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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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RCA关键清洁过程

时间: 2022-03-17
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RCA关键清洁过程

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引言

硅集成电路(IC)的制造需要500-600个工艺步骤,这取决于器件的具体类型。在将完整的晶片切割成单个芯片之前,大多数步骤都是作为单元工艺来执行的。大约30%的步骤是清洁操作,这表明了清洁和表面处理的重要性。

硅电路的器件性能、可靠性和产品产量受到以下因素的严重影响

晶片或器件表面上的化学污染物和颗粒杂质。由于半导体表面的极端敏感性和器件特征的纳米尺寸,因此在热处理如氧化之前、通过蚀刻形成图案之后、离子注入之后以及膜沉积之前和之后清洗硅晶片的有效技术是至关重要的。因此,在硅片中制备超净已经成为制造先进集成电路的关键技术之一。

人们可能会问必须除去的杂质的性质、类型和来源。晶片表面上的污染物以吸附的离子和元素、薄膜、离散颗粒、微粒(颗粒团)和吸附的气体的形式存在。表面污染物薄膜和颗粒可分为分子化合物、离子材料和原子种类。分子化合物主要是来自润滑剂、油脂、光刻胶、溶剂残留物的浓缩有机蒸汽的颗粒或薄膜,来自去离子水、指纹或塑料储存容器的有机化合物以及无机化合物。离子材料包含主要来自无机化学物质的阳离子和阴离子,这些化学物质可以是物理吸附的或化学键合的(化学吸附的),例如钠、氟和氯的离子。原子或元素物质包括金属,例如铜和重金属,它们可以从含氢氟酸(HF)的溶液中电化学电镀在半导体表面上,或者它们可以由硅颗粒、灰尘、纤维或来自设备的金属碎片组成。

颗粒可能来源于设备、加工化学品、操作因素、气体管道,晶片处理和薄膜沉积系统。机械(移动)设备和液体容器是特别多产的来源,而固体材料、液体、气体、化学品和环境空气往往造成较少的颗粒污染,但所有这些都会显著导致化学杂质的产生。

晶片清洗和表面处理的目的是去除颗粒和化学杂质过程。可以使用等离子体、干物理、湿化学、汽相和超临界流体方法来实现这些目标。然而,在形成金属导线之前,最广泛使用和传统的晶片清洗和表面调节方法是基于通常使用过氧化氢混合物的水化学工艺。在过去的25年里,这种方法取得了成功的结果。

这种类型最著名的系统被称为“RCA清洗工艺”,本文将对此进行描述。它用于在加工的初始阶段清洗硅晶片。这些晶片的特征仅在于具有或不具有二氧化硅和氮化硅层或图案的单晶硅或多晶硅,没有暴露的金属区域。含水溶液的活性化学物质可用于清洗和处理这些耐腐蚀材料。早期阶段的清洗通常在栅极氧化物沉积和高温处理(例如热氧化和扩散)之前进行。在这些工艺步骤之前消除污染物对于防止杂质扩散到衬底材料中尤其重要。

“生产线的后端”(BEOL),即加工的后期,清洗晶片要多得多

限制性的,因为金属区域可能暴露,例如铜、铝或钨金属化,可能结合低密度或多孔低k介电膜。基于等离子体辅助化学、化学气相反应和低温气溶胶技术的干洗方法可用于去除有机残留物和颗粒污染物。也可以使用水/有机溶剂混合物和其他不会侵蚀暴露的敏感材料的创新方法。

RCA清洗过程的讨论将包括以下处理顺序:

1)初步净化

2)RCA清洗

3)标准清洁- 1 (SC-1)

4)标准清洁- 2 (SC-2)

5)对SC-1/SC-2的修改

6)HF-Las t

 

初步净化

可以通过干法或液相法去除总杂质,包括图案化后的光刻胶掩模。通常使用氧基等离子体的反应性等离子体辅助清洗是最广泛使用的干法,已经在IC制造中常规使用了许多年。几种类型的等离子体源是市场上可买到的。离子引起的对衬底器件晶片的损伤已经成为一个问题,但是在某种程度上是可以控制的。

液相处理通常用于完成等离子体灰化步骤,或者可以完全代替等离子体灰化步骤。它基于将晶片浸入98% H 2SO4和30% H 2O2的混合物中。在100-130℃的温度下使用2:1至4:1的体积比10-15分钟。有机物被湿化学法破坏和消除氧化,但金属等无机污染物不会解吸。该清洁步骤后的硅表面被来自硫酸的硫残留物严重污染。这些“硫酸-过氧化物混合物”(SPM),也被称为“食人鱼蚀刻”(因为它们具有根除有机物的贪婪能力),在工厂中处理是危险的;需要护目镜、面罩和塑料手套来保护操作人员。需要用去离子水大力冲洗,以完全去除粘性液体。最后,在水冲洗步骤之后,通过将晶片浸入稀氢氟酸HF-H2O(1∶50)中15秒,然后用阿迪水冲洗,剥离在裸硅上形成的含杂质的氧化膜是有利的。可以通过向SPM中添加微量的HF进行改性,从而产生排斥性、更好的除硫、更短的冲洗时间和改善的颗粒消除。

 

RCA清洗

      RCA系统地开发了第一个在金属化前湿法清洗硅片的成功工艺,在他们的制造厂使用了几年,并最终在1970年发表。该过程包括两个连续应用的热溶液,称为“RCA标准清洁液”,SC-1和SC-2,具有纯的和挥发性的试剂。四十多年来,在硅半导体器件的制造中,这些溶液以其原始或改进的形式被广泛使用。用于第一处理步骤的SC-1溶液由水(H2O)、过氧化氢(H2O2)和氢氧化铵(NH4OH)的混合物组成;它也被称为“氨/过氧化物混合物”的“APM”。用于第二处理步骤的SC-2溶液由水、过氧化氢和盐酸(HCl)的混合物组成;也被称为“HPM”,意为“盐酸/过氧化物混合物”。两种处理都在水洗后在硅表面留下一层薄的亲水氧化层。

 

标准清洁- 1

      SC-1溶液最初指定的组成范围为5:1:1至7:2:1体积份的H2O、H2O2和NH4OH。通常使用的比例是5:1;1.DI(去离子)水用于所有操作。过氧化氢是电子级30% H 2O2,不稳定(排除污染稳定剂)。氢氧化铵是29%的NH4OH。在70-75℃下对晶片进行5-10分钟的处理,然后在流动的去离子水中进行淬火和溢流冲洗。用冷水稀释热浴溶液是为了置换液体的表面高度,并降低浴温,以防止晶片批料从浴中取出时变干。该批晶片在冷的流动去离子水中漂洗,然后转移到SC-2浴中。SC-1溶液旨在去除硅、氧化物和石英表面的有机污染物,这些污染物会受到氢氧化铵的溶剂化作用和碱性过氧化氢的强氧化作用的侵蚀。氢氧化铵还用于通过络合除去一些周期表IB族和IIB族金属,如Cu、Au、Ag、Zn和Cd,以及其它族的一些元素,如Ni、Co和Cr。实际上,已知铜、镍、钴和锌形成胺络合物。最初并没有意识到在有能力执行之前AFM(原子力显微镜)分析,SC-1以非常低的速率溶解硅上的薄的天然氧化物层,并以大约相同的速率通过氧化在硅表面上形成新的氧化物。这种氧化物再生现在被认为是去除硅表面上以及硅表面中的颗粒和化学杂质的重要因素。

重要的是要认识到SC-1的热稳定性非常差,尤其是在处理条件下的高温下。H2O2分解成水和氧气,NH4OH通过蒸发释放NH3。因此,混合物应在使用前新鲜配制,以获得最佳效果。必须使用熔融石英(二氧化硅)容器来容纳槽液,而不是Pyrex玻璃,以避免浸出成分的污染。

 

标准清洁- 2

SC-2组合物的最初指定组成范围为6:1:1至8:2:1体积份的H2O、H2O2和HCl。为简单起见,通常使用的比例是5:1:1。水和过氧化氢如上所述用于SC-1。盐酸浓度为37重量%。对于SC-1,晶片的处理范围可以是在70-75℃下5-10分钟,随后进行淬火和溢流冲洗。将晶片在冷的流动去离子水中漂洗,然后干燥。

如果不能立即处理,则立即将它们转移到用预过滤氮气冲洗的玻璃或金属容器中储存。

SC-2溶液设计用于溶解和去除硅表面的碱残留物和任何

残留的痕量金属,例如金和银,以及金属氢氧化物,包括Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH) 2和Zn(OH) 2。通过与溶解的离子形成可溶性金属络合物来防止从溶液中置换再镀。该溶液不蚀刻硅或氧化物,并且不具有SC-1去除颗粒的有益表面活性剂活性。SC-2比SC-1具有更好的热稳定性,因此不需要严格控制处理温度和镀液寿命。

 

SC-1/SC-2的修改

论文中报告了对原始RCA清洗程序的一些改进。这些变化中最具影响力的是RCA兆频超声波清洗系统的引入,用于清洗和冲洗晶片。由于高水平的动能,兆超声波处理对于在SC-1清洗中从晶片表面物理去除颗粒特别有利。它可以大幅降低溶液温度,并提供比简单的浸没槽处理更有效的冲洗模式。

即使过氧化氢浓度降低10倍,SC-1也没有显示出硅或氧化物的总蚀刻。最后,引入任选的工艺步骤,通过用高纯度无颗粒的1∶50 HF剥离SC-1后形成的水合氧化物膜10秒,以便为随后的SC-2处理重新暴露硅表面。

 

HF Last

“HF-Last”处理用于通过将SC-1/SC-2清洗过的亲水晶片短暂浸入非常稀(1:100)的超高纯度HF中作为RCA清洗顺序的最后一步,然后进行最终冲洗和干燥,来产生无氧化物、氢钝化的疏水硅表面。作为这种湿法处理的替代,可以将晶片暴露于HF-IPA(异丙醇)蒸汽中。在任一情况下,产生非常干净的氢钝化的疏水硅表面,其适合于硅层的外延生长,其中不能容忍氧化物痕迹。


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