SU-8 포토레시스트

SU-8 photoresist
"Su-8"이 여기로 리디렉션된다.항공기는 수호이 Su-8을 참조한다.
SU-8 분자

SU-8은 에폭시 기반 음광자극이다.음극은 자외선에 노출된 부분이 교차연결이 되는 반면 나머지 필름은 용해성을 유지하여 현상 시 씻어낼 수 있는 포토레시스트를 말한다.

구조 다이어그램에서 볼 수 있듯이, SU-8은 8개의 에폭시 그룹이 있다는 것에서 그 이름을 따왔다.이것은 한 해당 통계 평균이다.최종 구조를 주기 위해 교차 링크하는 것이 바로 이러한 시대다.

1마이크로미터 이하에서 300마이크로미터 이상까지의 두께에 걸쳐 돌돌 말거나 퍼질 수 있는 점성 고분자 또는 1밀리미터 이상 두께의 라미네이션용 TFDS(두꺼운 필름 건조 시트)로 제작할 수 있다.최대 500µm까지 저항을 표준 접점 리토그래피로 처리할 수 있다.[1]500µm 이상의 흡수는 sidewall 언더컷을 증가시키고 기판 인터페이스에서 경화 불량으로 이어진다.높은 가로 세로 비율 구조를 패턴화하는 데 사용할 수 있다.용액 제형으로[2] (> 20)의 가로 세로 비율이 달성되었고 (> 40) 건조 저항에서 입증되었다.[3]최대 흡수량은 i라인 파장 365nm(g라인 자외선으로 SU-8을 노출하는 것은 실용적이지 않다)인 자외선용이다.노출되면 SU-8의 긴 분자 사슬이 교차하여 물질의 중합화를 일으킨다.SU-8 계열 광자극자는 감마부티롤락톤 또는 사이클로펜타논을 1차 용매로 사용한다.

SU-8은 원래 반도체 소자 제작을 위한 고해상도 마스크를 제공하기 위해 마이크로 전자 산업용 포토레지스트로 개발되었다.

현재는 주로 미세유체학(주로 부드러운 석판화를 통해, 그러나 나노 인쇄 석판화와 같은 다른[4] 각인 기법과 함께)과 미세 전자기계 시스템 부품의 제작에 사용된다.SU-8은 생체적합성이 입증된 물질로 생명과학 응용을 위해 바이오전자, 바이오 MEMS, 랩온어칩, μTAS 분야에서 자주 사용된다.[5][6]

구성 및 처리

SU-8은 유기용제(제형에 따라 감마-부티롤락톤 GBL 또는 사이클로펜타논)에 용해되는 비스페놀 A 노볼락 에폭시와 광택제 발생기로서 Triarylsulfonium/헥사플루오로아논산염 혼합염의 최대 10 wt%로 구성된다.[7]

SU-8은 UV 지역에서 빛을 흡수하여 거의 수직인 측면 벽으로 비교적 두꺼운 (수백 마이크로미터) 구조물을 제작할 수 있다.단일 광자가 다중 중합체를 유발할 수 있다는 사실은 SU-8을 광산화 생성에 의해 중합되는 화학적으로 증폭된 저항으로 만든다.[8]저항기에 조사된 빛은 용액의 소금과 상호작용하여 헥사플루오로안티몬산을 생성하여 수지 단모세포에서 에폭시드 그룹을 형성한다.따라서 모노머가 활성화되지만 중합은 사후 노출 구이의 일부로 온도가 상승될 때까지 크게 진행되지 않는다.수지의 에폭시 그룹이 교차하여 경화된 구조를 형성하는 것은 이 단계에 있다.완전히 경화되었을 때 높은 교차 연결 정도는 저항의 우수한 기계적 특성을 부여한다.[9]

SU-8의 처리 과정은 베이킹 스텝의 온도 조절에 특히 주의를 기울이는 다른 음성 저항기와 유사하다.베이킹 시간은 SU-8 레이어 두께에 따라 달라진다. 레이어가 두꺼울수록 베이킹 시간이 길어진다.용제가 증발함에 따라 두꺼운 층(균열로 연결)에서 응력 형성을 줄이기 위해 베이킹 중 온도를 조절한다.

부드러운 베이크는 스트레스 형성을 위한 베이킹 단계 중 가장 중요하다.스핀 코팅 후 수행된다.그 기능은 저항에서 용매를 제거하고 층을 단단하게 만드는 것이다.일반적으로 용매의 최소 5%는 부드러운 굽기 후 층에 남아 있지만 코팅이 두꺼울수록 두꺼운 층을 통한 증발 용매의 두께가 점점 어려워지기 때문에 용매 제거가 어려워진다.베이킹은 표면에서 용매 고갈의 피막 효과를 줄이기 위해 프로그램 가능한 핫 플레이트에서 수행되며, 나머지 용매의 제거가 더욱 어려워지는 밀도 층을 형성한다.스트레스를 줄이기 위해, 베이크 절차는 일반적으로 95°C까지 상승하기 전에 65°C에서 유지한 후 레이어 두께에 의존하는 시간 동안 다시 유지하는 2단계 과정이다.그리고 나서 온도는 상온으로 천천히 내려간다.

건식 필름을 사용할 때, 광자극자는 스핀 코팅이 아닌 라미네이트 처리된다.이 제형은 본질적으로 용제가 없기 때문에(용제 잔류량이 1% 미만) 부드러운 베이크 스텝이 필요 없고 스트레스나 피부 결림을 겪지 않는다.접착력 강화를 위해 포스트 라미네이션 베이크를 추가할 수 있다.이 단계는 용액에 기초한 저항(즉, 필름 두께에 의존하는 시간인 65°C에서 95°C로 유지)과 유사한 방식으로 수행된다.

이 단계 후에 SU-8 레이어는 이제 노출될 수 있다. 일반적으로 이것은 저항이 음성이기 때문에 역 패턴의 포토마스크를 통해 나타난다.피폭 시간은 피폭 선량과 필름 두께의 함수다.노출 후 중합 작업을 완료하려면 SU-8을 다시 구워야 한다.이 베이킹 스텝은 프리베이크만큼 중요하지는 않지만 온도 상승(95 °C에 해당)을 느리게 조절할 필요가 있다.이 시점에서 저항은 개발될 준비가 되어 있다.

SU-8의 주 개발자는 1-메톡시-2-프로판올 아세테이트다.[10]개발 시간은 주로 SU-8 두께의 함수다.

노출과 현상 후에, 그것의 상호 연계성이 높은 구조는 화학 물질과 방사선 손상에 높은 안정성을 준다 - 그래서 "저항"이라는 이름이다.경화된 교차 연계 SU-8은 진공 상태에서 매우 낮은 수준의 과소비를 보여준다.[11][12] 그러나 제거하기가 매우 어렵고, 노출되지 않은 상태에서 가스보다 더 많이 배출하는 경향이 있다.[13]

새로운 공식

SU-8 2000 시리즈 저항기는 1차 용매에 사이클로펜타논을 사용하며 두께 0.5~100µm 사이의 필름을 만드는 데 사용할 수 있다.이 제형은 원래 제형에 비해 일부 기판에 더 나은 접착력을 제공할 수 있다.[14]

SU-8 3000 시리즈 저항기는 1차 용매에도 사이클로펜타논을 사용하며 단일 코팅에서 2 ~ 75 µm 범위의 두꺼운 필름으로 회전하도록 설계되어 있다.[14]

SU-8 GLM2060 시리즈 저스트레스 포토레시스트는 에폭시 GBL과 실리카 제형 CTE 14로 구성된다.[15]

은 나노입자를 사용한 GERSTELTEC 전도성 [15]SU8의 SU-8 GCM3060 시리즈

SU-8 GERSTELTEC의 GMC10xx 시리즈는 SU8 Red, Blau, Green, Black 등 색상을 입혔다.[15]

SU-8 GERSTELTEC의 GMJB10XX 시리즈 잉크젯 용도의 저점성 에폭시.[15]

SU8 GM10XX 클래식 [16]게르스텔텍 에폭시 시리즈

그것의 중합 공정은 광산성 발생기(예를 들어 3중립유늄염)의 광활성화와 이후 노출 후 베이킹에 따라 진행된다.중합은 에폭시드 그룹의 링 오프닝 중합에 의해 일어나는 양이온 체인 성장을 처리한다.

SUEX는 라미네이션에 의해 적용된 용매 없는 제형인 두꺼운 건식 필름 시트(TDFS)이다.이 제형은 건식이기 때문에 균일성이 높고 엣지-비드[17] 형성이 없으며 폐기물이 거의 없다.이 시트들은 100 µm에서 1mm 이상의 두께로 나온다.[18]DJMicrolaminate는 또한 5µm에서 75µm까지 두께로 이용할 수 있는 더 얇은 범위인 ADEX TFDS도 판매한다.[18]

외부 링크

참조

  1. ^ "SU-8 Resists: FAQs". MicroChem. Archived from the original on 17 May 2009. Retrieved 21 Jul 2011.
  2. ^ Liu J, Cai B, Zhu J, et al. (2004). "Process research of high aspect ratio microstructure using SU-8 resist". Microsyst. Technol. 10 (4): 265–8. doi:10.1007/s00542-002-0242-2.
  3. ^ Johnsona DW, Goettertb J, Singhb V, et al. (2012). "SUEX Dry Film Resist – A new Material for High Aspect Ratio Lithography" (PDF). Louisiana State University Proceedings.
  4. ^ Greener J, Li W, Ren J, et al. (February 2010). "Rapid, cost-efficient fabrication of microfluidic reactors in thermoplastic polymers by combining photolithography and hot embossing". Lab on a Chip. 10 (4): 522–4. doi:10.1039/B918834G. PMID 20126695.
  5. ^ a b Matarèse BF, Feyen PL, Falco A, Benfenati F, Lugli P, deMello JC (April 2018). "Use of SU8 as a stable and biocompatible adhesion layer for gold bioelectrodes". Scientific Reports. 8 (1): 5560. doi:10.1038/s41598-018-21755-6. PMC 5882823. PMID 29615634.
  6. ^ Arscott S (October 2014). "SU-8 as a material for lab-on-a-chip-based mass spectrometry". Lab on a Chip. 14 (19): 3668–89. doi:10.1039/C4LC00617H. PMID 25029537.
  7. ^ "NANO SU-8: Negative Tone Photoresist - formulations 50-100" (PDF). Microchem.com. 2011. Retrieved 12 Jun 2019.
  8. ^ del Campo A, Greiner C (2007). "SU-8: a photoresist for high-aspect-ratio and 3D submicron lithography". J. Micromech. Microeng. 17 (6): R81–R95. doi:10.1088/0960-1317/17/6/R01.
  9. ^ Martinez-Duarte R, Madou M (2011). "SU-8 Pholithography and its impact on microfluidics". In Mitra SK, Chakraborty S (eds.). Microfluidics and Nanofluidics Handbook: Fabrication, Implementation and Applications (1st ed.). New York: CRC Press. pp. 231–268. ISBN 9781138072381.
  10. ^ "SU-8 Developer". Lambers Wiki (Material Safety Data Sheet). 2005. Archived from the original on 11 December 2017. Retrieved 12 Jun 2019.
  11. ^ "SU-8 photosensitive epoxy". 2003. Archived from the original on 30 May 2012. Retrieved 12 Jun 2019.
  12. ^ Melai J, Salm C, Wolters R, et al. (2009). "Qualitative and quantitative characterization of outgassing from SU-8". Microelectronic Engineering. 86 (4–6): 761–764. doi:10.1016/j.mee.2008.11.008.
  13. ^ "SU-8 Photoresist Processing" (PDF). engineering.tufts.edu. 2007. Archived from the original (PDF) on 9 November 2009. Retrieved 12 Jun 2019.
  14. ^ a b "SU-8 2000 Permanent Epoxy Negative Photoresist Processing Guidelines" (PDF). Microchem. Archived from the original (PDF) on 15 April 2017.
  15. ^ a b c d "SU-8 Functional Polymer". Gersteltec Engineering Solutions. Retrieved 12 Jun 2019.
  16. ^ "SU8". Gersteltec Engineering Solutions. Retrieved 12 Jun 2019.
  17. ^ S. Arscott, '회전 코팅 액체 필름에서 에지 비드 평면화와 표면 평탄화의 한계', J. Micromech. 미생, 30, 0 migils3, (2020).
  18. ^ a b "SUEX". djmicrolaminates.com. Retrieved 15 Feb 2017.