Wet-Etch设备及工艺介绍

1Array2016年8月12日WetEtch设备及工艺介绍2课程内容介绍WetEtch科业务介绍WetEtch工艺介绍WetEtch设备介绍3课程内容介绍WetEtch科业务介绍WetEtch工艺介绍WetEtch设备介绍41.WetEtch业务介绍-主工艺PhotoResistThinFilmGlassExposurePhotoMaskStripPRcoatingDevelopEtch(DE/WE)镀膜(Sputter/PECVD)InitialCleanAT&ARUVLightGlassThinFilmPhotoResist(PR)NextLayerWetStripEtch(DE/WE)InitialCleanArray工艺流程图51.WetEtch业务介绍-担当设备WetEtchWetEtcherEMSWetStripperRMSInitialCleanerCSTCleanerRobotCassetteAPPlasma61.WetEtch业务介绍-岗位职责设备工艺Weare：设备与工艺工程师稳定运行确保(日常PM、运营监控、Part管理等)工艺优化(不良改善、工艺改进、成本降低等)7WetEtch科业务介绍WetEtch工艺介绍WetEtch设备介绍8WetEtch工艺介绍WetEtcher说明/分类/原理/表征参数WetStripper原理InitialCleaner原理/表征92.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtcher说明利用酸性刻蚀液(Etchant)去除没有PR胶保护的膜层。主要适用于Al、Cu金属及合金膜层或ITO、IGZO等金属氧化物的刻蚀。针对不同金属或金属氧化物，需要使用不同的刻蚀液。刻蚀特性为各向同性。GlassFilmFilmPRPRPRWetEtcher与DryEtcher差异：WetEtcher：对应金属及金属氧化物膜如Mo/Al/Mo、Al/Mo、Cu、Cu/Mox、Mo、ITO、IGZO、IZO等DryEtcher：对应非金属膜及少数特种金属a-Si、SiNx、SiO2等非金属膜、Mo金属膜102.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtcher分类设备种类刻蚀液主要适用Metal主要成分AlWetEtcherAlEtchantMo/Al/MoHNO3+CH3COOH+H3PO4+AdditiveCuWetEtcherCuEtchantCu、Cu/MoNbH2O2+AdditiveITOWetEtcherITOEtchantITO、IGZOHNO3+H2SO4+H2O+Additive或H2SO4+H2O+Additive依据使用的Etchant(刻蚀液)种类，划分三种WetEtcher：AlWetEtcher、CuWetEtcher、ITOWetEtcher主要依据：Etchant腐蚀性(Part选择)、粘度(供给Pump能力)、喷淋方式(Nozzle)Part：有Al、Cu、ITO兼容对应PartPump：AlEtchant粘度高，Pump配置高；Cu、ITOEtchant相近，粘度低Nozzle：高低粘度Nozzle型号不同基于工艺需求及成本控制，选择最适合配置方式112.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtch原理Al刻蚀液：主要成分为HNO3+CH3COOH+H3PO4+Additive其中HNO3为氧化剂，CH3COOH为缓冲剂，H3PO4用于溶解Al2O32Al+2HNO3=Al2O3+2NO+H2OAl2O3+2H3PO4=2AlPO4+3H2OCu刻蚀液：主要成分为H2O2+Additive其中双氧水为主反应剂，Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2OAdditive：螯合剂、抑制剂、抗腐蚀剂等ITO刻蚀液：主要成分为HNO3+H2SO4+H2O+AdditiveIn2O3+6HNO32In3++6(NO3)-+3H2OIn2O3+6H2SO44In3++6(SO4)-+6H2OAdditive为金属腐蚀抑制剂122.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtch表征参数EtchRateRequirementItemsUniformitySelectivityProfileCDBias132.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtch表征参数1.刻蚀率(EtchRate)即刻蚀速度，指单位时间内刻蚀膜层的速度。单位：Å/Min。（1nm=10Å）工艺参数不变时，E/R越大越好2.均一性(UniformityRate)体现刻蚀过程中刻蚀量或者刻蚀完成后的剩余量的差异性。均一性，越小越好，为WetEtch重点管控参数。Uniformity=(Max-Min)(Max+Min)or2×Average×100%142.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtch表征参数3.Profile一般指刻蚀后的膜层断面角度，最优为50~55°，为WetEtch重点管控参数。以Mo/Al/Mo为例：OKNGNGLinearity差Linearity差NG轻微MoTipNGProfile高74°NGTopShrinkage152.WetEtch工艺介绍-WetEtcherWetEtch表征参数4.选择比同一Layer不同金属膜层间刻蚀速率差异，Profile控制关键。WetEtch不对此进行管控5.CDBiasCDBias指Photo工艺后的线宽DICD与最终形成的Pattern线宽FICD的差值。CDBias是WetEtch重点管控工艺参数CDBias=∣DICD－FICD∣=2*SideBiasSideBiasSideBiasSideBiasFICDDICD162.WetEtch工艺介绍-WetStripperWetStrip原理DecomposingbyAmineSwellingbySolventSolvationbySolventSubstrateMetalSubstrateMetalSubstrateMetalSubstrateMetal剥离液构成成分作用Amine-切断已Crosslinking的PR组合SolventNMF(N-甲基甲酰胺)PRswelling,溶解已切断的PRGlycolether&GlycolMDG(二乙二醇单甲醚)用亲水性Solvent进行DI清洗时清洗能力强化Additive-腐蚀防止剂Strip就是利用有机腐蚀液经过化学反应去除膜表面的光刻胶。化学反应主要是把光刻胶的长链结构断开，使PR胶变成小分子，从而被溶解、冲洗离开Glass表面，确保无PR残留。17表面(Front)背面(Back)2.WetEtch工艺介绍-InitialCleanerInitialClean原理InitialClean使用Detergent(清洗剂)、Brush(毛刷)等组合方式，使用物理方法去除BareGlass(素玻璃)表面的Particle(微粒子)。表征参数：Glass表面Particle数量300ea，且无聚集性。Glass背面无RollerMark（滚轮车痕）OKNG轻微NG18WetEtch科业务介绍WetEtch工艺介绍WetEtch设备介绍19WetEtch设备介绍WetEtcherWetStripperInitialCleaner203.WetEtch设备介绍-WetEtcherWetEtcher示意图俯视图侧视图A侧视图B-.设备为2层结构-.2层主要为传送单元(含APPlasma)-.1层为工艺层(含Etch、Rinse、AirKnife等)213.WetEtch设备介绍-WetEtcherWetEtcher结构IndexInCVAPPNormalCVElevatorNT1Etch(3CHB)OutCVRinsePlateFlowPlateFlowPlateFlowPlateFlowNormalCVNT2Index传送单元APPClean(有机物去除)升降机构AK2F1FIndexAirKnife(干燥)RinseProcess(水洗)EtchingProcess(刻蚀)223.WetEtch设备介绍-WetEtcherWetEtcher结构-APP通过常压等离子体对Glass表面有机物进行处理，使有机物降解，提高Glass表面亲水性及粘附性。一般应用于DepCleaner、WetEtcher、Coating等设备前端，提高主设备工艺效果；233.WetEtch设备介绍-WetStripperWetStripper示意图–Type1俯视图侧视图A侧视图B-.设备为2层结构-.2层主要为传送单元-.1层为工艺层(含Strip、Rinse、AirKnife等)243.WetEtch设备介绍-WetStripperWetStripper结构-Type1IndexElevatorStrip(3CHB)OutCVRinsePlateFlowPlateFlowPlateFlowPlateFlowConveyorIndex传送单元升降机构剥离AK2F1FIndex传送单元干燥水洗253.WetEtch设备介绍-WetStripperWetStripper示意图–Type2俯视图侧视图-.设备为单层结构263.WetEtch设备介绍-WetStripperWetStripper结构-Type2IndexRinseStripRinsePlateFlowPlateFlowPlateFlowPlateFlowRinseIndex传送单元剥离水洗AKIndexCoolingBufferAnneal干燥ConveyorCoolingBufferTRFAnnealOutCVRinse273.WetEtch设备介绍-InitialCleanerInitialCleaner结构C/VFeederC/VPreRinseDETRinseA/KC/VIndexerFeeder(基板转换/传送单元)Conveyor(基板搬送单元)PreRinse(基板预清洗)DET(基板清洗剂清洗)AirKnife(基板干燥)Conveyor(基板搬送单元)Rinse(基板水清洗)Indexer(基板拣选/传送单元)283.WetEtch设备介绍-常见不良29附件.园区Array生活区梅冲湖路铜陵北路魏武路30