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ETAPAS FINAIS COM UM NÍVEL DE METAL, "GATE 2500 por Litografia Eletrônica

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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:

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ETAPAS FINAIS COM UM NÍVEL DE METAL, "GATE 2500 por Litografia Eletrônica

  1. 1. 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:
  2. 2. 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 2 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  3. 3. 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 3 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  4. 4. 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 4 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  5. 5. 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 5 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  6. 6. 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 6 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  7. 7. 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 7 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 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.
  8. 8. 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 8 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 3 - ETAPA DE REM0ÇÃO DO RESISTE PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 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 PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 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 PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 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.
  9. 9. 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 9 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 5.1.A - MÁSCARA DO L.L. 5.1.B - LIMPEZA DO WAFER. 5.1.C - SECAR LÂMINA (DESIDRATAQAO). com chapa quente OU com forno 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). com chapa quente OU com forno 5.2.C - APLICAÇÃO DE PROMOTOR DE ADESÃO. 5.2.D - APLICAÇÃO DE RESISTE. 5 - ETAPA LITOGRÁFICA DOS PAD'S PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 5.2.E - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE 5.2.f - EXPOSIÇÃO
  10. 10. 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 10 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 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 PASSOS DE PPOCESSOS: Para informações detalhadas ver seção III: Equipamentos & Receitas 8. < SINTERIZAÇÃO > : FORMAÇÃO DA JUNÇÃO METÁLICA 8.1 - SINTERIZAÇÃO. 8.1.A - limpeza: 8.1.B - formação da junção metálica:
  11. 11. 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 11 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  12. 12. 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 12 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  13. 13. 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 13 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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):
  14. 14. 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 14 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 BC13 = [20,40] sccm, fluxo de C12 = [40,60] sccm, fluxo de N2 = [30,50] sccm, 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: potência P = [175,275] W, tempo t = end point EPD/OXFORD 2.7 - OVERETCHING. RIE 80uP 2.7.A - Lâmina sem topografia (planarizada): sem estabilização do fluxo dos gases. fluxo de BC13 = [20,40] sccm, fluxo de C12 = [20,40] sccm, fluxo de N2 = [30,50] sccm, fluxo de CH4 = [10,20] sccm, pressão p = [200,300] mTorr, potência P = [70,130] W, 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: fluxo de BC13 = [20,40] sccm, fluxo de C12 = [20,40] sccm, fluxo de N2 = [30,50] sccm, fluxo de CH4 = [10,20] sccm, 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, tempo t = [20,30] seg.
  15. 15. 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 15 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 tempo t = [10,30] seg. 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 PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. EQUIPAMENTO:
  16. 16. 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 16 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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. PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. 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
  17. 17. 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 17 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 4.3 - MEDIDAS DE STRESS. IONIC 4.4 - TRANSPORTE. transportar lâminas para o L.L. PORTA LÂMINAS ETAPA LITOGRÁFICA DOS PAD’S PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. EQUIPAMENTO: 5. < LITOGRAFIA DOS PAD'S> : LITOGRAFIA DA PASSIVAQAO: SiO2. [100X100um] . PROCESS0S POSSÍVEIS 5.1 (RESISTE ÓPTICO) OU 5.2 RESISTE ELETRONICO) . 5.1 - RESISTE ÓPTICO. 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 Temperatura T = [120,140] C, 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
  18. 18. 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 18 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M espessura: [3.0 , 3.5] um 5.1.F - CURA PARA ESTABILIZAÇÃO DO RESISTE. HOT PLATE Temperatura T = [120,140] C, 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 = ? OU (PROCESSO ALTERNATIVO) 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 - RESISTE ELETRÔNICO (PROCESSO ALTERNATIVO). 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
  19. 19. 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 19 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. 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 OU (PROCESSO ALTERNATIVO) 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.
  20. 20. 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 20 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M ETAPA DE REM0ÇAO DO RESISTE PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. 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. c) alcool isopropilico, t = [2,4] min, d) lavar com água D.I. (sem fricção), WAFER WASHER 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 PASSOS DE PROCESSOS: Para maiores informações ver detalhamento técnico-Seção IV. 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.
  21. 21. 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 21 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M c) alcool isopropilico, t = [2,4] min, d) lavar com água D.I. (sem fricção), WAFER WASHER 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
  22. 22. 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 22 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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".
  23. 23. 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 23 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  24. 24. 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 24 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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%)).
  25. 25. 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 25 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 . 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
  26. 26. 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 26 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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. OU (PROCESSO ALTERNATIVO) 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.
  27. 27. 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 27 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M OU (PROCESSO ALTERNATIVO) 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 vindo, a fim de se evitar contaminação por resiste (não reutilizar cassete contaminado por resiste) ETAPA DE REM0ÇÃO DO RESÍSTE PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . EQUIPAMENTOS: 3. < REMOÇÃO DO RESISTE >: REMOÇÃO DO RESISTE ELETRONICO. 3.1 - REMOÇÃO SECA DO RESISTE. 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 . 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.
  28. 28. 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 28 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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 PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . 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).
  29. 29. 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 29 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 4.4 - TRANSPORTE. Transportar lâminas para o L.L. PORTA LÂMINA S ETAPA LITOGRÁICA DOS PAD's PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . EQUIPAMENTOS: 5. < LITOGRAFIA DOS PAD' s> : LITOGRAFIA DA PASSIVAÇÃO: SiO2. (100xl00um). PROCESS0S : 5. 1: (resiste óptico) OU 5.2: (resiste eletrônico) 5.1 - RESISTE ÓPTICO. 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
  30. 30. 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 30 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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. A fim de melhorar a adesão superficial e também retirar resíduos voláteis da revelação. 5.1.K - TRANSPORTE. Transportar 1âminas para o LMCI. PORTA LÂMINAS 5.2 - RESISTE ELETRÔNICO (PROCESSO ALTERNATIVO). 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
  31. 31. 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 31 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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. A fim de melhorar a adesão superficial e também retirar resíduos voláteis 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 vindo, a fim de se evitar contaminação por resiste (não reutilizar cassete contaminado por resiste) ETAPA DE ABERTURA DOS CONTATOS PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . 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.
  32. 32. 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 32 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M ETAPA DE REMOÇÃO DO RESISTE PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . 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 PASSOS DE PROCESSOS: PARA MAIORES INFORMAÇÕES VER SEÇÃO V ACESSÓRIOS E MATERIAIS DE CONSUMO . EQUIPAMENTOS: 8. < SINTERIZAÇÃO > : FORMAÇÃO DE JUNÇÃO METALURGICA 8.1 - SINTERIZAÇÃO. comentário 4.1 6 aplicado aqui. 8.1.A - limpeza: WAFER WASHER. SPIN DRYER.
  33. 33. 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 33 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  34. 34. 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 34 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  35. 35. 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 35 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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
  36. 36. 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 36 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M ..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:
  37. 37. 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 37 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M . Baker VLSI / GRADE J.P. Baker B.V. Deventer HOLLAND.
  38. 38. 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 38 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  39. 39. 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 39 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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.
  40. 40. 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 40 CTI/IM/LMCI - Campinas/SP DOC. Anexado ao SIM: metas 555 e ªJ.Balloni e meta 554: G:/IMDOC/LL/Balloni/ETF.2M 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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