有机牺牲层 Stiction 自由删除在 MEMS 制造中

Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarasov, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Technologies, Inc.,高级监督员,程序工程, 401 个新来的人溪驱动器, Methuen, MA 01844,美国,酸碱度: (001) 978-686-7550, Fx : (001) 978-689-6301,对应的作者: yxu@us.ulvac.com

摘要

产量故障的唯一首要原因在 MEMS 设备中制造是 “stiction” : 结构上的要素有意无意的黏附力对互相或对基体。 发行进程,并且必须开发和优选他们的特定处方基于介入的结构上和牺牲材料的组合。 在此研究中,有机牺牲层 stiction 自由删除在 MEMS 版本进程中讨论。 氧气去除这块显示的和嵌入有机牺牲层 - 与少量的氟素的基于微波远程等离子进程用一个所有权方式。 此进程导致充分地被发行的 MEMS 结构,不用 stiction 故障。

简介

从集成电路 (集成电路 (MEMS)) 行业派生的微电动机械的系统的制造,但是开发用其集成电路副本和方向从未期望的其自己的方式。 现在因本身之能力一个非常专业的学科, MEMS 制造使用不仅所有现代集成电路进程技术,而且新颖的制造方法和用途非微电子学材料用复杂的结构创建完全微系统和在这个结构里面的空的空间。 MEMS 设备有各种各样的应用进行基本的信号换能运算作为传感器和致动器。 MEMS 设备的唯一本质引入新的挑战和失效机理在制造过程中,是与集成电路设备制造不同。

产量故障的唯一首要原因在 MEMS 设备中制造是 “stiction” : 结构上的要素有意无意的黏附力对互相或对基体。 由于 MEMS 设备的复杂地势,他们的对数量比例的表面通过 10,000 是非常高,典型地 100:1 :1. 同时,他们被制造在他们支持的基体上的一些微米。 这些特性的组合使 MEMS 设备非常易受影响地面部队,可能偏转往彼此或这个基体的被暂停的成员。 如果偏转力充分地严格, MEMS 结构可能接触与和永久遵守这个基础基体,导致 stiction 故障。

必须开发和优选版本进程和他们的特定处方基于介入的结构上和牺牲材料的组合。 在此工作,所有干燥等离子变成灰烬的进程在多晶硅 MEMS 版本进程中使用去除光致抗蚀剂有机牺牲层。 低温氧气去除显示的和嵌入光致抗蚀剂牺牲层 - 与少量的氟素的基于微波远程等离子进程用一个所有权方式。 此进程导致充分地被发行的 MEMS 结构,不用 stiction 故障。 现有的 fabs 比他们的传统工艺能使用与更高的处理量和更高的产量的此 MEMS 版本进程。

结果

版本步骤在 MEMS 制造进程中选择性地铭刻这块牺牲层并且发行微结构,创建独立 micromechanical 结构例如悬梁。 几个重要标准需要考虑这里: (i) MEMS 结构版本没有 stiction 故障的, (ii) 牺牲层的高 ashrate 删除 (在这种情况下,光致抗蚀剂), (iii) 完全残滓删除, (iv) 牺牲层高选择性对 MEMS 结构 (在这种情况下, MEMS 结构由多晶硅制成)。

所有工作在 ULVAC 干燥的 Enviro TM 进行了抵抗和聚合物删除系统。 此系统合并微波顺流等离子来源,并且抵抗的一个非故障 RIE 等离子来源剥离和残滓清洁。 温度,氟素目录,等离子来源的作用调查。 最终 stiction 自由版本进程是低温,氧气 - 与少量的氟素的基于微波进程。 这个进程的名义上的 ashrate 是大约 2 个 um/min,并且牺牲层选择性对 MEMS 结构的约为 900 :1.

图 1. 光致抗蚀剂选择性对多晶硅的与变化的氟素气体百分比。

版权 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:07

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