Sala blanca

• Descripció

La Sala Blanca té una classificació ISO 7, corresponent a una classe 10.000 (segons la norma americana Federal Standard 209). Al seu interior, a banda dels aparells descrits i destinats a micro i nano-fabricació, hi trobem una làmpada led UV per a l'exposició de resines fotosensibles la qual permet ajustar el temps d'exposició i la potència de la llum per optimitzar-ne la dosi. També es disposa d’una estufa de secat i d’un banc químic amb vitrina d'extracció de fums per poder dur a terme diferents processos químics (aigua regia, piranha etching, etc.). Dins de la vitrina també hi ha un spin coater, per a deposicions homogènies de resines i altres productes químics i dues plaques calefactores.

Per tal de garantir la qualitat de l'aire a l'interior de la sala blanca, periòdicament s'efectuen qualificacions a través d'una empresa certificada externa. L'objectiu d'aquestes qualificacions és el de garantir que aquesta instal·lació compleix amb els paràmetres requerits per a una sala blanca amb qualificació ISO 7. Addicionalment, per tal de verificar que la qualitat de l'aire es manté entre qualificacions de sala, els tècnics de la sala blanca, efectuen monitoritzacions de la qualitat de l'aire de forma periòdica i durant moments operacionals concrets del funcionament del sistema de climatització de la sala (després del canvi de filtres HEPA, després de períodes vacacionals, després d'apagats accidentals de la climatització deguts a talls de corrent, etc.). Aquestes mesures s'efectuen mitjançant un comptador de partícules certificat ISO, PCE-PQC 13EU de PCE Instruments, el qual permet obtenir informes de les mesures així com mesurar volums d'aire representatius segons la normativa ISO.

Fora de la sala podem trobar un marcador làser de CO2 de 25 W de potència, capaç de marcar àrees fins a 27x27 mm2 damunt de plàstic, metalls, vidre, fusta i altres materials, a una velocitat de 225 caràcters per segon. També hi ha disponible un forn tubular per a recuits d'alta temperatura amb control de flux d'amoníac.

• Tecnologia

Equips dins de la Sala Blanca

• Sistema de sputtering: Orion 8HV (AJA International)
• RIE: Plasma PRO 80 (Oxford Instruments)
• Litografia Làser: DWL 66fs (Heildelberg Instruments)

Equips de suport

• Làmpada led UV (UV-KUB 2, Kloé)
• Spin coater (Polos Spin 150i, SPS Europe)
• Hot-plates
• Estufa d’assecat (UNB100, Memmert)

Equips fora de la Sala Blanca

• Marcador Làser (Fenix Flyer, Synrad)
• Forn tubular (Clarkson 79300, Thermo Scientific)

Programari

• CleWin® (DXF, CIF, GDSII, BMP, Gerber, Ascii i STL)

Pujar

• Aplicacions

Sputtering

El sistema de magnetron sputtering RF-DC s'utilitza per a la deposició de capes primes de diferents tipus de materials (conductors, semiconductors i dielèctrics) sobre substrats de manera que aquests queden distribuïts de forma molt homogènia (PVD). Addicionalment, aquest mètode permet que el gruix final de la capa resultant es pugui controlar de forma molt precisa així com la distribució granular dels àtoms o molècules dipositats. Una de les característiques principals d'aquest sistema es que disposa d'una precambra (load lock) amb bomba de buit independent. Això permet que les mostres es puguin introduir a l'interior de la cambra de processos sense necessitat de trencar el buit. El sistema consta de dos suports per acomodar targets de dues polzades de diàmetre de diferents materials. Cadascun dels suports està connectat a generadors de potencial continu (DC), per a metalls, i de potencial altern (RF) també per a metalls y materials no conductors. Ambdues fonts es poden configurar per al sputtering de materials ferromagnètics. El sistema també disposa d'una font COPRA per al fresat amb ions (ion beam milling). En el supòsit que un usuari vulgui dipositar un material del qual en desconegui la velocitat de deposició, el sistema de sputtering també té una sonda que mesura la velocitat amb la que el material es diposita sobre el substrat en temps real.

El sistema de sputtering disponible a la Sala Blanca és un Orion 8HV de la companyia AJA International.

• Obtenció de superfícies emmirallades de qualitat òptica.

• Recobriment de substrats per obtenir superfícies reflectants, anti-reflectants i absorbents.

• Elaboració d'elèctrodes i resistències elèctriques.

• Plasmons de superfície.

• Obtenció de màscares per a fotolitografia o per a gravats amb dry etching.

• Deposició de nanopartícules.

Pujar

Reactive Ion Etcing (RIE) 

El sistema RIE (Reactive Ion Etcing) s'utilitza principalment per al gravat en sec de substrats (dry etching) mitjançant l'exposició d'un substrat a espècies químiques reactives de diferents plasmes. La característica principal del gravat en sec que ofereix aquest sistema enfront de mètodes convencionals, com el gravat amb substàncies químiques, és la anisotropia en el gravat (preferència en la direcció vertical) que es pot obtenir ajustant convenientment els paràmetres de cada procés (cabal del gas, potència de la font RF, temps i pressió a dins de la cambra). Aquest dispositiu també compta amb una font ICP (inductively coupled plasma) la qual permet erosionar material del substrat a una velocitat més elevada mantenint el grau d'anisotropia i obtenir una relació d'aspecte de les estructures també més gran. Els gasos disponibles per a la generació de plasmes en el RIE són O2, SF6, CHF3 i C4F8. Aquest equip també compta amb un sistema que permet ajustar la temperatura del substrat i la capacitat de poder aplicar processos a temperatura criogènica.

El RIE disponible a la Sala Blanca és un Plasma PRO 80 de la companyia Oxford Instruments.

• Gravat en sec de substrats.

• Modificació de superfícies per alterar-ne les propietats òptiques (black silicon).

• Activació de superfícies per a bonding molecular (PDMS-PDMS) o per variar-ne la hidrofobicitat/hidrofilicitat.

Pujar

Litografia Làser

El sistema làser de nanolitografía s'utilitza per a l'escriptura directa amb llum de 405 nm de resines fotosensibles dipositades sobre substrats i permet obtenir patrons de resolució submicromètrica. L'objectiu utilitzat per enfocar el làser permet resolucions d'aproximadament 0.6 µm i una velocitat d'escriptura de 3 mm2/min. Les dimensions màximes del substrat poden ser de 200x200 mm2. Compta amb una CCD per a l'alineat de les mostres així com per a l'observació i per realitzar mesures de metrologia d'aquestes després del revelat. El sistema òptic (làser i plataforma de granit) està contingut dins d'una càmera climàtica que manté la temperatura constant i l'aïlla de possibles contaminants com pols o partícules massa petites que el sistema de climatització de la Sala Blanca no pot filtrar. Els dissenys per al làser poden ser creats a través de l'apliació CleWin® disponible a la Sala Blanca. Els formats admesos per aquests fitxers són DXF, CIF, GDSII, BMP, Gerber, Ascii i STL.

El sistema de litografia làser disponible a la Sala Blanca és un DWL 66fs de la companyia Heidelberg Instruments.

• Fabricació de MEMS i microestructures.

• Disseny i construcció de components electrònics.

• Fabricació de fotomàscares per fotolitografia.

Pujar