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2002-9-24
FabricaciónFabricación de MEMS de MEMS en sala blancaen sala blanca
Antonio LuqueAntonio LuqueGTEGTE
2002-9-24
ContenidoContenido
La sala blancaLa sala blanca
MaterialesMateriales
Procesos de fabricaciónProcesos de fabricación
2002-9-24
Introducción a la sala Introducción a la sala blancablanca
Procesamiento de Procesamiento de obleas para obleas para construir MEMSconstruir MEMSEncapsulado del Encapsulado del producto finalproducto finalEquipos de test y Equipos de test y medidamedidaControl del Control del ambienteambiente
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Comportamiento básicoComportamiento básico
Vestimenta: traje, guantes, gafasVestimenta: traje, guantes, gafas
Productos químicos: protector Productos químicos: protector ocular, guantes, protector del ocular, guantes, protector del cuerpocuerpo
Plan de trabajoPlan de trabajo
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Materiales disponiblesMateriales disponibles
ObleasObleas
Disoluciones químicasDisoluciones químicas
Máscaras de cromoMáscaras de cromo
Material auxiliarMaterial auxiliar
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ObleasObleas
SilicioSilicio
Tipo (Si/SOI, p/n, SSP/DSP)Tipo (Si/SOI, p/n, SSP/DSP)
Tamaño (100mm, 380/525 um)Tamaño (100mm, 380/525 um)
Orientación (<100>, <110>, <111>)Orientación (<100>, <110>, <111>)
CuarzoCuarzo
Cristal (pyrex) amorfoCristal (pyrex) amorfo
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Disoluciones más comunesDisoluciones más comunes
Ácido fluorhídrico (HF)Ácido fluorhídrico (HF)
Hidróxido de potasio (KOH)Hidróxido de potasio (KOH)
HNO3 + HF (poly etch)HNO3 + HF (poly etch)
H3PO4 + HNO3 (Al etch)H3PO4 + HNO3 (Al etch)
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Procesos disponiblesProcesos disponibles
Adición de materialAdición de material
Sustracción de materialSustracción de material
Medida y análisisMedida y análisis
PostprocesadoPostprocesado
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Limpieza de las obleasLimpieza de las obleas
Limpieza previa Limpieza previa al procesoal proceso
1: residuos 1: residuos orgánicosorgánicos
2: óxido2: óxido
3: residuos 3: residuos metálicosmetálicos
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Limpieza RCALimpieza RCA
Baños de las obleas:Baños de las obleas:
Amoniaco + H2O2 + agua DIAmoniaco + H2O2 + agua DI
HF + DIHF + DI
HCL + H2O2 + DIHCL + H2O2 + DI
Quick Dump RinseQuick Dump Rinse
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Deposición de materialDeposición de material
Deposición Deposición física (PVD)física (PVD)
Deposición Deposición química (CVD)química (CVD)
LPCVDLPCVD
PECVDPECVD
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Deposición LPCVDDeposición LPCVD
Horno diferente según el material Horno diferente según el material a depositara depositar
Materiales: polisilicio, nitruro (SiN), Materiales: polisilicio, nitruro (SiN), dopado, óxido húmedo, óxido de dopado, óxido húmedo, óxido de puerta, LTOpuerta, LTO
Espesor según el tiempoEspesor según el tiempo
Parámetros: material y tiempoParámetros: material y tiempo
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Deposición física PVDDeposición física PVD
SputteringSputtering
Metales (Al, Ti, Metales (Al, Ti, Ta, Pt, ...)Ta, Pt, ...)
Aleaciones Aleaciones (Al+Si, (Al+Si, W+Ti, ...)W+Ti, ...)
Diel₫ctricos Diel₫ctricos (SiO2, TiO2, ...)(SiO2, TiO2, ...)
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FotolitografíaFotolitografíaDiseño de máscaraDiseño de máscara
Fabricación de máscara (o Fabricación de máscara (o escritura directa)escritura directa)
Deposición fotorresinaDeposición fotorresina
InsolaciónInsolación
ReveladoRevelado
Eliminación fotorresina y limpieza Eliminación fotorresina y limpieza máscaramáscara
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Fabricación de la máscaraFabricación de la máscara
Sustrato de Sustrato de cuarzo y cuarzo y cromocromo
Escritura con Escritura con láserláser
ReveladoRevelado
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Deposición fotorresinaDeposición fotorresina
Elección tipo y espesor de fotorresinaElección tipo y espesor de fotorresina
Proceso de las obleas en serieProceso de las obleas en serie
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InsolaciónInsolación
Contacto duro o blandoContacto duro o blando
Alineación con patrón previoAlineación con patrón previo
Alineación por dos carasAlineación por dos caras
Tiempo de exposiciónTiempo de exposición
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Revelado y eliminación de Revelado y eliminación de PRPR
Revelado en Revelado en serieserie
Procesamiento Procesamiento de la oblea con de la oblea con fotorresinafotorresina
Eliminación de Eliminación de la fotorresina la fotorresina (proceso seco o (proceso seco o húmedo)húmedo)
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Grabado húmedoGrabado húmedo
Uso de Uso de disolventedisolvente
Parámetro: Parámetro: disolvente y disolvente y tiempotiempo
Proceso por Proceso por loteslotes
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Grabado secoGrabado secoGrabado con Grabado con plasmaplasmaRecetas según Recetas según el tipo de el tipo de materialmaterialParámetro: Parámetro: tiempotiempoParo en el Paro en el cambio de cambio de materialmaterialObleas una a Obleas una a unauna
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LáserLáser
Usado para Usado para grabado y grabado y deposicióndeposición
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MedicionesMediciones
PerfilPerfil
ConductividadConductividad
Espesor de capasEspesor de capas
MicroscopíaMicroscopía
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Medición de perfilMedición de perfil
Profilómetro de agujaProfilómetro de aguja
Resolución mínima: la característica Resolución mínima: la característica a medir debe tener un tamaño a medir debe tener un tamaño mínimo, debido al tamaño de la mínimo, debido al tamaño de la aguja aguja
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Medida de conductividadMedida de conductividad
M₫todo de los M₫todo de los cuatro puntoscuatro puntos
Determinación Determinación de resistencia. de resistencia. Para la Para la resistividad resistividad hay que hay que proporcionar el proporcionar el espesorespesor
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Medida de espesorMedida de espesor
Espesor de la Espesor de la capa superior, capa superior, sabiendo cuáles sabiendo cuáles son las capas son las capas inferioresinferiores
Recetas según el Recetas según el material y las material y las capascapas
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Cortado de las obleasCortado de las obleas
Cortado con Cortado con diamantediamante
Tipo de Tipo de diamante diamante según el según el material a material a cortarcortar
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Microscopía SEMMicroscopía SEM
Scanning Scanning Electron Electron MicroscopeMicroscope
Se puede Se puede cortar la cortar la oblea para oblea para inspeccionar inspeccionar el interiorel interior
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Microscopía SEMMicroscopía SEM
Ampliación desde 15 a Ampliación desde 15 a 200.000X, resolucion de 5 nm200.000X, resolucion de 5 nm
Típicamente lento, la Típicamente lento, la velocidad depende de la velocidad depende de la resoluciónresolución
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Fin de la presentaciónFin de la presentación