光刻與刻蝕工藝流程

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1、光刻、顯影工藝簡介光刻膠(Photo-resist)概述+PR和–PR的區(qū)別描述光刻工藝的步驟四種對準(zhǔn)和曝光系統(tǒng)光刻膠概述高分辨率HighResolution；高光敏性HighPRSensitivity精確對準(zhǔn)PrecisionAlignment光刻膠是TFT制作的基本工藝材料之一：由樹脂、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&-PRNegativePhoto-resist負(fù)性光刻膠－負(fù)膠Positi

2、vePhoto-resist正性光刻膠－正膠曝光后不可溶解曝光后可溶解顯影時(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樹脂分子結(jié)構(gòu)正膠：曝光時(shí)切斷樹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（無膨脹現(xiàn)象）在IC制造應(yīng)用更為普遍；負(fù)膠：曝光時(shí)樹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，所以聚合體溶解度降低；

3、由于光刻膠膨脹而使分辨率降低；其主溶劑，如二甲苯等會引起環(huán)境和安全問題；光刻基本步驟?涂膠Photo-resistcoating?對準(zhǔn)和曝光Alignmentandexposure?顯影Development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autoCAD/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

4、利用圓筒滾動的方法來轉(zhuǎn)移光刻膠，如圖所示，利用輥筒1和輥筒2的轉(zhuǎn)動將光刻膠轉(zhuǎn)移在刻有精細(xì)凹槽的輥筒2上，再通過輥筒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，輥筒也容易損壞，設(shè)備的購買成本和維護(hù)成本比較高；光刻膠涂布-絲網(wǎng)印刷法絲網(wǎng)印刷的基本原理是：利用絲網(wǎng)印版圖文部分的網(wǎng)孔滲透油墨，非圖文部分的網(wǎng)孔不滲透油墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷

5、時(shí)在絲網(wǎng)印版一端上倒入油墨，用刮印刮板在絲網(wǎng)印版上的油墨部位施加一定壓力，同時(shí)朝絲網(wǎng)印版另一端移動，油墨在移動中被刮板從圖文部分的網(wǎng)孔中擠壓到承印物上，如圖所示。印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和基片呈線接觸，一般接觸角為30-60度。這種制作方法操作簡單、成本低、易實(shí)現(xiàn)大面積制作等優(yōu)點(diǎn)。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，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

6、膠的轉(zhuǎn)速來控制，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；前烘溫度過高或時(shí)間太長：會導(dǎo)致光刻膠中的樹脂分子發(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：

7、預(yù)烘烤不充分，光刻膠中的溶劑仍會有部分殘留在膠膜中，曝光時(shí)會導(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?。?！曝光劑量曝光劑量是指光刻膠所吸收紫外光的總和，曝光劑量可用下式來表示：式中Ex為光刻膠的曝光劑量（mJ/cm2），Ix為曝光燈發(fā)出的光強(qiáng)（mW/cm2），t為曝光時(shí)間(s)。在光刻工藝中，當(dāng)曝光劑量Ex>E0時(shí)：光刻膠顯影后能完全去除；當(dāng)曝光劑量Ex

8、、10s(9.36μm)c)、11s(10.44μm)d)、12s(16.6μm)碳酸氫鈉（1%）----負(fù)膠HCL(5%)---正膠顯影噴淋水浴堅(jiān)膜在顯影過程中，顯影液溶解掉了需要去除的那部分光刻膠膜，同時(shí)也使不需要去除的光刻膠膜軟化，含有過多的水分，并且與基片的附著性變差，降低了后續(xù)刻蝕工藝的耐蝕性，必須經(jīng)過一定溫度和時(shí)間的烘烤，以揮發(fā)掉殘留的顯影液和水分，使膠膜致密堅(jiān)固，進(jìn)一步提高膠膜與基體表面的附著力和抗化學(xué)腐蝕性，減少刻蝕時(shí)所出現(xiàn)