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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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硅片湿法清洗技术

时间: 2021-11-20
点击次数: 7

硅片湿法清洗技术

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引言

DRAM及CPU为代表的超大规模集成电路硅半导体器件,近年来成为个人电脑热潮的导火索,预计今后器件的需求也会扩大。 那么,该硅半导体器件的基板材料几乎都是通过直拉法(CZ)法培育的单晶硅。 通过对单晶硅锭进行切割、研磨、蚀刻、镜面抛光以及湿法清洗工序,制作出厚度为700-800μm的镜面晶圆。 随着半导体器件的微细化及高性能化,晶圆表面的高品质化被进一步要求。晶圆表面质量有粒子、金属杂质、有机物、微粗糙度及自然氧化膜。在本中,在CZ法硅镜面晶圆的加工中,关注表面的粒子及各种污染,对除去这些粒子的湿法清洗工序的概要及相关技术进行了叙述。

 

硅片清洗技术

我们已知清洗对镜面抛光后的晶圆表面质量有很大的影响,随着超大规模集成电路器件的微细化及高性能化的发展,人们逐渐认识到清洗的重要性,近十年来,研究也开始盛行起来。目前的镜面抛光晶圆的清洗大部分采用RCA法或其改良法。RCA法的基础是NH、OH/H202/H、O(称为SC-1清洗)以及HCI/H、O、/H、0(称为SC-2清洗),分别具有去除颗粒和金属污染的效果。 在实际的清洗技术中,根据用途组合这些,有效地去除粒子、金属杂质以及有机物。 下面就粒子、金属杂质以及干燥技术进行说明。

如图1所示,由于256MDRAM以后的世代采用了0.25μm的设计规则,因此在这些器件中使用的φ300mm晶片上,预计尺寸0.1μm级的粒子会对器件特性产生影响。下面,将对通过清洗除去粒子的机理、以及晶圆表面粒子的测量原理及问题点进行叙述。一般来说,在去除硅晶圆表面的粒子时,碱性的清洗比酸性的清洗更有利。对去除粒子有效的SC―1清洗是同时发生NH40H对硅的蚀刻和H202对硅的氧化的反应体系。据推测,去除颗粒的主要原因是NH40H的蚀刻。此外,我们还提出了基于溶液中的晶圆及粒子的zeta电位的粒子附着模型。在SC―1清洗中,NH40H蒸发显著,从除去粒子的观点来看,药液的使用时间受到限制。因此,为了在线监测药液中的浓度,使浓度恒定化,还提出了定量添加NH40H和H202的系统。在RCA清洗中,利用物理现象的超声波并用,有空化作用的类型(频率40~50kHz)或高频加速度的类型(频率900kHz~1MHz)。 前者对于去除尺寸较大的粒子是有效的,但担心会因空化而对晶圆造成损伤。另一方面,后者是利用巨大加速度或溶液的挤压效果,对去除小粒子有效。由于在该频率区域中不发生空化,因此晶片表面几乎没有损坏。

硅片湿法清洗技术 

1 导体器件的设计规则与晶圆表面特性的关系

在波形以及器件的制造过程中,存在来自工艺装置以及间材的金属污染(Al、Fe、Cu、Ni等)。需要开发去除这些金属杂质的清洗技术。 通常进行酸基SC-2洗涤或稀HF溶液与碱基SC-1洗涤的组合。SC-2清洗通过HCl的溶解作用和氯离子的配位结合力,对去除金属杂质有效果20>。 在图4中,将A1、Fe、Cu以及Ni强制污染了10′3atoms/cm2水平的晶圆,比较了稀HF和SC-2清洗后的金属污染水平,关于Cu,用稀HF清洗几乎无法除去,而用SC-2清洗则有很高的除去效果。 在SC―1清洗中,Al及Fe作为氧化物吸附在自然氧化膜上,离子化倾向比Si小的Cu直接吸附在Si上。 SC-1清洗容易去除硅表面的Cu和Ni。但是,如果清洗液中含有0.1 ppb左右的Fe、Al、Zn等金属杂质,晶圆表面就会附着浓度为1011atoms/cm2水平的污染,清洗液本身就会成为新的污染源。作为防止SC―1清洗时金属污染的方法,还提出了在清洗液中添加螯合剂的方法。

 硅片湿法清洗技术

4 以及稀HF清洗中的金属杂质去除效果

干燥技术:干燥与清洗工艺是一对重要的技术。关键是如何在减少水印(干燥痕迹)及颗粒的状态下,在短时间内进行干燥。在以往的旋转干燥及IPA蒸汽干燥中,在晶圆的大口径化时,图2粒子测量装置的光学系统模式图图3氢处理晶圆的LPD计数的变化粒子测量装置使用了图4 SC-2和稀HF清洗中的金属杂质去除效果。为了解决这些问题,为了降低粒子及水印,利用在稀IPA气氛中的室温水中拉起引起的表面张力差效果的干燥法受到关注。

 

最近的清洗技术

现在的硅晶圆的清洗装置,作为追求RCA清洗法的生产性的结果,大部分采用多槽分批浸渍处理方式。近年来,为了满足器件芯片尺寸的扩大、制造成本的增加,φ300mm晶圆的实用化正在取得进展。即使晶圆变成大口径,φ300mm晶圆的清洁度也会更加严格。在裸晶圆加工装置(研磨、研磨)的片叶化发展中,考虑晶圆批量生产线时,清洗装置的片叶化成为必不可少的技术之一。从晶片输送和工艺集成的观点来看,片材清洁比批量清洁更有利。常见的片叶式清洗装置示意图如图5所示。在旋转边缘保持在耐化学液体旋转杯中的晶片的同时,从各种喷嘴向晶片喷射化学液体或纯水。在以往的片叶式清洗装置中,具有耐化学性的超声波喷嘴以及旋转杯内的单元技术是最大的问题点,作为裸晶片的清洗,几乎没有实现φ200mm晶片的实用化。

近年来,开发出了图6所示的耐化学性的超声波MHz喷嘴。 通过ADDICPMS法25>·26)首次明确了从该喷嘴的金属污染溶出比以往的喷嘴少。 使用耐化学性及以往的喷嘴,向硅晶圆喷射浓度为30ppm的臭氧水。分别用ICP―MS法及ADD―ICPMS法测量了注入的臭氧水及晶圆表面的金属杂质浓度。

臭氧是仅次于氟的强氧化剂,是利用该氧化力,除去附着在晶圆表面的有机物及金属杂质的方法。以前,除去有机物用SC-1洗净或者硫酸和过氧化氢的混合溶液除去,金属杂质用SC-2洗净除去。作为除去有机物及金属杂质的方法,使用添加臭氧的超纯水。以超纯水为原料,通过电解方式产生的清洁臭氧气体,通过透过膜组件溶解在超纯水中。 添加臭氧的超纯水基本处于中性区域,具有较高的氧化还原电位,因此可以从金属及有机物中夺取电子进行氧化。

通过电解含有离子的超纯水,可以通过电泳在阳极侧生成酸性电解水和在阴极侧生成碱性电解水。通过向超纯水中添加符合目的的电解质进行电解,可以调整离子水的氧化还原电位及pH特性。添加了电解质的电解阴极水具有去除Cu及Fe的效果,可以考虑代替酸性溶液。电解阳极水具有除去二氧化硅粒子的效果,是与SC―1洗净相同的洗净方法。

 

总结

本文报告了硅片清洗的概论、最近的新清洗法及相关技术的评论。为了应对器件的高集成化及高性能化,晶圆表面的高品质化非常重要,而且大口径化成为导火索,不仅需要传统的清洗技术,还需要突破。洗净作为生产技术,不仅要根据经验·诀窍进行开发,还需要从理论分析出发考虑洗净技术。另外,表面的高品质化不仅仅是清洗,洁净室的维持管理晶片的包装及保管方法也很重要。


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