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1、精选优质文档-倾情为你奉上涂胶工艺研究实验目的1、 学会匀胶台的使用；2、 掌握涂胶工艺技术。实验仪器 匀胶台实验步骤1.涂光刻胶涂胶是光刻的首道工序，它是在玻璃表面上涂一层光刻胶，涂胶效果控制好坏直接影响光刻质量，涂胶的质量要求是：胶与粘附良好，不能有胶脱落现象；涂层厚度均匀一致，不能有厚有薄，否则会在显影，刻蚀时会出现图形缺陷；涂层表面状态不能有条纹，针孔，突起等缺陷。涂胶方法有浸涂，甩涂，辊涂等，其中辊涂的涂覆质量好于其它两种，它是通过胶辊将光刻胶均匀的涂在玻璃上。为保证胶膜的质量，涂胶工序应在洁净条件下进行，它的温度是223，湿度低于60%，并在不含紫外光成分的黄灯条件下进行操作。2.
2、前烘前烘的目的是促使胶膜内溶剂充分挥发，使胶膜干燥以增加胶膜与表面的粘附性和胶膜的耐磨性。曝光时，掩摸板与光刻胶即使接触也不会损伤光刻胶膜和沾污掩摸板，同时，只有光刻胶干燥，在暴光时，才能充分进行光化学反应。 前烘方式有两种，一种是在恒温干燥箱中烘干；另一种是用红外炉烘干。影响前烘质量的主要因素是烘干温度和烘干时间，胶膜烘烤不足时，胶膜内的溶剂未充分挥发掉，暴光显影时，未受光的部分也被溶除形成浮胶或使图形变形，胶膜烘烤时间过长或温度过高时，会导致胶膜翘曲硬化，在显影时会显不出图形或图形留有底膜。光刻机使用及光刻工艺研究实验原理光刻是液晶显示器制造过程中的关键工艺之一。光刻质量的好坏对产品的性能
3、影响很大，是影响成品率的关键因素之一。随着高密度点阵类液晶显示器，有源矩阵液晶显示器的飞速发展，显示屏上的图形越来越复杂，精密度越来越高，光刻技术就显得特别重要。 光刻就是在导电玻璃上涂覆感光胶，并进行曝光，然后利用光刻胶的保护作用，对ITO的导电层进行选择性化学腐蚀，从而在ITO导电玻璃上得到与掩摸板完全对应的图形。实验目的3、 学会光刻机的使用；4、 掌握光刻技术。完成光刻工艺的全部流程，包括基板清洗、掩膜曝光、显影、烘干等，学会对光刻质量的测定。实验仪器 光刻机；掩模版实验步骤1.曝光曝光就是在涂好光刻胶的玻璃表面覆盖掩摸板，通过紫外光进行选择性照射，使受光照部位的光刻胶发生化学反应，改
4、变了这部分胶膜在显影液中的溶解度。显影后，光刻胶膜显现出与掩摸板相对应的图形。一般操作过程如下：先将暴光机的紫外光灯打开预热，待电源稳定光刻版放在版框上通过显微镜进行初对位。要求光刻版两侧标记与显微镜的十字线重合然后锁紧固定版夹，初调好的版框图形面向下放入暴光机框架上，取一张涂有光刻胶的玻璃，胶面朝上放在暴光平台，用定位销定位。暴光做实验，暴光的玻璃经显影取出，在显微镜下检查玻璃与版对位精度，不符和要求时，通过调节平台定位销使版的对位标记满足要求。2.显影显影就是将感光部分的光刻胶溶除，留下未感光部分的胶膜从而显示所需要的图形，显影过程是将暴光后的玻璃放入显影槽中，显影液通过摇摆的喷头喷洒在玻
5、璃的光刻胶面上，过一定时间显出图形后，玻璃再通过水洗，将显影液冲掉。显影时必须控制好时间和温度，温度和时间直接影响显影速度。若显影时间不足或温度低，则感光部的光刻胶不能完全溶解，留有一层光刻胶，在刻蚀时，这层胶会对ITO膜起保护作用，使应该刻蚀的ITO被保护下来，若显影时间过长或温度过高，显影时未被暴光的光刻胶会被从边缘向里钻溶，使图形边缘变差，再严重会使光刻胶大片剥落形成脱胶。3.坚膜由于显影时光刻胶膜发生软化，膨胀，影响胶膜的抗蚀能力，因此显影后必须用适当温度烘烤玻璃以除去水分，增强胶膜与玻璃的粘附性，这个过程叫坚膜。坚膜的方法有烘箱坚膜和红外光坚膜。3.去膜和清洗去膜就是把刻蚀后玻璃上剩
6、余的光刻胶去掉，清洗是冲洗干净玻璃表面的残胶，杂质等。去膜液是用碱液配制而成的，它的碱浓度要高于显影浓度。去膜是在一定温度条件下，用碱液冲洗并用滚刷擦洗玻璃以保证将玻璃上残胶去除净；清洗是用高纯水冲洗玻璃上残留碱液同时冲洗残胶。4.光刻质量分析 光刻工艺是十分精密和细致的工作，影响光刻工艺的因素是多方面的复杂的。要想达到预期效果，必须对光刻过程中存在的各种缺陷和弊病进行分析和研究，光刻中容易出现的问题有浮胶，毛刺和钻蚀，针孔和小岛等。产生浮胶的主要原因有涂胶前玻璃表面清洁处理不当或清洁后在空气中放置时间过长，或光刻胶配置有误陈旧不纯，前烘时间不足或过度，暴光不足光硬化反应不彻底，显影时间太长。
7、产生毛刺和钻蚀的原因有光刻底版不好，图形边缘有毛刺状缺陷，光刻胶过滤不好或太陈旧，存在颗粒状物质等。产生针孔的原因有光刻掩模质量不好，本身有针孔，涂敷光刻胶时操作环境被灰尘污染，光刻胶涂敷太薄，暴光时间未控制好，腐蚀液配置不当，产生小岛的原因有掩摸板不好，显影不彻底，刻蚀液不纯等。本实验应严格按照操作规程进行，遵守实验规则，并在指导老师指导下进行。ITO玻璃的刻蚀实验目的：刻蚀是光刻过程中的重要一个环节，它直接影响显示器件的质量。ITO玻璃的刻蚀对于平板显示器件的显示具有重要意义，良好的刻蚀效果是保证显示质量的前提，在该实验中，利用化学刻蚀法来对ITO进行刻蚀，并研究刻蚀溶液浓度与刻蚀质量的关
8、系实验要求：利用三种不同浓度的酸对ITO玻璃进行刻蚀，观察刻蚀效果，进行对比，得出结论，完成实验报告实验原理：蚀刻技术是利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被覆盖的部分，而达到蚀刻的目的，这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻。因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除，而化学反应本身不具方向性，因此湿式蚀刻过程为等向性。湿式蚀刻在微电子制作过程中被广泛的采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高产能及优越的蚀刻选择比等优点。但相对于干式蚀刻，湿式蚀刻仍有以下的缺点：1) 需花费较高成本的反应溶液及去离子水；2) 化学药品处理时人员所遭遇的安全问题；3) 光阻（覆盖物）附着性问题；4) 气泡
9、形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻；5) 废气及潜在的爆炸性。湿式蚀刻过程可分为三个步骤：1) 化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面；2) 蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应； 3) 反应后之产物从蚀刻材料之表面扩散至溶液中，并随溶液排出。大部分的蚀刻过程包含了一个或多个化学反应步骤，各种形态的反应都有可能发生，但常遇到的反应是将待蚀刻层表面先予以氧化，再将此氧化层溶解，并随溶液排出，如此反复进行以达到蚀刻的效果。如蚀刻硅、铝时即是利用此种化学反应方式。湿式蚀刻的速率通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。溶液浓度可改变反应物质到达及离开待蚀刻物表面的速率，一般而言，当溶
10、液浓度增加时，蚀刻速率将会提高。而提高溶液温度可加速化学反应速率，进而加速蚀刻速率。除了溶液的选用外，选择适用的屏蔽物质亦是十分重要的，它必须与待蚀刻材料表面有很好的附着性、并能承受蚀刻溶液的侵蚀且稳定而不变质。蚀刻化学反应过程中所产生的气泡常会造成蚀刻的不均匀性，气泡留滞于基材上阻止了蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触，将使得蚀刻速率变慢或停滞，直到气泡离开基材表面。因此在这种情况下会在溶液中加入一些催化剂增进蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触，并在蚀刻过程中予于搅动以加速气泡的脱离。在该实验中ITO玻璃即在玻璃表面覆盖一层氧化铟锡半导体薄膜，利用该薄膜能够和酸发生化学反应而使其从玻璃表面剥离，从而达到
11、刻蚀的目的。在实验过程中，将所需图形用胶带覆盖，然后将其置于一定浓度的盐酸中，经过一定时间后取出，就可得到所需图形就保留下来。实验步骤：1、刻蚀液的配制：将盐酸与水按6：4的比例配成酸溶液，其中可再加入一定量的氯化铁，增加刻蚀液的氧化能力。配好待用。2、 贴胶带。在这个过程中，其目的是要保留所需的ITO图形，即保留电极图形，而将其余部分从ITO玻璃表面剥离。用胶带代替光阻，将保留部分用胶带贴住；3、 刻蚀。将贴好胶带的ITO玻璃分别放入不同浓度的酸溶液中（室温下），经过一段时间后取出。并记录刻蚀时间4、去掉胶带，在放大镜下观察刻蚀图形的边缘是否平滑，是否有毛刺，并比较不同条件下的刻蚀效果，分析
12、原因。清洗和干燥工艺实验目的：清洗工艺是液晶显示器生产以及其他平板显示器制造的重要的前提，因为玻璃（载波片）的表面状况直接影响显示器件的显示质量，因此清洗过程的控制是非常重要的。本实验通过对玻璃的清洗过程，掌握清洗的方法，清洗的原理以及学会利用一些清洗设备进行清洗。清洗与干燥的原理：玻璃在其制作，包装，运输过程中很容易被灰尘，油脂等杂质污染，未经洁净处理的玻璃无法保证上艺的质量要求，而这些杂质是依靠静电吸附在玻璃表面，比较容易去除。玻璃主要的污染物为灰尘和油脂等，一定温度的碱液对玻璃有很好的清洗作用，高纯水清洗可去除溶于水的杂质及一些灰尘，同时还能够将碱液去除掉，而超声波的清洗作用，在于利用水
13、分子在超声波的作用下发生振动摩擦，使玻璃表面粘附的杂质松动而脱落。水洗后的玻璃要进行干燥处理，经过清洗后的玻璃，表面沾有水或者有机溶剂等清洗液，这将会对后续上序造成不良影响，特别是光刻上艺会产生浮胶，钻刻，图形不清晰等，因此玻璃必须经过十燥处理。 玻璃基板的污物种类不同，针对不同的污物种类选择不同的清洗方式，一般情况下，有如下对应关系： 油污类-有机清洗，紫外光清洗 有机物-弱碱液清洗，等离子体 无机物-弱酸，气流，喷淋 残留微粒子-超声，喷淋，气流（1）有机溶剂去污原理:(去除油脂类物质)油脂不溶于水，但它可溶于甲苯，丙酮，乙醇等有机溶剂，其中甲苯的去污能力最强，所以先用甲苯洗，但甲苯不能残
14、留在玻璃的表面。因甲苯可溶于丙酮，可再用丙酮进行清洗，把残余的油脂清洗掉，同时甲苯也溶解，同样丙酮也不能够残留在玻璃表面，因丙酮溶于乙醇，所以继续用乙醇进行清洗，乙醇可以与水相溶解，最后用大量的去离子水把乙醇溶解。因此清洗流程为:甲苯-丙酮乙醇去离子水(有机化学中的相近相溶原理)（2）洗洁精的去污原理。洗洁精是一种表面活性剂，它能使互不相溶的液体成为稳定的乳浊液。例如把油和水混在一起震荡，不能得到稳定的乳浊液，静置后便分层。如果把油，水和洗洁精混在一起震荡，则油便以细小液滴分散在水中而成为稳定的乳浊液，长期静置也难以分层，洗洁精就是通过这种乳化作用，将油脂保包围在水中而形成乳浊液来达到去污作用
15、，然后在用大量的自来水，去离子水冲洗，就可达到洁净玻璃表面的目的。（2）超生清洗 超生清洗的主要机理是超声空化作用，存在于液体中的微气泡（空化核）在声场的作用下震动，当声压达到一定值时，气泡将迅速增长。然后突然闭合。在闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压的压力。破坏不溶性污物，而是他们分散在清洗液中。蒸气型空化对污层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗体表面的吸附，另一方面也会引起污物层的疲劳破坏而与工件表面脱离，气体型气泡的震动对固体表面进行擦洗，气体一旦有缝可钻，气泡还能迅速钻入裂缝中作震动，使污层脱落。由于超声空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化。当固体粒子被油污包着而粘附在清洗体表面时，油被乳化，固体粒子即行脱落干燥的方法有如下几种： 烘干法:净化烤箱中110-120度烘烤数小时，使表面的水分变为水蒸气而除去(不能有水渍，同时空气的净化度与水的纯度要求较高) 甩干法:通过离心干燥器来达到干燥玻璃表面的目的(TN型) 有机溶剂脱水法:利用相近相溶原理可知水与乙醇，异丙醇等醇类完全互溶，异丙醇与氟里昂等有机溶剂互溶，因此按照水异丙醇氟里昂的顺序进行脱水就可以干燥玻璃表面。(成本太高) 风刀吹干法:用高纯水淋洗过的玻璃随生产线传送到风刀位置，由数个高压喷嘴把经过净化处理的空气以适当的倾斜角成刀片状吹向玻璃表面，迅即吹干玻璃。
