FOTOLITOGRÁFIA Ábrakialakítás vékony SiO 2 rétegben Nemcsok Anna

1. FOTOLITOGRÁFIA Ábrakialakítás vékony SiO2 rétegben Nemcsok Anna Móra Ferenc Gimnázium (Kiskunfélegyháza) Témavezető: Csikósné Dr Pap Andrea Edit

2. MEMS = 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.

3. Fotolitográfia • Funkciói • ábrakészítés, mintázat átvitel rétegekre • védelem • Elvárások • méret és alakzat megtartása • reprodukálhatóság • Célkitűzés • fotolitográfiai lépések megismerése • ábra kialakítása vékony (100 nm) SiO2 rétegben

4. Fotolitográfia lépései • 1. 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

5. Fotolitográfia lépései • 3. Szárítás (dehidratálás) • 30 perc • 300 °C • levegőben • 4. Fényérzékeny lakk felvitele • HMDS (hexametil-diszilanáz) • fotolakk(szerves) Spin coater Légkeveréses kályha

6. Fotolitográfia lépései • 5. Lakk szárítása • 30 perc • 95 °C • levegőben • 6. Maszk készítése • általában Cr rétegben, üvegen • most vetítő fóliára nyomtatva

7. Fotolitográfia lépései • 7. Ábra kialakítása a lakkban • pozitív fotolakk (fényre oldhatóvá válik) • Hg gőz lámpa, 405 nm hullámhossz • kontakt litográfia Levilágítás Pozícionálás

8. Fotolitográfia lépései • 8. Exponált szeleteken • ábra előhívása • mosása • szárítása • 9. Lakkban kialakított ábra beégetése • 30 perc • 110 °C • levegőben • 10. Felület hidrofilizálása • O2 plazma (flash) • felület nedvesítésének elősegítése Hengeres plazmamaró

9. Fotolitográfia lépései • 10. 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. Mosás 13. Szárítás

10. 1 2 3 Oxidos Si szelet Lakkozott szeletek Maszkok 6 5 4 Oxid marás után Vékony oxidban kialakított kész ábrák Pozícionálás Lakkba beégetett ábra Hengeres plazmamaró

11. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! • Köszönet • az MFA Nyári Iskola szervezőinek a lehetőségért, • a MEMS Laboratórium munkatársainak a fogadtatásért. • Külön köszönöm Payer Károlyné Margitkának a lelkes és mindenre kiterjedő segítségét.