Tổng quan về quang khắc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (972.8 KB, 25 trang )
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ VI ĐIỆN TỬ
Tổng quan về quang khắc
Nhóm 6
GVHD: TS. Nguyễn Minh Ngọc
Photolithography & Etching
Quang khắc, chất cản quang resist, thiết bị, qui trình?
Giới hạn và những lỗi trong quá trình quang khắc? Phân biệt ăn mòn ướt
và ăn mòn khô?
1. Tổng quan về quang khắc
Quang khắc là kĩ thuật sử dụng bức xạ ánh sáng làm biến đổi các chất cản quang phủ trên bề mặt để tạo ra
các chi tiết giống như thiết kế.
Do ảnh hưởng của nhiễu xạ ánh sáng nên phương pháp quang khắc không cho phép tạo các chi tiết nhỏ
hơn micro mét, vì vậy phương pháp này còn được gọi là quang khắc micro (micro photolithography)
2. Quy trình quang khắc
Các bước cơ bản của quy trình quang khắc
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Chuẩn bị bề mặt
Ứng dụng chất cản quang
Sấy sơ bộ (soft bake)
Định vị mặt nạ và phơi sáng
Tráng rửa
Sấy sơ bộ lần 2 (hard bake)
Kiểm tra
Phủ lớp bảo vệ
Kiểm tra lần cuối
Chuẩn bị bề mặt & phủ chất cản quang
Bề mặt của đế sau khi xử lý được phủ một hợp chất hữu cơ gọi
là chất cản quang (photoresist)
Chất cản quang:
Là một hợp chất hữu cơ có tính nhạy quang
Tính chất bị thay đổi khi chiếu các bức xạ thích hợp
Bền trong môi trường kiềm và axit
Chất cản quang thường được phủ lên bề mặt wafer bằng kĩ thuật quay phủ (spincoating).
CHẤT
CẢN QUANG
CẢN QUANG DƯƠNG:
CẢN QUANG ÂM: chất
chất cản quang sau khi
cản quang sau khi bị ánh
bị ánh sáng chiếu vào
sáng chiếu vào không bị
sẽ bị hòa tan trong các
hòa tan trong các dung
dung dịch tráng rửa
dịch tráng rửa
Sấy sơ bộ (Soft Bake)
Quy trình nhiệt độ tiêu chuẩn:
20 phút đầu: nhiệt độ 90-100 oC , trong một lò đối
lưu
45 giây sau: nhiệt độ 75-85oC , trên một tấm kim
loại nóng
Trong thương mại, người ta thường nung nóng bằng lò
vi sóng hoặc đèn hồng ngoại.
Định vị mặt nạ và phơi sáng
Trong giai đoạn này, hệ sẽ được chiếu ánh sáng để chuyển hình ảnh lên nền,
mặt nạ được đặt giữa hệ thấu kính và
nền.
Có 3 phương pháp chiếu dựa vào vị trí đặt mặt nạ:
Mặt nạ tiếp xúc
Mặt nạ đặt cách chất cảm quang một khoảng cách nhỏ
Mặt nạ đặt cách xa chất cảm quang, ánh sáng được chiếu qua hệ thấu
kính.
Bộ đỡ dùng để định vị mặt nạ vào wafer sử dụng kĩ thuật đồng chỉnh (mask
aligner)
Quá trình ăn mòn
Có hai phương pháp ăn mòn chính là : ăn mòn ướt và ăn mòn khô.
Ăn mòn ướt
Ngay từ công đoạn phiến vừa mới được cưa ra khỏi thỏi sili con từ nhà máy sản xuất
phiến, các hóa chất đã được sử dụng để mài nghiền và đánh bóng. Cuối cùng chúng ta
thu được một tấm silicon phẳng và nhẵn.
Đối với những thiết bị đơn lẻ hoặc mạch tích hợp có kích thước đủ lớn (> 3 µm), hoá
chất ăn mòn được sử dụng để khắc những hoạ tiết và mở cửa sổ trên lớp vật liệu điện
môi.
Ăn mòn khô:
Tấm silicon được đưa vào trong buồng chân không, sau đó hỗn hợp khí dùng cho ăn
mòn được đưa vào trong buồng phản ứng.
Ở chân không thích hợp, dưới tác dụng của nguồn cao tần, khí ăn mòn bị ion hoá và
chúng ta thu được hỗn hợp plasma của khí nói trên bao gồm các ion F+ do đó SiO2 hoặc
Si … bị ăn mòn và tạo ra các sản phẩm phản ứng tương ứng.
Tráng rửa
Dùng hóa chất tách các chất cảm quang chưa đóng rắn
Các thông số kiểm soát trong quátrình rửa: nhiệt độ, thời gian, phương
pháp và hóa chất để rửa.
Có 2 phương pháp rửa: phương pháp nhúng (đưa trực tiếp dung dịch
rửa) và phương pháp phun.
Sấy sau khi hiện ảnh
Mục
đích của bước này là làm cho lớp cảm quang cứng hoàn toàn, đồng
thời tách toàn bộ dung môi ra khỏi chất cản quang
3. Ứng dụng của quang khắc
Chế tạo vi mạch điện tử trên miếng Si
Chế tạo các linh kiện vi cơ điện
tử (MEMS)
(Microelectromechical System)
Chế tạo các chi tiết nhỏ trong ngành khoa học công
nghệ và vật liệu
Ưu và nhược điểm
Ưu điểm: Tạo ra vật liệu kích cỡ micromet với độ chính xác cao.
Nhược điểm: Không thể chế tạo các linh kiện với kích thước nano
Trong công nghệ quang khắc ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như độ
ẩm, nhiệt độ phòng, độ sạch của phòng cho đến các thông số trong quá
trình quang khắc như thời gian chiếu sáng, tốc độ quay phủ, nhiệt độ
nung mẫu đều ảnh hưởng lớn đến chất lượng của màng.
