가스 트랩 멤브레인(GEM)은 습윤액체에 침지시면 공기를 강하게 포획할 수 있습니다. 그 결과, 그들은 멤브레인 증류에 의한 담수화와 같은 사용 가능한 구조로 인해 이 기능을 달성합니다. 포토리소그래피를 통해 실리콘 웨이퍼 양쪽에 복잡한 돌출된 아키텍처를 만들어 GEMS가 생성되었습니다.
기존의 마이크로 제작 기술을 사용하여 GEMS를 제작하는 통로를 제공했습니다. 수직으로 정렬된 게시물을 얻으려면 사진 마스크에 적절한 정렬 표시를 배치해야 합니다. 극 지름의 4배 이상의 크기로 다중 스케일 정렬 마크를 사용하는 것이 좋습니다.
실리카 GEMS의 제조는 복잡한 설계 패턴과 다단계 프로세스를 포함하므로 충분한 미세 제작 단계가 프로토콜을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 배열 및 마스크 개발 설계로 이 절차를 시작합니다. 실리콘 웨이퍼를 신선하게 준비된 피라냐 솔루션에 담가 두어 두면 됩니다.
10 분 동안 388 켈빈의 온도에서 유지합니다. 젖은 벤치에서 두 사이클 동안 산화 된 물로 웨이퍼를 헹구고 스핀 드라이어의 질소 환경에서 웨이퍼를 건조시하십시오. 실리카 표면으로 포토레지스트의 접착력을 향상시키기 위해 웨이퍼를 HMDS의 증기에 노출시킵니다.
웨이퍼를 스핀 코터의 진공 척에 전달하여 포토레지스트를 회전시합니다. AZ 5214 포토레지스트를 음의 톤으로 사용하여 포토레지스트의 1.6 미크로른 두께필름을 달성하십시오. 핫 플레이트에서 포토레지스트 코팅 웨이퍼를 섭씨 105도에서 2분간 굽습니다.
이것은 건조하고 그렇지 않으면 유리 마스크에 충실하고 UV 노출 중에 오염 문제를 일으키는 포토 레지스트 필름을 경화. 또한 실리카 표면에 대한 포토레지스트의 접착력을 향상시킵니다. 마스크 정렬 시스템을 사용하여 크롬 마스크를 통해 UV 노출 하에서 웨이퍼를 15초 동안 노출하여 포토레지스트에서 원하는 디자인을 달성합니다.
그런 다음, 2 분 동안 뜨거운 접시에 120섭씨에서 실현 된 웨이퍼를 구워. 이 단계에서 노출 된 네거티브 포토 레지스트 필름은 더 교차 링크를 교차합니다. 그 결과, 포토레지스트의 UV 노출 부분은 개발자 솔루션에서 더 이상 용해되지 않으며, 노출되지 않은 영역은 용해됩니다.
UV 경화 시스템에서 15초 동안 UV 빛 아래 웨이퍼를 추가로 노출시다. 이 단계에서 이전에 노출되지 않은 포토레지스트 영역이 노출되고 나중에 개발자에게 용해될 수 있습니다. 다음으로, AZ 726 포토레지스트 개발자의 50mL 욕조에 웨이퍼를 60초 간 담그고 실리콘 웨이퍼에서 원하는 포토레지스트 패턴을 달성한다.
그 후 탈온된 물을 사용하여 웨이퍼를 청소하고 질소 가스로 건조시 추가로 날려 버릴 수 있습니다. 웨이퍼에 스퍼터 크롬을 200초 동안 사용하여 50나노미터 두께의 크롬 층을 얻습니다. 증착은 아르곤 환경에서 표준 2인치 원형 대상 소스를 가진 마그네론 형 DC 반응성 스퍼터를 사용하여 수행됩니다.
스푸터 웨이퍼를 아세톤 욕조에 5분간 초음파 처리하여 웨이퍼에서 남은 포토레지스트를 들어 올리고 크롬 하드 마스크로 원하는 기능을 남깁니다. 웨이퍼의 뒤쪽을 아세톤과 에탄올의 풍부한 양으로 헹구고 질소 총으로 건조하게 날려 버리십시오. 그런 다음 웨이퍼 의 뒷면에 스핀 코팅, 베이킹 및 UV 노출 단계를 반복합니다.
UV 노출의 경우, 마스크의 정렬 마크를 사용하여 뒷면의 원하는 피쳐와 웨이퍼의 전면을 정렬하기 위해 접촉 정렬기의 십자선 모듈과 수동 백 정렬을 사용합니다. 웨이퍼의 뒷면의 경우, 스퍼와 포토레지스트 리프트를 계속하여 웨이퍼 양쪽에 크롬 하드 마스크로 필요한 설계를 생성합니다. 크롬으로 덮인 표면은 에칭을 받지 않습니다.
따라서, 크롬이 웨이퍼에 없는 반점은 부어의 입구와 출구를 정의한다. 플루오린 과 산소 화학을 사용하는 유도 결합 된 플라즈마 반응 이온 에서에 의해 웨이퍼의 양쪽에 노출 된 실리콘 이산화수소 층의 에칭을 겪습니다. 기간은 각 측면에 대해 16 분입니다.
보쉬 공정을 이용하여 5사이클의 이소트로픽 에칭으로 웨이퍼를 처리하여 실리콘 층의 노치를 생성한다. 이 과정은 옥타플루오로사이클로부탄과 유황 헥사플루오라이드 가스의 교대탈탁을 이용한 평평한 측벽 프로파일을 특징으로 한다. 이방성 에칭과 폴리머 증착을 번갈아 가며 실리콘에 의해 바로 아래로 감등.
이 단계는 웨이퍼의 각 면에서 수행됩니다. 다음으로 웨이퍼를 피라냐 용액 욕조에 담그고 388켈빈의 온도에서 10분 동안 유지합니다. 이것은 이불 영양 단계에서 증착된 중합체를 제거합니다.
재진입 프로파일을 생성하는 언더컷을 만들려면 165초 동안 유황 헥사플루오라이드 기반 레시피를 사용하여 이소트로픽 에칭을 거칩니다. 이 단계는 웨이퍼의 각 면에서 수행됩니다. 이색성 실리콘 에칭을 수행하려면 웨이퍼를 깊은 교제 결합 된 플라즈마 반응 이온 에테르로 전달하여 150 미크론의 실리콘을 식감하십시오.
보쉬 프로세스를 사용하여 200사이클의 딥 에칭을 수행합니다. 웨이퍼의 뒷면으로 이 단계를 반복합니다. 이제 젖은 벤치에서 웨이퍼를 10분 동안 세척하여 에칭 공정에서 증착된 폴리머 오염 물질을 제거하여 균일한 에칭 속도를 보장합니다.
재진입 입구와 콘센트가 있는 웨이퍼의 모공을 통해 실현하기 위해 이러한 에칭 및 청소 단계를 반복합니다. 60초 동안 크롬 에탕 100mL 욕조에 담그어 웨이퍼에서 크롬을 제거합니다. 미세 제조 과정 후, 10 분 동안 유리 용기에 갓 준비 된 피라냐 용액의 100 mL로 웨이퍼를 청소하십시오.
그런 다음 99 % 순수 질소 가스 압력 총으로 건조 시추가 불어. 매끄러운 실리콘에 물의 본질적인 접촉 각이 48 시간 후 40도에 해당하는 본질적인 접촉 각도에서 안정화 될 때까지 323 켈빈에서 깨끗한 진공 오븐 내부에 유리 페트리 접시에 샘플을 배치합니다. 질소 캐비닛에 실리카 GEM인 건조 샘플을 저장합니다.
실리카 GEM의 전자 현미경 검사는 기울어진 단면 보기, 단일 모공의 확대 된 단면 보기 및 공공의 입구및 출구에서 재진입 가장자리의 확대 된 보기를 보여줍니다. 이 GEM의 기공은 수직으로 정렬되었습니다. 입구와 출구 직경은 100 미크론이었다.
모공 사이의 중심 간 거리는 400 미크론이었다. 재응력 가장자리와 모공 벽 사이의 분리는 18 미크론이었고, 모공의 길이는 300 미크론이었다. 여기에 실리카 GEM 수중의 유입구에서 공기 물 인터페이스의 컴퓨터 강화 3D 재구성이 표시됩니다.
또한 흰색 점선을 따라 단면 뷰가 표시됩니다. 재진입충의 경우, 충치 내부의 수증기 응축은 갇힌 공기를 대체하여 공기-물 인터페이스가 위쪽으로 부풀어 오르고 시스템을 불안정하게 했습니다. 대조적으로, 실리카 GEM은 난방 속도가 유사하더라도 훨씬 더 긴 기간 동안 불룩한 것을 자유로이 유지했습니다.
이러한 결과는 다른 쪽의 냉각된 공기-물 인터페이스상 레이저 가열 된 저수지로부터 수증기의 우대 응축에 기초하여 합리화되었다. 그러나, 이 실험적인 구성에서 질량 전달 속도를 측정할 수 없었다. 보쉬 공정 중 실리카 재진입 구조의 제거를 방지하고 실리콘을 첨가하는 데 사용된다.
크롬 하드 마스크를 갖는 것은 매우 중요합니다. 이러한 사실 인정은 현재 항력 감소 또는 억제 및 정화를 위한 것과 같은 불영향을 주는 코팅을 요구하는 응용을 위한 일반적인 재료의 잠재력을 잠금을 해제할 수 있습니다.
