pháp ôxi hoá ẩm với quy trình cụ thể như sau:
Bảng II.6: Thông số quá trình oxi hóa ẩm
Nhiệt độ [°C] Môi trường Thời gian Lưu lượng khí [l/phút]
800-1050 N2 ~ 30 phút 6 1050 N2/H2O Nhiệt độ 80oC 6 giờ 6 1050-800 N2 ~ 30 phút 6 Bước 3: Quang khắc.
Hình II.21: Ba phương pháp quang khắc: (a): Phương pháp tiếp xúc; (b): Phương pháp trường gần; (c): Phương pháp chiếu.
Quang khắc là quá trình truyền hình ảnh từ mặt nạ (mask) lên lớp vật liệu nhạy ánh sáng, gọi là chất cảm quang phủ lên trên bề mặt phiến bán dẫn. Hình ảnh mặt nạ được truyền lên vật liệu nhạy quang phủ trên phiến Silic bằng ánh sáng cực tím (UV). Sử dụng dung dịch hiện hình để tẩy những phần không cần thiết. Vật liệu polymer nhạy quang còn lại trên bề mặt phiến được sử dụng làm lớp bảo vệ cho quá trình ăn mòn.
Mặt nạ là một màng chắn sáng có nhiệm vụ truyền ảnh lên phiến silic cần quang khắc. Mặt nạ được thiết kế trực tiếp trên máy tính bằng một phần mềm phù hợp, ví dụ: Corel Draw, L-edit, Clewin, AutoCAD...
Cảm quang (Photoresists) có hai tính chất là nhạy quang và bền vững với các môi trường axit hoặc kiềm. Có hai loại chất cảm quang là cảm quang dương và cảm
quang âm. Cảm quang dương là loại cảm quang mà trước khi chiếu sáng không hòa tan trong dung dịch hiện hình, nhưng sau khi chiếu sáng hấp thụ bức xạ nên hòa tan được trong dung dịch hòa tan. Cảm quang âm là loại cảm quang hòa tan được trong dung dịch hiện trước khi chiếu sáng và sau khi được chiếu sáng, do được hấp thụ năng lượng tạo thành các chuỗi polymer dài nên không hòa tan được trong dung dịch hiện.
Có ba chế độ quang khắc. Đó là chế độ trường gần, chế độ tiếp xúc (contact) và chế độ chiếu (projection) (Hình II .21). Chế độ trường gần thường được dùng trong các quá trình có giá thành thấp. Chế độ tiếp xúc là chế độ quang khắc trong đó mặt nạ và bề mặt màng cảm quang tiếp xúc với nhau. Quang khắc theo chế độ tiếp xúc thường được dùng trong nghiên cứu. Thiết bị quang khắc của ITIMS cũng dùng phương pháp chiếu này (Hình II .21).
Chế độ quang khắc chiếu có độ phân giải tính theo hệ thức 0,6.n/NA, cũng nằm trong khoảng 0,1 µm tới 1 µm giống quang khắc chế độ tiếp xúc. Trong đó n là chiết suất môi trường quang khắc, NA là độ mở thấu kính. NA phụ thuộc vào chiết suất môi trường và góc chiếu của ánh sáng tới mẫu. Thiết bị dùng chế độ quang khắc này thường được dùng trong công nghiệp sản xuất vi mạch.
Để tạo hình hệ điện cực và lò vi nhiệt, ta sử dụng mặt nạ số 1 (Mask 1) có hình dạng như hình II.2.
a) Hóa chất sử dụng:
- Nước khử ion
- Chất bám dính Primer: HexaMethylDiSilazane (HMDS) - Chất cảm quang dương: FUJIFILM OiR 908-12
- Chất hiện hình: FUJIFILM OPD 4262 b) Thực nghiệm:
Quay phủ chất bám dính HexaMethylDiSilazane (HMDS) theo chu trình 1000 RPM trong 5 giây và 4000 RPM trong 20 giây.
Quay phủ chất cảm quang FUJIFILM OiR 908-12 theo chu trình 1000 RPM trong 5 giây và 4000 RPM trong 20 giây.
Đưa phiến ra nung nhiệt trên Hotplate ở 95 oC trong 90 giây.
Lắp đặt mặt nạ số 1 và phiến Si đã được phủ chất cảm quang vào máy quang khắc và chiếu sáng. Thời gian chiếu sáng 16 giây.
Lấy phiến Si ra, cho vào dung dịch hiện hình FUJIFILM OPD 4262 và lắc đều trong 1 phút. Do sử dụng chất cảm quang dương nên phần chất cảm quang được chiếu sáng sẽ bị đứt và được tẩy đi. Sau đó rửa sạch phiến bằng nước khử ion.
Quan sát bằng kính hiển vi quang học để kiểm tra chất lượng sau quá trình quang khắc.
Hình II.22: Hệ quang khắc trong phòng sạch Viện ITIMS