DE102007020757A1 - Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer - Google Patents

Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer Download PDF

Info

Publication number
DE102007020757A1
DE102007020757A1 DE200710020757 DE102007020757A DE102007020757A1 DE 102007020757 A1 DE102007020757 A1 DE 102007020757A1 DE 200710020757 DE200710020757 DE 200710020757 DE 102007020757 A DE102007020757 A DE 102007020757A DE 102007020757 A1 DE102007020757 A1 DE 102007020757A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
self
thin film
polyimide
layer
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200710020757
Other languages
German (de)
Inventor
Alex Horng
Chih-Hung Wang
I-Yu Huang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Original Assignee
Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd filed Critical Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority to DE200710020757 priority Critical patent/DE102007020757A1/en
Publication of DE102007020757A1 publication Critical patent/DE102007020757A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00007Assembling automatically hinged components, i.e. self-assembly processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04Optical MEMS
    • B81B2201/045Optical switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

The method involves depositing a sacrificial layer (20) i.e. phosphosilicate glass, on a silicon substrate (10), and depositing a microstructure layer (30) i.e. polycrystalline silicon layer, on the sacrificial layer. Polyimide thin films (40) are deposited on the layer (30). Patterns are formed and a flexible connection form is etched on the films. A wet-etching process is carried out to etch and remove a preset region of the layer (20). A melting process is carried out to achieve contraction of a flexible connection (41) and rotation and removal of preset regions of the layer (30).

Description

BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung gibt ein Polyimid-Dünnschicht-Selbstmontageverfahren an, bei dem eine integrierte Miniatur-Planartechnologie mit einfachen, schnellen und wirtschaftlichen Eigenschaften verwendet wird, um die Nachteile der herkömmlichen Selbstmontage-Technologie zu lösen.The Invention provides a polyimide thin film self-assembly method in which a miniature integrated planar technology with simple, fast and economic properties is used to the disadvantages the conventional self-assembly technology to solve.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Entwicklung und Anwendung der Miniatur-Technologie ist der hauptsächliche Trend in der modernen Wissenschaft, und die Selbstmontage-Technologie ist insbesondere das elementare Verfahren im mikroskopischen Bereich in den letzten Jahren.The Development and application of miniature technology is the main one Trend in modern science, and the self-assembly technology is in particular the elementary method in the microscopic area in recent years.

Betrachtet man einen Mikroventilator, der durch eine Technologie mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) hergestellt wurde, wie dieses im Anhang 1 gezeigt ist, muss der Bereich zwischen dem Scratch-Antrieb-Aktuator (Scratch Drive Actuator SDA) des Mikroventilators und der Struktur der Mikroflügel mithilfe einer Selbstmontage-Technologie und Multi-User-MEMS-Verfahren (MUMP) erstellt werden.considered to get a micro fan, by a technology with microelectromechanical Systems (MEMS) was produced, as shown in Appendix 1 is the area between the scratch drive actuator (Scratch Drive Actuator SDA) of the micro fan and the structure of the micro wings a self-assembly technology and multi-user MEMS process (MUMP) to be created.

Die so genannte Selbstmontage-Technologie bedeutet, dass die Mikrostruktur sich nach Vollendung des letzten Freigabeverfahrens selbst ausrichtet. Wie im Anhang 2 gezeigt, umfasst die Selbstmontage-Technologie folgende drei Typen.The so-called self-assembly technology means that the microstructure align itself after completion of the last clearance procedure. As shown in Appendix 2, the self-assembly technology includes the following three types.

Typ 1 verwendet die Restspannung aus dem Herstellungsprozess, um die Deformation zu erzeugen, was in einem Versatz der Mikrostruktur resultiert, wie in 1 des Anhanges 2 gezeigt ist, in der ein 3D-optischer Mikroschalter dargestellt ist, der von der Firma Lucent Technology entwickelt wurde.Type 1 uses the residual stress from the manufacturing process to produce the deformation, resulting in a misalignment of the microstructure, as in 1 of Appendix 2, which shows a 3D optical microswitch developed by Lucent Technology.

Typ 2 verwendet akustische Oberflächenwellen, die durch Ultraschall erzeugt wurden, um die Mikrostruktur durch Vibration in eine vorbestimmte Position zu bewegen, wie in 2 des Anhangs 2 gezeigt ist.Type 2 uses surface acoustic waves generated by ultrasound to vibrate the microstructure to a predetermined position, as in FIG 2 of Annex 2 is shown.

Typ 3 verwendet eine Lötperle, einen Fotolack oder ein anderes Polymer, um eine elastische Verbindung an dem Mikrogelenk zu bilden. Mit einem Aufschmelz- oder Reflow-Verfahren bei hoher Temperatur nimmt die elastische Verbindung einen Schmelzzustand ein, um eine Oberflächenspannungskraft zu erzeugen, die die Mikrostruktur aufbiegt, wie dieses in 3 des Anhangs 2 gezeigt ist.Type 3 uses a solder bump, photoresist, or other polymer to form an elastic joint at the micro joint. With a high temperature reflow or reflow process, the elastic compound assumes a melt state to create a surface tension force that bends the microstructure, such as in FIG 3 of Annex 2 is shown.

Jedoch sind die Verfahren nach Typ 1 und Typ 2 der traditionellen Selbstmontage-Technologie nur bei einer statischen Anwendung oder bei einer befestigten Mikrostruktur anwendbar, sind jedoch nicht geeignet für dynamische oder rotierende Mikrostrukturen, wie einen Mikroventilator.however The Type 1 and Type 2 methods are the traditional self-assembly technology only in a static application or in a fixed microstructure applicable, but are not suitable for dynamic or rotating Microstructures, such as a micro fan.

Im Hinblick auf das Verfahren nach Typ 3 einer Selbstmontage-Technologie gibt es viele Materialien, die geeignet sind für die Herstellung von elastischen Verbindungen. Verschiedene Materialien zeigen hierbei entsprechende Vor- und Nachteile. Bei Anwendung einer Lötperle seien zum Beispiel aufgezählt:
Bleikontamination: Die Lötperle ist zusammengesetzt aus Zinn und Blei (63Sn/37Pb). Während des Reflow-Verfahrens werden die Geräte und die Umgebung durch Blei kontaminiert.
Hohe Kosten: Die meisten der in der Oberfläche in Mikrobearbeitung hergestellten Mikrostrukturen werden üblicherweise durch polykristallines Silizium (Poly-Si) hergestellt, wobei eine dünne Goldschicht als Zwischenschicht zwischen der Lötperle und dem Polysilizium aufgebracht werden muss. Dieses zusätzliche Verfah ren resultiert unvermeidbar in Schwierigkeiten bei der Produktion und in erhöhten Kosten.
Geringe Präzision: Um den Anstellwinkel oder die Verstellung der Mikrostruktur zu kalkulieren, muss die Dimension der Lötperle genau gesteuert werden. Jedoch haben herkömmliche Lötperlen üblicherweise eine Volumenabweichung bis zu 25%, was die Präzision des Anstellwinkels oder der Verstellung unkontrollierbar macht.
Manuelles Verfahren: Bis jetzt verlangt das Aufsetzen der Lötperle auf die Goldschicht immer noch ein manuelles Ausrichtverfahren.
Probleme bei der Miniaturisierung: Gegenwärtig liegt der kleinste Durchmesser einer Lötperle nicht unter 100 μm, was die minimale Größe der mit der Lötperle versehenen Anordnungen begrenzt.
With regard to the Type 3 method of self-assembly technology, there are many materials suitable for making elastic joints. Different materials show corresponding advantages and disadvantages. When using a solder bump, for example:
Lead contamination: The solder ball is composed of tin and lead (63Sn / 37Pb). During the reflow process, the devices and the environment are contaminated by lead.
High Cost: Most microstructures fabricated in the micromachining surface are typically made by polycrystalline silicon (poly-Si), with a thin gold layer being required as an intermediate layer between the solder bump and the polysilicon. This additional process inevitably results in difficulties in production and increased costs.
Low precision: In order to calculate the angle of attack or the adjustment of the microstructure, the dimension of the solder bump must be precisely controlled. However, conventional solder bumps usually have a volume deviation of up to 25%, making the precision of the pitch or displacement uncontrollable.
Manual Method: So far, placing the solder bump on the gold layer still requires a manual alignment procedure.
Miniaturization Problems: At present, the smallest diameter of a solder ball is not less than 100 μm, which limits the minimum size of the solder bumped arrangements.

Bei elastischen Verbindungen, die durch einen Fotolack gebildet sind, soll als weiteres Beispiel bemerkt werden:
Das Herstellungsverfahren der elastischen Verbindung, die durch einen Fotolack aufgebaut wird, ist nicht so kompliziert wie das Verfahren mit einer Lötperle, und die Kosten sind ebenfalls niedriger. Jedoch muss die Freigabe der Mikrostruktur durch trockenes oder nasses Ätzen ausgeführt werden.
For elastic compounds formed by a photoresist, another example to be noted is:
The manufacturing method of the elastic compound constituted by a photoresist is not as complicated as the method with a solder ball, and the cost is also lower. However, the release of the microstructure must be carried out by dry or wet etching.

Bei dem trockenen Ätzverfahren wird flüssiges Kohlendioxid verwendet, um die Mikrostruktur freizugeben und die Wassermoleküle zu ersetzen, um einen Klemmeffekt der Mikrostruktur zu vermeiden. Jedoch ist die Ausrüstung für eine trockene Ätzung mit superkritischem CO2, die bei diesem Verfahren verwendet wird, relativ teuer, sodass die Kosten für dieses Verfahren relativ hoch sind.In the dry etching process, liquid carbon dioxide is used to release the microstructure and replace the water molecules to avoid a pinch effect of the microstructure. However, the supercritical CO 2 dry etch equipment used in this process is relatively expensive, so the cost of this process is relatively high.

Ein nasses Ätzen erfordert keine zusätzliche Herstellungsausrüstung, sodass dies eine Lösung mit niedrigeren Kosten ist. Jedoch muss nach dem Ätzen der Opfer schicht mit einer Lösung aus Flusssäure (HF) oder einer gepufferten Oxidätzflüssigkeit (buffered oxide etch BOE) Isopropylalkohol (IPA) angewendet werden, um die Wassermoleküle schnell zu verdampfen. Isopropylalkohol hat jedoch die Eigenschaft, den Fotolack aufzulösen, sodass damit die mit dem Fotolack anfänglich hergestellte elastische Verbindung beschädigt wird.Wet etching does not require additional manufacturing equipment, so this is a solution with lower costs. However, after etching the sacrificial layer with a solution of hydrofluoric acid (HF) or a buffered oxide etch (BOE), isopropyl alcohol (IPA) must be used to rapidly vaporize the water molecules. However, isopropyl alcohol has the property of dissolving the photoresist, thus damaging the elastic compound initially made with the photoresist.

Wenn insgesamt die Produktionskosten, die Prozessintegration und die Fähigkeit zur Miniaturisierung betrachtet werden, ist dringend ein neues Herstellungsverfahren erforderlich, um die verschiedenen Nachteile zu beseitigen, die mit der elastischen Verbindung zusammenhängen, die mithilfe einer Lötperle oder eines Fotolack ausgebildet wurden.If overall the production costs, the process integration and the ability miniaturization is urgently a new manufacturing process necessary to eliminate the various disadvantages that related to the elastic connection using a solder ball or a photoresist were formed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERDINDUNGSUMMARY OF THE ERDINDING

Angesichts dieser Ausführungen wird mit der Erfindung eine Dünnschicht-Selbstmontage-Technologie auf Polyimidbasis angegeben, die fünf Verfahrensschritte wie folgt umfasst: (1) Ablegen einer Opferschicht und einer eine niedrige Spannung aufweisenden Mikrostrukturschicht auf einem Siliziumsubstrat; (2) Anlegen eines Musters und Ätzen der Mikrostrukturschicht mit niedriger Spannung, um einen stationären Teil und einen beweglichen Teil der Mikrostruktur vorzusehen; (3) Aufbringen einer fotosensitiven Polyimid-Dünnschicht als elastische Verbindung der Mikrostrukturschicht und Definieren ihrer Form unter Anwendung einer fotolithografischen Technik; (4) Entfernen der Opferschicht unterhalb des beweglichen Teiles der Mikrostrukturschicht durch nasses Ätzen; (5) schließlich Anwenden des Reflow-Verfahrens beim Polyimid, was in der Kontraktion der elastischen Verbindung resultiert, sodass diese rotiert und den beweglichen Teil zur Vollendung der Selbstmontage der Mikrostruktur anhebt. Da die Erfindung extensiv bei einer Vielzahl von miniaturisierten Industrieanwendungen angewendet werden kann, kann sie die Nachteile des Standes der Technik beheben und ebenfalls die Anforderungen an einfache Herstellungsverfahren mit niedrigen Kosten und an die Miniaturisierung erfüllen.in view of of these designs With the invention, a thin film self-assembly technology stated on polyimide basis, the five process steps as follows includes: (1) depositing a sacrificial layer and a low one Voltage-bearing microstructure layer on a silicon substrate; (2) Apply a pattern and etch the low-stress microstructure layer around a stationary part and to provide a movable part of the microstructure; (3) Apply a photosensitive polyimide thin film as elastic connection of the microstructure layer and defining their shape using a photolithographic technique; (4) Remove the sacrificial layer below the moving part of the Microstructure layer by wet etching; (5) finally apply the reflow process in polyimide, resulting in the contraction of the elastic compound results so that it rotates and the moving part to complete the self-assembly of the microstructure raising. Since the invention has been extensively miniaturized in a variety of Industrial applications can be applied, they can be the disadvantages of the prior art and also the requirements to simple low cost manufacturing processes and to the Miniaturization.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein schematisches Diagramm, das die Herstellungsschritte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und 1 Fig. 10 is a schematic diagram showing the manufacturing steps according to the present invention; and

2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Reflow-Temperatur des Polyimides und des Anstellwinkels der Mikrostrukturschicht gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the reflow temperature of the polyimide and the angle of incidence of the microstructure layer according to the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELESDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Polyimid-Dünnschicht-Selbstmontage-Verfahren, bei dem ein dünner Film eines fotosensitiven Polyimides als Material für die elastische Verbindung verwendet wird. Während des Reflow-Prozesses wird ein Schmelzzustand der elastischen Verbindung auf Polyimidbasis bei hoher Temperatur (380°C–405°C) erreicht, wobei eine Oberflächenspannungskraft erzeugt wird, um die Mikrostruktur heraufzuziehen.The The invention relates to a polyimide thin-film self-assembly method in which a thinner Film of a photosensitive polyimide as a material for the elastic Connection is used. While The reflow process becomes a molten state of the elastic compound achieved on polyimide base at high temperature (380 ° C-405 ° C), wherein a surface tension force is generated to pull up the microstructure.

Wie in 1 gezeigt, umfasst das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte:As in 1 As shown, the manufacturing method according to the present invention comprises the following steps:

Schritt 1: Ablegen eines Phoshosilicat-Glases (PSG) auf dem Siliziumsubstrat 10 als Opferschicht 20 mithilfe einer plasmaverstärkten chemischen Ablagerung aus der Dampfphase (PECVD) und weiterhin Ablegen einer Polysilizium-Schicht mit niedriger Spannung auf der Opferschicht 20 als Mikrostrukturschicht 30 mithilfe einer chemischen Ablagerung aus der Dampfphase bei niedrigem Druck (LPCVD);Step 1: Place a phosphosilicate glass (PSG) on the silicon substrate 10 as a sacrificial layer 20 using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and further depositing a low voltage polysilicon layer on the sacrificial layer 20 as a microstructure layer 30 using a chemical vapor deposition at low pressure (LPCVD);

Schritt 2: Ausführen eines ersten fotolithografischen Verfahrens und Ätzen der Mikrostrukturschicht 30 um die gesamte Kontur zu definieren, wobei ein Ätzsystem mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP) verwendet wird; Step 2: Perform a first photolithographic process and etch the microstructure layer 30 to define the entire contour using an Inductively Coupled Plasma (ICP) etching system;

Schritt 3: Anwenden einer Schleuderbeschichtung, um einen dünnen Film 40 aus fotosensitivem Polyimid auf der Mikrostrukturschicht 30 abzulegen;Step 3: Apply a spin coating to a thin film 40 of photosensitive polyimide on the microstructure layer 30 store;

Schritt 4: Ausführen eines zweiten fotolithografischen Verfahrens, um die Form der elastischen Verbindung 41 aus Polyimid zu bestimmen;Step 4: Perform a second photolithographic process to determine the shape of the elastic compound 41 to determine from polyimide;

Schritt 5: Eintauchen des Wafers in das gepufferte Oxid-Ätzbad BOE, um das Nassätzen des vorbestimmten Bereiches der Opferschicht 20 durchzuführen und dann die Mikrostrukturschicht freizugeben; undStep 5: Dip the wafer into the buffered oxide etch bath BOE to wet etch the predetermined area of the sacrificial layer 20 and then release the microstructure layer; and

Schritt 6: Ausführen des Reflow-Verfahrens für den dünnen Polyimidfilm, wobei ein Hochtemperaturofen verwendet wird, woraus ein Schmelzzustand der elastischen Verbindung 41 bei einer hohen Temperatur von 380°C–405°C resultiert. Die aufgeheizte elastische Verbindung 41 aus Polyimid erzeugt eine kontraktierende Deformation, wodurch der vorbestimmte Bereich der Mikrostrukturschicht 30 aus Polysilizium rotiert und angehoben wird, wie dieses in der Anlage 3 gezeigt ist.Step 6: Perform the reflow process for the thin polyimide film using a high temperature oven, resulting in a melt state of the elastic compound 41 at a high temperature of 380 ° C-405 ° C results. The heated elastic connection 41 of polyimide generates a contractive deformation, whereby the predetermined area of the microstructure layer 30 is rotated and raised from polysilicon, as shown in Appendix 3.

Zunächst sollen die Vorteile und Gegenargumente für eine elastische Verbindung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde, im Vergleich zu einem Verfahren mit einer Lötperle verglichen werden.First, the benefits and Gegenargu For a flexible joint made according to the present invention, compared to a method with a solder bump.

Bei der vorliegenden Erfindung tritt keine Kontamination durch Blei auf.at The present invention does not lead to contamination by lead on.

Die vorliegende Erfindung erfordert keine zusätzliche Goldschicht, die als Trennschicht aufgebracht werden muss, sodass sich ein einfaches und billiges Herstellungsverfahren ergibt.The The present invention does not require an additional layer of gold known as Separation layer must be applied, so that a simple and cheap manufacturing process results.

Die Erfindung ermöglicht eine Ausrichtung mit deutlich höherer Präzision aufgrund der Verwendung der fotolithografischen Technik, sodass eine höhere Genauigkeit erreicht wird.The Invention allows an alignment with significantly higher precision due to the use of the photolithographic technique, so a higher one Accuracy is achieved.

Mit der Erfindung kann ein integriertes miniaturisiertes Planar-Verfahren mit Selbstmontage ausgeführt werden.With The invention may be an integrated miniaturized planar method with self-assembly executed become.

Es gibt gemäß der vorliegenden Erfindung keine Beschränkung hinsichtlich der miniaturisierten Größe.It gives according to the present Invention no limitation in terms of miniaturized size.

Ferner sollen die Vorteile und Gegenargumente einer elastischen Polyimid-Verbindung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde, mit einem Fotolack-Verfahren verglichen werden.Further the advantages and counter-arguments of a polyimide elastic compound according to the present Invention was formed compared with a photoresist method become.

Obwohl fotosensitive Polyimide und ein Fotolack jeweils als Polymermaterialien einzuordnen sind, hat Polyimid eine größere Oberflächenspannungskraft, die in einem größeren Anstellwinkel bei einer gleichen Mikrostrukturschicht resultiert. Infolgedessen besteht bei der vorliegenden Erfindung nicht das Bedenken, dass die elastische Verbindung durch eine Lösung in Isopropylalkohol IPA geschädigt wird.Even though photosensitive polyimides and a photoresist each as polymer materials To be classified, polyimide has a larger surface tension force in a larger angle of attack results in a same microstructure layer. Consequently There is no concern in the present invention that the elastic compound by a solution in isopropyl alcohol IPA damaged becomes.

Da der fotosensitive dünne Film aus Polyimid besser einer organischen Lösung widersteht, kann sie zu einem billigen Nassätzungsverfahren herangezogen werden. Aus diesem Grunde sind die Herstellungskosten gemäß der Erfindung relativ niedrig.There the photosensitive thin Polyimide film better resists an organic solution, it can a cheap wet etching process be used. For this reason, the production costs according to the invention relatively low.

Zusammengefasst, können mit der Erfindung das Herstellungsverfahren vereinfacht, die Kosten erniedrigt und die Nachteile überwunden werden, die bei einer elastischen Verbindung auftreten, die durch eine Lötperle oder einen Fotolack hergestellt wurde.Summarized, can simplified with the invention, the manufacturing process, the cost humiliated and overcome the disadvantages which occur in an elastic connection through a solder ball or a photoresist was made.

Darüber hinaus beeinflussen, wie in 2 gezeigt, die Zeit und die Temperatur direkt den Anstellwinkel des vorbestimmten angehobenen Bereiches der Mikrostrukturschicht 30 aus Polysilizium. Als Ergebnis kann durch eine Steuerung der Zeit und der Reflow-Temperatur des Polyimids der Anstellwinkel des vorbestimmten angehobenen Bereiches der Mikrostrukturschicht 30 genau gesteuert werden.In addition, influence how in 2 shown, the time and temperature directly the angle of attack of the predetermined raised portion of the microstructure layer 30 made of polysilicon. As a result, by controlling the time and the reflow temperature of the polyimide, the angle of incidence of the predetermined raised portion of the microstructure layer 30 be controlled exactly.

Die tatsächlichen Ergebnisse aufgrund eines Experiments des fotosensitiven dünnen Filmes aus Polyimid mit einer Dicke von 20 μm sind wie folgt.The actual Results due to an experiment of the photosensitive thin film of polyimide having a thickness of 20 μm are as follows.

Die mit einem Muster versehene Mikrostrukturschicht 30 kann nicht angehoben werden, wenn die Temperatur in dem Reflow-Verfahren unterhalb von 330°C ist;The patterned microstructure layer 30 can not be raised if the temperature in the reflow process is below 330 ° C;

Das Anheben beziehungsweise Anstellen der Mikrostruktur erfolgt graduell, wenn die Reflow-Temperatur des Polyimids 380°C und mehr erreicht.The Raising or hiring the microstructure is gradual, when the reflow temperature of the polyimide reaches 380 ° C and more.

Gemäß den experimentellen Ergebnissen ist der Anstellwinkel bei einer Reflow-Temperatur von 405°C größer als bei 380°C, jedoch ist die Streckung bei 405°C lediglich die Hälfte derjenigen bei 380°C oder sogar geringer. Dies liegt an der Tatsache, dass der dünne Film aus fotosensitivem Polyimid extrem bei 405°C (oder höher) kontrahiert, wodurch die Breite des Polyimids kleiner als der Spalt zwischen dem beweglichen Teil und dem stationären Teil der Mikrostrukturschicht 30 aus Polyimid wird, wodurch eine schlechte Funktion der elastischen Verbindung 41 aus Polyimid verursacht wird.According to the experimental results, the angle of attack at a reflow temperature of 405 ° C is greater than at 380 ° C, but the elongation at 405 ° C is only half that at 380 ° C or even lower. This is due to the fact that the thin film of photosensitive polyimide contracts extremely at 405 ° C (or higher), whereby the width of the polyimide is smaller than the gap between the movable part and the stationary part of the microstructure layer 30 made of polyimide, resulting in a poor function of the elastic compound 41 made of polyimide.

In unseren Experimenten konnte gezeigt werden, dass die optimale Reflow-Temperatur der elastischen Verbindung auf Polyimid-Basis 380°C ist.In Our experiments showed that the optimal reflow temperature of the elastic Polyimide-based compound 380 ° C is.

Mithilfe der oben geschilderten Herstellungsschritte können mit der vorliegenden Erfindung viele Nachteile gegenüber einer elastischen Verbindung mit einer Lötperle oder einem Fotolack gelöst werden und diese extensiv bei der Selbstmontage-Technologie in verschiedenen auf Miniaturisierung gerichteten Industrien angewendet werden. Dementsprechend ist die Erfindung nicht nur neu und fortschrittlich, sondern hat auch eine gewerbliche Anwendbarkeit.aid The above-described manufacturing steps can be achieved with the present invention many disadvantages compared to an elastic connection with a solder bump or a photoresist solved These are extensively used in self-assembly technology in a variety of miniaturization applied industries. Accordingly, the Invention not only new and progressive, but also has one industrial applicability.

Die Erfindung kann zum Beispiel zur Herstellung eines Mikroventilators verwendet werden; ferner sind Selbstmontagen für die Einfügung eines Mikrochips, für die Selbstmontage eines Scratch-Antrieb-Aktuators, eines optischen Mikrobank chips, eines optischen Mikroschalters oder bei passiven Mikroanordnungen, wie der Herstellung einer Mikrodrosselspule oder eines Mikrokondensators denkbar.The For example, the invention may be used to make a micro fan be used; Further, self-assembly for the insertion of a microchip, for self-assembly a scratch drive actuator, an optical microbank chip, an optical microswitch or passive microarrays, such as the manufacture of a micro-choke coil or a microcapacitor conceivable.

Claims (11)

Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht mit folgenden Schritten: a. Ablegen einer Opferschicht auf einem Siliziumsubstrat und Ablegen einer Mikrostrukturschicht mit geringer Spannung auf der Opferschicht: b. Ausbilden eines Musters und Ätzen einer Mikrostrukturform auf der Opferschicht: c. Ablegen eines dünnen Films aus Polyimid auf der Mikrostrukturschicht; d. Ausbilden eines Musters und Ätzen einer elastischen Verbindungsform auf dem dünnen Polyimidfilm; e. Ausführen eines Nassätzverfahrens, um einen vorbestimmten Bereich der Opferschicht zu ätzen und zu entfernen; und f. Ausführen eines Aufschmelzverfahrens, um eine Kontraktion der elastischen Verbindung und eine Rotation und ein Abheben eines vorbestimmten Bereiches der Mikrostrukturschicht zu erreichen.Self-assembly process using a polyimide thin film, comprising the following steps: a. Depositing a sacrificial layer on a silicon substrate and depositing a low stress microstructure layer on the sacrificial layer: b. Forming a pattern and etching a micro Structural form on the sacrificial layer: c. Depositing a thin film of polyimide on the microstructure layer; d. Forming a pattern and etching an elastic bonding form on the thin polyimide film; e. Performing a wet etching process to etch and remove a predetermined area of the sacrificial layer; and f. Performing a reflow process to achieve contraction of the elastic joint and rotation and lifting of a predetermined area of the microstructure layer. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, wobei die Opferschicht mit niedriger Spannung ein Phosphosilicat-Glas (PSG) ist.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, wherein the low voltage sacrificial layer is a phosphosilicate glass (PSG) is. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, wobei die Mikrostrukturschicht ein polykristallines Silizium (Poly-Si) ist.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, wherein the microstructure layer is a polycrystalline silicon (Poly-Si). Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren für eine Selbstmontage eines Mikroventilators angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, the method for a self-assembly of a micro fan is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Selbstmontage eines einzufügenden Mikrochips angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, characterized in that it is for the self-assembly of a microchip to be inserted is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Selbstmontage eines Scratch-Antrieb-Aktuators angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film, characterized in that it is for the self-assembly of a scratch drive actuator is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Selbstmontage eines mikrooptischen Bankchips angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, characterized in that it is for a self-assembly of a micro-optical Bank chips is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Selbstmontage eines mikrooptischen Schalters angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, characterized in that it is for a self-assembly of a micro-optical Switch is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Selbstmontage einer passiven Mikroanordnung angewendet wird.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 1, characterized in that it is for a self-assembly of a passive Microassembly is applied. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 9, wobei die passive Mikroanordnung eine Mikrodrosselspule ist.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 9, wherein the passive microarray is a micro-choke coil. Selbstmontage-Verfahren mit einer Polyimid-Dünnschicht gemäß Anspruch 9, wobei die passive Mikroanordnung ein Mikrokondensator ist.Self-assembly process with a polyimide thin film according to claim 9, wherein the passive microarray is a microcapacitor.
DE200710020757 2007-05-03 2007-05-03 Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer Ceased DE102007020757A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710020757 DE102007020757A1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710020757 DE102007020757A1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007020757A1 true DE102007020757A1 (en) 2008-11-06

Family

ID=39809596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710020757 Ceased DE102007020757A1 (en) 2007-05-03 2007-05-03 Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007020757A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040229A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Self-assembly microstructure with polymide thin-film elastic joint

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040229A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Self-assembly microstructure with polymide thin-film elastic joint

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Linderman, R. u.a.: Sensors and Actuators A. Vol. 95, 2002, S. 135-142 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010006130B3 (en) Method for generating a MEMS structure
DE102012206858B4 (en) A method of making an optical window device for a MEMS device
WO2004036952A2 (en) Membrane and method for the production thereof
DE19956654A1 (en) Process for the production of micromechanical and micro-optical components from glass-like materials
DE69113743T2 (en) METHOD FOR PRODUCING MICROBUMP CIRCUITS FOR FLIP-CHIP ASSEMBLY.
US7535068B2 (en) Self-assembly microstructure with polyimide thin-film elastic joint
US7357873B2 (en) Polymide thin film self-assembly process
DE102020108433B4 (en) Device with a membrane and method of manufacture
EP1651867A1 (en) Verfahren zur herstellung eines mikromechanischen bauteils, vorzugsweise für fluidische anwendungen und mikropumpe mit einer pumpmemembran aus einer polysiliciumschicht
DE102004010295A1 (en) Micromechanical component and corresponding manufacturing method
DE10316777B4 (en) Method for producing a protective cover for a component
DE19854803A1 (en) Locally thickened metallic microstructure, for a thermally controlled micro-mirror, is produced using an organic mask layer during metal layer structuring
DE102007020757A1 (en) Polyimide-thin layer manufacturing method for manufacturing e.g. microchip, in industrial application, involves carrying out melting process to achieve contraction of connection and rotation and removal of regions of microstructure layer
DE19600399C1 (en) Manufacturing process for a micromechanical component with a movable structure
DE60101134T2 (en) Single-crystalline silicon tape for micromirrors and MEMS on SOI material
DE102007020792A1 (en) Self assembly microstructure e.g. micro rotary fan, has movable portion that includes photosensitive polyimide elastic joint so that movable portion is rotated and lifted up by large surface tension force is generated from joint
DE102008001038B4 (en) Micromechanical component with a slanted structure and corresponding manufacturing method
DE102015213714B4 (en) Micromechanical component and method for manufacturing a piezoelectric micromechanical component
KR101033174B1 (en) Glass micromachining using multi-step wet etching process
DE102008001663A1 (en) Micromechanical component i.e. micro-mirror, has positioning element i.e. mirror plate, adjustable with respect to base substrate by bending spring mechanism based on different internal stresses of subunits
DE60316977T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A MOVABLE LENS STRUCTURE FOR A LIGHT FORMING UNIT
DE102004036433B4 (en) Micromechanical component and method for producing such a component
DE10002363B4 (en) Process for producing a micromechanical structure
DE102012219655B4 (en) OPTICAL ELEMENT AND MANUFACTURE THEREOF
DE102013200531A1 (en) Micro mirror for projection exposure system such as extreme UV (EUV) projection exposure system, has mirror element which is tiltable formed around axis, and coil spring is provided to bias mirror element in basic position

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection