DE19728962A1 - Sealed holder for semiconductor wafer etching - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe (Wafer) nach Art einer Ätzdose mit einem Grundkörper, an dessen einer Oberseite die Halbleiter scheibe mit ihrer einen Seite im Randbereich mittels einer umlaufenden Dichtung nach außen abgedichtet anbringbar ist.The invention relates to an etching device a semiconductor wafer (wafer) in the manner of an etching can a base body, on the top of which the semiconductors with one side in the edge area by means of a circumferential seal sealed to the outside can be attached.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der internationalen Anmel dung WO 92/02948 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrich tung ist ein wannenförmiger Grundkörper mit einer umlaufenden Nut versehen, in der ein O-Ring eingelegt ist. Die bekannte Vorrichtung weist darüber hinaus einen ringförmigen Deckel auf, der ebenfalls in einer umlaufenden Nut einen weiteren O-Ring aufweist. Zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe wird diese zwischen den Grundkörper und den Deckel gelegt, und es werden dann der Grundkörper und der Deckel mit Schrau ben verspannt, die in fluchtenden Durchgangslöchern des Grundkörpers und des Deckels eingebracht sind. Nach dem Ver spannen von Grundkörper und Deckel ist die eine Seite der Halbleiterscheibe nach außen und damit beim Ätzen gegenüber dem Ätzmedium abgedichtet; die andere, zu ätzende Seite der Halbleiterscheibe ist bis auf den vom Deckel abgedeckten Randbereich frei für den Zutritt durch das Ätzmittel.A device of this type is in international application tion WO 92/02948. In this well-known Vorrich tion is a trough-shaped body with a circumferential Provide groove in which an O-ring is inserted. The well-known The device also has an annular cover on, also in a circumferential groove another Has O-ring. For one-sided etching of a semiconductor wafer it is placed between the base body and the cover, and then the base body and the lid with screw ben braced in the aligned through holes of the Base body and the lid are introduced. After ver clamping of the body and cover is one side of the Semiconductor wafer to the outside and thus opposite when etching sealed the etching medium; the other side to be etched Semiconductor wafer is except for that covered by the lid Edge area free for access by the etchant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe vorzuschlagen, die ver gleichsweise einfach und damit kostengünstig aufgebaut ist und die Halbleiterscheibe so gut wie gar nicht mechanisch be ansprucht.The invention has for its object a device propose to etch a semiconductor wafer ver is equally simple and therefore inexpensive and the semiconductor wafer is practically not mechanical at all claimed.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die Dichtung aus zwei voneinander beabstandeten, umlaufenden Dichtungslippen, und im Bereich zwischen den Dichtungslippen mündet eine Un terdruckleitung.To solve this problem there is a device the type specified in the invention, the seal two spaced, circumferential sealing lips, and an Un opens in the area between the sealing lips pressure line.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe besteht darin, daß sie nur aus dem Grundkörper als einem einzigen Körper besteht, so daß ein zweites zu dem Grundkörper passendes Deckelteil nicht erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß allein durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen den Dichtungslippen die Anbringung der Halbleiterscheibe an der Vorrichtung erfolgt. Als zusätzliche Vorteile sind anzusehen, daß die Halbleiterscheibe infolge der Halterung über die umlaufenden Dichtungslippen spannungs frei gehalten ist und daß die Halbleiterscheibe auf ihrer zu ätzenden Seite vollkommen bloß liegt und somit optimal ausgenutzt werden kann.A major advantage of the device according to the invention for etching a semiconductor wafer is that it only consists of the basic body as a single body, so that a second cover part that does not match the base body is required. Another advantage of the invention The device consists in that only by generating a Vacuum between the sealing lips the attachment of the Semiconductor wafer is carried out on the device. As an additional Advantages can be seen that the semiconductor wafer as a result the holder over the circumferential sealing lips is kept clear and that the semiconductor wafer on their to corrosive side is completely bare and therefore optimal can be exploited.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum ein- und zweiseiti gen Ätzen von Halbleiterscheiben geeignet. Zum - gleichzeiti gen - zweiseitigen Ätzen weist der Grundkörper vorteilhafter weise ein großes Durchgangsloch auf, ist also gewissermaßen als Ringkörper ausgebildet.The device according to the invention is for one and two sides suitable for etching semiconductor wafers. For - at the same time The base body has two-sided etching more advantageously have a large through hole, so it's kind of formed as a ring body.
Zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe weist der Grundkörper in vorteilhafter Weise an seiner von der einen Oberseite abgewandten Seite einen Boden auf.For one-sided etching of a semiconductor wafer, the Base body in an advantageous manner on its one Top facing away from a floor.
Bei einer besonders kostengünstig herzustellenden Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Grundkör per aus elastischem Material gegossen, und die umlaufenden Dichtungslippen sind angegossen. Es bedarf in diesem Falle keiner zusätzlichen fertigungstechnischen Maßnahmen, um die Dichtungslippen an dem Grundkörper anzubringen. With a particularly inexpensive to manufacture tion form of the device according to the invention is the basic body cast from elastic material, and the circumferential Sealing lips are cast on. In this case it is necessary no additional manufacturing measures to the Attach sealing lips to the base body.
Besonders kostengünstig läßt sich die erfindungsgemäße Vor richtung zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe dann herstellen, wenn der Grundkörper aus einem im wesentlichen ringförmigen Gußkörper aus dem elastischen Material besteht, in den ein den Boden bildendes, scheibenförmiges Bodenteil eingeschnappt ist.The invention can be particularly inexpensive direction for one-sided etching of a semiconductor wafer then manufacture if the main body is made up of an essentially ring-shaped cast body consists of the elastic material, into a disc-shaped bottom part forming the bottom snapped.
Um während eines einseitigen Ätzens einen Überdruck innerhalb des Grundkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ver meiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus dem Bereich innerhalb der von den Dichtungslippen gebildeten Dichtung durch den Grundkörper nach außen mindestens ein Aus gangskanal geführt. Ist ein weiterer Ausgangskanal vorgese hen, dann kann über diesen während des Ätzens ein Spülvorgang mit z. B. einem Reinstgas ablaufen.To overpressure inside during one-sided etching of the basic body of the device according to the invention avoid, is according to a development of the invention from the Area within that formed by the sealing lips Seal through the base body to the outside at least one off guided channel. Another output channel is provided hen, then a rinsing process can be carried out over this during the etching with z. B. run off a pure gas.
Der Ausgangskanal kann an unterschiedlichen Seiten, bei spielsweise auch im Bereich des scheibenförmigen Bodenteils des Grundkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach außen geführt sein; als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Ausgangskanal in dem ringförmigen Gußkörper ver läuft. An sich ist es aus der oben erwähnten internationalen Patentanmeldung bekannt, den Innenraum des Grundkörpers über eine Bohrung und ein Rohr oder einen Schlauch mit der Außen umgebung zu verbinden.The output channel can be on different sides, at for example in the area of the disk-shaped base part of the base body of the device according to the invention to the outside be led; it is considered to be particularly advantageous if the output channel ver in the annular casting running. In itself it is from the international mentioned above Patent application known, the interior of the base body over a bore and a pipe or hose with the outside connect environment.
Die Federkontakt-Einrichtung kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise als federnde Kontaktplatte am Grundkörper. Als besonders vor teilhaft wird es jedoch aus konstruktiven und fertigungstech nischen Gründen angesehen, wenn eine an dem Grundkörper ge haltene elektrische Federkontakt-Einrichtung mindestens eine Kontakt-Blattfeder aufweist, die am Grundkörper zwischen den umlaufenden Dichtungslippen angeordnet ist. The spring contact device can in the invention Device can be designed differently, for example as a resilient contact plate on the base body. As special before However, it is partly due to constructive and manufacturing technology niche reasons considered when a ge on the base body holding electrical spring contact device at least one Has contact leaf spring on the base body between the circumferential sealing lips is arranged.
Um eine gute elektrische Kontaktgabe zur zu ätzenden Halblei terscheibe zu erreichen, sind vier Kontakt-Blattfedern gleichmäßig über den Umfang der umlaufenden Dichtungslippen verteilt angeordnet.To ensure good electrical contact with the semi-etch to be etched four contact leaf springs can be reached evenly over the circumference of the circumferential sealing lips distributed.
Eine elektrische Anschlußvorrichtung für die Federkontakt-Ein richtung kann ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein, zum Beispiel von einem innerhalb des Grundkörpers nach außen geführten, an der oben erwähnten Kontaktplatte angeschlosse nen Leiter bestehen. Zur einfachen Herstellung erscheint es besonders vorteilhaft, wenn eine elektrische Anschlußvor richtung der Federkontakt-Einrichtung mindestens ein Kon taktblech aufweist, das in den Grundkörper eingebettet und an seinem äußeren Ende eine von außen zugängliche Kontaktzunge aufweist und an seinem inneren Ende Kontaktstifte mit seitlichen Schlitzen trägt, in die die Kontakt-Blattfedern einführbar sind.An electrical connection device for the spring contact direction can also be designed differently, for example from one inside the base body to the outside guided, connected to the above-mentioned contact plate a leader. It appears for easy manufacture particularly advantageous if an electrical connection direction of the spring contact device at least one con has beating sheet, which is embedded in the base body and on at its outer end an externally accessible contact tongue has and at its inner end with contact pins carries side slots in which the contact leaf springs can be introduced.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist inTo further explain the invention is in
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Vorrichtung zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe, in Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the inventive device for one-sided etching of a semiconductor wafer, in
Fig. 2 eine Ansicht auf die Anschlußseite des Ausführungs beispiels nach Fig. 1, in Fig. 2 is a view of the connection side of the embodiment example of FIG. 1, in
Fig. 3 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III der Fig. 2, in Fig. 3 is a section through the embodiment of FIG. 1 along the line III-III of FIG. 2, in
Fig. 4 ein Schnitt durch dasselbe Ausführungsbeispiel ent lang der Linie IV-IV der Fig. 3 und in Fig. 4 shows a section through the same embodiment along the line IV-IV of Fig. 3 and in
Fig. 5 ein vergrößerter Ausschnitt aus einem Querschnitt im Bereich der umlaufenden Dichtungslippen dargestellt. Fig. An enlarged detail of a cross section in the region of the peripheral seal lip shown. 5
Wie die Fig. 1 zeigt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Gußkörper 1 auf, der aus elastischem Material gegossen ist. Wie insbesondere die Fig. 1, 4 und 5 erkennen lassen, sind an dem Gußkörper 1 zwei Dichtungslippen 2 und 3 angegos sen. Die Dichtungslippen 2 und 3 sind umlaufend ausgeführt und in einem Abstand a angeordnet, wie dies Fig. 5 zeigt. Insbesondere die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß in den Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 eine Unterdruck leitung 4 geführt ist, die aus einem etwa in der Mittenebene des Gußkörpers 1 verlaufenden Leitungsstück 5 und einem wei teren dazu im rechten Winkel verlaufenden und in den Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 endenden weiteren Kanalstück 6 besteht.As shown in FIG. 1, the device according to the invention has a cast body 1 , which is cast from elastic material. As can be seen in particular in FIGS . 1, 4 and 5, two sealing lips 2 and 3 are angegos on the cast body 1 . The sealing lips 2 and 3 are circumferential and arranged at a distance a, as shown in FIG. 5. Recognize blank 4, in particular Figs. 3 and that in the region between the sealing lips 2 and 3, a vacuum line 4 is guided which and a fur from a running approximately in the center plane of the cast body 1 line piece 5 direct at right angles thereto running and in the area between the sealing lips 2 and 3 ending further channel piece 6 .
Der Gußkörper 1 ist mit einem relativ großen Durchgangsloch 7 versehen, das durch ein scheibenförmiges Bodenteil 8 ver schlossen ist; das Bodenteil 8 ist in eine umlaufende Nut 9 des Gußkörpers 1 eingeschnappt, so daß der Gußkörper 1 mit dem scheibenförmigen Bodenteil 9 einen wannenartigen Grund körper 10 bildet.The cast body 1 is provided with a relatively large through hole 7 , which is closed by a disk-shaped bottom part 8 ; the base part 8 is snapped into a circumferential groove 9 of the cast body 1 , so that the cast body 1 with the disc-shaped base part 9 forms a trough-like basic body 10 .
Vor dem einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe wird diese gegen die umlaufenden Dichtungslippen 2 und 3 in Richtung des Pfeiles P gemäß Fig. 4 angelegt und durch Absaugen von Luft über die Unterdruckleitung 5 an dem Grundkörper 10 festgehal ten. Da das Ätzen unter erhöhter Temperatur erfolgt, würde sich ohne weitere Maßnahmen in dem Raum 11 zwischen der nicht dargestellten Halbleiterscheibe und dem scheibenförmigen Bodenteil 8 ein Überdruck bilden, der zu einer Beschädigung der Halbleiterscheibe führen könnte. Um dies zu vermeiden, ist - wie deutlich die Fig. 3 zeigt - ein Ausgangskanal 12 vorgesehen, der von einem äußeren Anschlußrohr 13 ausgehend bis ins Innere des Grundkörpers 10 in den Bereich 11 führt. Über diesen Ausgangskanal 12 ist der Bereich 11 mit der Umge bungsluft verbunden, so daß in ihm stets Atmosphärendruck herrscht; ein Überdruck mit der Gefahr einer Beschädigung der Halbleiterscheibe ist dadurch vermieden. Before the one-sided etching of a semiconductor wafer, this is placed against the circumferential sealing lips 2 and 3 in the direction of arrow P according to FIG. 4 and is held on the base body 10 by suction of air via the vacuum line 5. Since the etching would take place at an elevated temperature Without further measures, an excess pressure is formed in the space 11 between the semiconductor wafer (not shown) and the disk-shaped base part 8 , which could lead to damage to the semiconductor wafer. In order to avoid this, an output channel 12 is provided, as clearly shown in FIG. 3, which leads from an outer connecting pipe 13 into the interior of the base body 10 into the area 11 . Via this output channel 12 , the area 11 is connected to the ambient air, so that there is always atmospheric pressure in it; overpressure with the risk of damage to the semiconductor wafer is thereby avoided.
Wie insbesondere die Fig. 1 und 5 erkennen lassen, ist an dem Grundkörper 10 im Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 eine Federkontakt-Einrichtung angebracht, die aus Kon takt-Blattfedern 14, 15, 16 und 17 besteht. Jede dieser Kon takt-Blattfedern 14 bis 17 ist gewellt ausgeführt und liegt somit mit einigen Punkten unter elektrischer Kontaktgabe an der zu ätzenden Halbleiterscheibe an, wenn diese durch die Dichtungslippen 2 und 3 bei Unterdruck in der Unterdrucklei tung 4 festgehalten ist. Die Kontakt-Blattfedern 14 bis 17 sind mittels einer elektrischen Anschlußvorrichtung an ein elektrisches Potential anlegbar, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die elektrische Anschlußvorrichtung zwei Kontaktbleche 18 und 19 aufweist (siehe Fig. 3). Jedes dieser Kontaktbleche ist mit einer Kontaktzunge 20 bzw. 21 an ihrem äußeren Ende versehen; im Innern des Grundkörpers 10, in dem die Kontaktbleche 18 und 19 eingegossen sind, befinden sich an den Kontaktblechen Kontaktstifte 22, 23 sowie 24 und 25 angebracht, von denen in der Fig. 5 nur der Kontaktstift 22 erkennbar ist. Wie insbesondere diese Figur zeigt, ist jeder der Kontaktstifte 22 bis 25 mit einem Querschlitz 26 verse hen, in den die jeweilige Kontakt-Blattfeder von der Seite her einführbar ist.As can be seen in particular in FIGS. 1 and 5, a spring contact device is attached to the base body 10 in the area between the sealing lips 2 and 3 , which consists of contact leaf springs 14 , 15 , 16 and 17 . Each of these con tact leaf springs 14 to 17 is corrugated and is therefore at some points with electrical contact to the semiconductor wafer to be etched when it is held by the sealing lips 2 and 3 at negative pressure in the vacuum line 4 . The contact leaf springs 14 to 17 can be applied to an electrical potential by means of an electrical connection device, the electrical connection device having two contact plates 18 and 19 in the exemplary embodiment shown (see FIG. 3). Each of these contact plates is provided with a contact tongue 20 or 21 at its outer end; inside the base body 10 , in which the contact plates 18 and 19 are cast, there are contact pins 22 , 23 and 24 and 25 attached to the contact plates, of which only the contact pin 22 can be seen in FIG. 5. As this figure in particular shows, each of the contact pins 22 to 25 is provided with a transverse slot 26 into which the respective contact leaf spring can be inserted from the side.
Über die Kontaktzungen 20 und 21 der Kontaktbleche 18 und 19 ist beim elektrochemischen Ätzen einer Halbleiterscheibe elektrisches Potential eines sogenannten Potentiostaten ange legt, der außerdem mit einer Gegenelektrode und einer Refe renzelektrode verbunden ist, wie dies aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 253 420 A1 in grundsätzlicher Anordnung hervorgeht.About the contact tongues 20 and 21 of the contact plates 18 and 19 is during the electrochemical etching of a semiconductor wafer electrical potential of a so-called potentiostat is placed, which is also connected to a counter electrode and a reference electrode, as in principle from the European patent application EP 0 253 420 A1 Arrangement emerges.
Da sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Ätzen vorzugs weise in einer senkrechten Anordnung mit den Kontaktzungen 20 und 21, der Unterdruckleitung 4 und dem Ausgangskanal 12 nach oben befindet, sind in den Grundkörper 10 Durchgangslöcher 27 zur Aufhängung und zum Transport vorgesehen.Since the device according to the invention is preferred when etching in a vertical arrangement with the contact tongues 20 and 21 , the vacuum line 4 and the outlet channel 12 upwards, 10 through holes 27 are provided in the base body for suspension and transport.
Claims (10)
- - einem Grundkörper, an dessen einer Oberseite die Halblei terscheibe mit ihrer einen Seite im Randbereich mittels einer umlaufenden Dichtung nach außen abgedichtet anbring bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Dichtung aus zwei voneinander beabstandeten, umlaufen den Dichtungslippen (2, 3) besteht und
- - im Bereich zwischen den Dichtungslippen (2, 3) eine Unter druckleitung (4) mündet.
- - A base body, on one upper side of which the semiconducting disc is sealed with one side in the edge region by means of a circumferential seal attached to the outside, characterized in that
- - The seal consists of two spaced apart, encircling the sealing lips ( 2 , 3 ) and
- - A vacuum line ( 4 ) opens in the area between the sealing lips ( 2 , 3 ).
- - der Grundkörper (10) zum einseitigen Ätzen der Halbleiter scheibe an seiner von der einen Oberseite abgewandten Seite einen Boden (8) aufweist.
- - The base body ( 10 ) for one-sided etching of the semiconductor wafer on its side facing away from a top has a bottom ( 8 ).
- - der Grundkörper zum zweiseitigen Ätzen der Halbleiterscheibe ein großes Durchgangsloch aufweist.
- - The base body for two-sided etching of the semiconductor wafer has a large through hole.
- - der Grundkörper (10) aus elastischem Material gegossen ist und die umlaufenden Dichtungslippen (2, 3) angegossen sind.
- - The base body ( 10 ) is cast from elastic material and the circumferential sealing lips ( 2 , 3 ) are cast on.
- - aus dem Bereich innerhalb der von den Dichtungslippen (2, 3) gebildeten Dichtung durch den Grundkörper (10) nach außen mindestens ein Ausgangskanal (12) geführt ist.
- - From the area inside the seal formed by the sealing lips ( 2 , 3 ) through the base body ( 10 ) to the outside at least one outlet channel ( 12 ) is guided.
- - der Ausgangskanal (12) in dem ringförmigen Gußkörper (1) verläuft.
- - The output channel ( 12 ) in the annular cast body ( 1 ).
- - eine an dem Grundkörper (10) gehaltene elektrische Feder kontakt-Einrichtung mindestens eine Kontakt-Blattfeder (14, 15, 16, 17) aufweist,
- - die am Grundkörper (10) zwischen den umlaufenden Dich tungslippen angeordnet ist.
- - An electrical spring contact device held on the base body ( 10 ) has at least one contact leaf spring ( 14 , 15 , 16 , 17 ),
- - Which is arranged on the base body ( 10 ) between the circumferential lip lips.
- - vier Kontakt-Blattfedern (14, 15, 16, 17) gleichmäßig über den Umfang der umlaufenden Dichtungslippen (2, 3) verteilt ange ordnet sind.
- - Four contact leaf springs ( 14 , 15 , 16 , 17 ) are evenly distributed over the circumference of the circumferential sealing lips ( 2 , 3 ).
- - eine elektrische Anschlußvorrichtung der Federkontakt-Ein richrung (14, 15, 16, 17) mindestens ein Kontaktblech (18, 19) aufweist, das
- - in den Grundkörper (10) eingebettet und an seinem äuße ren Ende eine von außen zugängliche Kontaktzunge (20, 21) aufweist und
- - an seinem inneren Ende Kontaktstifte (22, 23, 24, 25) mit seitlichen Schlitzen (26) trägt, in die die Kontakt-Blatt federn (14, 15, 16, 17) einführbar sind.
- - An electrical connection device of the spring contact device ( 14 , 15 , 16 , 17 ) has at least one contact plate ( 18 , 19 )
- - Embedded in the base body ( 10 ) and at its outer end Ren has an externally accessible contact tongue ( 20 , 21 ) and
- - At its inner end, contact pins ( 22 , 23 , 24 , 25 ) with lateral slots ( 26 ), into which the contact leaf springs ( 14 , 15 , 16 , 17 ) can be inserted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997128962 DE19728962A1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Sealed holder for semiconductor wafer etching |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE1997128962 DE19728962A1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Sealed holder for semiconductor wafer etching |
Publications (1)
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|---|---|
| DE19728962A1 true DE19728962A1 (en) | 1999-01-07 |
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