Retiro Libre de Stiction de la Capa Sacrificatoria Orgánica en la Fabricación de MEMS

Por Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarasov, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Technologies, Inc., Supervisor Mayor, Ingeniería De Proceso, Mecanismo Impulsor del Arroyo de 401 Grifos, Methuen, MA 01844, los E.E.U.U., PH: (001) 978-686-7550, Fx: (001) 978-689-6301, Autor Correspondiente: yxu@us.ulvac.com

Extracto

La única primera causa del incidente del rendimiento en la fabricación de los dispositivos de MEMS es “stiction”: la adherencia involuntaria de componentes estructurales a uno otra o al substrato. Release/versión los procesos y sus recetas específicas se deben desarrollar y optimizar basado en la combinación de los materiales estructurales y sacrificatorios implicados. En este estudio, el retiro libre del stiction de la capa sacrificatoria orgánica en el proceso del desbloquear de MEMS se discute. La capa sacrificatoria orgánica expuesta y embutida es quitada por un oxígeno - proceso alejado basado del plasma de la microonda con una pequeña cantidad de flúor de una manera propietaria. Este proceso da lugar a estructuras completo release/versión de MEMS sin incidentes del stiction.

Introducción

La fabricación de los Sistemas Microelectromecánicos (MEMS) derivados de la industria de los circuitos integrados (IC), pero se ha convertido de sus propias maneras y direcciones nunca anticipadas por sus contrapartes de IC. Ahora una disciplina sumamente especializada por derecho propio, fabricación de MEMS utiliza no sólo todas las técnicas modernas del proceso de IC, pero también métodos nuevos de la fabricación y los materiales no-microelectrónicos de las aplicaciones para crear microsistemas completos con las estructuras sofisticadas y el espacio vacío dentro de la estructura. Los dispositivos de MEMS tienen una amplia variedad de aplicaciones el realizar de operaciones básicas de la transducción de la señal como los sensores y actuadores. La naturaleza única de los dispositivos de MEMS introduce nuevos retos y mecanismos de incidente en el proceso de fabricación, que es diferente de la fabricación del dispositivo de IC.

La única primera causa del incidente del rendimiento en la fabricación de los dispositivos de MEMS es “stiction”: la adherencia involuntaria de componentes estructurales a uno otra o al substrato. Debido a la topografía complicada de los dispositivos de MEMS, su superficie a la relación de transformación del volumen es muy alta, típicamente 100:1 con 10.000: 1. Al mismo tiempo, se fabrican apenas algunos micrones encima de su substrato que utiliza. La combinación de estas características hace los dispositivos de MEMS muy susceptibles a las fuerzas superficiales, que pueden desviar a las piezas suspendidas hacia uno a o el substrato. Si la fuerza de desviación es suficientemente fuerte, las estructuras de MEMS pueden hacer contacto con con y adherirse permanente al substrato subyacente, causando incidente del stiction.

Los procesos del Desbloquear y sus recetas específicas se deben desarrollar y optimizar basado en la combinación de los materiales estructurales y sacrificatorios implicados. En este trabajo, todo el proceso de pulimiento con piedra pómez del plasma seca se utiliza para quitar la capa sacrificatoria orgánica de la fotoprotección en el proceso del desbloquear de la polisilicona MEMS. La capa sacrificatoria expuesta y embutida de la fotoprotección es quitada por un oxígeno de la baja temperatura - proceso alejado basado del plasma de la microonda con una pequeña cantidad de flúor de una manera propietaria. Este proceso da lugar a estructuras completo release/versión de MEMS sin incidentes del stiction. Los fabs Existentes pueden utilizar este proceso del desbloquear de MEMS con una producción más alta y un rendimiento más alto que sus procesos tradicionales.

Resultados

El paso de progresión del desbloquear en el proceso de la fabricación de MEMS graba el ácido selectivamente la capa sacrificatoria y release/versión las microestructuras, creando las estructuras micromecánicas libres tales como haces voladizos. Varias consideraciones importantes necesitan ser consideradas aquí: (i) Desbloquear de la estructura de MEMS sin incidente del stiction, (ii) Alto retiro del ashrate de la capa sacrificatoria (en este caso, fotoprotección), (iii) retiro Completo del residuo, (iv) Alta selectividad de la capa sacrificatoria a la estructura de MEMS (en este caso, la estructura de MEMS se hace de polisilicona).

Todo El trabajo fue realizado en el ULVAC Enviro TM seco resiste y sistema del retiro del polímero. Este sistema incorpora una fuente rio abajo del plasma de la microonda y una fuente del plasma del no-daño RIE para resiste el eliminar y limpieza del residuo. El efecto de la temperatura, contenido del flúor, fuente del plasma se investiga. El proceso libre del desbloquear del stiction final es una baja temperatura, oxígeno - proceso basado de la microonda con una pequeña cantidad de flúor. El ashrate nominal del proceso es cerca de 2 um/min, y la selectividad de la capa sacrificatoria a la estructura de MEMS es cerca de 900: 1.

Cuadro 1. Selectividad de la fotoprotección a la polisilicona con porcentaje diverso del gas del flúor.

Derechos De Autor AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:51

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