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(gè)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(shí)候，任何一個(gè)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(huì)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(huì)影響了光刻效果和顯影，尤其是正膠，顯影時(shí)顯影液會(huì)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(shí)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(wú)縫不銹鋼加熱管,均勻分布在內(nèi)膽外壁，內(nèi)膽內(nèi)無(wú)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(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．溫度微電腦PID控制,系統(tǒng)具有自動(dòng)控溫、定時(shí)、超溫報(bào)警等,LCD液晶顯示,觸摸式按鍵,控溫準(zhǔn)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(shí)間。
5．HMDS氣體密閉式自動(dòng)吸取添加設(shè)計(jì)，使真空箱密封性能，確保HMDS氣體無(wú)外漏顧慮。
6．無(wú)發(fā)塵材料，適用百級(jí)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(guò)數(shù)次的氮?dú)庵脫Q再進(jìn)行的HMDS處理，所以不會(huì)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(gè)容器中進(jìn)行，晶片在容器里先經(jīng)過(guò)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(huì)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(huì)出現(xiàn)反胃、嘔吐、腹痛、刺激胸部、呼吸道等，由于整個(gè)過(guò)程是在密閉的環(huán)境下完成的，所以不會(huì)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(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，更加環(huán)保和安全。
三、技術(shù)參數(shù)：
| 規(guī)格型號(hào) | PVD-090-HMDS | PVD-210-HMDS |
| 容積（L） | 90L | 210L |
| 控溫范圍 | RT+10～250℃ | |
| 溫度分辨率 | 0.1℃ | |
| 控溫精度 | ±0.5℃ | |
| 加熱方式 | 內(nèi)腔體外側(cè)加溫 | |
| 隔板數(shù)量 | 2PCS | 3PCS |
| 真空度 | <133Pa（真空度范圍100～100000pa） | |
| 真空泵 | 抽氣速度4升／秒，型號(hào)DM4 | |
| 電源/功率 | AC220/50Hz，3KW | AC380V/50Hz，4KW |
| 內(nèi)膽尺寸W*D*H（mm） | 450*450*450 | 560*640*600 |
| 外形尺寸W*D*H（mm） | 650*640*1250 | 1220*930*1755 |
連接管：316不銹鋼波紋管，將真空泵與真空箱密封無(wú)縫連接
備注：選配溫度壓力記錄儀時(shí)，因工藝需要改變?cè)O(shè)備整個(gè)外箱結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考實(shí)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(guò)對(duì)烘箱HMDS預(yù)處理過(guò)程的工作溫度、處理時(shí)間、處理時(shí)保持時(shí)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)?，充到某低真空度后，再次進(jìn)行抽真空、充入氮?dú)獾倪^(guò)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HMDS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)?，完成整個(gè)作業(yè)過(guò)程。HMDS與硅片反應(yīng)機(jī)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(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)。
開箱溫度可以由user自行設(shè)定來(lái)降低process時(shí)間，正常工藝在50分鐘-90分鐘(按產(chǎn)品所需而定烘烤時(shí)間),為正常工作周期不含降溫時(shí)間（因降溫時(shí)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(wú)專用廢氣收集管道時(shí)需做專門處理。
七、產(chǎn)品操作控制系統(tǒng)配置:
1. 標(biāo)配DM4直聯(lián)旋片式真空泵（外置）；需要使用干泵可選愛(ài)德華或安捷倫（選購(gòu)）
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(biāo)配是1米）
2．富士溫控儀表（溫度與PLC聯(lián)動(dòng)）
3．三色燈 4.增加HMDS藥液瓶
5．低液位報(bào)警（帶聲光報(bào)警）
6．HMDS管路加熱功能
7．開門報(bào)警
8.壓力溫度記錄儀
