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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。南通华林科纳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 设备名称南通华林科纳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南通华林科纳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。 南通华林科纳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:最大晶...
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南通华林科纳半导体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)-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体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南通华林科纳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。在自动模式情形...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system南通华林科纳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南通华林科纳半导体官网,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-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体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 设备名称南通华林科纳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,兼具自动化与亲和力。在...
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晶片清洗和退火对玻璃/硅晶片直接键合的影响

时间: 2021-11-12
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晶片清洗和退火对玻璃/硅晶片直接键合的影响

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引言

晶圆直接键合(WDB)是一种不用胶水就能键合干净的镜面抛光晶圆的技术。当键合晶片在高温下退火时,相对较弱的室温键合(通过范德华力或氢键合键合)被较高强度的键合(如共价键合)所取代。我们使用4英寸耐热玻璃和硅片研究了玻璃/硅直接键合中的清洗和退火效应。检查SPM清洗(硫酸-过氧化物混合物,H2SO4 :H2O2=4:1,120°C)、RCA清洗(NH4OH:H2O2 :H2O=1:1:5,80°C)以及这两种方法的组合,以研究晶片清洗效果。当晶片在SPM清洗后用RCA清洗时,在室温下获得最大的键合质量。通过原子力显微镜测量的表面粗糙度与室温下的结合质量一致。当退火温度增加到400℃时,结合强度增加,但是在450℃时发生剥离。玻璃和所用硅晶片的热膨胀系数的差异导致了这种剥离。当在室温下键合的晶片在300或400℃退火时,键合强度增加28小时,然后随着进一步退火而降低。进一步退火导致的结合强度下降是由于钠离子通过玻璃/硅界面漂移。

 

实验

我们用四英寸直径的硼硅酸盐7740派热克斯玻璃晶片和硅晶片来研究,厚度分别为500米和525米。硅晶片为p型,电阻为4ω,玻璃晶片含有12.7% B2O3和其他元素,包括Na2O (4.00%)、Al2O3 (2.30%)、K2O (0.04%)和Fe2O3(0.03%)。SPM(硫酸-过氧化物混合物,H2SO4 :H2O2=4:1,120°C)和RCA (NH4OH:H2O2 :H2O=1:1:5,80°C)用于清洁晶片表面。为了比较清洁的效果,研究了SPM和RCA的各种组合(即只有SPM,只有RCA,SPM后RCA,以及SPM后的RCA)。通过原子力显微镜分析清洗前后的表面粗糙度。

清洁后,通过以下方式进行室温粘合,使玻璃和硅晶片的镜面抛光表面紧密接触,将一个晶片放在另一个晶片上,同时对准两个晶片的平坦区域,用手向晶片中心施加适度的压力。所有粘合和清洁程序均在室温下的100级洁净室中进行。在室温键合过程中,形成在晶片中心的键合区域覆盖在整个晶片上。不同样品的粘合质量通过测试测量粘合面积来确定,使用商业图像分析系统拍摄照片。

我们研究了退火后结合强度的变化使用在SPM后使用RCA清洗的硅和玻璃晶片对。在大气压下进行两组退火。第一组在恒定时间(28小时)进行各种退火,温度(200、300、400和450℃),第二组为不同退火时间(6、28和50小时)的恒温(300和400℃)。使用裂纹张开方法测定结合强度;将剃刀刀片插入两个晶片之间,并使用尺子。通过二次离子质谱深度剖面分析测量了从玻璃晶片到硅的离子漂移。从玻璃晶片剥离后,对硅晶片表面(键合硅和玻璃晶片之间的界面)进行SIMS分析。

 

结果和讨论

基材清洗对室温粘接的影响:1显示了各种清洗工艺后室温下键合晶片的光学图像。因为玻璃晶片是透明的,所以两个晶片之间任何间隙的存在都可以通过干涉图案来识别。干涉图案广泛分布在图1(a)和(b)中的所有晶片上,这些晶片单独用RCA或SPM清洗。如图1(d)所示,当在SPM之后用RCA清洗玻璃和硅晶片时,获得了最佳质量的室温键合。

2显示了不同系统清洗后原子力显微镜测量的玻璃晶片粗糙度。表面粗糙SPM、RCA或SPM后玻璃晶片的硬度增加,但在SPM后RCA的情况下保持不变。

 晶片清洗和退火对玻璃/硅晶片直接键合的影响

2 用AFM测定了各种清洗过程后玻璃晶片的表面粗糙度

我们的结果表明,当使用RCA后SPM,RCA溶液中和了之前的残留物清洁步骤。因此,表面粗糙度的增加。在清洗过程中,残留物和溶液之间的相互作用可能会减少。清洗可能会在表面留下羟基自由基,这可以增强氢键。很可能,由于这些影响,SPM清洗后的RCA最大化了表面结合和清洁。

退火对结合强度的影响:3显示了28小时内结合强度随退火温度的变化。在本研究中,我们使用了不同的曲率,两个晶片的曲率是不同的,这是在我们的粘合强度测定中引入了固有误差。然而,这个误差是一致的,因此,相对比较被认为是有效的。当温度升高到400℃时,结合强度增加,但是在450℃时发生剥离。结合强度的增加可以用结合界面处的水分被烘烤出来并且氢键被转化的事实来解释。然而,450℃时的剥离表明,玻璃和硅的热膨胀系数不同会影响结合强度。

      图4显示了在300℃和400℃退火过程中结合强度的变化。结合强度随着时间的推移增加到28小时。在400℃的退火温度下,应力的增加速率高于300℃,然而,退火50小时后,强度下降。结合强度随退火时间的增加可以用共价键程度的增加来解释。温度越高,这个速度应该越快。然而,进一步退火时结合强度降低意味着存在破坏结合的机制。我们认为这可能是由于进一步退火过程中的离子漂移。

      图5显示了在400℃退火后通过SIMS分析在硅表面中的离子分布。退火50小时后在硅晶片的表面上检测到钠离子。考虑到钠的来源是玻璃晶片,这意味着从玻璃晶片到硅晶片发生了离子漂移。因为除了退火50小时的情况之外没有检测到钠,退火50小时后降低的结合强度归因于钠离子从玻璃漂移到硅晶片中引起的结合中断。

 晶片清洗和退火对玻璃/硅晶片直接键合的影响

5 在400℃退火后在硅晶片表面使用SIMS分析测量的离子分布的深度分布

      我们的结果表明存在一个最佳退火条件。通过在适当的温度和时间下退火,可以获得最大的结合强度。较高的温度和较长的退火时间会导致脱粘。

 

总结

      我们研究了硅片清洗和热处理对玻璃与硅片直接键合的影响。当晶片在SPM处理后用RCA清洗时,由于最小的表面粗糙度,室温粘合质量被最大化。发现退火过程中结合强度对温度和时间敏感。不同的热膨胀系数使得玻璃和硅片在450℃时发生剥离。当硅片恒温退火时,键合强度在28小时后增加,但随后下降。进一步退火后结合强度的降低归因于钠离子通过玻璃/硅界面的漂移。我们的结果表明,通过优化清洗和退火工艺可以获得最大的结合强度。实际上,剥离也可以通过使用退火条件来控制。


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