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 & -PR,+PR & -PR基本原理,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

2、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(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)境和安全問題；,光刻基本步驟, 涂膠 Photo-resist coating 對(duì)準(zhǔn)和曝光 Alignment and exposure 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

3、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，輥筒也容易損壞，設(shè)

4、備的購(gòu)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(dòng)，油墨在移動(dòng)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(jiǎn)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

5、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； 前烘溫度過高或時(shí)間太長(zhǎng)：會(huì)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：預(yù)烘烤

6、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 E0時(shí): 光刻膠顯影時(shí)會(huì)殘留余膠；,曝光時(shí)間差異,a) 、9s,b) 、10s (9.36m ),c) 、11s (10.44m ),d) 、12s (16.6m ),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)