DE2106920A1

DE2106920A1 - Method and apparatus for precisely aligning semiconductor wafers with respect to a mask

Info

Publication number: DE2106920A1
Application number: DE19712106920
Authority: DE
Inventors: Rene Paul; Grundon Forrest Robert; Wappingers Falls; Masterson Frank Harrison; Miller Joseph Charles; Poughkeepsie; Wustrau Fred Ernest Accord; N.Y. Cachon (V.StA.). HOIl 1-24
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-03-31
Filing date: 1971-02-13
Publication date: 1971-10-21
Also published as: DE2106920C2

Description

Verfahren und Einrichtung zum genauen Ausrichten von Halbleiterplättchen mit Bezug auf eine Maske Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum genauen Ausrichten von Halbleiterplättchen mit Bezug auf eine Maske. Method and apparatus for precisely aligning semiconductor wafers With reference to a mask The invention relates to a method and a device for precisely aligning semiconductor wafers with respect to a mask.

Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen wird, nachdem jeweils ein halbleiterplättchen geläppt und poliert wurde sowie auf diesem Halbleiterplättchen ein als Fotowiderstand wirkender Überzug angebracht wurde, auf diesem Fotowiderstand ein Muster belichtet, indem durch eine Maske Licht hindurchprojiziert wird. Die Maske weist die für ein wiederholtes Belichten des Fotowiderstandes mit jeweils dem gleichen Muster erforderliche Markierung auf. Mit zunehmender Verkleinerung der Geräte bzw. Elemente und der Verbindungsleitungen sowie mit zunehmender Vergrößerung sowohl aktiver als auch passiver Elemente in den einzelnen Chips auf dem Halbleiterplättchen wird das Ausrichten der Halbleiterplättchen mit Bezug auf die Maske, insbesondere nachdem z*Bo eine Vielzahl von Diffusionen stattgefunden hat, mehr und mehr schwieriger und kritisch. Der Grund für die Schwierigkeit bei der genauen Ausrichtung der Maske mit Bezug auf Halbleiterplättchen liegt auf wirtschaftlichem Gebiet. Durch das Zusammendrängen von immer mehr Elementen in einzelne Chips auf einem Halbleiterplättchen wird es beispielsweise erforderlich, einerseits die Leitungen und Elemente genauer festzulegen und andererseits zu vermeiden, daß Randteile des betreffenden Halbleiterplättchens unbrauchbar werden, weil Leitungen falsch angeordnet und nicht richtig aufeinander ausgerichtet sind. In the manufacture of integrated circuits, after this a semiconductor wafer was lapped and polished and on this semiconductor wafer a coating acting as a photo resistor was applied to this photo resistor exposes a pattern by projecting light through a mask. the Mask has the for repeated exposure of the photoresistor with each the same pattern as required. With increasing downsizing the devices or elements and the connecting lines as well as with increasing magnification both active and passive elements in the individual chips on the semiconductor die will be aligning the die with respect to the mask, in particular after z * Bo a multitude of diffusions has taken place, more and more difficult and critical. The reason for the difficulty in accurately aligning the mask with respect to semiconductor wafers is in the economic field. By huddling together of more and more elements in individual chips on a semiconductor die it becomes For example, it is necessary, on the one hand, to define the lines and elements more precisely and on the other hand to avoid that edge parts of the semiconductor die in question become unusable because cables are arranged incorrectly and not correctly on top of one another are aligned.

Dieser geringere Ertrag je Halbleiterplättchen führt zu erhöhten Kosten je eine integrierte Schaltung aufweisendem Chip.This lower yield per die leads to increased costs each having an integrated circuit Chip.

Halbleiterplättchen-Masken-Ausrichteinrichtungen sind z.B. aus der US-PS 3 192 844 bekannt. Alle diese bekannten Einrichtungen weisen jedoch nur eine begrenzte Positioniergenauigkeit sowohl mit Bezug auf die koplanare Höhe der Maske und des Halbleiterplättchens als auch mit Bezug auf die horizontale Fehlfluchtung zwischen diesen beiden Teilen auf. Außerdem arbeitet keine dieser bekannten Einrichtungen genau genug, wenn Leitungen oder anderweitige Verb indaunen mit Breiten in der Größenordnung von 0,0025 mm bis 0,0058 mm gehandhabt werden. Die Schwierigkeit, jeweils zunächst das Halbleiterplättchen und die Maske durch Anlegen aneinander in die gleiche Ebene zu bringen, und außerdem die Schwierigkeit, das Eialbleiterplättchen jeweils wieder erneut in Stellung zu bringen, nachdem es zwecks horizontaler Ausrichtung von der Maske getrennt wurde, und dann dieses Halbleiterplättchen wieder erneut mit der Maske in Berührung zu bringen, um es in der genauen Lage zu belichten, ist infolge der extrem kleinen Leitungs- und Geräteabmessungen von größter Bedeutung. Das Trennen des Halbleiterplättchens von der Maske für das folgende Ausrichten dieses Halbleiterplättchens in einer horizontalen Ebene ist erforderlich, weil die Maske nicht durch auf dem Halbleiterplättchen vorhandene epitaxiale Dorne oder derglO verkratzt und dadurch das Muster zerstört werden darf oder die Oberfläche in solcher Weise verkratzt werden darf, daß das Licht nicht mehr in der richtigen Weise auf die Oberfläche des Halbleiterplättchens auftrifft. Demzufolge ist es absolut erforderlich, daß das Halbleiterplättchen jeweils angehoben wird, so daß es in eine mit der Maske parallele Ebene zu liegen kommt und daß das Halbleiterplättchen dann von der Maske getrennt und in einer horizontalen Ebene auf die richtigen Musterpunkte auf der Maske ausgerichtet wird, worauf dann das Halbleiterplättchen erneut so in Stellung gebracht wird, daß es an der Maske anliegt und dann abschließend belichtet werden kann, Bei den bekannten Einrichtungen ist gerade eine solche Bewegung des Halbleiterplättchens oder der Maske relativ zueinander ohne Fluchtungsfehler nicht möglich. Die-mask aligners are known, for example, from US Pat U.S. Patent 3,192,844 is known. However, all of these known devices have only one Limited positioning accuracy both with respect to the coplanar height of the mask and die as well as with respect to the horizontal misalignment between these two parts. In addition, none of these known facilities are operating accurate enough if lines or other connections indaunen with widths of the order of magnitude from 0.0025 mm to 0.0058 mm can be handled. The difficulty, each at first the semiconductor wafer and the mask by placing them on one another in the same plane to bring, and also the difficulty of the egg conductor plate again each time to be brought into position again after it has been removed from the Mask was separated, and then this die again with the Contacting the mask to expose it in the exact location is a consequence extremely important because of the extremely small cable and device dimensions. The separation of the semiconductor die from the mask for the subsequent alignment of this semiconductor die in a horizontal plane is required because the mask does not go through on the Epitaxial dies present Thorns or the like scratched and thereby the pattern may be destroyed or the surface in such a way It may be scratched that the light no longer hits the surface in the right way of the semiconductor die. Accordingly, it is absolutely necessary that the semiconductor die is lifted so that it is in one with the mask parallel plane comes to lie and that the semiconductor wafer then from the mask separately and in a horizontal plane on the correct pattern points on the Mask is aligned, whereupon the die is again in position is brought that it rests against the mask and then finally exposed can, In the known devices there is just such a movement of the semiconductor wafer or the mask relative to one another without misalignment not possible.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, auf einfache Weise Halbleiterplättchen und Masken jeweils äußerst genau mit Bezug aufeinander auszurichten, ohne daß hierbei weder die betreffende Maske noch das betreffende Halbleiterplättchen beschädigt oder unzulässig abgenutzt wird. The invention is intended to solve the problem in a simple manner Wise semiconductor wafers and masks each extremely precisely with respect to one another to align without either the relevant mask or the relevant Semiconductor die is damaged or excessively worn.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zum genauen Ausrichten von Ilalbleiterplättchen mit Bezug auf eine Maske mittels einer eine Plättchenhaltevorrichtung und eine Maskenhaltevorrichtung aufweisenden Einrichtung gemäß der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Anbringen der Maske über dem betreffenden Halbleiterplättchen, b) Schwimmendes bzw. schwebendes Lagern der Plättchenhaltevorrichtung auf einem Luftpolster, c) Anheben der Plättchenhaltevorrichtung so weit, daß das auf ihr angebrachte Halbleiterplättchen die Unterseite der Maske berührt, d) Verkleinern der zu dem tragenden Luftpolster führenden Luftströmung, bis sich eine bestimmte Strömungsmittelmenge je Zeiteinheit einstellt, e) Beenden des Anhebens der Plättchenhaltevorrichtung in Abhängigkeit von der genannten Verkleinerung der Luftströmung bei Erreichen der genannten bestimmten Strömungsmittelmenge je Zeiteinheit, f) Absenken der Plättchenhaltevorrichtung auf einen bestimmten Abstand von der Maske, g) Ausrichten der Plättchenhaltevorrichtung in einer zur Ebene der Maske parallelen Ebene, und h) Anheben der Plättchenhaltevorrichtung bis, das von ihr gehaltene Halbleiterplättchen wieder an der Maske liegt. In terms of solving this problem, there is a method to the precise alignment of semiconductor wafers with respect to a mask by means of a a device comprising a wafer holder and a mask holder characterized according to the invention by the following process steps: a) attaching the mask over the relevant semiconductor wafer, b) floating or floating Storing the wafer holding device on an air cushion, c) lifting the wafer holding device so far that the semiconductor chip attached to it is the underside of the mask touches, d) reducing the air flow leading to the supporting air cushion, until a certain amount of fluid is established per unit of time, e) terminate the lifting of the wafer holding device in dependence on said reduction in size depending on the air flow when the specified amount of fluid is reached Time unit, f) Lowering the wafer holder onto one certain distance from the mask, g) aligning the wafer holder in a plane parallel to the plane of the mask, and h) lifting the wafer holder until, the semiconductor wafer held by her is back on the mask.

Ferner wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zum genauen Ausrichten von Halbleiterplättchen mit Bezug auf eine Maske gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch ein Unterteil mit einer Kammer und einem in dieser hin- und herverschiebbaren Kolben, ferner durch Mittel, welche den Kolben während dessen Verschiebung an der Ausführung einer Querbewegung hindern, weiter durch ein an einem stirnseitigen Ende des Kolbens gebildetes Lager, in welchem ein Kardankörper gelagert ist, der Mittel zur Aufnahme jeweils eines Halbleiterplättchens auSweist, fernerhin durch eine Vorrichtung, mittels welcher die betreffende Maske jeweils mit dem Kardankörper in Deckungegebracht werden kann, weiterhin durch eine mit dem genannten Lager in Verbindung stehende Strömungsrnitteleinrichtung, mittels welcher der Kardankörper im Lager jeweils schwimmend bzw. schwebend gehalten werden kann, des weiteren durch Hebemittel zum Anheben des Kolbens jeweils über den Berührungspunkt eines am Kardankörper angebrachten Halbleiterplättchens hinaus gegen die Maske, des ferneren durch eine auf einen Druckanstieg des Strömungsmittels im Lager ansprechende und jeweils die Hebemittel anhaltende bzw. sperrende Steuereinrichtung und endlich durch Mittel zum Absenken der Hebemittel um einen bestimmten Wert so weit, daß das Halbleiterplättchen von der Maske auf einen bestimmten Abstand wegbewegt wird und dadurch die Maske dann mit Bezug auf dieses Halbleiterplättchen entsprechend ausgerichtet werden kann. Furthermore, the stated object is achieved in that a device for precisely aligning semiconductor wafers with respect to a mask according to FIG Invention is characterized by a lower part with a chamber and one in this reciprocating piston, further by means that the piston during prevent its displacement from executing a transverse movement, continue with a at a front end of the piston formed bearing in which a cardan body is stored, which has means for receiving one semiconductor wafer each, furthermore by a device by means of which the respective mask can be brought into congruence with the cardan body, furthermore by a with the said bearing in connection with flow means, by means of which the Cardan bodies are held floating or floating in the camp can be, further by lifting means for lifting the piston each over the contact point of a semiconductor die attached to the gimbal body against the mask, furthermore by an increase in pressure of the fluid in the warehouse responsive and the lifting means stopping or blocking control device and finally by means of lowering the lifting means by a certain amount so far that the die moves away from the mask by a certain distance and thereby the mask then correspondingly with respect to this semiconductor wafer can be aligned.

Die Erfindung ermöglicht ein genaues Ausrichten des Ralbleiterplättchens relativ zur Maske sowohl in einer horizontalen Ebene als auch in einer zur Maske parallelen Ebene. Ferner ist das Halbleiterplättchen jeweils mit einem bestimmten Druck an die Maske anpreßbar, ohne daß weder die Maske noch das Halbleiterplättchen in irgendeiner Weise beschädigt werden. Weiter ist eine genaue koplanare Ausrichtung des Halbleiterplättchens relativ zur Maske möglich, während das Halbleiterplättchen zurückgezogen und anschließend in einer horizontalen Ebene so ausgerichtet werden kann, daß eine auf dem Halbleiterplättchen vorgesehene Markierung mit einer entsprechenden Markierung der Maske fluchtet0 Gemäß einer besonderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das betreffende Halbleiterplättchen jeweils selbsttätig auf einer Plättchenhaltevorrichtung ausgerichtet, während es auf dieser Plättchenhaltevorrichtung befestigt bzw. festgeklemmt oder festgesaugt wird. The invention enables the conductor plate to be precisely aligned relative to the mask both in a horizontal plane and in one to the mask parallel plane. Furthermore, the semiconductor wafer is each with a certain Pressure can be pressed against the mask without either the mask or the semiconductor wafer damaged in any way. Next is an accurate coplanar alignment of the semiconductor wafer possible relative to the mask, while the semiconductor wafer withdrawn and then aligned in a horizontal plane will can that a provided on the semiconductor wafer marking with a corresponding Marking of the mask is aligned according to a special embodiment of the invention Device is the semiconductor wafer in question each automatically on a Align the platelet holder while it is on this platelet holder attached or clamped or sucked tight.

Außerdem ist gemäß der Erfindung eine neue Plättchenhaltevorrichtung gegeben, bei welcher Mittel zum Ausrichten des betreffenden Halbleiterplättchens auf dieser Vorrichtung derart zurückziehbar sind, daß während jeweils aufeinanderfolgender Schritte, während welcher das betreffende Halbleiterplättchen jeweils an die Makse angelegt wird, die zur Plättchenausrichtung dienenden Teile nicht mit der Maske in Berührung kommen. Also in accordance with the invention is a new wafer holding device given, in which means for aligning the semiconductor wafer in question on this device are so retractable that during each successive Steps during which the semiconductor die in question is attached to the Makse is applied, the parts used for platelet alignment not with the mask come into contact.

Gemäß einem besonderen Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung wird das betreffende Halbleiterplättchen jeweils dadurch genau mit Bezug auf eine Maske ausgerichtet, daß die Plättchenhaltevorrichtung mittels eines Luftpolsters so weit angehoben wird, bis das Halbleiterplättchen die Maske berührt, wobei sich ein Überdruck einstellt, der eine Verkleinerung der die Plättchenhaltevorrichtung tragenden Luftströmung zur Folge hat, so daß schließlich die Hubbewegung der Plättchenhaltevorrichtung zum Stillstand kommt0 Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, welche während des Anhebens und Absenkens der Plättchenhaltevorrichtung eine Querbewegung derselben verhindert. According to a particular feature of the method according to the invention the relevant semiconductor wafer is thereby exactly with reference to a Mask aligned that the wafer holder by means of an air cushion is raised until the semiconductor die the mask touches, whereby an overpressure is established which reduces the size of the platelet holding device bearing air flow has the consequence, so that finally the lifting movement of the wafer holding device comes to a standstill0 According to a special feature of the invention is a device provided, which during the raising and lowering of the wafer holder prevents transverse movement of the same.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, teils geschnittene Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, Fig. 3 einen schematischen Schnitt längs der Ebene 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen schematischen Axial-Vertikalschnitt eines Teiles der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Einrichtung nach der Erfindung, welcher einen ersten Schritt bei der Ausrichtung einer Maske relativ zu einem Halbleiterplättchen zeigt, Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Teilschnittdarstellung, welche einen zweiten Schritt bei der Ausriehtung der Maske relativ zu dem llalbleiterplättchen zeigt, Fig. 6 einen den Fig. 4 und 5 ähnlichen Teilschnitt, welcher einen dritten Schritt bei der Ausrichtung der Maske relativ zu dem Halbleiterplättchen zeigt, die Fig. 7, 8 und 9 den Fig. 4, 5 und 6 ähnliche Teil- Vertikalschnitte, welche aufeinanderfolgende Ausrichtungsschritte der Maske und des Halbleiterplättchens zeigen, Fig. 10 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf einen Teil der in den Fig. Li bis 9 dargestellten Einrichtung nach der Erfindung in Richtung der Pfeile 10-10 in Fig. 8 gesehen, Fig. 11 eine schematische Schnittansicht längs derEbene 11-11 in Fig. 10, Fig. 12 eine schematische Schnittdarstellung längs der beiden in Fig. 10 angegebenen Ebenen 12-12, wobei die beiden unter 90o zueinander verlaufenden Schnittebenen in Fig. 12 in eine gemeinsame Ebene gelegt sind, Fig. 13 eine schematische Teil-Vertikalschnittdarstellung ähnlich den Darstellungen in den Figo 4 bis 9, welche einen erfindungsgemäßen Schritt während der Ausrichtung des betreffenden Halbleiterplättchens mit Bezug auf die Maske zeigt, und Fig. 14 eine der Fig. 13 ähnliche Teil-Vertikalschnittdarstellung, welche einen weiteren erfindungsgemäßen Schritt vor dem Entfernen des llalbleiterplättchens und der Maske zeigt. An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below. They show: FIG. 1 a schematic, partly sectional representation of a device according to the invention, FIG. 2 a schematic Top view of part of the device shown in FIG. 1, FIG. 3 a schematic section along the plane 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 a schematic axial-vertical section of part of that shown in FIGS Device according to the invention, which comprises a first step in the alignment a mask relative to a semiconductor wafer, FIG. 5 shows one similar to FIG. 4 Partial sectional view showing a second step in setting up the mask FIG. 6 shows one similar to FIGS. 4 and 5 relative to the semiconductor plate Partial section showing a third step in aligning the mask relative 7, 8 and 9 are similar to FIGS. 4, 5 and 6 in relation to the semiconductor die Part- Vertical sections showing successive alignment steps of the mask and the semiconductor wafer, FIG. 10 shows an enlarged, partially Top view, shown in section, of part of that shown in FIGS. Li to 9 Device according to the invention seen in the direction of arrows 10-10 in Fig. 8, Fig. Fig. 11 is a schematic sectional view along plane 11-11 in Fig. 10, Fig. 12 a schematic sectional view along the two planes 12-12 indicated in FIG. 10, the two sectional planes running at 90o to one another in FIG. 12 into one 13 are a schematic partial vertical sectional illustration similar the representations in FIGS. 4 to 9, which show a step according to the invention during shows the orientation of the semiconductor die in question with respect to the mask, and FIG. 14 is a partial vertical sectional view similar to FIG. 13, which shows a further step according to the invention before removing the semiconductor plate and the mask shows.

Im folgenden wird zunächst insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Einrichtung 10 beinhaltet ein Unterteil 11, welches mit Bezug auf einen Rahmen 12 beweglich ist. Das Unterteil 11 weist einen nach oben abstehenden Ringteil 13 auf, der in einer vertikal durch den Rahmen 12 hindurchführenden Bohrung 14 untergebracht ist. Im Unterteil 11 ist eine Kammer 15 gebildet, in welcher sich ein Kolben 16 befindet, der ein Lager 17 zur Aufnahme einer Plättchenhaltevorrichtung 13 aufweist. In the following, reference is first made in particular to FIG. 1. The device 10 according to the invention includes a lower part 11, which with reference is movable on a frame 12. The lower part 11 has an upwardly projecting one Ring part 13, which is in a vertical through the frame 12 through hole 14 is housed. In the lower part 11, a chamber 15 is formed in which a piston 16 is located which has a bearing 17 for receiving a wafer holder 13 has.

Auf dem Rahmen 12 ist ein Schlitten 60 geführt, der eine Maskenhaltevorrichtung 61 zur Positionierung einer Fotomaske 62 jeweils über der Plättchenhaltevorrichtung 30 beinhaltet.A slide 60 is guided on the frame 12 and has a mask holding device 61 for positioning a photomask 62 above the wafer holding device 30 includes.

Obwohl das mittels dieser Einrichtung durchführbare Verfahren nachfolgend noch im einzelnen erklärt wird, werden im folgenden zur Erleichterung des Verständnisses der Einrichtung die verschiedenen Operationsßchritte kurz erläutert, die zur Ausrichtung der Maske und eines Halbleiterplättchens relativ zueinander in übereinanderliegender Stellung jeweils zum Zwecke der Belichtung z0B. Although the procedure that can be performed using this facility is shown below will be explained in detail below to facilitate understanding briefly explains the various operational steps required for alignment the mask and a semiconductor wafer relative to each other in superimposed Position in each case for the purpose of exposure z0B.

eines Fotowiderstandes auf dem halbleiterplättchen erforderlich sind. In Fig. 1 ist die Maske in über der Bohrung 14 und der Plättchenhaltevorrichtung 30 liegender Stellung dargestellt, in welcher die Maske so weit abgesenkt wird, bis sie auf der Fläche 12A des Rahmens 12 aufliegt. Ausgehend davon, daß auf der Plättchenhaltevorrichtung 30 ein tialbleiterplSttchen 18 angebracht ist, wird dem Lager 17 des Kolbens 16 über eine Leitung 19 und einen Strömungsmesser 20 Luft zugeführt, so daß sich in dem Lager 17 ein die Plättchenhaltevorrichtung tragendes Luftpolster ausbildet. Aus dem Lager 17 entweichende Luft gelangt in die Bohrung 14 und entweicht zwischen dem Unterteil 11 und dem Rahmen 12 aus der Einrichtung. Danach wird über eine Leitung 21 und einen Druckregler 22 Luft in die Kammer 15 eingebracht, wobei der in dieser Kammer herr schende Luftdruck mittels eines Schrittmotors 23 oder dergl.a photo resistor on the semiconductor plate are required. In Fig. 1, the mask is in over the bore 14 and the wafer holder 30 shown lying position, in which the mask is lowered so far, until it rests on the surface 12A of the frame 12. Assuming that on the Platelet holding device 30, a tialbleiterpsttchen 18 is attached, is the Bearing 17 of the piston 16 is supplied with air via a line 19 and a flow meter 20, so that in the bearing 17 there is an air cushion carrying the wafer holding device trains. Air escaping from the bearing 17 enters the bore 14 and escapes between the lower part 11 and the frame 12 from the device. After that, will above a line 21 and a pressure regulator 22 introduced air into the chamber 15, wherein the prevailing air pressure in this chamber by means of a stepper motor 23 or the like

entsprechend geregelt wird. Durch das Anheben des Kolbens 16 legt sich das Halbleiterplättchen 18 an die Unterseite der Maske 62 an und die Oberfläche des Halbleiterplättchens richtet sich infolge der Form der Plättchenhaltevorrichtung in der gleichen Ebene aus wie die untere Fläche der Maske.is regulated accordingly. By lifting the piston 16 sets the semiconductor die 18 to the underside of the mask 62 and the surface of the die is directed due to the shape of the die holder in the same plane as the lower surface of the mask.

Ein erhöhter Druck in der Kammer 15 bewirkt, daß der Kolben 16 weiter angehoben wird, so daß die Plättchenhaltevorrichtung 30 in das Lager 17 hineingedrückt wird und sich die durch den Strömungsmesser 20 hindurchströmende Luftströmung verkleinert. Entsprechend dieser sich verkleinernden Luft strömung in das Lager 17 bewegt sich ein im Strömungsmesser befindlicher Ball 24 oder dergl. so lange nach unten, bis er mit einem nänerungsfühler 25 fluchtet, welcher dann über eine elektrische Steuereinrichtung 26 den den Regler 22 steuernden Schrittmotor 23 abschalttet. Hierdurch wird der Regler 22 gesetzt, so daß kein erhöhter LuStdruck mehr in die Kammer 15 eingebracht wird und hierdurch die vertikale Aufwärtsbewegung des Kolbens zum Stillstand kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird dann die über den Strömungsmesser 20 führende Strömung umgekehrt und dieser Strömungsmesser 20 mit Vakuum beaufschlagt, so daß die Plättchenhaltevorrichtung 30 in dem Lager 17 festgesetzt bzw. verriegelt wird, und ferner wird der Schrittmotor 23 umgeschaltet, wodurch er eine bestimmte Anzahl von Schritten zurückläuft und hierdurch mindestens ein Teil des in der Kammer 15 herrschenden; Druckes abläßt, so daß sich der Kolben 16 nach unten bewegt und er das iialbleiterplättchen 18 auf einen bestimmten Abstand von der Maske 62 bringt. Anschließend wird unter Verwendung einer optischen Technik das Unterteil 11 mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung in einer horizontalen Ebene wegbewegt, um hierdurch eine am Halbleiterplättchen vorgesehene Markierung auf eine an der Maske vorgesehene Markierung aus zurichten0 Danach wird unter Verwendung von beispielsweise üblichen Zählern in der elektrischen Steuereinrichtung 26 der Schrittmotor 23 wieder so angetrieben, daß in der Kammer 15 der Druck wieder ansteigt. Der Schrittmotor 23 läuft nunmehr die gleiche Anzahl von Schritten vorwärts, wie er vorhin zurücklief, so daß das Halbleiterplättchen wieder an die Maske angelegt wird und nunmehr belichtet werden kann.An increased pressure in the chamber 15 causes the piston 16 to continue is raised so that the wafer holding device 30 is pressed into the bearing 17 and the air flow flowing through the flow meter 20 is reduced. According to this decreasing air flow into the bearing 17 moves a ball 24 or the like located in the flow meter down until it is aligned with a nänerungssensor 25, which then via an electrical control device 26 switches off the stepping motor 23 controlling the controller 22. This will make the Regulator 22 is set so that no more increased air pressure is introduced into chamber 15 and thereby the vertical upward movement of the piston comes to a standstill. At this point in time, the flow passing through the flow meter 20 is then vice versa and this flow meter 20 is applied with vacuum, so that the platelet holding device 30 fixed or locked in the bearing 17 will, and further the stepping motor 23 is switched over, whereby it a certain number of steps runs back and thereby at least part of the prevailing in the chamber 15; The pressure is released, so that the piston 16 moves downwards and he the iialleiterplättchen 18 brings it to a certain distance from the mask 62. Then under Using an optical technique, the lower part 11 by means of one not shown Device moved away in a horizontal plane, thereby creating one on the semiconductor die Align the marking provided with a marking provided on the mask 0 Thereafter, using, for example, conventional counters in the electrical Control device 26, the stepping motor 23 driven again so that in the chamber 15 the pressure rises again. The stepping motor 23 now runs the same number of steps forward, as he was walking back before, so that the semiconductor die is applied again to the mask and can now be exposed.

Zum besseren Verständnis der Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung werden im folgenden die wesentlichen Schritte anhand eines das Aneinanderanlegen und Belichten der Maske und des Halbleiterplättchens beinhaltenden Zyklus beschrieben. For a better understanding of the function of the device according to the invention the following are the main steps based on the juxtaposition and exposing the mask and die including cycle.

Maskenhandhabung Mit Bezug auf Fig0 4 wird eine Fotomaske 62, welche eine nicht dargestellte Markierung aufweist, mittels eines optischen Systems über der Bohrung 14 und der Plättchenhaltevorrichtung 30 grob in Stellung gebracht0 Um die Maske 62 auf der Fläche 12A des Rahmens 12 festspannen zu können, während trotzdem ein Zurückziehen dieser Maske für das Einsetzen des Halbleiterplättchens und eine darauffolgende IJeupositionierung der Maske zwecks genauer Ausrichtung und Belichtung möglich ist, ist der Schlitten 60 auf Führungen 63 und 64 des Rahmens 12 hin- und herverschiebbar Zu diesem Zwecke weist der Schlitten 60 Räder 65 auf, welche mit den Führungen 63 und 64 im Sinne der genannten Verschiebung dieses Schlittens entsprechend zusammenwirken, wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Schlitten 60 nach innen ragende, überstehende Ränder 68 und 69 des Rahmens 12 untergreifende Nasen 66 und 67 auf 0 Durch den schlitten 60 führt eine mittige Öffnung 70A hindurch, welche ein Betrachten der Maske und demzufolge des von der Plättchenhaltevorrichtung 30 gehaltenen IIalbleiterplättchens gestattet, wenn sich der Schlitten über der Bohrung 14 befindet.. Mask Handling Referring to FIG. 4, a photomask 62, which has a marking, not shown, by means of an optical system over the bore 14 and the wafer holder 30 roughly positioned 0 µm to be able to clamp the mask 62 onto the surface 12A of the frame 12 while nevertheless a retraction of this mask for the insertion of the semiconductor die; and one Subsequent repositioning of the mask for precise alignment and exposure is possible, the carriage 60 is back and forth on guides 63 and 64 of the frame 12 For this purpose, the carriage has 60 wheels 65, which with the guides 63 and 64 in the sense of the aforementioned displacement of this carriage accordingly interact, as can be seen in particular from FIGS. How best from Fig. 1, the carriage 60 has inwardly protruding, protruding Edges 68 and 69 of the frame 12 engaging lugs 66 and 67 to 0 through the slide 60 passes through a central opening 70A which allows viewing of the mask and consequently the semiconductor chip held by the chip holder 30 permitted when the slide is above the hole 14 ..

Damit der Schlitten 60 immer wieder an der gleichen Stelle positioniert wird, wenn er zurückgezogen und dann über der Bohrung 14 wieder neu in Stellung gebracht wird, sind Mittel vorgesehen, die sicherstellen, daß der Schlitten 60 jeweils wieder in die gleiche Ruhestellung über der Plättchenhaltevorrichtung 30 bzw. dem Halbleiterplättehen 18 gebracht wird. Hierbei ist zur Grobeinstellung ein Anschlag 70 (Fig. 2 und 3) vorgesehen, an welchen sich jeweils ein Ende 71A des Schlittens 60 anlegt0 Ferner sind Mittel zur genauen Einstellung des Schlittens bei8pielsweise in Form mindestens eines Kolbens 71 vorgesehen, welcher jeweils in eine konische Vertiefung 72 in der Unterseite des Schlittens 6o anhebbar ist. Der Kolben 71 und die Vertiefung 72 ermöglichen eine beliebig wiederholbare, genaue Einstellung des Schlittens 60 relativ zu der im Rahmen 12 gebildeten Bohrung 14. Der Kolben 71 ist mittels jeglicher geeigneter Mittel betätigbar, z.B, mittels Druckluft oder eines Solenoides oder dergl. Außerdem sind vorzugsweise zwei solcher Kolben 71 vorgesehen, die mit an voneinander abgewandten Ecken des Schlittens 60 gebildeten Vertiefungen 72 zusammenwirken, so daß sich eine größere Stabilisierung ergibt. So that the carriage 60 is repeatedly positioned in the same place when withdrawn and then back into position over the bore 14 is brought, means are provided to ensure that the carriage 60 each again in the same rest position over the wafer holding device 30 or the Semiconductor wafers 18 is brought. Here is a stop for rough adjustment 70 (Fig. 2 and 3) are provided, on each of which one end 71A of the carriage 60 applies0 Means for precise adjustment of the slide are also included, for example provided in the form of at least one piston 71, which each in a conical Recess 72 in the underside of the carriage 6o can be raised. The piston 71 and the recess 72 allow any repeatable, precise setting of the Slide 60 relative to the bore 14 formed in the frame 12. The piston 71 is operable by any suitable means, e.g., compressed air or a Solenoid or the like. In addition, two such pistons 71 are preferably provided, the depressions formed with the corners of the carriage 60 facing away from one another 72 cooperate, so that there is a greater stabilization.

Wenn angenommen wird, daß der Schlitten 60 so weit bewegt wurde, daß er mit seinem Ende 71A an dem Anschlag 70 anliegt und die betätigten Kolben 71 den Schlitten in der genauen Stellung halten, so kann dann die Maskenhaltevorrichtung 61 abgesenkt werden, um die Maske in Anlage zu bringen, ferner kann die Maske wieder angehoben und dadurch der Schlitten 60 zurückgezogen werden, damit auf die Plättchenhaltevorrichtung 30 ein lIalbleiterplättchen aufgesetzt werden kann. Zu diesem Zwecke weist die Maskenhaltevorrichtung 61 in der aus den Figo 1- 5 und 6 ersichtlichen Weise einen Rahmen 75 mit einer mittigen oeffnung 76 auf, welch letztere den gleichen Durchmesser hat, wie die im Schlitten 60 gebildete Öffnung 70A. Der Rahmen 75 ist mittels Federmittel, in dem dargestellten Beispiel mittels Plattfedern 77, mit Schultern 78 des Schlittens 60 verbunden. Die Federn 77 dienen dazu, den Rahmen 75 nach oben gegen die untere Fläche 79 des Schlittens 60 zu drücken. In der Unterseite des Rahmens 75 ist eine tTut 780 oder dergl. gebildet, welche mittels eines Schlauches 81 (Fig. 2) mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Die mit dem Schlauch 81 verbundene Vakuumquelle kann von der Bedienugsperson in bekannter Weise je nach Zweckmäßigkeit erregt werden. Assuming that the carriage 60 has been moved so far, that it is with its end 71A on the stop 70 and the actuated Piston 71 hold the slide in the exact position, so the mask holding device can then 61 can be lowered to bring the mask into abutment, and the mask can again raised and thereby the carriage 60 withdrawn, so that on the wafer holder 30 a semiconductor plate can be attached. For this purpose, the mask holding device 61 in the manner shown in FIGS. 1-5 and 6, a frame 75 with a central opening 76, which latter has the same diameter as the one in Opening 70A formed by carriage 60. The frame 75 is by means of spring means in which Example shown by means of flat springs 77, with shoulders 78 of the carriage 60 tied together. The springs 77 serve to hold the frame 75 up against the lower surface 79 of the carriage 60 to press. In the underside of the frame 75 is a tTut 780 or the like. Formed which by means of a hose 81 (FIG. 2) with a Vacuum source is connected. The vacuum source connected to the hose 81 can be excited by the operator in a known manner depending on the expediency.

Für das Anbringen der Maskenhaltevorrichtung 61 an der Oberfläche der Maske 62 sind Mittel zum Absenken des Rahmens 75 vorgesehen, so daß die Nut 80 auf der Maske 62 zu liegen kommt und diese erfaßt. Zu diesem Zwecke ist zwischen der Unterseite 79 des Schlittens 60 und dem oberen Teil des Rahmens 75 ein ringförmiger, expandierbarer Schlauch 82 angeordnet, so daß beim Unterdrucksetzen des Schlauches 82 über eine Leitung 83 und eine Leitung 84 (Fig. 2) die Federkraft der Federn 77 überwunden und dadurch der Rahmen 75 an die Maske angelegt wird0 Danach wird die Nut 80 mit Vakuum beaufschlagt und dadurch die Maske festgeklemmt bzw. festgesaugt. Außerdem wird auf den Maskenrahmen 75 und gegen die Unterseite 79 des Schlittens 60 ein Druck ausgeübt, durch welchen die iTasen 66 und 67 angehoben und gegen die überstehenden Ränder 68 und 69 gedrückt werden, so daß hierdurch der Schlitten 60 mit dem Rahmen 12 verriegelt wird. For attaching the mask holder 61 to the surface the mask 62 means are provided for lowering the frame 75 so that the groove 80 comes to lie on the mask 62 and this is detected. To this end is between the underside 79 of the carriage 60 and the upper part of the frame 75 an annular, expandable hose 82 arranged so that when pressurizing the hose 82 the spring force of the springs 77 via a line 83 and a line 84 (FIG. 2) overcome and thereby the frame 75 is applied to the mask A vacuum is applied to groove 80 and the mask is thereby clamped or sucked in place. In addition, it is on the mask frame 75 and against the underside 79 of the carriage 60 exerted a pressure by which the iTasen 66 and 67 are raised and against the protruding edges 68 and 69 are pressed, so that the carriage 60 is locked to the frame 12.

Plättchenhaltevorrichtung Nach dem befestigen der Maske 62 an der Maskenhaltevorrichtung 61 wird aus dem Schlauch 82 die Luft abgelassen, so daß die Maskenhaltevorrichtung 61 durch die Kraft der Federn 77 wieder über die Fläche 12A des Rahmens 12 angehoben wird0 Dies führt selbstverständlich dazu, daß sich die Nasen 66 und 67 von den überstehenden Rändern 68 und 69 des Rahmens 12 lösen, so daß der Schlitten 60 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zurückgezogen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt muß nunmehr das Halbleiterplättchen auf die Plättchenhaltevorrichtung aufgesetzt und dann dieses Plättchen mit Bezug auf die Maske ausgerichtet sowie abschließend belichtet werden; Gemäß der Erfindung wird das betreffende Ilaibleiterplättchen, z.B. ein llalbleiterplättchen 29, auf die Plättchenhaltevorrichtung aufgesetzt, auf dieser grob positioniert und dann festgeklemmt bzw. festgesaugt, damit das Halbleiterplättchen und die Maske aneinander angelegt und koplanar aufeinander ausgerichtet sowie abschließend belichtet werden können. Wie die Fig. 7, 8, 10, 11 und 12 zeigen, ist zu diesem Zwecke ein die Plättchenhaltevorrichtung 30 umgebender becherförmiger Körper 90 vorgesehen, welcher unterhalb der oberen Fläche 12A des Rahmens 12 mit einer Ausnehmung versehen ist sowie einen abgebogenen Rand 91 aufweist, der rund um die Plättchenhaltevorrichtung herum in eine Vielzahl von mit Abstand zueinander angeordneten Segmenten unterteilt ist. Der becherförmige Körper 90 weist einen radial nach außen abstehenden Flanschteil 92 auf, mit welchem die Kolbenstangen einer Vielzahl von jeweils mit gleichem Abstand zueinander angeordneten Kolben 93 verbunden sind, die in dem nach oben abstehenden Ringteil 13 des Unterteiles 11 untergebracht sind0 Die Kolben 93 sind rund um den becherförmigen Körper 90 verteilt angeordnet und mit dessen Flanschteil 92 so verbunden, daß bei Betätigung dieser Kolben 93, indem sie über Leitungen 94 mit Druckluft beaufschlagt werden, der becherförmige Körper 90 hochgehoben wird. In dieser Stellung ist es für eine Bedienungsperson ein leichtes, auf die Plättchenhaltevorrichtung ein Halbleiterplättchen aufzusetzen. PLATE HOLDING DEVICE After attaching the mask 62 to the Mask holder 61 is deflated from the hose 82, so that the Mask holding device 61 again over surface 12A by the force of springs 77 of the frame 12 is raised0 This of course leads to the fact that the Detach lugs 66 and 67 from the protruding edges 68 and 69 of the frame 12, so that the carriage 60 can be withdrawn into the position shown in FIG can. At this point in time, the semiconductor die must now on placed the wafer holder and then referring to this wafer the mask is aligned and finally exposed; According to the invention the relevant semiconductor plate, e.g. a semiconductor plate 29, is placed on the platelet holding device is placed on it, roughly positioned on it and then clamped or sucked tight so that the semiconductor die and the mask together applied and aligned coplanar with one another and finally exposed can. As shown in FIGS. 7, 8, 10, 11 and 12, a wafer holding device is used for this purpose 30 surrounding cup-shaped body 90 provided, which below the upper Surface 12A of the frame 12 is provided with a recess and a bent one Has edge 91, which around the wafer holder around in a plurality is divided by spaced apart segments. The cup-shaped Body 90 has a radially outwardly projecting flange portion 92, with which the piston rods of a plurality of each arranged at the same distance from one another Pistons 93 are connected in the upwardly protruding ring part 13 of the lower part The pistons 93 are distributed around the cup-shaped body 90 arranged and connected to its flange part 92 in such a way that when this piston 93 is actuated, in that they are acted upon with compressed air via lines 94, the cup-shaped Body 90 is lifted up. In this position it is for an operator easy to place a semiconductor wafer on the wafer holder.

Der becherförmige Körper 90 dient hierbei, während er sich in seiner in Fig. 7 dargestellten hochgehobenen Stellung befindet, zur Führung des Halbleiterplättchens beim Auflegen desselben auf die Oberfläche der Plättohenhaltevorrichtung0 Beim Aufsetzen des Halbleiterplättchens auf die Plättchenhaltevorrichtung wird es auf dieser Haltevorrichtung für die folgenden Operationen der Einrichtung grob positioniert. Wie die Figo 10, 11 und 12 zeigen, weist zu diesem Zwecke die Plättchenhaltevorrichtung 30 gemäß der Erfindung einen Kardankörper 31 auf, der die Form eines massiven Rotationskörpers hat, welcher durch Rotation einer gekrummten Linie um ete- zentrale Achse gebildet ist. Bei dem dargestellten Beispiel der Erfindung hat der Kardankörper 31 die Form eines Elalbkugelstumpfes, so daß sich dessen Höhe in einer nachstehend noch im einzelnen erklärten Weise jeweils selbsttätig einstellt und sich auch das von der Plättchenhaltevorrichtung 30 gehaltene Halbleiterplättchen 29 selbsttätig koplanar auf die Maske 62 ausrichtet0 Der Kardankörper 3i weist in der dargestellten Weise eine im wesentlichen ebene Oberfläche 32 zur Aufnahme des llalbleiterplättchens auf dieser Oberfläche auf.The cup-shaped body 90 is used here while he is in his in Fig. 7 shown raised position, for guiding the semiconductor die when placing it on the surface of the plate holder of the semiconductor wafer on the wafer holder, it becomes on this holder roughly positioned for subsequent operations of the facility. Like Figo 10, 11 and 12 show, for this purpose, the wafer holding device 30 according to FIG of the invention on a cardan body 31 which is in the form of a solid body of revolution which is formed by rotating a curved line around the central axis is. In the illustrated example of the invention, the cardan body 31 has the shape of a truncated ball of an elf, so that its height is detailed below in a explained way each setting automatically and also that of the platelet holding device 30 semiconductor wafers held 29 automatically coplanar with the Mask 62 aligns0 The cardan body 3i has an im essentially flat surface 32 for receiving the semiconductor plate on this Surface on.

Da die meisten Halbleiterplättchen entweder einen flachen Abschnitt längs eines Teiles ihres Umfanges oder einen Ausschnitt haben, sind zur Positionierung dienende Positioniermittel 33 vorgesehen, welche normalerweise so angeordnet sind, daß sie über die ebene Ob erfläche 32 des Kardankörpers 31 hinausragen. Am Umfang des Kardankörpers angeordnete Führungsmittel 40 dienen dazu, das betreffende Halbleiterplättchen jeweils an die Positioniermittel 33 anzulegen. Außerdem ist durch die Führungsmittel 40 ein leichtes Versetzen des fialbleiterplättchens möglich, falls dies erforderlich sein sollte, um hierdurch den ebenen Randabschnitt oder den genannten Ausschnitt des iialbleiterplättchens an die Positioniermittel 33 anzulegen. Zu diesem Zwecke weisen die Führungsmittel 40 ein auslenkbares Führungsteil 41 auf, welches in einem Schlitz bzw. in einem Kanal 39 untergebracht ist, der sich unterhalb der ebenen Oberfläche 32 quer durch den Kardankörper 31 hindurcherstreckt. Wie Fig. 10 zeigt, weisen die Führungsmittel außerdem von den voneiannder abgewandten Enden des Führungsteiles 41 nach oben ab stehende Anschläge 42 und 43 auf, die sich jeweils in Umfangsrichtung der ebenen Oberfläche 32 erstrecken0 In dem Kanal 39 sind Nocken 39A gebildet,welche an dem auslenkbaren Führungsteil 41 anliegen, das nach unten weisende Krümmungen 44 und 45 aufweist, so daß das Führungsteil 41 in entsprechender Weise mit diesen Nocken 39A zusammenwirkt. In der Mitte des Fülirungsteiles 41 ist ein Kolben 46 befestigt, welcher bei Beaufschlagung mit Vakuum über eine Leitung 47 das auslenkbare Führungsteil 41 gegen die IFocken 39A bewegt, so daß die Anschläge 42 und 43 über die ebene Oberfläche 42 des Kardankörpers hinaus angei#oben werdende Auf diese Weise erfolgt das Ausrichten des IIalbleiterplättcherls. As most semiconductor dies either have a flat section along part of their circumference or have a cutout are for positioning serving positioning means 33 are provided, which are normally arranged so that they protrude over the flat surface 32 of the cardan body 31 Ob. At the extent The guide means 40 arranged on the cardan body serve to guide the semiconductor wafer in question to apply to the positioning means 33 in each case. Also is through the guide means 40 a slight relocation of the semiconductor plate is possible, if necessary should be in order to thereby create the flat edge section or said cutout of the semiconductor plate to be applied to the positioning means 33. To this end the guide means 40 have a deflectable guide part 41, which in a Slot or is housed in a channel 39, which is located below the flat Surface 32 extends transversely through the cardan body 31. As Fig. 10 shows, the guide means also point from the ends of the guide part facing away from one another 41 standing upwards Stops 42 and 43 on, respectively extend in the circumferential direction of the flat surface 32. In the channel 39 are cams 39A formed, which bear against the deflectable guide part 41, the downward pointing curvatures 44 and 45, so that the guide part 41 in a corresponding Way cooperates with these cams 39A. In the middle of the Fülirungteiles 41 is a piston 46 is attached, which when a vacuum is applied via a line 47 moves the deflectable guide member 41 against the I-cams 39A, so that the stops 42 and 43 above the flat surface 42 of the cardan body This is how the semiconductor plate is aligned.

Es ist zu beachten, daß das Lager 17 aufgrund seiner Form in der Lage ist, sich dicht an den Kardankörper 31 anzuschmiegen, so daß, obwohl der Kardankörper frei für eine Ausrichtung in einer schiefen Ebene ist, eine solche Lageänderung doch verhältnismäßig klein ist. Demgemäß hat die Vakuumleitung 47 mit einer Öffnung 48 und einer zu einer Vakuumquelle führenden Leitung 49 Verbindung, ohne daß hierzu eine direkte mechanische Verbindung erforderlich ist, wie dies am besten aus Fig. 8 hervorgeht. It should be noted that the bearing 17 due to its shape in the Is able to cling tightly to the cardan body 31 so that, although the cardan body is free for an alignment in an inclined plane, such a change in position but is relatively small. Accordingly, the vacuum line 47 has an opening 48 and a line 49 leading to a vacuum source connection without this a direct mechanical connection is required, as best shown in Fig. 8 emerges.

Um das Halbleiterplättchen in seiner Lage zu halten, nachdem es mittels der Führungsinittel 40 und der Positioniermittel 33 grob ausgerichtet wurden sind in der ebenen Oberfläche 32 eine Vielzahl von beispielsweise sich radial erstreckenden Schlitzen 50 gebildet, von welchen Öffnungen 50A mit Bohrungen 51 Verbindung haben, die zu querverlaufenden Leitungen 52 führen, welche sämtliche mit einer mittigen Kammer 53 in Verbindung stehen, an welche eine flexible Leitung 54 angeschlossen st. In den Bohrungen 51 ist jeweils ein Hubkolben 55 mit einem Stift bzw, einer Kolbenstange 56 untergebracht, welch letsterer sich jeweils in den zugehdrigen Schlitz 50 hineinerstreckt, jedoch bereits unterhalb der ebenen Oberfläche 32 des Kardankdrpers endet. Die Kolbenstange 56 ist mit dem eigentlichen, rohrf8rmigen Kolbenteil 57 jeweils fest verbunden, durch welch letzteren jeweils ein Schlitz 58 hindurchführt, so daß durch die zugehörige Offnung, 50A die Bohrung 51, den schlitz 58 und die Leitung 52 jeweils Luft in die Kammer 53 eingesaugt werden kann. Eine Beaufschlagung der Leitung 52 mit einem positiven Druck über die Leitung 54 bewirkt offensichtlich ein Anheben der Hubkolben, so daß diese gewünschtenfalls ein auf der ebenen Oberfläche 32 liegendes Halbleiterplättchen anheben. In order to hold the semiconductor die in place after it has been by means of the guide means 40 and the positioning means 33 have been roughly aligned in the flat surface 32 a plurality of, for example, radially extending Slits 50 formed, of which openings 50A with bores 51 have connection, lead to transverse lines 52, all of which with a central Chamber 53 are in communication, to which a flexible line 54 is connected st. In each of the bores 51 there is a reciprocating piston 55 with a pin or one Piston rod 56 housed, whichever one is in the associated slot 50 extends into it, but already below the flat surface 32 of the cardan body ends. The piston rod 56 is connected to the actual, tubular piston part 57 each firmly connected, through which the latter a slot 58 passes, so that through the associated opening, 50A, the bore 51, the slot 58 and the Line 52 can each air be sucked into the chamber 53. A charge of line 52 with a positive pressure via line 54 obviously causes a lifting of the reciprocating pistons so that they can, if desired, be on the flat surface Lift 32 lying semiconductor wafer.

Da das Halbleiterplättchen in der oben erörterten Weise hochgehoben und an die untere Fläche der Maske angelegt werden muß, damit das Halbleiterplättchen mit Bezug auf die Maske eine koplanare Haltung einnimmt, ist es erwünscht, die Positioniermittel 33 zurückzuziehen, wenn das Halbleiterplättchen mittels Vakuum auf der ebenen Oberfläche festgeklemmt bzw. festgesaugt wurde. Wie am besten Fig. 12 zeigt, weisen die Positioniermittel 33 zu diesem Zwecke einen Träger 34 auf, welcher mittels einer Schraube 35 an einem Ende freitragend befestigt ist. Bei dem dargestellten Beispiel befindet sich die Schraube 35 in der Mitte des Kardankörpers 31. Der Träger 34 ist in einem sich unterhalb der ebenen Oberfläche 32 quer durch den Kardankörper 31 hindurcherstreckenden Schlitz bzw. Kanal 36 untergebracht. Der Träger ragt in der dargestellten Weise aus dem Kardankörper 31 heraus und trägt an diesem herausragenden Ende einen Anschlag 37. In einer Kammer 38 des Kardankörpers 31 ist ein Kolben 38A untergebracht, der nahe dieses freien Endes des Trägers 34 an diesem TrägEr befestigt ist. Wie Fig. 12 zeigt, ist die Kammer 38 über eine Leitung 52A mit der Kammer 53 verbunden, so daß bei Beaufschlagung mit Vakuum über die Leitung 54 der Kolben 38 nach unten bewegt wird, wobei er den Anschlag 37 unter die ebene Oberfläche 32 des Kardankörpers 31 zurückzieht. Since the die is lifted in the manner discussed above and must be applied to the lower surface of the mask in order for the semiconductor die assumes a coplanar posture with respect to the mask, it is desirable for the positioning means 33 retract when the semiconductor die by means of vacuum on the flat surface was clamped or sucked tight. As best shown in FIG. 12, the positioning means 33 for this purpose on a carrier 34, which by means of a screw 35 on a End is attached in a cantilevered manner. In the example shown is the Screw 35 in the middle of the cardan body 31. The carrier 34 is in a below the flat surface 32 transversely through the cardan body 31 extending slot or channel 36 housed. The carrier protrudes from the in the manner shown Cardan body 31 and carries a stop 37 at this protruding end. In a chamber 38 of the cardan body 31, a piston 38A is housed, the close this free end of the carrier 34 is attached to this carrier. As Fig. 12 shows, the chamber 38 is connected to the chamber 53 via a line 52A, so that at When a vacuum is applied via the line 54, the piston 38 is moved downwards, wherein it withdraws the stop 37 under the flat surface 32 of the cardan body 31.

Wie am besten aus den Figo 1 und 12 ersichtlich, ist die Leitung 54 vorzugsweise flexibel ausgebildet, damit sich die Plättchenhaltevorrichtung 30 und demgemäß auch der Kardankörper 31 innerhalb des Lagers 17 seitlich in eine schräge Ebene bewegen können. Die Leitung 54 ist über eine innere Leitung 54A in der in Fig. 1 ersichtlichen Weise mit einer Druckquelle verbunden, die wahlweise auf Vakuum und auf positiven Druck umschaltbar ist, so daß einerseits das betreffende Halbleiterplättchen positiv auf der Plättchenhaltevorrichtung festgeklemmt bzw festgesaugt und die Positioniermittel 33 zurückgezogen werden können und andererseits alternativ hierzu die Kolben 55 hochgedrückt werden können, so daß sie das Halbleiterplättchen 29 von der ebenen Oberfläche 32 des Kardankörpers 31 abheben. As best seen in Figures 1 and 12, the line is 54, preferably designed to be flexible, so that the wafer holding device 30 and accordingly also the cardan body 31 within the bearing 17 laterally in an inclined manner Move level. The line 54 is connected via an inner line 54A in the FIG Fig. 1 visible manner connected to a pressure source, which is optionally on vacuum and can be switched to positive pressure, so that on the one hand the relevant semiconductor wafer positively clamped or sucked on the platelet holding device and the positioning means 33 can be withdrawn and, on the other hand, as an alternative to this, the pistons 55 can be pushed up so that they the semiconductor wafer 29 from the flat Lift off surface 32 of cardan body 31.

Schwimmendes Lagern der Plättchenhaltevorrichtung und Aneinanderanlegen des HalbleiterplEttchens und der Maske Nach dem Fest spannen des Halbleiterplättchens auf der ebenen Oberfläche 32 des Kardankörpers 30 und dem Niederbringen des becherförmigen Körpers 90, so daß dessen Nasen 91 nicht über die Oberfläche 12A des Rahmens 12 hinausragen, wird der Schlitten 60 mit der von der Maskenhalte- Vorrichtung 61 gehaltenen Maske 62 in Stellung gebracht und werden die Kolben 71 (Fig. 2) hochgedrückt,so daß der Schlitten erneut positioniert wird und die Maske 62 genau über der Plättchenhaltevorrichtung 30 zu liegen kommt.Zu diesem ZeStpunkt wird der expandierbare Schlauch 82 expandiert und die Maskenhaltevorrichtung 61 so weit abgesenkt, bis die Maske 62 auf der Fläche 12A des Rahmens 12 aufliegt. Dieser Vorgang bewirkt in der bereits vorstehend mit Bezug auf Fig. 6 beschriebenen Weise, daß die Nasen 66 und 67 des Schlittens ÇO an Hie überstehenden Ränder 68 und 69 angelegt werden, so daß der Schlitten 60 mit dem Rahmen 12 verriegelt wird. Floating storage of the wafer holder and placing them against one another of the semiconductor wafer and the mask After clamping the semiconductor wafer on the flat surface 32 of the cardan body 30 and bringing down the cup-shaped Body 90, so that its lugs 91 do not extend over the surface 12A of the frame 12 protrude, the carriage 60 with the mask holder contraption 61 held mask 62 is brought into position and the piston 71 (Fig. 2) is pushed up, so that the carriage is repositioned and the mask 62 just above the wafer holder 30 comes to rest. At this point in time, the expandable tube 82 is expanded and the mask holder 61 is lowered until the mask 62 is on the surface 12A of the frame 12 rests. This process causes in the above with Referring to Fig. 6 described manner that the lugs 66 and 67 of the carriage ÇO be applied to Hie protruding edges 68 and 69, so that the carriage 60 with the frame 12 is locked.

Daraufhin wird über den Strömungsmesser 20 und die Leitung 19 dem Lager 17 Luft zugerGhrt, durch welche der Kardankörper 31 in diesem Lager 17 auf einem sich ausbildenden Luftpolster schwebt. Es ist zu beachten, daß der Abstand zwischen dem Lager 17 und dem Kardankörper 31. sowie die Höhe des Anhebens dieses Kardankörpers in Fig. 13 der Deutlichkeit wegen vergrößert dargestellt sind.Then the flow meter 20 and the line 19 is the Bearing 17 air supplied, through which the cardan body 31 in this bearing 17 on a forming cushion of air floats. It should be noted that the distance between the bearing 17 and the cardan body 31. as well as the height of the lifting of this Cardan bodies are shown enlarged in Fig. 13 for the sake of clarity.

Danach wird der Kolben 16 durch Beaufschlagung mit einem positiven Luftdruck in der Kammer 15 vertikal angehoben, so daß das Halbleiterplättchen 29 an die Unterseite der Maske 62 angelegt wird. Thereafter, the piston 16 is applied by applying a positive Air pressure in the chamber 15 is raised vertically, so that the semiconductor die 29 is applied to the underside of the mask 62.

Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, welche dem Kolben 16 zwar eine begrenzte Vertikalbewegung, gestarten, ihn jedoch an einer Querbewegung hindern0 Diese Mittel haben in der insbesondere aus den Fig. 13 und 14 ersichtlichen Weise die Form von zwei ringförmigen Membranen 90A und 91A, welche einerseits mit dem Kolben 16 und andererseits mit dem Ringteil 13 des Unterteiles 11 verbunden sind. Selbstverständlich ist auch eine andere Anzahl von Membranen möglich. Die Membranen sind in der dargestellten Weise mit axialem Abstand voneinander derart angeordnet, daß sie eine bestimmte Quersteifigkeit ergeben, wobei die untere Membran 91A mit einer Vielzahl von öffnungen 92 versehen ist, über welche in die Kammer 15 eintretende Luft durch diese Membran 91A hindurchtreten und auf die Membran 90A wirken kann. Die#Membranen bestehen vorzugsweise aus einem verhä.ltnismäßJg elastisctlen, jedoch starken Material, beispielsweise aus Fedexsta Wenn sich in der Kammer 15 eirl Druck aufbaut, wird der Kolben 16 hochgehoben und die Membranen 9#A ux 91A nehmen im wesentlichen die in Fig. 14 dargestellten Formen an. Außerdem wird beim Anheben des Kolbens 16 das lialE-leiterplättchen 29 an die Maske 62 angelegt und der Kardankörper 31 richtet sich in dem Lager 17 selbsttätig so aus, daß das Halbleiterplättchen 29 und die Maske 62 in einer gemeinsamen Berührungsebene zu liegen kommen. Nachdem sich das Halbleiterplättchen 29 an die Maske 62 angelegt hat, wird der Kardankörper 31 in das Lager 17 hineingedrängt und in der Leitung 19 bildet sich ein Luftdruck aus, während die Luftströmung abnimmt. Bei diesem Kleinerwerden der Luftströmung sinkt der Ball 24 in der bereits oben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Weise in dem Strömungsmesser 20 so weit ab, bis der Annäherungsfühler 25 den Schrittmotor 23 dazu veranlaßt, den Regler 22 abzuschalten. Danach wird über die elektrische Steuereinrichtung 26 (Fig. 1) ein Luftventil 100 geschlossen und ein Vakuumventil 101 bewirkt infolge der Funktion einer Vakuumpumpe 102 , daß sich im Lager 17 eine Saugwirkung ergibt, durch welche der Kardankörper 31 in diesem Lager 17 festgesetzt bzw. verriegelt wird. Dann wird in der ebenfalls bereits erklären Weise der Schrittmotor umgeschaltet und der Kolben 16 in der Kammer 15 wird durch eine Verminderung des in der Kammer herrschenden Druckes abgelassen. Anschließend wird das Unterteil 11 durch eine geeignete Optik so ausgerichtet, daß eine Markierung auf dem Halbleiterplättchen 29 mit einer entsprechenden Markierung auf der Maske 62 fluchtet. According to the invention means are provided which to the Piston 16 started a limited vertical movement, but it started to move transversely hindern0 These means have in particular shown in FIGS. 13 and 14 Wise the shape of two annular membranes 90A and 91A, which on the one hand with connected to the piston 16 and, on the other hand, to the ring part 13 of the lower part 11 are. A different number of membranes is of course also possible. the Membranes are axially spaced from one another in the manner shown arranged so that they give a certain transverse rigidity, the lower membrane 91A is provided with a plurality of openings 92 through which into the chamber 15 entering air pass through this membrane 91A and onto the membrane 90A can work. The membranes preferably consist of a relatively elastic, but strong material, for example from Fedexsta. If there is 15 When pressure builds up, the piston 16 is lifted and the diaphragms 9 # A ux 91A take substantially the forms shown in FIG. In addition, the Lifting the piston 16, the lialE-conductor plate 29 is placed on the mask 62 and the cardan body 31 aligns itself automatically in the bearing 17 so that the semiconductor wafer 29 and the mask 62 come to lie in a common plane of contact. After this themselves has placed the semiconductor die 29 on the mask 62, the gimbal body 31 becomes pushed into the bearing 17 and an air pressure is formed in the line 19, while the air flow decreases. As the air flow becomes smaller, it decreases the ball 24 in the manner already described above with reference to FIG Flow meter 20 so far that the proximity sensor 25 controls the stepping motor 23 caused the controller 22 to turn off. Then the electrical control device 26 (Fig. 1) an air valve 100 is closed and a vacuum valve 101 effects as a result the function of a vacuum pump 102, that there is a suction effect in the bearing 17, by which the cardan body 31 is fixed or locked in this bearing 17 will. Then the stepper motor is switched in the manner already explained and the piston 16 in the chamber 15 is reduced by reducing the amount in the chamber released pressure. Subsequently, the lower part 11 is replaced by a suitable Optics aligned so that a marking on the semiconductor wafer 29 with a corresponding marking on the mask 62 is aligned.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Einrichtung zur Manipulation des Unterteiles 11, d.h. zur Ausrichtung dieses Unterteiles 11 und dadurch zur Ausrichtung des Halbleiterplättchens mit Bezug auf die Maske dargestelltq Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise auch aus der US-PS 3 466 514 bekannt0 Bei der dargestellten Einrichtung zur ifandhabung des Unterteiles 11 sind auf einer Plattform 111 Stützen 110 angebracht und mit dem Unterteil 11 sind Manipulatoren X, Y und e verbunden. Die X- und Y-Manipulatoren wirken mit einem an der Plattform 111 befestigten Element 112 zusammen und der #-Manipulator wirkt mit einem in ähnlicher Weise montierten Element 113 zusammen. Das Unterteil 11 ist in der dargestellten Weise auf Lagern 114 gelagert und wird durch Gewichte 115 und 116 in X- und Y-Richtungen gedrängt. Die Gewichte 115 und 116 sind an Schnüren 117 bzw. 118 befestigt und dienen zum Vorspannen der Manipulatoren gegen die Elemente 112 und 113o Auf diese Weise bewirkt eine Bewegung des X-Manipulators durch seine Ausgangswelle 120 eine Bewegung des Elementes 112 nach rechts und/oder nach links (Fig. 3), während eine Bewegung des Y-Manipulators eine Vertikalbewegung (Fig. 2) des Elementes 112 durch eine entsprechende Bewegung der dem Y-Manipulator zugeordneten Ausgangswelle 121 bewirkt. Außerdem ist der i-Manipulator durch seine Ausgangswelle 122 mit dem Element 113 verbunden, so daß eine Bewegung dieser Ausgangswelle 122 eine Bewegung des Unterteiles um das Element 112 bewirkt. In Figs. 2 and 3, a device for manipulating the lower part is 11, i.e. to align this lower part 11 and thereby to align the semiconductor die with With reference to the mask shown q Such a device is also, for example known from US Pat. No. 3,466,514 in the illustrated device for handling of the lower part 11 are mounted on a platform 111 supports 110 and with the Lower part 11 are connected to manipulators X, Y and e. The X and Y manipulators cooperate with an element 112 attached to the platform 111 and the # manipulator cooperates with an element 113 mounted in a similar manner. The lower part 11 is supported on bearings 114 as shown and is supported by weights 115 and 116 urged in X and Y directions. The weights 115 and 116 are on cords 117 and 118 respectively and are used to pretension the manipulators against the elements 112 and 113o doing this causes movement of the X Manipulator through its Output shaft 120 a movement of the element 112 to the right and / or to the left (Fig. 3), while a movement of the Y-manipulator a vertical movement (Fig. 2) of the element 112 by a corresponding movement of the associated with the Y manipulator Output shaft 121 causes. Also, the i-Manipulator is by its output shaft 122 connected to the element 113, so that a movement of this output shaft 122 causes the base to move about element 112.

Nach der richtigen X-, Y- und i-Ausrichtung muß die im Rahmen 12 gebildete Bohrung 14 wegen einem nachfolgend noch ersichtlichen Grund abgedichtet werden. Zu diesem Zwecke wird ein im vorliegenden Falle in dem Unterteil 11 vorgesehenes rohrförmiges Dichtungselement 130 (insbesondere Fig. 1 und 14) mittels über eine Versorgungsleitung 131 zugeführter Druckluft expandiert. Diese Expansion des rohrartigen Dichtungselementes 130 bewirkt, daß sich dieses Element entsprechend anlegt und hierdurch die im Rahmen 12 vorgesehene Bohrung 14 abdichtet. Dies deshalb, weil die Maske diese Bohrung 14 im oberen Teil des Rahmens 12 dicht verschließt. Außerdem wird durch die Expansion der Dichtung 130 das Unterteil 11 mit dem Rahmen 12 verblockte so daß jegliche unerwünschte Relativbewegung zwischen diesem Unterteil und -dem Rahmen verhindert wird. After the correct X, Y and i alignment, the frame 12 formed bore 14 sealed because of a reason still to be seen below will. For this purpose, a provided in the present case in the lower part 11 is tubular sealing element 130 (in particular FIGS. 1 and 14) by means of a Supply line 131 of supplied compressed air expands. This expansion of the tubular Sealing element 130 causes this element to apply accordingly and this seals the bore 14 provided in the frame 12. This is because the mask tightly closes this hole 14 in the upper part of the frame 12. aside from that the lower part 11 is blocked with the frame 12 by the expansion of the seal 130 so that any undesirable relative movement between this lower part and -dem Frame is prevented.

Danach wird der Schrittmotor erneut erregt, so daß in dem Regler 22 wiederum der Druck ansteigt und der Kolben 16 so weit angehoben wird, daß das Halbleiterplättchen 29 wieder an die Maske 62 angelegt wird.Die Anzahl der Schritte, welche der Schrittmotor zum Absenken des Kolbens verwendet hatte, um eine X-, Y- und @-Ausrichtung zu ermöglichen, ohne daß hierbei die Maske und/oder das Halbleiterplättchen beschädigt bzw. zerkratzt werden, wird nunmehr dem Schrittmotor wieder hinzugefügt, so daß dieser Schrittmotor wieder abgeschaltet wird, wenn die Maske in entsprechender Weise an dem Halbieiterplättchen anliegt. Auf diese Weise liegt das Halbleiterplättchen 29 mit einem Druck an der Maske 62 an, welcher für eine gute Belichtung des auf dem Halbleiterplättchen vorhandenen Fotowiderstandes durch die Maske hindurch ausreichend ist. Thereafter, the stepping motor is energized again, so that in the controller 22 in turn the pressure increases and the piston 16 is raised so far that the Semiconductor die 29 is reapplied to mask 62. The number of steps which the stepper motor had used to lower the piston to create an X-, Y- and @ alignment without affecting the mask and / or the die damaged or scratched, is now added back to the stepper motor, so this stepper motor is switched off again when the Mask rests on the semiconductor plate in a corresponding manner. In this way is the semiconductor wafer 29 with a pressure on the mask 62, which for a good exposure of the photoresistor present on the die through the mask is sufficient.

Bei einigen Fotowiderständen ist es erforderlich, daß sie unter Auschluß von Luft belichtet werden, zu welchem Zwecke die Dichtung 130 und die Maske 62 zur Abdichtung der Bohrung 14 entsprechend zusammenwirken und die Bohrung dann über eine Leitung 140 (Fig. 3) evakuiert wird, welch letztere mit einer nicht dargestellten Vakuunquelle verbunden ist. Zusätzlich hierzu kann gewünschtenfalls eine weitere Leitung durch den Rahmen hindurchgebohrt sein, über welche der Bohrung 14 Jeweils abhängig von den chemischen Bestandteilen des Fotowiderstandes ein Inertgas zugeführt werden kann. Some photoresistors require that they be excluded exposed to air, for which purpose the seal 130 and the mask 62 are used Sealing of the bore 14 cooperate accordingly and the bore then over a line 140 (Fig. 3) is evacuated, the latter with a not shown Vacuum source is connected. In addition to this, a further Line to be drilled through the frame, over which the bore 14 each Depending on the chemical components of the photoresistor, an inert gas is supplied can be.

Nach dem Belichten des auf der Maske vorhandenen Musters auf den Fotowiderstand des Halbleiterplättchens muß der in der Kammer 15 herrschende Druck wieder abgelassen werden, damit sich der Kolben 16 absenkt und das Halbleiterplättchen 29 von der Maske 62 wegbewegt. Daraufhin wird die Maskenhaltevorrichtung 61 angehoben und wird der Schlitten 6Q zurückgezogen, so daß das Haibleiterplättchen zugänglich wird. Anschließend wird der flexiblen Leitung 54 ein positiver Druck zugeführt, wodurch die Hubkolben 55 hochgedrückt werden und sie dabei das Halbleiterplättchen 29 von der ebenen Oberfläche 32 abheben, so daß das Halbleiterplättchen nunmehr leicht entfernt werden kann. Daraufhin kann ein neues Halbleiterplättchen eingesetzt und der Zyklus wiederholt werden. After exposing the pattern on the mask to the The pressure prevailing in the chamber 15 must be the photoresistor of the semiconductor wafer be drained again so that the piston 16 lowers and the semiconductor wafer 29 moved away from the mask 62. Then the mask holder 61 is raised and the carriage 6Q is withdrawn so that the semiconductor plate is accessible. Then the flexible line 54 is supplied with a positive pressure, whereby the reciprocating piston 55 are pushed up and they thereby the semiconductor wafer 29 of lift off the flat surface 32 so that the semiconductor wafer is now light can be removed. A new semiconductor chip can then be inserted and the cycle can be repeated.

Die vorliegende Beschreibung und die Zeichnungen dienen lediglich zur Erläuterung eines Beispieles der Erfindung und dem Fachmann ergeben sich anhand dieser Unterlagen selbstverständlich weitere Abwandlungs- und Anwendungsmöglichkeiten sowohl hinsichtlich der Einzelteile als auch beliebiger Kombinationen derselben, ohne hierbei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. The present description and drawings are for the purpose only to explain an example of the invention and to those skilled in the art Of course, these documents can be further modified and used both with regard to the individual parts and any combinations thereof, without departing from the scope of the invention.

Claims

Patent claims:

Learn how to accurately align die with reference onto a mask by means of a wafer holder and a mask holder having device, characterized by the following process steps: a) Attaching the mask over the relevant semiconductor wafer, b) floating or floating Storing the wafer holding device on an air cushion, c) lifting the wafer holding device so far that the semiconductor chip attached to it is the underside of the mask touches, d) reducing the air flow leading to the supporting air cushion, until a certain amount of fluid is established per unit of time, e) terminate the lifting of the wafer holding device in dependence on said reduction in size the air flow when the specified amount of fluid is reached each Time unit, f) Lowering the wafer holder onto one certain distance from the mask, g) aligning the wafer holder in a plane parallel to the plane of the mask, and h) lifting the wafer holder, until the conductor plate she is holding is back against the mask.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lifting the platelet device continued and here the supporting air poister for air flow supplied to this wafer holder is reduced.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that said mask in each case in one located above the wafer holder Position attached to said mask holding device or clamped or is sucked tight.

4. The method according to claim 3, characterized in that the mask, after it has been aligned and secured, moved away from said position or is withdrawn that thereupon a semiconductor plate on the plate holder set and then the semiconductor wafer thereby on the Platelet holding device is attached or clamped or sucked in that the latter is subjected to a vacuum.

5. The method according to claim 4, characterized in that the semiconductor wafer for the purpose of precise alignment of the same by means of the wafer holding device provided Guide means on positioning means also provided on the wafer holding device is applied and that then these guide means and these positioning means be withdrawn at least below the surface of the semiconductor die.

6. The method according to claim 5, characterized in that then the mask is returned to position over the wafer holder.

7. The method according to claim 6, characterized in that a photo resistor on the semiconductor wafer held by the wafer holder through the Mask is exposed through it after this mask in the manner mentioned for the second Once again brought into position over the wafer holder.

8. The method according to claim 7, characterized in that that finally the wafer holding device is lowered and thereby the semiconductor wafer is moved away from the mask and the mask from over the wafer holder is moved away or withdrawn position and also the semiconductor die is removed from the wafer holder.

9. Device for precise alignment of semiconductor wafers with Reference to a mask, characterized by a lower part (11) with a chamber (15) and a piston (16) which can be pushed back and forth in this, further by means (9ob, 91A), which the piston during its displacement to the execution of a Prevent transverse movement, further by a formed at a front end of the piston Bearing (17) in which a cardan body t30, 31) is mounted, the means (33, 4o) for receiving a respective semiconductor wafer (18 or 29), furthermore by a device (60), by means of which the respective mask (62) with the gimbal body can be brought into congruence, far he is by a with fluid means (19, 20) connected to said bearing, by means of which the cardan body is floating or floating in the warehouse.

can be kept floating, furthermore by lifting means (21, 22, 23, 26) for lifting the piston respectively about the point of contact a semiconductor chip attached to the cardan body out against the mask, furthermore by a response to an increase in pressure of the fluid in the bearing and control device (20, 23 2h, 25 »26), and finally by means of lowering the lifting means by a certain amount Value so far that the semiconductor wafer is at a certain distance from the mask is moved away and thereby the mask then with respect to this semiconductor wafer can be aligned accordingly.

10. Device according to claim 9 »characterized by means for renewed lifting of the piston (16) by means of said lifting means (21, 22, 23, 263 to a certain height so far that the semiconductor wafer (18 or 29) again comes to rest on the mask (62).

11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that that the cardan body has a massive body of revolution, which by rotation a curved line around a central axis.

12. Device according to claim 9 or 1O, characterized in that that the cardan body (30, 31) has the shape of a hemispherical frustum through which it to the semiconductor die (or 29) is possible when putting on to align with the mask (62) with respect to it.

13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that that the cardan body (30, 31) has a flat surface (32), furthermore an alignment arrangement (31, 40) with guide means (for alignment each of a semiconductor wafer on this surface and finally actuation means (39A, 44 to 47), by means of which the guide means alternately in each case in a raised position above the plane of said flat surface and know another, withdrawn position, the latter below the plane of the surface of a surface arranged on said flat surface Semiconductor wafer lies so that the guide means with the mask (62) not in Contact can come when the said semiconductor element is raised and thereby is applied to the mask.

14. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that that the cardan body (30, 31) has a flat surface (32) and in this surface existing means (55) for fastening or tightening or sucking the relevant Semiconductor wafer (18 or 29) on this flat surface having.

15. Device according to claim 14, characterized by over said positioning means protruding from the flat surface (32) of the cardan body (30, 3 #) (33) and by means of lowering this positioning means by a certain height until at least below the level of the surface of the concerned, on the said flat surface of the cardan body attached semiconductor wafer.

16, device according to claim 14 or 15, characterized by a Plurality of in said flat surface (32) of the cardan body (30, 31) formed slots (50) and by means (52, 56, 58, 50A) for impingement these slots with vacuum.

17. Device according to claim 16, characterized by one piston each (55) in at least one of said slots (50> and by means (52, 58, 50A) to act on these slots with excess pressure, through which the or the Actuate piston in the slots accordingly and thereby the relevant semiconductor wafer (18 or 29) from said flat surface (32) of the cardan body (30, 31) is lifted.

18. Device according to one of claims 9 to 17, characterized by a cup-shaped element (90) which at least covers the upper part of the in the said lower part (11) housed piston (16) surrounds and a in the circumferential direction, the gimbal body (30, 31) surrounding shoulder <91) comprises, and that means (93, 94) for lifting the cup-shaped element and therewith provided for lifting the approach of this element beyond the cardan body are.

19. Device according to one of claims 9 to 18, characterized in that that the means mentioned to prevent transverse movement of the in the lower part (11) housed piston (16) two connecting the piston to the lower part Have membranes (9ob, 91A).

20. Device according to one of claims 9 to 19, characterized by a frame (12) arranged at a distance from said lower part (11) and means (14) provided therein for receiving said sliding element Piston (16) and the cardan body (30, 31), with sealing means (130) for insulation of said lower part against said frame and for sealing the called, the sliding back and forth Piston housing Chamber (15) are provided if the relevant mask (62) is over the cardan body is or is attached.

21. Device according to one of claims 9 to 20, characterized in that that said device, by means of which the mask in question with each the cardan body (30, 31) can be brought into congruence, a slide (60) has, which in each case in the area of the cardan body or from this area can be moved out.

22. Device according to claim 9, characterized by a frame (12) and a slide (60) arranged displaceably on this, by means of which the relevant mask (62> in each case with the cardan body (30, 31) brought into congruence can be, with the carriage one the mask above and out of contact with the frame holding device (T7> and means (82) for depressing the mask against the frame if, in the latter case, the mask is over the cardan body is located.

23. Device according to claim 22, characterized in that the said means for depressing the mask (62) against the frame (12) an inflatable Hose (82) have, which between a holding device <75) for the mask and said carriage (60) is arranged.

24. Device according to claim 22 or 23, characterized by a Slide positioning device (70, 71, 140) for locking or fixing of said carriage (60) in each case above said cardan body (30, 31).

25. Device according to one of claims 9 to 24, characterized by means for locking or fixing the cardan body (30, 31) in the named bearing (17).

26. The device according to claim 25, characterized in that the said means with a device for acting on said bearing (17) Have vacuum, such that the cardan body (30, 31) is unable to move in this camp is being held.

27. Device for the precise alignment of semi-conductor plates, marked by a platelet holding device (30) which has a platelet in question (18 or 29) each receiving plane surface (32), further means (50 to 58) to act on these levels Surface with vacuum, further guide means (40) provided on the periphery of the flat surface, and finally actuation means (39A, 44 to 47), by means of which the latter the guide means alternately in a raised position above the flat surface and another, withdrawn Position can be brought.

28. Device according to claim 27, characterized in that the said other, withdrawn position at least below the plane of the surface of a semiconductor wafer (18 or 29), the latter on said flat surface (32) is attached o

29. Device according to claim 27 or 28, characterized by positioning means (33) along an edge of said wafer holding device (30), which protrude beyond the flat surface of this wafer holder, and by means (34, 36, 38, 38A) for retracting the positioning means below this flat surface.

30. Device according to one of claims 27 to 29, characterized in that that in the flat surface (32) of the wafer holding device (30) a plurality of essentially radially extending slots (50) educated is, in each of which a piston (55) is housed, these pistons in such a way are designed that alternately on the one hand the slots on this piston with Vacuum can be acted upon and on the other hand these pistons are acted upon by an overpressure over said flat surface of the wafer holder (30) can be raised.

31. Device according to claim 27, characterized in that transversely by a body (31) having said flat surface (32) below this surface a slot or a channel (39) passes that also the named guide means a resiliently bendable one housed in this channel Have guide part (41) whose ends (43, 42) facing away from each other protrude beyond the named body and upwardly protruding stops (42, 43) have that further in said channel abutting cams on the guide part (79A) are formed that further connected to the guide part, a piston (46) and that means (47) connected to this piston are provided, by means of which the piston moves in each case and thereby the guide part of the cam can be deflected in such a way that the said stops alternately in a above the flat surface located elevated position and a other, withdrawn lower position can be brought.

32. Device according to one of claims 29 to 31, characterized in that that said flat surface of the wafer holder (30) has an incision or the like.

has, in or on each of which a stop (37) of said Positioning means (33) can be brought into position0

33. Device according to claim 32, characterized by a chamber (38) formed in said body (31), also by a support extending through the body from this chamber (34), to which the abovementioned stop (37) is attached, further by means of an pistons (38A) attached to the carrier and housed in said chamber, and finally by means (52A, 53, 54) by means of which the piston within the chamber is reciprocable in each case, such that said stop is advanced in each case or 0 is lifted or withdrawn0

34. Device according to claim 33, characterized characterized in that the reciprocating motion of said piston (38A) in means (52A, 53, 54) serving said chamber (38) a device for loading contain this chamber with vacuum.

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