EP1525609B1

Device for etching semiconductors with a large surface area

Abstract

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EP1525609B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 4

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Expired 24 July 2023, 3.2 years ago.

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15 claims: 12 independent, 3 dependent

  1. 1
    Vorrichtung zum Ätzen großflächiger Halbleiterscheiben in einer trogförmigen Aufnahme mit einem flüssigen Elektrolyten, mit a) wenigstens einem Probenkopf (12) innerhalb eines beweglich gelagerten Ätztrogs (10), der mit einer Einrichtung zum Halten wenigstens einer Halbleiterscheibe (32) versehen ist, b) einer den Elektrolyten in Bewegung versetzende Schaukeleinrichtung, c) wobei der Probenkopf (12) mit der zu ätzenden Fläche nach unten im Ätztrog (10) angeordnet ist, d) zur Einstellung unterschiedlicher Elektrolyt-Schichtdicken austauschbaren Abstandsstücken für den Abstand Ätztrogboden-Probenkopf (12), und e) auf der Rückseite angeordneten elektrischen Kontakten für eine elektrochemische Ätzung.
  2. 2
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenkopf fest am Trog befestigt ist, während der Ätztrog zur Durchführung von Kippbewegungen um wenigstens eine Achse verschwenkbar ist.
  3. 3
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle zur turbulenten Umwälzung des Elektrolyten am Boden des Ätztrogs (10) und/oder an der Unterseite des Probenkopfes (12) vorgesehen sind.
  4. 4
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Probenkopf (12) ein austauschbarer Montageblock (30) oberhalb der Halbleiterscheibe (32) angeordnet ist, der mit Randfugen versehen ist, die über eine Vakuumleitung (38) evakuierbar sind und die gegenüber dem Elektrolyten durch Ringdichtungen (28) am Randbereich der Halbleiterscheibe abgedichtet sind.
  5. 5
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platin-Gegenelektrode (16) am Boden des Ätztrogs mit Platindrähten (22), die an der Innenseite des Ätztrogs aufsteigend über dessen Kante führen, kontaktiert ist, und die Halbleiterscheibe an ihrer (Ober-/)Rückseite über Randkontakte, ganzflächige Metallkontakte, durch eine mit ITO (Indium-Zinn-Oxid) beschichtete Glasplatte oder eine mit feinen Platindrähten umwickelte Plexiglasplatte kontaktiert ist.
  6. 6
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Temperatursteuerung zur Erwärmung und/oder Abkühlung des Elektrolyten mit Kühl-/ Heizkanälen an der Unterseite des Ätztrogs (12) vorgesehen ist.
  7. 7
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ätztrog (10) zur Ausbildung einer Überdruckatmosphäre über dem Elektrolyten ein Dekkel vorgesehen ist, der mit Zu- und Abführungen für Schutzgas versehen ist.
  8. 8
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ätztrog ein vom Elektrolyten benetzter Ort zur Anordnung von Trocknungsmittel vorgestehen ist, das dem Elektrolyten Wasserspuren zu entziehen vermag.
  9. 9
    Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageblock (30) optisch durchlässig ist und an seiner Oberseite ein Diodenarray (40) als Beleuchtung oberhalb einer gegen das den Montageblock umgebenden Vakuums abdichtenden durchsichtigen Platte (42) angeordnet ist.
  10. 10
    Verfahren zum Ätzen mit Elektrolyten in einer Vorrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch Erzeugen einer turbulenten Anströmung unterschiedlich viskoser Elektrolyten an den zu ätzenden Halbleiterscheiben (32) durch angepasste Bewegung des Ätztrogs und Einjustierung des Abstands Halbleiterscheibe zum Ätztrogboden über das vorherige Einsetzen geeigneter Abstandsstücke (26) zwischen diesen.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der fortschreitenden Ätzung Zugabe von hochkonzentriertem Elektrolyten zur Beibehaltung der Elektrolytkonzentration erfolgt.
  12. 12
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrolyt mit zugesetztem Trocknungsmittel verwendet wird.
  13. 13
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Halbleiterscheibe mit einem über die Beleuchtungsfläche scannenden Laserstrahl beleuchtet wird.
  14. 14
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Halbleiterscheibe wenigstens lokal mit einem die Rückseite beleuchtenden Diodenarray beleuchtet wird.
  15. 15
    Verfahren zum Ätzen mit Elektrolyten in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Erzeugen einer turbulenten Anströmung unterschiedlich viskoser Elektrolyten an den zu ätzenden Halbleiterscheiben (32) durch angepasste Horizontalbewegung des Kopfes im Becken und Einjustierung des Abstands der Halbleiterscheibe zum Ätztrogboden über das vorherige Einsetzen geeigneter Abstandsstücke (26) zwischen diesen.
Independent claims15