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