MEMS の製造業の有機性犠牲的な層の Stiction の自由な取り外し

Yin Xu

Yin Xu、 Vlad Tarasov、 Wei Chen、 Koukou Suu、 ULVAC Technologies、 Inc.、年長のスーパーバイザー、プロセス工学、 401 匹のグリフィンの小川駆動機構、 Methuen、 MA 01844、米国、 PH: (001) 978-686-7550、 Fx: (001) 978-689-6301 の対応する著者: yxu@us.ulvac.com

概要

MEMS 装置の製造業の収穫の障害の単一の一番の原因は 「stiction」です: 互いまたは基板への構造コンポーネントの無意識の付着。 プロセスを解放すれば特定の調理法は含まれる構造および犠牲的な材料の組合せに基づいて開発され、最適化されなければなりません。 この調査では、 MEMS リリースプロセスの有機性犠牲的な層の stiction の自由な取り外しは論議されます。 露出され、埋め込まれた有機性犠牲的な層は専有方法でわずかフッ素と酸素のベースのマイクロウェーブ遠隔血しょうプロセスによって除去されます。 このプロセスは stiction の障害なしで十分に解放された MEMS の構造で起因します。

導入

集積回路 (IC) (MEMS) 工業から得られるが決して IC の同等が予想する自身の方法および方向でマイクロエレクトロ機械システムの製造は成長しませんでした。 ここで独自の権利で非常に専門にされた訓練は、 MEMS の製造業現代 IC プロセス技術すべてだけ、また新しい製造方法および洗練された構造と完全なミクロシステムおよび構造の中の空スペースを作成するのに使用の非マイクロエレクトロニック材料を利用します。 MEMS 装置にいろいろアプリケーションがセンサーおよびアクチュエーターとして基本的なシグナルの transduction 操作を行うことをあります。 MEMS 装置の一義的な性質は IC 装置製造と異なっている製造工程の新しい挑戦そして故障メカニズムをもたらします。

MEMS 装置の製造業の収穫の障害の単一の一番の原因は 「stiction」です: 互いまたは基板への構造コンポーネントの無意識の付着。 MEMS 装置の複雑な地形のために、ボリューム比率への表面積は 10,000 によって非常に高いです、普通 100:1: 1. 同時に、それらは少数のミクロンサポートの基板の上のちょうど製造されます。 これらの特性の組合せは MEMS 装置を互いまたは基板の方の中断されたメンバーを逸らすことができる地表部隊に非常に敏感にさせます。 偏向力が十分に強ければ、 MEMS の構造はと連絡し、 stiction の障害を引き起こす根本的な基板によりに永久に付着できます。

リリースプロセスおよび特定の調理法は含まれる構造および犠牲的な材料の組合せに基づいて開発され、最適化されなければなりません。 この作業では polysilicon MEMS リリースプロセスの光硬化性樹脂の有機性犠牲的な層を除去するのに、すべての乾燥した血しょう灰を振りかけるプロセスが利用されています。 露出され、埋め込まれた光硬化性樹脂の犠牲的な層は専有方法でわずかフッ素と低温の酸素のベースのマイクロウェーブ遠隔血しょうプロセスによって除去されます。 このプロセスは stiction の障害なしで十分に解放された MEMS の構造で起因します。 既存の fabs は従来のプロセスより高いスループットそして高い収穫とのこの MEMS リリースプロセスを使用できます。

結果

MEMS の製造プロセスのリリースステップは選択式に犠牲的な層をエッチングし、片持梁ビームのような支えがない micromechanical 構造を作成する微細構造を解放します。 複数の重要な規準はここに考慮される必要があります: (i) stiction の障害のない MEMS の構造のリリース、 (ii) 犠牲的な層の高い ashrate の取り外し (この場合、光硬化性樹脂)、 (iii) MEMS の構造への完全な残余の取り外し、 (iv) 犠牲的な層の高い選択率 (この場合、 MEMS の構造は polysilicon から成っています)。

すべての作業は乾燥した ULVAC Enviro TM で抵抗しますおよびポリマー取り外しシステム行われました。 このシステムはマイクロウェーブ下流血しょうソースを組み込み、除去し、残余のクリーニング抵抗しますのための非損傷 RIE 血しょうソースは。 温度、フッ素の内容、血しょうソースの効果は調査されます。 最終的な stiction 自由なリリースプロセスは低温、酸素のわずかフッ素とのベースのマイクロウェーブプロセスです。 プロセスのわずかな ashrate は約 2 um/min であり、 MEMS の構造への犠牲的な層の選択率は約 900 です: 1。

さまざまなフッ素のガスのパーセントの polysilicon への光硬化性樹脂の図 1. 選択率。

版権 AZoNano.com、 MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:28

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