PCB蚀刻教材(ETCH、工程师培训资料)
ETCH(PCB蚀刻培训教材)解析
膜不净；药水浓度高，会导致板面氧化。
褪膜段喷嘴要及时清洗，防止碎片堵塞喷嘴，
影响褪膜质量
二.碱性蚀刻 1.工艺流程 褪膜 蚀刻 新液洗 褪锡
（整孔）
注：整孔工序仅适用于沉金制板
2.工艺原理 －褪膜
定义：用褪菲林液将线路板面上盖住的菲林褪去,露 出未经线路加工的铜面. 经电镀工序后的干膜在碱性褪膜液下溶解或部分成 片状脱落,我司使用的是3% 0.5%氢氧化钠溶液.
水池效应
在蚀刻过程中，线路板水平通过蚀刻机时， 因重力作用在板上面新鲜药液被积水阻挠,无 法有效和铜面反应，称之水池效应。而下面 则无此现象。
蚀刻因子
蚀刻液在蚀刻过程中，不仅向下而且对左右各 方向都产生蚀刻作用，侧蚀是不可避免的。侧蚀宽 度与蚀刻深度之比称之为蚀刻因子。
A 铜线路 B D C
抗蚀层
原理：
CO3-2 + Resist COOH
HCO3- + Resist COO-
CO3-2 主要为Na2CO3 或K2CO3 Resist TOOH为干膜及油墨中反应官能基团 利用CO3-2与阻剂中羧基（COOH）进行酸碱中和反应， 形成COO-和H CO3- ，使阻剂形成阴离子团而剥离。
－蚀刻
³ ° å å » ú × Ô ¶ ¯ Ó Ò ¼ © ¸ × ´ ¿ Ê Ì » ú
400(800) 500X2
Ê Ä Í ¤
480(800)
Na2CO3 ý Å ³ Ý ¼ Á Cu2+± È Ö Ø HCl « Ñ Ë õ Ë ® H2O2 NaOH ý Å ³ Ý ¼ Á
3.2kg 640ml(640ml)
¸× ± ¢
冲板、褪膜、褪菲林换药和补药标准
线路板蚀刻缺陷培训教材课件
解决办法 ⑴ 以非破坏性的厚度量测法详细了解其全面
厚度之差异。 ⑵ 根据镀层厚度量测的结果，重新安排阳极
的位置。 ⑴ 操作中使用伏特计检查每一支阳极与阳极
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技研示
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电镀铜问题及解决方法
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技研示
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问题1. 各镀铜层间附着力不良
可能原因
解决办法
1.1 电镀前清洁处理不当，底铜表面的 ⑴ 提高清洁槽液的温度以利去除油污和指纹。
氧化或钝化皮膜未除尽。
⑵ 使用微蚀剂去除底镀层表面的污染物。
⑶ 检查清洁槽和微蚀槽液的活性并改善之。
2.5 清洁槽中的润湿剂被带出，并自小孔 增加水洗浸泡时间并在板子出槽时另采用强力 内逐渐流出而影响镀铜之外观。 喷射水洗
2.6 干膜表面渗出显影液之残迹
显影过后须置放30分钟以使反应达到平衡
2.7 显影液受到污染
保持最后一个显影槽液的洁净度
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问题3. 板子正反两面镀层厚度不均
可能原因
1.4 电流密度过大
重新检查电镀程序，降低电流密度。
1.5 过硫酸根残余物污染 1.6 干膜显影后水洗不足
使用过硫酸盐微蚀后，必须再以5-10%的硫酸浸 洗，以除去表面的铜盐类。 ⑴ 提高喷射水洗压力 ⑵ 检查喷嘴是否有阻塞，并采用适当的喷嘴
排列布置。 ⑶ 提高水洗温度到16℃以上。
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技研示
3、检查辘板机有无菲林碎不良，若有，通知维修部维修OK。
4、检查手动曝光框有无脱漆或密封圈有无老化脱胶等现象。
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技研示
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干菲林缺陷-膜皱
不良表面特征:
短接处为一长条状，且横跨线 路，平于线面，多在孔边处。
刻蚀培训教材
干法刻蚀的优点及缺点
•优点 Advantages:
没有光刻胶支持问题 各向同性刻蚀 化学物品消耗少 反应生成物处理成本低 自动化程度高
• 缺点 Disadvantages:
设备复杂， RF, 气体系统,真空系统, 选择比低 残渣、聚合物、重金属 产生颗粒
使用氟系、氯系气体
2021/7/1
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• 损伤增加生成物的挥发 • 化学溅射 • 以化学方式增加物理溅射 • 离子反应
2021/7/1
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等离子刻蚀的的速率比较
2021/7/1
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等离子刻蚀各种效果图Leabharlann 2021/7/131
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各种等离子刻蚀比较
2021/7/1
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干法刻蚀材料、气体及产物
2021/7/1
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侧壁保护的等离子刻蚀 Protective Ion Enhanced
• 一层保护膜在硅片上淀积，阻止反应剂到达被刻材料表面，使 反应停止
• 表面离子轰击破坏保护膜，使反应继续。 • 侧壁由于离子轰击能量小，无法破坏，因此反应停止
• 不挥发的高分子膜 • -(N2 , HBr, BCl3, CH3F… ..)
刻蚀工艺培训教材
2021/7/1
1
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摘要
• 集成电路制造介绍 • 刻蚀工艺基本概念
2021/7/1
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集成电路制造介绍
• 电路、芯片、管芯 • 集成电路制作过程 • 局部管芯剖面（BiCMOS工艺）
蚀刻培训讲义
蚀刻培训讲义一、流程入板→膨松→退膜→水洗→蚀刻→氨水洗→水洗→孔处理（沉金板）→水洗→退锡→水洗→烘干→出板二、目的将板面上多余之铜蚀去得到符合要求的线路图形三、控制要点与工作原理膨松: 一种浸泡式过程, 先将其软泡, 将给后工序退膜。
控制条件: 浓度3-5% 温度50±5℃行板速率2．退膜1．用3%的强碱或10-13%的RR-2有机去膜液剥除, 抗氧化剂防止铜面氧化, 除泡剂消泡。
2．蚀刻a.概述目前, 印刷电路板（PCB）加工的典型工艺采用“图形电镀法”。
即先在板子外层需保留的铜箔上, 也就是电路的图形部分上预镀一层铅锡抗蚀层, 然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉, 称为蚀刻。
要注意的是, 这时的板子上面有两层铜, 在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的, 其余的将形成最终所需要的电路。
在这种类型的电镀叫图形电镀, 其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层。
另外一种工艺称为“全板镀铜工艺”, 与图形电镀相比, 全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。
因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。
同时, 侧腐蚀会严重影响线条的均匀性。
目前, 锡或铅锡是最常用的抗蚀层, 用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中, 氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液, 与锡或铅锡不发生任何化学反应。
氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液, 下面作主要介绍。
对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净, 止此而已。
从严格意义上讲, 如果要精确地界定, 那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。
由于目前腐蚀液的固有特点, 不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用, 所以侧蚀几乎是不可避免的。
侧蚀问题是蚀刻参数中经常被提出来讨论的一项,它被定义为蚀刻深度与侧蚀宽度之比, 称为蚀刻因子。
在印刷电路工业中, 它的变化范围很宽泛, 从1到5。
显然, 小的侧蚀度或大的蚀刻因子是最令人满意的。
蚀刻退锡培训教材资料
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Cu Bringhtener PC-111
酸性蚀刻加药器简易图
2019/4/11
jetchem
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Cu Bringhtener PC-111
四、影响蚀刻速率因素分析
碱性蚀刻速率的影响因素 影响 因素 偏高 偏低 攻击金属抗蚀 层；易沉淀，还 会堵塞泵或喷 嘴，而影响蚀刻 效果。 蚀刻速率低，且 溶液控制困难 控制 范围
2019/4/11 jetchem 10
Cu Bringhtener PC-111
再生方法 氧气或压 缩空气再 生
反应方程式 2Cu2Cl2+4HCl+O2 → 4CuCl2+2H2O
优点 便宜
缺点 再生反应 速率很低
氯气再生
Cu2Cl2+Cl2 → 2CuCl2
成本低， 氯气易溢出， 再生速 会 率快 污染环境 环保易 控制 易分解爆 炸且昂贵
故障类型 蚀刻速率降低
由于工艺参数控制不当引 检查及调整温度、喷淋压力、溶液比重、PH 起的 值和氯化铵的含量等工艺参数到规定值 1、氨的含量过低 2、水稀释过量 3、溶液比重过大 1、调整PH值到达工艺规定值； 2、调整严格按工艺规定执行； 3、排放出部分比重高的溶液，经分析后补 加氯化铵和氨的水溶液，使蚀刻液的比 重调整到工艺允许的范围 1、调整到合适的PH值； 2、调整氯离子尝试到规定值
2019/4/11 jetchem 20
Cu Bringhtener PC-111
水池效应
图3 上下板面喷淋液流向
板面流 向
2019/4/11
jetchem
图4 喷淋液在板面成水池
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Cu Bringhtener PC-111
蚀刻退锡培训教材.共30页
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
线路板蚀刻缺陷培训教材课件
相关改善对策：
1、检查显影处有无蔽孔穿，并改善之。 2、检查生产菲林有无菲林擦花。
3、检查干菲林洗油板有无洗油不净。 4、检查辘板处有无菲林超边。
5、检查辘板处有无盖半孔且半孔处被曝光之现象。
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干菲林缺陷-曝光垃圾开路
不良表面特征:
开路处有由粗变细之趋势，并 有短路部分。
主要形成原因
3、检查辘板机有无菲林碎不良，若有，通知维修部维修OK。
4、检查手动曝光框有无脱漆或密封圈有无老化脱胶等现象。
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技研示
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干菲林缺陷-膜皱
不良表面特征:
短接处为一长条状，且横跨线 路，平于线面，多在孔边处。
主要形成原因
1、辘板机故障。
相关改善对策：
1、通知维修员对有故障之辘板机进行维修。
主要形成原因
1、所用菲林遮光度不够 2、曝光灯管老化或能量均匀性
差，或设定曝光能量过大。 3、曝光员赶气不到位。
相关改善对策：
1、若为定区域曝光不良，则需检查所用菲林的遮光度是否符合要求。
2、检查曝光灯管有无超期使用，检查设定能量是否符合要求，检查曝光能
量均匀性是否符合要求。 3、检查曝光员的赶气动作是否规范。
相关改善对策：
1、检查干菲林目检员工手套有无老旧、脏污。
2、检查图形电镀上板员工所用手套有无老旧、脏污，且检查其手套有无
乱放的现象。
技研示
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干菲林缺陷-菲林碎开路
不良表面特征:
开路处很平滑、整齐。
主要形成原因
1、干菲林显影有蔽孔穿。 2、干菲林曝光有菲林擦花。 3、干菲林洗油板有洗油不净。 4、干菲林辘板有菲林超边板。
刻蚀(ETCH)工艺的基础知识.doc
刻蚀（ETCH）工艺的基础知识何谓蚀刻（Etch）?答：将形成在晶圆表面上的薄膜全部，或特定处所去除至必要厚度的制程。
蚀刻种类：答：（1）干蚀刻（2）湿蚀刻蚀刻对象依薄膜种类可分为：答：poly, oxide, metal半导体中一般金属导线材质为何？答：金身线（W）/铝线（A1）/铜线（Cu）何谓dielectric蚀刻（介电质蚀刻）？答：Oxide etch and nitride etch半导体中一般介电质材质为何？答：氧化硅/氮化硅何谓湿式蚀刻答：利用液相的酸液或溶剂;将不要的薄膜去除何谓电浆Plasma?答：电浆是物质的第四状态.带有正，负电荷及中性粒子之总和;其中包含电子，正离子，负离子，中性分子,活性基及发散光子等，产生电浆的方法可使用高温或高电压.何谓干式蚀刻？答：利用plasma将不要的薄膜去除何谓Under-etching（蚀刻不足）?答：系指被蚀刻材料，在被蚀刻途中停止造成应被去除的薄膜仍有残留何谓Over-etching（过蚀刻）答：蚀刻过多造成底层被破坏何谓Etch rate （蚀刻速率）答：单位时间内可去除的蚀刻材料厚度或深度何谓Seasoning （陈化处理）答：是在蚀刻室的清净或更换零件后，为要稳定制程条件，使用仿真（dummy）晶圆进行数次的蚀刻循环。
Asher的主要用途：答：光阻去除Wet bench dryer 功用为何？答：将晶圆表面的水份去除列举目前Wet bench dry方法:答：(1) Spin Dryer (2) Marangoni dry (3) I PA Vapor Dry何谓 Spin Dryer答：利用离心力将晶圆表面的水份去除何谓 Mar agon i Dryer答：利用表面张力将晶圆表面的水份去除何谓 IPA Vapor Dryer答：利用IPA(异丙醇)和水共溶原理将晶圆表面的水份去除测Particle时,使用何种测量仪器?答：Tencor Surf scan测蚀刻速率时，使用何者量测仪器？答：膜厚计，测量膜厚差值何谓AEI答：After Etching Inspection 蚀刻后的检查AEI 口检Wafer须检查哪些项口：答：(1)正面颜色是否异常及刮伤(2)有无缺角及Particle (3)刻号是否正确金属蚀刻机台转非金属蚀刻机台时应如何处理？答：清机防止金属污染问题金属蚀刻机台asher的功用为何？答：去光阻及防止腐蚀金属蚀刻后为何不可使用一般硫酸槽进行清洗？答：因为金属线会溶于硫酸中"Hot Plate”机台是什幺用途？答:烘烤Hot Plate烘烤温度为何？答:90~120 度 C何种气体为Poly ETCH主要使用气体？答:C12, IIBr, IIC1用于Al金属蚀刻的主要气体为答：C12, BC13用于W金属蚀刻的主要气体为答:SF6何种气体为oxide vai/contact ETCH主要使用气体？答：C4F8, C5F8, C4F6硫酸槽的化学成份为：答:H2SO4/H2O2AMP槽的化学成份为：答:XII40II/II202/II20UV curing是什幺用途？答：利用UV光对光阻进行预处理以加强光阻的强度"UV curing”用于何种层次？答：金属层何谓EMO?答：机台紧急开关EMO作用为何？答：当机台有危险发生之顾虑或己不可控制，可紧急按下湿式蚀刻门上贴有那些警示标示？答：(1)警告.内部有严重危险.严禁打开此门(2)机械手臂危险.严禁打开此门 (3)化学药剂危险.严禁打开此门遇化学溶液泄漏时应如何处置？答：严禁以手去测试漏出之液体.应以酸碱试纸测试.并寻找泄漏管路.遇IPA槽着火时应如何处置?？答：立即关闭IPA输送管路并以机台之灭火器灭火及通知紧急应变小组BOE槽之主成份为何？答：HF (氢氟酸)与NH4F (氟化铉).BOE为那三个英文字缩写？答：Buffered Oxide Etcher 。
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对策： 对策：
对于开路在蚀刻段主要原因有： 1、运输轮的擦花 2、压辘会粘起干膜。我们可检查运输轮将变形之运输轮的胶圈更换解决这 问题，同时可定期更换运输轮来预防这一问题的发生。 3、对于压辘粘起干膜，我们要求每天每次开机前用清水清洗压辘，将结晶 盐溶解，同时每星期定时用酒精擦压辘。
短路的成因有： 短路的成因有： 1、显影不干净 2、运输轮本身粘有干膜碎 对策： 对策： 1、对于显影不净可控制显影速度的合理性和采用圆锥形的喷嘴，并保持显 影压力。 2、运输轮本身粘有干膜可停止开风刀来防止 3、油粘在铜板的表面我们用吸油绵或更换过滤棉蕊来解决。
蚀刻未净的原因有： 蚀刻未净的原因有： 1、蚀刻速度过快 2、蚀刻药水太稀 对策： 对策：可适当降低蚀刻速度 线幼的原因有： 线幼的原因有： 1、蚀刻温度过高 2、显影速度太慢 对策： 对策： 1、降低蚀刻温度 2、加快显影速度太慢
环保上理方面： 环保上理方面：
对于褪去的干膜，我们采用的是高温焚烧的方式去解决，关于蚀刻废液的排 放，我们采用AQVA，采用小量的排放，保证废液锤度小于1.1，对于开缸前 的药水采用回收药水的方式。
各种药物在蚀刻液中的必要性及效果。 HCL作用 作用 1、使Cucl转化为Cucl2 2、使蚀刻速度增高。 3、促进蚀刻速度长期稳定化 4、HCL浓度过高会伤Resist H2O2作用 1、使CU+ CU2+起催化作用 2、起再生作用
蚀刻常见的品质问题有： 1、开路 2、短路 3、蚀刻末净 4、线幼 5、蚀刻过度 各种药水控制浓度及工艺参数：Na2CO3 0.7-1.1% HCL 30-35% CU2+ 100-120 g/l NaOH 1.0-4.0% 显影压力为25-30PSI蚀刻太力为35-45PSI 显影的速度控制应保持露铜点50-70%
蚀刻教 材
目的： 目的：为新进工程师了解蚀刻工艺流程
目录： 目录
蚀刻简介 ----------- 3 蚀刻工艺流程及原理 --------- 4-5 蚀刻常见质问题及对策 -------- 6-9 环保局 -------------------------------10
蚀 刻 简 介：
蚀刻由显影、蚀刻、褪膜三大部份组成。显影为将未曝光部份溶 解，曝光部份保留。显影的决定速度可按露铜点50-70%决定。蚀 刻是将裸露的铜面蚀掉，从而得到我们所需的图形。褪膜是利用强 碱能将干膜溶解原理，将干膜冲洗干净。NaOH浓度控制3-5%。浓 度过高会造成板面氧化，太低又冲洗不干净。
蚀刻工艺流程： 蚀刻工艺流程：
显影 蚀刻 褪膜
显影目的是将末曝光之干膜溶解。曝光部份保留下来，其原理是经曝光后的 干膜遇弱碱不能溶解，而末曝光部份能溶解掉，蚀刻目的是将露铜面的铜溶 解掉，而有干膜部分保留下来。其工作原理为：Cu+Cucl2 2Cucl+Hcl+H2O2 2Cucl+Hcl+1/2O2 2Cucl 2CuCl2 +2H2O 2Cucl2+H2O