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涂胶显影机工艺浅析
来源: | 作者:pmoe2a7d5 | 发布时间: 2020-03-27 | 89 次浏览 | 分享到:
介绍了涂胶显影机的基本工艺流程,包括涂底胶、烘烤、冷板等工艺流程,在实际应用中,大部分都是基本流程的变异或者选项。
光刻工艺过程和胶卷相机比较接近,是一种多步骤图形转移过程。光刻过程把光罩(Mask)上的图形转到晶圆(wafer)上,由涂胶显影机(Track)和光刻机(Scanner)共同完成的,是芯片制造过程中最重要的工序之一。涂胶显影机(Track)的作用相当于制作和冲印胶卷,而光刻机(Scanner)的作用相当于照相机按快门照相(图1)。本文中重点探讨涂胶显影机(Track)的工艺过程。 
        
工艺流程          
      涂布显影机的基本流程:涂底胶(HMDS) →冷板(Cooling Plate) →涂光刻胶旋涂(Spin COT) →软烘烤(Soft bake or PAB) →冷板(Cooling Plate) →曝光(Exposure) →曝光后烘烤(Post Exposure Bake) →冷板(Cooling Plate) →显影(Developer) →硬烘烤(Hard Bake) →冷板(Cooling Plate),以上工艺流程是一个基本的流程,然而,大部分都是基本流程的变异或者选项。
表面处理          
涂底胶(HMDS):底胶通过化学反应把晶圆表面由亲水性(Hydrophilic)改变为疏水性(Hydrophobic),进而保证晶圆与光刻胶的良好粘接。目前广泛使用的HMDS (hexamethyldislazane)是六甲基二硅胺烷((CH3) 3SiNHSi(CH3) 3),将硅片表面的亲水性氢氧根(OH)通过化学反应置换为疏水的OSi(CH3) 
HMDS有旋转和蒸气两种涂布方式:
HMDS在wafer表面只需要几个分子的厚度,旋转方式HMDS的耗量大,而蒸气式用很少的量就可完成,这里只介绍蒸气式的工作原理。利用N2把HMDS蒸汽带入到加热的腔体中,喷洒到Wafer表面保持一段时间,再通入N2把反应的副产物和剩余的HMDS带走排放到废气系统中(图2)。通过测量晶圆(Wafer)表面水的接触角(Contact angle)来验证HMDS的涂布效果,一般要求大于65度。烘烤温度和HMDS喷洒时间都会影响接触角的大小。通常,加热温度125度,喷洒时间40秒。