В МИФИ создано устройство для жидкостного травления при изготовлении микросхем
В настоящее время в планарной технологии на различных этапах изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС) наряду с плазмохимическими методами всё чаще используются методы химического травления. Они отличаются простотой в эксплуатации и позволяют достигать высокий уровень равномерности поверхности кремния при его травлении. Но возможны некоторые технологические сложности при химическом травлении: перепад температур по объёму камеры; неравномерность концентрации состава травителя.
Сотрудниками кафедры «Микро- и наноэлектроники» было разработано принципиально новое устройство жидкостного травления, способное разрешить недостатки присущие химическому травлению и удовлетворить следующим требованиям: обеспечить стабильность температуры травления с точностью не ниже ±1 ºС в диапазоне температур травления (50-100) ºС; обеспечить стабильность концентрации травителя в процессе травления с точностью не ниже ±1% массовой доли компонентов; обеспечить полную автоматизацию этапов травления на протяжении всего процесса. Таким образом, в устройстве были учтены недостатки химического травления, по сравнению с плазмохимическим.
При этом можно отметить, что сотрудникам кафедры № 27 удалось получить некоторые преимущества над последним методом: высокий уровень равномерного глубокого травления, лучшая воспроизводимость, что способствует к большему выпуску годных плат.
В настоящий момент представленных аналогов на рынке устройств химического травления мало. В научно-исследовательских и производственных организациях в РФ такое оборудование присутствует в единичных экземплярах и выполнено по индивидуальному заказу. В основном, аналоги изготавливаются под промышленное производство в массовом количестве. Поскольку промышленное производство ориентировано под конкретные процессы травления для большого количества плат (~100 шт.), многим заинтересованным в мелкосерийном производстве предприятиям и лабораториям недоступны для приобретения аналогов устройства, ввиду их высокой стоимости.
В свою очередь, устройство, разработанное в МИФИ, способно удовлетворить потребности таких заказчиков. Товар предлагается с низкой себестоимостью для реализации процессов травления при различных условиях для небольшого числа плат. Исходя из оценки стоимости аналогов, себестоимости конечного продукта (~150 тыс. рублей), и наличия других преимуществ над конкурентами, можно заключить, что данное устройство будет иметь огромный технологический и коммерческий потенциал.
- тт.jpg
Рис. 1. Устройство для химического травления
Устройство (рис.1) состоит из теплоизоляционного корпуса 6, внешнего разогреваемого контура 8 с теплоносителем, внутренней камеры травления 10 для загрузки кассеты 14, системы конденсации парогазовой взвеси 25, накопительной емкости 38 с водой. Во внешнем контуре расположен нагревательный элемент 17, работа которого контролируется по термопарам 9 и 13. Внешний контур оснащен каналом 20 с встроенным клапаном 18 и каналом 5 для слива и залива теплоносителя. Доступ в камеру травления осуществляется через теплоизолированную дверь 4 и герметичную дверь 2, на которой расположен привод 3 лопастей 1 для перемешивания травителя. Камера травления оснащена каналом 19 для слива травителя со встроенным клапаном 16. Устройство оснащено ёмкостью 33 с отверстием 21 для залива травителя, нагреваемого при помощи спирального нагревателя 32, контролируемого по термопаре 31. Травитель подается в камеру по каналу 34, а по каналу 39 из ёмкости 38 подается вода, температура которой поддерживается нагревателем 40, по термопаре 36.
По окончании травления вода подаётся насосом 41 через клапан 15 и контролируется датчиком уровня жидкости 12. С обратной стороны камеры находится водяной клапан 35, через который насосом 30 по каналу 37 из камеры вымывается травитель, процесс контролируется уровнемером жидкости 11. Из камеры травления по каналу 22 в систему конденсации отводится парогазовая взвесь, где пар конденсируется и по каналу 27 компоненты травителя возвращаются в камеру, а газ по каналу 24 с обратным клапаном 26, отводится из устройства. По каналу 28 в систему конденсации подаётся охладитель и выводится по каналу 23. При расположении кассеты 14 в камере травления канал 42 для отвода избыточного давления из кассеты подсоединяется к каналу 29. Для удобства работы управляющее оборудование выведено на приборную панель 7.
Источник: МИФИ