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湿法制程整体解决方案提供商

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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400-8768-096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7”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 50~100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: 5.7”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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氮(氧)化硅湿法刻蚀后清洗方式的改进

时间: 2020-12-17
点击次数: 17

(氧)化硅湿法刻蚀后清洗方式的改进

摘要:在半导体制造工艺的湿法刻蚀中,用热磷酸刻蚀氮化硅和氮氧化硅是其中一个相对复杂又难以

控制的工艺。在这个工艺中,热磷酸刻蚀后的去离子水(DIW)清洗更是一个非常重要的步骤。主要分

析了由于去离子水清洗不当造成的表面缺陷的形成机理,并通过合理的实验设计和分析,给出了具体的解

决方案。

关键词:半导体制造;氮化硅;湿法刻蚀;湿法清洗;

1引言

热磷酸湿法刻蚀已经在半导体制造工艺中应用了几十年了。由于热磷酸对氮化硅和氮氧化硅刻蚀具有良好的均匀性和较高的选择比,一直到了90nm的最先进制程也是采用热磷酸来刻蚀氮化硅与氮氧化硅。常用的热磷酸刻蚀液是由85%浓磷酸和15%去离子水(DIW)配合而成,并保持在160℃的温度下进行刻蚀。热磷酸刻蚀之后的芯片一般采用热去离子水清洗。当芯片从160℃的磷酸槽进入水槽时,芯片表面残余磷酸的粘度极剧增加,并且形成一层带有磷酸和副产物的薄层紧贴于芯片表面。如果不将这层残余物质清洗干净,将严重影响芯片的后续制程,造成芯片成品率的损失和可靠性问题。所以热磷酸后清洗比其他酸液(如SC2,SPM,HF等易去除的试剂)之后的清洗更关键,也更具有挑战性[1]。

2清洗缺陷产生机理分析随着工艺尺寸的逐渐缩小,定义和刻蚀精准的多晶硅线条变得越来越困难。工业界常采用在多晶硅表面覆盖一层由化学汽相沉积的氮氧化硅(SiON)来解决这个问题。在定义多晶硅线条的光刻胶时,氮氧化硅可作为防反射层(ARC),使光刻更精确;而在多晶硅刻蚀时,氮氧化硅可以当作硬掩膜,即先将氮氧化硅刻蚀出线条形状,然后以氮氧化硅线条为掩膜来刻蚀下面的多晶硅,这样可以避免由于光刻胶边缘受离子轰击变薄而使多晶硅线条受损。

在多晶硅刻蚀结束后,需要将这层已经没有用的氮氧化硅去除,否则会影响之后的金属硅化物的形成。工业界一般采用热磷酸湿法刻蚀法去除这层氮氧化硅。这是由于这种刻蚀对氮氧化硅/多晶硅的选择比很高,反应不会影响多晶硅线条的尺寸,对源漏区剩余氧化硅的刻蚀也很少。氮氧化硅湿法刻蚀流程如图1所示。

氮(氧)化硅湿法刻蚀后清洗方式的改进

但是由于在氮氧化硅湿法刻蚀时表面的特殊性质,很容易在此工艺中产生表面缺陷,以致影响芯片的良率与可靠性。在多晶硅刻蚀之后,芯片表面存在两种不同的物质:一个是占面积绝大部分的氧化硅(主要是用作浅沟道隔离的氧化硅),是亲水性的物质;另一个是多晶硅线条,多晶硅是憎水性的。芯片表面同时存在亲水性和憎水性的物质时,就特别容易在去离子水中吸附其中的空气气泡[2]。

水槽中空气气泡的成因很多。首先是水槽的热水管较易积累气泡。热水管不是常开的,只有在水槽内有芯片时才会开启,平时处于关闭状态时,管路内的气泡会累积在阀门下方的管壁上。一旦阀门开启就进入水槽,从而影响水槽中的芯片;又由于整个热水管路是一个密闭系统,水中空气会因加热而析出。另外由于水槽中的热水是由酸槽附属的去离子水加热器提供,当加热器加热时,紧贴加热部位的去离子水会产生局部沸腾现象,也会产生气泡。总之,如果热水并不是由厂务集中供应,而是使用机台自带的加热器时,热水槽的气泡是不可避免的。

这些气泡会随水流由水槽底部进入水槽,部分气泡会吸附在靠近液面处的芯片表面,阻碍热水对剩余磷酸的清洗。而多晶硅刻蚀完后芯片表面凹凸不平的“地貌”,使得芯片从热磷酸中取出时,表面残留更多的磷酸溶液。磷酸会继续与底下的氧化硅反应产生副产物,副产物会在之后的清洗中剥落,随着水流迁移到芯片各处(图2)。副产物会严重增加芯片的表面缺陷数量,如果副产物落在多晶硅线条边晶体管源漏的位置,不仅会影响漏源的离子注入,还会影响晶体管边墙的形状,严重地会造成钨接触开路(图3)。

氮(氧)化硅湿法刻蚀后清洗方式的改进

3实验方法

基于上述对热磷酸后清洗表面缺陷产生机理的分析,本文拟利用图形化200mm硅片,采用标准的和不同改进的热磷酸后清洗方法,以确定清洗效果最佳的后清洗方案。

实验采用的是美国SCPGlobal公司生产的适用于200mm硅片的湿法清洗机(型号E200)。配置有热磷酸槽(160℃)、水槽和使用异丙醇(IPA)的干燥槽。水槽内配有去离子水加热器,可输出70℃去离子水。

实验硅片为刚经过多晶硅刻蚀的正常图形化200mm硅片,并且用KLATencor®2360缺陷测试仪测量清洗前后硅片表面的缺陷数量,以便对比分析不同清洗方法的清洗效果。

清洗条件1:普通热水溢出式清洗。硅片在热磷酸中浸泡10min,立即进入水槽,通70℃热水,不断继续溢出式清洗,清洗10min后进入干燥槽。

清洗条件2:热水快速排水式清洗。硅片在热磷酸中浸泡10min,立即进入水槽,通70℃热水,先进行2min的溢出式清洗,后采用排水式清洗(即用几秒钟将水槽排空,在关上阀门补水,补满水后再将水槽排空,以此循环)。共10min,最后经干燥槽干燥。

清洗条件3:水淋排水式清洗。基本流程同清洗条件2,不同的是在水槽的两侧安装水淋器,在水槽排空时将水淋器打开,喷射去离子水以覆盖整个芯片表面,水槽补满时停止喷水。

清洗条件4:温水溢出式清洗。硅片在热磷酸中浸泡10min后,立即进入水槽浸泡,但不采用70℃热水,而采用40℃温水(无气泡),用溢出式清洗法清洗10min后干燥。

4实验结果与讨论

四个不同清洗条件的硅片实验之后在用KLATencor®(2360)机台测量其表面缺陷的数目。具体结果如表1所示。酸残余,也没有发现水痕,清洗效果最好,远优于其他清洗方式;而采用温水溢出式清洗(清洗条件4)的芯片表面存在着无规则分布的小粒磷酸残余,这类残余并不是气泡产生而是因为温水洗净率不够,所以残余的大小往往不足0.5μm,而且大多分布在空旷区。这类小的残余可以在接下来的清洗中用热的硫酸等非常容易地去除。

经过多次试验都证明:淋排水式清洗(条件3)是最佳的清洗方式,并转入实际生产应用。经过此清洗方式的改变,中芯国际一厂某典型产品(0.18μm工艺)芯片边缘新月状失效的发生率由12%下降到0,平均成品率由65%上升至80%。

5结论

在分析对氮(氧)化硅热磷酸刻蚀后清洗的表面缺陷产生机理后,通过一系列的后清洗实验设计和分析,结果表明:考虑到磷酸残余在低温时的高粘稠性,必须用较高温度的去离子水清洗,同时,为了防止热水中特有气泡缺陷,推荐在水槽两侧安装水淋器以保证芯片一直处于水的氛围中。另外,由于清洗时间不足或是水温不够造成的磷酸残余可以用其他的高温溶剂清洗。建议在氮氧化硅刻蚀之后加一步热硫酸清洗,不仅可以防止磷酸残余,更可以去除由于刻蚀造成的有机物污染。免责声明:文章来源于网络,如有侵权请联系作者删除。)


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