MEMS标准工艺介绍

1111、清洗工艺简介：清洗工艺在于去除衬底材料表面的有机物、金属玷污以及非金属玷污，超临界二氧化碳干燥能够去除微小结构中的玷污，同时防止释放的微结构黏附在衬底上。清洗工艺包括标准清洗、去胶清洗、薄膜淀积前清洗、兆声清洗。处理材料：直径为100mm的硅片、玻璃片以及SOI，厚度范围400－1500um。（1）标准清洗采用硫酸和双氧水溶液去除衬底材料上的有机物，氨水和双氧水溶液去除衬底材料上的非金属玷污，盐酸和双氧水溶液去除衬底材料上的金属玷污。溶液温度设备硫酸：双氧水（80％：20％）120ºC清洗槽氨水：双氧水：水（1：1：5）75ºC清洗槽盐酸：双氧水：水（1：1：7）75ºC清洗槽处理面数：双面状态：可用清洗槽(2)去胶清洗采用硫酸和双氧水溶液去除衬底材料上的光刻胶材料。溶液温度设备硫酸：双氧水（80％：20％）120ºC清洗槽处理面数：双面状态：可用清洗槽（3）薄膜淀积前清洗在薄膜淀积前，在标准清洗后加入稀氢氟酸溶液短时间浸泡，去除裸硅片自然氧化层。溶液温度设备标准清洗HF：H2O（1：50）25ºC腐蚀槽处理面数：双面状态：可用(4)(4)(4)(4)兆声清洗键合技术要求衬底材料的表面非常干净，硅片经过标准清洗后，还要用兆声清洗进行处理以增强键合效果。处理面数：双面状态：可用兆声清洗设备硅片甩干机2222、氧化工艺简介：氧化工艺在硅片表面热生长一层均匀的介质薄膜，用作绝缘、或者掩模材料。氧化工艺包括高温干氧氧化、高温湿氧氧化。处理材料：符合进炉净化标准以及承受处理的温度，衬底材料直径100mm，厚度范围400-1500um。（1111）高温干氧氧化高温热干氧氧化工艺针对硅片，在高温下通干噪的高纯氧气，在硅片表面生长均匀的二氧化硅薄膜，氧化速率慢，薄膜致密，固定电荷密度少。条件温度厚度设备干燥氧气950－1150ºC0.1－0.5um氧化炉处理面数：双面片数/批:最多48片检验：氧化层厚度偏差＋/-5％状态：可用氧化炉（2222）高温湿氧氧化高温湿氧氧化工艺利用氢氧合成水汽氧化硅片，氧化速率比干氧工艺大大提高，可以制备厚二氧化硅薄膜，但氧化层的致密性不如干氧氧化的薄膜。条件温度厚度设备氧气、氢气950－1150ºC0.1－2um氧化炉处理面数：双面片数/批:最多48片检验：氧化层厚度偏差＋/-5％状态：可用3333、LPCVDLPCVDLPCVDLPCVD工艺简介：LPCVDLPCVDLPCVDLPCVD工艺在衬底表面淀积一层均匀的介质薄膜，用作微机械结构层材料、牺牲层、绝缘层、掩模材料，LPCVD工艺淀积的材料有多晶硅、氮化硅、磷硅玻璃。不同的材料淀积采用不同的气体。处理材料：符合进炉净化标准以及承受处理的温度，衬底材料直径100mm，厚度400－1500um。（1111）多晶硅淀积不可用（2222）氮化硅淀积不可用（3333）磷硅玻璃不可用4444、扩散工艺简介：扩散工艺在硅片表面掺入三价或者五价元素，改变硅片的导电类型和电阻率，在微机械应用中，浓硼自停止腐蚀技术可以制备几个微米厚的薄膜。扩散工艺包括高电阻率硼扩散工艺、低电阻率硼扩散工艺。处理材料：符合进炉净化标准以及承受处理的温度，衬底材料直径100mm，厚度400-1500um。（1111）高电阻率硼扩散工艺条件温度结深方块电阻设备硼源GS－126950－1150ºC0.1－0.5um100欧姆/方块扩散炉处理面数：双面片数/批:最多48片检验：方块电阻偏差+/-5%，结深偏差+/-5％状态：可用扩散炉（2222）低电阻率硼扩散工艺条件温度结深方块电阻设备硼源GS－139950－1150ºC0.1－0.5um15欧姆/方块扩散炉处理面数：双面片数/批:最多48片检验：方块电阻偏差+/-5%,结深+/-5％状态：可用5555、光刻工艺简介：光刻工艺是微机械技术里用得最频繁，最关键得技术之一，光刻工艺将掩膜图形转移到衬底表面的光刻胶图形上，根据曝光方式可分为接触式、接近式和投影式，根据光刻面数的不同有单面对准光刻和双面对准光刻，根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。一般的光刻流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘，可以根据实际情况调整流程中的操作。目前提供单面接触式对准光刻、双面接触式对准光刻服务。处理材料：衬底材料直径100mm，厚度400－5000um。（1111）单面接触式对准光刻光刻胶类型光刻胶厚度最小线宽套准精度设备Shipley61120.5-2.0um1.5um1.5umKarlSussMA6Shipley18130.5-1.8um1.5um1.5umKarlSussMA6Shipley18181.0-3.0um2.0um1.5umKarlSussMA6ShipleyAZ46204.0-10.0um3.5um2.0umKarlSussMA6片数/批:1检验：胶厚度偏差＋/-5％，根据测量图形测试最小线宽状态：可用涂胶机自动涂胶机烘胶热板微波去胶机KarlSussMA6光刻机（2222）双面接触式对准光刻双面接触式对准光刻同样适用于上述的四种光刻胶，套准精度比单面套准的低。光刻胶类型光刻胶厚度最小线宽套准精度设备Shipley61120.5-2.0um1.5um3.0umKarlSussMA6Shipley18130.5-1.8um1.5um3.5umKarlSussMA6Shipley18181.0-3.0um2.0um3.0umKarlSussMA6ShipleyAZ46204.0-10.0um3.5um4.0umKarlSussMA6（3333）喷胶工具喷胶设备介绍：可以对硅片表面的三维结构进行喷胶工艺，并全面覆盖三维结构表面，能很好地保护结构表面和侧壁，同时胶厚可达十微米左右。6666、蚀刻工艺简介：蚀刻技术主要对各种薄膜以及体硅进行加工，通常有湿法腐蚀工艺和干法刻蚀工艺，薄膜的湿法腐蚀技术对衬底具有高的选择比，一般是各向同性的腐蚀方式，硅的KOH湿法腐蚀技术是各向异性的。干法刻蚀主要是STSDRIE提供的硅深刻蚀和OxfordIonBeam提供的薄膜刻蚀服务。湿法腐蚀技术和干法刻蚀技术针对不同的材料选用不同的设备和配方。（1111）湿法腐蚀腐蚀材料配方温度(°C)腐蚀速率腐蚀性质设备SiO2HF：NH4F：H2O45320nm/min各向同性腐蚀槽AlH3PO4563500A/min各向同性腐蚀槽SiKOH(40%)404.4±0.5um/h各向异性腐蚀槽SiO2KOH(40%)409.8nm/h各向同性腐蚀槽SiKOH509.0±1u各向异腐蚀槽(40%)m/h性SiO2KOH(40%)5012.6nm/h各向同性腐蚀槽SiKOH(40%)6018.0±1um/h各向异性腐蚀槽SiO2KOH(40%)6033.9nm/h各向同性腐蚀槽处理面数：双面片数/批:25状态：可用腐蚀槽（2222）干法刻蚀�硅深反应离子刻蚀配方选择比腐蚀速率腐蚀性质设备备注标准硅：光刻胶（50：1）硅：氧化硅（150：1）0.5－2um/min各向异性STSDRIE2um的线条深宽比1：25处理面数：单面片数/批:1检验：Wyko测量刻蚀深度状态：可用STSMultiplexICP�alcatel601E设备介绍：可以对硅材料进行各向异性的干法刻蚀，具有高深宽比，刻蚀速度快等优点。加工尺寸掩膜材料腐蚀速率腐蚀效果深宽比4寸硅片正胶、SiO2最高7um/min各向异性可达1：25�Ionbeam设备介绍：可以对多种薄膜进行干法刻蚀，如AlAlAlAl、AuAuAuAu、CuCuCuCu、CrCrCrCr、SiNSiNSiNSiN、SiO2SiO2SiO2SiO2等。加工尺寸掩膜材料腐蚀速率腐蚀效果工作气体≤4寸硅片正胶最高300Å/min各向异性Ar�等离子灰化系统介绍：等离子灰化系统是干法去除硅片上光刻胶的重要设备。它采用氧气离子和胶发生灰化反应，氮气离子来轰击光刻胶。使硅片表面光洁如新。可以用等离子灰化系统清洁即将要刻蚀或者腐蚀的表面，使得刻蚀和腐蚀的效果更佳。7777、淀积工艺简介：薄膜淀积系统是微机械工艺的主要加工手段之一，提供溅射和电子束蒸发各种薄膜体系，有金属膜和介质膜，处理材料：直径为100mm的硅片、玻璃片以及SOI，厚度范围400－1500um。目前能提供的金属膜的淀积服务，包括：薄膜材料厚度均匀性能否带胶淀积方法Al0.1-2um5%否溅射Al＋2％Si0.1-2um5%否溅射薄膜沉积系统����PECVDPECVDPECVDPECVD工艺介绍：可以淀积多种薄膜。淀积薄膜类型淀积材料工作温度腔体压力工作方式SiN、SiO2、SiON、PSG、A-Si等SiH4、NH3、N2、N2O、Ar等250～350度650～2000mtHFpower/pulse、LFpower/pulse等����DentonDentonDentonDenton四靶溅射仪介绍：可以溅射多种金属薄膜，也可以同时溅射多层金属或合金。淀积薄膜类型溅射特点加工尺寸溅射速率Ti、W、AU、Ta等四靶共聚焦≤4寸视不同材料而定，如Au可达700Å/min8888、键合工艺简介：将硅片和玻璃片；或硅片和硅片通过加热、加电压或加压力后，使其键合在一起，键合界面有良好的气密性和长期稳定性。键合工艺包括硅/硅键合和硅/玻璃键合处理材料：硅/硅键合要求：直径为100mm的硅片，平整度小于2um；硅/玻璃键合要求：直径为100mm的硅片，平整度小于8um，直径100mm玻璃片，型号Pyrex7740。键合条件：电极电压电极电流极板最高温度温度均匀性温度控制精度卡盘压力真空腔压力0～20000～10mA500℃+/-1%+/-5%0～2000mB1000～5×10－3mbarVar键合片指标硅/玻璃键合对准精度：±5μm,键合面积：95％单片键合时间25min（不包括降温时间）。硅/硅键合对准精度：±5μm键合面积：95％单片键合时间15min红外光下无可见光环。键合机SB69999、减薄和抛光AAAA、MEMSMEMSMEMSMEMS器件封装与封装有关的凸点工艺与封装有关的凸点工艺与封装有关的凸点工艺与封装有关的凸点工艺简介：主要用于晶片上凸点的制作，主要包括金凸点、焊料凸点和低成本焊料凸点的制作。金凸点工艺1．设备条件：设备名称：AIT喷镀系统槽数：2基板尺寸：3～6″膜层均匀性：5%2．电镀液：环保型无氰电解液。3．凸点下金属化膜：Cr/Au、Ti/Au、TiW/Au。4．凸点下金属化膜的腐蚀：电腐蚀和化学腐蚀。5．金凸点高度：20um。6．金凸点尺寸：50×50um2。7．金凸点表面状态：晶粒细小且光亮。焊料凸点工艺1．设备条件：设备名称：AIT挂镀系统槽数：3基板尺寸：3～6″膜层均匀性：5%2．电镀液：有机酸盐电解液。3．凸点下金属化膜：Cr/Cu、Ti/Cu、TiW/Cu。4．凸点下金属化膜的腐蚀：化学腐蚀和干法腐蚀。5．焊料凸点高度：50um。6．焊料凸点尺寸：Φ100um。7．焊料凸点表面状态：光亮。AIT喷镀系统AIT挂镀系统低成本的焊料凸点工艺1．铝表面活化：用丙酮去除铝表面油污，在体积比为1：1的磷酸溶液（8%）和氟硼酸铵（2%）中去除铝表面的氧化层。2．二次浸锌：在锌酸盐中一次浸锌后，用50%的硝酸溶液去除锌层，去离子水洗后，再进行二次浸锌。3．化学镀镍：用水浴将化学镀镍溶液加热至90℃，将二次浸锌的晶片浸入化学镀镍溶液中，20分钟后，取出，去离子水洗。4．浸金：用水浴将浸金溶液加热至70℃，将化学镀镍的晶片浸入浸金溶液溶液中，10分钟后，取出，去离子水洗，烘干。5．焊料凸点的形成：用印刷的方法，在镍/金表面上印刷焊料，回流形成焊料凸点。6．焊料凸点尺寸：Φ250um。薄膜金属化工艺薄膜金属化工艺薄膜金属化工艺薄膜金属化工艺简介：本工艺主要用于薄膜混合集成电路基板及MCM-D基板的制作，可对陶瓷基板、玻璃基板、硅片、有机介质（PI）及通孔进行金属化，可用于薄膜电阻的制作。设备条件设备名称：DentonVacuumDiscover