생산공학 연세대 기말고사대비 자료 중요예상문제 및 답안 정리 [A+]

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Photo lithography로 몰드를 제작하는 과정을 도식화해서 설명하라.

1. 일반적인 포토리소그래피
포토리소그래피는 빛을 이용하여 돌판에 그림을 그린다는 의미이다. 공정에는 노광기, mask, PR, 기판 등이 사용된다. 포토리소그래피에는 다음의 과정이 있다.

Cleaning : 아세톤/에탄올/증류수로 rinsing하여, 유기질, 무기질 불순물을 제거한다.
PR coating : HMDS와 같은 물질로 표면 성질(친수/소수)을 바꾸어 표면접착력을 향상시켜준다. PR층의 두께는 line, spacing, aspect ratio 등을 고려하여 정해지며, spin 속도로 조절한다.
PR : 빛에 반응하여 조직이 바뀌는 폴리머 + 감광제 + 감광제와 함께 점도를 조절하는 용매
Negative PR은 현상과정에서 현상액에 의해 팽창되어 해상도가 낮아지는 단점이 있다.
Soft baking : 약한 열을 가하여 용매를 증발시키고, PR 접착력을 높인다.

Exposure : mask와 기판을 정렬하고 PR이 반응하는 파장 대의 빛을 조사한다. 조사 시간이 부족하면, development 과정에서 불완전한 현상이 될 수 있다. 빛의 회절하는 성질 때문에 포토 리소그래피의 한계가 나타난다.

Development : 노광된 PR층을 제거한다. (Positive PR은 빛을 받은 부분이 제거되고, Negative PR은 빛을 받은 부분만 남는다.)
Hard baking : PR의 열적 안정성이 나쁘면 이 과정에서 녹아서 흘러내릴 수 있다.
Silicon etching : PR의 에칭 저항성이 좋아야한다. 언더컷을 방지하기위해 방향성 에칭을 한다.

Resist strip or ashing
wetstripping : 아세톤이나 강산 용액으로 PR을 제거
ashing(dry stripping) : 산소 플라즈마가 PR을 제거. 화학 폐기물이 없고 제어가 편리하고 가공 후 표면이 좋아서 선호됨

참고 자료

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