光刻胶粘附力对MEMS工艺影响－－HMDS处理设备

在MEMS产品的研发过程中，在PZ层去胶之后发现有严重的侧向腐蚀现象。这种现象可以直接从显微镜目检中检查出，而且在整个晶圆的表面呈现无规则的分布。同一批次的产品都会出现这种过腐蚀现象，同一片产品内部整个表面都存在这种过腐蚀现象，而并不是在晶圆的某些特殊区域或者特殊图形出现。

同样，光刻胶的烘烤的温度和时间，也不仅仅影响到光刻胶的黏附性问题，也会影响到光刻胶的形貌、光刻胶曝光能量等工艺参数。涂胶处理的HMDS预处理只会影响到光刻胶与衬底之间的黏附性，对其他工艺参数的影响十分微小，这对于改善光刻胶与衬底之间的黏附性问题，是十分有利的。

先介绍一下HMDS涂布的原理，常用的黏附剂是六甲基二硅胺烷(HMDS)。在提升光刻胶的黏附性工艺中，实际上六甲基二硅烷并不是作为粘结剂所产生作用的，而是，HMDS改变了衬底的界面结构，从而使晶圆的性质由亲水性表面转变为疏水性表面。

HMDS处理设备是采用蒸汽涂布的方式。简单评价晶圆的表面黏附性好坏，可以将晶圆进行HMDS涂布，然后在晶圆的表面滴一滴水珠，然后通过测量水珠的接触角，来进行晶圆表面黏附性好坏的判断。当接触角角度越大，说明黏附性越好，也就意味着疏水性越强。光刻胶与晶圆表面之间的黏附性问题，除了受到分子键合的影响，还受到其他重要因素的影响。如表面的水分就是其中的主要因素，会减少黏附性，从而造成掀胶和侧向腐蚀。HMDS涂布是涂胶对硅片表面进行处理，可以增加硅片表面水分子的接触角，使硅片表面从亲水性转化为疏水性。

结果表明HMDS处理设备的涂布时间是对接触角角度的主要的影响因素，但是涂布时间对于接触角的影响并不是持续线性的，当涂布时间在55附近就会达到它的饱和点。为了达到zui大接触角角度，设备产能的平衡点(HMDS涂布单元时间过长，会变成设备的瓶颈单元，导致设备产能减少，从而相应的增加产品的生产成本)，将HMDS涂布时间设置在一定值内。另一方面对于HMDS涂布的温度来说，实验结果与我们所预期的结果也是一致的，当温度在某一高温值的时候，接触角的角度达到了峰值，当温度继续升高的话，反而会降低接触角的角度。

隽思智能型HMDS真空系统详见：

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原创作者：上海隽思实验仪器有限公司