HMDS预处理系统
在半导体生产工艺中,光刻是至关重要的一个工艺环节,而涂胶工艺的好坏,直接影响到光刻的质量,所以涂胶也显得尤为必要,尤其在所刻线条比较细的时候,任何一个环节有一点纰漏,都可能导致光刻的失败。在涂胶工艺中,所用到的光刻胶绝大多数是疏水的,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,势必会造成光刻胶和晶片的粘合性较差,甚至造成局部的间隙或气泡,涂胶厚度和均匀性都受到了影响,从而影响了光刻效果和显影。
为了解决这一问题,涂胶工艺中引入了一种化学制剂,即HMDS,它的英文全名叫Hexamethyldisilazane(HMDS),化学名称叫六甲基二硅氮甲烷,把它涂到硅片表面后,通过加温可反应生成以硅氧烷为主题的化合物,这实际上是一种表面活性剂,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,起到耦合的作用,再者,在显影的过程中,由于它增强了光刻胶与基底的粘附力,从而有效地抑制刻蚀液进入掩模与基底的侧向刻蚀。 最初,人们用液态的HMDS直接涂到晶片上,然后借着晶片的高速旋转在晶片表面形成一层HMDS膜。这样就阶段性的解决了基片和光刻胶之间的结合问题,但随着光刻线条的越来越细,胶的越来越薄,对粘附力提出了更高的要求,于是我们研制出了现在的HMDS预处理系统。
2 HMDS预处理系统的优越性
HMDS预处理系统的优点在于:
(1)预处理性能更好,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,再者,由于该系统是将"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)处理更加均匀。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)效率高。液态涂布是单片操作,而本系统一次可以处理多达多盒的晶片。
(4)更加节省药液。实践证明,用液态HMDS涂布单片所用的药液比用本系统处理多盒晶片所用药液还多;
(5)更加环保和安全,HMDS是有毒化学药品,人吸入后会出现反胃、呕吐、腹痛、刺激胸部、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。
3系统结构
整个系统由加热、真空系统、充氮、加药和控制模块等5部分组成。
3.1加热模块
由于工艺的整个过程都需要在150℃左右的环境下进行,所以自始至终加热系统都在工作。
本系统采用在腔体外侧加热,采用人工智能PID调节仪实现闭环控制,调节仪控制固态继电器的输出,从而实现温度的精确稳定控制,测温采用通用的高精度热敏电阻Pt100。
3.2真空模块
由机械泵、真空组件、真空测量等组成,主要作用是置换气体和抽走剩余的HMDS蒸汽,不再赘述。
3.3充氮模块
作用是在置换过程中,用氮气来逐渐稀释空气或药液蒸汽,从而最终替换空气或药液蒸汽的气氛。
主要由氮气源、控制阀和喷头组成。
3.4加药模块
加药模块的作用是在需要的时候把药液变成蒸汽,均匀的涂布到晶片表面。
它主要由药液瓶,接口、控制阀和喷头组成。
3.5控制模块
控制模块是本系统的核心模块,它的作用是控制各个模块的动作和时序,完成整个工艺过程。
它主要由人机界面,CPU控制中心,控制接口和输出部件,报警等5部分组成。
人机界面采用台湾威纶通触摸屏来实现参数、状态等界面的显示和参数的设定输入。PLC采用三凌FX系列小型化PLC。
4软件组成
整个控制软件共分4个部分,即自动运行、手动控制、参数设定、帮助。
当按下自动运行键后,画面转换到运行画面,显示当前的工艺状态,运行时间等,同时系统开始运行。
首先打开真空泵、开始抽真空、待腔内真空度达到某高真空度(该值可预设)后,开始充入氮气,充到达到某低真空度(该值也可预设)后的再次重复抽真空、充入氮气的过程,达到设定的充入氮气的次数后再次抽真空,然后充入药液,达到设定时间后,停止充入药液,进入保持阶段。当到达设定的保持时间后,再次开始抽真空、充入氮气,次数为设定值,当系统自动工作完成后,画面切换到结束画面,同时给出声光报警等待取片,在自动工作过程中若出现异常可点击运行画面中的停止键,随时终止程序的运行。5、 HMDS-90真空系统规格参数
内部尺寸:450X450X450
电源: AC220V,功率:3000W
真空度: 常压到—133pa或1TORR以下
材质: 内部SUS316电解处理 外壳SS41静电喷涂。
管路: SUS洁净管
层架; SUS316材质
门内板: 钢化玻璃
流程控制:液晶触摸屏(台湾威纶通)、PLC控制(三菱),流程可编辑,可以预存5组程序。(可根客户要求可以更改流程)
加热方式:腔体外侧加温。 温度:RT+10℃~ 200℃;微电脑温度控制器,控温
精确可靠。控温精度:1℃,真空室温度均匀
氮气装置:氮气进入箱内有调压装置,控制有自动阀完成。
HMDS装置:HMDS药液进入箱内采用压力差吸取瓶内HMDS方式,自动阀控制
真空泵:抽气速度4升\秒
工作流程:
首先打开真空泵、开始抽真空、待腔内真空度达到某高真空度(该值可预设)后,开始充入氮气,充到达到某低真空度(该值也可预设)后的再次重复抽真空、充入氮气的过程,达到设定的充入氮气的次数后再次抽真空,然后充入药液,达到设定时间后,停止充入药液,进入保持阶段。当到达设定的保持时间后,再次开始抽真空、充入氮气,次数为设定值,当系统自动工作完成后,画面切换到结束画面,同时给出声光报警等待取片,在自动工作过程中若出现异常可点击运行画面中的停止键,随时终止程序的运行。
型号/数据 | -0 | -1 | -2 | -3 |
工作电压(V) | 220v 50Hz | 220v 50Hz | 220v 50Hz | 220v 50Hz |
功率(kw) | 1.6 | 2.4 | 2.4 | 5 |
工作室尺寸(mm) | 350×350×350 | 350×450×450 | 450×550×550 | 500×600×750 |
控温范围(℃) | 室温+10-250℃ | 室温+10-250℃ | 室温+10-250℃ | 室温+10-250℃ |
温度波动(℃) | ±1 | ±1 | ±1 | ±1 |
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高天试验设备有限公司供应工业烤箱,烘箱,烤箱用途13794916176主要用于工业生产中对产品的干燥、烘焙、热处理等。
特点:
GTT系列精密烘箱测试空间共分8种标准规格,可满足各种不同需要(另可根据生产或测试需要订造非标尺寸)。特殊设计之强制循环送风系统,工作温度分布均匀度。
采用压缩玻璃棉,保温效果易显著。
另有其它工业烤箱,100级无尘烤箱等供选择。
主要规格和技术参数型号 GT-TL-72
温度范围 室温-200℃(300℃)
温度稳定度 ±0. 5℃温度分布均匀度 ±2℃升温时间 200℃约需50min
内/外箱材质 SUS 304#不锈钢外箱:钢板烤漆A:内胆为镜面不锈钢保温材质 压缩玻璃棉保温装置 无熔丝开关,超温保护开关,瓷质保险丝
配件 可调隔层板2-6件
消耗电力 3.0 3.0 4.2 5.1 6.0 7.0 8.0 9.0电源 3ф380VAC±10%或2ф220VAC±10%
温度表 日本名厂“SHTIMADEN”PID配SSR输出,风机延时断电功能(可另购配程式控制)
时间计 999小时跳字显示
保险装置 次超温报警,第二次超温切电功能,MCCB过载保护,温度自整定电热 鳍片式散热管形电热管
运风系统 强制送风循环系统及特别设计出风口,温度分布均匀度特佳
排气烟道 叶片式设计可调出风量控制形成 温度到达设定温度后自动打开时间计,时间到达后切断发热电源,蜂鸣提示
测试标准 GB5170.2-1996
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