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北京中科博達(dá)儀器科技有限公司
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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
2019-7-1 閱讀(7784)
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(diǎn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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?dú)庵脫Q再進(jìn)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(jìn)行，晶片在容器里先經(jīng)過100℃-200℃的去水烘烤，再接著進(jìn)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(jī)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(dá)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(shí)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(jī)械泵抽到尾氣處理機(jī)，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(jìn)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*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?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，開始充入氮?dú)猓涞侥车驼婵斩群?，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(dá)設(shè)定時間后，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)定的保持時間后，再次開始抽真空。充入氮?dú)?，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，排放到廢氣收集管道。在無廢氣收集管道時需做專門處理。
