CN108109936A - 正压晶圆表面改性装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体晶片加工领域，具体地说是一种正压晶圆表面改性装置，包括上密封盖、下密封体和加热盘，其中加热盘设置于下密封体中，上密封盖设置于所述下密封体上方，在所述上密封盖的中部设有进气口，在所述上密封盖的边缘设有排废口，在所述下密封体边缘设有补充气体口，且所述排废口和补充气体口与所述上密封盖和下密封体之间的密封反应腔室相通；装置工作时加工用药液气体由所述进气口流入，氮气由补充气体口流入。本发明可以快速安全的对加工晶圆进行表面改性处理，将原有技术对机械部件装配调试的复杂过程简化，并且减少药液的使用量，提升药液在晶圆表面的有效面积内的沉积均匀性。

Description

正压晶圆表面改性装置
技术领域
本发明涉及半导体晶片加工领域，具体地说是一种正压晶圆表面改性装置。
背景技术
目前，公知的涂胶前晶圆表面极性处理方式为：将晶圆放置于一个密封腔室内，腔室内温度控制在100-120℃的范围内，腔室内相对压力控制在-30～-60Kpa负压范围内，氮气加压后的HMDS溶剂在发泡网板作用下，产生微小气泡，气泡上浮至液面上方破裂后与氮气混合成气雾混合气，混合气通过管道与密封放置晶圆的腔室连接，在腔室负压的带动下迅速喷洒在腔室内静置的晶圆上。由于负压管道的效应短时间内只有少部分药液会作用在晶圆表面，所以为了达到整个晶圆表面都被药液覆盖，整个过程需要持续一段时间，药液的耗费量很大，环境的控制也带来一定压力。其主要问题如下：
1、在高频率的晶圆加工过程中，会反复的从腔室内取送和处理晶圆，整个过程要保证频繁重复开合的腔室能达到工艺所要求的负压状态。
2、HMDS药液需要大量氮气发泡后形成气雾混合气，需要严格的排风系统，需要复杂的安全处理及管路系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种正压晶圆表面改性装置，将本装置放置于涂胶显影机中，可以快速安全的对加工晶圆进行表面改性处理，将原有技术对机械部件装配调试的复杂过程简化，并且减少药液的使用量，提升药液在晶圆表面的有效面积内的沉积均匀性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种正压晶圆表面改性装置，包括上密封盖、下密封体和加热盘，其中加热盘设置于下密封体中，上密封盖设置于所述下密封体上方，在所述上密封盖的中部设有进气口，在所述上密封盖的边缘设有排废口，在所述下密封体边缘设有补充气体口，且所述排废口和补充气体口与所述上密封盖和下密封体之间的密封反应腔室相通；装置工作时加工用药液气体由所述进气口流入，氮气由补充气体口流入。
所述上密封盖与下密封体之间设有密封圈。
所述下密封体的侧壁内设有补充气体口。
在所述下密封体的边缘沿周向均布多个补充气体口。
在所述上密封盖的边缘沿周向均布多个排废口。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明可以快速安全的对加工晶圆进行表面改性处理，将原有技术对机械部件装配调试的复杂过程简化。
2、本发明减少药液的使用量，并有效提升药液在晶圆表面有效面积内的沉积均匀性。
附图说明
图1为本发明的示意图。
其中，1为进气口，2为排废口，3为上密封盖，4为晶圆，5为加热盘，6为下密封体，7为补充气体口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括上密封盖3、下密封体6和加热盘5，其中加热盘5设置于下密封体6中，上密封盖3设置于所述下密封体6上方，在所述上密封盖3与下密封体6之间设有密封圈，在所述上密封盖3的中部设有进气口1，在所述上密封盖3的边缘设有排废口2，在所述下密封体6的侧壁内设有补充气体口7，所述排废口2和补充气体口7与所述上密封盖3和下密封体6之间的反应腔室相通。
本发明的工作原理为：
如图1所示，混合药液挥发物气体由进气口1进入上密封盖3和下密封体6之间的反应腔室中，晶圆4放置于加热盘5上烘烤，由于温度的作用混合气体沉降到晶圆4表面后快速与晶圆表面发生化学反应，表面改性为疏水性质，即HMDS与晶圆表面的OH-反应，在硅片表面生成硅醚，消除氢键，从而使极性表面变成非极性表面，在晶圆4的表面上沉积均匀的HMDS以增强光刻胶与晶圆间结合力。
混合气体沿着晶圆4表面中心均匀向边缘扩散，最终由排废口2排放于特定管道后废弃并处理(排废口2处为负压状态，此为本领域公知常识)，这个过程中混合气体很好的与晶圆4表面接触并反应，可以得到很好的表面处理均匀性。
反应过程中纯净氮气由补充气体口7进入上密封盖3和下密封体6之间的反应腔室中，并沿着反应腔室周边成环状向腔室上方压入，反应腔室为密封状态，由于氮气流动区域存在一定压力，混合药液的气体无法进入该区域，这一区域在整个反应过程中保持洁净状态，反应结束后打开腔室也不存在污染设备情况。
晶圆4进入本发明前，需放入冷板单元预处理，使表面温度均衡后再送入本发明处理。

Claims (5)

1.一种正压晶圆表面改性装置，其特征在于：包括上密封盖(3)、下密封体(6)和加热盘(5)，其中加热盘(5)设置于下密封体(6)中，上密封盖(3)设置于所述下密封体(6)上方，在所述上密封盖(3)的中部设有进气口(1)，在所述上密封盖(3)的边缘设有排废口(2)，在所述下密封体(6)边缘设有补充气体口(7)，且所述排废口(2)和补充气体口(7)与所述上密封盖(3)和下密封体(6)之间的密封反应腔室相通；装置工作时加工用药液气体由所述进气口(1)流入，氮气由补充气体口(7)流入。
2.根据权利要求1所述的正压晶圆表面改性装置，其特征在于：所述上密封盖(3)与下密封体(6)之间设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的正压晶圆表面改性装置，其特征在于：所述下密封体(6)的边缘侧壁内设有补充气体口(7)。
4.根据权利要求1或3所述的正压晶圆表面改性装置，其特征在于：在所述下密封体(6)的边缘沿周向均布多个补充气体口(7)。
5.根据权利要求1所述的正压晶圆表面改性装置，其特征在于：在所述上密封盖(3)的边缘沿周向均布多个排废口(2)。
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