RU2073932C1

RU2073932C1 - Device for single-side plate etching

Info

Publication number: RU2073932C1
Authority: RU
Inventors: В.К. Гусев; А.С. Виноградов; О.Б. Маршевский; В.В. Лезин
Original assignee: Научно-исследовательский институт измерительных систем
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: electronic devices, in particular, chemical treatment of semiconductor plates. SUBSTANCE: device has bath for etching agent and cylindrical ring tank which is mounted inside bath for rotation in etching agent and which has magnets of inner side surface of external cylinder. Magnets which are mounted on side surface of cylindrical tank are located in opposite to magnets on yoke, which is connected to electric motor, which is located under bath. Inner side of cylindrical surface of ring tank has ring support for plate holder. In addition device has gas feeding tube which is located over plate holder. In addition ring bed has hole for gas removal. Holder of plates is designed as cylinder, which has lugs in lower part and support ring with tuning screws in upper part. Alternatively it is designed as cone frustum which has support ring with tuning screws. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое решение относится к области электронной техники, а именно, к устройствам химико-технологической обработки пластин и может быть использовано для глубокого травления пластин кремния с одной стороны при изготовлении мембран рентгеношаблонов, чувствительных элементов газовых датчиков и других аналогичных изделий. The proposed solution relates to the field of electronic technology, namely, devices for chemical-technological processing of plates and can be used for deep etching of silicon plates on the one hand in the manufacture of X-ray membrane membranes, sensitive elements of gas sensors, and other similar products.

Известен автомат для травления (1), в котором обрабатываемые пластины удерживаются на эластичной площадке с помощью вакуумного присоса и травятся с одной стороны. A known etching machine (1), in which the processed plates are held on an elastic platform using a vacuum suction cup and are etched on one side.

Недостатком данного решения является возможность попадания травителя на защищаемую сторону пластины и поломка мембраны за счет разницы давлений между ее сторонами. The disadvantage of this solution is the possibility of the etching agent getting onto the protected side of the plate and breaking the membrane due to the pressure difference between its sides.

Известно также устройство для химического травления (2), в котором пластина защищенной стороной помещается в гнездо на зубчатом колесе, которое имеет возможность совершать движение по эпициклической кривой во время движения. В этом случае достигается хорошая равномерность травления, но защита необрабатываемой стороны пластины неприемлема в случае травления мембран, т. к. последующее удаление защиты мембраны неизбежно приведет к ее поломке. A device for chemical etching (2) is also known, in which the plate with the protected side is placed in a socket on the gear wheel, which has the ability to move along an epicyclic curve during movement. In this case, good etching uniformity is achieved, but the protection of the non-machined side of the plate is unacceptable in case of etching of the membranes, since the subsequent removal of the membrane protection will inevitably lead to its breakage.

Наиболее близким техническим решением является устройство для травления, содержащее ванну для травителя с размещенным в ней держателем для обрабатываемых пластин. Ось ванны соединена с электродвигателем (3). Это устройство обеспечивает одностороннее травление полупроводниковых пластин, но необходимость как приклеивания так и съема пластин предполагает значительное механическое воздействие на пластину, что приводит к большому проценту брака вследствие поломки пластин и разрушения мембран. Кроме того, в случае глубокого анизотропного давления кремния используется горячий щелочной травитель, а поэтому рекомендуемый авторами пицеин в качестве клея не обеспечивает защиту рабочей стороны пластины. Необходимо также отметить и недостаточную равномерность травления, которая особенно заметна при глубоком (до 400 мм) травлении кремния (края травятся на 20 30% быстрее, чем середина пластины, из-за набегающего потока травителя) что приводит к браку протравленных пластин. The closest technical solution is an etching device comprising an etchant bath with a holder for workpieces placed therein. The axis of the bath is connected to an electric motor (3). This device provides a one-sided etching of semiconductor wafers, but the need for both bonding and removal of the wafers implies a significant mechanical effect on the wafer, which leads to a large percentage of marriage due to wafer breakdown and membrane destruction. In addition, in the case of a deep anisotropic pressure of silicon, a hot alkaline etchant is used, and therefore, the picein recommended by the authors as an adhesive does not protect the working side of the plate. It is also necessary to note the insufficient uniformity of etching, which is especially noticeable with deep (up to 400 mm) etching of silicon (the edges are etched 20-30% faster than the middle of the plate, due to the incident etch flow), which leads to the marriage of etched plates.

Задачей предлагаемого решения является разработка устройства для одностороннего травления пластин, обеспечивающего равномерность травления и исключающего поломку их и попадание травителя на необрабатываемую сторону пластин. The objective of the proposed solution is to develop a device for one-side etching of the plates, ensuring uniform etching and eliminating their breakage and hit of the etchant on the non-processed side of the plates.

Для достижения поставленной задачи разработано устройство, содержащее ванну для травителя и установленную в ней с возможностью вращения в травителе цилиндрическую кольцевую емкость с магнитами на внутренней боковой поверхности внешнего цилиндра, при этом магниты на боковой поверхности цилиндрической емкости расположены напротив магнитов, расположенных на коромысле, а коромысло соединено с электродвигателем, расположенным под ванной. На внутренней цилиндрической поверхности кольцевой емкости выполнена кольцевая опора для держателя пластин. Устройство содержит также трубку для подачи газа, расположенную над держателем пластин. В кольцевой опоре выполнены отверстия для отвода газа. Держатель пластин выполнен в виде цилиндра с лапками в нижней и опорным кольцом с регулировочными винтами в верхней части или в виде усеченного конуса и снабжен опорным кольцом с регулировочными винтами. To achieve this objective, a device has been developed that contains an etchant bath and a cylindrical annular container with magnets mounted on it with the possibility of rotation in the etchant on the inner side surface of the outer cylinder, while the magnets on the side surface of the cylindrical container are opposite the magnets located on the beam, and the beam connected to an electric motor located under the bathtub. An annular support for the plate holder is made on the inner cylindrical surface of the annular container. The device also includes a gas supply tube located above the plate holder. In the annular support holes are made for exhaust gas. The plate holder is made in the form of a cylinder with tabs in the bottom and a support ring with adjusting screws in the upper part or in the form of a truncated cone and is equipped with a support ring with adjusting screws.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе. В ванну 1 с травителем 2 установлена цилиндрическая кольцевая емкость 3 с кольцевой опорой 4, в которой установлен держатель 5 с лапками 6, опорным кольцом 7, винтами 8 и пластиной 9. На внутренней боковой поверхности внешнего цилиндра установлены магниты 10. На основании 11 укреплены стакан 12 и тарелки 13, на которых смонтированы ванна 1 и электродвигатель 14 с коромыслом 15. На коромысле 15 установлены магниты 16, расположенные напротив магнитов на боковой поверхности цилиндрической емкости. Над держателем 5 установлена гибкая трубка 17 для подачи газа. В кольцевой опоре 4 выполнены отверстия 18 для отвода газа. На фиг.2 изображен держатель, выполненный в виде усеченного конуса. Figure 1 shows a General view of the device in section. A cylindrical annular container 3 with an annular support 4 is installed in the bath 1 with an etchant 2, in which a holder 5 with tabs 6, a support ring 7, screws 8 and a plate 9 is installed. Magnets 10 are installed on the inner side surface of the outer cylinder. A glass is fixed on the base 11 12 and plates 13, on which a bath 1 and an electric motor 14 with a beam 15. are mounted. On the beam 15, magnets 16 are mounted opposite the magnets on the side surface of the cylindrical container. Above the holder 5 is installed a flexible tube 17 for supplying gas. In the annular support 4 holes 18 are made for the removal of gas. Figure 2 shows the holder, made in the form of a truncated cone.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Держатель 5 извлекают из кольцевой опоры 4. Винты 8 ввертывают вниз до упора (10 мм). Пластину 9 устанавливают горизонтально на лапки 6. Через центральное отверстие в кольцевой опоре 4 емкости 3 заливают травитель 2 до всплытия емкости 3. Держатель 5 устанавливают в кольцевую опору 4 емкости 3 и травитель 2 добавляют до установления магнитов на одном уровне. Затем вращением винтов 8 устанавливают пластину 9 так, чтобы она коснулась поверхности травителя 2. Электродвигателем 14 приводят во вращение коромысло 15 и через посредство магнитов 10 и 16 приходит во вращение емкость 3 с держателем 5 и пластиной 9. The holder 5 is removed from the annular support 4. The screws 8 are screwed down to the stop (10 mm). The plate 9 is installed horizontally on the tabs 6. Through the central hole in the annular support 4 of the container 3, the etchant 2 is poured until the container 3 ascends. The holder 5 is installed in the ring support 4 of the container 3 and the etchant 2 is added until the magnets are installed at the same level. Then, by rotating the screws 8, set the plate 9 so that it touches the surface of the etchant 2. The beam 15 is rotated by the electric motor 14 and through the magnets 10 and 16 the vessel 3 with the holder 5 and the plate 9 is rotated.

Одновременно с вращением через трубку 17 подают инертный газ, который тангенциально поверхности пластины проходит в нижней части держателя, а затем через отверстия 18 выводится наружу. Simultaneously with rotation, inert gas is supplied through the tube 17, which passes tangentially to the surface of the plate in the lower part of the holder, and then is discharged through the openings 18.

Claims

1. A device for one-sided etching of plates, containing a bath for the etchant, a holder of the processed plates mounted in it, an electric motor located under the bath, characterized in that the device further comprises a rocker with magnets connected to the electric motor, placed in the bath for the etchant with rotation etch a cylindrical annular container with magnets on the inner side surface of the outer cylinder and an annular support for the plate holder on the inner cylinder, as well as Ku gas supply disposed above the carrier plate, wherein the magnets on the side surface of the cylindrical container disposed opposite the magnets on the yoke.

2. The device according to p. 1, characterized in that the holes in the annular support are provided for venting gas.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the plate holder is made in the form of a cylinder with tabs in the bottom and a support ring with adjusting screws in the upper part.

4. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the holder is made in the form of a truncated cone and is equipped with a support ring with adjusting screws.