在涂膠工藝中,所用到的光刻膠絕大多數(shù)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,勢必會造成光刻膠和晶片的粘合性較差,甚至造成局部的間隙或氣泡,涂膠厚度和均勻性都受到了影響,從而影響了光刻效果和顯影。
為了解決這一問題,涂膠工藝中引入了一種化學(xué)制劑,即HMDS,它的英文全名叫Hexamethyldisilazane(HMDS),化學(xué)名稱叫六甲基二硅氮甲烷,把它涂到硅片表面后,通過加溫可反應(yīng)生成以硅氧烷為主題的化合物,這實(shí)際上是一種表面活性劑,它成功地將硅片表面由親水變?yōu)槭杷涫杷珊芎玫嘏c光刻膠結(jié)合,起到耦合的作用,再者,在顯影的過程中,由于它增強(qiáng)了光刻膠與基底的粘附力,從而有效地抑制刻蝕液進(jìn)入掩模與基底的側(cè)向刻蝕。人們用液態(tài)的HMDS直接涂到晶片上,然后借著晶片的高速旋轉(zhuǎn)在晶片表面形成一層HMDS膜。這樣就階段性的解決了基片和光刻膠之間的結(jié)合問題,但隨著光刻線條的越來越細(xì),膠的越來越薄,對粘附力提出了更高的要求,于是幕溯工業(yè)帶領(lǐng)一批技術(shù)人員進(jìn)行了深入的研究,研制出了現(xiàn)在的HMDS預(yù)處理系統(tǒng),并在2013年成功的投入各大高等院校研究機(jī)構(gòu)及各大企業(yè)。
六甲基二硅胺(HMDS)是黃光區(qū)毒的東西,HMDS真空烘箱預(yù)處理程序?yàn)椋捍蜷_真空泵抽真空,待腔內(nèi)真空度達(dá)到某一高真空度后,開始充人氮?dú)猓涞竭_(dá)到某低真空度后,再次進(jìn)行抽真空、充入氮?dú)獾倪^程,到達(dá)設(shè)定的充入氮?dú)獯螖?shù)后,開始保持一段時(shí)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,充入通過氮?dú)獾腍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)猓瓿烧麄(gè)作業(yè)過程。
HMDS與硅片反應(yīng)機(jī)理圈: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),在硅片表而生成硅醚,消除氫鍵作,從而使極性表面變成非極性表面。整個(gè)反應(yīng)持續(xù)到空間位阻(三甲基硅烷基較大)阻止其進(jìn)一步反應(yīng)。
尾氣排放等: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。
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