BOE 용액에서 용융 실리카 유리 미세 구조의 심층 다단계 습식 에칭
소환
Konstantinova, TG, Andronic, MM, Baklykov, DA, Stukalova, VE, Ezenkova, DA, Zikiy, EV, Bashinova, MV, Solovev, AA, Lotkov, ES, Ryzhikov, IA 및 Rodionov, IA(2023). BOE 용액에서 용융 실리카 유리 미세구조의 심층 다단계 습식 에칭. 과학 보고서, 13 (1), 기사 5542. https://doi.org/10.1038/s41598-023-32503-w
키워드
- 용융 실리카 유리
- 심층 습식 에칭
- 버퍼드 산화물 에칭(BOE)
- 다층 미세 구조
- 계단형 마스크
- 포토레지스트
- 메탈 마스크
- 몰리브덴
- 에칭 속도
- 에칭 등방성
- 마스크 저항성
- 마이크로디바이스
- 마이크로 제작
짧은
이 논문에서는 완충산화물 에칭(BOE) 용액과 단계식 포토레지스트/금속 마스크를 사용하는 심층 습식 에칭 기술을 사용하여 용융 실리카 유리에 다층 미세 구조를 제조하는 새로운 방법을 제시합니다.
요약
2023년 Scientific Reports에 게재된 이 논문은 BOE(buffered oxide etch) 용액을 사용하여 딥 습식 에칭을 사용하여 용융 실리카 유리에서 다층 미세 구조를 제조하는 방법에 초점을 맞춥니다. 저자인 Konstantinova 등은 내화학성과 바람직한 광학적, 전기적, 기계적 특성으로 인해 마이크로 디바이스에서 용융 실리카 유리의 중요성을 강조합니다. 그들은 습식 에칭이 이러한 디바이스를 제조하는 핵심 방법이지만 공격적인 에칭 용액에서 보호 마스크의 무결성을 유지하는 것이 과제라고 지적합니다.
저자는 계단형 마스크를 사용하여 심층 에칭을 통해 달성되는 용융 실리카 유리의 다중 레벨 미세 구조에 대한 제조 공정을 제안합니다. 이 공정에는 여러 단계가 포함됩니다.
- BOE 용액에서 불화물 성분의 농도 계산 : 이 계산에서는 pH와 불화암모늄(NH4F)과 불화수소산(HF)의 비율과 같은 요소를 고려하여 이상적인 에칭 조건을 결정합니다.
- BOE 농도가 에칭 매개변수에 미치는 영향을 실험적으로 조사 : 이 연구는 다양한 BOE 농도(1:1~14:1 NH4F:HF)가 마스크 저항, 에칭 속도, 에칭 프로파일 등방성에 미치는 영향을 조사합니다. 저자는 이 목적을 위해 금속/포토레지스트 마스크를 사용합니다.
- 에칭을 위한 최적의 BOE 농도 식별 : 계산과 실험을 통해 저자는 BOE 농도 3:1(NH4F:HF)이 최상의 결과를 낸다는 것을 확인했습니다. 이 농도는 BOE 용액의 주요 반응성 종인 HF−2의 최대 농도에 해당합니다.
- 다중 레벨 에칭 공정 시연 : 이 공정은 최적화된 BOE 농도(3:1)와 2단계 포토리소그래피 공정을 통해 생성된 단계적 보호 포토레지스트/금속 마스크를 활용합니다. 이 방법을 사용하면 깊이가 200μm를 초과하고 에칭 속도가 최대 3μm/분인 미세 구조를 제작할 수 있습니다.
저자들은 계단형 마스크와 최적화된 BOE 농도를 사용하는 제안된 제조 경로가 용융 실리카 유리에서 고품질의 다중 레벨 미세 구조를 만드는 신뢰할 수 있는 방법을 제공한다고 결론지었습니다. 단일 초기 포토리소그래피 단계만 필요한 이 공정은 마이크로 디바이스에 복잡한 다중 레벨 요소를 통합할 수 있게 합니다.