Brevet FR2006931A1 — publié le 19700102

Pour produire des motifs d'oxyde sur des corps semi-conducteurs, on connaît déjà la technique du photoresist ou photolithographie ainsi que la sérigraphie. Ces deux procédés sont relativement onéreux et conviennent mal à la fabrication en série de composants semi-conducteurs de taille relativement importante. La présente invention se rapporte à un procédé de production d'un motif d'oxyde sur un corps semi-conducteur, en particulier en silicium, par formation d'un revêtement d'oxyde, masquage d'une Partie de la surface et élimination par attaque chimique des parties non masquées du revetement. 'invention est caractérisée par le fait qu'on utilise, en vue du masquage, une plaque-cliché en une matière élastique résistant au décapant et portant en relief le motif recherché, cette plaque-cliché étant appliquée étroitement par ses parties en relief sur le corps semi-conducteur. Le procédé conforme à l'invention se distingue en particulier par la simplicité des moyens auxiliaires nécessaires pour sa mise en oeuvre, par un degré élevé de reproductibilité ainsi que par un minimum de sources parasites pour les corps semi-conducteurs sensibles, devant etre traités. La plaque-cliché utilisée en vue du masquage peut être réalisée, par exemple à partir d'une matière synthétique souple telle qu'elle est connue sous la marque "Mipolam". Le profil de la plaque-cliché peut être réalisé dans un moule par pressage à chaud ou par usinage mécanique0 La plaque-cliché terminée peut être utilisée en vue du masquage et de l'attaque chimique d'un nombre illimité de corps semi-conducteurs.Le procédé conforme à l'invention présente l'avantage particulier qu'il n'est pas nécessaire de munir la couche d'oxyde recouvrant le corps semi-conducteur, pendant la production du motif d'oxyde, de revêtements protecteurs supplémentaires tels que des couches de vernis ou des pellicules photosensibles qui doivent eatre enlevées de nouveau après la production du motif d'oxyde En outre, une grande latitude est offerte quant à l'épaisseur de la couche d'oxyde recouvrant le corps semi-conducteur0 Cette couche d'oxyde peut avoir une épaisseur allant jusqu'à plusieurs microns. Un autre avantage réside dans le fait qu'en cas de besoin, on peut munir simultanément les deux côtés plats du corps semi-conducteur de motifs d'oxyde, le cas échéant avec des formes et suivant des agencements différents. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on réunit plusieurs corps semi-conducteurs plats en une pile, avec insertion de plaques de recouvrement qui sont planes d'un côté et portent le motif recherché de l'autre côté ou qui sont munies sur les deux côtés de motifs le cas échéant différents, et on procède à l'atK taque chimique simultanée de tous ces corps semi-conducteurs. Cette variante représente un progrès considérable par rapport à l'état connu de la technique de production de motifs d'oxyde lors de la fabrication en série de composants semi-conducteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raieront à la lecture du dessin annexé qui représente schématiqu-- ment plusieurs exemples de réalisation non limitatifs de l'objet de la présente invention ; sur ce-dessin la fig. 1 est une coupe schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention la fig. 2 est une vue en plan d'un corps semiconducteur po- tant un motif d'oxyde sous la forme de bandes et traité à l'aide du dispositif selon la fig. 1 la fig. 3 est une vue en élévation d'un dispositif pour le traitement simultané de plusieurs corps semi-conducteurs réunis sous la forme d';;me pile la figo 4 est une vue en perspective d'un dispositif de production d'un motif d'oxyde par attaque chimique sèche la fig0 5 est une coupe du dispositif selon la fig. 4. Sur la fig. 1, un corps semi-conducteur, par exemple en sil cium porte la référence 1. Le corps semi-conducteur 1 est rev3bu d'une couche d'oxyde 2, dans le cas présent de dioxyde de silicium. I1 est également possible de munir d'un reveatement d'oxyde seulement le côté plat du corps semi-conducteur 1, orienté vers la Plaque-cliché 3. La plaque-cliché 3 est réalisée à partir d'une matière élastique résistant au décapant, par exemple à partir d'u aux silicones ou le chlorure de polarzinvle-souple. Sur sa face orientée vers le corps semi-conducteur 1 la plaque-cliché 3 porte le motif recherché qui est proauit, par exemple par pressage a chaud ou par usinage mécanique.Dans le cas présent, il s'agit a6 produire un motif d'oxyde 4 sous la forme de bandes, comme le sc= tre la fig. 2, sur le c8té plat du corps semi-conducteur 1, oriels vers la plaque-cliché 3. Dans ce cas, des rainures longitudinaleS n sont pratiquées dans la plaque-cliché 3, rainures dans lesquelles on envoie un décapant liquide ou gazeux, par exemple de ltacide fluorhydrique.Les parties en relief 6 de la plaque-cliché 3 recoud vrent les parties de surface du revêtement d'oxyde 2, qui ne doi- vent pas dtre attaquées par le décapant. Afin d0obtenir une sépara- tion nette entre les parties de surface du corps-semi-conducteur, dégagées par. le décapant et les parties restantes de la couche d'oxyde, il est avantageux de bomber légèrement vers 11intérieur les parties en relief 6 de la plaque-cliché 3, ce qui fait que les parties en relief 6 s'appliquent de façon linéaire sur le re vêtement d'oxyde.En exerçant une légère pression sur la plaquecliché 3, on empêche le décapant d'agir également sur les parties recouvertes du revetement d'oxyde 2. Dans le cas où l'on ne veut munir que l'un des côtés d'un corps semi-conducteur plat d'un motif d'oxyde, tandis que le rev8tement d'oxyde 2 doit recouvrir entièrement l'autre côté plat, on recouvre ce dernier côté au moyen d'une plaque de pression plane 7 en une matière identique ou semblable à celle de la plaque-cliché 3O Cependant, il est également possible de munir dans la même opération l'autre cOté plat également d'un motif d'oxyde, avec des formes et suivant des agencements identiques ou différents.Pour produire la pression, on peut prévoir par exemple, comme le montre la fig. 3, un étau à vis ou un cadre de lerrago élastique en soi. La fig. 3 représente un agencement avec plusieurs corps semiconducteurs 1 empilés les uns sur les autres. Les corps semi-con- docteur. 1 sont chaque fois séparés les uns des autres par une plaque de recouvrement 3 (plaque-cliché). Â l'extrémité inférieure de la pile 8 composée de corps semi-conducteurs I et de plaques de recouvrement 3, on peut prévoir une plaque dé pression plane 7. Les plaques dé recouvrant 3 peuvent se composer de plusieurs couches. Il est particulièrement avantageux de garnir d'une couche de chlo- rare de polyvinyle souple les deux cotés d'une couche de chlorure de polyvinyle dur. Cela augmente considérablement la solidité des plaques de recouvrement empilées 3, tandis que leurs bonnes propriétés de masquage restent conservées. La pile 8 est maintenue assemblée au moyen d'un dispositif de pression et de guidage, de préférence à l'aide d'un étau à vis 9. L'étau à vis 9 est également réalisé à partir d'une matière résistant au décapage, par exemple à partir d'un chlorure de polyvinyle dur vendu sous la marque "Vinidur" pour produire le motif d'oxyde, on peut imerger le dispositif 8, 9 tout entier dans un décapant liquide ou envoyer un décapant gazeux, par exemple de la valeur d'acide fluorhydrique, à travers les rainures 5 des plaques-clichés 3. Le dispositif représenté sur les fig. 4 et 5 convient en par ticulier à la production d'un motif d'oxyde sur un corps semi-con ducteur par attaque chimique sèche, c'est-à-dire par traitement du revêtement d'oxyde au moyen d'un décapant gazeux. La plaque-cliché 3 se compose d'un organe de support 10 avec des éle'ments d'espace- ment ll entre lesquels sont fixées des lamelles élastique 12. les lamelles 12 présentent un profil semblable à celui des parties en relief 6 de la plaque-cliché selon la fig. 1. Sur un guide 13 cou- lisse un chariot 14 dont la face frontale orientée vers la plaques cliché 3 porte une plaque pression plane 15 réalisée à partir de la même matière que les lamelles 12 ou à partir d'une matière semblable. Le chariot 12 peut ttre guidé par voie magnétique sur le guide 13. Les éléments de support 11 sont traversés chacun par un trou 16 débouchant dans un canal commun 17 (fig. 5) qui assure l,arrivée du décapant. Comme décapant, on utilise de préférence de l'acide fluorhydrique gazeux. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé de production d'un motif d'oxyde sur un corps semi-conducteur, en particulier en silicium, par formation d'un revêtement d'oxyde, masquage d'une partie de la surface et élimination par attaque chimique des parties non masquées du revêtement, caractérisé par le fait qu'on utilise pour le masquage une plaquecliché en une matière élastique résistant au décapant portant en relief le motif recherché, cette plaque-cliché étant appliquée étroitement par ses parties en relief sur le corps semi-conducteur. 2.- Procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait que l'on munit l'un des cotés plats dtun corps semi-conducteur plat d'un motif d'oxyde et que l'on recouvre l'autre cbté plat d'une plaque de pression plane réalisée à partir de la meme matière que la plaque-cliché ou à partir d'une matière semblable. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réunit plusieurs corps semi-conducteurs plats sous la forme d'une pile, avec insertion de plaques de recouvrement qui sont planes sur une face et portent le motif recherché sur l'autre face ou qui sont munies de motifs le cas échéant différents sur les deux faces, et qu'on procède simultanément à l'attaque chimique de tous les corps semi-conducteurs réunis en une pile. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que lton immerge les corps semi-eonducteurs munis de plaques de recouvrement dans un décapant liquide. 5.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on envoie un décapant gazeux à travers les cavités subsistantes entre le corps semi-conducteur et la plaque-cliché. 6.- Procédé suivant la revendication 1 pour le traitement d'un corps semi-conducteur en silicium, caractérisé par le fait que l'on utilise de l'acide fluorhydrique comme décapant 7.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le corps semi-conducteur et la plaque-cliché sont guidés et sont serrés l'un contre l'autre dans un dispositif de pression 8.- Dispositif dans la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la plaque-cliché se compose de lamelles séparées les unes des autres par des organes dtespacement et comporte chaque fois entre deux lamelles un trou débouchant dans un canal commun d'arrivée du décapant.