微机械和微机电的质量飞跃

去除互嵌的厚光刻胶–各项同性微波等离子体的一个案例

微波等离子体是去除厚光刻胶的理想方案,如微机械和微机电系统(MEMS)的2D3D结构里的厚胶。 微波(MW)等离子体相对于RF等离子体的这一优势至关重要:有机材料被清除时,不会损坏或改变之下的层与结构。

微波等离子体-光刻胶的各向同性快速去除

尽管RF等离子体是蚀刻薄层的最常用方法,但因其各向异性(方向性)的性质,从2D3D结构中去除厚光刻胶并不理想。 RF等离子体中产生的反应性物质被导向基板方向,因此不能去除3D结构中的光刻胶(抗蚀剂),即如果有避免其直接暴露的保护层的话。 另外,溅射产生的热传导,将导致厚光刻胶(PR)受热变厚,在各向异性蚀刻时聚合。

Muegge的远端微波等离子体解决了这些问题

图1:不同微波功率下标准光刻胶的相对蚀刻速率,样品温度为T = 150C,具体取决于蚀刻时长。 用两个不同的等离子体配方,以在线反射法示例性测量。
图2:不同的MW功率下标准光刻胶的平均相对蚀刻速率,样品温度为T = 150C,具体取决于所加微波功率。 用两个等离子配方和蚀刻时长,对时间积分。
MW辅助等离子体工艺的优势

MEMS的制造需要各种PR(光刻胶)去除。 微波等离子体既能在高选择比下调节高去除率,也能在CF4O2敏感材料顶部进行刻蚀。 MW辅助等离子体专为快速蚀刻而不损害基板的敏感物而设计。 它能在高选择比下,以高速(> 200um / h)完全去除抗蚀剂,而不会改变底层。 产生的自由基仅在表面上进行化学反应,导致在极低的热负荷下、进行高速率的纯化学蚀刻,从而对基材保持了最低限度影响。 在基材层面没有能测量到的电场和离子,因此不会发生等离子体对关键结构的充电损伤。

MW辅助等离子体由于工艺气体(如CF4)几乎完全分解,非常符合环保要求。

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