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    產品名稱:

    酸/堿刻蝕機

    上市日期: 2016-03-07

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    ?? 刻蝕方法分為:干法刻蝕和濕法刻蝕,干法刻蝕是以等離子體進行薄膜刻蝕的技術,一般是借助等離子體中產生的粒子轟擊刻蝕區,它是各向異性的刻蝕技術,即在被刻蝕的區域內,各個方向上的刻蝕速度不同,通常Si3N4、多晶硅、金屬以及合金材料采用干法刻蝕技術;濕法刻蝕是將被刻蝕材料浸泡在腐蝕液內進行腐蝕的技術,這是各向同性的刻蝕方法,利用化學反應過程去除待刻蝕區域的薄膜材料,通常SiO2采用濕法刻蝕技術,有時金屬鋁也采用濕法刻蝕技術,國內的蘇州華林科納CSE在濕法這塊做得比較好。
    下面分別介紹各種薄膜的腐蝕方法流程:

    二氧化硅腐蝕:

    在二氧化硅硅片腐蝕機中進行,國內腐蝕機做的比較好的有蘇州華林科納(打個廣告),腐蝕液是由HFNH4F、與H2O按一定比例配成的緩沖溶液。腐蝕溫度一定時,腐蝕速率取決于腐蝕液的配比和SiO2摻雜情況。摻磷濃度越高,腐蝕越快,摻硼則相反。SiO2腐蝕速率對溫度最敏感,溫度越高,腐蝕越快。

    具體步驟為:

    1、將裝有待腐蝕硅片的片架放入浸潤劑(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡1015S,上下晃動,浸潤劑(FUJI FILM DRIWEL)的作用是減小硅片的表面張力,使得腐蝕液更容易和二氧化硅層接觸,從而達到充分腐蝕;

    2、將片架放入裝有二氧化硅腐蝕液(氟化銨溶液)的槽中浸泡,上下晃動片架使得二氧化硅腐蝕更充分,腐蝕時間可以調整,直到二氧化硅腐蝕干凈為止;

    3、沖純水;

    4、甩干。

    二氧化硅腐蝕機理為:

    SiO2+4HF=SiF4+2H2O

    SiF4+2HF=H2SiF6

    H2SiF6(六氟硅酸)是可溶于水的絡合物,利用這個性質可以很容易通過光刻工藝實現選擇性腐蝕二氧化硅。為了獲得穩定的腐蝕速率,腐蝕二氧化硅的腐蝕液一般用HFNH4F與純水按一定比例配成緩沖液。

    由于基區的氧化層較發射區的厚,以前小功率三極管的三次光刻(引線孔光刻)一般基極光刻和發射極光刻分步光刻,現在大部分都改為一步光刻,只有少部分品種還分步光刻,比如2XN0032XN0042XN0132XP013等。但是由于基區的氧化層一般比發射區的厚,所以刻蝕時容易發生氧化區的侵蝕。

    二氧化硅腐蝕后檢查:

    1、窗口內無殘留SiO2(去膠重新光刻);

    2、窗口內無氧化物小島(去膠重新光刻);

    3、窗口邊緣無過腐蝕(去膠重新光刻);

    4、窗口內無染色現象(報廢);

    5、氧化膜無腐蝕針孔(去膠重新光刻);

    6、氧化膜無劃傷等(去膠重新光刻)。

    AlCVD腐蝕:

    摻磷的SiO2是磷硅玻璃,如果PSG是長在鋁上做鈍化層,這時采用二氧化硅腐蝕液腐蝕會傷及鋁層,所以一般采用如下腐蝕液:冰乙酸:氟化銨=23。具體步驟為:

    1、將裝有待腐蝕硅片的片架放入浸潤劑(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡1015S

    2、將片架放入裝有腐蝕液(冰乙酸:氟化銨=23)的槽中浸泡,并且上下晃動片架;

    3、將片架放入裝有甲醇溶液(甲醇:純水=11)的槽中浸泡;

    4、在溢流槽中溢流沖水;

    5、沖純水;

    6、甩干。

    鋁腐蝕:

    在鋁腐蝕清洗機中進行,具體步驟為:

    1、將裝有待鋁腐蝕硅片的片架放入浸潤劑(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡10-15s,并且上下晃動;

    2、將片架放入裝有45℃左右的鋁腐蝕液(磷酸+硝酸+醋酸+純水)的槽中浸泡,上下晃動片架,使得鋁腐蝕更充分,腐蝕的時間根據先行片的腐蝕時間進行調整,直到腐蝕后看到二氧化硅表面為止;

    3、沖純水;

    4、甩干:在甩干機中甩干后烘干。

    磷酸約占80%,主要起腐蝕鋁的作用,硝酸占1%-5%,其與鋁反應生成溶于水的硝酸鹽,可以提高腐蝕速率,但含量過多會影響光刻膠抗蝕刻能力,醋酸占10%左右,它能降低腐蝕液的表面張力,增加硅片與腐蝕液的浸潤效果,提高腐蝕均勻性,同時具有緩沖作用,純水占5%左右。

    鋁腐蝕后檢驗,主要項目有:

    1、連鋁、鋁過腐蝕、鋁條間殘鋁、鋁條不過細、鋁條氧化——去膠后重新蒸鋁;

    2、鋁條變色(灰、黑、黃)——如果變色嚴重則報廢。

    SIPOS腐蝕:

    1、將裝有待腐蝕硅片的片架放入浸潤劑(FUJI FILM DRIWEL)中浸泡2030S,上下晃動;

    2、將片架放入裝有腐蝕液(40%NH4F溶液:H2O40%HF溶液=1061)的槽中浸泡,并且上下晃動片架;

    3、沖純水;

    4、甩干。

    等離子體刻蝕:

    等離子體刻蝕可用于刻蝕SiO2Si3N4,多晶硅等,但是,通常氧化硅用濕法腐蝕快,而氮化硅也可以采用二氧化硅腐蝕液,但是腐蝕速度慢,因此氮化硅刻蝕用干法刻蝕,所用的設備有901E/903E TEGAL plasma etching system型等離子刻蝕設備,用的的刻蝕氣體有:CF4O2N2SF6CHF3NF3HeC2F6等。

    1Si3N4刻蝕:

    903E刻蝕機中刻蝕,刻蝕機內通入的氣體有:CF4NF3He

    刻蝕機理是:?CF4電離→CF3+F*(氟自由基)

    CF3電離→CF2+F*

    CF2電離→CF1+F*

    12F*+ Si3N43Si F4+2 N2

    氟游離基的作用是使氮化硅被腐蝕,生成物是氣體,被真空裝置抽氣抽走。為了加快腐蝕速率可以在CF4中加入少量氧氣(5%-8%),因為氧能夠抑制F*在反應腔壁的損失,并且:CF4+O2F* +O*+COF*+COF2+CO+……???(電離)

    COF*壽命較長,當它運動到硅片表面時發生以下反應從而加速了腐蝕速率:

    COF*F* CO?(電離)

    但是氧氣加多了要腐蝕光刻膠降低選擇比。

    2SIPOS、多晶硅刻蝕:

    901E刻蝕機中刻蝕,刻蝕機內通入的氣體有:SF6

    玻璃腐蝕:

    ?1、?配制5%HF溶液,

    配制腐蝕液:5%HF溶液:H2O=350

    2、常溫下,將硅片放入腐蝕液中浸泡;

    3、在溢流槽中沖洗;

    4、沖純水;

    5、甩干。

    濕法去膠:

    鋁淀積前去膠在SH去膠機(濕法腐蝕機)中進行,采用SH溶液將膠氧化的方法去膠,具體步驟為:

    1、在SH清洗劑(98%H2SO4H2O2=31)中浸泡;

    2、在溫純水中溢流沖水;

    3、在溢流槽中溢流沖水;

    4、甩干。

    由于酸對鋁有腐蝕作用,淀積鋁后去膠就不能用酸,在此采用有機溶劑OMR502剝離液去膠,在OMR剝離清洗機中進行,具體步驟為:

    1、在剝離液(OMR-83剝離液)中浸泡去除光刻膠;

    2、再在H-1清洗劑中浸泡去除剝離液;

    3、在異丙醇中浸泡去除H-1清洗劑;

    4、沖純水;

    5、甩干。

    等離子體干法去膠:

    HDK-2型等離子刻蝕去膠機去膠,在去膠機內通入刻蝕氣體O2。等離子體內的活化氧使有機物在(50100)℃下很快氧化,生成CO2COH2O等揮發性成份,從而達到去膠目的。

    特殊膠(PI鈍化產品、帶膠注入產品):PI去膠時除了O2,再加適量的CF4,如果去不干凈再在等離子刻蝕機上用SF6處理。

    一般在Si3N4刻蝕后去膠用有機溶劑剝除,然后在等離子體去膠機中去膠絲,刻蝕后在顯微鏡下觀察硅片表面是否有殘絲。

    去膠后檢查:

    1、有殘膠——再去膠;

    2、有殘液——再清洗;

    3、有殘跡——用1號液清洗;

    4、窗口有二氧化硅或鋁殘留。


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    1.設備概況

    l 名稱:酸/堿刻蝕清洗

    l 型號:CSE-JR11-KS02

    l 機臺尺寸?:3200mmWx1400mmDx2000mmH

    l 重量:600Kg( 大約)

    l 工作環境:室內放置;

    2.機臺臺面

    l 酸/堿刻蝕清洗操作臺面高度為800mm,適合于身高為1.5m1.8m人員操作;

    3.整機構造

    l 骨架:優質不銹鋼骨架,外包3mmPP板防腐焊接而成;

    l 外殼:德國進口10mm瓷白PP板熱焊接而成;

    l 防護門:正面操作側采用透明上下推拉門;

    l 管路:管路位于機臺下后部,以節省空間,采用英制接口;

    l 藥液回收區位于設備左后下部;

    l 設備2#3#處有活動推拉擋板;

    l 排風:根據流體學原理設計位于機臺后上部,并配有導流和風量調節裝置;

    l 工作照明:機臺上方配照明(與工作區隔離);

    l DI/N2 GUN:可伸縮的N2 GunDI水槍各把,置于右側;

    l 臺面板為德國10mm PP板(帶有漏液孔);

    l 人機界面:Touch Screen彩色界面;

    l 支腳:有滑輪裝置和固定裝置,可調整高度和鎖定;

    4.控制系統

    l PLC可程式控制器(歐姆龍)+Touch Screen彩色人機界面操作。

    l 制程參數皆采用可設定、修改、記憶制程模式;

    l 操作模式可分為自動/手動/編輯/維修。

    l 配有獨立配電箱,電路區進行功能分塊,強電、弱電塊,以便于維護;

    l Password功能以避免操作人員誤改參數:

    Password-1.啟動及可進入自動模式內容。

    Password-2可進入手動模式。

    Password-3可進入編輯模式修改制程參數。

    5.安全保護

    l 設備采用耐腐蝕導線并通過PE管進行保護,防腐防水;

    l 設有防漏電斷路保護裝置;

    l 電控部分正壓空體保護,防水防腐;

    l 設備有可靠的接地裝置及緊急關機和報警系統;

    l 藥液回收區配有獨立抽風,和底部滑動滾輪,便于拿放回收桶;

    l EMO 裝置緊急按鈕開關;

    l 蜂鳴器聲鳴提示工作完成,三色報警燈及蜂鳴聲光故障報警;

    l 機臺底部設有防漏盤及漏液感知;

    l 液位異常感知/安全液位保護;

    l 配有加熱保護;

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