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电子产品润湿-HMDS处理的工作原理
发布:大昌洋行(上海)有限公司浏览次数:43作者:Susanna Laurén,Biolin Scientific
良好的附着力在电子制造的许多过程中都十分重要。Z关键的过程之一是光刻胶的应用。适当的光刻胶粘合对成功的光刻工艺至关重要。在显影或刻蚀过程中失去附着力将导致图案错误,这些错误对正在制造的设备有害。长期以来,人们认识到光刻胶和硅晶圆之间需要粘合。Z常用的方法是六甲基二硅氮烷(HMDS)处理。
? 什么是六甲基二硅氮烷(HMDS)处理
六甲基二硅氮烷(HMDS)通常应用在光刻胶之前。1970年,IBM的R.H.Collins和F.T.Devers在美国专利3,549,368中S次描述了HMDS作为光刻胶粘合促进剂的用途。该工艺已经从将晶圆浸入HMDS溶液中的基于溶液的方法发展到基于蒸汽的工艺。虽然HMDS可以通过旋涂应用于晶圆上,但通常不建议这样做,因为HMDS厚层的蒸汽蒸发可能会在后期引起问题。Z典型的是HMDS应用于真空室中,该真空室将基材加热于暴露的HMDS蒸汽相结合。
? HMDS可提高光刻胶的附着力
硅晶片的表面通常是亲水的,因为从环境湿度中吸附了一层水。为了使光刻胶具有适当的附着力,需要使表面更具疏水性,以更好地与光刻胶的化学性质相匹配。该过程的第一步称为脱水烘烤。顾名思义,该步骤的目的是从晶圆表面除去水。该步骤通常在真空中进行,需要大约140至160℃的温度。如果不除去水层,则在随后的显影或化学蚀刻过程中存在光刻胶分层的风险。然而,在此步骤之后,晶圆的表面仍然是亲水的,因为脱水使表面处于天然状态。在天然状态下,硅晶圆的顶部有一层薄薄的天然氧化物,当暴露在大气湿度下时会形成。从化学角度来说,这是硅表面的OH基团。为了使光刻胶正常粘附,表面需要更具疏水性。
脱水烘烤会去除晶圆表面多余的材料(即吸附的水),而HMDS处理将添加单层材料,使其对光刻胶更具吸引力。脱水烘烤后,表面暴露在HMDS蒸汽中,通常在设置为130至160℃的热底漆烤箱中。晶圆表面上的OH基团将与HMDS的甲基反应,使表面更具疏水性。然后,表面与光刻胶的化学成分更好的匹配,但也不太容易吸水。
? 如何确定HMDS处理成功
由于光刻胶粘附是光刻过程的关键部分,因此确保HMDS处理成功是非常重要的。可以通过水接触角的测量轻松判断。由于HMDS处理前硅晶圆的表面是亲水的,因此水接触角相对较低,约为40度。在HMDS处理后,由于处理表面的疏水性更强,水接触角显著增加。接触角通常在65度和80度之间时获得Z佳效果。
水接触角很容易测定,因为测量只需要一小滴去离子水。水接触角对表面非常敏感,可以检测不同样品之间和整个表面的微小变化。
如果想了解有关如何使用接触角测量来获得更多附着力的信息,请联系DKSH索取更多相关资料。
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