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MEMS加工升级面临哪些问题

2022-02-17
长期以来,计算机、手机和一些汽车应用程序一直是推动半导体设备增长的动力。这些传统市场的发展也加速了人工智能(人工智能)、虚拟现实(虚拟现实)、增强现实(AR)、机器人技术、医疗传感器和更先进的汽车电子产品的需求,上述应用程序的发展刺激了各种半导体的需求,包括逻辑芯片、控制IC、图像传感器和MEMS组件。
 
与此同时,MEMS加工技术的升级也面临着挑战,博研小编认为具体包括:
 MEMS加工升级面临哪些问题
1.晶圆尺寸过渡。
 
目前,图像传感器制造采用300mm晶圆,MEMS设备的制造将在不久的将来从小直径晶圆转移到300mm晶圆。所有的晶圆制造商都面临着边缘不连续性的问题,在晶圆尺寸增加到300毫米后更难解决。
 
2.技术的选择。
 
MEMS加工与逻辑CMOS晶圆加工完全不同。在加工MEMS晶圆时,设备制造商可能需要使用双面抛光晶圆和带膜的空腔晶圆,需要特殊驱动的临时键合晶圆,单晶圆清洗,结构释放腐蚀和斜工程技术。
 
3.深度反应离子刻蚀(DRIE)
 
MEMS设备的生产需要降低斜率、更好的关键尺寸和深度均匀性以及其他与集成和覆盖相关的半关键蚀刻过程。此外,提高分辨率和生产率对未来的MEMS加工也非常重要。
 
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的特殊要求。
 
MEMS加工对沉积过程中的应力控制要求很高,可能需要低温加工技术。
 
4.压电材料。
 
越来越多的压电材料被用来实现MEMS设备的功能。但对于制造设备来说,这些材料是具有独特特性和制造要求的新材料。钼、铂等电极材料可用于避免压电层极化过程中不均匀的电场。
 
5.晶圆尺寸的影响。
 
任何刻蚀都要面对边缘不连续性和边缘反应物、钝化和鞘层梯度。
 
腔室与晶圆之间的温差会导致温度的不连续性和钝化梯度。材料(或化学)的不连续性和反应物梯度会导致化学物质吸附率的差异。除温度梯度外,晶圆边缘反应物消耗量和副产物排放率的变化也会导致吸附率的变化。在晶圆边缘,从偏置表面到接地或悬浮表面的变化也会导致等离子体壳体层弯曲,从而改变离子相对于晶圆的运动轨迹。
 
任何晶圆的刻蚀都涉及到边缘的不连续性,随着晶圆尺寸增加到300毫米,这些问题对产量的影响会更加明显。对于300毫米晶圆,外8毫米边缘的表面积可达10%左右,即使外2毫米边缘几乎占晶圆表面积的3%,仍有不可忽视的影响。
 

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