В НИЯУ МИФИ создано устройство для жидкостного травления

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.

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.