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光刻膠粘附力對(duì)MEMS工藝影響--HMDS處理設(shè)備

  在MEMS產(chǎn)品的研發(fā)過程中，在PZ層去膠之后發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的側(cè)向腐蝕現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可以直接從顯微鏡目檢中檢查出，而且在整個(gè)晶圓的表面呈現(xiàn)無規(guī)則的分布。同一批次的產(chǎn)品都會(huì)出現(xiàn)這種過腐蝕現(xiàn)象，同一片產(chǎn)品內(nèi)部整個(gè)表面都存在這種過腐蝕現(xiàn)象，而并不是在晶圓的某些特殊區(qū)域或者特殊圖形出現(xiàn)。

  同樣，光刻膠的烘烤的溫度和時(shí)間，也不僅僅影響到光刻膠的黏附性問題，也會(huì)影響到光刻膠的形貌、光刻膠曝光能量等工藝參數(shù)。涂膠前處理的HMDS預(yù)處理只會(huì)影響到光刻膠與襯底之間的黏附性，對(duì)其他工藝參數(shù)的影響十分微小，這對(duì)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(shí)際上六甲基二硅烷并不是作為粘結(jié)劑所產(chǎn)生作用的，而是，HMDS改變了襯底的界面結(jié)構(gòu)，從而使晶圓的性質(zhì)由親水性表面轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷员砻妗?/span>

  HMDS處理設(shè)備是采用蒸汽涂布的方式。簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)晶圓的表面黏附性好壞，可以將晶圓進(jìn)行HMDS涂布，然后在晶圓的表面滴一滴水珠，然后通過測(cè)量水珠的接觸角，來進(jìn)行晶圓表面黏附性好壞的判斷。當(dāng)接觸角角度越大，說明黏附性越好，也就意味著疏水性越強(qiáng)。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(huì)減少黏附性，從而造成掀膠和側(cè)向腐蝕。HMDS涂布是涂膠前對(duì)硅片表面進(jìn)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(zhuǎn)化為疏水性。

  結(jié)果表明HMDS處理設(shè)備的涂布時(shí)間是對(duì)接觸角角度的最主要的影響因素，但是涂布時(shí)間對(duì)于接觸角的影響并不是持續(xù)線性的，當(dāng)涂布時(shí)間在55秒附近就會(huì)達(dá)到它的飽和點(diǎn)。為了達(dá)到接觸角角度最大，設(shè)備產(chǎn)能最大化的平衡點(diǎn)(HMDS涂布單元時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)變成設(shè)備的瓶頸單元，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)能減少，從而相應(yīng)的增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本)，將HMDS涂布時(shí)間設(shè)置在一定值內(nèi)。另一方面對(duì)于HMDS涂布的溫度來說，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與我們所預(yù)期的結(jié)果也是完全一致的，當(dāng)溫度在某一高溫值的時(shí)候，接觸角的角度達(dá)到了峰值，當(dāng)溫度繼續(xù)升高的話，反而會(huì)降低接觸角的角度。

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