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MASK结构工艺制作全面解析

  在OLED制程中,其中一部分是光掩膜或称光罩(mask)制造,这一部分是流程衔接的关键部分。在开始光掩模内容之前,先来回顾一下光刻。

光刻

  将光掩膜上的图形通过光学方式转印到平板上的技术称为光刻技术。

根据制作图形目的不同,作为转印对象的平板也就是基板(Substrate)材质也会有所不同。制造LSI时用的是硅片,制造FPD时用的是玻璃板,制造PCB时用的是树脂板。

光学转印的主要曝光方式

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光掩膜

  所谓光掩膜是微电子制造领域中光刻工艺所使用的图形母版,是由不透光的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形(Mask Pattern),并通过曝光将图形转印到产品基板之上。

光掩膜基本结构

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光掩膜主要应用领域

u  ICIntegrated Circuit,集成电路),尤其是LSILarge Scale IC,大规模集成电路)。

u  包括Wafer制程及IC Bumping

u  FPDFlat Panel Display,平板显示器),包括PDPLCDLEDOLED等。

u  PCBPrinted Circuit Boards,印刷电路板)。

u  MEMSMicro Electro Mechanical Systems,微机电系统)。

光掩膜透明基板种类

1.         透明玻璃:

u  石英玻璃(Quartz Glass

u  苏打玻璃(Soda-lime Glass

u  低膨胀玻璃(Low Expansion Glass

2.         透明树脂:

Film

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光掩膜遮光膜种类

1.         硬质遮光膜:铬膜、氧化铁、硅、化钼硅

2.         乳胶:Emulsion

光掩膜主要分类

大分类

名称

材料

优点

缺点

主要用途

基板

Mask Film

树脂

质量轻,容易大型化

易变形

PWB用光掩膜

Glass Mask

石英玻璃

化学性能稳定,热膨胀率小

价格高

LSI用光掩膜

FPD用大型光掩膜

低膨胀玻璃

热膨胀系数接近硅

短波长投射率低

LSICopy Mask

苏打玻璃

价格便宜

热膨胀系数大,短波长投射率低

低端光掩膜

遮光膜

Emission

价格便宜

图形形成简单

机械强度弱

分辨能力底

PWB用光掩膜

低端光掩模

Hard Mask

1 Layer

机械强度高

可形成微细图形

&里面反射率高

投影曝光机用光掩膜

2 Layer

里面反射率高

LSI&FPD用光掩膜

3 Layer

膜形成工艺复杂

StepperReticle

See Through

(手动对位时易操作)

微加工性能不如铬

低端硬质光掩膜

铬版遮光膜膜层结构

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普通Mask用铬膜结构

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Half Tone Mask

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其他

铬版遮光膜制作方法

溅镀法(Sputtering):

1.         上平行板:装载溅镀金属的靶材

    下平行板:作为溅镀对象的玻璃基板

2.         将氩气(Ar2)通入反应舱中形成等离子体,

    氩离子(Ar+)在电场中被加速后冲撞靶材,

    受冲击的靶材原子会沉积在玻璃基板上从而形成薄膜。

光刻胶涂布方法

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光掩膜基础工艺

光掩膜图形形成方法

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光掩膜基本制作流程

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数据准备

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缩小转印与复制

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显影

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曝光前后溶解速度的变化

 

主要显影方式

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图片关键词

    图片关键词

显影后其他处理

Post-bake

曝光使用光刻胶为未经post-bake的掩膜基板时,显影后需要进行Post-bake

目的:

1.         使光刻胶硬化;

2.         使吸入有机溶剂成分而膨润的光刻胶收缩。

Descum

对显影后的掩膜基板进行等离子处理,也称为轻度灰化(Light Ashing)。

目的:

1.         在蚀刻处理前改善显影后的线边质量;

2.         将显影后需要蚀刻区域所稍许残留的光刻胶薄膜去除,减少黑缺陷的产生。

蚀刻

主要蚀刻方式

1.         湿法蚀刻——Wet Etching

2.         干法蚀刻——Dry Etching

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铬膜用蚀刻液组成比

脱膜

脱膜的主要方式

1.         干法去除——等离子灰化(Ashing

2.         使用光刻胶剥离液:有机溶剂、碱性溶液、酸性溶液等

3.         再次曝光后使用显影液去除

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光掩膜清洗

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主要方式

SPM

药品(浓度)

混合比

温度

硫酸(98%

4

温度120℃

时间10min

双氧水(30%

1

APM

药品(深度)

混合比

温度

NH4OH (29%)

1

温度70

时间10min

H2O2 (30%)

1

H2O

5

光掩膜检查

主要缺陷类型

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主要缺陷检查方法

1.         比较显微镜

2.         Chip比较检查——也称为Die比较、Die-to-DieDD比较

3.         Data比较检查——也称为Die-to-Data BaseDB比较

缺陷修补

1.         Laser修补:Zapping&CVD

2.         FIB修补

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Pellicle技术

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光掩膜基本品质

光掩膜基本品质项目

1.         外观品质

(缺陷、异物、光学浓度不足、透射率不足、划伤、顶伤)

Haze雾状缺陷、MURA条纹)

2.         图形尺寸精度(CD精度)

(也称为短尺寸精度,包括绝对精度、CD均匀性、CD线形等)

3.         图形位置精度(Registration精度)

图形总长精度(TP精度,也称为长尺寸精度)

图形套合精度(Overlay精度)

图形居中精度(Centrality精度)

 


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