Despegue (microtecnología)

El proceso de despegue en la tecnología de microestructuración es un método de creación de estructuras (patrones) de un material objetivo sobre la superficie de un sustrato (por ejemplo, oblea ) utilizando un material de sacrificio (por ejemplo, fotorresistencia ). Es una técnica aditiva en contraposición a la técnica de sustracción más tradicional como el grabado . La escala de las estructuras puede variar desde la nanoescala hasta la escala de centímetros o más, pero normalmente son de dimensiones micrométricas .

Proceso

Pasos del proceso de despegue: I. Preparación del sustrato
II. Deposición de la capa de plantilla de sacrificio
III. Estampado de la capa de sacrificio (p. ej. grabado), creando un patrón inverso
IV. Deposición del material de destino
V. Lavado de la capa de sacrificio junto con el material de destino en su superficie
VI. Patrón final Capas:
1) Sustrato
3) Material de destino

Primero se crea un patrón inverso en la capa de plantilla de sacrificio (p. ej. fotorresistencia ), depositada sobre la superficie del sustrato. Esto se hace grabando aberturas a través de la capa para que el material de destino pueda alcanzar la superficie del sustrato en aquellas regiones donde se creará el patrón final. El material de destino se deposita sobre toda el área de la oblea, alcanzando la superficie del sustrato en las regiones grabadas y permaneciendo en la parte superior de la capa de sacrificio en las regiones donde no se grabó anteriormente. Cuando se lava la capa de sacrificio (fotorresistencia en un solvente ), el material de la parte superior se levanta y se lava junto con la capa de sacrificio de abajo. Después del despegue, el material de destino permanece solo en las regiones donde tuvo un contacto directo con el sustrato.

• El sustrato está preparado
• Se deposita una capa de sacrificio y se crea un patrón inverso (por ejemplo, se expone y revela una fotorresistencia . Dependiendo de la fotorresistencia, se pueden utilizar varios métodos, como la litografía ultravioleta extrema - EUVL o la litografía por haz de electrones - EBL. La fotorresistencia se elimina en las áreas donde se ubicará el material objetivo, creando un patrón inverso).
• Se deposita el material de destino (normalmente una fina capa de metal) (sobre toda la superficie de la oblea). Esta capa cubre la resina restante, así como las partes de la oblea que se limpiaron de resina en el paso de revelado anterior.
• El resto del material de sacrificio (por ejemplo, fotorresistencia) se elimina junto con partes del material de destino que lo cubre, y solo permanece el material que estaba en los "agujeros" que tenía contacto directo con la capa subyacente (sustrato/oblea).

Ventajas

El despegue se aplica en casos en los que un grabado directo del material estructural tendría efectos no deseados en la capa inferior. El despegue es una alternativa económica al grabado en un contexto de investigación, que permite un tiempo de respuesta más lento. Por último, el despegue de un material es una opción si no se tiene acceso a una herramienta de grabado con los gases adecuados.

Desventajas

El despegue presenta tres problemas importantes:

Retención

Este es el peor problema de los procesos de despegue. Si se produce este problema, partes no deseadas de la capa de metal permanecerán en la oblea. Esto puede deberse a diferentes situaciones. Es posible que la resina que se encuentra debajo de las partes que deberían haberse despegado no se haya disuelto correctamente. También es posible que el metal se haya adherido tan bien a las partes que deberían permanecer que impida el despegue.

Orejas

Cuando se deposita el metal y cubre las paredes laterales de la resina, se pueden formar "orejas". Estas orejas están hechas de metal a lo largo de la pared lateral que se mantendrá hacia arriba desde la superficie. También es posible que estas orejas caigan sobre la superficie, causando una forma no deseada en el sustrato.

Si las orejas permanecen en la superficie, existe el riesgo de que estas orejas atraviesen diferentes capas colocadas encima de la oblea y puedan causar conexiones no deseadas.

Redeposición

Durante el proceso de despegue, es posible que partículas de metal se vuelvan a adherir a la superficie en un lugar aleatorio. Es muy difícil eliminar estas partículas una vez que la oblea se ha secado.

Usar

El proceso de despegue se utiliza principalmente para crear interconexiones metálicas.

Existen varios tipos de procesos de despegue y lo que se puede lograr depende en gran medida del proceso que se utilice. Por ejemplo, se han utilizado estructuras muy finas utilizando EBL . El proceso de despegue también puede implicar múltiples capas de diferentes tipos de resina. Esto se puede utilizar, por ejemplo, para crear formas que eviten que las paredes laterales de la resina se cubran en la etapa de deposición de metal.

Enlaces externos

• https://www.mems-exchange.org/catalog/lift_off/