سلام امیدوارم که حالتان خوب باشد.امروز یک مقاله بسیار خوب که حاصل تلاش یکی از دانشجویان رشته مهندسی الکترواپتیک در مقطع کارشناسی ارشد است را تهیه ودر وبلاگ قرار می دهم. این مقاله به صورت سمیناری در دانشگاه صنعتی مالک اشتر برگزار گردید.که این سمینار در امتداد دفاعیه پروژه کارشناسی ارشد اقای برزویی می باشد.

در آخر از جناب آقای برزویی به خاطر اجازه شان  برای قرار دان این مطلب در وبلاگ صمیمانه تشکر می کنم.

این پست مطلب ومقاله کاملا اختصاصی می باشد..لطفا در هنگام کپی برداری نام منبع را ذکر کنید.

 

دانشگاه صنعتی مالک اشتر

سمينار كارشناسي ارشد

رشته مهندسي الكترواپتيك )گرايش ليزر(

فناوري ميكروليتوگرافي و روش هاي ساخت و توليد قطعه هاي اپتيكي پراشي

استاد راهنما :دكتر محمد حسن يوسفي

دانشجو:هادي برزويي

پائیز 1385

 

روش هاي مختلفي براي ساخت قطعه هاي اپتيكي پراشي وجود دارد كه بر اساس نوع طراحي وجنس ماده مورد استفاده به 4 دسته تقسيم مي شوند.

دسته اول، روش كوچك سازي توسط عكاسي مي باشد . از اين روش تنها براي ساخت  قطعه هاي اپتيكي پراشي دامنه اي استفاده مي شود . در اين روش قطعه ي اپتيكي پراشي طراحي شده توسط چاپگر ليزري رنگي بر روي كاغذ شفاف چاپ كرده و از آن عكس مي گيرند، تا همان الگو در ابعاد كوچكتر توليد شود.

دسته دوم، روش ماشينكاري مكانيكي است . از اين روش براي ساخت قطعه هاي اپتيكي پراشي  كه شامل دواير متحد المركزاند استفاده مي شود.

دسته سوم، شامل قطعه هاي اپتيكي پراشي پويا  (ديناميك  (مي شود كه در دو نوع الكترواپتيك و اكوستواپتيك ساخته مي شوند.

دسته چهارم، شامل روش هاي مختلف ميكروليتوگرافي و روش هاي وابسته به آن است. از بين روش هاي مذكور روش ميكروليتوگرافي قوي ترين و اعطاف پذير ترين روش است كه تقريبا تمام انواع قطعه هاي اپتيكي پراشي را مي تواند بسازد . بدين جهت روش هاي مختلف ميكروليتوگرافي مورد استفاده در ساخت IC مطالعه شده و روش هاي تعميم يافته آن براي ساخت قطعه هاي اپتيكي پراشي بررسي مي شوند . سپس روش هاي مقرون به صرفه براي توليد انبوه مرور مي گردند و در آخر يكي از روش هاي ميكروليتوگرافي با تمام جزئيات تشريح مي گردد.

فنآوري ميكروليتوگرافي

امروزه در ساخت مدارها ي مجتمع الكترونيكي از فن آوري ميكروليتوگرافي و نانوليتوگرافي استفاده مي گردد . با تغيير و تنظيم ميكروليتوگرافي موجود مي توان انواع مختلفي از قطعه هاي اپتيكي پراشي را توليد كرد . در ا ين بخش برخي از روشها ي ميكروليتوگرافي مورد استفاده در ساخت IC  را بررسي كرده و تغييراتي كه در ميكروليتوگرافي ا يجاد شده تا برا ي ساخت قطعه هاي اپتيكي پراشي مناسب باشد در بخش بعد ي شرح داده مي شود . روشها ي مختلفي در ميكروليتوگرافي قطعه هاي اپتيكي پراشي وجود دارد كه تمام روشهاي ذكر شده شامل مراحل يكسان زير هستند.

الف) توليد الگو براي ساخت نقاب.

ب) انتقال نقاب بر روي بستره.

ج) حكاكي بستره.

تنها يك روش وجود دارد كه تمام سه مرحله ذكر شده را در يك مرحله انجام مي دهد. در اين روش مواد سطح بستره توسط پرتوها ي پرانرژي ( مانند ليزر اگزايمر krf  ) تصعيد مي شوند . در این روش با تنظيم مقدار شدت فرودي انتقال الگو بر بستره بطور همزمان با كنده كاري انجام مي پذيرد.اكنون روش هاي مختلف رايج در ميكروليتوگرافي بررسي مي گردد.

 

2 روشهاي ساخت نقاب

 1-1-2 ساخت نقاب توسط چاپ ليزري (LBW)

روش چاپ الگو توسط پرتو ليزري LBW   روش انعطاف پذير وتوانمندي در تولید الگو است. يادآوري مي شود كه روش نامبرده متفاوت از چاپگرهاي ليزري است كه طرح الكترونيكي را توسط جوهر برروي كاغذ ايجاد مي كند .براي ساخت نقاب توسط چاپ لیزري بايد شدت پرتو ليزر تغيير كند . براي تغييرشدت پرتوليزر ازمدوله كننده هاي اكوستواپتيكي استفاده ميگردد وبراي تغيير مكان بستره در امتداد محور  x و y  از تداخل سنج مايكلسون استفاده  مي كنند كه دقت جابه جايي پرتو بر روي بستره از مرتبه   λ/4 طول موج چشمه موجود در تداخل سنج مي باشد . نمايي از اين دستگاه درشکل زیر آمده است.

ساخت نقاب توسط چاپ ليزري

اندازه پرتو ليزر بوسيله عدسي شيئي كانوني كننده پرتو و نوع ليزرتابشي تعيین مي گردد و اگر عدسي شيئي ابيراهي هندسي نداشته باشد اندازه كوچكترين لكه ايجاد شده در كانون توسط ويژگي پراش تعيين مي شود. مثلا براي دهانه بند دايروي  d = 1.22 λf/D

f   فاصله کانونی عدسی است ،D قطر عدسی شیئ است، λ طول موج فرودی است.و d قطر لکه ایجاد شده است. بعنوان مثال در يك چاپگر پرتو ليزري نوعي (LBW) كه عدسي غيركرويي با f/1   ولیزر He-cd دارد، قطر لكه پرتو ليزر حدود  0/7 μm مي باشد .

2-1-2 ساخت نقاب توسط پرتو الكتروني  (EBPG)

در اين روش الگوي طراحي شده توسط پرتو الكتروني بر روي نقاب چاپ مي گردد. پرتوالكتروني توسط ميدانهاي الكترومغناطسي كانوني مي شود. كوچكترين لكه اي كه توسط كانوني سازي بدست مي آيد همان دقت پرتوالكتروني است كه همانند موج اپتيكي توسط ويژگي پراش  محدود مي شود. اندازه كوچكترين لكه بدست آمده در دستگاههاي  EBPG حدود .125  میکرومتر می باشد. در اين دستگاه نيز مانند روش LBW براي تغيير مكان بستره در امتداد x , y از تداخل سنج مايكلسون استفاده مي گردد. با توجه به دقت سامانه كانوني كننده و سامانه جابه جا كننده ، واضح است كه دقت بسيارعالي ا يجاد شده توسط پرتو الكتروني توسط سامانه جابه جا كننده خنثي مي شود. عامل محدود كننده د يگر در ساخت نقاب توسط EBPG ساختار شيمي فيزيك، ماده نور مقاوم م يباشد كه قابليت ساخت با دقت بيشتر از 0.2 میکرومتر ندارد.

يكي از خطاهاي ا يجاد شده دراين روش،انحراف باريكه الكتروني فرودي دراثر باردار شدن سطح است . براي اينكه ازباردارشدن سطح جلوگيري شود، لايه رسانا يي را در زيرماده نور مقاوم لايه نشاني مي كنند و توسط آن جريان ايجاد شده را به بيرون منتقل مي كنند. در ساخت نقاب با سطوح خاكستري با يد شدت فرودي برنقاب را تغييرداد . براي تغييرشدت تابش فرودي، مدت زمان تابش پرتو برسطح راتغيير مي دهند و با كم وزياد كردن زمان تابش تغييرات شدت را مدوله مي كنند . نمايي ازاين دستگاه در شكل زیر آمده است .

ساخت نقاب توسط پرتو الكتروني برروي PMMA

 

ادامه در پایین