CS273043B1

CS273043B1 - Holder for semiconductor plate's clamping during electrochemical treatment

Info

Publication number: CS273043B1
Application number: CS326389A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Neuzil; Magdalena Ing Pospisilova; Ales Ing Pajgrt; Jaroslav Ing Csc Marsik
Original assignee: Pavel Ing Neuzil; Magdalena Ing Pospisilova; Pajgrt Ales; Marsik Jaroslav
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS326389A1

Abstract

The vacuum holder for clamping semiconductor plate solves the problem of fast and simple exchange of semiconductor plates during electrochemical treatment in gross production. On the first side of an electrically conductive circular plate (11) of a holder there is a system of grooves (111) connected by a suction tube with a vacuum source. The circular conducting plate of the holder is set in an insulation cover (12) on whose circumference there is a groove (121) connected with a source of an inert gas overpressure by means of a tube (14). A suction tube (13) is coaxially positioned in the inlet tube (14) and both the tubes are firmly mechanically connected with the circular conductive plate (11) of the holder.<IMAGE>

Description

Vynález se týká vakuového držáku pro uchyceni polovodičová desky při elektrochemická úpravě.The invention relates to a vacuum holder for holding a semiconductor plate in an electrochemical treatment.

3s známo zařízení, kde zpracovávaná polovodičová de9ka tvoři vodotěsně upevněné dno válcové nádoby, která je naplněna elektrolytem a umístěna v jiné nádobě naplněné rtuti. Osdnu elektrodu tvoři platinová deska ponořená do elektrolytu ve válcové nádobě. Druhou elektrodu tvoři rtuť. V jiném zařízeni zpracovávané deska rovněž tvoři dno nádoby, které je matkou vodotěsně přitiětěno ke spodnlku okraji pláště nádoby. Uvnitř nádoby Je elektrolyt, v němž je ponořena platinová elektroda. Oruhou elektrodu tvoří dobrý elektrický vodič, např. měděný blok, připevněný k druhé straně polovodičové desky. 3iné známé zařízeni sestává z dvoudílné nádoby, mezi jejímiž oběma elektricky izolovanými díly spojenými přírubou je uchycena polovodičová deska. Nevýhodou uvedených zařízeni je značná Časová náročnost při uchycováni desek a nutnost vyměňovat těsnicí kroužky při stále se opakujícím rozebíráni. 3e obtížné zajistit bezpečné utěsněni dna nádoby e elektrolytem. Zanedbatelné není ani nebezpečí případné práce 9e rtuti.3, a process is known in which the semiconductor blank to be processed forms a water-tight bottom of a cylindrical vessel which is filled with electrolyte and placed in another vessel filled with mercury. The electrode consists of a platinum plate immersed in the electrolyte in a cylindrical vessel. The other electrode is mercury. In another device, the plate to be processed also forms the bottom of the container, which is waterproofed by the mother to the underside of the edge of the container shell. Inside the vessel There is an electrolyte in which the platinum electrode is immersed. The circumference of the electrode is a good electrical conductor, for example a copper block, attached to the other side of the semiconductor plate. Another known device consists of a two-part vessel, between which two electrically insulated parts connected by a flange are attached a semiconductor plate. The disadvantages of these devices are the considerable time required for fixing the plates and the necessity to replace the sealing rings with repeated disassembly. It is difficult to ensure a secure sealing of the bottom of the container with electrolyte. The risk of possible mercury 9e work is also negligible.

V dalším známém zařízeni je do nádoby e elektrolytem ponořena platinová elektroda. Druhou elektrodu tvoři vodivá vrstva materiálu, např. hliníku, která je nanesena na druhé straně polovodičová desky ponořené v elektrolytu. Celou druhou stranu polovodičové desky a vodivým povlakem včetně elektrického přívodu je nutno od elektrolytu v nádobě elektricky i chemicky izolovat, např. povlakem vosku. Při každé výměně .desky je nutno tuto izolaci spolehlivě obnovit, což je náročné na přesnost provedeni.In another known device, a platinum electrode is immersed in the electrolyte container. The second electrode is a conductive layer of material, eg aluminum, which is deposited on the other side of a semiconductor plate immersed in the electrolyte. The entire other side of the semiconductor plate and the conductive coating, including the electrical supply, must be electrically and chemically insulated from the electrolyte in the vessel, for example by a wax coating. Every time the plate is replaced, this insulation must be reliably renewed, which is demanding in terms of precision.

□áls jsou známy vakuové držáky pra uchyceni polovodičových desek, ale jejich různé konstrukce neumožňuji elektrickou izolaci držáku od elektrolytu při elektrochemické úpravš.Vacuum holders are known for attaching semiconductor plates, but their various designs do not allow electrical isolation of the holder from the electrolyte during electrochemical treatment.

Tyto.nedostatky známých řešeni uchycení polovodičové desky velmi ztěžuji jejich použiti pro elektrochemickou úpravu desek v hromadné výrobě nebo značně zvyšuji výrobní náklady.These drawbacks of the known solutions for attaching the semiconductor board make it very difficult to use them for electrochemical treatment of the boards in mass production or considerably increase production costs.

Uvedené nedostatky odstraňuje vakuový držák pro uchyceni polovodičové desky při elektrochemické úpravě podle vynálezu. 3eho podstata spočívá v tom, že elektricky vodivá kruhová deska držáku je zapuštěna do izolačního krytu, např. z teflonu, po jehož obvodu v rovině první strany desky držáku je vytvořena drážka, spojená es zdrojem přetlaku inertního plynu přívodní trubici, v niž je souose umístěna odsávací trubice, spojující systém axiálních a radiálních drážek na první straně desky držáku se zdrojem podtlaku. Přívodní trubice a odsávací trubice jsou pevně spojeny s kruhovou deskou držáku v její ose rotace.These drawbacks are overcome by the vacuum holder for attaching the semiconductor plate in the electrochemical treatment of the invention. The principle is that the electrically conductive circular plate of the holder is embedded in an insulating cover, for example of teflon, on the circumference of which in the plane of the first side of the holder plate is formed a groove connected to the inert gas overpressure source. a suction tube connecting the axial and radial groove system on the first side of the bracket plate to the vacuum source. The inlet tube and the suction tube are rigidly connected to the ring plate of the holder in its axis of rotation.

Vakuový držák podle vynálezu je zaručeně elektricky izolován od elektrolytu, v němž je ponořen. Tlakový inertní plyn zabraňuje proniknuti elektrolytu do odsávací trubice. Navíc Jeho unikáni přispívá k promícháváni elektrolytu. Tyto výhody se projeví hlavně v jednoduché e rychlé manipulaci s polovodičovými deskami.The vacuum holder according to the invention is guaranteed to be electrically insulated from the electrolyte in which it is immersed. The pressurized inert gas prevents the electrolyte from entering the suction tube. Moreover, His leakage contributes to electrolyte mixing. These advantages will be manifested mainly in simple and fast handling of semiconductor boards.

Příklad vakuového držáku pro uchyceni polovodičové deeky je dále popsán pomoci výkresu, kde na obr· 1 je znázorněn držák v příčném řezu a na obr. 2 je znázorněn systém axiálních a radiálních drážek v desce držáku a drážka ne obvodu izolačního krytu.An example of a vacuum holder for receiving a semiconductor blanket is further described with reference to the drawing, wherein FIG. 1 shows the holder in cross section and FIG. 2 shows a system of axial and radial grooves in the holder plate and a groove on the circumference of the insulating cover.

Vakuový držák na obr. 1 a obr· 2 se skládá ze dvou části.The vacuum holder in Fig. 1 and Fig. 2 consists of two parts.

Prvni čáeti je kovová kruhová deska 11 držáku, na Jejíž první straně přiléhající k polovodičové desce 2 ja vytvořen systém axiálních drážek 111. Tyto axiální drážky 111 jsou spojeny radiálními drážkami s odsávací trubici 13, připojenou ke zdroji podtlaku. Dru« hou části držáku je izolační kryt 12 z teflonu, do něhož je svou druhou stranou zapuštěna kruhová deska 11 držáku. Na obvodu izolačního krytu 12 v rovině prvni strany kruhové desky 11 držáku js vytvořena drážka 121, spojená se zdrojem přetlaku inertního plynu přívodní trubici 14. Odsávací trubice 13 je souose umístěna v přívodní trubici 14. Odsávací a přívodní trubice 13, 14 jsou pevně mechanicky spojeny 8 kruhovou deskou 11 držáku v její rotační ose. Pro lepši uloženi zpracovávaných polovodičových desek 2 je spodCS 273 043 Bl ni okraj izolačního krytu 12 vyvýšen. Průměr kruhové desky 11 držáku je vždy menši než průměr polovodičové desky 2The first members are a metal circular plate 11 of the holder, on whose first side adjacent to the semiconductor plate 2, a system of axial grooves 111 is formed. These axial grooves 111 are connected by radial grooves to a suction tube 13 connected to a vacuum source. The other part of the holder is an insulating cover 12 made of Teflon, into which the circular plate 11 of the holder is embedded with its other side. A groove 121 is formed on the periphery of the insulating cover 12 in the plane of the first side of the holder plate 11, connected to the inert gas overpressure source of the supply tube 14. The suction tube 13 is coaxially positioned in the supply tube 14. The suction and supply tubes 13, 14 8 shows a circular plate 11 of the holder in its rotational axis. In order to better accommodate the semiconductor plates to be processed 2, the edge of the insulating cover 12 is raised at the bottom. The diameter of the circular plate 11 of the holder is always smaller than the diameter of the semiconductor plate 2

Zpracovávané polovodičová deska 2 se položí na první stranu, opatřenou drážkami 111 držáku. Odsávací trubici 13 se odsaje vzduch z prostoru mezi kruhovou deskou 11 a polovodičovou deskou 2. Vzniklým podtlakem je polovodičová deska 2 přidržována. Přívodní trubici 14 ss do drážky 121 na obvodu izolačního krytu 12 vhání tlakový inertní plyn. Inertní plyn částečně proniká do drážek 111 a odsávací trubice 13, částečně uniká kolem okraje polovodičová desky 2. Držák JL s přisátou polovodičovou deskou 2 se vloží do nádoby s elektrolytem, kde se provede elektrochemická úprava. Po skončeni uvedená úpravy se držák JL a přisátou polovodičovou deskou 2 vyjme z elektrolytu a zbylý elektrolyt se e polovodičová desky 2 odstraní, např. opláchnutím ve vodě . Po vypnuti odsávacího zařízeni zanikne podtlak udržovaný mezi plochou spodní stěny elektricky vodivé desky 11 a plochou přivrácené strany polovodičové desky 2. Polovodičová deska 2 se uvolni a na její místo lze ihned vložit novou, nezpracovanou polovodičovou desku 2 a celý postup se opakuje. Probubléváni inertního plynu do elektrolytu výhodně pomáhá elektrolyt promíchávat. Oalšl promícháváni je umožněno otáčením držáku kolem osy, což jeho kompaktní konstrukce dovoluje.The semiconductor plate 2 to be processed is laid on the first side provided with the holder grooves 111. The suction tube 13 extracts air from the space between the annular plate 11 and the semiconductor plate 2. The resulting semiconductor plate 2 is held by the resulting vacuum. A pressurized inert gas is injected into the groove 121 on the periphery of the insulating cover 12 by a supply tube 14 ss. The inert gas partially penetrates into the grooves 111 and the suction tube 13, partially leaks around the edge of the semiconductor plate 2. The holder 11 with the sucked semiconductor plate 2 is inserted into an electrolyte container for electrochemical treatment. Upon completion of the treatment, the holder 11 and the sucked semiconductor plate 2 are removed from the electrolyte and the remaining electrolyte is removed, for example, by rinsing in water. After the suction device has been switched off, the vacuum maintained between the bottom wall surface of the electrically conductive plate 11 and the face of the semiconductor plate 2 is released. The semiconductor plate 2 is released and a new, untreated semiconductor plate 2 can be inserted immediately. Preferably, bubbling the inert gas into the electrolyte helps to agitate the electrolyte. Further mixing is possible by rotating the holder about an axis, allowing its compact construction.

Vakuový držák podle vynálezu umožňuje jednoduchou a rychlou výměnu polovodičových desek při jejich úpravě příslušnými elektrochemickými postupy, zvláště pak při přípravě pórovitého křemíku pro vytváření SOI, tj. silicon-on-Insulator, struktur. Os možno ho použit nejen pro laboratorní potřeby, ale především v automatizované výrobě při různých elektrochemických postupech, např. při řízené depozici z roztoků, při elektrochemickém selektivním leptáni nebo při odhalováni dislokaci a poruch krystalové mřížky, projevujících se při ponořeni polovodičových materiálů do roztoku fluoridových iontů při průtoku elektrického proudu.The vacuum holder according to the invention enables the simple and quick replacement of semiconductor plates when they are treated by appropriate electrochemical processes, in particular in the preparation of porous silicon for the formation of SOI (silicon-on-insulator) structures. The axis can be used not only for laboratory needs, but especially in automated production in various electrochemical processes, eg in controlled deposition from solutions, in electrochemical selective etching, or in detecting dislocations and crystal lattice defects manifested when dipping semiconductor materials into fluoride ion solution at the flow of electric current.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A vacuum holder for receiving a semiconductor plate in an electrochemical treatment, consisting of a holder plate, on the first side of which is adjacent to the semiconductor plate, a groove system characterized in that the electrically conductive circular plate (11) of the holder is embedded in the insulating cover (12). a Teflon, for example, on its periphery in the plane of the first side of the holder plate (11), a groove (121) is connected to a source of inert gas overpressure inlet tube (14) in which a suction tube (13) connecting the system axial and radial grooves (111) on the first side of the vacuum plate holder plate (11), the supply tube (14) and the suction tube (13) being rigidly connected to the circular plate plate (11) in its axis of rotation.