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      HMDS預處理真空烘箱

      HMDS預處理真空烘箱

      一、預處理系統的必要性:

      在半導體生產工藝中,光刻是集成電路圖形轉移重要的一個工藝環節,而涂膠質量直接影響到光刻的質量,涂膠工藝顯得更為必要,尤其在所刻線條比較細的時候,任何一個環節出現一點紕漏,都可能導致光刻的失敗。在涂膠工藝中絕大多數光刻膠是疏水的,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,導致光刻圖形轉移的失敗,同時濕法腐蝕容易發生側向腐蝕,所以涂膠工藝中引入一種化學制劑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,經烘箱加溫可反應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為疏水,其疏水基可很好地與光刻膠結合,起著偶聯劑的作用。

      二、產品結構與性能

      2.1產品結構:

      1.設備外殼采用優質冷軋鋼板表面靜電噴塑,內膽316L不銹鋼材料制成;無縫不銹鋼加熱管,均勻分布在內膽外壁,內膽內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,便于觀察工作室內物品實驗情況。

      2.箱門閉合松緊能調節,整體成型的硅橡膠門封圈,確保箱內保持高真空度。

      3溫度微電腦PID控制,系統具有自動控溫、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配套日本三菱PLC模塊可供用戶根據不同制程條件改變程序、溫度、真空度及每一程序時間。

      5HMDS氣體密閉式自動吸取添加設計,使真空箱密封性能極好,確保HMDS氣體無外漏顧慮。

      6.無發塵材料,適用百級光刻間凈化環境使用。

      2.2產品性能:

      1.由于是在經過數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,所以有液態涂布不可比擬更好的均勻性。

      3.液態涂布是單片操作,而本系統一次可以處理多達4盒的晶片,效率高。

      4.用液態HMDS涂布單片所用的藥液比用本系統處理4盒晶片所用藥液還多,經實踐證明,更加節省藥液。

      5. HMDS是有毒化學藥品,人吸入后會出現反胃、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,所以也不會對環境造成污染,更加環保和安全。

      三、技術參數:

      規格型號

      PVD-090-HMDS

      PVD-210-HMDS

      容積(L

      90L

      210L

      控溫范圍

      RT+10250

      溫度分辨率

      0.1

      控溫精度

      ±0.5

      加熱方式

      內腔體外側加溫

      隔板數量

      2PCS

      3PCS

      真空度

      <133Pa(真空度范圍100100000pa

      真空泵

      抽氣速度4升/秒,型號DM4

      電源/功率

      AC220/50Hz,3KW

      AC380V/50Hz,4KW

      內膽尺寸W*D*Hmm

      450*450*450

      560*640*600

      外形尺寸W*D*Hmm

      650*640*1250

      1220*930*1755

      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

      備注:選配溫度壓力記錄儀時,因工藝需要改變設備整個外箱結構,請參考實物圖。外殼采用優質冷軋鋼板粉末靜電噴涂,內膽采用316L不銹鋼,外箱尺寸為(W*D*Hmm980x655x1600(含下箱柜高700),下箱柜空置。適用于增加各類選配功能。

      四、HMDS預處理系統的原理:

      HMDS預處理系統通過對烘箱HMDS預處理過程的工作溫度、處理時間、處理時保持時間等參數可以在硅片、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預處理系統的一般工作流程:

      首先確定烘箱工作溫度。典型的預處理程序為:打開真空泵抽真空,待腔內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,到達設定的充入氮氣次數后,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。當達到設定的保持時間后,再次開始抽真空。充入氮氣,完成整個作業過程。HMDS與硅片反應機理如圖: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,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。整個反應持續到空間位阻(三甲基硅烷基較大)阻止其進一步反應。

      開箱溫度可以由user自行設定來降低process時間,正常工藝在50分鐘-90分鐘(按產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、產品操作控制系統配置:

      1. 標配DM4直聯旋片式真空泵(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聯動)

      3.三色燈      4.增加HMDS藥液瓶

      5.低液位報警(帶聲光報警)

      6HMDS管路加熱功能

      7.開門報警       

      8.壓力溫度記錄儀

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