RU2612296C2 - Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon - Google Patents
Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612296C2 RU2612296C2 RU2015120132A RU2015120132A RU2612296C2 RU 2612296 C2 RU2612296 C2 RU 2612296C2 RU 2015120132 A RU2015120132 A RU 2015120132A RU 2015120132 A RU2015120132 A RU 2015120132A RU 2612296 C2 RU2612296 C2 RU 2612296C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- crystal
- etching
- thinning
- rubber
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008710 crystal-8 Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Images
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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
Устройство крепления, позиционирования и маскирования кристаллов в технологии химического утонения кремния применяется при производстве формирователей видеосигналов для приборов с зарядовой связью, освещаемых с обратной стороны.The device for fastening, positioning and masking crystals in the technology of chemical thinning of silicon is used in the production of video signal conditioners for charge-coupled devices illuminated from the back.
В производстве формирователей видеосигнала (ФВС) на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) широкое распространение получили приборы, освещаемые с обратной стороны подложки. Такие приборы благодаря повышенной чувствительности находят применение в различных областях науки и техники и в первую очередь в наземной и космической астрономии. При изготовлении этих приборов необходимо производить химическое утонение кремния с обратной стороны фоточувствительного кристалла, оставляя мембрану толщиной 15-20 мкм. В основном используется конструкция кристаллов, представляющая собой «корыто», т.е. зона утонения данного кристалла расположена с обратной стороны и соответствует области активной зоны ПЗС, а область кристалла по периметру остается на основной толщине (520-550 мкм) кремниевой пластины.In the production of video signal formers (FVS) based on charge-coupled devices (CCDs), devices illuminated from the back of the substrate are widely used. Due to their increased sensitivity, such devices are used in various fields of science and technology, and primarily in terrestrial and space astronomy. In the manufacture of these devices, it is necessary to produce chemical thinning of silicon on the back side of the photosensitive crystal, leaving a membrane with a thickness of 15-20 microns. Mainly used is the design of crystals, which is a "trough", i.e. the thinning zone of this crystal is located on the back side and corresponds to the region of the CCD core, and the crystal region around the perimeter remains at the main thickness (520-550 μm) of the silicon wafer.
Для того чтобы химическое утонение кремния производилось только в строго определенном месте и по строго определенной площади, кристалл необходимо позиционировать. Кристаллы данного типа, предназначенные для различных целей, по своим габаритам могут отличаться от минимального до максимально возможного, кристаллы различаются размером используемых кремниевых пластин, формой и местом расположения активной зоны, различия в их изготовлении обеспечиваются уровнем производственно-технологической базы предприятия. Это предполагает необходимость применения специализированной оснастки маскирования и позиционирования кристаллов для каждого типа приборов индивидуально.In order for the chemical thinning of silicon to be carried out only in a strictly defined place and in a strictly defined area, the crystal must be positioned. Crystals of this type, designed for various purposes, can vary in size from minimum to maximum, crystals differ in the size of the silicon wafers used, the shape and location of the core, differences in their manufacture are provided by the level of the production and technological base of the enterprise. This implies the need for specialized equipment for masking and positioning crystals for each type of device individually.
Традиционно маскирование областей кристаллов, которые не должны утоняться, производится путем нанесения химически стойких лаков, смол, воска или подобных материалов вручную или с помощью дозаторов, управляемых по программе цифровых столов. Крепление кристаллов в устройстве химического утонения может быть различным, например фиксирование с помощью приклейки или прижима. При этом задачи требуемой точности позиционирования кристалла, месторасположения формируемой защиты, воспроизводимости геометрии зоны утонения, а также вопросы химической стойкости защитного покрытия в процессе многочасовой химической обработки в смеси кислот остаются окончательно не решенными.Traditionally, masking of areas of crystals that should not be thinned is done by applying chemically resistant varnishes, resins, wax or similar materials manually or using dispensers controlled by the program of digital tables. The fastening of crystals in a chemical thinning device can be different, for example, fixing by gluing or pressing. At the same time, the tasks of the required accuracy of crystal positioning, the location of the formed protection, the reproducibility of the geometry of the thinning zone, as well as the chemical resistance of the protective coating during many hours of chemical treatment in an acid mixture remain unresolved.
В патенте США №5578167 от 26.11.1996 г. описано устройство, представляющее собой держатель, имеющий основание с полостью. Держатель также имеет ряд цилиндрических зажимов по периферии, которые используются для того, чтобы закрепить и позиционировать кристалл и предотвратить утечку травителя в полость. Данное устройство позволяет закреплять и с высокой степенью точности позиционировать кристалл для его химической обработки. Недостаток этой конструкции заключается в том, что она предназначена для утонения кристаллов по всей их поверхности и не позволяет производить травление кристаллов с контролируемой геометрией площади травления.In US patent No. 5578167 from 11/26/1996, a device is described, which is a holder having a base with a cavity. The holder also has a number of cylindrical clamps around the periphery, which are used to fix and position the crystal and prevent the etchant from leaking into the cavity. This device allows you to fix and with a high degree of accuracy to position the crystal for its chemical processing. The disadvantage of this design is that it is designed to thin crystals over their entire surface and does not allow etching of crystals with a controlled geometry of the etching area.
В патенте США №7786421 от 31.08.2010 г. описано устройство крепления кристаллов для химического травления кремния, представляющее собой конструкцию, включающую базовую пластину, верхнюю крышку, пластину-зажим и трубку. Данное устройство позволяет закреплять и точно позиционировать кристалл благодаря кварцевой пластине-зажиму. В качестве маски для травления используют стандартные уплотнители, выполненные, например, из перфторэластомеров. Данная конструкция устройства принята в качестве прототипа.US Pat. No. 7,786,421 of 08/31/2010 describes a crystal attachment device for chemical etching of silicon, which is a structure including a base plate, a top cover, a clip plate and a tube. This device allows you to fix and accurately position the crystal due to the quartz plate-clamp. As a mask for etching using standard seals made, for example, of perfluoroelastomers. This design of the device is adopted as a prototype.
К недостаткам данной конструкции можно отнести следующие пункты. 1. В качестве химически стойкой маски для формирования зоны защиты «корыта» служит слой из нитрида кремния, создание которого требует дополнительных технологических операций, таких как плазменное осаждение нитрида кремния, фотолитография по данному слою или использование масочного напыления. 2. Использование прокладки, выполненной из химически стойкой резины, предусмотрено только в качестве элемента уплотнения в процессе щелочного травления. 3. В качестве устройства для кислотного травления применяется другое устройство, при этом для дополнительной защиты нитридной маски служит вручную нанесенный слой воска.The disadvantages of this design include the following points. 1. As a chemically resistant mask for the formation of the “trough” protection zone, a layer of silicon nitride is used, the creation of which requires additional technological operations, such as plasma deposition of silicon nitride, photolithography on this layer or the use of mask deposition. 2. The use of gaskets made of chemically resistant rubber is provided only as a sealing element during alkaline etching. 3. As a device for acid etching, another device is used, while a manually applied wax layer is used to further protect the nitride mask.
Задача заявляемого изобретения заключается в создании легко собираемой/разбираемой конструкции из химически стойких деталей, обеспечивающей многократное использование маски, точное позиционирование и закрепление кремниевых кристаллов различной геометрии. Технический результат заключается в возможности многократного применения конструкции, а также в возможности легко модифицировать размеры и расположение окна травления (вытравливаемой области) под индивидуальные параметры кристалла.The objective of the invention is to create an easily assembled / disassembled structure of chemically resistant parts, providing multiple use of the mask, the exact positioning and fixing of silicon crystals of various geometries. The technical result consists in the possibility of multiple application of the design, as well as in the ability to easily modify the size and location of the etching window (etched area) to the individual parameters of the crystal.
Устройство крепления, позиционирования и маскирования кристаллов в технологии химического утонения кремния представляет собой собирающийся на головке установки травления сборно-разборный пакет, выполненный из двух наборов плоскопараллельных пластин, чередующихся между собой, один из которых выполнен из химически стойкой вакуумплотной алюмооксидной керамики, причем одна пластина из этого набора выполнена с окном по размерам кристалла прибора для обеспечения точного позиционирования кристалла, другая выполнена с окном по размерам, соответствующим области травления, и служит для уплотнения резиновой пластины - маски, второй набор пластин выполнен из резины на основе перфорированного каучука, химически стойкого к высокоагрессивным кислотам, причем одна из пластин этого набора выполнена с окном с размерами, соответствующими геометрии утонения кремния, и служит маской травления.The device for fastening, positioning and masking crystals in the technology of chemical thinning of silicon is a collapsible package assembled on the etching head made of two sets of plane-parallel plates alternating between each other, one of which is made of chemically resistant vacuum-tight alumina ceramic, and one plate of this set is made with a window on the size of the crystal of the device to ensure accurate positioning of the crystal, the other is made with a window in size, Corresponding to the etching area, and serves to seal the rubber plate - mask, the second set of plates is made of rubber based on perforated rubber, chemically resistant to highly aggressive acids, and one of the plates of this set is made with a window with dimensions corresponding to the silicon thinning geometry and serves as a mask etching.
Этот пакет позволяет не только закреплять и точно позиционировать сам кристалл и место расположения области утонения, но, что наиболее важно, позволяет использовать его в качестве многократно применяемой высоконадежной маски для утонения кремниевых кристаллов.This package allows not only to fix and precisely position the crystal itself and the location of the region of thinning, but, most importantly, allows you to use it as a reusable highly reliable mask for thinning silicon crystals.
На фиг. 1 изображено устройство крепления, позиционирования и маскирования кристаллов в технологии химического утонения кремния.In FIG. 1 shows a device for fastening, positioning and masking crystals in the technology of chemical thinning of silicon.
Устройство представляет собой сборно-разборный пакет, который состоит из двух наборов чередующихся между собой плоскопараллельных пластин, т.ч. один набор пластин выполнен из химически стойкой вакуумплотной алюмооксидной керамики (см. пп. 5, 7, 10 на фигуре 1), второй набор пластин выполнен из резины на основе перфторированного каучука, химически стойкого к высокоагрессивным кислотам (см. пп. 6, 9 на фигуре 1)·The device is a collapsible package, which consists of two sets of alternating plane-parallel plates, incl. one set of plates is made of chemically resistant vacuum-tight alumina ceramics (see
Пластины 5-10 пакета крепятся по периметру специальными крепежными болтами 1, выполненными из полипропилена сверхвысокой полимеризации, и уплотняется резиновыми герметизирующими прокладками из перфторированного каучука 2. Сборно-разборный пакет устанавливается на головке 3 установки травления и позиционируется с помощью центрующих штифтов 4. В качестве материала для изготовления головки 3 установки травления может быть использован химически стойкий сополимер, например фторопласт-4, PVDF или полипропилен сверхвысокой степени полимеризации. В качестве материала для изготовления центрирующих штифтов 4 может быть использован PVDF или полипропилен сверхвысокой полимеризации.The plates 5-10 of the package are fixed around the perimeter with
Сборно-разборный пакет состоит из пластин, собираемых в такой последовательности: керамическая пластина 5, затем резиновая уплотняющая прокладка 6, выполненная из перфторированного каучука, керамическая пластина 7, выполненная с окном по размерам кристалла прибора, обеспечивающая точное позиционирование утоняемого кристалла 8, резиновая пластина 9, с окном с размерами, соответствующими геометрии утонения кремния и служащая маской травления, а затем уплотняющая керамическая пластина 10 с окном по размерам, соответствующим области травления, и служащая для уплотнения резиновой пластины - маски 9. Болты 1 фиксируются закрытыми гайками 11, выполненными из полипропилена сверхвысокой полимеризации.A collapsible package consists of plates assembled in the following sequence: a
В качестве пластичного материала для изготовления второго набора плоскопараллельных пластин могут быть применены калиброванные по толщине листы резины, стойкой к особо агрессивным кислотам, выполненные из перфорированного каучука, например Неофтон-Н (см. патент РФ 213778, ТУ 2294-176-0015963-2012).As a plastic material for the manufacture of the second set of plane-parallel plates, thickness-calibrated rubber sheets resistant to especially aggressive acids made of perforated rubber, for example Neofton-N, can be used (see RF patent 213778, TU 2294-176-0015963-2012) .
Одним из основных элементов заявляемой конструкции является уплотняющая маска из вышеописанной резины. Данное устройство позволяет не только закреплять и точно позиционировать сам кристалл и место расположения области утонения, но, что наиболее важно, позволяет использовать его в качестве многократно применяемой высоконадежной маски для утонения кристаллов с рамкой для ФВС на ПЗС, освещаемых с обратной стороны.One of the main elements of the claimed design is a sealing mask of the above rubber. This device allows not only to fix and precisely position the crystal itself and the location of the region of thinning, but, most importantly, allows you to use it as a reusable highly reliable mask for thinning crystals with a frame for the PFV on the CCD, illuminated from the back.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120132A RU2612296C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015120132A RU2612296C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015120132A RU2015120132A (en) | 2016-12-20 |
| RU2612296C2 true RU2612296C2 (en) | 2017-03-06 |
Family
ID=57759155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015120132A RU2612296C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2612296C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5578167A (en) * | 1996-01-31 | 1996-11-26 | Motorola, Inc. | Substrate holder and method of use |
| RU2127926C1 (en) * | 1994-12-29 | 1999-03-20 | Акционерное общество закрытого типа "Техномаш МТ" | Method and device for deep anisotropic etching of silicon plates |
| EP1467399A1 (en) * | 2003-04-09 | 2004-10-13 | Phase Shift Technology, Inc. | Apparatus and method for holding and transporting thin opaque plates |
| CN101487984A (en) * | 2009-02-18 | 2009-07-22 | 上海微电子装备有限公司 | Silicon chip placing apparatus used for photo-etching machine pre-alignment system |
| US7786421B2 (en) * | 2003-09-12 | 2010-08-31 | California Institute Of Technology | Solid-state curved focal plane arrays |
-
2015
- 2015-05-27 RU RU2015120132A patent/RU2612296C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2127926C1 (en) * | 1994-12-29 | 1999-03-20 | Акционерное общество закрытого типа "Техномаш МТ" | Method and device for deep anisotropic etching of silicon plates |
| US5578167A (en) * | 1996-01-31 | 1996-11-26 | Motorola, Inc. | Substrate holder and method of use |
| EP1467399A1 (en) * | 2003-04-09 | 2004-10-13 | Phase Shift Technology, Inc. | Apparatus and method for holding and transporting thin opaque plates |
| US7786421B2 (en) * | 2003-09-12 | 2010-08-31 | California Institute Of Technology | Solid-state curved focal plane arrays |
| CN101487984A (en) * | 2009-02-18 | 2009-07-22 | 上海微电子装备有限公司 | Silicon chip placing apparatus used for photo-etching machine pre-alignment system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015120132A (en) | 2016-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250207287A1 (en) | Substrate supporting plate, thin film deposition apparatus including the same, and thin film deposition method | |
| US4039247A (en) | Device for use in testing of fluid samples on microscope slides | |
| JP6868616B2 (en) | Shower head with reduced plasma ignition on the back | |
| US8236106B2 (en) | Shower head and substrate processing apparatus | |
| JP6525163B2 (en) | Method of fabricating a microfluidic chip having an electrode with the same surface height as a microchannel wall | |
| CN104716082B (en) | Mounting and fixing support for elastomer band | |
| JPS5812747B2 (en) | Manufacturing method of thin substrate imaging device | |
| TWI849257B (en) | Showerhead with embedded nut | |
| US11581223B2 (en) | Backside metal patterning die singulation system and related methods | |
| JP2022160436A (en) | Patterned chuck for double-sided processing | |
| KR100648322B1 (en) | Shadow frame with cross beam for semiconductor device | |
| CN107732001A (en) | A kind of pressure sensor and its manufacture method based on resistance bridge structure | |
| RU157418U1 (en) | DEVICE FOR MOUNTING, POSITIONING AND MASKING OF CRYSTALS IN THE TECHNOLOGY OF CHEMICAL THINNING OF SILICON | |
| WO2017049822A1 (en) | Printing screen and sealant printing method | |
| WO2014180132A1 (en) | Film thickness testing method and device | |
| CN112117351B (en) | Method for leading out electrical properties of mercury cadmium telluride pn junction and detector chip | |
| RU2612296C2 (en) | Attachment device, positioning and masking crystals in technology of chemical thinning of silicon | |
| WO2016095086A1 (en) | Methods for texturing a chamber component and chamber components having a textured surface | |
| US12315765B2 (en) | Backside metal patterning die singulation systems and related methods | |
| US9365410B2 (en) | Method for producing a micromechanical component, and micromechanical component | |
| JP2020527850A (en) | Fluid assembly substrate and its manufacturing method | |
| CN105810623A (en) | Substrate-scale mask alignment | |
| US20160052781A1 (en) | Wafer level packaging of mems | |
| US8714611B2 (en) | Handling device for handling of a wafer | |
| WO2016021496A1 (en) | Sputtering device and processing device |