书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：自动化超薄晶圆生产的处理
编号：JFKJ-21-613
作者：炬丰科技
关键词:晶体，衬底，制造和加工
摘要
未来光伏电池概念的新方法对晶体晶片处理提出了挑战。尤其是基于超薄硅片的概念，迫使自动化开发人员甚至超越了国际光伏制造路线图的目标。众所周知，晶体光伏晶片对于工业生产是非常敏感的对象，尤其是对于基于夹具的处理解决方案。已知的晶片切割方法“SLliM-cut”需要在单个晶片从母衬底分离后进行额外的清洁步骤。为了清除衬底上的有机残留物，需要使用蚀刻浴。总的来说，这项研究着眼于薄箔的潜在螺纹，例如清除衬底表面的颗粒污染物。本文进一步讨论了在清洗槽中自动处理超薄物体的机会和限制，并提出了一种大容量过程控制的方法。给出了超薄晶片水下夹持的测试夹持原理和工艺参数，以及从液体中取出超薄晶片的机会。文章全部详情：壹叁叁伍捌零陆肆叁叁叁
介绍
在晶片厚度方面，ITRPV的时间线之外，一些新光伏概念的最新发展使用超薄硅晶片。因此，除了自动化处理用于大批量生产的薄硅晶片的挑战之外，还研究和开发了超薄硅衬底的处理。
新晶片处理技术的自动化方法在超薄晶片开发的广泛应用中起着关键作用。比实验室水平的先锋发展和研究成功更进一步的研究通常不包括大规模制造的概念转移和证明。因此，降低新概念障碍的重要性是自动化开发人员的主要任务。先进控制和关键流程高效制造方面的适当处理方法和进一步方法将有助于更快地生产新的或改进的光伏技术。
材料和方法
开发自动化处理的超薄晶圆是在imec的实验室中使用“应力诱导剥离法”(SLiM-Cut)生产的。这种方法是通过减少切口损失，同时生产厚度约为50 m的晶片，特别有效地利用了大块材料。可以产生不同尺寸的晶片，并且这里处理的超薄晶片被调节到30×50毫米的尺寸。
液体夹持实验
液体夹持方法的夹持器评估建立了一个实验矩阵，其中包含了用于夹持器评估的多个操作参数和评估标准。
在进行GIL实验之前的简短理论回顾中，传统的真空抽吸技术被排除在气动夹紧原理之外。在比较夹持力实验时，发现吸力方面也有类似的效果。由于在被处理的基底上的附加流体静力载荷，每个被测试的部件在液体中施加时显示出保持力的降低。当使用伯努利夹持器时，干燥环境和液体环境中的结果之间的差距较小。毕竟，可以得出结论，当应用在液体环境中操作时，夹持器面积(抽吸面积)的增加导致夹持力的减小。
液体夹持的动态处理自动化
超薄晶圆的使用伴随着自动化生产的先进制造问题。由于液体环境中搬运情况的高级要求，开发了一种更系统的方法来测试合适的搬运方法。动态变化液体的工艺条件，如污染溶液或酒精，需要一定的自动控制系统。
高级过程控制(APC)提供了根据测量结果、工具依赖性、对输入供应商的依赖性来调整特定制造步骤的过程参数的机会。如果某个过程步骤超出了预定义的质量带宽，APC框架可以自动调整过程参数。此外，如果过程不能恢复到要求的质量水平，它可以将设备设置为报警状态。
液体环境的情况
通过考虑液体环境的不同条件来检测衬底。根据实验室中的超薄切片清洗，可能的槽条件分为液体的透明度等级和液体的运动活性。因此，确定了一个3×3矩阵，该矩阵考虑了用于对处理槽的实际条件进行分类的九种基本情况。基于这九种情况，进行了用于检测晶片在液体中的位置的开发和优化。
带自动功率控制的液体夹持工艺流程自动功率控制工艺流程从初步输入数据收集开始。来自电容式或超声波传感器的信号用于液位和波纹度信息以及透明度确定，由可编程逻辑控制器收集。
总结
光伏技术的进步导致超薄硅衬底，并需要适应自动化概念。利用50-70米薄衬底和商用夹具，研究和演示了液体环境中的自动化超薄晶片处理。气动夹持器经过测试和评估，可用于工业液体夹持应用。当应用在液体而不是干燥的处理环境中操作时，夹持器面积(抽吸面积)的增加导致夹持力的减小通过使用先进的过程控制，开发的动态夹持过程能够在不同且不断变化的液体环境(如溶液或清洗液)中使用气动夹持器来处理单个超薄箔片。
