多晶硅的检测和生长大全ppt课件

多晶硅块检测简介 周建武2010 12 1 目录 一 硅的性质二 多晶硅块的检测项目三 影响少子寿命的主要因素 一 硅的性质 1 硅的物理性质2 硅的化学性质3 硅原料处理流程 1 硅的物理性质 a 固体密度 2330kg m3b 溶体密度 2500kg m3c 硬度值 6 5d 晶体结构 面心立方e 熔点 1414 硅的晶体结构 2 硅的化学性质 硅在地壳中的含量居第二位约为26 仅次于氧 所以说是遍地皆硅 原子量为28 0855价电子排布 3s23p2 氧化价4 硅是硬脆性的 比玻璃要硬 在自然界中硅是以化合物形式存在 例如石英石 白岗岩中都含有硅 常温下 只与碱 氟化氢 氟气反应 不与硫酸 盐酸 硝酸等反应 反应方程式Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 Si 2F2 SiF43Si 4HNO3 18HF 3H2SiF6 4NO 8H2O 3 硅原料处理流程 硅料打磨 分选 酸洗 碱洗 超声波清洗 烘干 冷却 包装硅料 二 多晶硅块的检测项目 1 导电类型2 电阻率3 少子寿命4 红外探伤 1 导电类型测试导电类型是一个重要的基本电学参数 根据多晶铸锭时所掺杂的元素 可以将多晶划分为P型和N型两大类 P型多晶中多数载流子是空穴 它主要是依靠空穴来导电 因此P型半导体又可称为空穴半导体 N型半导体则相反 P型 掺入硼 镓元素或合金 N型 掺入磷 砷元素或合金 在样品上压上三个探针 针距在0 15 1 5mm的范围内在探针1和探针2之间通过限流电阻接上6 24V 一般为12V 的交流电源 在探针2和探针3之间接检流计 根据检流计指示偏转的方向就可以判定半导体的样品是P型还是N型 三探针测导电类型的原理 PN结 P型半导体与N型半导体相互接触时 其交界区域称为PN结 P区中的自由空穴和N区中的自由电子要向对方区域扩散 造成正负电荷在PN结两侧的积累 形成电偶极层 电偶极层中的电场方向正好阻止扩散的进行 当由于载流子数密度不等引起的扩散作用与电偶层中电场的作用达到平衡时 P区和N区之间形成一定的电势差 称为接触电势差 由于P区中的空穴向N区扩散后与N区中的电子复合 而N区中的电子向P区扩散后与P区中的空穴复合 这使电偶极层中自由载流子数减少而形成高阻层 故电偶极层也叫阻挡层 阻挡层的电阻值往往是组成PN结的半导体的原有阻值的几十倍乃至几百倍 2 电阻率测试 掺硼电阻率为1 3 cm掺镓的电阻率0 5 6 cm 单晶 掺入硼多 电阻率就低 反之则高 可根据掺杂计算 知道加入的硼量 电阻率测试原理 涡流法 样品放置在对中的传感元件或换能器之中 换能器为施加高频磁场的高磁导率的磁体 硅在高频磁场中产生感生电流 此电流的流通方向呈闭合漩涡状 称涡电流或涡流 样品中的涡流消耗能量 为保持高频振荡器的电压不变 高频电流将增加 样品电阻越低 高频电流的增量越大 呈反比 测量电流值 可以获得样品的方块电阻或电阻率 电阻率测试原理示意图 控制器 涡流传感器 高频线圈 3 少子寿命 对于P型半导体硅材料而言 产生非平衡载流子的外界作用撤除以后 它们要逐渐衰减致消失 最后载流子浓度恢复到平衡时的值 非平衡少数载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命 简称少子寿命 单位 微秒 我们公司硅片的少子寿命值为1 2微秒以上 硅块取值是在2微秒以上 S 少子寿命的测试原理 微波光电导衰退法 Microwavephotoconductivitydecay 测试少子寿命 主要包括激光注入产生电子 空穴对和微波探测信号这两个过程 904nm的激光注入 对于硅 注入深度大约为30 m 产生电子 空穴对 导致样品电导率的增加 当撤去外界光注入时 电导率随时间指数衰减 这一趋势间接反映少数载流子的衰减趋势 从而通过微波探测电导率随时间变化的趋势就可以得到少数载流子的寿命 少子寿命测试图像 4 红外探伤仪 红外探伤仪的测试原理 衍射 Diffraction 又称为绕射 波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象 衍射现象是波的特有现象 一切波都会发生衍射现象 红外线由红处光源发出 透射过硅块后 由红外相机探测透射过来的红外光线强度 缺陷核心对红外射线有吸收 反射 散射作用 导致红外射线的损失通过图像上的明暗差异 可以借此确定杂质的位置 红外探伤仪测试的原理平面图 三 影响少子寿命的主要因素 1 位错2 碳含量过多3 氧含量过多4 微晶5 杂质过多 1 位错 在多晶铸锭过程中 由于热应力的作用会导致位错的产生 另外 各种沉淀的生成及由于晶格尺寸的不匹配也会导致位错的产生 这些位错本身就具有悬挂键 存在电学活性 降低少数载流子的寿命 而且金属在此极易偏聚 对少子寿命的降低就更加严重 2 碳含量 太阳电池的碳含量要求是小于1ppm 5x1016即1ug mL 碳会影响太阳电池的质量 碳的分凝系数为0 07 所以硅熔体中绝大部分的碳集中在埚底 埚底料过多是不好的 多晶硅中的碳作为铸造多晶硅中的另外一种杂质 其热化学反应 SiO2 2C 2CO Si主要来源于石墨热场的沾污 处于替代位置上的碳对材料的电学性能并无影响 但是当碳的浓度超过其溶解度很多时 就会有沉淀生成 诱生缺陷 导致材料的电学性能差 在快速热处理时 就会有沉淀生成 诱生缺陷 导致材料的电学性能变差 3 氧含量 氧含量应 1x1018 氧是多晶硅中的一种非常重要的杂质 它主要来源于石英坩埚的沾污 在硅的熔点温度下 硅和二氧化硅发生如下热化学反应SiO2 Si 2SiOSiO被硅熔体中的热对流带至坩埚中心的过程中 99 的SiO蒸发了 仅1 的SiO进入晶体中 形成了硅中的氧含量 这样在铸锭多晶硅过程中 从底部到头部 从边缘到中心 氧浓度逐渐降低 虽然低于溶解度的间隙氧化并不显电学活性 但是当间隙氧的浓度高于其溶解度时 就会有氧施主 热施主和氧沉淀生成 进一步产生位错 层错 从而成为少数载流子的复合中心 温度越高产生的SiO越多 坩埚的熔蚀量就越大 4 微晶 微晶的产生 1 由于杂质过多引起的组份过冷 2 长晶速度过快 5 杂质 杂质分为贵金属 重金属 贵金属包括金 银 重金属如铜 铁等 由于铁的分凝系数较小 在结晶的过程中 铁原子不断向硅锭顶部聚集 从而也导致顶部铁浓度较高 也由于铁具有较大的固相扩散和扩散速度 所以坩埚以及氮化硅保护层中和原材料中所包含的金属杂质则成为硅锭底部处铁的主要来源 顶部杂质 附 开方后硅块检测项目及标准 谢谢 太阳电池用硅片外观检测装置 2010年11月株式会社安永CE事業部営業部門 特征 太阳能电池用硅片外观检测综合提案硅片表面缺陷检查 硅片上面 下面 硅片尺寸 形状测定不可视内部裂痕检查 0 90 2阶段检查 硅片4边edge详细缺陷检查硅片edge侧面厚度测定 检测 厚度 TTV 线痕 段差 棱线 翘曲 高速检查1 0sec wafer对应单晶以及多晶硅片对应金刚线加工硅片 检查系统构成图 Edge检查 左 Edge检查 右 不可视裂痕检查 NVCD 0 上表面检查 Edge检查 后 Edge检查 前 不可视裂痕检查 NVCD 90 下表面检查 硅片90 转向 3D激光检查 To传送分选部 动作录像 基本配置 检查项目一览 上面检查部 下面检查部 上面 下面表面检查部 表面缺陷检查污浊 伤痕 指纹等 硅片尺寸测定全长 全宽 直径 去角 角度 上面 下面表面检查部 检测例 污浊不良 单晶 检测在约W0 4mm范围内存在的微小污浊 上面 下面表面检查部 检测例 污浊不良 多晶 检测出约 2 0 6mm的污浊 五其他部位的过度检测 上面 下面表面检查部 不可视裂痕NVCD检查部 0 90 与其他公司比较 可以将更小的裂痕用更清晰的方式检测出来Crack AmplifierTechnology PatentPending 他社方式 安永TD200 不可视裂痕NVCD检查部 0 90 检测例 细微的内部裂痕TD200可以在硅片0 以及90 放置时检测可对由于方向不同而造成的检测困难的裂痕做出精确的检测 硅片0 检查时的画像 硅片90 检查时的画像 不可视裂痕NVCD检查部 0 90 Edge检查部 edge检查部概图 Edge检查部 硅片侧面edge部位容易发生归类于重度不良的 TD200拥有对硅片4边edge部位进行集中检查的机能 Edge检查部 edge检查范围 edge部表 里面 崩边 缺口检查edge部侧面 崩边 缺口检查 edge侧面厚度测定检查分辨率15um pix 11 5mm 检查例 检查edge部缺口 缺口大小 从edge开始0 6mm长度2 9mm侧面画像中也可确认到缺口 Edge检查部 edge表面 Edge里面 側面 侧面画像也可确认到不良 Edge检查部 检查例 检查edge部缺口 可以从edge侧面画像中检查出硅片厚度1 2左右的缺陷 Edge检查部 检查例 检查edge侧面细微缺口 可在edge检查中获取的侧面画像中测定edge部的厚度 去角部除外 Edge侧面画像 Edge检查部 检查例 测定edge侧面厚度 激光变位器6set 上3 下3 3D激光检查部 厚度 Max Min Ave TTV线痕段差棱线翘曲 3D激光检查部 检查例 厚度小不良 上面测定结果下面测定结果 厚度演算结果下限规格在150 m以下的作不良判定 3D激光检查部 段层不良 线痕不良 检查例 段层 线痕不良 3D激光检查部 标准式样 对应硅片清洗箩筐 2套 自动交换 可对应摞片式 以及客户专用式样 上料部 硅片供给部 卸料分选部 标准式样 良品分装段数 8 4段 2处 不良品分装段数 7 1段 7处 130片 段 t200um厚硅片 良品最多可分16段 不良品最多可分10段 全9 4or2or1段機構 Wafer ThankyouforyourparticipationsBestwishestoallofyou 欢迎进入硅片检验培训课堂 公司简介公司质量方针及质量目标5S简介及效益硅片 单晶 多晶 检验知识基本简介各类检测工具的简介手检培训流程及内容机检培训流程及内容 员工培训课程 一 公司简介 江苏格林保尔光伏有限公司是专业从事太阳能电池 太阳能电池组件和光伏发电系统的研发 生产 销售和服务的高科技企业 为公用电力 住宅 商业 交通及公共事业等诸领域提供绿色 清洁 永续的太阳能光伏电力解决方案 全部产品通过CE TUV IEC VDE等国际权威机构认证 二 公司质量方针及目标 1 质量方针 通过持续创新努力降低太阳能电力制造成本 始终如一地履行为客户提供卓越产品的承诺 优质服务 争创世界品牌 发展低碳经济 以先进的太阳能技术为人类发展提供绿色电力 2 质量目标 太阳能电池组件合格率 99 8 太阳能电池片合格率 94 顾客满意率 80 三 5S简介及效益 1 5S概念是指 整理 SEIRI 整顿 SEITON 清扫 SEISO 清洁 SEIKETSU 素养 SHITSUKE 五个项目 因日语的拼音均以 S 开头 简称5S 备注 加上安全 SAFETY 节约 Save 为7S 即7S 5S 2S 2 5S起源于日本 通过规范现场 营造一目了然的工作环境 强调的是行动 持续的 有恒的去做 培养员工良好的工作习惯 其最终目的是提升人的品质 革除马虎之心 养成凡事认真的习惯 认认真真地对待工作中的每一件 小事 遵守规定的习惯自觉维护工作环境整洁明了的良好习惯文明礼貌的习惯 3 具体表现 降低物料报废及仓库呆 废料 减少不必要的体力工作 零浪费 减少公伤及灾害 零伤害 增加机器使用率 零故障 提高生产品质 零不良 减少品质不良 零抱怨 4 推行5S运动的效益 1 减少产品延迟交货 零延迟 扩大厂房的效用 增加认同感 较有制度 外宾参观时 觉得有面子 走道畅通 地板不再乱放物品 感觉工作场所气氛比较好 推行5S运动的效益 2 四 硅片检验知识基本简介 1 单晶硅片检验基础知识及不良影响 外观类定义 在光照度 700Lux下 外观全检 外观类均目测 不得有碎片 缺角 裂纹 脏污 孔洞 未加工好 色差 孪晶等 如下图示 外观类 图片写真 不良名称 未加工好 Defectofslicing 不良描述 线切割时造成的表面小崩边和小缺口 可能造成以下不良影响 丝网印刷银浆外流造短路小崩边和缺角是造成后续硅片破碎的潜在因素影响电池片外观和后续组件制造的外观 也是组件制造过程中破碎的潜在因素未加工好 不合格 不良名称 针孔 Hole 不良描述 针头大小的出现在硅片表面穿透或未穿透的小孔 可能造成以下不良影响 拉晶材料中混有微小杂质 这些杂质在拉晶过程中进入晶体切片后 在制绒阶段杂质被腐蚀掉 出现针孔 清洗后发现针孔 存在丝网印刷时银浆可能流出 一方面可能造成正负极短路 另一方面可能造成银浆流到电池存放台 造成后续电池片污染针孔 不合格 图片写真 不良名称 孪晶 crystaltwin 不良描述 指两个晶体 或一个晶体的两部分 沿一个公共晶面 即特定取向关系 构成镜面对称的位向关系 图片写真 可能造成以下不良影响 孪晶交界的部位使得内部晶体结构上存在差异 后续制造过程中在电池片转换效率上存在影响由于孪晶不可能做出与正常硅片一样的转换效率 所以孪晶的存在变相减少了硅片的实际有效面积孪晶 不合格 不良名称 脏污 Dirty 不良描述 硅片表面上肉眼可见的各种外来异物的统称 通常由操作或指纹引起的一种密集的局部污迹 脱胶不干净或水纹印 手指印 可能造成以下不良影响 表面脏污如果在清洗中难以去除将导致镀膜后 外观缺陷 根据脏污存在的大小 产生色斑片等外观缺陷影响后续生产组件的外观脏污 不合格 图片写真 不良名称 色差 Colouraberration 不良描述 同一硅片上 表面颜色存在明显差异 图片写真 可能造成以下不良影响 表面颜色不一 影响电池片的外观 影响后续生产组件的外观色差 不合格 不良名称 裂纹 Crack 不良描述 延伸到晶片表面 可能贯穿整个晶片厚度的解理或裂痕 图片写真 可能造成以下不良影响 影响后续各岗位正常生产 对后续生产造成潜在破碎 裂纹 不合格 不良名称 缺口 缺角 ChippedCorner 不良描述 硅片边沿上缺掉一小块所形成的空隙 也泛指不完整之处 可能造成以下不良影响 后续无法生产缺角 不合格 图片写真 不良名称 碎片 Brokenwafer 不良描述 硅片形成残缺 破碎较严重 可能造成以下不良影响 后续无法生产碎片 不合格 图片写真 不良名称 翘曲 Warp 不良描述 硅片边缘部分翘起 可能由于硅棒本身内应力或位错引起 可能造成以下不良影响 硅片清洗甩干会因为内部应力而造成碎片扩散过程中由于高温作用对硅片应力产生影响 由于其原材料本身的原因 造成碎片PECVD镀膜设备要求较高的弯曲度要求对于弯曲大于0 05MM的硅片会造成镀膜不良 后续生产的铝膜片 严重影响电池片的电性能丝网印刷时 栅成印刷不良出现 断栅或者栅线不全丝网印刷刮板通过时可能造成因挤压造成的碎片 图片写真 测量时 放在水平测试台 花岗岩平台 上 使用工具塞尺测量 如 图3 标准范围 合格 0 05mm 无让步 不合格 0 05mm 图片写真 不良名称 弯曲 Bend 不良描述 硅片拿在手中轻晃有波动的感觉 放在水平测试台上不会动 可能造成以下不良影响 与翘曲的影响类似标准范围 合格 0 05mm 让步 0 5mm 不合格 0 5mm 测量方法与工具同翘曲 图片写真 不良名称 线痕 SawMark 不良描述 线切割后 在硅片表面平行于边且贯穿整个硅片表面 严重的形成台阶的或有颜色渐变的痕迹 可能造成以下不良影响 清洗制绒时生产亮线 镀膜无法掩盖 影响电池片外观制造过程中硅片的叠加 挤压 会造成碎片丝网印刷过程中 由于厚薄差异 易造成碎片 标准范围 合格 15um 让步 30 180um厚度及以下无让步 不合格 30um 备注 检验中 若同一位置都有线痕必须相加其测试值 测量时 在水平测试台上 使用面粗糙度计测量 不良名称 台阶 Steppatch 不良描述 某片硅片从侧面看成阶梯段 测量时发现厚度差异较大 可能造成以下不良影响 与线痕的不良影响类似标准范围 合格 15um 无让步不合格 15um 不良名称 崩边 Edgedefect 不良描述 晶体边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域 当崩边在晶片边缘产生时 其尺寸由向浓度或周边弦长给出 可能造成以下不良影响 由于已经存在缺口 在裂碎部位存在的延伸和应力点 在后续生产会产生较多碎片由于崩边位置不一致 大小上存在差异 后继定位各工序均无法正常展开由于崩边可造成电池片实际可利用面积减小 从而影响电池转换效率 图片写真 标准范围 合格 长 0 5 深 0 3 每片片子崩边数 个让步 长不限 深 0 5 每片片子崩边数 个不合格 深 0 5 每片片子崩边数 2个备注 检验时 发现崩边要注意 是否存在因小崩边引起的隐裂存在 不良名称 硅晶脱落 Siliconcrystalfalloff 不良描述 未发生在硅片边缘处棱边上的崩边 即崩点 称为硅晶脱落 可能造成以下不良影响 生产碎片的潜在因素影响电池片和组件的生产外观标准范围 合格 无硅晶脱落让步 面积 1 1 每片片子个数 2个且未穿透 不合格 面积 1 1 每片片子个数 2个 穿透 图片写真 边长 对角线 使用游标卡尺测量 标准范围 合格 标称尺寸 0 5mm 让步 标称尺寸 0 6mm不合格 标称尺寸 0 6mm 标称尺寸 0 6mm 图片写真 尺寸类 不良名称 边长偏大 偏小 不良描述 硅片边长尺寸出现偏差 经测量后数值超出检验要求的范围 可能造成以下不良影响 由于尺寸偏差超出标准范围 将后续生产无法正常进行丝网印刷时银浆可能流出 一方面可能造成正负极短路 另一方面可能造成后续电池片污染如果混入正常尺寸硅片中生产 会导致刻蚀异常 印刷不良 图片写真 厚度 TV TTV Thinkness a TV定义 指一片硅片中心点的值 标准范围 合格 TV 来料厚度 200um 标称厚度 20TV 来料厚度 200um 标称厚度 15让步 TV 来料厚度 200um 标称厚度 30TV 来料厚度 200um 标称厚度 20不合格 TV 来料厚度 200um 标称厚度 30 标称厚度 30TV 来料厚度 200um 标称厚度 20 标称厚度 20 图片写真 标准范围 合格 TTV 来料厚度 200um 15 X硅片标称厚度TTV 来料厚度 200um 20 X硅片标称厚度让步 TTV 来料厚度 200um 25umTTV 来料厚度 200um 30um不合格 TTV 来料厚度 200um 20 X硅片标称厚度TTV 来料厚度 200um 30um 可能造成以下不良影响 由于各种问题导致 硅棒在线切时因线网抖动而产生的硅片不良后续生产造成破碎的潜在因素备注 硅片的TTV TV可使用ATM机器进行测量 外径千分尺只能对某片硅片的四个角的TTV进行测量 不良名称 TTV不良 不良描述 指一片硅片上最大值与最小值的差值 图片写真 不良名称 倒角偏差 Cornerchamfer 不良描述 硅片倒角有规则的同时凹进或凸出 以凹进最大值计算 可能造成以下不良影响 往往因为滚圆时或切片时 硅棒定位不准确造成丝网印刷时银浆可能流出 一方面可能造成正负极短路 另一方面可能造成后续电池片污染硅片无法放入PECVD石墨舟影响电池片外观和后续组件制造的外观如果混入正常尺寸硅片中生产 会导致刻蚀异常 印刷不良 图片写真 标准范围 合格 0 5mm 让步 0 75mm 不合格 0 75mm 测量时 使用工具同心度模板测量 不良名称 外形片 不良描述 硅片倒角不规则的凹进或凸出 可能造成以下不良影响 往往因为滚圆时或切片时 硅棒定位不准确造成丝网印刷时银浆可能流出 一方面可能造成正负极短路 另一方面可能造成后续电池片污染硅片无法放入PECVD石墨舟影响电池片外观和后续组件制造的外观如果混入正常尺寸硅片中生产 会导致刻蚀异常 印刷不良 任一条边以测量最大值计算 内缩和外突 图片写真 图片写真 标准范围 合格 0 5mm 让步 0 75mm 不合格 0 75mm 测量时 使用工具同心度模板测量 不良名称 梯形片 不良描述 指硅片一组对边平行而另一组对边不平行 可能造成以下不良影响 与倒角偏差的不良影响类似标准范围 合格 0 5mm 让步 0 6mm 不合格 0 6mm 图片写真 不良名称 菱形片 不良描述 指硅片一个平面内 一组邻边相等的平行四边形 可能造成以下不良影响 与倒角偏差的不良影响类似标准范围 合格 0 5mm 让步 0 6mm 不合格 0 6mm 图片写真 图片写真 倒片时 发现侧边倾斜 电阻率 用来表示各种物质电阻特性的物理量 电阻率 单位为欧姆 厘米 ohm cm 图片写真 电性能类 不良名称 电阻率不良 ResisivityDefect 不良描述 指硅片一个平面内 一组邻边相等的平行四边形 可能造成以下不良影响 对后续电池片生产的转换效率存在严重影响标准范围 合格 0 5 3 3 6让步 0 2 0 5 6 8不合格 8 0 2 图片写真 P N型 目前我们执行的是P型 N型为不合格 测量仪器ATM机 少子寿命 对p型半导体材料则相反 产生非平衡载流子的外界作用撤除以后 它们逐渐衰减以致消失 最后载流子浓度恢复到平衡少数载流子的寿命 Minoritycarrierlifetimelow 标准范围 裸片合格 1us 微秒 钝化后合格 10us 测量仪器ATM机器 2 多晶硅片检验基础知识及不良影响 不良名称 微晶 Microcrystall 不良描述 指每颗晶粒只由几千个或几万个晶胞并置而成的晶体 从一个晶轴的方向来说这种晶体只重复了约几十个周期 可能造成以下不良影响 由于微晶不可能做出与正常硅片一样的转换效率 所以微晶存在是变相的减少硅片实际有效面积由于微晶的存在 使硅片内部生产缺陷 对于后续电池片保证其长时间使用存在影响标准范围 合格 无微晶让步 1cm长度上晶粒 5个不合格 1 长度晶粒 5个 图片写真 不良名称 分布晶 Distrbuting crystall 不良描述 大晶粒分布的具有特定 圈点 特征的小晶粒 亦称 分散型微晶 可能造成以下不良影响 与微晶的不良影响类似分布晶 不合格 分布晶 图片写真 不良名称 雪花晶 Snow crystall 不良描述 大晶粒分布的具有特定 圈点 特征的小晶粒 亦称 分散型微晶 可能造成以下不良影响 与微晶的不良影响类似标准范围 合格 无雪花晶让步 2cm2晶粒 50个不合格 面积2cm2 50个 分布晶 图片写真 3 硅片检验标准一览表 备注 合格要求对应正品片 让步要求对应等外品片 包括外加工片 仅使用于多晶片 仅使用于单晶片 硅片TTV的最大和最小要在TV的允许范围之内 外加工正品片合格率 80 作为批退处理 等外品片 一盒有多种缺陷类型混装 作为不良品处理 附表1 硅片试检抽样 附表2 硅片试投标准 一 试投数量每批不管来料数量多少 均试投3000片 分别在每箱内取一盒达到试投数量二 IQC合格率正品片 94 等外品 80 三 直通率单晶 88 多晶 90 四 碎片率125S 150 1 5 156S 3 125S 165 1 5 156M 3 五 平均效率125S 150 17 30 156S 17 20 125S 165 17 50 156M 15 90 六 光衰减比率单晶 3 00 多晶 2 00 游标卡尺外径千分尺塞尺同心度模板四探针花岗岩平台面粗糙度计 五 各类检测工具的简介 游标卡尺 图片 使用方法及用途游标卡尺 使用前应校准归零 用软布将量爪擦干净 使前并拢 查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐 如果对齐就可以进行测量 如没有对齐则要记取零误差 游标的零刻度线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差 在尺身零刻度线左侧的叫负零误差 这种规定方法与数轴的规定一致 原点以右为正 原点以左为负 读数结果为 L 整数部分 小数部分 零误差 零误差为负 相当于加上相同大小的零误差 用途 测量硅片的边长 对角线的测试值 注意事项1 游标卡尺是比较精密的测量工具 要轻拿轻放 不得碰撞或跌落地下 使用时不要用来测量粗糙的物体 以免损坏量爪 不用时应置于干燥地方防止锈蚀 2 测量时 应先拧松紧固螺钉 移动游标不能用力过猛 两量爪与待测物的接触不宜过紧 不能使被夹紧的物体在量爪内挪动 3 读数时 视线应与尺面垂直 如需固定读数 可用紧固螺钉将游标固定在尺身上 防止滑动 4 实际测量时 对同一长度应多测几次 取其平均值来消除偶然 外径千分尺 图片 使用方法及用途使用千分尺时先要检查其零位是否校准 功能键 mmABS INC键 ON OFFSET键的使用 mmABS INC键 测量制式键和绝对测量与相对测量转换键 1 每次按住此键2秒以上 使出现 mm 字样时 方可进行正确的测量 2 点按此键 实现绝对测量与相对测量转换 ON OFFSET键 开关键和设定初始值键 1 点按此键开关机 2 当按住此键2秒以上显示初始值 此值对应校对量杆的值 应为0或25或50或75 3 如果初始值不正确 应重新设置 按住此键不放 使 SET 提示符和数字闪烁 寻找要更改的数字位置 立即松开按键 点按此键 将数值预置到期望值 直至最后一位数字设置完成 此时再重新按住此键2秒 当 SET 闪烁时 立即松开 然后再点按此键一次 使 SET 消失 即完成设置 听到三声停止转动螺杆 用途 硅片检验时测量片子的厚度值 四个角 注意事项1 使用前需校对起始值是否正确 如不正确则会影响测量结果 2 微分筒不得旋出固定套管 以防内部部件卡住 3 在千分尺的任何部位不能施加电压 也不要用电笔刻字 以免损坏电子元件 4 长期不用时应取出电池 塞尺 图片 使用方法及用途塞尺又称测微片或厚薄规 使用前必须先清除塞尺和工件上的污垢与灰尘 使用时可用一片或数片重叠插入间隙 以稍感拖滞为宜 测量时动作要轻 不允许硬插 用途 测量弯曲片 翘曲片的测试值是否在标准范围 同心度模板 图片 使用方法根据硅片的规格 取用相应的模板型号 模板的区域对齐硅片的任意两边的边缘 对齐测量 刻度值每小格为0 5mm 两小格为一大格 值1cm 读出测量值 根据不良类型判定结果 规格 125S 150125S 165156S 200156E 219 四探针 图片 使用方法及用途将电源打开 ON OFF 将电流调到 1 档 将按钮按到 e 将一片硅片放到测试台上 按下降键 根据硅片的厚度 将电流调成相应的参数 见附表 如厚度为200um 电流参数就为 0906 调节参数 粗调与微调 将按钮按到R口 e 测试时只要将硅片放在测试台上 注 硅片中心点对准探针 按下降键 电阻率测试值就是显示 测试完后按上升键 取出硅片 用途 测量硅片的电阻率 附表3 花岗岩平台 图片 面粗糙计 图片 b SJ 210面粗糙度计作业指导书 c 测试注意事项 1 测试前注间探头的探针垂直与被测试片不能倾斜 放在水平测试台上测试 2 尽量将探头放在被测试硅片的中间位置 不要放在被测试硅片边缘 以免在测试时 探头收缩到被测试硅片外面而影响测试准确度3 在测试过程中不要触动测试主机和探头 以免影响测试值4 当测试值显示的时侯 探头还在移动过程中 反以不要触碰主机 以免损伤探头 手检流程与内容 1 外观类检测 目测 交叉倒片 每片拉一次 双面检验 备注 检验时 应带上乳胶手套 严禁用手直接拿硅片 由于硅片容易碎 应在皮垫上进行检验 六 手检硅片流程及内容 2 尺寸类检验边长 测量硅片时应使用游标卡尺 每片测量4次 并记录最大值与最小值 对角线 使用游标卡尺测量2次 厚度 TV TTV 机检 把需测的硅片放入ATM机中会自动挑出不良品 手检 外径千分尺 备注 游标卡尺每次使用前 需对齐卡爪清零档归零 防止误差 3 电性能类测量电阻率 ATM机测量 四探针测量总结 1 手检时 应注意将检验出的不良品挑出 放入相应的不良品盒中 写上少片的数量 每盒检验完后要核对自己的检验数量 检验合格数 不良品数量 原装数2 一批结束后应收集不良品 清点数量 检验合格数 不良品数 检验总数 注意事项 送检时 确认送检单上的信息与实物是否相符 规格 数量 区分正品片与等外片 正品片根据合格标准检验 等外片根据让步标准检验 来料若有短缺 碎片 缺角 裂纹等现象进行拍照 箱号 晶体编号 实物 外加工正品片检验要求合格率达到80 区分合格与不合格硅片并贴上标签 自购正品片贴合格标签 等外品片贴等外品标签 如是 线痕标签上的原因就写线痕 不良品就贴不合格标签 一批检验结束后 拍数并编写硅片检验汇总等相关表格 填写送检单 填写不良品退换货单 七 机检流程及内容 ATM机器基础知识机检流程与内容机检型号转换与注意事项机检紧急情况与处理方法ATM日常保养 ATM机器基础知识 ATM检测机器简介ATM检测机器校准操作步骤及流程 ATM测试机器简介 六大模块介绍1号模块 微裂 孔洞2号模块 少子寿命3号与7号模块 外观 崩边 硅晶脱落 4号模块 电阻率 P N型 5号模块 TTV 线痕 弯曲 6号模块 主界面正常测试时 下料1 2号盒是电阻率0 5 3 合格 下料3号盒是电阻率3 6 合格 下料5号盒是裂纹 针孔 下料6号盒是TTV不良 下料7号盒是其他不良 下料4 8号盒是测试错误 重测 ATM测试机器校准 少子寿命校准 步骤 进入2号模块 点击Stop进入Recorder 放入正常硅片 点击Autosetting测试测试完毕后取回硅片 点击Star正常测试注 少子寿命每班需校准一次 ATM测试机器校准 电阻率及厚度校准1 进入4号模块 点击Stop 2 点击CalibrateThickness 校准厚度 在随后弹出的界面中输入标片的厚度数值 点击 OK 并查看校准厚度值是否在此范围内 若在此范围内需记录其校准值 若不在此范围内需重新校准 3 电阻率校准 取出标片 再将标片置于电阻率探头下 点击CompensateResistivity 补偿电阻 点击NEW 4 点击CalibrateResistivity 校准电阻 输入电阻率标准值 点击OK并查看电阻率值是否在此范围内 若在此范围内需记录其校准值 若不在需重新校准 拿出标片 5 点击Options 选项 点击SaveMeasurementOptions 保存测量选项 输入校准时间 6 校准完成后需点击Star 注意事项 放置标片校准时需与探头对齐 否则影响其准确性 厚度校准区域勿与电阻率校准区域混淆 厚度校准误差值 2um电阻率校准误差值 0 1cm校准时间 每班校准一次 ATM测试机器校准 TTV校准1 进入第五模块 点击Stop 点击settings 击password输入密码12345 2 点击Newcalibration 找到相应校准文件 04 05 3 放入校准 04 05 标准片校准区域对准模块的三条红外线 4 连续点击OK十次 取出校准片 备注 1 标准片校准区域应对准红外线放置 否则影响其校准准确性2 04 05校准片校准时应一一对应 勿混淆3 校准完毕后应将此模块关闭 再重新打开测试 否则测试不出 ATM检测流程与内容 每班上班检验前应做 查看下料盒是否与盒外标识一致 如不一致应及时将其更改过来查看本班检验的硅片供应商及型号是否与上班检验的一致 如一致就正常检验 如不一致应更改成本班硅片测试的型号及下料盒数量等校准电阻率 厚度 并如实填写校准记录校准少子寿命将1 2模块关闭清零 以便于记录测试数据进入4号模块内 对电阻率进行保存 例如 jiangxijingke125S 165100000C 如本班是周二 白班 应对机器进行周保养及对TTV的校准 中途切换硅片检验时先确认检验型号是否一致 如不一致需将型号更改切换确认包装数量是否一致 如不一致需调整下料盒内数量 6号界面内点击confing更改1 2 3号盒内的数量 点击save保存切换到4号模块内 点击clearstatistcs更改电阻率保存的文件名 如jiangxijingke125S 165100000C 若此批来料很少时 此批检验完后 又进行上批检验 须将之前更改的全部调回来 如盒内数量 型号 电阻率文件名 测试记录 切到1 2模块内记录测试数据 再将它关闭清零 以便于记录测试的数据 ATM型号转换与注意事项 更换型号 150 165切到3号模块里点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters输入密码 12345点击SaveParametersas 点击125 165型号 打开保存修改参数 chamferC 12 5 5 00deviatiordistanceAC 0 30 1 00arclengthA 11 0 2 00diagonaldistance 165 1 00保养Saveparameters 点击Start 进行正常测试 更换型号 165 150切到3号模块里点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters输入密码 12345点击SaveParametersas 点击125 150型号 打开保存修改参数 chamferC 30 0 5 00deviatiordistanceAC 1 50 1 00arclengthA 27 0 2 00diagonaldistance 150 1 00保养Saveparameters 点击Start 进行正常测试注 输入参数时应输 而不是小数点 更换型号边长125S 156E调节吹气口杆子的距离 吹气口应离硅片3cm 视情况而定 用156模板调节轨道 松紧适中6号主界面上点击config内125调成156的规格6号主界面进入servicetoMasterPC 找到service xml文件 将其重命名为service125 xml 找到service156 xml 将此名称 156E 删除 如测试是156E 就显示125S和156S 如测试是125S 就显示156S和156E 如测的是156S 就显示125S和156E 切到3号模块里 点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters 输入密码 12345 点击SaveParametersas 点击156E的型号打开 保存saveparameters 点击star键将上料处机械手换成小的将承载盒内4个白色的取出切到1号模块里 点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters 输入密码 0000 将 uCracks 的值调成 35 点击Save保存1号模块的两个光源 将上面的一个盒子上的按钮按向 Local 再将光源指数调到70 更换型号边长156E 125S调节吹气口杆子的距离 吹气口应离硅片3cm 视情况而定 用125模板调节轨道 松紧适中6号主界面上点击config内156调成125的规格6号主界面进入servicetoMasterPC 找到service xml文件 将其重命名为service156E xml 找到service125S xml 将此名称 125 删除 如测试是156E 就显示125S和156S 如测试是125S 就显示156S和156E 如测的是156S 就显示125S和156E 切到3号模块里 点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters 输入密码 12345 点击SaveParametersas 点击125 165 125 150的型号打开 保存saveparameters 点击star键将上料处机械手换成小的将承载盒装入4个白色的切到1号模块里 点击Paramerization 点击Stop 点击SetParameters 输入密码 0000 将 uCracks 的值调成 0 50 55 点击Save保存1号模块的两个光源 将上面的一个盒子上的按钮按向 Remote 再将光源指数调到100 ATM异常基本处理办法 一号模块测试不出不良品 裂纹 孔洞 原因 确认测试灯泡光源是否还亮着 如果测试灯泡不亮了 就说明是测试灯泡的原因 灯泡坏了 处理方法 先将灯源的开关关闭 再将机器内的黑管子 光纤 拔掉将坏的灯泡取出 将新的灯泡换上 换一号灯泡注意事项 确认灯泡的型号不可用手直接接触灯泡 带手套 会留下手指印 会影响测试结果换完后将黑管子安装上去 再将灯源开关打开完毕后需确认是否测试出不良品 将裂纹 针孔片放在机器内走一遍 测试出来才能进行正常检验 一号模块测试界面多出一块原因 前轨道调的太宽了导致到了测试极限处理方法 测试一片硅片查看是左边还是右边太宽了 将轨道向内调一点点 注不可调的太紧 异常现象 主界面提示 Axis4ofrobot1outofrange 并且机器无法复位原因 机械手转动超过180度将机械手转回180度 如不清楚是顺时针还是逆时针转 就先一个方向试一下 再进行复位 如果复不了位就反方向转 异常现象 测试正常就是测到最后一两片时机器会急停原因 机械手转过头了处理方法 要让机器自动调节点击Star programs AdeptTechnology AdeptDesktop AdeptDesktop4 2 File channect 弹出对话框 Connecttocontroller 点击connect 弹出的界面上会显示测试速度 将它调到50上面 进行测试 如看到机械手自身有3600转动 就说明已经调好了 如果没有3600转动 测完100片后再跳到60上测试 以此类推 调完后测试速度跳到100 正常测试速度 如何截屏按Prtscsgsrq键 点击Start Programs Accessories Paint 复制即可 Ctrl V 再将复制的保存File Saveas 三号模块有误抓现象处理方法 调节光源找到 OpticalWaferInSpection 点击右键 Properties FindTarget 找到OWIconfing xml文件并打开 找到 PropertyName Threshold factor Type double Value 19 Value 19此处是光源值 先将光源值调大点 关闭并保存 再将三号模块打开测试 如果还是有误抓就以此类推 测试硅片时 某个模块测试不出 一直往4 8号盒内放原因 某个模块测试时间有误处理方法 调节时间进入六号主界面上找到Times 点击进入找到需要调节的模块 并算出十个时间的平均值 主界面上找到ShortcuttoMsaterPC并进入 找到Serice xml文件并进入 找到需要修改的模块 arrivalTime 时间 此处是测试的时间 将算出来的值填在测试时间处总结 一般测试时显示是空格就应该将时间调大点 六号模块测试不出查看六号模块测试地区有无碎渣 如有需要清理掉 把模块关闭 进行测试 如还是测试不出 需要校准光源校准光源 路径 开始 Intelican File Open Camsim Setup SingleGrab 缩小 桌面 11 相机参数设定输入 注 每次输入必须回车 等待OK出现 再进行下一次的输入 代表空格 Ecp 0 0 Sag 0 0 Gla 1 1 确认3600 Max 4095 注 如不在此范围1 模块是否有碎片遮挡2 中间灯管是否倾斜3 调节光源度4 擦相机镜头 Ccg 4 0 2600 2800 3000 Gpc确认六位值 1 2 6 7的值在0 2 0之间 3 4 5的值在 3 6之间 灰度值 10的遮挡住相机镜头 Ccf 移开遮挡物 Ccp Epc 1 1 Wpc 1 Wfc 1 Wus 关闭每个窗口 结束 机器一切无法工作 并且鼠标也动不了1 按急停键后关闭电源 过15S后再重新启动 2 一般软件上的问题都可以关闭机器重启试试 AIM日常保养须知 Theend 结束 第二部分材料 第4章硅第5章薄膜材料和工艺第6章外延第7章薄膜生长和结构 第4章硅 4 1硅材料性能4 2硅的晶体生长4 3硅的晶体结构4 4硅切片工艺4 5硅晶体中的缺陷和非理想状态 在锗 Ge 基晶体管出现5年后 也就是1952年出现了第一只硅 Si 晶体管尽管硅的电子迁移率较锗小 但是硅的能带隙为1 12eV 可以适应更高的工作温度 反向电流也较小 真正的突破还是在20世纪50年代后期 人们发现了SiO2可以作为半导体表面的钝化层 同时人们进一步发现了SiO2层可以作为扩散掩模 并且使集成的金属膜绝缘 这一发现打开了集成电路发明之门 氧化物是良好的绝缘材料 并且金属层可以在氧化物上形成图形 但是 不论是GaAs还是Ge都不能形成稳定且不溶于水的氧化物 硅的晶体生长很快赶上锗的水平 并且硅片的尺寸至今稳步增长 现在可以生产直径为300mm的硅晶圆片 一些新型材料 例如SiC的推出 由于晶体生长很慢 晶圆片的产率很低 只能生产出小尺寸的晶锭和晶圆片 每年大约要生产1 5亿片硅片 其总面积大约为3 4Km2 其中大多数为直径150mm和200mm的晶圆片 年产量各为5000万片 还有直径100mm和125mm的晶圆片 年产量各为2000万片 最新的300mm的晶圆片 2003年的产量约为1000万片 4 1硅材料性能 硅材料的性能是工作性能和稳定性能的良好协调 与锗器件 能带隙为0 67eV 相比 硅器件 能带隙为1 12eV 不易产生热噪声 硅源气体可以达到相当高的纯度 可以形成高电阻率的材料 可以实现高浓度的可溶性的掺杂 掺杂硅的电阻率可以达到8个数量级的变化范围硅对可见光中的可吸收性 使其可应用于光电探测器以及太阳能电池中 而因为硅在红外光 大于1 1um 下的透明性 又使得它被用于红外微系统中 硅的强度与钢的强度相当 硅的泊松比是0 27 是所有固体物质中最低的 随着掺杂浓度的不同 硅的电阻率可以有8个数量级的变化范围 300K下硅的各种性能 4 2硅的晶体生长 4 2 1硅的纯化4 2 2直拉法单晶生长4 2 3掺杂物质的引入4 2 4区熔法晶体生长 4 2 1硅的纯化 硅晶圆片的制造时一个多步工艺 它从石英砂 主要成分是SiO2 的纯化一直到最后的打磨和缺陷检查 纯化过程 1通过碳将石英砂还原 产生纯度为98 的纯净硅 称为冶金级硅 反应方程式为 3冶金级硅中的主要杂质 Fe B P 则反应形成FeCl3 BCl3 PCl3 PCl5 三氯硅烷气体通过蒸馏法纯化 其中高沸点的FeCl3和PCl3 PCl5 以及低沸点的BCl3同时被去除 然后再通过在热硅棒上的还原反应转化为固体硅 这是产生的硅纯度相当高 称为电子级硅 它是一种多晶材料 作为单晶硅