Brevet FR2035929A1 — publié le 19701224

La présente invention concerne un dispositif de décapage de disques semi-conducteurs comportant un panier de décapage immergé dans un liquide de décapage, pouvant tourner autour d'un axe horizontal et dont la cavité interne est divisée par des 5 cloisons séparatrices en différentes cellules recevant chacune un disque semi-conducteur. On connaît déjà un dispositif de ce type dans lequel les cloisons séparatrices du panier de décapage sont formées par des plaques en matière plastique munies de trous • La paroi exté-10 rieure du panier est constituée par un cylindre creux .qui est également formé de matière plastique et qui est muni de trous. Dans ce dispositif connu» il s'est avéré que les disques semi-conducteurs n'étaient pas pourvus de faces suffisamment parallèles lors du décapage. On rencontre cet inconvénient 15 en particulier lorsque les épaisseurs de la couche décapée dépassent une certaine valeur, supérieure par exemple à 20 microns par face. L'invention a pour objet un dispositif du type précité dans lequel l'inconvénient mentionné plus haut est éliminé. En 20 particulier, elle concerne un dispositif qui permet d'obtenir, pour des épaisseurs de couche décapée de l'ordre de 75 à 100 microns par face, un bon parallélisme des faces des disques. Ce problème est résolu suivant l'invention en ce que la partie extérieure des cellules, servant à supporter les dis-25 ques semi-conducteurs, est réalisée sous forme d'une rainure de guidage de courbure concave. Le disque semi-conducteur est guidé à peu près au milieu de la rainure de guidage de façon à s'appliquer par une de ses faces, pendant le décapage, contre une des deux cloisons 30 séparatrices délimitant latéralement la cellule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la largeur de la cellule dans la zone où le bord supérieur du disque semi-conducteur touche la paroi de délimitation de la cellule est réduite de manière que le disque semi-conducteur n'ait 35 qu'un faible jeu de déplacement dans cette zone de la cellule. On obtient ainsi que le bord supérieur du disque bascule statique ment dans un sens et dans l'autre entre les deux points de butée opposés, ce qui permet d'améliorer encore le parallélisme des faces des disques décapés. Suivant une autre caractéristique 4-0 de l'invention, le panier de décapage est délimité radialement 69 45499 2 2035929 par des barrettes orientées parallèlement à l'axe de rotation et dans lesquelles les rainures de guidage sont ménagées. En conséquence, on obtient un bon contact avec le liquide. Il est avantageux que l'écartement entre les barrettes soit compris 5 entre 25 et 50 i» du diamètre des disques semi-conducteurs. Pour empêcher que le décapage circulaire des disques semi-conducteurs soit irrégulier, on choisit en outre un écartement mutuel entre barrettes de manière que, à chaque révolution du disque semiconducteur dans le panier de décapage, d'autres parties de la 10 périphérie du disque entrent en contact avec les barrettes. De préférence, le panier de décapage est agencé de façon que l'écartement entre l'axe de rotation et le point le plus éloigné des rainures de guidage soit égal à cinq quarts du diamètre du disque. Il s'est avéré particulièrement avantageux d'appliquer le 15 dispositif de décapage suivant l'invention à des disques semiconducteurs présentant un bord d'orientation. Un dispositif de décapage conforme à l'invention est représenté à titre d'exemple non-limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels : 20 - la figure 1 représente, en coupe partielle faite suivant; l'axe du panier de décapage, un dispositif de décapage contenant des disques en silicium dans son panier ; - la figure 2 représente, à échelle grossie et également en coupe suivant l!axe du panier de décapage, une cellule du panier 25 daas laquelle est logé un disque en silicium ; - la figure 3 est une coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2. ; - la figure 4 est une vue en plan d'un disque en silicium qui est muni d'un bord d'orientation. 30 Sur la figure 1, on a désigné par 1 un support qui a essentiellement une forme de U dont les branches libres 1a, 1b sont dirigées vers le bas. Sur la branche la de droite est fixé un moteur d'entraînement 2. Sur l'arbre de moteur 2a, orienté horizontalement, dirigé vers la gauche et traversant la branche 35 1b de gauche, il est en outre fixé à l'extérieur de cette branche un premier engrenage 3. L'engrenage 3 est en prise avec un second engrenage 4 qui est monté à rotation en dessous de l'engrenage 3 et dont l'axe est orienté horizontalement, de même que celui de l'eogrenage 3. L'engrenage 4 est monté dans la partie 40 inférieure de la branche de gauche 1b du support 1 • Coaxialement 69 45499 r 3 2035929 à l'engrenage 4, il est prévu entre les deux branches 1a, 1b un panier de décapage 5 présentant un axe de révolution, monté à rotation et relié rigidement à l'axe de l'engrenage 4 de façon que le panier puisse être entraîné en rotation par le moteur 2 5 par l'intermédiaire des engrenages 3, 4. La cavité interne du panier de décapage 5 est divisée par des cloisons' 6 en différentes cellules dans chacune desquelles est disposé un disque semiconducteur 7. Le dispositif décrit est placé dans un bac 9 rempli 10 d'un liquide de décapage de manière que le panier 5 soit situé, en mène temps que les disques semiconducteurs 7» en dessous de la surface supérieure de la masse de liquide. Les cloisons séparatrices 6 sont réalisées sous forme de parois pleines. Leur épaisseur de paroi diminue linéairement 15 à mesure que l'éloignement par rapport à l'axe de rotation du panier augmente de sorte que les cellules servant à recevoir les disques semiconducteurs s'élargissent à mesure que ledit éloi-gnement augmente. Le panier de décapage 5 est délimité radiale-ment par huit barrettes 10 orientées parallèlement à l'axe de 20 rotation et dont la section est dimensionnée de manière que l'écartement entre barrettes soit égal à environ 40 i° du diamètre des disques semi-conducteurs. Cet écartement est en outre choisi de manière que, à chaque tour du disque semi-conducteur dans le panier de décapa-25 ge, d'autres parties de la périphérie du disque entrent en contact avec les barrettes. Sur les barrettes 10, il est prévu aux endroits servant à supporter les disques semi-conducteurs des rainures 11 d'incurvation concave. L'écartement entre l'axe de rotation et le point 12 de la rainure 11 qui est le plus éloi-30 gné de l'axe est égal à cinq quarts du diamètre du disque semiconducteur 7. Lorsque le panier de décapage 5 est entraîné en rotation par le moteur, les disques semi-conducteurs 7 roulent uniformément dans le panier d'une rainure à l'autre. Ceci est éga-35 lement le cas lorsque les disques semi-conducteurs, comme indiqué sur la figure 4, sont munis d'un bord d'orientation 13. Il s'avère que, notamment pour des vitesses de rotation du panier qui permettent d'obtenir une vitessè périphérique des disques semi-conducteurs de l'ordre de 3 cm par seconde, on 40 obtient des disques qui, à l'exclusion d'un bord épais de 1,5 mm 69 45499 4 2035929 (non-utilisable dans le procédé dit "planar"), ont des faces planes parallèles à + 2 microns et sont pourvus d'une surface réfléchissante lorsqu'on utilise une solution de décapage appropriée. 5 En augmentant la vitesse périphérique, on peut obte nir que le bord, d'une largeur d'environ 3 mm, soit après décapage pl-us épais d'environ 10 à 20 microns par rapport à la partie centrale, ce qui réduit fortement le risque de rupture des disques. On obtient ainsi des bords de disques nettement renforcés. 10 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à 1* exem ple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, pour lequel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 45499 5 2035929 . REVENDICATIONS . 1. Dispositif de décapage de disques semi-conducteurs comportant un panier de décapage immergé dans m liquide de dé- 5 cap âge y pouvant, tourner autour d'un axe horizontal et dont la cavité interne est divisée par des cloisons séparatrices en différentes cellules. recevant chacune tin disque semi-copducteur, dispositif caractérisé en ce que la partie extérieure de la cellule servant'à supporter le disque semi-conducteur est réali- 10 sée sous forme d'une rainure de guidage de courbure concave. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la cellule dans la zone où. le bord supérieur du disque semi-conducteur est en contact avec la paroi de cellule est réduite de manière que le disque semi-conducteur 15 n'ait qu'un faible jeu de déplacement dans ladite zone de cellu-ie. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le panier de décapage est délimité radialement par des barrettes orientées parallèlement 20 à l'axe de rotation. 4. Dispositif suivant la revendication 3» caractérisé en ce que les rainures de guidage sont ménagées dans les barrettes . 5. Dispositif suivant l'une quelconque des rsvendica- 25 tions 3 ou 4, caractérisé en ce que l'écartement entre barrettes est compris entre 25 et 50 # du diamètre des disques semiconducteurs. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'écartement mutuel entre 30 barrettes est choisi de manière que, à chaque révolution du disque semi-conducteur dans le panier de décapage, d'autres parties de la périphérie du disque entrent en contact avec les barrettes. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écartement entre l'axe de 35 rotation et le point des rainures de guidage le plus éloigné de l'axe est égal à cinq quarts du diamètre du disque semi-conducteur. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les cloisons séparatrices 40 sont réalisées sous forme de parois massives. 69 45499 6 2035929 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendicar-tions 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est appliqué au décapage de disques semi—conducteurs munis d'un bord d'orientation. 10. Dispositif suivant l'iane quelconque des revendica-5 tions 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est appliqué au polissage par décapage de disques semi-conducteurs.