De Vrije Verwijdering van Stiction van Organische OfferLaag in Productie MEMS

Door Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarasov, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Technologieën, Inc., Hogere Supervisor, de Techniek van het Proces, de Aandrijving van de Beek van 401 Griffioen, Methuen, DOCTORANDUS IN DE LETTEREN 01844, de V.S., Ph: (001) 978-686-7550, Fx: (001) 978-689-6301, Overeenkomstige Auteur: yxu@us.ulvac.com

Samenvatting

De enige belangrijkste oorzaak van opbrengstmislukking in de productie van apparaten MEMS is „stiction“: de onbedoelde adhesie van structurele componenten aan elkaar of aan het substraat. De processen van de Versie en hun specifieke recepten moeten worden ontwikkeld en worden geoptimaliseerd gebaseerd op de combinatie structurele en offermaterialen in kwestie. In deze studie, wordt de stiction vrije verwijdering van organische offerlaag in het MEMS versieproces besproken. De blootgestelde en ingebedde organische offerlaag wordt verwijderd door een op zuurstof gebaseerd proces van het microgolf ver plasma met een kleine hoeveelheid fluor op een merkgebonden manier. Dit proces resulteert in volledig vrijgegeven structuren MEMS zonder stictionmislukkingen.

Inleiding

De vervaardiging van Micro-Electro-Mechanical Systemen (MEMS) kwam uit de (IC) industrie voort van geïntegreerde schakelingen, maar heeft zich in zijn eigen die manieren ontwikkeld en richtingen nooit door zijn tegenhanger van IC worden voorzien. Nu gebruikt een hoogst gespecialiseerde uit eigen beweging discipline, productie MEMS niet alleen alle moderne het procestechnieken van IC, maar ook nieuwe van het vervaardigingsmethodes en gebruik niet micro-electronische materialen om tot volledige microsystems met verfijnde structuren en lege ruimte binnen de structuur te leiden. De apparaten MEMS hebben een grote verscheidenheid van toepassingen uitvoerend de basishandelingen van de signaaltransductie als sensoren en actuators. De unieke aard van apparaten MEMS introduceert nieuwe uitdagingen en mislukkingsmechanismen in het productieproces, dat van de het apparatenvervaardiging van IC verschillend is.

De enige belangrijkste oorzaak van opbrengstmislukking in de productie van apparaten MEMS is „stiction“: de onbedoelde adhesie van structurele componenten aan elkaar of aan het substraat. Wegens de ingewikkelde topografie van de apparaten MEMS, is hun oppervlakte aan volumeverhouding zeer hoog, typisch 100:1 door 10,000:1. Tezelfdertijd worden zij vervaardigd enkel een paar microns boven hun ondersteunend substraat. De combinatie deze kenmerken maakt apparaten MEMS zeer voor oppervlaktekrachten vatbaar, die de opgeschorte leden naar elkaar of het substraat kunnen doen afwijken. Als de het doen afwijken kracht voldoende sterk is, kunnen de structuren MEMS contacteren met en permanent het onderliggende substraat aanhangen, veroorzakend stictionmislukking.

De processen van de Versie en hun specifieke recepten moeten worden ontwikkeld en worden geoptimaliseerd gebaseerd op de combinatie structurele en offermaterialen in kwestie. In dit werk, wordt een helemaal droog plasma verbrandend proces gebruikt om de photoresist organische offerlaag in het polysilicon MEMS versieproces te verwijderen. De blootgestelde en ingebedde photoresist offerlaag wordt verwijderd door een ver het plasmaproces van de lage temperatuur op zuurstof gebaseerd microgolf met een kleine hoeveelheid fluor op een merkgebonden manier. Dit proces resulteert in volledig vrijgegeven structuren MEMS zonder stictionmislukkingen. Het Bestaan fabs kunnen dit MEMS versieproces met hogere productie en hogere opbrengst gebruiken dan hun traditionele processen.

Resultaten

De versiestap in het MEMS vervaardigingsproces etst selectief de offerlaag en geeft de microstructuren vrij, die tot de freestanding micromechanical structuren zoals cantileverstralen leiden. Verscheidene belangrijke criteria moeten hier worden overwogen: (i) Versie van structuur MEMS zonder stictionmislukking, (ii) Hoge ashrateverwijdering van de offerlaag (in dit geval, photoresist), (iii) Volledige residuverwijdering, (iv) Hoge selectiviteit van offerlaag aan structuur MEMS (in dit geval, wordt de structuur MEMS gemaakt van polysilicon).

Al werk werd uitgevoerd op ULVAC droge Enviro TM verzet tegenzich en het systeem van de polymeerverwijdering. Dit systeem neemt zowel een microgolf op de stroomafwaartse plasmabron en een bron van het niet-schadeRIE plasma voor zich tegen het ontdoen van en residu het schoonmaken verzetten. Het effect van temperatuur, fluorinhoud, plasmabron wordt onderzocht. Het definitieve proces van de stiction vrije versie is een lage temperatuur, op zuurstof gebaseerd microgolfproces met een kleine hoeveelheid fluor. Nominale ashrate van het proces is ongeveer 2 um/min, en de selectiviteit van offerlaag aan structuur MEMS is over 900:1.

Figuur 1. Selectiviteit van photoresist aan polysilicon met het variërende percentage van het fluorgas.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:14

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit