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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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半导体制造过程中湿台清洗阶段的防火研究

时间: 2022-03-14
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半导体制造过程中湿台清洗阶段的防火研究

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引言

根据FM(工厂互助)保险公司的研究报告,在过去的二十年里,发生在半导体工厂的大多数事件都被认定为“火灾案例”这些报告声称湿化学清洗工艺中的火灾主要是由加热器故障引起的,然而,根据工艺条件,加热器被设计成当温度超过设定值时自动关闭。因此,有必要对湿化学清洗过程中的火灾模拟进行深入研究。

基本上,涉及工业大量损失的事故可能是由化学不相容引起的。本研究的重点是湿化学清洗工艺中清洗材料的不相容行为。它还试图验证半导体工厂制造过程中湿化学清洗过程中的火灾原因。

本研究的目的不仅是确定此类过程中的火灾原因,还研究常用化学品(过氧化氢、浓硫酸、浓盐酸和异丙醇)的潜在危害。因此,这将导致建立浓度三角图,该图可用于识别可燃区、爆燃区甚至爆震区。最后,这项研究可以为基础设计数据提供一种更安全的方法,以避免危险混合物造成的潜在危险,这可能导致半导体工厂的巨大财产损失。

 

介绍

由于自20世纪80年代以来,台湾半导体产业在经济重要性方面的出色表现,以及火灾危险或意外化学物质释放数量的增加,不仅台湾需要相关研究,全世界也需要相关研究。该研究集中于半导体制造行业湿法化学清洗过程中火灾事故的主要原因,以便充分制定积极措施

 

化学品和不兼容性。

鉴于该行业的竞争市场,任何异常停工或意外事件都是不可接受的。比如1984年博帕尔事故发生时,联合碳化物公司是世界第七大化工公司;大量人员受伤和生命损失导致47亿美元的赔偿以及第二年支付的一倍高的保险费。最后,联合碳化物公司在事故发生17年后几乎消失在世界上。因此,有了严格的法规,仔细研究半导体行业的工艺操作安全和潜在危险是很重要的。

在半导体工艺中,许多化学物质用于湿工作台。湿法工作台工艺可分为RCA-Clean工艺化学品、蚀刻酸和溶剂,分别可用于清洁、蚀刻、曝光和光刻胶反应。在每个过程之后,超纯水可以用于晶片清洗。但是为了避免水痕和达到干燥效果,异丙醇,CH3CHOHCH3,(IPA)将被用于去除水渍,半导体工业中使用的化学品的市场范围在1999年之前接近全球212亿美元,并且每年都在稳步增长。考虑到这些大量的化学物质,半导体行业需要更加注意更安全的操作,尤其是不相容反应。本研究的目的是在半导体清洗化学过程中使用湿化学品,如过氧化氢(H2O2)、浓硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)和异丙醇,以进行不相容反应并观察各种混合物材料之间的现象。

 

结果和讨论

各种不相容样品。原则上,湿化学清洗过程中使用了许多化学品。因此,在进行危害评估之前,应选择比其他物质具有更高潜在危害的物质,然后进行进一步的不相容性实验。表1显示了各种不相容性样品测试的结果。根据美国海岸警卫队的经验标准,在实验过程中,观察到超过25℃的温度上升——这被定义为化学不相容性。因此,通过观察H2O2 + H2SO4和H2O2 + HCl的混合物,滴定顺序的判断。由于滴定实验中需要混合三种物质,因此需要判断进入玻璃烧杯的顺序。表2显示了在酸与H2O2或IPA结合后,都可能升高不相容温度并改变溶液颜色的现象。因此,最终的滴定顺序是将酸引入滴定管,然后将其倒入最初含有H2O2和IPA混合溶液的玻璃烧杯中。

 

标准实验。根据湿化学清洗过程中严格使用的化学品H2O2 (31重量%)、H2SO4 (98重量%)和IPA (100重量%)的真实浓度进行了一系列实验,演示了不同重量浓度混合比下的不相容性滴定试验。最终结果和绘制的重量浓度三角形显示在图3中。测试系列的发展表明,在重量浓度三角形左上角的测试中,它没有明显的反应。然而,右下角有剧烈的不相容反应,分别显示溢出、沸腾(定义为温度升至100℃或以上)、冒烟和冒泡(两相释放、混合)现象(如图4-7所示)。随着H2O2重量浓度的增加,H2SO4和IPA都降低,或者当H2SO4增加且H2O2随着IPA降低而增加,或者当IPA增加且H2O2和H2SO4都降低时,在重量浓度三角形中出现显著的温度升高。从实验结果来看,在这些SPM-Normal实验中,伴随着反应机制的变化,出现了各种各样的现象。当H2O2的重量浓度最高时,反应会放热并迅速蒸发,产生溢出和沸腾现象,并伴随大量烟雾和气泡。此外,当H2SO4的量占优势时,最终产品呈现深色和泡沫状。如果IPA在混合比例中占优势,反应会产生圆形烟雾并持续很长时间。

 

顺序测试的反应类型归因于第n级现象

其定义为,在滴定污染酸后,温度突然升高(接近1~2分钟)至最大值,然后降至环境温度。因此,本研究中反应时间的定义,即所谓的达到最高反应温度的时间(TMRT),是从初始温度到最高温度的时间段。在连续测试中,平均TMRT是44.7秒。在所有有沸腾现象(最高温度等于或大于100平均TMRT是39.8秒。同时,通过USCG经验标准判断所有的不相容反应试验,初始温度和最高温度之间的温差超过25℃ (Duh,1997)。这里,测试号6、9、10和16~36的平均反应温度为89.0℃,同时测试的沸腾现象为106.3℃。因此,在这些有不相容现象的顺序测试中,平均升温速率为2.0℃/分钟,沸腾现象为2.7℃/分钟。

 

总之,实验结果表明,在半导体的湿化学清洗过程中,实际利用的浓度和混合比显著显示出潜在的危害。此外,在这些顺序测试中,最严重的危险混合比由测试确定。具有沸腾现象且反应时间较短的危险区域如图所示8.此外,图7显示了H2O2、H2SO4的最大危险趋势曲线和IPA。这个真实的过程部分表明,不兼容的危险只允许在很短的时间(1分钟)内进行紧急救援行动。此外,这种不相容反应会产生大量蒸汽和烟雾,从而提高洁净室中的离子浓度,并可能破坏整个工艺区域,包括附近的设备。因此,半导体工厂湿法化学清洗过程中发生的火灾不仅可能是由FM Global声称的加热器故障引起的,还可能是由化学不相容反应引起的突然放热反应和温度升高引起的。

SPM-回收和SPM-H2O2浓缩实验。为了降低成本,半导体工厂都试图回收有用的化学物质,其中硫酸是典型的一种。通常,再循环浓度为70重量%。此外,为了阐明H2O2的浓度效应,本研究还进行了对比实验,以评估其再循环浓度高达45 wt%。从实验结果来看(见图9和图10),在两个连续测试中都没有出现明显的反应现象。虽然这两种反应类型都属于第n级反应,但没有任何测试号显示不相容的温升。因此,在进行安全工艺设计时,可以考虑这两个试验系列的使用化学浓度和混合比。

HPM-正常实验。这些顺序实验可以模拟湿化学清洗过程中使用的化学品H2O2 (31重量%)、HCl (37重量%)和IPA (100重量%)的真实浓度,以进行不同重量浓度混合比下的不相容性滴定试验。最终结果如表4所示,绘制的重量浓度三角形如图11所示。随着与溢流、鼓泡、冒烟和两相释放相关的连续试验的反应现象,出现了剧烈反应之前的诱导期,如图12所示。随着H2O2重量浓度和HCl随着IPA的减少而增加,或者当HCl重量浓度和H2O2随着IPA的减少而增加时,或者当IPA 随着H2O2和H2SO4的减少而增加时,在重量浓度三角形中,每一个都有显著的温度升高。

此外,这些测试系列的反应类型被确定为自催化现象,观察到其具有诱导期,随后是快速达到最高温度的显著反应。在这个测试系列中,平均TMRT是284.3秒。同时,用USCG经验准则判断整个不相容反应试验,试验次数为17~36次,平均反应温度为62.9 ℃。因此,在这些显示不兼容现象的测试系列中,平均温度上升速率为0.2℃/分钟。

总之,实验结果表明,半导体工厂的湿化学清洗过程中的实际利用浓度和混合比潜在地具有显著的危害。此外,在测试中,混合比最危险的危险是测试号33。这里,图13显示了反应时间较短、存在不相容现象的危险区域。图13还显示了H2O2、HCl和IPA的最大危险趋势曲线。因此,虽然这个真实的过程部分表明存在不相容的危险,但救援人员应该非常小心,因为它没有明显的危险现象,并且很难观察到热量会积聚以触发反应的诱导期。由于这个原因,潜在的危险比SPM-Normal过程更危险,因为自催化分解相当剧烈,并且在达到加速期之前不会被注意到。

 

结论和建议

显然,半导体工业中的湿化学清洗过程潜在地具有巨大的危险,包括溢出、沸腾、起泡、两相释放和不相容反应现象。此外,SPM和HPM过程在反应类型等方面也有显著差异——前者是n级反应,后者类似于自催化反应。但如果酸的使用浓度降低,是否增加H2O2的重量浓度,不会引起任何不相容的危险。因此,为了预防和降低这些意外事故成本,电厂人员应准确了解各工艺阶段的操作条件,并建立本质上更安全的方法-不仅使用常规方法来预防火灾,而且应用更安全的设计并在操作过程中提高安全性。

在这项研究中,正确绘制了特定过程中物质的重量浓度三角形,可以预测危险区域并确定的安全性。

 

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