TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ VI ĐIỆN TỬ

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ VI ĐIỆN TỬ
Nhóm 6
GVHD: TS. Nguyễn Minh Ngọc
DANH SÁCH NHÓM
1. Lương Quang Tài 10046681
2. Trần Thanh Tâm 10035161
3. Nguyễn Công Tầng 10044671
4. Đoàn Tấn Thanh 10058581
TÊN ĐỀ TÀI:
•
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. Chuẩn bị bề mặt
2. Ứng dụng chất cản quang
3. Sấy sơ bộ (soft bake)
4. Định vị mặt nạ và phơi sáng
5. Tráng rửa
6. Sấy sơ bộ lần 2 (hard bake)
7. Kiểm tra
8. Phủ lớp bảo vệ
9. 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 (spin-coating).
CHẤT

CẢN QUANG
CẢN QUANG
DƯƠNG: chất
cản quang sau
khi bị ánh sáng
chiếu vào sẽ bị
hòa tan trong
các dung dịch
tráng rửa
CẢN QUANG ÂM:
chất cản quang
sau khi bị ánh
sáng chiếu vào
không bị hòa tan
trong các dung
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 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.

•
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 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.
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