Устройство для групповой электрохимической обработки

(5)5 С 25 - 7/ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР АТЕНТ ЕНИЯ ОПИСА К АВТОРСКОМ РЕ ИДЕТЕЛ ЬСТ Й ЭЛЕК(21) 4863517/26(71) Опытно-конструкторское бюро Производственного обьединения "Протон" (72) В,В.Мушниченко и О,А.Тюрин(56) Камо ва апб Нбеуцсцппо "Рроз (тц//збатоп Ьу Рогоцз Охбгеб 5 соп) Тесйпооцу апб тз Аррсатоп то ЫТ з ЕЕЕ Тгапзастоп оп Еестгоп Оечсез, Чо, ЕО 31, йо, 3, МагсЬ, 1984.Заявка Японии ЬЬ 59-34800,.кл. С 25 Е 3/02, опубли к, 24.08.84.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРУППОВО ТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Устройство относится к технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных схем и может быть использовано для электрохимической обработки, в частности, для пористого анодирования.Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение процента выхода годных приборов за счет стабилизации режимов анодирования,На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в рабочем положении; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1,Устройство содержит ванну 1, заполненную электролитом 2, деражтели 3 электродов 4 закреплены на основании 5 с изолированными от электролита токоведущими проводами 6, Кассета 7 состоит из последовательно соединенных средних перегородок 8, имеющих пазы с наклонными стенками 9 и сквозными отверстиями 10, и(57) Использование: производство полупроводниковых приборов и интегральных схем для электрохимической обработки, в частности для пористого анодирования. Сущность изобретения: в устройстве для групповой электрохимической обработки, содержащем ванну для электролита, электроды, диэлектрические перегородки со сквозными отверстиями расположены последовательно и сгруппированы в виде кассеты, надеваемой на держатели электродов. В диэлектрических перегородках выполнены пазы, в которые между диэлектрическими перегородками и обрабатываемыми пластинами вставлены диэлектрические клинья для лучшего прижима пластин и сквозным отверстиям диэлектрических перегородок, 2 ил,клинья 11, обеспечивающие прижим обрабатываемых пластин 12 к сквозным отвер-ф стиям 10; отверстия 13 для заполнения пространства между пластинами элект роли- а том и слива его из него, боковые глухие стенки 14 с пазами 15,Устройство используется следующим образом,Анодируемую пластину 12 вкладывают С в пазы между средними перегородками 8, которая под действием силы тяжести скользит вдоль направляющих наклонных стенок д 9 и прижимается в нижней части кассеты 7 к соседней средней перегородке 8, закрыв собой выполненное в ней сквозное отверстие 10; верхнюю часть анодируемой пластины 12 прижимают к этой же перегородке клином 11. Кассету 7, заполненную пластинами, надевают на деражтели 3 электродов 4, закрепленными на основании 5 и находящимися на днЕ ванны 1, заполненной электролитом, который через отверстия 13 заполняет пространства между пластинами,Путем подключения постоянного стабилизированного тока к электродам 4 производят анодирование. После проведенияанодирования кассету приподнимают надванной для слива электролита через отверстия 13 и помещают для промывки в деионизованную воду, 10После удаления клиньев 11 пластиныперегружаются в межоперационную тару,Возможны варианты конструкции устройства, имеющие встроенные в кассетуэлектроды, либо вставляемые в нее после 15погружения кассеты в электролит.Наклонные стенки 9 выполнены под углом 20-60 С и имеют наибольшую ширинуна поверхности перегородок иэ диэлектрического материала на 1 - 3 мм больше диаметра анодируемых пластин,Сквозные отверстия 10 в перегородках8 имеют диаметр на 7 - 12 мм меньше диаметра анодируемых пластин и расположенына расстоянии 3-7 мм от нижнего края паза 25в его н аибольшей ширине на поверхностиперегородок,Сквозные отверстия 13 имеют диаметр3 - 7 мм, Перегородки из диэлектрическогоматериала имеют толщину 10 - 15 мм. Крайние перегородки иэ диэлектрического материала имеют пазы для держателей 3электродов 4 с глубиной, равной толщинедержателей 3,Внутренний диаметр держателей электродов 4 имеет размер от половины до полного диаметра обрабатываемой пластины,Устройство обеспечивает одновременное пористое анодирование 10-25 пластин,при этом разброс в падении напряжения 40между отдельными пластинами не оказывает влияния на перераспределение тока между ними, и, следовательно, параметрыполучаемых пленок пористого кремния имеют разброс в пределах. , 45Отсутствие стандартного высокопроизводительного оборудования для проведения операций пористого анодированияявляется серьезным препятствием на путииспользования пористого кремния в массовом производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем,Предлагаемое устройство легко встраивается в стандартные установки химическойобработки и может быть использовано в виде комплектной приставки,При этом данное устройство обеспечивает минималную свободную поверхность,что, в отличие от прототипа, уменьшает потери плавиковой кислоты. в процессе анодирования и не приводит к значительному изменению концентрации электролита. Это, в конечном итоге, улучшает воспроизводимость процесса пористого анодирования.При этом минимизируется по отношению к прототипу расход пластины для изготовления электродов,Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с прототипом значительное повышение производительности, т.к, загрузка пластин осуществляется в сменную кассету между процессами или в процессе анодирования.При использовании конвейерной обработки время анодирования в два раза больше,П р и м е р. 25 пластин монокристаллического кремния КДБ 0,03 диаметром 16 мм загрузили в кассету для анодирования планарной стороной в сторону наклонных стенок и прижали их верхние части кперегородке из диэлектрического материала клином в случае, если пластины неплотно к ней прилегают. Поместили кассету в ванну с электролитом на основе плавиковой пластины и электродами, надев кассету на электроды, и анодировали пластины при постоянном токе 2,5 А в течение 2 мин, При этом толщина слоя пористого кремния на всех 25 пластинах составила 10 мкм, а пористость - 56% +2%Для анодирования 25 пластин согласно прототипа потребовалось 11 мин, включая 7 мин для перегрузки. Толщина слоя пористого кремния имела разброс значений от 8 до 12 мкм и пористость от 50 до 60 ,Таким образом, на операции анодирования при испльзовании предлагаемого устройства 25 пластин вышли годными, а при использовании устройства согласно прототипа 8 пластин ушли в брак.Использование предлагаемого устройства в технологии интегральных схем позволяет повысить процент выхода годных и повысить производительность технологического процесса,Формула изобретения Устройство для групповой электрохимической обработки, содержащее ванну для электролита, анод, катод и расположенный между ними держатель деталей из диэлектрического материала со сквозными отверстиями, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью упрощения конструкции и увеличения процента выхода годных приборов за счет стабилизации режимов аноди рова ния, держатель деталей выполнен в виде сборной кассеты, включающей боковые глухие1818360 ифие, ( Составитель Т. ШамоваРедактор Техред М.Моргентал рек ерецма Заказ 1926 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 стенки с пазами для монтажа электродов ванны и средние перегородки с пазами с наклонными стенками и сквозными отверстиями для монтажа обрабатываемых изделий посредством клиньев из диэлектрического материала,