Processo ETF1-EB/GA para Circuitos Integrados

Este Trabalho foi publicado pela Sociedade Brasileira de Microeletrônica em Abril/2002.
http://www.sbmicro.org.br/ - n° 2/abril/2002
VERSÃO FINAL GERADA EM: 12/05/94 MODIFICADO EM: 25/06/1997 1
CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e
ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M
Centro de Pesquisas Renato Archer - CenPRA.
Laboratório de Tecnologia de Gestão Empresarial
Rodovia D.Pedro 1, Kml43,5 - CEP 130893-120
Campinas - SP
Tel. : (01 92) 3746.6206
Fax.: (0192) 3746.6028
AUTOR: Dr. A.J. BALLONI
PROCESSO INTEGRADO ETF: EB/GA.
PROTOTIPAGEM RÁPIDA DE CIRCUITOS
INTEGRADOS.
ÍNDICE pag.:
Resumo. 01
I - Introdução. 03
Informações Básicas sobre Processos e Equipamentos. 05
II - Fluxograma de Processo ETF1-EB/GA. 06
I I I - ETF-EB/GA: Equipamentos & Receitas. 11
IV - ETF-EB/GA: 21
vi.a . Detalhamento Técnico do ETF1-EB/GA.
vi.b . Introdução a Caracterização Estrutural.
vi.c . Estimativa dos Tempos da Etapas de Processo
V - Acessórios & Materiais de Consumo 34
VI - PERSPECTIVAS PARA O ANO DE 1999. 38
VIII - Referências 40
RESUMO.
Visando a execução do projeto "Prototipagem Rápida de Circuitos Integrados" fase ETF1-
EB/G.A. (ETAPAS FINAIS COM UM NÍVEL DE METAL, "GATE 2500 por Litografia
Eletrônica), elaboramos um fluxograma completo das etapas de processo para etapas finais
a partir de um nível de metal (ETF1), bem como especificamos a lista de equipamentos,
acessórios e materiais de consumo necessária para a sua execução. Este processo ETF1 esta
baseado na existência de uma lâmina de silício pré-processada, onde já foram realizados todas
as etapas iniciais de processo, bem como a deposição do primeiro nível de metal (M1), do
isolante dielétrico e, do segundo nível de metal (M2). Esse processo foi extensivamente
discutido com vários pesquisadores do ASP/MP – Bélgica – como parte da atividade de Pós-
Doutorado/1993 e foi, na época, considerado realizável.
0 processo ETF1-EBIGA compreende 2 etapas estruturais, a saber:
1. abertura das interconexões do metal 2;
2. formação da camada passivadora com abertura dos contatos.
Incluso a essas etapas estruturais, esse processo possui:

1. etapas litográficas do metal 2 e da camada de passivação, para as quais sendo usados um
configurador por feixe eletrônico (litografia por escrita direta);
2. etapa de corrosão seca do metal, para o qual será usado equipamento tipo "RIE/plasma
etcher, uP";
3. etapa de aberturas dos contatos, com utilização de uma fotoalinhadora (máscaras
configuradas eletronicamente para os "bonding pads") e, corrosão úmida do Si02.
As etapas do processo ETF1-EBIGA, apresentados detalhadamente neste trabalho, foram
intensivamente discutido com pesquisadores dos seguintes Centro de Pesquisas (*):
I/3 - “Thompson Composand Spatiaux”, (France), ANO: 1990;
II/3 - “Interuniversity Microelectronic Center” (IMEC/Bé1gica), ANO: 1992;
III/3 - “Fundação CTI”(Pesquisadores do LMCI), ANO: 1993;
(*) Cópias da versão final foram distribuídas pelo LMCI aos Laboratórios do IM para
criticas e continuidade ao processo
Finalmente, na primeira fase do projeto "GATE ARRAY", o processo ETF1-EB/GA será
executado "dummies wafers"(lâminas de 3” e lâminas de 5”) com o propósito de se gerar
uma curva de aprendizagem necessária para a implantação do processo em
lâminas com dispositivos (transistores, Ml, isolante e M2).
Palavras-chave
microeletrônica
gate array com 2 níveis de metais
ASIC
plasma etching e experimentos projetados
litrografia eletrônica e ótica
processamento físico químico

I - INTRODUÇÃO.
0 atendimento da fabricação de circuitos integrados com matrizes de portas ("gate array")
considera a aquisição de lâminas pré-processadas, onde para obtenção do circuito integrado final é
necessário efetuar o roteamento do circuito, o que configura a Prototipagem Rápida de Circuitos
Integrados [01] . Na consecução deste objetivo, a tecnologia é baseada em processos físico-
químicos, nos quais inclui, para o caso do processo eletrônico, a escrita direta por feixe de
elétrons do Laboratório de Litografia do IM/CTI e, para o processo óptico (abertura dos "bonding
pads"), uma fotoalinhadora do Laboratório de Mostradores e Informações do IM/CTI [02].
Para a realização do Projeto ETF1-EB/GA, toma-se como ponto de partida uma lâmina de silício
pré-processada onde foram realizadas as etapas iniciais de processo até o nível de deposição da
segunda camada de metal. São então configuradas as linhas de interconexão nesta segunda
camada de metal (M2-Al), usando-se do processo fotolitográfico de escrita direta por feixe
eletrônico do Laborat6rio de Litografia (L.L.) .
Após a etapa de corrosão seca do alumineo (formação das interconexões do M2 via "RIE plasma
etcher uP"), realizada pelo Laboratório de Manufatura de C.I. (L.M.C.I.), será depositado também
pelo L.M.C.I. a camada de passivação (proteção da lâmina). A configuração dos contatos (PAD's
SiO2) será realizada por via óptica, através da utilização de uma fotoalinhadora do Laboratório de
Mostradores e Informação (L.M.I.) [02], ou também pelo LL.
A abertura dos contatos por via úmida será realizada pelo L.M.C.I. e máscaras configuradas pelo
L.L.
Na primeira fase do projeto "Gate Array", o processo ETF1-EB/GA será executado sobre
"dummies wafers", sem topografia, fabricados e metalizados no BRASIL, com o propósito de se
gerar uma curva de aprendizagem necessária para a implantação sólida do processo em lâminas
com dispositivos [02,03]. (transistores, Ml, isolante e M2). Numa fase posterior, deverão ser
usadas lâminas dummy (apenas M2 depositado, com), da Heliodinâmica e em fase adiantada de
desenvolvimento do processos, lâminas da ES2 (European Silicon Centre)/FRANÇA, para,
finalmente, o processo "GATE ARRAY", i.e., lâminas com dispositivos.
Este trabalho "Processo ETF1-EB/GA" possui 8 seções a saber:
A seção II - "Fluxograma de Processo ETF1-EB/GA, apresenta de forma compacta o fluxograma
de processo ETF1-EB/GA, que será desenvolvido em detalhes nas próximas seções.
A seção III - ETF1-EB/GA: Equipamentos & Receitas", apresenta todas as etapas de processo
previstas para o ETF1/GA (FLUXOGRAMA DE PROCESSOS), associadas aos equipamentos de
processo já existentes no CTI/IM, bem como as respectivas receitas ou variações que poderão
serem adotadas para a consecução do trabalho.

O FLUXOGRAMA BÁSICO DE PROCESSOS [01], obtido após intenso estudo bibliográfico
[no qual informações de processos foram anexadas, referenciadas e conservadas nesta versão
V.99], foi também apresentado e intensamente discutido com vários pesquisadores internacionais.
Destacamos as colaborações da Thompson Composant Spatiaux, resultando na referência [03] e
do IMEC/ASP/Bélgica, sendo os principais resultados apresentados na referência [04].
Finalmente, o trabalho foi discutido internamente com o grupo de processos do LMCI/IM.
Cópias deste documento, por solicitação do DIM e chefia do LMCI, foi entregue a todos os
laboratórios do IM com o objetivo de se ampliar as discussões e colocar o projeto em prática
[05]. Uma publicação resumida da referência [01] foi solicitada oficialmente ao DIM [06] em
1991 ! .
A seção IV - "Detalhamento técnico do processo ETF1-EB/GA, descreve o porque de algumas
etapas, uso alternativo de equipamentos e suas possíveis implicações no processo, e dá outras
informações pertinentes .
A seção V - "Acessórios & materiais de consumo apresenta os materiais de consumo/acessórios
básicos tais como "wafers carriers", pinças, "twezers", "storage boxes", "vaccum pincetes" , alcool
isopropilico, "stripper" de resiste etc. e sua correlação direta com a etapa de processo onde serão
utilizados. As seções VI temos as perspectiva para o projeto "Perspectiva" e na SeçãoVII a
“SITUAÇÃO ATUAL: ANO 1999”, prevista para acontecer no presente ano [07, 08].
Finalmente na seção VIII temos as referências.
A seguir, a seção I.1 apresenta algumas informações básicas sobre a lâmina de Si e processos.

INFORMAÇÕES BASICAS SOBRE PROCESSOS E EQUIPAMENTOS.
ORIGEM DA LÂMINA :"SILICON MANUFACTURING CENTRE FOR ES2
(FRANÇA)" - (ES2 - EUROPEAN SILICON CENTRE)
RESISTIVIDADE : 4 - 6 ohm cm (poderá variar com o processo).
ORIENTAÇÃO CRISTALINA : <100>
DOPAGEM TIPO : P
ACABAMENTO : Segundo nível de metal já depositado, mas não configurado.
DIÂMETRO DA LÂMINA : 6” (150mm)
TIPO DE LIGA DO METAL : AlSiTi
TOPOGRAFIA : Existirá topografia quando substrato não for plano ou, quando o
substrato não for planarizado por processo SOG.
Esta informação deverá ser fornecida pela ES2.
PERDA DO DIELÉTRICO : A máxima perda de SiO2 permitida durante a etapa de formação das
(isolante interconexões do Metal 2 (ver etching) será definida pela engenharia de
entre processo do CTI/IM. Esta perda depende da topografia da 1âmina.
metais)
LÂMINA PARA CONTROLE :0 número de lâminas necessárias para realização do controle de processo
DE PROCESSO (inspeção visual, perfil/SEM, resistividade, etc) está definido pela
engenharia de processo do CTI/IM.
GASES A DISPOSIÇÃO NO CTI/IM/LMCI: BCL3, CL2, CF4, SiH4, PH3, O2, Ar, H2,
N2, E 10%H2/90%N2 (forming gas).
BCl3, Cl2 e PH3 estão vencidos: aguardando resultado de contatos realizados para
adquirir produtos em condições de uso..
DUMMIES WAFER : Serão utilizados dummies wafer da: Heliodinâmica, IMEC,
ES2 e finalmente os “DEVICE WAFER” da ES2.
40 lâminas de DIA=3” com 1.0 um de Al, sem topografia, depositados pelo Sputerring do CPqD.
30 lâminas de DIA=3” com 1.0 um de Al, com topografia, depositados pelo Sputerring do CPqD.
25 dummies wafer da ES2 de DIA=6”, com topografia e 20 device wafer da ES2.
PROJETO EXPERIMENTO: Será utilizado o software: RS1: Método das Respostas
Superficiais.
END POINT DETECTOR : Está aguardando desembaraço alfandegário.

II - FLUXOGRAMA DE PROCESSO ETF1-EB/GA.
Esta seção apresenta de forma compacta, as etapas fundamentais do processo ETF1-EB/GA.
Este fluxograma detalhado deverá, após compartilhado com equipe Responsável pelo
Projeto Prototipagem Rápida [07], ser aperfeiçoado com a introdução de versões atualizadas
obtidas após rodadas experimentais nos laboratórios, tornando-se o documento básico no que se
refere a informações relacionadas com equipamentos & receitas (seção III) e, detalhamento
técnico (seção IV) para a consecução. A consecução do projeto Prototipagem Rápida de CI’s está
sendo viabilizada via “Projeto Associado 02A .20 Processo ETF.5S” [08] .
1 - ETAPA LITOGRÁFICA DO M2
PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas
0. < INSPEÇÃO > : INSPEÇÃO VISUAL DA LÂMINA :
0.1 - INSPEÇÃO VISUAL DA LÂMINA .
1. < LITOGRAFIA M2 >
< LITOGRAFIA M2 > : LITOGRAFIA DO AlSi (1%) Ti (0.15%) :
1.1 - LIMPEZA DO WAFER.
1.2 - S.ECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃO) .
com chapa quente OU forno
1.3 - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO.
1.4 - APLICAÇÃO DE RESISTE
1.5 - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE
1.6 - EXPOSIÇÃO
1.7 - REVELAÇÃO
1.8 - INSPEÇÃO VISUAL
1.9 - MEDIDAS

1.10 - CURA COMPLETA DO RESISTE.
1.11 - REMOCAO DE RESÍDUOS DE RESISTE (ash flash).
1.12 - INSPEGAO VISUAL.
1.13 - MEDIDAS.
1.14 - TRANSPORTE.
2 - ETAPAS DE FORMAÇÃO DAS INTERCONEXÕES
2. < CORROSÃO A SECO > : CORROSÃO DO METAL 2: INTERCONEXÕES.
2.1 - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇAO).
com chapa quente OU com forno
2.2 - PREPARAÇÃO DA CÂMARA
2.3 - ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: REMOÇÃO DA A12O3.
2.4 - REMOÇÃO DA CAMADA DE A1203 (breakthrough).
2.5- ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: CORROSÃO DO M2.
2.6 - CORROSÃO DO AlSi(l%)Ti(0.5%)
2.7 - OVERETCHING.
lâmina sem topografia (PLANARIZADA) OU
lâmina com topografia (NAO PLANARIZADA) .
2.8 - TRATAMENTO ANTI CORROSÃO (passivação).
Lâmina sem topografia (PLANARIZADA) OU
Lâmina com topografia (NAO PLANARIZADA).
2.9 - INSPEÇÃO VISUAL.
2.10 - TRANSPORTE.

3 - ETAPA DE REM0ÇÃO DO RESISTE
3. REMOCAO DO RESISTE : REMOÇÃO DO RESISTE ELETRÔNICO.
3.1 - REMOÇÃO SECA DO RESISTE.
MODO RIE ou MODO PLASMA.
3.2 - REM0ÇÃO ÚMIDA DO RESISTE.
4 - ETAPA DE DEPOSIÇÃO DA CAMADA DE PASSIVAÇÃO
4. < DEPOSIÇAO DA CAMADA PASSIVADORA > : DEPOSIÇÃO DO SiO2:
PASSIVAÇÃO.
4.1 - SINTERIZAÇÃO.
4.2 - DEPOSICAO DA CAMADA DE PASSIVAÇAO.
4.3 - MEDIDAS DE STRESS.
4.4- TRANSPORTE.
5 - ETAPA LITOGRÁFICA DOS PAD'S
5. < LITOGRAFIA DOS PAD'S> : LITOGRAFIA DA PASSIVAÇÃO: SiO2
(100X100 um).
PROCESSOS POSSÍVEIS: 5.1 RESISTE ÓPTICO) OU
5.2 RESÍSTE ELETRÔNICO)
5.1 - RESISTE ÓPTICO.

5.1.A - MÁSCARA DO L.L.
5.1.B - LIMPEZA DO WAFER.
5.1.C - SECAR LÂMINA (DESIDRATAQAO).
5.1.D - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO.
5.1.E - APLICAÇÃO DE RESISTE ÓPTICO.
5.1.F - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE.
5.1.G - ALINHAMENTO E EXPOSIÇÃO POR U.V.
5.1. H - REVELAÇÃO.
5.1.I - INSPEÇÃO VISUAL.
5.1.J - CURA COMPLETA DO RESISTE.
5.1.K - TRANSPORTE.
5.2 - RESISTE ELETRÔNICO (PROCESSO ALTERNATIVO).
5.2.A - LIMPEZA DO WAFER.
5.2.B - SECAR LÂMINA (DESIDRATAQAO).
5.2.C - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO.
5.2.D - APLICAÇÃO DE RESISTE.
5 - ETAPA LITOGRÁFICA DOS PAD'S
5.2.E - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE
5.2.f - EXPOSIÇÃO

5.2.G - REVELAÇÃ0.
5.2.H - INSPEÇÃO VISUAL.
5.2.I - CURA COMPLETA DO RESISTE.
6 - ETAPA DE ABERTURA DOS CONTATOS
6. < CORROSÃO (ÚMIDA DO SiO2 > : ABERTUPA DOS CONTATOS.
(100X100um).
6.1 - CORROSÃO ÚMIDA.
7- ETAPA DE REMOCAO DO RESISTE
7. < REMOÇÃO DO RESISTE >: REMOÇÃO DO RESISTE ELETRONICO.
7.1 - REMOÇÃO SECA.
MODO RIE OU MODO PLASMA.
7.2 - REMOÇÃO ÚMIDA.
NOTA: PARA 0 CASO DE RESISTE ÓPTICO, REPETIR AS ETAPAS 7.1
8 - ETAPA DE FORMAÇAO DA JUNÇÃO METÁLICA
8. < SINTERIZAÇÃO > : FORMAÇÃO DA JUNÇÃO METÁLICA
8.1.A - limpeza:
8.1.B - formação da junção metálica:

III - EQUIPAMENTOS & RECEITAS.
Esta seção apresenta todas as passos de processo previstas para o ETF1-EB/GA, associadas aos
equipamentos de processo já existentes no CTI/IM, bem como as respectivas receitas ou
variações de processo/equipamento que poderão ser adotadas [SUGESTÕES COM BASE EM
EXPERIÊNCIA OBTIDA NO IMEC/Bélgica] para a consecução do trabalho.
Este fluxograma de processo, originalmente baseado nas referências [01, 03], após ter sido
apresentado e criticado construtivamente pelo Pesquisador ALAN REY [03] foi, em seguida
também apresentado e intensivamente criticado pelos Pesquisadores do IMEC/ASP/Bé1gica e na
seguinte ordem cronológica [04]:
1) - Herman Meynem (responsável pelo DLM),
2) - Pascal de Geyter (responsável pelo Dry etching),
3) - Jean Roggean (responsável pelo Backside/Package),
4) - Herman Meynem (responsável pelo DLM),
5) - Pascal de Geyter (responsável pelo Dry etching),
6) - Rick Jonckeheere (responsável pela litografia eletrônica).
Após este intenso trabalho, o mesmo foi apresentado aos pesquisadores do CTI/IM/LMCI.
Considerações foram obtidas do Sr. Marco Iacovacci (reponsável pela etapa de limpeza) e Sr.
Ricardo Donaton (responsável pela etapa de metalização), objetivando o aperfeiçoamento do
documento relativa as suas respectivas responsabilidades.
ETAPA LITOGRÁFICA DO M2
PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico - Seção IV.
EQUIPAMENTO:
0. < INSPEÇÃO > : INSPEÇÃO VISUAL DA LÂMINA:
0.1 - INSPEÇÃOVISUAL DA LÂMINA . OLHO NÚ
REJEIÇÃO OU ACEITAÇÃO.
1. < LITOGRAFIA M2 >
< LITOGRMIA M2 > : LITOGRAFIA DO AlSi(l%)Ti(0.15%):
1.1 - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER

lavar a lâmina com água D.I, sem fricção. E SPIN DRYER
tempo t = 120 seg.
1.2 - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃO). HOT PLATE
1.2.A - com chapa quente
Temperatura T = [120,140] C,
tempo t = 90 seg.
OU PROCESSO ALTERNATIVO:
1.2.B - com forno OVEN
Temperatura T = ?
t = 15 min.
1.3 - APLICAÇÃODE PROMOTOR DE ADESÃO. HEADWAY SPINNER
HMDS: [4 , 6] ml , [3000 , 6000] rpm
tempo t = [20 , 30] seg.
1.4 - APLICAR,AO DE RESISTE. HEADWAY SPINNER
espessura: [1.5 , 2.2]um
1.5 - CURA PAPA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE
Temperatura T = [120,140] C, tempo t=90 seg.
1.6 - EXPOSIÇÃO. EBMF 10.5-20kV
dose D = [40,60] uC/cm2
corrente I = [3 ,7 ] nA
1.7 - REVELAÇÃO. APT9155
1.8 - INSPEÇÃOVISUAL. MEIJI
1.9 - MEDIDAS. OSI-2001
1.10 - CURA C0MPLETA DO RESISTE.
Temperatura T = [120, 140] C, HOT PLATE
tempo t = 90 seg.
1.11 - REM0ÇÃO DE RESIDUOS DE RESISTE (ash flash) . PE 80S
fluxo de 02: [40, 80]sccm
pressão : [1, 10 ]mT
polarização DC : [20, 80 ]
potência: [400, 600]W
tempo : [20,60] seg.
1.12 - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI
1.13 - MEDIDAS. OSI-2001

1.14 - TRANSPORTE.
transportar lâminas para o LMCI. PORTA LÂMINAS
ETAPA DE FORMÇÃO DAS INTERCONEXÕES DO M2
PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV.
EQUIPAMENTO:
2. < CORROSÃO A SECO >: CORROSÃO DO METAL 2: INTERCONEXÕES.
(A1Si(l%)Ti(0.15%)).
2.1 - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃ0).
2. l. A - com chapa quente HOT PLATE
T = [120,140] C, t = 90 seg.
OU (PROCESSO ALTERNATIVO)
2.1.B - com forno OVEN
T = ?, t= 15 min.
2.2 - REPARARAO DA CÂMARA RIE 80uP
1. eletrodo inferior: T = [30,40] C,
2. temperatura da câmara: T = [70,801 C,
3. pressão de fundo: P= lo-4Torr,
4. colocar gases de processo (etapas 2.3 até 2.8),
5. iniciar ataque em 2 "dummies wafers" (seguir receita),
6. DESENVOLVER O PROCESSO VIA LÂMINAS DE Si DA
HELIODINÂMICA . DIA=3”
7. após lâmina "dummy, idem para lâmina com dispositivo da ES2.
2.3 - ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: REM0ÇÃO DA A1203. RIE 80uP
preparação para . a etapa de "breakthrough":
fluxo de BC13 = [80,100] sccm,
fluxo de C12 = [60,100] sccm,
fluxo de N2 = [40,60] sccm,
pressão = [150,250] mtorr,
tempo = 15 seg.
2.4 - REMOCAO DA CAMADA DE A1203 (breakthrough). RIE 80uP
etapa de "breakthrough" após estabilização dos fluxos dos gases
(receita etapa 2.3):

potência P = [300,400] W,
tempo t = [10,20] seg.
2.5 - ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: CORROSÃO DO M2. RIE 80uP
preparação para a etapa de corrosão do AlSiTi:
fluxo de CH4 = [10,20] sccm,
pressão p = [150,275] mtorr,
tempo t = 15 seg.
2.6 - CORROSÃO DO AlSi(l%)Ti(0.15%) RIE 80uP
etapa de corrosão do M2 após estabilização dos fluxos
dos gases (receita etapa 2.5) com:
tempo t = end point EPD/OXFORD
2.7 - OVERETCHING. RIE 80uP
2.7.A - Lâmina sem topografia (planarizada):
sem estabilização do fluxo dos gases.
pressão p = [200,300] mTorr,
tempo t t = [20,30] seg.
OU
2.7.B - Lamina com topografia (não planarizada):
B.1 - ESTABILIZAÇÃ0 DOS GASES.
preparação para etapa de "overetching:
Press5o p = [200,300] mtorr,
tempo t = 20 seg.
B.2 - "OVERETCHING" DO M2.
etapa de overetching" do AlSi(0.5%)Ti(l%) após estabilização dos fluxos dos
gases: potência P = [75,125] W,

2.8 - TRATAMENTO ANTI CORROSÃO (passivação) .
2.8.A - LÂMINA sem topografia (PLANARIZADA).
Al - etapa de prevenção de anti corrosão: PE 80S
fluxo de CF4 = [75,125] sccm,
fluxo de 02 = [2,6] sccm,
Pressão p = [250,350] mtorr,
potência P = [75,125]W
ou (PROCESSO ALTERNATIVO)
A2 - etapa de prevenção de anti corrosão: BANCADA QUÍMICA
água DI
t= [7, 15] min
2.8.B - LÂMINA com topografia (NAO PLANARIZADA).
Bl - etapa de prevenção de anti corrosão: PE 80S
CF4 = [75,125] sccm,
02 = [2,6] sccm,
p = [250,350] mtorr,
P = [75,125] W
t = [20,401 seg.
OU PROCESSO ALTERNATIVO
B2 -prevenção de anti corrosão: BANCADAQUÍMICA
água DI
tempo t = [7, 15] min
2.9 - INSPEÇÃO VISUAL. OPTPHOT 66
2.10 - TRANSPORTE.
transportar lamina(s) teste(s) para o LACAM PORTA LÂMINAS
para observar perfil/resíduos [SEM]
ETAPA DE REM0ÇAO DO RESISTE
EQUIPAMENTO:

3. < REMOCAO DO RESISTE >: REMOÇÃO DO RESISTE ELETRONICO.
3.1 - REMOÇÃO SECA DO RESISTE. PE 80S
MODO PLASMA
fluxo de 02: [200,400] sccm,
pressão: [500,700] mtorr
potência: [550,750] W
tempo : = [20,40] min,
tempt. câmara : [80,110] C.
3.2 - REMOÇÃO ÚMIDA DO RESISTE. BANCADAQUÍMICA
a) removedor de resiste eletrônico (dirty MICROSTRIP 2001),
potência de ultra-som reduzida Ps = (50% !!) W, t = [10, 20] min, T = [80,90] C,
b) removedor de resiste eletrônico (clean), repetir as mesmas condições apresentadas
em a): removedor, potência, temperatura e, tempo.
c) alcool isopropilico, t = [2,4] min,
d) lavar com água D.I. (sem fricção), WAFER WASHER
e) secar lâmina. SPIN DRYER
ETAPA DE DEPOSIÇÃO DA CAMADA DE PASSIVAÇÃO.
EQUIPAMENTO:
4. < DEPOSIÇAO DA CAMADA PASSIVADORA > : DEPOSIÇAO DO SiO2:
PASSIVAÇÃO.
4.1- SINTERIZAÇÃO. THERMCO MB
forming gás N2/10%H2 , Temperatura T = 420 C, tempo TOTAL t = 40 min (*).
(*) - Considerar os seguintes tempos:
·tempo de entrada (t e ), com velocidade constante de introdução das lâminas: te= 10 min,
·tempo de estabilização do fluxo de gás (tf): tf = 5 min,
. tempo de sinterização (TH): t H = 20 min
.tempo de saída (t S), COM VELOCIDADE CONSTANTE DE RETIRADA DA
LÂMINAS: tS=10 min
4.2 - DEPOSIÇÃO DA CAMADA DE PASSIVAÇÃO APCVD/VAPOX-5000

4.3 - MEDIDAS DE STRESS. IONIC
4.4 - TRANSPORTE.
transportar lâminas para o L.L. PORTA LÂMINAS
ETAPA LITOGRÁFICA DOS PAD’S
EQUIPAMENTO:
5. < LITOGRAFIA DOS PAD'S> : LITOGRAFIA DA PASSIVAQAO: SiO2.
[100X100um] .
PROCESS0S POSSÍVEIS 5.1 (RESISTE ÓPTICO) OU 5.2 RESISTE ELETRONICO) .
5.1.A - MÁSCARA DO L.L. EB-10.1-20Kv
mascaras configuradas ELETRÔNICAMENTE
para os "bondinG AND PAD’S :100x100um
5.1.B - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER
lavar a lâminas com água DI, sem fricção E
tempo t= 120 SEG SPIN DRYER
5.1.C - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃ0). HOT PLATE
C.1 - com chapa quente
tempo t = 90 seg.
OU [PROCESSO ALTERNTIVO]
C.2 - com forno OVEN
T = ?, t=15 min.
5.1.D - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO HEADWAY SPINNER
volume de HMDS Vol = [4 , 6] ml ,
velocidade de rotação do Vr = [3000 , 6000] rpm
Tempo t = [20,30]SEG.
5.1.E - APLICAÇÃO DE RESISTE ÓPTICO. HEADWAY SPINNER

espessura: [3.0 , 3.5] um
5.1.F - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE
tempo t = 90 seg.
5.1.G - ALINHAMENTO E EXPOSIÇÃO POR U.V ORIELCORPORATION
5.1.H - REVELAÇÃO. BANCADA QUÍMICA
H.1 - solução proposta
revelador: AZ 312 MIF
T = ? , t = ?
H.2 - solução alternativa APT 9155
5.1.I - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI
5.1.J - CURA COMPLETA DO PESISTE. HOT PLATE
temperatura T = [120, 140] C,
tempo t = 90 seg.
5.1.K - TRANSPORTE.
transportar laminas para o LMCI. PORTA LÂMINAS
5.2.A - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER
lavar a lâmina com água D.I, sem fricção.
tempo t = 120 seg. SPIN DRYER
5.2.B - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃO).
B.1 - com chapa quente HOT PLATE
Temperatura T = 120,140] C,
TEMPO: t = 90 seg.
OU (PROCESSO ALTERNATIVO) OVEN
B.2 - com forno
T = ?, t= 15 min.
5.2.C - APLICAÇAO DE PROMOTOR DE ADESÃO. HEADWAY SPINNER
volume de HMDS vol = [4 , 6] ml ,
velocidade de rotação Vr = [3000 , 6000] rpm

tempo t = [20 , 30] seg.
5.2.D - APLICAGAO DE PESISTE. HEADWAY SPINNER
Espessura: [3.0 , 3.5] um
5.2.E - CURA PAPA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE
5.2.F - EXPOSIÇÃO. EBMF 10.5-20Kv
dose D = [40,60] uC/cm2
corrente I = [3 ,7] nA
5.2.G - REVELACA0. APT 9155
5.2.H - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI
5.2.I - CURA COMPLETA DO RESISTE. HOT PLATE
T = [120, 140] C,
t = 90 seg.
ETAPA DE ABERTURA DOS CONTATOS
EQUIPAMENTO:
6. < CORROSÃO ÚMIDA DO SiO2 > : ABERTURA DOS CONTATOS.
[100x100um]
6.1- CORPOSAO ÚMIDA. BANCADA QUÍMICA
6.1.A - solução proposta:
NH4F:HF:CH3COOH (8:1:1), t=[2,4] min.
lavar lâmina. WAFER WASHER
secar lâmina. SPIN DRYER
6.1.B - solução alternativa:
HF ou BHF
lavar lâmina. WAFER WASHER
secar lâmina. SPIN DRYER
NOTA: PARA REMOVER SiO2:
USA-SE HF(2%): 3.3 litros de H20 DI + 0.15 litros de HF(2%) - etch rate - 74OA/min.

ETAPA DE REM0ÇAO DO RESISTE
EQUIPAMENTO:
7. < REMOÇÃO DO RESISTE >: REMOÇAO DO RESISTE ELETRONICO.
7.1 - REMOÇÃO SECA. PE 80S
- MODO PLASMA
fluxo de 02 = [300,400] sccm,
pressão p = [500,700] mtorr,
potência P = [550, 750] W,
tempo t = [20,40] min.
7.2 - REMOÇÃO ÚMIDA. BANCADA QUÍMICA
a) removedor de resiste eletrônico (dirty MICROSTRIP 2001),
potência de ultra-som reduzida Ps = (50% W, t = [10, 20] min, T = [80,901 C,
b) removedor de resiste eletrônico (clean), repetir as mesmas condições apresentadas
em a) removedor, potência, temperatura e, tempo.
e) secar lamina. SPIN DRYER
NOTA: PARA 0 CASO DE RESISTE ÓPTICO, REPETIR AS Etapas 7.1 E 7.2.
ETAPA DE FORMAÇÃO DA JUNÇÃO METALICA
EQUIPAMENTO:
8 < SINTERIZAÇAO > FORMAÇAO DE JUNÇÃO METALURGICA.
8.1- SINTERIZAÇÃ0. THERMCO MB
8.1.A - limpeza:
a) removedor de resiste eletrônico (dirty MICROSTRIP 2001), SEM potência
de ultra-som e, t = [10, 20] min, T = [80,90] C,
b) removedor de resiste eletrônico (clean), repetir as mesmas condições
apresentadas em a): removedor, temperatura e, tempo.

e) secar Lâmina. SPIN DRYER
8.1.B - FORMAÇAO DE JUNÇÃO METALURGICA.
forming gás N2/10%H2 , Temperatura T = 420 C, tempo TOTAL t = 40 min (*).
(*) - Considerar os seguintes tempos:
·tempo de entrada (t e ), com velocidade constante de introdução das lâminas: te= 10 min,
·tempo de estabilização do fluxo de gás (tf): tf = 5 min,
. tempo de sinterização (TH): t H = 20 min
.tempo de saída (t S), COM VELOCIDADE CONSTANTE DE RETIRADA DA
LÂMINAS: tS=10 min

IV -DETALHAMENTO TÉCNICO DO PROCESSO ETF1-EB/G.A
Esta seção apresenta, sempre que possível, uma explicação complementar para cada etapa de
processo mostrada na seção III - "Fluxograma de processo ETF1-EB/GA" . Para este
detalhamento técnico, foram conservados os equipamentos e a seqüência de processo da seção III,
porém, as receitas foram omitidas.
Note-se que os comentários apresentados aqui são sugestões/propostas provindas das discussões
com colegas pesquisadores [01, 03 e 04]. Essas sugestões, para a época que esta versão foi
escrita [1993] , se enquadravam realisticamente no processo ETF1-EB/GA. Informações
provenientes de outras referências serão citadas no texto.
ETAPA LITOGRÁFICA DO M2
PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E
MATERIAIS DE CONSUMO .
EQUIPAMENTOS:
0. < INSPEÇÃO > : INSPEÇÃO VISUAL DA LÂMINA :
0.1 - INSPEÇÃO VISUAL DA LÂMINA . OLHO NO.
E
REJEIÇÃO OU ACEITAÇÃO. OPTPHOT 66.
Olhar em tangente e verificar a existência de defeitos.
Examinar em 5 pontos de cada lâmina (N., S., L., 0., Centro),com microscópio e verificar a
existência de defeitos. Note que deverá ser definido quais serão as lâminas utilizadas para
controle de processo (ver seção I.1).-Como sugestão, poderíamos adotar o critério de se examinar
5 lâminas de um lote de 25: a primeira, a sexta, a décima primeira, e a vigésima primeira. Outra
possibilidade, seria, como inicialmente teremos pouca lâminas, examinar todas. Este
procedimento (5 em 25) ou todas deverá ser estendido a todo o processo (ver seção I.1).
1. < LITOGRAFIA M2 > : LITOGRAFIA DO AlSi(l%)Ti(0.5%):
1.1 - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER
lavar a lâmina sem fricção. SPIN DRYER.
1. 2 - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇAO) .
A desidratação É dependente do tipo de resiste em uso, para o caso de resiste CMS, T = 15OC e t
= 30 seg. É suficiente. HOT PLATE.
OVEN.
Cuidado com as micro gotas de água na lâmina: "local wafer cooking".

1.3 - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO. HEADWAYSPINNER.
A função do HMDS É de minimizar ou prevenir "undercutting" da interface do metal e o resiste
durante a etapa de ataque. Sua aplicação depende do resiste, E para o caso de resiste eletrônico
CMS, O HMDS não É necessário.
Promotores de adesão são compostos que contém grupo de silana em sua estrutura . 0 HMDS
(Hexa Metil Di Silana) possui a seguinte f6rmula estrutural (CH3)3Si-(NH)-Si(CH3)3 . Quando
usado, acredita-se que ocorram dois tipos de reações: na primeira etapa o HMDS remove a água
adsorvida na superfície do substrato e numa segunda etapa, reduz a energia superficial
pela reação com ligações ATIVAS DE HIDROGÊNIO .... É aconselhável trabalhar com
temperaturas acima da temperatura ambiente com este tipo de reagente(HMDS).
1.4 - APLICAGAO DE RESISTE. HEADWAY SPINNER.
Em geral, para os metais se usa resiste eletr6nico tipo CMS.
A espessura deve ser suficiente para cobrir os "hillocks".
Note que os passos 1. 3 (promotor de adesão) até 1.7 (revelação) dependem fortemente da
topografia da lâmina da ES2 (planarizada ou não) . Caso a lâmina não seja planarizada, será
necessário o uso de um processo de tres camadas (three layer): resiste/SOG/resiste, sendo o SOG
removido por plasma de flúor. A camada de resiste (top layer) devera ser bem fina a fim de
impedir o aparecimento de "bridges" (stringer). Neste caso, o SOG poderia ser removido pelo
equipamento PE 8OS, - ver etapa 3.1 "remoção seca do resiste".
1.5 - CURA PAPA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE HOT PLATE.
O processo de cura depende do resiste, Para o caso de resiste eletrônico CMS, T= 130 C,
e t= 30 seg. deve ser suficiente
1.6 - EXPOSIÇÃO EBMF 10.5 -2OkV.
Etapa crítica: testar outras condições
1.7 - Revelação: APT9155.
Reveladores são usados para dissolver as regiões sensibilizadas (ou não) do resiste e permitir que
determinadas padrões sejam mantidos para serem definidos pela etapa de corrosão seca (definida
seguir)
A melhor condição para revelação devera ser obtida experimentalmente. 0 tempo de revelação
pode comprometer o processo, por exemplo alterar a largura da linha. 0 APT9155 já possui o
processo de lavagem.
1.8 - INSPEÇÃOVISUAL. MEIJI.
Usando-se microscópio U.V., verificar em aproximação grossa, a existência de "resist fillets",
1.9 - MEDIDAS. OSI-2001.
Para o caso de desenvolvimento de processo: checar largura de linha antes de continuar.

1.10 - CURA COMPLETA DO RESISTE. HOT PLATE.
A fim de melhorar a adesão superficial e também retirar resíduos voláteis
da revelação.
1.11 - REMOÇÃO DE RESÍDUOS DE RESISTE (ash flash). RIE .80.
Resiste 'ash flash', esta relacionado com "resist cusping" proveniente de
"resist fillets".
Esta etapa de processo É necessária para remover resistes residuais antes de se iniciar a próxima etapa de
processo. Esta etapa de processo "ash flash", 6 geralmente necessária porque a etapa de exposição
litográfica não é perfeita devido ao espalhamento do feixe de elétrons durante a exposição pelo E.B., o
qual gera uma exposição indesejada no resiste, dificultando a sua revelação.
Em geral, para toda etapa que envolva corrosão seca (plasma etching) é necessário, para cada
lâmina, realizar as seguintes medidas visuais, e "on line": níveis de potência, temperatura dos
eletrodos e da câmara, nível de partículas, fluxo dos gases, seletividade e inspecionar qualidade
final do ataque .
1.12 - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI.
Usando-se microscópio U.V., verificar em aproximação grossa, a existência
de "resist fillets",
1.13 - MEDIDAS. OSI-2001.
Para o caso de desenvolvimento de processo: checar largura de linha antes
de continuar. Com o processo desenvolvido e estabilizado, este procedimento
não será necessário.
1.14 - TRANSPORTE.
Transportar lâminas para o LMCI. PORTA LÂMINA S
Inicio da etapa de corrosão seca do metal.
NOTA: será necessário rotular os acessórios para se identificar de onde a lâmina esta
vindo, a fim de se evitar contaminação por resiste (não reutilizar cassete contaminado
por resiste)
ETAPA DE FORMAÇÃO DAS INTERCONEXÕES DO M2
PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V “ACESSÓRIOS E
MATERIAIS DE CONSUMO”
EQUIPAMENTOS:
2. < CORROSÃO A SECO > : CORROSÃO DO METAL 2: INTERCONEXÕES.
(A1Si(l%)T1(0.5%)).

final do ataque .
2.1 - SECAR LÂMINA (DESIDRATAÇÃO) HOT PLATE.
Para evitar "resist flow", reticulação ou carbonização do resiste durante
a etapa de corrosão seca.
Esta secagem será valida por até 24 horas. Cuidado com micro gotas de água:
"local resist cooking".
"resist flow" : perda da definição do resiste sobre a superfície depositada, ficando com os cantos
arredondados, comprometendo o processo.
reticulação : pequenas fraturas no resiste.
carbonização : queima do resiste.
2.2 - PREPARAÇAO DA CAMARA RIE 80uP.
Antes de iniciar o ataque das lâminas, "aquecer" o sistema com duas ou mais
1âminas "dummies" .
Note que a temperatura do eletrodo inferior é importante no que se refere a manutenção da
limpeza da câmara: se a câmara estiver “fria” poderá ocorrer polimerizarao na câmara.
2.3 - ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: REMOÇÃO DA A1203. RIE 80uP
2.4 Preparação para a etapa de "breakthrough".
2.4 - REMOÇÃO DA CAMADA DE A1203 (breakthrough). RIE 80uP
Etapa de "breakthrough" após estabilização dos fluxos dos gases.
Esta etapa de remoção de Al203 deve ser perfeita, caso contrário poderão aparecer "fillets" ou
"stringer".
2.5 - ESTABILIZAÇÃO DOS GASES: CORROSÃO DO M2. RIE 80uP.
Preparação para a etapa de corrosão do AlSiTi.
BC13: garante ataque mais anisotrópico,
C12: para ataque do Al,
CH4: para melhor definição das paredes : "side wall passivation or notching - pequena
corrosão no canto do metal, sob o resiste - NAO é "under cutting" . 0 "UNDER
CUTTING” também pode ocorrer, mas acontece no corpo do Al (parede lateral), e sua
prevenção também é realizada com CH4.
N2: para facilitar a produção de plasma e melhorar uniformidade do ataque (resfriamento das
espécies mais quentes)
2.6 - CORROSÃO DO AlSi(l%)Ti(0.5%) RIE 80uP
Etapa de corrosão do M2 após estabilização dos fluxos dos gases: usar
'End point Detector" (EP) . EDP/Oxford

Durante o desenvolvimento do processo, pode-se retirar o E.P., e atacar o M2 por um tempo fixo,
a fim de se analisar a uniformidade, velocidade de corrosão, reproducibilidade, e perfil (SEM) e a
seletividade. Outra possibilidade é a de se fixar, via E.P. , o tempo máximo de ataque.
2.7 - OVERETCHING. RIE 80uP
Necessário para remoçao de "fillets" ou "stringer". Cuidado com o tempo de 'over etching", de
forma a minimizar a perda de SiO2 (isolante entre metais - ver seção I.1 .
2.8 - TRATAMENTO ANTI CORROSÃO (passivação).
Lâmina sem topografia (PLANARIZADA)
2.8.A - Lâmina sem topografia (PLANARIZADA)
Al - etapa de prevenção de anti corrosão: PE 80S.
Para impedir a continuidade da corrosão pelo cloro (pós corrosão) , após
a etapa de plasma.
Esta etapa, a1ém de iniciar a corrosão do resiste pelo plasma de 02 ( provoca também a
passivação da superfície do Al pelos Átomos de Flúor. Deve se evitar a contaminação por
resiste do RIE 80 uP.
NOTA1:este procedimento "passivação por Átomos de flúor" ou mesmo a remoção total do
resiste (plasma de 02 - ver etapa 3), não sai suficiente para eliminar completamente o "under
cutting" do Al.
NOTA2 : Caso a lâmina de alumínio precise ficar mais de 12 horas esperando para ser passivada
ou para remover o resiste, então a mesma dever ser guardada em ambiente ventilado.
A2 - etapa de prevenção de anti corrosão: Bancada Química
Bequer com H2O
Colocar a lâmina em água DI para diluir a ação do plasma (cloro)
minimizando-se assim os efeitos de pós corrosão.
Verificar no laboratório a viabiliadade deste processo através seguinte procedimento:
Após a etapa de corrosão seca do metal, colocar a lâmina na água DI por 10 minutos, retirar,
secar via "spin dryer" e hot plate, deixar a lâmina dentro do cassete por 48 horas, verificando
diariamente (via microscópio óptico) se esta ocorrendo corrosão das linhas.
2.8.B - Lâmina com topografia (NAO PLANARIZADA).
Bl - etapa de prevenção de anti corrosão: PE 80S
Para impedir a continuidade da corrosão pelo cloro (pós corrosão), após a etapa de plasma
etching. A explicação 2.8.Al é valida aqui.

B2 - etapa de prevenção de anti corrosão: BANCADA QUÍMICA
BEQUER COM H20
Colocar a lâmina em água DI para diluir a ação do plasma (cloro), evitando-se assim a pós
corrosão :
A explicação 2.8.A2 é valida aqui.
2.9 - INSPEÇÃO VISUAL. OPTPHOT 66.
Observar se existe corrosão do metal ou resíduos. Caso positivo, rejeitar a lâmina.
2.10 - TRANSPORTE.
Transportar laminas para o LACAM. PORTA LÂMINA S
SEM.
Separar lâmina para controle de processo.
Verificar perfil e/ou existência de resíduos (fillets or stringer) linhas de metal. Como o resiste
ainda não foi removido observar se houve "under corrosion" .
Alternativamente, pode ser retirado o resiste (etapa 3 - resist strip) verificar perfil no SEM.
NOTA: será necessário a rotulação dos acessórios para se identificar de onde a lâmina esta
por resiste)
ETAPA DE REM0ÇÃO DO RESÍSTE
EQUIPAMENTOS:
3. < REMOÇÃO DO RESISTE >: REMOÇÃO DO RESISTE ELETRONICO.
3.1 - REMOÇÃO SECA DO RESISTE.
final do ataque .
3.1 - MODO PLASMA. PE 8OS.
Colocar lâmina dentro da câmara somente após o sistema ter atingido a temperature de "SET UP" .
3.2 - REM0ÇÃO ÚMIDA DO RESISTE. BANCADA QUIMICA.

Como resíduo de resiste é fonte de contaminação, serão necessários dois "SPIN DRYER", um
para será usado para toda lâmina que não tiver resiste (SPIN DRYER I ) e o outro (SPIN DRYER
II) para toda lâmina contaminada de resiste. Neste fluxograma se refere de forma genérica aos
“spin dryers”.
3.3 - CONTROLE DE PERFIL. SEM.
Separar lâmina para controle de processo.
Verificar perfil e/ou exist6ncia de resíduos (fillets or stringer) entre as
linhas de metal.
Esta é uma opção. Controle de perfil pode ser feito com o resiste. Ver
etapa 2.10 (transporte/SEM).
ETAPA DE DEPOSIÇÃO DA CAMADA DE PASSIVAÇÃO
EQUIPAMENTOS:
4. < DEPOSICAO DA CAMADA
PASSIVADORA > : DEPOSIÇÃO DO SiO2: PASSIVAÇÃO.
4.1 - SINTERIZAÇÃO. THERMCO MB.
forming gás N2 / 10%H2 . Sempre após uma etapa completa de
remoção seca, se faz necessário uma etapa de sinterização.
0 H2 é usado para ajuste da tensão de "threshold", realizando ligações do tipo HSi, e
consequentemente eliminando cargas presas na interface (M2/óxido) e cargas presas no óxido.
4.2 - DEPOSICAO DA CAMADA DE PASSIVAQAO. APCVD/vapox-5000
Camada protetora para toda a lâmina. Inicialmente esta camada devera ser depositada sem o
dopante fósforo (PH3) . Numa fase posterior, o dopante (PH3) deverá ser incluído, o qual, devido
a ação passivadora do fósforo (redução dos estados eletrônicos superficiais do SiO2), conferirá à
camada passivadora maior resistência ao meio ambiente, como por exemplo a umidade.
4.3 - MEDIDAS DE STRESS. IONIC.
Realizar somente no caso de desenvolvimento de processo. Quando o processo
estiver estabilizado e "rodando" esta etapa poderá ser realizada,
periodicamente, dependendo do critério definido pela engenharia de processo
Esta medida de "stress" deve ser realizada da seguinte forma: depositar a camada de passivação
diretamente sobre a lamina de Si e medir o "stress". Esta medida não deve ser realizada sobre
laminas com dispositivos (transistores, Ml, isolante, M2).

4.4 - TRANSPORTE.
Transportar lâminas para o L.L. PORTA LÂMINA S
ETAPA LITOGRÁICA DOS PAD's
EQUIPAMENTOS:
5. < LITOGRAFIA DOS PAD' s> : LITOGRAFIA DA PASSIVAÇÃO: SiO2.
(100xl00um).
PROCESS0S : 5. 1: (resiste óptico) OU 5.2: (resiste eletrônico)
5.I.A - MÁSCARA DO L. L. EB-10.1 - 20Kv Máscaras configuradas eletronicamente para os "bonding pad's
(100xl00um) .
5.1.B - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER
Lavar a lâmina com água D.I, sem fricção.
5.1. C - SECA LÂMINA (DESIDRATAÇÃ0) . HOT PLATE.
Comentário 1.2 é válido aqui. Ou
OVEN.
5.1.D - APLICAÇÃO DE PPOMOTOR, DE ADESÃO. HEADWAY SPINNER.
0 HMDS é usado para minimizar ou prevenir "undercutting" da interface SiO2 (passivação) e o
resiste durante o etapa de ataque a seco. A reação do silício com o HMDS cria uma superfície
mais hidrófoba devido a troca dos grupos SI-OH pelos grupos apolares trimetilsiloxana (TMS).
Acredita-se que seja eliminada pela reação a água absorvida fisicamente, através da conversão dos
grupos silanol (SIOH) em grupos trimetilsiloxanos (Si-SiH3).
5.1.E - APLICAÇÃO DE RESISTE ÓPTICO. HEADWAY SPINNER.
A espessura do resiste deve ser suficiente para cobrir os "hillocks.
Note que o equipamento "Headway Spinner” estará sendo usado para aplicação de resiste
eletrônico (fabricação de máscaras) . Caso a injeção de resiste, seja feita independentemente
existe possibilidade de se usar o equipamento acima para aplicar também resiste óptico.
5.1.F - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE.
5.1.G - ALINHAMENTO E EXPOSIÇÃO POR U.V. ORIEL CORPORATION
Equipamento do LMI/CTI: sistema de exposição com iluminação ultravioleta, com precisão de
3um. Esta etapa definirá totalmente o trabalho, JA que um bom resultado é totalmente
dependente do alinhamento entre A mascara e o equipamento da ORIEL CORP. Uma

possibilidade, caso ocorra problemas de alinhamento, seria a de se configurar os PAD’S
(8Ox80)um sobre metal de (100xlOO)um ou, (100xlOO)um sobre metal de (110xl10)um
5.1.H - REVELAÇÃO. BANCADA QUÍMICA.
Comentário 1.7 é valido aqui. ou
APT 9155.
Note que o equipamento "Headway Spinner” estará sendo usado para aplicação de resiste
eletrônico (fabricação de máscaras) . Caso a injeção de resiste, seja feita independentemente
existe possibilidade de se usar o equipamento acima para aplicar também resiste óptico.
5.1.I - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI.
Aproximação grossa (para o caso de desenvolvimento de processo)
5.1.J - CURA COMPLETA DO RESISTE. HOT PLATE.
da revelação.
5.1.K - TRANSPORTE.
Transportar 1âminas para o LMCI. PORTA LÂMINAS
5.2.A - LIMPEZA DO WAFER. WAFER WASHER
lavar a lâmina com água D.I, sem fricção. E
SPIN DRYER.
5.2.B - SECAR L6AMINA (DESIDRATAÇÃ0).
HOT PLATE.
Desidratação é dependente do tipo de resiste em uso. Para ou
o caso de resiste CMS, T= 150 C , t= 30 seg. é suficiente. OVEN.
5.2.C - APLICACAO DE PROMOTOR DE ADESÃO. HEADWAY SPINNER.
Depende do resiste, para o caso de resiste CMS, HMDS não é necessário.
0 HMDS é usado para minimizar ou prevenir "undercutting" da interface SiO2 (passivação) e o
resiste durante o etapa de ataque a seco. A reação do silício com o HMDS cria uma superfície
mais hidrófoba devido a troca dos grupos SI-OH pelos grupos apolares trimetilsiloxana (TMS).
Acredita-se que seja eliminada pela reação a água absorvida fisicamente, através da conversão dos
grupos silanol (SIOH) em grupos trimetilsiloxanos (Si-SiH3).
5.2.D - APLICAÇÃO DE RESISTE. HEADWAY SPINNER.
A espessura deve ser suficiente para cobrir os "hillocks". Em geral, para
SiO2 usa-se resiste tipo AZ.
5.2.E - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE.
0 processo de cura depende do resiste. Para o caso de resiste
eletrônico CMS, T = 13OC e t = 30 seg. é suficiente.
5.2.F - EXPOSIÇÃO. EBMF 10.5 - 2OkV

Etapa é critica: testar outras condições.
5.2.G - REVELAÇÃO. APT9155
Comentário 1.7 é válido aqui.
5.2.H - INSPEÇÃO VISUAL. MEIJI.
Aproximação grossa. Para o caso de desenvolvimento de processo.
5.2.I - CURA COMPLETA DO RESISTE. HOT PLATE.
da revelação
5.2.J - TRANSPORTE. PORTA LÂMINAS
Transportar lâminas para o LMCI.
Iniciar etapa de abertura dos "bonding pad's
NOTA: será necessário a rotulação dos acessórios para se identificar de onde a lâmina esta
por resiste)
ETAPA DE ABERTURA DOS CONTATOS
EQUIPAMENTOS:
6. < CORROSÃO (ÚMIDA DO SiO2 > : ABERTURA, DOS CONTATOS.
(100xl00um) .
Para permitir conexão entre 0 dispositivo e 0 meio externo
(encapsulamento).
6.1 - CORROSÃO ÚMIDA. BANCADA QUIMICA.
Usar reagentes com grau eletrônico. WAFER WASHER.
SPIN DRYER II.
NOTA: PARA REMOVER SiO2:
HF(2%):3.3 litros de H20 DI + 0.15 litros de HF(2%) - etch rate - 74OA/min.
Esta solução não ataca a lâmina de Si.

ETAPA DE REMOÇÃO DO RESISTE
EQUIPAMENTOS:
7. < REMOÇÃO DO RESISTE >: REMOÇÃO DO RESISTE
ELETRONICO.
7.1 - REMOÇÃO SECA.
Em geral, toda etapa de "plasma etching" é necessário, para cada lâmina, realizar as seguintes
medidas visuais, e "on line": níveis de potência, temperatura dos eletrodos e da câmara, nível de
partículas, fluxo dos gases, seletividade e inspecionar qualidade final do ataque .
MODO PE PE 80S
Colocar lâmina dentro da câmara somente após o sistema ter atingido temperatura de "SET UP" .
7.2 - REM0ÇÃO ÚMIDA. BANCADA QUÍMICA
WAFER WASHER
SPIN DRYER
Como resíduo de resiste é fonte de contaminação, serão necessários dois "SPIN DRYER", um
para será usado para toda lâmina que não tiver resiste (SPIN DRYER I ) e o outro (SPIN DRYER
II) para toda lâmina contaminada de resiste. Neste fluxograma se refere de forma genérica aos
“spin dryers”.
NOTA: PARA 0 CASO DE RESÍSTE ÓPTICO, REPETIR, AS ETAPAS 7.1 E 7.2.
ETAPA DE FORMAÇÃO DA JUNÇÃO METÁLICA
EQUIPAMENTOS:
8. < SINTERIZAÇÃO > : FORMAÇÃO DE JUNÇÃO METALURGICA
comentário 4.1 6 aplicado aqui.
8.1.A - limpeza: WAFER WASHER.
SPIN DRYER.

8.1.B - formação da junção metálica: THERMCO M.B.
Forming gás: N2/10%H2.
0 H2 é usado para ajuste da tensão de "threshold", realizando ligações do tipo HSi, e
consequentemente eliminando cargas presas na interface (M2/óxido) e cargas presas no óxido.

V - ACESSÓRIOS & MATERIAIS DE CONSUMO.
Para a fabricação de componentes e dispositivos eletrônico se faz necessário o uso de acessórios e
produtos químicos especiais, com altíssimo grau de qualidade.
Como a maior parte dos acessórios e produtos químicos usados na fabricação de semicondutores é
feita em pequena quantidade, seu custo representa uma pequena fração do custo de fabricação dos
dispositivos eletrônicos.
Os acessórios e produtos químicos utilizados para fabricação de
semicondutores podem ser divididos nas seguintes categorias:
PRODUTOS QUIMICOS:
substratos,
fotorresistes,
reveladores,
promotores de adesão,
produtos químicos para limpeza :corrosão úmida/seca,
metais para deposição de filmes finos,
gases com alto grau de pureza, etc.
ACESSÓRIOS:
lâminas de seis polegadas,
wafer carrier (single and multiple - quartzo/PFA),
storage box (caixa para armazenar lâminas),
pingas especiais (extremidades com teflon, para pegar lâminas),
vaccum pincettes (pingas a vácuo, para menor geração de partículas),
pingas manuais (revestidas com TFA),
beakers (quartz/PFA),
termômetros,
process handle (para bancada química),
papel e canetas para sala limpa,
handles - squeeze style
wafer shippers
individual wafer trays
chip trays
individual wafer dippers
beakers PFA/quartz
tweezers
pipettes
thermometers
Para o caso do substrato de silício e, em particular para o caso da lâmina metalizada até ao
segundo nível de metal-projeto ETF1-EB/GA, as principais características da lâmina fornecida
pela ES2 ( European Silicon Structures), estão apresentadas na seção I.1 . A seguir apresentamos
uma lista de fornecedores de alguns materiais para processos de Microeletrônica. Note que a lista

do fornecedores não é fechada i.e., outros fornecedores poderão ser apresentados. Esta lista não
está atualizada desde 1993.
LISTA DE FORNCEDORES DE MATERIAIS.
Lâminas pré-processadas:
· ES2
A/C: Franck Buonanno - Export Sales Engineer
B&t 24 - Parc Burospace - 91572 Bi6ves Cedex
IRP.ANCE
PAX Nr.: 33 - 1 - 60190307.
Lâminas de Silício (virgens):
· Wacker Chemitronic - Alemanha
· Hemlock - DOW Corning Corp. - USA
· Monsanto Company - USA
· Holiodinamica - BRASIL
A/C: Dr. Bruno Toppel - Presidente
PAX nr.: 011-79603511.
2. Fornecedores de vestuário para sala limpa: macacão,
overshoes,.capuz e luvas de látex (anti estáticos),
. Laporte do Brasil Ltda - A/C: Luiz Roberto S. Alves
Av. Eng. Eus6bio Stevaux, 1771
Jurubatuba - SP/SP. CEP 04696 - 908
PAX 011-5244149 - Tel 011 - 2471966
3. Fornecedores de wafer carrier PFA (single and multiple),
. 1501 Park Road - Chanhassen, Minnesota 55317
PHONE 612-4745282 FAX 612-4745399
. Fluoroware, INC. CORP. Headquarters
102 JONATHAN BOULEVARD NORTH, CHASKA
MINNESOTA - 55318 USA
FAX: 612/3688022
14485576
4. Fornecedor de vaccum pincettes e/ou pingas manuais revestidas com teflon,
. 311 South Spring Street,
Suit 531, Los Angeles, Califórnia 90013.
Phone 213/6252020
12105193

..Fluoroware, INC. CORP. Headquarters 102 JONATHAN BOULEVARD NORTH, CHASKA
MINNESOTA - 55318 USA
PAX: 612/3688022 /4485576
5. - APLICAÇÃO DE PPOMOTOR DE ADESÃO: EMS.
(MOS:Rexa Metil Di Silana 6 um produto inflamável e deve ser manuseado com toda
precaução. Pode ser estocado na mesma sala dos fotorresistes).
. American Hoescht Corp.
Fornecedor no Brasil: Swisstec Tecnologia e Com6rcio de Comp. Eletr.
Av. Brigadeiro Faria Lima
Tel. 8154144 e 8154790
. Merck Electronic Chemicals. A/C.: Abel Baptistucci (Product Manager)
Fornecedor no Brasil: QUIMITRA Com. e Indústria Química S/A.
Rua Mazzini, 143 Cambuci - 01528 - SP/SP.
6. Fornecedores de Fotorresistes:
ARMAZENAMENTO: Os fotorresistes por serem substancias muito sensíveis, devem ser
armazenadas em salas onde a temperatura não ultrapasse ' 21 C Celsius (entre 10 a 21 C) . Nesta
faixa de temperatura seu tempo de vida 6 é de aproximadamente 1 ano. Devem se mantidos
selados, longe de agentes oxidantes, luz , faiscas e, longe de reagentes químicos.
. American Hoescht Corp.
Fornecedor no Brasil: Swisstec Tecnologia e Com6rcio de Comp. Eletr.
Av. Brigadeiro Faria Lima
Tel. 8154144 e 8154790
. Merck Electronic Chemicals.
Fornecedor no Brasil: QUIMITRA Com. e Industria Química S/A.
Rua Mazzini, 143 Cambuci - 01528 - SP/SP.
7. Fornecedores de reveladores:
Existem dois tipos de reveladores: 0 "convencional' e o "metal ion
free". Ambos silo fabricados pela Hoescht Corporation e pela Merck
electronic Chemicals.
ARMAZENAMENTO: Os reveladores devem ser armazenados longe do
produtos químicos ácidos e solventes orgânicos. A temperatura deve
ser mantida entre 17 ± 2 C
. mesmo fornecedor de MWS.
8. Fornecedor de alcool isopropilico:

. Baker VLSI / GRADE
J.P. Baker B.V.
Deventer
HOLLAND.

VI - PERSPECTIVAS.
0 documento "Processo ETF1-EB/GA apresentou com algum detalhamento técnico , lista de
equipamento materiais & acessórios um fluxograma de processo baseado numa lâmina de metal
pré processada até ao segundo nível de metal.
Apesar deste documento ter sido intensamente discutido com pesquisadores do IMEC/ASP e, do
IM/LMCI e da THOMPSON COMPOSANT SPATIAUX e, ter sido considerado realizável, o
mesmo não se encontra de forma absolutamente concluída. Se faz necessário também a inclusão
das criticas de outros laboratórios do IM/CTI, bem como receitas e processos obtidas
experimentalmente nos laboratórios do IM/FCTI. Finalmente, neste documentos precisa ainda
ser incluído o controle estatístico de processo e diagnósticos e projetos de experimentos. Em
paralelo devemos estabelecer um cronograma de sua implantação com o propósito de se
gerar uma curva de aprendizagem necessária para a implantação do processo
em lâminas com dispositivos.
HIPOTESES DESEJÁVEIS PARA O PROJETO PROTOTIPAGEM RÁPIDA DE CI’S:
1. Produzir CI’s do tipo Gate Array com até 50000 portas lógicas e com tecnologia de 1.2 um.
2. Para os CI’s citados acima, supõe-se servir, simultaneamente, vários nichos de mercados com
expectativas mercadológicas variando entre 1000 e 50000 CI’s/ano. Aqui seria pertinente
“ouvir” o Sr. Suado sobre “Perspectiva de Mercado e competidores” de acordo com ref. [07].
3. Para a consecução de 1. E 2. Acima, o Instituo de Microeletrônica se incumbirá das etapas
finais de processo envolvendo basicamente:
 metalização (dois níveis), partindo de um inicialmente;
 litografia dos dois níveis, partindo de um inicialmente;
 deposição de camada dielétricas;
4. A produção diário, considerando-se um turno, será entre 10 e 20 lâminas de 150mm (6”).
Quem fornecerá estas lâminas ?
DAS HIPÓTESES ACIMA, TEMOS OS PRINCIPAIS OBJETIVOS A PROCURAR:
1. Analisar as possíveis metodologias de Projeto, Técnicas de Otimização com base em
Experimentos Projetados DOE/RSM (Software da BBN/RS1, sob responsabilidade
pesquisador Balloni) e outras metodologias aplicáveis de forma integrada ao P.P.R. e
pertinente a cada laboratório/etapa, visando obter um processo com
 menor custo;
 maior flexibilidade;
 todos os parâmetros de um processo que possam interferir nos
resultados de uma unidade de processo sejam conhecidos. Se não for
possível controlá-lo sua importância deverá ser minimizada
(aplicação da ferramenta estatística RSM/RS1)
 Avaliar a atual viabilidade tecnológica das possíveis soluções em
processo e equipamentos hoje disponíveis.
 Desenvolver e melhorar as seqüências de etapas necessária para o
processo DLM (ETF), apresentadas e divulgadas via este documento.

DINÂMICA PROPOSTA:
1. Estabelecer e ampliar a dinâmica de cooperação entre os vários laboratórios, propiciando a
conciliação de interesses de atividades e facilitar treinamentos quando necessário;
2. Ampliar o sinergismo da interação com outros laboratórios. Por exemplo, a utilização do
Sputterring da Telebrás (futuramente instalado no FCTI/IM), foi uma proposta surgida
internamente do grupo envolvido, portanto de baixo para cima, e aceita pelo DIM.
SOLUÇÕES IMEDIATAS, NECESSÁRIAS:
1. Foram compradas 110 lâminas da Heliodinâmica de DIA=3”. Estas lâminas servirão de
dummies wafer para os objetivos propostos;
1.a - 40 lâminas de 3” depositadas com 1.2 um de Al, sem topografia. Aplicação de projeto e
experimento para procura “inicial” de janela de processo;
1.b - 30 lâminas de 3”, com topografia (semelhante a gerada pelos Device Wafer), e
recobertos com 1.2 um de Al. Aplicação de projeto e experimento para procura
estabilização da janela “inicial” de processo encontrada em 1.a;
1.c - 20 lâminas dummies da ES2 para se estabilizar o processo em fase final a ser aplicado
sobre as Lâminas de “Device” [Método das Respostas Superficiais]
2. END POINT DETECTOR: desembaraço alfandegário se faz necessário.
3. CHUCK de 5”: desembaraço alfandegário se faz necessário.
4. Restaurar a aplicação metodológica do Software RS1. Treinamento pode ser pertinente.
5. Iniciar processo de compra dos gases tóxicos: BCl3, PH3, e Cl2. Contatado fornecedores em
03/98 e obtida a devida atenção . Contato reiniciado em 22 de junho/1999e aguardando
retorno. Novos contatos em andamento cobrando o anterior.
6. . Outras providências, antecipadas, para uma consecução eficaz do Projeto Prototipagem
Rápida de CI’s.
7. Delegação de atribuições, com responsabilidade, a servidores envolvidos.

VII - REFERÊNCIAS.
[01] - A.J. BALLONI, "Especificação Básica do processo ETF-2M/LE - PAM 302 E7 DOC.
Nr 012 V.08 /Janeiro (1991).
[02] - A.J. Balloni, E.L. Carpi, M.A. Schereiner, "Investigação do uso da fotoalinhadora da
"Terra Universal" na .litografia de "PAD's” de 100pm. R7 - PAM 302-33 -
02A10107/março (1993).
A J.Balloni, S.P. Cunha e M. Iacovacc, “Integração de Processos para o CA-200:
Resultados Experimentais”- maio/94 (1994).
[04]- A.J. BALLONI e Alan Rey (*), "Dry Etching and DLM Process" Rel.Nr 07 - Written
Report NR I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII,IX,X,XI,XII - CTI/IM/LMCI IMECJASP
(fevereiro a novembro de 1992). (1992).
[05] - A J. Balloni, “Integração de Processos e a Prototipagem Rápida”-LMCI/009/ (1994).
[06] - A J. Balloni , “Fluxograma de Processos ETF-2M” - Mem. LMCI/Jan/91 (1991).
[07] - Perspectiva de Mercado e Competidores: “Projeto Prototipagem Rápida de CI’s -
Mem. 097/99 - DIM -07/junho (1999).
[08] - A J. Balloni - SIM: Metas 554 e 555 , “Desenvolvimento do Processo Modular
Seco, para ataque do Alumineo e preparação das amostras” - março/99 (1999).

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