PECVD-工艺文件.doc

温州中硅科技名称PECVD工艺文件工序PECVD工序工艺文件编号版本号一， PECVD名词化学全名：Microwave Remote Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition中文解释：微波间接等离子增强化学气相沉积二，PECVD原理1) 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，这样物质就会变成自由运动并由相互作用的正离子、电子和中性粒子组成的混合物。通常被称为物质的第四态。等离子体的性质：具有活泼的化学反应性，拥有大量的中性基团，类似于金属的导电性质。2) 等离子体的形成：微波功率从微波源输出后，传输到等离子体反应腔，在高压击穿的情况下激发携带气体或低压反应气体。气体分子一旦被加热，X和Y间的振动就会变得剧烈。当振动能超过结合能时，就会使用分子离解。如：Si-H键，N-H键若碰撞电子的能量足够高，分子中绕核运动的低能电子，就会在碰撞中获得充足的能量，使其脱离核的束缚而成为自由电子，即分子发生了电离。3) SiN膜的沉积：利用硅烷（SiH4）与氨气（NH3）或氮气（N2）在等离子体中反应。SiH4+NH3 SiNH+3H32SiH4+N2 2SiNH+3H3此氮化硅并不是严格化学配比的氮化硅，而是含有大量的氢（20%-25%原子个数百分比），氢原子的含量与氮化硅的沉积温度成反比。4) 影响SiN膜的参数：反应温度,反应功率,气体流量.三，PECVD的作用1，减反膜在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜-SiN膜。其还具有卓越的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力；它的化学稳定性也很好，除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其它酸与它基本不起作用。2，钝化1) 钝化太阳电池的受光面，钝化膜(介质)的主要作用是保护半导体器件表面不受污染物质的影响，半导体表面钝化可降低半导体表面态密度。2) 钝化太阳电池的体内，在SiN减反射膜中存在大量的H，在烧结过程中会钝化晶体内部悬挂键。四 .工艺流程4.1OTB设备1. OTB生产工艺流程2. OTB 工艺参数 LLIHDOPECVDHDI丝网印刷去PSGPHTDHCLLOETPsource1（slm）2（slm）3（slm）4（slm）5（slm）NH3SIH40.890.1410.830.1720.660.0960.680.0860.850.147Carrierspeed36mm/sDHC功率6000WSHT功率2400WDHC压强0.2mbarPHT功率600WBHT功率4800W3. OTB问题处理方式问题说明可能原因解决方法出现大量异常片VAT阀门松动压强变大观察DHC压强数值是否正常开始PECVD时自动断气在“手动”状态下按PECVD在“开始”时按PECVD某处ETPsource折射率偏小调试SIH4很不明显Plasma被堵住或者source不良放电硅烷不纯导致流量计被堵进行设备维护硅片颜色不均匀有严重色差Master位置未放好，工艺文件调用错误检查是否用错工艺生产时HDO机械手抓不住wafer机械手问题或者载板上氮化硅过多导致wafer上翘点击“load HDI Disabled或清洗石墨板绿色界面但HDI机械手不抓片HDO处未放置料盒，放置料盒载板从LLO处出来硅片被吹飞破真空充气时气压过大，或载板翘曲调整破真空阀门。膜厚不均匀，功率偏差报警SHT功率超过量程2500W,或者载板温度差在3之外检查是否超过SHT量程,和载板温度差色斑色差严重制绒有手指印未挑出流入后面注意工艺控制要及时挑片HDO机械手放硅片到料盒内位置翘曲料盒较紧放置出现误差，导致大量碎片一人挡住HDO处摄像头另一人更换料盒硅片上有黄色粉末状物质使用时间过长腔体内氮化硅粉尘掉落进行设备维护4. OTB参数调整规律(在其余条件不变的情况下只改变气流量)气体增长百分比（同时增长NH3和SIH4）膜厚变化率SIH4/NH3折射率 3%1-2nm1:5.5 2.106%3-4nm1:6.52.0810%5-6nm1:7.5 2.0420%8-10nm1:8.5 2.024.2 SunRed设备1.SunRed工艺流程慢抽预淀积 PECVD放舟丝网印刷去PSG主抽恒温恒压淀积清洗抽空充氮抽空充氮恒压 取舟 2.SunRed工艺参数 TEMP/465450450450440NH3SIH48.691.028.691.028.691.028.691.028.691.02占空比3/26射频功率4750W腔内压强200Pa3.SunRed问题处理方式问题说明可能原因解决方法镀膜整体发红淀积时间短增加镀膜时间镀膜整体发白淀积时间长减少镀膜时间炉口和炉尾处颜色偏差过大炉内温度未调好、漏气，抽空速率过大调整温度或压力镀膜出现较多返工片、或有圆圈印石墨舟用的时间过长、镀舟未镀好，吸笔造成摩擦洗舟或者修改镀舟工艺吸笔头上搞上防护措施局部出现返工片硅片未固定住、硅片掉落检查舟工艺点是否牢固硅片出现彩色高频开关被关淀积时间有误检查高频和淀积时间“高频功率报警”电极未对好、腔内掉片短路、设备出问题测量膜厚，查看电击时间继续镀膜“整舟色差片 “工作时温度开关被关，压强过小或应力片检查工艺温度和压强色斑色差严重制绒有手指印未挑出流入后面注意工艺控制要及时挑片硅晶脱落取片时碰到石墨舟注意取片手法工艺点过大超过3MM石墨舟使用时间过长洗舟，做饱和此台PECVD设备，如果不根据设备的特性，摸索出一套成熟的工艺条件，膜的性质是不稳定的。如需要考虑的参数有：生成温度；生成气体比；生成压力；RF功率；排气速率；沉积速率，占空比。因为这些参数完全靠实践来掌握，理论只提供一个分析的基础。五OTB与SunRed设备对比设备晶界钝化光谱响应表面损伤镀膜方式耗气量膜质量OTB差短波最好长波最差轻微直流方式小差SunRed好短波最差长波最好严重射频方式大好 六氮化硅颜色与厚度的对照表氮化硅颜色与厚度的对照表颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）硅本色0-20很淡蓝色100-110蓝 色210-230褐 色20-40硅 本 色110-120蓝绿色230-250黄褐色40-50淡 黄 色120-130浅绿色250-280红 色55-73黄 色130-150橙黄色280-300深蓝色73-83橙 黄 色150-180红 色300-330蓝 色83-93红 色180-190淡蓝色93-100深 红 色190-210七 工艺卫生1.穿戴要求:戴好汗布手套/PVC手套，插片作业可将乳胶手套/PVC手套右手食指部分去除，方便操作吸笔。口罩要严格按要求戴到鼻子的上面，口罩要求遮住口鼻2.保持工作台面和地面的干净，碎片有单独的碎片盒放置，放到指定物品放置处。3.工艺人员监督工艺卫生，检查石墨板和石墨舟是否受污染，舟螺母是否松动 八膜厚和折射率控制标准1.根据目前工艺的基本情况，要求SunRed膜厚和折射率在85nm-89nm之间折射率为2.060.02. OTB膜厚和折射率为892nm和2.062.生产人员每隔一小时抽测一次SunRed和OTB的膜厚和折射率，并及时认真填写流程单3.生产人员在遇到膜厚和折射率有较大差异时。及时找工艺人员进行解决九返工片处理方法1.为了保证生产产量PECVD处返工片为5000片洗一次2.每次必须完全清洗返工片。3.返工片清洗每班每次加2瓶HF酸。观察酸槽内是否发黄如果发黄要及时换酸。4.清洗后必须及时甩干否则会有水痕，要重新清洗。5.甩干机每次洗返工片之前要空甩进行预热。6.清洗后找当班工艺员确认有无清洗干净和着色现象。7.返工片要进行统一 从制绒按流程单统一流下。8.PECVD在做返工片时要减少60s的淀积时间十日常工作1，对紧急情况处理，如在正常生产中停电的处理，再次来电时严禁直接充气打开炉门和反应腔体，很可能有残留SIH4引起爆炸，必须多次充氮进行清洗后打开。2. 对生产员工进行工艺卫生和行为规范进行监督。3. 优化工艺参数，对报警和错误生产及时处理和纠正。确保在正常的工艺参数范围内。4. 做工艺试验，进行工艺优化，控制合格品率和电性能良率。十一工艺卫生和安全1,安全：a, 氨气：无水氨气是一种刺激性、无色、可燃的储存于钢瓶的液化压缩气体。氨气会严重灼伤眼、皮肤及呼吸道。当它在空气中的浓度超过15%时有立即造成火灾及爆炸的危险，因此进入这样的区域前必须排空。进入浓度超过暴露极限的区域要佩戴自给式呼吸器。大规模泄露时需要全身防护服，并应随时意识到潜在的火灾和爆炸危险。暴露在氨气中会对眼睛造成中度到重度的刺激。氨气强烈地刺激鼻子、喉咙和肺。症状包括灼伤感、咳嗽、喘息加重、气短、头痛及恶心。过度暴露会影响中枢神经系统并会造成痉挛和失去知觉。上呼吸道易受伤害并导致气管炎。声带在高浓度下特别容易受到腐蚀，下呼吸道伤害会造成水肿和出血，暴露在5000ppm下5分钟会造成死亡。如发生泄露，从泄漏区疏散所有的人，切断氨气泄漏源，然后根据燃烧的物质进行灭火。由于受热钢瓶内压力会升高，如果泄压装置功能失灵，会引起钢瓶爆炸。防护措施：1) 眼睛接触：用大量的水冲洗，立即进行医疗处理。2) 吸入：将人员移到空气清新处，若呼吸困难，则输氧，并迅速进行医务处理。3) 皮肤接触：用大量水冲洗，立即脱掉被污染的衣服，并立即进行药物处理。4) 如发生火灾，灭火剂：干粉、二氧化碳或水B， 硅烷：硅烷是一种无色、与空气反应并会引起窒息的气体。该气体通常与空气接触会引起燃烧并放出很浓的白色无定型二氧化硅烟雾。它对健康的首要危害是它自燃的火焰会引起严重的热灼伤。如果严重甚至会致命。如果火焰或高温作用在硅烷钢瓶的某一部分会使钢瓶在安全阀启动之前爆炸，如果泄放硅烷时压力过高或速度过快，会引起滞后性的爆炸。泄漏的硅烷如没有自燃会非常危险，不要靠近，不要试图在切断气源之前灭火。硅烷会刺激眼睛，硅烷分解产生的无定型二氧化硅颗粒会引起眼睛刺激。吸入高浓度的硅烷会引起头痛、恶心、头晕并刺激上呼吸道。硅烷会刺激呼吸系统及粘膜。过度吸入硅烷会引起肺炎和肾病。硅烷会刺激皮肤、硅烷分解产生无定型二氧化硅颗粒会引起皮肤刺激。如发生泄露，切断气源灭火，用水雾减少空气中形成的燃烧产物，不要用卤化物类灭火器。从最远的距离用水冷却暴露在火焰中的钢瓶。从泄漏区疏散所有人，切断气源，根据燃烧的物质灭火。由于热量的作用气瓶内压力会升高，如果泄压装置失灵会引起钢瓶爆炸。防护措施：1) 由于硅烷泄