Quang khắc

Chia sẻ: Chu Hoang Hoang | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:18

0
170
lượt xem
95
download

Quang khắc

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Quang khắc và Kỹ thuật quang khắc (photolithography )...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Quang khắc

  1. Quang khắc
  2. Kỹ thuật quang khắc (photolithography ) • Ứng dụng: – Chế tạo vật liệu – Linh kiện (MEMS) kích thước nhỏ (micrô) – Vi mạch điện tử với hình dạng xác định •  Nguyên lý hoạt động: – Sử dụng bức xạ ánh sáng làm biến đổi các chất cảm  quang phủ trên bề mặt để tạo ra hình ảnh cần tạo 
  3. Photolithography PR: photoresist Thuốc hiện: Developer Nước khử Ion: DI Water Các hóa chất ăn mòn: NaOH; KOH: HNO3; HF… Phòng sạch: Cleaning Room - What????????
  4. Quang khắc âm và dương
  5. Thiết bị quang khắc
  6. Kỹ Thuật So Mask (Mask Alignment)
  7. Cấu tạo hệ quang khắc 1. Nguồn phát tia tử ngoại 2. Bộ khuyếch đại chùm tia  tử ngoại  3. Mặt nạ (photomask).  Mặt nạ là một tấm chắn  sáng được in trên đó các  chi tiết cần tạo  4. Thấu kính hội tụ để hội  tụ chùm ánh sáng đi ra  từ mặt nạ chiếu vào bề  mặt phiến cần tạo 5. Đế là phiến Si đã phủ các  lớp vật liệu và một lớp  cảm quang. 
  8. Một số thuật ngữ • Mặt nạ: là một tấm thủy tinh có hình ảnh.  Hình ảnh được tạo bằng cách ăn mòn có  chọn lọc lớp crom mỏng (khoảng 70 nm)  phủ trên tấm thủy tinh tạo vùng tối và  vùng sáng. Khi chiếu ánh sáng qua chỗ nào  không có crom thì cho ánh sáng đi qua,  chỗ nào có crom sẽ cản ánh sáng.  • Lớp cảm quang: là các chất hữu cơ bị rửa  trôi hoặc ăn mòn dưới các dung dịch tráng  rửa – Cản quang dương: Là cản quang có tính  chất biến đổi sau khi ánh sáng chiếu vào sẽ  bị hòa tan trong các dung dịch tráng rửa.  – Cản quang âm: Là cản quang có tính chất  biến đổi sau khi ánh sáng chiếu vào thì  Cr không bị hòa tan trong các dung dịch tráng  rửa.  • Dung dịch tráng rửa: Dung môi hữu cơ có  khả năng hòa tan vật liệu cảm quang
  9. Qui trình Quang khắc  1. Xử lý bề mặt của đế  1. Phủ chất cản quang (photoresist)  bằng kỹ thuật quay phủ (spin­ coating).  2. Chiếu chùm AS qua mặt nạ chắn  sáng, chùm tia sẽ hội tụ in trên đế  đã phủ cản quang tạo ra hình ảnh  của chi tiết cần tạo.  1. Chỉ có vùng cảm quang dương  được chiếu sáng sẽ bị thay đổi  tính chất =>  bị hòa tan trong  dung dịch tráng rửa. Tráng rửa  loại bỏ vùng cản quang đã bị  chiếu sáng tạo ra hình dáng theo  mặt nạ chắn sáng 1. Phủ các lớp vật liệu cần tạo lên  trên  2. Loại bỏ lớp cản quang dư bằng  cách hòa tan trong dung môi hữu  cơ => chỉ còn phần vật liệu có  hình dạng như đã tạo 
  10. Qui trình kỹ thuật “lift­off” 1. Xử lý bề mặt của đế  1. Phủ chất cản quang dương lên đế 2. Chiếu chùm điện tử hội tụ trên đế để  làm thay đổi tính chất lớp cản quang  theo hình của chi tiết cần tạo.  1. Phần bị chiếu chùm điện tử sẽ bị thay  đổi tính chất =>  bị hòa tan trong dung  dịch tráng rửa. Tráng rửa loại bỏ vùng  cản quang đã bị chiếu 1. Phủ các lớp vật liệu cần tạo lên trên  2. Loại bỏ lớp cản quang dư bằng cách  hòa tan trong dung môi hữu cơ => chỉ  còn phần vật liệu có hình dạng như đã  tạo 
  11. Qui trình kỹ thuật ăn mòn 1. Xử lý bề mặt của đế  2. Phủ vật liệu cần tạo lên đế 1. Phủ tiếp lớp cản quang âm lên đế 2. Chiếu chùm điện tử hội tụ trên đế để làm  thay đổi tính chất lớp cản quang theo hình  của chi tiết cần tạo.  1. Phần bị chiếu chùm điện tử sẽ bị thay đổi  tính chất =>  không bị hòa tan trong dung  dịch tráng rửa => bảo vệ phần vật liệu bên  dưới.  2. Tráng rửa loại bỏ vùng cản quang không đã  bị chiếu 3. Đưa vào buồng ăn mòn, phần vật liệu không  có cản quang sẽ bị ăn mòn. Phần được bảo  vệ được giữ lại có hình dạng của cản quang.  1. Loại bỏ lớp cản quang dư bằng cách hòa tan  trong dung môi hữu cơ => chỉ còn phần vật  liệu có hình dạng như đã tạo 
  12. Qui trình ăn mòn • Ăn mòn khô (dry etching):  • Ăn mòn ướt (wet etching):  – Sử dụng các plasma hoặc hỗn  – dùng các dung dịch hóa chất  hợp khí có tính phá hủy mạnh  để hòa tan vật liệu... (CH4/O2/H2, F2...) – Ăn mòn theo tất cả các  hướng – Ưu điểm: Ăn mòn có định  hướng
  13. Kỹ thuật quang khắc (photolithography ) • Ưu điểm: – Chế tạo kích thước micro – Rẻ tiền, nhanh – Sử dụng phổ biến trong công nghiệp – Kích thước nhỏ nhất là 50 nm • Hạn chế: – Ánh sáng bị nhiễu xạ nên không thể hội tụ chùm sáng  xuống kích cỡ quá nhỏ – Không thể chế tạo các chi tiết có kích thước nano – Để chế tạo các chi tiết nhỏ 
  14. khắc chùm điện tử
  15. Kỹ thuật khắc hình bằng chùm điện tử (EBeam) • Ứng dụng: – Chế tạo vật liệu – Linh kiện (NEMS) kích thước nhỏ (nanô) – Vi mạch điện tử với hình dạng xác định •  Nguyên lý hoạt động: – Sử dụng chùm điện tử năng lượng cao hội tụ làm  biến đổi các chất cảm quang phủ trên bề mặt để tạo  ra hình ảnh cần tạo 
  16. Thiết bị quang khắc chùm điện tử
  17. Cấu tạo hệ quang khắc chùm điện tử 1. Nguồn phát chùm điện tử có  năng lượng cao  2. Thấu kính từ để khuyếch  đại khuếch đại và thu hẹp  chùm điện tử  3. Cuộn dây điều khiển để  quét điện tử chính xác theo  chi tiết cần tạo  4. Sau khi được điều khiển,  chùm điện tử được chiếu  trực tiếp lên bề mặt mẫu cần  tạo mà không cần mặt nạ  tạo hình  5. Hai phương pháp: • Kỹ thuật "loại bỏ“ (lift­off) • Kỹ thuật ăn mòn (etching) 
  18. Kỹ thuật quang khắc chùm điện tử  • Ưu điểm: – Chế tạo kích thước nanô – Chậm, đắt tiền – Có thể tạo các chi tiết có độ phân giải cao và kích thước  nhỏ hơn rất nhiều so với quang khắc (vài nanô) – Dễ dàng tạo các chi tiết phức tạp.  – Không cần mặt nạ  • Hạn chế: – Phương pháp EBL chậm hơn nhiều so với quang khắc – Đắt tiền

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản