DE1160107B

DE1160107B - Verfahren zum Anpressen von Abdeckmasken an Halbleiterplatten zum Herstellen von Halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE1160107B
Application number: DEJ19530A
Authority: DE
Inventors: Dr Dieter Gerstner; Anton Wirth
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1961-03-04
Filing date: 1961-03-04
Publication date: 1963-12-27

Description

Verfahren zum Anpressen von Abdeckmasken an Halbleiterplatten zum Herstellen von Halbleiterbauelementen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anpressen von Masken an Halbleiterplatten bei der gleichzeitigen Herstellung mehrerer Halbleiteranordnungen, die auf einer HalbleIterplatte aufgebaut und unter Verwendung geeigneter Masken gemeinsam verschiedenen Arbeitsgängen ausgesetzt werden.
Bei dem Herstellen von Halbleiterbauelementen, insbesondere für hohe Frequenzen, ist es erforderlich, zu immer kleineren Abmessungen überzugehen. Im Interesse einer wirtschaftlichen Herstellung solcher Bauelemente, z. B. Mesa-Transistoren, versucht man in Massenherstellungsverfahren die einzelnen Halbleiterbauelemente gleichzeitig gemeinsam den einzelnen Bearbeitungsschritten zu unterwerfen. Zu diesem Zweck bedient man sich vorwiegend geeigneter Masken, deren Unterteilung so eingerichtet ist, daß jeder Maskenteil den Arbeitsvorgang für eine der zahlreichen Halbleiterbauelemente steuert. Wenn man derartige Masken auf eine größere Halbleiterplatte auflegt, kann man so gleichzeitig entsprechend der Unterteilung der Masken auf dieser Halbleiterplatte zahlreiche Halbleiterbauelemente erzeugen, bearbeiten und braucht sie erst nach ihrer grundsätzlichen Fertigstellung zu trennen.
Ein solches Massenherstellungsverfahren stellt außerordentlich hohe Ansprüche an die Genauigkeit der einzelnen Arbeitsgänge und der dazu verwendeten Vorrichtungen. Insbesondere müssen die Abdeckmasken sehr genau hergestellt werden. Bei den einzelnen Bedampfungsvorgängen ist es außerdem erforderlich, daß die Masken möglichst ohne jeden Zwischenraum auf der Halbleiterplatte aufliegen, um unscharfe Abbildungen in Form von Halbschatten zu vermeiden.
Gewöhnlich werden die Abdeckmasken in einen Rahmen eingespannt, der in der Mitte eine Öffnung aufweist und die Maske an ihren Rändern hält. Die entsprechende Halbleiterplatte wird dann auf die Maske gelegt und durch eine Haltevorrichtung in ihrer Stellung zur Maske festgehalten. Man verwendet dazu gewöhnlich Blattfedern oder ähnliche Anordnungen, die die Platte gegen die Maske drücken. Dabei ist es unvermeidlich, daß sich die Abdeckmaske durch den Preßdruck, der auf die Platte ausgeübt wird, verbiegt. Das hat wiederum zur Folge, daß die Platte nicht mehr an allen Stellen unmittelbar an der Maske anliegt und somit bei der Bedampfung Halbschattengebiete entstehen. Diese Verhältnisse sind in Fig. 1 dargestellt. Der Rahmen 1 besteht aus den beiden Teilen lcc und l b, zwischen die in bekannter Weise die Abdeckmaske 3 eingespannt ist. Die Halbleiterplatte 4 wird durch die Federn 2 a und 2 b auf die Maske gedrückt, wodurch sich die Maske in ihrem mittleren Teil durchbiegt.
Es ist bereits bekannt, magnetische Kräfte als Hilfsmittel zur Halterung von magnetisierbaren Teilen zu verwenden. Bei der Herstellung von Gleichrichterelementen werden z. B. magnetische Hafteinrichtungen verwendet, welche auf die aus magnetischem Werkstoff bestehende Trägerplatte des Gleichriehterelements einwirken und dieses festhalten. Es sind auch Dauermagnetplatten bekannt, die speziell als Halterungsmittel für ferromagnetische Gegenstände hergestellt werden. Es ist ferner bekannt, nichtmagnetische Werkstoffe zwischen; einer Platte mit magnetischen Eigenschaften und einer auf die magnetischen Kraftlinien: ansprechenden Platte oder Schicht zu halten. Bei allen bekannten Maßnahmen dieser Art dienen die magnetischen Kräfte zur unmittelbaren Halterung eines magnetisierbaren Teiles, das gegebenenfalls mit einem nichtmagnetischen Körper verbunden ist. Die magnetischen, magnetisierbaren und gegebenenfalls nichtmagnetischen Teile stehen in unmittelbarer Berührung miteinander.
Die Erfindung gibt ein Verfahren an, bei dem das von einem Magneten erzeugte Kraftfeld ausgemztzt wird, um zu verhindern, daß sich der mittlere Teil der nur an den Rändern gefaßten Abdeckmaske beire Andrücken an die Halbleiterplatte verbiegt. Die magnetischen Kräfte dienen .also nicht zur Halterung, sondern zum Ausgleich unerwünschter mechanischer Kräfte. Dabei darf wegen der Empfindlichkeit des Halbleitermaterials und der Maske keine unrnittelbare Berührung zwischen dem Magneten und den anderen Teilen bestehen. Außerdem muß die nicht mit der Halbleiterplatte in Berührung stehende Oberfläche der Abdeckmaske zur Bearbeitung der Halbleiterplatte frei bleiben. Dias Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß eine Abdeckmaske aus dünnem, biegsamem, magnetisierbarem Material mit ihrer einen Oberfläche durch Druckanwendung am Rand gegen die zu bearbeitende Oberfläche der Halbleiterplatte gepreßt wird und daß der dabei entstehende gewölbte Teil der Abdeckmaske mittels eines durch die Halbleiterplatte hindurchwirkenden irrhomogenen Magnetfeldes an die Oberfläche der Halbleiterplatte gezogen wird, so daß sich die Abdeckmaske und die Halbleiterplatte vollständig berühren.
Die weiteren Ausbildungen und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert.
Die Maske 3 wird ebenso wie bei der bereits in Fig. 1 beschriebenen Anordnung in eine Haltevorrichtung 1, die in der Mitte durchbrochen ist, eingespannt und die Halbleiterplatte 4 mittels einer Federnvorrichtung 2 a und 2 b auf die Maske aufgedrückt. Die unerwünschte Durchbiegung der Maske in der Mitte wird durch Einwirkung eines Magnetfeldes beseitigt, das durch einen Magneten 6 erzeugt wird, der in geringem Abstand über der Maske 3 so angeordnet ist, daß die Halbleiterplatte 4 zwischen dem Magneten und der Maske liegt. Das Magnetfeld greift durch die Halbleiterplatte hindurch und zieht durch seine magnetische Kraft die Maske 3 an die Halbleiterplatte 4 heran, so daß sie in ihrer ganzen Fläche unmittelbar an der Halbleiterplatte ; anliegt. Es wird dazu ein irrhomogenes Magnetfeld erzeugt, wie es z. B. durch eine in der Zeichnung dargestellte Magnetanordnung 6 mit abwechselnden Polen, erhalten werden kann. Es sind aber auch andere Magnetformen und ,anordnungen möglich. Entscheidend ist, daß das Magnetfeld einen möglichst großen Gradienten senkrecht zur Maskenebene aufweist. Die Masken müssen selbstverständlich aus ferromagnetischem Material bestehen. Man kann dazu zweckmäßig Nickel verwenden.
Bei Verwendung einer solchen Anordnung zum Anpressen der Masken an die Halbleiterplatten ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß kein besonderer Wert auf ihre mechanische Festigkeit gelegt werden muß. Die Maske braucht nicht besonders eben oder steif ausgebildet zu sein. Man ist daher in der Lage, sehr dünne Masken, die im allgemeinen eine wesentlich höhere Kantenschärfe ermöglichen, zu verwenden. Ferner braucht auch kein besonderer Wert auf eine möglichst ebene Ausbildung der Halbleiterplatte gelegt zu werden. Nach der Erfindung ist es möglich, Mesa-Transistoren mit besonders kleinen Mesa-Strukturen herzustellen bzw. im Interesse kleiner Basiswiderstände die beiden Aufdampfflecken mit sehr geringem Abstand, unterhalb 10 #t, anzuordnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Anpressen von Abdeckmasken an Halbleiterplatten zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckmaske (3) aus dünnem, biegsamem, magnetisierbarem Material mit .ihrer einen Oberfläche durch Druckanwendung am Rand gegen die zu bearbeitende Oberfläche der Halbleiterplatte (4) gepreßt wird und daß der dabei entstehende gewölbte Teil der Abdeckmaske mittels eines durch die Halbleiterplatte hindurchwirkenden irrhomogenen Magnetfeldes an die Oberfläche der Halbleiterplatte gezogen wird, so daß sich die Abdeckmaske und die Halbleiterplatte vollständig berühren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmaske (3) mittels einer in der Mitte freien Haltevorrichtung (1) an ihren Rändern gehalten und gespannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das irrhomogene Magnetfeld mittels eines in geringem Abstand von der anderen Oberfläche der Halbleiterplatte angeordneten Magneten erzeugt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmaske aus Nickel hergestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1041598, 1098 632; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1711646.