Phương pháp quang khắc

1. PHƯƠNG PHÁP
QUANG KHẮC
GVHD: NGUYỄN THANH LÂM
SVTH : LÊ THỊ HẢI HÀ 1113537
NGÔ THANH THÚY 1113581

2. MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN
THIẾT
 Tài liệu công nghệ nano:
http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%2
0lop/seminar.html
 https://drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwajNXZWpzdGRTb1Mt
RXdRN0hrZFhiQQ&usp=sharing

3. 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

4. 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

5. 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.

6. 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

7. 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

8. 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

9. QUY TRÌNH QUANG KHẮC

10. 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 150oC đến 200oC 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)

11. 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.

12. Sấy sơ bộ (Soft-Bake) bay hơi dung môi có trong chất cảm quang
Định vị mặt nạ và chiếu sáng
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:
Các phương pháp thực hiên :
Dùng lò đối lưu nhiệt
Dùng tấm gia nhiệt
Dùng sóng viba va đèn hồng ngoại

13. 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

14. 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.

15. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH KHẮC
Thiết bị khắc hình bằng chùm điện tử

16. 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 ( λ~ 10Å )
Sơ đồ hệ thống khắc hình bằng tia X

17. 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

18. 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

19. 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

20. CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE