2002-9-24

FabricaciónFabricación de MEMS de MEMS en sala blancaen sala blanca

Antonio LuqueAntonio LuqueGTEGTE

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ContenidoContenido

La sala blancaLa sala blanca

MaterialesMateriales

Procesos de fabricaciónProcesos de fabricación

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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