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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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硅片湿法刻蚀技术在3D叠层半导体工艺中的应用研究

时间: 2021-11-27
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 硅片湿法刻蚀技术在3D叠层半导体工艺中的应用研究

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引言

      本研究将三维安装过程 为了实现高品质、低成本, 我们的目的是建立高通量,无损伤的湿加工工艺技术及其制造设备技术的基础。 关于通过湿法蚀刻使硅晶圆变薄的问题, 为了提高作为课题的蚀刻速度和蚀刻均匀性,明确要控制的参数。 将对其进行高精度控制的要素技术导入到旋转方式的片叶湿法蚀刻装置中, 利用大口径的硅晶圆,明确了其效果。另外, 进行加工后的晶圆评价, 在加工后的晶圆上, 不存在损伤层(破碎层、微裂纹、晶体缺陷等); 强度没有降低; 并且,确认装置的电气特性没有变动, 另外,对加工后的晶圆进行了评价,确认了加工后的晶圆中不存在损伤层,为了防止Cu的污染,可以维持衬垫氧化膜,以及器件的电特性没有变动,确立了适用于三维叠层半导体工艺的通过湿法蚀刻形成硅贯通电极的技术的基础。另外,通过实现本目的, 晶圆减薄和插拔可以在同一装置中实施。

 

实验

      由于传统技术的背面研磨的硅晶圆的减薄会产生损伤,虽然进行了损伤去除,但是存在无法去除的深度的损伤,因此发现了确立不产生减薄加工损伤的无损伤的减薄工艺的必要性,提出了通过湿法蚀刻的硅晶圆的减薄。另外,作为不使用干法蚀刻的硅贯通电极形成工艺,提出了通过湿法蚀刻的硅贯通电极形成。

      关于硅晶圆的减薄,叙述了可以适用于三维积层半导体工艺的通过湿法蚀刻的硅晶圆减薄技术的基础的确立。具体来说,整理了所要求的条件,其结果,根据所要求的蚀刻速度等,选择了使用混酸溶液(HNO3+HF)的工艺。由于使用混酸药液的湿法蚀刻是强放热反应,所以利用高温状态下的反应,进行控制,通过适用旋转方式的湿法蚀刻装置,确立了可以适用于三维积层半导体工艺的通过湿法蚀刻的硅晶圆减薄技术的基础。

      关于蚀刻速度的提高,发现,通过对化学液体浓度(成分)的蚀刻速率的确认,可以用市场上的化学液体获得足够的蚀刻速度;通过对化学液体温度的蚀刻速率的确认,可以通过提高温度来提高蚀刻速度;通过应用自旋蚀刻工艺,可以通过液体的切换效果和反应产物的排除效果来提高蚀刻速度。实现了1920µm/min,而不是350µm/min的蚀刻速度目标值。此外,考察了混合酸的高速蚀刻反应,并提出了一种新的反-180-反应机制。

      关于蚀刻均匀性的提高, 混酸溶液的反应是强烈的放热反应, 在药液与晶圆接触期间,即使发生放热反应,也有必要进行控制,使温度变化变小。 预先设定为规定温度以上的晶片温度, 为了改良片叶旋转湿法装置,进行了要素技术的改良。对加工后的硅晶圆进行了评价。通过断面观察,通过湿法蚀刻进行减薄加工后的缺陷较少。通过弯曲强度测量,通过湿法蚀刻进行减薄强度最高,强度低的东西较少。制作了6英寸CMOS晶圆,通过对减薄前后的器件特性的评价,证实了成为问题的电特性的变动没有。

      关于硅贯通电极的形成, 阐述了可应用于三维积层半导体工艺的湿法蚀刻形成硅贯通电极技术的基础的确立。 选择了使用碱性溶液的工艺,该工艺适合于提高硅和作为硅贯通电极的保护膜的衬氧化膜(TEOS―SiO2)之间的蚀刻选择比。 可以提高与衬垫氧化膜的选择比。 蚀刻速度低是一个课题。 为了实现高速蚀刻, 虽然有应用于MEMS加工用途的例子, 没有实际应用, 另外,在TSV插塞工艺以及旋转方式的湿法蚀刻中没有适用事例。 使用添加了羟胺(NH2OH)作为蚀刻加速剂的碱溶液。 为了提高蚀刻速度,提出了使用羟胺溶液作为加速剂,这在TSV插塞工艺中没有应用实例,并将其添加到TMAH溶液和KOH溶液中,以提高蚀刻速度作为效果,并通过添加NH2OH的KOH溶液实现了3µm/min或更高的蚀刻速度,这是蚀刻速度的目标值。此外,考察了添加NH2OH溶液增加蚀刻速率的原因,发现添加NH2OH溶液和不添加NH2OH溶液的反应机制不同,并提出了添加NH2OH溶液时使用KOH溶液进行蚀刻的反应机制。

      关于提高蚀刻的均匀性, 碱溶液的蚀刻, 虽然不是强烈的放热反应, 由于晶圆温度的均匀性和药液量的均匀性是必要的, 除了化学液的温度控制外,还提出了在蚀刻前加温硅晶圆,相对于蚀刻均匀性的目标值±8%以下,达到±1%。·评价加工后的硅晶圆,观察表面粗糙度,不产生成为问题的粗糙度。通过截面观察,在通过湿法蚀刻形成贯通电极后,缺陷较少。作为衬氧化膜TEOS―SiO2的阴影―181―响声,确认Si和衬氧化膜的选择比,有50:1以上的选择比。通过观察湿法蚀刻形成的TSV的截面,不使衬氧化膜消失。评价器件特性,证实了通过湿法蚀刻形成的TSV在电特性上没有问题。

 

讨论和结果

      为了与半导体集成电路的性能·功能的进一步提高不同,使用了三维层叠多个集成电路芯片的半导体工艺技术,通过将异种或同种集成电路芯片薄化、三维安装的层叠技术,缩短芯片间距离,降低信号传播所需的布线长度,从而实现高速化, 另外,通过增加单位容积收容芯片数量和种类,实现小型化、大容量化、多功能化.其中,使用硅贯通电极的三维层叠半导体工艺技术的开发正在积极进行,但在现有技术中,硅片的薄化工艺和 在那里,从硅片加工面到深度10ym以上的倾城都生成了机械缺陷,另外,硅贯通电极从硅片背面的露出工序未能在短时间内高精度地进行,本论文以这样的背景为依据, 开发了在短时间工序中不产生机械缺陷的新的湿加工工艺技术和为了实现该技术的旋转方式的单张湿加工装量技术,总结了适用于三维层叠半连体工艺的成果

      针对利用硝酸、佛酸混酸药液的湿蚀刻的硅片薄化技术,明确了为了兼顾高蚀刻速度和高均匀性而控制的工艺条件和要素技术,开发了应用该技术的旋转方式的单片湿蚀刻装置, 使用相对于药液浓度的变化,蚀刻速度的变化变小的浓度范围的混合酸药液,同时将从线性淋浴喷嘴供给的药液的温度保持在80℃,并且从晶片背面侧供给90℃的纯水,从而直径达到200mm 蚀刻连度1920um/mim和蚀刻均匀性1.9% .另外,在湿蚀刻后晶片上不生成破碎层微裂纹结晶缺陷等机械缺陷,且抗弯强度不降低,在湿蚀刻前后

      关于硅贯通电极的硅片背面露出技术,为了兼顾高蚀刻速度和硅对硅贯通电极的保护膜即摊派氧化膜的高蚀刻选择性, 提出了向碱性药液中导入作为蚀刻加速剂发挥效果的羟胺溶波.适用于旋转方式的单片湿蚀刻装置.使用大口径的硅片明确了其效果.

研究表明,蚀刻均匀性达到+1%,加工后的晶片无机械缺陷生成,能够在硅晶片整个表面上残留复氧化膜,以及硅贯通电极的漏电流无变动,这是极其重要且有用的成果


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