DD145824A1

DD145824A1 - DEVICE FOR VACUUM TENSIONING OF SEMICONDUCTOR DISCS

Info

Publication number: DD145824A1
Application number: DD21490879A
Authority: DD
Inventors: Ulf Weber
Original assignee: Ulf Weber
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1981-01-07

Abstract

Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die Scheibenaufnahme zwei voneinander unabhaengige Vakuumsysteme aufweist, wobei das zweite System als ringfoermig um das erste, in bekannter Weise konzentrisch angeordnete Nutsystem mit radialen Nuten, ausgebildete Nut vorgesehen wird, die nur minimal kleiner als eine zu belichtende Halbleiterscheibe ist. Die ringfoermige Nut bewirkt die Vermeidung einer stoerenden Randabhebung und gewaehrleistet eine bezueglich des Oberflaechenprofils reproduzierbare Aufspannung. Die Einrichtung ist in Justier- und Belichtungseinrichtungen, Projektions- und Roentgenstrahllithografieanlagen sowie zum Spannen fotografischer Filme und Platten einsetzbar.According to the invention, this object is achieved in that the disk holder has two vacuum systems which are independent of one another, the second system being provided as a ring around the first concentrically arranged groove system with radial grooves, which is only minimally smaller than a semiconductor wafer to be exposed is. The ring-shaped groove causes the avoidance of a disturbing edge lifting and ensures a reproducible with respect to the surface profile clamping. The device can be used in alignment and exposure devices, projection and X-ray lithographic systems as well as for clamping photographic films and plates.

Description

Einrichtung zur Vakuumaufspannung von Halbleiterscheiben Anwendungsgebiet der ErfindungDevice for vacuum clamping of semiconductor wafers Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vakuumaufspannung von Halbleiterscheiben in Justier- und Belichtungseinrichtungen, mit der eine reproduzierbare Aufspannung zwischen den einzelnen Prozeßschritten erzielt wird und das Oberflächenprofil der Halbleiterscheibe bei Nachfolgebelichtungen der Erstbelichtung entspricht. Die Einrichtung eignet sich zum Kontakt- und Abstandsbelichten und ist für Belichten in Eöntgenlithografieanlagen einsetzbar.The invention relates to a device for vacuum clamping of semiconductor wafers in adjusting and exposure devices, with a reproducible clamping between the individual process steps is achieved and corresponds to the surface profile of the semiconductor wafer in successor exposures of the first exposure. The device is suitable for contact and distance exposure and can be used for exposures in Eöntgenlithografieanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß in Justier- und Belichtungseinrichtungen Halbleiterscheiben mittels Vakuum auf einer ebenen Scheibenaufnahme aufgespannt werden. Die Scheibenaufnahme ist zu diesem Zweck mit einem System von vorzugsweise konzentrischen Rillen versehen, die untereinander mittels radialen Rillen und mit einer Vakuumquelle über eine Saugleitung verbunden sind. Infolge des erzeugten Unterdruckes zwischen der Scheibe und der Scheibenaufnahme wird die Scheibe durch den wirksamen Luftdruck auf die Scheibenauf-It is known that in adjusting and exposure devices semiconductor wafers are clamped by means of vacuum on a flat disc mount. The disc holder is provided for this purpose with a system of preferably concentric grooves which are interconnected by means of radial grooves and with a vacuum source via a suction line. Due to the generated negative pressure between the disc and the disc holder, the disc is due to the effective air pressure on the disc

nähme gepreßt. Dabei kommt es zur Anlage der Scheibenunterseite an die Oberfläche der Scheibenauf nähme. Wenn die Scheibenaufnahme eben ist, so ist im Idealfall das Oberflächenprofil der aufgespannten Halbleiterscheibe durch die Dickenschwankungen der Scheibe bestimmt« Die 'Aufspannung-'der Halbleiterscheibe erfolgt dabei jedoch nur bis zur äußeren Rille und ist abhängig von der ün*· dichtheit am Scheibenrand j zwischen der äußeren Rille und d.em Scheibenrand entsteht kein Unterdruck zwischen der Halbleiterscheibe und der Scheibenaufnahme_y so daß infolge von Spannungen in der Scheibe unkontrollierte Randabhebungen hervorgerufen werden, die abhängig von den Spannungen selbst und der Breite der nicht gespannten Zone sind* ·would be pressed. It comes to the investment of the disc underside to the surface of Scheibenauf mechanism. If the disc mount is flat, then the surface profile of the mounted semiconductor wafer is ideally determined by the thickness variations of the disc. However, the clamping of the semiconductor disc takes place only up to the outer groove and is dependent on the circumferential density at the disc edge j the outer groove and the disk edge do not create any negative pressure between the semiconductor wafer and the disk receptacle _y, so that uncontrolled edge elevations are caused as a result of stresses in the disk, which are dependent on the tensions themselves and the width of the non-stressed zone.

Die Undichtheit an der äußeren Rille bewirkt ein Ansaugen von Luft j so daß infolge der Strömungswiderstände in den Rillen der wirksame Aufspanndruck verringert wird. Das führt dazu, daß die Scheibenunterseite nicht vollständig an die Scheibenaufnahme angedrückt wird. Das Oberflächenprofil der Scheibe ist somit abhängig von der Undichtheit an der äußeren Vakuumrille sa,?ie von der Große der Randabhebung. Die Randabhebung der Halbleiterscheibe ist so groß, daß diese maßgeblich das Ausrichten derselben beeinflußt. Sie wirkt sich störend auf die Ausrichtung auf Parallelität der Scheibenoberfläche bezüglich der Schablonenebene und auf eine reproduzierbare Abstandseinstellung zwischen Scheibenoberfläche und Schab-. lonenebene aus·The leakage at the outer groove causes suction of air j so that the effective clamping pressure is reduced due to the flow resistance in the grooves. This results in that the underside of the disc is not fully pressed against the disc holder. The surface profile of the disc is thus dependent on the leakage at the outer vacuum groove sa, ie the size of the edge relief. The edge lifting of the semiconductor wafer is so great that it significantly influences the alignment of the same. It has a disturbing effect on the alignment of the disc surface with respect to the template plane and on a reproducible distance adjustment between the disc surface and the scraper. ion level off ·

Das Rilleasyst em der Vakuumaufspannung wird verglichen zur Soheibenabmessung relativ klein gehalten, um noch ein selbsttätiges Spannen von durch mechanische Spannungen deformierten Scheiben im automatischen Betrieb der Justier- und Belichtungseinrichtung zu gewährleisten.The Rilleasyst em the vacuum clamping is kept relatively small compared to Soheibenabmessung to still ensure an automatic clamping of deformed by mechanical stress discs in the automatic operation of the adjustment and exposure device.

-3- 214 90 8-3- 214 90 8

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Randabhebung bei aufgespannter. Halbleiterscheibe zu vermeiden und zu erreichen, daß der Aufspanndruck unabhängig von der Undichtheit der Aufspannung am Scheibenrand ist. Weiterhin sollen Fehlbelichtungen infolge falschen Justierabstandes zwischen der Halbleiterscheibe und der Schablone vermieden, und zugleich, eine Ausbeute-und Qualitätssteigerung erreicht werden.The object of the invention is to provide the edge lift-off when it is clamped. To avoid semiconductor wafer and to achieve that the clamping pressure is independent of the leakage of the clamping on the wafer edge. Furthermore, false exposures due to wrong Justierabstandes between the semiconductor wafer and the stencil are avoided, and at the same time, an increase in yield and quality can be achieved.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Vakuumaufspannung von Halbleiterscheiben zu entwickeln, mit der die Eandabhebung der Halbleiterscheibe vermieden, wird und die eine exakt reproduzierbare Aufspannung der Scheibe auf die Scheibenaufnahme zwischen den einzelnen Prozeßschritten für Automatikbetrieb ermöglicht.The invention has for its object to develop a device for vacuum clamping of semiconductor wafers, with which avoided the Eandabhebung the semiconductor wafer, and which allows a precisely reproducible clamping of the disc on the disc recording between the individual process steps for automatic operation.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Scheibenaufnahme mit einem System von konzentrisch und radial angeordneten Rillen, die über eine Saugleitung mit einer außerhalb der Scheibenaufnahme befindlichen Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums verbunden sind, eine weitere, das vorhandene innere System von Rillen umspannende Rille angeordnet ist, deren größter Durchmesser nur unwesentlich kleiner als eine auf der Scheibenaufnahme liegende Halbleiterscheibe ist und deren Form der Konfiguration derselben angepaßt ist. Diese Rille weist mindestens zwei an der Unterseite der.Rille befindliche Bohrungen auf, die über je eine Teil-Saugleitung mit einer gemeinsamen Saugleitung verbunden sind und die wiederum getrennt von der Saugleitüng des inneren Rillen-According to the invention the object is achieved in that in a disc holder with a system of concentric and radially arranged grooves, which are connected via a suction line with a device located outside the disc receiving means for generating a vacuum, another, the existing inner system of grooves spanning groove is arranged, whose largest diameter is only slightly smaller than lying on the disc holder wafer and whose shape is adapted to the configuration of the same. This groove has at least two holes located at the bottom of the groove, which are each connected via a partial suction line to a common suction line and which in turn are separated from the suction line of the inner groove groove.

systems unmittelbai' nebeneinander in die Hauptsaugleitung der Einrichtung zur Erzeugung des Vakuums einmündet»systems direktbai 'side by side in the Hauptaugleitung the device for generating the vacuum opens »

Weitere Ausführungsformen sehen vor, daß außerhalb der äußeren Rille weitere Rillen, die nicht in sich geschlossen sein müssen^ und/oder eine Anzahl von Bohrungen in· der Scheibenaufnahme vorgesehen sind, die einzeln evakuierbar und über Teilsaugleitungen sowie eine gemeinsame Saugleitung mit der Hauptsaugleitung der Einrichtung zur Erzeugung des Vakuums verbunden sind« :Further embodiments provide that outside the outer groove further grooves which need not be self-contained ^ and / or a number of holes in the disc mount are provided which can be evacuated individually and via partial suction lines and a common suction line with the main suction line of the device connected to the generation of the vacuum «:

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel und anhand einer Zeichnung näher erläutert«The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment and with reference to a drawing.

Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch eine ansich bekannte Scheibenaufnahme für Halbleiterscheiben dar« In die ebene Soheibenaufnahme 1 ist ein System von Rillen 2 eingearbeitet, das aus konzentrischen Rillen 2.1 besteht, die untereinander durch radiale Rillen 2·2 verbunden sind. Die Scheibenaufnahme 1 weist in der Mitte eine zentrale Bohrung 3 auf, die über eine außerhalb der Scheibenaufnahme 1 befindliche Saugleitung 4 mit der Hauptsaugleitung 8 einer nicht dargestellten Einrichtung zur Erzeugung eines ühterdruckes verbunden ist. Um das System von Rillen 2 ist eine weitere Rille 6 angeordnet, die nur unwesentlich kleiner als eine auf die Scheibenaufnahme i aufgelegte Halbleiterscheibe 5 ist und die möglichst der Konfiguration des Scheibenrandes entspricht»The drawing shows a section through a per se known disc holder for semiconductor wafers. In the plane Soheibenaufnahme 1 a system of grooves 2 is incorporated, which consists of concentric grooves 2.1, which are interconnected by radial grooves 2 · 2. The disc holder 1 has in the middle a central bore 3, which is connected via a located outside the disc holder 1 suction line 4 with the main suction 8 of a device, not shown, for generating a ühterdruckes. To the system of grooves 2, a further groove 6 is arranged, which is only slightly smaller than one placed on the disc holder i semiconductor wafer 5 and which corresponds as possible to the configuration of the wafer edge »

Diese Rille 6 weist mindestens zwei auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Bohrungen 9 auf, die über radiale Bohrungen 10 mit am Rand der Scheibenaufnahme 1 angeordneten Anschlußstutzen 11 in Verbindung stehen. An den Anschlußstutzen 11 sind Teilsaugleitungen 7.1 angeordnet, die durch eine gemeinsame Saugleitung 7 verbunden sind, dieThis groove 6 has at least two evenly distributed on the circumference arranged holes 9, which are connected via radial bores 10 with arranged at the edge of the disc holder 1 connecting piece 11 in combination. At the connecting piece 11 Teilaugleitungen 7.1 are arranged, which are connected by a common suction line 7, the

getrennt von der Saugleitung 4- des Systems von Killen 2 in die Hauptsaugleitung 8 der nicht dargestellten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes eingebunden ist. Durch das Erzeugen eines Unterdruckes mittels der entsprechenden Einrichtung und der Hauptsaugleitung 8 wird die Luft aus dem System von Rillen 2 und der äußeren Rille 6 über die zugehörigen Saugleitungen 4; 7; 7.1 abgesaugt und der vorhandene Luftdruck preßt die Halbleiterscheibe 5 an die Scheibenaufnahme 1 bis zum Rand an. Eine im. Randgebiet der Halbleiterscheibe 5 eventuell vorhandene Undichtheit durch Verzug der Scheibe 5 bewirkt, daß die Luft durch die äußere Rille 6 über die Teilsaugleitungen 7·1 und die gemeinsame Saugleitung 7 abgesaugt wird.separated from the suction line 4- of the system of Killen 2 is integrated into the main suction 8 of the device, not shown, for generating a negative pressure. By generating a negative pressure by means of the corresponding device and the Hauptaugleitung 8, the air from the system of grooves 2 and the outer groove 6 via the associated suction lines 4; 7; 7.1 sucked and the existing air pressure presses the semiconductor wafer 5 to the disc holder 1 to the edge. An im. Edge region of the semiconductor wafer 5 possibly existing leakage due to distortion of the disc 5 causes the air is sucked through the outer groove 6 via the Teilaugleitungen 7 · 1 and the common suction line 7.

Durch die geringe Druckdifferenz zwischen dem inneren Vakuumsystem des Systemsvon Rillen 2 und der äußeren Hille 6 und die fest aufliegende Halbleiterscheibe 5 wird die Luftmenge, die vom inneren System von Rillen 2 aus der äußeren Rille 6 angesaugt wird, fast Null, sodaß sich im gesamten System von Rillen 2 Saugdruck einstellt, somit eine Verbesserung der Aufspannung erzielt wird und die Aufspannung der Halbleiterscheibe 5 unabhängig von der Undichtheit am Scheibenrand geworden ist. Durch die Anordnung der äußeren Rille 6 entsteht eine Eandabhebung der Halbleiterscheibe nur noch außerhalb der äußeren Rille bis zum Scheibenrand. Lieser ist wegen der mechnischen Scheibenherstellung in der Dicke wesentlich geringer, sodaß ein Ausrichten der Scheibenoberfläche nunmehr vollständig an fest aufliegenden Scheibenbereichen, deren Oberflächenprofil nur noch ausschließlich durch die Dicke der Halbleiterscheibe 5 bestimmt wird, erfolgt, und somit für die durchzuführenden Prozeßschritte reproduzierbar ist. Erst durch diese exakte Aufspannung und deren Reproduzierbarkeit ist eine automatische Justierung und Belichtung möglich.Due to the small difference in pressure between the inner vacuum system of the system of grooves 2 and the outer groove 6 and the fixed wafer 5, the amount of air sucked from the inner groove grooves 2 from the outer groove 6 becomes almost zero, so that the entire system of grooves 2 sets suction pressure, thus improving the clamping is achieved and the clamping of the semiconductor wafer 5 has become independent of the leak on the wafer edge. The arrangement of the outer groove 6 creates an Eandabhebung the semiconductor wafer only outside the outer groove to the wafer edge. Lieser is much lower in thickness because of the mechanical disc production, so that an alignment of the disc surface is now completely on firmly resting disc areas whose surface profile is determined only by the thickness of the wafer 5, takes place, and thus is reproducible for the process steps to be performed. Only by this exact clamping and its reproducibility automatic adjustment and exposure is possible.

Claims

.Foundation

(1) a groove (6) comprising the system of grooves

Claims 1. A device for vacuum clamping of semiconductor wafers for plane-parallel alignment of the same with respect to a template, a reference plane and for adjusting the spacing and adjustment of the semiconductor wafer with respect to the template and for exposure in alignment and Beiichtungseinrichtungen in which a flat Scheibenaufnähme a system of grooves with a having in operative connection suction line through which a negative pressure can be realized in a known manner between the semiconductor wafer to be clamped and the disk housing and whereby the semiconductor disk can be clamped by the effective ambient air pressure, characterized in that the disk mount

2. Device according to item 1, characterized in that the suction line (7) opens separated from the suction line (4 ·) of the system of grooves (2) in the Hauptsaugleitung (8) of a device for generating a negative pressure.

(2) encloses and their outer. Dimension is minimally smaller than a semiconductor wafer (5) to be clamped and has a suction line (7) separated from the suction line (4) of the system of grooves (2).

3. Device according to the points 1 and 2, characterized in that the groove (6) with rope suction via lines (7.1) with the suction line (7) in communication and evenly distributed in the groove (6).

Holes (9) is provided.

A. Device according to the points 1 to 3, characterized in that the disc holder (1) further grooves or bores, which are outside the groove (6), but below the semiconductor wafer (5).

- 7 - 21 4 90 8

5. Device according to item 4, characterized in that aiese grooves or holes have their own suction.

6. Device according to the items 4- and 5, characterized in that the grooves are not closed in itself.

Htor to 1 page drawings-