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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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碱溶液中金属杂质在硅片上的附着机理

时间: 2021-11-04
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碱溶液中金属杂质在硅片上的附着机理

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引言

在半导体工业中,清洁的晶片表面对于电子器件的制造是必不可少的。硅片的表面污染会导致大规模集成电路器件的严重退化。从硅表面去除颗粒最常用的技术是湿化学法,称为RCA清洗的过程。在本文中,我们通过密度泛函理论进行第一性原理计算来研究碱金属溶液中的金属粘附。特别是,研究集中在铝和铁羟基离子的行为上,因为铝和铁通常在APM清洗后在晶片表面大量检测到。目前的理论方法提出了铝和铁羟基络合物粘附过程的反应途径,并提供了反应活化能垒的评估。基于这些计算结果,从硅晶片上金属污染的概率方面讨论了铝和铁之间的差异。本方法的动机是从第一性原理的观点来判断传统的RCA方法,尤其是APM清洗是否能完全防止金属污染。如果APM清洗被认为仍然有希望,那么对pH值的严格控制和温度条件将是重要的。如果没有,则需要补充技术,如添加剂,如表面活性剂和螯合剂,溶液中的金属浓度应显著降低。

 

实验

使用密度泛函理论进行第一性原理计算。在整个工作中,我们使用了B3LYP方法,为了确定过渡状态和稳定状态,执行了光学优化。含铝金属体系的自旋电子态为单线态,含铁金属体系的自旋电子态为六线态。在几何优化过程中,所有的硅、氧和铝表面原子被允许自由移动,只有终止衬底硅原子的氢原子被固定在它们的初始位置。

铁杂质有两种可能性,即三价铁和四价铁,两种羟基形式的比例取决于溶液的酸碱度。因此,铝(氢)、铁(氢)3和铁(氢)被认为是硅表面金属附着的主要物质。在水溶液中,一些水分子可能作为配体与金属离子结合。因此,知道在这些粘附物质的水性条件下出现哪种配位是非常重要的。进行了初步的优化计算,以显示最稳定和最简单的铝(OH)2、铁(OH)3、铁(OH)4的构型,通过添加水分子来增加金属离子周围的配位,如图1所示

 碱溶液中金属杂质在硅片上的附着机理

1 铝或铁羟基配合物的原子构型。通过向具有固定数量羟基的铝或铁金属中添加H2O摩尔数,分别获得了优化的结构

作为铝或铁金属附着到硅表面后的产物,我们假设了一个金属原子通过硅原子之间的一个O原子与硅原子连接的结构。因此,我们重点研究了Si(111)结构中仅包含表面单键的局部部分,即由Si静止原子和第二层中的三个硅原子。

 

结果和讨论

从能量观点评价反应性。图2、图3和图4所示的反应过程清楚地表明了铝或铁羟基络合物粘附在羟基封端的硅表面上的可能性很大。附着反应总是从金属络合物的羟基官能团和硅表面之间的相互作用开始。因此,反应性是由于羟基的极性。此外,粘附反应产生了H2O分子。这一关键机制常见于三种粘附反应。应该强调的是,根据图2、3和4所示的能量图,反向反应是可能的。硅表面的金属络合物可以在水分子的帮助下被除去。H2O分子首先与硅氧金属连接的氧原子相互作用。随后,H2O分子攻击氧金属键解离。H2O分子的氧氢键的离解导致金属络合物从表面脱离。有趣的是,在铝和铁的情况下,去除反应的能垒都是0.9-1.0电子伏。

5和图6所示的反应过程提示了通过H2O分子的攻击去除铝和铁络合物的另一种可能性。H2O分子最初与硅氧金属连接的氧原子相互作用。随后,硅氧键溶解被攻击的H2O分子联系在一起。反应的结果是,羟基封端的物质保留在表面,铝(羟基)-或铁(羟基)-3H 0从表面分离。在铝的两种情况下,该反应的势能垒都是1.6电子伏和Fe。因此,与图2、3和4中的逆反应相比,这些反应是不可能的。图5和图6之间势能的显著差异是从产物测量的过渡态的势垒高度。

 碱溶液中金属杂质在硅片上的附着机理

5 水分子对铝羟基杂质在硅表面的蚀刻反应过程中的原子构型和势能

硅是一种化学惰性材料,生长在硅衬底上的二氧化硅对许多酸溶液是惰性的,即使在高温下也能保持不变。APM溶液在超声波或热加热的辅助下显示出很强的清除颗粒的能力,并且对硅和二氧化硅有微弱的蚀刻作用。HPM溶液可以溶解衬底上除硅以外的大部分金属。因此,只要衬底的基本材料仅使用硅,HPM清洗和APM清洗的组合对于去除金属污染物是非常合理的。然而,这种高清洁能力可能会偶然地导致在最近的先进大规模集成电路技术中存在于衬底上的金属材料的蚀刻。根据目前的理论计算,如果金属溶解在清洗溶液中并形成羟基络合物,原则上不能避免金属污染。应对这种金属污染的措施之一是加入添加剂,以降低清洗液中的金属浓度。

与实验结果的比较。在我们以前的实验研究中,比较了稀HF处理表面和氧化表面之间金属络合物粘附的可能性。在铝、铁和锌的每种情况下,在氧化表面上检测到的金属杂质的量都比在HF处理的表面上检测到的量大得多。从理论计算得到的能量图很好地解释了这一实验结果。

在图1中,随着氢氧化铝周围H2O分子的增加,显示了优化的原子结构。结果表明,不含任何H2O配位的铝(OH)是配合物最基本、最简单的结构单元,铝的配位数为4。同样,我们使用氢氧化铝周围H2O分子的增加。结果,获得了作为基本络合物的Al(OH)3 2H2O,其中三个OH基团组成一个三角形,铝原子以三角形为中心,两个H2O分子排列在三角形的上下。因此,铝原子的配位数为5。这些结果表明,水溶液中复合化合物中金属的配位将敏感地随配体和电荷条件而变化。

 

总结

量子化学计算阐明了铝或铁羟基杂质附着在溶液中羟基封端的硅表面的反应路径。在铝(OH)—、铁(OH)3·3H2O和[铁(OH)4·2H2O]—粘附的每种情况下,通过硅-氧-氢到的交换产生H2O摩尔电子硅氧金属键合连接。金属粘附的活化能足够小,然后反应在室温下顺利进行。铝或铁羟基杂质的分离也是可能的,这是由于在硅氧金属连接的氧金属或硅氧键处的H2O分子的攻击。氧金属键的离解比硅氧键的离解更有利。然而,与粘附相比,这种分离在能量上是不利的,因此,即使只使用纯水或碱溶液技术对硅晶片进行清洗处理,大部分金属杂质仍会保留在表面上。因此,利用溶液中的添加剂如螯合剂和表面活性剂来防止高酸碱度范围内的金属粘附变得更加重要。


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