HMDS 制造工艺
HMDS简介晶片处理系统
洁净氮气0.1—0.2MPa,接口为软管快插,接Φ6mmX4mmPU管。
单相电源AC220V,10A.接单相10A三眼插座
二、主要技术指450X400mm3
整机消耗电源AC220V.2KW.
采用2XZ-4真空泵,系统可达到真空度-100KPa。
加热器为内置加热板,功率1.2KW,腔体温度室温~200ºC可调。
单相电源供真空泵,
三、工艺流程
首先打开真空泵,开始抽真空,待腔内真空度达到设定值(该值可通过改变真空表头的P2值来设定,见真空表说明书)后,开始充入氮气,充到达设定真空度(该值可通过改变真空表头的P1值来设定)后,再次重复抽真空、充入氮气的过程,到达设定的充入氮气的次数后,开始再次抽真空,然后充入药液,到达设定时间后,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,给出声光报警等待取片。
HMDS晶片处理系统
一、概述
本设备适用于在涂胶前对晶片进行预处理。设备由腔体、真空、加热、充氮、加液及控制等系统组成。通过多次预抽真空,150ºC热氮加热,既能达到使硅片表面干燥、洁净的效果,又能够有效的防止硅片的氧化和杂质的扩散,并且可以通过加液系统在硅片表面开成HDMS保护膜,从而使硅片具有良好的涂胶性能。和手工涂布HMDS相比,具有重复性好,节省药液,环保,对人体无害的显著优点;也可用于晶片其它工艺的清洗。控制采用PLC,人机界面采用触摸屏,具有可靠性高,操作方便、直观等特点。
六甲基二硅氧烷用途
六甲基二硅氧烷用途
六甲基二硅氧烷(HMDS)是一种常见的有机硅化合物,被广泛应用于许多领域中。
以下是HMDS的一些主要用途:
1. 半导体制造:HMDS是一种重要的半导体材料,用于在半导体芯片制造过程中作为表面处理剂,以提高光刻胶的附着性和清晰度。
在这个应用中,HMDS还可以起到抑制静电的作用。
2. 涂料和油漆:HMDS可作为涂料和油漆的添加剂,以提高它们的耐水性、耐油性和耐腐蚀性。
另外,它还可以改善涂层的流动性和光泽度。
3. 粘合剂和密封剂:HMDS可以作为粘合剂和密封剂的主要成分之一,以提高它们的耐水性和耐热性。
此外,HMDS还可以防止粘合剂和密封剂中出现气泡和表面张力的问题。
4. 医疗器械:HMDS可用于制造医疗器械,如人工心脏瓣膜和体外循环设备等。
其优异的生物相容性和化学稳定性使其成为医疗器械中的理想材料之一。
总之,HMDS是一种非常有用的化合物,被广泛应用于许多不同的领域中,包括半导体、涂料、粘合剂、医疗器械等等。
随着人们对其性能的深入研究和应用的不断拓展,相信HMDS未来的用途还将不断增加。
- 1 -。
硅集成电路工艺简介
负胶:分辨率差,适于加工线宽≥3m的
线条
几种常见的光刻方法
接触式光刻、接近式曝光、投影式曝光
光学曝光的各种曝光方式及其利弊
接成品率低。
优点:掩模版寿命长,成本低。
接近式
非
缺点:衍射效应严重,影响分辨率。
接
优点:无像差,无驻波效应影响。
D
G
S
G
D
S
Al
SiO2
N
N
P-si
掺杂:将需要的杂质掺入特定的 半导体区域中,以达到改变半导 体电学性质,形成PN结、电阻、 欧姆接触
磷(P)、砷(As) — N型硅
硼(B) — P型硅
掺杂工艺:扩散、离子注入
扩散
替位式扩散:杂质离子占据硅原子的位:
– Ⅲ、Ⅴ族元素 – 一般要在很高的温度(950~1280℃)下进行,
蚀。具有溅射刻蚀和等离子刻蚀两者的优点,同 时兼有各向异性和选择性好的优点。目前,RIE 已成为VLSI工艺中应用最广泛的主流刻蚀技术。
2.3 掺杂工艺(扩散与离子注入)
通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区
域,构成各种器件结构。掺杂工艺的基本思想就是通过 某种技术措施,将一定浓度的Ⅲ价元素,如硼,或Ⅴ价 元素,如磷、砷等掺入半导体衬底。
2. 集成电路制造工艺
2.1 集成电路加工过程简介
一、硅片制备(切、磨、抛)
*圆片(Wafer)尺寸与衬底厚度: 3— 0.4mm 5— 0.625mm 4— 0.525mm 6— 0.75mm
硅片的大部分用于机械支撑。
晶圆退火工艺流程
晶体生长
Crystal Growth
硅晶体
Si Crystal
HMDS工艺简介
Chapter 4.6HMDS(Primeoven and Sink4 HMDS)1.0 1.0TitleHMDS (H exa M ethyl D i S ilazane)2.0 2.0PurposeHexamethyldisilazane (HMDS) is widely used in the semiconductor industry to improve photoresist adhesion to oxides. The HMDS reacts with the oxide surface in a process known as silylation, forming a strong bond to the surface. At the same time free bonds are left which readily react with the photoresist, enhancing the photoresist adhesion.The process works not only on silicon dioxide, but other oxides (e.g., Al203) as well. 3.0 3.0ScopeTwo methods are used to prime wafers prior to the application of photoresist. Wafers are coated with HMDS in the primeoven or in the wet sink. The primeoven is considered the main process with the HMDS bubbler used as a back-up method, if the primeoven is not available.4.0 4.0Applicable Documents4.1 Hardcopy Y. E. S. primeoven manual in the office.4.2 Serial Number: 00244.3 Y. E. S. Primeoven LP-5 Model Number: YES/LP III – M55.0 5.0Definitions & Process Terminology6.0 6.0SafetyDo not allow it to contact your skin and avoid inhalation. HMDS is flammable and reacts with strong oxidizers and reducing agents.7.0 7.0Statistical Process Data7.1 Refer to problem log.8.0 8.0Available Processes & Gases8.1 Hexamethyldisilazane (HMDS)8.2 Nitrogen9.0 9.0Equipment OperationHMDS9.1 Primeoven9.1.1 9.1.1Enable primeoven on the wand.9.1.2 9.1.2Check to see that the following are correct:9.1.2.1 9.1.2.1The temperature setting of 100ºC is displayed by redlight.9.1.2.2 9.1.2.2The Minarik controller displays red light on output 01.9.1.2.3 9.1.2.3Small red light is lit on vacuum gage.9.1.2.4 9.1.2.4Vacuum gage should read 1000 torr.9.1.2.5 9.1.2.5Check to see if the thumbwheel is set to 0.Note:If thumbwheel is not set at 0, turn thumbwheel to zero.9.1.3 9.1.3Open door of primeoven.9.1.4 9.1.4Place Teflon® carrier with wafers into oven.9.1.5 9.1.5Close door.9.1.6 9.1.6Push start button.Note:System should begin pump-down to approx. 10 torr.9.1.7 9.1.7After three (3 ea) pump/N2-purge cycles to 10 torr, followed by apump-down to 1 torr, HMDS is dispensed into chamber.9.1.8 9.1.8Exposure to HMDS vapor produces a monolayer coating in oneminute.9.1.9 9.1.9When the full cycle is completed (length of cycle: approx. 35min.), an audible alarm will sound. It can be silenced by pushing the redreset button.9.1.10 9.1.10Open the door and remove wafer carriers with red rubber heatshield.The optional alternate method for HMDS is the use of the bubbler throughHMDS in the recessed HMDS tank at sink4 in Y1.9.2 9.2SINK4, SINK5 HMDSThe procedure for using the HMDS at sink4 tank is as follows:9.2.1 9.2.1If your wafers were just freshly cleaned, or have been sitting outin the air for a while, you should dehydrate them by placing them in aTylan furnace tube at 750ºC for 5 minutes, or in the convection oven at120ºC for 15 minutes. If they are coming directly out of the furnace, theymay be placed straight into the HMDS tank as soon as they have cooled.9.2.2 9.2.2Place the cassette with your wafers in the HMDS tank in sink 4.The HMDS bubbler is activated by the HMDS timer mounted on the upperfront panel of the sink. Turn the time switch past 5 initially to activate thetime, and then set your desired time. Prime for 1-3 minutes, taking care toreplace the top cover snugly.9.2.3 9.2.3Remove your wafers and spin resist immediately.10.0 10.0Troubleshooting GuidelinesN/A11.0 11.0Figures & SchematicsN/A12.0 12.0Appendices12.1 Program EntryThe Minarik WP-6200 series microprocessor-based controller can drive fouroutputs and has a decision-making capability based on the status of up to five user-programmed inputs. (The fifth input is an added special model for YES.)The system utilizes all four outputs and all five of the inputs. They are:output 0 = cycle complete/abort lightoutput 1 = nitrogen valveoutput 2 = vacuum valveoutput 3 = HMDS valve(Inputs are normally open circuits, activating will close circuit.)input A = start switchinput B = vacuum gauge, pressure greater than setpoint 1input C = thumbwheel switch set at 2 or 3input D = vacuum gauge, pressure greater than setpoint 2input E = thumbwheel switch set at 1 or 3The suggested program examines the status of user set interlocks. Theseinterlocks are the Granville=Phillips vacuum gauge setpoints. In the stepswhere the interlocks are examined, we are looking to see if the unit hasreached a sufficient vacuum or pressure. If the interlock is not satisfied, itmeans there is a major system leak, a defective pump, or an insufficientvacuum or pressure. If these interlocks are not satisfied, the process will abort to user pre-programmed subroutines where the "cycle complete" light flashesrapidly and the system is back-filled with nitrogen until the reset button ispushed.Note:The abort cycles should be allowed to continue until the system has reached atmospheric pressure, as indicated by the ability to open thedoor, before pressing RESET.In the case of the pre-HMDS vacuum cycle, if there is insufficient vacuum, itwill be useless to continue, since there will not be enough of a vacuum tovaporize HMDS. The setpoints control the decision making process ofwhether to continue the process or not. The proper setpoints are in the control of the process engineer. Suggestions are 100-Torr for setpoint #1, and10-Torr for setpoint #2.12.2 Re-Install ProgramRecheck the system in the following manner:Insert key and turn to horizontal position.Confirm that the system is ready for operation:►►oil in the pump►►pump exhaust connected and on►►pump on►►vacuum line connected►►nitrogen lines connected►►sufficient nitrogen pressure►►cabinet exhaust on►►system power on►►HMDS in flask►►temperature controller setpoints selected and stable►►vacuum gauge setpoints selected12.2.1 12.2.1If the display of the microprocessor is off, press the greenON button. The display should read RESET. If not, push the RESET(RST) button.12.2.2 12.2.2Press the yellow program (PGM) button. You are now in theprogram entry mode. This is possible only if the microprocessor waspreviously in the reset mode. The display should now read the firststep 01 and a function, some data and the outputs to be activated.12.2.3 12.2.3Press the grey function (FUNC) button with up indicator once.You will see the function display change. Continue pressing and thedisplay will march through all seven of the available functions. Bypressing the FUNC with down indicator you can reverse the direction.12.2.4 12.2.4Set the function display to M 99:59. This means that you areprogramming in minutes and seconds. Using the DATA yellowbuttons set the time to 02:00 (02 mins, 00 secs).12.2.5 12.2.5Push the orange OUTPU T button #2 (O2). This instructs themicroprocessor to open the vacuum valve. (Step #1 is notprogrammed as 2 minutes of output 2 in the actual process.) TheOUTPUT buttons both write and erase. If you push an OUTPUTbutton when the LED indicator above is on, it will turn the LED off(erase the output ON command).12.2.6 12.2.6Push the STEP button with the up indicator once. Thedisplay now reads step 02. If you pushed the STEP button too manytimes you can go backwards using STEP with the down indicator.Push either grey FUNC button until you get to the IF _> _ statement(> = GOTO). Using the yellow DATA buttons set the display to read IFB> 30. This means on input B (insufficient vacuum) go to step 30(abort cycle). (An input for the micro is a switch closure to ground). Ifthe vacuum gauge reads a pressure above the setpoint, the gauge'srelay closes. If the vacuum gauge reads below the setpoint (highervacuum) the relay contacts are open and no input signal is present.12.2.7 12.2.7Using these instructions as a guideline, complete programentry as follows:Program Priming Cycle Inputs Activated0 1 2 3 4+1 minute10 seconds1 minutePlace vacuum in flaskNot usedNoneE onlyC onlyE and C12.3 Process ProgramsSTEP FUNC DATA OUTPUT COMMENTS 01 IF A> 03 Does not permit programming of Micro,02 GOTO 01 Because it is in a constant RUN mode when the key-lock is closed…Once START is pressed (input A), the process goes to Step 03.03 IF C> 05 Checking for Program 3 to replace vacuum in flask… (Inputs C and E must be closed.)04 GOTO 0605 IF E> 65 If so, go to 65 … Program 306 L = 0003 3 loops of 7/907 M 03:30 O2 3-1/2 min vacuum08 IF B> 30 Low vacuum alert/abort, go to 3009 M 03:00 O1 3 min of HOT nitrogen back-fill10 IF B> 12 If sufficient nitrogen back-fill pressure, go to 1211 GOTO 35 Low N2 pressure alarm/abort, go to 3512 L> 07 Loop back to 0713 M 04:00 O2 4 min vacuum pump down14 IF D> 40 High vacuum alarm/abort (not reaching 10 Torr)15 IF C> 60 Input C only, go to 60 … Program 216 IF E> 55 Input E only, go to 55 … Program 117 L = 0060 60 loops of … Program 018 S 0100 O3 … 1 second of priming19 IF D> 45 O3 Priming cycle alarm/abort (pressure exceeds 10 Torr)20 L> 18 O3 Loop back to 1821 M 01:30 O2 1-1/2 min vacuum (final steps: To remove HMDS vapors and backfill22 M 01:30 O1 1 min nitrogen23 M 02:30 O2 2-1/2 min vacuum24 M 04:00 O1 4 min nitrogen25 M 10:00 O0 10 min complete light/sound alert …PROCESS DONE26 GOTO 00 RESET27 GOTO 0028 GOTO 0029 GOTO 0030 S 00.10 O1 0.1 sec nitrogen back-fill FLASHING31 S 00.10 O0, O1Complete light and nitrogen LIGHT32 GOTO 30 O1 ABORT from 08, low vacuum process33 GOTO 0034 GOTO 0035 S 00.10 O1 FLASHING36 S 00.10 O0, O1 LIGHT37 GOTO 35 O1 ABORT from 11, low nitrogen backfill pressure38 GOTO 0039 GOTO 0040 S 00.01 O1 FLASHING41 S 00.10 O0, O1 LIGHT42 GOTO 40 O1 ABORT from 14, high vacuum process43 GOTO 0044 GOTO 0045 M 00:30 O246 M 00:30 O147 M 00:30 O248 M 02:30 O149 S 00.10 O1 FLASHING50 S 00.10 O0, O1 LIGHT51 GOTO 49 O1 ABORT from 19, primer application52 GOTO 0053 GOTO 0054 GOTO 0055 L = 0010 Program 1, 10 loops of …56 GOTO 1857 GOTO 0058 GOTO 0059 GOTO 0060 L = 0060 Program 2, 60 loops of …61 GOTO 1862 GOTO 0063 GOTO 0064 GOTO 0065 M 00:30 O2 Program 3 places a vacuum in the flask after it is filled.66 M 00:30 O1 Before evacuating the flask, air is purged from the chamber.67 M 01:30 O268 M 00:30 O2, O369 GOTO 22Note:The duration of each vacuum and nitrogen step has been determinedfor the YES-5 chamber size. Modifications will be necessary at thevacuum steps for use with the YES-3. When the FUNCTION, DATAand OUTPUT LINES are blank in the program, enter GOTO on theFUNCTION line, 00 on the DATA line and leave the OUTPUT lineblank. Step 70 to 79 reads IF0000. The program will go to RESETafter step 79.12.3.1 12.3.1After you have re-entered the program, press RESET (RST).Now go into the programming mode again and step through toconfirm that the program was properly entered. Make sure the correctoutput is activated at the right step.Example:07 M 01:30 O208 IF B> 3009 M 03:00 O110 IF B> 1211 GOTO 3512 L> 07 After the 1-1/2 min of vacuum, the program checks Input B. If the chamber pressure is below setpoint I, there is sufficient vacuum and Step 08 is skipped.After 3 min of nitrogen backfill, setpoint1 is checked again. The pressure should be greater and so the program carries out Step 10 and goes to 12, which loops back to 07. If there was insufficient N2 pressure to backfill the chamber, Step 10 is skipped and Step 11 says to go to Step 35 (abort).Note:If an abort does occur, note the step the abort jumps to. This indicateswhere the problem is.12.3.2 12.3.2When satisfied with the re-programming operation, pressRESET (RST), turn key to vertical position, remove key and you areready to start HMDS coating cycle.Teflon® is a registered trademark of DuPont.Rev. 00 – 5/05, M. Kushner, S. ParsaRev. 01 – 2/06, K. Chan – Changed initial vacuum time on step 7. Added programmingcommands and clarify programming procedures. Added process,gas and general primeoven information on this revision also.。
集成电路制造工艺——光刻与刻蚀工艺
脱水烘焙
以光刻胶在SiO2表面的附着情况为例,由于SiO2的表面是亲水性的,而 光刻胶是疏水性的,SiO2表面可以从空气中吸附水分子,含水的SiO2会使 光刻胶的附着能力降低。因此在涂胶之前需要预先对硅片进行脱水处理, 称为脱水烘焙。 ①在150-200℃释放硅片表面吸附的水分子; ②在400℃左右使硅片上含水化合物脱水; ③进行750℃以上的脱水。
如果不能满足要求,可以返工。因为经过显影之后只是在光刻胶上形成了 图形,只需去掉光刻胶就可以重新进行上述各步工艺。
1.5、坚膜
硅片在经过显影之后,需要经历一个高温处理过程,简称坚膜。 坚膜的主要作用是除去光刻胶中剩余的溶剂,增强光刻胶对硅片 表面的附着力,同时提高光刻胶在刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性 和保护能力。 通常坚膜的温度要高于前烘温度。
不同的粒子束,因其能量、动量不同,则ΔL亦不同。对于光子
L
2
通常把上式看作是光学光刻方法中可得到的最细线条,即不可能得到
一个比λ/2还要细的线条。
其物理图像是,光的波动性所显现的衍射效应限制了线宽≥ λ/2 。因
此最高分辨率为:
Rm a x
1
mm1
这是仅考虑光的衍射效应而得到的结果,没有涉及光学系统的误差以 及光刻胶和工艺的误差等,因此这是纯理论的分辨率。
线宽与线条间距相等的情况下,R定义为
R 1 (mm1) 2L
线条越细,分辨率越高。 光刻的分辨率受到光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。这
里我们只从物理角度对分辨率进行探讨。 光刻中所用的曝光光源是光、电子、离子和X射线等各种粒子束。
从量子物理的角度看,限制分辨率的因素是衍射。
最高的分辨率
设有一物理线度L,为了测量和定义它,必不可少的误差为ΔL,根据量子 理论的不确定性关系,则有
微纳制造导论-光刻技术
二、光刻工艺介绍
2.1、负性光刻胶 负性光刻胶的基本特征是曝光后,光刻胶会因为交联而
变得不可溶解,并会硬化。使得光刻胶上的图形与投影掩膜 版上的图形相反。例如一种I线负性光刻胶的感光剂是一种经 过合适波长的紫外光曝光后释放出氮气的光敏剂。氮气产生 的自由基在该负胶的橡胶分子间产生交联,使得显影液无法 将其溶解,而未曝光的光刻胶却可以被冲洗干净。
16
二、光刻工艺介绍
正性光刻胶原理示意图
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二、光刻工艺介绍
一般来说,正性光刻比负性光刻更能使图形的边界清晰,如下图所示。正性 光刻胶有更好的边界线,使其更适合于用作微细加工的高分辨率的掩模和深硅刻 蚀。在lift-off工艺中更适合使用负性光刻胶。 一般来说,正性光刻比负性光刻更能使图形的形貌陡峭,如图所示。正性光刻这 种更好的边界线使其更适合于用作微细加工的高分辨率的掩模。
光刻(Photolithography)工艺是一种能代表整个半导体产业能力的的工 艺。无论是以平面薄膜结构为代表的集成电路制造(IC),还是以具有复杂的 三维结构为特征的微型机械制造(MEMS),光刻工艺是整个制程里用得最频繁, 最关键得技术之一,光刻同扩散、刻蚀、离子注入及薄膜工艺共同组成整个制 造工艺流程,随着芯片关键尺寸的日益减小,对光刻的技术与设备提出了越来 越高的要求,因而光刻技术的进步也往往能够推动整个半导体制造业的发展。
负性光刻胶
正性光刻胶
正负光刻胶的形貌对比
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二、光刻工艺介绍
2.2.2.3传统I线(365nm)光刻胶 传统I线光刻胶是指那些适用于I线紫外波长(365nm)的光刻胶,对应于关键
尺寸在0.35μm以上的非关键层的光刻适用。通常由树脂、感光剂、溶剂与添 加剂构成。树脂是一种惰性聚合物基质,用于把光刻胶的不同材料聚合在一起 的粘合剂。树脂对光不敏感,曝光后不会发生化学变化。感光剂是光敏部分, 能够对紫外光发生光化学反应。溶剂使光刻胶保持液体状态,直到被涂在硅片 衬底上。绝大多数溶剂在曝光前挥发,对光刻胶的光化学性质没有影响。添加 剂通常用来控制和改变光刻胶材料的特定化学性质或光响应特性。I线光刻胶 有正性与负性之分。正性胶与正性光刻版相对应,负性胶与负性光刻版相对应 。其中正性胶的感光剂为重氮萘醌(DNQ)。
hmds疏水处理机理 -回复
hmds疏水处理机理-回复HMDs疏水处理机理疏水处理是一种常见的表面现象,它在各个领域都得到了广泛的应用。
而HMDs(hierarchical micro/nanostructures,分级微/纳米结构)疏水处理是一种特殊的疏水处理方法,它通过精确控制表面的微观结构,使其具有更强的疏水性能。
本文将一步一步为你解析HMDs疏水处理机理,帮助你全面了解这一领域的最新发展。
第一步:了解HMDs疏水表面的特点HMDs疏水表面是通过在材料表面形成一种特殊的微观结构实现的。
这种结构通常由微米级别的基准结构和纳米级别的细小结构组成。
其中,基准结构用于提供整体的疏水性能,而细小结构则进一步增加表面的疏水性能。
这种分级结构的疏水表面具有很高的接触角,使其能够迅速排除材料表面的水分子,从而实现疏水效果。
第二步:了解HMDs疏水表面的制备方法HMDs疏水表面的制备方法多样,主要包括物理方法和化学方法两种。
物理方法包括电解沉积、高温退火、溅射和离子束辅助沉积等。
化学方法则常用的有溶液处理、表面修饰和自组装等。
这些方法根据不同的材料和应用领域选择不同的制备方法,以实现最佳的疏水性能。
第三步:了解HMDs疏水表面的机理HMDs疏水表面的机理主要与两个方面有关:表面粗糙度和表面能。
表面粗糙度指的是疏水表面的微观结构,具有不同的尺寸和形状。
这些微观结构可以通过多个尺度的结构层次来增加表面积,从而实现更大的接触角。
而表面能则是一种描述材料表面与其他物质相互作用的能力,表面能低可以减少与水分子的相互作用,从而使其更疏水。
第四步:了解HMDs疏水表面的应用领域HMDs疏水表面的应用领域非常广泛。
它可以在纺织品、建筑材料、电子器件、航空航天器材等各个领域得到应用。
例如,在纺织品上使用HMDs 疏水表面可以提高面料的耐水性和防污性能;在建筑材料中使用HMDs 疏水表面可以增加建筑物的耐候性和防潮性能;在电子器件中使用HMDs 疏水表面可以提高设备的可靠性和使用寿命。
HMDS预处理系统
关键词: 六甲基二硅氮烷; 涂胶; 预处理; 疏水
中图分类号: TN305
文献标识码: B
文章编号: 1004-4507(2006)10-0070-03
HMDS Pr e- pr ocess System
PANG Ke-jian
( The 13th Research Institute of CETC, ShiJiazhuang 2050051)
在参数设置窗口中设置运行中所需的几个参 数,如重复充气次数,加药时间,保持时间等。
在手动控制窗口中,可以随意的打开和关闭每 个开关量,主要用于调试和临时改变某个工艺。
帮助是使用说明,不再赘述。
5 结束语
加药液 保持
抽真空 充氮气
从诸多用户的反馈信息看,该系统确实达到了 预期的效果,无论是涂胶显影效果,还是工作效率 或重复性,都比普通的处理方法好出许多。相信不 久的将来,该系统一定会代替传统的 HMDS 处理 方法。
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(见图 1)。
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。
触摸屏
真空泵统采用在腔内分布两块独立的热板来实 现加热,每个热板都采用人工智能 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。
70(总第 141 期) Oct . 2 0 0 6
EPE 电 子 工 业 专 用 设备 Equipment for Electr onic Pr oducts Manufactur ing
·新设备与新技术·
三甲基硅保护试剂的循环利用
化学信息检索课开题报告三甲基硅基保护试剂的循环利用化学与分子工程学院严佳骏王宇豪张嘉俊肖艺能1.项目背景1.1.三甲基硅基(TMS)保护基三甲基硅基在有机化学中广泛地被用作羟基、氨基、端炔基等基团的保护,是有机合成中最常用的保护基团之一。
常用三甲基硅基保护试剂有三甲基卤化硅[1]、三氟乙酸三甲基硅脂[2]、三甲基烯丙基硅烷[3],以及本本项目将着重讨论的六甲基二氮氧烷(HMDS)。
1.2.HMDS用作TMS保护试剂首先,由于每个HMDS分子具有两个TMS基团,因此用HMDS进行TMS保护其原子利用率较高。
其次,HMDS进行TMS保护时,副产物为氨,后处理非常容易[4]。
再次,HMDS保护不会引入卤素,在一些分子,特别是药物分子的合成中显得尤为重要。
最后,HMDS试剂化学稳定性好于其他常有TMS保护试剂,因而其保存和使用过程相对容易。
尽管HMDS保护试剂具有上述众多优越性,但由于HMDS的反应性不高,目前有大量相关研究都把注意力放在了催化HMDS与羟基等被保护基团上[4-8]。
除此以外,HMDS被广泛应用于头孢霉素及其衍生物的合成。
1.3.TMS保护基的脱保护TMS保护基通常使用碱性水溶液,如碳酸钾或氢氧化钠[9]水溶液,或含氟离子的试剂,如TBAF[10,11]进行,两者的反应产物分别为六甲基二硅氧烷和三甲基氟化硅。
同时,也有一些报道用酸性水溶液,如盐酸[12]脱去TMS的,同样会得到六甲基二硅氧烷(HMDO)。
此外,还有关于在醇中催化TMS脱保护[13]得到三甲基硅基烷基醚的报道,但这种方式的成本较高,在实际应用中少有相关报道。
由于氟离子脱保护试剂的选择性较差,且容易引起副反应,故而其应用价值不及水溶液。
脱保护形成的六甲基硅氧烷的纯度无法达到商品试剂的纯度,因此,大量脱保护后形成的六甲基硅氧烷的重复利用就显得尤为重要了。
除此以外,用KHMDS等碱金属HMDS盐作为大位阻强碱使用后,通常也会通过把HMDS转化为HMDO来进行淬灭,从而产生大量HMDO。
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化学增幅型光刻胶-- -------- - -- ---- ----P46~
DEV -------- --------- ------- --- ----------未记录
膜厚检测------------------------------------P59~
塗布現像的流程---------------------------P60~
TEL CT
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目的
制作本手册的目的是为了提高工艺知识 在学习研讨会上使用本手册,主要是使安
装经验较浅的人的水平能提高
前言
本资料,作为WWGR业务各种手册(安全,道德,工艺)的制作,编辑,整理,以及技术服务源自务拓展的一环,WWG是由新人组成的。
作者本身是一边学习收集一边制成的本手册,因此,在内容的记叙上自
是为了提高硅片表面和光刻胶表面的粘着力的工序。 未处理的硅片表面是均一性的,物理化学性不太高,表面吸附着各种液体和气体分子。因此,把光 刻胶涂在硅片表面时,这些官能基,吸附在硅片表面的水和氨分子的存在,就成为了一个很大的问题。 水分子和官能基结合以后很容易和光刻胶分子结合,从而,使硅片表面和光刻胶表面的粘着力大大 降低。而且,氨还触及到以后要讲的催化剂問題。(参照第2章) 为了解决这些问题, 使用挥发性高的增粘 剂 (HMDS), 进行高温处理,保护官能基,防止水分 子和氨等气体的再吸附。在这,使用高温处理,是为了能立刻祛除吸附着的气体和残留的HMDS。
1.5.2. 冷却工序
由于加热工序,光刻胶被分解,但是仅仅这样分解反应是进行不到底的。因此,要利用催化 剂在高浓度或低温状态下发挥碱性作用的性质,使反应集中。也就是说,把由于加热引起酸 浓度增加的硅片再冷却,使其达到高酸浓度和低温状态,使催化剂的酸和氨基互相中和,集 中发应。
扬州大学物理学院半导体工艺
1、ILD:层间介质:充当了各层金属间以及第一层金属与硅之间的介质材料。
层间介质上有很多小的通孔,这些层间介质上的细小开口为相邻的金属层之间提供了电学通道。
2、Damascene:大马士革工艺:工艺首先要求淀积一层介质薄膜,接下来是化学机械抛光、刻印、刻蚀和钨金属淀积,最后以金属层抛光结束。
这种工艺称为大马士革。
这种工艺的最后结果是在硅片表面得到一种类似精制的镶嵌首饰或艺术品的图案。
3、Polish:抛光:通过使硅片凸出的部分减薄到凹陷部分的厚度,以实现硅片表面平坦化。
CMP是目前先进的抛光方法。
4、anneal:退火:加高温使晶格重新生长消除缺陷,原理:温度升高,硅原子剧烈运动,撤去热源,硅原子重新按能量最低原理排列。
退火作用:推进,激活杂质,修复损伤。
5、Diffusion:扩散:扩散是由粒子浓度较高的地方向着浓度较低的地方进行,从而使得粒子的分布逐渐趋于均匀;浓度的差别越大,扩散越快;温度越高,扩散也越快。
扩散需要三个步骤:预淀积,推进和激活。
6、dry oxidation:干法氧化:1、如果生长发生有干氧,化学反应方程式:Si+O2 SiO2 氧化速度慢,氧化层干燥、致密,均匀性、重复性好,与光刻胶的粘附性好7、atmospheric pressure:APCVD常压化学气相淀积:二、APCVD工艺化学反应在常压下进行,APCVD常用于淀积二氧化硅,特别是掺杂的SiO2 ,如磷硅玻璃(PSG)。
APCVD特点:(1)、Si片水平放置,产量低,易被管壁掉渣污染,需冷壁加热;(2)、常用温度700~ 900 ℃,沉淀速率由质量转移和反应速度决定(3)、均匀性较差,易产生雾状颗粒、粉末等。
为提高均匀性,须提高稀释气体流量,同时降低淀积温度。
目前普遍采用LTCVD(常压下低温化学气相淀积)SiO2 和掺杂SiO2 膜。
8、Epitaxial layer:外延层:外延是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层。
详解半导体的光刻工艺全过程
详解半导体的光刻工艺全过程光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~2500C,1~2分钟,氮气保护)目的:a、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动离子);b、除去水蒸气,是基底表面由亲水性变为憎水性,增强表面的黏附性(对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。
2、涂底(Priming)方法:a、气相成底膜的热板涂底。
HMDS蒸气淀积,200~2500C,30秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染;b、旋转涂底。
缺点:颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。
目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。
3、旋转涂胶(Spin-on PR Coating)方法:a、静态涂胶(Static)。
硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占65~85%,旋涂后约占10~20%);b、动态(Dynamic)。
低速旋转(500rpm_rotation per minute)、滴胶、加速旋转(3000rpm)、甩胶、挥发溶剂。
决定光刻胶涂胶厚度的关键参数:光刻胶的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻胶的厚度越薄;旋转速度,速度越快,厚度越薄;影响光刻胶厚度均运性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。
一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line最厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。
4、软烘(Soft Baking)方法:真空热板,85~120℃,30~60秒;目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;边缘光刻胶的去除(EBR,Edge Bead Removal)。
hmds疏水处理机理
hmds疏水处理机理一、表面张力降低通过降低表面的自由能,可以增强表面的疏水性。
一种常见的方法是通过表面活性剂的吸附,降低表面张力,使表面疏水。
二、硅烷化反应硅烷化反应是一种常用的表面处理方法,通过将硅烷偶联剂与表面的硅羟基反应,形成稳定的Si-O-Si键,实现表面的疏水化。
三、物理覆盖物理覆盖是指通过物理方法将疏水物质覆盖在表面,从而阻止水分与表面的接触。
例如,使用疏水性高分子材料对表面进行涂覆。
四、交联与聚合通过化学反应将小分子交联或聚合形成高分子膜,可以改变表面的亲水/疏水性质。
聚合后形成的高分子链上的疏水基团可以增强表面的疏水性。
五、氢键作用氢键作用是影响物质亲水性和疏水性的重要因素。
通过调整表面基团与水的氢键作用,可以改变表面的亲水/疏水性质。
例如,在表面引入氟代烃基团可以显著降低氢键的形成,从而增强表面的疏水性。
六、表面微纳结构化通过在表面制造微纳尺度的结构,可以显著改变表面的润湿性。
微纳结构可以引导水分在表面的流动,减少与表面的接触面积,从而提高表面的疏水性。
七、表面接枝聚合通过在表面引发聚合反应,接枝上疏水性的聚合物链,可以改变表面的润湿性。
接枝聚合后,表面的聚合物链中的疏水基团可以增强表面的疏水性。
八、表面金属氧化某些金属在一定条件下可以被氧化,形成一层疏水的氧化物薄膜。
例如,铝、钛等金属在常温下就可以形成一层致密的氧化膜,从而提高表面的疏水性。
九、表面电晕处理电晕处理是一种常用的表面处理方法,通过高电压电场的作用,使表面产生大量的自由基团,这些基团通常具有疏水性,从而提高表面的疏水性。
十、生物表面仿生某些生物的表面具有天然的疏水性,例如荷叶、水黾等。
通过仿生技术,模拟这些生物表面的结构与成分,可以制备出具有优异疏水性能的表面。
以上就是HMDs的疏水处理机理的主要内容,通过了解这些机理,可以为设计和优化疏水表面提供理论指导。
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光刻工艺中如果使用HMDS做为增粘剂,请问具体的工艺步骤是什么?具体问题如下:
2011-05-05 11:56 chc33|分类:物理学|浏览1803次
1)HMDS是如何涂在硅片表面的?是像匀胶那样甩涂吗?另外,是在什么温度下操作,需不需要在加热硅片的同时涂覆,还是等去把硅片清洗完毕烘干冷却后甩涂?
2)在涂光刻胶之前需要把涂有HMDS的硅片烘干冷却后在涂光刻胶吗?还是把涂有HMDS的硅片不烘干直接涂胶?
3)在HMDS上面在滴光刻胶甩涂时,光刻胶内的溶剂会不会又把HMDS层给破坏呢?
4)在显影过程中硅片表面的HMDS层如何去除掉才能使被刻蚀的硅表面露出?
期待相关领域的专家指教,谢谢!
回答:
1, HMDS是气相涂布在硅片表面,也就是硅片在HMDS的蒸汽中放置一会儿,温度约100-180度即可
2,HMDS处理后需要冷却后涂胶,但等待时间不能太长,过长处理效果会变差,建议4小时内完成涂胶
3,HMDS上面涂胶不影响HMDS的处理效果
4,HMDS本身是表面改性,HMDS本身不会涂在园片表面,因此不用担心去除HMDS层
主意:HMDS有生殖毒性,使用时候青年男女请谨慎使用
HMDS是极易挥发的液体,甩涂的方法倒没听说过。
只要有烘箱就可以处理了呀。
HMDS处理流程肯定是要必须密闭并且有专门真空环境的,否则效果不佳。
再次提醒:HMDS有毒性,不是随便玩的。
看看日本人的ACT,MARK等设备的预处理腔体设置的多重防泄漏装置就知道他有多危险了。
评论|1
2011-05-05 21:02热心网友
HMDS是容易挥发的液体,因此是气相涂布在表面,需要一个烘箱,链接HMDS 管路,烘烤后把HMDS蒸汽吸入烘箱并处理1分钟后即可。