光刻与刻蚀工艺流程课件

光刻、显影工艺简介光刻胶(Photo-resist)概述+PR和–PR的区别描述光刻工艺的步骤四种对准和曝光系统光刻胶概述高分辨率HighResolution；高光敏性HighPRSensitivity精确对准PrecisionAlignment光刻胶是TFT制作的基本工艺材料之一：由树脂、感光化合物、溶剂3个基本部分组成；具有光化学敏感性：被紫外光、电子束、X射线、电子束等曝光光源照射后，发生光化学反应，溶解度发生变化；+PR&-PRNegativePhoto-resist负性光刻胶－负胶PositivePhoto-resist正性光刻胶－正胶曝光后不可溶解曝光后可溶解显影时未曝光的被溶解显影时曝光的被溶解便宜高分辨率+PR&-PR树脂分子结构正胶：曝光时切断树脂聚合体主链和从链之间的联系，达到削弱聚合体的目的，所以曝光后光刻胶在随后的显影处理中溶解度升高，曝光后溶解度几乎是未曝光时的10倍；更高分辨率（无膨胀现象）在IC制造应用更为普遍；负胶：曝光时树脂聚合体主链的随机十字链接更为紧密，并且从链下坠物增长，所以聚合体溶解度降低；由于光刻胶膨胀而使分辨率降低；其主溶剂，如二甲苯等会引起环境和安全问题；光刻基本步骤•涂胶Photo-resistcoating•对准和曝光Alignmentandexposure•显影Development详细光刻工序•基板清洗、烘干目的：去除污染物、颗粒；减少针孔和其它缺陷；提高光刻胶黏附性；•PR涂布小尺寸：旋涂；中大尺寸：丝网印刷&滚轮

•Mask制作、曝光autoCAD/Corel-draw；小型曝光机：中型曝光机

•预烘110°C；

•坚膜135°C；

•退胶NaOH；

光刻胶涂布-丝网印刷法

丝网印刷的基本原理是：利用丝网印版图文部分的网孔渗透油墨，非图文部分的网孔不渗透油墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版一端上倒入油墨，用刮印刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动，油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上，如图所示。印刷过程中刮板始终与丝网印版和基片呈线接触，一般接触角为30-60度。这种制作方法操作简单、成本低、易实现大面积制作等优点。

光刻胶涂布-旋转涂布法

旋转涂布也称为甩胶，用转速和旋转时间可自由设定的甩胶机来进行，是利用高速旋转的离心力作用，将光刻胶在基片表面均匀地展开，多余的光刻胶被甩掉，最终获得一定厚度的光刻胶膜，光刻胶的膜厚是由光刻胶的粘度和甩胶的转速来控制，通常这种方法可以获得优于±2%的涂布均匀性（边缘除外）。光刻胶涂布的厚度与转速、时间、胶的特性有关系，此外旋转时产生的气流也会有一定的影响。同时也存在一定的缺陷：气泡、彗星(胶层上存在的一些颗粒)、条纹、边缘效应等，其中边缘效应对于小片和不规则片尤为明显。

预烘（前烘）目的：促使胶膜内溶剂充分地挥发，使胶膜干燥，以提高光刻胶在基片上的粘附性和均匀性，以及提高胶膜的耐磨性而不玷污mask；前烘温度过高或时间太长：会导致光刻胶中的树脂分子发生光聚合或交联，造成显影困难，图形边缘锯齿严重。反之：预烘烤不充分，光刻胶中的溶剂仍会有部分残留在胶膜中，曝光时会导致胶膜与掩膜版粘连，损害掩膜版；同时也影响到显影的质量，光刻胶在显影时容易脱落，光刻图形不完整。

曝光剂量

曝光剂量是指光刻胶所吸收紫外光的总和，曝光剂量可用下式来表示：式中Ex为光刻胶的曝光剂量（mJ/cm2），Ix为曝光灯发出的光强（mW/cm2），t为曝光时间(s)。在光刻工艺中，当曝光剂量Ex>E0时：光刻胶显影后能完全去除；当曝光剂量Ex<E0时:光刻胶显影时会残留余胶；曝光时间差异a)、9sb)、10s(9.36μm

)c)、11s(10.44μm

)d)、12s(16.6μ