有機犧牲層 Stiction 自由刪除在 MEMS 製造中

Yin Xu

Yin Xu, Vlad Tarasov, Wei Chen, Koukou Suu, ULVAC Technologies, Inc.,高級監督員,程序工程, 401 個新來的人溪驅動器, Methuen, MA 01844,美國,酸碱度: (001) 978-686-7550, Fx : (001) 978-689-6301,對應的作者: yxu@us.ulvac.com

摘要

產量故障的唯一首要原因在 MEMS 設備中製造是 「stiction」: 結構上的要素有意無意的黏附力對互相或對基體。 發行進程,并且必須開發和優選他們的特定處方基於介入的結構上和犧牲材料的組合。 在此研究中,有機犧牲層 stiction 自由刪除在 MEMS 版本進程中討論。 氧氣去除這塊顯示的和嵌入有機犧牲層 - 與少量的氟素的基於微波遠程等離子進程用一個所有權方式。 此進程導致充分地被發行的 MEMS 結構,不用 stiction 故障。

簡介

從集成電路 (集成電路 (MEMS)) 行業派生的微電動機械的系統的製造,但是開發用其集成電路副本和方向從未期望的其自己的方式。 現在因本身之能力一個非常專業的學科, MEMS 製造使用不僅所有現代集成電路進程技術,而且新穎的製造方法和用途非微電子學材料用複雜的結構創建完全微系統和在這個結構裡面的空的空間。 MEMS 設備有各種各樣的應用進行基本的信號換能運算作為傳感器和致動器。 MEMS 設備的唯一本質引入新的挑戰和失效機理在製造過程中,是與集成電路設備製造不同。

產量故障的唯一首要原因在 MEMS 設備中製造是 「stiction」: 結構上的要素有意無意的黏附力對互相或對基體。 由於 MEMS 設備的複雜地勢,他們的對數量比例的表面通過 10,000 是非常高,典型地 100:1 :1. 同時,他們被製造在他們支持的基體上的一些微米。 這些特性的組合使 MEMS 設備非常易受影響地面部隊,可能偏轉往彼此或這個基體的被暫停的成員。 如果偏轉力充分地嚴格, MEMS 結構可能接觸與和永久遵守這個基礎基體,導致 stiction 故障。

必須開發和優選版本進程和他們的特定處方基於介入的結構上和犧牲材料的組合。 在此工作,所有乾燥等離子變成灰燼的進程在多晶硅 MEMS 版本進程中使用去除光致抗蝕劑有機犧牲層。 低溫氧氣去除顯示的和嵌入光致抗蝕劑犧牲層 - 與少量的氟素的基於微波遠程等離子進程用一個所有權方式。 此進程導致充分地被發行的 MEMS 結構,不用 stiction 故障。 現有的 fabs 比他們的傳統工藝能使用與更高的處理量和更高的產量的此 MEMS 版本進程。

結果

版本步驟在 MEMS 製造進程中選擇性地銘刻這塊犧牲層并且發行微結構,創建獨立 micromechanical 結構例如懸梁。 幾個重要標準需要考慮這裡: (i) MEMS 結構版本沒有 stiction 故障的, (ii) 犧牲層的高 ashrate 刪除 (在這種情況下,光致抗蝕劑), (iii) 完全殘滓刪除, (iv) 犧牲層高選擇性對 MEMS 結構 (在這種情況下, MEMS 結構由多晶硅製成)。

所有工作在 ULVAC 乾燥的 Enviro TM 進行了抵抗和聚合物刪除系統。 此系統合併微波順流等離子來源,并且抵抗的一個非故障 RIE 等離子來源剝離和殘滓清潔。 溫度,氟素目錄,等離子來源的作用調查。 最終 stiction 自由版本進程是低溫,氧氣 - 與少量的氟素的基於微波進程。 這個進程的名義上的 ashrate 是大約 2 个 um/min,并且犧牲層選擇性對 MEMS 結構的約為 900 :1.

圖 1. 光致抗蝕劑選擇性對多晶硅的與變化的氟素氣體百分比。

版權 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 09:11

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit