一次N+光刻操作规范与技巧

一次N+光刻操作规范和技巧主要内容第一部分：工序介绍第四部分：操作技巧第二部分：操作流程第三部分：操作规范第五部分：设备相关第六部分：质量控制第七部分：安全生产工序介绍一次光刻工序介绍（以SCR-6工艺为基础）一次光刻的前工序是铝推进扩散，后工序是磷预沉积扩散操作过程主要利用光刻胶保护图形，用腐蚀液腐蚀未保护区光刻过程重要注意匀胶速度&时间，曝光对准精度和光强，腐蚀液温度和腐蚀时间去砂清洗Al预沉积1铝推进1Al预沉积2磷予沉积磷推进P+光刻硼硅玻璃腐蚀检验下交铝推进2去磷吸收层磷吸收扩散喷硼扩散N+光刻工序介绍一次N+光刻设备清单设

备

仪

器名

称型

号

规

格动

力名

称型

号

规

格动

力净化涂胶机

GKF-411380VⅡ型塑料通风柜1300*600*1900220V烘箱

LC-233220VⅡ型塑料通风柜1500*600*1900220V烘箱

LG-223220VⅡ型塑料通风柜

1300*650*1900220V显微镜

220VⅡ型塑料通风柜

1500*800*1900220V手动双面曝光设备

125W220V腐蚀加热器

220V6”单面光刻机H94-27220V二氧化硅腐蚀机H63-237/ZM220V4”单面光刻机H94-25C220V光刻标记腐蚀机H63-241/ZM220V4”单面光刻机H94-32220V4”单面光刻机H94-35220V工序介绍一次N+光刻工具清单工具、器具名称型号规格名称型号规格光刻版

纸盒

电炉丝1000/1500W石英花篮

定性滤纸Φ180mm聚四氟花篮

脱脂棉

石英缸

纱布

洗手液DZ1#细纱手套

塑料盒

耐酸咸工业手套

烧杯

一次性手套

量杯2号医用手套

排笔

净化口罩

小毛笔

剪刀

镊子25CM工序介绍一次N+光刻药品清单原材料、零部件、化学药品名称型号（牌号）规格等级丁酮

500mlAR无水乙醇

500mlAR氟化铵溶液

39~41%5L低颗粒高纯试剂氢氟酸

49%500mlCMOS-I硫酸

95~98%2.5LAR硝酸

65~68%2.5LAR负性光刻胶RFJ-2200粘度60mpasAR环已烷

500ml低颗粒高纯试剂显影漂洗液RFH-22004LAR乙酸丁酯

98%500ml低颗粒高纯试剂松节油

500mlAR真空封蜡80号

AR光刻胶增粘剂RZN-62000.5L

操作流程一次N+光刻操作流程（一）领取硅片核对流程卡，确定硅片工艺流程、检查硅片表面质量，和硅片数量.领取硅片匀胶曝光在硅片表面均匀涂保护胶。将硅片用气枪吹干净，配好光刻胶，调节好匀胶转速和时间。选择光刻板，调节好曝光时间和光强，对准图形后，选择性曝光改变光胶特性，在显影后留下图形。前烘匀胶后硅片放入烘箱后烘烤加强胶粘附在硅片表面。温度：85±5度时间：20—30分操作流程一次N+光刻操作流程（二）显影曝光后的硅片浸泡在显影液内显影2次，每次50-60秒，再用定影液定影。腐蚀图形将硅片插入花篮，放入60±2度腐蚀液中60-180秒，硅片表面脱水后，取出硅片冲净坚膜放入烘箱坚膜，进一步加强胶和硅片粘附温度:150±5度时间:30±5分钟取出自然冷却≥30分钟质量检查检查图形是否正确，胶膜是否有缺陷。抽测阴极面系统缺陷。有缺陷则补胶或黑腊，严重则返工操作流程一次N+光刻操作流程（三）去胶自检下交把硅片放入加热的去胶液中，7--9分钟煮干净为止。取出冷却后用水冲至中性填好流程卡，确认好硅片数量，自检完表面质量后下交腐蚀标记详细见标记腐蚀课件操作规范领取硅片的操作规范（一）：生产条件每天早班打扫卫生，确保工作环境干净，设备表面清洁无油渍净化度达到≤1000(0.5um/min)温度：18—28℃湿度：40%—65%只允许使用黄光（检查台和化腐间除外）OK领取硅片的操作规范（二）操作规范领片领取待腐蚀的硅片，核对流程卡以下信息是否正确:硅片的型号片数浓度检查检查硅片是否有以下质量问题：裂纹，黑点，圈印，划伤，花篮印，水印处理对存在质量问题的硅片处理方式如下：改刻/退片/避开不良区光刻操作规范领取硅片的操作规范（三）不良图片水印划伤花篮印崩边圈印匀胶和前烘操作规范（一）----设备开机操作规范安装匀胶吸盘1.电源开关2.照明3.真空泵1.开关2.调节钮3.开始钮注：匀胶速度和匀胶时间见附件操作规范匀胶和前烘操作规范（二）----匀胶作业放硅片注意硅片表面和设备清洁，硅片要和甩胶头同心滴光胶在硅片圆心处滴胶甩胶滴胶前，光刻胶要回温24小时。把增粘剂和光胶按1：10配均匀后开始匀胶操作规范匀胶和前烘操作规范（二）----前烘作业温度：80±5度时间：20—30分钟取出冷却：≥20分钟前烘和曝光间隔最长2小时操作规范对版和曝光操作规范（一）设备开机开电源10钟后打开汞灯开关，按下起辉按钮4-5秒后松开,电流稳定5A左右，电压60V左右时可光刻操作规范对版和曝光操作规范（二）对版安阴极板：用光刻版边缘，对准版架图形。按“吸版”根据流程卡选择光刻板操作规范对版和曝光操作规范（二）对版同样办法安阳极版利用显微对准系统和调位旋钮对准标记操作规范对版和曝光操作规范（三）曝光按反吹钮按升降钮放硅片操作规范对版和曝光操作规范（三）曝光插入花篮曝光间隙要检查对准标记是否漂移至少20片检查一次，若机台稳定可延长至一花篮检查一次。曝光时间：7—10S光强：≥5mw/cm2操作规范显影和坚膜操作规范（一）准备药品准备显影液在石英缸加入RFH-2200显影液深度：淹没硅片≥10mm准备定影液在石英缸加入乙酸乙酯深度：淹没硅片≥

10mm准备去离子水曝光和显影时间间隔：≤60分钟操作规范显影和坚膜操作规范（二）显影定影坚膜显影2次每次时间：60±10秒定影时间：20±3秒操作规范显影和坚膜操作规范（二）显影定影坚膜冲洗时间：10±3秒坚膜温度：150±5℃时间：30±5分取出自然冷却≥30分操作规范质量检查操作规范—补黑腊或补胶单面光刻：阳极面全补黑腊或补胶双面光刻：阳极面甩胶，缺陷点补黑腊或补胶整流管：单面补黑腊，不光刻。补胶分三种情况：1.单面光刻2.双面光刻（此课件采用）3.整流管操作规范质量检查操作规范—检测项目及修复和返工办法大项项目处理办法备注光学检查图形错误或缺陷返工/改型返工方法：吹干氧

修复方法：补黑腊，150±5℃烘5分钟或自然晾干涂胶不完整返工曝光时间或强度不够返工胶膜质量小孔修复/返工刮伤修复/返工胶线修复/返工胶粒/异物修复/返工图形内无胶区修复/返工操作规范光刻腐蚀操作规范（一）药品准备药品配比：氟化铵（39-41%）：氢氟酸（49%）=5000（ml）：800（ml）体积比提前12个小时配好待用。专用腐蚀槽中，加至60±2℃，腐蚀液深度：淹没硅片≥

10mm操作规范光刻腐蚀操作规范（二）腐蚀插入花篮浸入腐蚀液温度：60±2℃

时间：60—180S深度：淹没硅片≥10mm腐蚀时注意检查表面状况表面脱水后大量去离子水冲洗操作规范标记腐蚀操作规范—详细见光刻标记腐蚀操作规范和技巧标记腐蚀后画腊保护图形，露出腐蚀标记操作规范去胶操作规范（一）药品准备药品配比：硫酸：硝酸=5：2体积比。加入石英缸中，1500-2000W电炉加热，淹没硅片≥10mm。重复使用每次加入硝酸100ml操作规范去胶操作规范（二）去胶操作插入花篮浸入去胶液，加热除胶7—9分钟大量去离子水冲洗操作规范硅片自检TEXT填好流程卡数据交下工序检查硅片表面是否有针孔，小岛，图形异常，阳极面腐白点，划伤。是否去胶干净染色现象填好流程卡接片数、下交数、

交接人、日期做好工艺记录将填好的流程卡以及区分好的硅片交车间检验自检下交的操作规范操作技巧匀胶操作技巧甩胶头安装平整，常清洁保证胶膜厚度均匀，无残缺，不易飞片。硅片甩胶前用气枪吹硅片表面。吹去表面颗粒物，甩胶时无三角缺口。曝光时不易刮坏光刻版，不易出现图形缺陷。如：针孔或白点操作技巧曝光操作技巧常检查清洁光刻版，避免版穿或脏污出现曝光图形缺陷对版后第一片硅片，要检查硅片和版贴附情况，避免虚影操作技巧放入腐蚀液时，轻轻抖动花篮2—3次，从而使之前贴在一起的硅片分开，达到硅片表面充分接触腐蚀液。腐蚀操作技巧冬天时，腐蚀液温度偏高些，调高2℃夏天时，腐蚀液温度偏低些，调低2℃操作技巧除胶操作技巧去胶液不要加热太早，开始腐蚀氧化层时开始加热即可硅片放入时缓慢放入，避免硅片脱落光刻机日常维护保养的方法设备相关设备日常维护保养每3个月检查光源，机构转动情况，光源气动阀门情况300小时后更换汞灯。每次使用都要测试光强使用前要清洁机台，观察气源压力。电流稳定后才可开始测光强及光刻作业光刻机使用注意事项设备相关每次开机前检查气源压力是否正常0.3MPa左右，系统真空≤-0.07MPa及系统压力是否80KPa左右气光强不够，调节光圈或是换汞灯灯不能打开，请维修换汞灯或调节气动阀门机构异常请维修修复故障工控计算机只对光刻设备使用，严禁挪作它用；设备常见故障：光强不够，真空不够，吸版异常，对位异常等其他一次N+光刻质量要求质量控制图形氧化层完整，正确，无变形。图形无毛刺、钻蚀、划伤表面无腐蚀白点，光胶及黑腊去除干净硅片表面无残留化学药品，图形保护无腐蚀及染色现象表面无手指印或其他油渍印质量控制常见质量问题的原因及解决方法质量现象产生原因处理方法针孔(氧化层上出现的直径为微米数量级的小孔洞)1.

光刻版透光区存在灰尘或黑斑；1.

爱护光刻版和的使用，加强光刻版的检验工作2.

甩胶时操作台或环境中有灰尘污染2.

保持工作环境/操作台内清洁，干燥3.

光刻胶涂敷太薄，或光刻胶本身抗腐蚀性差3.

胶膜厚度控制适宜(具体控制甩胶量，时间，转速)4.

曝光时间未控制好，时间太短，光刻胶交联不充分，时间太长，胶层发生皱皮；4.

曝光时间按工艺要求操作5.

腐蚀液配比不当，使腐蚀速度过快5.

腐蚀液配比按工艺要求操作6.

氧化后硅片表面有突起物(灰尘，石英屑，硅渣等)，涂胶时胶膜与基片表面未充分沾润6.

氧化硅片表面保持清洁，光亮，平整，无异物突起现象8.

前烘不足，残存溶剂阻碍抗蚀剂交联，或前烘骤热，引起溶剂挥发过快而鼓泡，腐蚀时产生针孔7.按工艺要求烘烤质量控制常见质量问题的原因及解决方法质量现象产生原因处理方法小岛（未刻蚀干净的氧化层局部区域，形状不规则）1.

光刻版图形上有针孔或损伤，在曝光时形成漏光点；1.爱护光刻版的使用，在使用光刻版前认真检查，对有针孔或其它损伤的版应及时反馈并调换新版；2.

显影不充分，局部区域光刻胶在显影时溶解不干净，腐蚀时形成小岛；2.

适当增加显影时间；3.

氧化层表面局部有耐腐蚀物质，如硼硅玻璃层3.

保持腐蚀液清洁；4.

腐蚀液不干净，特别是沾有灰尘等污物，对氧化层起了阻蚀作用4.

套刻的方法消除小岛；质量控制常见质量问题的原因及解决方法质量现象产生原因处理方法染色1

硅片去胶后未清洗干净，被酸性物质腐蚀；1

保持硅片腐蚀/去胶后清洗干净；2

操作台或摆放硅片所用的滤纸不洁净，造成硅片被腐蚀；2

经常保持工作台面，滤纸，工具等洁净；3

腐蚀后未冲洗干净放入煮胶液中；

质量控制常见质量问题的原因及解决方法质量现象产生原因处理方法毛刺/钻蚀1

硅片表面存在污物，灰尘，水汽等使光刻胶与氧化层沾附不良；1

爱护光刻版和的使用，加强光刻版的检验工作；2

氧化层表面存在玻璃层，表面与光胶沾附不良，耐腐蚀性能差；2

氧化工序保证氧化膜均匀，平整，光亮；3

光刻胶中存在颗粒状物质，造成局部沾附不良；3

光刻胶中含固体颗粒不超出工艺要求；4

显影时间过长，图形边缘发生钻溶，腐蚀时发生钻蚀；4

显影时间/曝光时间控制适当；5

对于光聚合型光刻胶，曝光不足，显影时产生钻溶，腐蚀时产生毛刺/钻蚀；5

腐蚀液配比按工艺要求，腐蚀时间，温度控制适宜；6

掩蔽版图形的黑区边缘有毛刺状缺陷；

7

硅片表面有突起或固体颗粒时，掩膜版与硅片表面有摩擦，使图形边缘有划痕，腐蚀时产生毛刺；

8

腐蚀液配比不当，腐蚀速度过快；腐蚀时间过长；

质量控制常见质量问题的原因及解决方法质量现象产生原因处理方法浮胶1

显影时浮胶：l

涂胶前硅片表面不洁净，有污物，水汽。操作箱内湿度太大；1

待涂胶硅片表面清洁干燥，操作箱或环境湿度适当；l

光刻配制不当，或胶液阵旧，2

光刻胶储备在避光干燥处，在使用前检查胶液是否变质；l

前烘不足或过度，3

前烘时间，温度适当；l

曝光不足4

光强，曝光时间按要求做l

显影时间过长5.

按工艺要求操作2

腐蚀时浮胶：（除与显影有相似原因外）l

坚膜不足1

坚胶时间，温度适当；l

腐蚀液配比不当2

腐蚀液配比按工艺要求操作l

腐蚀温度太高或腐蚀时间过长；3

腐蚀温度，时间适当；质量控制常见质量问题图片划伤毛刺质量控制常见质量问题图片