露光(黄光)制程介绍综述

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1、微影製程簡介(黃光) PhotolithigraphyPhotolithigraphy 2014.04 顏色名波長 紫380450 nm 藍450495 nm 綠495570 nm 黃570590 nm 橙色590620 nm 紅620750 nm 光阻不被反應 人員作業安全 黃光-最佳作業光源 何謂黃光 可見光波長：電磁波380780 nm(一般人眼可見光400700nm) 光阻可被反應範圍：500nm以下(見下頁說明) 可見光範圍 光阻可反應之範圍 380nm 780nm 光阻吸收光譜 以乾膜吸收為例： 乾膜-1 乾膜-2 乾膜-3 安全範圍-450nm 最易感光範圍-310 nm 最易感

2、光範圍-360 nm 最易感光範圍-310、355 nm 安全範圍-470nm 安全範圍-460nm 簡單來說： 光阻於波長500nm以下會產生 反應(Cross- Link) 壓膜 曝光 顯影 蝕刻 流程： 去膜 PET ITO Meterial Metal PET ITO Metal Dry film Light mask 曝光 Dry film 壓膜 曝光 顯影 蝕刻 去膜 Metal Pattern成形 Metal Layer 蝕刻 微影製程(Photolithigraphy) 微影技術：將設計好的圖案從光罩上轉印到材料表面的光阻上時所使用的技術 等於印刷 油墨or可剝 以負型光阻為例

3、 Dry FilmDry Film製作優勢製作優勢 細線路呈現： 以印刷製作線路，因印刷易有溢膠現象，導致線路呈現曲折狀；且因網板印刷限 制，線路無法製作Fine Pitch(50um以下)之Pattern。 以Dry Film製作線路，因Dry Film高解析之特性，Fine Pitch之Pattern製作容易呈現 且利用光罩曝光製作線路，可輕易呈現筆直狀態。 印刷製作 Dry film製作 線路曲折 線寬較大(80um) 線路筆直 線寬較細(35um) 光阻(Photo resist)種類介紹 光阻成分：溶劑、樹脂、光活性化合物。 溶劑-可讓光阻保持溶液狀態使光阻可以旋舖方式塗佈在基板上。

4、 樹脂-提供光阻的粘著性、抗蝕刻能力，並可被鹼性顯影液分解。 光活性化合物對特殊光線具有靈敏性，又稱為感光劑。 光阻種類(依特性)： 正光阻 (曝光處裂解) 負光阻 (曝光處聚合) 光阻種類(依狀態)： 液態光阻 乾膜 正行 正型光阻 負型光阻 Original 曝光 (照光處) 顯影 長鏈(強壯)短鏈(弱) 裂解聚合(Cross Link) 曝光處洗掉光阻曝光處光阻留著 光罩/底片 曝光 顯影後 負光阻 紫外線 正光阻 基板 基板 基板 光阻 基板 光阻 正負光阻正負光阻PatternPattern說明說明 正光阻優點：高解析(解析能力3um)、負光阻(乾膜解析約15 um) 負光阻優點：便

5、宜 底片製作說明-RD、繪圖必知 底片組成：PET+藥膜 底片製作流程： 快速記憶PET上正型光阻+曝光+顯影 PET塗藥膜(正型光阻)雷射繪片(曝光)顯影乾燥 PET 藥膜 底片構造 YLO出圖 正片 負片 For 正型光阻、印刷製程 For 負型光阻(現行黃光製程) 底片發包專用術語-RD、繪圖必知 製程正/負片解析度(dpi)藥膜上/下字正/反價格(元/張) 印刷正片8000膜上字正800 原-黃光負片40000膜下字正1800 Layer-1 (細線路) 負片40000膜下字正1800 Layer-2 (OC) 負片8000膜下字正800 說明： 1. 正/負片視光阻型式決定(正型開正

6、片、負型開負片) 2. 解析度視線路解析決定(50um以下40000 dpi) (50150um25000 dpi) (150um以上8000 dpi) 3. 藥膜上下視曝光底片與基材接觸面而定 PET 藥膜 底片構造 乾膜保存期限 乾膜保存期限與儲存溫度關係： 保存時間 (天) 以30/90%為例，乾 膜儲存時間僅2.5天 以10/90%為例，乾 膜儲存時間可達200天 乾膜保存最佳溫度510，保存時間可達100天。 乾膜適於儲存於低溫、低濕度的環境。 乾膜過期or存放不當，將導致流膠，造成乾膜附著不良。 壓膜條件與注意事項 壓膜重要參數：a.溫度：90120 b.壓力：1.53.5 Kg/

7、cm2 溫度壓力附著力缺點 高大佳去膜不淨 低小差乾膜易Peeling如何增加乾膜附著力： 增加溫度注意太高會導致乾膜去膜不淨 增加壓力注意造成ITO Crack(盡量保持3.5 Kg/cm2以下) 增加粗糙度與Metal & ITO Film不適合(厚度太薄) 乾膜作業流程： 清洗 (清洗乾膜表面Particle) 壓膜 (乾膜貼附於Film上) 曝光 (將Pattern轉移至乾膜上) 顯影 (將未曝光乾膜洗掉) Holding 30 mins(使乾膜流動穩定) Holding 30 mins(使曝光後之乾膜聚合完全) 2天內須完成曝光(乾膜易變質)1天內須完成顯影(乾膜易顯影不良) 12

8、1.接觸式曝光機(Contact Mode) 備註：三廠、越南、惠州、一廠皆為接觸式 2.鄰接式曝光機(Proximity Mode) 備註：適用油墨曝光、感光銀膠曝光、RBM曝光 3.投影式曝光機(Stepper) 備註：半導體、LCD、超細線路、超高解析、高對 位精度 4.LDI曝光系統(Laser Direct Imaging) 備註：無需光罩、高對位精度 曝光機型式 曝光波長 曝光機感光光譜 I-Line G-line: 436 nm H-line: 405 nm I-line: 365 nm H-LineG-Line 乾膜感光光譜 適合感光光譜365nm 每支乾膜需確認其感光範圍，再

9、確認該乾膜 是否可適用於該曝光機。 一般曝光機為I、H、G Line共存or單一波長 I Line為主。 14 接觸式曝光機接觸式曝光機(Contact Mode)(Contact Mode) 最簡單的設備最簡單的設備 價格便宜價格便宜( (台幣台幣15001500萬萬) ) 解析力解析力: :約約20um(500x500 mm)20um(500x500 mm) 對位精度：對位精度：20um(500x500 mm)20um(500x500 mm) 光罩光罩( (底片底片) )與產品直接接觸與產品直接接觸 缺點：光罩易受損、髒汙缺點：光罩易受損、髒汙 15 鄰接式曝光機(Proximity Mo

10、de) 價格較接觸式貴一些價格較接觸式貴一些(台幣1800萬) 解析力解析力: :約約30um(500x500 mm)30um(500x500 mm) 對位精度：對位精度：20um(500x500 mm)20um(500x500 mm) 光罩光罩( (底片底片) )與產品距離約與產品距離約100um100um 優點：光罩壽命較長優點：光罩壽命較長 缺點：解析較差缺點：解析較差 16 投影式曝光機(Stepper) 可放大、縮小倍率可放大、縮小倍率 價格最貴價格最貴(台幣10000萬) 解析力解析力: :約約5um(500x500 mm)5um(500x500 mm) 對位精度：對位精度：5um

11、(500x500 mm)5um(500x500 mm) 光源經透鏡將光罩投影至乾模上光源經透鏡將光罩投影至乾模上 缺點：價格昂貴缺點：價格昂貴 17 LDI曝光系統(Laser Direct Imaging) 可局部曝光，對位精度準確可局部曝光，對位精度準確 價格昂貴價格昂貴(台幣60008000萬) 解析力解析力: :約約10um(500x500 mm)10um(500x500 mm) 對位精度：對位精度：5um(500x500 mm)5um(500x500 mm) 以雷射直接圖檔呈現於材料上以雷射直接圖檔呈現於材料上 缺點：缺點：Through-Put Through-Put 太慢太慢 優

12、點：無需光罩費用優點：無需光罩費用( (無光罩無光罩) ) 曝光條件與注意事項 曝光重要參數：a.能量：視乾膜而定 b.照度均勻性：90%以上 能量附著力線寬缺點 高佳大線寬加大、邊界鋸齒 低差小乾膜易Peeling 均勻性線路均勻性解析度缺點 高高高- 低低低線路不均 曝光均勻度曝光均勻度 參考參考 曝光均勻度曝光均勻度 確認有效曝光範圍內各點接受到的能量一致性確認有效曝光範圍內各點接受到的能量一致性 Uniformity Uniformity 或稱或稱 Non-UniformityNon-Uniformity 測量方法測量方法 有效曝光範圍內量測有效曝光範圍內量測 9 9、13 13 、2

13、525點位置的強度或能量點位置的強度或能量 計算公式計算公式 1.1. , ,改善改善 8% 8% 5% 5% 1.1. , ,改善改善90% 95%90% 95% 20 駐波效應駐波效應 參考參考 入射光和反射光產生干涉入射光和反射光產生干涉 光阻層產生週期性過度曝光和曝光不足的條紋狀結構光阻層產生週期性過度曝光和曝光不足的條紋狀結構 影響微影技術的解析度影響微影技術的解析度 正常 異常 顯影條件與注意事項 曝光重要參數： a.濃度：乾膜(Na2CO3 or K2CO3 1%)、正光阻(KOH 0.05%) b.溫度：約30。洋華22 c.噴壓：0.5 Kg/cm2 d.速度：視乾膜種類而定

14、 濃度附著力線寬缺點 高差小乾膜Peeling 低高大顯影不良 溫度附著力線寬缺點 高差小乾膜Peeling 低高大顯影不良 噴壓附著力線寬缺點 大差小乾膜Peeling 小高大顯影不良 速度附著力線寬缺點 快高大顯影不良 慢差小乾膜Peeling 將光阻曝光後形成的酸性物質去除，將光阻曝光後形成的酸性物質去除， 留下圖形所需要的光阻。留下圖形所需要的光阻。 顯影狀況： 顯影不潔顯影不潔OK過顯 濃度太低 速度太快 噴壓太小 濃度太低 速度太快 噴壓太小 濃度太濃 速度太慢 噴壓太大 顯 影 將銀膠曝光後形成的酸性物質去除，將銀膠曝光後形成的酸性物質去除， 留下圖形所需要的線路。留下圖形所需要的線路。 感光銀膠 主要生產流程 硬 烤 印 刷 (銀 膠) 軟 烤曝 光顯 影 1.1.印刷印刷: :印刷膜厚印刷膜厚5um5um( (不可透光不可透光) ) 2.2.軟烤軟烤: :溫度溫度100100度度C C、時間、時間 3.3.曝光曝光: :曝光能量、曝光均勻度曝光能量、曝光均勻度 4.4.顯影顯影: :濃度、溫度、速度、噴壓濃度、溫度、速度、噴壓 5.5.硬烤硬烤: :溫度、時間溫度、時間 感光銀膠 作業重點參數