Inoxside_training

1、張曉輝2 0 0 9 年 7 月濕法刻蝕濕法刻蝕主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一部分：電池制造流程介紹第二部分：濕法刻蝕工藝原理第三部分：RENA設(shè)備介紹第四部分：軟件介紹第五部分：工藝控制及生產(chǎn)操作第六部分：安全操作電池的制造流程簡述1、硅片表面制絨：增大吸光面積2、擴(kuò)散：p-n結(jié)的形成3、刻蝕：將硅片上下面的p-n結(jié)隔離4、HF腐蝕：去除磷硅玻璃5、PECVD鍍膜：減少表面反射6、絲網(wǎng)印刷：電池正負(fù)電極的形成7、燒結(jié)測試：形成良好的歐姆接觸并按照要求對電池進(jìn)行分檔濕法刻蝕濕法刻蝕工藝目的：工藝目的：通過化學(xué)反應(yīng)腐蝕掉硅片背面及四周的 PN結(jié)，以達(dá)到正面和背面絕緣的目的;同時(shí)去除正面的磷硅玻璃層。工藝材

2、料：工藝材料：合格的多晶硅片（擴(kuò)散后）、H2SO4（98%，電子級(jí)）、HF（40%，電子級(jí)）、KOH（50%,電子級(jí)）、HNO3（65%，電子級(jí)）、DI水（大于15 Mcm）、壓縮空氣（6 bar，除油，除水，除粉塵）、冷卻水（4 bar）等。工藝原理：工藝原理：Rena Inoxside刻蝕工藝主要包括三部分： 硫酸+硝酸+氫氟酸 氫氧化鉀 氫氟酸 本工藝過程中，硝酸將硅片背面和邊緣氧化，形成二氧化硅，氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成絡(luò)合物六氟硅酸，從而達(dá)到刻蝕的目的。 刻蝕之后經(jīng)過KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并將從刻蝕槽中攜帶的未沖洗干凈的酸除去。 最后,利用HF酸將硅片正面的磷硅玻璃去除。并

3、用DI水沖洗硅片，最后用壓縮空氣將硅片表面吹干。l本工藝過程中，硝酸將硅片背面和邊緣氧化，形成氧化硅，氫氟酸與氧化硅反應(yīng)生成絡(luò)合物六氟硅酸（H2SiF6），從而使正面與背面絕緣。l刻蝕槽中，硫酸不直接參與化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)榱蛩岜戎馗?，所以用以增加溶液的張力。l刻蝕之后經(jīng)過KOH溶液去除硅片表面的多孔硅，并將從刻蝕槽中攜帶的未沖洗干凈的酸除去。l最后利用HF酸將硅片正面的磷硅玻璃去除。并用DI水沖洗硅片，最后用壓縮空氣將硅片表面吹干。反應(yīng)方程式如下：Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2SiF6 工藝流程：上料上料,混合酸液混合酸

4、液HNO3、HF、H2SO4腐蝕腐蝕風(fēng)刀風(fēng)刀1 1DIDI水沖洗水沖洗KOHKOH腐蝕腐蝕風(fēng)刀風(fēng)刀2 2HFHF洗磷洗磷風(fēng)刀風(fēng)刀3 3DIDI水沖洗水沖洗壓縮空氣風(fēng)干壓縮空氣風(fēng)干下料下料第三部分第三部分RENARENA濕法刻蝕設(shè)備濕法刻蝕設(shè)備Etch BathDry1Rinse 1Alkaline RinseRinse 2Acidic RinseRinse 3Dry2Procedure of acidic texturing(HF/HNO3/ H2SO4)To texture Si wafer surface(water)To eliminate acid on textured surfac

5、e(KOH)To eliminate porous Si film formed in texturing step(HF)To eliminate some metal ions on wafer surface軟件軟件softwaresoftware介紹介紹software 第五部分第五部分工藝控制及生產(chǎn)操作工藝控制及生產(chǎn)操作工藝條件：工藝條件：去離子水壓力為6bar 壓縮空氣壓力為6bar 排風(fēng)壓力為0.01bar環(huán)境溫度：253相對濕度：40%60% ，無凝露 腐蝕槽溫度：6-9槽溫度：18左右工藝控制：工藝控制：（1）腐蝕深度控制在1.20.2um之間（電子天平）。（2）刻蝕寬度D1

6、mm，每片測量四點(diǎn)，測量點(diǎn)在每邊的中間點(diǎn)，20點(diǎn)（5道）或32點(diǎn)（ 8道）的平均值。（3）絕緣電阻1K （電阻測試議）。以上三個(gè)參數(shù)在正常生產(chǎn)時(shí)至少每隔1小時(shí)測量一次。當(dāng)更換藥液和停產(chǎn)一段時(shí)間再生產(chǎn)時(shí)及參數(shù)不正常時(shí)，要求增加測量次數(shù)。 （4）腐蝕槽的腐蝕速率會(huì)隨著硅片清洗量的增加而改變，新?lián)Q的藥液反應(yīng)速度可能較慢，腐蝕量小，若出現(xiàn)此種情況，需要降低帶速，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，要求每隔半小時(shí)測量一次腐蝕深度，當(dāng)腐蝕速度穩(wěn)定后，要求至少每隔一個(gè)小時(shí)測量一次腐蝕深度。調(diào)整帶速要求范圍：1.01.3，以保證腐蝕深度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。 （5）如停產(chǎn)時(shí)間超過2小時(shí)，經(jīng)班組長許可，可手動(dòng)補(bǔ)加5 L ，如腐蝕量低于

7、要求標(biāo)準(zhǔn)，可再手動(dòng)補(bǔ)加1 L 。 （6）當(dāng)工藝方案因隨車間的工藝調(diào)整而變化時(shí)， 工藝人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知并做好相應(yīng)的記錄 （7）腐蝕槽循環(huán)流量要求設(shè)定在3035之間。循環(huán)流量過小會(huì)導(dǎo)致腐蝕量不夠，甚至硅片邊緣 不能完全去除；循環(huán)量過大會(huì)導(dǎo)致過腐蝕現(xiàn)象和硅片邊緣刻蝕寬度出現(xiàn)陰影嚴(yán)重引起表面不合格。 （8）腐蝕槽溫度保證在71 ，隨著溫度的升高，腐蝕速率會(huì)加快，但會(huì)使藥液密度減小，以致發(fā)生過腐蝕現(xiàn)象。所以在溫度未降到工藝控制范圍內(nèi)時(shí)禁止生產(chǎn)。 （9）堿洗槽溫度要求 23。當(dāng)發(fā)現(xiàn)堿洗槽溫度超過控制范圍時(shí)，及時(shí)通知相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行檢查調(diào)整。 （10）堿洗槽噴淋量要求，且首先保證下噴淋量充足，以便使硅片背面多

8、孔硅腐蝕充分。 （11）壓縮空氣風(fēng)干Dryer 處風(fēng)刀頻率及流量的控制太小，易造成硅片不能完全風(fēng)干；過大易產(chǎn)生碎片。以硅片上下表面能夠被完全風(fēng)干為前提。建議風(fēng)刀頻率為：80%85%；壓縮空氣流量：（8道）20立方米每小時(shí)八道濕法刻蝕工藝控制八道濕法刻蝕工藝控制HNO3/HF/H2SO4KOHHF初始加液總體積（L）325350KOH初始濃度（）5 HF 初始濃度（）5HNO3初使加液濃度（g/L）380420每小時(shí)加KOH次數(shù)（次/h）12每小時(shí)加HF次數(shù)（次/h）12HF初使加液濃度（g/L）3040每小時(shí)加KOH量（mL/h）1500每小時(shí)加HF量（mL/h）1500單片腐蝕量設(shè)定值（g）

9、0.07每小時(shí)加DI水量（L/h）812每小時(shí)加DI水量（L/h）8酸槽藥液循環(huán)流量（L/min）3050每小時(shí)加DI水次數(shù)（次/h）12每小時(shí)加DI水次數(shù)（次/h）12制絨槽實(shí)際溫度控制（）68堿槽設(shè)定溫度（）1820 H2SO4初使加液總量（L）6090設(shè)定速度1.31.4 工藝準(zhǔn)備：工藝準(zhǔn)備：1、工裝工具準(zhǔn)備：備齊用于工藝生產(chǎn)的PVC手套、口罩、防護(hù)眼罩、防護(hù)面罩、防護(hù)套袖、防護(hù)服、防酸堿手套、防酸堿膠鞋等。2、設(shè)備準(zhǔn)備：確認(rèn)設(shè)備能正常運(yùn)行,DI水、壓縮空氣等壓力及流量正常。確認(rèn)設(shè)定的刻蝕工藝，堿洗工藝和HF腐蝕工藝名稱及參數(shù)。3、工藝潔凈管理：穿好凈化服，戴口罩，操作時(shí)戴潔凈PVC手套

10、。4、原材料準(zhǔn)備：觀察外觀是否正常。常見的不合格片包括含缺角、裂紋、手印、孔洞的硅片等。測試及檢查測試及檢查1、新?lián)Q槽藥液后，需等到槽溫實(shí)際值降到設(shè)定值時(shí)方可進(jìn)行投片生產(chǎn)。2、批量投入生產(chǎn)前需先投入稱重片，以觀測實(shí)際腐蝕深度。由于新?lián)Q藥液的腐蝕速度較慢，因此可以將傳輸速度降低。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，每半小時(shí)需要稱重一次。當(dāng)工藝穩(wěn)定后，每個(gè)小時(shí)需進(jìn)行一次腐蝕量的測量。 具體測量方式如下：具體測量方式如下：l先利用電子天平稱量8片（8道）腐蝕前硅片的質(zhì)量，將此質(zhì)量按順序填寫在工序腐蝕深度記錄表中，同時(shí)記錄好班次、稱重時(shí)間、硅片數(shù)（即稱重時(shí)設(shè)備從維護(hù)結(jié)束已生產(chǎn)的硅片數(shù)）、工藝條件（如腐蝕溫度、傳輸速度等參

11、數(shù)），并按照順序裝片投入腐蝕槽運(yùn)行工藝。l刻蝕后按照順序取出此稱重硅片，再稱量腐蝕后硅片的重量，填入表格，利用電子表格的公式直接求出腐蝕深度值。l注：前后兩次稱重前都要將電子天平置零。l硅片的單面腐蝕深度（5片/8片的平均值）為1.20.2，允許有一片（5道）或者2片（8道）的腐蝕深度不在該范圍內(nèi)，如果有大于一片（5道）或者2片（8道）超出此范圍應(yīng)當(dāng)復(fù)測一次，如果仍有一片（5道）或者2片（8道）超出范圍應(yīng)當(dāng)立即通知當(dāng)班工藝人員進(jìn)行調(diào)整。 3、刻蝕寬度要求每1小時(shí)測量1次，不正常情況增加測量次數(shù)，每片測量四點(diǎn)，測量點(diǎn)在每邊的中間點(diǎn)，要求20點(diǎn)（5道）或32點(diǎn)（8道）的平均值1mm。如果出現(xiàn)正面刻

12、蝕過寬度過大或者刻蝕不均勻出現(xiàn)波浪線等現(xiàn)象說明是由于氣流不均勻造成，班組長可以調(diào)整氣流的均勻性。 4、絕緣電阻每1小時(shí)測量1次，不正常情況增加測量次數(shù)，每次測量5片（5道）或8片（8道）。要求絕緣電阻平均值。 如果絕緣電阻較低，可以適當(dāng)降低傳輸速度，或由當(dāng)班工藝技術(shù)員進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖謩?dòng)補(bǔ)液處理。 5、若預(yù)計(jì)設(shè)備1小時(shí)以上不投產(chǎn)，必須將槽(Etch Bath)里的藥液排至Prep.tank里，以保證藥液濃度的不變。 6、濕法刻蝕機(jī)的維護(hù)更換/槽藥液后，需要在“腐蝕深度記錄表” 中認(rèn)真填寫更換時(shí)間、更換班組。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（1）生產(chǎn)中的操作必須帶手套，佩帶口罩，并經(jīng)常更換手套，保證生產(chǎn)的清潔。（2

13、）要隨時(shí)注意硅片在設(shè)備內(nèi)的傳輸狀況，以免發(fā)生大量卡片現(xiàn)象。如在腐蝕槽發(fā)生卡片，可用耐酸工具對其進(jìn)行疏導(dǎo)。情況嚴(yán)重時(shí)要立即進(jìn)行Drain Bath操作，將酸液排到TANK中，穿好整套防護(hù)裝備，手動(dòng)取出卡片。 （3）除設(shè)備維護(hù)，更換藥液，使用DI-水噴槍時(shí)，嚴(yán)禁將水流入藥液槽。（4）工藝過程中：定時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行情況，傳輸速度、氣體流量等參數(shù)以及各槽液位情況。（5）完工后詳細(xì)填寫完工轉(zhuǎn)交單，要求字跡工整、各處信息準(zhǔn)確無誤，與硅片一同轉(zhuǎn)入PECVD工序。表面合格的硅片才可轉(zhuǎn)入下工序。安全事項(xiàng)安全事項(xiàng)安全操作安全操作l1、員工上崗前必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并進(jìn)行安全教育要嚴(yán)格按照本工序設(shè)備安全操作規(guī)程和工藝操

14、作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)。l2、熟悉生產(chǎn)中所用的化學(xué)藥品危險(xiǎn)性及當(dāng)不慎接觸到藥液時(shí)的處理方法。l3、硅片的裝卸應(yīng)該在10000級(jí)的潔凈環(huán)境中進(jìn)行，注意保持室內(nèi)潔凈度，進(jìn)出時(shí)隨手關(guān)門。l5、更換化學(xué)藥品時(shí)須由專人負(fù)責(zé)，兩人同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，穿好防護(hù)服，戴好防護(hù)眼罩、防酸堿套袖和手套，小心處理，換好藥液后及時(shí)填寫化學(xué)藥品更換記錄。l6、洗眼器附近不可堆放物品；設(shè)備內(nèi)部或周圍嚴(yán)禁接觸和堆放易燃易爆等危險(xiǎn)品。l7、在機(jī)器運(yùn)行過程中任何人不得將頭、手伸入工作腔體，以免發(fā)生危險(xiǎn)。l8、工作時(shí)一定要有專人看守，工作交接時(shí)，下班組要向上班組詢問設(shè)備運(yùn)行狀況。l9、為防止硅片沾污，Rena Inoxside后的硅片在空氣中滯

15、留的時(shí)間不得l超過60分鐘，應(yīng)盡快轉(zhuǎn)到PECVD工序。常見化學(xué)品常見化學(xué)品一）硝酸的性質(zhì)：一）硝酸的性質(zhì)：1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：（1）純硝酸是無色油狀液體，開蓋時(shí)有煙霧，揮發(fā)性酸；）純硝酸是無色油狀液體，開蓋時(shí)有煙霧，揮發(fā)性酸；（2）熔點(diǎn)：）熔點(diǎn)：-42；沸點(diǎn)：；沸點(diǎn)： 83；密度：；密度：1.5 g/cm3，與水任意比互溶。與水任意比互溶。 2 2、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)： 1）強(qiáng)腐蝕性：能嚴(yán)重?fù)p傷金屬、橡膠和肌膚，因此）強(qiáng)腐蝕性：能嚴(yán)重?fù)p傷金屬、橡膠和肌膚，因此不能用不能用橡膠塞封堵硝酸瓶。橡膠塞封堵硝酸瓶。 2）不穩(wěn)定性：硝酸遇光或熱分解，要）不穩(wěn)定性：硝酸遇光或熱分解，要避光保存并在

16、棕瓶內(nèi)避光保存并在棕瓶內(nèi)儲(chǔ)存。儲(chǔ)存。 4HNO34NO2 + O2 + 2H2O 3）強(qiáng)酸性：在水溶液里完全電離。）強(qiáng)酸性：在水溶液里完全電離。 4）強(qiáng)氧化性：跟大多數(shù)金屬（金、鉑等除外）和許多非金）強(qiáng)氧化性：跟大多數(shù)金屬（金、鉑等除外）和許多非金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)。屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)。l(4)(4)急救措施急救措施l皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。l眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。l吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。l食入：用水漱口，給飲牛奶或

17、蛋清。就醫(yī)。二）氫氟酸的性質(zhì)：二）氫氟酸的性質(zhì)：1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，為無色透明至淡黃色冒煙液體有刺激性氣味，分子式 HF。相對密度 1.151.18沸點(diǎn) 112.2，市售通常濃度約40% 。2 2、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)： 1）具有強(qiáng)烈的腐蝕性。氫氟酸是一種弱酸，卻能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃。 2）氫氟酸還是一種還原劑，能夠溶解絕大多數(shù)無機(jī)氧化物。3 3、侵入途徑：、侵入途徑： 可經(jīng)皮膚吸收，氫氟酸酸霧經(jīng)呼吸道吸入。三）氫氧化鉀的性質(zhì)：三）氫氧化鉀的性質(zhì)：1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 液體工業(yè)氫氧化鉀為淡黃色或藍(lán)紫色液體；相對密度 2.044(2

18、0)；熔點(diǎn)360.4；沸點(diǎn)13201324。2 2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)： 1）易溶于水，溶解時(shí)放出大量溶解熱； 2）有極強(qiáng)的吸水性，在空氣中能吸收水分而溶解，并吸收二氧化碳逐漸變成碳酸鉀； 3）有極強(qiáng)的堿性和腐蝕性。3 3、毒性及防護(hù)：、毒性及防護(hù)： 對組織有燒灼作用，可溶解蛋白，形成堿性變性蛋白。如不慎觸及時(shí)，可用流水洗滌受損部位，然后濕敷5%的醋酸、酒石酸或檸檬酸溶液，并及時(shí)就醫(yī)。四、濃硫酸四、濃硫酸（1）化學(xué)品名稱）化學(xué)品名稱 硫酸 化學(xué)品英文名稱：sulfuric acid 分子式：H2SO4分子量：98.08（2）成分）成分/組成信息組成信息硫酸98.0（3 3）危險(xiǎn)性概述）危險(xiǎn)性概述l健康危害：對皮膚、粘膜等組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結(jié)膜炎、結(jié)膜水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡?？诜笠鹣罒齻灾聺冃纬桑粐?yán)重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現(xiàn)紅斑、重者形成潰瘍，愈后癍痕收縮影響功能。濺入眼內(nèi)可造成灼傷，甚至角膜穿