微影制程简介解析课件.ppt

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1、微影制程簡介,制作人: 孔慶來,微影課五大制程步驟,1.前處理2 壓膜3 曝光4 des5 aoi&DES,前處理制程簡介,1 前處理的主要任務 將進入微影課的板子進行清潔並粗化板面,為壓膜做準備.2 流程簡介,投板,酸洗,水洗,微蝕,水洗,酸洗,水洗,烘干,送壓膜,每段作用,投板 input 2片檢測系統酸洗acid water rinse 清潔,去脂水洗water rinse 防止藥水污染微蝕 microetching 粗化酸洗acid water rinse 去除氧化層水洗water rinse 防止藥水污染烘乾dry (80度) 乾燥板面,微蝕的原理,前處理對板面進行粗化的主要制程在微

2、蝕段主要原理: Na2S2O8 +Cu Na2SO4+CuSO4 主要利用Na2S2O8的強氧化性對銅面 進行咬蝕. 經過一次前外理的微蝕深度為4060UM,粗化后銅表面,品質判定:水破試驗（Water Break） 測試前處理後板面清潔的程度。通常板子從水中拿起，直立時可保持完整的水膜約30sec以上. 不破；平放時可維持1030sec不破。為一種粗略的試驗。但對於測試板面清潔的程度是一種很重要的措施.,5.1擇取測試裸板三片(長15cm、寬10cm、雙面)。,5.2使用#600砂紙將板邊四周之銅屑磨平，以避免掉屑造成 量測上之誤差。5.3烘乾(120、30min), 置乾燥器冷卻至室溫,

3、秤重並記錄A (g)。5.4將測試板依正常流程微蝕處理。5.5烘乾(120、30min) , 置乾燥器冷卻至室溫, 秤重並記錄B(g)。5.6計算E.A.(Etching Amount)值。,5.1擇取測試裸板三片(長15cm、寬10cm、雙面)。,設備能力檢核,A：微蝕前烘乾後重g 8.932：銅的比重g/cm3 B：微蝕後烘乾後重g 2.54*10-6：單位換算in/cm 2：一片基板有雙面 15*10：基板尺寸 cm2,計算公式:,壓膜制程簡介,1 壓膜制程的目的 在板面上下兩面各壓附上一層干膜為 曝光做準備.2 流程簡介,預熱,壓膜前整列,壓膜,翻板冷卻,送曝光,120度&4kg/cm

4、2,干膜种類,目前微影課用到的干膜分為HN930 膜厚30微米 =1.2mil用於內層板和部分外層板HN240 膜厚40微米=1.4mil 用於外層板HS920 膜厚20微米=0.8mil 用於MASK板,壓膜品質判定,壓膜品質 發生原因1.壓膜氣泡 A.滾輪破洞 B.板面水氣2.壓膜膜皺 A.乾膜上異常 B.滾輪異常3.壓膜掉膜 A.壓條溫度異常 B.壓條不潔4.壓膜銅屑 A.粘塵不乾淨. B.前處理烘乾段過髒,曝光制程簡介,1 曝光制程的目的 對已壓膜的板子進行曝光對板面需要的 線路部分進行UV光照射.2 流程簡介,曝光對位管制,目前廠內管制的PE值一般在50微米內.最大不超過80微米.就

5、是說底片尺寸與基板的底片尺寸差距一般管控在+-50微米以內.如果PE值過大需再申請底片或按異常板處理ME值管控:ME SOP管控在+-12.5UMME為A/W定位於實際曝光的差異.,2.PE值PCB對底片CCD連線中心距離之差異(P-A)/2+機台對位誤差： 40um,3.ME值(底片CCD變化量)：50um,4.JE值(PCB與底片CCD單孔中心偏移量)：7um,P,A,曝光對位,DES制程簡介,1 DES制程的目的 先將沒有被UV光照射到的干膜洗掉,再將 露出的銅蝕刻掉,最后將被UV光照到的干 膜洗掉,從面制作出需要制作的線路.2 流程簡介,顯影,水洗,蝕刻,水洗,去膜,水洗,酸洗,水洗,

6、烘干,送AOI,DES線顯影段的原理,基板在作線路前可以在其上下兩面壓上干膜,然后用紫外光對要制作的線路部分進行照射,干膜中的單體成分在受到紫外光照射時會產生聚合反應,形成交聯體,沒有受到光照的部分仍為單体.沒有聚合的單體在碰到碳酸鈉溶液時可以被溶解成溶於水的鈉鹽.DES顯影段用到的藥液的成份就是1%左右的碳酸鈉.,显影水溶性干膜的显影液为l一2的无水碳酸钠溶液，液温3040。 显影机理是感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下 来，显影时活性基团羧基一COOH与无水碳酸钠溶液中的Na+作用，生成亲水性集团一 COONa。从而把未曝光的部分溶解下来，而曝光部分的干膜不被

7、溶胀。显影操作一般在显影机中进行，控制好显影液的温度，传送速度，喷淋压力等显影参数，能够得到好的显影效果。,DES線顯影段的原理,正确的显影时间通过显出点(没有曝光的干膜从印制板上被显掉之点)来确定，显出点必 须保持在显影段总长度的一个恒定百分比上。如果显出点离显影段出口太近，未聚合的抗蚀膜 得不到充分的清洁显影，抗蚀剂的残余可能留在板面上。如果显出点离显影段的入口太近，已 聚合的于膜由于与显影液过长时间的接触，可能被浸蚀而变得发毛，失去光泽。通常显出点控 制在显影段总长度的40一60之内。使用显影机由于溶液不断地喷淋搅动，会出现大量泡沫，因此必须加入适量的消泡剂。如 正丁醇、食品及医药用的消

8、泡剂、印制板专用消泡剂AF一3等。消泡剂,DES線顯影段的原理,起始的加入量为0.1 左右，随着显影液溶进干膜，泡沫又会增加，可继续分次补加。显影后要确保板面上无余胶，以 保证基体金属与电镀金属之间有良好的结合力。显影后板面是否有余胶，肉眼很难看出，可用1甲基紫酒精水溶液或l一2的硫化钠 或硫化钾溶液检查，染十甲基紫颜色和浸入硫化物后没有颜色改变说明有余胶。,DES線顯影段的原理,DES線蝕刻段的原理,蝕刻段的主要反應為: CuCl2 + Cu 2CuCl 利用氯化銅的氧化性將單質銅氧化成氯化亞銅.再用HCl,H2O2再生成CuCl2 2CuCl+2H2O2+HCl 2CuCl2+2H20,由

9、於乾膜光阻本身的平均厚度在1.01.5mil之间，对水平输送式蚀刻线上之板面而言，会造成细密线区的水沟效应（Puddle Effect），使得所喷射新鲜蚀刻液的强力水点，打不到待蚀的铜面，而且连空气中的氧气也被阻隔。此氧气的角色是协同将金属铜（Cu0）氧化成可水溶的铜离子（Cu+），是一种不可或缺的氧化剂。氧化力减弱蚀刻不足将造成线底两侧之残足，成为细线工程的一大隐忧。至於另一种半氧化的Cu+则很难水溶，常附著在线路腰部流速较低的侧壁上，可当成护岸剂（Banking Agent），而使侧蚀（Undercut）得以减低。Cu0 蚀刻液 O2 Cu+ 难水溶的中间物，可当成护岸剂,DES線蝕刻段的

10、原理,Cu0 蚀刻液 O2 Cu+ 蚀刻液 O2 Cu+ .成为可水溶的铜离子 为了降低水沟效应减少侧蚀与残足起见，5mil以下的细线应尽可能将待蚀刻的铜层逼薄，同时也还应将抗蚀阻剂逼薄。如此一来除可避免积水而方便氧气进入外，还可加速新鲜药液更换的频率，有效的排除废铜液，逼薄Z方向待蚀铜面上扩散层（Diffusion layer）的厚度，以增快正蚀减缓侧蚀，使细线密线的品质更好。,DES線蝕刻段的原理,DES線去膜段的原理,已聚合的干膜能夠溶於強鹼.目前DES線用的是 2.5%左右的KOH.(在去膜段后為去除表面殘留的KOH需經 酸洗制程.),DES制程能力,目前DES線能做出的線路的最小線寬

11、為2mil,(即 50微米)設備能力檢核:UNIFORMITY(蝕刻均勻性),1.試驗板2/2OZ 2024，板厚6mil(含)以上。2.用MRX-4000先量測一片基板兩面各120點之銅厚值，並記錄於表E內。3.蝕刻：蝕銅厚平均值需控制在1.01.3mil。4.蝕刻試驗板三片，已量測板放中間。5. 蝕刻後取中間一片先至前處理酸洗，再量測Data。6.量測方法：於板邊留3cm的邊，長邊取12點，短邊取10點，共120點,設備能力檢核,計算公式&DATA記錄,% R/2X 100% ( X: 蝕銅後蝕銅平均值，: 最大蝕銅值最小蝕銅值),a Data記錄：1. 需分別記錄Top side 、Bo

12、ttom side 每一點量測值2. Top side、 Bottom side、 Both side 之uniformity均需計算3. 定義： Top side % = 100 Bottom side = 100% Both side % = 100%,1.蝕刻因子（Etch Factor） Etch Factor即為蝕刻品質的一種指標。需製作Microsection微切片，針對影像中線路之狀況代入 V/X之公式計算出蝕刻因子即可。Etch Factor必須要大於2.5。 2. 蝕刻速率（Etch Rate） 用以測試板子經過微蝕段時，銅面被微蝕劑所咬蝕的程度。可將板面上氧化銅、油污等藉由此種 方式去除。板子不可走微蝕太多次，以免造成銅厚不足的情形發生。將樣品板稱重，再拿去走微 蝕、烘乾後再稱重，兩種重量相減，即可得知被蝕刻掉銅之厚度。,蝕刻因子&蝕刻速率,AOI及CVR制程簡介,1 AOI及CVR制程的目的 對微影前制程做出的板子上的線路進行 檢測和檢修.保證線路的完整性和導通性.2 流程簡介,AOI資料制作,讀取資料,參數設定,掃描,CVR資料讀取,CVR檢修,補線機補線,