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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400-8768-096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7”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 50~100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: 5.7”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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LED 用蓝宝石晶片湿法腐蚀清洗技术的研究

时间: 2016-12-01
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 LED 用蓝宝石晶片湿法腐蚀清洗技术的研究


      近二十年来,氮化镓基发光二极管(GaN-based LEDs)取得了飞跃式发展,并实现了大规模的产 业化生产。GaN-based LEDs 由于其高效、节能、环 保等优越性能,将取代现有的白炽灯、荧光灯、卤 化灯等而成为主流的固态照明工具。

      现有的外延衬底大部分为蓝宝石,蓝宝石的 组成为氧化铝(Al2O3 )。由于蓝宝石的光学穿透带 很宽,从近紫外光到中红外线都具有很好的透光 性。因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度 镭射镜片材料及光罩材料上,它具有高声速、耐高 温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高等特点,因 此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度 白 / 蓝光 LED 的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的 材料品质,而蓝宝石衬底晶片抛光表面的杂质沾污会严重影响 LED 的质量和成品率。影响 GaN 生长的临界颗粒尺寸为 0.3 μm,在目前的 LED 生产中,绝大多数废品是由于表面污染引起的,由 于在衬底晶片生产中,几乎每道工序都有清洗问 题,所以蓝宝石晶片清洗的好坏对 LED 的发光性 能有严重的影响,处理不当,可能使全部蓝宝石晶 片报废,做不出管子来,或者制造出来的 LED 性 能低劣、稳定性和可靠性很差。因此弄清楚蓝宝石 晶片清洗的方法和原理具有十分重要的意义。 以下主要对蓝宝石晶片的污染物进行分类并阐 述其清洗原理、工艺流程、清洗效果等方面技术问题 进行了研究,最后提出了能够满足 GaN 生长要求的 蓝宝石晶片的湿法腐蚀工艺和清洗液的配方。

       1 湿法腐蚀清洗原理

目前半导体行业的清洗方式主要有干法和湿 法清洗两种,湿法清洗在蓝宝石晶片表面净化中 仍处于主导地位,其具有高选择比,成本低,批处 理系统,高产能,清洗效果明显等优势;湿法清洗 是采用化学的方法来去除晶片表面上的杂质。另 外还可以通过超声清洗的空化作用和直进流作用 使污染颗粒从晶片表面剥离。

1.1 污染物杂质分类 蓝宝石制备需要有一些有机物和无机物参与 完成,另外,在 PSS 的制备过程中总是在人的参与 下在超净间进行,这样就不可避免地对蓝宝石及 PSS 造成污染。根据污染物发生的情况,大致可将 污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及其他。

1.1.1 颗粒 颗粒主要是一些聚合物,光刻胶及刻蚀杂质等。 通常的颗粒粘附在晶片表面,根据颗粒与表面的粘 附情况分析,其粘附力主要是范德瓦尔斯吸引力,所 以,对颗粒只要采取物理或化学的方式进行清除,逐 渐减少颗粒与晶片的接触面积,最终将其去除。

1.1.2 有机物 有机物杂质在 PSS 制备中以多种形式存在,如 人的皮肤油脂,净化室的空气、机械油、机硅树脂真 空脂、光刻胶残余物、清洗溶剂等。每种污染物都对 PSS 的制备过程有不同程度的影响,通常在晶片表 面形成有机薄膜阻止清洗液到达晶片表面,因此, 有机物的去除常常在清洗工序的第一步进行。

1.1.3 金属污染物 蓝宝石本身的化学机械抛光过程会潜在引入 金属污染源。

1.1.4 其他污染物 在清洗过程中,也可能会引入污染物。如 SPM 具有强氧化性,会使有机残余物被氧化、碳化、硫 化等,生成物粘附在晶片表面,不易去除。

1.2 蓝宝石晶片的清洗流程 根据上述分析,吸附在蓝宝石晶片表面上的 杂质可分为分子型、离子型和原子型三种情况。其 中分子型杂质与蓝宝石晶片表面之间的吸附力较 弱,清除这类杂质粒子比较容易。它们多属于油 脂类杂质,但它们对其它沾污杂质具有掩蔽作用。 因此在对蓝宝石晶片进行清洗时,首先应该把它 们清除干净。离子型和原子型吸附的杂质属于化 学吸附杂质,其吸附力都较强。在一般情况下,原 子型吸附杂质的量较小,因此在清洗时,可在清除 分子型杂质后,先清除掉离子型吸附杂质,然后再 清除原子型杂质。最后用高纯度去离子水将蓝宝 石晶片冲冼干净,再加温烘干或甩干就可得到洁 净表面的蓝宝石晶片。 综上所述,净化蓝宝石晶片的工艺流程为:去 分子→去离子→去原子→去离子水冲洗。另外,为 去除蓝宝石晶片表面的氧化层,常要增加一个硫 酸 + 硝酸浸泡步骤。

      2 蓝宝石衬底片清洗工艺分析 蓝宝石晶片的湿法洁净方式主要包括清洗剂 的配方、清洗环境、清洗设备和清洗工艺。

下面主 要就蓝宝石晶片的湿法腐蚀清洗的清洗设备、清 洗环境、常用清洗剂分别阐述。

2.1 清洗的设备仪器

2.1.1 超声波 / 兆声波设备 超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、 间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到 清洗目的。

(1)空化作用。空化作用就是超声波以每秒两 万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方 式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生 真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡 受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清 洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。

(2)直进流作用。超声波在液体中沿声的传播 方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在 0.5 W/cm2 时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面 产生流动,流速约为 10 cm/s。通过此直进流使被 清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗 液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使 溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。

(3)加速度。液体粒子推动产生的加速度。对 于频率较高的超声波清洗机,空化作用就很不显 著了,这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的 加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。超声通 常 选 择 从 40 kHz 到 120 kHz 范围内的清洗频 率,兆声是由换能器发出波长为 1.5 μm,频率 为 0.8 MHz 的高能声波。

2.2 清洗剂常用的化学试剂 清洗剂的去污能力,对湿法清洗的清洗效果 有决定性的影响,根据蓝宝石晶片清洗目的和要 求,选择适当的清洗剂是湿法清洗的首要步骤。蓝 宝石晶片清洗中常用的化学试剂和洗液主要有无 机酸、氧化剂、双氧水溶剂、有机溶剂等,它们在清 洗中的主要作用 如 表 1 所 示 (注 :1 号 液 由 NH4OH、H2O2、H2O 组 成 , 简 称 APM;2 号 液 由 HCl、H2O2、H2O 组成,简称 HPM;3 号液由 H2SO4、 H2O2、H2O 组成,简称 SPM)。

101.png

2.3 清洗工艺

由于清洗是交付外延生产前的最后一道工 序,清洗后就封装,交用户进行 GaN 外延生长。因 此这里给出了抛光后蓝宝石晶片的清洗方法,清 洗工艺和清洗剂的配方如图 1。

主要有两种清洗方案,分别是有机清洗和酸腐 蚀清洗。有机清洗主要洗返工片,即在 PSS 过程中 发现的未满足要求的晶片,这些晶片由于主要污 染物是光刻胶,所以采用有机清洗。先经丙酮浸泡 10 min,除去有机残余物,有机颗粒和光刻胶,浸泡 过程中需要 40 kHz 超声波参与清洗过程。经丙酮 浸泡的晶片已将大部分有机颗粒去除,但表面会有 丙酮溶剂和有机残余物,将其再放入异丙醇溶液中 浸泡并开 40 kHz 超声清洗 10 min,最后放入水槽 进行溢流冲洗,待水阻值达到 10 MΩ·cm 即可。

酸腐蚀清洗主要去除抛光后的晶片表面残留 的金属离子和部分有机物,为下一道的 PSS 工艺 做准备。

102.png

2.4 清洗效果

根据上面优化后的清洗工艺和清洗剂的 配 方,对抛光后的 50 mm(2 英寸)蓝宝石晶片净化效 果分析。具体的净化试验条件是:晶片 20 mm 蓝 宝石晶片;去离子水的电阻率为 18 MΩ·cm;清洗设备为 SFQZ-YJ\SX 型;经专业设备进行检测颗 粒总数小于 8 个 / 片,经检测满足了 GaN 外延生 长的表面质量要求。

      3 结束语

本文主要分析了 LED 晶片湿法腐蚀清洗的 原理和对清洗工艺的分析,给出几种常用的清洗 剂和清洗工艺,经过实验可以满足工业化生产中 对蓝宝石晶片的处理。

随着 MOCVD 生长 GaN 工艺对蓝宝石晶片 质量要求的提高,晶片清洗技术也面临新的挑战, 其主要趋势包括:

(1) 进一步减少清洗剂的使用和废液处理的 费用;

(2)尽量减少去离子水的消耗;

(3)采用自动在线蓝宝石晶片清洗技术,提高 开盒即用的晶片合格率。


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