围本规定适用于C1A等离子刻蚀工序。
3内容3.1 生产流程3.1.1 生产准备⑴穿戴好工作服、鞋、帽、橡胶手套。
⑵做好工艺卫生。
⑶十片假片及若干聚四氟乙烯片。
⑷检查各气体（CF4、O2、N2)压力必须都大于0.3MPa，如不是，立即通知当班设备人员。
⑸从传递窗中取出硅片轻放在工作台上。
⑹将夹具及聚四氟乙烯板放入腔室，运行工艺指定的刻蚀程序，使刻蚀腔室达热态。
按如下程序：①待料时间t≤15分钟，将夹具及聚四氟乙烯板放入腔室，运行工艺指定的刻蚀程序一次，使刻蚀腔室达热态。
②待料时间15<t≤25分钟，将夹具及聚四氟乙烯板放入腔室，运行工艺指定的刻蚀程序二次，使刻蚀腔室达热态。
③待料时间t＞25分钟，将夹具及聚四氟乙烯板放入腔室，运行工艺指定的刻蚀程序三次，使刻蚀腔室达热态。
3.1.2 操作流程⑴确认扩散面，将一个批次的硅片叠放在整理装置上，扩散面倾斜向前，且两面都加一片聚四氟乙烯片（假片）和聚四氟乙烯板。
⑵把硅片整理整齐后，连同聚四氟乙烯板一起拿出整理装置。
在整个移动过程中，不能使硅片之间发生错位，且保持硅片的扩散面一直向下。
⑶放于刻蚀夹具内，慢慢旋紧两边的螺母。
旋紧螺母，使得两聚四氟乙烯板之间的硅片紧密结合。
⑷打开腔体上盖,把夹好的硅片放入腔体，盖上腔体上盖,按下"运行"按钮。
⑸等待设备发出程序结束警报，打开腔体上盖。
⑹手垂直向下，抓住刻蚀夹具的把手，将硅片取出。
⑺将取出的硅片放置在工作台上，旋开螺母，去掉两边的聚四氟乙烯板和聚四氟乙烯片（假片）。
⑻将硅片放入承载盒，确认承载盒标识的扩散面和硅片的扩散面一致。
⑼将硅片移到下一工序去PSG处。
3.1.3检验每批抽取上、中、下各1片置于承载盒冷却1分钟，然后用万用表欧姆档测量各边缘,要求绝缘电阻≥5千欧，如出现任何1片不合格品,及时通知当班组长或工艺员。
刻蚀工艺培训
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去PSG清洗常见工艺问题 PSG清洗常见工艺问题
4. 异常现象：补HF时无法补液。 时无法补液。 时无法补液 补液处的液位传感器故障。 分析原因： CDS补液处的液位传感器故障。 补液处的液位传感器故障 检查供液泵开了没， 解决办法：检查供液泵开了没，如果开了不抽说明管路里 没有液体，查看 储罐是否有液 若没有，则更换桶； 储罐是否有液， 没有液体，查看HF储罐是否有液，若没有，则更换桶；若 溶液， 有HF溶液，则手动补 ，给传感器一个有液信号，并重启 溶液 则手动补HF，给传感器一个有液信号， 设备、电脑，若依旧无法补液说明传感器坏了， 设备、电脑，若依旧无法补液说明传感器坏了，联系设备人 员更换传感器。 员更换传感器。
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1
刻蚀时间：刻蚀时
间越长， 间越长，对硅片造成 损伤影响越大； 损伤影响越大；刻饰 时间过短， 时间过短，导致并联 电阻下降
2
4
3
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、 响刻蚀面的侧壁形貌、 反应速率等
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、 率的控制、增加反应 气体的有效利用率等
刻蚀工序工艺培训
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刻蚀工序简介
刻蚀: 刻蚀:主要负责电池片边缘的刻蚀和扩散后硅片上磷硅玻 璃的清洗。 璃的清洗。 设备(单晶线): ):志圣等离子刻蚀机和捷佳创去磷硅玻璃清 设备(单晶线):志圣等离子刻蚀机和捷佳创去磷硅玻璃清 洗机。 洗机。
等离子刻蚀机
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《刻蚀间工艺培训》课件
刻蚀速率过快可能导致材料去除过多，造成结构损伤或刻蚀深度不足；刻蚀速率过慢则可能导致生产效率低下， 增加生产成本。解决刻蚀速率问题需要根据具体工艺条件和材料特性，调整刻蚀气体比例、功率密度等参数，以 达到最佳的刻蚀效果。
侧壁形貌问题
总结词
侧壁形貌是刻蚀过程中另一个关键因素，它影响着器件性能和可靠性。
刻蚀气体流量
根据刻蚀工艺需求，调整 刻蚀气体的流量，控制刻 蚀速率和均匀性。
气体纯度和压力
确保使用高纯度的刻蚀气 体，并调整气体压力以优 的大小，影 响刻蚀的深度和速率。
偏置电压
通过调整偏置电压，控制 刻蚀的垂直性和侧壁形貌 。
功率模式
选择适当的功率模式，如 连续波或脉冲模式，以满 足特定刻蚀需求。
《刻蚀间工艺培训》 ppt课件
目录
• 刻蚀间工艺简介 • 刻蚀间工艺流程 • 刻蚀间工艺参数 • 刻蚀间工艺问题及解决方案 • 刻蚀间工艺发展趋势
01
刻蚀间工艺简介
刻蚀工艺的定义
刻蚀工艺
在半导体制造过程中，刻蚀工艺是一 种关键的工艺技术，用于将经过光刻 的薄膜层进行选择性腐蚀或去除，以 形成电路、器件和互连结构。
详细描述
等离子体浸没式刻蚀技术利用等离子体中的活性粒子对材料进行化学和物理的双重作用 ，实现材料的去除。该技术具有高刻蚀深宽比和低损伤的优点，能够有效地保护衬底材 料，减少损伤和裂纹的产生。同时，等离子体浸没式刻蚀技术还具有大面积均匀刻蚀的
优点，能够满足大规模生产的需求。
反应离子束刻蚀技术
总结词
反应离子束刻蚀技术是一种高效、环保的刻 蚀技术，具有低成本和高可靠性的特点。
求。
安全防护
佩戴必要的劳动保护用 品，如防护眼镜、手套
等离子体化工培训讲义(doc 20页)
等离子体化工培训讲义(doc 20页)等离子体化工导论讲义印永祥四川大学化工学院前言等离子体化工是利用气体放电的方式产生等离子体作为化学性生产手段的一门科学。
因其在原理与应用方面都与传统的化学方法有着完全不同的规律而引起广泛的兴趣，自20世纪70年代以来该学科迅速发展，已经成为人们十分关注的新兴科学领域之一。
特别是，近年来低温等离子体技术以迅猛的势头在化工合成、材料制备、环境保护、集成电路制造等许多领域得到研究和应用，使其成为具有全球影响的重要科学与工程。
例如：先进的等离子体刻蚀设备已成为21世纪目标为0.1μm线宽的集成电路芯片唯一的选择，利用等离子体增强化学气相沉积方法制备无缺陷、附着力大的高品位薄膜将会使微电子学系统设计发生一场技术革命，低温等离子体对废水和废气的处理正在向实际应用阶段过渡，农作物、微生物利用等离子体正在不断培育出新的品种，利用等离子体技术对大分子链实现嫁接和裁剪、利用等离子体实现煤的洁净和生产多种化工原料的煤化工新技术正在发展。
可以说，在不久的将来，低温等离子体技术将在国民经济各个领域产生不可估量的作用。
但是，与应用研究的发展相比，被称为年轻科学的等离子体化学的基础理论研究缓慢而且较薄弱，其理论和方法都未达到成熟的地步。
例如，其中的化第一章等离子体的概念1．等离子体的定义a．通过气体放电的形式，将电场的能量传递给气体体系，使之发生电离过程，当电离程度达到一定的时候，这种物质的状态就是等离子体状态。
b．简单说来，等离子体是由气体分子、原子、原子团、电子、离子和光子组成的体系，是物质的第四态。
2．等离子体的一些基本性质a．高焓、高内能状态的物质，可以非常容易地为化学反应的体系提供活化能。
b．等离子体是一种导电流体，因此这种流体容易与电场和磁场发生相互作用，从而将电场能量转化为自己的内能，为化学反应的体系提供活化能。
3．等离子体的用途a．能源领域：受控核聚变b．空间物理及天体物理c．材料领域：材料的改性：例如增加四氟乙烯表面的浸润性。
刻蚀原理及工艺培训
维护保养
辉光前必须按下橙色按钮对电子管预热10—15min。 。 辉光前必须按下橙色按钮对电子管预热 辉光结束后须冷却15min后，才可关闭电源。 高频电源实际使用功率不能超过800W。 高频电源地线必须独立接地，不允许与其它设备共用地。 反应管需定期旋转，以便延长其使用寿命。 长期停机时反应室应抽为真空状态，以免被污染。 做完一个循环后，若不立即做下一个循环，应盖上盖子。 每天要清洁反应室，特别是密封部位，否则真空漏气。 非设备人员请勿调节高频部分，有问题通知设备人员。
冷热探针测试注意
确认万用表工作正常，量程置于200mV。 冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。
等离子体刻蚀工艺原理
等离子体刻蚀机是基于真空中的高频激励而产生的辉光 等离子体刻蚀机是基于真空中的高频激励而产生的辉光 真空中的高频激励而产生的 放电将四氟化碳中的氟离子电离出来从而获得化学活性 放电将四氟化碳中的氟离子电离出来从而获得化学活性 微粒与被刻蚀材料起化学反应产生辉发性物质进行刻蚀 的。同时为了保证氟离子的浓度和刻蚀速度必须加入一 氧气生成二氧化碳 定比例的氧气生成二氧化碳。 定比例的氧气生成二氧化碳。 这种腐蚀方法也叫做干蚀法 干蚀法。 这种腐蚀方法也叫做干蚀法。 生产过程中， 中掺入O2，这样有利于提高Si和 生产过程中，在CF4中掺入 ，这样有利于提高 和 中掺入 SiO2的刻蚀速率。 的刻蚀速率。 的刻蚀速率
压力控制系统
压力控制仪 电容式薄膜压力 变送器 电子执行器 蝶阀
高频电源和匹配器技术性能
最大输出功率10~1000W 板极电压200~2700V 板极电流0~500mA 转换效率大于80% 振荡频率13.56MHz 反射功率调配小于5% 连续工作时间小于4h
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等离子刻蚀基本原理
3.1 工艺参数
时间参数
预抽 主抽 送气 工艺参数 工艺压力 氧气流量 压力偏差设置 15 Pa 50 SCCM 辉光功率 CF4流量 600 W 300 SCCM 120 Sec 180 Sec 150 Sec 辉光 清洗 充气 540 Sec 60 Sec 30 Sec
压力偏差
等离子刻蚀基本原理
2.2 氧气的作用
在CF4进气中加入少量氧气会提高硅和二 氧化硅的刻蚀速率。人们认为氧气与碳原 子反应生成CO2，这样从等离子体中去掉 一些碳，从而增加F的浓度，这些成为富氟 等离子体。往CF4等离子体中每增加12% 的氧气，F浓度会增加一个数量级，对硅的 刻蚀速率增加一个数量级。
SiO2 + 4 F* = SiF4 + O2↑
反应的实质，打破C-F、Si-Si键，形成挥发性的Si-F硅卤化物。
CΘF +Si ΘSi = Si-F + 17kcal/mol
反应需要一个净正能量，CF4本身不会直接刻蚀硅。等离子体高能量
的电子碰撞会使CF4分子分裂生产自由的氟原子和分子团，使得形成 SiF是能量有利的。
等离子刻蚀的作用：
• 除去太阳电池周边的在扩散工艺中在硅片 的表面和周边都扩散了N型结，如果不去除 周边N型结会导致电池片正负极被周边N型 结连接起来时电池正负极相通起不到电池 的作用。如果硅片未刻蚀或刻蚀不净没及 时发现并下传印刷将产生低并组片。我们 可以通过红外热成像仪检测并判断低并组 是否由刻蚀原因产生的。
等离子刻蚀基本原理
2.2 刻蚀机构 射频电源辉光放电
射频电源
辉光放电是由大量中等能量（<15eV）的电子激发中性原子，电子返回基态 时释放的光辐射。
等离子刻蚀基本原理
2.2 刻蚀方程式 为何处在等离子体环境下进行刻蚀
在我们的工艺中，是用CF4和O2来刻蚀扩散后的硅片，其刻蚀原理如下：
CF4 = CFx* + (4-x) F* (x≤3) Si + 4 F* = SiF4 ↑
20 Pa
4.1 刻蚀后硅片检验
刻蚀好的硅片周边应光滑发亮.
到分选测试仪处，检查电池片的I-V曲线。 若出现如右侧所示的I-V曲线图，
则说明硅片的等离子刻蚀工艺有问题。
等离子刻蚀基本原理
2.1 等离子体 等离子体（Plasma）的含义
包含足够多的正负电荷数目近于相等的带电粒子的物 质聚集状态。 固态 液态 气态
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 物质就变成由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 焰就处于这种状态)。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等 离子体(plasma)。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，总体来看为准电中性。
等离子刻蚀工艺
江苏林洋新能源有限公述 2 等离子刻蚀基本原理 3 等离子刻蚀基本工艺 4 刻蚀后硅片检验
1.1 太阳能电池片生产工艺流程
概述
一次清洗
扩散
等离子刻蚀
印刷电极
PECVD
二次清洗
烧结
分选测试
检验入库
1.2 等离子刻蚀工艺的目的 将PN结周边刻蚀
概述
P型衬底