MEMS技术 第三讲 工艺设计及版图设计
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针对SOI 集成传感器芯片结构的特殊性,同时考虑到芯片成品率和器件的可靠性,根据已经开发的普通压阻工艺规则、考虑到光刻和键合设备能力、同时为保证加速度传感器件结构布线的需求制定了集成传感器芯片的工艺规则。
为保证结构加工的成品率,加速度传感器弹性支撑悬臂梁的厚度设计为30um 。
考虑到整个器件的尺寸、加速度传感器的量程等诸多因素,加速度传感器支撑悬臂梁的宽度必须比较小;但为保证在一条弹性悬臂梁的宽度范围内并排放下两个压阻和六条金属导线,同时又要将图形尺寸设计的足够大,以尽可能减少加工偏差对图形尺寸影响的比例,以获得较高的成品率和可靠性。
综合考虑以上因素,布线的工艺规则以5um 为最小图形线宽和间隔、压阻图形面引线孔覆盖最小为2um 、双面光刻和对准键合的图形覆盖最小为4um ,其他还要求器件的焊盘最小间距大于100um 、焊盘面积大于100100um um 、硅片划片槽宽度为200um 。
MEMS 光刻掩模版介绍光刻技术是一种将掩模版的图形转移到衬底表面的图形复制技术,即利用光源选择性照射光刻胶层使其化学性质发生改变,然后显影去除相应的光刻胶得到相应图形的过程。
光刻得到的图形一般作为后续工艺的掩模,进一步对光刻暴露的位置进行选择性刻蚀、注入或者淀积等。
MEMS 掩模版是一块单面附有金属铬层的厚度为c 的石英玻璃平板,掩模图案构造于铬层中。
光刻掩模版的制作是MEMS 器件加工流程的开始。
一般对掩模版的设计要求为:图形的尺寸要准确;图形边缘应光洁,陡直和无毛刺;图形黑白对比要深,图形内无针孔,图形外无黑点;整套版中的各块能一一套准;底版要牢固、耐磨;各图形区内应有掩蔽作用,图形区外应完全透过紫外光或对光吸收极少。
根据制定的集成传感器的工艺规则,结合需要的MEMS 器件结构,就可以开始进行MEMS 掩模版的版图设计。
版图是一组具有一定对应关系的图形,它与器件的结构、所用的加工工艺密切相关,每层版图都对应于不同的工艺步骤。
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