一、HMDS 烘箱的预处理系统应用
在半导体生产工艺中,光刻是至关重要的一个工艺环节,而涂胶工艺的好坏,直接影响到光 刻的质量,所以涂胶也显得尤为必要,尤其在所刻线条比较细的时候,任何一个环节有一点 纰漏,都可能导致光刻的失败。在涂胶工艺中,所用到的光刻胶绝大多数是疏水的,而晶片 表面的羟基和残留的水分子是亲水的,如果在晶片表面直接涂胶的话,势必会造成光刻胶和 晶片的粘合性较差,甚至造成局部的间隙或气泡,涂胶厚度和均匀性都受到了影响,从而影 响了光刻效果和显影。为了解决这一问题,涂胶工艺中引入了一种化学制剂,即 HMDS,它 的英文全名叫 Hexamethyldisilazane(HMDS),化学名称叫六甲基二硅氮甲烷,把它涂到硅 片表面后,通过加温可反应生成以硅氧烷为主题的化合物,这实际上是一种表面活性剂,它 成功地将硅片表面由亲水变为疏水,其疏水基可很好地与光刻胶结合,起到耦合的作用,再 者,在显影的过程中,由于它增强了光刻胶与基底的粘附力,从而有效地抑制刻蚀液进入掩 模与基底的侧向刻蚀。 最初,人们用液态的 HMDS 直接涂到晶片上,然后借着晶片的高速旋 转在晶片表面形成一层 HMDS 膜。这样就阶段性的解决了基片和光刻胶之间的结合问题,但 随着光刻线条的越来越细,胶的越来越薄,对粘附力提出了更高的要求,于是我们研制出了 现在的 HMDS 预处理系统。
二、HMDS 预处理系统的原理:
HMDS 预处理系统通过对烘箱 HMDS 预处理过程的工作温度、处理时间、处理时保持时间等参 数可以在硅片、基片表面均匀涂布一层 HMDS,降低了 HMDS 处理后的硅片接触角,降低了光 刻胶的用量,提高光刻胶与硅片的黏附性。
三、 HMDS 预处理系统的性能
(1)预处理性能更好,是在经过数次的氮气置换再进行的 HMDS 处理,所以不会有尘埃的干 扰,再者,由于该系统是将"去水烘烤"和 HMDS 处理放在同一道工艺,同一个容器中进行, 晶片在容器里先经过 100℃-200℃的去水烘烤,再接着进行 HMDS 处理,不需要从容器里传 出,而接触到大气,晶片吸收水分子的机会大大降低,所以有着更好的处理效果。
(2)处理更加均匀。 由于它是以蒸汽的形式涂布到晶片表面上,所以有液态涂布不可比拟 更好的均匀性。
(3)效率高。液态涂布是单片操作,而本系统一次可以处理多达多盒的晶片。
(4)更加节省药液。实践证明,用液态 HMDS 涂布单片所用的药液比用本系统处理多盒晶片 所用药液还多;
(5)更加环保和安全,HMDS 是有毒化学药品,人吸入后会出现反胃、呕吐、腹痛、刺激胸 部、呼吸道等,由于整个过程是在密闭的环境下完成的,所以不会有人接触到药液及其蒸汽, 也就更加安全,它的尾气是直接由机械泵抽到尾气处理机,所以也不会对环境造成污染。
四、系统结构
整个系统由加热、真空系统、充氮、加药和控制模块等 5 部分组成。
七、HMDS 烘箱技术参数
规格型号 | PVD-090-HMDS | PVD-210-HMDS |
容积(L) | 90L | 210L |
控温范围 | RT+10~250℃ | |
温度分辨率 | 0.1℃ | |
控温精度 | ±0.5℃ | |
加热方式 | 内腔体外侧加温 | |
隔板数量 | 2PCS | 3PCS |
真空度 | <133Pa(真空度范围 100~100000pa) | |
真空泵 | 抽气速度 4 升/秒,型号 DM4 | |
电源/功率 | AC220/50Hz,3KW | AC380V/50Hz,4KW |
内胆尺寸(W*D*H)mm | 450×450×450 | 560×640×600 |
外形尺寸(老款)mm | 800×630×850 | 920×830×1050 |
外形尺寸(新款)mm | 980×655×1600 | 1220×930×1755 |
连接管:316L 不锈钢波纹管(KF25)和卡箍,将真空泵与真空箱完全无缝连接。
备注 1:真空泵可根据场地需要使用干泵可选爱德华或安捷伦(选购)
备注 2:外壳优质冷轧钢板粉末静电喷涂,内胆采用 316L 不锈钢,外箱尺寸为(W*D*H)mm: 980x655x1600(含下箱柜高 700),下箱柜空置。
其它选配件:
1.波纹管 2 米或 3 米
2.富士温控仪表(温度与 PLC 联动)
3.三色灯
4. 增加 HMDS 药液瓶
5.HMDS 管路加热功能
6.开门报警
7.压力温度记录仪
8.干式涡旋泵(推荐):爱德华(Nxds10i或 15i)、安捷伦(TriScroll300或600)、谭式(SPL15)、 鲍斯(GVD8)