CS265107B1

CS265107B1 - Equipment for etching very thin silicon wafers

Info

Publication number: CS265107B1
Application number: CS865714A
Authority: CS
Inventors: Dusan Ing Srnka; Jirina Ing Ptackova; Rimma Prom Chem Svobodova
Original assignee: Dusan Ing Srnka; Jirina Ing Ptackova; Rimma Prom Chem Svobodova
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS571486A1

Abstract

Zařízení zajištuje současné oboustranné chemické leptání křemíkových destiček, tvořících základní komponenty pro výrobu polovodičových průletových detektorů.Leptací zařízení je tvořeno rotačním bubnem, v jehož čelních stěnách je přívod a odvod leptacího a promývacího roztoku. Podél vnitřního povrchu obvodového pláště rotačního bubnu je vytvořena nejméně jedna drážka, v níž je uloženo nejméně jedno kruhové pouzdro s oboustranným otvorem pro vymezení leptaných ploch křemíkové destičky.The device ensures simultaneous double-sided chemical etching of silicon wafers, which form the basic components for the production of semiconductor time-of-flight detectors. The etching device consists of a rotating drum, in the front walls of which there is an inlet and outlet for the etching and washing solution. Along the inner surface of the peripheral shell of the rotating drum, at least one groove is formed, in which at least one circular sleeve with a double-sided opening is placed for defining the etched surfaces of the silicon wafer.

Description

Vynález se týká zařízení pro leptání velmi malých křemíkových destiček, pužívaných pro výrobu polovodičových průletových detektorů.The invention relates to an apparatus for etching very small silicon wafers used for the manufacture of semiconductor fly-through detectors.

Jedním ze známých způsobů leptání je jednostranné leptání, kde se kyselinovzdorným tmelem zamaskují okraje jedné strany a celá druhá strana křemíkové destičky. Takto upravená destička se vloží do nádoby s kyselinou a leptá se řádově desítky minut. Aby křemíková destička byla odleptána rovnoměrně, je nutné leptaci lázeň míchat. Míchání se provádí ručně, čož je namáhavé a časově náročné. Stejným způsobem se odleptá i druhá strana křemíkové destičky Při současném leptání obou stran křemíkové destičky se docílí uspokojivého odleptání pouze na její horní straně. Spodní strana je v důsledku špatného přístupu kyseliny odleptána nepravidelně, což často vede k jejímu znehodnocení.One known etching method is one-sided etching, where the edges of one side and the other side of the silicon wafer are masked with an acid-resistant sealant. The plate thus treated is placed in an acid vessel and etched in the order of tens of minutes. To etch the silicon wafers evenly, the etching bath must be stirred. Mixing is done manually, which is laborious and time consuming. The other side of the silicon wafer is etched in the same way. At the same time, both sides of the silicon wafer are etched satisfactorily only on its top side. The underside is etched irregularly due to poor acid access, which often leads to acid degradation.

Jiný způsob využívá k míchání leptaci lázně elektrického pohonu, spojeného s leptaci nádobou. Ta se otáčí kolem své osy a tak je zajištěno potřebné promývání křemíkových destiček, které jsou v leptaci nádobě upevněny na teflonové podložce. Nedostatkem je zde odleptání křemíkové dětičky po celé ploše, tj, i na jejích krajích. Manipulace s těmito destičkami je pak velmi obtížná a často dochází k jejich mechanickému poškození.Another method utilizes an etching bath of the electric drive associated with the etching vessel for mixing. This rotates about its axis and thus ensures the necessary washing of the silicon wafers, which are fixed to the teflon pad in the etching vessel. The disadvantage here is the etching of the silicon baby all over the area, ie, even at its edges. These plates are then very difficult to handle and often mechanically damaged.

Leptáním tenkých polovodičových destiček se zabývá také US Patent 4 251 317. Zařízení pode tohoto patentu je tvořeno nádrží naplněnou leptacím roztokem, v němž je na pevných ramenech upevněna kazeta. V ní jsou pak vedle sebe uloženy leptavé polovodičové plátky. Otáčení kazety je řešeno řetězovým pohonem z vnějšího elektrického motoru. Míchání leptacího roztoku se provádí dusíkem, vháněným do roztoku. Nedostatky tohoto uspořádání lze spatřovat především v tom, že řetězový pohon je ponořen do leptaci lázně, což omezuje jeho životnost a klade zvýšené nároky na volbu použitého materiálu. Konstrukce kazety a způsob míchání nezajištuje rovnoměrné odleptání obou stran destiček a to jak v kvalitě tak i v rychlosti leptání. Konstrukční řešení je relativně složité.The etching of thin semiconductor wafers is also dealt with in US Patent 4,251,317. The apparatus of this patent consists of a tank filled with an etching solution in which a cassette is mounted on fixed arms. Corrosive semiconductor wafers are then placed next to each other. Rotation of the cassette is solved by chain drive from external electric motor. Stirring of the etching solution is carried out with nitrogen blown into the solution. The disadvantages of this arrangement can be seen in particular in the fact that the chain drive is immersed in the etching bath, which limits its lifetime and places increased demands on the choice of the material used. The design of the cassette and the mixing method do not ensure uniform etching of both sides of the plates, both in quality and etching speed. The design is relatively complex.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro leptání velmi tenkých křemíkových destiček podle vynálezu. Je tvořeno rotačním bubnem, v jehož čelních stěnách je upraven přívod a odvod leptacího a promývacího roztoku. Podél vnitřního povrchu obvodového pláště rotačního bubnu je vytvořena nejméně jedna drážka, v níž je uloženo nejméně jedno kruhové pouzdro s oboustranným otvorem pro vymezení leptaných ploch křemíkové destičky.The above-mentioned drawbacks are overcome by the device for etching the very thin silicon wafers according to the invention. It consists of a rotating drum, in the front walls of which the inlet and outlet of the etching and washing solution are provided. At least one groove is formed along the inner surface of the peripheral shell of the rotary drum in which at least one circular bushing with a double-sided opening is received to define the etched surfaces of the silicon wafer.

Zařízení podle vynálezu zajištuje optimální režim leptání, kterého je dosaženo dokonalým mícháním leptacího roztoku v průběhu leptání. Křemíkové destičky jsou leptány rovnoměrně po obou stranách. Výraznou výhodou je úplné oddělení pohonu od leptaci lázně. Zařízení je velmi jednoduché.The device according to the invention provides an optimum etching regime which is achieved by thoroughly mixing the etching solution during the etching. Silicon wafers are etched evenly on both sides. A distinct advantage is the complete separation of the drive from the etching bath. The device is very simple.

Zařízení podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je nakreslen boční pohled a na obr. 2 řez A-A.The device according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a side view and Fig. 2 is a section A-A.

Je tvořeno rotačním bubnem 2' který je uložen na hnacích kladkách 2. V čelních stěnách rotačního bubnu 2 je vytvořen přívod 2 ^a odvod 2 leptacího \ promyvacího roztoku 5_. Na vnitřním povrchu obvodového pláště rotačního bubnu 2 je vytvořena drážka 6 pro uložení kruhového pouzdra 7 s oboustranným otvorem pro vymezení leptaných ploch křemíkové destičky 2· Přívod 2 ^a odvod 4. jsou vytvořeny v protilehlých čelech v ose rotačního bubnu 1, přičemž průměr přívodu 2 í^{e raen}ší nežli průměr odvodu 2·It is formed by a rotary drum 2 'which is mounted on the drive rollers 2. In the front walls of the rotary drum 2, the inlet 2 ^{and the} outlet 2 of the etching wash solution 5 are formed. On the inner surface of the peripheral wall of the rotary drum 2 is formed a groove 6 for accommodating the ring housing 7 with double-sided hole for defining the etched surfaces of the silicon wafer 2 · 2 inlet ^and outlet of the fourth are formed in opposite faces in the axis of the rotary drum 1, the diameter of the inlet 2 s ^{e raen wider} than drain diameter 2 ·

Při otáčení rotačního bubnu 2 se kruhová pouzdra 2 ^s oboustranným otvorem, uložená v drážce 2 ^a ponořená v leptacím a promývacím roztoku 2 odvalují po vnitřním povrchu jeho obvodového pláště. Tím je dosaženo rovnoměrného omývání křemíkových destiček 2* Po obvodu rotačního bubnu 2 může být vytvořeno více souběžných drážek 6· V těchto drážkách 6 pak mohou být uložena kruhová pouzdra 2 vedle sebe i za sebou.When the rotary drum 2 is rotated ^{, the} double-sided circular sleeves 2 embedded in the groove 2 ^and immersed in the etching and washing solution 2 roll on the inner surface of its peripheral shell. As a result, a plurality of parallel grooves 6 can be formed around the periphery of the rotary drum 2.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for etching very thin silicon wafers for semiconductor fly-through detectors, comprising at least one circular housing and a rotating drum, which is filled with an etching and washing solution and provided with a drive, characterized in that there is an inlet (3) in the front walls of the rotating drum (1) ) and an outlet (4) of the etching and washing solution (5), wherein at least one groove (6) is formed along the inner surface of the peripheral shell of the rotary drum (1), in which at least one annular bush (7) etched surfaces of the silicon wafer (8).