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HMDS預(yù)處理真空烘箱在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用

點擊次數(shù):1472 發(fā)布時間:2019-07-01

一、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)移重要的一個工藝環(huán)節(jié),而涂膠質(zhì)量直接影響到光刻的質(zhì)量,涂膠工藝顯得更為必要,尤其在所刻線條比較細(xì)的時候,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)一點紕漏,都可能導(dǎo)致光刻的失敗。在涂膠工藝中絕大多數(shù)光刻膠是疏水的,而晶片表面的羥基和殘留的水分子是親水的,如果在晶片表面直接涂膠的話,會造成光刻膠和晶片的黏合性較差,甚至造成局部的間隙或氣泡,涂膠厚度和均勻性都受到影響,進而會影響了光刻效果和顯影,尤其是正膠,顯影時顯影液會侵入光刻膠和晶片的連接處,容易造成漂條、浮膠等,導(dǎo)致光刻圖形轉(zhuǎn)移的失敗,同時濕法腐蝕容易發(fā)生側(cè)向腐蝕,所以涂膠工藝中引入一種化學(xué)制劑HMDS(六甲基二硅氮甲烷,英文全名Hexamethyldisilazane)可以很好地改善這種狀況。將HMDS涂到晶片表面后,經(jīng)烘箱加溫可反應(yīng)生成以硅氧烷為主體的化合物,是一種表面活性劑,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。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能
2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu):
1.HMDS預(yù)處理真空烘箱(BD/HMDS-6090、BD/HMDS-6210)外殼采用SUS304不銹鋼材質(zhì),內(nèi)膽316L不銹鋼材料制成;不銹鋼加熱管,均勻分布在內(nèi)膽外壁,內(nèi)膽內(nèi)無任何電氣配件及易燃易爆裝置;鋼化、防彈雙層玻璃觀察窗,便于觀察工作室內(nèi)物品實驗情況。
2.箱門閉合松緊能調(diào)節(jié),整體成型的硅橡膠門封圈,確保箱內(nèi)保持高真空度。
3.7.0英寸PLC微電腦PID控制系統(tǒng)具有自動控溫、定時、超溫報警等,彩色觸摸屏顯示,控溫精確可靠。
4.智能化觸摸屏控制系統(tǒng)配套日本三菱PLC模塊可供用戶根據(jù)不同制程條件改變程序、溫度、真空度及每一程序時間。
5.HMDS氣體密閉式自動吸取添加設(shè)計,使真空箱密封性能*好,確保HMDS氣體無外漏顧慮。
6.無發(fā)塵材料,適用百級光刻間凈化環(huán)境使用。

2.2產(chǎn)品性能:
1.由于是在經(jīng)過數(shù)次的氮氣置換再進行的HMDS處理,所以不會有塵埃的干擾,系統(tǒng)是將去水烘烤和HMDS處理放在同一道工藝,同一個容器中進行,晶片在容器里先經(jīng)過100℃-200℃的去水烘烤,再接著進行HMDS處理,不需要從容器里傳出而接觸到大氣,晶片吸收水分子的機會大大降低,所以有著更好的處理效果。
2.由于它是以蒸汽的形式涂布到晶片表面上,所以有液態(tài)涂布不可比擬更好的均勻性。
3.液態(tài)涂布是單片操作,而本系統(tǒng)一次可以處理多達4盒及以上的晶片,效率高。
4.用液態(tài)HMDS涂布單片所用的藥液比用本系統(tǒng)處理4盒晶片所用藥液還多,經(jīng)實踐證明,更加節(jié)省藥液。
5. HMDS是有毒化學(xué)藥品,人吸入后會出現(xiàn)反胃、嘔吐、腹痛、刺激呼吸道等,由于整個過程是在密閉的環(huán)境下完成的,所以不會有人接觸到藥液及其蒸汽,也就更加安全,它的尾氣是直接由機械泵抽到尾氣處理機,所以也不會對環(huán)境造成污染,更加環(huán)保和安全。

三、技術(shù)參數(shù):
型號:BD/HMDS-6090、BD/HMDS-6210
容積:90L、210L
控溫范圍:RT+10~250℃
溫度分辨率:0.1℃
控溫精度:±0.5℃
隔板數(shù)量:2pcs、3pcs
真空度:<133Pa(真空度范圍100~100000pa)
真空泵:國產(chǎn)或進口
電源:AC220/50HZ、AC380V/50HZ
額定功率:3.0KW、4.5KW
連接管:316不銹鋼波紋管,將真空泵與真空箱完全密封無縫連接

四、HMDS預(yù)處理真空烘箱的原理:
HMDS預(yù)處理系統(tǒng)通過對烘箱HMDS預(yù)處理過程的工作溫度、處理時間、處理時保持時間等參數(shù)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。

五、HMDS預(yù)處理系統(tǒng)的一般工作流程:
首先確定烘箱工作溫度。典型的預(yù)處理程序為:打開真空泵抽真空,待腔內(nèi)真空度達到某一高真空度后,開始充入氮氣,充到某低真空度后,再次進行抽真空、充入氮氣的過程,到達設(shè)定的充入氮氣次數(shù)后,開始保持一段時間,使硅片充分受熱,減少硅片表面的水分。然后再次開始抽真空,充入HMDS氣體,在到達設(shè)定時間后,停止充入HMDS藥液,進入保持階段,使硅片充分與HMDS反應(yīng)。當(dāng)達到設(shè)定的保持時間后,再次開始抽真空。充入氮氣,完成整個作業(yè)過程。
開箱溫度可以由user自行設(shè)定來降低process時間,正常工藝在50分鐘-90分鐘(按產(chǎn)品所需而定烘烤時間),為正常工作周期不含降溫時間(因降溫時間為常規(guī)降溫))。

六、尾氣排放:
多余的HMDS蒸汽(尾氣)將由真空泵抽出,排放到專用廢氣收集管道。在無專用廢氣收集管道時需做專門處理。

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