半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于太陽能課件

第三代半導(dǎo)體清洗技術(shù)及在太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用北京中聯(lián)科利行銷部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RCA(SC1+SC2)改良RCA(SC1+SC2DHF+SC3)機能水(DIW+O3/NH3)硅片的尺寸發(fā)展CPU芯片發(fā)展存儲器芯片發(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)的進步而不斷提高的:從手動設(shè)備發(fā)展到自動有花籃設(shè)備是為適應(yīng)工廠大批量生產(chǎn)；從自動有花籃設(shè)備發(fā)展到自動無花籃設(shè)備是為提高清洗效果；從自動無花籃設(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)藥液對不同材料的刻蝕速度不同來達到既刻蝕目標(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)體芯片集成度約來越高，線寬越來越小的情況下，如何無損傷去除顆粒是要面臨的關(guān)鍵問題；?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芯片的制造過程中被廣泛使用，清洗效果好，無交叉污染問題及節(jié)省藥液。CUC第三代半導(dǎo)體清洗設(shè)備的優(yōu)勢對比環(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間控制兆聲波技術(shù)第一代清洗設(shè)備(手動清洗設(shè)備)差差便宜不實用差不均差超時差第二代清洗設(shè)備(自動有花籃)好差不實用好均勻好好好第三代清洗設(shè)備(自動無花籃,帶有CIM通信功能)好好長期耐用好均勻好好好對比應(yīng)用優(yōu)勢說明應(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蒸氣的干燥方法來消除硅片表面水痕在線濃度監(jiān)測及自動補液系統(tǒng)采用電子冷熱器控制，藥液溫度控制精度達到±0.5℃采用PLC全自動控制利用兆聲波的機械能來去除雜質(zhì)顆粒CUC第三代半導(dǎo)體清洗設(shè)備的優(yōu)勢總結(jié)降低缺陷率表面均一性自動化程度適用產(chǎn)品第一代清洗設(shè)備(手動清洗設(shè)備)有水痕殘留，有花籃印表面灰暗等問題刻蝕后，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(自動有花籃)無水痕殘留，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(自動無花籃帶有CIM通信功能)無水痕殘留，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)方案特點甩干機

IPAV/D

CUC第三代清洗技術(shù)方案特點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到±0.5℃，電子冷熱器內(nèi)部溫度控制精度達到±0.1℃，保證多批次清洗、刻蝕效果一致；表面處理的均一性：3、時間控制：采用PLC全自動控制，工藝配方功能；CUC第三代清洗技術(shù)方案特點CUC設(shè)備加工環(huán)境：由日本清洗行業(yè)資深專家進行設(shè)計指導(dǎo)，并監(jiān)督加工質(zhì)量；在1000級無塵室進行設(shè)備加工；制造車間實施5S管理。CUC第三代清洗技術(shù)方案特點風(fēng)淋室無塵車間CUC半導(dǎo)體&太陽能清洗技術(shù)對比半導(dǎo)體傳統(tǒng)RCA清洗技術(shù)：硅片經(jīng)過不同工序加工后，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：

A.有機雜質(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&太陽能清洗技術(shù)對比單晶硅太陽能電池清洗制絨技術(shù)：

利用堿性溶液對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)。制絨后硅片表面無白斑、絨面均勻、氣泡印小。CUC半導(dǎo)體&太陽能清洗技術(shù)對比多晶硅太陽能電池清洗制絨技術(shù)：

利用HNO3作為強氧化劑，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)過程放出巨大的熱量，控制好濃度、時間和溫度能達到良好的絨面效果。適量添加CH3COOH可緩和反應(yīng)。CUC半導(dǎo)體&太陽能清洗設(shè)備要求對比產(chǎn)能清洗要求藥液系統(tǒng)自動化程度干燥方式全自動RCA清洗設(shè)備200片/小時顯著去除雜質(zhì)顆粒有機殘余物自動補液(以時間和批次控制)高IPA干燥太陽能電池清洗制絨1600~2000片/小時形成均勻金字塔結(jié)構(gòu)的絨面自動補液(依據(jù)經(jīng)驗)高旋轉(zhuǎn)甩干/熱N2烘干太陽能電池清洗設(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)在太陽能電池上的應(yīng)用設(shè)計理念源于半導(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，保證處理均一性機械手定位精確、運行平穩(wěn)，有效降低碎片率運用氣流控制技術(shù)，極大地減少污染CUC浙江紹興向日葵太陽能清洗案例全自動制絨清洗設(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/小時單晶制絨：30min@80-85℃多晶制絨：5-10min@20-25℃自動補液：NaOH、IPA、Na2SiO3、

HF、HNO3、HCL、DIW、HOTDIW等傳送速率：200-500mm/secCUC太陽能電池工藝電池片生產(chǎn)流程：擴散制結(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檢測分級TestingandSelecting燒結(jié)Dryer/FiringFurnaces硅片腐蝕制絨WaferEtchingCUC中聯(lián)科利太陽能制絨設(shè)備制絨設(shè)備工序流程（單/多晶兼容）CUC自動上料單晶粗拋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烘干自動下料甩干機中聯(lián)科利太陽能制絨設(shè)備特點CUC工藝的針對性二、仿工業(yè)化的實驗室試驗根據(jù)檢測結(jié)果，在最短的時間內(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)的迅速順利進行。三、在線的工藝確定實驗室試驗通過后，在線調(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，可迅速對不同廠商不同批次的硅片的作出工藝調(diào)整。中聯(lián)科利太陽能制絨設(shè)備特點CUC低腐蝕量

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

降低絨面制作對去損傷的要求，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)科利太陽能制絨設(shè)備特點CUC兼容性

采用不同的耐腐蝕及兼容性材料，提高材料對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，從而實現(xiàn)單多晶工藝兼容。國內(nèi)設(shè)備大多沒有考慮到酸堿腐蝕隔離問題。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)勢在太陽能設(shè)備中的具體應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)CUC先進的氣路控制系統(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)科利先進的氣流控制系統(tǒng)，消除了酸堿蒸氣的影響延長設(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，實現(xiàn)均勻溢流，循環(huán)無死角普通的槽體設(shè)計中聯(lián)科利的槽體設(shè)計溢流全溢流的循環(huán)槽體設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)CUC自動補液系統(tǒng)的應(yīng)用預(yù)熱、恒溫、預(yù)混合的全自動補液系統(tǒng)配合循環(huán)槽體可實現(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自動補液系統(tǒng)的應(yīng)用多點檢測，冷熱恒溫，管路加熱全自動的補液循環(huán)系統(tǒng)最優(yōu)的補液點控制關(guān)鍵技術(shù)日本資深專家嚴(yán)格的生產(chǎn)流程控制，潔凈的生產(chǎn)環(huán)境，使太陽能的設(shè)備具有半導(dǎo)體設(shè)備的品質(zhì)。選用滿足半導(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

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)機械臂提升部整體包覆PP板；花籃掛鉤采用進口耐腐材料；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