增附剂HMDS和二苯基硅烷二醇(AR 300-80)

光刻胶对不同衬底材料有着不同的粘附性能。许多基材如硅、氮化硅和贱金属(如铝、铜)通常表现出良好光刻胶粘附性能,然而光刻胶在 SiO2、玻璃、贵金属(如金和银)以及砷化镓上的粘附力较低。因此,绝对需要通过增附剂来提高粘附性。粘附性还取决于衬底的预处理(清洁)方法。为了确保形成均匀的光刻胶胶膜,在大多数情况下推荐使用增附剂。最常用的增附剂是 HMDS(六甲基二硅氮烷)、Ti-Prime 和二苯基硅烷二醇衍生物 (AR 300-80)。

HMDS 通过其 Si 原子与氧化基材的氧原子结合到无水表面,并排出氨气。由于,基本上所有硅表面上都存在“晶圆薄”氧化物层。因此,HMDS 特别适用于硅衬底。非极性甲基基团提供具有相应良好抗润湿和抗粘附特性的疏水表面。在实践中,HMDS 需被小心地气相沉积或从氮气冲洗方式应用到加热的晶圆(80 – 150°C)上,然后将 HMDS 化学结合到晶片表面形成单分子层。

Dammel et.al.

不推荐使用旋​​涂工艺来涂覆 HMDS。除了昂贵的 HMDS 消耗更高之外,由此产生的 HMDS 层太厚,并且可能在烘烤过程中在光刻胶下层分解——对显影性能产生负面影响。

我们也提供另一种增附方案 –  AR 300-80。二苯基硅烷二醇溶解在溶剂混合物中并通过旋涂来获得增附层。并在随后的烘烤步骤(160 – 180 °C)中,硅有机化合物熔化并形成一层薄的、促进粘附的薄膜。特别是在 GaAs 或玻璃等难处理的衬底表面上,可以获得良好的涂层效果。

一些光刻胶,例如 AR-P 3100 系列的光刻胶,已经含有基于环氧化物的粘合促进剂,因此可以直接使用而无需使用AR 300-80。

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