Wet Etch设备及工艺介绍【研究材料】

1、Array 2016年8月12日,Wet Etch设备及工艺介绍,课程内容介绍,Wet Etch科业务介绍 Wet Etch工艺介绍 Wet Etch设备介绍,课程内容介绍,Wet Etch科业务介绍 Wet Etch工艺介绍 Wet Etch设备介绍,1. Wet Etch业务介绍-主工艺,Exposure,Photo Mask,Strip,Develop,Etch(DE/WE),镀膜(Sputter/PECVD),Initial Clean,AT&AR,UV Light,Glass,Thin Film,Photo Resist (PR),Next Layer,Wet Strip,Etch(

2、DE/WE),Initial Clean,Array工艺流程图,1. Wet Etch业务介绍-担当设备,Wet Etch,Wet Etcher,EMS,Wet Stripper,RMS,Initial Cleaner,CST Cleaner,Robot,Cassette,AP Plasma,1. Wet Etch业务介绍-岗位职责,设备,工艺,We are：设备与工艺工程师,稳定运行确保 (日常PM、运营监控、Part管理等),工艺优化 (不良改善、工艺改进、成本降低等),Wet Etch科业务介绍 Wet Etch工艺介绍 Wet Etch设备介绍,Wet Etch工艺介绍,Wet Etc

3、her说明/分类/原理/表征参数 Wet Stripper原理 Initial Cleaner原理/表征,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etcher说明,利用酸性刻蚀液(Etchant)去除没有PR胶保护的膜层。 主要适用于Al、Cu金属及合金膜层或ITO、IGZO等金属氧化物的刻蚀。 针对不同金属或金属氧化物，需要使用不同的刻蚀液。刻蚀特性为各向同性。,Glass,Film,Film,PR,PR,PR,Wet Etcher与Dry Etcher差异：,Wet Etcher：对应金属及金属氧化物膜 如Mo/Al/Mo、Al/Mo、Cu、Cu/Mox、Mo、ITO

4、、IGZO、IZO等 Dry Etcher：对应非金属膜及少数特种金属 a-Si、SiNx、SiO2等非金属膜、Mo金属膜,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etcher分类,依据使用的Etchant(刻蚀液)种类，划分三种Wet Etcher： Al Wet Etcher、Cu Wet Etcher、ITO Wet Etcher,主要依据：Etchant腐蚀性(Part选择)、粘度(供给Pump能力)、喷淋方式(Nozzle),Part：有Al、Cu、ITO兼容对应Part Pump：Al Etchant粘度高，Pump配置高；Cu、ITO Etchant相近，粘

5、度低 Nozzle：高低粘度Nozzle型号不同,基于工艺需求及成本控制，选择最适合配置方式,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etch原理,Al刻蚀液： 主要成分为HNO3+CH3COOH+H3PO4+Additive 其中HNO3为氧化剂，CH3COOH为缓冲剂，H3PO4用于溶解Al2O3 2Al + 2HNO3 = Al2O3 + 2NO + H2O Al2O3 + 2H3PO4 = 2AlPO4 + 3H2O Cu刻蚀液：主要成分为H2O2+Additive 其中双氧水为主反应剂，Cu + H2O2 + 2H+ Cu2+ + 2H2O Additive：螯

6、合剂、抑制剂、抗腐蚀剂等 ITO刻蚀液： 主要成分为HNO3+H2SO4+H2O+Additive In2O3+6HNO32In3+6(NO3)-+3H2O In2O3+6H2SO44In3+6(SO4)-+6H2O Additive为金属腐蚀抑制剂,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etch表征参数,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etch表征参数,刻蚀率(Etch Rate),即刻蚀速度，指单位时间内刻蚀膜层的速度。 单位：/Min。（1nm=10） 工艺参数不变时，E/R越大越好,均一性(Uniformity Rate),体现刻蚀

7、过程中刻蚀量或者刻蚀完成后的剩余量的差异性。 均一性，越小越好，为Wet Etch重点管控参数。,Uniformity =,(Max-Min),(Max + Min) or 2Average, 100%,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etcher,Wet Etch表征参数,Profile,一般指刻蚀后的膜层断面角度，最优为5055，为Wet Etch重点管控参数。 以Mo/Al/Mo为例：,OK,NG,NG,Linearity差,Linearity差,NG,轻微Mo Tip,NG,Profile高 74,NG,Top Shrinkage,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Etc

8、her,Wet Etch表征参数,选择比,同一Layer不同金属膜层间刻蚀速率差异，Profile控制关键。 Wet Etch不对此进行管控,5. CD Bias,CD Bias指Photo工艺后的线宽DICD与最终形成的Pattern线宽FICD的差值。 CD Bias是Wet Etch重点管控工艺参数,CD Bias = DICD FICD=2*Side Bias,Side Bias,2. Wet Etch工艺介绍-Wet Stripper,Wet Strip原理,Decomposing by Amine,Swelling by Solvent,Solvation by Solvent,S

9、ubstrate,Metal,Strip就是利用有机腐蚀液经过化学反应去除膜表面的光刻胶。化学反应主要是把光刻胶的长链结构断开，使PR胶变成小分子，从而被溶解、冲洗离开Glass表面，确保无PR 残留。,2. Wet Etch工艺介绍-Initial Cleaner,Initial Clean原理,Initial Clean使用Detergent(清洗剂)、Brush(毛刷)等组合方式，使用物理方法去除Bare Glass(素玻璃)表面的Particle(微粒子)。 表征参数： Glass表面Particle数量 300ea，且无聚集性。 Glass背面无Roller Mark（滚轮车痕）,O

10、K,NG,轻微,NG,Wet Etch科业务介绍 Wet Etch工艺介绍 Wet Etch设备介绍,Wet Etch设备介绍,Wet Etcher Wet Stripper Initial Cleaner,3. Wet Etch设备介绍-Wet Etcher,Wet Etcher示意图,俯视图,侧视图A,侧视图B,-. 设备为2层结构 -. 2层主要为传送单元(含AP Plasma) -. 1层为工艺层 (含Etch、Rinse、Air Knife等),3. Wet Etch设备介绍-Wet Etcher,Wet Etcher结构,Index,In CV,APP,Normal CV,Elev

11、ator,NT1,Etch (3CHB),Out CV,Rinse,Plate Flow,Plate Flow,Plate Flow,Plate Flow,Normal CV,NT2,Index,传送单元,APP Clean (有机物去除),升降机构,AK,2F,1F,Index,Air Knife (干燥),Rinse Process (水洗),Etching Process (刻蚀),3. Wet Etch设备介绍-Wet Etcher,Wet Etcher结构- APP,通过常压等离子体对Glass表面有机物进行处理，使有机物降解，提高Glass表面亲水性及粘附性。 一般应用于Dep C

12、leaner、Wet Etcher、Coating等设备前端，提高主设备工艺效果；,3. Wet Etch设备介绍-Wet Stripper,Wet Stripper示意图 Type1,俯视图,侧视图A,侧视图B,-. 设备为2层结构 -. 2层主要为传送单元 -. 1层为工艺层 (含Strip、Rinse、Air Knife等),3. Wet Etch设备介绍-Wet Stripper,Wet Stripper结构- Type 1,Index,Elevator,Strip(3 CHB),Out CV,Rinse,Plate Flow,Plate Flow,Plate Flow,Plate F

13、low,Conveyor,Index,传送单元,升降机构,剥离,AK,2F,1F,Index,传送单元,干燥,水洗,3. Wet Etch设备介绍-Wet Stripper,Wet Stripper示意图 Type2,俯视图,侧视图,-. 设备为单层结构,3. Wet Etch设备介绍-Wet Stripper,Wet Stripper结构- Type 2,Index,Rinse,Strip,Rinse,Plate Flow,Plate Flow,Plate Flow,Plate Flow,Rinse,Index,传送单元,剥离,水洗,AK,Index,Cooling Buffer,Anneal,干燥,Conveyor,Cooling Buffer,TRF,Anneal,Out CV,Rinse,3. Wet Etch设备介绍-Initial Cleaner,Initial Cleaner结构,C/V,Feeder,C/V,Pre Rinse,DET,Rinse,A/K,C/