2025-10-14 11:18:27
Het verschil tussen UV LED-uithardingssystemen met en zonder stikstoftoevoeging is aanzienlijk. Of stikstof nodig is, hangt volledig af van uw procesvereisten.
Hieronder vindt u een gedetailleerde uitleg over de verschillen, voordelen, nadelen en hoe u kunt bepalen of stikstof nodig is.
Kernverschil: met stikstof versus zonder stikstof
Het fundamentele verschil ligt in de zuurstofconcentratie in de werkomgeving:
Zonder stikstof: Het proces vindt plaats in normale lucht, met een zuurstofconcentratie van ongeveer 21%.
Met stikstof: Er wordt stikstof van hoge zuiverheid in de proceskamer gevuld om de zuurstofconcentratie te verlagen tot een extreem laag niveau (meestal lager dan 100 ppm, of zelfs zo laag als 10 ppm).
Dit verschil in zuurstofconcentratie leidt direct tot variaties in verschillende belangrijke aspecten, zoals hieronder beschreven.
Gedetailleerde vergelijking van Diffe
ren
ces
Vergelijkingsdimensie |
Zonder stikstof (in de lucht) |
Met stikstof (zuurstofarme omgeving) |
1. Ontgomingsefficiëntie/snelheid |
Langzaam. Zuurstof "dooft" de vrije radicalen die door UV-licht worden gegenereerd, waardoor ze in reacties met colloïdemoleculen concurreren en het ontgommingsproces ernstig wordt belemmerd. |
Aanzienlijk sneller. De remmende werking van zuurstof wordt geëlimineerd, waardoor UV-energie volledig kan worden benut om de chemische bindingen van colloïdemoleculen te verbreken. De efficiëntie kan met een factor tien worden verhoogd.
|
2. Ontgommingseffect/volledigheid |
Mogelijk onvolledig. Colloïderesten blijven waarschijnlijk achter op het waferoppervlak of in diepe gaten, vooral bij structuren met grote oppervlakken of hoge aspectverhoudingen. |
Grondiger en gelijkmatiger. Verwijdert effectief moeilijk te reinigen colloïderesten, wat zorgt voor een schoon en consistent waferoppervlak en een verbeterde productopbrengst. |
3. Procestemperatuur |
Relatief hoog. Om een bepaalde ontgommingssnelheid te bereiken, moet de werktemperatuur van het substraat meestal worden verhoogd (bijv. boven 250 °C). |
Kan aanzienlijk worden verminderd. Efficiënt ontgommen kan zelfs bij lagere temperaturen (bijv. 100°C - 150°C) worden bereikt, waardoor het een laagtemperatuurproces is. |
4. Schade aan apparaten |
Mogelijke aanzienlijke schade. Hogere procestemperaturen kunnen thermische schade veroorzaken aan temperatuurgevoelige apparaten, voorgevormde ondiepe verbindingen, metallisatielagen, enz. |
Minimale schade. Het lagetemperatuurproces maakt het ideaal voor geavanceerde productieprocessen en temperatuurgevoelige apparaten (bijv. FinFET's, 3D NAND). |
5. Oppervlakteconditie |
Kan lichte oxidatie van metaallagen of veranderingen in de oppervlaktetoestand veroorzaken als gevolg van hoge temperaturen en de aanwezigheid van zuurstof. |
Creëert een inerte omgeving die de oorspronkelijke staat van het waferoppervlak beter behoudt en oxidatie voorkomt. |
6. Bedrijfskosten |
Laag. Geen stikstofverbruik. |
Hoog. Vereist een continu verbruik van zeer zuivere stikstof, wat de bedrijfskosten verhoogt. |
Of stikstoffunctionaliteit nodig is, hangt af van uw toepassingsgebied, procesknooppunt en eisen aan de productopbrengst.
Hieronder staan de situaties waarin het toevoegen van stikstof aanbevolen of optioneel is.
Geschikt voor procesknooppunten van 90 nm en lager.
Wordt gebruikt in temperatuurgevoelige apparaten zoals FinFET, 3D NAND en DRAM.
Noodzakelijk voor het verwijderen van fotoresist in structuren met een hoge beeldverhouding.
Zorgt voor een hoge opbrengst en stabiele procesprestaties.
Omvat samengestelde halfgeleiders (GaAs, GaN), flexibele elektronica en MEMS.
Ook geschikt voor wafers die volledig van metaal zijn voorzien en niet bestand zijn tegen hoge temperaturen.
Biedt een gecontroleerde omgeving voor het verkennen van procesparameters en het verkrijgen van optimale interface-eigenschappen.
Voor processen op micronniveau of 0,35 μm en hoger, waarbij de temperatuur- en residu-eisen minder streng zijn.
Voor chips of apparaten voor consumentengebruik waarbij de hogere kosten door stikstof de hogere opbrengst niet rechtvaardigen.
Als UV-ontgommen in de lucht al aan de procesvereisten kan voldoen.
Door stikstof toe te voegen wordt zuurstofremming opgeheven en wordt het ontgommen bij lage temperaturen, schoon en met minimale schade, ondersteund. Het is essentieel voor geavanceerde halfgeleiderproductie en toepassingen die een hoge precisie en opbrengst vereisen.
Voor traditionele of kostengevoelige processen kan het achterwege laten van stikstof een praktische keuze zijn, maar het kan de efficiëntie, reinheid en processtabiliteit verminderen.