Fotolitografia, czyli rzeźbienie światłem

W dniach 28-30 czerwca 2022 r. w Warszawie odbyło się XXII Spotkanie Ogólnopolskiego Klubu Demonstratorów Fizyki. Gospodarzem spotkania był Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

W czasie tego spotkania Laboratorium Litografii Nanotechu reprezentowane było przez Nataszę Gajdę oraz Karola Nogajewskiego.

Tytuł: Fotolitografia, czyli rzeźbienie światłem

Opis prezentacji:

W dobie powszechnej dostępności do aparatów cyfrowych, które część z nas nosi na co dzień przy sobie w telefonach komórkowych, w coraz większą niepamięć odchodzi klasyczna fotografia. Można odnieść wrażenie, że jej technikami posługują się już niemal wyłącznie artyści fotograficy i pasjonaci dawnych czasów. Czy jest to jednak prawdziwy obraz rzeczywistości? Okazuje się, że nie! Otóż bez na pozór staroświeckich metod fotograficznych nie istniałby na przykład bezkresny świat urządzeń opartych na miniaturowych scalonych układach elektronicznych!

W niniejszej prezentacji chcielibyśmy pokazać Państwu przebieg prostego procesu technologicznego obejmującego kluczowe etapy fotolitografii, czyli stosowanej na przemysłową skalę techniki „rzeźbienia światłem”, która pozwala na wytwarzanie w materii stałej detali o rozmiarach schodzących nawet do pojedynczych nanometrów. W tym celu zabierzemy Państwa na wirtualną wycieczkę do Laboratorium Litografii Zakładu Fizyki Ciała Stałego Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, a do Państwa rąk oddamy końcowy efekt naszego modelowego procesu, którego szczegóły będą Państwo mogli obejrzeć pod lupą.

Rekwizyt, który wykorzystaliśmy w czasie naszego pokazu, przygotowaliśmy na kawałku podłoża krzemowego pokrytego 300-nanometrową warstwą dwutlenku krzemu.

W czasie przygotowania tego rekwizytu wykorzystaliśmy szereg urządzeń dostępnych w laboratoriach Nanotech, takich jak:

  1. wirówka i płyta grzewcza, służące do pokrywania podłoży fotoczułymi rezystami
  2. układ do bezmaskowej fotolitografii POLOS µPrinter
  3. układ do trawienia plazmowego Oxford Instruments Plasmalab System 100 ICP-RIE
  4. profilometr mechaniczny Veeco Dektak 6M
  5. mikroskop Nikon Eclipse ME600 z kontrastem Nomarskiego 
Nasz plan rzeźbienia światłem
Nakładanie żywicy z wykorzystaniem wirówki i płyty grzewczej, pokrywanie podłoży fotoczułymi rezystami
Naświetlanie z wykorzystaniem układu do bezmaskowej fotolitografii POLOS µPrinter
Naświetlanie z wykorzystaniem układu do bezmaskowej fotolitografii POLOS µPrinter
Trawienie plazmowe z wykorzystaniem układu Oxford Instruments Plasmalab System 100 ICP-RIE
Pomiar głębokości wytrawienia za pomocą profilometru mechanicznego Veeco Dektak 6M
Igła profilometru mechanicznego Veeco Dektak 6M podczas pomiaru oraz otrzymany rezultat
Efekt końcowy: Logo XXII SOKDF. Zdjęcie wykonane mikroskopem Nikon Eclipse ME600 z kontrastem Nomarskiego

pl_PLPolski