Este estudio evalúa sistemáticamente la relación entre la uniformidad a nivel de oblea de los procesos de fotolitografía y grabado en seco en una plataforma de silicio aislado de 8 pulgadas y la morfología física y el rendimiento óptico de dispositivos pasivos de fotónica de silicio. Basado en una plataforma de silicio con capa superior de 220 nm, se implementaron procesos de fotolitografía ultravioleta profunda y grabado por reacción iónica inductivamente acoplada para completar un proceso completo en dos pasos de acopladores de rejilla (grabado superficial de 70 nm) y guías de onda monomodo (grabado total de 220 nm). Se utilizaron microscopía de fuerza atómica, microscopía electrónica de barrido de tamaño crítico y una estación de sonda óptica totalmente automatizada para caracterizar completamente las dimensiones físicas y las pérdidas de transmisión de 5 obleas de 8 pulgadas. Los resultados indican que la profundidad media de grabado y el ancho medio de línea entre las obleas se mantienen relativamente estables; sin embargo, se observaron desviaciones de proceso radiales dentro de una sola oblea, donde la reducción microscópica de dimensiones en la región periférica y la degradación de la morfología de las paredes laterales pueden afectar la distribución del campo óptico y aumentar las pérdidas por dispersión en las paredes laterales, lo que finalmente causa un aumento en la pérdida de transmisión de la guía monomodo desde la región central hacia las regiones periféricas. En resumen, el posible efecto de carga macroscópica y la conducta lateral del grabado durante el proceso de grabado en seco de obleas de gran tamaño son factores importantes que afectan la coherencia del rendimiento en chips fotónicos de silicio dentro de la oblea; este hallazgo proporciona referencia experimental y fundamentos para la compensación de efectos ópticos de proximidad, optimización de recetas de grabado y mejora del rendimiento a nivel de oblea en la plataforma SOI de 8 pulgadas.

fotónica de silicio;guías de onda de silicio monomodo;acopladores de rejilla;SOI de 8 pulgadas;grabado seco ICP-RIE;uniformidad nivel oblea;pérdidas de transmisión;efecto de borde