微結構模仁之製作[26]

本研究係外加電場對結晶形高分子高次構造之成形影響，透過微射出 成形加工製作具有微米尺度之成形品，藉以觀察成形品之高次構造與外加 電場之關係。本研究之微結構模仁製作環境係為美國聯邦標準第209E 號 (Federal Standard 209E；Fed-Std-209E)潔淨度之 10000 級無塵室，各製程及 使用儀器可參見表3.1，以下為微結構模仁製作程序之簡述。

表3.1 微結構模仁製程及使用儀器

製程順序及名稱 使用機台

晶圓標準清潔程序 濕式工作台(Wet Bench)

氧化層沈積 氧化擴散系統(爐管)

(Oxidation & Diffusion Furnaces)

氮化層沈積 氧化擴散系統(爐管)

(Oxidation & Diffusion Furnaces)

微影製程 黃光室

乾式蝕刻 複晶矽活性離子蝕刻系統

(Polysilicon Reactive Ion Etching)

濕式蝕刻 濕式工作台

本實驗採RCA(Radio Corporation of America) CLEAN 標轉清洗程序清 潔晶圓，詳細製程內容可參見表3.2，製程內容主要為大顆微粒、有機物、

微小粒子、鹼金族離子、氧化層等之去除，並於製程最後除去殘留化學藥 劑其水分，達到晶圓表面清潔的目的。

表3.2 RCA CLEAN 標準清洗程序 Temperature

去除化學氧化層 Temperature

去除化學氧化層

3.5.2.2 氮化層沈積

氮化矽為一種緻密的材料，不易被水氣、氧、金屬離子等滲透，常被 用作擴散阻擋層(Diffusion Barrier Layer)，本實驗之模仁係經由微影製程、

乾式蝕刻、濕式蝕刻等步驟在模仁上製作微結構，因此需以氮化矽作為濕 式蝕刻之阻擋層。

3.5.3 微影（Lithography）

半導體製程包含了許多步驟，其主要目的之一是在基材上製作微結 構，其中的核心製程便是微影製程，微影製程的目的是將光罩上的微結構 圖形轉印至晶圓表面的光阻，本實驗之微影製程步驟依序為上六甲基二矽 氮烷(Hexamethyl Disilazane；HMDS)、光阻塗佈、軟烤、曝光、顯定影、

圖案檢視、硬烤，詳細製程內容可參見表3.3。 (Vacuum Oven)

光阻塗佈 10sec 1000rpm 20sec 4000rpm

將光阻均勻塗 佈於基材上

光阻塗佈機 (Photo Resist

Spinner) 軟烤 90sec

90℃

移除光阻的溶 劑成分

加熱板(Hot Plate)

曝光 45sec 將光罩的圖形

轉印至光阻上

光罩對準曝光機 (Mask Aligner)

顯定影 至薄膜消失 將曝光後鍵結 清洗槽

弱的光阻移除 圖案檢視 線寬為2μm 及

10μm

檢視微影圖形 光學顯微鏡

(Optical Microscope) 硬烤 3min

120℃

烤硬光阻的樹 脂成分

加熱板(Hot Plate)

3.5.4 蝕刻

3.5.4.1 乾式蝕刻

乾式蝕刻的原理是利用氣態化學蝕刻劑與材料反應，藉由反應去除晶 圓表面材料。晶圓在經過微影製程後表面留下具微結構圖形的光阻層，未 被光阻覆蓋處為氮化矽層及二氧化矽層，本實驗以反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etch；RIE)進行非等向性乾式蝕刻，除去晶圓表面之氮化層氧化層。

3.5.4.2 濕式蝕刻

ZEISS 製，型號 Axioskop 40，目鏡倍率 10X，物鏡倍率有 5X、10X、

20X、50X、100X，並配備偏光鏡、補償板、CCD 影像擷取系統。