Brevet FR2789224A1 — publié le 20000804

DRESSAGE DE BORD D' UNE PLAQUETTE SE4ICONDUCTRICE La présente invention concerne, de façon générale, la fabrication de composants semiconducteurs et, plus particulière- ment, le dressage du bord (ou tranche) d'une plaquette semi- conductrice, généralement après implantation des composants. Dans les procédés usuels de fabrication de circuits intégrés, éventuellement après divers autres traitements de la plaquette (implantation/diffusion, dépôt ou croissance d'isolant), on est amené à diminuer l'épaisseur de la plaquette, par exemple, par rectification de sa face arrière. La figure 1 représente, de façon schématique et par une vue de côté, une plaquette semiconductrice avant rectification. La plaquette 1 comporte typiquement une face arrière 2, un bord 3, par exemple, droit ou arrondi, et une face avant 4 qui est, par convention, la face depuis laquelle ont été formés les circuits intégrés. Chacune des faces arrière 2 et avant 4 com- prend une surface principale plane, respectivement 5, 6, et une portion périphérique inclinée ou arrondie, respectivement 7, 8 entre sa surface et le bord 3. Le profil de la plaquette est choisi, en particulier, pour permettre d'obtenir une couche épitaxiée parfaitement homogène et plane de la surface 6 de la plaquette. Un inconvénient d'un tel profil est qu'il fragilise la plaquette semiconductrice après amincissement, par exemple, par rectification. La figure 2 est une vue schématique de côté d'une pla- quette semiconductrice après rectification. Cette vue est à rap- procher de celle de la figure 1 illustrant cette plaquette avant rectification de sa face arrière. Après amincissement de la plaquette, par exemple par rectification de la face arrière 2, on obtient une plaquette telle qu'illustrée par la figure 2 ayant l'épaisseur finale souhaitée. La rectification a généralement pour effet de faire disparaître une partie du profil périphérique de la plaquette. On peut, par exemple, souhaiter ramener une plaquette d'un diamètre de 200 mm, présentant une épaisseur initiale de l'ordre de 800 lm, à une épaisseur finale d'environ 150 à 200 4m. La face avant 4 de la plaquette n'ayant pas été modifiée, elle comporte toujours des surfaces plane 6 et inclinée ou arrondie 8. Toute- fois, la face arrière 2 est désormais entièrement plane. Le profil de la plaquette amincie est donc sensiblement en lame de rasoir. La longueur du nez est, par exemple, de l'ordre de 500 gm. L'inconvénient majeur est que ce profil est particuliè- rement fragile et sensible aux chocs en raison de sa très faible épaisseur périphérique. Ces chocs provoquent des fêlures ou fis- sures, voire des éclats et/ou cassures, visibles ou invisibles, dans la structure de la plaquette et conduisent à un fort pour- centage de perte. De tels chocs sont hélas inévitables pendant des traitements ultérieurs (retrait d'une couche protectrice de la face avant, placement de la plaquette dans un boîtier de ran- gement, découpe des puces, etc.). Un problème similaire se rencontre pour des plaquettes semiconductrices ayant des zones actives sur leurs deux faces (par exemple, pour des composants réalisés dans l'épaisseur). Dans un tel cas, même si la plaquette n'est pas amincie après traitement, on part d'une épaisseur initiale très faible corres- pondant ici sensiblement à l'épaisseur finale des puces. Le pro- fil de la plaquette peut toujours avoir une forme en biseau telle qu'illustrée par la figure 1 qui est très fragile en raison de la faible épaisseur. Il serait souhaitable de pouvoir diminuer les risques de casse en améliorant le plus tôt possible dans le procédé de fabrication, la résistance aux chocs de la plaquette. La présente invention vise à améliorer la résistance des plaquettes, en particulier, la résistance aux chocs. Plus particulièrement, la présente invention vise à mi- nimiser les risques d'endommagement d'une plaquette semi- conductrice, liés à la fragilité excessive de son bord. L'invention vise également à proposer un traitement de la plaquette qui n'introduit pas de nouvelle contrainte sur celle-ci, en particulier, mécanique. Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer une nouvelle solution de dressage de bord de la pla- quette, c'est-à-dire de découpe circulaire du bord de la pla- quette semiconductrice, qui améliore sa résistance mécanique. La présente invention vise, en particulier, à ce que le dressage de bord opéré s'effectue sans risque de casse pour la plaquette. Pour atteindre ces objets, la présente invention pré- voit un procédé de dressage de bord d'une plaquette semi- conductrice, consistant à projeter un jet d'acide sur le bord de la plaquette alors que celle-ci est en rotation, la direction du jet étant sensiblement tangentielle à la périphérie de la pla- quette dans la région d'impact. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente inven- tion, l'inclinaison du jet d'acide par rapport au plan de la pla- quette est choisie pour attaquer la plaquette par sa face arrière. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente inven- tion, la direction du jet d'acide fait un angle inférieur à 45 avec le plan de la plaquette. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente inven- tion, le jet d'acide est dirigé vers le bord de la plaquette de façon à ce que le centre du jet soit légèrement à l'extérieur de la plaquette au point d'impact. La présente invention prévoit également un système de dressage de bord d'une plaquette semiconductrice, comportant des moyens pour supporter la plaquette et l'entraîner en rotation autour de son centre, et des moyens pour projeter un jet d'acide sur le bord de la plaquette avec une direction sensiblement tan- gentielle au plan de la plaquette. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'acide est délivré par une buse à une distance comprise entre 3 et 10 cm du point d'impact sur la plaquette. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la plaquette est entraînée en rotation à une vitesse supérieure à 1000 tours/minutes. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de mise en oeuvre et de réalisa- tion particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: les figures 1 et 2 décrites précédemment sont destinées à exposer l'état de la technique et le problème posé; la figure 3 illustre, par une vue de dessus partielle et schématique d'un mode de réalisation d'un système de dressage de bord selon la présente invention, un mode de mise en oeuvre du procédé de dressage de bord de l'invention; la figure 4 est une vue latérale schématique du système de la figure 3; la figure 5 représente, partiellement et en coupe, une plaquette semiconductrice à laquelle est appliqué le procédé de dressage de bord selon la présente invention; et la figure 6 représente, partiellement et en coupe, la plaquette de la figure 5 après dressage de son bord. Les mêmes références désignent les mêmes éléments aux différentes figures. Pour des raisons de clarté, les représenta- tions des différentes figures ne sont pas à l'échelle et seuls les éléments qui sont nécessaires à la compréhension de l'inven- tion ont été représentés aux figures et seront décrits par la suite. Une caractéristique de la présente invention est d'ef- fectuer une attaque acide du bord de la plaquette. Une autre caractéristique de l'invention est que cette attaque acide est effectuée au moyen d'un jet alors que la plaquette est en rota- tion. L'acide est choisi pour corroder le matériau (généralement, le silicium) constitutif de la plaquette et les matériaux qui y sont généralement déposés, de façon à éroder la périphérie de la plaquette. Les figures 3 et 4 illustrent un mode de mise en oeuvre du procédé de dressage de bord selon la présente invention. La figure 3 est une vue de dessus schématique d'un mode de réalisa- tion d'un système pour la mise en oeuvre de la présente inven- tion. La figure 4 est une vue de côté du système de la figure 3. Selon l'invention, une plaquette à traiter 1 est placée sur un support 10 sensiblement horizontal. Le support 10 est des- tiné à être entraîné en rotation (par exemple, dans le sens de la flèche f de la figure 3), de sorte que la plaquette 1 est égale- ment entraînée en rotation autour de son centre A. Selon l'invention, un jet d'acide 11 est projeté vers la périphérie de la plaquette 1 dont on souhaite rectifier le bord. Ce jet d'acide 11 provient d'une source 12, pourvue d'une buse de dispense adaptée au diamètre du jet souhaité. La source 12 est, de plus, adaptée au débit d'acide souhaité et à la puis- sance du jet. Une caractéristique de la présente invention est que le jet d'acide 11 est dirigé vers la plaquette de façon à atteindre le bord de celle-ci avec une direction sensiblement tangentielle. Par conséquent, comme l'illustre la figure 3, on préférera diri- ger le jet d'acide 11 de sorte que sa direction dll fasse, avec la direction dl du diamètre de la plaquette 1 au point d'impact, un angle ca le plus proche possible de 90 . De préférence, le sens f de rotation de la plaquette est tel que, au point d'impact du jet 11, la plaquette et le jet aillent dans le même sens. On notera que, selon la présente invention, la puis- sance du jet d'acide 11 n'est pas critique, pourvu que l'acide ne soit pas vaporisé en direction de la plaquette afin d'éviter les attaques parasites. En effet, selon l'invention, l'acide est utilisé pour éroder le bord de la plaquette sans utiliser d'effet mécanique lié à la pression du jet. Comme autre solution, on aurait pu penser faire tourner la plaquette dans un bain d'acide en faisant en sorte que son bord "lèche" la surface du bain. Par rapport à une telle solu- tion, un avantage de la présente invention est, entre autres, qu'elle évite les coulées d'acide le long de la plaquette qui provoqueraient des domnages aux composants qu'elle supporte. Encore une autre solution serait de rectifier le bord au moyen d'un laser de façon à découper précisément le bord de la plaquette. Par rapport à une telle solution, la présente inven- tion apporte, entre autres, une résistivité mécanique accrue. En effet, le laser a, par son effet thermique, l'inconvénient d'en- gendrer des zones de fragilisation de la plaquette, qui n'appa- raissent pas par l'érosion acide prévue par l'invention. On notera que la rotation de la plaquette 1, associée à la direction tangentielle du jet 11 au point d'impact, tire pro- fit de la force centrifuge imposée à l'acide touchant la plaque, de manière à éviter toute propagation d'acide vers le centre de la plaquette et à obtenir, à l'inverse, une éjection de l'acide par cette rotation. De préférence, la plaquette 1 est posée sur le support de façon à ce que sa face avant soit contre le support 10, le cas échéant, en étant protégée par une feuille de protection classique. Un avantage de placer la face avant contre le support est que cela protège cette face avant des projections acciden- telles éventuelles d'acide. La position idéale du jet d'acide 11 dans l'autre direction, c'est-à- dire par rapport au plan de la plaquette, serait que ce jet soit parallèle au plan de la plaquette. Un tel mode de mise en oeuvre constitue un mode de réa- lisation optimal. Il pose toutefois le problème de projeter l'acide à l'horizontale, ce qui rend incontrôlable sa dispersion dans l'enceinte de traitement (non représentée). Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de la pré- sente invention telle qu'illustré par la figure 4, le jet d'acide 11 est projeté en direction de la plaquette 1 avec un angle 3 entre sa direction dll et le plan de la plaquette. L'angle 3 est préférentiellement différent de zéro et positif en prenant pour origine le niveau de la plaquette, c'est-à-dire que le jet 11 attaque la plaquette par le côté opposé au support 10. Un avantage d'un tel mode de mise en oeuvre est que cela permet de récupérer l'acide dans un bac (non représenté), en dessous du support 10. De préférence, l'angle D entre le plan de la plaquette et la direction dll du jet d'acide 11 est inférieur à 45 . On notera cependant que, dans la plupart des applications, on préfé- rera avoir un angle f le plus faible possible tout en étant com- patible avec le souci de limiter les projections d'acide dans l'installation. La figure 5 représente, partiellement et en coupe, une plaquette 1 en cours de traitement par un jet d'acide 11 dont la périphérie est symbolisée par un pointillé. De préférence, le jet 11 est dirigé de sorte que le centre B de ce jet coupe le plan contenant l'extrémité libre du nez 8 de la plaquette, en étant à l'extérieur de la plaquette mais à proximité de sa périphérie, de façon à ce que le jet 11 touche le bord à rectifier. La figure 6 représente schématiquement, par une vue en coupe partielle, le bord ultime d'une plaquette traitée par acide selon le procédé de la présente invention. Comme l'illustre cette figure, le profil en lame de rasoir a disparu et l'érosion appli- quée au bord de la plaquette permet d'obtenir une surface du bord approximativement plane. On notera que cette surface n'est pas nécessairement régulière mais que cela n'a pas d'incidence sur la résistance de la plaquette dans la mesure o la zone de fragili- sation a disparu. L'augmentation de résistance mécanique de la plaquette obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la présente inven- tion est de plus de 50% par rapport à la résistance mécanique d'une plaquette dont le bord n'est pas rectifié. Le choix de l'acide dépend non seulement de la consti- tution de la plaquette comrue cela a été indiqué précédemment, mais également de la rapidité souhaitée pour l'érosion du bord. A titre d'exemple de réalisation particulier, on pourra utiliser un jet d'acide fluorhydrique, nitrique, sulfurique ou phosphorique. Ce jet est, par exemple, formé par une buse ayant un diamètre compris entre 0,2 et 1 mm (de préférence, de l'ordre de 0,5 mmn). La distance entre la buse de la source 12 et le point d'impact du jet d'acide sur la plaquette est choisie, en tenant compte de la pression du jet, pour que le jet d'acide soit le moins possible déformé (dispersé) lorsqu'il atteint le point d'impact. A titre d'exemple particulier de réalisation, on pourra prévoir une distance comprise entre 3 et 10 cm entre la buse de la source 12 et le point d'impact du jet d'acide sur la plaquette (de préférence, environ 5 cm). La vitesse de rotation de la plaquette au moyen du sup- port 10 dépend de l'amplitude souhaitée pour la force centrifuge, donc de l'éjection souhaitée pour le jet d'acide. On notera que cette vitesse de rotation devra également tenir compte de la position du centre B du jet 11 par rapport à l'extrémité de la plaquette (figure 5), de façon à obtenir l'érosion désirée. A titre d'exemple particulier de réalisation, on pourra prévoir une vitesse de rotation supérieure à 500 tours/minutes et, de préférence, supérieure à 1000 tours/minutes. Un avantage de la présente invention est qu'elle permet une rectification du bord d'une plaquette semiconductrice de façon particulièrement simple et non invasive mécaniquement. L'absence d'effet mécanique grâce au jet d'acide entraîne l'éli- mination des risques de voir apparaître des fissures, commne cela pourrait être le cas dans le cas d'une rectification de bord mécanique. Un autre avantage de la présente invention est que l'orientation du jet d'acide par rapport au point d'impact sur la plaquette et la mise en rotation de cette dernière évite toute propagation de l'acide vers les zones actives de la plaquette. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'honmne de l'art. En particulier, on notera que les angles a et [ d'orienta- tion de la direction centrale dll du jet d'acide par rapport au point d'impact de la plaquette 1 pourront être modifiés en fonc- tion des applications et, notamment, de l'installation utilisée. A cet égard, on notera que l'on a pu constater qu'un angle a supérieur à 90 engendrait une érosion plus importante de la face avant de la plaquette alors qu'un angle a inférieur à 90 engendrait une érosion plus importante de la face arrière. Par conséquent, si l'angle x est trop écarté de 90 , le nez de la plaquette n'est pas parfaitement éliminé, voire recréé dans l'autre sens. De même, on a pu constater qu'une orientation du jet d'acide 11 avec un angle [ négatif, c'est-à-dire venant d'en dessous le support 10 engendrait une érosion plus importante de la face avant, alors qu'un angle [ positif engendrait une érosion plus importante de la face arrière. On notera ici que le choix préféré de l'invention tel qu'illustré par la figure 4, d'avoir un angle [ attaquant la face arrière favorise, conformément à ce qui est exposé ci-dessus, l'élimination du nez 8. L'adaptation du procédé de l'invention, en fonction de l'épaisseur et du diamètre des plaquettes, pour modifier, soit les angles d'attaques, soit le diamètre du jet d'acide, est à la portée de l'horne du métier à partir des indications fonctionnel- les données ci-dessus. En outre, bien que l'on ait fait référence dans la des- cription qui précède à une plaquette amincie ayant donc un profil en lame de rasoir, on notera que l'invention peut également être mise en oeuvre sur une plaquette non rectifiée ayant un profil en bec d'oiseau comme illustré par la figure 1. REVENDICATIONS 1. Procédé de dressage de bord d'une plaquette semiconduc- trice (1), caractérisé en ce qu'il consiste à projeter un jet d'acide (11) sur le bord de la plaquette alors que celle-ci est en rotation, la direction du jet étant sensiblement tangentielle à la périphérie de la plaquette dans la région d'impact. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison (p) du jet d'acide (11) par rapport au plan de la plaquette (1) est choisie pour attaquer la plaquette par sa face arrière. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction (dl) du jet d'acide (11) fait un angle (f) inférieur à 45 avec le plan de la plaquette. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le jet d'acide (11) est dirigé vers le bord de la plaquette (1) de façon à ce que le centre (B) du jet soit légèrement à l'extérieur de la plaquette au point d'impact. 5. Système de dressage de bord d'une plaquette semi- conductrice (1) caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens (10) pour supporter la plaquette (1) et l'entraîner en rotation autour de son centre (A); et des moyens (12) pour projeter un jet d'acide (11) sur le bord de la plaquette avec une direction sensiblement tangen- tielle au plan de la plaquette. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'acide est délivré par une buse à une distance comprise entre 3 et 10 cm du point d'impact sur la plaquette (1). 7. Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la plaquette est entraînée en rotation à une vitesse supérieure à 1000 tours/minutes.