CN102427916B - 用于保持半导体衬底的保持设备 - Google Patents

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Abstract

用于保持平面的半导体衬底的保持设备具有：载体；固定或能固定在载体上的具有背离载体的保持侧的保持体；以及至少一个穿透保持体的低压通道，该低压通道具有保持侧上的吸收端，其中该保持侧具有由软材料构成的定义的吸收结构。

Description

用于保持半导体衬底的保持设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的保持设备（Aufnahmeeinrichtung）。
背景技术
半导体衬底的准确和位置可靠的固定对于半导体工业中的许多过程来说是必要的。为了操作这样的半导体衬底，将大多数非常薄的和脆弱的半导体衬底施加到保持设备、即所谓的夹盘（Chuck）上，并且固定在该夹盘上。对于将半导体衬底固定在夹盘上的已知工艺尤其是在厚度小于100μm、尤其是小于50μm的极其薄的半导体衬底的情况下以及在具有构形（Topographie）的衬底的情况下不能应用。
一种经常使用的固定方式借助于真空或低压进行，其中平坦的半导体衬底通过低压或真空固定在其中铣入有真空轨道的平坦的、淬硬的表面上。在特别薄的半导体衬底的情况下，这些半导体衬底可能沿着真空轨道折断或者至少损坏。
一个更大的问题是固定具有非常高的构形的衬底，其中所述构形例如通过所谓的隆起（Bump）产生。隆起是以球形、锥形或者棱柱形（直角平行六面体）涂敷的导电材料，这些材料稍后用于电接触另外的部件。所述隆起可以具有大于500μm、典型地在4－200μm之间、大多在10－150μm之间的高度，并且大量地分布在整个衬底面上。因此，用已知方法固定半导体衬底不是充分可能的。
另一可能性在于静电固定。但是，静电固定装置所具有的缺点是，由于建立电场而可能造成对半导体衬底上的复杂电路的损坏。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种保持设备，利用该保持设备可以安全地和以小心的方式保持和固定薄的半导体衬底以及具有构形的半导体衬底。
该任务利用权利要求1的特征来解决。本发明的有利扩展在从属权利要求中说明。由至少两个在说明书、权利要求书和/或附图中说明的特征构成的全部组合也落入到本发明的范围中。在所说明的值范围的情况下，也应当将处于所述边界内的值作为边界值公开并且能以任意的组合要求保护。
本发明所基于的想法是，通过在保持设备的保持侧上设置定义的吸收结构以及同时使用吸收结构的软表面材料或软材料来改进一般的保持设备。通过在接触半导体衬底的表面上设置柔性的材料，可以保证即使在半导体衬底上存在构形的情况下也小心地保持该半导体衬底。通过所述软材料同时具有抽吸半导体衬底的吸收结构，从现有技术中已知的缺点得到避免并且可以安全地和小心地保持薄的和/或配备有构形的半导体衬底。
所述吸收结构的相邻凸起之间的距离在此与半导体衬底的厚度的比例应当小于1:7，尤其是小于1:5，优选小于1:3，更优选地小于1:2。这类似地适用于半导体衬底上的可能构形的直径。吸收结构的相邻凸起之间的距离因此最大是半导体衬底的厚度和/或保持在保持设备上的半导体衬底的各个构形的直径的7倍。在本发明的一个有利构型中设置，所述吸收结构在整个保持侧上延伸。因此，可通过小心的方式保持整个半导体衬底。
此外有利地设置，所述吸收结构具有小于90Shore-A的肖氏硬度。对于半导体衬底的一方面稳定以及另一方面小心的固着装置来说最佳的是一种具有在10Shore-A与70Shore-A之间的肖氏硬度的软材料，因为可以对半导体衬底部分地起到高支承力和/或横向力的作用。此外对于半导体衬底的高度准确的定位必要的是，所述半导体衬底在所述保持设备上不浮动。然而令人惊讶地已证实，由软材料和低压构成的组合也确保了稳定的侧导向或稳定的侧固定。
通过保持体由软材料构成，具有吸收结构的保持体可以形成为一个部件。
就所述定义的吸收结构具有一个或多个、尤其是主要在保持体和/或半导体衬底的周长方向上分布的轨道而言，可以在半导体衬底的整个面上建立特别定义的低压。此外，由于主要在保持体的周长方向上取向的轨道，轻微的低压就已经足以安全地固定所述半导体衬底。
在本发明的另一有利的实施方式中设置，所述吸收结构，尤其是相邻轨道的横截面，被构造为齿状的。
此外有利地设置，至少一个尤其是由凸起和凹陷构成的轨道螺旋形地、尤其是从保持体的中心出发地分布。螺旋形的轨道可以在制造技术上一方面容易地实现，并且另一方面实现从所述保持设备的中心直至所述保持设备的外围的最大路径，从而保证了位于轨道上的低压的最佳分布。
通过所述软材料被构造为导电的，可以避免可能发生的静电充电，例如通过将所述保持设备接地而发生的。
根据本发明的另一有利的实施方式设置，所述保持侧构成保持平面A并且所述凹陷的侧壁与保持平面A尤其是等角度地形成角度，尤其是形成处于30o与85o之间、优选处于50o与70o之间的角度W1/W2。角度W1适用于所述凹陷的第一侧壁并且角度W2适用于所述凹陷的第二侧壁。
在此特别有利的是，所述吸收结构被构造为通过所述吸收结构的弹性和几何形状容纳所述半导体衬底的构形。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节从对优选实施例的以下描述中以及根据附图得出；所述附图在：
图1中示出施加在半导体衬底4上的构形5的微观照片，并且
图2中示出根据本发明的保持设备的示意图，并且
图3中示出由软材料构成的根据本发明的吸收结构的示意性片段。
具体实施方式
在附图中，相同的部件和具有相同功能的部件用相同的附图标记表示。
图1示出具有构形5、即各个隆起5b的半导体衬底4的一个片段，这些隆起5b分布地设置在半导体衬底4的表面上。
在图2中示出由载体1和固定在载体1上的保持体3构成的保持设备。载体1例如可以用于由机器人手臂或者过程站保持并且因此优选由刚性材料、尤其是金属构成。载体1有利地具有比保持体3大的基面。相比于载体1，保持体3由更软的材料构成。该软的材料例如可以是Viton（氟橡胶）、硅、橡胶、NBR（丁腈）、氯丁橡胶等。
在保持体3的背离载体1的保持侧7上可保持具有构形5的半导体衬底4。也可以将构形5朝上定向地、即远离保持侧7地保持半导体衬底4。
保持体3由低压通道2贯穿，该低压通道2进一步穿过载体1地延伸至未示出的真空设备以在设置在保持侧7上的吸收端8上施加真空。根据本发明，可以按照分布在保持体3上的方式设置多个低压通道2。有利地在保持体3的中心Z之外设置低压通道2以及吸收端8。特别有利的是，从中心Z至吸收端8的距离B1大于从吸收端8至保持体3的外围9的距离B2。比例B1:B2特别有利地是从1.5:1至3:1，优选2:1。
吸收端8设置在吸收结构6的凹陷10中，并且构造吸收结构6的凸起11与凹陷10相邻。凸起11在当前的情况下是齿状的，其中凹陷10和凸起11由在中心Z开始的螺旋形轨道12构成。该螺旋形轨道12构成定义的吸收结构6，并且通过该螺旋结构实现从中心Z至外围9的高气流阻力，该高气流阻力确保了在保持体3处对半导体衬底4的稳定的抽吸。
在轨道12的凹陷10中可保持隆起5b。
图3示出保持体3的一个放大的片段。凹陷10的侧壁S1、S2与由保持体3的保持侧7构成的保持平面A形成角度，而且是等角度地，其中在该实施例中在侧壁S1、S2与保持平面A之间形成相同的角度W1、W2。角度W1、W2处于30o与85o之间，优选处于40o与75o之间。
在图3中以尖峰示出的凸起11可以在本发明的一种有利实施方式中为倒圆的。
此外，本发明的特别优点在于，可以用同一保持设备安全地和小心地保持不同的半导体衬底、尤其是也在直径上不同的半导体衬底4。
基本上与保持体3具有相同外轮廓和/或相同外周长和/或相同直径的半导体衬底4被特别安全和小心地保持。
附图标记列表
1载体
2低压通道
3保持体
4半导体衬底
5构形
5b隆起
6吸收结构
7保持侧
8吸收端
9外围
10凹陷
11凸起
12轨道
S1/S2侧壁
Z中心
A保持平面
W1角度
W2角度
B1距离
B2距离。

Claims (13)

1.一种用于保持半导体衬底（4）的保持设备，该保持设备包括：
-载体（1），
-固定或能固定在载体（1）上的具有背离载体（1）的保持侧（7）的保持体（3），以及
-至少一个穿透保持体（3）的负压通道（2），该负压通道具有保持侧（7）上的吸收端，其中该保持侧（7）具有由软材料构成的、当经由负压通道（2）施加负压时抽吸半导体衬底（4）的定义的吸收结构（6），
其中所述定义的吸收结构（6）具有一个或多个在保持体（3）和/或半导体衬底（4）的周长方向上分布的轨道（12），以及
至少一个轨道（12）由凸起（11）和凹陷（10）构成并且螺旋形地从保持体（3）的中心（Z）出发地分布。
2.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述吸收结构（6）在整个保持侧（7）上延伸。
3.根据前述权利要求之一所述的保持设备，
其特征在于，
所述吸收结构（6）具有小于90Shore-A的肖氏硬度。
4.根据权利要求1或2所述的保持设备，
其特征在于，
所述保持体（3）由软材料构成。
5.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述吸收结构（6）被构造为齿状的。
6.根据权利要求5所述的保持设备，
其特征在于，
所述吸收结构在相邻轨道（12）的横截面上被构造为齿状的。
7.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述软材料被构造为导电的。
8.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述保持侧（7）构成保持平面（A），并且所述凹陷（10）的侧壁（S1/S2）与保持平面（A）形成角度。
9.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述保持侧（7）构成保持平面（A），并且所述凹陷（10）的侧壁（S1/S2）与保持平面等角度地形成角度。
10.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述保持侧（7）构成保持平面（A），并且所述凹陷（10）的侧壁（S1/S2）与保持平面（A）形成处于30o与85o之间的角度（W1/W2）。
11.根据权利要求1所述的保持设备，
其特征在于，
所述保持侧（7）构成保持平面（A），并且所述凹陷（10）的侧壁（S1/S2）与保持平面（A）形成处于40o与75o之间的角度（W1/W2）。
12.根据权利要求8所述的保持设备，
其特征在于，
所述吸收结构（6）被构造为保持所述半导体衬底（4）的构形（5）。
13.一种用于保持半导体衬底（4）的保持设备，具有：
-载体（1），
-固定或能固定在载体（1）上的具有背离载体（1）的保持侧（7）的保持体（3），以及
-至少一个穿透保持体（3）的负压通道（2），该负压通道具有保持侧（7）上的吸收端，其中该保持侧（7）具有由软材料构成的、当经由负压通道（2）施加负压时抽吸半导体衬底（4）的定义的吸收结构（6），其中所述定义的吸收结构被配置用于保持半导体衬底的构形，
所述保持设备接地和/或所述软材料被构造为导电的以防止静电电荷在半导体衬底和保持设备中的至少一个上累积，
并且其中定义的吸收结构包括多个凸起并且吸收结构的相邻凸起之间的距离与半导体衬底的厚度的比例小于1：7。
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