MEMS 프로세스
설계부터 패키징까지 엔드투엔드 MEMS 제작. 박막 증착, 포토리소그래피, DRIE 에칭, 웨이퍼 본딩, 릴리스 및 테스트.
개요
여러 공급업체에 걸쳐 MEMS 또는 반도체 제조 흐름을 관리하면 각 공급업체의 프로세스 인증, 웨이퍼 물류 및 배송 지연, 프로세스 단계 간 인터페이스 호환성 위험, 일관되지 않은 품질 문서화 등 상당한 복잡성이 발생합니다. 기네칩\
당사의 8가지 핵심 프로세스 모듈(박막 증착, 포토리소그래피, DRIE 에칭, 웨이퍼 본딩, 웨이퍼 범핑, 웨이퍼 재생, 습식/증기 에칭 및 CMP)은 ISO 클래스 5 클린룸 조건의 단일 품질 관리 시스템 하에서 운영됩니다. 이를 통해 주기 시간 단축(공급업체 간 배송 없음), 단일 소스 책임(전체 프로세스 흐름을 포괄하는 하나의 적합성 인증서) 및 최적화된 프로세스 통합(Google 엔지니어가 각 단계가 다운스트림 요구 사항과 호환되는지 확인)이 가능해집니다.
프로세스 모듈
박막 증착
MEMS 및 반도체 웨이퍼에 대한 완벽한 박막 증착 서비스를 제공합니다. PVD 스퍼터링(DC, RF, 마그네트론, 반응성), 전자빔 및 열 증발, PECVD, LPCVD, ALD 및 전기도금. 금속(Al, Ti, Au, Pt, Cu, Cr, Ni), 유전체(SiO2, Si₃N₄, Al2O₃, HfO2), 반도체(poly-Si, a-Si) 및 폴리머(폴리이미드, BCB, 파릴렌).
포토리소그래피
다섯 가지 노광 기술을 사용한 정밀 웨이퍼 패터닝. 접촉 및 근접 리소그래피(0.5~5μm), i-라인 프로젝션 스테퍼(0.35μm), 마스크 없는 레이저 직접 쓰기(0.6μm) 및 나노임프린트 리소그래피(< 50nm). 코팅, 소프트/하드 베이크, 현상 및 디스컴을 포함한 전체 레지스트 처리. 양면 정렬 기능.
DRIE — 깊은 반응성 이온 에칭
MEMS 구조를 위한 Bosch 프로세스(SF₆/C₄F₈交替 사이클)를 통한 고종횡비 실리콘 에칭. 수직 측벽 프로파일(89° ± 0.5°)로 종횡비가 30:1을 초과합니다. TSV 및 멤브레인 릴리스를 위한 웨이퍼 관통 식각. 매끄러운 측벽 적용을 위해 극저온 및 비Bosch 공정을 사용할 수 있습니다.
웨이퍼 본딩
MEMS 캡슐화 및 3D 적층을 위한 영구 및 임시 웨이퍼 접합 기술입니다. 양극 접합(Si-유리, 300~500°C), 융합 접합(Si-Si, Si-SiO2, 고온 어닐링), 공융 접합(Au-Si 363°C, AuSn 280°C), 접착 접합(BCB, SU-8, 에폭시). 진공 포장된 장치를 위한 웨이퍼 레벨 밀폐 밀봉.
웨이퍼 범핑 & UBM
플립칩 및 3D 적층을 위한 웨이퍼 레벨 상호 연결 형성. 솔더 범프(SnAg, SAC, AuSn), Cu 기둥(20~80μm 피치), Au 스터드 범프(플럭스 없는 클린 프로세스) 및 마이크로 범프(10~55μm 피치). 전체 UBM 금속화 스택: Ti/Cu, TiW/Cu, Cr/CrCu/Cu, 무전해 Ni/Au.
웨이퍼 회수 & 재처리
사용된 테스트 및 모니터 웨이퍼를 순수 등급 표면 품질로 복원합니다. 필름(산화물, 질화물, 금속, 레지스트)의 선택적 화학적 제거, Ra < 0.5nm까지의 CMP 재연마 및 전체 계측 재인증. 실리콘, SOI, 유리, GaAs 기판 최대 300mm. 웨이퍼 조달 비용을 최대 70% 절감합니다.
습식 & 증기 에칭
MEMS 구조 분리 및 표면 준비를 위한 등방성 및 이방성 화학적 에칭. KOH(이방성 Si, 〈111〉 식각 정지), TMAH(CMOS 호환), BOE/HF(산화물 식각 및 희생 방출), H₃PO₄(질화물 스트립). 부유 미세구조의 끈적임 없는 희생 산화물 방출을 위한 HF 증기 에칭. 임계점 건조(CPD)가 가능합니다.
CMP - 화학기계연마
다단계 MEMS 구조를 위한 평탄화 및 표면 마무리. 산화물 CMP(ILD 평탄화), 텅스텐 CMP(플러그를 통해), 구리 CMP(다마신 RDL) 및 실리콘 CMP(표면 준비). 엄격한 웨이퍼 내 균일성(< 2% 1σ)을 갖춘 나노미터 미만 RMS 표면 마감.
Fab 기능 요약
| 능력 영역 | 세부 |
|---|---|
| Cleanroom Class | ISO Class 5 (Class 100) for lithography; ISO Class 6 (Class 1,000) for wet processing and CMP |
| Wafer Sizes | Fragments, 100mm (4″), 150mm (6″), 200mm (8″), 300mm (12″). Multi-size cassette compatibility. |
| Substrate Materials | Silicon (CZ, FZ, all grades), SOI, glass (fused silica, borosilicate, quartz), GaAs, InP, SiC, sapphire, ceramics |
| Metrology Suite | SEM, AFM, spectroscopic ellipsometry, 4-point probe, optical profilometry, laser surface scanner, XRD, contact angle goniometer |
| Data Formats | GDSII, OASIS, DXF, CIF for lithography. Standardized process travelers with full lot traceability. |
| Process Control | SPC (statistical process control) on critical parameters. Run-to-run thickness and CD control. Monthly process capability reports. |
| Certifications | ISO 9001:2015 certified quality management. SEMI Standards compliance. ITAR registered for defense-related work. |
| Volume Capability | Single-wafer R&D up to pilot production volumes (hundreds of wafers/month). Flexible scheduling for academic and startup timelines. |
엔드투엔드 프로세스 통합
GINECHIP이 단일 프로세스 공급업체와 다른 점은 다단계, 다중 모듈 프로세스 흐름을 통합 서비스로 관리하는 능력입니다. 예를 들어 일반적인 MEMS 가속도계 제조 흐름에는 기판 준비(Si 또는 SOI 웨이퍼 공급) → PVD 전극 증착(Ti/Au) → 포토리소그래피(빗드라이브 패터닝) → DRIE(증명 대량 방출을 위한 실리콘 식각) → 습식 식각(희생 산화물 제거 + CPD) → 웨이퍼 본딩(TSV 피드스루를 사용한 밀폐 캡 밀봉) → 웨이퍼 수준 전기 테스트 → 다이싱이 포함될 수 있습니다.
3개국에 걸쳐 5개의 서로 다른 공급업체를 관리하는 대신 고객은 단일 프로젝트 계획, 단일 프로세스 여행자 및 단일 적합성 인증서를 받습니다. 당사의 프로세스 엔지니어는 가상 팹 통합 팀의 역할을 수행하여 인터페이스 문제를 예측하고 프로세스 매개변수를 전체적으로 최적화하며 패키징 및 테스트 준비가 완료된 장치를 제공합니다.
맞춤형 프로세스 개발
모든 프로세스 단계가 기성품인 것은 아닙니다. 고유한 재료 스택, 비표준 형상 또는 새로운 프로세스 요구 사항을 갖춘 새로운 MEMS 장치를 개발하는 고객을 위해 Google은 맞춤형 프로세스 개발 서비스를 제공합니다. 여기에는 개별 프로세스 매개변수를 최적화하기 위한 실험 설계(DOE), A/B 비교를 위한 분할 로트 처리, 프로세스 창 특성화(중심점 및 창 가장자리 확인), 대량 제조로의 기술 이전을 위한 전체 프로세스 문서가 포함됩니다.
프로토타입부터 생산까지
당사의 프로세스 서비스는 귀하와 함께 확장할 수 있도록 설계되었습니다. 타당성 입증 및 설계 검증을 위해 단일 웨이퍼 엔지니어링 실행부터 시작하세요. 수율 최적화 및 신뢰성 테스트를 위해 소규모 배치 프로토타입 제작(웨이퍼 5~25개)으로 전환하세요. SPC 제어 프로세스와 확립된 기준 수율을 통해 파일럿 생산(월 50~200개 웨이퍼)으로 전환합니다. 이 여정 전반에 걸쳐 프로세스 매개변수와 품질 사양은 일관성을 유지하므로 개발 단계와 생산 단계 사이의 공급업체 전환에 종종 수반되는 비용이 많이 드는 재인증 절차가 필요하지 않습니다.