복층 희생층 기술을 이용한 MEMS 이온트랩 장치 제작 방법

Abstract

희생층을 형성 및 식각하여 입체적인 구조물을 구현하는 희생층 기술은 MEMS 구조물을 제작하는 데 사용되는 대표적인 반도체 공정 기술이다. 일반적인 희생층 공정이 단일 물질로 희생층을 형성하는 반면, 본 논문에서 제안하는 새로운 희생층 공정 기술은 물성이 서로 상이한 두 물질로 복층 희생층을 구현하여 희생층 서로의 물리적 한계를 보완하고 희생층과 구조층 간의 상호작용을 조절함으로써 구조층이 받는 악영향을 최소화시킨다. 구리는 널리 사용되는 희생층 물질이지만 고온 환경에서 열팽창으로 인해 주변 구조물에 손상을 줄 수 있다. 구리 희생층과 구조층 사이에 제 2의 희생층인 폴리이미드 완충층을 형성하면 구리 희생층이 팽창하며 주변에 가하는 외력을 완화시켜 구조물 크랙을 방지할 수 있다. 테스트 공정을 통해 본 기술을 검증했으며 실제 MEMS 이온트랩 공정에 적용해 양품 이온트랩 칩을 제작하는 데 성공했다. 본 복층 희생층 기술은 다양한 MEMS 구조물 제작에 응용될 것으로 기대된다.