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工艺器件湿法2009全球MEMS市场仍将增长 新工艺带来更大设计自由

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Point 35 Microstructure公司共同创始人以及销售总监Tony McKie不久前在上海表示,金融危机对全球MEMS市场“几乎没有”影响。“虽然消费类应用占据了MEMS市场近50%的市场份额,但是包括手机、游戏控制器、玩具、GPS、笔记本电脑以及硬盘等在内的新兴应用将会填补这一变化留下的空缺。”McKie说。

消费性应用推动,2009增至80亿美元

来自Information Network的数据表示,2008年全球MEMS器件出货量增长25%,达到25亿颗,营收也随之增长11%左右,接近78亿美元。该公司预计,到2012年MEMS市场总额将会达到154亿美元,而消费类电子仍将占据46%的份额,消耗掉价值为71亿美元的MEMS器件。“MEMS已经成为喷墨打印机以及数码相机等消费类电子产品中的一项标准配置,此外采用了3D传感器和加速计的MEMS器件正在等应用中找到新的市场。”Mckie表示。

多年来一直追踪MEMS市场变化的法国市场研究与战略咨询公司Yole Development不久前发布的一份报告显示,2009年全球MEMS市场仍将温和增长。这份由EE Times转载的报告称,该公司CEO Jean Chirstophe Eloy表示,2009年全球MEMS市场总额将增长至80亿美元左右。虽然权重较小的汽车类业务会下降10%左右,不过,占大头的消费类应用则会增长5%,从32.6亿美元增长至36亿美元。

Mckie是在一年一度的Semicon针对全球MEMS市场做出上述评论的。与此同时,该公司还展示了旨在为MEMS设计师提供更多生产选择、并提供更加宽泛的工艺窗口和各种工艺控制的汽相氧化物释放蚀刻模块技术。来自英国苏格兰的Point 35 Microstructure创建于2003年,以提供各种高质量的翻新半导体制造系统起家。2004年,该公司进入MEMS领域,推出了自有的messtar系统。

创新工艺带来更大设计自由度

Mckie表示,目前晶圆厂中鲜有专为MEMS制造而设计的。相反,大部分都采用已有的设备进行MEMS生产。虽然部分MEMS制造的确可以采用现有的光刻、薄膜气相沉积等工艺进行,但诸如深反应离子蚀刻、等向性蚀刻、抗粘滞薄膜等被认为是MEMS发展趋势工艺制程却必须要使用特定的制造设备。

传统的MEMS工艺主要以干法蚀刻为主,不过由于它是一种垂直工艺,比如在如图所示的需要横向工艺来将底部掏空的场合就无法胜任。“这无疑会对MEMS设计工程师的自由度造成局限,进而影响到他们无法再特定的器件技术下无法选择最优的工艺集成方案。”Mckie表示,“此外,湿法刻蚀(如KOH溶液)还无法同CMOS技术兼容,并带来工艺控制程度低、释放粘滞(Release stiction)、对集成电路可能造成破坏以及环境问题等诸多不良影响。”

MEMS制造如何摆脱湿法刻蚀带来的困境?选择新的材料无疑是一条必由之路。不过,这里要强调的是,寻找一种能适应某种工艺的材料可能是一个错误的方向。Point 35的选择是——寻找一种能够适应器件需求的材料。这就是被称之为牺牲性汽相释放(SVR)模块技术的由来。

Mckie介绍,与湿法化学的蚀刻不同,SVR可以完全取出材料而不损坏机械结构或产生黏附问题,而且还具有高度的可选择性、可重复性以及均匀性。此外,SVR保留了干燥的表面,省去了包含在湿法工艺中的表面准备、引入酸、中和以及随后的干燥等步骤。而同CMOS工艺兼容的优势也令MEMS器件如IC般在相同的设施和基板上进行生产,并适用于新类型的单芯片MEMS/CMOS器件。

Point 35 Microstructure的SVR工艺采用XeF2作为升华物(Sublimating Solid),无水氢氟蒸汽aHF来去除牺牲氧化物,从而释放MEMS机械结构。

拿下中国买家

“汽相工艺对满足MEMS设计技术的发展需求起着至关重要的作用。”Mckie指出,“Point 35 Microstructure完备的SVR工艺组合支持氧化物和硅释放技术,这些将领设计师和制造商充分认识到MEMS广泛的应用中蕴藏的巨大市场潜力。”

由于Memssstar可以覆盖从设计研发到产品量产的全面需求,经过更换模块就能轻松实现,为研发到量产节省重新购置机台的费用。Point 35 Microstructure技术也吸引了中国晶圆厂的注意。

“今年7月,将有一台Memsstar机台进入中国晶圆厂。”Mckie透露。


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