리가의 Prospering 미래를 향해 한 눈에

요아킴 박사 Schulz로

다루는 주제

추상
소개
리가의 고유한 기능을 설명하기 위해
시장의 요구의보기에서 수년에 걸쳐 리가
리가와 성형
Synchrotrons에 대한 액세스
리가 표준
리가 마스크
Microworks '접근
결론

추상

지난 수십 년 동안, 많은 응용 프로그램은 (Lithographie, Galvanoformung, Abformung (리소그래피, 전기 도금, 그리고 성형)) 리가에 대해 상업적으로로 제안되었습니다. 그러나, 그들 대부분은 실리콘 MEMS를 통해 시장에 밀려 있었다 또는 클래식 microdrilling 및 micromilling. 지금까지가 아니라 하나의 상업적인 X - 선 리가 노력이 번성하고 있으며 학술 리가 센터에 대한 지원이가 흐려지고있다. 그러나 저자는 리가 - 렌즈, 정밀 apertures 등의 X - 선 광학 요소를 포함 리가 어플 리케이션에 대한 현재의 수요가 리가에 대한 두 번째 새벽의 출현이라고 믿고 있습니다.

본 논문은 과거의 기술 개요 및 리가의 미래를보다 전략적으로 제공합니다.

소개

1990 년대에 리가는 가속 센서 또는 읽기 아웃 전자 회로와 통합 광학 장치와 같은 많은 스마트 시스템에 사용되는 MEMS 위해 맥박 조정기 기술했다. 이 첫번째 리가의 과대는 기술은 다용도로 쓰인다는 것을 인상적인 방법으로 입증 여러 showpieces 결과. 응용 프로그램의이 종류가 정말 리가의 독특한 기능 중 하나를 사용하지 않는 생각도 micropumps는 리가를 사용하여 만들어졌다. 학문 출판 그들의 기간이 리가 시스템의 몇 가지는 경쟁 기술에서 유사한 시스템을 선행의 심판을 때. 그러나 시장에서 리가의 획기 아직도 일이되지 않았습니다. 왜?

가장 명백한 이유는 실리콘 micromechanics 같은 다른 기술이 큰 기업에 의해 밀고, 그리고 EDM과 같은 고전적인 기술이, 밀링, 드릴링과 같은가 더욱 도전 벌금 기능을 달성하기 위해 많은 중소 기업이 밀려 있다고 있다고하고 있습니다. 충분하지 엔지니어링 노력 리가의 능력의 발전에 넣고 것 그래서 언뜻 보면 그것은 보인다.

공공 기관도 책임을 공유 수도 : 리가 센터의 아무도는 자유 시장에 미치는 돈을 벌 수밖에 없었습니다. 또 다른 이유는 리가 단순히 소모와 비용이 너무 복잡, 시간임을 수도 있습니다. 다른 기술이 꽤 고급 가지고 micropatterned 구조에 더 많은 기능을 수용할 수있는 충분한 복잡성을 도달하는 동안 그리고 마지막으로, 리가는 여전히 심각​​하게 여러 마스크 수준과 자료만이에 대한 제한 옵션을 사용하여 기판에 본질적으로 2 차원으로 제한됩니다.

위의 인자의 모든 진실을 부담. 그럼에도 불구하고, microworks은 최근과 시장의 요구에 리가의 기술 진보는 리가에 대한 틈새 시장이있을 것이라고 너무 많이 병합하는 확신합니다. 하나는 오랜 틈새는 microgears입니다. 또 다른 하나는 현재 X - 선 광학 요소에 대한 synchrotrons의 수요에 의해 자극되고 있습니다. 다른 예제가 나열 수 있습니다.

리가 기술의 여러 측면을 주로 정부 투자 R & D 프로젝트의 일환으로, 지난 10 년간 해결되었습니다. 그들의 목표는 일반적 리가 프로세스 체인을 적응하고 첫번째 부분을 만들어, 새로운 사용을 식별할 수있다. 몇몇 프로젝트는 리가 프로세스의 기술적 측면을 해결에 초점을했습니다. 이러한 측면에서, microworks 모두 FELIG의 독일 정부의 지원에 대한 감사는 ² 와 INNOLIGA ³ FELIG가 SU8 같은 기본적인 화학을 기반으로 저항의 안정성을 확보에 대한 과정과 INNOLIGA을 자동화에 초점을 어떻 게요.

리가와 성형

리가, 베커 외에 대한 최초의 간행물에. ⁴ 대량 제조를위한 이동 방법으로 성형을 제안했다. 보기 오늘의 시점에서 몰드 삽입을하는 데 사용되는 기술은 고객에게 배달 날짜를 보장하기 어렵다는하게되는, 여전히 신뢰할 수 있습니다. 더 중요한, 그러나 매력적인 리가 유지 걸출한 기능은 성형의 유지 본질적으로 불가능하다고 생각됩니다 높은 화면 비율, 기판과 높은 정밀도에 많은 기능. 핫 엠보싱은 직접 리가 이상 예상 과감한 비용 우위를 생산하지 않지만이 모든, 사출 성형에 특히 사실이다. 반면에, 과정은 전기 도금 금속에 양식을 성공적으로 시연 적이로 성형 구조를 사용할 수 있습니다.

리가 성형 도구가 상업적으로하지 않는 다른 표시가있다 : 스위스 mimotec SA는 주로 금형 삽입하는 1990 년대 후반에서 시작했다. 90 % 리가 금속 부품의 직접 생산이지만 오늘날, 이들은 그들의 사업의 10 % 미만을 차지합니다.

Synchrotrons에 대한 액세스

X - 선 리가에 대한 주요 병목 현상은 거의 년 동안 사라졌습니다 : 싱크로 트론 방사의 가용성을. 증가 여부는 안정적으로 배달 날짜를 만날 수있는 향한 중요한 단계되었습니다.

일부 synchrotrons 지금뿐만 아니라 리가 노출 가능해야 표준화의 높은 수준에서 단백질 crystallography에 자동 시료 처리 및 측정을 제공합니다. 리가 기술 단지 노출 이상 포함 때문에, 불행히도 쉽게 다른 싱크로 트론 하나에서 프로세스를 전송하는 것을 여전히되지 않습니다. 두 번째 소스 문제 때문에 아직도 완전히 해결되지 않았지만, 충분한 인수는이 잠재적인 대량 주문에 관한 문제를 제기하지 않을 손에 있습니다.

리가 표준

론의 Lawes와 다른 구조를 만들고 모든 결과를 비교 가능성이 다른 방법을 사용하여 다양한 리가 그룹 하나 디자인 하나 공정 및 측정 속성 중 하나 세트에 동의해야하는 몇 년 동안 여러 HARMST 회의에서 주장 그룹. 불행히도, 이것은 발생하지 않았다. 아마도 전형적인 연구자가 똑같은 일을 이상에 R & D 보상을 보았다 없으며 또한, 리가 그룹의 모든 서로 경쟁하고 있습니다.

그 결과, 리가 실제로 얻을 것을 사양 오늘날 묻는다면, 커뮤니티 정밀, 최대 가로 세로 비율에 대한 아무런 답변이 없습니다, 측벽 거칠기는 우리가 어떻게 verticality 등 그러나, 상황이되는 것이 가장 큰 효과의 모든 생산하지 않는 이상적인 결과는 확인되었으며, 이러한 효과는 일반적으로 전형적인 엔지니어링 접근 방법에 의해 최소화하실 수 있습니다.

리가 마스크

우리의 의견을 듣고 싶은데, 지난 수십 년간의 가장 심각한 결함 거짓말 : 다른 배치 기술이 6-4 인치에서 이동하는 동안 - 8 - 또는 12 인치 웨이퍼, 리가 아직도 20x60 mm ² 티타늄 점막 (KIT)와 함께 작동 , 30x30 mm ^2의 실리콘 질화물 점막 (CAMD 및 HTmicro), 그리고 83mm 원형 흑연 점막 (CAMD와 베시). 또한, 몇 가지 실패 프로젝트는 X - 레이 어플 리케이션에 자사의 확실한 장점에 대한 베릴륨을 사용하려고 시도 ⁵ .

큰 영역에 대한 주요 이유는 DRIE, UV 리가와 같은에 대한 비용 요소를했습니다. 이 시점은 리가 센터의에 의해 해결될 수 없었어요. 그러나, 우리는 큰 지역 리가 개발을위한 주요 동기가 다른 기술과 대형 장치를 만들 수있는 옵션와의 호환성 될 것이라고 주장한다.

무엇 달성되었습니다 것은 마스크 만들기 먼저 제품의 개발에 상당히 짧은 시간을 지원, 빔 시간보다 액세스와 함께 더 realiable되고있다. 그러나, 새로운 디자인의 두 반복 대부분의 경우 여전히 필요하고, 그것은 여전히​​ 6 개월 이상 걸립니다.

리가에 대한 미래의 관점에 대해 달성해야 할 일에는 어떤 것이 구조적 품질없이 또는 거의없이 타협과 마스크 영역의 증가이다.

Microworks '접근

처음부터, 우리의 임무는 선도적인 제조 업체 리가 될 수 있습니다. 그렇지 않으면 우리가 유럽에서 처음으로 이러한 노력을하지 못했다 는걸 때문에, 강력한 "비즈니스 케이스를"적이있다. 우리뿐만 아니라 다른 제조 기회를 보였다 있고, 일년 정도 이내에 여러 프로젝트가 인수했다. 포트폴리오 분석 microworks 같은 중소 기업을 위해 다소 드문 수도 있지만 그것은 우리가 초점을 유지하는 데 도움이됩니다. 사진은 2008 년도 다양한 방법으로 실제로 매우 다양한 보였다. 우리 프로젝트의 구조 조정은 마지막하지만 적어도 금융 위기로 시행하지, microworks 지금은 상당히 다르게 만듭니다.

그림 2. 2008 년 말에 microworks '프로젝트 포트폴리오. 타원의 크기는 대략 총 프로젝트 가치를 제공하고, 색상은 기술 요구 사항 (높은 위험을 낮은부터 : 어두운 회색, 밝은 회색, 녹색, 노랑, 오렌지색)과 관련된 기술적 위험을 나타냅니다.

그림 3. 그림과 동일합니다. 2하지만 중반 2,010인치 18 개월 차이는 이전에 다음과 같이 요약 될 수 있습니다 : 우리는 낮은 이익 평균 있지만 취소 위험도가 높은 프로젝트에 기술 위험의 다소 높은 수준에 동의 키가 R & D 프로젝트 (KIT와 공동으로) 추가 및 현금 소 보관.

우리가 Wheelright 클락과 다음과 같은 다른 포트폴리오 플롯에서 보면 차이가 더 분명됩니다 ⁶ . 우리는 2008 년 말에 상태의 구름 사진을 생략하고 상황은 오늘날과 같이 방법을 보여줍니다한다 :

그림 4. microworks는 사업의 다양성과 관련하여 자신을 재설정하고. 바덴 뷔르템베르크주의의 지원으로 중앙 R & D 프로젝트는, 극적으로 마스크 크기를 증가로 설정되어 있습니다. 다른 모든 프로젝트는 현재의 플랫폼에 맞게 또는 유일한 사소한 변경 사항을 포함합니다.

주요 R & D 프로젝트는 대규모 지역 마스크를 얻을 수있는 방법을 찾고에 대한 강조와 함께, 마스크 제작에 초점을 맞추고 있습니다. 특허 출원이 진행 아직도 있기 때문에 불행히도, 우리는 오늘 이러한 측면에 신고 수 없습니다. 하지만 우리는 우리가 성공하는 경우, 우리가 매우 큰 지역 발전 10인치 넘어 말하고, 아직도 patterning e - 빔에 마스크를 수있는 옵션을 계속해서 사용하실 수 있습니다 것이다 할 수있다.

결론

수년에 걸쳐, 여러 동료와 HARMST 회의는이 기술의 발전에 리가 전문가의 탁월한 공헌을 보았다. 상업적으로 성공적인 회사는 아직 등장하지 않았습니다. 우리는 고정밀도의 크기 제약, e - 빔 작성된 X - 선 마스크가 아니라 디바이스의 크기와 다른 기술과의 호환성과 관련하여 비용과 관련하여 제한 요소뿐만 아니라있다이 공헌 주장했습니다. 이러한 크기의 제약을 해결하는 것은 리가 기술의 미래에 대한 핵심 문제입니다. 우리는 또한 함께 마스크 문제에 대한 잠재적인 솔루션 microworks '프로젝트의 전략적 위치가 상업적으로 X - 선 리가로 이어질 수 있다고 주장했습니다.

참조

1. 리가와 그 응용, V. Saile, U. Wallrabe, O. Tabata, JG Korvink (eds.), 와일리, 2009 ISBN : 978-3-527-31698-4
2. FELIG : Modulare Fertigungsstraße FÜR Mikrobauteile는 Röntgentiefenlithographie 깨물어 Galvanik을 동네짱, 프로젝트, 교육과 연구의 독일 교육부 재정 지원 2005 2009; http://www.imt.kit.edu/downloads/FELIG-Broschuere.pdf (독일어)
3. INNOLIGA : 혁신 저항 - 깨물어 Direkt - 리가 - Technologieentwicklung FÜR eine rentable Fertigungsmethode FÜR 리가 - Präzisionsteile FÜR KMUs MIT einem stabil arbeitenden Röntgen - Negativresist, 교육과 연구의 독일 교육부 재정 지원 사업, 계약 번호 16SV3522에 따라 2007-2010
4. EW 베커, W. Ehrfeld, P. Hagmann, A. Maner 및 D. Muenchmeyer, "싱크로 트론 방사선 리소그래피에 의한 고속 세로 비율 훌륭한 구조 하이츠와 Microstructures의 제작, Galvanoforming, 플라스틱 Moulding (리가 프로세스),"Microelectronic 공학, 권. 4 논문집, pp 35ff, 1986.
5. Volker Saile, Ulrike Wallrabe, 오사무 Tabata, 월 G​​. Korvink (eds.), 와일리, 2009, ISBN 리가과 그 응용 : 978-3-527-31698-4에서 Jost Göttert하여 문서를 참조하십시오
6. pp. S. Wheelright, K. 클라크, 하버드 비즈니스 리뷰, 월 - 에이프릴 1992, 2-14, "프로젝트를 생성하면 제품 개발을 집중할 계획"

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