匀胶托盘几何参数对硅片形变的影响研究
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pdms匀胶速度曲线解释说明以及概述1. 引言1.1 概述PDMS(聚二甲基硅氧烷)是一种常用的粘接剂和密封剂材料,其匀胶速度曲线是指在制备PDMS胶凝体过程中,其混合和固化阶段的速度变化曲线。
通过对PDMS的匀胶速度曲线进行解释和分析,可以更好地了解PDMS的固化机制、适应性及使用范围。
1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分:引言、PDMS匀胶速度曲线解释说明、PDMS匀胶速度曲线概述以及针对该曲线的要点一和要点二进行详细探讨。
1.3 目的本文旨在通过对PDMS匀胶速度曲线的解释和概述,全面介绍该曲线的特征、意义和应用。
同时,通过对重要要点的分析,希望读者能够深入理解PDMS在不同条件下的胶凝过程,并为相关行业提供参考依据。
请注意:以上内容仅为例子,请根据实际情况按照清晰连贯的方式撰写文章“1. 引言”部分。
2. PDMS匀胶速度曲线解释说明PDMS(聚二甲基硅氧烷)是一种常用于微流控芯片制备的材料,其匀胶过程中的速度曲线具有重要意义。
在本节中,我们将对PDMS匀胶速度曲线进行解释和说明。
在PDMS微流控芯片制备过程中,匀胶是一个必要步骤。
匀胶的目的是将PDMS 与模具上的图案进行完全接触,并排除可能存在的气泡。
而匀胶的质量受到很多因素的影响,其中之一就是匀胶时的速度。
在PDMS匀胶过程中,通常采用刮涂法或滴涂法。
无论采用何种方法,都需要掌握合适的匀胶速度来获得良好的效果。
PDMS匀胶速度曲线可以帮助我们理解这个过程。
PDMS匀胶速度曲线通常呈现出一个典型的变化趋势:开始时迅速增加,然后逐渐趋于稳定或下降。
这种变化反映了不同阶段所需施加的力和压力分布情况。
在刮涂法中,初始阶段的速度很快增加。
这是因为刚开始施加力时,PDMS与模具之间的接触面积较小,所以需要施加更大的力来确保完全接触。
当施加力增大到一定程度后,接触面积逐渐增大,速度开始趋于稳定。
在滴涂法中,初始阶段速度的增长更加缓慢。
这是因为滴涂法下PDMS与模具之间的接触面积较大,所需施加的力相对较小。
硅片弧长投影长度全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:硅片是一种制造电子元器件的重要材料,它的优良特性使得它在半导体行业中得到广泛应用。
硅片的加工过程中,弧长投影长度是一个重要的参数,它对硅片的质量和性能有着重要的影响。
本文将从硅片的基本结构和加工过程入手,详细介绍硅片弧长投影长度的意义、影响因素以及如何进行控制。
硅片是由高纯度的硅晶体制成的薄片,通常用于制造集成电路、太阳能电池等电子元器件。
硅片的表面通常有不同的形状,如圆形、方形等,其中圆形硅片是最常见的。
在硅片的加工过程中,弧长投影长度是一个重要的参数,它指的是硅片边缘与中心之间的最长距离,通常用来描述硅片的形状和尺寸。
硅片弧长投影长度的意义在于影响硅片的质量和性能。
硅片的形状和尺寸对其在生产过程中的稳定性和可靠性有着重要影响。
如果硅片的弧长投影长度不均匀,可能导致硅片在加工过程中出现不均匀应力分布,影响其性能和寿命。
硅片的形状和尺寸还会影响其在集成电路、太阳能电池等元器件中的性能。
如果硅片的弧长投影长度超出一定范围,可能会导致元器件的性能下降甚至失效。
硅片弧长投影长度受多种因素影响,主要包括硅片的制备工艺、设备精度、温度控制等。
硅片的制备工艺对其弧长投影长度有着直接影响。
不同的制备工艺会导致硅片表面形状的差异,从而影响其弧长投影长度的均匀性。
设备的精度和稳定性也对硅片的弧长投影长度有着重要影响。
如果设备的精度不高或者稳定性不佳,可能会导致硅片弧长投影长度的测量结果不准确。
温度控制也是影响硅片弧长投影长度的重要因素。
在硅片的加工过程中,温度的变化会导致硅片的形状和尺寸发生变化,从而影响其弧长投影长度的测量结果。
为了保证硅片的质量和性能,我们需要采取一定的控制措施来控制硅片的弧长投影长度。
我们需要优化硅片的制备工艺,确保硅片表面形状的均匀性和稳定性。
我们需要选择精度和稳定性较高的设备进行硅片的测量和检测。
我们需要合理控制硅片加工过程中的温度,确保硅片的形状和尺寸在合理范围内。
硅片质量特性1.1 厚度(T)•在给定点处垂直于表面方向穿过晶片的距离称为晶片的厚度。
•标称厚度指硅片中心点的厚度。
• 1.2 总厚度变化(TTV)•在厚度扫描或一系列点的厚度测量中,最大厚度与最小厚度之间的绝对差值为该晶片的总厚度变化,即TTV值。
•TTV=Tmax-Tmin• 1.3 弯曲度(BOW)•弯曲度是硅片中线面凹凸形变的量度。
它是硅片的一种体性质,与可能存在的任何厚度变化无关。
•中线面:也称中心面,即硅片正、反面间等距离点组成的面。
• 1.4 翘曲度(Warp)•翘曲度是硅片中线面与一基准平面偏离的量度,即硅片中线面与一基准平面之间的最大距离与最小距离的差值。
它是硅片的一种体性质,与可能存在的任何厚度变化无关。
•翘曲度较弯曲度更能全面反映硅片的形变状态。
• 1.5 直径•横越圆片表面,通过晶片中心点且不包含任何参考面或圆周基准区的直线距离称为直径• 1.6 公差•公差指加工中所允许的最大极限尺寸与最小极限尺寸之差值。
也可以说是上偏差与下偏差之和。
•公称尺寸与最大极限尺寸之差称为上偏差;公称尺寸与最小极限尺寸之差称为下偏差。
• 1.7 沾污•沾污指硅片表面上,只凭目测可见到的众多名目外来异物的统称。
•大多数情况下,沾污可通过吹气,洗涤剂清洗或化学作用去除掉。
•(硅片加工中常见的有粉末、微粒、溶剂残留物、镊子及夹具痕迹、蜡、油污等各种类型的沾污)。
• 1.8 色斑•色斑是一种化学性的沾污,除非进一步的研磨或抛光,一般不能去除。
• 1.9 崩边•崩边指硅片表面或边缘非穿通性的缺损。
• 1.10 缺口•一种完全贯穿硅片厚度区域的边缘缺损称为缺口。
• 1.11 裂纹•延伸到硅片表面的解理或裂痕,它可能贯穿,也可能不贯穿硅片厚度区域。
• 1.12 划道•硅片表面机械损伤造成的痕迹,一般为长而窄的浅构槽。
• 1.13 刀痕(线痕)•硅片表面一系列半径为刀具半径的曲线状凹陷或隆起称为刀痕。
(线切割过程中由于钢线运动形成的凹凸痕迹称为线痕.)• 1.14 小坑(蚀坑),凹坑•小坑,硅片表面上一种具有确定形状的凹陷。
硅片色差产生的原因一、引言在半导体产业中,硅片作为基础的制造材料,其质量对最终产品的性能有着至关重要的影响。
其中,硅片色差是一个常见的问题,它可能导致生产效率下降、产品合格率降低等问题。
本文将详细探讨硅片色差产生的原因,以便更好地理解和解决这一问题。
二、硅片色差定义及影响硅片色差,指的是硅片表面颜色不均匀的现象。
这种色差可能是由于多种因素引起的,它不仅影响硅片的外观质量,还可能对硅片的性能和使用寿命产生负面影响。
例如,色差可能导致硅片在制造过程中的光吸收和反射不均,进而影响集成电路的性能和可靠性。
三、硅片色差产生的原因原材料质量:硅片的原材料是多晶硅,其质量直接影响到硅片的质量。
如果多晶硅中含有杂质或晶体结构不均匀,就会导致硅片表面出现色差。
制造工艺:硅片的制造过程中涉及多个环节,如熔炼、拉晶、切片等。
如果这些环节中的任何一个环节出现偏差,都可能导致硅片出现色差。
例如,切割硅片时,如果切割速度、切割液浓度等参数控制不当,就可能导致硅片表面粗糙度不一,从而产生色差。
热处理:硅片在制造过程中需要进行多次热处理,以改变其晶体结构和电学性能。
如果热处理温度过高或过低,或者保温时间不足,都可能导致硅片表面出现色差。
表面处理:硅片表面通常会进行化学处理或抛光处理,以提高其表面质量和电学性能。
如果处理不当,如化学试剂浓度过高或过低、抛光压力不足等,都可能导致硅片表面出现色差。
四、解决方案要解决硅片色差问题,需要从原材料、制造工艺、热处理、表面处理等多个方面入手。
首先,要选择高质量的原材料,确保多晶硅的纯度和晶体结构均匀性。
其次,要优化制造工艺,严格控制切割、热处理、表面处理等环节的参数和操作。
此外,还可以通过引入先进的检测设备和技术,对硅片进行全面的质量检测和评估,及时发现并解决问题。
五、结论硅片色差是一个复杂的问题,它涉及到多个因素和环节。
要解决这一问题,需要全面考虑原材料、制造工艺、热处理、表面处理等多个方面,并采取有效的措施进行优化和改进。
单晶硅片的温度与应力关联研究单晶硅片是当今集成电路制造中最常用的材料之一,其性能受温度和应力的影响很大。
在这篇文章中,我们将研究单晶硅片的温度和应力之间的关联。
通过深入了解这种关联,我们可以更好地理解并优化单晶硅片的制造过程,从而提高集成电路的性能和可靠性。
要探究单晶硅片的温度与应力的关系,首先需要了解单晶硅片的物理性质。
单晶硅片具有具有高度有序的晶格结构,其晶格常数和热膨胀系数在不同温度下具有特定的变化规律。
当单晶硅片受热或冷却时,晶格会展开或收缩,导致硅片的尺寸发生变化。
这种尺寸变化会引起内部应力的产生与释放。
单晶硅片在制造过程中通常遵循一系列的热处理步骤,其中不同温度下的急速冷却或加热会引起硅片内部应力的变化。
研究表明,这些应力变化可能导致硅片的弯曲、裂纹形成或晶格缺陷,进而影响其电特性和可靠性。
首先,我们需要探究单晶硅片在不同温度下的应力分布情况。
研究人员通过实验观察发现,当单晶硅片受到温度变化的影响时,应力主要集中在硅片的边缘区域,同时在硅片的厚度方向上也存在一定的应力梯度。
这种应力分布特征与硅片的几何形状、制造工艺以及温度梯度密切相关。
接下来,我们可以进一步研究温度对单晶硅片应力分布的影响机制。
实验证明,温度的变化会引起硅片的线膨胀系数的变化,进而导致硅片产生应力。
例如,当硅片受到快速升温时,其表面由于热膨胀而产生较大的应力,而内部的应力则受到晶格结构和非均匀温度分布的影响。
此外,温度变化还与硅片的热导率有密切的关系。
在高温下,硅片的热导率较高,热量可以更快地传导到周围环境中,从而减小应力的积累。
相反,在低温下,热导率较低,热量耗散减慢,从而增加硅片内部应力的积累。
了解了温度与单晶硅片应力关联的基本机理后,我们可以进一步探讨这种关联的实际应用。
一方面,通过准确控制制造过程中的温度变化,可以最大程度地减小单晶硅片的内部应力,提高其制造质量。
在集成电路制造过程中,通过控制温度的均匀性和梯度,可以减少硅片的晶格缺陷、微观裂纹和失配应力,从而提高电路器件的性能和可靠性。
材料研究与应用 2024,18(1):31‐36Materials Research and ApplicationEmail :clyjyyy@http ://mra.ijournals.cn 氮化硅陶瓷微波烧结几何参数对电磁场分布影响规律的研究杨辉,徐伟伟*,石子雨,闫国栋,周钧豪(南京工程学院,江苏 南京 211167)摘要: 在微波烧结过程中,烧结试样内部电场分布情况对试样烧结过程起决定性的作用。
采用HFSS 仿真软件,对一种加载氮化硅试样的5馈口微波烧结腔进行模拟仿真。
同时,研究了试样的半径、高度及放置位置对微波电场的影响规律。
模拟结果表明:当试样半径在42—44 mm 左右时,内部电磁场分布均匀;随着试样高度的增加,电场的均匀性先下降后上升到最大值后又下降,试样高度在92—94 mm 处附近时内部电磁场分布较为均匀、场强梯度小;随着放置高度的增加,试样内均匀性上升,但超过一定高度后电磁场均匀性下降;经比较研究,得出电磁场分布均匀、符合烧结要求的最佳烧结试样尺寸为高度93 mm 、半径44 mm 、放置高度215 mm 。
关键词: 微波烧结;三维电磁仿真;加热均匀性;氮化硅;波导;电磁场;陶瓷材料;影响因素中图分类号:TQ174 文献标志码: A 文章编号:1673-9981(2024)01-0031-06引文格式:杨辉,徐伟伟,石子雨,等.氮化硅陶瓷微波烧结几何参数对电磁场分布影响规律的研究[J ].材料研究与应用,2024,18(1):31-36.YANG Hui ,XU Weiwei ,SHI Ziyu ,et al.Study on the Influence Law of Geometrical Parameters of Microwave Sintered Silicon Nitride Ceramic Materials on Electromagnetic Field Distribution [J ].Materials Research and Application ,2024,18(1):31-36.0 引言微波烧结加热方式与传统烧结的热辐射加热方式不同,微波烧结是通过微波电磁场内的介质材料极化消耗产生的热量进行加热。
硅片质量的七大标准
硅片质量的七大标准主要包括以下七个方面:
1. 物理尺寸:硅片的直径、厚度、晶向位置和尺寸、定位边和硅片形变等都必须符合规定,以满足芯片生产中器件制造的要求以及适合硅片制造自动传送设备的要求。
2. 平整度:硅片表面的平整度是硅片最主要的参数之一,它是指在通过硅片的直线上的厚度变化。
平整度不达标会造成许多工艺问题,如光刻工艺对局部位置的平整度非常敏感。
3. 微粗糙度:指硅片表面的微观粗糙度,它对硅片表面的摩擦和磨损性能有重要影响。
4. 氧含量:指硅片中氧的含量,它对硅片的机械性能和电学性能有重要影响。
5. 晶体缺陷:指硅片中的晶体缺陷,如位错、层错、微裂纹等,这些缺陷会影响硅片的机械性能和电学性能。
6. 颗粒:指硅片表面的颗粒状物质,这些物质会影响硅片的表面质量和光刻工艺。
7. 体电阻率:指硅片的电阻率,它对硅片的导电性能有重要影响。
以上信息仅供参考,如有需要,建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
匀胶托盘几何参数对硅片形变的影响研究魏存露1,花国然1,王强2(1.南通大学机械工程学院,江苏南通226019;2.南通大学电子信息学院,江苏南通226019)来稿日期:2017-10-15基金项目:江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2013099);南通市重大科技创新专项项目(XA2013001);江苏省研究生培养创新工程项目(KYLX15_1315);南通大学研究生科技创新计划(KYC15004)作者简介:魏存露,(1989-),男,江苏徐州人,硕士研究生,主要研究方向:半导体设备的优化与设计;花国然,(1964-),男,江苏南通人,博士研究生,教授,硕士生导师,主要研究方向:激光应用及海洋重型装备1引言在半导体集成电路的制造过程中,旋涂匀胶技术作为影响其产品性能、成品率以及可靠性的关键技术之一,受到了科研工作者的广泛关注[1]。
目前典型的旋涂匀胶包括滴胶、旋转铺开、高速旋转甩去多余的胶以及溶剂挥发等步骤[2],其中滴胶通常有两种方法,即动态滴胶和静态滴胶[3]。
对于旋涂工艺来说,光刻胶厚度的均匀性是其重要的性能指标,要求其必须达到±1%的水平[4];而随着信息化技术的快速发展,集成电路芯片向着大尺寸、细线宽、高精度的趋势发展,这对旋涂光刻胶的均匀性提出了更高的性能要求[5]。
旋涂匀胶的工艺特点要求硅片在托盘真空吸力的作用下随主轴一起高速旋转,因此匀胶托盘的几何参数将对被吸附的硅片形变产生一定的影响,而过大的硅片形变将影响其表面形貌和平面度,从而影响光刻胶的均匀性。
文献[6]通过数值解和解析解,指出随着匀胶膜厚的变薄,其受表面形貌的影响将增大;而文献[7-8]通过数学模型和计算机模拟分析了离心转数等参数对旋涂性能的影响规律,并通过实验分析指出基底不平将直接导致涂胶均匀性变差,从而使集成电路芯片显影后线条黑白比改变。
随着大量学者的深入研究,旋涂工艺理论不断优化与完善,然而此前的研究主要是针对硅片因素对光刻胶均匀性带来的影响,针对旋涂工艺过程中如何通过优化旋涂托盘几何参数来减小硅片形变的研究文献却罕见报道。
以制造集成电路芯片的主要半导体材料单晶硅片为研究对象,运用FLUENT 进行了数值模拟计算,通过流固耦合探讨了匀胶托盘几何参数对旋涂硅片形变的影响规律,并给出了减小旋涂硅片形变的最优托盘几何参数,这为进一步提高旋涂匀胶的工艺性能提供了一定的参考价值。
摘要:基于FLUENT 进行了数值模拟试验,探讨了匀胶托盘几何参数对硅片形变的影响。
研究结果表明:在相同真空负压作用下,当承片台直径D 小于30mm 时,硅片的形变主要为翘曲变形;当承片台直径D 大于45mm 时,硅片的形变受旋涂匀胶托盘形变的影响增大,在硅片边缘处发生下翘形变。
在相同出口速度下,硅片中心周围处的形变和真空度均随着真空吸片口直径d 的增大而增大。
当承片台面积为其所吸附硅片面积的(1/2~3/5)附近且真空吸片口直径为3mm 左右时,旋涂硅片的形变量最小。
关键词:旋涂托盘;硅片;形变;数值模拟中图分类号:TH16文献标识码:A 文章编号:1001-3997(2018)03-0047-03Silicon Wafer Deformation Study on Influence of the GeometricParameters of Spin Coating PalletWEI Cun-lu 1,HUA Guo-ran 1,WANG Qiang 2(1.School of Mechanical Engineering ,Nantong University ,Jiangsu Nantong 226019,China ;2.School of Electronic and Information ,Nantong University ,Jiangsu Nantong 226019,China )粤遭泽贼则葬糟贼:The numerical simulation experiments were carried out based on FLUENT ,including discussing the effect of thegeometric parameters of spin coating pallet on silicon wafer deformation.The numerical results indicated that under the same vacuum negative pressure effect ,when the wafer supporting stage diameter was smaller than 30mm ,silicon wafer deformation was mainly warpage deformation ;the effect of spin coating pallet deformation on silicon wafer deformation was increased and downwarping deformation was occured at the edge of the silicon wafer ,when the wafer supporting stage diameter was greater than 45mm .At the same exit velocity ,the deformation around center of silicon wafer and the vacuum degree were increased with the increase of the diameter of the vacuum suction.When the area of wafer supporting stage was (1/2~3/5)of the silicon wafer and the diameter of the vacuum suction was about 3mm ,the silicon wafer deformation was the smallest.Key Words :Spin Coating Pallet ;Silicon Wafer ;Deformation ;Numerical SimulationMachinery Design &Manufacture机械设计与制造第3期2018年3月472旋涂匀胶工作原理半导体光刻匀胶方法主要有喷雾法、提拉法、离心法(旋涂法)以及流动法等,其中旋涂匀胶法因工艺简单、易于操作且成本低廉,被广泛应用于硅片晶圆制作集成电路芯片中[9]。
旋涂匀胶的工作原理为:硅片在旋涂托盘真空吸力的作用下随匀胶机主轴一起高速旋转,使得滴在其表面的光刻胶在离心力和表面张力的共同作用下实现胶体的薄膜化和均匀化。
为避免旋涂工作过程中飞片现象的产生,需要保证硅片所受离心力小于真空吸附力,即:T>mRW2s(1)式中:T—匀胶托盘真空度;s—吸附面积;m—硅片质量;W—均胶机主轴工作速度;R—硅片半径。
旋涂匀胶托盘,如图1所示。
其采用螺旋结构来增大真空吸附面积,从而增加了吸附系统的稳定性和可靠性。
图1匀胶托盘Fig.1Spin Coating Pallet3旋涂匀胶数值分析前处理3.1三维模型及网格处理匀胶托盘的三维模型,如图2所示。
其主要几何参数为真空吸片口直径d和承片台直径D。
在FLUENT模块中对三维模型进行流体填充,并进行网格划分,控制网格的的最大畸变不超过0.95,且网格中不允许出现负体积网格参数,为使计算结果更加精确,对耦合区进行网格加密处理。
(a)匀胶托盘三维模型(b)网格划分图2有限元模型Fig.2Finite Element Mode3.2求解器及边界条件的设定选择3D三维双精度对旋涂托盘腔内流体模型进行求解计算,基于有限体积法对空间域上连续的控制方程进行离散,采用可更好处理流线弯曲程度大的RNG k-ε湍流模型来确定湍流系数,通过SIPLEC算法求解压力速度耦合方程组,控制方程对流项的离散采用二阶迎风格式,扩散项的离散格式采用二阶中心差分格式,模型收敛绝对精度设为10-5[10]。
忽略主轴转动对周围空气带来的气流串动,设置旋涂匀胶的工作环境为标准大气压、恒温和恒湿,进口条件为大气压,出口条件满足现有匀胶机真空抽气泵的工作能力。
4结果与分析4.1旋涂匀胶托盘的真空压强分布及耦合力旋涂匀胶托盘的真空压强分布及硅片所受等效耦合压力分布云图,如图3所示。
从图中可知硅片所受等效耦合压力的大小与旋涂匀胶托盘的真空度有关,耦合压力值与真空度值均沿着托盘径向距离增大的方向逐渐降低。
托盘的该真空度分布把原本集中在真空吸片口处的真空负压分散,因此硅片所受到的耦合压力更加均匀,避免了硅片因受力集中,而产生的真空吸片口处形变过大,使光刻胶聚集在硅片中心处,从而形成光刻胶中间厚两边薄的产品缺陷。
(a)匀胶托盘的真空负压分布(b)等效耦合压力图3真空负压及等效耦合力分布云图Fig.3The Vacuum Pressure Distribution and Equivalent Coupling Pressure 4.2承片台直径对旋涂硅片形变的影响相同真空度作用下3英寸硅片在不同直径承片台上工作时的形变情况与其形变云图,如图4所示。
从图中可知随着承片台直径的增大,硅片在耦合压力作用下的形变值逐渐增大;当D小于35mm时,硅片的形变在真空吸片口处取得最大形变值,当D 大于40mm时,其最大形变值在硅片最边缘处取得,且当D大于图4硅片形变图Fig.4The Silicon Wafer Deformation结合硅片的形变云图可知,在D小于30mm时,硅片所受耦合力主要集中于中心部位,其发生的形变主要为下凹变形,即硅片因中心周围受力集中而发生翘曲形变,如图5(a)所示为硅片在耦合力作用下的放大形变云图。
硅片的翘曲形变不仅会使硅片在中心周围处聚集过多的光刻胶,使所匀硅片片内的膜厚误差增大即产生中间厚两边薄的现象,从而影响硅片的均匀性,使显影后的硅片线条呈现出中间线条黑宽,两边线条淡窄[6];而且同时会使硅片与承片台接触边缘的间隙增大,这将使扩散至硅片背部的胶体在压强差的作用下,更易被吸入真空管道,且会有部分胶体渗入电机轴内,从而大大降低了匀胶机的有效使用寿命。
而当承片台直径过大时,硅片所受耦合力分布相对均匀,但同时随着耦合力的分布离托盘轴心线距离的增大,托盘自身所产生的形变也将随之增大,由于硅片与托盘是在真空负压的作用下贴合在一第3期魏存露等:匀胶托盘几何参数对硅片形变的影响研究48起,因此托盘的形变同样会使硅片产生形变。