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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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不破坏MEMS结构的颗粒去除方法

时间: 2021-11-19
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不破坏MEMS结构的颗粒去除方法

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引言

      MEMS (微机电系统)和集成电路的一体化,正如通过电容型传感器和静电电容检测电路的集成化来降低寄生电容和噪声,实现喷墨打印头和红外线区域传感器等大规模阵列一样 这样的集成化是构成MEMS核心的技术之一。由于使用多晶Si的表面微加工技术在控制应力时需要1100°C的高温退火,因此一体化的LSI将采用老一代的设计规则和特殊材料。 但是,这样的LSI不适合高速信号处理。对此,有人提出了分别准备用最尖端技术制造的LSI晶圆和MEMS晶圆,将两者在晶圆级接合的方法。 这种集成化方法具有可以用最合适的工艺和材料分别制作MEMS和LSI的优点。以上述集成化为代表,晶圆接合对于MEMS来说将成为越来越重要的技术。作为晶片接合方法,经常使用阳极接合和金属膜间的扩散接合。 这些接合法需要光滑且正常的接合面,但由于MEMS的复杂化,粒子污染的可能性增加,同时也增加了清洗的难度。

      在去除MEMS晶圆上的粒子时,与LSI制造工序相同,也利用了以过氧化氢(H2O2)为基础的RCA清洗,但随着应去除的粒子的细微化,RCA清洗的粒子去除率降低,另外,对于形成金属电极的晶圆,腐蚀性RCA清洗的应用变得困难。

 

实验

      作为清洗评价用的晶圆,使用切割锯将厚度为380µm的(100)n型双面抛光单晶Si晶圆切割成20mm见方后使用。利用激光散射式表面检查装置对清洗前后Si晶圆上附着的粒径0.3µm以上的粒子数进行了评价。但是,由于WM―3能够测量的晶圆尺寸为4英寸以上,因此在4英寸Si晶圆中心设置的20mm见方的沉孔中嵌入20mm见方晶圆,进行了测量。由于WM―3的分析功能无法仅测量20mm角部分的粒子数,因此我们用扫描仪读取印刷的20mm粒子图的边缘部分以外的16mm角部分,通过对得到的图像进行直方图分析来估算粒子数。粒子图的1像素尺寸为500µm角,16mm角的区域有1024个像素。当在一个像素中存在至少一个粒子时,该像素被打印为黑色。因此,像污染后那样,在各像素区域有多个粒子的情况下,粒子数比像素数多,但是通过清洗大部分被除去,稀疏分布的情况下,粒子数与像素数基本相等。也就是说,后面定义的,从清洗前后的像素数算出的粒子去除率有比实际低的倾向。

      损伤评价作为评价清洗工序伴随的物理冲击引起的损伤的模型,采用了MEMS最基本的结构,而且容易发生损伤的悬臂梁。 悬臂梁的尺寸为厚度1.3 µm、宽度5 m、长度23 µm或28 µm,厚度由SOI晶圆的元件层的厚度决定,宽度由能够容易利用接触光刻制作的最小尺寸决定,长度避免了与音速清洗机的超声波振动的共振 长23 µm的悬臂梁结构如图2所示。

      在超声波清洗或兆声波清洗工艺中,在20 mm方形晶圆专用支架上安装具有强制污染晶圆或微细悬臂梁结构的损伤评价用晶圆,用各清洗液清洗10分钟后,进行了旋转干燥。 在二流体喷雾清洗工艺中,将强制污染晶圆或损伤评价用晶圆真空吸附在旋转机构上,一边以2000 rpm的速度旋转晶圆,一边沿着晶圆摆动二流体喷雾喷嘴,从而向晶圆整个面喷雾清洗液60秒钟,之后进行了旋转干燥。 根据本研究使用的悬臂梁结构的尺寸,确认了不会发生因干燥时的毛细管力而引起的粘贴。

 

结果和讨论

      图4.超声波清洗(100W),兆频超声波清洗(200-600W),双流体表示经过喷雾清洗(0.1~0.5 MPa)后被破坏的悬臂梁结构的比例。洗液全部为DI水。低功率超声波清洗完全没有观测到损伤,而兆频超声波清洗在500W以上的功率下观察到了损伤的悬臂。由兆频超声波清洗引起的损伤集中在28µm长的梁结构上,而不是23µm长的梁结构上。作为其理由,除了梁长的一方容易受到振动的应力之外,还可以认为是兆频超声波的振动频率与梁结构的固有振动共振,被强制振动破坏的可能性。

不破坏MEMS结构的颗粒去除方法 

4 伴随物理清洗的损伤发生率

      在DI水的双流体喷雾清洗中,氮压力在0.2 MPa以下时未见损伤,但在0.3 MPa以上时突然发生损伤。 关于双流体喷雾清洗造成的损伤,虽然没有发现兆频超声波清洗后出现的梁结构长度依赖性,但也观察到了悬臂支撑部分的缺陷,如图5所示。

6表示的是间歇式RCA-1清洗,以及以DI水/表面活性剂水/稀释RCA-1液为清洗液的超声波清洗的PRE。在间歇式浸渍RCA-1清洗和使用DI水的超声波清洗中,被氧化铝粉末强制污染的晶圆的PRE值较低,即使最好也只有30%。另一方面,将表面活性剂水作为清洗液进行超声波清洗,得到了50%左右的PRE。虽然没有发现超声波清洗对模型微细结构的损伤,但50%左右的PRE作为晶圆接合前的清洗是不充分的,希望能有去除效果更高的清洗工艺。

不破坏MEMS结构的颗粒去除方法 

6 浸渍或超声波清洗的颗粒去除率

      添加表面活性剂的水和稀释的RCA-1显著提高颗粒去除率的原因如下。 溶液中对晶圆表面的粒子吸附机制,通过晶圆-粒子间的分子间相互作用(van der Waals力)和静电相互作用(双电层相互作用)进行了说明。在极性溶液中,粒子和晶圆的表面一般带电,由于溶液中离子的存在,在带电界面周围形成双电层。 当作为晶圆表面、粒子表面各双电层的电位分布指标的ζ电位为同极性时,由于电排斥力,微粒子容易从晶圆表面脱离,也难以发生再附着。 另一方面,当晶圆表面、粒子表面的ζ电位为不同极性时,由于电吸力,微粒难以从晶圆表面脱离,脱离的粒子容易再附着,因此清洗困难。

在中性的DI水中,氧化铝粒子的zeta电位为正,硅表面的zeta电位为负,因此使用DI水清洗的PRE较低,但通过使用表面活性剂,Si晶圆、氧化铝微粒子的表面都被表面活性剂完全覆盖,zeta电位被控制在同极性,通过电排斥力,粒子容易被除去。

      20mm方晶圆的切面存在伴随切割的粗糙和碎裂,在分批式清洗中,由此产生的颗粒会积聚在清洗液中,有不能提高清洗效果的危险。特别是兆频超声波清洗,极有可能在超声波的物理力作用下,将切面粉碎,产生大量粒子。对切割切面进行氢氟酸―硝酸处理,使用切面平滑化的晶圆,以DI水为清洗液进行兆频超声波清洗的结果,与未进行相同处理的晶圆相比,PRE得到了改善(图10)。 由此可知,在使用通过切割小片化的晶圆进行试制时,切面会成为发尘源。

 

总结

      作为制造MEMS的重要工艺,晶圆接合的关键是在不损坏微细MEMS结构的情况下去除亚微米以下粒子的技术。 特别是关于使用通过切割小片化的晶圆的MEMS试制中的粒子去除,由于无法对小片晶圆进行适当的粒子数评价,因此至今没有进行定量研究。并且,对从切面产生灰尘这一小片试料所固有的课题也没有进行充分的研究。

      在本方法中,提出了附着在20mm角晶圆上的粒子的评价法,发现了即使是以前的浸入式RCA清洗和超声波清洗不能充分去除的亚微米尺寸的粒子,也能在不对MEMS的微细结构造成损伤的情况下去除的清洗法。 具体来说,使用表面活性剂添加水和稀释RCA―1,在适当的输出功率(本方法为400W)下进行兆频超声波清洗时,以及在适当的氮压(本方法为0.2 MPa)下在清洗液中使用DI水进行双流体喷雾清洗时,可以得到约90%的PRE。 此时,20mm晶圆上的粒子实数从清洗前,即强制污染的数万个左右急剧减少到清洗后的100个左右。另外,通过使用氢氟酸―硝酸对被切割的小片晶圆的切面进行蚀刻处理,也显示了兆频超声波清洗的PRE得到了改善。

      可以认为,本方法开发的清洗法不仅适用于晶圆接合工序前的精密清洗,还适用于广泛的MEMS制造工序。研究表明,传统的RCA清洗需要消耗大量的药液和纯水,通过并用适当的物理力,可以大幅减少纯水和药液的使用量,同时也能大幅减少清洗废液的排放量,同时在不损伤MEMS微细结构的情况下,使晶圆表面变得比以往更清洁。


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