LED芯片制造之光刻簡(jiǎn)介

1、光刻簡(jiǎn)介 光刻工藝是半導(dǎo)體制造中最為重要的工藝步驟之一，光刻的成本約為整個(gè)硅片制造工藝的 1/3，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的 4060%。軌道機(jī)（Tracker），用于涂膠顯影；曝光機(jī)（Scanning）光刻機(jī)是生產(chǎn)線上最貴的機(jī)臺(tái)，515 百萬美元/臺(tái)。主要是貴在成像系統(tǒng)（由 1520個(gè)直徑為 200300mm 的透鏡組成）和定位系統(tǒng)（定位精度小于 10nm）。其折舊速度非?？?，大約 39 萬人民幣/天，所以也稱之為印鈔機(jī)。光的特性有反射，折射，衍射，干涉等光刻板又稱為掩膜板/光罩（Photo Mask/Reticle），電路元件圖形都來自于版圖，因此掩膜板的質(zhì)量在光刻工藝中的扮演著非常重要的

2、角色。光刻膠（Photo Resist）光刻簡(jiǎn)介光刻的本質(zhì)是把制作在掩膜版上的圖形復(fù)制到以后要進(jìn)行刻蝕的晶圓上。其原理與照相相似，不同的是半導(dǎo)體晶圓與光刻膠代替了照相底片與感光涂層。表面處理涂膠前烘堅(jiān)膜顯影后烘對(duì)準(zhǔn)&曝光核心工藝去膠清洗刻蝕檢查通過黃光室前部工藝光刻流程圖否基本工藝流程 涂膠對(duì)準(zhǔn)和曝光 顯影 檢測(cè)光源光刻板光刻膠襯底襯底襯底resister顯影光刻膠光刻膠是一種有機(jī)化合物，受紫外曝光后，在顯影溶液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。晶片制造中所用的光刻膠通常以液態(tài)涂在硅片表面，而后被干燥成膠膜。負(fù)性光刻膠負(fù)性光刻膠在曝光后硬化變得不能溶解。正性光刻膠正性光刻膠曝光后軟化變得可溶正性膠

3、光刻版光刻膠負(fù)性膠襯底UV表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影堅(jiān)膜圖形檢查表面處理晶圓容易吸附潮氣到它的表面。光刻膠黏附要求要嚴(yán)格的干燥表面，所以在涂膠之前要進(jìn)行脫水烘焙和黏附劑的涂覆。脫水烘焙的溫度通常在140度到200度之間。有時(shí)還要用到黏附劑，黏附劑通常使用HMDS（六甲基二硅胺脘）。表面處理的主要作用是提高光刻膠與襯底之間的粘附力，使之在顯影過程中光刻膠不會(huì)被液態(tài)顯影液滲透。（如下圖）顯影液襯底滲透光刻膠Attractive interaction是否要使用黏附劑要根據(jù)圖形大小、襯底及光刻膠的種類來決定，HMDS 可以用浸泡、噴霧和氣相方法來涂覆。粘附力好表面粘附力差的表面堅(jiān)膜涂膠121.2

4、.3.4.3滴膠（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)）加速旋轉(zhuǎn)甩掉多余的膠溶劑揮發(fā)4表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影圖形檢查表面出現(xiàn)氣泡滴膠時(shí)膠中帶有氣泡噴嘴尖端切口有問題或帶刺放射狀條紋膠液噴射速度過高設(shè)備排氣速度過高膠涂覆前靜止時(shí)間過長(zhǎng)勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速或加速度設(shè)置過高片子表片留有小顆粒膠中有顆粒中心漩渦圖案設(shè)備排氣速度過高噴膠時(shí)膠液偏離襯底中心旋圖時(shí)間過長(zhǎng)中心圓暈不合適的托盤噴嘴偏離襯底中心膠液未涂滿襯底給膠量不足不合適的勻膠加速度針孔光刻膠內(nèi)存在顆?；驓馀菀r底上純?cè)陬w粒前烘前烘 :目的是蒸發(fā)掉膠中的有機(jī)溶劑成分，使晶圓表面的膠固化。這個(gè)過程中膠中的溶劑基本被蒸發(fā)掉，因而通常情況下膠的厚度會(huì)變?。ù蠹s減少25%）表面處理

5、涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影圖形檢查堅(jiān)膜烘箱對(duì)準(zhǔn)和曝光曝光工具: 接觸式光刻機(jī) 接近式光刻機(jī) 步進(jìn)重復(fù)式曝光系統(tǒng) 掃描式曝光系統(tǒng)表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影堅(jiān)膜圖形檢查XY接觸式光刻機(jī)的晶片的對(duì)準(zhǔn)方式：光刻版上的標(biāo)記Z基片上的標(biāo)記顯影表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影堅(jiān)膜圖形檢查用化學(xué)顯影液將曝光造成的光刻膠的可溶解區(qū)域溶解就是光刻膠的顯影，其主要目的就是把掩膜版的圖形準(zhǔn)確復(fù)制到光刻膠中。常見的顯影液有NaOH (Shipley 351), KOH (Shipley 606) ,TMAH (ShipleyCD-26, MF-321, OCG 945)等。堅(jiān)膜好處： 能夠改善光刻膠的抗刻蝕、注入能力。

6、改善光刻膠與晶圓表面的黏附性，有利于后續(xù)濕法腐蝕工藝。 改善光刻膠中存在的針孔。PRSubstratePRSubstratePR Pinhole Fill byThermal Flow堅(jiān)膜就是通過加溫烘烤使膠膜更牢固地黏附在晶圓表面，并可以增加膠層的抗刻蝕能力，堅(jiān)膜并不是一道必需的工藝。表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影圖形檢查堅(jiān)膜弊端：可能導(dǎo)致光刻膠流動(dòng)，使圖形精度減低。通常會(huì)增加將來去膠的難度。顯影不良曝光不良涂膠不均勻等問題表面處理涂膠前烘對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影圖形檢查堅(jiān)膜圖形檢查圖形轉(zhuǎn)移加工后，光刻膠已完成它的使命，需要清除掉。去膠有濕法與干法兩種。濕法：是用各種酸堿類溶液或有機(jī)溶劑將膠層腐蝕掉，

7、最普通的腐蝕溶劑是丙酮，它可以溶解絕大多數(shù)光刻膠。干法：用氧氣等離子體刻蝕去膠（強(qiáng)氧化去膠）去膠LED的發(fā)光原理結(jié)溫() LED芯粒內(nèi)部的溫度，當(dāng)電流通過LED器件時(shí)，PN結(jié)的溫度會(huì)升高，由于芯粒很小，所以也把芯粒的溫度稱為結(jié)溫。結(jié)溫影響LED壽命和光效。熱阻(/W) 導(dǎo)熱過程的阻力，用來衡量熱量從PN結(jié)通過導(dǎo)熱通道導(dǎo)出的能力，低熱阻=良好的散熱顯色指數(shù)(Ra)光源對(duì)物體顏色呈現(xiàn)的程度，也稱為顯色性，物體的真實(shí)顏色與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示顏色的關(guān)系。測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源與被測(cè)試光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源的顯色性越好。 色溫（K）當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。黑體的溫度越高，光譜中的藍(lán)色成分則越多，反之紅色則越多。我們知道，通常人眼所見到的光線，是由7種色光的光譜所組成。但其中有些光線偏藍(lán)，有些則偏紅，色溫就是專門用來量度和計(jì)算光線的顏色成分的方法，是19世紀(jì)末由英國物理學(xué)家洛德開爾文所創(chuàng)立的。光源色溫不同，光色也不同，帶來的感覺也不相同： 5000K 清涼型（帶藍(lán)的白色） 冷光通量（lm）指人眼所能感覺到的輻射功率，某一光源向四周空間中發(fā)射的總能量。由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的相對(duì)視見率不同，所以不同波長(zhǎng)