光刻膠HMDS預處理

來源：蘇州格萊尼爾精密控濕設備有限公司 2025年08月08日 07:10

HMDS 預處理系統的必要性：在半導體生產工藝中，光刻是至關重要的一個工藝環節，而涂膠工藝的好壞，直接影響到光刻的質量。

在涂膠工藝中，所用到的光刻膠絕大多數是疏水的，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，勢必會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。

為了解決這一問題，涂膠工藝中引入了一種化學制劑，即HMDS，它的英文全名叫Hexamethyldisilazane（HMDS），化學名稱叫六甲基二硅氮甲烷，把它涂到硅片表面后，通過加溫可反應生成以硅氧烷為主題的化合物，這實際上是一種表面活性劑，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，起到耦合的作用，再者，在顯影的過程中，由于它增強了光刻膠與基底的粘附力，從而有效地抑制刻蝕液進入掩模與基底的側向刻蝕。最初，人們用液態的HMDS直接涂到晶片上，然后借著晶片的高速旋轉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合問題，但隨著光刻線條的越來越細，膠的越來越薄，對粘附力提出了更高的要求，于是格萊尼爾公司帶領一批技術人員進行了深入的研究，研制出了現在的HMDS預處理系統,并在2014年成功的投入各大高等院校研究機構及各大企業。

六甲基二硅胺(HMDS)是黃光區最毒的東西，HMDS真空烘箱預處理程序為：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，充到達到某低真空度后，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，充入通過氮氣的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與硅片反應機理圈：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，在硅片表而生成硅醚，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。
尾氣排放等：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。

相關問題：

1.HMDS是如何涂在硅片表面的？是像勻膠那樣甩涂嗎？另外，是在什么溫度下操作，需不需要在加熱硅片的同時涂覆，還是等去把硅片清洗完畢烘干冷卻后甩涂？

答：HMDS是氣相涂布在硅片表面，也就是硅片在HMDS的蒸汽中放置一會兒，溫度約100-180度即可

2.在涂光刻膠之前需要把涂有HMDS的硅片烘干冷卻后在涂光刻膠嗎？還是把涂有HMDS的硅片不烘干直接涂膠？

答：HMDS處理后需要冷卻后涂膠，但等待時間不能太長，過長處理效果會變差，建議4小時內完成涂膠

3.在HMDS上面在滴光刻膠甩涂時，光刻膠內的溶劑會不會又把HMDS層給破壞呢？

答：HMDS上面涂膠不影響HMDS的處理效果

4.在顯影過程中硅片表面的HMDS層如何去除掉才能使被刻蝕的硅表面露出？

答：HMDS本身是表面改性，HMDS本身不會涂在園片表面，因此不用擔心去除HMDS層

格萊尼爾研發出了HMDS專用工業烤箱

產品品牌：格萊尼爾

產品名稱：真空烘箱

產品型號：GN-6210

控溫范圍：室溫+10℃-250℃

溫度分辨率：0.1℃

恒溫波動度：≤±0.5℃

達到真空度：133Pa

電源電壓：380V-50Hz

產品功率：3600W

工作室尺寸：560(W)*640(D)*600(H)mm

外部尺寸：720(W)*820(D)*1750(H)mm

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