기계공학응용실험-MEMS기초

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- 리소그래피는 마스크에 그려져 있는 제작될 마이크로머신의 평면 형상을 실리콘 웨이퍼상에 옮겨놓는 사진작업을 의미한다. 일반적인 반도체 IC의 제작공정에서 기본적인 공정에 해당하며, 반도체 산업의 발달과 함께 발전되어 있는 공정이다. 한 장의 실리콘 웨이퍼로부터 많은 수의 동일한 칩의 생산을 가능하게 하는 것도 리소그래피 공정의 기본 원리에 근거하고 있다. 각 공정의 단계를 살펴보면 다음과 같다.

(a) 우선 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 입힌다.
(b) 그 표면에 PR(photoresist-감광제)을 바른다
(c) 별도로 만들어진 마스크를 통해 강한 자외선을 쪼인다. 이 마스크는 크롬 등이 선택적으로 입혀 있어 그 부분은 빛이 차단된다.
(d) 이어지는 현상과정에서 빛을 쬔 PR부분은 남아 있고(양성 감광액의 경우는 녹아 나간다.) 마스크 위의 형상이 PR의 상으로 재생된다.
(e) 다음, 이 PR을 차단재로 아래 부분의 산화막층을 에칭(etching)한 후, PR을 제거하면 마스크의 상이 결국 산화막층의 상으로 마스크의 상과 같은 모양이 웨이퍼 위에 만들어진다.

이러한 리소그래피(lithography) 기술에 의한 상의 재현(pattern transfer)이 대부분 마이크로가공 기술의 기본이 되고 있다. IC 제작에서 웨이퍼 표면에 형성되거나 입혀지는 박층(thin film)으로는 산화층(silicon dioxide), 질화층(silicon nitride), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 알루미늄 등이 주를 이루며, 식각으로는 화학액을 사용하는 습식에칭(wet etching)과 플라즈마를 이용하는 건식에칭(dry etching)으로 대별할 수 있다.

3) Bulk Micromachining
membrane, beams, bridges, cavity등 3D 구조를 만들기 위하여 그림과 같이 기판으로 Tm이라는 실리콘을 식각해서 실리콘으로 이루어진 구조체를 만들거나, 구조체의 일부로 사용하는 기술을 말한다.

참고 자료

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mems 결과.zip
mems 결과레포트.zip
MEMS 예비.hwp
MEMS 예비레포트.zip