半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能課件

第三代半導(dǎo)體清洗技術(shù)及在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用北京中聯(lián)科利行銷(xiāo)部2008年4月12日半導(dǎo)體清洗技術(shù)的發(fā)展半導(dǎo)體清洗技術(shù)發(fā)展史197019801990200020052010?2″1k?4″?5″?6″64k(3μm)?8″4M(0.8μm)?12″

?18″4k(10μm)256k(2μm)16M(0.6μm)256M(0.25μm)4G(90nm)64G(40nm)16k(6μm)1M(1.3μm)64M(0.4μm)1G(0.18μm)16G(65nm)(35nm)RCA清洗工藝研發(fā)出來(lái)RCA(SC1+SC2)改良RCA(SC1+SC2DHF+SC3)機(jī)能水(DIW+O3/NH3)硅片的尺寸發(fā)展CPU芯片發(fā)展存儲(chǔ)器芯片發(fā)展半導(dǎo)體清洗技術(shù)發(fā)展CUC半導(dǎo)體清洗設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)半導(dǎo)體清洗設(shè)備的發(fā)展是依據(jù)硅片尺寸變大及工藝技術(shù)的進(jìn)步而不斷提高的:從手動(dòng)設(shè)備發(fā)展到自動(dòng)有花籃設(shè)備是為適應(yīng)工廠(chǎng)大批量生產(chǎn)；從自動(dòng)有花籃設(shè)備發(fā)展到自動(dòng)無(wú)花籃設(shè)備是為提高清洗效果；從自動(dòng)無(wú)花籃設(shè)備發(fā)展到單晶圓清洗設(shè)備是為適應(yīng)12寸IC芯片清洗；CUC半導(dǎo)體清洗技術(shù)的發(fā)展半導(dǎo)體濕法工藝面臨的挑戰(zhàn)濕法工藝的發(fā)展焦點(diǎn)主要集中在：?降低缺陷率：主要指particle去除數(shù)目和效率；

?選擇比：根據(jù)化學(xué)藥液對(duì)不同材料的刻蝕速度不同來(lái)達(dá)到既刻蝕目標(biāo)又不損傷圖形、襯底、或襯底上的薄膜（由藥液的種類(lèi)改良而定）的目的；?表面處理的均一性；濕法工藝面臨的挑戰(zhàn)：?在半導(dǎo)體芯片集成度約來(lái)越高，線(xiàn)寬越來(lái)越小的情況下，如何無(wú)損傷去除顆粒是要面臨的關(guān)鍵問(wèn)題；?傳統(tǒng)化學(xué)清洗藥液導(dǎo)致介電常數(shù)顯著變化和對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)成損傷，很難維持低k材料的電介常數(shù)；?單片噴淋清洗設(shè)備在12寸IC芯片的制造過(guò)程中被廣泛使用，清洗效果好，無(wú)交叉污染問(wèn)題及節(jié)省藥液。CUC第三代半導(dǎo)體清洗設(shè)備的優(yōu)勢(shì)對(duì)比環(huán)境凈化表面處理部件選用干燥技術(shù)濃度控制溫度控制時(shí)間控制兆聲波技術(shù)第一代清洗設(shè)備(手動(dòng)清洗設(shè)備)差差便宜不實(shí)用差不均差超時(shí)差第二代清洗設(shè)備(自動(dòng)有花籃)好差不實(shí)用好均勻好好好第三代清洗設(shè)備(自動(dòng)無(wú)花籃,帶有CIM通信功能)好好長(zhǎng)期耐用好均勻好好好對(duì)比應(yīng)用優(yōu)勢(shì)說(shuō)明應(yīng)用層流凈化系統(tǒng)，控制氣流流向采用改良的RCA清洗工藝,表面清洗效果好使用進(jìn)口的穩(wěn)定耐用的設(shè)備部件,設(shè)備穩(wěn)定性高利用IPA蒸氣的干燥方法來(lái)消除硅片表面水痕在線(xiàn)濃度監(jiān)測(cè)及自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)采用電子冷熱器控制，藥液溫度控制精度達(dá)到±0.5℃采用PLC全自動(dòng)控制利用兆聲波的機(jī)械能來(lái)去除雜質(zhì)顆粒CUC第三代半導(dǎo)體清洗設(shè)備的優(yōu)勢(shì)總結(jié)降低缺陷率表面均一性自動(dòng)化程度適用產(chǎn)品第一代清洗設(shè)備(手動(dòng)清洗設(shè)備)有水痕殘留，有花籃印表面灰暗等問(wèn)題刻蝕后，厚度不均。溫度不易控制低適用小尺寸批量生產(chǎn)小尺寸硅片加工(制做電路前)2~5寸芯片第二代清洗設(shè)備(自動(dòng)有花籃)無(wú)水痕殘留，硅片邊緣清洗不凈刻蝕后，厚度均一性好。高適用批量生產(chǎn)6~8寸芯片第三代清洗設(shè)備(自動(dòng)無(wú)花籃帶有CIM通信功能)無(wú)水痕殘留，使用改良RCA工藝清洗效果顯著刻蝕后，厚度均一性好。高適用批量生產(chǎn)8~12寸芯片第1~3代硅材料（砷化鎵、氮化鎵）結(jié)論：第3代半導(dǎo)體清洗設(shè)備的潔凈程度高，自動(dòng)化程度高，設(shè)備的穩(wěn)定性好，可靠性高，半導(dǎo)體器件清洗質(zhì)量的一致性好。CUC中聯(lián)科利的設(shè)備解決方案：

2、表面處理物理方面：兆聲波改良技術(shù)和二流體的應(yīng)用；

化學(xué)方面：機(jī)能水的應(yīng)用；

兆聲/超聲

漂洗

CUCCUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)兆聲波

二流體

中聯(lián)科利的設(shè)備解決方案：3、優(yōu)質(zhì)部品的選用：①接頭、管路、閥、過(guò)濾器、泵；②槽體結(jié)構(gòu)和材質(zhì)：PFA、QZ、PVDF、PTFE、SUS316、SUS304等CUCCUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)中聯(lián)科利的設(shè)備解決方案：4、干燥裝置的選用：①甩干機(jī)②IPA蒸氣干燥③Maragoni干燥

TFT-LCD清洗設(shè)備使用風(fēng)刀、IR干燥方式

CUCCUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)甩干機(jī)

IPAV/D

CUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)CUC表面處理的均一性：2、藥液溫度控制：

采用電子冷熱器控制，藥液溫度控制精度達(dá)到±0.5℃，電子冷熱器內(nèi)部溫度控制精度達(dá)到±0.1℃，保證多批次清洗、刻蝕效果一致；表面處理的均一性：3、時(shí)間控制：采用PLC全自動(dòng)控制，工藝配方功能；CUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)CUC設(shè)備加工環(huán)境：由日本清洗行業(yè)資深專(zhuān)家進(jìn)行設(shè)計(jì)指導(dǎo)，并監(jiān)督加工質(zhì)量；在1000級(jí)無(wú)塵室進(jìn)行設(shè)備加工；制造車(chē)間實(shí)施5S管理。CUC第三代清洗技術(shù)方案特點(diǎn)風(fēng)淋室無(wú)塵車(chē)間CUC半導(dǎo)體&太陽(yáng)能清洗技術(shù)對(duì)比半導(dǎo)體傳統(tǒng)RCA清洗技術(shù)：硅片經(jīng)過(guò)不同工序加工后，其表面已受到嚴(yán)重沾污，一般講硅片表面沾污大致可分在三類(lèi)：

A.有機(jī)雜質(zhì)沾污

B.顆粒沾污

C.金屬離子沾污

用RCA法清洗可以有效去除粒子，并且能去除ALMgCaNa等金屬離子雜質(zhì)。改良的RCA用SPM溶液去有機(jī)雜質(zhì)沾污，稀的HF腐蝕表面生成的自然氧化膜。CUC半導(dǎo)體&太陽(yáng)能清洗技術(shù)對(duì)比單晶硅太陽(yáng)能電池清洗制絨技術(shù)：

利用堿性溶液對(duì)單晶硅不同晶面的腐蝕速率的差異，在硅片表面腐蝕出“金字塔”的絨面結(jié)構(gòu)。制絨后硅片表面無(wú)白斑、絨面均勻、氣泡印小。CUC半導(dǎo)體&太陽(yáng)能清洗技術(shù)對(duì)比多晶硅太陽(yáng)能電池清洗制絨技術(shù)：

利用HNO3作為強(qiáng)氧化劑，與Si反應(yīng)生成SiO2并產(chǎn)生空穴，HF與生成的SiO2反應(yīng)生成溶于水的絡(luò)合物H2SiF6，從而在硅片表面形成微溝。反應(yīng)過(guò)程放出巨大的熱量，控制好濃度、時(shí)間和溫度能達(dá)到良好的絨面效果。適量添加CH3COOH可緩和反應(yīng)。CUC半導(dǎo)體&太陽(yáng)能清洗設(shè)備要求對(duì)比產(chǎn)能清洗要求藥液系統(tǒng)自動(dòng)化程度干燥方式全自動(dòng)RCA清洗設(shè)備200片/小時(shí)顯著去除雜質(zhì)顆粒有機(jī)殘余物自動(dòng)補(bǔ)液(以時(shí)間和批次控制)高IPA干燥太陽(yáng)能電池清洗制絨1600~2000片/小時(shí)形成均勻金字塔結(jié)構(gòu)的絨面自動(dòng)補(bǔ)液(依據(jù)經(jīng)驗(yàn))高旋轉(zhuǎn)甩干/熱N2烘干太陽(yáng)能電池清洗設(shè)備要求高產(chǎn)能,清洗后形成金字塔結(jié)構(gòu)的均勻絨面半導(dǎo)體清洗設(shè)備要求潔凈度高，硅片表面殘余顆粒數(shù)少CUC應(yīng)用到太陽(yáng)能清洗設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)半導(dǎo)體清洗技術(shù)在太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用設(shè)計(jì)理念源于半導(dǎo)體設(shè)備要求應(yīng)用第三代半導(dǎo)體清洗技術(shù)單晶多晶綜合型制絨設(shè)備成熟的濃度溫度控制工藝，保證處理均一性機(jī)械手定位精確、運(yùn)行平穩(wěn)，有效降低碎片率運(yùn)用氣流控制技術(shù)，極大地減少污染CUC浙江紹興向日葵太陽(yáng)能清洗案例全自動(dòng)制絨清洗設(shè)備設(shè)備參數(shù)設(shè)備尺寸：L18mxW2.1mxH2.3m硅片尺寸：125x125x0.2(mm)156x156x0.2(mm)生產(chǎn)能力：1600片/小時(shí)單晶制絨：30min@80-85℃多晶制絨：5-10min@20-25℃自動(dòng)補(bǔ)液：NaOH、IPA、Na2SiO3、

HF、HNO3、HCL、DIW、HOTDIW等傳送速率：200-500mm/secCUC太陽(yáng)能電池工藝電池片生產(chǎn)流程：擴(kuò)散制結(jié)DiffusionFurnace等離子刻蝕PlasmaEtching去磷硅玻璃AfterDiffusionCleaning減反射膜制備PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition絲網(wǎng)印刷ScreenPrinting檢測(cè)分級(jí)TestingandSelecting燒結(jié)Dryer/FiringFurnaces硅片腐蝕制絨WaferEtchingCUC中聯(lián)科利太陽(yáng)能制絨設(shè)備制絨設(shè)備工序流程（單/多晶兼容）CUC自動(dòng)上料單晶粗拋QDR單晶制絨1單晶制絨2QDR單晶制絨3單晶制絨4QDR多晶制絨OverflowQDRHCl酸洗QDRHF酸洗QDROverflow慢提拉/OF熱N2烘干自動(dòng)下料甩干機(jī)中聯(lián)科利太陽(yáng)能制絨設(shè)備特點(diǎn)CUC工藝的針對(duì)性二、仿工業(yè)化的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，在最短的時(shí)間內(nèi)確定清洗制絨的藥液組成、配比以及工藝參數(shù)，保證生產(chǎn)的迅速順利進(jìn)行。三、在線(xiàn)的工藝確定實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)通過(guò)后，在線(xiàn)調(diào)整工藝參數(shù)，最終確定清洗制絨藥液以及控制工藝。四、快速的工藝調(diào)整依靠中聯(lián)科利強(qiáng)大的技術(shù)力量支持，以及在濕制程方面積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，可迅速對(duì)不同廠(chǎng)商不同批次的硅片的作出工藝調(diào)整。中聯(lián)科利太陽(yáng)能制絨設(shè)備特點(diǎn)CUC低腐蝕量

穩(wěn)定的制絨工藝，全自動(dòng)的操作系統(tǒng)，工藝的針對(duì)性，嚴(yán)格的工藝操作監(jiān)控手段等。

降低絨面制作對(duì)去損傷的要求，使得以更小的刻蝕量以獲得良好的絨面結(jié)構(gòu)。刻蝕量：~10μm中聯(lián)科利太陽(yáng)能制絨設(shè)備特點(diǎn)CUC兼容性

采用不同的耐腐蝕及兼容性材料，提高材料對(duì)單多晶工藝的可兼容性。兩面風(fēng)淋隔離，頂部外加潔凈單元，利用三面氣流的導(dǎo)向作用，迅速排放單多晶制絨所產(chǎn)生的腐蝕性氣體，避免了氣體的竄槽現(xiàn)象，解決了槽間的相互影響，從而實(shí)現(xiàn)單多晶工藝兼容。國(guó)內(nèi)設(shè)備大多沒(méi)有考慮到酸堿腐蝕隔離問(wèn)題。潔凈單元兩面風(fēng)淋隔離溢流腐蝕性氣體中聯(lián)科利半導(dǎo)體技術(shù)優(yōu)勢(shì)在太陽(yáng)能設(shè)備中的具體應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)CUC先進(jìn)的氣路控制系統(tǒng)：在設(shè)備的頂部增加潔凈單元，利用氣流體的導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)揮發(fā)的腐蝕性氣體以及生成氣體快速排放潔凈單元排風(fēng)口（負(fù)壓）溢流傳統(tǒng)的制絨槽：排風(fēng)口在頂部，堿性蒸氣易在壁上形成結(jié)晶，酸氣易形成粘稠中聯(lián)科利先進(jìn)的氣流控制系統(tǒng)，消除了酸堿蒸氣的影響延長(zhǎng)設(shè)備壽命改善操作環(huán)境增加潔凈度避免二次污染保證質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)CUC傳統(tǒng)的制絨設(shè)備采用簡(jiǎn)單的自然溢流我們的設(shè)備采用四周圓齒狀的結(jié)構(gòu)，消除了表面張力的影響，實(shí)現(xiàn)均勻溢流，循環(huán)無(wú)死角普通的槽體設(shè)計(jì)中聯(lián)科利的槽體設(shè)計(jì)溢流全溢流的循環(huán)槽體設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)CUC自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)的應(yīng)用預(yù)熱、恒溫、預(yù)混合的全自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)配合循環(huán)槽體可實(shí)現(xiàn)去除反應(yīng)產(chǎn)物的功能保持藥液的最佳狀態(tài)關(guān)鍵技術(shù)CUC自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)的應(yīng)用多點(diǎn)檢測(cè)，冷熱恒溫，管路加熱全自動(dòng)的補(bǔ)液循環(huán)系統(tǒng)最優(yōu)的補(bǔ)液點(diǎn)控制關(guān)鍵技術(shù)日本資深專(zhuān)家嚴(yán)格的生產(chǎn)流程控制，潔凈的生產(chǎn)環(huán)境，使太陽(yáng)能的設(shè)備具有半導(dǎo)體設(shè)備的品質(zhì)。選用滿(mǎn)足半導(dǎo)體要求的管件、材料。CUC半導(dǎo)體優(yōu)良加工工藝的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)CUC高速伺服馬達(dá)

快速平穩(wěn)傳送、沖擊小

高效的生產(chǎn)效率提高生產(chǎn)量降低碎片率關(guān)鍵技術(shù)機(jī)械臂提升部整體包覆PP板；花籃掛鉤采用進(jìn)口耐腐材料；金屬框體外露部均有防腐包板。CUC設(shè)備防腐措施關(guān)鍵技術(shù)采用QDR技術(shù)成倍提高清洗效果CUC提高清