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HMDS預(yù)處理系統(tǒng)
在半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中，光刻是至關(guān)重要的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，而涂膠工藝的好壞，直接影響到光刻的質(zhì)量，所以涂膠也顯得尤為必要，尤其在所刻線條比較細(xì)的時(shí)候，任何一個(gè)環(huán)節(jié)有一點(diǎn)紕漏，都可能導(dǎo)致光刻的失敗。
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(shì)必會(huì)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(wèn)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(guò)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?，其疏水基可很好地與光刻膠結(jié)合，起到耦合的作用，再者，在顯影的過(guò)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。 最初，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(wèn)題，但隨著光刻線條的越來(lái)越細(xì)，膠的越來(lái)越薄，對(duì)粘附力提出了更高的要求，于是我們研制出了現(xiàn)在的HMDS預(yù)處理系統(tǒng)。
2 HMDS預(yù)處理系統(tǒng)的優(yōu)越性
HMDS預(yù)處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：
（1）預(yù)處理性能更好，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，再者，由于該系統(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）處理更加均勻。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）效率高。液態(tài)涂布是單片操作，而本系統(tǒng)一次可以處理多達(dá)多盒的晶片。
（4）更加節(jié)省藥液。實(shí)踐證明，用液態(tài)HMDS涂布單片所用的藥液比用本系統(tǒng)處理多盒晶片所用藥液還多；
（5）更加環(huán)保和安全，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。
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)由加熱、真空系統(tǒng)、充氮、加藥和控制模塊等5部分組成。
3.1加熱模塊
由于工藝的整個(gè)過(guò)程都需要在150℃左右的環(huán)境下進(jìn)行，所以自始至終加熱系統(tǒng)都在工作。
本系統(tǒng)采用在腔體外側(cè)加熱，采用人工智能PID調(diào)節(jié)儀實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)儀控制固態(tài)繼電器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)溫度的精確穩(wěn)定控制，測(cè)溫采用通用的高精度熱敏電阻Pt100。
3.2真空模塊
由機(jī)械泵、真空組件、真空測(cè)量等組成，主要作用是置換氣體和抽走剩余的HMDS蒸汽，不再贅述。
3.3充氮模塊
作用是在置換過(guò)程中，用氮?dú)鈦?lái)逐漸稀釋空氣或藥液蒸汽，從而最終替換空氣或藥液蒸汽的氣氛。
主要由氮?dú)庠?、控制閥和噴頭組成。
3.4加藥模塊
加藥模塊的作用是在需要的時(shí)候把藥液變成蒸汽，均勻的涂布到晶片表面。
它主要由藥液瓶，接口、控制閥和噴頭組成。
3.5控制模塊
控制模塊是本系統(tǒng)的核心模塊，它的作用是控制各個(gè)模塊的動(dòng)作和時(shí)序，完成整個(gè)工藝過(guò)程。
它主要由人機(jī)界面，CPU控制中心，控制接口和輸出部件，報(bào)警等5部分組成。
人機(jī)界面采用臺(tái)灣威綸通觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)、狀態(tài)等界面的顯示和參數(shù)的設(shè)定輸入。PLC采用三凌FX系列小型化PLC。
4軟件組成
整個(gè)控制軟件共分4個(gè)部分，即自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)控制、參數(shù)設(shè)定、幫助。
當(dāng)按下自動(dòng)運(yùn)行鍵后，畫(huà)面轉(zhuǎn)換到運(yùn)行畫(huà)面，顯示當(dāng)前的工藝狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)間等，同時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。
首先打開(kāi)真空泵、開(kāi)始抽真空、待腔內(nèi)真空度達(dá)到某高真空度（該值可預(yù)設(shè)）后，開(kāi)始充入氮?dú)?，充到達(dá)到某低真空度（該值也可預(yù)設(shè)）后的再次重復(fù)抽真空、充入氮?dú)獾倪^(guò)程，達(dá)到設(shè)定的充入氮?dú)獾拇螖?shù)后再次抽真空，然后充入藥液，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，停止充入藥液，進(jìn)入保持階段。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的保持時(shí)間后，再次開(kāi)始抽真空、充入氮?dú)?，次?shù)為設(shè)定值，當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)工作完成后，畫(huà)面切換到結(jié)束畫(huà)面，同時(shí)給出聲光報(bào)警等待取片，在自動(dòng)工作過(guò)程中若出現(xiàn)異常可點(diǎn)擊運(yùn)行畫(huà)面中的停止鍵，隨時(shí)終止程序的運(yùn)行。
5、 HMDS-90真空系統(tǒng)規(guī)格參數(shù)
內(nèi)部尺寸：450X450X450
電源： AC220V，功率：3000W
真空度： 常壓到—133pa或1TORR以下
材質(zhì)： 內(nèi)部SUS316電解處理 外殼SS41靜電噴涂。
管路： SUS潔凈管
層架； SUS316材質(zhì)
門(mén)內(nèi)板： 鋼化玻璃
流程控制：液晶觸摸屏（臺(tái)灣威綸通）、PLC控制(三菱)，流程可編輯，可以預(yù)存5組程序。（可根客戶要求可以更改流程）
加熱方式：腔體外側(cè)加溫。 溫度：RT+10℃～ 200℃；微電腦溫度控制器，控溫
精確可靠?？販鼐龋?℃，真空室溫度均勻
氮?dú)庋b置：氮?dú)膺M(jìn)入箱內(nèi)有調(diào)壓裝置，控制有自動(dòng)閥完成。
HMDS裝置：HMDS藥液進(jìn)入箱內(nèi)采用壓力差吸取瓶?jī)?nèi)HMDS方式，自動(dòng)閥控制
真空泵：抽氣速度4升\秒
工作流程：
首先打開(kāi)真空泵、開(kāi)始抽真空、待腔內(nèi)真空度達(dá)到某高真空度（該值可預(yù)設(shè)）后，開(kāi)始充入氮?dú)?，充到達(dá)到某低真空度（該值也可預(yù)設(shè)）后的再次重復(fù)抽真空、充入氮?dú)獾倪^(guò)程，達(dá)到設(shè)定的充入氮?dú)獾拇螖?shù)后再次抽真空，然后充入藥液，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，停止充入藥液，進(jìn)入保持階段。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的保持時(shí)間后，再次開(kāi)始抽真空、充入氮?dú)猓螖?shù)為設(shè)定值，當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)工作完成后，畫(huà)面切換到結(jié)束畫(huà)面，同時(shí)給出聲光報(bào)警等待取片，在自動(dòng)工作過(guò)程中若出現(xiàn)異?？牲c(diǎn)擊運(yùn)行畫(huà)面中的停止鍵，隨時(shí)終止程序的運(yùn)行。
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