Phương pháp quang khắc

Phương pháp quang
khắc
GVHD: NGUYỄN THANH LÂM
SVTH : LÊ THỊ HẢI HÀ 1113537
NGÔ THANH THÚY 1113581

MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN THIẾT

Tài liệu công nghệ nano: http://
mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

https://
drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwajNXZWpzdGRTb1MtRXdRN0hrZFhiQQ&usp=sharing
NỘI DUNG TRÌNH BÀY

ĐỊNH NGHĨA

KỸ THUẬT QUANG KHẮC

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

QUY TRÌNH QUANG KHẮC

CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC

ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

ỨNG DỤNG
Định nghĩa
Kĩ thuật sử dụng trong
chi tiết của vật liệu với kích thước và hình dạng xác định

Quang khắc
Photolithography
công nghệ bán dẫn
công nghệ vật liệu
sử dụng bức xạ ánh sáng
chất cảm quang
phủ trên bề mặt vật liệu.
Biến đổi
Kỹ thuật quang khắc
Tập hợp các quá trình quang hóa để tạo hình
Phần tử trên bề mặt của đế có hình dạng kích thước xác định.
Bề mặt của đế sau khi xử lý được phủ lớp cản quang
Tính chất nhạy quang.
Bảo vệ các chi tiết của vật liệu khỏi bị ăn mòn.
Cản quang dương
Cản quang âm
Bị hòa tan
Khi bị ánh sáng chiếu vào
Không bị hòa tan
Bền trong các môi trường kiềm hay axit
Tạo ra các khe rãnh có hình dạng của các chi tiết cần chế tạo.
Cản quang dương Quang khắc bằng cản quang dương
Sau khi tráng rửa:

Vùng chất cản quang không được mặt nạ che bị tan
trong dd tráng rửa.

Những vùng được mặt nạ che sẽ bám dính trên đế.
Vật liệu được bốc bay sẽ bám dính lên đế và lớp chất cản
quang.

Loại bỏ phần VL bám trên chất cản quang, chỉ còn lại lớp vật
liệu bám chắc trên đế.
Vật liệu sẽ được bay bốc lên đế.
Mẫu được cho vào chiếu sáng thông qua mặt nạ.
Phủ chất cản quang dương
Cản quang âm
Sau khi tráng rửa:

Phần cản quang âm được chiếu sáng sẽ không bị ăn
mòn.

Phần cản quang không được chiếu sáng bị ăn mòn để lộ
ra lớp vật liệu.
Vật liệu bám dính sẽ bị ăn mòn bằng chùm tia điện tử.
Loại bỏ lớp cản quang bằng cồn ta thu được phần chi tiết vật
liệu cần tạo bên dưới.
Vật liệu sẽ được bay bốc lên đế.
Mẫu được cho vào chiếu sáng thông qua mặt nạ.
Phủ chất cản quang âm.
Quang khắc bằng cản quang âm
Nguyên lý hoạt động
Được khuếch đại
In các chi tiết cần tạo
Bóng của chùm sáng sẽ có hình
dạng của chi tiết cần tạo.
Hội tụ trên bề mặt phiến
Quy trình quang khắc
Quy trình quang khắc
Làm sạch và khô bề mặt đế
Thổi khí hoặc dòng nước nitơ có áp suất cao, vệ sinh bằng hóa chất.

Sấy ở nhiệt độ từ 150
o
C đến 200
o
C trong 10 phút.
Dùng cọ rửa
Phủ lớp tăng độ bám dính (primer)
Phủ lớp cản quang bằng PP quay li tâm
Đế được quay trên máy quay li tâm trong môi trường chân không
Công thức thực nghiệm để tính độ dày lớp phủ cản quang:
2
kp
t
w
=

k: hằng số của thiết bị quay li tâm (80-100).

p: hàm lượng chất rắn trong chất cảm quang (%).

w: tốc độ quay của máy quay li tâm (vòng/phút)
Sự cố thường gặp trong quá trình phủ lớp cảm quang
Độ dày không đều :
Xuất hiện các đường sọc :
Bề mặt khô không đều.
Các đường biên dày hơn ( có thể dày 20-30 lần )
Do trong chất cảm quang có các hạt rắn có đường kính lớn hơn độ dày lớp phủ.
Sấy sơ bộ (Soft-Bake) bay hơi dung môi có trong chất cảm quang
Định vị mặt nạ và chiếu sáng
H s đ c chi u ánh sáng đ chuy n hình nh lên n n, m t n đ c đ t gi a h th u kính và n n.ệ ẽ ượ ế ể ể ả ề ặ ạ ượ ặ ữ ệ ấ ề

Có 3 ph ng pháp chi u d a vào v trí đ t m t n :ươ ế ự ị ặ ặ ạ
Các phương pháp thực hiên :
Dùng lò đối lưu nhiệt
Dùng tấm gia nhiệt
Dùng sóng viba va đèn hồng ngoại
Tráng rửa
- Chất rửa: xylen
- Chất súc lại: n-butylacetate
- Chất rửa: (NaOH, KOH), nonionic soln (TMAH)
- Chất súc lại: nước.

Cản quang âm:

Cản quang dương
Sấy sau khi hiện ảnh

Làm cho lớp cản quang cứng hoàn toàn.

Tách dung môi ra khỏi chất cản quang.
Các thông số kiểm soát trong quá trình rửa :
•
nhiệt độ
•
thời gian
•
phương pháp
•
hóa chất để rửa
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC
Khắc hình bằng chùm tia điện tử


một phương pháp công nghệ mới

tạo ra các chi tiết cực kỳ nhỏ trong mạch điện tử tích hợp (IC)
Chùm tia điện tử :
chiếu thông qua các “mặt nạ” ( được tạo ra nhờ các thấu kính
điện từ )
truyền hình ảnh của mặt nạ lên đế bán dẫn.

Tạo các chi tiết có độ phân giải cao và kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với
photolithography.
Ưu điểm :

Dễ dàng tạo các chi tiết phức tạp.

Có thể vẽ trực tiếp chi tiết mà không cần mặt nạ như
photolithography.
Hạn chế:

Chậm hơn nhiều so với photolithography.
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC
Thiết bị khắc hình bằng chùm điện tử
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC
Khắc hình bằng tia X

Dùng nguồn bức xạ synchrotron

Các điện tử được gia tốc và chuyển động vòng nhờ các nam châm định hướng trước khi có đủ
năng lượng đến va đập vào các đối âm cực
Làm phát ra tia X

†
Sơ đồ hệ thống khắc hình bằng tia X
PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC
Quang khắc ướt
Được thực hiện bằng cách nhúng hệ trong chất lỏng chiết suất n
Sơ đồ quang khắc ướt
ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM
Ưu điểm :

Chế tạo vi mạch điện tử kích cỡ micromet

Ánh sáng bị nhiễu xạ nên không thể chế tạo được vật liệu nhỏ hơn 50nm
Nhược điểm :
Để chế tạo vật liệu nhỏ hơn 50nm, người ta dùng pp quang khắc chùm tia điện tử
ỨNG DỤNG

Chế tạo vi mạch điện tử trên miếng Si

Chế tạo các linh kiện vi cơ điện tử

Chế tạo các chi tiết vật liệu nhỏ trong nghành khoa học và công nghệ vật liệu
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE