Bài tiểu luận về quang khắc

Mô tả tổng quan về quá trình quang khắc cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này.

1.1 Giới thiệu

Photopolyme là một loại polyme mà khi hấp thụ ánh sáng thì đặc tính của nó sẽ thay đổi Nguồn quang học để đóng rắn bức xạ có thể là tia cực tím (UV), ánh sáng, laser đã được quan tâm nghiên cứu trong những năm 1990 Những kỹ thuật này dựa trên những phản ứng hóa học đòi hỏi sự kích hoạt của photon trong vùng ánh sáng

UV, khả kiến, hồng ngoại , hay proton Quá trình đóng rắn cũng xảy ra bằng các chuỗi hạt electron, tia X, tia , plasma, sóng siêu âm Photopolyme thường mềm và rất nhạy sáng Các polyme này thường được sử dùng nhiều trong nha khoa, tạo mẫu nhanh trong stereolithography và trong các quá trình in 3D Chất này cũng được sử dụng để sản xuất các hệ thống cảm biến của ADA

1.2 Tổng hợp photopolymer

Photopolyme thường là những hợp chất polyamit mà trong thành phần có nhóm (-CO-NH-) Chúng thường được tổng hợp bằng phương pháp trùng ngưng những amino axit tương ứng

Công thức thu gọn: [ - HN – R – CO - ]n

1.3 Tính chất quang của photopolymer

1.3.1 Năng lượng quang

Khi phân tử chất nhạy quang hấp thụ photon ánh sáng thích hợp nó sẽ bị kích thích tạo gốc tự do xúc tác phản ứng quang hóa Phản ứng quang hóa này xảy ra theo các hình thức: oxy hóa, khử, phân hủy, cộng hợp, trùng hợp hoặc dime hóa, tạo liên kết ngang…

Hình 1.1: Quang phổ phát xạ mặt trời

Ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì có năng lượng càng cao

Khi chiếu xạ quang, mỗi nguyên tử hay phân tử chỉ hấp thụ một photon, vì vậy, nếu chiếu ánh sáng có bước sóng dài, năng lượng thấp, thì mặc dù có chiếu với cường

độ lớn bao nhiêu đi nữa thì phản ứng quang hóa cũng không xảy ra Chính vì vậy, các loại đèn có bức xạ sóng ngắn như đèn halozen, đèn siêu cao áp thủy ngân, đèn

hồ quang, đèn xenon và đặc biệt là bức xạ mặt trời thường được sử dụng làm nguồn cho các phản ứng quang hóa

Hình 1.2 Đèn xenon

Hình 1.3 Đèn halogen

1.3.2 Các phản ứng quang hóa trong photopolymer

 Trùng hợp quang

 Chất khơi mào quang

Chất khơi mào quang (PI) Al

Al là gốc tự do, cation hoặc anion

Al + monome (M) Sự polyme hóa

 Trùng hợp quang cation

Các hợp chất có cấu trúc vòng, ete, vinyl ete, ortho este, vòng sulfide đều có khả năng trùng hợp cation Phản ứng trùng hợp quang cation tiến hành bởi những chất khơi mào quang cation

 Khơi mào quang cation

- Các muối onium

ArmZ+MXn- Z = I, N2, S, Se

Ar3S+MXn- Ar2S + HMXn + những chất khác

Axit Lewis: (MXn-1): BF3, PF5, SbF5, SnCl4, FeCl3,

- Các muối aryl diazonium

ex, ArN2SbF6 ArF + SbF5 + N2

- Các muối diaryl Iodonium

Ar2I+MXn- ArI + Ar-• + S• + HMXn

SH: Trong dung môi cho proton H+

Axit Lewis: HMXn: HBF4, HPF6, HSbF6, HAsF6, HOSO2CF3

 Cơ chế của quá trình trùng hợp cation

- Quá trình kích hoạt quang

Ar2I+MXn- [Ar2I+MXn-]*

hv

hv

SH

[Ar2I+MXn-]* ArI+• + Ar• + MXn

Tương tác dung môi

ArI+• + S – H ArI+ – H + S•

- Mất proton

ArI+ – H Ar – I + H+

 Sự tạo cầu liên kết ngang quang

Những hợp chất trong phân tử có cấu trúc như maleimid, chalcone, coumarine, cinnamoyl, acetylene, thyine….khi có tác dụng ánh sáng tử ngoại dể dàng tạo hợp chất dime

- Dime từ axit cinnamic

Khi cho chất cinnamoyl clorit tác dụng với polyvinylalcol, ta nhận được polyvinylcinnamat Polyvinylcinnamat khi có tác dụng của ánh sáng tử ngoại, liên kết đôi trong phân tử phản ứng với nhau tạo thành hợp chất dime.Lợi dụng tính chất này, hãng Kodak đã chế tạo thành công photoresit mang tên Kodak photoresist (KPR:1945) Để tăng độ nhạy sáng của chất photoresit này , người ta cho thêm chất tăng nhạy quang như các chất: 5 – nitroacenaphthene, p, p, - tetramethylamino – benzophenone Khi có các chất tăng nhạy quang, độ nhạy sáng của photoresist tăng lên 100 – 500 lần

- Quá trình quang hóa bởi hợp chất dicromat

Hợp chất dicromat khi có tác dụng của ánh sáng, crom(VI) chuyển thành crom(III)

và tạo mạng với polyme nền như PVA hay gelatin trở thành hợp chất không tan trong nước Lợi dụng tính chất này, người ta chế tạo ra cảm quang âm từ gelatin hay PVA với muối bicromat Cảm quang loại này thường được ứng dụng trong công nghệ in hoa trên vải

PVA + dicromat

Gelatin + dicromat

Tạo liên kết ngang bởi sự liên hợp

 Phân hủy quang

- Phân hủy quang của muối diazonium

Hợp chất diazo khi có tác dụng của ánh sáng tử ngoại, dể bị phân hủy giải phóng nitơ, tạo thành radical kém bền Radical này dể phản ứng với môi trường xung quanh như hơi nước, hơi clo… Tạo thành hợp chất khó tan hơn muối diazo Lợi dụng tính chất này, người ta chế tạo ra một số loại photoresist

KPR

p – diazodiphenylamine X=HSO4-, TsO-

- Phân hủy quang của nhóm o-Napthoquinone diazide [DNQ]

Phân hủy quang của nhóm o-Naphthoquinone diazide đã được nghiên cứu từ lâu Khi bị chiếu sáng, liên kết diazo bị phân hủy, giải phóng nitơ và tác dụng với môi trường chuyển hóa thành axitcacboxylic Hợp chất này có khả năng tan trong môi trường kiềm

- Phân hủy nhóm aryl azid

Các hợp chất hữu cơ azid rất dể bị phân hủy quang, tạo thành hợp chất trung gian nitren

- Các polyme có khả năng suy biến quang

Một số loại polyme rất dễ bị phân hủy khi có tác dụng của ánh sáng như tia tử ngoại, tia điện tử, tia X Lợi dụng tính chất này người ta chế tạo ra một số loại photoresit

1.4 Ứng Dụng

Photopolymer được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực sơn, màng phủ, vecni trên các nền gỗ, kim loại, nhựa, Ngoài ra còn được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp hình ảnh, công nghệ in ấn, điện tử

2 Công nghệ Quang Khắc

2.1 Quang Khắc

2.1.1 Định nghĩa

Quang khắc hay photolithography là kỹ thuật sử dụng trong công nghệ bán dẫn

và công nghệ vật liệu nhằm tạo ra các chi tiết của vật liệu và linh kiện với hình dạng

và kích thước xác định bằng cách sử dụng bức xạ ánh sáng làm biến đổi các chất cảm quang phủ trên bề mặt để tạo ra hình ảnh cần tạo Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong công nghiệp bán dẫn và vi điện tử, nhưng không cho phép tạo các chi tiết nhỏ do hạn chế của nhiễu xạ ánh sáng, nên được gọi là quang khắc micro (micro lithography)

Đến 1935, Louis Minsk của Eastman Kodak đã phát triển chất cảm quang âm đầu tiên (negative photo-resist)

Đến 1940, Otto Suess của Kalle Div đã phát triển chất cảm quang dương đầu tiên (positive photo-resist)

In thạch bản Được phát minh bởi Alois Senefelder vào 1796 Chụp ảnh Được phát minh bởi Nicéphore Niépce1826

Quang khắc

Được phát minh bởi Louis Poitevin 1855

Louis Minsk của Eastman Kodak đã phát triển chất cảm quang âm đầu tiên 1935

Otto Suess of Kalle Div đã phát triển chất cảm

2.1.2 Kỹ thuật quang khắc

Quang khắc là tập hợp các quá trình quang hóa nhằm thu được các phần tử trên bề mặt của đế có hình dạng và kích thước xác định Như vậy, quang khắc sử dụng các phản ứng quang hóa để tạo hình

Bề mặt của đế sau khi xử lý được phủ một hợp chất hữu cơ gọi là chất cảm quang

(photoresist) Chất cảm quang có tính chất nhạy quang, bền trong các môi trường

kiềm hay axit Cảm quang có vai trò bảo vệ các chi tiết của vật liệu khỏi bị ăn mòn dưới các tác dụng của ăn mòn hoặc tạo ra các khe rãnh có hình dạng của các chi tiết cần chế tạo Cảm quang thường được phủ lên bề mặt tấm bằng kỹ thuật quay phủ

(spin-coating)

Cảm quang được phân làm 2 loại :

 Cảm quang dương: Chất cảm quang sau khi bị ánh sáng chiếu vào sẽ bị hòa tan trong các dung dịch tráng rửa

 Cảm quang âm: Chất cảm quang sau khi ánh sáng chiếu vào thì không bị hòa tan trong các dung dịch tráng rửa

Hình 2.1 Quy trình chế tạo vi linh kiện bằng kỹ thuật liff-off và kỹ thuật ăn mòn

 Kỹ thuật liff-off

Kĩ thuật liff - off (Quang khắc bằng chất cảm quang dương): Chất cảm quang dương sau khi được phủ trên đế được chiếu sáng thông qua mặt nạ Những vùng chất cảm quang không được mặt nạ che (bị chiếu sáng) sẽ bị biến đổi tính chất, tan được trong dung dịch tráng rửa Còn lại những vùng được mặt nạ che (không bị chiếu sáng) sẽ bám dính trên đế Tiếp đó vật liệu được bốc bay (bằng phương pháp phún xạ, …) sẽ bám dính lên đế và lớp chất cảm quang Sau đó phần vật liệu bám trên chất cảm quang sẽ bị loại bỏ (liff-off) bằng cách cho mẫu vào rung siêu âm trong acetone Phần vật liệu bám trên chất cảm quang cùng lớp cảm quang này sẽ bị rửa trôi, chỉ còn lại lớp vật liệu bám chắc trên đế

 Kỹ thuật ăn mòn

Kĩ thuật ăn mòn (Quang khắc bằng cảm quang âm): Là sự ngược lại của quy trình quang khắc dương Ban đầu vật liệu sẽ được bay bốc lên đế, sau đó phủ chất cảm quang âm Mẫu được cho vào chiếu sáng thông qua mặt nạ , những vùng cảm quang không được chiếu sáng sẽ tan trong dung dịch tráng rửa, chỉ còn lại những vùng cảm quang bị chiếu sáng Sau đó phần vật liệu bám dính trên đế sẽ bị ăn mòn bằng chùm tia điện tử , lớp chất cảm quang còn lại sẽ bị rửa trôi bằng cồn để lại phần chi tiết vật liệu cần tạo bên dưới

Việc ăn mòn vật liệu bám dính trên đế khó và phức tạp hơn việc rửa trôi lớp cảm quang đóng rắn rất nhiều vì quy trình ăn mòn là quy trình bắn phá các điện tử lên bề mặt mẫu Vì vậy, nếu không kiểm soát tốt quy trình này thì các hạt điện tử có thể bắn phá đế gây ra thủng đế Trong kĩ thuật liff - off ngoài việc sử dụng cảm quang dương cho mặt nạ dương người ta còn dùng cả tính chất âm của cảm quang âm (photoresist revert) cho mặt nạ âm

2.1.3 Nguyên lý hệ quang khắc

Một hệ quang khắc bao gồm một nguồn phát tia tử ngoại, chùm tia tử ngoại này được khuếch đại rồi sau đó chiếu qua một mặt nạ (photomask) Mặt nạ là một tấm chắn sáng được in trên đó các chi tiết cần tạo (che sáng) để che không cho ánh sáng chiếu vào vùng cảm quang, tạo ra hình ảnh của chi tiết cần tạo trên cảm quang biến đổi Sau khi chiếu qua mặt nạ, bóng của chùm sáng sẽ có hình dạng của chi tiết cần tạo, sau đó nó được hội tụ trên bề mặt phiến đã phủ cảm quang nhờ một hệ thấu kính hội tụ

- Chuyển hình ảnh từ mặt nạ lên photoresist

- Rửa, tạo hình ảnh lên photoresist

- Ăn mòn lớp oxit bên dưới photoresist và tách lớp photoresist

Hình 2.3 Các giai đoạn cơ bản của quang khắc

2.2 Quy trình quang khắc

Hình 2.4 mô tả các bước trong quy trình quang khắc

Hình 2.4 Các bước trong quy trình quang khắc

Trên bề mặt các wafer thường có ẩm do đó cần phải loại bỏ bằng cách gia nhiệt

ở khoảng 150~200oC trong thời gian khoảng 10 phút

Bước 2 : Phủ lớp tăng cường độ bám dính ( Primer):

Vai trò của lớp này là làm tăng khả năng kết dính giữa đế và chất cảm quang Lớp tăng cường độ bám dính thường sử dụng là HMDS (hexamethyldislazane)

Bước 3: Phủ lớp cảm quang

Tùy theo quy mô và điều kiện thực tế thì có nhiều phương pháp để phủ lớp cảm quang như : phương pháp quay li tâm, phương pháp phun, phương pháp nhúng vào , phương pháp tráng nhờ vào trục lăn Nhưng phương pháp sử dụng phổ

biến nhất trong quang khắc là phương pháp quay li tâm

Ở giai đoạn này đế được quay trên máy li tâm trong môi trường chân không Các thông số kiểm soát trong giai đoạn này:

với k: hằng số của thiết bị quay spinner (80-100)

p: hàm lượng chất rắn trong resist (%)

w: tốc độ quay của spinner (vòng/1000)

Hình 2.5 Sơ đồ hệ quay li tâm để phủ lớp Photoresist

Các sự cố thường gặp trong quá trình phủ lớp photoresist:

Độ dày không đều

Bề mặt khô không đều, các đường biên dày hơn (có thể dày hơn 20-30 lần)

Có thể đặt 1 vòng tròn ở đường biên

Dùng dung môi phun lên lớp biên để hoàn tan

Xuất hiện các đường sọc Do trong photoresist có các

hạt rắn có đường kính lớn hơn độ dày lớp phủ

Làm sạch photoresist trước khi quay phủ

Dày ở đường biên

Bước 4 : Sấy sơ bộ Pre-Baking (Soft-Baking)

Mục đích: làm bay hơi dung môi có trong photoresist Trong quá trình sấy độ dày lớp phủ sẽ giảm khoảng 25%

 Phương pháp thực hiện:

Dùng lò đối lưu nhiệt Dùng tấm gia nhiệt Dùng lò Viba và đèn hồng

ngoại Nhiệt độ: 90 – 100oC

Thời gian : 20 phút

Nhiệt độ : 85 – 95 oC Thời gian : 45 giây

Bước 5: Định vị mặt nạ và chiếu 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 photoresist khoảng cách nhỏ

- Mặt nạ đặt cách xa photoresist, ánh sáng được chiếu qua hệ thấu kính

Đường sọc trên bề mặt

Các vết bẩn trên mặt nạ sẽ

in lên phototresit Mặt nạ đặt cách

Độ lặp lại của hình ảnh kém Mặt nạ đặt cách xa

photoresist

Độ phân giải rất cao: < 0.07

m) Không gây hư hỏng mặt nạ

Giá thành cao

Bị ảnh hưởng của nhiễu xạ

Bước 6: Tráng rửa

Dùng hóa chất tách các chất cảm quang chưa đóng rắn Tỷ lệ hòa tan của vùng

chiếu và vùng không được chiếu là 4:1 Do đó cảm quang dương nhạy hơn cảm

quang âm Phương pháp rửa bao gồm hai phương pháp: phương pháp nhúng (đưa

trực tiếp dung dịch rửa) và phương pháp phun

- Chất rửa : Xylen

- Chất rửa lại : n- butylacetate

- Chất rửa: (NaOH, KOH), nonionic soln (TMAH)

- Chất súc lại: nước

Các thông số kiểm soát trong quá trình rửa: nhiệt độ, thời gian, phương pháp và hóa

chất để rửa

Hình 2.7 Kiểm soát nhiệt độ rửa

Hình 2.8 Phương pháp rửa

Phương pháp rửa:

- Phương pháp nhúng: đưa trực tiếp dung dịch rửa

- Phương pháp phun

Bước 7: Sấy khô Post-Baking ( Hard-Baking)

Mục đích: làm cho photoresist cứng hoàn toàn, đồng thời tách toàn bộ dung môi ra khỏi resist

Under

exposure

Over

exposure

- Nhiệt độ: 49-54oC

- Thời gian: 30 phút

Bước 8 : Ăn mòn Etching

Có hai loại ăn mòn:

- Ăn mòn ướt : sử dụng đối với chi tiết có độ phân giải > 3m

- Ăn mòn khô : sử dụng đối với chi tiết có độ phân giải < 3m

- 1 thùng chứa hóa chất để hòa tan resist chưa đóng rắn

- 1 mặt nạ Mặt nạ này có tác dụng giữ hình ảnh đúng theo yêu cầu Mặt không tan trong dung môi hoặc tan chậm hơn rất nhiều so với phần resist chưa đóng rắn

Nhược điểm của phương pháp:

- Ăn mòn đều không có định hướng nên dễ ăn mòn vào lớp oxit bên dưới lớp photoresist Do đó tạo hình ảnh không đúng với yêu cầu

- Hóa chất sử dụng chủ yếu là các acid nên phải quan tâm đến tác động đến môi trường

 Ăn mòn khô

Ưu điểm:

- Ăn mòn có định hướng

Có thể chia thành các loại sau:

- Dùng ion hoạt hóa (RIE): có 1 dòng khí được đưa vào buồng từ phía trên và được hút ra dưới đáy bằng bơm Khí sử dụng tùy thuộc vào tính chất của photoresist Những khí này được sử dụng để tạo ra plasma bằng nguồn điện có tần

số radio 13.56 MHz và vài trăm wat Plasma được tạo thành khi khí bị ion hóa Khi

đó, vòng kẹp wafer bắt đầu tích điện âm, trong khi khí tích điện dương Sự khác biệt

về điện thế làm cho ion khí di chuyển đến vòng kẹp và nguyên liệu và xảy ra phản ứng hóa học Các ion dương cũng gây ăn mòn Phần ăn mòn hóa học tạo ra sự ăn mòn đẳng hướng còn ăn mòn tự nhiên sẽ có tác dụng ăn mòn có định hướng Các thông số cần kiểm soát trong phương pháp này là: áp suất suất, lưu lượng khí và công suất RF

Hình 2.9 Cấu tạo buồng RIE

- Dùng hơi để ăn mòn Tuy nhiên phương pháp này chỉ dùng để ăn mòn silic Phương pháp này tương tự như phương pháp dùng ion, khác biệt duy nhất là các ion không phản ứng với nguyên liệu được ăn mòn

Bước 9: Tách lớp photoresist tripping

Màn hình LCD được rửa và sấy khô Dùng dung dịch kiềm hoặc khí để hòa tan photoresist và dùng một lớp khác để chuyển hình ảnh lên màn hình

 Dùng hóa chất tách photoresist:

Sử dụng hóa chất nóng hòa tan photoresist

Các hóa chất thường sử dùng: acid sulfuric, acid phosphoric và hydrogen peroxide

Ưu điểm: tách photoresist nhanh

Nhược điểm: giá thành hóa chất cao, tác động đến môi trường

 Phương pháp khô (dùng khí)

Phương pháp này không độc hại do sử dụng khí oxy plasma để oxy hóa hoàn toàn photoresist nên còn được gọi là tro hóa photoresist Lượng khí tạo thành sẽ được tách bằng bơm chân không

CxHy (resist) + O2  CO + CO2 + H2O

Phương pháp tốt nhất là sử dụng hơi isopropyl alcohol có độ tinh khiết >70% được gia nhiệt từ 80-100oC Khi đó tách photoresit được tách ra và tạo bề mặt sạch

2.3 Quy trình chế tạo các thành phần hệ quang khắc

2.3.1 Nguồn sáng

Quang khắc sử dụng ánh sáng cực tím từ các bóng đèn thủy ngân hoặc đôi khi kết hợp với các loại khí hiếm như xenon.Từ đầu những năm 1960 đến giữa những năm

1980, đèn Hg đã được sử dụng trong in thạch bản ở các vạch phổ 436 nm

("G-line"), 405nm ("H-line") và 365nm (I-line " )

Tuy nhiên, ngày nay đèn thủy ngân với các bước sóng như trên không còn phù hợp với công nghiệp bán dẫn do nhu cầu cao về độ phân giải và số lượng nhiều hơn Những yêu cầu về đèn thủy ngân sử dụng trong quang khắc phải đáp ứng các yêu cầu về:

Bảng 1 : Bảng liệt kê nguồn sáng được sử dụng trong quang khắc

Tia laser excimer: đây là loại tia được sử dụng trong in thạch bản trên toàn thế giới trong ngành sản xuất vi điện tử được nghiên cứu và trình diễn tại IBM Kanti Jain vào1982 Nó cho phép các tính năng dùng để sản xuất chip kích thước từ 0,5 micromet (năm 1990) đến 45 nanometers (năm 2010) Người ta sử dụng phổ biến các thiết bị laser Excimer cực tím sâu trong hệ thống in thạch bản là fluoride Krypton laser ở bước sóng 248 nm và fluoride argon laser ở bước sóng 193 nm

Nguồn Tên Bước sóng (nm) Kích thước đặc

 Đèn thủy ngân

Từ lâu, trong quang khắc đã sử dụng ánh sáng cực tím từ các bóng đèn thủy ngân, đôi khi kết hợp với các loại khí hiếm như xenon Những bóng đèn tạo ra ánh sáng qua một quang phổ rộng với những đỉnh lớn trong phạm vi tia cực tím chiếu Quang phổ này sẽ được lọc và lựa chọn một đường quang phổ duy nhất Từ đầu những năm 1960 đến giữa những năm 1980, đèn Hg đã được sử dụng trong in thạch bản ở các vạch phổ 436 nm ("G-line"), 405nm ("H-line") và 365nm (I-line " )

Tuy nhiên, với nhu cầu của ngành công nghiệp bán dẫn thì cần cả hai yếu tố là độ chính xác cao hơn (để sản xuất chip dày đặc hơn và nhanh hơn) và số lượng nhiều hơn (đối với chi phí thấp hơn), đèn dựa trên các thiết bị in thạch bản không còn có thể đáp ứng các yêu cầu cho sự phát triển của ngành công nghiệp

 Tia laser Excimer

Năm 1982, in thạch bản bằng tia laser excimer đã được nghiên cứu và trình diễn tại IBM Kanti Jain và tia laser excimer trong máy in thạch bản được sử dụng trên toàn thế giới trong sản xuất vi điện tử In thạch bản tia laser excimer là 1 yếu tố rất quan trọng trong các trước tiếp tục của Định luật Moore, cho phép các tính năng dùng để sản xuất chip kích thước từ 0,5 micromet (năm 1990) đến 45 nanometers (năm 2010) Người ta sử dụng phổ biến các thiết bị laser Excimer cực tím sâu trong hệ thống in thạch bản là fluoride Krypton laser ở bước sóng 248 nm và fluoride argon laser ở bước sóng 193 nm

2.3.2 Đế ( wafer)

2.3.1.1 Khái niệm

Đế là một miếng mỏng được làm từ vật liệu bán dẫn, được sử dụng trong sản xuất

IC và các thiết bị có kích thước ở cấp độ micro khác Hai vật liệu thường dung để sản xuất đế bao gồm: silic và GaAs

2.3.1.2 Quy trình sản xuất đế

hành như sau:

Bước 1: Cát được nung ở nhiệt độ 16000C- vừa trên điểm nóng chảy

Bước 2: Các hạt tinh thể silic tinh khiết được cho vào bồn cát nóng chảy

Bước 3: Các hạt được kéo ra với tốc độ chậm khi nó được xoay kết quả là hình thành một khối silic hình trụ hay còn được gọi là thỏi

Bước 4: Các thỏi này sẽ được cắt thành những tấm đế rất mỏng

Bước 5: Các đế này được làm bóng cho tới khi nó thật nhẵn bóng và độ dày đạt khoảng 5 nm

2.3.1.3 Quy trình làm đế cho quang khắc

Đế là thành phần rất quan trọng trong quá trình quang khắc, trong quá trình quang khắc các đế được phơi sáng và được lặp lại chỉ một lần cho mỗi mặt nạ Quy trình làm đế cho quang khắc được tiến hành qua các bước cơ bản sau:

 Tráng lớp nhạy quang

Đế được tráng có độ dày đồng nhất với một chất lỏng nhạy sáng gọi là chất cảm quang (photo-resist), tốc độ quay được áp dụng cho việc tráng từ 1500 đến 8000 rpm

Độ dày của lớp tráng nằm trong phạm vi từ 0.5 đến 2 µm Tuy nhiên độ dày mà chúng ta thường cần là khoảng 5 nm

Tiếp theo đó đế sẽ được nung để làm khô lớp chất cảm quang Quá trình này được gọi là sấy sơ bộ (soft baking) Nguyên nhân là sau khi tráng lớp cảm quang lượng dung môi hữu cơ sẽ tăng lên 15% cho nên cần phải loại bỏ chúng bằng việc sấy sơ

bộ ở nhiệt độ từ 75 đến 1000C trong khoảng 10 phút Việc sấy sơ bộ này sẽ giúp đế của chúng ta cải thiện 2 vấn đề sau:

 Giảm ứng suất