無HMDS預(yù)處理系統(tǒng):
▲產(chǎn)品介紹:
HMDS預(yù)處理系統(tǒng)的必要性,在半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中,光刻是集成電路圖形轉(zhuǎn)移重要的一個(gè)工藝環(huán)節(jié),涂膠質(zhì)量直接影響到光刻的質(zhì)量,涂膠工藝顯得更為重要。光刻涂膠工藝中絕大多數(shù)光刻膠是疏水的,而硅片表面的羥基和殘留的水分子是親水的,這造成光刻膠和硅片的黏合性較差,尤其是正膠,顯影時(shí)顯影液會侵入光刻膠和硅片的連接處,容易造成漂條、浮膠等,導(dǎo)致光刻圖形轉(zhuǎn)移的失敗,同時(shí)濕法腐蝕容易發(fā)生側(cè)向腐蝕。增黏劑HMDS(六甲基二硅氮烷)可以很好地改善這種狀況。將HMDS涂到硅片表面后,經(jīng)烘箱加溫可反應(yīng)生成以硅氧烷為主體的化合物。它成功地將硅片表面由親水變?yōu)槭杷?,其疏水基可很好地與光刻膠結(jié)合,起著偶聯(lián)劑的作用。
HMDS預(yù)處理真空系統(tǒng)通過對箱體內(nèi)預(yù)處理過程的真空、烘烤、充氮、潔凈、HMDS加液等程式過程,參數(shù)控制可以在硅片、基片表面均勻涂布一層HMDS,降低了HMDS處理后的硅片接觸角,降低了光刻膠的用量,提高光刻膠與硅片的黏附性。
▲功能特點(diǎn):
1.控制界面:采用日本三菱 PLC+7寸觸摸屏控制系統(tǒng),程式化運(yùn)行,溫度系統(tǒng),真空系統(tǒng),充氮系統(tǒng),HMDS注液系統(tǒng)。
2.控制模塊:控制模塊是本系統(tǒng)的核心模塊,它的作用是控制各個(gè)模塊的動作和時(shí)序,完成整個(gè)工藝過程。
3.內(nèi)膽材質(zhì):整個(gè)系統(tǒng)采用上等醫(yī)用級316L不銹鋼材料制作,無發(fā)塵材料,適用百級光刻間凈化環(huán)境。
4.密封裝置:密封條為高溫硅膠制作,可耐溫不變形,門與箱體連接密封,加強(qiáng)密封效果。
5.加熱裝置:加熱器采用SUS304#被覆無塵化SHEATHED HEATER壽命長且無污染,依據(jù)使用溫度調(diào)整控制,節(jié)約能源。
6.加熱方式:采用無觸點(diǎn)SCR固態(tài)繼電器控制每段溫區(qū)發(fā)熱管輸出功率大小,接近恒定溫度時(shí),加熱電流變小,使其恒定溫度。
7.底部結(jié)構(gòu):萬向移動福馬一體承重腳輪,固定好位置可落下支撐腳,方便移動及固定
8.可視窗:采用鋼化、防彈雙層玻璃觀察窗,便于觀察工作室內(nèi)物品實(shí)驗(yàn)情況。
9.溫度傳感器 采用進(jìn)口PT100鉑金電阻,精度±0.5%,反應(yīng)靈敏,耐高溫。
10.真空系統(tǒng):雙旋片真空泵、真空組件、壓力測量等組成,主要作用是置換氣體和抽走剩余HMDS蒸汽。
11.充氮系統(tǒng):作用是在置換過程中,用氮?dú)鈦碇饾u稀釋空氣或藥液蒸汽,從而*終替換空氣或藥液蒸汽的氣氛,氮?dú)饬髁浚淙霑r(shí)間可控制。
12.HDMS注液系統(tǒng),HMDS氣體密閉式自動吸取添加設(shè)計(jì),配置不銹鋼藥液管道,使真空箱密封性好。
13.保護(hù)系統(tǒng):相序保護(hù),漏電保護(hù),過載保護(hù),控制線路,超溫保護(hù),壓力過載保護(hù),急停開關(guān),工作狀態(tài)指示燈。
▲三、HMDS(六甲基二硅氮烷)工藝::
*HMDS與氧化物表面發(fā)生反應(yīng),形成如圖所示,但同時(shí)留下自由鍵與光致抗蝕劑反應(yīng)并改善粘附性。
*具有脫水烘烤的HMDS的蒸汽引發(fā)(是過程):當(dāng)晶片表面變得更加疏水時(shí),HMDS將捆綁水合晶片表面的分子水并增加液體接觸角。還需要初始高溫烘烤和脫水過程以使基材均勻且穩(wěn)定地蒸汽引發(fā),在HMDS應(yīng)用之前需要這種完全的脫水過程以產(chǎn)生穩(wěn)定的表面。
▲HMDS主要表現(xiàn)比較研究
在極小亞微米范圍內(nèi),關(guān)鍵特征尺寸的減小越來越少,在制造過程中需要優(yōu)異的光刻工藝。光致抗蝕劑的粘附性總是非常重要,因?yàn)樗苯佑绊懳g刻圖像的臨界尺寸的控制。因此,HMDS過程也已在各種涂布機(jī)軌道中實(shí)施,并取得了不同程度的成功。
▲工藝流程:
HMDS烘箱作用過程及機(jī)理 首先設(shè)定烘箱工作溫度。典型的預(yù)處理程序?yàn)椤么蜷_真空泵抽真空,待腔內(nèi)真空度達(dá)到5000Pa后,開始充入氮?dú)?,充?0000Pa后,再次進(jìn)行抽真空、充入氮?dú)馊绱送鶑?fù)吹掃凈化腔室,到達(dá)設(shè)定的吹掃次數(shù)后,再次開始抽真空到2000Pa ,充入通過氮?dú)夤某龅腍MDS氣體,在到達(dá)設(shè)定時(shí)間后,停止充入HMDS 藥液,進(jìn)入保持階段,使硅片充分與HMDS 反應(yīng)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的保持時(shí)間后,再次開始抽真空。充入氮?dú)馊绱送鶑?fù)吹掃HMDS殘余,到達(dá)設(shè)定的吹掃次數(shù)后,完成作業(yè)過程。
▲水滴角和工藝參數(shù):
HMDS可以增加光刻膠之間的黏附性,但過大的接觸角會導(dǎo)致光刻膠用量增大,適當(dāng)?shù)慕档徒佑|角,可以有效的減少光刻膠用量,節(jié)約成本,下圖為典型處理工藝與水滴角間的關(guān)系:
充入真空/pa
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溫度/℃
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hmds充入時(shí)間/S
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保持時(shí)間/S
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水滴角/°
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膠量/cc
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2000
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150
|
120
|
120
|
65.4
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2.7
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2000
|
140
|
80
|
110
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62.1
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2.3
|
2000
|
150
|
120
|
150
|
71.6
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3.4
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▲型號規(guī)格參數(shù)
型號
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SXZ-HMDS-090
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SXZ-HMDS-210
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電源電壓
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220V/50HZ
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380V/50HZ
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控溫范圍
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RT+10℃-250℃
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溫度分辨率
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0.1℃
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溫度波動度
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≤±0.5℃
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真 空 度
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≤133Pa
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工作室尺寸(mm)
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W450*D450*H450
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W560*D600*H600
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外形尺寸(mm)
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W850*D700*H1490
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W960*D850*H1620
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層板數(shù)量
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2塊
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3塊
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功率
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3KW
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4.5KW
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