Fabricación de MEMS en sala blanca

1. Fabricación de MEMS en sala blanca Antonio Luque GTE

2. Contenido • La sala blanca • Materiales • Procesos de fabricación

3. Introducción a la sala blanca Procesamiento de obleas para construir MEMS Encapsulado del producto final Equipos de test y medida Control del ambiente

4. Comportamiento básico • Vestimenta: traje, guantes, gafas • Productos químicos: protector ocular, guantes, protector del cuerpo • Plan de trabajo

5. Materiales disponibles • Obleas • Disoluciones químicas • Máscaras de cromo • Material auxiliar

6. Obleas • Silicio • Tipo (Si/SOI, p/n, SSP/DSP) • Tamaño (100mm, 380/525 um) • Orientación (<100>, <110>, <111>) • Cuarzo • Cristal (pyrex) amorfo

7. Disoluciones más comunes • Ácido fluorhídrico (HF) • Hidróxido de potasio (KOH) • HNO3 + HF (poly etch) • H3PO4 + HNO3 (Al etch)

8. Procesos disponibles • Adición de material • Sustracción de material • Medida y análisis • Postprocesado

9. Limpieza de las obleas • Limpieza previa al proceso • 1: residuos orgánicos • 2: óxido • 3: residuos metálicos

10. Limpieza RCA • Baños de las obleas: • Amoniaco + H2O2 + agua DI • HF + DI • HCL + H2O2 + DI • Quick Dump Rinse

11. Deposición de material • Deposición física (PVD) • Deposición química (CVD) • LPCVD • PECVD

12. 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

13. Deposición física PVD • Sputtering • Metales (Al, Ti, Ta, Pt, ...) • Aleaciones (Al+Si, W+Ti, ...) • Diel₫ctricos (SiO2, TiO2, ...)

14. Fotolitografía • Diseño de máscara • Fabricación de máscara (o escritura directa) • Deposición fotorresina • Insolación • Revelado • Eliminación fotorresina y limpieza máscara

15. Fabricación de la máscara • Sustrato de cuarzo y cromo • Escritura con láser • Revelado

16. Deposición fotorresina • Elección tipo y espesor de fotorresina • Proceso de las obleas en serie

17. Insolación • Contacto duro o blando • Alineación con patrón previo • Alineación por dos caras • Tiempo de exposición

18. Revelado y eliminación de PR • Revelado en serie • Procesamiento de la oblea con fotorresina • Eliminación de la fotorresina (proceso seco o húmedo)

19. Grabado húmedo • Uso de disolvente • Parámetro: disolvente y tiempo • Proceso por lotes

20. Grabado seco Grabado con plasma Recetas según el tipo de material Parámetro: tiempo Paro en el cambio de material Obleas una a una

21. Láser • Usado para grabado y deposición

22. Mediciones • Perfil • Conductividad • Espesor de capas • Microscopía

23. Medición de perfil • Profilómetro de aguja • Resolución mínima: la característica a medir debe tener un tamaño mínimo, debido al tamaño de la aguja

24. Medida de conductividad • M₫todo de los cuatro puntos • Determinación de resistencia. Para la resistividad hay que proporcionar el espesor

25. Medida de espesor • Espesor de la capa superior, sabiendo cuáles son las capas inferiores • Recetas según el material y las capas

26. Cortado de las obleas • Cortado con diamante • Tipo de diamante según el material a cortar

27. Microscopía SEM • Scanning Electron Microscope • Se puede cortar la oblea para inspeccionar el interior

28. Microscopía SEM • Ampliación desde 15 a 200.000X, resolucion de 5 nm • Típicamente lento, la velocidad depende de la resolución

29. Fin de la presentación