DE1915714A1

DE1915714A1 - Vorrichtung zum AEtzen von Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE1915714A1
Application number: DE19691915714
Authority: DE
Inventors: Hartmut Michel; Reinhard Schulten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-10-22
Also published as: DE1915714C3; FR2035929B1; DE1915714B2; JPS50188B1; FR2035929A1; US3679517A; GB1300333A

Description

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Anlage zur

t

Gebrauchsmusterhilfs-Anmeldung

HO BERTBQSGH GMBH, Stuttgart W₄ Breitscheidstrasse 4-

Vorrichtunp; zum Ätzen von Halbleiterscheiben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiterscheiben mit einem in die Ätzflüssigkeit eingetauchten, mit waagrechter Achse rotierenden Ätzkorb, dessen Innenraum durch Trennwände in einzelne Zellen unterteilt ist, welche je eine Halbleiterscheibe aufnehmen.

Es ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die Trennwände des Ätzkorbes aus ebenen, mit Löchern versehenen Kunststoffplatten bestehen. Die Außenwand des Ätzkorbes 'wird dabei durch einen Hohlzylinder gebildet, welcher ebenfalls aus Kunststoff besteht und mit Löchern versehen ist

Bei dieser bekannten Vorrichtung hat sich aber gezeigt, daß die Halbleiterscheiben beim Ätzen nicht genügend planparallel v/erden, Diener Mangel tritt besonders dann auf, wenn die ab-

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zutragenden Schichtstärken ein gewisses Mäßr-tife'ersciireiten^ z.B. größer-als 2GUuni pro Seite sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde^ eine Ifbrricntüiijg.^d-e eingahgs genannten. Art zu entwibke'lii^ "bei der di^jir lia'cn-t'eil·; beseitigt isti Insbesondere sbii dabei eüie;^ Yorritelitung änge-7 getieh vierdenj die Bei als zutragenden _Sbiiicintstär1fcbn:'in der ■ :; Größenordnung Ybii 75 "bis iÖÖ M& i>rö Seite' e'ine gute Plan- -,---"■ Parallelität der' Sciieibeii liefert * . ■ ; .

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Erfindungsgemäß ist diese lüfgäbe' äädtirch gelöst^ daß der für die Auflage der Halbleiterscneibe' bostiaiMte^ äußerste feil. der Zelle als konkav gekrüiiiinte Führungsrilie ausgebildet: ist. In dieser Führungsrille iiird die Mälbleiterscheibe stets etwa in der Mitte geführt, so daß ein Anliegen der Scheibe mit einer ihrer Planflächen an einer der beiden die Zelle seitlich begrenzenden Trennwände während des Ätzprozesses vermieden wird.

In. Weiterbildung der Erfindung ist die Breite "der Zelle an der Stelle, an der der obere Rand der Halbleiterscheibe die Zellwand berührt, so verringert, daß die Halbleiterscheibe in der Zelle an dieser Stelle nur ein geringes Spiel hat. Dadurch wird erreicht, daß die Scheibe beim Ätzen mit ihrem oberen Rand statistisch zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Anschlagstellen hin- und herkippt, wobei sich eine weitere Erhöhung der Planparallelität der geätzten Scheiben ergibt. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die radiale Begrenzung des Äbzkorbes als parallel zur Drehachse verlaufende Stege auszubilden und die Pührungsrillen an

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den Stegen anzubringen. Dadurch wird ein guter Flüssigkeitsaustausch erzielt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der gegenseitige Abstand der Stege 25 bis 50 % des Durchmessers der Halbleiterscheiben beträgt. Um zu verhindern,' daß die Halbleiterscheiben unrund geätzt werden, ist ferner der gegenseitige Abstand der Stege so gewählt, daß bei jeder Umdrehung der Halbleiterscheibe im Ätzkorb andere Abschnitte des Umfanges der Halbleiterscheibe von den Stegen berührt werden. Zweckmäßig wird der Ätzkorb so ausgestaltet, daß der Abstand zwischen der Drehachse und dem von ihr entferntesten Punkt der Führungsrillen fünf Viertel des Durchmessers der Halbleiterscheiben beträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung für Halbleiterscheiben erwiesen, die mit einer Orientierungskante versehen sind.

An einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ätzvorrichtung mit einem Ätzkorb mit eingesetzten Siliziumscheiben, teilweise im Schnitt entlang der Achse des Ätzkorbes,

Fig. 2 eine einzelne Zelle des Ätzkorbes mit eingesetzter Siliziumscheibe in vergrößerter Darstellung, ebenfalls im Schnitt entlang der Achse des Ätzkorbes,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Siliziumscheibe, welche mit einer Orientierungskante versehen ist, in der Draufsicht.

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In Fig. 1 ist mit 1 eine Halterung bezeichnet, die im wesentlichen die form eines U hat, dessen freie Schenkel la, Ib nach unten gerichtet sind. Am rechten Schenkel la ist ein Antriebsmotor 2 befestigt. Auf die horizontal verlaufende und nach links gerichtete Motorwelle 2a, die den linken Schenkel Ib durchdringt, ist außerhalb dieses Schenkels ein erstes Zahnrad 3 starr aufgesetzt. Das Zahnrad 3 steht mit einem zweiten Zahnrad 4 in Eingriff, welches unterhalb des Zahnrades 3 drehbeweglich angeordnet ist und dessen Achse ebenso wie die Achse des Zahnrades 3 horizontal orientiert ist. Das Zahnrad 4 ist im unteren Teil des linken Schenkels Ib der Halterung 1 gelagert. Koaxial zur Achse dieses Zahnrades ist zwischen den beiden Schenkeln la, Ib ein im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeter Ätzkorb 5 drehbeweglich angeordnet und mit der Achse des Zahnrades 4 starr verbunden, so daß der Ätzkorb über die Zahnräder 3,4 durch den Motor 2 in Drehung versetzt werden kann. Der Innenraum des Ätzkorbs 5 ist durch Trennwände 6 in einzelne Zellen unterteilt, in welche je eine Halbleiterscheibe 7 eingesetzt ist.

Das beschriebene System ist in eine mit Ätzflüssigkeit 8 gefüllte Wanne 9 derart eingesetzt, daß sich der Ätzkorb 5"mit den Halbleiterscheiben 7 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindet .

Die Trennwände 6 sind als Massivwände ausgebildet. Ihre Wandstärke nimmt mit zunehmendem Abstand von der Drehachse des Ätzkorbes linear ab, so daß die zur Aufnahme der Halbleiterscheiben dienenden Zellen sich mit zunehmendem Abstand von dieser Achse verbreitern. Der Ätzkorb 5 ist in radialer

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Richtung durch acht parallel zur Drehachse verlaufende Stege 10 begrenzt, deren Querschnitt so bemessen ist, daß der gegenseitige Abstand der Stege etwa 40 % des Durchmessers der Halbleiterscheiben beträgt.

Dieser Abstand ist ferner so gewählt, daß bei jeder Umdrehung der Halbleiterscheibe im Ätzkorb andere Abschnitte des Umfange s der Halbleiterscheibe von den Stegen berührt werden. An den Stegen 10 sind an denjenigen Stellen, die für die Auflage der Halbleiterscheiben bestimmt sind, konkav gekrümmte Rillen 11 angebracht, die zur Führung der Halbleiterscheiben dienen. Der Abstand zwischen der Drehachse und dem von ihr entferntesten Punkt 12 der Führungsrillen 31 beträgt fünf Viertel des Durchmessers der Halbleiterscheiben 7·

Wird der Ätzkorb 5 durch den Motor in Drehung versetzt, so rollen die Halbleiterscheiben 7 im Ätzkorb gleichmäßig von Führungsrille zu Führungsrille. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Halbleiterscheiben, wie in Fig. 4 dargestellt, mit einer Orientierungskante 13 versehen sind.

Es zeigt sich, daß, insbesondere bei Umdrehungsgeschwindigkeiten des Ätzkorbes, die zu einer Umfangsgeschwindigkeit der Halbleiterscheiben im Bereich von ca. 3 cm pro Sekunde führen, Scheiben erhalten werden, die mit Ausnahme eines l,5mni starken Randes (der sowieso im Planarverfahren nicht ausnutzbar ist) planparallel auf - 2 /um sind und bei Verwendung einer geeigneten Ätzlösung.eine spiegelblanke Oberfläche haben.

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Durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit läßt sich erreichen, daß der Rand nach dem Ätzen in einer Breite von ca. 3 mm um 10 bis 20 /um gegenüber der Mitte stärker ist, wodurch die Anfälligkeit der Scheiben für Bruch stark herabgesetzt wird. Es wird dabei eine ausgesprochen stumpfe Scheibenkante erzielt. · - ,

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Claims

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Ansprüche

/ly Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiterscheiben mit einem in die Ätzflüssigkeit eingetauchten, mit waagrechter Achse rotierenden Ätzkorb, dessen Innenraum durch Trennwände in einzelne Zellen unterteilt ist, welche je eine Halbleiterscheibe aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Auflage der Halbleiterscheibe bestimmte, äußerste Teil der Zelle als konkav gekrümmte Führungsrille ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zelle an der Stelle, an der der obere Rand der Halbleiterscheibe die Zellwand berührt, so verringert ist, daß die Halbleiterscheibe in der Zelle an dieser Stelle nur ein geringes Spiel hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Begrenzung des Ätzkorbes durch parallel zur Drehachse verlaufende Stege gebildet ist.
4-. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrillen an den Stegen angebracht sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,, dadurch gekennzeichnett
daß der gegenseitige Abstand, der Stege 25 bis 50% cLes
Durchmessers der Halbleiterscheiben beträgt.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3'"bis 5*
dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der
Stege so gewählt ist, daß bei jeder Umdrehung der Halbleiterscheibe im Ätzkorb andere Abschnitte des Umfanges der Halbleiterscheibe von den Stegen berührt werden.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Drehachse und dem von ihr entferntesten Punkt der Führungsrillen fünf Viertel des Durchmessers der Halbleiterscheibe beträgt.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7« dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände als Massivwände ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Ätzen von Halbleiter-

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scheiben, welche mit einer Qrientierungskante versehen sind.

Vorrichtung nach mindestens einem der Insprüche 1 his 8, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Polierätzen von Halbleiterscheiben.

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