Tổng quan về quang khắc

Tổng quan về quang khắc

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?



 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.

1 Tổng quan về quang khắc

 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)



Các bước cơ bản của quy trình quang khắc

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

Chuẩn bị bề mặt & phủ chất cản quang

 Chất cản quang thường được phủ lên bề mặt wafer bằng kĩ thuật quay phủ coating)

CHẤT CẢN QUANG



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.

Sấy sơ bộ (Soft Bake)



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:



Bộ đỡ dùng để định vị mặt nạ vào wafer sử dụng kĩ thuật đồng chỉnh (mask aligner)

 Có hai phương pháp ăn mòn chính là : ăn mòn ướt và ăn mòn khô

Quá trình ăn mòn

 Ăn mòn ướt 

Ngay từ công đoạn phiến vừa mới được cưa ra khỏi thỏi silicon 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

 Dùng hóa chất tách các chất cảm quang chưa đóng rắn

 Các thông số kiểm soát trong quá trình 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.

Tráng rửa

 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

3 Ứng dụng của quang khắc

 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

Ưu và nhược điểm

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