HMDS预处理真空烘箱在半导体行业的应用

一、预处理系统的必要性：
在半导体生产工艺中，光刻是集成电路图形转移重要的一个工艺环节，而涂胶质量直接影响到光刻的质量，涂胶工艺显得更为必要，尤其在所刻线条比较细的时候，任何一个环节出现一点纰漏，都可能导致光刻的失败。在涂胶工艺中绝大多数光刻胶是疏水的，而晶片表面的羟基和残留的水分子是亲水的，如果在晶片表面直接涂胶的话，会造成光刻胶和晶片的黏合性较差，甚至造成局部的间隙或气泡，涂胶厚度和均匀性都受到影响，进而会影响了光刻效果和显影，尤其是正胶，显影时显影液会侵入光刻胶和晶片的连接处，容易造成漂条、浮胶等，导致光刻图形转移的失败，同时湿法腐蚀容易发生侧向腐蚀，所以涂胶工艺中引入一种化学制剂HMDS(六甲基二硅氮甲烷，英文全名Hexamethyldisilazane)可以很好地改善这种状况。将HMDS涂到晶片表面后，经烘箱加温可反应生成以硅氧烷为主体的化合物，是一种表面活性剂，它成功地将硅片表面由亲水变为疏水，其疏水基可很好地与光刻胶结合，起着偶联剂的作用。

二、产品结构与性能
2.1产品结构：
1．HMDS预处理真空烘箱（BD/HMDS-6090、BD/HMDS-6210）外壳采用SUS304不锈钢材质，内胆316L不锈钢材料制成；不锈钢加热管,均匀分布在内胆外壁，内胆内无任何电气配件及易燃易爆装置；钢化、防弹双层玻璃观察窗,便于观察工作室内物品实验情况。
2．箱门闭合松紧能调节，整体成型的硅橡胶门封圈，确保箱内保持高真空度。
3．7.0英寸PLC微电脑PID控制系统具有自动控温、定时、超温报警等,彩色触摸屏显示,控温精确可靠。
4．智能化触摸屏控制系统配套日本三菱PLC模块可供用户根据不同制程条件改变程序、温度、真空度及每一程序时间。
5．HMDS气体密闭式自动吸取添加设计，使真空箱密封性能*好，确保HMDS气体无外漏顾虑。
6．无发尘材料，适用百级光刻间净化环境使用。

2.2产品性能：
1.由于是在经过数次的氮气置换再进行的HMDS处理，所以不会有尘埃的干扰，系统是将去水烘烤和HMDS处理放在同一道工艺，同一个容器中进行，晶片在容器里先经过100℃-200℃的去水烘烤，再接着进行HMDS处理，不需要从容器里传出而接触到大气，晶片吸收水分子的机会大大降低，所以有着更好的处理效果。
2.由于它是以蒸汽的形式涂布到晶片表面上，所以有液态涂布不可比拟更好的均匀性。
3.液态涂布是单片操作，而本系统一次可以处理多达4盒及以上的晶片，效率高。
4.用液态HMDS涂布单片所用的药液比用本系统处理4盒晶片所用药液还多，经实践证明，更加节省药液。
5. HMDS是有毒化学药品，人吸入后会出现反胃、呕吐、腹痛、刺激呼吸道等，由于整个过程是在密闭的环境下完成的，所以不会有人接触到药液及其蒸汽，也就更加安全，它的尾气是直接由机械泵抽到尾气处理机，所以也不会对环境造成污染，更加环保和安全。

三、技术参数：
型号：BD/HMDS-6090、BD/HMDS-6210
容积：90L、210L
控温范围：RT+10～250℃
温度分辨率：0.1℃
控温精度：±0.5℃
隔板数量：2pcs、3pcs
真空度：<133Pa（真空度范围100～100000pa）
真空泵：国产或进口
电源：AC220/50HZ、AC380V/50HZ
额定功率：3.0KW、4.5KW
连接管：316不锈钢波纹管，将真空泵与真空箱完全密封无缝连接

四、HMDS预处理真空烘箱的原理：
HMDS预处理系统通过对烘箱HMDS预处理过程的工作温度、处理时间、处理时保持时间等参数可以在硅片、基片表面均匀涂布一层HMDS，降低了HMDS处理后的硅片接触角，降低了光刻胶的用量，提高光刻胶与硅片的黏附性。

五、HMDS预处理系统的一般工作流程：
首先确定烘箱工作温度。典型的预处理程序为：打开真空泵抽真空，待腔内真空度达到某一高真空度后，开始充入氮气，充到某低真空度后，再次进行抽真空、充入氮气的过程，到达设定的充入氮气次数后，开始保持一段时间，使硅片充分受热，减少硅片表面的水分。然后再次开始抽真空，充入HMDS气体，在到达设定时间后，停止充入HMDS药液，进入保持阶段，使硅片充分与HMDS反应。当达到设定的保持时间后，再次开始抽真空。充入氮气，完成整个作业过程。
开箱温度可以由user自行设定来降低process时间，正常工艺在50分钟-90分钟(按产品所需而定烘烤时间),为正常工作周期不含降温时间（因降温时间为常规降温））。

六、尾气排放：
多余的HMDS蒸汽（尾气）将由真空泵抽出，排放到专用废气收集管道。在无专用废气收集管道时需做专门处理。