最後更新:2026年10月8日曝光・微影EUV 曝光・微影中國大陸:HMDS(六甲基二硅氮烷)

HMDS(六甲基二矽氮烷)是什麼

Hexamethyldisilazane

HMDS(六甲基二矽氮烷)是用來提高光阻與晶圓附著性的有機矽化合物前處理劑。將晶圓表面的羥基置換為三甲基矽基使其疏水化,可防止光阻剝落或顯影液滲入。通常以一邊加熱晶圓一邊暴露於蒸氣中的氣相塗底(vapor prime)方式處理。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

HMDS(Hexamethyldisilazane:六甲基二矽氮烷)是化學式為[(CH₃)₃Si]₂NH的有機矽化合物,在半導體製造中用作提高光阻與晶圓附著性的前處理劑(附著促進劑、底漆,primer)。在塗佈光阻前先以HMDS處理晶圓表面,可防止光阻圖案在顯影或蝕刻途中剝落,或藥液滲入圖案下方。

HMDS提高附著性的機制,是將表面轉變為不易親水(疏水性)的狀態。矽或氧化膜表面有許多羥基(-OH),會吸附空氣中的水分而呈親水性。在此狀態下,有機物的光阻不易附著,滲入界面的水或顯影液會使光阻浮起。HMDS與表面的羥基反應,將其置換為三甲基矽基(-Si(CH₃)₃),使表面轉為疏水性。處理效果以水的接觸角確認,處理後接觸角會變大。

處理方式一般是在塗佈顯影機(coater/developer)內的單元中,一邊加熱晶圓一邊暴露於HMDS蒸氣的氣相處理(vapor prime),比塗佈液體的方法更容易控制用量,微粒也較少。處理過度時表面過於排斥,會使光阻無法均勻塗佈,因此需控管溫度與時間。此外,HMDS反應會產生副產物氨,在化學放大型光阻中可能中和酸而導致圖案形狀不良或光阻殘渣(Scum),因此處理後的排氣與等待時間也需注意。在先進製程中,抗反射層等底層膜有時也兼具此功能。

HMDS(六甲基二矽氮烷)的常見問題

為什麼需要HMDS處理?
因為矽或氧化膜表面有羥基,會吸附水分而呈親水性,有機物的光阻不易附著,在顯影或蝕刻途中圖案可能剝落,或藥液滲入下方。以HMDS將表面轉為疏水性後,光阻就能牢固附著。
如何確認HMDS處理的效果?
在處理後的晶圓表面滴上水滴,量測其接觸角。越疏水,水滴越圓、接觸角越大,因此可用數值管理處理效果。接觸角過大時光阻會被排斥而無法均勻塗佈,因此需控制在適當範圍內。

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