1. Quang khắc là gì?

1. What is photolithography?

Quang khắc (photolithography) là kỹ thuật dùng ánh sáng để truyền một hoa văn (pattern) mạch điện từ mặt nạ (photomask) lên bề mặt silicon wafer đã phủ lớp cảm quang. Đây là công đoạn được lặp lại hàng chục lần để xây dựng các lớp transistor và dây dẫn của một con chip.

Photolithography is a technique that uses light to transfer a circuit pattern from a photomask onto the surface of a silicon wafer coated with a light-sensitive layer. This step is repeated dozens of times to build up the transistor and interconnect layers of a chip.

2. Các bước chính của quy trình quang khắc

2. The main photolithography steps

1. Làm sạch & xử lý bề mặt: wafer được làm sạch và phủ lớp kết dính (HMDS) để photoresist bám tốt.
2. Phủ photoresist: nhỏ photoresist rồi quay ly tâm (spin coating) để tạo màng mỏng đều.
3. Sấy sơ bộ (soft bake): làm bay dung môi, ổn định màng resist.
4. Phơi sáng (exposure): chiếu tia UV qua photomask; vùng được chiếu thay đổi tính tan.
5. Hiện hình (development): dung dịch developer (TMAH) rửa đi phần resist tan, để lại hoa văn.
6. Ăn mòn (etching): khắc hoa văn xuống lớp vật liệu bên dưới bằng etchant (ướt) hoặc plasma (khô).
7. Tách resist (strip): loại bỏ photoresist còn lại bằng dung môi (acetone) hoặc plasma.

1. Cleaning & surface prep: the wafer is cleaned and coated with an adhesion promoter (HMDS) so resist sticks well.
2. Photoresist coating: resist is dispensed and spin-coated into a uniform thin film.
3. Soft bake: evaporates solvent and stabilizes the resist film.
4. Exposure: UV light is projected through the photomask; exposed areas change solubility.
5. Development: a developer (TMAH) washes away the soluble resist, leaving the pattern.
6. Etching: the pattern is transferred into the underlying layer using wet etchant or plasma (dry).
7. Resist strip: remaining photoresist is removed with solvent (acetone) or plasma.

3. Photoresist dương và âm

3. Positive vs. negative photoresist

Với photoresist dương, vùng bị chiếu sáng trở nên dễ tan và bị rửa đi — hoa văn giống hệt mặt nạ. Với photoresist âm, vùng bị chiếu sáng cứng lại và giữ lại — hoa văn ngược với mặt nạ. Photoresist dương cho độ phân giải cao hơn nên phổ biến trong sản xuất chip hiện đại.

With positive photoresist, the exposed area becomes soluble and is washed away — the pattern matches the mask. With negative photoresist, the exposed area hardens and stays — the pattern is the inverse of the mask. Positive resist offers higher resolution and dominates modern chip fabrication.

4. Hoá chất & vật liệu liên quan

4. Related chemicals & materials

Một chu trình quang khắc cần nhiều vật tư độ tinh khiết cao: silicon wafer làm nền, photoresist, developer TMAH, etchant (BOE), dung dịch CMP để làm phẳng giữa các lớp, và dung môi làm sạch như acetone. Digifund cung cấp đầy đủ các vật liệu và hoá chất này.

A lithography cycle requires many high-purity supplies: the silicon wafer substrate, photoresist, TMAH developer, etchant (BOE), CMP slurry to planarize between layers, and cleaning solvents such as acetone. Digifund supplies this full range of materials and chemicals.