SE526192C2 - Metod för att framställa en anordning - Google Patents
Metod för att framställa en anordningInfo
- Publication number
- SE526192C2 SE526192C2 SE0301144A SE0301144A SE526192C2 SE 526192 C2 SE526192 C2 SE 526192C2 SE 0301144 A SE0301144 A SE 0301144A SE 0301144 A SE0301144 A SE 0301144A SE 526192 C2 SE526192 C2 SE 526192C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- microfabricated
- manufacturing
- membrane
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyparafenylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 claims 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 59
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002174 soft lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B81C99/0075—Manufacture of substrate-free structures
- B81C99/008—Manufacture of substrate-free structures separating the processed structure from a mother substrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/724—Devices having flexible or movable element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49007—Indicating transducer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49082—Resistor making
- Y10T29/49083—Heater type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49147—Assembling terminal to base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49789—Obtaining plural product pieces from unitary workpiece
- Y10T29/49798—Dividing sequentially from leading end, e.g., by cutting or breaking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
25 30 35 ...s g Metoden med offerskikt använder ett mellanliggande offerskikt som ligger mellan substratet och anordningen. Anordningen byggs upp ovanpå offerskiktet. Anordningen frigörs sedan från substratet genom att offerskiktet tas bort, t ex genom att lösa upp skiktet medelst lämpligt etsmedel eller lösningsmedel. Dessa ets- eller lösningsmedel kan skada skikten på anordningen. Vidare kan borttagningsprocessen ta flera timmars för anordningar med stor area.
Metoden med differentiell vidhäftning är baserad på den nedsatta vidhäftningen mellan det övre skiktet på substratet och det undre skiktet på anordningen. Anordningen byggs upp genom att använda de ovan nämnda mikrotillverkningsstegen_ Som sista steg i tillverkningen tas anordningen bort från substratet genom att den "dras" loss. Tekniken med differentiell vidhäftning beskrivs i US 6 103 399.
Alla de ovan nämnda framställningsmetodema har dock den nackdelen att dessa processer är bearbetningsprocesser underifrån och upp. Endast en sida är tillgänglig för bearbetning. Skikt läggs till ovanpå varandra på en sida av anordningen. Detta medför att känsliga material som ligger på anordningens undersida kan skadas. av kemikalier under processen. På grund av anordningens design kan dessa skikt inte läggas till vid ett senare skede i processen, då detta skulle medföra att de hamnar på anordningens ovansida. En invertering av processtegen dvs., att starta med de "övre skikten" på substratet är inte heller möjlig i alla lägen. Detta är till exempel fallet för processer som elektroplätering och elektropolymerisering där det är nödvändigt med ett elektriskt ledande skikt, ett så kallat "seed-skikt".
Anordningen kan enbart byggas som substrat/ledande skikt/elektropläterat skikt och inte tvärt om.
SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN: Det är därför ett syfte med uppfinningen att lösa de ovan beskrivna problemen.
Problemen löses medelst metoden enligt uppfinningen, där metoden inbegriper följande steg: 10 15 20 25 30 35 a) ett membranskikt appliceras på ett substrat; b) ett fönster i substratet öppnas upp för att därmed frilägga membranskiktet för att göra det möjligt att lägga till skikt från båda sidor av membranskiktets under det att substratet ges formen av en ram som stöttar upp membranskiktet under bearbetningen; c) åtminstone ett skikt läggs till på vardera sidan av membranet antingen samtidigt eller på en sida åt gången; k d) anordningen skärs ut och tas bort från substratramen.
Med ordet membran avses en tunn film av en eller flera materialskikt som under viss tid under processen hänger fritt mellan substratdelama och som är tillgängligt för bearbetning från båda sidor.
Med uttrycket skiktad anordning avses inte enbart produkter som utgörs av flera skikt tunnfilm utan även anordningar som inbegriper andra icke- kontinuerliga komponenter än tunna filmer, såsom Iateralt mönstrade strukturer. Enligt uppfinningen gör metoden båda sidoma på anordningen åtkomliga för bearbetning. På detta sätt kan ett friare val av bearbetning göras. Materialskikt som är känsliga för kemikalier som används i processen kan deponeras vid ett senare skede.
Ytterligare en fördel med metoden enligt uppfinningen är att uppfinningen gör det möjligt att skära ut anordningen utan ytterligare bearbetning som t ex etsning.
En annan fördel med metoden enligt föreliggande uppfinning är att substratet inte utgör del av slutanordningen. Enligt metoden skärs anordningen ut från stödramen. Detta är en fördel över vad som gäller inom den kända tekniken då en anordning som inbegriper substratet under användning skulle vara så tjock att den eventuellt inte skulle fungera.
Ytterligare en fördel med metoden enligt den föreliggande uppfinningen är att metoden är lämplig att nyttjas vid satstillverkning av fragila anordningar.
Olika metoder kan användas för att utföra steg b) i metoden, där dessa metoder innefattar någon av följande metoder: laserablation, vàtkemisk 10 15 20 25 30 35 etsning, upplösning, och torretsning inklusive reaktiv jonetsning och sputteretsning.
Olika metoder kan användas för att utföra steg d) enligt metoden, där dessa metoder innefattar några av de följande metodema, våtkemisk etsning, torretsning inklusive reaktiv jonetsning och sputteretsning, utskäming/sågning, utskäming medelst sax eller kniv, Iaserablation eller stansning.
Steg d) kan delas upp i två steg, där anordningen delvis skärs ut i ett första steg och sedan aktiveras, detta följt av ett steg där anordningen helt och hållet skärs ut från substratet. Steg d) kan också vara en enstegsprocess efter vilken anordningen delvis skärs ut i ett första steg och därefter bearbetas ytterligare i ett efterföljande steg e) efter utskärningen av anordningen. Ytterligare bearbetning innefattar aktivering av anordningen och kan också inkludera andra bearbetningssteg.
Metoden kan inbegnpa ytterligare steg utöver steg a) till d). T ex ett mönstringssteg, ämnat att förändra den laterala dimensionen på ett skikt som lagts till genom t ex fotolitografiteknik eller mjuk litografi.
Substratet kan vara ett polymeriskt material, ett halvledarrnaterial, t ex kisel, eller en metall, inklusive legeringar, t ex titan och rostfritt stål. Andra material såsom glas är också lämpliga som substratskikt.
Anordningens skikt, det vill säga alla eller några av skikten i slutanordningen, både membranskiktet och de skikt som har lagts till efter detta, kan utgöras av olika material som valts enligt syftet med användningen. Till exempel kan anordningens skikt utgöras av skikt av metaller, metalloxider, eller en legering av metaller innefattande guld, platina, titan, rostfritt stål, aluminiumoxid samt niokel-titanlegeringar. Även keramer som, hydroxiapatit kan nyttjas som skikt i anordningen. Andra lämpliga material för anordningens skikt är ledande polymerer innefattande pyrrol-, anilin-, tiofen-, parafenylen-, vinylen-, samt fenylenpolymerer och sampolymerer därav, inklusive substituerade former av de olika monomererna. Vidare kan polymerer såsom polyimid, polyamid, polyuretan, poly-(tetrafluoretylen), poly- 10 15 20 25 30 35 (dimetylsiloxan) (silikongummi), poly(metylmetakry|at), polyestrar, poly(vinylklorid), och polyetylen, inklusive sampolymerer och substituerade former av de olika monomerema därav, epoxihartser och andra hartser utgöra lämpliga material för anordningsskikten.
Uppfinningen avser också en anordning framställd medelst det ovan angivna metoden vari anordningen är en mikroaktuator. Detta betyder att det är en aktuator som har en lateral dimension i storleksordningen mikrometer till centimeter och en tjocklek som har storleksordningen nanometer till millimeter. A Lämpligen, men inte nödvändigtvis, utföres metodstegen a) till d) i alfabetisk ordning.
Enligt en utföringsform av uppfinningen deponeras anordningens membranskikt på substratet. Därefter tas substratet bort selektivt under membranskiktet, genom till exempel våtkemisk etsning, från ett område som är åtminstone något större än den slutliga anordningens storlek. Efter detta hänger membranet fritt i substratstödramen och kan nås från båda sidoma för ytterligare bearbetning, som t ex att tillföra ett eller flera skikt på endera sidan eller på båda sidor av membranet. I det sista processteget tas anordningen bort från ramen.
BESKRIVNING AV FIGURER Figur 1 visar schematiskt produktionsstegen för en utföringsform av uppfinningen.
Figur 2 visar en anordning efter att den har tagits bort från substratet och befinner sig I ett aktiverat tillstånd.
Figur 3 visar schematiskt produktionstegen enligt en andra utföringsforrnen av uppfinningen. ' DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Figur 1 återger en utföringsforrn av uppfinningen. I figur 1 visas produktionsstegen schematiskt. Som ett exempel visas produktionsmetoden 10 15 20 25 30 35 för en elektro-aktiv polymeraktuator. Dock är uppfinningen inte begränsad till framställningen av sådana anordningar.
Som substrat 1 används» ett tjockt titanark. Substratet kan ha olika konfigurationer, såsom plattor, stycken, folier, och skivor och utgöras av olika material innefattande metaller, halvledare, plaster och glas. Substratet kan framställas i andra konfigurationer också, givet att parametrama för att göra detta möjligt är uppfyllda. Till exempel då det finns ett plant område på substratet att lägga till skikt på. Substratet 1 inbegriper en första sida A samt en andra motstående sida B. På sida A på substratet 1 har ett membranskikt 2 av guld deponerats genom att t ex använda värmeförångning eller sputtring (Fig. 1A). Därefter deponeras på konventionellt sätt ett skikt fotoresist 3 på båda sidor av substratet 1 (Fig. 1B). Genom att använda konventionell fotolitografi öppnas ett mönster på sidan B på substratet 1 (Fig. 1C). Därefter etsas titansubstratet 1 vátkemiskt. Substratet 1 etsas till det att guldskiktet 2 nås. Nu har ett guldmembran framställts som kan behandlas på endera sidan eller på båda sidoma (Fig. 1D). För att framställa aktuatoranordningen, fortsätter anordningsbearbetningen på sidan B på substratet 1 under det att det skyddande fotoresistskiktet 3 på sida A inte tas bort. Detta fotoresistskikt 3 kommer att skydda sidan A under behandling av sidan B. Ett skikt polypyrrol 4 deponeras på sidan B på guldskiktet 2 genom att använda elektropolymerisering av en vattenbaserad elektrolyt som innehåller pyrrolmonomerer och ett salt (Fig.1 E).
Det skyddande fotoresistskiktet 3 tas bort (Fig. 1F) och ett strukturpolymerskikt 5 deponeras på sidan A, genom att t ex använda spin coatingtekniker (Fig. 1G).
Aktuatom 6 är nu färdig och kan skäras ut från substratet 1 i dess slutliga laterala form (Fig. 1H). Detta kan till exempel utföras genom att använda våtkemisk etsning, reaktiv jonetsning, sågning, utskärning med sax eller kniv, laserablation eller stansning. Figur 1l visar den färdiga och utskuma anordningen.
Figur 2 visar hur aktuatom 6 kommer att aktiveras då den skurits ut och tagits bort från substratet 1. l figur 2A befinner sig aktuatom 6 i dess oaktiverade 10 15 20 25 30 35 c o 0 Q o Q Q o o o u och nyproducerade tillstànd. I figur 2-B har aktuatom aktiverats och beflnner sig i ett böjt tillstànd. Denna typ av aktuator aktiveras elektrokemiskt. Mer information om dessa elektrokemiska polymeraktuatorer kan hittas i E.
Smela, "Microfabrication of PPy microactuators and other conjugated polymer devices", J. Micromech. Microeng., 1999, 9(1), s. 1-18.
Det processchema som beskrivs ovan är ett exempel på framställning av en anordning, i detta fall en elektrokemisk polymeraktuator. Metoden är inte begränsad till denna process för att framställa en treskiktsaktuator. Fackmän inom området inser att andra kombinationer är möjliga. Skikten 2, 4 och 5 kan var och en utgöras av ett flertal skikt, material eller tjocklekar. Skikten 4 och 5 behöver inte vara kontinuerliga skikt utan kan också inbegripa mönstrade strukturer, t ex balkar eller stàngformade element. Strukturema kan adderas på någon av sidoma eller på båda sidor. Figur 3 visar ett exempel på en sådan anordning. l detta fall användes fyra material där två är mönstrade. Stegen att framställa membranet visas ej men de kan utföras på ett sätt som motsvarar de steg som visats i figur 1A till figur 1D, efter det att fotoresistren har tagits bort. Det vill säga den struktur som visas i Fig. 1D men som saknar fotoresisten är startpunkten i Fig. 3A. Efter framställning av membranet deponeras mönstrades strukturer 7 av ett fjärde material på sidan A på membranet (Fig. 3A). Efter detta deponeras ett andra skikt 4 på sidan B (Fig. 3B), följt av ett mönstrat tredje skikt 5 på sidan A (Fig. 3C).
Slutligen skärs anordningen 8 ut från substratet 1 (Fig. 3D). Figur 3E visar slutanordningen 8, vilken kan användas utanför substratet. ' Material kan läggas till anordningen på en sida åt gången, enligt vad som visas i Fig. 1 och Fig. 3, men kan även göras på båda sidor samtidigt. Vissa deponeringsmetoder, såsom elektrokemisk deponering på ett ledande substrat kräver, i det fall att man enbart bearbetar en sida, att den andra sidan skyddas så att det inte deponeras på denna sida ocksâ. Till exempel kan ett skikt fotoresist användas för detta syfte, vilket visas i Fig. 1D och Fig. 1E. Andra deponeringsmetoder, inklusive "spin-coatingteknikef' och fysisk ångdeponering, täcker enbart en sida och behöver inte ett sådant skyddsskikt och detta visas i Fig. 1F till Fig. 1G. Sekvensen med vilken sida materialen skall läggas till på är inte viktig för metoden utan beror av processparametrar som exempelvis vilket material som skall läggas till, 10 15 anordningen, samt tillverkningsmetod. Det är möjligt att deponera alla material på en sida först och avsluta på den andra sidan, eller att deponera på alternerande sidor. Med altemerande avses att ett eller ett flertal skikt deponeras på ena sidan och sedan på den andra sidan.
I en annan utföringsform av uppfinningen tillverkas anordningen, vilken t ex kan vara en mikroaktuator, enligt steg a till c (Fig. 1A till 1G). Därefter skärs anordningen delvis ut följt av ytterligare bearbetning. Efter detta skärs anordningen ut helt och hållet och tas bort från substratet. När anordningen tagits bort från stödramen kan den användas enligt avsett syfte, t ex som en mikroaktuator. En fördel med denna metod är att ett flertal mikroaktuatorer kan aktiveras på samma gång. l figurema visas tillverkningen av en anordning. Metoden innefattar satstillverkning av många sådana anordningar samtidigt genom att ha många sådana anordningar på ett enda substrat. De anordningar som tillverkas samtidigt kan vara identiska eller skilja sig åt.
Claims (13)
1. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning innefattande ett membranskikt samt ett första skikt på en sida av membranskiktet och ett andra skikt på motsatt sida av membranskiktet, metoden inbegriper de följande stegen: a) ett membranskikt appliceras på ett substrat; b) ett fönster i substratet öppnas upp för att därmed frilägga membranskiktet för att göra det möjligt att lägga till skikt från båda sidor av membranskiktet under det att substratet ges formen av en ram som stöttar upp membranskiktet under bearbetningen; c) åtminstone ett skikt läggs till på vardera sidan av membranet antingen samtidigt eller på en sida åt gången; d) anordningen skärs ut och tas bort från substratramen.
2. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning enligt patentkrav 1, vari steg b) utföres medelst någon av de följande metodema: laserablation, våtkemisk etsning, upplösning, torretsning innefattande reaktiv jonetsning och sputteretsning.
3. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning enligt patentkrav 1 eller 2, vari steg d) utföres medelst någon av de följande metodema: våtkemisk etsning, reaktiv jonetsning, utskäming/sågning, utskärning medelst sax eller kniv, laserablation eller stansning.
4. En metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning enligt något av de föregående patentkraven, vari stegen a-d kan utgöras av ett mönstringssteg ämnat att förändra de laterala dimensionema, och detta genom att till exempel använda fotolitografi eller mjuk Iitografi.
5. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning, enligt något av föregående patentkrav, vari substratet utgörs av ett polymeriskt material, ett halvledannaterial såsom kisel, en metall såsom titan, en legering såsom rostfritt stål eller glas. 10 15 20 25 30 35 I 0 O O Q I I 00 0 Q Q O 0 o 0 00 0 0 O
6. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning, enligt något av föregående patentkrav; metoden kan innefatta att ytterligare skikt läggs till vari något av skikten, inklusive membranskiktet, kan utgöras av ett skikt av metall, metalloxider eller en metallegering innefattande guld, platina, titan, rostfritt stål, aluminiumoxid samt en nickel-titanlegering. Även keramer, såsom hydroxypatit kan användas som anordningsskikt.
7. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning, enligt något av föregående patentkrav; metoden kan inbegripa att ytterligare skikt läggs till vari något av skikten, inklusive membranskiktet, kan utgöras av ett skikt av en ledande polymer innefattande polypyrrol-, polyanilin-, polytiofen-, polyparafenylen-, polyvinylen- och polyfenylenpolymerer och sampolymerer därav, inklusive substituerade former av de olika monomererna.
8. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning, enligt något av föregående patentkrav; metoden kan inbegripa att ytterligare skikt läggs till vari något av skikten, inklusive membranskiktet/membranskikten, kan utgöras av ett skikt av en polymer innefattande polyimid, polyamid, polyuretan, poly-(tetrafluoretylen), poly(dimetylsiloxan) (silikongummi), poly(metylmetakrylat), polyestrar, poly(viny|klorid) och polyetylen inklusive sampolymerer och substituerade former av de olika monomerema därav, epoxihartser, hartser och kompositer.
9. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning, enligt något av föregående patentkrav där steg a) utföres först genom att det första skiktet på anordningen deponeras på substratskiktet; därefter tas i steg b) substratet selektivt bort, genom till exempel vàtkemisk etsning, under det första skiktet över ett område som är åtminstone något större än storleken på slutanordningen; därefter, i steg c), då membranet hänger fritt i substratetstödramen och kan nås från båda sidor för ytterligare bearbetning, läggs åtminstone ett ytterligare skikt till på var sida om membranet antingen samtidigt eller på en sida åt gängen; efter detta tas anordningen i steg d) bort från ramen.
10. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning enligt något av tidigare patentkrav, vari steg d) delas upp i två steg, ett där 10 çri I* L) .ß I F' *i _11- anordningen delvis skärs ut i ett första steg, och sedan bearbetas ytterligare, följt av ett steg där anordningen skärs ut helt och hållet från substratet.
11. Metod för framställning av en mikrotillverkad skiktad anordning enligt något av tidigare patentkrav, vari anordningen är en aktuator och van' metoden innefattar ett steg e) där aktuatorn aktiveras efter steg d).
12. En anordning framställd medelst en metod enligt något av de tidigare patentkraven.
13. En anordning enligt mikroaktuator. patentkrav 12, där anordningen är en
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0301144A SE526192C2 (sv) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Metod för att framställa en anordning |
| EP04726696A EP1620356B1 (en) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Method for producing a micromachined layered device |
| DE602004006742T DE602004006742T2 (de) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Verfahren zur herstellung einer durch mikromaterialbearbeitung hergestellten geschichteten vorrichtung |
| AT04726696T ATE363454T1 (de) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Verfahren zur herstellung einer durch mikromaterialbearbeitung hergestellten geschichteten vorrichtung |
| JP2006508015A JP2006523540A (ja) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | ミクロ機械加工された層状デバイスを作製するための方法 |
| PCT/SE2004/000561 WO2004092050A1 (en) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Method for producing a micromachined layered device |
| ES04726696T ES2287719T3 (es) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Procedimiento para la produccion de un dispositivo por capas micromecanizado. |
| US10/553,447 US7322100B2 (en) | 2003-04-17 | 2004-04-08 | Method for producing a micromachined layered device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0301144A SE526192C2 (sv) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Metod för att framställa en anordning |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0301144D0 SE0301144D0 (sv) | 2003-04-17 |
| SE0301144L SE0301144L (sv) | 2004-10-18 |
| SE526192C2 true SE526192C2 (sv) | 2005-07-26 |
Family
ID=20291064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0301144A SE526192C2 (sv) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Metod för att framställa en anordning |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7322100B2 (sv) |
| EP (1) | EP1620356B1 (sv) |
| JP (1) | JP2006523540A (sv) |
| AT (1) | ATE363454T1 (sv) |
| DE (1) | DE602004006742T2 (sv) |
| ES (1) | ES2287719T3 (sv) |
| SE (1) | SE526192C2 (sv) |
| WO (1) | WO2004092050A1 (sv) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037128A1 (de) * | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Laserbearbeitung von mikromechanischen Strukturen |
| DE102006017549A1 (de) * | 2006-04-13 | 2007-10-18 | Imi Intelligent Medical Implants Ag | Verfahren zur Herstellung von Implantatstrukturen zur Kontaktierung oder Elektrostimulation von lebenden Gewebezellen oder Nerven |
| US9242073B2 (en) | 2006-08-18 | 2016-01-26 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Electrically actuated annelid |
| DE102012224284A1 (de) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg | Dünne Metallmembran mit Träger |
| US11615979B2 (en) * | 2019-12-18 | 2023-03-28 | Disco Corporation | Method of processing wafer |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0749460A (ja) * | 1993-08-06 | 1995-02-21 | Nippondenso Co Ltd | 可変焦点ミラーおよびその製造方法 |
| SE513975C2 (sv) * | 1994-08-19 | 2000-12-04 | Telia Ab | Repeterare och metod för DECT-system |
| SE9500849D0 (sv) * | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Pharmacia Ab | Methods for the manufacturing of micromachined structures and micromachined structures manufactured using such methods |
| JPH09293913A (ja) * | 1996-04-25 | 1997-11-11 | Casio Comput Co Ltd | 機能性高分子素子 |
| JPH11121900A (ja) | 1997-10-15 | 1999-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回路基板の製造方法 |
| JPH11288863A (ja) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | Ｘ線マスクおよびその製造方法 |
| WO2000059824A1 (de) * | 1999-03-31 | 2000-10-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung von freitragenden mikrostrukturen, von dünnen flachteilen oder von membranen und verwendung nach diesem verfahren hergestellter mikrostrukturen als widerstandsgitter in einer einrichtung zur messung schwacher gasströmungen |
| CN1427749A (zh) | 2000-04-17 | 2003-07-02 | 宾夕法尼亚州研究基金会 | 淀积的薄膜以及它们在分离层和牺牲层应用中的使用 |
-
2003
- 2003-04-17 SE SE0301144A patent/SE526192C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-04-08 JP JP2006508015A patent/JP2006523540A/ja active Pending
- 2004-04-08 ES ES04726696T patent/ES2287719T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-08 WO PCT/SE2004/000561 patent/WO2004092050A1/en not_active Ceased
- 2004-04-08 AT AT04726696T patent/ATE363454T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-04-08 DE DE602004006742T patent/DE602004006742T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-08 US US10/553,447 patent/US7322100B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-08 EP EP04726696A patent/EP1620356B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1620356B1 (en) | 2007-05-30 |
| EP1620356A1 (en) | 2006-02-01 |
| ATE363454T1 (de) | 2007-06-15 |
| US7322100B2 (en) | 2008-01-29 |
| SE0301144L (sv) | 2004-10-18 |
| JP2006523540A (ja) | 2006-10-19 |
| DE602004006742T2 (de) | 2008-01-31 |
| ES2287719T3 (es) | 2007-12-16 |
| US20070050969A1 (en) | 2007-03-08 |
| DE602004006742D1 (de) | 2007-07-12 |
| WO2004092050A1 (en) | 2004-10-28 |
| SE0301144D0 (sv) | 2003-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4056559B2 (ja) | マイクロ機械加工構造物の製法およびかかる方法を使用して製造されたマイクロ機械加工構造物 | |
| US20090236310A1 (en) | Adjustable solubility in sacrificial layers for microfabrication | |
| EP0592094B1 (en) | Micro-miniature structure fabrication | |
| Mamilla et al. | Micro machining for micro electro mechanical systems (MEMS) | |
| WO2009118564A2 (en) | Method and article | |
| KR20090047357A (ko) | 미소 전기기계식 장치 및 그 제작 방법 | |
| SE526192C2 (sv) | Metod för att framställa en anordning | |
| Yang et al. | Photo-patternable gelatin as protection layers in low-temperature surface micromachinings | |
| KR20160034746A (ko) | 고분자 막의 제조방법 | |
| EP0957509B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das eine mikrostrukturierte Schicht aus Formgedächtnislegierung enthält | |
| US12507605B2 (en) | Low cost graphene-based microdevices with multi-state resistive values | |
| WO2020104287A1 (en) | Method for the fabrication of a pore comprising metallic membrane and a pore comprising membrane | |
| CN101559915A (zh) | 一种制备mems器件的牺牲层工艺方法 | |
| Ivy et al. | Solderable multisided metal patterns enables 3D integrable direct laser written polymer MEMS | |
| EP1591223B1 (en) | A manufacturing method of a microchemical chip made of a resin and a microchemical chip made of a resin by the method | |
| KR102593058B1 (ko) | 레이저 비아와 나노와이어 잉크를 이용한 적층형 고분자구동기 및 그 고분자구동기의 전기적 연결방법 | |
| Zhou et al. | A new process for fabricating tip-shaped polymer microstructure array with patterned metallic coatings | |
| KR20130055413A (ko) | 다양한 기판 위에 마이크로 폴리머 패턴을 제조하는 방법 | |
| Ghajar et al. | A short review on fabrication methods of micro-cantilever for ionic electroactive polymer sensors/actuators | |
| Balma et al. | Development of thin film photolithography process: patterning printed circuit boards (PCBs) and copper electroplating | |
| JP5212932B2 (ja) | 導電性高分子複合膜の製造方法 | |
| DE102014102550A1 (de) | Elektroden geeignet für die Herstellung von Mikro- und/oder Nanostrukturen auf Werkstoffen | |
| US20250230565A1 (en) | Polymeric templates for microstructures and methods of use thereof | |
| CN112047294B (zh) | 红外mems桥梁柱结构及工艺方法 | |
| JP7571995B2 (ja) | 微細素子の製造方法及び微細素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |