AT377868B - Verfahren zum verringern der dicke von siliziumscheiben durch chemisches aetzen - Google Patents
Verfahren zum verringern der dicke von siliziumscheiben durch chemisches aetzenInfo
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Description
<Desc/Clms Page number 1> Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern der Dicke von Siliziumscheiben durch chemisches Ätzen einer Seite der Scheiben, deren andere mit Stromkreisen versehene Seite gegen den Angriff des Ätzmittels geschützt ist. Bei der Herstellung von Halbleitern müssen aus Gründen der mechanischen Festigkeit im allgemeinen dickere Siliziumscheiben als dies durch die Konstruktions- und Technologievorschrif- ten des fertigen Erzeugnisses verlangt wird als Ausgangsmaterial verwendet werden. Andernfalls müsste man damit rechnen, dass zahlreiche Scheiben in der Produktion zu Bruch gehen. Die bereits fertige Stromkreise tragenden dickeren Siliziumscheiben müssen daher vor dem Anritzen und Tren- nen auf das vorgeschriebene geringere Dickenmass gebracht werden. Nach bekanntem Verfahren werden die Scheiben hiezu einem mechanischen Schleifen unterzogen, durch welches zwar für das später erfolgende Löten eine gute Oberflächenbeschaffenheit entsteht, in der Scheibe selbst jedoch mechanische Spannungen erzeugt werden. Das bekannte Verfahren ist ausserdem arbeitsaufwendig und erfordert entsprechend teure Schleifeinrichtungen. Aus obigen Gründen dürfte der Gedanke naheliegend sein, an Stelle des mechanischen Schlei- fens chemische Ätzung zu verwenden, wobei jedoch die "Stromkreise aufweisende Seite" der Schei- ben entsprechend geschützt werden soll. Über das chemische Ätzen von Silizium- u. a. Halbleiter- - Einkristallen verschiedenen Bestimmungszwecks sind bereits zahlreiche Publikationen erschienen. Es ist jedoch noch keine Rezeptur und kein Verfahren bekanntgeworden, durch welche eine einer geschliffenen Siliziumscheibe ähnliche gleichmässig matte Siliziumscheibe grosser spezifischer Ober- fläche erzeugt werden könnte. Im grundlegenden Nachschlagwerk der chemischen Bearbeitung von Halbleitergrundstoffen mit dem Titel"Ätzpraxis für Halbleiter" von A. F. Bogenschütz sind auf den S. 184 bis 203 mehrere Rezepte für Ätzmittel enthalten, welche jedoch durchwegs ein zur Erzie- lung von blanken bzw. halbblanken Oberflächen, zur Strukturätzung, Dislokationsentwicklung dienende Ätzmittel betreffen, deren Zusammensetzung von der Zusammensetzung des im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens verwendeten und später noch definierten Ätzmittels grundlegend verschieden ist. Auf ein gleichmässig matte Oberfläche lieferndes Ätzmittel ist dementsprechend in diesem Werk kein Hinweis enthalten. Die herkömmlichen bekannten Ätzmittel, auch Ätzmittel gemäss der genannten Literaturstelle, haben als gemeinsames Merkmal, dass sie irgendeine oxydierende Substanz, beispielsweise Salpeter- säure (HNOs), Wasserstoffsuperoxyd (H Oz), Chromtrioxyd (CrO 3), Kaliumbichromat (K ; Cr O,), Kaliumpermanganat (KMnO..), Natriumhypochlorit (NaOCl) oder Halogene, und mindestens eine das Oxyd des Halbleitergrundstoffes lösende Komponente, z. B. Fluorwasserstoff (HF), Chlorwasser- stoff (HCI), Bromwasserstoff (HBr), Essigsäure (CH3COOH), Weinsäure (CH3CHOH COOH) oder Oxal- säure [ (COOH) ] bzw. als Verdünnungsmittel vorwiegend Wasser, gegebenenfalls auch Glycerin oder Äthylenglykol enthalten. Solche, für dies chemische Ätzen von Siliziumoberflächen im allgemeinen verwendete, Salpetersäure (ho3), Fluorwasserstoff (HF) und Essigsäure (CH 3 COOH) enthaltende Ätzmittel ergeben eine glänzende Oberfläche. Solche Ätzmittel sind z. B. in der DE-OS 2149566, US-PS Nr. 3, 936, 329, US-PS Nr. 951, 728, DE-OS 2459892 und 2643750 beschrieben. Ein Ätzmittel, das für epitaktisch abgeschiedene Siliziumschichten dient und vollkommen strukturfreie, polierte Siliziumoberflächen ergibt und aus Fluorwasserstoff (HF), Salpetersäure (HNO), Essigsäure (CH 3COOH) und Schwefelsäure (ho.) besteht, wird in der DE-AS 1803406 beschrieben. In der DE-OS 2437048 wird neben Salpetersäure (HNO) und Fluorwasserstoff (HF) als dritte Komponente Essigsäure, Perchlorsäure, Kieselfluorwasserstoffsäure, Phosphorsäure oder Borsäure vorgeschlagen. Auch solche Ätzmittel liefern keine gleichmässig matten Siliziumoberflächen wie sie für das nachfolgende Löten benötigt werden. Es ist nun Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Verringern der Dicke von Siliziumscheiben zu schaffen, bei welchem durch chemisches Ätzen eine für das Löten gut geeignete matte Ätzfläche grosser spezifischer Oberfläche erhalten wird. Dies gelingt bei einem Verfahren zum chemischen Ätzen einer Seite der Scheiben, deren andere, mit Stromkreisen versehene Seite gegen den Angriff des Ätzmittels geschützt ist, gemäss der Erfindung dadurch, dass die Scheiben an den gegen das Ätzmittel zu schützenden Bereichen durch eine Polyäthylenfolie geschützt werden und dass zwecks Erzielung einer matten Oberfläche als Ätzmittel ein Gemisch aus 98%iger Schwefelsäure (HSO), 65%iger Salpetersäure (HNO 3) und 38 bis 40%iger Flusssäure (HF) verwendet wird, dessen in Vol.-% <Desc/Clms Page number 2> EMI2.1 säure, 20 Vol.-% 65% iger Salpetersäure und 65 Vol.-% 38 bis 40%iger Flusssäure besteht, wobei eine Ätztemperatur von 30 bis 45 C eingehalten wird und nach beendetem Ätzen die Scheiben in 65%ige Salpetersäure (hos) getaucht werden und von den Scheiben die Schutzabdeckung entfernt wird. Mit dem im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzten speziellen Ätzmittel können in einwandfreier Weise matte Ätzflächen erhalten werden, so dass es nunmehr möglich ist, das bisher zum Verringern der Dicke von Siliziumscheiben erforderliche, arbeitsaufwendige und im übrigen in den Siliziumscheiben störende mechanische Spannungen erzeugende Schleifen der Siliziumscheiben zu vermeiden. Mit einem erfindungsgemäss eingesetzten Ätzmittel kann eine 10 bis 15 11m dicke Oberflächenschicht entfernt werden und dann unabhängig von der anfänglichen Oberflächengüte ohne weiteres eine gleichmässig matte, homogene Oberfläche bis zu Abätzdicken von 100 bis 200 11m erzielt werden. Den Bereich der erfindungsgemäss ausnutzbaren Ätzmittelzusammensetzungen zeigt die Zeichnung. Je mehr man sich von 15 Vol-% 98%iger Schwefelsäure (HSO) 20 Vol.-% 65% iger Salpetersäure (ho,) und 65 Vol.-% 38 bis 40% iger Flusssäure (HF) (Punkt H in der Zeichnung) entfernt, umso blanker und ungleichmässiger werden die geätzten Oberflächen. Die Ätzgeschwindigkeit beträgt bei oxydfreien Oberflächen je nach Temperatur bzw. Zustand des Ätzmittels etwa 2 bis 3, 5 I1m/s. Während der Behandlung erfährt das Ätzmittel eine starke Erwärmung, wodurch auch die Scheiben mit erwärmt werden. Unter diesen Umständen haben sich die dem Schutz der die Stromkreise tragenden Seite dienenden bekannten herkömmlichen Massnahmen, z. B. Aufbringung von Schutzschichten aus verschiedenen Lacken, Kunststofflösungen, Wachsfilmen usw. als ungenügend erwiesen. Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass die die Stromkreise tragende Seite der Siliziumscheiben während der Behandlung in erfindungsgemäss einzusetzenden Ätzmitteln bzw. in ähnlich stark ätzenden Mineralsäuren durch eine an die Scheibenoberfläche aufgewalzte und hienach angeschmolzene Polyäthylenfolie äussert wirksam geschützt werden können. Nach erfolgtem Ätzen kann diese Folie nach leichtem Erwärmen von der Scheibenfläche bequem und problemlos abgezogen werden. Bei grösseren Ätztiefen hat es sich als wichtig erwiesen, das Ätzmittel insbesondere angrenzend an die zu ätzenden Flächen gut zu durchmischen, um dort eine Anreicherung an abgelösten Stoffen zu vermeiden. Ferner soll durch Abdecken der nicht zu ätzenden Seite der Scheiben und Abstützen der Scheiben an ihrer abgedeckten Seite innerhalb des Ätzbades eine Halterung für die Scheiben vermieden werden, welche die Scheiben an der zu ätzenden Fläche abschirmen wür- EMI2.2 Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschieben. Beispiel : 1. Aus einer 200 11m dicken Polyäthylenfolie werden den Abmessungen der Siliziumscheiben entsprechende Stücke ausgeschnitten, gereinigt und getrocknet. 2. Die die Stromkreise tragenden Seiten der zu ätzenden Siliziumscheiben werden jeweils mit einer auf Mass geschnittenen gereinigten Polyäthylenfolie versehen, die nach dem Aufsetzen vorsichtig angewalzt wurde. Hienach wurden die Scheiben samt Folie auf etwa 1800C erhitzt, wobei die Folie angeschmolzen wurde und gut haftete. 3. Zwecks Entfernens einer beispielsweise 100 11m starken Oberflächenschicht wurden die Scheiben bei einer Temperatur von 350C 40 s in einem Ätzmittel aus 15 Vol-% H :, SO., (98 gew.-% ig) ; 20 Vol.-% HNO, (65 gew.-% ig) ; 65 Vol.-% HF (40 gew.-% ig) geätzt. EMI2.3 eingetaucht, womit eine Fleckenbildung an den Scheiben vermieden wurde. 5. Die Scheiben wurden in Wasser gewaschen und hienach auf einen auf 70 bis 90 C erwärm- ten Vakuumtisch gelegt, worauf die Folien von der scharfen Scheibenseite einfach mit einer Pinzette angezogen wurden. <Desc/Clms Page number 3> Der Hauptvorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass es ermöglicht, homogen matte Siliziumoberflächen unter beliebiger Dickenverringerung der Siliziumscheiben zu gewährleisten. Die Oberfläche ist gut lötbar und kann bei den späteren technologischen Schritten in vorteilhafter Weise weiter bearbeitet werden. Das chemische Ätzverfahren ist dem Schleifen gegenüber produktiver und der Bruchausschuss liegt bedeutend niedriger.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Verringern der Dicke von Siliziumscheiben durch chemisches Ätzen einer Seite der Scheiben, deren andere mit Stromkreisen versehene Seite gegen den Angriff des Ätzmittels geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben an den gegen das Ätzmittel zu schützenden Bereichen durch eine Polyäthylenfolie geschützt werden und dass zwecks Erzielung einer matten Oberfläche als Ätzmittel ein Gemisch aus 98%iger Schwefelsäure (H 2 S04), 65%iger Salpetersäure (HNO,) und 38 bis 40%iger Flusssäure (HF) verwendet wird, dessen in Vol.-% ausgedrückte EMI3.1 10, 65],65%iger Salpetersäure und 65 Vol.-% 38 bis 40%iger Flusssäure besteht,wobei eine Ätztemperatur von 30 bis 45 C eingehalten wird und nach beendetem Ätzen die Scheiben in 65%ige Salpetersäure (HNOa) getaucht werden und von den Scheiben die Schutzabdeckung entfernt wird.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0304857A2 (de) * | 1987-08-27 | 1989-03-01 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH | Verfahren und Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiteroberflächen |
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| EP0304857A2 (de) * | 1987-08-27 | 1989-03-01 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH | Verfahren und Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiteroberflächen |
| EP0304857A3 (en) * | 1987-08-27 | 1989-05-10 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fur Elektronik-Grundstoffe Mbh | Process and apparatus for etching the surface of semiconductors |
Also Published As
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| ATA662077A (de) | 1984-09-15 |
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