Sala blanca

• Descripción

La Sala Blanca posee clasificación ISO 7,  correspondiente a una clase 10.000 (según la norma americana Federal Standard 209). En su interior, además de los aparatos principales descritos más abajo y destinados a micro y nanofabricación, encontramos una lámpara UV para la exposición de resinas fotosensibles, la cual permite ajustar el tiempo de exposición y la potencia de la luz con el fin de optimizar la dosis. También dispone de una estufa de secado y de un banco químico con vitrina de extracción de humos para poder llevar a cabo distintos procesos químicos (agua regia, piranha etching, etc.). Dentro de la vitrina también hay un spin coater, para realizar deposiciones homogéneas de resinas y otros productos químicos, así como dos placas calefactoras.

Con el fin de garantizar la calidad del aire dentro de la sala blanca, periódicamente se efectúan cualificaciones mediante una empresa certificada externa. El objetivo de estas cualificaciones es el de garantizar que esta instalación cumple con los parámetros requeridos para una sala blanca con cualificación ISO 7. Adicionalmente, con el fin de verificar que la calidad del aire se mantiene entre cualificaciones de sala, los técnicos de la sala blanca, efectúan monitorizaciones de la calidad del aire de forma periódica y durante momentos operacionales concretos del funcionamiento del sistema de climatización de la sala (tras el cambio de filtros HEPA, después de periodos vacacionales, tras apagados accidentales de la climatización por cortes de electricidad, etc.). Estas mediciones se efectúan mediante un contador de partículas certificado ISO, PCE-PQC 13EU de PCE Instruments, el cual permite obtener informes de las mediciones así como medir volúmenes de aire representativos según normativa ISO.

Fuera de la sala hay un marcador láser de CO2 de 25 W de potencia, capaz de marcar áreas de hasta 27x27 mm2 sobre plástico, metales, cristal, madera y otros, a una velocidad de 225 caracteres por segundo. También hay disponible un horno tubular para recocidos a alta temperatura con control de flujo de amoniaco.

• Tecnología

Equipos en el interior de la Sala Blanca

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

Equipos de apoyo

• Lámpara led UV (UV-KUB 2, Kloé)
• Spin coater (Polos Spin 150i, SPS Europe)
• Hot-plates
• Estufa de secado (UNB100, Memmert)

Equipos en el exterior de la Sala Blanca

• Marcador Láser (Fenix Flyer, Synrad)
• Horno tubular (Clarkson 79300, Thermo Scientific)

Software

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

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• Aplicaciones

Sputtering

El sistema de magnetrón sputtering RF-DC se utiliza para la deposición de capas delgadas de diferentes tipos de materiales (conductores, semiconductores y dieléctricos) sobre sustratos de forma que estos quedan distribuidos homogéneamente (PVD). Adicionalmente, este método permite que el espesor final de la capa resultante se pueda controlar de forma muy precisa, así como la distribución granular de los átomos o moléculas depositadas. Una de las principales características de este sistema es que dispone de una precámara (load lock) con bomba de vacío independiente. Esto permite que las muestras se puedan introducir en la cámara principal sin necesidad de romper el vacío.

El sistema consta de dos soportes para acomodar targets de dos pulgadas de diámetro de distintos materiales. Cada uno de los soportes está conectado a generadores de potencial continuo (DC), para metales, y de potencial alterno (RF) también para metales y materiales no conductores. Ambas fuentes se pueden configurar para el sputtering de materiales ferromagnéticos. El sistema también cuenta con una fuente COPRA para el fresado con iones (ion beam milling). En el supuesto que un usuario quisiese depositar un material con velocidad de deposición desconocida, el sistema de sputtering cuenta con una sonda que mide el material depositado sobre el sustrato en tiempo real.

El sistema de sputtering disponible en la Sala Blanca es un Orion 8HV de la compañía AJA International.

• Obtención de superficies espejadas de calidad óptica.

• Recubrimiento de sustratos para obtener superficies reflejantes, antirreflejantes y absorbentes.

• Elaboración de electrodos y resistencias eléctricas.

• Plasmones de superficie.

• Obtención de máscaras para fotolitografía o para grabados mediante dry etching.

• Deposición de nanopartículas.

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Reactive Ion Etcing (RIE) 

El sistema RIE (Reactive Ion Etching) es utilizado principalmente para el grabado en seco de sustratos (dry etching) mediante la exposición de un sustrato a especies químicas reactivas de distintos plasmas. La característica principal del grabado en seco que ofrece este sistema, frente a métodos convencionales como el grabado con sustancias químicas, es la anisotropía en el grabado (preferencia en la dirección vertical) que puede obtenerse ajustando convenientemente los parámetros de cada proceso (caudal del gas, potencia de la fuente RF, tiempo y presión dentro de la cámara). Este dispositivo también cuenta con una fuente ICP (inductively-coupled plasma) la cual permite erosionar el material del sustrato a una velocidad más elevada sin perder anisotropía y obtener así una relación de aspecto de las estructuras mayor. Los gases disponibles para la generación de plasmas en el RIE son Ar, O2, SF6, CHF3 y C4F8. Este dispositivo también cuenta con un sistema que permite ajustar la temperatura del sustrato y la capacidad de poder aplicar procesos a temperatura criogénica.

El RIE disponible en la Sala Blanca es un Plasma PRO 80 de la compañía Oxford Instruments.

• Grabado en seco de sustratos.

• Modificación de superficies para alterar sus propiedades ópticas (black silicon).

• Activación de superficies para bonding molecular (PDMS-PDMS) o para variar su hidrofilicidad/hidrofobicidad.

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Litografía Láser

El sistema láser de nano-litografía se usa para la escritura directa con luz de 405 nm sobre resinas fotosensibles depositadas sobre sustratos y permite obtener patrones de resolución submicrométrica. El objetivo utilizado para enfocar el láser permite resoluciones de aproximadamente 0.6 µm y una velocidad de escritura de 3 mm2/min. Las dimensiones máximas del sustrato pueden ser de 200x200 mm2. Cuenta con una CCD para el alineado de las muestras, así como para la observación y realización de medidas de metrología de estas después del revelado.

El sistema óptico (láser y plataforma de granito) están contenidos dentro de una cámara climática que mantiene la temperatura constante y la aísla de posibles contaminantes como polvo o partículas demasiado pequeñas como para poder ser filtradas por el sistema de climatización de la Sala Blanca. Los diseños para el láser pueden ser hechos mediante la aplicación CleWin® disponible en la Sala Blanca. Los formatos aceptados para estos ficheros son DXF, CIF, GDSII, BMP, Gerber, Ascii y STL.

El sistema de litografía láser disponible en la Sala Blanca es un DWL 66fs de la compañía Heidelberg Instruments.

• Fabricación de MEMS y microestructuras.

• Fabricación de moldes para microfluídica

• Diseño y construcción de componentes electrónicos.

• Fabricación de fotomáscaras para fotolitografía.

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