HMDS預處理真空烘箱
一、預處理系統(tǒng)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(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)出現(xiàn)一點紕漏，都可能導致光刻的失敗。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，導致光刻圖形轉移的失敗，同時濕法腐蝕容易發(fā)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(jīng)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?yōu)槭杷?，其疏水基可很好地與光刻膠結合，起著偶聯(lián)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(yōu)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、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(jié)，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(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、技術參數(shù)：
| 規(guī)格型號 | 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 | 內腔體外側加溫 | |
| 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DM4 | |
| 電源/功率 | AC220/50Hz，3KW | AC380V/50Hz，4KW |
| 內膽尺寸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(yōu)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*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預處理系統(tǒng)的原理：
HMDS預處理系統(tǒng)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(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(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(yè)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(xù)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(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
