11Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

FOTOLITOGRÁFIAFOTOLITOGRÁFIAÁbrakialakítás vékony SiOÁbrakialakítás vékony SiO22 rétegben rétegben

Nemcsok Anna

Móra Ferenc Gimnázium (Kiskunfélegyháza)

Témavezető: Csikósné Dr Pap Andrea Edit

22Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

MEMS = Micro-Electro-Mechanical SystemsMEMS = Micro-Electro-Mechanical Systems•Si felületi és tömbi megmunkálása nagy tisztaságú térben•3D eszközök kialakítása pl. gázérzékelők, erőmérők, tapintás érzékelő, fluidikai eszközök, stb.•rendkívül sok technológiai lépés, eljárás egymás utáni alkalmazása pl. rétegleválasztás, fotolitográfia, nedves és száraz kémiai marások, ion-implantálás, magas hőmérsékletű oxidáció, stb.

33Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

FotolitográfiaFotolitográfiaFunkciói

• ábrakészítés, mintázat átvitel rétegekre• védelem

Elvárások• méret és alakzat megtartása• reprodukálhatóság

Célkitűzés• fotolitográfiai lépések megismerése• ábra kialakítása vékony (100 nm) SiO2 rétegben

44Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései1. Si egykristály szelet tisztítása

• 20 perc forró HNO3 fürdőben• ioncserélt vízben öblítés• szárítás

2. Termikus oxid kialakítása• 45 perc• 1100 °C• O2 gázban

Kaszkád mosó

Csőkemence

55Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései3. Szárítás (dehidratálás)

• 30 perc• 300 °C• levegőben

4. Fényérzékeny lakk felvitele• HMDS (hexametil-diszilanáz)• fotolakk (szerves)

Légkeveréses kályha

Spin coater

66Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései5. Lakk szárítása

• 30 perc• 95 °C• levegőben

6. Maszk készítése• általában Cr rétegben, üvegen• most vetítő fóliára nyomtatva

77Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései7. Ábra kialakítása a lakkban

• pozitív fotolakk (fényre oldhatóvá válik)• Hg gőz lámpa, 405 nm hullámhossz• kontakt litográfia

Pozícionálás

Levilágítás

88Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései8. Exponált szeleteken

• ábra előhívása• mosása• szárítása

Hengeres plazmamaró

9. Lakkban kialakított ábra beégetése• 30 perc• 110 °C• levegőben

10. Felület hidrofilizálása• O2 plazma (flash) • felület nedvesítésének elősegítése

99Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Fotolitográfia lépéseiFotolitográfia lépései10. Ábra előhívása a SiO2 rétegben (oxid marás)

• NH4F-al pufferolt HF tartalmú oldat• pH = 4.3• marási sebesség 24 °C –on 110 nm/perc

11. Lakk eltávolítása• tömény HNO3 (90 m/m%, füstölgő)

12. Mosás13. Szárítás

1010Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

Pozícionálás Hengeres plazmamaró

Oxidos Si szelet Lakkozott szeletekMaszkok

Lakkba beégetett ábraOxid marás után

Vékony oxidban kialakított kész ábrákVékony oxidban kialakított kész ábrák

1 23

4 5

6

1111Fotolitográfia Fotolitográfia

MFA Nyári Iskola 2013 MFA Nyári Iskola 2013

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

Köszönet Köszönet •az MFA Nyári Iskola szervezőinek a az MFA Nyári Iskola szervezőinek a lehetőségért,lehetőségért,•a MEMS Laboratórium a MEMS Laboratórium munkatársainak a fogadtatásért.munkatársainak a fogadtatásért.

Külön köszönöm Payer Károlyné Külön köszönöm Payer Károlyné Margitkának a lelkes és mindenre Margitkának a lelkes és mindenre kiterjedő segítségét.kiterjedő segítségét.