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FabricaciónFabricación de MEMS de MEMS en sala blancaen sala blanca

Antonio LuqueAntonio LuqueGTEGTE

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ContenidoContenido

La sala blancaLa sala blancaMaterialesMaterialesProcesos 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, gafasProductos químicos: protector Productos químicos: protector ocular, guantes, protector del ocular, guantes, protector del cuerpocuerpoPlan de trabajoPlan de trabajo

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Materiales disponiblesMateriales disponibles

ObleasObleasDisoluciones químicasDisoluciones químicasMáscaras de cromoMáscaras de cromoMaterial auxiliarMaterial auxiliar

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ObleasObleas

SilicioSilicioTipo (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>)

CuarzoCuarzoCristal (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 materialSustracción de materialSustracción de materialMedida y análisisMedida y análisisPostprocesadoPostprocesado

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Limpieza de las obleasLimpieza de las obleasLimpieza previa Limpieza previa al procesoal proceso1: residuos 1: residuos orgánicosorgánicos2: óxido2: óxido3: 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 DIHF + DIHF + DIHCL + H2O2 + DIHCL + H2O2 + DI

Quick Dump RinseQuick Dump Rinse

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Deposición de materialDeposición de materialDeposición Deposición física (PVD)física (PVD)Deposición Deposición química (CVD)química (CVD)LPCVDLPCVDPECVDPECVD

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Deposición LPCVDDeposición LPCVDHorno diferente según el material Horno diferente según el material a depositara depositarMateriales: polisilicio, nitruro (SiN), Materiales: polisilicio, nitruro (SiN), dopado, óxido húmedo, óxido de dopado, óxido húmedo, óxido de puerta, LTOpuerta, LTOEspesor según el tiempoEspesor según el tiempoParámetros: material y tiempoParámetros: material y tiempo

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Deposición física PVDDeposición física PVDSputteringSputteringMetales (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 máscaraFabricación de máscara (o Fabricación de máscara (o escritura directa)escritura directa)Deposición fotorresinaDeposición fotorresinaInsolaciónInsolaciónReveladoReveladoEliminación 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 cromocromoEscritura con Escritura con láserláserReveladoRevelado

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Deposición fotorresinaDeposición fotorresina

Elección tipo y espesor de fotorresinaElección tipo y espesor de fotorresinaProceso de las obleas en serieProceso de las obleas en serie

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InsolaciónInsolación

Contacto duro o blandoContacto duro o blandoAlineación con patrón previoAlineación con patrón previoAlineación por dos carasAlineación por dos carasTiempo de exposiciónTiempo de exposición

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Revelado y eliminación de Revelado y eliminación de PRPR

Revelado en Revelado en serieserieProcesamiento Procesamiento de la oblea con de la oblea con fotorresinafotorresinaEliminación de Eliminación de la fotorresina la fotorresina (proceso seco o (proceso seco o húmedo)húmedo)

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Grabado húmedoGrabado húmedoUso de Uso de disolventedisolventeParámetro: Parámetro: disolvente y disolvente y tiempotiempoProceso 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

PerfilPerfilConductividadConductividadEspesor de capasEspesor de capasMicroscopíaMicroscopía

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Medición de perfilMedición de perfil

Profilómetro de agujaProfilómetro de agujaResolución mínima: la característica a Resolución mínima: la característica a medir debe tener un tamaño mínimo, medir debe tener un tamaño mínimo, debido al tamaño de la aguja debido al tamaño de la aguja

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Medida de conductividadMedida de conductividadM₫todo de los M₫todo de los cuatro puntoscuatro puntosDeterminación Determinación de resistencia. de resistencia. Para la Para la resistividad hay resistividad hay que 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 inferioresinferioresRecetas según el Recetas según el material y las material y las capascapas

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Cortado de las obleasCortado de las obleasCortado con Cortado con diamantediamanteTipo 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 MicroscopeMicroscopeSe 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 nmTípicamente lento, la velocidad Típicamente lento, la velocidad depende de la resolucióndepende de la resolución

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Fin de la presentaciónFin de la presentación