表面マイクロマシニングとは何ですか？

表面マイクロマシニングは、さまざまな種類の集積回路とセンサーの開発に使用される製造プロセスです。 表面マイクロマシニング技術を使用すると、1つのチップ上に最大100近くの回路パターンの微細な層を適用できます。 それに比べて、標準のマイクロマシニングプロセスでは、5層または6層しか使用できません。 これにより、モーションセンサー、車両の衝突時にエアバッグを展開する加速度計、またはナビゲーションシステムのジャイロスコープで使用するために、より多くの機能と電子機器を各チップに組み込むことができます。 表面マイクロマシニングでは、厳選された材料とウェットエッチングプロセスとドライエッチングプロセスの両方を使用して、回路層を形成します。

この方法を使用して製造された回路部品は、当初、加速度計で使用され、衝突時にエアバッグを車両に展開しました。 車両の表面に微細加工されたセンサーは、傾斜制御によって横転からの保護も提供し、アンチロックブレーキシステムで使用されます。 この回路は、誘導制御システムやナビゲーションシステムの高性能ジャイロスコープでも使用されています。 この方法を使用して生成された回路は小さくて正確な回路を生成するため、モーションセンシング、フローセンシング、および一部の民生用電子機器で使用するために、1つのチップ上で複数の機能を組み合わせることができます。 写真では、ビデオカメラで撮影する場合、これらのチップは移動中に画像を安定させます。

表面マイクロマシニングプロセスでは、層を構築する基盤としてクリスタルシリコンチップ基板を使用するか、安価なガラスまたはプラスチック基板で開始できます。 通常、最初の層は絶縁体である酸化シリコンで、所望の厚さにエッチングされます。 この層の上に、感光性フィルム層が適用され、回路パターンオーバーレイを介して紫外線（UV）光が適用されます。 次に、このウェーハを現像し、すすぎ、次のエッチングプロセスのためにベークします。 このプロセスを複数回繰り返してさらに層を適用し、各層に慎重な監視と正確なエッチング技術を適用して、最終的な積層チップ設計を作成します。

エッチングの実際の表面微細加工プロセスは、1つまたはいくつかの機械加工プロセスの組み合わせによって行われます。 ウェットエッチングは、フッ化水素酸を使用して層の回路設計をエッチングし、保護されていない絶縁材料を切断します。 次に、その層のエッチングされていない領域を電解して、次に適用された層から層を分離します。 ドライエッチングは、単独で、または化学的エッチングと組み合わせて、イオン化ガスを使用してエッチング対象領域に衝撃を与えることで実行できます。 製造業者は、回路設計で層の大部分をエッチングする場合、ドライプラズマエッチングを使用します。 さらに、塩素とフッ素ガスの別のプラズマの組み合わせは、マイクロアクチュエータセンサーチップを製造する際にしばしば必要とされるように、層のフィルムマスキング材料に深い垂直カットを生成できます。