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光刻膠粘附力對MEMS工藝影響--HMDS處理設備

  在MEMS產品的研發過程中，在PZ層去膠之后發現有嚴重的側向腐蝕現象。這種現象可以直接從顯微鏡目檢中檢查出，而且在整個晶圓的表面呈現無規則的分布。同一批次的產品都會出現這種過腐蝕現象，同一片產品內部整個表面都存在這種過腐蝕現象，而并不是在晶圓的某些特殊區域或者特殊圖形出現。

  同樣，光刻膠的烘烤的溫度和時間，也不僅僅影響到光刻膠的黏附性問題，也會影響到光刻膠的形貌、光刻膠曝光能量等工藝參數。涂膠前處理的HMDS預處理只會影響到光刻膠與襯底之間的黏附性，對其他工藝參數的影響十分微小，這對于改善光刻膠與襯底之間的黏附性問題，是十分有利的。

  首先介紹一下HMDS涂布的原理，最常用的黏附劑是六甲基二硅胺烷(HMDS)。在提升光刻膠的黏附性工藝中，實際上六甲基二硅烷并不是作為粘結劑所產生作用的，而是，HMDS改變了襯底的界面結構，從而使晶圓的性質由親水性表面轉變為疏水性表面。

  HMDS處理設備是采用蒸汽涂布的方式。簡單評價晶圓的表面黏附性好壞，可以將晶圓進行HMDS涂布，然后在晶圓的表面滴一滴水珠，然后通過測量水珠的接觸角，來進行晶圓表面黏附性好壞的判斷。當接觸角角度越大，說明黏附性越好，也就意味著疏水性越強。光刻膠與晶圓表面之間的黏附性問題，除了受到分子鍵合的影響，還受到其他重要因素的影響。如表面的水分就是其中的主要因素，會減少黏附性，從而造成掀膠和側向腐蝕。HMDS涂布是涂膠前對硅片表面進行處理，可以增加硅片表面水分子的接觸角，使硅片表面從親水性轉化為疏水性。

  結果表明HMDS處理設備的涂布時間是對接觸角角度的最主要的影響因素，但是涂布時間對于接觸角的影響并不是持續線性的，當涂布時間在55秒附近就會達到它的飽和點。為了達到接觸角角度最大，設備產能最大化的平衡點(HMDS涂布單元時間過長，會變成設備的瓶頸單元，導致設備產能減少，從而相應的增加產品的生產成本)，將HMDS涂布時間設置在一定值內。另一方面對于HMDS涂布的溫度來說，實驗結果與我們所預期的結果也是完全一致的，當溫度在某一高溫值的時候，接觸角的角度達到了峰值，當溫度繼續升高的話，反而會降低接觸角的角度。

雋思智能型HMDS真空系統詳見：

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