Vad är ytmikrobearbetning?

Ytmikrobearbetning är en tillverkningsprocess som används för att utveckla integrerade kretsar och sensorer av olika slag. Genom att använda ytmikrobearbetningstekniker kan applikationer av upp till nästan 100 fint applicerade lager av kretsmönster på ett chip. Som jämförelse är endast fem eller sex lager möjliga med standardmikrobearbetningsprocesser. Detta gör att många fler funktioner och elektronik kan införlivas i varje chip för användning i rörelsesensorer, accelerometrar som utlöser krockkuddar vid en fordonskrasch eller för användning i navigationssystemgyroskop. Ytmikrobearbetning använder utvalda material och både våta och torra etsningsprocesser för att bilda kretsskikten.

Kretsdelar tillverkade med denna metod användes ursprungligen i accelerometrar, som utlöste krockkuddar i fordon vid tidpunkten för en krasch. Ytmikromaskinbearbetade sensorer i fordon ger också skydd mot vältning via tiltkontroll och används i låsningsfria bromssystem. Denna krets används också i högpresterande gyroskop i styrsystem och navigationssystem. Eftersom kretsar som produceras med denna metod producerar små och exakta kretsar, är det möjligt att kombinera flera funktioner på ett chip för användning inom rörelseavkänning, flödesavkänning och i viss hemelektronik. Inom fotografering, när man filmar med en videokamera, ger dessa chips bildstabilisering under rörelse.

Ytmikrobearbetningsprocessen använder antingen kristallkiselchipsubstrat som en grund för att bygga lager, eller kan startas på billigare glas- eller plastsubstrat. Vanligtvis är det första lagret av kiseloxid, en isolator, som etsas till önskad tjocklek. Över detta skikt appliceras ett fotokänsligt filmskikt och ultraviolett (UV) ljus appliceras genom kretsmönsteröverlägget. Därefter utvecklas, sköljs och gräddas denna wafer för följande etsningsprocess. Denna process upprepas flera gånger för att applicera fler lager, med noggrann övervakning och exakta etsningstekniker applicerade på varje lager, för att producera den slutliga skiktade chipdesignen.

Själva ytmikrobearbetningsprocessen för etsning görs av en eller en kombination av flera bearbetningsprocesser. Våtetsning görs med fluorvätesyror för att etsa ut kretsdesigner på lager, skära igenom oskyddade isoleringsmaterial; o-etsade områden av det lagret elektrolyseras sedan för att isolera lagret från nästa applicerade. Torretsning kan göras ensam, eller i kombination med kemisk etsning, med hjälp av en joniserad gas för att bombardera de områden som ska etsas. Tillverkare använder torr plasmaetsning när en stor del av skiktet ska etsas i en kretsdesign. Dessutom kan en annan plasmakombination av klor med fluorgas producera djupa vertikala snitt genom filmmaskeringsmaterialen i ett skikt, vilket ofta behövs vid framställning av mikroaktuatorsensorchips.