2011-12

2011-12Edit

15/12/2011

Louis me fait 2 evaps différentes de Nb pour tester influence qualité substrat et qualité protection Nb.

• Wafer BPCD1 sur substrat Si 100 dopé N (phosphore), poli 2 faces, épaisseur 280+- 25 µm, ρ >100 Ω.cm, lot 36279B
      - Ar etch 280V 3' (Is ~ 200 µA sur 2"). (correspond à typ. qq Angs de Ge d'après Louis)
      - Nb    50nm @ 1nm/s, P=5e-8 mb
      - Ir    3nm @ 0.01nm/s, P=3e-8 mb pour protection (style Takis)
• Wafer BPCD2 sur substrat 'standard' Si 100 dopé P (bore), poli 1 face, épaisseur 300+- 25 µm, oxide thermique SiO₂ 500 nm (remesuré au filmetrics), ρ >1-10 Ω.cm, lot 9362
     - Nb    50nm @ 1nm/s, P=5e-8 mb

19/12/2011

Mesure épaisseur déposée avec Filmetrics: spectre mal contrasté, le fit n'est pas bon (gof = 85%) mais la périodicité est reproduite. Les épaisseurs trouvées sur Nb/SiO₂/Si pour le meilleur fit sont 57nm / 510nm ce qui correspond à peu près aux valeurs nominales. Valeurs à prendre avec des pincettes (notamment, valeur Nb dépend beaucoup de valeur SiO₂)

Spin PMMA A6, 60"@4000 rpm sur wafers entiers + bake 15' @ 170°C. épaisseur attendue: ~300nm.
Mesure échantillon témoin: substrat 'standard', 1ère référence SiO₂ / Si donne 498nm d'oxide.
Après spin fixe cette valeur et mesure PMMA = 474nm avec gof = 98.3% (périodes bien reproduites, bon constraste d'interférences)
NB: la mesure dépend énormément de l'épaisseur SiO₂ que l'on rentre; par ex, à 510nm SiO2, on trouve 500nm de PMMA).
Après bake 15', PMMA = 403nm, gof = 97.6%.
NB: si on laisse libre le paramètre de SiO₂, on trouve 395nm PMMA / 507 nm SiO₂, gof = 97.67%
Ces valeurs sont très homogènes (sur bord éch, on trouve 388nm PMMA / 498nm SiO₂)

Decoupe echantillons sur substrat standard, 5x10mm. Garde les chutes pour mise au point (dose + RIE).

Le e-line est en rade: les encodeurs des axes sont decalibres, impossible de faire une litho. Avec Pief, on passe l'apres-m a tenter de reparer. On trouve des offsets mais ce n'est pas satisfaisant.

20/12/2011

Finalement j'appelle Raith. Pas d'explication. Avec Denis on fait une nouvelle fois la procedure de 'find home' (va chercher les butees de la platine pour reinitialiser les codeurs) qui avait decalibre les encodeurs, et la calib semble revenue. Denis me fait une formation acceleree a ses macros perso.

- 1ere expo sur ech temoin, qui servira aussi a tester la RIE. 10keV, diaphragme 30um, 100uC/cm2, writefield x100 (100um) -> 18minutes.

- expo sur ech std, motif 'BPC 5GHz couplage inductif':
memes parametres. Attention l'ech est tourne de 90 par rapport aux axes x,y -> align writefield un peu perilleux.
Effectue soigneusement le align writefield d'abord a 20um pour degrossir puis a 10um. Itere 5 fois, ca converge = les parametres de rotation ne changent pas d'une fois sur l'autre, mais les motifs n'apparaissent pas vraiment toujours a la meme place, avec decalage de 1um au moins.
 les parametres qui sortent du align writefield sont un peu suspects (modifie a la fois le scan rotation dans commande Zeiss, et dans Raith, en l'occurence a 280deg dans Zeiss et ~89.2 dans Raith), mais il ne faut pas y toucher. Les parametres de Zeiss ne doivent pas servir lors de l'expo, par contre ils servent quand on fait la procedure align writefield... !!!

-> a l'optique, ca semble avoir bien marche, mais certains pads n'ont pas ete expose. Bizarre, ce sont les lignes horizontales du resonateur qui est pourtant dessine en un seu polygone.

21/12/2011

Traffique le dessin gds pour essayer d'ecraser l'erreur, rallonge les pads de connexion, modifie la working area.
Re-simule la duree d'expo: on est passe de 18min a 20min. Peut etre que c'est bon...

- expo 10keV, diaphragme 30um, high current, courant ~ 0.3nA, dose 100uC/cm2, writefield x100 (100um). Align writefield: on voit qu'il reste toujours un decalage de poussiere entre les differents scans, mais ne change pas pour autant les parametres. probablement qu'on aura des pb de stitching.
 -> toujours meme probleme de gds !!! Des champs entiers n'ont pas ete exposes, mais pas les memes exactement... De plus cette fois l'align writefield est rate, on a des decalages visibles a la bino de l'ordre de grandeur de la largeur de piste.

NB: j'obtiens une erreur dans le module TOPOLY (cormeb-error-!) que je soupconne d'etre responsable (arrive au moment de la fracturation)

- Je retente une expo writefield x500, et augmente courant pour pas y passer des plombes: diaphragme 60um, high current, courant ~ 1.57nA, dose 100uC/cm2. Fais align wf a la main pour eviter les canulars ( definit la procedure pour champ x500, avec marques % et !um)

NB: cette fois j'obtiens une autre erreur toujours dans TOPOLY: memory overflow, too many trapezoid

- expo writefield x250, diaphragme 60um, high current, courant ~ 1.57nA, dose 100uC/cm2 (->18min).
Je redecoupe tous mes polygones qui posent probleme. Test expo a vide au dessus faraday cup: n'affiche plus d'erreur.
Align wf manuel de 10um a 1um, decalage max = 100nm a la fin de la procedure.
-> OK!! Bon stitching, et les motifs sont tous sortis.
Attention : le align writefield dérive: le 3è résonateur, exposé au bout de 15-20' n'est pas tout à fait bien stiché

22/12/2011

Observations des différents échantillons aux zoom x2.5 à x100. Globalement, les expos à différents champs et différents courants sont sorties aussi bien. Je note tout de même que la dernière à fort courant grand diaphragme et champ moyen est moins bien sortie que les 2 autres pour les motifs fins (cad vaut mieux champ 100 à 30µm et champ 500 à 60µ que champ 250 à 60µ). Notamment les petites croix d'alignement (motifs 5µm) sont sorties déformées.

Tests RIE: Reprend la formule de Vivien Schmidt (Recipe 3: CF4 (VS 2011))

• CF4   20cc

• Ar     10 cc

• Pressure : 5E-2 mbar

• RF Power : 50W

Speed :

• Nb : 0.65 nm/s (+-10%) (latence time arround 15-20")

• SiO2 : 0.4 nm/s

• resist Shipley (18xx): 0.65 nm/s

Use an overetch of 5 % + a percentage linked to the inhomogeneity of the Niobium thickness

Je fais mes propres mesures sur bouts de substrats avec pleine couche PMMA, Nb et SiO₂.
Avec ces paramètres, la tension d'autopolarisation ~190V.
- PMMA etch rate = 2.45 nm/s +- 0.15
- Le Nb disparait en 60 à 70s -> 0.7 à 0.8 nm/s (incertitude sur l'épaisseur)
- SiO2 a un facteur 7.4/1.8 ~4 dans les oscillations par rapport au PMMA -> 0.6 nm/s (et ont la même permittivité: en gros n=1.5 pour les 2, soit lambda/2n= 220nm à lambda = 670nm)

Table sur 60nm Nb, -> au moins 1'30. Pour assurer je mets 1'40. Je sais que le PMMA n'a pas encore tout dégagé à ce temps là.
-> OK, etch Nb fini, PMMA encore là, reste résidus par endroits dans le gap du résonateur. Risques de shunt sur résonateur 3 (celui mal stitché). Peut être ça va mettre le bazar dans la mesure de ceux qui vont bien...