HMDS(Hexamethyldisilazane:ヘキサメチルジシラザン)とは、化学式[(CH₃)₃Si]₂NHで表される有機ケイ素化合物で、半導体製造ではフォトレジストとウェハの密着性を高める前処理剤(密着性向上剤、プライマー)として使われます。レジストを塗る前にウェハ表面をHMDSで処理することで、現像やエッチングの途中でレジストのパターンが剥がれたり、パターンの下に薬液が染み込んだりするのを防ぎます。
HMDSが密着性を高める仕組みは、表面を水になじみにくい(疎水性の)状態に変えることです。シリコンや酸化膜の表面には水酸基(-OH)が多く、空気中の水分を吸着して親水性になっています。この状態では有機物のレジストがなじみにくく、界面に入り込んだ水や現像液がレジストを浮かせてしまいます。HMDSは表面の水酸基と反応してトリメチルシリル基(-Si(CH₃)₃)に置き換え、表面を疎水性に変えます。処理の効果は水の接触角で確認し、処理後は接触角が大きくなります。
処理は、コーター/デベロッパの中のユニットでウェハを加熱しながらHMDSの蒸気にさらす気相処理(ベーパープライム)が一般的で、液を塗る方法より量を制御しやすく、パーティクルも少なくなります。処理しすぎると表面がはじきすぎてレジストが均一に塗れなくなるため、温度と時間を管理します。また、HMDSの反応ではアンモニアが副生成物として出るため、化学増幅型レジストでは酸を中和してパターンの形状不良やスカムを招くことがあり、処理後の排気や待ち時間にも注意が必要です。先端の工程では、反射防止膜などの下層膜がこの役割を兼ねる場合もあります。