半导体技术应用于太阳能.ppt
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1、第三代半导体清洗技术及 在太阳能电池领域的应用,北京中联科利行销部 2008年4月12日,半导体清洗技术的发展,半导体清洗技术发展史,硅片的尺寸发展,CPU芯片发展,存储器芯片发展,半导体清洗技术 发展,CUC,半导体清洗设备的发展趋势,半导体清洗设备的发展是依据硅片尺寸变大及工艺技术的进步而不断提高的: 从手动设备发展到自动有花篮设备是为适应工厂大批量生产; 从自动有花篮设备发展到自动无花篮设备是为提高清洗效果; 从自动无花篮设备发展到单晶圆清洗设备是为适应12寸IC芯片清洗;,CUC,半导体清洗技术的发展,半导体清洗设备的发展,70 80年代,以旧工艺为代表、手动操作式的清洗机为第一代清洗
2、设备,无药液自动补偿控制。 80 90年代,以RCA工艺技术为基础、采用PLC控制的自动硅片清洗机为第二代清洗设备。 90 00年代,无花篮式自动处理设备及改良型RCA工艺使用,针对大尺寸硅片,达到高清洗效果的清洗机为第三代清洗设备。 21世纪 ,基于第三代清洗技术、采用机能水工艺以满足低于0.1m线宽、低K值、多层配线等生产工艺要求的自动硅片清洗机,挑战湿法清洗工艺的极限。,CUC,半导体湿法工艺面临的挑战,湿法工艺的发展焦点主要集中在: 降低缺陷率:主要指particle去除数目和效率; 选择比:根据化学药液对不同材料的刻蚀速度不同来达到既刻蚀目标又不损伤图形、衬 底、或衬底上的薄膜(由药
3、液的种类改良而定)的目的; 表面处理的均一性; 湿法工艺面临的挑战: 在半导体芯片集成度约来越高,线宽越来越小的情况下,如何无损伤去除颗粒是要面临的关键问题; 传统化学清洗药液导致介电常数显著变化和对薄膜结构的构成损伤 ,很难维持低k材料的电介常数; 单片喷淋清洗设备在12寸IC芯片的制造过程中被广泛使用,清洗效果好,无交叉污染问题及节省药液。,CUC,第三代半导体清洗设备的优势对比,CUC,第三代半导体清洗设备的优势总结,CUC,CUC第三代清洗技术方案特点,中联科利的设备解决方案: 1、环境改良 气流控制技术的应用(层流净化系统和风帘技术);,排风口(负压),溢流,设备顶部设置洁净单元,利
4、用气流的导向作用实现挥发的腐蚀性气体及反应生成气体快速排放。采用先进的层流净化技术,消除了酸碱蒸气的影响。,洁净单元,两面风帘 隔离,溢流,两面风帘隔离,顶部外加洁净单元,利用三面气流的导向作用,迅速排放反应产生的腐蚀性气体,避免了气体的串槽现象。,CUC,中联科利的设备解决方案: 2、表面处理 物理方面:兆声波改良技术和二流体的应用; 化学方面:机能水的应用;,兆声/超声,漂洗,CUC,CUC第三代清洗技术方案特点,兆声波,二流体,中联科利的设备解决方案: 3、优质部品的选用: 接头、管路、阀、过滤器、泵; 槽体结构和材质:PFA、QZ、PVDF、PTFE、SUS316、 SUS304等,C
5、UC,CUC第三代清洗技术方案特点,中联科利的设备解决方案: 4、干燥装置的选用: 甩干机 IPA蒸气干燥 Maragoni干燥 TFT-LCD清洗设备使用 风刀、IR干燥方式,CUC,CUC第三代清洗技术方案特点,甩干机,IPA V/D,表面处理的均一性: 1、药液浓度的控制: 槽体结构和功能上采用四面溢流循环槽体设计保证槽内各位置药液浓度一致; 利用时间控制和批次控制管理自动补液系统,保证多批次药液浓度一致;,普通的槽体设计,中联科利的槽体设计,溢流,补液系统,溢流槽,CUC,CUC第三代清洗技术方案特点,CUC第三代清洗技术方案特点,CUC,表面处理的均一性: 2、药液温度控制: 采用电
6、子冷热器控制,药液温度控制精度达到0.5,电子冷热器内部温度控制精度达到0.1,保证多批次清洗、刻蚀效果一致;,表面处理的均一性: 3、时间控制: 采用PLC全自动控制,工艺配方功能;,CUC第三代清洗技术方案特点,CUC,设备加工环境: 由日本清洗行业资深专家进行设计指导,并监督加工质量;在1000级无尘室进行设备加工;制造车间实施5S管理。,CUC第三代清洗技术方案特点,风淋室,无尘车间,CUC,中联科利全系列半导体清洗设备,清洗设备,湿法清洗机,部件清洗机,药液系统,硅片清洗,湿法刻蚀,RCA清洗,EKC清洗,SiN刻蚀,SiO2刻蚀,去胶,石英管清洗,花篮和金属部件清洗,药液供应系统,
7、废液回收系统,辅助设备 (N2柜 甩干机 药液槽 存储柜等),CUC,半导体&太阳能清洗技术对比,半导体传统RCA清洗技术: 硅片经过不同工序加工后,其表面已受到严重沾污,一般讲硅片表面沾污大致可分在三类: A. 有机杂质沾污 B. 颗粒沾污 C. 金属离子沾污 用RCA法清洗可以有效去除粒子,并且能去除AL Mg Ca Na等金属离子杂质。改良的RCA用SPM溶液去有机杂质沾污,稀的HF腐蚀表面生成的自然氧化膜。,CUC,半导体&太阳能清洗技术对比,单晶硅太阳能电池清洗制绒技术: 利用碱性溶液对单晶硅不同晶面的腐蚀速率的差异,在硅片表面腐蚀出“金字塔”的绒面结构。制绒后硅片表面无白斑、绒面均
8、匀、气泡印小。,CUC,半导体&太阳能清洗技术对比,多晶硅太阳能电池清洗制绒技术: 利用HNO3作为强氧化剂,与Si反应生成SiO2并产生空穴,HF与生成的SiO2反应生成溶于水的络合物H2SiF6 ,从而在硅片表面形成微沟。反应过程放出巨大的热量,控制好浓度、时间和温度能达到良好的绒面效果。适量添加CH3COOH可缓和反应。,CUC,半导体&太阳能清洗技术对比,晶体硅太阳能电池制绒优点: 通过化学湿法制绒的方式来降低硅片表面对可见光的反射率,制绒前,制绒后,CUC,半导体&太阳能清洗设备要求对比,太阳能电池清洗设备要求高产能, 清洗后形成金字塔结构的均匀绒面 半导体清洗设备要求洁净度高,硅片
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