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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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两步电镀铜工艺

时间: 2021-12-06
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两步电镀铜工艺

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两步半导体电镀工艺将铜沉积到涂覆有半贵金属的晶片上,沉积方式在晶片上是均匀的,并且在后电填充退火后没有空隙。种子层电镀浴使用独特的脉冲波形在非常薄的薄膜中以高密度均匀一致地使铜成核然后,在第二浴填充特征之前,对晶片进行退火。种子层退火提高了半贵金属与铜界面的粘附性和稳定性,并且在后填充退火之后,所得的铜界面保持无空隙。

本发明总体上涉及用于在晶片上沉积铜的方法和设备,更具体地说,涉及用于在半导体晶片上电镀铜种子层的方法和设备。它对于在镶嵌和双镶嵌集成电路制造方法中电镀铜特别有用通过提供一种两步半导体电镀工艺来满足这些需求在涂有半贵金属的晶片上形成非常薄且共形的铜种子膜。共形铜种子层的导电性足以用均匀且无空隙的大块铜对沟槽和通孔进行大块铜电填充。

在本文中使用各种术语来描述半导体加工工作表面、“晶片和”衬底物可互换使用。通过电化学反应将金属沉积或镀在导电表面上的过程通常称为电镀或电填充。散装电填充是指电镀相对大量的铜,以填充沟槽和沟孔。

 除了使用新的扩散屏障材料外,铜种子层的工艺也必须进行改变,以克服PVD种子层的局限性。铜籽层的基本要求是连续的侧壁覆盖,在功能的顶部有足够的开口尺寸,以便在电镀过程中自下而上填充,以及与屏障的良好粘附性。 

首先,讨论了一般的铜电镀硬件和专业领域,以为本发明的进一步细节提供背景。如图所示1,表示电镀装置的图表横截面图。本文详细描述了适用于本发明的具有以下方面的翻盖式平台装置的一般描述。阳极设置在镀槽内的晶片下方,并通过膜与晶片区域分离,首选离子选择膜,阳极膜下面的区域通常被称为“阳极室”。

两步电镀铜工艺 

1 根据本发明的电镀设备的一个实施例的横截面示意图

电镀液通过泵连续地提供给镀槽,通常镀层溶液向上通过阳极膜和扩散板流动至晶片的中心,然后径向向外并穿过晶片。镀溶液也可以从镀电池的侧面设置到浴液的阳极区域。然后,如箭头所示,电镀溶液将电镀槽溢出到溢出蓄水池,然后对电镀溶液进行过滤(未示),并如箭头所示返回到泵,完成电镀溶液的再循环。

如上所述,当电镀到具有高薄片电阻的薄膜上时,晶片的边缘和中心之间的沉积厚度会发生变化。镀铜电解质通常使用铜盐作为离子源,盐中的阴离子对溶液的电导率有显著贡献,影响电解质电导率的一个因素是离子的迁移率,溶液中离子较大的铜盐的流动性较低,溶液的导电性也较低。一般来说,高度水合或具有超过6个非氢原子的分子离子足够大以降低离子在溶液中的流动性,并被认为足够大以降低电解质的电导率,与等效浓度的氢等小的高移动离子的影响相比。

通过使用特定的硬件配置来允许在给定的钌薄膜电阻的均匀性要求范围内的厚度分布的电阻率晶片边缘与中心之间厚度差的共同均匀性要求的范围为+/-10%。最好是小于+/-5%。所述电解质还包括一种或多种铜配合剂络合剂是结合溶液中铜阳离子的添加剂,从而增加极化程度,或将铜阳离子还原为金属所需的潜力。由于钌在不同的加工过程(PVD或ALD)中沉积在不同的半导体加工工具上,表面通常被空气形成的氧化膜覆盖未能去除空气形成的3D氧化物膜可能导致Volmer-Weber(岛)在表面生长,所以为了在电镀槽中实现连续的铜成核,通常必须在或接近析氢区域的负电位下通过极化去除表面薄膜。

在第一部分中,一些铜被镀在晶片上在第二部分中,铜交替地镀在晶片上并从晶片上取出。结果表明,这种交替沉积和去除大大提高了成核和覆盖率。较好的覆盖范围降低了给定厚度的铜沉积的电阻率在脉冲对中的去除脉冲期间,基本上去除在正向脉冲期间沉积的所有铜(例如,先前沉积的铜的至少50%或至少80%)。为了实现这一目标的波形,同时考虑到正向和反向电流脉冲的电流效率之间的差异一般来说,正向电流(沉积)的效率低于反向电流(去除)还必须注意不要过度打磨表面

如上所述,可以沉积在约15~60埃之间的薄保角铜薄膜作为种子层最小厚度取决于需要在钌表面进行连续覆盖,以及在整体电镀步骤之前需要避免铜籽层的完全氧化第二个因素可以通过减少种子和批量电镀步骤之间的时间和在电镀步骤之间的环境中的氧气暴露来控制。此外,薄片电阻也会影响最小厚度如果片阻过高,可能无法进行批量电镀最大尺寸的厚度取决于晶片上特征的几何形状。通常,在整体电镀之前需要小于15,尤其小于10。较高的高宽比增加了特征开口被挤压而留下未填充空隙的可能性能够将非常薄的种子层沉积到非常薄的屏障层上,从而可以填充25纳米及以下的特征。

5A和5B是扫描电镜的图形表示,照片包括退火的铜种子层和未退火的铜种子层的叠层的后电填充退火之后的铜金属化叠层。图中5B示出了与图相同层的金属化堆叠。除了铜种子层,图中的堆栈。5B包括电镀和退火的铜种子层,图中5B中没有空隙,图中5A是这种空洞、501、503、505和507的扫描电镜照片的图形表示。这些空洞的例子位于特征的不同位置,有不同的大小和形状,但它们似乎都是在铜-钌界面形成的。

铜电镀工艺包括可在任何电镀前预处理的步骤。由于晶片可能在(预处理)和电镀后(电镀后退火)之前已经退火,因此不考虑铜籽层电镀后的额外退火。在大多数情况下,晶片在种子层沉积后立即直接转移到大块电层模块。

在一段时间后的环境条件下,在暴露的铜表面上形成一层氧化铜当暴露在批量电镀溶液中的酸性环境中时,氧化铜会溶解到电镀溶液中这种溶解是不可能的,因为它移去了铜种子层的一部分,这可能使铜种子层不连续或整体电镀更加困难。通过在批量电镀之前的还原环境中退火晶圆,任何氧化铜都可以潜在地还原为铜金属。因此,与批量电镀溶液和t接触时,铜籽层溶解,并且意外发现 铜籽层退火减少或消除后电填充退火后形成的空隙虽然这并不打算受到这一理论的约束,但这认为退火种子层可以加强和稳定铜/半贵金属的界面。不均匀或粗糙的半贵金属覆盖和/或不均匀的铜籽层覆盖会导致界面弱,在电填充后退火过程中晶片经历应力时,界面弱会导致空隙形成。请注意,氧化铜还原和铜钌界面稳定退火不需要具有相同的工艺要求 

一般来说,在晶片表面实现镀铜的均匀厚度分布,镀过程中晶片表面应存在均匀的电压分布,但为了补偿端子效应,需要通过增加向晶片内部区域提供的电压或电流来补偿电阻性电压降,从而在整个晶片表面上保持等效的界面电位。或者,可以选择阳极室开口的形状以匹配被镀晶片表面,同时调整靠近晶片边缘的电流通量。

所述电镀装置的电解质成分的任何修改和新的配置都可用于在具有钌涂层和电镀种子的晶片上的批量电镀。特别是,上述结构和电解质组合物的组合可以是有效的在一个实施例中,低酸电解质化学的硬件配置包括高电极虚拟阳极、双阴极和镀槽中的各种介电插入物,以形成电流场。

图中4描述了作为本发明的一个方面的实施例的电镀系统该系统包括三个独立的电气电镀或电镀模块411、417和419。系统tem400还包括三个独立的后电填充模块(PEMs)4.15和两个421的。

电镀和退火的铜种子层是本发明的一个方面。如上所述,电镀层铜种子层比PVD种子层更保形颗粒分布均匀,较多。退火的种子层具有改进的铜到半贵金属界面,从而进一步的应力。例如后电填充退火施加的,不会在堆栈中形成空隙。

退火后的铜籽层也有一些不同的电学性能。虽然为了清晰起见,省略了各种细节,但可以实现各种设计替代方案。


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