Remoção Livre de Stiction da Camada Sacrificial Orgânica na Fabricação de MEMS

Por Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarasov, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Tecnologias, Inc., Supervisor Superior, Engenharia de Processo, Movimentação do Ribeiro de 401 Grifos, Methuen, MILIAMPÈRE 01844, EUA, PH: (001) 978-686-7550, Fx: (001) 978-689-6301, Autor Correspondente: yxu@us.ulvac.com

Sumário

A única primeira causa da falha do rendimento na fabricação de dispositivos de MEMS é “stiction”: a adesão involuntária de componentes estruturais a um outra ou à carcaça. Libere processos e suas receitas específicas devem ser desenvolvidas e aperfeiçoado baseado na combinação de materiais estruturais e sacrificiais envolvidos. Neste estudo, a remoção livre do stiction da camada sacrificial orgânica no processo da liberação de MEMS é discutida. A camada sacrificial orgânica expor e encaixada é removida por um oxigênio - processo remoto baseado do plasma da microonda com uma pequena quantidade de flúor em uma maneira proprietária. Este processo conduz às estruturas inteiramente liberadas de MEMS sem falhas do stiction.

Introdução

A fabricação dos Sistemas Micro-Electro-Mecânicos (MEMS) derivados da indústria dos circuitos integrados (IC), mas tornou-se em seus próprios maneiras e sentidos nunca antecipados por suas contrapartes do IC. Agora uma disciplina altamente especializada em seus direitos próprios, fabricação de MEMS utiliza não somente todas as técnicas modernas do processo do IC, mas igualmente métodos novos da fabricação e materiais não-micro-electrónicos dos usos para criar microsistemas completos com as estruturas sofisticadas e o espaço vazio dentro da estrutura. Os dispositivos de MEMS têm uma grande variedade de aplicações que executam operações básicas da transdução do sinal como sensores e actuadores. A natureza original de dispositivos de MEMS introduz desafios e mecanismos de falha novos no processo de manufactura, que é diferente da fabricação do dispositivo do IC.

A única primeira causa da falha do rendimento na fabricação de dispositivos de MEMS é “stiction”: a adesão involuntária de componentes estruturais a um outra ou à carcaça. Devido à topografia complicada dos dispositivos de MEMS, sua área de superfície à relação do volume é muito alta, tipicamente 100:1 com 10.000: 1. Ao mesmo tempo, são manufacturados apenas alguns mícrons acima de sua carcaça de apoio. A combinação destas características faz dispositivos de MEMS muito suscetíveis às forças de superfície, que podem deflexionar os membros suspendidos para se ou a carcaça. Se a força de deflexionamento é suficientemente forte, as estruturas de MEMS podem contactar com e permanentemente aderir à carcaça subjacente, causando a falha do stiction.

Os processos da Liberação e suas receitas específicas devem ser desenvolvidos e aperfeiçoado baseado na combinação de materiais estruturais e sacrificiais envolvidos. Neste trabalho, todo o processo de incineração do plasma seco é utilizado para remover a camada sacrificial orgânica do fotoresistente no processo da liberação do polysilicon MEMS. A camada sacrificial expor e encaixada do fotoresistente é removida por um oxigênio da baixa temperatura - processo remoto baseado do plasma da microonda com uma pequena quantidade de flúor em uma maneira proprietária. Este processo conduz às estruturas inteiramente liberadas de MEMS sem falhas do stiction. Os fabs Existentes podem usar este processo da liberação de MEMS com produção mais alta e rendimento mais alto do que seus processos tradicionais.

Resultados

A etapa da liberação no processo da fabricação de MEMS grava selectivamente a camada sacrificial e libera as microestrutura, criando as estruturas micromecânicas autônomas tais como feixes de modilhão. Diversos critérios importantes precisam de ser considerados aqui: (i) Liberação da estrutura de MEMS sem falha do stiction, (ii) remoção Alta do ashrate da camada sacrificial (neste caso, fotoresistente), (iii) remoção Completa do resíduo, (iv) selectividade Alta da camada sacrificial à estrutura de MEMS (neste caso, a estrutura de MEMS é feita do polysilicon).

Todo O trabalho foi executado no ULVAC Enviro TM seco resiste e sistema da remoção do polímero. Este sistema incorpora uma fonte a jusante do plasma da microonda e uma fonte do plasma de não-dano RIE para resiste descascar e limpeza do resíduo. O efeito da temperatura, índice do flúor, fonte do plasma é investigado. O processo livre da liberação do stiction final está a uma baixa temperatura, oxigênio - processo baseado da microonda com uma pequena quantidade de flúor. O ashrate nominal do processo é aproximadamente 2 um/min, e a selectividade da camada sacrificial à estrutura de MEMS é aproximadamente 900: 1.

Figura 1. Selectividade do fotoresistente ao polysilicon com porcentagem de variação do gás do flúor.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:44

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