NL8004265A - METHOD FOR MANUFACTURING AN IMAGE DEVICE - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING AN IMAGE DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- NL8004265A NL8004265A NL8004265A NL8004265A NL8004265A NL 8004265 A NL8004265 A NL 8004265A NL 8004265 A NL8004265 A NL 8004265A NL 8004265 A NL8004265 A NL 8004265A NL 8004265 A NL8004265 A NL 8004265A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- wafer
- plate
- substrate
- thickness
- thinned
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14687—Wafer level processing
Description
a i·, 4 VO 588a i · 4 VO 588
Titel: Werkwijze voor het vervaardigen van een afheeldinrichting,.Title: Method for manufacturing a branching device ,.
De uitvinding heeft "betrekking op een afheeldinrichting en meer in het "bijzonder op een werkwijze voor het vervaardigen van eaafheeldinrichting met dunne substraat.The invention relates to a peeling device and more particularly to a method for manufacturing a peeling device with a thin substrate.
Yolgens de uitvinding wordt een halfgeleiderplaatje met ten-5 minste één op een voorvlak daarvan gevormde afheeldinrichting gemaskeerd b.v. door het plaatje in een speciale maskeermal te plaatsen of gébruik te maken van een stof, zoals een lak. De maskeeimal of de maskeerstof wordt gebruikt om het voorvlak van het plaatje en de cmtreksrand van het achtervlak van het plaatje te bedekken.According to the invention, a semiconductor wafer having at least one peeling device formed on a front surface thereof is masked e.g. by placing the plate in a special masking mold or using a fabric, such as a lacquer. The mask adhesive or the masking agent is used to cover the front face of the wafer and the circumferential edge of the back face of the wafer.
... \ 10 Het plaatje wordt dan in een verdunnmgsbad geplaatst, en tot de gewénste dikte over het gehele centrale gebied van het achtervlak verdund, waardoor slechts een niet-rverdunde naaf langs de omtrekrand van het achtervlak overblijft. Het verdunde plaatje wordt dan uit het bad verwijderd. Vervolgens wordt een plaat van glas, die in het plaatje 15 binnen de niet-verdunde naaf daarvan past, op het achtervlak gelijmd voor het verschaffen van een gelamineerd stelsel, dat sterk is ' en stijf. De afzonderlijke afbeeldinrichtingen (wanneer er meer dan een afheeldinrichting aanwezig is) worden dan van elkaar gescheiden door het glas en de verdunde substraat langs lijnen tussen de af-20 beeldinrichtingendoor te snijden.... \ 10 The wafer is then placed in a thinning bath, and thinned to the desired thickness over the entire central region of the back face, leaving only an undiluted hub along the peripheral edge of the back face. The diluted plate is then removed from the bath. Then, a glass plate that fits into the plate 15 within its undiluted hub is glued to the back face to provide a laminated system that is strong and rigid. The individual imaging devices (when more than one peeling device is present) are then separated from each other by cutting the glass and the diluted substrate along lines between the imaging devices.
De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 schematisch een bekend ladingsgekoppelde afbeeldin-richting van het veldoverdrachtstype; 25 fig. 2 een doorsnede van de afheeldinrichting volgens fig. 1, waarbij de electrodestructuur is aangegeven; fig. 3 een bovenaanzicht van een plaatje,dat een aantal afbeeldingen bevat, die van het in fig. 1 afgeheelde type kunnen zijn; fig. k een doorsnede over de lijn IV-IY van fig. 3; 30 fig. 5 enige aitoetingen, welke een rol spelen bij het ver schaffen van een mogelijke configuratie van afbeeldinrichtingen met verdunde substraat; fig. 6A-6E stappen van een vervaardigingsproces volgens de uitvinding voor het verschaffen van verdunde afbeeldinrichtingen; 35 fig. 7A-7B de eerste twee stappen van het vervaardigingsproces 80042 65 -2- volgens fig. 6, waarbij i.p.v. een lak een maskeermal wordt gebruikt; fig. 8 een doorsnede van een inrichting, die volgens de uitvinding is vervaardigd, waarbij verschillende antireflectiebekledingen zijn aangegeven; 5 fig. 9 de ophouw van een silicium-vidicontrefelectrode, die over eenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding is vervaardigd; en fig. 10 een vidicon met de trefelectrode volgens fig. 9 op zijn plaats.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 schematically shows a known charge-coupled display device of the field transfer type; Fig. 2 shows a cross section of the peeling device according to Fig. 1, wherein the electrode structure is indicated; FIG. 3 is a plan view of a plate containing a number of images, which may be of the type shown in FIG. 1; fig. k is a section along the line IV-IY of fig. 3; FIG. 5 shows some assays that play a role in providing a possible configuration of dilute substrate display devices; 6A-6E show steps of a manufacturing process according to the invention for providing dilute display devices; Figures 7A-7B show the first two steps of the manufacturing process 80042 65-2- according to Figure 6, in which a masking mold is used instead of a lacquer; FIG. 8 is a sectional view of a device manufactured according to the invention, showing various anti-reflective coatings; Fig. 9 shows the structure of a silicon video reflector manufactured in accordance with the method according to the invention; and FIG. 10 is a vidicon with the target electrode of FIG. 9 in place.
Fig. 1 toont een als een ladingsgekoppelde inrichting uitgevoerde 10 afbeeldinrichting van het z.g. veldoverdrachtstype. Een dergelijke af-beeldinrichting wordt in de handel gebracht door RCA Corporation onder het type SID 52501.Fig. 1 shows a display device of the so-called field transfer type configured as a charge-coupled device. Such a display device is marketed by RCA Corporation under the type SID 52501.
De afbeeldinrichting volgens fig. 1 omvat een fotoaftaststelsel 10, bekend als een A-register, een tijdelijk opslagstelsel 12, bekend 15 als een B-register, en een uitgangsregister lh, bekend als een C- register. De B- en C-registers zijn gemaskeerd, d.v.z., dat niet afge-beelde middelen aanwezig zijn om te beletten, dat een stralingsnergie-beeld het betreffende register bereikt.The display device of Figure 1 includes a photo scanning system 10 known as an A register, a temporary storage system 12 known as a B register, and an output register 1h known as a C register. The B and C registers are masked, i.e., non-imaged means are present to prevent a radiant energy image from reaching the appropriate register.
De A- en B-registers hebben niet afgebeelde kanaalaanslagen, die 20 zich in de kolomrichting uitstrekken teneinde de kanalen (de kolanmen van de ladingsgekoppelde inrichting) t.o.v. elkaar te isoleren.The A and B registers have unshown channel stops that extend in the column direction to isolate the channels (the columns of the charge coupled device) from one another.
De electroden (aangegeven in fig. 2) kunnen van het eenlaagstype zijn en b.v. bestaan uit gebieden van het N+ type van polysilicium, gescheiden door gebieden van het P-type van polysilicium. Deze electroden 25 strekken zich in de rijrichting uit en worden bij de weergegeven uitvoeringsvorm met drie fasen bedreven. De electroden zijn van de betrekkelijke dikke substraat van het P-type geïsoleerd door een laag van siliciumdioxide (SiOg). De bovengenoemde SIDs-afbeeldinrichting bezit 320 kolanmen en 512 rijen (256 in het A-register en 256 in het 30 B-register), waarbij elke rij een groep van drie electroden cmvat.The electrodes (indicated in Fig. 2) can be of the single layer type and e.g. consist of N + type regions of polysilicon separated by P-type regions of polysilicon. These electrodes 25 extend in the direction of travel and are operated with three phases in the illustrated embodiment. The electrodes are isolated from the relatively thick P-type substrate by a layer of silicon dioxide (SiOg). The above SIDs display has 320 columns and 512 rows (256 in the A register and 256 in the 30 B register), each row comprising a group of three electrodes.
De werking van de afbeeldinrichting volgens fig. 1 is bekend. Tijdens de z.g. integratietijd wordt een tafreel of een ander beeld op het A-register geprojecteerd. Het licht of andere stralingsenergie van het beeld veroorzaakt, dat ladingen ontstaan in de verschillende 35 plaatsen van het A-register overeenkomstig de lichtintensiteit, welke 800 42 65 * * -3- de respectieve punten "bereikt.The operation of the display device according to Fig. 1 is known. During the so-called integration time, a table or other image is projected onto the A-register. The light or other radiant energy of the image causes charges to be generated in the different locations of the A register according to the light intensity reaching 800 42 65 * -3- the respective points.
Aan het eind van de integratietijd ("b.v. tijdens het verticale onderdrukkingsinterval "bij commerciële televisie) worden de ladings-signalen, welke zijn geaccumuleerd (een "veld”) parallel in kolanrichting 5 van het A- naar het B-register overgedragen door het toevoeren van de meerfasespanningenj^^.... (p^ en ... · De ladingen worden achter eenvolgens per rij vanuit het B-register naar het C-register overgedragen en nadat elke rij van ladingen het C-register "bereikt, wordt deze in serie uit het C-register geschoven in responsie op de verschuivings-10 spanningen ... De overdracht van ladingen uit het B- naar het C-register treedt op gedurende een "betrekkelijk korte tijd (de horizontale onderdrukkingstijd hij camnerciële televisie, welke ongeveer 10 bedraagt) en de serieverschuiving van het C-register vindt plaats met betrekkelijk hoge snelheid (tijdens de horizontale regelweergeeftijd 15 bij commerciële televisie). Tijdens de overdracht van een veld vanuit het B- naar het C-register kan een nieuw veld in het A-register worden geïntegreerd.At the end of the integration time ("eg during the vertical blanking interval" in commercial television), the charge signals accumulated (a "field") are transmitted in parallel from the A- to the B-register in column direction 5 by feeding of the multiphase voltagesj ^^ .... (p ^ and ... · The charges are transferred sequentially from the B register to the C register in a row, and after each row of charges reaches the C register " shifted out of the C register in series in response to the shift voltages ... The transfer of charges from the B register to the C register occurs for a "relatively short time (the horizontal blanking time for the commercial television, which is approximately 10) and the serial shift of the C register occurs at a relatively high speed (during the horizontal control age 15 in commercial television) During the transfer of a field from the B register to the C register a new field can be integrated in the A-register.
Voor een zwart-wit-afbeeldinrichting vindt de belichting van het A-règister via de eenlaagselectrodestructuur plaats. Indien men evenwel 20 kleurinformatie wenst af te tasten is een belichting op deze wijze niet zeer geschikt omdat de electroden een grote absorptie bij het blauwe uiteinde van het spectrum vertonen. Voor een dergelijke afbeeldinrich-ting is het nodig de substraat dunner te maken en deze via het achter-vlak van de verdunde substraat te belichten.For a black-and-white display device, the A-register is exposed through the single-layer electrode structure. However, if one wishes to scan color information, an exposure in this manner is not very suitable because the electrodes exhibit high absorption at the blue end of the spectrum. Such an imaging device requires thinning the substrate and exposing it through the back surface of the thinned substrate.
25 Bij een practische benadering voor het dunner maken van substra ten, welke door RCA is gebruikt, is het aantal CCD-afbeeldinrichtingen, dat op een plaatje wordt verkregen, betrekkelijk gering. Eerst worden onder gebruik van een plaatje van 5 cm maximaal drie van dergelijke inrichtingen, elk van ongeveer x mm, als aangegeven in fig. 1, 30 tegelijkertijd op een gemeenschappelijke substraat vervaardigd onder gebruik van fotolithografische methoden. Daarna worden twee van de drie inrichtingen gemaskeerd, d.w.z. behalve wat betreft het achtervlak van de inrichting verdund, en wordt het gehele plaatje bekleed met een stof (een "lak”), welke niet wordt aangetast door het chemische bad (een 35 zuur) dat gebruikt wordt om de substraat dunner te maken. Vervolgens 800 42 65 -U- wordt het gehele plaatje in het verdunningsbad gedanpëld en wordt het plaatje om een as, die zich door het midden van de inrichting, welke dunner wordt gemaakt, uitstrekt geroteerd. Ua de gewenste mate van verdunning van de inrichting wordt het plaatje uit het had verwijderd, 5 wordt de lak verwijderd en daarna wordside maskeer- en andere behandelings-stappen voor elke verdere inrichting herhaald. Vervolgens wordt het plaatje zodanig gesneden, dat een dikke substraatrand het dunne gebied van elke inrichting cmgeeft. Deze dikke rand geeft enige stijfheid en mechanische ondersteuning aan het relatief fragile dunne substraat-10 gebied.In a practical substrate thinning approach utilized by RCA, the number of CCD displays obtained on a wafer is relatively small. First, using a 5 cm wafer, up to three such devices, each approximately x mm, as shown in Fig. 1, 30 are simultaneously manufactured on a common substrate using photolithographic methods. Then two of the three devices are masked, ie except for the back surface of the device thinned, and the entire wafer is coated with a fabric (a "lacquer"), which is not attacked by the chemical bath (an acid) which is used to make the substrate thinner, then 800 42 65 -U- the entire wafer is dipped into the dilution bath and the wafer is rotated about an axis extending through the center of the thinner being made. the desired degree of dilution of the device, the wafer is removed from the had, the varnish is removed, and then wordside masking and other treatment steps are repeated for each further device, then the wafer is cut such that a thick substrate edge thinly area of each device This thick edge gives some rigidity and mechanical support to the relatively fragile thin substrate-10 area.
Ofschoon het bovenbeschreven proces tot het vervaardigen van vele operationele afbeeldinrichtingen (chips) heeft geleid, is het proces niet zonder problemen. Een probleem is, dat het lastig is een uniforme verdunning over het gehele afbeeldgedeelte (A-register) van 15 de inrichting te verkrijgen. Gemeend wordt, dat in verband met de rechthoekige vorm van de afbeeldinrichting het zuurbad dikwijls een deel van de rand- en hoekgebieden van de inrichting niet zo sterk aan- i tast als het midden van de inrichting en deze randen en hoeken zijn derhalve iets dikker bij het eindprodukt dan de middengebieden van de 20 inrichting. Een dergelijke niet-uniforme tijd is ongewenst aangezien deze soms lèidt tot niet-uniformiteiten in de door de afbeeldinrichting verschafte beeldinformatie. Voorts kan men in de practijk niet tegelijkertijd een groot aantal inrichtingen op hetzelfde plaatje zelfs met betrekkelijk grote afmetingen vervaardigen. Indien men gebruik maakt 25 van een plaatje met een diameter van b.v. of cm, zouden zich problemen voordoen bij het tijdens het dunner maken van het plaatje roteren daarvan om een as, die aanmerkelijk is verplaatst t.o.v. het midden van het plaatje en derhalve zou het lastig zijn het buitenrand-gedeelte van het plaatje te gebruiken (er wordt op gewezen, dat de as 30 om welke de rotatie plaatsvindt, zich uitstrekt door het midden van het gebied, dat dunner wordt gemaakt). Bovendien is het rendement bij deze methode niet zo hoog als gewenst is. Voorts is het in verband met de fragiliteit van de verdunde substraat zeer lastig de inrichtingen te testen nadat zij dunner zijn gemaakt. De'reden is, dat de testsonden 35 de neiging hebben om te veroorzaken, dat de verdunde substraat breekt 800 42 65 -5- of op een andere wijze wordt beschadigd.Although the above-described process has led to the manufacture of many operational display devices (chips), the process is not without problems. A problem is that it is difficult to obtain a uniform dilution over the entire display part (A-register) of the device. Because of the rectangular shape of the display device, it is believed that the acid bath often does not attack a portion of the edge and corner regions of the device as strongly as the center of the device, and these edges and corners are therefore slightly thicker at the end product then the middle regions of the device. Such a non-uniform time is undesirable since it sometimes leads to non-uniformities in the image information provided by the imaging device. Furthermore, in practice it is not possible to manufacture a large number of devices on the same plate at the same time, even with relatively large dimensions. If one uses a plate with a diameter of e.g. or cm, problems would arise when rotating the wafer thinning about an axis which has been significantly displaced from the center of the wafer and therefore it would be difficult to use the outer edge portion of the wafer (note that the axis about which the rotation takes place extends through the center of the thinning area). In addition, the efficiency with this method is not as high as desired. Furthermore, due to the fragility of the thinned substrate, it is very difficult to test the devices after they have been thinned. The reason is that the test probes tend to cause the dilute substrate to break or otherwise be damaged.
De werkwijze van vervaardiging volgens de uitvinding maakt het mogelijk, dat een groot aantal verdunde afbeeldinrichtingen op een enkele grote plaat kan worden vervaardigd en daarna gemakkelijk kan worden ge-5 test, uitgesneden en gemonteerd, waarbij weinig kans op breuk bestaat.The method of manufacture according to the invention allows a large number of dilute display devices to be manufactured on a single large plate and then easily tested, cut and assembled with little risk of breakage.
Bij, deze werkwijze wordt een betrekkelijk grote siliciumplaat (b.v.In this method, a relatively large silicon plate (e.g.
tot ca) met de juiste verontreinigingen op de gebruikelijke wijze bewerkt onder gebruik van fotolithografische methoden voor het verschaffen van een betrekkelijk groot aantal afbeeldinrichtingen op de gemeen-10 schappelijke dikke substraat. Het voorvlak (het vlak, dat de electroden bevat) van de plaat kan nu worden bekleed met een "lak”- een stof, welke ondoorlaatbaar is voor het materiaal van het bad, zoals een zuur, dat voor het dinner maken wordt gebruikt, zoals de cmtreksrand van het achter-vlak van de plaat, als aangegeven in fig. 6A.to ca) processed with the correct impurities in the usual manner using photolithographic methods to provide a relatively large number of imaging devices on the common thick substrate. The front surface (the surface, which contains the electrodes) of the plate can now be coated with a "lacquer" - a material which is impermeable to the material of the bath, such as an acid, which is used for dinner making, such as the circumferential edge of the rear face of the plate, as shown in Fig. 6A.
15 De plaat kan ook worden aangebracht in een mal, die de inrichting tegen het zuurbad beveiligt in. die gebieden, waarin geen etsing gewenst is, zoals aangegeven in fig. 7A. De mal omvat een kap 30 en een basis 32, die beide bestendig zijn voor het zuur, De plaat, welke moet worden verdund, wordt aan de cmtreksrand daarvan ingeklemd tussen het binnenste 20 ingekeepte omtreksgedeelte 36 van de basis en de binnencmtrekslip 38 van de kap. Het te verdunnen oppervlak k0 is vrij en het "voor"-vlak van de plaat is beschermd; dit vlak is naar de holte b2 in de houder gekeerd. De afdichting tussen de plaat en de houder is hecht en belet, dat het zuur de holte k2 binnentreedt. Voor een verdere beveiliging kan 25 de holte vöör het af dichten van de plaat in de houder met water worden gevuld, zodat een eventueel zuur, dat in de holte zou kunnen lekken, woïidt verdund en de inrichtingen niet beschadigd.The plate can also be placed in a mold, which secures the device against the acid bath. those areas in which no etching is desired, as indicated in Fig. 7A. The mold includes a cap 30 and a base 32, both of which are resistant to the acid. The plate, which is to be thinned, is clamped on its peripheral edge between the inner notched peripheral portion 36 of the base and the inner circumferential lip 38 of the cap. . The surface k0 to be thinned is free and the "front" surface of the plate is protected; this plane faces the cavity b2 in the container. The seal between the plate and the container is tight and prevents the acid from entering the cavity k2. For further security, the cavity can be filled with water before sealing the plate in the container, so that any acid that could leak into the cavity is diluted diligently and the devices are not damaged.
I.p.v. nu de afzonderlijke afbeeldinrichtingen een voor een te verdunnen, zoals bij het bovenbeschreven oudere proces, wordt de gehele 30 plaat in een roteerbaar etsbad tot de gewenste dikte over het gehele middengebied daarvan verdund, waardoor slechts een niet-verdunde naaf langs de cmtreksrand van de plaat overblijft ter ondersteuning, zoals aangegeven in de fig. U, 5, 6B en 7B.Instead of now that the individual display devices are to be thinned one at a time, as in the older process described above, the entire plate is diluted in a rotary etching bath to the desired thickness over its entire center region, leaving only an undiluted hub along the peripheral edge of the plate remains for support, as shown in Figs. U, 5, 6B and 7B.
Er bestaan vele mogelijke badmengsels, die als etsmiddel kunnen wor-35 den gebruikt. Een materiaal waarvan is gebleken, dat dit geschikt is, 800 4265 -6- heeft de volgende samenstelling: 1 deel fluorwaterstofzuur; 3 delen azijnzuur; 6 delen salpeterzuur; badtemperatuur 30°C; etstijd U0-60 min. De uitvinding is natuurlijk niet "beperkt tot dit "bepaalde "bad of zelfs tot een zuur bad aangezien men in bepaalde gevallen (afhankelijk van het 5 materiaal van de plaat) gebruik kan maken van een sterke base als ver-dunningsbad.There are many possible bath mixtures which can be used as an etchant. A material which has been found to be suitable, 800 4265-6 has the following composition: 1 part hydrofluoric acid; 3 parts acetic acid; 6 parts of nitric acid; bath temperature 30 ° C; etching time U0-60 min. The invention is of course not "limited to this" particular "bath or even to an acid bath since in certain cases (depending on the material of the plate) one can use a strong base as thinning bath.
Fig. 3 is een bovenaanzicht van de plaat, waarbij elke rechthoek een volledige afbeeldinriehting voorstelt, als aangegeven in fig. 1.Fig. 3 is a plan view of the plate, with each rectangle representing a full display device as shown in FIG. 1.
Zoals reeds is gesuggereerd door de uitdrukking "roteerbaar”, wordt 10 tijdens het verdunningsproces de plaat om een as loodrecht op het oppervlak van de plaat en gaande door het midden van de plaat geroteerd. Wanneer de plaat rond is en er geen hoeken zijn, die tot uniformiteits-problemen leiden, is het onder gebruik van deze methoden mogelijk een relatief uniforme verdunning te verkrijgen. De plaat kan worden verdund 15 tot ongeveer 8-10 micrometer £um), d.w.z. tot ongeveer 0,008 mm.As has already been suggested by the term "rotatable", during the dilution process the plate is rotated about an axis perpendicular to the surface of the plate and passing through the center of the plate. When the plate is round and there are no corners, lead to problems of uniformity, using these methods it is possible to obtain a relatively uniform dilution The plate can be thinned to about 8-10 microns (µm), ie to about 0.008 mm.
De plaat wordt dan uit het verdunningsbad verwijderd en, indien gebruik wordt gemaakt van een lak, wordt de lak op een normale wijze verwijderd, terwijl indien men gebruik maakt van een speciale mal, de plaat uit de mal wordt verwijderd.The plate is then removed from the dilution bath and, if a lacquer is used, the lacquer is removed in a normal manner, while using a special mold, the plate is removed from the mold.
20 Vervolgens wordt het verdunde achtervlak behandeld cm zowel de electrische als optische eigenschappen daarvan te verbeteren. Voor de eerste wordt een oppervlaktelaag van verontreinigingen van hetzelfde type als in de hoofdmassa in het achtervlak gediffundeerd of geïmplanteerd teneinde het oppervlak sterker gedoteerd te maken dan de hoofd-25 massa van de substraat. Het effect is het verschaffen van een potentiaal-barrièregebied aan het achtervlak cm de neiging tot hercombinatie aan dit oppervlak van foto-gegenereerde dragers te verlagen. Vervolgens kan op het achtervlak een anti-reflectielaag worden aangebracht, welke is aangepast aan het optische karakter van het hierna te bespreken hecht-30 middel. De eveneens later te bespreken glazen schijf 20 blijkt bij een practische toepassing dezelfde brekingsindex te hebben als het hechtmiddel, zodat het oppervlak van de glazen schijf, dat het dichtst bij het achtervlak van de substraat is gelegen, niet bekleed behoeft te worden. Het andere oppervlak van de glazen schijf - het vlak, dat 35 met de lucht in aanraking is, wordt met een anti-reflectiebeklêding be- 800 42 65 -7- dekt. Dit is een standaardbekleding, welke "bij optische producten, zoals lenzen, wordt gebruikt en de glazen schijf 20 kan op deze wijze worden besteld. Ofschoon dit niet essentieel is, reduceert het gebruik van de antireflectiebekledingen op het achtervlak van de substraat en op het 5 vrije oppervlak van de glazen schijf 20 lichtverliezen door reflectie, waardoor de gevoeligheid van de afbeeldinrichting wordt verbeterd.Subsequently, the thinned back surface is treated to improve both its electrical and optical properties. For the first, a surface layer of contaminants of the same type as in the main mass is diffused or implanted in the backplane to make the surface more doped than the main mass of the substrate. The effect is to provide a potential barrier region on the backplane to reduce the tendency for recombination on this surface of photo-generated supports. An anti-reflective layer, which is adapted to the optical character of the adhesive to be discussed below, can then be applied to the rear surface. In a practical application, the glass disc 20 also to be discussed later appears to have the same refractive index as the adhesive, so that the surface of the glass disc closest to the rear surface of the substrate need not be coated. The other surface of the glass disc - the surface which is in contact with the air is covered with an anti-reflective coating 800 42 65 -7-. This is a standard coating used with optical products, such as lenses, and the glass disc 20 can be ordered in this manner. Although not essential, the use of the anti-reflective coatings on the back surface of the substrate and on the substrate reduces free surface of the glass disk 20 light losses due to reflection, thereby improving the sensitivity of the imaging device.
Ha het behandelen van het achtervlak van de verdunde, substraat wordt een vloeibaar hechtmiddel, zoals epoxy, bij het middel van het verdunde achtervlak van de plaat gebracht, waarbij het achtervlak op dit moment naar 10 boven is gekeerd, als aangegeven in fig. 6C. Daarna wordt een cirkelvormig lichaam 20 van glas, dat betrekkelijk nauwsluitend in het verdunde gebied past, ever het verdunde gebied geplaatst, zoals aangegeven in fig. 6C. Bij een practische uitvoeringsvorm, weergegeven in fig. 5, wordt een glazen schijf met een dikte van ongeveer mm voor een 15 plaat met een dikte van ongeveer mm gebruikt ofschoon deze afmetingen niet critisch zijn. Het glas met een dikte van mm is in de handel verkrijgbaar en dit is een reden waarom het wordt gebruikt. Bij een andere uitvoeringsvorm is het gebruikte glas aanmerkelijk dikker (ongeveer mm) en strekt zich voorbij de naaf uit.After treating the back face of the thinned substrate, a liquid adhesive, such as epoxy, is added to the center of the thinned back face of the plate, the back face currently facing upward, as shown in Fig. 6C. Thereafter, a circular glass body 20 which fits relatively snugly into the thinned area is placed over the thinned area as shown in Fig. 6C. In a practical embodiment, shown in Fig. 5, a glass disk of about mm thickness is used for a plate of about mm thickness, although these dimensions are not critical. The mm thickness glass is commercially available and this is one reason why it is used. In another embodiment, the glass used is markedly thicker (about mm) and extends beyond the hub.
20 Nadat het hechtmiddel zich op zijn plaats bevindt, kan het sandwich-stelsel in een pers worden geplaatst en kan op het glas een druk worden uitgeoefend, zoals in fig. 6C door de pijlen 22 is aangegeven. Hierdoor vloeit het hechtmiddel over het gehele oppervlak van het glas. Het hechtmiddel drijft wanneer dit zich naar buiten beweegt, alle luchtbellen 25 voor zich uit en men verkrijgt een dun transparant membraan tussen het glas en het verdunde gedeelte van de plaat. Het persen geschiedt het best in vacuo cm bij te dragen tot het verwijderen van alle holten en bellen uit de ruimte tussen het glas en het silicium. Het vloeibare hechtmiddel laat men daarna harden, waardoor men een mechanisch sterk 30 gelamineerd stelsel verkrijgt, als aangegeven in fig. 6D.After the adhesive is in place, the sandwich system can be placed in a press and a pressure applied to the glass, as indicated by arrows 22 in Fig. 6C. This allows the adhesive to flow over the entire surface of the glass. The adhesive expels all air bubbles 25 as it moves outward, and a thin transparent membrane is obtained between the glass and the thinned portion of the plate. Pressing is best done in vacuo to help remove all voids and bubbles from the space between the glass and the silicon. The liquid adhesive is then allowed to cure to yield a mechanically strong laminated system as shown in FIG. 6D.
Nadat de lijm is hard geworden, is het resulterende gelamineerde stelsel zeer sterk en zeer stijf. Het is nu mogelijk een normale test-post te gebruiken cm de individuele afbeeldinrichtingen te testen zonder dat men zich zorgen behoeft te maken over breken of op een andere 35 wijze beschadigen van de verdunde substraat.After the adhesive has set, the resulting laminated system is very strong and very rigid. It is now possible to use a normal test station to test the individual display devices without worrying about breaking or otherwise damaging the thinned substrate.
800 4265 -8-800 4265 -8-
Wa het testen kunnen de afzonderlijke chips, d.w.z. de afzonderlijke afheeldinrichtingen, elk bestaande uit een verdunde inrichting, die zich aan een glazen steun hecht, worden afgesneden ander gebruik van een normale zaag als aangegeven in fig. 6D. De stippellijnen 26 in 5 fig. 3 en 6D (welke in fig. 3 zijn voorzien van het bijschrift "zaagsnede") geven aan waar andere sneden tot stand zijn gebracht. De uitgesneden inrichtingen, waarvan er een in fi . 6E op grotere schaal dan in fig. ÓA-ÓD is afgebeeld, bezitten een voldoende vastheid om weerstand te bieden aan de normale montage- en behandelingskrachten, waarbij 10 weinig gevaar voor breuk, bestaat, terwijl omdat het glas en het hecht-middel in wezen kleurloos en sterk transparant zijn, practiseh geen verlies aan fotogevoeligheid optreedt tengevolge van de aanwezigheid van het glas en het hechtmiddel. M.a.w. beïnvloedt de aanwezigheid van het glas en het hechtmiddel de werking van de afbeeldinrichting niet op een scha-15 delijke wijze. Het glas en het hechtmiddel beïnvloeden evenmin op een schadelijke wijze de blauwe gevoeligheid van de afbeeldinrichting (wan-neematuurlijk wordt aangenomen, dat het gekozen glas zelf transparant is voor het blauwe uiteinde van het spectrum, zoals in de practijk het geval is). Wat betreft de lijm wordt opgemerkt, dat de dikte van de lijm-20 laag bijzonder gering is en zeer weinig invloed heeft op de kleurgevoeligheid van de afbeeldinrichting, meer in het bijzonder indien de met elkaar samenwerkende vlakken van het glas en de siliciumsubstraat worden voorzien van een anti-reflectiebekleding, zoals boven reeds is besproken.When testing, the individual chips, i.e. the individual peelers, each consisting of a dilute device adhering to a glass support, can be cut off using a normal saw as shown in Fig. 6D. The dotted lines 26 in Figs. 3 and 6D (which are labeled "saw cut" in Fig. 3) indicate where other cuts have been made. The cut out devices, one of which is in fi. 6E to a larger scale than shown in Figs. ÓA-ÓD have sufficient strength to withstand normal mounting and handling forces, with little risk of breakage, while the glass and adhesive are essentially are colorless and highly transparent, practically no loss of photosensitivity occurs due to the presence of the glass and adhesive. In other words The presence of the glass and adhesive does not adversely affect the operation of the display device. Nor does the glass and adhesive adversely affect the blue sensitivity of the display device (it is normally assumed that the selected glass itself is transparent to the blue end of the spectrum, as is the case in practice). With regard to the adhesive, it is noted that the thickness of the adhesive layer is particularly small and has very little influence on the color sensitivity of the display device, more particularly when the interacting surfaces of the glass and the silicon substrate are provided with an anti-reflection coating, as already discussed above.
25 Fig. 8, welke niet op schaal is, toont de anti-reflectiebe- kledingen. Het silicium van het verdunde plaatje 31* heeft een brekingsindex van'.ongeveer 3,6. De laag kh van materiaal, welke daarop is aange-gebracht, heeft een dikte van ongeveer een kwart golflengte en een brekingsindex, welke is gelegen tussen die van het hechtmiddel h6 en-:die 30 van het silicium, zoals 1,95. Een geschikt materiaal is siliciummanoxide. Het hechtmiddel (een epoxy) heeft een brekingsindex van 1,51 en de dikte daarvan is zodanig, dat de optische stapel wordt afgesloten. Het glas b8 heeft een brekingsindex van ongeveer 1,5, zodat bij het scheidingsvlak tussen het hechtmiddel en het glas geen bekleding nodig is. Het glas 35 wordt verkregen met een commercieel aangebrachte bekleding 50, zoals deze 800 42 65 -9- op lenzen wordt toegepast, welke "bekleding de reflectantie "bij het scheidingsvlak tussen glas en lucht reduceert.FIG. 8, which is not to scale, shows the anti-reflective coatings. The silicon of the thinned wafer 31 * has a refractive index of about 3.6. The layer kh of material deposited thereon has a thickness of about a quarter wavelength and a refractive index which is between that of the adhesive h6 and that of the silicon, such as 1.95. A suitable material is silicon manoxide. The adhesive (an epoxy) has a refractive index of 1.51 and its thickness is such that the optical stack is sealed. The glass b8 has a refractive index of about 1.5, so that no coating is needed at the interface between the adhesive and the glass. The glass 35 is obtained with a commercially applied coating 50, such as this 800 42 65-9 is applied to lenses, which "coating reduces reflectance" at the glass-air interface.
Ofschoon de werkwijze volgens de uitvinding is toegelicht voor een CCD-afbeeldinrichting van het veldoverdrachtstype, is het duide-5 lijk, dat de werkwijze ook van toepassing is op andere typen CCD-afbeeldinrichtingen, op andere soorten (niet-CCD) vast-toestandsaf-beeldinrichtingen en ook op camerabuistrefelectroden, zoals silicium-vidicontrefelectroden. Fig. 9 toont de opbouw van een dergelijke tref-electrode. De siliciumtrefelectrode 52 wordt op dezelfde wijze als 10 boven is besproken dunner gemaakt en ook op dezelfde wijze als boven is besproken op de glazen substraat 5*+ gelamineerd. De vasthcud-ringen 56, 58 houden het gelamineerde stelsel 6ö op zijn plaats in de mal 62, 6b. Het vidicon met het gelamineerde stelsel 60 op zijn plaats is schematisch weergegeven in fig. 10, waarbij de glazen laag naar het 15 buisamhulsel en de siliiumtrefelectrode naar het electronenkanon zijn gekeerd, zodat de trefelectrode tijdens het bedrijf door de electronen-bundel wordt afgetast.Although the method according to the invention has been illustrated for a field transfer type CCD display device, it is clear that the method also applies to other types of CCD display devices, to other types (non-CCD) solid state displays. image devices and also on camera tube reflectors, such as silicon video reflectors. Fig. 9 shows the construction of such a target electrode. The silicon target electrode 52 is thinned in the same manner as discussed above and also laminated on the glass substrate 5 * + in the same manner as discussed above. The retaining rings 56, 58 hold the laminated system 60 in place in the mold 62, 6b. The vidicon with the laminated system 60 in place is schematically shown in FIG. 10, with the glass layer facing the tubular sleeve and the silicon target electrode toward the electron gun so that the target electrode is scanned by the electron beam during operation.
4 800 42 654 800 42 65
Claims (10)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7925870 | 1979-07-25 | ||
| GB7925870 | 1979-07-25 | ||
| US9869979 | 1979-11-29 | ||
| US06/098,699 US4266334A (en) | 1979-07-25 | 1979-11-29 | Manufacture of thinned substrate imagers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8004265A true NL8004265A (en) | 1981-01-27 |
Family
ID=26272314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8004265A NL8004265A (en) | 1979-07-25 | 1980-07-24 | METHOD FOR MANUFACTURING AN IMAGE DEVICE |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3028117C2 (en) |
| FR (1) | FR2462828B1 (en) |
| NL (1) | NL8004265A (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864819A (en) * | 1970-12-07 | 1975-02-11 | Hughes Aircraft Co | Method for fabricating semiconductor devices |
| US3701705A (en) * | 1971-06-07 | 1972-10-31 | Western Electric Co | Fluidic masking apparatus for etching |
| NL7312152A (en) * | 1972-09-11 | 1974-03-13 |
-
1980
- 1980-07-24 DE DE19803028117 patent/DE3028117C2/en not_active Expired
- 1980-07-24 FR FR8016371A patent/FR2462828B1/en not_active Expired
- 1980-07-24 NL NL8004265A patent/NL8004265A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3028117A1 (en) | 1981-02-19 |
| FR2462828A1 (en) | 1981-02-13 |
| FR2462828B1 (en) | 1985-09-27 |
| DE3028117C2 (en) | 1984-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4266334A (en) | Manufacture of thinned substrate imagers | |
| US4946716A (en) | Method of thinning a silicon wafer using a reinforcing material | |
| JPH05502783A (en) | Coating layer for static charge control on photoelectric conversion elements | |
| CN1517735A (en) | Camera Module and its manufacturing method | |
| JPH06224398A (en) | Slid-state image sensor and manufacture thereof | |
| JPS55115371A (en) | Manufacturing method of solid color image pickup unit | |
| JP2006041277A (en) | Solid state imaging apparatus and manufacturing method thereof | |
| US7947526B2 (en) | Method of making backside illumination image sensor | |
| KR960705347A (en) | FORMING MICROLENSES ON SOLID STATE IMAGER | |
| US4465549A (en) | Method of removing a glass backing plate from one major surface of a semiconductor wafer | |
| US4639590A (en) | Intensified charge-coupled image sensor having a charge-coupled device with contact pads on an annular rim thereof | |
| NL8004265A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING AN IMAGE DEVICE | |
| US5734492A (en) | Piezoelectric actuated mirror array | |
| GB2170651A (en) | Method and apparatus for aligning a filter onto a color charge-coupled device imager | |
| US4604519A (en) | Intensified charge coupled image sensor having an improved CCD support | |
| GB2056172A (en) | Manufacture of thinned substrate imagers | |
| EP0203591B1 (en) | Method of reinforcing a body of silicon, materials therefor and its use in the thinning of a plate-like body of silicon | |
| JPS6130740B2 (en) | ||
| JPS6130241B2 (en) | ||
| US11073709B2 (en) | LCOS display with light absorbing material between pixels | |
| EP0380654A1 (en) | Lens arrays for light sensitive devices | |
| JPS6057711B2 (en) | solid state imaging device | |
| SU853591A1 (en) | Method of film application for producing membrane light modulator | |
| JPH0379681B2 (en) | ||
| JPS58223971A (en) | Solid-state image pickup element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BV | The patent application has lapsed |