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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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半导体清洗工艺中的清洁技术趋势

时间: 2021-11-18
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半导体清洗工艺中的清洁技术趋势

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引言

      由于电子和计算机产业的发展,半导体产业突飞猛进。但是,世界范围内对半导体制造工艺中必需使用的各种环境污染物的限制正在加强,如果半导体行业没有积极的环境应对措施,就很难避免发达国家对半导体出口的制裁。因此,本方法在清洁技术层面,对改善半导体产业环境影响的清洁工艺技术替代方案进行了调查。作为洗净工艺的替代方案,调查了气相洗净工艺UV使用工艺、等离子体使用工艺,比较了各工艺的优缺点。

 

半导体生产工艺与环境危害性:

      半导体生产工艺可分为从硅砂制作半导体用硅晶圆片的工艺和通过连续化学工艺在晶圆片表面实现复杂电路的工艺。两种方法,都是在多晶溶解后,通过浸泡单晶的种子(Seed),得到与种子晶体具有相同结晶方位的棒补洋单晶的方法。另一方面,切片是将这种制造出来的Si棒进行有针对性的切割的过程,大约一英寸长,可以产生28个晶片。照相石板工艺是在晶片上喷涂光刻胶后,是利用设计的掩模实现所希望的电路,杂质扩散工艺是将杂质扩散到Si层内部,使其成为P型或N型的半导体。除这些基本工序外,还需要对制造的半导体进行包装和产品化的组装检查工序,以及在工序之间对晶片表面进行清洁的清洁工序。在半导体工业排放的主要环境污染物中,过氟化合物多用于蚀刻工艺,Deionized Water(DIW)多用于清洁工艺。因此,有必要对这两项工程采取清洁技术方法。

      如表1所示,液相排放物的种类最多,与相对简单的气相排放物不同,处理方法并不容易。像图3,气相排放物有一定减少的趋势,而液相排放物却有增加的趋势。因此,减少液态排放物的方案将需要进行多方面的审查。

半导体清洗工艺中的清洁技术趋势 

1 半导体工艺中的废物

      清洁工艺的过程及目的:随着半导体要求超洁净表面,清洁工艺不仅仅是半导体器件制造的核心工艺,在半导体器件制造过程中约占20%左右。此外,随着半导体产业对改善环境污染的要求越来越高,排放各种酸和DIW等液态废弃物的大部分清洁工程需要向清洁技术进行改善。基本清洁工艺的目的是不损害硅基板表面,也不使表面发生严重变化。即从表面去除细颗粒或化学杂质等污染物。

      如果将晶片污染物按形态特征划分,与表5相同,根据去除方法大致可分为自然氧化火、悬浮粒子和金属。 这些污染物是由粒子的静电荷产生的力,电层形成的力,毛细管作用的力,以及粒子与表面间化学键的力,被认为附着在微泡表面。

      从晶片表面去除污染物的方法大致可分为物理方法和化学方法。 物理方法是通过动量传递将表面污染物从表面脱除;化学方法是通过表面反应将分子间键切断或产生挥发性物质从表面脱除。

      传统洗净工艺(液态洗净):常规的湿式清洁方法是将晶片浸泡在清洁试剂液中一段时间后,由一系列方法组成,用Deionized Water(DIW)冲洗,并使残留在晶片表面的水溶液层干燥。最常用的清洁方法是RCA Cleaning,直到现在仍是主流。RCA Cleaning通常需要三个清洁阶段。 SCI clear g旨在去除有机物、去除金属污染和去除颗粒物; HF dear g用于去除金属污染和自然氧化膜,而SC2 cleaning除去除金属污染外,还再生自然氧化膜,使硅表面具有亲水性,对颗粒呈稳定状态。在以RCA deanig为代表的液相清洁中,就会像表6中那样,反复进行清洁液的清洗和DIW的rinsing,相应地,就会产生大量的液相废物。

      液态清洁具有在同一设备下使用如表6所示的多种使用目的的清洁液,可以实施适合目的的清洁的优点。然而,尽管这种方法的清洁效率很高,但由于大部分使用强酸和DIW,从改善环境的角度来看,这种方法并不理想。

      替代清洗工序:为了改善液态清洁工艺,提出了超声波清洁、旋转清洁、喷雾清洁。超声波洗脱与传统的溶液槽(bath)和洗脱溶液使用相同,但通过将超声波振动引入溶液中,同时进行物理清洁,是提高清洁效率的一种方案。因此,可以谋求提高清洁效率,减少使用溶液的数量。但在复杂的结构中,很难完全去除使用溶液,工艺整合有困难,还有可能再污染等问题。

      旋转清洁是在晶片中央注射少量溶液,然后快速旋转,作为变焦,通过离心力去除溶解在溶液中的污染物的方法。因此,可以带来溶液用量的大幅度降低,使清洁时间缩短。然而,还存在着清洁效率和可靠性的问题。 喷雾清洁是通过强力溶液喷射进行清洁的方法,如图4。因此可以期待比溶液组方式更高的效率,但存在表面损伤及残留清洁液等缺点。

 半导体清洗工艺中的清洁技术趋势

4 喷雾清洁

      通常,在金属中,氯化物是通过氯弧度反应从晶片表面去除的。然而,除盐酸外,使用氮氧化物(NO),其效率比单用氯时高20%以上。对于NO,可以通过共价键和电子交换在其他分子上实现离子键,从而表现出与图9相同的多种键形式。在NO和C1共同作用下,可生成多种化合物,如图10。采用此类方法进行洗脱时,生成化合物的热稳定性成为重要的考虑因素。对于Metal Nytrosyl化合物中最稳定的KNO,在约30°C时降解,因此在设计洗脱工艺时应考虑上述因素。另一方面,在图10等反应机构的作用下,存在在800t以上温度下形成SiOxNydz层的问题。因此,为了降低反应温度,除热方法外,还采用紫外这里(QJV Excitation)和等离子体(Plasma)方法来降低反应温度的方向正在进行研究。

      紫外清洁法最初是通过臭氧的产生来去除颗粒状物质的。 紫外线与氧气反应产生臭氧,并使污染物移除易发生反应。臭氧产生及洗净机理的研究目前已有相当多的进展,还提出了臭氧去除有机物颗粒的整体反应网络。利用氯和氟来发展这种臭氧清洁方法的努力。在紫外清洁工艺中,反应是由图13等反应装置引起的,金属在与氯的反应下会形成余金属氯化物,氟(F2)溶于水生成HF2-离子,从而去除氧化层。

 

总结

      本文从半导体产业的环境危害性和改善异议的清洁工艺的清洁技术方面对技术替代方案进行了调查; 正如我们所看到的,半导体产业的环境废弃物产量与其他电子产业相比, 是令人担忧的,特别是对于液态废物,与类似产业相比,排放高达百倍以上。在半导体生产中,环境相关处理费用占整个半导体成本的10.7%。随着环保监管的深入预期,5%左右的生产单价上涨将不可避免。由此可以看出半导体产业的环境基础技术开发是迫切需要的课题,对此,本文介绍了作为中短期课题的半导体清洁工艺的新方向。

      对于洗脱工艺,目前使用的液相洗脱方法在复杂结构的晶片表面的洗脱效率,以及溶液内悬浮物质再污染的可能性,以及工艺集成生产方面,未来的ULSI。由于使用大量液态化学药品,因此会产生过多的废水。因此,作为替代方案,除了液态洗净工艺的改进方案外,气相洗净工艺、UV使用工艺、等离子使用工艺也在尝试中。

      其中,目前以气相清洁工艺为例,已经实现商业化,UV使用工艺也得到了辅助应用。然而,在功能和环境方面,最令人期待的技术是等离子体使用工艺。 对于等离子体使用工艺,清洁物质及排放物中不含环境有害物质,且可望有较高的清洁性能,可将清洁步骤降至最低。

      通过将半导体清洁工程改善到这种清洁技术方面,可以期待国内半导体产业的竞争力和环境的改善。此外,作为半导体设备市场中的细分市场,在清洁设备领域拥有技术优势,可以替代技术引进和海外出口。


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