微刻蚀仪

湿法腐蚀是使用液态腐蚀剂系统化的有目的性的移除材料，在光刻掩膜涂覆后（一个曝光和显影过的光刻胶）或者一个硬掩膜（一个光刻过的抗腐蚀材料）后紧接该步腐蚀。这个腐蚀步骤之后，通常采用去离子水漂洗和随后的掩膜材料的移除工艺。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612130959_01_3091062_3.jpg干法刻蚀的刻蚀剂是等离子体，是利用等离子体和表面薄膜反应，形成挥发性物质，或直接轰击薄膜表面使之被腐蚀的工艺。http://www.whchip.com/upload/201612/1481592347583553.jpg湿法腐蚀可替换工艺包括干法刻蚀，即使用一种或多种低压力的反应气体，采用RF感应激励后进行反应，然后再将反应生成的气态物质抽出；非等离子干法刻蚀，例如双氟化疝或氢氟酸的酸性蒸气腐蚀，拥有各向同性湿法腐蚀的诸多特性，该腐蚀通常在一个有限的腔室内完成。很少有微机械化或集成化的器件是在没有进行一些湿法化学处理的情况下开发或制造的。不管器件是否是电气的，机械的，电子的，集成的，光学的，光电子学的，生物的，聚合的，微流控的传感器或执行器，有关这些器件的制造工艺或过程的替换决定将对最终的技术和商业成功有重要影响。这些器件通常在硅衬底、化合物半导体、玻璃、石英、陶瓷或塑性材料上制造，可能涉及在这些材料上淀积一层或多层薄膜并光刻和腐蚀。这些层和淀积顺序受工艺和用于开发和制造该器件的工艺单元限制，随着层数的增长变的越来越复杂和相互影响。 近乎所有IC,MEMS,MOEMS,MST和NEMS类的器件的产生都很可能与一些湿法腐蚀工艺有关。整个工艺流程可被描述为一系列步骤或者序列，这些湿法腐蚀常用于选择性的去除淀积薄膜的一部分，剥去诸如硬掩膜和光刻胶等特定的材料，为以后的加工清洗和准备衬底，去除牺牲层和部分衬底，以及形成三维结构。一个湿法腐蚀工序需要考虑如下一些因素，包括有效的腐蚀剂，腐蚀选择性，腐蚀速率，各向同性腐蚀，材料的兼容性，工艺的兼容性，花费，设备的可用性，操作人员的安全，技术支持和适当的废物处理。干法刻蚀能实现各向异性刻蚀，保证细小图形转移后的高保真性。器件设计者，工艺设计师，或者制造商在工艺允许的情况下可能偏向使用一个完整的干法处理流程，但是许多标准的处理步骤例如光刻胶的显影和圆片清洗仍然湿法的。与干法刻蚀相比，湿法腐蚀工序在成本，速度，性能发面更有优势。干法刻蚀的仿真还不可用，如常用的微结构的选择性钻蚀或与晶向相关的腐蚀仿真等。考虑到干法刻蚀要求在一个昂贵的等离子区或者RIE腐蚀系统里有长的腐蚀时间，湿法腐蚀变得特别有吸引力，需要同时处理整盒圆片（25片装圆片盒）或更多的圆片时，湿法腐蚀在成本和时间上的效益更突出。 不管选择干法还是湿法加工工艺，总是强烈受到在特定的加工环境下设备的可用性及对开发者有用的工艺限制。成功的设计者，开发者和制造商几乎总是使用或修改趁手的工艺。除非是必须开发新工艺，安装新设备，或者取得新的工艺技能，一般总是避免额外的需求。理解什么时候要应用干法和湿法这两个工艺并且在可能的情况下使用标准工艺是很重要的。下表总结比较湿法和干法刻蚀之间的一般注意事项。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612130959_02_3091062_3.jpg

纳米刻蚀技术展示⑴仪器与实验材料：Instruments：布鲁克公司的扫描探针显微镜型号Nanoman VSsample:CD一张⑵实验过程：第一步，先剪下一小块光盘下来，将它放入小烧杯，倒入一定量的乙醇，然后将烧杯放到超声波仪器中超声清洗，大概超声清洗二十分钟。清洗后取出光盘进行晾干，或借助烘干设备进行快速干燥处理，待晾干后就可以拿到显微镜下观察了。第二步，清洗后的光盘置于扫描探针显微镜下，找到一块合适区域，就可以进行复杂的NanoMan模式操作了（纳米刻蚀）第三步，仪器状态检测，目的是为了选择出适宜这种材料的刻蚀条件。第四步，完成刻蚀过程1.在画图上制作模板如下图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410241548_519809_2224533_3.jpg2.依样画葫芦将模板导入操作界面http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410241606_519830_2224533_3.bmp3.刻蚀结果如下http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410241551_519813_2224533_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410241554_519816_2224533_3.jpg

[size=16px][color=#339999][b]摘要：化学药液流量的精密控制是半导体湿法清洗工艺中的一项关键技术，流量控制要求所用调节针阀一是开度电动可调、二是具有不同的口径型号、三是高的响应速度，四是具有很好的耐腐蚀性，这些都是目前提升半导体清洗设备性能需要解决的问题。为此，本文提出了相应的解决方案，解决方案的核心是采用具有系列口径的高速和耐腐蚀的电动针阀。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][img=高速耐腐蚀电动针阀流量控制在前道化学清洗机中的应用,550,271]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304261136485023_8685_3221506_3.jpg!w690x341.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 湿法蚀刻清洗工艺（如RCA清洗）是半导体制造工艺步骤中数量最多的工艺，湿法清洗的目的是去除晶圆上前一道工序的残留或者副产物，使之不进入后续工序。一般通过化学药液与晶圆表面去除物的反应，或改变不同特性化学清洗液处理以后的晶圆表面亲水性，达到去除残留物的目的。其中，化学反应强烈程度与温度、浓度、化学药液的反应量密切相关，而蚀刻量是检测此化学反应强烈程度的重要手段。因此，刻蚀量是湿法刻蚀工艺中最重要的工艺控制参数之一，而影响蚀刻量的三大因素分别是化学药液温度、化学药液浓度和化学药液流量，其中药液浓度和流量都与流量控制密切相关。典型的化学药液循环系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.化学药液循环系统结构示意图,690,247]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304261138411498_3193_3221506_3.jpg!w690x247.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 化学药液循环系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 针对当前和未来的湿法刻蚀清洗工艺，用于药液流量控制的针阀需要满足以下几方面要求：[/size][size=16px] （1）首先针阀要求是可电控针阀，如图1所示，由电动针阀、流量计和PID控制器可组成闭环控制回路，通过电动针阀的开度精细变化，可极大保证药液流量控制的精度。[/size][size=16px] （2）制程工艺中对药液流量有不同的要求，所以电子针阀需具有不同口径和流量范围。[/size][size=16px] （3）电动针阀要求具有极快的响应速度，能实现快速的打开和闭合，以减少初段流量稳定时间和末端流量控制时的“水锤效应”影响。[/size][size=16px] （4）在清洗过程中所采用的化学药液，往往具有很强的腐蚀性。尽管管路和阀门所采用的不锈钢材料具有很好的抗腐蚀性，但各种阀门密封件往往抗腐蚀性很差，所以要求电动针阀的接液密封件也需要具有很强的耐腐蚀性。[/size][size=16px] 药液流量控制中上述对调节阀的要求，都是目前半导体清洗设备中需要解决的问题。为此，本文提出了相应的解决方案，解决方案的核心是采用具有系列口径的高速和耐腐蚀的电动针阀。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为了满足上述湿法清洗工艺化学药液流量控制对调节阀的需要，本文提出的解决方案是采用具有一系列不同口径、高速和耐腐蚀的电动针阀。系列电动针阀如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.强耐腐蚀性的高速电动针阀,450,385]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304261139215269_3851_3221506_3.png!w599x513.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 NCNV系列耐腐蚀高速电动针阀[/b][/color][/size][/align][size=16px] 用于流量调节的NCNV系列数控电动针阀将步进电机的精度和可重复性优势与针阀的线性和分辨率相结合，其结果是具有1s以内的开闭合时间，小于2%滞后、2%线性、1%重复性和0.2%分辨率的可调流量控制，是目前常用电磁比例阀的升级产品。电动针阀直接用模拟电压信号控制，与PID控制器和流量计相结合，可构成快速准确的闭环控制系统。[/size][size=16px] NCNV系列数控电动针阀的其他技术特点如下：[/size][size=16px] （1）多规格节流面积：具有从低流量的直径0.9mm到高流量的直径4.10mm的多种规格针阀节流面积，可满足不同的流量控制需要。[/size][size=16px] （2）宽压力范围：入口环境可覆盖宽泛的压力范围（5或7bar）。步进电机的刚度和功率确保针阀在相同的输入指令下打开，与压力无关。[/size][size=16px] （3）快速响应：整个行程时间小于1秒，可提供及时快速的流量调节和控制。[/size][size=16px] （4）耐腐蚀性：阀体采用不锈钢，密封件采用FFKM全氟醚橡胶，超强的耐腐蚀性，可用于各种腐蚀性气体和液体。[/size][size=16px] （5）电源电压为24V，控制信号为0~10V模拟电压，也可采用RS485直接控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]3. 总结[/color][/size][/b][size=16px] 综上所述，通过采用上述系列的电动针阀，可以很好的实现湿法清洗中化学药液流量的精密调节。特别是与相应的流量计、压力传感器和具有串级和比值控制功能的高精度PID控制器相结合组成闭环控制系统，可实现各种药液配比流量的高精度控制。[/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][align=center][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align]

继上次的多管涡旋混合仪之后，一直为大家的前处理操心的小编又给大家带来新产品啦——可视氮吹仪。[align=center][img=,690,293]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/02/201902201538391779_1208_932_3.jpg!w690x293.jpg[/img][/align]说到氮吹仪，也许大家并不陌生，其广泛应用于农残分析、商检、食品、环境、制药、生物制品等行业，但是说到可视，可能你未必用过。话不多说，我们还是先来介绍一下吧：先讲讲氮吹仪的原理：通过将氮气吹入加热样品的表面，使样品中的溶剂快速蒸发、分离，从而达到样品无氧浓缩的目的，保持样品更纯净。今天我们介绍的是一款可视氮吹仪，这是一款区别于水浴氮吹仪的浓缩小设备，采用金属模块加热，方便、轻巧、效率高、易搬运。接下来说说这款产品的特点吧，首先最突出的就是：可视、可视、可视！最大的特点说三遍！就是样品浓缩时随时可观察到被浓缩样品的液面位置。其次，它的特点有：加热器加热迅速且加热模块可定制更换；气腔高度可以调节，充分配合浓缩液面的观察；每根氮吹针可单独控制气流、升降和吹扫；体积小巧，质量轻便，易于搬运和转移位置；LED屏显示，温度、时间设置简单方便。怎么样，说到这里，你是不是有点心动呢，不急，小编喜欢用数据说话，让我们看一下可视氮吹仪与水浴氮吹仪有哪些主要区别呢：[align=center][img=,576,217]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/02/201902201537212460_8924_932_3.jpg!w576x217.jpg[/img][/align]这是我们这款可视氮吹仪与普通水浴氮吹仪的最大区别，怎么样，是不是还在为不可视氮吹仪的样品液面而烦恼，是不是还在为水浴氮吹仪的加热速度和笨拙的体型而抓狂呢？不要慌，月旭可视氮吹仪为您解决所有烦恼！[align=center][img=,577,692]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/02/201902201537219121_7674_932_3.jpg!w577x692.jpg[/img][/align]

[back=white] [/back][font=宋体]福禄克（FLUKE）VT02可视红外测温仪是全球第一款可视红外（带热图）测温仪，是福禄克公司于2012年底推出的全新测试工具，上市价格要4千元左右一台。现在，廉颇老矣，其功能已经跟不上时代的发展步伐，但丢了也可惜。给它制作附加微距镜，扩大使用范围，可以观察电路板上的贴片电子元件短路发热故障情况，提高维修效率，继续发挥余热。下面是制作过程。[/font][b][font=宋体]一、福禄克（FLUKE）VT02外观[/font][/b][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259163450_935_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] 福禄克（FLUKE）VT02采用英国IRISYS公司生产的低成本热释电阵列传感器REDEYE-6A，物理分辨率较低，为31 x 31像素。VT02实际红外分辨率为15x15=225像数。为了增加辨识度、达到更好地观测效果，采用了热成像与可见光融合技术来补偿低分辨率红外传感器的系统。VT02配有一个视觉相机，根据需要，可将图像从全热成像混合至全视觉图像。因此，它有两个镜头，见下图。仪器前部是观测窗，一个是热红外镜头，采集物体散发的热辐射信号，供内部非制冷热释电阵列传感器REDEYE-6A工作；另一个是可见光镜头，采集物体表面反射的可见光，供内部视觉相机CCD（CMOS）传感器工作。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259551154_6049_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]仪器热红外镜头采用锗玻璃镜头（不透明）、可见光镜头采用普通玻璃光学镜头：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301015450_9441_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] VT02[/font][font=宋体]红外传感器波长范围6.5μm-14μm，VT02视觉相机为11025像素（现在看来，该像素简直是惨不忍睹）。VT02的焦距是固定的，不能自动对焦。最近观察距离（nerve档）为15cm，对于电路板上的微小贴片电子元件而言，这个距离还是太远，不能用于细微观察。下图是仪器近距离档（nerve档）观看某手机局部结构的图片(可见光模式)，镜头贴近电子元件使得图像较大，但成像模糊根本看不清楚：[/font][font=宋体][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301522309_62_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img] [/font][b][font=宋体]二、选择微距透镜[/font][/b][font=宋体] 根据光学照相机加装微距镜的原理，只需在福禄克（FLUKE）VT02的双镜头前分别加装红外微距镜和普通光学微距镜，就可以改变其焦距、近距离观察电路板上微小的贴片元件。[/font][font=宋体]附加镜头与原仪器镜头两透镜叠加合成焦距估算公式：[/font][font=宋体]f[/font][font=宋体]合=（f1*f2）/（f1+f2-d），（d两透镜距离）本文中，f合=（15*5）/（15+5-1.8）=4.12（cm）[/font][font=宋体]加装微距镜后，观测电路板上微小电子元件的清晰度大大提高，可以分辨出元件类型，见下图（可见光模式）：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011302314603_4499_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][b][font=宋体]普通光学微距透镜的选择：[/font][/b][font=宋体]由于福禄克（FLUKE）VT02的视觉相机（普通光学相机）像数很低，对于光学透镜的材质要求不高，玻璃及亚克力材质都行，选用焦距5cm～10 cm焦距的放大镜头比较适宜，镜片直径与VT02的视觉相机的镜头孔相等或稍大一些都行。本制作选用一片折叠放大镜上的直径12mm、焦距50mm的玻璃透镜，见下图：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303086029_4284_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]红外热成像微距透镜的选择：[/font][/b][font=宋体]由于普通热成像工作波长一般在8～14um附近，普通光学玻璃透镜透过波长一般0.3～2.5um，因此对10um左右波长的黑体红外热辐射几乎是全吸收，不能用于红外热成像透镜，因此普通光学玻璃透镜不能作为红外镜头的附加微距镜。能穿透长波红外线的玻璃，用的最多的是锗玻璃和硒化锌玻璃。但锗玻璃很贵。考虑到低成本及取材容易，选用直径12mm、焦距50.8mm的硒化锌透镜（主要应用于二氧化碳激光雕刻机聚焦透镜），价格才几十元一片，波长范围0.5～22μm 左右，完全覆盖热成像对波长的要求，同时对500nm波段可见光也能透过，所以其玻璃透镜看起来是黄色透明的。[/font][img=,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303339731_4469_1807987_3.jpg!w690x358.jpg[/img][font=宋体]如果不知道手头透镜的焦距时，可以按照下面的方法计算：[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]①采用平行光聚焦法确定透镜的焦距。需要凸透镜、白纸和标尺。凸透镜正对着阳光，观察白纸上光斑的形状。当达到最小和最亮时，用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离，重复几次取平均值。（或在室内较暗处，用白炽灯代替阳光，凸透镜正对着白炽灯，观察白纸上光斑的形状。当显现钨丝达到最细和最亮时，用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离，重复几次取平均值。）[/font][font=宋体]　　②采用非聚焦成像方法确定透镜的焦距。需要一个小电珠灯泡、一个凸透镜和一个标尺。用凸透镜由近及远观察灯泡中的灯丝。刚好从视线看不见的时候，用刻度尺测量两者之间的距离，重复几次，算出平均值。[/font][b][font=宋体]三、制作微距镜框架[/font][/b][font=宋体] 取1mm～1.5mm厚的塑料板制作微距镜框架。根据仪器观测窗镜头位置，钻两个直径12mm孔将镜片安装上（镜片凸面向外，边缘涂粘接剂），为了加固和美观，再粘两个黑色塑料外圈，框架旁边钻4个小孔，捆扎橡皮筋，用于固定在仪器镜头前，安装、取下都很方便：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011304360835_9512_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305048906_4460_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]下图是固定好微距镜的仪器：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305349796_4045_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306170365_4114_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]四、仪器微距观测情况[/font][/b][font=宋体]仪器加装微距镜后，用于观察电路板上的贴片电子元件发热情况。下图是仪器近距离档（nerve档）安装微距镜后，拍摄的一些图片（室温16℃）：[/font][font=宋体]笔记本电脑散热孔：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306533779_9714_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]手机充电线，插头处发热情况：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307299049_1528_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板边缘发热情况：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307562509_4913_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板屏蔽罩发热情况：[/font][img=,502,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011308348210_8379_1807987_3.jpg!w502x480.jpg[/img][b][font=宋体]观测需要注意问题：[/font][/b][font=宋体]福禄克（FLUKE）VT02最近观测距离（nerve档）为15cm。在此距离处，热成像与可见光图像融合良好，过近或过远，热成像与可见光图像融合不好，二者图像重合度差，仪器屏幕上热成像图像位置偏离物件实际位置，对要求高的观测，效果不理想。[/font][font=宋体]下图是距15厘米处，观察一根受热细铁丝，热成像与可见光图像融合良好：[/font][img=,499,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309104477_6243_1807987_3.jpg!w499x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离小于15厘米观察一根受热细铁丝，热成像呈下偏差：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309553537_5445_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离大于15厘米观察一根受热细铁丝，热成像呈上偏差：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011310249867_4967_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]同样的道理，当给仪器加装热成像及普通光学微距镜后，由于观测距离更近，热成像与可见光图像融合度更差，屏幕上两图像位置相距更远。这是仪器结构决定的，无法改动。在实际使用中，对一些要求较高的观测工作，可以按照下面的操作办法，得到较好的观测图像效果：[/font][font=宋体] 给仪器安装微距镜后，将仪器置于可升降观察架上，电路板置于工作台上，有一些适当的环境光。仪器开机，先置图像模式为全可见光，调节仪器镜头与被观察电路板的距离，使电子元件的光学成像清晰可见，然后再调节仪器热成像与可见光图像融合比例至合适观测位置（选择热成像70～100%），慢慢平移工作台上的电路板，寻找有异常发热故障的元件。下图是电路板上一段有电流线路（宽1mm）的全红外热图：[/font][img=,498,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011311071217_5177_1807987_3.jpg!w498x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]知道该仪器近距离观察物体有融合度不够好这个问题后，当被测发热点单一，观测工作要求不高，只需将仪器观测焦点（十字星）对准热成像中心，也能得到被测发热点温度值，不必要求图像100%融合后再测量，这样简单快捷一些。[/font][b][font=宋体]结语：[/font][/b][font=宋体]给热成像仪加装微距镜，不用昂贵的锗玻璃镜头，采用激光雕刻机使用的硒化锌聚焦透镜，取材容易，性价比最高。市面上绝大多数热成像仪配套的微距镜也是这种方案，值得一试。[/font]