УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕГО ТРАВЛЕНИЯ ПЛАСТИН Российский патент 1997 года по МПК H01L21/306 

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.

Известен автомат для травления (1), в котором обрабатываемые пластины удерживаются на эластичной площадке с помощью вакуумного присоса и травятся с одной стороны.

Недостатком данного решения является возможность попадания травителя на защищаемую сторону пластины и поломка мембраны за счет разницы давлений между ее сторонами.

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.

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.

Задачей предлагаемого решения является разработка устройства для одностороннего травления пластин, обеспечивающего равномерность травления и исключающего поломку их и попадание травителя на необрабатываемую сторону пластин.

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.

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.

Устройство работает следующим образом.

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.

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.

Использование: в области электронной техники, для химико-технологической обработки полупроводниковых пластин. Сущность изобретения: устройство содержит 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, коромысло соединено с электродвигателем, расположенным под ванной. На внутренней цилиндрической поверхности кольцевой емкости выполнена кольцевая опора для держателя пластин. Устройство содержит 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, снабженного опорным кольцом с регулировочными винтами. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для одностороннего травления пластин, содержащее ванну для травителя, установленный в ней держатель обрабатываемых пластин, электродвигатель, расположенный под ванной, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит коромысло с магнитами, соединенное с электродвигателем, размещенную в ванне для травителя с возможностью вращения в травителе цилиндрическую кольцевую емкость с магнитами на внутренней боковой поверхности внешнего цилиндра и кольцевой опорой для держателя пластин на внутреннем цилиндре, а также трубку для подачи газа, расположенную над держателем пластин, при этом магниты на боковой поверхности цилиндрической емкости расположены напротив магнитов на коромысле. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в кольцевой опоре выполнены отверстия для отвода газа. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что держатель пластин выполнен в виде цилиндра с лапками в нижней и опорным кольцом с регулировочными винтами в верхней части. 4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что держатель выполнен в виде усеченного конуса и снабжен опорным кольцом с регулировочными винтами.