Macchina per rivestimento sottovuoto innocua con buona ripetibilità

Nei processi di produzione di semiconduttori (chip/circuiti integrati), la fotolitografia è un passaggio cruciale nel trasferimento del modello di circuito integrato. La qualità del rivestimento fotoresist influisce direttamente sulla qualità della fotolitografia, rendendo il processo di rivestimento particolarmente importante. La maggior parte dei fotoresist utilizzati nella fotolitografia sono idrofobici, mentre i gruppi idrossilici e le molecole d'acqua residue sulla superficie del wafer di silicio sono idrofili. Ciò si traduce in una scarsa adesione tra il fotoresist e il wafer di silicio, specialmente con i fotoresist positivi. Durante lo sviluppo, la soluzione di sviluppo può penetrare nell'interfaccia tra il fotoresist e il wafer di silicio, provocando facilmente fenomeni come distacco e fluttuazione del fotoresist, con conseguente errore nel trasferimento del modello fotolitografico. Allo stesso tempo, l'incisione a umido è soggetta all'incisione laterale.  Dopo il pretrattamento con un sistema di pretrattamento HMDS, sulla superficie del substrato viene steso un composto a base di silossano. La superficie del wafer cambia da idrofila a idrofobica, riducendo l'angolo di contatto, diminuendo la quantità di fotoresist richiesta e migliorando l'adesione al fotoresist. Ciò inibisce l'incisione laterale e la deriva del modello durante il processo di sviluppo, migliora l'adesione del fotoresist e aumenta la resistenza alla corrosione del materiale in ambienti difficili, migliorando così significativamente la qualità del prodotto e riducendo il tasso di difetti.

Obiettivo del processo:
L'apparecchiatura funziona in modo completamente automatico utilizzando il controllo PLC.  Il processo prevede la cottura ad alta temperatura del substrato per rimuovere l'umidità superficiale, combinata con l'essiccazione sotto vuoto e la tecnologia di protezione dell'azoto per rimuovere umidità e contaminanti dalla superficie del wafer, prevenendo l'ossidazione e la diffusione di impurità e garantendo la pulizia prima del rivestimento. Viene quindi introdotto il gas HMDS (esametildisilazano C6H19NSi2). Ad alta temperatura, la superficie del substrato e l'HMDS reagiscono completamente, formando un composto composto principalmente da silossano. Ciò cambia la superficie del substrato da idrofila a idrofobica, consentendo al gruppo idrofobico di legarsi bene con il fotoresist, agendo come agente di accoppiamento.

Flusso del processo:
Innanzitutto, la pompa del vuoto viene accesa per iniziare l'aspirazione. Una volta che il livello di vuoto nella camera raggiunge il valore impostato (questo valore può essere impostato modificando il valore P2 sul vacuometro, vedere manuale del vacuometro), viene introdotto l'azoto. Dopo aver raggiunto il livello di vuoto impostato (tale valore può essere impostato modificando il valore P1 sul vacuometro), viene ripetuto il processo di messa a vuoto e di immissione di azoto. Raggiunto il numero impostato di immissioni di azoto, riprende l'aspirazione seguita dall'immissione della soluzione chimica. Trascorso il tempo impostato si interrompe l'introduzione della soluzione chimica e inizia la fase di mantenimento. Trascorso il tempo di mantenimento impostato, riprende l'aspirazione e l'immissione di azoto, per il numero di cicli impostati. Una volta che il sistema completa automaticamente il processo, viene emesso un allarme acustico e visivo, che indica che i wafer sono pronti per la rimozione.