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黃光微影製程實驗 地點:ME202 時間:2009/5/1 大綱 實驗目的 原理 藥品與儀器 實驗流程 注意事項 實驗步驟 結果 實驗目的 利用黃光微影的方法將光罩(Mask)圖形轉移到試片上，以便明瞭黃光微影程序。 圖 光罩圖形 圖 實體圖形 原理 微影的基本原理是先在晶片表面塗上一層感光材料(稱為光阻)，利用光線透過光罩照射在光阻上，於是光阻接收光能產生化學變化,而將光罩上的幾何形狀轉移到晶片上表的光阻上，此稱為曝光(Exposure)。再以溶劑浸泡將感光的部份加以溶解與保留。 藥品與儀器 藥品 丙酮、異丙醇、去離子水 正光阻劑(型 號:AZ5214)、顯影液(型號:AZ300) 儀器 超音波震洗器、塗佈機、曝光機、加熱盤 藥品與儀器 光阻介紹 光阻是一種具有感光性的高分子材料,它主要由感光劑、樹脂及溶劑等三種主要成份所混合而成。而光阻又可以分為正光阻與負光阻。正光阻是利用分子鍵在曝光後被打斷,在顯影時會被溶去。負光阻本易溶於顯影液，但曝光後時結鍵變強而難溶於顯影液。本實驗使用的是正光阻。 曝光光源 光罩 光阻 試片 正光阻 負光阻 圖 顯示正光阻與負光阻的特性 圖 為光阻 藥品與儀器 光阻介紹 圖 塗佈機轉速與厚度的關係 圖 不同的曝光時間對形狀 變化 圖 不同的硬烤溫度對形狀 變化 藥品與儀器 塗佈機介紹 光阻液 光阻膜 吸真空 吸真空 試片 旋轉器 高轉速 停止或 低轉速 圖 型號為MSC300D之塗佈機 圖 顯示進行上光阻及進行旋轉鋪平光阻 時的側視構圖 藥品與儀器 曝光機介紹 目前執行光曝光的技術主要有三種:接觸式、近接式、投影式 接觸式（contact print）是本實驗所用的儀器故加以介紹 ??晶圓上的圖形與光罩上的圖形尺寸比例為1:1，解析度非常好，但是因為曝光時，光罩與晶圓表面相接觸，光罩表面將隨著曝光次數的增加而逐漸沾上微粒或損傷，影響後續轉移圖案的品質。 圖 接觸式曝光機之示意圖 藥品與儀器 曝光機介紹 圖 型號為UIV-290之曝光機 燈源為I-line,波長365nm 圖 可以調整xyz θ 之試片載座 圖 曝光機控制面板 實驗流程 試片清洗 塗佈光阻 軟烤 顯影 硬烤 試片完成 塗佈不圴勻 圖形不完整 注意事項 光阻屬於有機溶液，有異味且有毒，吸入蒸氣有害故在做實驗時，應全程載口罩與手套 曝光時，由於曝光燈源是365nm之近紫外光，故在曝光時盡量眼睛不要直視曝光機 顯影液屬於強鹼，接觸皮膚與眼睛會造成輕微的刺激感，故使用時請小心 實驗步驟 清洗程序 將基板至於丙酮溶液中進行15分鐘超音波震盪 將基板至於異丙醇溶液中進行15分鐘超音波震盪 將基板至於去離子水中進行15分鐘超音波震盪 使用氮氣吹乾基板 目的:去除試片的油脂等有機物 影 片 實驗步驟 塗佈程序 將洗完的試片放於塗佈機上，滴上光阻先以低轉速500rpm10秒，高轉速3000rpm10秒 目的:低轉速主要是將光阻灘開，在於光阻液均勻分佈並決定光阻厚度 將塗佈光阻之試片放置於加熱平板上以90oC烤90秒 目的：以固化光阻及除去光阻中之溶劑，並使得光阻層對試片表面附著力增加 影 片 影 片 實驗步驟 曝光程序 將將製作好的光罩、材料分別放置在曝光機台上，並用真空吸盤吸住，曝光時間設為50秒，進行曝光 目的：將光罩的圖案轉移到光阻上 光罩 影片一 影片二 實驗步驟 顯影程序 將試片放入顯影液(Developer)表面進行浸泡顯影的動作，顯影時間為34秒 目的:將光阻不要的部份移除 顯影完成後，在進行溫度110℃，時間90秒的硬烤，以固定圖案 目的：降低光阻的溶劑含量，增加附著 影 片 影 片 結果 圖 為光阻製作成品 光阻厚度60μm， 10μm間隙 圖 濾波器 圖 光感測器之實體圖 與示意圖 指寬40μm， 指隙40μm 參考文獻 施敏 (2007) 半體體元件物理與製作技術 (二版)。國立交通大學出版社607-639 張景學、吳昌崙(2003) 半導體製造技術(二版)。新文京出版社，291-307 莊逹人(2005) VLSI製造技術(五版)。高立圖書有限公司，293-321 /markets/3d_integration/3d_packaging/tw/thick_resists .tw/semi/pdf/Litho%20Technology.pdf Thank you for your attention!! * * * * * * * * * *