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发布时间: 2017 - 12 - 06
在LED外延及芯片制造领域,湿法设备占据约40%以上的工艺,随着工艺技术的不断发展,湿法设备已经成为LED外延及芯片制造领域的关键设备,如SPM酸清洗、有机清洗、显影、去胶、ITO蚀刻、BOE蚀刻、PSS高温侧腐、下蜡、匀胶、甩干、掩膜版清洗等。华林科纳(江苏)CSE深入研究LED生产工艺,现已形成可满足LED产业化项目需求的全自动湿法工艺标准成套设备。 LED 芯片的制造工艺流程为:外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2 沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P 极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。 CSE-外延片清洗机设备 设备名称华林科纳(江苏)CSE-外延片清洗机设备可处理晶圆尺寸2”-12”可处理晶圆材料硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂等应用领域集成电路、声表面波(SAW)器件、微波毫米波器件、MEMS器件、先进封装等专有技术系统洁净性技术均匀性技术晶圆片N2干燥技术模块化系统集成技术自动传输及精确控制技术溶液温度、流量和压力的精确控制技术主要技术特点系统结构紧凑、安全腔体独立密封,具有多种功能可实现晶圆干进干出采用工控机控制,功能强大,操作简便可根据用户要求提供个性化解决方案设备制造商华林科纳(江苏)半导体设备有限公司 www.hlkncse.com 400-8768-096 ;18913575037更多的外延片清洗设备相关资讯可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncse.com),现在热线咨询400-8798-096可立即获取免费的半导体行业相关清洗设备解决方案。
发布时间: 2017 - 12 - 06
旋转式喷镀台结合微组装工艺对镀制工艺的小批量、多规格和特殊应用要求等特点,在6" (150mm)晶圆电镀系统中采用了倾斜式旋转喷镀技术倾斜式旋转喷镀单元分由两个部分组成,一为阴极夹具、旋转单元、导线电刷、N2 保护单元组成的阴极回转体,二为三角形槽体、阳极和电力线挡板组成的阳极腔。倾斜旋转喷镀结构示意图如下:从镀制结构方式、镀制工艺应用分析可以看出,采用倾斜式旋转喷镀有以下几种优势。一是这种结构方式易实现槽体密封和附加N2 保护功能。二是在这种镀制工艺中,阴极的旋转运动使槽内电场不均问题得以解决,从而提高了镀制的均匀性。三是呈45°倾斜加阴极旋转的方式,可以较容易的祛除晶圆表面的气泡附着及“产生”气泡的消除。四是采用了多微孔进行镀液喷射,实现搅拌功能,消除局部PH值、温度、离子浓度等不均匀带来的影响。五是采用三角形镀槽设计最大限度的减少了镀液的消耗。六是该镀制结构方式可以满足多品种、小批量、低成本的生产需求。倾斜旋转喷镀技术、工艺优势斜式三角镀槽结构本系统采用倾斜式三角形镀槽结构,镀槽入口溢流口均与三角形斜边平行,可得到稳定且不易积累气泡的流场环境。通过进行相关模拟、仿真和验证,镀液入口采用扇形喷咀式结构,可保证镀液在平行于阴极表面方向上形成均匀而稳定的流场。从而通过改变流场的方法改善了镀层的均匀性。该结构的另一优点可使电镀液的用量减至最少程度。 华林科纳(江苏)CSE采用倾斜旋转喷镀方法进行晶圆电镀工艺处理,由于结构上的特点,该方法经实验验证具有:①结构简单;②工艺参数控制容易;③有利气泡的消除;④镀制均匀性得到提高;⑤镀制溶液用量少。该方法尤其适应于小批量、多规格的电镀工艺,同时可以取得较好的镀制均匀性。图6为我们所研制的150mm晶圆倾斜旋转喷镀系统,目前已批量生产并在工艺线上得到较好的应用,产品已通过技术定型鉴定和用户验收。实现的主要工艺指标:最...
发布时间: 2016 - 06 - 22
双腔甩干机1. 应用范围:l 本機台適用於半導體2”4”6”8”晶圓(含)以下之旋乾製程.l 设备為垂直式雙槽體機台,可同Run 50片.l 可對旋乾步驟進行可程式化控制 (Recipe Program).l 具使用在此設備已超過20年以上的應用馬達控制系統設計, 高穩定度Rotor 設計, 震動值均控制於300 um 以下.l 高潔淨設計,微塵控制於每次運轉增加量, 0.3um , 30顆以下.   2. 操作流程3. 图示 4. 規格l 機台內皆使用鐵氟龍製DI , N2 控制閥件l 直流式馬達: DC無刷馬達750Wl 真空負壓軸封設計,隔離槽外污染l 不銹鋼N2過濾器 0.003~0.005μml 氣體加熱器及加熱墊控制乾燥速率l 壓力感測保護(加熱器空燒保護)l 槽外貼Silicon材質加熱墊 x1 片, 220VAC , 300W(溫度開關90°C OFF 70°C ON)l  Viton材質充氣式氣囊及槽後密封環,保持室外絕緣l 不銹鋼槽體SS316經拋光及電解研磨l 單顆螺絲固定轉子,並按客戶需求指定使用訂做l 轉子經拋光及電解研磨,並做動態平衡校正l 可選擇指示燈訊及蜂鳴器音樂故障碼功能: 門鎖警告,氣體不足,傳動異常警告 5. 電控系統l  控制器操作介面: 7”記憶人機+ PLC可程式自動化控制器(人機 Touch Screen,整合介面) 。l 軟體功能Ø 編輯/儲存 : 製程/維修/警示/編輯/配方/,皆可從操作螢幕上修改。Ø 儲存能力記憶模組...
发布时间: 2016 - 03 - 07
枚叶式清洗机-华林科纳CSE华林科纳(江苏)半导体CSE-单片枚叶式洗净装置的特长:单片式清洗装置的优点(与浸渍.槽式比较)1.晶片表面的微粒数非常少(到25nm可对应)例:附着粒子数…10个/W以下(0.08UM以上粒子)(参考)槽式200个/W2.药液纯水的消费量少药液…(例)1%DHF的情况  20L/日纯水...每处理一枚晶片0.5-1L/分3.小装置size(根据每个客户可以定制) 液体溅射(尘埃强制除去)  (推荐)清洗方法单片式装置的Particle再附着问题   更多的半导体单片枚叶式湿法腐蚀清洗设备相关信息可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncas.com),现在热线咨询400-8768-096;18913575037可立即获取免费的半导体清洗解决方案。
发布时间: 2016 - 03 - 07
自动供酸系统(CDS)-华林科纳(江苏)CSEChemical Dispense System System 华林科纳(江苏)半导体CSE-CDS自动供酸系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式设备名称华林科纳(江苏)CSE-CDS自动供酸系统设备型号CSE-CDS-N1507设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system华林科纳(江苏)CSE-自动单片式腐蚀清洗机应用于清洗(包括光刻板清洗)刻蚀 去胶 金属剥离等;可处理晶圆尺寸2'-12';可处理晶圆材料:硅 砷化镓 磷化铟 氮化镓 碳化硅 铌酸锂 钽酸锂等;主要应用领域:集成电路   声表面波器件  微波毫米波器件  MEMS  先进封装等  设 备 名 称CSE-单片清洗机类  型单片式适 用 领 域半导体、太阳能、液晶、MEMS等清 洗 方 式2英寸——12英寸设备稳定性1、≥0.2um颗粒少于10颗2、金属附着量:3E10 atoms/ cm²3、纯水消耗量:1L/min/片4、蚀刻均一性良好(SiO₂氧化膜被稀释HF处理):≤2%5、干燥时间:≤20S6、药液回收率:>95%单片式优点1、单片处理时间短(相较于槽式清洗机)2、节约成本(药液循环利用,消耗量远低于槽式)3、良品率高4、有效避免边缘再附着5、立体层叠式结构,占地面积小 更多的单片(枚叶)式清洗相关设备可以关注华林科纳(江苏)半导体官网,关注http://www.hlkncse.com ,400-8768-096,18913575037
发布时间: 2017 - 12 - 06
氢氟酸HF自动供液系统-华林科纳(江苏)CSEChemical Dispense System System 华林科纳(江苏)半导体CSE-氢氟酸供液系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式 设备名称华林科纳(江苏)CSE-氢氟酸(HF)供液系统设备型号CSE-CDS-N2601设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化...
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水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究

时间: 2021-04-12
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1 水下激光传输特性:

图1是纯净水对不同波长激光吸收的曲线[9]。横坐标为激光的波长,纵坐标为吸收长度,吸收长度即激光被完全吸收所穿过的溶液长度。

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

当激光射入水中时,水会吸收一部分激光而造成其能量的衰减,这可以由Lambert-Beer定律计算得到[10]:

Ix(λ)=I0(λ)exp[-μ(λ)x]

(1)式中,I0(λ)为传输前的激光初始辐照度,Ix(λ)为在液体中传输路程为x后的激光辐照度;μ(λ)为光束衰减系数,表示激光传输1m距离后能量衰减的对数值(自然对数),单位是m-1。Δ=1/μ(λ),Δ为

激光在溶液中的吸收长度,即激光被完全吸收穿过的溶液长度,则Beer-Lambert法则还可写为:

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

(2)由(2)式可以方便地估算出不同水深激光的衰减比例。从图1中可以看出,对不同波长的激光,水的吸收长度Δ不同。对355nm紫外光的吸收长度约为5m,本文中采用的水深为5mm,此时紫外激光被吸收了约0.1%。相对于其它多数波长水对紫外激光的吸收率较小,因此紫外激光较适合做水下激光加工的光源。

2 实验研究

2.1 实验材料和设备

实验中采用的激光加工设备为多功能紫外激光微加工系统。紫外激光加工系统主要由激光器、冷却系统、紫外光学系统、控制系统、CCD定位系统和机械系统构成。激光器是美国OPTOWAVE(光波)公司的AWave355系列355nm三倍频全固态调Q紫外激光器,可以输出纳秒脉冲或者连续紫外波长,激光光斑为TEM00模式,光束质量因子M2<1.1。激光平均功率为0W~10W,脉冲宽度为10ns~40ns,重复频率为10kHz~100kHz,出口光斑0.85mm,经透镜聚焦后的焦点光斑直径约为10μm。使用振镜扫描配合加工平台X-Y-Z3维运动方式,加工平面尺寸可达460mm×310mm。加工系统示意图如图2

所示。实验中所用材料为含氧化铝质量分数大于0.96的陶瓷片,厚度为0.5mm,导热系数为25W/(m・K),绝缘强度为12kV/mm。

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

2.2 实验研究内容与方案

实验主要研究在空气中与水中刻蚀加工后氧化铝陶瓷片的表面形貌以及激光主要参量对水下和空气中刻蚀深度和质量的影响规律。刻蚀图形为1mm×0.5mm的矩形槽,采用线填充扫描加工,填充扫描线间距固定为5μm,激光聚焦平面位于氧化铝陶瓷片表面上。在空气中加工只需将氧化铝陶瓷样品放在加工平台上直接按设定参量进行加工,

如图3a所示。而水辅助刻蚀加工需要烧杯及固定装置,加工样品放置如图3b所示。刻蚀结果采用Dektak150探针式台阶仪进行检测,得出刻蚀深度以及粗糙度数据信息。采用维视图像光电成像显微镜和Quanta200扫描电子显微镜进行刻蚀区域表面微观形貌的观察与分析。

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

    3实验结果:

本文中分别对激光刻蚀参量在水下和空气中刻蚀氧化铝陶瓷的深度影响规律进行了研究(如图4所示)。主要的研究的参量有:水下光程、激光的脉冲能量密度、重复频率和扫描速率。实验中研究水下与空气中加工对比时保证除了水的因素外其它参量完全一致。实验中设定的参量变化范围如下:水下光程为2mm~12mm;激光重复频率为30kHz~100kHz;激光脉冲能量密度为48.0J/cm2~85.5J/

cm2;激光扫描速率为40mm/s~180mm/s。得到的数据曲线如图4所示。由图4a可知,在激光脉冲能量密度为78.5J/cm2、扫描速率为100mm/s和频率为60kHz的条件下,刻蚀深度随着水下光程的增加呈现下降的趋势,这是因为水对激光的吸收作用所致。由第一部分的介绍可知,水下光程越大,激光损耗越大,而且水的散射作用也更加明显,因此刻蚀去除便会降低。当水下光程为5mm不变时,无论水下和空气中,激光刻蚀深度随着激光脉冲能量密度的增加而增加(见图4b),随着激光重复频率的上升而下降(见图4c),随着扫描速率的增加而下降(见图4c)。

显然,激光脉冲能量密度的增加会使材料的去除率增加,而重复频率增加会使激光的峰值功率下降导致刻蚀深度下降缘故,扫描速率的增加造成材料表面单位面积作

用的激光脉冲数下降,去除效率也会下降。从对比实验结果可知,在相同的激光刻蚀参量条件下,水下刻蚀的深度要比在空气中刻蚀要大,如图4b~图4d中曲线对比所示。

利用显微镜和扫描电镜分别对空气中和水中的刻蚀样品进行微观形貌观察,二者的对比照片如图5和图6所示。图5中分别给出激光脉冲能量密度78.5J/cm2、扫描速率100mm/s和频率60kHz条件下,在空气中(见图5a)和在水深5mm(见图5b)时进行激光刻蚀氧化铝陶瓷结果显微照片。从图5a中可以明显地发现加工区域出现发黑现象,且有较严重的残渣重凝层。而在图5b中则基本上没有变

色和残渣重凝现象。图6为空气中和水下激光刻蚀样品的扫描电镜照片。在图6a中可以明显地发现刻蚀底面较为粗糙,刻蚀痕迹明显,有较多的残渣重凝层。而在图6b中的刻蚀底表面相对平整,无明显刻蚀痕迹和残渣重凝层。对图6中样品分别进行粗糙度的检测发现,空气中直接刻蚀后陶瓷表面平均粗糙度为7.53μm,而水下刻蚀的平均粗糙度为3.25μm。3 实验分析3.1 激光刻蚀氧化铝陶瓷机理分析激光加工中材料的去除机制随着激光波长的不同而有所不同。当激光波长较长时,由于光子能量较低,与材料相互作用机理是光热作用,材料吸收激光光子能量后转化为热能而被熔化甚至汽化,通过激光脉冲本身压力和材料汽化蒸发产生的反作用力来达到去除的目的。当激光波长较短时,在一定的条件下可以发生光化学作用。当光化学作用发生时,材料被去除机制是由激光直接破坏材料结合的分子键来实现。对于氧化铝陶瓷来说,其分子键为共价键,键能值约为9.1eV,属于绝缘体材料,而355nm紫外激光所放出的光子能量可由下式得出:

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

水辅助激光刻蚀氧铝陶瓷的研究 

(3)式中,E为单光子能量,h为普朗克常数,c为光在真空中的传播速度,λ为激光的波长,ν为激光的频率。将紫外激光波长355nm代入(3)式可知,紫外激光光子能量约为3.5eV。显然,紫外激光单光子能量小于氧化铝陶瓷的分子键能,不能直接破坏材料结合的分子键,理论上单个光子是不能发生光化学作用的。但BRANNON指出[11],宽能带的材料可能因为材料掺杂和自身缺陷的存在,在原来无法停留电子的能带中产生新的能带结构。这种新的能带一般出现在靠近常规能带的中间位值。其作用就如同在单晶硅中掺杂硼或磷充当受体,来帮助价电子吸收光子能量,从而激发到存在能带中的“缺陷能带”中做短暂停留,随即再吸收第2个光子的能量,然后跃迁到导带。这种因为吸收两个以上的光子能量才能发生的反应,称为“多光子吸收”。在多光子吸收过程中,材料分子必须同时或连续吸收多个光子才能发生断裂。通常多光子现象是观察不到的,只有当激光脉冲的功率密度足够大时(I>106W/cm2),才可能出现比较明显的多光子吸收现象[12]。

本文中使用的紫外激光器功率可达10W,其光斑直径约为10μm,其平均最大脉冲功率密度可达1.3×107W/cm2,峰值功率密度还要更高。故当紫外激光

作用于氧化铝陶瓷表面时,满足产生多光子吸收条件,可以发生光化学作用实现材料的去蚀。3.2 水辅助激光刻蚀与空气中直接刻蚀对比分析通过前面分析可知,紫外激光可以通过“多光子吸收”产生光化学作用实现材料的去除。然而在实际加工过程中,由于高功率密度激光的照射,在空气中直接刻蚀时材料表面的温度迅速升高,材料发生熔化或者气化,此时材料主要实现的是光热作用去除。有研究指出,氧化铝陶瓷材料在2050K~2980K的熔化过程会引起氧化铝陶瓷的晶相变化,形成黑色的变质层,并通过晶相分析可知,黑色变质层以α-Al2O3和γ-Al2O3混合相为主[13]。

因此在空气中直接加工氧化铝陶瓷会由于陶瓷相变而产生发黑变质的现象,并且重凝层较为明显,如图5a所示。在水下进行刻蚀加工时,由物理学相关知识可知,水的比热远大于陶瓷材料,因此,水下加工时由于水的冷却作用而使陶瓷材料表面的温度很难达到其熔

点,此时材料的去除方式应以光化学作用去除为主。此外,由于陶瓷在较低的温度时难以发生相变,因而发黑变质现象也就可以避免(见图5b)。同时,当激光在水下与材料相互作用时,会产生“空泡”这一物理现象。如果空泡周围存在固体壁面,那么在溃灭

阶段还会形成指向靶面的高速射流。该高速射流所产生的冲击力往往可达到兆帕的数量级

[14]。由于空泡的产生与破裂,形成对材料基体的强冲击作用,使因激光作用去蚀的材料迅速脱离,因此,提高了激光刻蚀深度,并且由于水的阻碍作用使去蚀后的材料无法重新黏附在基体表面,这样既保证了刻蚀后的陶瓷表面不受残渣重凝的影响,又可以加快材料的去蚀速率。

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