DE10310192A1

DE10310192A1 - Wafer protection device

Info

Publication number: DE10310192A1
Application number: DE10310192A
Authority: DE
Inventors: Wei-Lin Chen; Hung-Sheng Hu
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2003-10-02
Also published as: US20030168170A1; TW527678B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Waferschutzvorrichtung, um einen Wafer in einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Ätzflüssigkeit oder einer galvanischen Flüssigkeit, zu halten. Der Wafer weist eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, auf, und die zweite Oberfläche weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Eine Reaktionsrate des zweiten Abschnitts mit der Flüssigkeit ist größer als die Reaktionsrate des ersten Abschnitts. Die Waferschutzvorrichtung umfasst eine erste Basis, eine zweite Basis sowie ein erstes Abdichtungselement. Die erste Basis hält den Wafer in einer Weise, so dass die erste Basis in Berührung zu der ersten Oberfläche des Wafers steht. Die zweite Basis ist mit der ersten Basis verbunden. Das erste Dichtungselement ist auf der zweiten Basis angeordnet, um an dem ersten Abschnitt der zweiten Oberfläche des Wafers anzuliegen.The invention relates to a wafer protection device for holding a wafer in a liquid, for example an etching liquid or a galvanic liquid. The wafer has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the second surface has a first section and a second section. A reaction rate of the second section with the liquid is greater than the reaction rate of the first section. The wafer protection device comprises a first base, a second base and a first sealing element. The first base holds the wafer in such a way that the first base is in contact with the first surface of the wafer. The second base is connected to the first base. The first seal member is disposed on the second base to abut the first portion of the second surface of the wafer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Waferschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 12 und 23 und betrifft insbesondere eine Waferschutzvorrichtung, die in einem mikroelektromechanischen Prozess angewendet wird. The present invention relates to a wafer protection device according to one of the claims 1, 12 and 23 and in particular relates to a wafer protection device which is in a microelectromechanical process is applied.

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) sind Mikrovorrichtungen, die in großem Umfang als fortschrittliche Sensoren, mikrofluidische Steuervorrichtungen oder Mikromaschinen eingesetzt werden. Fortschrittliche MEMS-Sensoren kann man beispielsweise in Kraftfahrzeugen, medizinischen Geräten oder in Prozesssteuerungsanwendungen finden und sorgen für eine genaue Bestimmung von Parametern, wie beispielsweise Druck, Temperatur, Beschleunigung, Gaskonzentration, und vielen anderen physikalischen oder chemischen Parametern. Mikrofluidische Steuervorrichtungen sind beispielsweise Mikroventile zur Handhabung von Gasen oder Flüssigkeiten, Durchflussmessgeräte und Tintenstrahldüsen, während die Mikromaschinen beispielsweise Mikroaktuatoren, bewegliche Mikrospiegelsysteme, taktile Bewegungsaufbauten, Vorrichtungen, wie beispielsweise Federarme von Atomkraftmikroskopen, beinhalten können. Für gewöhnlich sind solche Mikrovorrichtungen aus einem halbleitenden Material hergestellt, beispielsweise aus kristallinem Silizium, das in großem Umfang in der Form von Halbleiterwafern zur Verfügung steht, die dazu verwendet werden, um integrierte Schaltkreise herzustellen. Microelectromechanical systems (MEMS) are micro devices that work on a large scale Scope as advanced sensors, microfluidic control devices or Micromachines are used. Advanced MEMS sensors can be found, for example, in Find automobiles, medical devices, or in process control applications, and ensure precise determination of parameters such as pressure, temperature, Acceleration, gas concentration, and many other physical or chemical Parameters. Microfluidic control devices are, for example, micro valves Handling of gases or liquids, flowmeters and inkjet nozzles, while the micromachines, for example, micro actuators, movable Micromirror systems, tactile movement structures, devices such as spring arms from Atomic force microscopes. Such micro devices are usually made a semiconducting material, for example made of crystalline silicon, which in is widely available in the form of semiconductor wafers used for this to make integrated circuits.

Weil ein solches Material allgemein zur Verfügung steht und die Herstellung von Mikrovorrichtungen aus einem Halbleiter-Wafersubstrat üblich ist, kann man Vorteile aus der umfangreichen Erfahrung auf dem Gebiet von Ätztechniken für Oberflächen und von Volumen- Ätztechniken (bulk etching) ziehen, die von der Halbleiter verarbeitenden Industrie für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen (IC) entwickelt wurden. Ein Oberflächenätzen, das in der IC-Herstellung dazu verwendet wird, um kleine Oberflächenstrukturen auf einem Halbleiterwafer zu definieren, kann modifiziert werden, so dass das zugehörige unterschneidende Ätzen (undercut etching) von dünnen Schichten aus Halbleitermaterialien modifiziert werden kann, um bewegliche Elemente herzustellen. Ein Volumenätzen bzw. großflächiges Ätzen, das in der IC-Herstellung typischerweise verwendet wird, wenn tiefe Rillen oder Durchkontaktierungen in einem Wafer unter Verwendung von anisotropen Ätzprozessen hergestellt werden müssen, kann dazu verwendet werden, um mit diesem Verfahren Kanten oder Rillen bzw. Gräben in Mikrovorrichtungen präzise zu fertigen. Sowohl das Oberflächenätzen als auch das großflächige Ätzen von Wafern kann mit Hilfe eines "Nassätzens" (wet etching) erfolgen, unter Verwendung von Chemikalien, wie beispielsweise Kaliumhydroxid in Lösung, um nicht abgedecktes bzw. maskiertes Material von einem Wafer zu entfernen. Für die Herstellung von Mikrovorrichtungen ist es sogar möglich, anisotrope Nassätztechniken zu verwenden, die auf unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen des Materials beruhen, oder elektrochemische Ätzstopps zu verwenden, um Mikrovorrichtungselemente zu definieren. Unglücklicherweise wird der Spielraum beim Auslegen von komplexen Mikrovorrichtungen in erheblichem Ausmaß eingeschränkt, wenn Nassätztechniken verwendet werden. Das Nassätzen unterliegt erheblichen Einschränkungen in Abhängigkeit von der Orientierung des Halbleiterkristalls und dem verwendeten Material und den Ätzmitteln. Hinzu kommt, dass Mikrovorrichtungen, die ausgedehnte dünne Strukturen enthalten, oftmals anfällig für Beschädigungen sind, was an hydrodynamischen Kräften liegt, die während des Nassätzens auftreten. Because such a material is widely available and the manufacture of Micro devices from a semiconductor wafer substrate is common, one can take advantage of the extensive experience in the field of etching techniques for surfaces and volume Bulk etching techniques are used by the semiconductor manufacturing industry for the Manufacture of integrated circuits (IC) have been developed. A surface etching, which is used in IC manufacturing to create small surface structures on a Defining semiconductor wafers can be modified so that the associated one undercut etching of thin layers of semiconductor materials can be modified to produce movable elements. A volume etching or large area etching typically used in IC fabrication when deep grooves or vias in a wafer using anisotropic Etching processes can be used to make this process Precise manufacture of edges or grooves or trenches in micro devices. Both that Surface etching as well as large-area etching of wafers can be done with the help of a "Wet etching" are done using chemicals such as Potassium hydroxide in solution to uncovered or masked material from a wafer to remove. For the manufacture of micro devices it is even possible to use anisotropic Use wet etching techniques based on different crystallographic Orientations of the material are based, or to use electrochemical etch stops Define micro device elements. Unfortunately, the leeway in laying out of complex micro devices to a significant extent if Wet etching techniques are used. Wet etching is subject to considerable restrictions in Dependence on the orientation of the semiconductor crystal and the material used and the etchants. Add to that micro devices that have extensive thin structures included, are often prone to damage, due to hydrodynamic forces that occur during wet etching.

Somit wird während des Nassätzens bzw. einer Verarbeitung in der flüssigen Phase eine Waferschutzvorrichtung dazu verwendet, um spezielle Bereiche des Wafers zu schützen. Die Fig. 1a zeigt eine herkömmliche Waferschutzvorrichtung. Die Waferschutzvorrichtung 10 umfasst eine Basis bzw. Grundplatte 11, einen O-Ring 12 sowie zwei Schrauben bzw. Bolzen 13. Die Basis 11 hält einen Wafer bzw. eine Halbleiterscheibe 100. Der O-Ring 12 ist in der Basis 11 angeordnet, um einen Zwischenraum 14 zu bilden. Die Schrauben bzw. Bolzen 13 fügen die Basis verbindend zusammen, so dass die Basis 11 in unmittelbarer Nähe zu dem O-Ring 12 angeordnet ist. Thus, a wafer protection device is used during wet etching or processing in the liquid phase to protect specific areas of the wafer. The Fig. 1a shows a conventional wafer protection device. The wafer protection device 10 comprises a base 11 , an O-ring 12 and two screws 13 . The base 11 holds a wafer or a semiconductor wafer 100 . The O-ring 12 is arranged in the base 11 to form an intermediate space 14 . The screws or bolts 13 connect the base so that the base 11 is arranged in close proximity to the O-ring 12 .

Bezugnehmend auf die Fig. 1b, worin angenommen ist, dass die Waferschutzvorrichtung 10, die den Wafer 100 hält, in einem Ätzmittel bzw. einer Ätzflüssigkeit 200 angeordnet ist, steht eine Oberfläche 110 des Wafers 100, die geätzt werden soll, in Kontakt zu dem Ätzmittel 200 und wird eine Oberfläche 120 des Wafers 100, die nicht geätzt werden soll, von dem Zwischenraum 14 geschützt. Referring to FIG. 1b, where it is assumed that the wafer protection device 10 that holds the wafer 100 is disposed in an etchant or an etching liquid 200 , a surface 110 of the wafer 100 that is to be etched is in contact with the Etchant 200 and a surface 120 of the wafer 100 that is not to be etched is protected by the intermediate space 14 .

Weil die Position des O-Rings 12 bei der üblichen Waferschutzvorrichtung 10 nicht geeignet ist, kann die Oberfläche 120 des Wafers 100 jedoch nicht vollständig geschützt werden. Genauer gesagt, wie in der Fig. 1c gezeigt, kann das Ätzmittel 200 zwischen die Basis 11 und den Wafer 100 sowie zwischen den O-Ring 12 und den Wafer 100 eindringen, und zwar entlang des dargestellten Pfeils, was an Kapillarkräften liegt. Dann kann das Ätzmittel 200 eine Passivierungsschicht auf der Oberfläche 120 des Wafers 100 ätzen. Folglich wird ein integrierter Schaltkreis oder vergleichbare Strukturen auf der Oberfläche 120 von dem Ätzmittel 200 beschädigt. However, because the position of the O-ring 12 is not suitable in the conventional wafer protection device 10 , the surface 120 of the wafer 100 cannot be fully protected. More specifically, as shown in FIG. 1c, the etchant 200 can penetrate between the base 11 and the wafer 100 and between the O-ring 12 and the wafer 100 , namely along the arrow shown, due to capillary forces. The etchant 200 can then etch a passivation layer on the surface 120 of the wafer 100 . As a result, an integrated circuit or comparable structures on the surface 120 is damaged by the etchant 200 .

Es sei angemerkt, dass die Oberfläche 110 des Wafers 100 mit einer Abdeck- bzw. Barriereschicht 111 und einer Ätzschicht 112 versehen ist, und zwar durch Abscheidung oder Beschichtung vor dem Ätzschritt. Weil die Ätzrate des Ätzmittels 200 für die Abdeck- bzw. Barriereschicht 111 von der Ätzrate der Ätzschicht 112 abweicht, kann die Oberfläche 110 des Wafers 100 strukturiert werden. It should be noted that the surface 110 of the wafer 100 is provided with a covering or barrier layer 111 and an etching layer 112 , specifically by deposition or coating before the etching step. Because the etching rate of the etching agent 200 for the covering or barrier layer 111 deviates from the etching rate of the etching layer 112 , the surface 110 of the wafer 100 can be structured.

Um die vorgenannten und weiteren Nachteile bei der vorgenannten herkömmlichen Waferschutzvorrichtung weitestgehend oder vollständig zu beheben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Waferschutzvorrichtung bereitgestellt, die die Produktionsausbeute bei einem MEMS-Prozess oder anderen Herstellungsprozessen erhöhen kann. Die vorgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Waferschutzvorrichtung mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1, 12 und 23. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche. To the above and other disadvantages with the aforementioned conventional Wafer protection device largely or completely to fix, according to the present Invention provided a wafer protection device that contributes to the production yield a MEMS process or other manufacturing processes. The aforementioned The object is achieved by a wafer protection device with the features according to one of the Claims 1, 12 and 23. Further advantageous embodiments are the subject of back-related subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Waferschutzvorrichtung zum Halten eines Wafers in einer Flüssigkeit bereitgestellt. Der Wafer weist eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche auf, die der ersten Oberfläche gegenüber liegt, und die zweite Oberfläche weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Eine Reaktionsrate des . zweiten Abschnittes mit der Flüssigkeit ist schneller als die Reaktionsrate mit dem ersten Abschnitt. Die Waferschutzvorrichtung umfasst eine erste Basis bzw. Grundplatte, eine zweite Basis und ein erstes Dichtungselement. Die erste Basis hält den Wafer in einer solchen Weise, so dass die erste Basis in Berührung zu der ersten Oberfläche des Wafers steht. Die zweite Basis ist mit der ersten Basis verbunden. Das erste Dichtungselement ist auf der zweiten Basis vorgesehen, um an dem ersten Abschnitt der zweite Oberfläche des Wafers anzuliegen. According to the present invention, a wafer protection device for holding a Wafers provided in a liquid. The wafer has a first surface and one second surface opposite the first surface and the second surface has a first section and a second section. A response rate of the. second section with the liquid is faster than the reaction rate with the first Section. The wafer protection device comprises a first base, a second Base and a first sealing element. The first base holds the wafer in one Manner so that the first base is in contact with the first surface of the wafer. The second base is connected to the first base. The first sealing element is on the second base provided to attach to the first portion of the second surface of the wafer to rest.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Waferschutzvorrichtung außerdem ein zweites Dichtungselement. Das zweite Dichtungselement ist zwischen der ersten Basis und der zweiten Basis vorgesehen, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit aufgrund von Kapillarkräften zwischen die erste Basis und die zweite Basis eindringt. According to a preferred embodiment, the wafer protection device also comprises a second sealing element. The second sealing element is between the first base and the second base are provided to prevent the liquid due to Capillary forces penetrate between the first base and the second base.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann das erste Dichtungselement aus einem elastischen Material bestehen, um an der zweiten Basis bzw. an dem Wafer dicht anzuliegen, und kann das zweite Dichtungselement aus einem elastischen Material bestehen, um an der ersten Basis bzw. an der zweiten Basis dicht anzuliegen. In another preferred embodiment, the first sealing element can be made of an elastic material to close to the second base or on the wafer to abut, and the second sealing element can be made of an elastic material to lie close to the first base or the second base.

Es sei darauf hingewiesen, dass das erste Dichtungselement und/oder das zweite Dichtungselement ein O-Ring sein kann. It should be noted that the first sealing element and / or the second Sealing element can be an O-ring.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Basis eine Nut auf, um darin das erste Dichtungselement in abdichtender Weise anzuordnen. In another preferred embodiment, the second base has a groove to to arrange the first sealing element in a sealing manner.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die erste Basis einen Stufenabschnitt auf, so dass die erste Oberfläche des Wafers dem Stufenabschnitt gegenüber liegt, um dazwischen einen Zwischenraum auszubilden. In another preferred embodiment, the first base has a step portion so that the first surface of the wafer faces the step portion to to form a space in between.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Waferschutzvorrichtung außerdem ein Befestigungs- bzw. Verbindungselement auf. Das Befestigungs- bzw. Verbindungselement verbindet die erste Basis und die zweite Basis miteinander, so dass die zweite Basis in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Dichtungselement angeordnet ist. Selbstverständlich kann das Befestigung- bzw. Verbindungselement ein Bolzen bzw. eine Schraube sein. In another preferred embodiment, the wafer protection device has also a fastening or connecting element. The fastening or Connecting element connects the first base and the second base to each other, so that the second base is arranged in close proximity to the first sealing element. Of course the fastening or connecting element can be a bolt or a screw.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, worin: The present invention will be described in more detail below with reference to the attached drawings, in which:

Fig. 1a eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Waferschutzvorrichtung ist; Fig. 1a is a schematic view of a conventional wafer protection device;

Fig. 1b eine schematische Ansicht ist, die die Waferschutzvorrichtung gemäß der Fig. 1a zeigt, die in einem Ätzmittel angeordnet ist; Figure 1b is a schematic view showing the wafer protection device of Figure 1a arranged in an etchant;

Fig. 1c eine teilweise vergrößerte Ansicht der Fig. 1b ist; Fig. 1c is a partially enlarged view of Fig. 1b;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Waferoberfläche ist, die geätzt werden soll; Fig. 2 is a schematic view of a wafer surface to be etched;

Fig. 3a eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Waferschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; . 3a shows a schematic view of a first embodiment of a wafer protection structure is Fig according to the present invention;

Fig. 3b eine schematische Ansicht einer zweiten Basis in der Fig. 3a ist; Figure 3b is a schematic view of a second base in Figure 3a;

Fig. 3c ein Querschnitt entlang einer Linie c-c in der Fig. 3b ist; Fig. 3c is a cross section along a line cc in Fig. 3b;

Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, die die Waferschutzvorrichtung gemäß der Fig. 3a zeigt, in einem Ätzmittel angeordnet ist; Figure 4 is a schematic view showing the wafer protection device of Figure 3a placed in an etchant;

Fig. 5a eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Waferschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und . 5a is a schematic view of a second embodiment of a wafer protection structure is Fig according to the present invention; and

Fig. 5b eine schematische Ansicht ist, die die Waferschutzvorrichtung gemäß der Fig. 5a zeigt, die in einem Ätzmittel angeordnet ist. FIG. 5b is a schematic view showing the wafer protection device according to FIG. 5a, which is arranged in an etchant.

In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder gleichwirkende Elemente bzw. Baugruppen. In the figures, identical reference symbols designate identical or functionally identical Elements or assemblies.

Eine Waferschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung soll einen Wafer in einer Flüssigkeit halten. Die Waferschutzvorrichtung kann vollständig verhindern, dass ein spezieller Bereich des Wafers in Berührung mit der Flüssigkeit gelangt. Bei der Flüssigkeit kann es sich um ein Ätzmittel bzw. eine Ätzflüssigkeit, um eine galvanische Flüssigkeit oder eine vergleichbare Flüssigkeit handeln. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen stellt das Ätzmittel die Flüssigkeit dar. Bezugnehmend auf die Fig. 2 weist der Wafer 100 eine erste Oberfläche 120 und eine zweite Oberfläche 110 auf, die der ersten Oberfläche 120 gegenüber liegt. Die erste Oberfläche 120 wird geschützt, so dass diese nicht mit dem Ätzmittel 200 reagiert. Die zweite Oberfläche 110 reagiert mit dem Ätzmittel 200 und weist einen ersten Abschnitt 111 und einen zweiten Abschnitt 112 auf. Der erste Abschnitt 111 stellt eine Abdeck- bzw. Barriereschicht dar und der zweite Abschnitt 112 stellt eine Ätzschicht bzw. einen Ätzbereich dar. Die Reaktionsrate des ersten Abschnittes 111 mit dem Ätzmittel 200 ist langsamer als die Ätzrate des zweiten Abschnittes 112. A wafer protection device according to the present invention is intended to hold a wafer in a liquid. The wafer protection device can completely prevent a specific area of the wafer from coming into contact with the liquid. The liquid can be an etchant or an etching liquid, a galvanic liquid or a comparable liquid. In the following exemplary embodiments, the etchant represents the liquid. Referring to FIG. 2, the wafer 100 has a first surface 120 and a second surface 110 , which lies opposite the first surface 120 . The first surface 120 is protected so that it does not react with the etchant 200 . The second surface 110 reacts with the etchant 200 and has a first section 111 and a second section 112 . The first section 111 represents a covering or barrier layer and the second section 112 represents an etching layer or an etching area. The reaction rate of the first section 111 with the etching agent 200 is slower than the etching rate of the second section 112 .

First embodiment

Bezug nehmend auf die Fig. 3a umfasst eine Waferschutzvorrichtung 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung eine erste Basis 21, eine zweite Basis 22, ein Dichtungselement 23 und zwei Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 24. Referring to Fig. 3a comprising a wafer protection device 20 according to a first embodiment of this invention, a first base 21, a second base 22, a sealing member 23 and two fastening or connecting elements 24.

Wie in der Fig. 3a gezeigt ist, wird die erste Basis 21 als Hauptabschnitt der Waferschutzvorrichtung 20 verwendet und hält den Wafer 100 in solcher Weise, so dass die erste Basis 21 mit der ersten Oberfläche 120 des Wafers 100 in Berührung steht. Die erste Basis 21 weist einen Stufenabschnitt 211 auf, so dass die erste Oberfläche 120 des Wafers 100 dem Stufenabschnitt 211 gegenüber liegt, um dazwischen einen Zwischenraum 25 auszubilden. As shown in FIG. 3a, the first base 21 is used as the main portion of the wafer protection device 20 and holds the wafer 100 such that the first base 21 is in contact with the first surface 120 of the wafer 100 . The first base 21 has a step portion 211 so that the first surface 120 of the wafer 100 faces the step portion 211 to form a gap 25 therebetween.

Eine zweite Basis 22 ist mit Hilfe der Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 24 mit der ersten Basis 21 verbunden. Wie in den Fig. 3b und 3c gezeigt ist, weist die zweite Basis 22 eine Nut 221 für das Dichtungselement 23 auf, so dass diese darin in abdichtender Weise aufgenommen wird. Bei der Nut 221 handelt es sich insbesondere um eine kreisförmige Nut. A second base 22 is connected to the first base 21 with the aid of the fastening or connecting elements 24 . As shown in FIGS . 3b and 3c, the second base 22 has a groove 221 for the sealing element 23 , so that it is received therein in a sealing manner. The groove 221 is in particular a circular groove.

Das Dichtungselement 23 ist in der Nut 221 der zweiten Basis 22 in dichtender Weise bzw. eng anliegend aufgenommen. Das Dichtungselement 23 kann aus einem elastischen Material bestehen und beispielsweise ein O-Ring sein. Somit befindet sich das Dichtungselement 23 in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Abschnitt 111 der zweiten Oberfläche 110 des Wafers 100. Folglich kann das Dichtungselement 23 eng an der zweiten Basis 22 und dem Wafer 100 anliegen. The sealing element 23 is accommodated in the groove 221 of the second base 22 in a sealing manner or tightly. The sealing element 23 can consist of an elastic material and can be an O-ring, for example. Thus, the sealing element 23 is in close proximity to the first section 111 of the second surface 110 of the wafer 100 . As a result, the sealing element 23 can fit tightly against the second base 22 and the wafer 100 .

Die Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 24 verbinden die erste Basis 21 und die zweite Basis 22, so dass die zweite Basis 22 in unmittelbarer Nähe zu dem Dichtungselement 23 angeordnet ist. Selbstverständlich können die Befestigungselemente 24 Bolzen, Schrauben oder dergleichen sein. The fastening or connecting elements 24 connect the first base 21 and the second base 22 , so that the second base 22 is arranged in the immediate vicinity of the sealing element 23 . Of course, the fasteners 24 may be bolts, screws, or the like.

Die Fig. 4 zeigt, wie die Waferschutzvorrichtung 20 in dem Ätzmittel 200 angeordnet ist. Weil das Dichtungselement 23 in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Abschnitt 111 des Wafers 100 angeordnet ist, können nur geringe Mengen des Ätzmittels 200 aufgrund von Kapillarkräften an eine Stelle zwischen dem Wafer 100 und dem Dichtungselement 23 eindringen. Weil die Ätzrate des ersten Abschnittes 111 mit dem Ätzmittel 200 extrem langsam ist, kann das Ätzmittel 200 auch nicht zu der ersten Oberfläche 120, die in dem Zwischenraum 25 angeordnet ist, entlang des Randes des Wafers 100 strömen. Somit wird während des Ätzprozesses verhindert, dass das Ätzmittel 200 mit der zweiten Oberfläche 110 und der ersten Oberfläche 120, jedenfalls mit einem Teil der ersten Oberfläche 120, reagiert. Folglich kann die Waferschutzvorrichtung 20 den Wafer 100 geeignet schützen. FIG. 4 shows how the wafer protection device 20 is arranged in the etchant 200 . Because the sealing element 23 is arranged in the immediate vicinity of the first section 111 of the wafer 100 , only small amounts of the etchant 200 can penetrate into a location between the wafer 100 and the sealing element 23 due to capillary forces. Also, because the etch rate of the first portion 111 with the etchant 200 is extremely slow, the etchant 200 cannot flow to the first surface 120 located in the space 25 along the edge of the wafer 100 . Thus, during the etching process, the etchant 200 is prevented from reacting with the second surface 110 and the first surface 120 , in any case with a part of the first surface 120 . Accordingly, the wafer protection device 20 can appropriately protect the wafer 100 .

Es sei angemerkt, dass jedes Element der Waferschutzvorrichtung 20 aus einem Material besteht, das seine Eigenschaften nach einer Berührung mit dem Ätzmittel 200 nicht verändert. Genauer gesagt befindet sich das Dichtungselement 23 weiterhin in unmittelbarer Nähe zu der zweiten Basis 22 und dem Wafer 100, wenn die Waferschutzvorrichtung 20 in dem Ätzmittel 200 angeordnet ist, und verbinden die Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 24 weiterhin die erste Basis 21 und die zweite Basis 22. It should be noted that each element of the wafer protection device 20 is made of a material that does not change its properties after contact with the etchant 200 . More specifically, when the wafer protector 20 is disposed in the etchant 200 , the sealing member 23 is still in close proximity to the second base 22 and the wafer 100 , and the fasteners 24 continue to connect the first base 21 and the second base 22 .

Second embodiment

Bezug nehmend auf die Fig. 5a und 5b umfasst eine Waferschutzvorrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erste Basis 31, eine zweite Basis 32, ein erstes Dichtungselement 33, zwei Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 34 sowie ein zweites Dichtungselement 36. Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform besteht hauptsächlich darin, dass zusätzlich das zweite Dichtungselement 36 vorgesehen ist. Weil die erste Basis 31, die zweite Basis 32, das erste Dichtungselement 33 und die Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 34 gemäß der zweiten Ausführungsform im wesentlichen identisch zu den entsprechenden Elementen der ersten Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung nachfolgend ausgelassen. Referring to FIGS. 5a and 5b show a wafer protection device 30 comprises according to a second embodiment of the present invention, a first base 31, a second base 32, a first seal member 33, two fixing or connecting elements 34 and a second sealing element 36. The main difference between the first embodiment and the second embodiment is that the second sealing element 36 is additionally provided. Because the first base 31 , the second base 32 , the first sealing member 33, and the fasteners 34 according to the second embodiment are substantially identical to the corresponding members of the first embodiment, the description thereof is omitted below.

Das zweite Dichtungselement 36 ist zwischen der ersten Basis 31 und der zweiten Basis 32 vorgesehen und kann aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem O-Ring, bestehen. Somit ist das zweite Dichtungselement 36 in unmittelbarer Nähe zu der ersten Basis 31 und zu der zweiten Basis 32 angeordnet. Folglich kann das zweite Dichtungselement 36 verhindern, dass das Ätzmittel 200 aufgrund von Kapillarkräften zwischen die erste Basis 31 und die zweite Basis 32 eindringt. The second sealing element 36 is provided between the first base 31 and the second base 32 and can consist of an elastic material, for example an O-ring. Thus, the second sealing element 36 is arranged in the immediate vicinity of the first base 31 and the second base 32 . As a result, the second sealing member 36 can prevent the etchant 200 from entering between the first base 31 and the second base 32 due to capillary forces.

Weil die Waferschutzvorrichtung 30 das zweite Dichtungselement 36 enthält, kann diese den Wafer noch wirkungsvoller schützen. Because the wafer protection device 30 includes the second sealing member 36 , it can protect the wafer more effectively.

Während die vorliegende Erfindung vorstehend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden ist, wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich und dem Lösungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Patentansprüche sollen deshalb nicht nur die offenbarten Ausführungsbeispiele sondern auch sämtliche Alternativen, ob sie nun vorstehend erörtert wurden oder nicht, und deren sämtliche Äquivalente mit umfassen. While the present invention is exemplified above has been shown and described in preferred embodiments, the Those skilled in the art will recognize numerous changes and modifications can be made without the scope and the idea of the solution to deviate from the present invention. The appended claims are therefore not only intended to be the disclosed embodiments but also all alternatives, whether they now have been discussed above or not, and include all equivalents thereof.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Waferschutzvorrichtung, um einen Wafer bzw. eine Halbleiterscheibe in einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Ätzflüssigkeit oder einer galvanischen Flüssigkeit, zu halten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll insbesondere dazu dienen, um vorgegebene Abschnitte eines Wafers bzw. einer Halbleiterscheibe vor einem Kontakt mit einem Fluid, beispielsweise einer Ätzflüssigkeit, zu schützen. Die zu schützenden Abschnitte können auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Wafers vorgesehen sein, insbesondere auf der Rückseite und am Randbereich des Wafers, wie in den Fig. 3a und 5a dargestellt. Der Wafer weist eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüber liegt, auf, und die zweite Oberfläche weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Eine Reaktionsrate des zweiten Abschnittes mit der Flüssigkeit ist größer als die Reaktionsrate des ersten Abschnitts. Die Waferschutzvorrichtung umfasst eine erste Basis, eine zweite Basis sowie ein erstes Abdichtungselement. Die erste Basis hält den Wafer in einer Weise, so dass die erste Basis in Berührung zu der ersten Oberfläche des Wafers steht. Die zweite Basis ist mit der ersten Basis verbunden. Das erste Dichtungselement ist auf der zweiten Basis angeordnet, um an dem ersten Abschnitt der zweiten Oberfläche des Wafers anzuliegen. In summary, the present invention relates to a wafer protection device for holding a wafer or a semiconductor wafer in a liquid, for example an etching liquid or a galvanic liquid. The device according to the invention is intended in particular to protect predetermined sections of a wafer or a semiconductor wafer from contact with a fluid, for example an etching liquid. The sections to be protected can be provided on one side or on both sides of the wafer, in particular on the back and on the edge region of the wafer, as shown in FIGS . 3a and 5a. The wafer has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the second surface has a first section and a second section. A reaction rate of the second section with the liquid is greater than the reaction rate of the first section. The wafer protection device comprises a first base, a second base and a first sealing element. The first base holds the wafer in such a way that the first base is in contact with the first surface of the wafer. The second base is connected to the first base. The first seal member is disposed on the second base to abut the first portion of the second surface of the wafer.

Claims

A wafer protection device for holding a wafer ( 100 ) in a liquid ( 200 ), the wafer having a first surface ( 120 ) and a second surface ( 110 ) opposite the first surface, and the second surface a first portion ( 111 ) and a second section ( 112 ), a reaction rate of the second section with the liquid being faster or greater than that of the first section, the wafer protection device comprising:
a first base ( 21 ; 31 ) that holds the wafer in such a manner that the first base is in contact with the first surface ( 120 ) of the wafer;
a second base ( 22 ; 32 ) connected to the first base; and
a first sealing member ( 23 ; 33 ) disposed on the second base to abut the first portion ( 111 ) of the second surface ( 110 ) of the wafer.

The wafer protection device according to claim 1, further comprising: a second sealing member ( 36 ) provided between the first base ( 31 ) and the second base ( 32 ) to prevent the liquid due to capillary forces between the first base and the second base invades.

3. The wafer protection device according to claim 2, wherein the second sealing element ( 36 ) consists of an elastic material in order to fit tightly against the first base or the second base.

4. The wafer protection device according to claim 3, wherein the second sealing element is an O- Ring is.

5. Wafer protection device according to one of claims 1 to 4, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) consists of an elastic material in order to fit tightly or tightly on the second base or on the wafer.

6. The wafer protection device according to claim 5, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) is an O-ring.

7. The wafer protection device according to one of claims 1 to 6, wherein the second base ( 22 ; 32 ) has a groove ( 221 ) for receiving the first sealing element therein.

8. The wafer protection device according to claim 7, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged in a sealing manner or tightly in the groove ( 221 ).

The wafer protection device according to one of claims 1 to 8, wherein the first base ( 21 ; 31 ) has a step portion ( 211 ) so that the first surface ( 120 ) of the wafer faces the step portion by a gap ( 25 ) therebetween train.

10. The wafer protection device according to one of claims 1 to 9, further comprising: a fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) which connects the first base and the second base to one another, so that the second base ( 22 ; 32 ) is in close proximity to the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged.

11. The wafer protection device according to claim 10, wherein the fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) is a bolt or a screw.

12. A wafer protection device for holding a wafer ( 100 ) in an etchant ( 200 ), the wafer having a first surface ( 120 ) and a second surface ( 110 ) opposite the first surface and the second surface having a first section ( 111 ) and a second section ( 112 ), a reaction rate of the second section with the etchant being faster or greater than that of the first section, the wafer protection device comprising:
a first base ( 21 ; 31 ) that holds the wafer in such a manner that the first base is in contact with the first surface ( 120 ) of the wafer;
a second base ( 22 ; 32 ) connected to the first base; and
a first sealing member ( 23 ; 33 ) disposed on the second base to abut the first portion ( 111 ) of the second surface ( 110 ) of the wafer.

The wafer protection device according to claim 12, further comprising: a second sealing member ( 36 ) provided between the first base ( 31 ) and the second base ( 32 ) to prevent the etchant from being caused between the first base and by capillary forces the second base invades.

14. The wafer protection device according to claim 13, wherein the second sealing element ( 36 ) consists of an elastic material in order to fit tightly against the first base or the second base.

15. A wafer protection device according to claim 14, wherein the second sealing element O-ring is.

16. Wafer protection device according to one of claims 12 to 15, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) consists of an elastic material in order to fit tightly or closely against the second base or on the wafer.

17. The wafer protection device according to claim 16, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) is an O-ring.

18. The wafer protection device according to one of claims 12 to 17, wherein the second base ( 22 ; 32 ) has a groove ( 221 ) for receiving the first sealing element therein.

19. The wafer protection device according to claim 18, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged in a sealing manner or tightly in the groove ( 221 ).

20. The wafer protection device according to one of claims 12 to 19, wherein the first base ( 21 ; 31 ) has a step portion ( 211 ) so that the first surface ( 120 ) of the wafer faces the step portion, with a space ( 25 ) therebetween train.

21. The wafer protection device according to one of claims 12 to 20, further comprising: a fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) which connects the first base and the second base to one another so that the second base ( 22 ; 32 ) is in close proximity to the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged.

22. The wafer protection device according to claim 21, wherein the fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) is a bolt or a screw.

23. A wafer protection device for holding a wafer ( 100 ) in a galvanic liquid ( 200 ), the wafer having a first surface ( 120 ) and a second surface ( 110 ) opposite the first surface and the second surface having a first section ( 111 ) and a second section ( 112 ), a reaction rate of the second section with the galvanic liquid being faster or greater than that of the first section, the wafer protection device comprising:
a first base ( 21 ; 31 ) which holds the wafer in such a manner that the first base is in contact with the first surface ( 120 ) of the wafer;
a second base ( 22 ; 32 ) connected to the first base; and
a first sealing member ( 23 ; 33 ) disposed on the second base to abut the first portion ( 111 ) of the second surface ( 110 ) of the wafer.

The wafer protection device according to claim 23, further comprising: a second sealing member ( 36 ) provided between the first base ( 31 ) and the second base ( 32 ) to prevent the galvanic liquid from being caused by capillary forces between the first base and the second base penetrates.

25. The wafer protection device according to claim 24, wherein the second sealing element ( 36 ) consists of an elastic material in order to fit tightly against the first base or the second base.

26. The wafer protection device according to claim 25, wherein the second sealing element O-ring is.

27. The wafer protection device according to one of claims 23 to 26, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) consists of an elastic material in order to fit tightly or closely against the second base or on the wafer.

28. The wafer protection device according to claim 27, wherein the first sealing element ( 23 ; 33 ) is an O-ring.

29. The wafer protection device according to one of claims 23 to 28, wherein the second base ( 22 ; 32 ) has a groove ( 221 ) for receiving the first sealing element therein.

30. The wafer protection device according to claim 29, in which the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged in a sealing manner or tightly in the groove ( 221 ).

31. The wafer protection device according to one of claims 23 to 30, wherein the first base ( 21 ; 31 ) has a step portion ( 211 ) so that the first surface ( 120 ) of the wafer faces the step portion by a space ( 25 ) therebetween train.

32. The wafer protection device according to one of claims 23 to 31, further comprising: a fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) that connects the first base and the second base to one another so that the second base ( 22 ; 32 ) is in close proximity to the first sealing element ( 23 ; 33 ) is arranged.

33. Wafer protection device according to claim 32, in which the fastening or connecting element ( 24 ; 34 ) is a bolt or a screw.