Para Bosch Proses Etsa Micro-Mechanical Systems (MEMS) - Prinsip, Kemajuan dan Aplikasi oleh Oxford Instrumen Plasma Teknologi

Topik Covered

Mencapai cetak etsa Jauh di MEMS Fabrikasi

Kedua teknologi yang digunakan untuk mencapai cetak etsa jauh di dalam fabrikasi mikro-elektro-mekanik sistem (MEMS) adalah proses Bosch dan proses cryogenic. Kedua sistem dan proses pengembangan selama bertahun-tahun telah memungkinkan teknik untuk memajukan tetapi aspek-aspek fundamental dari masing-masing tetap sama. Dalam skala waktu yang sama kita telah melihat semakin pentingnya etsa nano untuk Nano Imprint Litografi, Penyimpanan Media dll mana struktur MEMS dengan kedalaman dari sekitar 10μm sampai 500μm dengan bukaan khas> 1μm. Meskipun definisi nano bervariasi biasanya mengacu pada struktur bawah 100nm terukir sampai beberapa mikron dalam. Sulit untuk menggunakan proses Bosch untuk jenis struktur karena sifat dari proses etsa, etsa cryo cocok untuk ukuran fitur ini. Kami juga akan menjelaskan proses alternatif.

Prinsip Proses Bosch

Para Proses Bosch menggunakan fluor berbasis kimia plasma untuk etch silikon, dikombinasikan dengan proses plasma fluorocarbon untuk memberikan pasivasi dinding samping dan selektivitas ditingkatkan untuk bahan masking. Sebuah siklus proses lengkap etsa antara langkah etch dan deposisi berkali-kali untuk mencapai mendalam, profil etch vertikal. Hal ini bergantung pada sumber gas sedang rusak di wilayah plasma tinggi density sebelum mencapai wafer, yang memiliki drop tegangan kecil tapi dikendalikan dari plasma. Teknik ini tidak dapat dilakukan dalam sistem reaktif etch ion (RIE), karena ini memiliki keseimbangan yang salah ion untuk spesies radikal bebas. Keseimbangan ini dapat dicapai dalam kepadatan tinggi sistem plasma (HDP). Bentuk yang paling banyak digunakan dari HDP menggunakan kopling induktif untuk menghasilkan wilayah kepadatan tinggi plasma sehingga dikenal sebagai 'induktif coupled plasma (ICP). Sulfur heksafluorida (SF ₆₎ adalah gas sumber yang digunakan untuk memberikan fluor untuk mengetsa silikon. Molekul ini akan mudah hancur di kepadatan tinggi plasma untuk melepaskan radikal bebas fluor. Para pasivasi dinding samping dan perlindungan masker disediakan oleh octofluorocyclobutane (cC ₄ F _8), sebuah fluorocarbon siklik yang istirahat terbuka untuk menghasilkan CF ₂ dan radikal rantai yang lebih panjang dalam plasma high-density. Deposito ini mudah sebagai polimer fluorokarbon pada sampel yang terukir. Profil, tingkat etch dan selektivitas untuk bahan masker yang semuanya dikontrol dengan menyesuaikan langkah efisiensi etsa, langkah efisiensi pengendapan atau rasio kali dari dua langkah. Proses ini relatif tidak sensitif terhadap sifat yang tepat dari photoresist, sejauh bahwa hal itu tidak perlu memanggang keras menolak sebelum etsa. Bahkan, yang terbaik adalah untuk menghindari suhu tinggi bakes dari menolak, karena hal ini menyebabkan variasi dalam profil menolak, yang dapat menyebabkan masalah topeng resesi pada struktur tertentu.

Ringkasan

Para Proses Bosch menawarkan tingkat etch lebih tinggi tetapi pada biaya kekasaran sidewall. Untuk batas ini tingkat kekasaran biasanya di wilayah 10-20μm, yang masih lebih tinggi maka proses cryo. Untuk mencapai tingkat sangat etch tinggi diklaim untuk proses Bosch berarti arus yang sangat tinggi gas dan membutuhkan pompa turbomolecular sangat besar, yang menghasilkan biaya yang lebih tinggi kepemilikan. Para Proses Bosch juga tidak menawarkan profil positif yang sangat baik, yang Cryo bisa. Para Proses cryo juga menemukan pasar yang berkembang di etsa struktur nano sebagai proses Bosch daun scallop di dinding, yang dalam kasus yang paling tidak diinginkan untuk aplikasi.

Baik proses Bosch dan proses Cryo akan menemukan digunakan dalam bidang tumbuh sensor terintegrasi dan aktuator, namun Cryo memiliki kelebihan yang berbeda di arena skala nano. Pada akhirnya, pengguna harus memutuskan proses akan paling sesuai untuk aplikasi mereka.

Sumber: "Perbandingan proses etsa untuk rasio aspek pola tinggi dan fitur nano dalam silikon" oleh Oxford Instrumen Teknologi Plasma .

Untuk informasi lebih lanjut tentang sumber ini silakan kunjungi Oxford Instrumen Teknologi Plasma .