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技术文章
 
光刻胶HMDS处理真空系统技术解答
点击次数:1158 发布时间:2020-10-31
 

  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。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,于是幕溯工业带领一批技术人员进行了深入的研究,研制出了现在的HMDS预处理系统,并在2013年成功的投入各大高等院校研究机构及各大企业。
  六甲基二硅胺(HMDS)是黄光区毒的东西,HMDS真空烘箱预处理程序为:打开真空泵抽真空,待腔内真空度达到某一高真空度后,开始充人氮气,充到达到某低真空度后,再次进行抽真空、充入氮气的过程,到达设定的充入氮气次数后,开始保持一段时间,使硅片充分受热,减少硅片表面的水分。然后再次开始抽真空,充入通过氮气的HMDS气体,在到达设定时间后,停止充入HMDS药液,进入保持阶段,使硅片充分与HMDS反应。当达到设定的保持时间后,再次开始抽真空。充入氮气,完成整个作业过程。
  HMDS与硅片反应机理圈:加热到100℃-200℃,去除硅片表面的水分,然后HMDS与表面的OH一反应,在硅片表而生成硅醚,消除氢键作,从而使极性表面变成非极性表面。整个反应持续到空间位阻(三甲基硅烷基较大)阻止其进一步反应。
  尾气排放等:多余的HMDS蒸汽(尾气)将由真空泵抽出,排放到专用废气收集管道。

 
 
 
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