光刻與刻蝕工藝流程課件

1、光刻、顯影工藝簡(jiǎn)介光刻膠( Photo-resist )概述+PR 和 PR的區(qū)別描述光刻工藝的步驟四種對(duì)準(zhǔn)和曝光系統(tǒng)光刻膠概述高分辨率 High Resolution；高光敏性 High PR Sensitivity精確對(duì)準(zhǔn) Precision Alignment光刻膠是TFT制作的基本工藝材料之一：由樹(shù)脂、感光化合物、溶劑 3 個(gè)基本部分組成；具有光化學(xué)敏感性：被紫外光、電子束、X射線、電子束等曝光光源照射后，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，溶解度發(fā)生變化；+PR & -PRNegative Photo-resist負(fù)性光刻膠負(fù)膠Positive Photo-resist正性光刻膠正膠曝光后不可溶解曝光后

2、可溶解顯影時(shí)未曝光的被溶解顯影時(shí)曝光的被溶解便宜高分辨率+PR & -PR基本原理正膠工藝負(fù)膠工藝基板處理涂膠 + 烘烤曝光顯影、光刻+PR & -PR 樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)正膠：曝光時(shí)切斷樹(shù)脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯(lián)系，達(dá)到削弱聚合體的目的，所以曝光后光刻膠在隨后的顯影處理中溶解度升高，曝光后溶解度幾乎是未曝光時(shí)的10倍；更高分辨率（無(wú)膨脹現(xiàn)象）在IC制造應(yīng)用更為普遍；負(fù)膠：曝光時(shí)樹(shù)脂聚合體主鏈的隨機(jī)十字鏈接更為緊密，并且從鏈下墜物增長(zhǎng)，所以聚合體溶解度降低；由于光刻膠膨脹而使分辨率降低；其主溶劑，如二甲苯等會(huì)引起環(huán)境和安全問(wèn)題；詳細(xì)光刻工序基板清洗、烘干 目的：去除污染物、顆粒； 減少針孔和其它缺

3、陷；提高光刻膠黏附性；PR涂布 小尺寸：旋涂； 中大尺寸：絲網(wǎng)印刷&滾輪 Mask制作、曝光 auto CAD / Corel-draw； 小型曝光機(jī)：中型曝光機(jī) 預(yù)烘 110 C ； 堅(jiān)膜 135 C ； 退膠 NaOH ； 光刻膠涂布-輥涂法 輥涂法主要是利用圓筒滾動(dòng)的方法來(lái)轉(zhuǎn)移光刻膠，如圖所示，利用輥筒1和輥筒2的轉(zhuǎn)動(dòng)將光刻膠轉(zhuǎn)移在刻有精細(xì)凹槽的輥筒2上，再通過(guò)輥筒2和輥筒3之間的擠壓將輥筒2上凹槽里的光刻膠轉(zhuǎn)移至基片上。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)流水線式運(yùn)作，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率也比較高。但是轉(zhuǎn)移光刻膠均勻性不好，輥涂后的基片上也容易留下輥筒凹槽的痕跡，而且儀器清洗困難，輥筒也容易

4、損壞，設(shè)備的購(gòu)買成本和維護(hù)成本比較高 ；光刻膠涂布-旋轉(zhuǎn)涂布法 旋轉(zhuǎn)涂布也稱為甩膠，用轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間可自由設(shè)定的甩膠機(jī)來(lái)進(jìn)行，是利用高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用，將光刻膠在基片表面均勻地展開(kāi)，多余的光刻膠被甩掉，最終獲得一定厚度的光刻膠膜，光刻膠的膜厚是由光刻膠的粘度和甩膠的轉(zhuǎn)速來(lái)控制，通常這種方法可以獲得優(yōu)于2%的涂布均勻性（邊緣除外）。光刻膠涂布的厚度與轉(zhuǎn)速、時(shí)間、膠的特性有關(guān)系，此外旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的氣流也會(huì)有一定的影響。同時(shí)也存在一定的缺陷：氣泡、彗星(膠層上存在的一些顆粒)、條紋、邊緣效應(yīng)等，其中邊緣效應(yīng)對(duì)于小片和不規(guī)則片尤為明顯。 預(yù) 烘（前烘）目的：促使膠膜內(nèi)溶劑充分地?fù)]發(fā)，使膠膜干燥，以提高光刻膠在基片上的粘附性和均勻性，以及提高膠膜的耐磨性而不玷污mask；前烘溫度過(guò)高或時(shí)間太長(zhǎng)：會(huì)導(dǎo)致光刻膠中的樹(shù)脂分子發(fā)生光聚合或交聯(lián)，造成顯影困難，圖形邊緣鋸齒嚴(yán)重。反之：預(yù)烘烤不充分，光刻膠中的溶劑仍會(huì)有部分殘留在膠膜中，曝光時(shí)會(huì)導(dǎo)致膠膜與掩膜版粘連，損害掩膜版；同時(shí)也影響到顯影的質(zhì)量，光刻膠在顯影時(shí)容易脫落，光刻圖形不完整。 Mask制作 ！ 注意：正圖 / 反圖 ！ 曝光時(shí)間差異a) 、9sb) 、10s (9.36m ) c) 、11s (10.44m )d) 、12s