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RENA工艺培训&界面操作培训


RENA 机器的操作手册

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1. 一般规章
1.1 使用具有腐蚀性的化学品时需要具备足够的防护措施,建议使用抗腐蚀的盖板、衣服、鞋、手 套和护目镜。此外,需确保自己一旦发生事故的情况下,能找到适当的紧急喷淋冲洗设施。 1.2 决不在机器内单独工作。 1.3 不要打开或去除正在运行的设备盖板,因为其

内部蒸汽为危险性的酸或碱。

2. RENA InTex 机器正常操作的要求 2.1 化学供应和处理
2.1.1 RENA InTex 设备正常运行情况下,要求稳定的供应 HF—15(L/h)、HNO3—15(L/h)、 HCl—5(L/h)、KOH—3(L/h)和 DI water,这些数值可以随用量不同而变化。另外,建议 备用 HF—150L、HNO3—250L、HCl—75L、KOH—10L,提供给新化学槽使用。 2.1.2 对于使用传感器准确测量化学品的流量,至少要求 7L/min 的流量。对于使用化学槽处理,装 载 HF/ HNO3 的刻蚀槽,其最大体积为 550L。

2.2 压缩空气
2.2.1 对 RENA InTex 设备的 Air Knifes 规定的操作压力要求至少为 4bar,Air Knifes 不使用的情况 下,压力需为 6bar。 2.2.2 若 Air Knifes 的气压不足,刻蚀槽的 HF 和 HNO3 可能会发生反向流动,导致 alkaline bath 的 刻蚀产生棕色污点,因此造成产品品质不良。 2.2.3 若 Air Knifes 2 和 Air Knifes 3 的气压不足,可能硅片没有被正确的吹干,因此将需要另外的 清洁处理程序。 注:当 Air Knifes 动作时请确认所有的阀门都打开。

3. 旧的刻蚀槽处理 3.1 刻蚀槽
3.1.1 选取菜单为 Manual >etch bath

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Figure 1: Manual > Etch bath: disposal of old bath 3.1.2 “mode man”,通过按按钮选择手动模式。 3.1.3 按下“system draining”(屏幕的左边),则刻蚀槽和储备槽(tank)的化学品都将被排掉。 按该按钮需谨慎! 3.1.4 等化学品排放过程完成后,屏幕上显示为“Empty”,为下面程序做好准备。 3.1.5 冲洗刻蚀槽和储备槽,按下“system rinsing”,两槽将充满水并开始循环。该程序可设定冲 洗次数:“parameter>parameter 2>第三个栏位,屏幕的下边”。 3.1.6 冲洗之后将水排掉,保持刻蚀槽和储备槽为空。

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Figure 2: Parameter > Parameter 2 : Rinse time etch bath

3.2 Alkaline bath
3.2.1 选取菜单为“manual > alkaline”

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Figure 3: Parameter > Parameter 3 : Rinsetime alkaline bath

3.2.2 “mode man”,通过按按钮选择手动模式。 3.2.3 按下“draining”,则碱槽的化学品将被排掉。 3.2.4 等化学品排放过程完成后,屏幕上显示为“Empty”,为下面程序做好准备。 3.2.5 冲洗碱槽,按下“rinsing”,碱槽将充满水并开始循环。该程序可设定冲洗次数。 3.2.6 冲洗之后将水排掉,保持碱槽为空。 3.2.7 建议用水枪(在机器里,位于刻蚀槽边)手动冲洗盖子。

3.3 Acidic bath
3.3.1 选取菜单为“manual > acidic”

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Figure 4: Manual > Acidic: Draining and Rinsing

3.3.2 “mode man”,通过按按钮选择手动模式。 3.3.3 按下“draining”,则酸清洗槽的化学品将被排掉。 3.3.4 等化学品排放过程完成后,屏幕上显示为“Empty”,为下面程序做好准备。 3.3.5 建议清洁酸清洗槽,按下“rinsing”,该槽将充满水并开始循环。该程序可设定冲洗次数。 3.3.6 冲洗之后将水排掉,保持酸清洗槽为空。 3.3.7 建议用水枪手动冲洗盖子。

4. 更换刻蚀槽化学品 HF/ HNO3
4.1 设备状态为:化学品仍然在刻蚀槽中和部分在储备槽(tank)中 4.1.1 更换选单为 Manual >etch bath 4.1.2 “mode man”,通过按按钮选择手动模式。 4.1.3 按下“change bath”,更换化学品 HF/ HNO3。 4.1.4 刻蚀槽和储备槽将会排干化学品,然后两槽充满水开始清洗。可设定冲洗次数参数。 4.1.5 冲洗后水被排干,开始充填化学溶液,顺序为先 DI water,再化学品。 4.1.6 刻蚀槽(Etch bath)被自动充满,二次循环开始。 4.1.7 等待温度达到设定工艺温度,刻蚀槽的指示灯将转换为绿色读值“ready” 和“full chem.”。 4.1.8 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

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Figure 5: Manual > Etch bath: Changing the bath

5. 新的各槽的填充 新的各槽的填充 刻蚀槽( 5.1 刻蚀槽(Etch Bath) )
5.1.1 在这个部分,你将找到新的刻蚀槽的 HF/ HNO3 充填方法指示。设备的状态应该是:刻蚀槽 及储备槽(tank)内水被排干并且清洁。 5.1.2 选择想要用的 recipe 从菜单栏“Parameter > Parameter Administration”。 5.1.3 检查化学品的比例在菜单栏“Parameter > Parameter2”,检查第一次充填的体积在菜单栏 “Manual > Etch Bath”下的“Set volume firstfill”。

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Figure 6: Parameter > Parameter 2: Setup for new etch bath

5.1.4 检查化学品供应,特别是化学制品的备用量和至少 6-7L/min 的帮浦压力。压力不足可能导致 抽取的化学品体积不正确,需要手动校正。 5.1.5 在选取菜单 Manual >etch bath 下,选择“mode man”,通过按钮选择手动模式。 5.1.6 按下按钮“PT filling chem”,DI water 被充进储备槽(tank),然后自动添加化学品。已经 加进去的化学品数量,显示在“Actual firstfill volum”,在屏幕的左下方。

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Figure 7: Manual > etch bath: Filling of bath

5.1.7 若化学品没有填充完全,机器会等待(5 分钟)继续填充。若没有在机器的等待时间内完成 化学品的供应,将有错误报警“filling timeout”,填充自动中断。未完成填充的剩余化学品数 量会显示在“Remaining Volume”。若要继续填充,按下按钮“PT filling chem”,将倒数计 算剩下的数量。 5.1.8 在整个溶液填充过程,将大量放热,刻蚀液的温度会如图中所示增加到 45 度。 5.1.9 等待整个溶液填充过程完成,刻蚀槽的显示读值为“full chem.”,槽被充满,二次循环自动 开始,化学溶液将通过热交换器抽换。 5.1.10 等待溶液温度降到设定的工艺温度范围,刻蚀槽的状态在屏幕上将变为“ready”。 5.1.11 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

5.2 碱槽(Alkaline bath) 碱槽( )
5.2.1 选取菜单为“manual > alkaline”。 5.2.2 选择“mode man”,通过按钮选择手动模式。 5.2.3 填充碱槽 NaOH bath,按下按钮“fill chem.”,DI water 首先被加入进去,然后加入 NaOH。 5.2.4 二次循环在填充过程内就开始了。 5.2.5 等待碱槽水位到达中间感应器的高度,则屏幕上的显示读值为“full chem.”。 5.2.6 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

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5.3 清洗槽(rinse1 和 rinse2) 清洗槽( )
5.3.1 选取菜单为“manual > rinse1”或 “manual > rinse2” 5.3.2 选择“mode man”,通过按钮选择手动模式。 5.3.3 填充该槽,按下按钮“fill DI”。 5.3.4 二次循环在填充过程中就开始了。 5.3.5 等待该槽水位到达中间感应器的高度,则屏幕上的显示读值为“full”。 5.3.6 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

5.4 酸清洗槽(Acidic bath) 酸清洗槽( )
5.4.1 选取菜单为“manual > acidic”。 5.4.2 选择“mode man”,通过按钮选择手动模式。 5.4.3 填充酸槽 Acidic bath,按下按钮“fill chem”,DI water 首先被加入进去,然后按照设定的参 数值加入 HF 和 HCl。 5.4.4 二次循环在填充过程内就开始了。 5.4.5 等待酸槽水位到达中间感应器的高度,则屏幕上的显示读值为“full chem.”(绿色)。 5.4.6 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

6. 开始刻蚀 6.1 填充刻蚀液
6.1.1 机器在自动模式下,碱槽和酸冲洗槽都已经运转,HF/ HNO3 刻蚀槽(etch bath)是空的,此 时刻蚀液处于储备槽内,刻蚀槽显示为“empty”和“not ready”(黄色)。 6.1.2 选取菜单为“Manual >etch bath”。 6.1.3 选择“mode man”,通过按钮选择手动模式。 6.1.4 填充刻蚀槽,按下按钮“fill bath”。 6.1.5 等待该槽完全充满,屏幕上将显示为“full chem.” 和“ready”(绿色)。 6.1.6 切换到自动模式“mode auto”开始生产。

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Figure 8: Manual > Etch bath: Filling the bath

6.2 选择主要屏幕 main screen 6.3 按下按钮“start”(在屏幕下方),开始生产。 按下按钮“ ),开始生产 ” 在屏幕下方),开始生产。

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Figure 9: Main screen: Starting process

7. 工艺操作
7.1.1 正常的工艺操作以硅被刻蚀掉的数量(=群众差别)或通过化学分析来控制刻蚀率。最佳的刻 蚀深度范围为 4.4~5.0?m。为测量刻蚀深度,必须在制绒刻蚀前后分别测量硅片的重量,并将数据 记录在 Excel 文档中。 7.1.2 无论是使用新配溶液或储备槽中的旧溶液,都必须通过刻蚀过程活化溶液。档刻蚀液变的更 活泼时,刻蚀率将变高,此时建议提高传送带带速。这一活化过程大约需刻蚀 500 块硅片。最佳 刻蚀率范围约为 2.0~2.5?m/min,传送带速为 0.9~1.1m/min。 7.1.3 因为设备操作时对应不同的硅片型号可以设定各自不同的程序,那么在机器计算出的硅片刻 蚀量(wafer erosion)上会有所不同,对应于各自型号的硅刻蚀的最佳状况。

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Figure 10: Parameter > Parameter 2: Wafer Erosion

7.2 刻蚀槽补充溶液
7.2.1 若硅片刻蚀率低于 1.5?m/min,建议补充 HF 和 HNO3。切换选单“replenish > rep. etch”; 7.2.2 被增加入槽内的化学品数量显示在屏幕的左边,建议补充量为小剂量(<15L)。固定的比率 HF/HNO3=0.875 相当于 7L 的 HF 和 8L 的 HNO3。等待一段时间,刻蚀液完全混合均匀以后, 再次测量硅片刻蚀率,如果仍然较低,重复补液操作。 7.2.3 如果刻蚀率超过 2.5?m/min,则化学溶液的浓度太高。为稀释溶液,需补充水(DI water)。 切换选单“replenish > rep. etch”,补充水量为 5L/次,直到刻蚀率低于 2.5?m/min。注意每次 添加水以后需要等待一段时间,让溶液和水充分混合均匀。

7.3 碱槽补充溶液
7.3.1 在碱槽(KOH bath)内的水位显示读值为“not ready”时,必须添加碱液。切换选单 “replenish > rep. alkaline”; 7.3.2 被增加入槽内的化学品数量显示在屏幕的左边。固定的比率 H2O/KOH=10/1,相当于 4.5L 的 H2O 和 0.5L 的 KOH。

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7.4 酸槽补充溶液
7.4.1 在酸槽(HCl/HF bath)内的水位显示读值为“not ready”时,必须添加酸液。切换选单 “replenish > rep. acidic”; 7.4.2 被增加入槽内的化学品数量显示在屏幕的左边。固定的比率 H2O/HF/HCl=20/3/8,相当于 4L 的 H2O、0.5L 的 HF 和 1.5L 的 HCl。

Figure 11: Replenish > Rep. etch: Replenishment of etch solution

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Figure 12: Replenish > Rep. Alkaline: Replenishment of KOH

8. 启动设备
8.1 打开总电源开关,开关位于灰色的电气箱上; 8.2 打开机器上的显示器; 8.3 登陆程序,“login”位于窗口的右上角,填入相应的帐号和密码,点击登陆; 8.4 注意到,选择“Mode Off”,则所有可操作的单位被显示为“Off”。此外,注意当所有刻蚀 液在储备槽内时,etch bath 显示为“not ready”; 8.5 按下按钮“Mode Auto”(在屏幕的右边),机器切换为自动模式,此时所有可操作单位的显 示从“Off”转变为“Auto”; 8.6 机器自动将刻蚀液从储备槽中抽至刻蚀槽,对于 etch bath 显示为“filling chem”。等几分钟直 到 etch bath 填充满时,显示为“full chem”和“ready”。

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Figure 13: Main screen: Login/Logoff

9. 关闭设备
9.1 按下位于屏幕下方的“stop”按钮; 9.2 把 etch bath 的化学品排到储 备槽( tank)里。转向 手动模式“ mode man” ,选取菜单 “manual > etch bath”然后点击“drain bath”; 9.3 等待 etch bath 直到所有溶液排至 tank,屏幕显示“empty”; 9.4 按下位于屏幕右边的“mode off”,变为离线模式; 9.5 检查一下所有推拉门窗的位置,使之能够正确的上锁; 9.6 按下右上角的“Logoff”,门窗将被锁上,同时跳出一个窗口; 9.7 如果门窗位置没有调整好,会有 alert 警报出现,再次登陆,调整好门窗位置并再次登出即可; 9.8 关闭设备上的 windows 程序即关闭显示器; 9.9 关闭位于灰色电气箱上的开关。不要使用机器上的主开关来关闭。

10. 常见问题: 常见问题 问题:

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一、工艺记录操作要求 工艺记录操作要求
1、根据 RENA 工艺工程师的建议,我们在 RENA 设备旁计算机内记录的生产测试片记录 (Excel 工作表)由原来的每班一个记录改变为现在的每更换一次制绒槽溶液则开始一个新记录。 且要求生产人员在记录测试片名字的时候由原来的随机数字改为 RENA 设备内的实际数字,即若 该 5 片测试片为该制绒槽生产的第 22222-22226 片,则记录中的片名应为 22201-22205,前三位数 字表征当前已生产实际片数的大约值,后两位数字仍然为便于区分采用 01- 05 的方式。 2、请各位工艺员在当班时所做的任何参数更改或手动加液情况,记录在 Excel 工作表上,便 于跟踪制绒槽实际稳定情况。

二、工艺参数调节规范
在原来的工艺规程中规定新更换的制绒槽溶液需先投放约 500 片钝化片待溶液稳定后再正式 投片生产。由于 Si 原料紧张, Si 片价格昂贵,我们不得不重复使用钝化片。这样做的弊端是经过 多次减薄的 Si 片在设备中容易破碎卡住滚动条,并很难在不影响生产的情况下彻底清除,容易造 成卡片,甚至更严重的情况是造成设备的损坏。 因此 RENA 的工艺工程师建议我们取消使用钝化片的做法而改为下面的方法: 1、 在新更换了制绒槽溶液以后(初始溶液配比已经在菜单中有所改动,比原来的配比略 低),初始温度设为 10 度,传送速度设为 0.8m/min。 2、 先放 5 片测试片,测量记录制绒前后的质量并填入 Excel 记录表,如果刻蚀深度(Etch Depth)介于 3?m 和 5.5?m 之间,可以投片生产,并且在最初的 1 个小时之内每 10 分钟测量 5 片 测试片,并根据结果对工艺参数进行相应调节,直至刻蚀深度控制在标准范围。注意每个参数的 调节细节请详细记录在 Excel 记录表上,以便于跟踪溶液情况。 3、 待溶液稳定以后,工艺员和工段长共同填写好“工艺异常、变更情况表”,此时可以交 给生产部门进行正常生产。生产部门应保证每小时测量 5 片测试片并详细记录在 Excel 记录表上, 有任何工艺异常情况再请工艺员处理。 4、 若任何一位工艺人员不确定该采用何种方式对工艺参数进行调节或有任何疑问,请务必 联系我,并请小心注意 Dosing(自动补液)参数的设定,因为该参数的影响是长时间的,若设置 不当后果严重。

三、常见问题分析
1、碱槽易出现结晶现象,原因主要为酸槽和碱槽之间的 Air knife 气流量太大或太小,碱喷淋 管流量太大造成的。此时联系设备工程师,调节气流量和液流量至合适范围可以解决。 2、若碱槽后面的过滤器上有结晶物,则需定期进行清理并经常冲洗碱槽。 3、硅片正面呈现为不反光的暗灰色均匀表面时,说明制绒绒面质量好;正表面有反光的区域 存在且晶界处有轻微深色细纹时,说明 HF 量合适,但 HFO3 量过多或过少;正表面不反光但晶界 处深色纹路严重时,说明 HF 过量;若表面反光严重且晶界处深色纹路很多,说明腐蚀过深,HF 和 HFO3 都过量。 4、若任何一个化学槽在排液时有溢流或出现少量滴漏的情况,必须在佩带好防护用具的情况 下清除掉机器后面的盘内积液再用水冲洗干净。 5、五个轨道中的任何一个容易碎片都可能是在该道上的某一段卡住了碎片或滚轴上的橡皮圈 没有固定好,请设备工程师详细检查清理以后再生产。 用户名:SERVICE 密码: PLU007

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