Freier Ausbau Stiction der Organischen OpferSchicht in MEMS-Herstellung

Durch Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarassow, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Technologies, Inc., Älteres Überwachungsprogramm, Verfahrenstechnik, 401 Greif-Bach-Antrieb, Methuen, MA 01844, USA, PH: (001) 978-686-7550, Fx: (001) 978-689-6301, Entsprechender Autor: yxu@us.ulvac.com

Zusammenfassung

Die einzelne vorderste Ursache des Ertragversagens in der Herstellung von MEMS-Einheiten ist „stiction“: der unbeabsichtigte Beitritt von Bauteilen zu gegenseitig oder zur Substratfläche. Geben Sie Prozesse frei und ihre spezifischen Rezepte müssen entwickelt werden und optimiert werden basiert worden auf der Kombination von den strukturellen und betroffenen Opfermaterialien. In dieser Studie stiction wird freier Ausbau der organischen Opferschicht im MEMS-Freigabeprozeß behandelt. Die freigelegte und eingebettete organische Opferschicht wird durch ein Fernplasmaverfahren der en-basiert Mikrowelle des Sauerstoffes mit einer kleinen Menge Fluor auf eine eigene Art gelöscht. Dieser Prozess ergibt völlig freigegebene MEMS-Zellen ohne stiction Versagen.

Einleitung

Die Fälschung von den Mikro-Galvano-Mechanischen Anlagen, die (MEMS) von der berechnet werden Industrie der integrierten Schaltungen (IS), aber hat sich in seinen eigenen Methoden und in Richtungen entwickelt, die nie von seinen IS-Kollegen vorweggenommen werden. Jetzt verwendet eine hoch spezialisierte Disziplin aus eigenem Recht, MEMS-Herstellung nicht nur alle modernen IS-Prozesstechniken, aber auch neue Fälschungsmethoden und nicht-Mikroelektronische Materialien des Gebrauches, um komplette Mikrosysteme mit hoch entwickelten Zellen und leeren Platz innerhalb der Zelle zu erstellen. MEMS-Einheiten haben eine große Vielfalt von den Anwendungen, die grundlegende Signal Transductionsoperationen als Fühler und Stellzylinder durchführen. Die eindeutige Art von MEMS-Einheiten stellt neue Herausforderungen und Versagenvorrichtungen im Herstellungsverfahren vor, das zu der IS-Einheitsfälschung unterschiedlich ist.

Die einzelne vorderste Ursache des Ertragversagens in der Herstellung von MEMS-Einheiten ist „stiction“: der unbeabsichtigte Beitritt von Bauteilen zu gegenseitig oder zur Substratfläche. Wegen der schwierigen Topographie der MEMS-Einheiten, ist ihre Fläche zum Volumenverhältnis, gewöhnlich 100:1 durch 10.000 sehr hoch: 1. Gleichzeitig werden sie gerade einige Mikrons über ihrer unterstützenden Substratfläche hergestellt. Die Kombination dieser Eigenschaften stellt MEMS-Einheiten sehr anfällig gegen Oberflächenkräfte her, die die verschobenen Bauteile in Richtung in Richtung einander oder zur Substratfläche ablenken können. Wenn die Ablenkungskraft genug stark ist, können die MEMS-Zellen mit in Kontakt bringen und das Grundsubstrat permanent befolgen und stiction Versagen verursachen.

Freigabeprozesse und ihre spezifischen Rezepte müssen entwickelt werden und optimiert werden basiert worden auf der Kombination von den strukturellen und betroffenen Opfermaterialien. In dieser Arbeit wird ein aller Veraschungsprozeß des trockenen Plasmas verwendet, um die Fotoresistorganische Opferschicht im Freigabeprozeß des Polysilicon MEMS zu löschen. Die freigelegte und eingebettete Fotoresistopferschicht wird durch ein Fernplasmaverfahren der en-basiert Mikrowelle des Sauerstoffes der niedrigen Temperatur mit einer kleinen Menge Fluor auf eine eigene Art gelöscht. Dieser Prozess ergibt völlig freigegebene MEMS-Zellen ohne stiction Versagen. Vorhandene fabs sind in der Lage, diesen MEMS-Freigabeprozeß mit höherem Durchsatz und höherem Ertrag als ihre traditionellen Prozesse zu verwenden.

Ergebnisse

Der Freigabeschritt im MEMS-Fälschungsprozeß ätzt selektiv die Opferschicht und gibt die Mikrostrukturen frei und erstellt die freistehenden mikromechanischen Zellen wie Kragträger. Einige wichtige Kriterien müssen hier betrachtet werden: (i) Freisetzung von MEMS-Zelle ohne stiction Versagen, (ii) Hoher ashrate Ausbau der Opferschicht (in diesem Fall, Fotoresist), (iii) Kompletter Rückstandausbau, (iv) Hohe Selektivität der Opferschicht zu MEMS-Zelle (in diesem Fall, wird MEMS-Zelle vom Polysilicon gemacht).

Alle Arbeit wurde am ULVAC trockenes Enviro TM widerstehen und Polymerausbauanlage durchgeführt. Diese Anlage enthält eine abwärts gerichtete Plasmaquelle der Mikrowelle und eine Nichtschaden RIE Plasmaquelle für widerstehen zu entfernen und Rückstandreinigung. Der Effekt der Temperatur, Fluorinhalt, Plasmaquelle wird nachgeforscht. Der abschließendes stiction freie Freigabeprozeß ist eine niedrige Temperatur, er-basiert Mikrowellenprozeß des Sauerstoffes mit einer kleinen Menge Fluor. Das nominale ashrate des Prozesses ist ungefähr 2 um/min, und die Selektivität der Opferschicht zu MEMS-Zelle ist ungefähr 900: 1.

Abbildung 1. Selektivität des Photoresists zum Polysilicon mit unterschiedlichem Fluorgasprozentsatz.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Feb 23, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:21

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