PECVD段工艺培训

PECVD段工艺培训黄亚明2本次培训的主要内容：工艺人员的主要职责简单介绍PECVDPECVD的原理与作用介绍两种PECVD所用的设备生产过程中可能遇到的异常及处理方法附件工艺人员的主要职责负责现场工艺运行的正常与稳定；负责部门内工艺运行原始资料的累积，保管，随时检查工艺运行状态，并记录异常，积极处理工艺异常。负责应对设备常见、突出、重大的工艺异常，制定落实整改措施、预防措施、应急方案。对生产人员可能的不规范操作及时通知其予以纠正。对现有生产技术进行必要的研究并提出改进建议。对PECVD的简单介绍1、PECVD在电池生产工艺中所处的位置：来料检验制绒扩散刻蚀PECVD丝网印刷烧结测试2、PECVD定义：PECVD：PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition的简称，即等离子体增强化学气相沉积。与其他成膜方式如PVD、LPCVD相比，其优点有：基本温度低、沉积速度快、成膜质量好、不易龟裂等。对PECVD的简单介绍PECVD原理与作用PECVD基本原理：借助微波或射频的能量，使反应气体（NH3、SiH4）产生电离，在一定范围内形成等离子体，等离子体反应后在硅片表面形成SiN膜。222332222334224.........3HSiSiSiHHSiNHSiHNHSiHHNHNHHNHSiHNHSiHHSiHSiH243341243HNSiNHSiH什么是等离子体？等离子体是气体在一定条件下受到激发，发生电离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合组成的一种形态，这种形态称为等离子态，也称为第四态。1、减反射利用光的干涉原理，通过调整膜厚与折射率，使得R1和R2相消干涉，达到减反射目的。要达到此目的，对膜厚与折射率的要求如下：4/0ndnnnsiPECVD的作用2、钝化Si材料中，存在较高的晶界、点缺陷（主要是指空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮以及它们的复合物等等），很容易在禁带中形成深能级，成为复合中心。而在镀膜过程中，表面在一段时间内处于富H的气氛，H离子与杂质或是缺陷发生反应，将禁带中的能带转入价带或是导带，降低复合，提高材料的少子寿命，起到钝化的作用。介绍两种PECVD设备PECVD的分类：按照沉积腔室等离子源与样品的关系可分为直接法与间接法。PECVD直接法（Direct）间接法（Remote）管式PECVD（Centrotherm，40KHz）板式PECVD（Shimadzu）微波法（Roth&Rau，2.45GHz）直流法（OTB）直接法：样品直接接触等离子体，样品或样品的支撑体就是电极的一部分。直接法又可分为管式PECVD和板式PECVD。①管式PECVD:即使用像扩散炉管一样的石英管作为沉积腔室，使用电阻炉作为加热体，将一个可以放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行沉积。如德国的Centrotherm、中国的48所、七星华创产的设备。②板式PECVD:是将硅片放置在一个石墨或碳纤维支架上，放入一个金属的沉积腔室中，腔室中有平板型的电极，与样品支架形成一个放电回路，在两个极板之间的交流电场的作用下气体电离，反应后在硅片表面形成SiN。这种设备目前主要是日本岛津公司在生产。间接法：待沉积的样品在等离子区域之外，等离子体不直接打到样品表面，样品或其支撑体也不是电极的一部分。①微波法：使用微波作为激发等离子体的频段。微波源置于样品区域之外，先将氨气离化，再轰击硅烷气，产生SiNx分子沉积在样品表面。这种设备目前的主要制造商为德国的Roth&Rau公司。②直流法：使用直流源激发等离子体，进一步离化氨气和硅烷气。样品也不与等离子体接触。这种设备由荷兰的OTB公司生产。频率越高，均匀面积越小；频率越低对于硅片表面的损伤较严重；频率越低，离子进入硅片越深，越有利于多晶硅晶界的钝化。频率变化对镀膜的影响：各种镀膜方式比较：目前公司所用设备：Centrotherm：炉管内部工作原理管式PECVD使用备件：石墨舟、推车，要求温度为450℃。石墨舟使用150次左右需进行清洗，清洗主要是利用HF与舟表面的SiN进行反应，以去除舟表面的SiN，防止因舟表面的SiN膜过厚造成的镀膜不均。清洗好的石墨舟在使用之前需进行预处理，即在舟内防止假片或不放硅片，运行镀膜程序，预处理时间在2-3小时左右。预处理的目的一方面是为了提高舟表面的平整度，另一方面可缩小SiN在石墨与硅片表面沉积速度的差异，提高镀膜的均匀性。Roth&Rau线型微波等离子体产生原理offononpeakmeantttPP测试仪器：椭偏仪常见问题及其处理方法管式PECVD：管式PECVD出现镀膜异常，首先检查调用的工艺程序是否正确，若程序正确，则按照以下方式处理：膜厚：膜厚偏大，可适当降低镀膜时间，膜厚偏小，增加镀膜时间。折射率：折射率偏大，降低SiH4和NH3的比例；折射率偏小，增加SiH4和NH3的比例。若发现同一舟中，部分硅片镀膜正常，部分镀膜不均，首先检查镀膜过程中有无报警根据报警类型进行解决；若无报警，检查石墨舟的使用次数，若接近150次，需进行清洗。板式PECVD：膜厚：膜厚偏大时，可增加带速或是降低微波功率；膜厚偏小时，降低带速或是增加微波功率。折射率：折射率偏大，降低SiH4和NH3的比例；折射率偏小，增加SiH4和NH3的比例。镀膜过程中若出现报警，通常会造成膜厚与折射率异常。报警的处理：管式PECVD：管式PECVD常见的报警主要有高频（HF）报警和设备报警。造成HF报警的原因主要有：①电极放反；②舟内有碎片，碎片与相邻两片石墨片相连，造成短路；③舟内硅片太弓，局部等离子体密度过大，造成短路。出现HF报警后，首先将舟退出，检查报警原因，与镀膜状态，将异常处理后，在原来基础上，继续镀膜，对于造成的异常片，按照异常片处理流程进行处理。出现设备报警时，及时通知设备进行处理。板式PECVD：板式PECVD的报警类型很多，操作不当、石墨板不符合要求以及设备本身的故障都可能造成报警。出现报警后，首先通知生产人员停止上料，对于前两种原因造成的报警，只要改正操作方式、停止使用不符合要求的石墨板，再消警；遇到设备本身的报警时，及时通知设备人员进行处理。报警通常会造成部分硅片镀膜异常，对于异常片的处理可按照异常片处理流程进行处理。不同膜厚硅片颜色对比：彩虹片异常片处理流程镀膜异常膜厚均匀膜厚偏大是直接流至印刷否根据膜厚进行加镀是直接流至印刷否其他注意事项：安全：特气：SiH4是易燃易爆气体，空气中的SiH4含量达到一定量时，会发生爆炸。高温：PECVD要求温度在350℃-450℃，刚从设备里出来的硅片温度很高，勿直接接触。操作过程注意事项：①上片之前首先观察上一工序传递过来的硅片的表面状况，遇到外观异常的硅片及时通知上一工序的工艺人员。②定时巡检生产人员的操作手法与工艺参数，遇到不符合SOP，或是私自更改工艺参数的现象，及时向生产班组长反馈并督促改正。附件：TheEndThanks!