Fabricación de MEMS en
sala blanca
Antonio Luque
GTE
2002-9-24
Contenido
La sala blanca
Materiales
Procesos de fabricación
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Introducción a la sala blanca
Procesamiento de
obleas para construir
MEMS
Encapsulado del
producto final
Equipos de test y
medida
Control del ambiente
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Comportamiento básico
Vestimenta: traje, guantes, gafas
Productos químicos: protector ocular,
guantes, protector del cuerpo
Plan de trabajo
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Materiales disponibles
Obleas
Disoluciones químicas
Máscaras de cromo
Material auxiliar
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Obleas
Silicio
Tipo (Si/SOI, p/n, SSP/DSP)
Tamaño (100mm, 380/525 um)
Orientación (<100>, <110>, <111>)
Cuarzo
Cristal (pyrex) amorfo
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Disoluciones más comunes
Ácido fluorhídrico (HF)
Hidróxido de potasio (KOH)
HNO3 + HF (poly etch)
H3PO4 + HNO3 (Al etch)
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Procesos disponibles
Adición de material
Sustracción de material
Medida y análisis
Postprocesado
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Limpieza de las obleas
Limpieza previa al
proceso
1: residuos
orgánicos
2: óxido
3: residuos
metálicos
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Limpieza RCA
Baños de las obleas:
Amoniaco + H2O2 + agua DI
HF + DI
HCL + H2O2 + DI
Quick Dump Rinse
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Deposición de material
Deposición física
(PVD)
Deposición
química (CVD)
LPCVD
PECVD
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Deposición LPCVD
Horno diferente según el material a
depositar
Materiales: polisilicio, nitruro (SiN),
dopado, óxido húmedo, óxido de
puerta, LTO
Espesor según el tiempo
Parámetros: material y tiempo
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Deposición física PVD
Sputtering
Metales (Al, Ti,
Ta, Pt, ...)
Aleaciones
(Al+Si, W+Ti, ...)
Diel₫ctricos
(SiO2, TiO2, ...)
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Fotolitografía
Diseño de máscara
Fabricación de máscara (o escritura
directa)
Deposición fotorresina
Insolación
Revelado
Eliminación fotorresina y limpieza
máscara
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Fabricación de la máscara
Sustrato de
cuarzo y cromo
Escritura con
láser
Revelado
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Deposición fotorresina
Elección tipo y espesor de fotorresina
Proceso de las obleas en serie
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Insolación
Contacto duro o blando
Alineación con patrón previo
Alineación por dos caras
Tiempo de exposición
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Revelado y eliminación de PR
Revelado en serie
Procesamiento de
la oblea con
fotorresina
Eliminación de la
fotorresina
(proceso seco o
húmedo)
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Grabado húmedo
Uso de
disolvente
Parámetro:
disolvente y
tiempo
Proceso por
lotes
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Grabado seco
Grabado con
plasma
Recetas según el
tipo de material
Parámetro: tiempo
Paro en el cambio
de material
Obleas una a una
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Láser
Usado para
grabado y
deposición
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Mediciones
Perfil
Conductividad
Espesor de capas
Microscopía
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Medición de perfil
Profilómetro de aguja
Resolución mínima: la característica a
medir debe tener un tamaño mínimo,
debido al tamaño de la aguja
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Medida de conductividad
M₫todo de los
cuatro puntos
Determinación
de resistencia.
Para la
resistividad hay
que proporcionar
el espesor
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Medida de espesor
Espesor de la capa
superior, sabiendo
cuáles son las
capas inferiores
Recetas según el
material y las
capas
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Cortado de las obleas
Cortado con
diamante
Tipo de
diamante
según el
material a
cortar
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Microscopía SEM
Scanning
Electron
Microscope
Se puede
cortar la oblea
para
inspeccionar el
interior
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Microscopía SEM
Ampliación desde 15 a 200.000X,
resolucion de 5 nm
Típicamente lento, la velocidad
depende de la resolución
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Fin de la presentación
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