우리의 가스 를 포획 미세 한 표면, 또는 GEMS, 그들은 다음 에멀젼 및 액체에 공기를 트랩 수 있습니다., 그들의 표면 화학에 관계 없이. 그렇기 때문에 우리는 이 접근법이 불영향을 미치는 코팅을 필요로 하는 응용 분야에 엄청난 잠재력을 가지고 있다고 생각합니다. 3D 프린팅 및 기타 기존의 제조 기술과 달리, 포토리소그래피 및 건식 에칭을 사용하면 복잡하고 미세한 규모의 반복재 참가자및 이중 재진입 토포그래피를 제작할 수 있습니다.
처음 사용하는 사용자는 샘플 크기로 속도가 변경될 수 있기 때문에 실험을 시도하기 전에 연습 웨이퍼를 사용하고 각 설계 유형에 대한 에칭 속도를 주기적으로 확인해야 합니다. 재진입과 이중 재진입 기둥과 캐비티의 제작은 복잡한 설계 패턴을 포함하는 멀티 스톱 프로세스입니다. 미세 제조 물건의 시각적 데모는 프로토콜을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
적절한 레이아웃 소프트웨어 프로그램에서 새 파일을 만들어 미세 제작 프로세스를 시작합니다. 200 마이크로미터 다이어그램 원으로 구성된 단위 셀을 그립니다. 이 원을 212 마이크로미터의 중앙에서 중앙까지 붙여 넣기하여 1센티미터 제곱 영역이 있는 사각형 패치에 원 배열을 만듭니다.
다음으로 직경 100mm의 원을 그려 원 내부에 1센티미터 제곱 사각형 배열을 배치합니다. 이 배열을 복제하여 4 x 4 개의 사각형 배열 그리드를 만듭니다. 원 내부의 피쳐는 4인치 웨이퍼로 전송됩니다.
그런 다음 설계 파일을 질량 채점 시스템에 대해 원하는 형식으로 내보냅니다. 미세 제조용 웨이퍼를 청소하려면 피라냐 용액에 2.4 마이크로미터 두께의 열산화물 층이 있는 4인치 직경의 실리콘 웨이퍼를 10분 간 배치한 후 탈이온화된 물로 헹구습니다. 그런 다음 질소 환경에서 웨이퍼를 건조하게 회전시십시오.
건조 후 증기상 증착을 사용하여 웨이퍼를 hexamethyldisilazane으로 코팅하고 웨이퍼를 스핀 코더에 4인치 진공 체크에 장착합니다. 사진 저항으로 웨이퍼를 덮고 스핀 코더를 사용하여 1.6 마이크로미터 두께의 층으로 웨이퍼 표면에 균일하게 포토 레지스트를 퍼버링합니다. 110도 의 뜨거운 접시에 코팅 된 포토 레지스트를 2 분 동안 굽습니다.
구운 웨이퍼를 직접 평가 시스템으로 옮기습니다. 웨이퍼를 자외선에 55밀리초 동안 노출시키고 자외선 노출 웨이퍼를 포토레지스트 개발자가 함유한 유리 페트리 접시에 전달하여 기능이 개발되도록 합니다. 60초 후에 웨이퍼를 탈온화된 물로 부드럽게 헹구어 여분의 개발자를 제거하고 질소 환경에서 웨이퍼를 말리십시오.
포토리소그래피 후 웨이퍼를 옥타플루오로시클로부탄과 산소 가스의 혼합물을 사용하는 교활하게 결합된 플라즈마 반응이온 에칭 시스템으로 이송합니다. 노출된 실리카 층을 에칭하기 위해 약 13분 동안 공정을 실행한다. 원하는 패턴 내부의 실리카 층 두께가 0으로 감소되도록 하려면 반사계를 사용하여 나머지 실리카의 두께를 측정하고 실리카 층의 두께에 따라 후속 에칭 기간의 지속 시간을 조정합니다.
실리카 층을 에칭한 후 웨이퍼를 깊은 교제 결합 된 플라즈마 반응 이온 에칭 시스템으로 옮기고 5 사이클동안이 공정을 실행하여 약 2 마이크로미터에 해당하는 실리콘에 대한 에칭 깊이를 초래합니다. 피라냐 용액으로 웨이퍼를 청소한 다음 이전에 설명한 대로 건조하게 헹구고 회전합니다. 이소트로픽 에칭을 수행하여 25초 동안 유황 헥사플루오라이드로 실리카 층 아래에 언더컷을 만들고, 피라냐 용액을 헹구고 드라이를 돌리십시오.
언더컷을 만든 후 고온 용광로 시스템을 사용하여 웨이퍼에 500나노미터의 열 산화층을 성장시다. 다음으로, 실리카를 3분 동안 수직으로 아래쪽으로 피치하여 캐비티 바닥에서 열산화물 층을 제거하고, 측면 벽을 따라 실리카 층을 남겨두면 결국 이중 재진입 가장자리를 형성하게 됩니다. 열재배산화물을 과량 에칭한 후, 보쉬 공정의 5주기를 반복하여 2마이크로미터로 충치를 심화한 다음, 피라냐 용액으로 웨이퍼를 청소하고, 헹구고, 건조하게 회전한다.
캐비티의 입에서 열로 자란 산화물의 뒤에 빈 공간을 만들기 위해, 이중 재진입 가장자리를 얻기 위해 150 초 동안 실리콘을 이소열대로 에칭. 마지막 등위성 실리콘 에칭에 소요되는 시간의 양은 충치를 병합하지 않고 열재배 산화물의 뒤에 가능한 한 많은 공간을 만들기 위해 조정되어야 합니다. 이중 재진입 충치를 만든 후, 160사이클동안 보쉬 공정을 수행하여 충치의 깊이를 약 50마이크로미터로 늘립니다.
웨이퍼를 신선한 피라냐 용액으로 청소하고, 헹구고, 건조한 상태로 회전합니다. 웨이퍼를 섭씨 50도에서 48시간 동안 진공 오븐으로 옮기습니다. 그런 다음 웨이퍼를 깨끗한 질소 흐름 캐비닛에 저장할 수 있습니다.
여기서, 입증된 바와 같이 미세 제작된 대표적인 재진입 및 이중 재진입 충치 및 기둥이 표시됩니다. 이중 재진입 기둥배열이 있는 실리콘 실리콘 표면은 최소한의 접촉 각도와 헥사데카인 모두에 대해 150도 이상의 명백한 접촉 각도를 나타낸다. 흥미롭게도, 기둥 배열이 있는 동일한 실리콘 이산화실리콘 표면이 동일한 액체에 침지되면 즉시 침입됩니다.
대조적으로, 이중 재진입 충치는 두 액체에 침수시 공기를 함정에 빠뜨리는다. 또한, 공초점 현미경 검사법은 돌출 된 기능이 침입 액체를 안정화하고 그 안에 공기를 함정에 빠뜨리는 것으로 나타났습니다. 이중 재진입 프로파일의 벽으로 둘러싸인 기둥 배열의 미세 한 제조는 젖은 액체에서 줄기를 절연, 가스 가마이크로 텍스처를 스트래핑 으로 행동 하이브리드 마이크로 텍스처의 결과.
유사한 접근법을 사용하여, 멤브레인은 상용 멤브레인의 기능을 수행 할 수 있지만 유해한 perfluorocarbons를 사용하지 않고 친환경 산업 공정을위한 경로를 포장할 수 있도록 설계 할 수 있습니다. 우리는 액체 아래 공기를 함정에 그들의 능력측면에서 버섯 모양의 충치와 기둥의 성능을 조사 할 수, 또한 획기적인 압력 등의 측면에서. 이 프로토콜은 클린 룸 시설뿐만 아니라 핫 플레이트, 인화성 및 부식성 화학 물질을 사용하는 것을 포함합니다.
따라서 안전 교육 및 개인 보호 장비가 필요합니다.
