2012-07

2012-07Edit

18/07/2012

Après les essais infructueux sur KIDS faute de wafer correct et de CQPS faute de masque correct, j'enchaine sur la litho des résonateurs lumped et continus qui sont sur le masque KIDS-BPC1, layer Al.

Je reprends les chips découpés en 11/2011 avec 50nm Nb évaporés par Louis, et un chip NbSi 21% 200nm.
Je teste les différents types de résonateurs à la fois sur Nb et sur NbSi.

La litho optique est difficile car les motifs sont situés dans un coin du masque et que pour le moment je n'utilise que le MJB3 (pour éviter de me faire virer de la salle...).

A retenir néanmoins pour les prochaines versions de masques: ne prévoir que des wafers entiers, et centrer les motifs. Sinon c'est vraiment trop galère, et ça ne réussit pas toujours (problèmes de plaquage sur les échantillons de taille moyenne (5x10mm) qui résultent dans des figures d'interférences, et qui font foirer la litho - aucun des petits motifs ne sort correctement), Sans oublier les problèmes de bords d'échantillon qui font des bourrelets de résine!

Spin S1813 4000rpm 60" + 6000rpm 2"
bake 110°C, 5'
expose 40" @ 5mW/cm2
develop 20" + rinse ODI 1' (NB: rajoute 20" pour virer les bourrelets qui shuntent les connexions de la ligne de transmission)

A retenir également pour les gds: Faire les connexions de bonding beaucoup plus longues que prévues, et prévoir le motif plus petit que la taille du chip (diminuer de 200µm mini). Mettre un cadre sur le bord du chip pour éviter les shunt en tous genres.

Car au final, je vais avoir beaucoup de mal au moment du bonding... et il faudra gratter les pistes pour retirer les shunts dus aux bourrelets.

Bref! EVITER A TOUT PRIX LA LITHO OPTIQUE SUR ECHANTILLON UNIQUE, pour les résonateurs.

19/07/2012

Etch CF4 20cc + Ar 10cc, P=50µb, Pow=50W, sur Nb 50nm, 1'40
Observation optique: reste résidus Nb entre électrodes. Raisons peuvent être: couche ancienne, mauvaise litho optique mauvais développement reste résidus résine, ... ?
Je rajoute moitié du temps = 50"

Etch idem sur échantillon NbSi, 4'10 : OK à l'optique

mesures dektac:
hauteur de marche 230nm sur NbSi OK
Les échantillons Nb sont totalement foirés, je n'ai pas très envie de perdre mon temps à les mesurer.

Je recommence le process sur le wafer Nb complet, avec S1805 et j'utilise le MJB4 (20"). Dév 20".
Nettement mieux, néanmoins je galère toujours à faire sortir les plus petits motifs (petites pistes de grilles et petites croix d'alignement). Je pense qu'il faut vraiment que le wafer soit mieux plaqué, que les dessins soient centrés sur le masque, voire peut  être même faudra-t-il utiliser de la AZ5214 en process inversible.
Tout le reste (RIE...) se passe normalement. Vagues traces de résidus, mais litho propre globalement.

20/07/2012

Bonding sur un échantillon lumped Nb, avec nouvelle machine SPEC (à gauche dans la salle de carac): TPT HB10.
Fil Al 33µm.
On va de la céramique (couche d'Or) vers l'échantillon (Nb 50nm).
Le Nb s'arrache facilement (2è bond) et comme cette machine est pas mal automatique, je réduis la vitesse de moteur à 50.

Le premier bonding sur Au se fait avec les paramètres
P US =  400 à 480 mW
time =  200 ms
Force = 300 à 350 mN (NB: 350 trop fort)

Le deuxième sur Nb:
P US = 400 mW
time = 150 ms
Force = 300 mN

Je bonde également les pistes de masse entre elles de Nb vers Nb, sans aucun souci, avec paramètres suivants:
bond 1 : 480 / 200 / 250
bond 2 : 480 / 200 / 250
NB: Il faut faire en manuel, avec un mouvement de retour au ras de la surface avant de le 2è bond pour avoir un profil en boucle pour le fil (donner un peu de souplesse dans le fil, car les distances entre bond sont très courtes), et éviter que le 1er bond ne se décolle sous la contrainte. ça permet aussi d'être sûr qu'on ne court-circuite pas la piste au-dessus de laquelle on passe.

24/07/2012

L'échantillon a un shunt, je tente de le dessouder et de le vérifier au testeur sous pointes.
Entre les 2 aiguilles plantées dans le substrat au niveau de l'isolant, on mesure des kOhms de résistance -> très conducteur.
Pb: Est-ce le substrat lui même ou bien des résidus de Nb mal gravés ??
Le seul moyen de savoir est de tester à froid.
NB: je soupçonne les résidus de Nb car le premier test effectué en nov dernier n'a pas montré de shunt particulier.

Le premier test à froid, l'échantillon se décolle il faut aller le rebonder.
Je vais faire ça sur la dondeuse du CSNSM modèle westbond 7400B... prise en main hasardeuse.
Fil Al 25µm
Les paramètres sur lesquels je converge sont très différents de ceux notés dans cahier, mais peu importe:

Premier bonding sur céramique
P US = 150 mW
time 70 ms
Force = 50g (500mN)

Deuxième bonding sur Nb
P US = 160 mW
time = 70 ms
Force = 50g

NB: Toutes les valeurs de puissance supérieures à 200 ont pour résultat de pulvériser le départ du fil au niveau du 1er bond
Re-NB: je n'ai pas trouvé comment régler la force, mais il faudrait sans doute la diminuer car le bonding est moche (trop aplati, et fil part du 1er bond avec un angle cassé)

Reteste à froid -> shunté

25/07/2012

Bonde juste un pad et la masse du 2è échantillon lumped.
Cette fois je trouve comment régler la force (avec molette sous le bras du bondeur), et je la règle à 40g pour high et 35g pour low.
P US = 160 mW
time = 60 à 70ms
Force = 35g pour premier, 40g pour 2è bond
OK. Le bonding a une meilleure tronche

Teste immédiatement le shunt et constate les mêmes valeurs que sur échantillon précédent ~20 Ohms

26/07/2012

Je etch complètement un échantillon témoin (lumped déjà bondé et testé à froid).
Même recette que précédemment, Vauto = 190V. En 1'40 tout est parti. Check avec laser.
Les paramètres de gravure sont nominaux.
Hauteur de marche de l'ordre de 50nm.
Test consécutif au testeur sous pointe, et même en prenant contact sur fils de bonding (restés pendant gravure), je ne trouve aucune conduction.
ça doit bien provenir de résidus de résine au moment du développement qui modifient la durée nécessaire pour tout graver.
Ce qui est étrange c'est que les valeurs de shunt soient si reproductibles entre 2 échantillons (rem: exposés et gravés en même temps...)

Je grave 25" les 3 échantillons restants, dans le but de virer entre 10 et 15nm

Test sous pointe montre qu'il y a toujours un shunt!

Je réusine à la RIE pendant 45" mêmes conditions.
Cette fois le shunt a disparu. OUF!

Je bonde 3 échantillons: 2 de Nb (lumped + cont), 1 de NbSi (lumped). NB: le cont est impossible à ponter (pour la transition CPS-CPW). Il faudra modifier le design.

Mesures rapides à 4K sur lumped Nb montrent qu'on a bien la transition (ligne devient 50ohms) par contre on n'arrive pas à obtenir une résonance stable, on a plusieurs pics qui bougent sans arrêt...
-> Mesurer à plus basse puissance?
-> Aurais-je fabriqué des kids sans le vouloir? (pas d'absorbeur, mais film tellement mince que rho peut être important)
-> Temps de vie trop court?

Après discussion avec Vivien, il y aurait un pb de résidus au etch RIE avec la résine optique utilisée (S1813), mais pas au PMMA (ce qui explique que tout s'était bien passé en 11/11). Pb de chauffage, redépôt de résidus de résine, etc? Pourrait être résolu par l'utilisation de 1805 (ou moins épais)