光刻胶的分类与效果.ppt

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1、 LED光刻及相关工艺技术光刻及相关工艺技术1. 光刻工艺中的基本知识光刻工艺中的基本知识2.光刻工艺中的常用技术光刻工艺中的常用技术 (1).光刻胶的热特性及其重要性光刻胶的热特性及其重要性 (2).金属剥离技术金属剥离技术-Lift-off metal和和P.R的厚度比的厚度比; P.R的断面形状的断面形状;底层金属底层金属的粘付性的粘付性;溶胶法和蓝膜粘离法溶胶法和蓝膜粘离法;EB设备设备. (3).半球形胶面的制备及应用半球形胶面的制备及应用 (4).底胶的去除问题底胶的去除问题 (5).其它其它 3. 与光刻工艺相关的其它技术与光刻工艺相关的其它技术1. 图相转移技术（光刻）的基本知

2、识：图相转移技术（光刻）的基本知识：n光源光源: 汞灯：汞灯：e线线546nm h线线406nm g线线436nm i线线365nm UV248nm EB埃量级埃量级最小特征尺寸：最小特征尺寸：LK1 NA （波长），（波长），NA（透镜的数值孔径）（透镜的数值孔径） K1 与工艺参数有关与工艺参数有关(一般取一般取0.75)*要注意光刻胶所要求的要注意光刻胶所要求的 光源波长光源波长;短波长适用于短波长适用于 小尺寸小尺寸.nNA（数值孔径）：（数值孔径）： 对于一个理想的镜头系统，图像的质量仅仅受到由对于一个理想的镜头系统，图像的质量仅仅受到由于于NA的大小有限而造成衍射光不能通过镜头。的

3、大小有限而造成衍射光不能通过镜头。 透镜收集衍射光并把这些衍射光会聚到一点成像的能力用透镜收集衍射光并把这些衍射光会聚到一点成像的能力用数值孔径来表示。数值孔径来表示。 NA （n）透镜的半径透镜的半径透镜的焦长透镜的焦长 显然显然, NA越大越大,越短，越可以得到更小的特征尺寸。越短，越可以得到更小的特征尺寸。 分辨率界限内的图象传递分辨率界限内的图象传递入射到掩膜版上的紫外线入射到掩膜版上的紫外线掩膜版掩膜版版上图形版上图形光学系统光学系统理想传递理想传递实际传递实际传递晶片位置晶片位置(任意单位)入射光强度图形转移过程图形转移过程消衍射光学系统消衍射光学系统:衍射可引起转移尺寸的变化衍射

4、可引起转移尺寸的变化*要选择好合适的光照时间要选择好合适的光照时间溶剂溶剂光刻胶光刻胶染剂染剂附加剂附加剂光敏剂光敏剂树脂树脂光刻胶的成分：光刻胶的成分： 光刻胶与掩膜版光刻胶与掩膜版 负性胶负性胶 正性胶正性胶 反转胶反转胶: 通过两次光照通过两次光照,用负胶版得到正胶用负胶版得到正胶版的图形版的图形,解决正胶版难对版的问题解决正胶版难对版的问题,但价但价格太贵格太贵.匀胶匀胶: 匀胶机匀胶机Spinner;要控制涂胶量要控制涂胶量, 实际上转数一定滴胶量不同胶厚不同。边实际上转数一定滴胶量不同胶厚不同。边沿偏厚。沿偏厚。外力外力光刻胶光刻胶晶片晶片溶剂蒸发溶剂蒸发光刻胶旋转光刻胶旋转i加热

5、底盘加热底盘最终厚度最终厚度蒸发后的蒸发后的溶剂溶剂保留的固态物（固含量或留膜率）保留的固态物（固含量或留膜率）烘胶烘胶 : Hot plate温度梯度不同温度梯度不同-烘箱烘箱 （影响胶的状态）（影响胶的状态） 光刻工艺的光刻工艺的： 光刻设备简介光刻设备简介n匀胶机匀胶机 spinnern热板或烘箱热板或烘箱 Hot Plate or Ovenn光刻机光刻机 Alignern去胶机去胶机 Plasma Asher and stripper匀胶机Spinner和Hot plate仪器名称：匀胶机仪器名称：匀胶机制制 造造 厂：德国厂：德国Karl Suss型号规格：型号规格：Delta80T

6、2主要技术指标：主要技术指标： Gyrset 5”, max. 4,000rpm Gyrset 3”,max. 5,000rpm 应用范围：应用范围：匀胶匀胶(可带去胶边可带去胶边装置及自动显影机装置及自动显影机)使用步骤：使用步骤：放片取片吸片N2吹净旋转擦净片台控制面板控制面板匀胶机盖板匀胶机盖板HP盖板盖板匀胶匀胶德国德国Karl Suss Karl Suss 公司公司MA6/BA6MA6/BA6双面对准双面对准光刻机光刻机主要技术指标：主要技术指标：基片双面对准基片双面对准( (包括键合预对准包括键合预对准) )；基片尺寸：基片尺寸：101010mm210mm2F100mmF100mm

7、；光源波长：光源波长：435nm435nm和和365nm365nm；套刻精度：套刻精度：1um1um；光源均匀性：光源均匀性：5%5%四种曝光方式四种曝光方式( (软接触、硬接触、低真软接触、硬接触、低真空，真空空，真空) )显微镜目镜显微镜目镜显微镜物镜显微镜物镜版架版架承片台承片台监视器监视器控制面板控制面板对位左右调整对位左右调整对位角度调整对位角度调整光刻机设备：光刻机设备：EllipsoidalmirrorShutterFlyseyeCondenserlensLightsensorMask&W aferMirrorDiffractionred.OpticsFrontLensColdl

8、ightmirror 微波微波Plasma去胶机去胶机 （Asher and Stripper）n仪器名称：去胶机仪器名称：去胶机n制制 造造 厂：厂：PVA TePla AG 型号规格：型号规格：Model 300 Plasma System 主要技术指标：主要技术指标：2.45GHz0-1000Watt2-4 separate gas channelprocess pressure：0.2-2mbarn应用范围：应用范围：photo resist strippingsurface cleaning目的：扫胶，去胶，处理表面目的：扫胶，去胶，处理表面.碳氢化合物碳氢化合物(PR)可以在氧等离

9、子体中被腐蚀可以在氧等离子体中被腐蚀,原因原因是等离子体中产生原子氧是等离子体中产生原子氧,化学性质极为活泼化学性质极为活泼,与与H,C反应生成易挥发性产物反应生成易挥发性产物如如,H2O,CO,CO2等等,此过程叫作灰化此过程叫作灰化.去光刻胶底膜后，若下层有待腐蚀材料如去光刻胶底膜后，若下层有待腐蚀材料如氧化硅氧化硅,可以提高腐蚀的均匀性，提高基片与待蒸发金属的粘附性可以提高腐蚀的均匀性，提高基片与待蒸发金属的粘附性.13.56MHz射频放电的电势是几百电子伏射频放电的电势是几百电子伏,2.45GHz的微的微波放电的电势只有几十电子伏波放电的电势只有几十电子伏,而且原子和官能团受激而且原子

10、和官能团受激活的浓度大大提高活的浓度大大提高.因此因此,对晶片的损伤小对晶片的损伤小,除胶效果强除胶效果强.前处理前处理预烘预烘100C10min坚膜坚膜100C10min显影显影40sec对准曝光对准曝光8sec前烘前烘100C 5min匀胶匀胶4000rps 胶厚胶厚1.4um（以（以AZ6130为例）为例）胶厚大约胶厚大约2um，显影时间，显影时间1min视为较好的曝光显影时间的配合视为较好的曝光显影时间的配合光刻工艺的基本步骤（如同洗印相片）：光刻工艺的基本步骤（如同洗印相片）：maskresistpositive slope(a) exposure(b) development正性胶正性胶负性胶负性胶 （ L 300 ,SU8 ） maskresistundercut(a) exposure(b) development (AZ6130，S9912, AZ4620 )实例：实例：反转胶反转胶 （AZ5214 ,AZ5200） 特点：负胶掩膜版特点：负胶掩膜版、两次曝光两次曝光、 最终得到使用正胶时得到的图形最终得到使用正胶时得到的图形maskresistcross-linkedundercutundercut(a) exposure(b) reversal bake(c) flood-exposure(d) development