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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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大直径硅晶圆在单晶炉高温高速热处理过程中的热行为

时间: 2021-11-17
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大直径硅晶圆在单晶炉高温高速热处理过程中的热行为

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引言

      在半导体热处理应用中,批处理在工业的早期阶段被采用,并且仍然非常流行。我们研究了直径为200毫米和300毫米的硅(100)晶片在单晶片炉中高温快速热处理过程中的热行为,该热行为是温度、压力、处理时间、晶片处理方法和速度的函数。在晶片温度上升期间观察到显著的弹性晶片形状变形。在1050℃以上处理的晶片中经常观察到滑移的产生。使用光学显微镜和x光形貌来表征在RTP期间产生的晶体缺陷的尺寸、形状和空间分布。发现在给定的工艺条件下,晶片处理方法和速度对于减少RTP期间的缺陷产生非常重要。通过优化晶片处理方法和速度,在1100℃下处理的200毫米和300毫米直径的硅(100)晶片中获得了高度可再现的、无滑动的实时处理结果。

 

实验

      用大尺寸(直径200 mm和300mm)Si(100)晶片在预热的SWF处理室中在800–1150℃的温度范围内退火。众所周知,si晶片的机械强度受杂质类型和浓度的强烈影响。详细研究并发表了硅中氧和硼对机械强度的影响。在本方法中,使用低氧浓度的硅晶片作为对照样品。硅晶片在退火过程中产生的晶体缺陷通过视觉检测和光学显微镜作为温度、压力、处理时间、晶片处理方法和速度的函数进行研究。

      对于200毫米直径的硅晶片,使用60秒的固定单位处理时间。总处理时间通过重复60 s单位处理而变化。晶片被重复处理1到10次,以研究硅晶片的热行为和缺陷产生机制。对于300毫米直径的硅晶片,由于与200毫米直径的硅晶片相比晶片温度上升速率较慢,单位处理时间在60秒和300秒之间变化。热处理后,使用肉眼、光学显微镜和偏振红外显微镜进行视觉检查。没有可见缺陷的晶片通过x光形貌来表征。表征了RTP过程中产生的晶体缺陷的尺寸、形状和空间分布。

      在本方法中使用的SWF系统中,处理室保持在预定温度。晶片被移入和移出预热的处理室,而不是直接控制晶片温度。SWF处理室由透明石英反应器、碳化硅腔体、加热器组件和铝外壳组成。由于处理室由石英制成,该系统可用于氧化和退火。

      晶片是用一个连接在三轴机器人上的透明石英末端执行器来处理的。晶片处理顺序如图1所示。具体如下:(1)晶片处理机器人拾取晶片,(2)处理室闸阀打开,(3)机器人将晶片进入预热的处理室,(4)机器人将晶片放置在支座上,(5)机器人离开处理室,(6)闸阀关闭,(7)晶片在给定的处理时间内留在处理室中,(8)闸阀打开,(9)机器人进入处理室,(10)机器人拾取处理过的晶片, (11)机器人在处理温度下从处理室中取出晶片,(12)闸阀关闭,(13)晶片在石英末端执行器上自然冷却。在系统正常运行中,晶片经过热处理后放置在冷却站,使晶圆快速冷却。机器人将加工过的晶圆从处理室转移到冷却站需要5秒。在1100℃下从工艺室卸载的晶片通过辐射和对流快速冷却。对于直径为200mm和300mm的硅晶圆,晶片温度在5秒内远低于900℃,这不是本研究中关注的温度范围。因此,在本方法中,所有的晶片都通过自然辐射和对流在端效应器上冷却。

 大直径硅晶圆在单晶炉高温高速热处理过程中的热行为

1 晶圆处理顺序示意图

结果和讨论

      200毫米直径硅片的快速热处理:2示出了直径为200毫米的硅晶片在上升、处理和下降过程中的温度分布,以及在上升过程中晶片的侧视图照片和退火后晶片移除过程中晶片的俯视照片。当在冷却站中进行冷却时,从1100℃的晶片回收开始,晶片温度在不到60秒的时间内达到60℃。由于晶片温度在1100℃下在20秒内饱和,因此选择60秒的单位处理时间来避免与处理时间相关的晶片温度变化。

      图2(b)示出了在晶片温度上升期间从闸阀端口看到的在1100℃下处理室中晶片的时间流逝侧视图。由于晶片温度上升期间的这种温度不均匀性,晶片显著变形。处理室温度越高,弹性变形越大。由于晶片内的热传导,当晶片温度在处理室温度附近饱和时,晶片温度变得均匀。结果,弹性变形随着时间而松弛。

      直径为300毫米的晶片无滑动热处理的可行性:SWF系统中,晶片温度温均匀性通过保持近等温腔的温度均匀性获得。在直径为300mm的晶圆中,增加厚度有助于热扩散,并在温度上升过程中提高温度的均匀性。它还降低了温度上升过程中的弹性变形。即使单个直径300mm的晶圆的重量是200mm晶圆的2.41倍,通过厚度增加增加和内部部分环支撑或三点支撑的重力应力均匀分布的组合,可以减少直径300mm晶圆的缺陷产生。鉴于所有的硅晶片都是从1420C的硅熔体切片的,我们认为300毫米直径硅晶片高达1100C的无滑热处理可以通过这个简单的RTP技术使用SWF系统进行。

      300毫米直径硅片的快速热处理:8中绘制了SWF系统在1000℃退火180s时,直径200mm和300mm的硅晶片的晶片温度分布图。由于直径300mm的晶圆比直径200mm的晶圆具有更高的热容量,因此在直径300mm的硅晶片中,晶圆处理速度对晶圆温度均匀性的影响较小。与直径为200毫米的晶圆相比,直径为300毫米的晶圆的大热容量扩大了晶圆的处理速度边际。

 大直径硅晶圆在单晶炉高温高速热处理过程中的热行为

8直径为200mm和300mm的晶片在760托空气下于1000℃退火180秒的温度曲线

      在1100℃下,直径300mm的硅晶片的功耗略小于3kW。该系统的能源效率远高于基于灯的RTP系统。因此,利用SWF系统对直径300毫米硅片的RTA作为一种非常有前途的替代RTA方法。如果需要严格的重力和热应力管理,在晶片采集之前进行轻微的晶片冷却将显著有助于防止直径300mm的硅晶片产生滑移(塑性变形)。随着晶圆温度的降低,晶圆的机械强度显著增加。在拾取晶圆之前,通过降低晶圆的温度,可以大大降低热应力和冲击。通过在端效应器结构中引入隔热机构,可以实现工艺室中晶圆拾起之前的晶片冷却。

 

总结

本文探讨了在单晶圆炉(SWF)中直径200mm和300S(100)晶片m圆在高温快速热处理(RTP)过程中的热行为作为温度、压力、工艺时间、晶圆处理方法和速度的函数。在晶圆温度升高的过程中,可以观察到明显的晶圆形状变形。当工艺参数没有得到优化时,在1050℃以上处理的晶片中经常观察到滑动的产生。利用光学显微镜和x射线形貌对RTP过程中产生的晶体缺陷的尺寸、形状和空间分布进行了表征。在给定的工艺条件下,晶片处理方法(末端效应器形状和接触面积)和速度在减少缺陷产生方面非常重要。在优化晶片处理方法和速度后,在1100C下处理直径200mm和300mm的Si(100)晶片中获得了高可重复的无滑RTP结果。

SWF系统在RTP应用中非常有前景,如:屏障金属退火、硅化、氧化、薄膜形成、玻璃密度化、玻璃回流、掺杂扩散、热供体湮灭和植入物退火高达1150℃。基于之前的理论计算、实验结果以及直径从200mm到300mm的硅晶片进行快速热处理的可行性。


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