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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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.