DE20122014U1

DE20122014U1 - Etching device used for etching precision surfaces in the semiconductor industry comprises a reaction chamber for receiving and processing a single object

Info

Publication number: DE20122014U1
Application number: DE20122014U
Authority: DE
Original assignee: Coenen Wolfgang Dipl-Ing
Current assignee: Coenen Wolfgang Dipl-Ing
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18

Abstract

Etching device comprises a reaction chamber (1) for receiving and processing a single object. An independent claim is also included for a process for etching precision surfaces by individually adding different etching agents and introducing in a combination. Preferred Features: The reaction chamber can be closed on its upper side by a locking lid (2) having an observation window. The reaction chamber has a feed (4) and a run-off (5) for the etching agent. The feed consists of a connection (7) joined to the outer side of wall of the reaction chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ätzung von Präzisionsoberfächen.The invention relates to a device for etching of precision surfaces.

Die Ätzung von Präzisionsoberflächen hat für eine ganze Reihe von Substraten große wirtschaftliche Bedeutung. Sie wird bei der Herstellung von sogenannten „Wafern" in der Halbleiterindustrie genauso angewandt, wie bei der Herstellung von Produkten der Mikosystemtechnik, wo Bauteile mit mikroelektromechanischen Strukturen (MEMS-Bauteile) eine immer größer werdende Bedeutung erlangen. Letztere werden ebenfalls über Techniken der Halbleiterfabrikation erzeugt. Die Ätzung von Präzisionsoberflächen wird ebenfalls bei der Herstellung von porösem Silizium genutzt.The etching of precision surfaces has for a whole Large number of substrates economical meaning. It is also used in the manufacture of so-called "wafers" in the semiconductor industry used, such as in the manufacture of microsystem technology products, where components with microelectromechanical structures (MEMS components) an ever increasing Gain meaning. The latter are also about semiconductor fabrication techniques generated. The etching of precision surfaces also used in the production of porous silicon.

Neben Silizium basierten Substraten werden auch Glas- oder Kunststoffoberflächen geätzt, so zum Beispiel bei der Herstellung von Flachbildschirmen oder der Herstellung von CDs, die als Speichermedium für Daten große wirtschaftliche Bedeutung besitzen.In addition to silicon-based substrates glass or plastic surfaces are also etched, for example at Production of flat screens or the production of CDs, which as a storage medium for Data big have economic importance.

Allen diesen Herstellungsprozessen ist gemeinsam, daß sie in erster Linie hohe Stückzahlen bei höchster Qualität erzeugen sollen. Zu diesem Zweck findet eine ständige Verbesserung sowohl der Produktionsanlagen als auch der Prozesse der Herstellung statt. Um diese Verbesserung durchführen zu können, benötigen die Entwicklungsabteilungen der Herstellerbetriebe entsprechend ausgestattete Anlagen. Zur Entwicklung von neuen Produkten oder neuartigen Materialien benötigen auch Forschungsinstitute solche Anlagen.All of these manufacturing processes has in common that they primarily high quantities highest quality should generate. To this end, there is a constant improvement in both the production facilities as well as the manufacturing processes taking place. To this improvement perform to can, need the development departments of the manufacturing companies accordingly equipped facilities. For the development of new products or new types Need materials also research institutes such plants.

Diese Anlagen müssen in der Lage sein, kontinuierlich Verfahrens-Parameter wie den Ätzmittelfluß, die Zusammensetzung des Ätzmittels, die Ätzdauer, die Ätztemperatur, den pH-Wert oder die Höhe der angelegten Spannung und des Stromes zu ändern und diese gleichzeitig zu überwachen.These plants must be able to run continuously Process parameters like the etchant flow, the composition the etchant, the etching time, the etching temperature, the pH or the height to change the applied voltage and current and these at the same time to monitor.

Dies ist mit für die Produktion bestimmten Anlagen nur schwer durchführbar, da diese Produktionsanlagen nicht zur raschen Änderung von Parametern eingerichtet sind und diese Änderungen im Gegenteil sogar verhindern sollen, um eine gleichbleibend hohe Qualität der hergestellten Ware zu gewährleisten.This is with systems designed for production difficult to carry out, since these production facilities are not set up to quickly change parameters are and these changes on the contrary, should even prevent a consistently high quality to ensure the manufactured goods.

In der deutschen Patentschrift DE 196 46 273 wird eine automatische Endpunkterkennung des Ätzvorganges eines Halbleiterwafers beschrieben sowie eine dazu verwendete Vorrichtung. Die Endpunkterkennung beruht auf der Messung der Schallgeschwindigkeit in der Ätzflüssigkeit.In the German patent DE 196 46 273 describes an automatic end point detection of the etching process of a semiconductor wafer and a device used for this purpose. The end point detection is based on the measurement of the speed of sound in the etching liquid.

Eine weitere Vorrichtung, um Produktionsparameter zu überwachen, wird in der US-Schrift 6,254,720 B1 beschrieben. Dort wird der Verbrauch eines Ätzmittels mittels des Druckes im Gasraum über dem Ätzmittel bestimmt. Eine weitergehende Überwachung von Parametern wird jedoch nicht beschrieben.Another device to control production parameters to monitor is described in US 6,254,720 B1. There is the consumption of an etchant by means of the pressure in the gas space the etchant certainly. Further monitoring however, parameters are not described.

Ausgehend von der US-Schrift 6,254,720 B1 als nächstkommendem Stand der Technik, ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, wodurch eine Produktentwicklung und eine Produktionsprozeßentwicklung bei den eingangs genannten Produktionsprozessen erleichtert wird.Based on US 6,254,720 B1 as the closest State of the art, it is therefore an object of the present invention to provide a device whereby a product development and a production process development is facilitated in the production processes mentioned at the beginning.

Diese Aufgabe wird bei der Ätzvorrichtung, insbesondere bei der Ätzvorrichtung zur nasschemischen Ätzung von Präzisionsoberflächen, dadurch gelöst, daß sie aus einer Reaktionskammer zur Aufnahme und Bearbeitung eines einzelnen Gegenstandes besteht. Zur Optimierung und Entwicklung eines Produktionsprozesses werden gewöhnlich einzelne Parameter dieses Prozesses optimiert, wobei die Gesamtzahl der Parameter aus ökonomischen Gründen möglichst gering zu halten ist. Vorteilhafterweise erlaubt die vorliegende Erfindung diese Parametereinschränkung, indem sie die Bearbeitung eines einzelnen Gegenstandes ermöglicht. Damit werden statistische Schwankungen ausgeschlossen, die durch Materialabweichungen gleichgearteter Gegenstände bedingt sind.This task is particularly important for the etching device at the etching device for wet chemical etching of precision surfaces, solved by making them out a reaction chamber for receiving and processing an individual Object exists. To optimize and develop a production process become ordinary optimized individual parameters of this process, the total number the parameter from economic Reasons if possible is to be kept low. The present advantageously allows Invention this parameter restriction, by allowing the processing of a single item. This eliminates statistical fluctuations caused by material deviations similar items conditionally are.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Enindung ist vorgesehen, daß die Reaktionskammer an ihrer Oberseite durch einen verriegelbaren Deckel mit Sichtfenster abschließbar ausgebildet ist. Diese Ausführungsform stellt vorteilhaft sicher, daß zum einen die bei der Ätzung entstehenden giftigen SiF₄-Gase nicht entweichen können und ermöglicht vorteilhaft die optische Verfolgung des Bearbeitungsfortschrittes, vorzugsweise durch ein Mikroskop.In an advantageous embodiment of the binding, it is provided that the top of the reaction chamber is designed to be lockable by a lockable cover with a viewing window. This embodiment advantageously ensures that, on the one hand, the toxic SiF ₄ gases formed during the etching cannot escape and advantageously enables the processing progress to be monitored optically, preferably using a microscope.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Reaktionskammer einen Zu- sowie einen Ablauf für Ätzmittel besitzt, wobei Zu- und Ablauf in Überlaufgeometrie, räumlich weitest möglich voneinander getrennt, angebracht sind. Diese Anordnung erlaubt vorteilhaft den kontinuierlichen Austausch von verbrauchtem Ätzmittel ohne daß der Ätzprozeß unterbrochen werden müßte.Another embodiment of the invention provides before that Reaction chamber has an inlet and an outlet for etching agents, and drain in overflow geometry, spatial as far as possible from each other are attached separately. This arrangement advantageously allows the continuous exchange of used etchant without interrupting the etching process should be.

Dadurch, daß der Zulauf im Reaktionskammerinneren als zentral an der Bodenfläche angeordnete und zu dieser senkrechte Winkel bildende, nach oben zeigende Zulaufdüsen sowie als tangential zur Reaktionskammerwand angeordnete Zulaufdüsen ausgebildet ist, wird vorteilhaft erreicht, daß das Ätzmittel ständig in durchmischender Bewegung gehalten wird. Dies hat zur Folge, daß die zu ätzende Oberfläche ständig in Kontakt mit frischem Ätzmittel steht, und es nicht zur Ausbildung von stabilen Grenzschichten mit verbrauchtem Ätzmittel kommt. Anhand dieser Anordnung ist gleichzeitig die Wirkung der Ausbildung von Grenzschichten auf den Produktionsprozeß ermittelbar.Because the inlet inside the reaction chamber as central to the floor area arranged and perpendicular to this, forming upwards pointing inlet nozzles as well as feed nozzles arranged tangentially to the reaction chamber wall is advantageously achieved that the etchant is constantly in a mixing movement is held. As a result, the surface to be etched is constantly in There is contact with fresh etchant, and there is no formation of stable boundary layers with spent etchant. Based this arrangement is at the same time the effect of training Boundary layers on the production process can be determined.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Zulauf aus einem an der Außenseite der Reaktionskammerwand angebrachtem Anschluß besteht, bei dem mindestens zwei separate Zugänge zu einem Zulauf zusammengeführt sind. Diese Ausgestaltung vereinfacht die Konstruktion der Kammer und erlaubt die Applikation von unterschiedlichen Ätzmitteln innerhalb eines Produktionsvorganges.A further advantageous embodiment of the invention provides that the inlet consists of a connection provided on the outside of the reaction chamber wall, in which at least two separate accesses are brought together to form an inlet. This configuration simplifies the construction of the chamber and allows the application from below different etchants within a production process.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zugänge durch Ventile abschließbar sind. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, daß unterschiedliche Ätzmittel zum unmittelbaren Einsatz in der Reaktionskammer bereitgestellt werden können, ohne daß sich diese vorher vermischen. Gleichzeitig erlaubt diese Weiterbildung, daß ein, beispielsweise leerer, Ätzmittelvorratsbehälter ausgetauscht werden kann, ohne den Produktionsprozeß zu stören. Durch die zeitgesteuerte Betätigung der Ventile läßt sich ebenfalls mit Vorteil ein beliebiges Gemisch von unterschiedlichen Ätzmitteln erzeugen.In development of the invention provided that the Additions are lockable by valves. This development has the advantage that different etching agents provided for immediate use in the reaction chamber can be without that itself mix them beforehand. At the same time, this further training allows the existence, for example, empty, etchant reservoir replaced can be made without disrupting the production process. Through the timed activity the valves can also be with advantage any mixture of different etching agents produce.

Die in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehene Pumpe an jedem Zugang ermöglicht ein konstantes Fördern von Ätzmittel, so daß vorteilhafterweise reproduzierbare Reaktionsbedingungen erzeugt werden.The in embodiment of the invention The pump provided at each access enables constant delivery of etchant, so advantageously reproducible reaction conditions are generated.

Dadurch, daß die Reaktionskammer ein Ablaßventil an der Bodenfläche aufweist, wird mit Vorteil ein schneller Austausch zwischen zwei Ätzmitteln erreicht.Because the reaction chamber has a drain valve on the floor surface has a rapid exchange between two etchants is advantageous reached.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Reaktionskammer eine Ultraschalleinrichtung aufweist. Die Löslichkeit der beim Ätzprozeß entstehenden Gase im Ätzmittel wird durch Ultraschall vorteilhaft herabgesetzt und diese Gase können leichter aus dem Prozeß entfernt werden. Die quantitative Entfernung der Gase führt zu qualitativ hochwertigeren Produkten und erhöht die Reproduzierbarkeit der Produktionsergebnisse.Another advantageous training the invention provides that the Reaction chamber has an ultrasonic device. The solubility the resulting during the etching process Gases in the etchant is advantageously reduced by ultrasound and these gases can lighter removed from the process become. The quantitative removal of the gases leads to higher quality Products and increases the reproducibility of the production results.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eines Gaseinlasses am oberen Abschnitt der Seitenwand der Reaktionskammer und der eines Gasauslasses am oberen Rand der gegenüberliegenden Seitenwand, erlaubt mit Vorteil den Austausch des Gasraumes der Reaktionskammer. Durch das Spülen des Gasraumes mit beispielsweise N₂ wird ein Partialdruckgradient zwischen gelöstem und gasförmigem SiF₄ erzeugt, der die Menge an gelöstem SiF₄ Gas weiter reduziert und so die Reproduzierbarkeit der Produktionsprozesse mit Vorteil weiter erhöht.The device according to the invention of a gas inlet on the upper section of the side wall of the reaction chamber and that of a gas outlet on the upper edge of the opposite side wall advantageously allows the gas space of the reaction chamber to be replaced. By flushing the gas space with, for example, N ₂ , a partial pressure gradient is generated between dissolved and gaseous SiF ₄ , which further reduces the amount of dissolved SiF ₄ gas and thus advantageously further increases the reproducibility of the production processes.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ätzvorrichtung mindestens eine gasdicht ausgebildete Öffnung aufweist. Durch diese gasdichte Öffnung wird zum einen vorteilhaft erreicht, daß das Innere der Reaktionskammer für Meßgeräte zur Bestimmung von Produktionsparametern zugängig ist, und zum anderen wird vorteilhaft erreicht, daß dabei das Entweichen von giftigem SiF₄-Gas verhindert wird.In an embodiment of the invention it is provided that the etching device has at least one gas-tight opening. Through this gas-tight opening, it is advantageously achieved, on the one hand, that the interior of the reaction chamber is accessible to measuring devices for determining production parameters, and, on the other hand, it is advantageously achieved that the escape of toxic SiF ₄ gas is prevented.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch mindestens eine gasdicht ausgebildete Öffnung mindestens ein Meßwertaufnehmer oder eine Elektrode in die Reaktionskammer geführt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht vorteilhaft die Bestimmung von Parametern unmittelbar benachbart zum Ätzvorgang und erlaubt weiterhin die Untersuchung von Prozessen, die elektrochemisch ablaufen, wie zum Beispiel die Produktion von MEMS-Bauteilen oder porösem Silizium.In a further embodiment of the Invention is provided that by at least one gas-tight opening at least one transducer or an electrode is led into the reaction chamber. This configuration enables advantageous the determination of parameters immediately adjacent to the etching process and continues to study processes that are electrochemical run, such as the production of MEMS components or porous Silicon.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Meßwertaufnehmer eine pH-Elektrode, und/oder eine Leitfähigkeitselektrode und/oder ein Temperaturfühler und/oder ein Mikroskop und/oder ein Durchflußsensor ist. Die Diversität der verwendbaren Meßwertaufnehmer erlaubt eine vollständige Überwachung der Parameter eines Prozesses, so daß die Optimierung dieses Prozesses auf einer soliden Datenbasis erfolgt. Anhand der Überwachung des pH-Wertes wird der Verbrauch des Ätzmittels überprüft. Bei Unterschreitung eines bestimmten Wertes wird mittels der Pumpe aus einem Vorratsbehälter über den Zulauf bei geöffnetem Ventil frisches Ätzmittel in die Reaktionskammer gefördert. Dieses verdrängt verbrauchtes Ätzmittel aus der Kammer, welches über den Ablauf in eine Neutralisations- und Abfalleinheit abfließt. Anhand der Meßwerte der Leitfähigkeitselektrode und/oder der pH-Elektrode wird die Vollständigkeit eines Spülprozesses ermittelt.A particularly advantageous embodiment the invention provides that the transducer a pH electrode, and / or a conductivity electrode and / or a temperature sensor and / or is a microscope and / or a flow sensor. The diversity of usable transducer allows full monitoring the parameters of a process so that the optimization of that process done on a solid database. Based on the surveillance of the pH is the Check the consumption of the etchant. at If the value falls below a certain value, the pump switches off a storage container over the Inlet when open Valve fresh etchant promoted to the reaction chamber. This displaces spent caustic out of the chamber, which over the drain flows into a neutralization and waste unit. Based of the measured values the conductivity electrode and / or the pH electrode will be complete a rinsing process determined.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ätzvorrichtung temperierbar ausgebildet ist. Dies führt vorteilhafterweise dazu, daß reproduzierbare Reaktionsbedingungen geschaffen werden. Gleichzeitig wird durch eine Erhöhung der Temperatur die Wirkung eines Ätzmittels erhöht.In an embodiment of the invention provided that the etching device is temperable. This advantageously leads to that reproducible Reaction conditions are created. At the same time, through an increase the temperature increases the effect of an etchant.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Deckelinnenseite einen dort befestigten horizontalen Halter für eine zu ätzende Oberfläche, insbesondere die Oberfläche eines sogenannten Wafers von bis zu 300 mm Durchmesser, aufweist. Die horizontale Lage des zu ätzenden Materials führt überraschenderweise dazu, daß die Qualität der gefertigten Produkte deutlich über solcher in senkrechter Lage gefertigter liegt. Die Ursache ist darin zu suchen, daß die beim Ätzvorgang entstehenden Gase im Fall horizontaler Lagerung senkrecht nach oben entweichen. Sie kommen so nicht in weiteren Kontakt mit der zu ätzenden Oberfläche.In a particularly advantageous Embodiment of the invention provides that the inside of the lid has a there attached horizontal holder for a surface to be etched, in particular the surface a so-called wafer of up to 300 mm in diameter. The horizontal position of the to be etched Materials surprisingly performs that the quality of the manufactured products clearly above those in vertical Location of manufactured lies. The reason is that the etching process resulting gases in the case of horizontal storage vertically upwards escape. In this way you do not come into further contact with the one to be etched Surface.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß auf der Deckelinnenseite eine an sich bekannte elektrochemische Zelle angebracht ist, wobei deren Deckel durch die mit zwei O-Ringen dichtschlüssig gegen die Zelle ausgebildete, zu bearbeitende Oberfläche gebildet ist, und die Zelle mit einer K₂SO₄-Lösung gefüllt ist, und die Zelle eine Pt-Elektrode und einen lichtdurchlässigen Abschnitt in der Wandung aufweist. Dadurch, daß die Ätzvorrichtung eine solche elektrochemische Zelle aufweist, können vorteilhafterweise auch Prozesse der Produktion von MEMS-Bauteilen und porösem Silizium untersucht werden.A further embodiment of the invention provides that an electrochemical cell known per se is attached to the inside of the lid, the lid of which is formed by the surface to be processed, which is designed to be machined with two O-rings, and the cell with a K ₂ SO ₄ solution is filled, and the cell has a Pt electrode and a translucent section in the wall. Because the etching device has such an electrochemical cell, processes of the production of MEMS components and porous silicon can advantageously also be examined.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein rechnergestütztes Programm vorgesehen ist, das Meßwerte erfaßt und auswertet sowie zeitabhängige Vorgänge veränderbar steuert. Diese Weiterbildung führt zu einer vorteilhaften Erleichterung der Prozeßoptimierung.A further development of the invention provides that a computer-aided program is provided which records and evaluates measured values and controls changes in time-dependent processes. This training leads to an advantageous relief Process optimization.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine erfindungsgemäße Ätzvorrichtung aus kombinierbaren Modulen besteht. Durch diese Modularität wird mit Vorteil erreicht, daß die Ätzvorrichtung an die Optimierung einer Vielzahl von Produktionsprozessen angepaßt werden kann.In an embodiment of the invention provided that a etching device according to the invention consists of combinable modules. This modularity means that Advantage achieved that the etching device the optimization of a variety of production processes can be adjusted can.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten der Zeichnung zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.The invention is in a preferred embodiment described with reference to a drawing, further advantageous Details of the drawing can be found. Functionally the same Parts are provided with the same reference numerals.

Die selbsterklärende Zeichnung zeigt im einzelnen in:The self-explanatory drawing shows in detail in:

1 ein Schema des Aufbaus der Ätzvorrichtung. 1 a schematic of the structure of the etching device.

1 zeigt eine Ätzvorrichtung zum Ätzen von Präzisionsoberflächen eines einzelnen Gegenstandes. Die Präzisionsoberfläche ist über einen an einem Deckel 2 angebrachten Halter 17 fixiert und taucht in einer Reaktionskammer 1 in ein Ätzmittel ein. Die Ätzvorrichtung ist dabei über eine nicht dargestellte computergesteuerte Temperaturregelung auf eine bestimmte Temperatur eingestellt, bzw. ändert ihre Temperatur nach Vorgabe eines zeitgesteuerten Temperaturprogrammes. 1 shows an etching device for etching precision surfaces of a single object. The precision surface is over a on a lid 2 attached holder 17 fixed and immersed in a reaction chamber 1 into an etchant. The etching device is set to a certain temperature by means of a computer-controlled temperature control (not shown), or changes its temperature in accordance with a time-controlled temperature program.

Während des Ätzvorganges wird das Ätzmittel durch eine nicht dargestellte Umwälzpumpe ständig in Bewegung gehalten, wobei das Ätzmittel über unterschiedlich orientierte Zulauf-Düsen 6 am Boden der Reaktionskammer 1 austritt. Dadurch wird eine ständige Bewegung des Ätzmittels erzielt, die durch die Ultraschalleinrichtung 12 verstärkt wird. Die ständige Bewegung trägt dazu bei, die bei den Ätzprozessen entstehenden Gase aus dem Ätzmittel auszutragen. Die so ausgetragenen Gase sammeln sich im Gasraum über dem Ätzmittel. Dort werden sie durch einen über einen Gaseinlaß 13 eintretenden und über einen Gasauslaß 14 austretenden Gasstrom entfernt. Der austretende Gasstrom wird in eine Neutralisationseinheit 21 geleitet und kann so sicher entsorgt werden.During the etching process, the etchant is constantly kept in motion by a circulation pump (not shown), the etchant using inlet nozzles with different orientations 6 at the bottom of the reaction chamber 1 exit. This results in a constant movement of the etchant, which is caused by the ultrasound device 12 is reinforced. The constant movement helps to discharge the gases that arise during the etching processes from the etchant. The gases discharged in this way collect in the gas space above the etchant. There they are through a gas inlet 13 entering and through a gas outlet 14 escaping gas stream removed. The exiting gas stream is converted into a neutralization unit 21 managed and can be disposed of safely.

Bestimmte Parameter des Ätzmittels wie zum Beispiel der pH-Wert werden ständig mittels eines Meßwertaufnehmers 16, beispielsweise einer pH-Elektrode, aufgenommen und zur Auswertung und Überwachung an einen nicht dargestellten Computer übermittelt. Dieser ist mit entsprechender Software ausgestattet, beispielsweise Lab View Software, die neben einer Überwachungs- und Auswertefunktion auch die freie Programmierbarkeit von Prozeßabläufen ermöglicht. Sinkt der pH-Wert im Verlauf eines Ätzprozesses unter einen, von Ätzmittel abhängigen voreingestellten Wert, öffnet das von der Software gesteuerte Ventil 9 und frisches Ätzmittel wird über die Pumpe 10 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter über eine Zuleitung 8 und einen Anschluß 7 in das Innere der Reaktionskammer 1 gefördert. Das verbrauchte Ätzmittel wird aus der Kammer verdrängt und gelangt über Auslaß 5 und einen Abfallbehälter 19 in eine Neutralisationsanlage 20. Erreicht der pH-Wert nach Zufuhr von frischem Ätzmittel einen voreingestellten Wert, wird die Zufuhr gestoppt.Certain parameters of the etchant, such as the pH value, are continuously measured using a sensor 16 , for example a pH electrode, recorded and transmitted to a computer (not shown) for evaluation and monitoring. This is equipped with appropriate software, for example Lab View software, which, in addition to a monitoring and evaluation function, also enables the free programmability of process sequences. If the pH value falls below a preset value depending on the etchant during an etching process, the valve controlled by the software opens 9 and fresh etchant is pumped through 10 from a storage tank, not shown, via a feed line 8th and a connection 7 inside the reaction chamber 1 promoted. The used etchant is displaced from the chamber and reaches the outlet 5 and a waste bin 19 in a neutralization system 20 , If the pH reaches a preset value after adding fresh etchant, the supply is stopped.

Ein gewünschter schneller Ablaß des Ätzmittels erfolgt über das am Boden der Reaktionskammer 1 angebrachte Ablaßventil 11. Der langsamere Austausch eines Ätzmittels gegen ein anderes, bzw. die Zwischenschaltung einer Spülphase erfolgen ebenfalls softwaregesteuert und meßwertabhängig über das Ätzmittel-Modul 22. Bei diesem Vorgang wird das alte Ätzmittel durch die neu geförderte Spülsubstanz oder das neue Ätzmittel solange verdrängt, bis zum Beispiel der pH-Wert oder der Leitfähigkeitswert der Lösung einen bestimmten voreingestellten Wert erreichen. Am Ende eines Prozeßschrittes wird die Reaktionskammer 1 mit deionisiertem Wasser in gleicher Weise gespült. Die nach dem Prozeßschritt erhaltenen Strukturen auf der Präzisionsoberfläche werden mittels eines nicht dargestellten Mikroskops durch das Fenster 3 des Deckels 2 oder wahlweise über ein in die Reaktionskammer 1 eingeführtes Endoskop überprüft. Am Ende eines oder mehrerer Prozeßschritte werden die Präzisionsoberflächen mit Propanol gespült, so daß die Präzisionsoberflächen zur Trocknung vorbereitet wird.A desired rapid drainage of the etchant takes place at the bottom of the reaction chamber 1 attached drain valve 11 , The slower exchange of one etchant for another, or the interposition of a rinsing phase are also software-controlled and dependent on the measured value via the etchant module 22 , In this process, the old etchant is displaced by the newly conveyed rinsing substance or the new etchant until, for example, the pH value or the conductivity value of the solution reach a certain preset value. At the end of a process step, the reaction chamber 1 rinsed with deionized water in the same way. The structures on the precision surface obtained after the process step are passed through the window using a microscope (not shown) 3 of the lid 2 or alternatively via one in the reaction chamber 1 inserted endoscope checked. At the end of one or more process steps, the precision surfaces are rinsed with propanol so that the precision surfaces are prepared for drying.

Zur Weiterentwicklung von Prozessen der Herstellung von porösem Silizium oder MEMS-Bauteilen, bzw. zur Produktentwicklung auf diesem Gebiet, wird der Halter 17 gegen eine elektrochemische Zelle 18 ausgetauscht, die entsprechend vorbereitet wurde. Der naßchemische Ätzprozeß wird in diesem Fall zusätzlich unter Zufuhr von elektrischer Energie und/oder Lichtenergie ausgeführt.The holder is responsible for the further development of processes for the production of porous silicon or MEMS components, or for product development in this area 17 against an electrochemical cell 18 exchanged, which was prepared accordingly. In this case, the wet chemical etching process is additionally carried out with the supply of electrical energy and / or light energy.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Reaktionskammer
2: Deckel
3: Sichtfester
4: Zulauf
5: Ablauf
6: Zulauf-Düsen
7: Anschluß
8: Zugang
9: Ventil
10: Pumpe
11: Ablaßventil
12: Ultraschalleinrichtung
13: Gaseinlaß
14: Gasauslaß
15: gasdichte Öffnung
16: Meßwertaufnehmer/Elektrode
17: Halter
18: elektrochemische Zelle

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1: reaction chamber
2: cover
3: viewing window
4: Intake
5: procedure
6: Inlet nozzle
7: Connection
8th: Access
9: Valve
10: pump
11: drain valve
12: ultrasonic device
13: gas inlet
14: gas outlet
15: gas-tight opening
16: Transducer / electrode
17: holder
18: electrochemical cell

19 19: Abfallbehälter20Abfallbehälter20
20 20: NeutralisationsanlageNeutralization plant
21 21: NeutralisationseinrichtungNeutralizing system
22 22: Modulmodule

Claims

Etching device for wet chemical etching of precision surfaces , characterized in that it consists of a reaction chamber ( 1 ) to record and edit a single item.

Etching device according to claim 1, characterized in that the reaction chamber ( 1 ) on top with a lockable lid ( 2 ) with window ( 3 ) is designed to be lockable.

Etching device according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction chamber ( 1 ) an inflow ( 4 ) and a sequence ( 5 ) for etching agents, with inlet ( 4 ) and process ( 5 ) are as far apart as possible.

Etching device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the inlet ( 4 ) in the interior of the reaction chamber as inlet nozzles arranged centrally on the bottom surface and forming perpendicular angles to it, pointing upwards ( 6 ) as well as feed nozzles arranged tangentially to the reaction chamber wall ( 6 ) is trained.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet ( 4 ) also from a connection attached to the outside of the reaction chamber wall ( 7 ) with at least two separate accesses ( 8th ) to an inflow ( 4 ) are brought together.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the accesses ( 8th ) through valves ( 9 ) are lockable.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that a pump ( 10 ) at every access ( 8th ) is provided.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber ( 1 ) a drain valve ( 11 ) on the bottom surface.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber ( 1 ) an ultrasound device ( 12 ) having.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber ( 1 ) a gas inlet at the top of its side wall ( 13 ) and a gas outlet ( 14 ) at the top of the opposite side wall.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that it has at least one gas-tight opening ( 15 ) having.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that through at least one gas-tight opening ( 15 ) at least one sensor / electrode ( 16 ) into the reaction chamber ( 1 ) is performed.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 16 ) is a pH electrode, and / or a conductivity electrode and / or a temperature sensor and / or a microscope and / or a flow sensor.

etching according to one of the preceding claims, characterized in that it is temperable.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a horizontal holder ( 17 ) for a surface to be etched, in particular the surface of a so-called wafer of up to 300 mm in diameter.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that a known electrochemical cell ( 18 ) is attached, the lid of which is formed by the surface to be machined, which is formed with two O-rings in a tight fit against the cell, and the cell is filled with a K ₂ SO ₄ solution, and the cell has a Pt electrode and a translucent one Has section in the wall.

etching according to one of the preceding claims, characterized in that a computerized Program measured values detected and evaluates as well as time-dependent operations variable controls.

Etching device according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of combinable modules ( 22 ) consists.