شركت فنون ريزتراشه ميزان
44003205 (21) 98+
3387730 (912) 98+ telegram: +989025461416 instagram: mizanmicro
info@mmt-co.com
ایران ، تهران ، خیابان آیت الله کاشانی ، بلوار اباذر ، بوستان سوم غربی ، پلاک 30 واحد 2
اطلاعات بیشتر

لیتوگرافی


فوتولیتوگرافی به طور گسترده‏ ای در صنعت استفاده می‏ شود. فوتولیتوگرافی غالباً تکنولوژی موفقی در میکروالکترونیک است که در سال 1959 اختراع شد و در صنعت نیمه‏ هادی‏ ها و مدارهای یکپارچه‏، بصورت وسیعی به کار گرفته می‏ شود. فوتولیتوگرافی برای ساخت ساختارهای میکروالکترونیک برپایه طرح چاپ  استفاده می‏ شود.

یک میکروساختار سه بعدی در چند مرحله ساخته می‏ شود:

1. لایه‏ نشانی یکنواخت لایه مورد نظر بر روی زیرلایه.

2. لیتوگرافی با ایجاد تصویری از طرح .

3. اچینگ برای انتقال الگو به لایه.


لایه‏ نشانی:

لایه‏ نشانی با تکنولوژی‏ های مختلفی که وابسته به مواد و خواص مطلوب لایه است، انجام می‏ شود. لایه ‏نشانی با استفاده از روش‏ های شیمیایی شامل لایه نشانی تبخیر شیمیایی (CVD)، الکتروشیمیایی، Thermal oxidation، خودآرایی و لایه ‏نشانی‏ های فیزیکی شامل، تبخیر فیزیکی (PVD)، کندوپاش و Casting و غیره است.


فرآیند لیتوگرافی:

لیتوگرافی نوری یک فرآیند فوتولیتوگرافی است که توسط یک پلیمر حساس به نور که فوتورزیست نامیده می‏ شود، که به منظور کمک برای ایجاد یک تصویر سه بعدی بر روی زیرلایه exposed و سپس developed می ‏شود.

فرآیند لیتوگرافی کلی شامل بخش ‏های زیر می‏ باشد که در تصویر نیز این مراحل مشاهده می‏ شوند: 

آماده سازی زیرلایه، لایه‏ نشانی فوتورزیست، نوردهی ، develope، اچینگ، develope 





فوتورزیست
فوتورزیست با استفاده از روش لایه ‏نشانی اسپینی  لایه ‏نشانی می ‏شود. در حالت کلی یک فوتورزیست ایده ‏آل تصویر دقیقی از الگوی مورد نظر را بر روی زیرلایه طراحی می ‏کند. پس طرح مورد نظر باید شامل دو قسمت باشد: قسمتی از زیرلایه که با رزیست پوشش داده می‏ شود و قسمت‏ هایی دیگر که باید بدون پوشش باشند.
دو نوع فوتورزیست‏ مثبت و منفی وجود دارد. در فوتورزیست مثبت در نهایت قسمت‏ هایی از لایه که در معرض نور قرار نگرفته ‏اند باقی می‏ مانند و در فوتورزیست منفی ناحیه‏ هایی که در معرض نور قرار گرفته اند، باقی می‏ مانند. پس از لایه‏ نشانی فوتورزیست، نمونه تحت حرارت دهی قرار می‏ گیرد.

سپس ماسک مورد نظر روی زیرلایه قرار داده شده و نمونه توسط اشعه ماوراء بنفش نوردهی می‏ شود. طبق الگوی ماسک، فقط نواحی بخصوصی از لایه تحت تابش نور قرار می‏ گیرند و در صورتی که فوتورزیست مثبت باشد، فوتورزیست موجود در این نواحی تضعیف شده و مجدداً نمونه بازپخت می‏ شود (در فوتورزیست منفی این نواحی تثبیت می‏ شوند).
پس از  نوردهی لایه، از یک محلول developer برای برداشتن فوتورزیست تضعیف شده، استفاده می‏ شود. سپس نمونه در دمای 180-120 درجه سانتیگراد در حدود 30-20 دقیقه بازپخت می‏ شود. در این مرحله فوتورزیست سخت شده و چسبندگی با لایه سدی بهبود می‏ یابد. 

Etching
در اچینگ در گاز یا مایع، قسمت ‏هایی از لایه که با فوتورزیست محافظت نشده ‏اند توسط ماده خورنده لایه، از بین می‏ روند. اچینگ شامل مکانیزم‏ های فیزیکی و شیمیایی برای از بین بردن موادی است که توسط فوتورزیست محافظت نشده ‏اند. دو نوع اچینگ وجود دارد که شامل اچینگ خشک  و مرطوب است. اچینگ خشک با روش‏ هایی از جمله Plasma، sputter، RIE، CAIBE، ECR انجام می‏ شود. 




اچینگ مرطوب شاید ساده‏ ترین فرآیند اچینگ است، که از یک محلول برای از جمله یک اسید استفاده می‏ شود که لایه را به طور شیمیایی مورد حمله قرار می‏ دهد. در حالتی که نرخ اچینگ مستقل از جهت گیری است، فرآیند اچینگ مرطوب همسانگرد  نامیده می ‏شود که تقریباً خورندگی در همه جهات وجود دارد و حفراتی با سطح گرد تقریبا در همه جهات به وجود می‏ آیند که می ‏توانند تلاطم (agitation) خوبی را فراهم کنند. در شکل سطح مقطع اچینگ همسانگرد مشاهده می‏ شود.




یک خصوصیت مورد توجه فوتورزیست، اچینگ انتخابگر آن است که وابسته به خصوصیات مواد فوتورزیست و فرآیند طبیعی اچ کردن برای لایه ‏های به خصوص است. انتخابگری اچینگ و ضخامت لایه مورد نظر، حداقل ضخامت فوتورزیست مورد نیاز را مشخص می‏ کند. همچنین خواص مکانیکی رزیست از جمله، چسبندگی به زیرلایه و مقاومت در مقابل تغییر شکل مکانیکی، نقش اساسی را در طول اچینگ ایفا می‏ کند. ترکیب رایج غالباً از مخلوط کردن هیدروفلوریک، نیتریک و استیک اسید ساخته می ‏شود.

HNA”: HF + HNO3 + CH3COOH

مشکل اصلی اچینگ مرطوب همسانگرد، کنترل سخت فرآیند و نرخ اچینگ خیلی زیاد است در حدود چند میکرون در دقیقه است. همچنین کوچکترین تغییرات دمایی، تغییر در هم زدن محلول و ترکیب می‏ تواند موجب تغییرات بزرگی در نرخ و خواص اچینگ شود. نرخ اچینگ، خشونت سطح و موقعیت‏ هندسی لبه ‏ها به ترکیب ماده اچینگ وابسته است. بنابراین استفاده از این فرآیند به شدت محدود است. 
در اچینگ مرطوب ناهمسانگرد نرخ اچینگ وابسته به جهت گیری بلور است و خورندگی در بعضی از جهت ‏ها خیلی سریعتر از دیگر جهت گیری‏ های بلوری است. معمولا از ترکیب KOH و TMAH استفاده می‏ شود که نرخ اچینگ معمولا 1 میکرون در دقیقه است. که نمونه ‏ای از اچینگ ناهمسانگرد در شکل مشاهده می‏ شود.




در نهایت مجدداً قسمت‏هایی از فوتوررزیست که باقی مانده‏ اند توسط محلول developer از بین می‏ روند.