DE1149222B

DE1149222B - Device for etching semiconductor bodies

Info

Publication number: DE1149222B
Application number: DEL39782A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Clemens-A Heusch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-08-15
Filing date: 1961-08-15
Publication date: 1963-05-22

Description

Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiterkörpern Bei der Verarbeitung von Halbleiterkörpern ist es üblich, diese in verschiedenen Stadien der Aufbereitung zu ätzen. Die Atzung ist gewöhnlich mit einer nachfolgenden Spülung verbunden. Jedoch bewirkt diese Spülung nur eine Entfernung bzw. Neutralisierung etwa noch vorhandener Reste des Ätzmittels an der Oberfläche des behandelten Körpers. Es sind aber durch das Ätzen an der Oberfläche besondere Zustände geschaffen, die die Oberfläche zur chemischen oder adsorptiven Bindung von Komponenten des umgebenden Mediums besonders aktivieren. Dies trifft in hohem Maße auf das ohnehin reaktionsfreudige Silizium zu. Es sind deshalb besondere Maßnahmen getroffen worden, um diese Aktivität der Oberfläche zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern. Eine solche Maßnahme ist das Tempern von Siliziumscheiben. So erwärmt man bereits mit Legierungskontakten versehene Siliziumscheiben im Vakuum oder Schutzgas, wie Stickstoff oder Formiergas, für eine Zeit von etwa 60 Minuten auf etwa 330 °C. Die Schwierigkeit liegt bei diesem Verfahren darin, die frisch geätzte Scheibe vor dem Tempern gegen den Einfluß der Umgebung zu schützen, also z. B. bei der Überführung in den Temperraum. Ähnliche Probleme treten auch bei der Behandlung noch nicht legierter Kristallscheiben auf, die bei wesentlich höheren Temperaturen getempert werden.Device for etching semiconductor bodies During the processing of It is customary for semiconductor bodies to have them in different stages of preparation to etch. The etching is usually combined with a subsequent rinse. However this rinsing only removes or neutralizes any still present Residues of the etchant on the surface of the treated body. But it's through the etching on the surface created special conditions that the surface to chemical or adsorptive binding of components of the surrounding medium in particular activate. This applies to a large extent to the already reactive silicon to. Special measures have therefore been taken to prevent this activity To eliminate or at least reduce surface. One such measure is the annealing of silicon wafers. Alloy contacts are used to heat up provided silicon wafers in a vacuum or protective gas, such as nitrogen or forming gas, for a time of about 60 minutes to about 330 ° C. The difficulty lies with this one Method in which the freshly etched disc is against the influence of the annealing before annealing To protect the environment, e.g. B. when transferring to the tempering room. Similar Problems also arise when treating crystal wafers that have not yet been alloyed, which are tempered at much higher temperatures.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ätzen von Halbleiterkörpern, die sich von den bisher bekannten dadurch unterscheidet, daß sie aus zwei im wesentlichen übereinander angeordneten und ineinander übergehenden vakuumdichten Behältern besteht, die vakuumdicht durch ein Ventil so großer lichter Öffnung gegeneinander abteilbar sind, daß bei geöffnetem Ventil der zu ätzende Körper oder das das zu ätzende Gut aufnehmende Gefäß von einem Behälter in den anderen bewegt werden kann, daß Mittel vorgesehen sind, um diese Bewegung bewirken zu können, und daß der untere der beiden Behälter als Gefäß für die Ätzflüssigkeit dient oder ein solches Gefäß enthält, während der obere der beiden Behälter mit einer Beheizungsvorrichtung versehen ist, die es erlaubt, die zur Nachbehandlung der geätzten Körper erforderliche Temperatur einzustellen.The present invention relates to a device for etching of semiconductor bodies, which differs from the previously known ones in that that they consist of two essentially one above the other and merge into one another Vacuum-tight containers are made vacuum-tight through a valve so large lights Opening are divisible from each other that when the valve is open, the body to be etched or the vessel receiving the material to be etched from one container to the other can be moved that means are provided in order to be able to effect this movement, and that the lower of the two containers serves as a vessel for the etching liquid or contains such a vessel, while the upper of the two containers with a heating device is provided, which allows the post-treatment of the etched body required Set the temperature.

Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt es, den geätzten Körper unmittelbar nach dem Spülen und, ohne ihn einer schädlichen Umgebung auszusetzen, in einem abschließbaren Raum zu tempern.The device according to the invention allows the etched body immediately after flushing and without exposing him to a harmful environment, to temper in a lockable room.

Zur Herstellung einer vorgegebenen Atmosphäre bzw. zum Arbeiten im Vakuum ist es erforderlich, die Behälter zunächst einmal auszupumpen. Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck eine Leitung zur Vorvakuumpumpe an den unteren Behälter und eine Leitung zur Hochvakuumpumpe an den oberen Behälter anzuschließen. Des weiteren kann eine Vorvakuumumwegleitung zwischen den beiden Behältern vorgesehen werden. Das ist für mehrere Zwecke von Vorteil. Soll z. B. ein Wechsel des Atzmittels vorgenommen werden, so wird der zu behandelnde Körper aus der ersten Ätze in den oberen Behälter verbracht, sodann das Ventil geschlossen, so daß in dem Behälter Hochvakuum eingestellt werden kann, und dann der untere Behälter belüftet. Nach dem Wechseln der Ätze wird der untere Behälter auf Vorvakuum abgepumpt und das Ventil kann dann wieder geöffnet werden. Während des ganzen Vorganges kann der zu ätzende Körper in dem oberen Behälter auf der erwünschten Temperatur gehalten werden.To create a given atmosphere or to work in the Vacuum it is necessary to pump out the container first. It recommends for this purpose a line to the backing pump to the lower container and connect a line to the high vacuum pump to the upper container. Further a forevacuum bypass line can be provided between the two tanks. This is beneficial for several purposes. Should z. B. made a change of etchant the body to be treated is transferred from the first etch to the upper container spent, then the valve closed, so that a high vacuum is set in the container can be, and then the lower container vented. After changing the etch the lower container is pumped down to a forevacuum and the valve can then be opened again will. During the entire process, the body to be etched can be in the upper container be kept at the desired temperature.

Die vielseitige Anwendbarkeit des Erfindungsgegenstandes kann noch erweitert werden, wenn unterhalb oder oberhalb und unterhalb des Ventils eine lösbare Verbindung, z. B. eine Flanschverbindung, zwischen den beiden Behältern besteht. Es kann dann mindestens der obere Behälter abgeschlossen werden und der andere Behälter neu beschickt, nachbehandelt oder durch einen anderen gleichartigen ersetzt werden. Endlich können an dem unteren Behälter noch Zu- und Abläufe für die zur Atzung bzw. Spülung erforderlichen Flüssigkeiten angebracht werden, während an dem oberen Behälter eine Vorrichtung zum Einlaß von gasförmigen Substanzen vorgesehen werden kann.The versatile applicability of the subject of the invention can still can be expanded if below or above and below the valve a detachable Connection, e.g. B. a flange connection, there is between the two containers. At least the upper container and the other container can then be closed be reloaded, re-treated or replaced by another of the same type. Finally, inlets and outlets for the etching resp. Flushing required fluids are attached while attached to the upper container a device for the inlet of gaseous substances can be provided.

Der Betrieb einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann weitgehend automatisiert werden, auch wenn mehrere Schritte im Arbeitsgang vorzunehmen sind. So können z. B. mehrere auf einem Kreis oder einer Geraden angeordnete obere bzw. untere Behälter vorgesehen werden und die oberen Behälter gegenüber den unteren verschiebbar sein.Operation of an apparatus according to the present invention can can be largely automated, even if several steps are to be carried out in the process are. So z. B. several arranged on a circle or a straight line upper respectively. lower containers are provided and the upper container opposite the lower ones can be moved.

Für den unteren Behälter wird mit Vorteil ein gegen die Ätze beständiges Material, z. B. Tetrafluoräthylen, verwendet. Auch ist es zweckmäßig, ein Rührwerk für die Ätze vorzusehen, was am leichtesten durch ein Magnetwerk darzustellen ist. Der obere Behälter kann wegen der besseren Beobachtbarkeit der Vorgänge ganz oder teilweise aus Quarz hergestellt oder mit einem Quarzfenster versehen werden.For the lower container, one which is resistant to the etching is advantageously used Material, e.g. B. tetrafluoroethylene used. It is also useful to have an agitator to provide for the etching, which is most easily represented by a magnetic mechanism. The upper container can be completely or because of the better observability of the processes partly made of quartz or provided with a quartz window.

Die Figur zeigt in z. T. schematischer Darstellung ein Beispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.The figure shows in z. T. schematic representation of an example of a Embodiment of a device according to the invention.

1 und 2 bezeichnen den oberen und unteren Behälter. Sie können durch ein als Scheibe ausgebildetes Ventil 3 gegeneinander angeschlossen werden. Die Flansche 4 und 5 dienen dazu, die einzelnen Teile der Apparatur voneinander zu lösen. 6 ist eine Leitung, die zu einer Vorvakuumpumpe führt, während mit 7 die Leitung zur Hochvakuumpumpe bezeichnet ist. Mit 8 ist ein Einlaßventil bezeichnet, durch welches gasförmige Substanzen in das Innere der Vorrichtung gelangen können. Bei 9 ist durch einen Simmering eine Stange 10 geführt, an der das Gefäß 11 für das zu ätzende Gut, das die Form eines Korbes hat, hängt. Im oberen Behälter befindet sich eine Beheizungsvorrichtung 12, z. B. eine Heizmanschette, mit deren Hilfe eine zur Behandlung des Körpers erforderliche Temperatur eingestellt werden kann. Im unteren Behälter 2 befindet sich ein Gefäß 13 für die Ätzflüssigkeit, für die Zu- und Abläufe 14 und 15 vorgesehen sind.1 and 2 indicate the upper and lower containers. You can go through a valve 3 designed as a disc can be connected to one another. The flanges 4 and 5 serve to detach the individual parts of the apparatus from one another. 6 is a line that leads to a backing pump, while with 7 the line to the high vacuum pump is designated. With 8 an inlet valve is designated, through which gaseous Substances can get into the interior of the device. At 9 is through one Simmering a rod 10 out, on which the vessel 11 for the material to be etched, the has the shape of a basket, hangs. There is a heating device in the upper container 12, e.g. B. a heating jacket, with the help of which a necessary treatment of the body Temperature can be adjusted. In the lower container 2 there is a vessel 13 for the etching liquid, for the inlets and outlets 14 and 15 are provided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for etching semiconductor bodies, thereby characterized in that it consists of two essentially one above the other and one inside the other transitional vacuum-tight containers, which are vacuum-tight by a valve of so large clear opening can be divided against each other that when the valve is open the body to be etched or the vessel receiving the material to be etched from a container can be moved in the other, that means are provided to this movement to be able to effect and that the lower of the two containers as a vessel for the etching liquid serves or contains such a vessel, while the upper of the two containers with a heating device is provided, which allows the post-treatment set the required temperature of the etched body.

2. Device according to Claim 1, characterized in that a line for the backing pump to the lower container and a line for the high vacuum pump to the upper container connected.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that below or above and below the valve a releasable connection, for. B. a flange connection, there is between the two containers.

4. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that on the lower Container inlets and outlets for the liquid required for etching or rinsing are appropriate.

5. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that on the upper container a device for the inlet of gaseous Substances is appropriate.

6. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that several arranged on a circle or a straight line upper and lower containers are provided, and that the upper container opposite the lower ones can be moved.

7. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that a preferably magnetic one for the etching liquid Agitator is provided. B. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the lower container is made of an etch resistant material Material, e.g. B. made of tetrafluoroethylene.