HMDS預(yù)處理真空烘箱

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．設(shè)備外殼采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板表面靜電噴塑，內(nèi)膽316L不銹鋼材料制成；無縫不銹鋼加熱管,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、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．溫度微電腦PID控制,系統(tǒng)具有自動控溫、定時、超溫報警等,LCD液晶顯示,觸摸式按鍵,控溫準確可靠。

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，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、刺激胸部、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)：

連接管：316不銹鋼波紋管，將真空泵與真空箱*密封無縫連接

備注：選配溫度壓力記錄儀時，因工藝需要改變設(shè)備整個外箱結(jié)構(gòu)，請參考實物圖。外殼采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板粉末靜電噴涂，內(nèi)膽采用316L不銹鋼，外箱尺寸為（W*D*H）mm：980x655x1600（含下箱柜高700），下箱柜空置。適用于增加各類選配功能。

四、HMDS預(yù)處理系統(tǒng)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。HMDS與硅片反應(yīng)機理如圖：首先加熱到100℃-200℃，去除硅片表面的水分，然后HMDS與表面的OH一反應(yīng)，在硅片表面生成硅醚，消除氫鍵作，從而使極性表面變成非極性表面。整個反應(yīng)持續(xù)到空間位阻(基硅烷基較大)阻止其進一步反應(yīng)。

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。

七、產(chǎn)品操作控制系統(tǒng)配置:

1. 標配DM4直聯(lián)旋片式真空泵（外置）；需要使用干泵可選愛德華或安捷倫（選購）

2. LCD液晶顯示溫度控制器,PLC觸摸屏操作模塊

3. 固態(tài)繼電器；加急停裝置

其它選配：

1．波紋管2米或3米（標配是1米）

2．富士溫控儀表（溫度與PLC聯(lián)動）

3．三色燈      4.增加HMDS藥液瓶

5．低液位報警（帶聲光報警）

6．HMDS管路加熱功能

7．開門報警       

8.壓力溫度記錄儀