Desarrollo y cualificación de procesos de nanofabricación: fotolitografía y etching

Abstract

[ES] La investigación y el desarrollo tecnológico realizado en las últimas décadas ha permitido que actualmente se puedan fabricar estructuras de tamaño microscópico conocidas con en nombre de ¿microestructuras¿. La capacidad de poder crear este tipo de estructuras mediante procesos de fotolitografía da lugar a su vez a grandes avances en la industria de los semiconductores y la electrónica por sus numerosas aplicaciones. Por otro lado, la creación de un laboratorio de nanofabricación así como la elaboración de dichos procesos de fotolitografía resultan onerosos debido a la necesidad de emplear equipos de alto coste. En estos procesos, el Nitruro de Silicio (Si3N4) así como el Óxido de Silicio (SiO2) son materiales dieléctricos que son muy empleados por su dureza como materiales protectores y como materiales base para la definición de guías de propagación de luz y componentes pasivos óptico. En el presente trabajo se pretende describir los procesos de fotolitografía y etching patronado que tienen lugar en la fabricación de microestructuras. Se estudiarán las fotoresinas que son necesarias en los proceso de etching de Silicio (Si), Si3N4, y SiO2 en los dos tipos de ataques, seco y húmedo. Asimismo, se estudiará los materiales necesarios para la realizar el ataque húmedo en cada caso, afinando el proceso teniendo en cuenta diferentes factores como la concentración del ácido, la temperatura, la velocidad del proceso de ¿spin coating¿, el tiempo de revelado, etc. A su vez, se realizarán también procesos de validación de las dimensiones de las microestructuras sobre la fotoresina.

[EN] Research and technological development in recent decades has made it possible to manufacture micrsocopic-size structures known as ¿microstructures¿. The ability to create such structures through photolithography processes has led to major advances in the semiconductor and electronics industries due to their numerous applications. On the other hand, the creation of a nanofabrication laboratory as well as the development of such photolithography processes are expensive due to the need for high-cost equipment. In these processes, Si3N4 as well as SiO2 are dielectric materials that are widely used for their hardness as protective materials and as base material for the definition of optical waveguides and other passive decives. The aim of this paper is to describe the photolithography and patterned etching processes that take place in the fabrication of microstructures. The photoresists that are necessary in the etching processes of Silicon (Si), Silicon Nitride (Si3N4) and Silicon Diosxide (Si02) in the two types of attacks: dry and wet, will be studied. Also, the materials necessary to perform the wet etching in each case will be studied, fine tuning the process taking into account different factors such as acid concentration, temperature, spin coating speed, developing time, etc. At the same time, validation processes of the dimensions of the microstructures on photoresist will also be carried out