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摘要

紫外線臭氧和氧等離子體處理是清潔硅表面的兩種常用程序。通過這些方法清潔微機電系統(tǒng) (MEMS) 隱藏表面的程度尚未得到充分記錄。為了探索和比較兩種清潔 MEMS 閉塞區(qū)域的方法的有效性，制造了由大型可移動襟翼組成的設備以產生隱藏表面，其閉塞區(qū)域超過了 MEMS 設備中通常出現的縱橫比。定制翼片裝置中的翼片和基底之間的間隙被設計成在程度上是可變的。它們的內部區(qū)域最初涂有化學吸附的單層膜，然后進行清潔。這兩種技術都去除了暴露表面上的單層，并且在某種程度上都去除了存在于封閉表面上的單層。發(fā)現氧等離子體是一種比紫外線臭氧方法更有效的清潔閉塞表面的方法。但是，在縱橫比為 1700 的異常大的遮擋中，即使是氧等離子體也無法去除化學吸附單層的所有痕跡。

關鍵詞：清潔程序、FOTAS、有機單層涂層、氧等離子體、表面處理、TOF-SIMS、紫外線臭氧

介紹

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表面力對微機電系統(tǒng) (MEMS) 運行的主要影響需要控制表面化學以控制和減輕這些力。清潔是表面化學控制的重要組成部分，因為化學吸附單層膜的附著依賴于所需涂層分子暴露于已知終止的表面 。例如，MEMS 制造工藝的變化會導致生產后表面化學成分的變化范圍很廣，而在設備存儲和/或操作期間通常會發(fā)生表面污染此外，物理吸附的碳氫化合物和水層會在真空和環(huán)境條件下冷凝到表面 ，并且它們通常無法通過簡單地暴露在超高真空條件下而去除 。紫外線臭氧和氧等離子體是用于清潔和/或氧化 MEMS 表面的兩種常用方法，特別是那些具有鋁（鏡子）、金（電氣開關）和硅（機械界面）表面的表面 。早在 1972 年，用于半導體材料的紫外線臭氧清潔程序就開始使用。在這種技術中，大氣暴露在紫外線下?？諝庵械难鯕馕?185 nm 的紫外線，產生高活性臭氧。這種臭氧吸收 253.7 nm 的紫外線以形成原子氧。它們與表面有機物反應生成碳氧基產物，這些產物從表面解吸。自 1950 年代后期以來，氧等離子體技術已被用于去除真空沉積技術中的有機物。在這里，在氧氣低于大氣壓的壓力下產生的等離子體會產生高活性離子，這些離子轟擊表面并與有機物反應形成揮發(fā)性物質（例如，CO）。這些等離子體還包含顯著的動能，因此與表面碰撞也會對它們進行濺射蝕刻 。雖然已經進行了各種研究，重點是這些技術在清潔常見 MEMS 材料的暴露表面方面的有效性，但迄今為止，清潔閉塞表面的程度還沒有得到很好的記錄。在低于大氣壓的氧氣壓力下產生的等離子體會產生高活性離子，這些離子轟擊表面并與有機物反應形成揮發(fā)性物質（例如，CO）。這些等離子體還包含顯著的動能，因此與表面碰撞也會對它們進行濺射蝕刻 。雖然已經進行了各種研究，重點是這些技術在清潔常見 MEMS 材料的暴露表面方面的有效性，但迄今為止，清潔閉塞表面的程度還沒有得到很好的記錄。在低于大氣壓的氧氣壓力下產生的等離子體會產生高活性離子，這些離子轟擊表面并與有機物反應形成揮發(fā)性物質（例如，CO）。這些等離子體還包含顯著的動能，因此與表面碰撞也會對它們進行濺射蝕刻。雖然已經進行了各種研究，重點是這些技術在清潔常見 MEMS 材料的暴露表面方面的有效性，但迄今為止，清潔閉塞表面的程度還沒有得到很好的記錄。這里研究了氧等離子體和紫外線臭氧在清潔硅 MEMS 器件的封閉和開放區(qū)域方面的相對有效性。制造具有大型可移動襟翼的 MEMS 設備以包括遠遠超過典型縱橫比的閉塞區(qū)域。翻蓋在清潔過程中保持關閉，之后可以打開以顯示在清潔過程中被遮擋的區(qū)域。在清潔處理之前，這些器件涂有化學鍵合的單層十三氟（二甲氨基）硅烷、CF3(CF2)5(CH2)2Si(N(CH3)2)3 或 FOTAS。使用飛行時間二次離子質譜法 (ToF-SIMS) 對翻蓋打開后的表面進行表面分析，以評估清潔方法的有效性。這兩種技術都有效地去除了暴露表面上的 FOTAS 層。發(fā)現氧等離子體是一種比紫外線臭氧方法更有效的清潔閉塞區(qū)域的方法。它去除了所有化學吸附層的痕跡，除了具有 1700:1 的非常大的縱橫比的封閉區(qū)域。

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實驗設置??略

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實驗結果與討論???略

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概括?????????略

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