DE3242856A1 - METHOD FOR CLAMPING AND COOLING A SEMICONDUCTOR DEVICE DURING IT'S PROCESSING - Google Patents

METHOD FOR CLAMPING AND COOLING A SEMICONDUCTOR DEVICE DURING IT'S PROCESSING

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DE3242856A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festklemmen eines Halbleiterplattchens während seiner Bearbeitung in einer Vakuumkammer und bezieht sich insbesondere auf eine hydraulisch betätigte Klemmvorrichtung für Halbleiterplattchen,, die das Plättchen wirksam kühlt.The invention relates to a device for clamping a semiconductor plate during its processing in a Vacuum chamber and relates more particularly to a hydraulically operated die clamping device, the effectively cools the platelet.

Bei der Weiterverarbeitung von Halbleiterplattchen ist es manchmal nötig, die Plättchen hohen Temperaturen auszusetzeng die z.B. zur Diffusion von Störstellen« zum Wachstum·." von. Epitaxialschichten, zum Glühen metallischer Halbleiterkontakte und dgl. wünschenswert sind. An vielen Stellen im Verlauf der Bearbeitung ist es jedoch unerwünscht, die Plättchen erhöhten Temperaturen auszusetzen, da es zu einer unkontrollierten Diffusion von Störstellen über vorgeschriebene Grenzen hinaus und zur Trennung von Störstellen an epitaxialen Grenzflächen kommt.When processing semiconductor wafers, it is sometimes necessary to expose the wafers to high temperatures which e.g. for the diffusion of impurities "for the growth" of. epitaxial layers, for annealing metallic semiconductor contacts and the like. Are desirable. In many places in the course of the Machining, however, it is undesirable to expose the platelets to elevated temperatures, as this leads to uncontrolled diffusion of imperfections beyond prescribed limits and for the separation of imperfections at epitaxial interfaces comes.

Häufig werden Halbleiterplattchen vor der Weiterverarbeitung mit einem Muster aus Phot©resistmaterial beschichtet^ welches bei der Ionenimplantation z.B. ein Muster für implantierte Störstellen bestimmt. Die üblicherweise verwendeten Photoresistmaterialien haben verhältnismäßig niedrige Schmelzpunkte. Wenn bei der Bearbeitung der Schmelzpunkt des Photoresistmaterials überstiegen wird, verschlechtert dies die Qualität des Musters oder zerstört es vollkommene Es ist also erwünschtf Halbleiterplattchen nur dann erhöhten Temperaturen zu unterwerfen, wenn ein bestimmter Verfahrensschritt dies unbedingt erforderlich macht und, wenn nötig, für Kühlung des Plättchens zu sorgen, um zu verhindern,daß erhöhte Temperaturen überhaupt erreicht werden.Often, semiconductor plates are coated with a pattern of photoresist material before further processing, which, for example, determines a pattern for implanted imperfections during ion implantation. The photoresist materials commonly used have relatively low melting points. If the photoresist material is exceeded in processing the melting point, it degrades the quality of the design or destroyed it perfect So it is desirable f Halbleiterplattchen only to subdue elevated temperatures when a particular process step makes this absolutely necessary and, if necessary, for cooling the To ensure platelets to prevent elevated temperatures from being reached at all.

Bei der Herstellung integrierter Schaltungen ist eine Reihe von Verfahren entwickelt worden, die die Anwendung hochenergetischer Strahlen beinhalten, welche auf Siliziumplättchen gerichtet werden und wozu beispielsweise die lonenimplanta-In the manufacture of integrated circuits, a number of processes have been developed that make the application of high-energy Contain rays that are directed onto silicon wafers and for which purpose, for example, the ion implantation

tion, das Ionenstrahlfräsen und reaktives Ionenätzen gehören. In jedem Fall wird ein Ionenstrahl in einer Quelle erzeugt und mit unterschiedlicher Beschleunigung auf ein Target gerichtet. Die Ionenimplantation ist zu einem ganz üblichen Verfahren zum Einführen von Verunreinigungen oder Störstellen in Halbleiterplattchen geworden, die in die Masse der Halbleiterplattchen durch Nutzung des Momentes energetischer Ionen als Mittel zum Einbetten derselben in das Kristallgitter des Halbleitermaterials eingeführt werden.tion that includes ion beam milling and reactive ion etching. In each case an ion beam is generated in a source and with different acceleration onto a target directed. Ion implantation has become a very common method for introducing impurities or impurities in semiconductor wafers that have become the bulk of semiconductor wafers by using the momentum of energetic ions as a means of embedding them in the crystal lattice of the semiconductor material are introduced.

In dem Maß, in dem energetische Ionen auf ein Halbleiterplattchen auftreffen und in die Masse desselben wandern, wird durch die Atomkollisionen Wärme erzeugt. Diese Wärme kann ganz beträchtlich werden, wenn der Energiepegel oder der Strompegel des Ionenstrahls erhöht wird.To the extent that energetic ions on a semiconductor plate hit and migrate into the mass of the same, heat is generated by the atomic collisions. This warmth can become quite considerable as the energy level or the current level of the ion beam is increased.

Eines der Hauptziele bei der kommerziellen Halbleiterbearbeitung wird darin gesehen, einen hohen Durchsatz, ausgedrückt in pro Zeiteinheit bearbeiteten Plättchen zu erzielen. Einer der Wege um das in einem Ionenstrahlsystem zu erreichen, besteht darin, einen Strahl von verhältnismäßig hoher Leistung zu benutzen. Dabei können aber große Wärmemengen erzeugt werden, die, wie schon erwähnt, unerwünscht sind.One of the main goals in commercial semiconductor processing is seen as high throughput in platelets processed per unit of time. One of the ways to do this in an ion beam system is in using a beam of relatively high power. In doing so, however, large amounts of heat can be generated, which, as already mentioned, are undesirable.

Infolgedessen werden in den meisten industriellen Anlagen, die hochenergetische Strahlen erzeugen können, Plättchen partieweise bearbeitet, um die auftreffende Leistung über eine große Fläche zu verteilen und dadurch die Erwärmung des einzelnen Targets zu verringern. Ein System zur partieweisen Bearbeitung mit mechanischer Bewegung der Plättchen während des Implantierens geht aus US-PS 3 778 626 hervor. Im allgemeinen sind Systeme zur partieweisen Bearbeitung groß, um die Partien aufnehmen zu können, und sie werden meistens nur für Implantationen in hohen Dosen angewandt. Außerdem ist der Durchsatz wegen der zum Auswechseln der Partien von Hand benötigten Zeit alles andere als optimal.As a result, most of the industrial equipment capable of generating high energy rays becomes platelets processed in batches in order to distribute the incident power over a large area and thereby the heating of the to reduce individual targets. A system for batch processing with mechanical movement of the platelets during implantation is disclosed in U.S. Patent 3,778,626. In general, batch processing systems are large around the batches and they are mostly only used for high-dose implants. Also, throughput is anything but optimal because of the time required to change the lots by hand.

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Es ist auch vorgeschlagen worden, das Erwärmen durch alternierendes Abtasten von Targets zu verringern.It has also been suggested to alternate heating To reduce scanning of targets.

Auch Kühlen durch Leitfähigkeit ist bereits angewandt worden,, um das Problem der Plättchenerwärmung abzuschwächen. Dazu werden die Plättchen z.B. in Wärmekontakt mit gekühlten Metallplatten gebracht. Ein anderer Lösungsversuch besteht in der Zufuhr eines Gases hinter ein Plättchen* um eine Leitung zwischen der Rückseite des Plättchens und der gekühlten Stützfläche zu ermöglichen, siehe US-PS 4 261 762. Auch Zentrifugalkräfte sind angewandt worden, um Plättchen gegen gekühlte Oberflächen zu pressen.Cooling by conductivity has also already been used, to alleviate the platelet heating problem. For this purpose, the platelets are e.g. in thermal contact with cooled metal plates brought. Another attempted solution consists in feeding a gas behind a plate * around a pipe between the back of the plate and the cooled support surface, see US Pat. No. 4,261,762. Also centrifugal forces have been used to press platelets against chilled surfaces.

Gemäß US-PS h 282 924 werden Plättchen gegen biegsame0 wärmeleitfähige Polymerisate gepreßt, um den Wärmekontakt zu fördern. Ein mittels Nocken betätigter Klemmring drückt ein Halbleiterplattchen gegen eine konvex gekrümmte Platte,.ah deren Oberfläche ein nachgiebiges, wärmeleitfähiges Material haftet. Die Platte wird durch in einem Hohlraum im Gehäuse zirkulierendes Freon gekühlt.According to US-PS h 282,924 platelets are pressed against pliable 0 thermally conductive polymers, in order to promote the thermal contact. A clamping ring actuated by means of a cam presses a semiconductor plate against a convex curved plate, where a flexible, thermally conductive material adheres to the surface. The plate is cooled by freon circulating in a cavity in the housing.

In jedem Fall der Kühlung durch Leitfähigkeit ist man darum bemüht, eine innige Berührung zwischen dem Plättchen und der gekühlten Fläche zu erzielen. Da das Plättchen unter starkem Unterdruck bearbeitet wird, schließt jeder Zwischenraum zwischen dem Plättchen und der gekühlten Oberfläche die Möglichkeit einer Kühlung durch Leitung aus. In der Praxis ist es schwierig, diese innige Berührung zu erzielen, da das Halbleiterplattchen Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche aufweist.In any case of cooling by conductivity, an effort is made to ensure an intimate contact between the plate and the to achieve a cooled surface. Since the wafer is machined under strong negative pressure, every gap closes between the platelet and the cooled surface offer the possibility of conduction cooling. In practice it is difficult to achieve this intimate contact because the semiconductor die Has irregularities in the surface.

Für die bekannten Lösungen sind insgesamt komplizierte Vorrichtungen nötig, und es wird nicht immer das gewünschte Ausmaß an Kühlung erzielt. Insbesondere sind mechanische Klemmvorrichtungen verhältnismäßig umfangreich und erfordern nicht nur schwierige sondern auch zeitraubende Wartung« Ferner können mechanische Toleranzen und Abnutzung zu ungleichmäßigemComplicated devices are required overall for the known solutions, and it is not always the desired extent achieved in terms of cooling. In particular, mechanical clamping devices are relatively extensive and do not require only difficult but also time-consuming maintenance «Furthermore, mechanical tolerances and wear can lead to uneven

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oder verringertem Anklemmdruck für die Plättchen führen, was wiederum die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Plättchen und der gekühlten Oberfläche reduziert.or reduced clamping pressure for the platelets, which in turn increases the thermal conductivity between the platelets and the cooled surface is reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Festklemmen und KUhlen eines HaIbIeiterplättchens in einer Vakuumkammer zu schaffen. Insbesondere soll während der Bearbeitung eine wirksame Kühlung ermöglicht werden. Speziell soll durch hydraulisches Anklemmen eines Halblei terplä'ttchens an einem nachgiebigen, wärme!eitfähigen Polster für rasche übertragung von Wärmeenergie gesorgt werden.The object of the invention is to provide a device for clamping and To create cooling of a semiconductor wafer in a vacuum chamber. In particular, effective cooling should be made possible during machining will. Specifically, by hydraulically clamping a semiconductor chip to a flexible, thermally conductive cushion rapid transfer of thermal energy is ensured.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Festklemmen eines Halbleiterplättchens in einer Vakuumkammer geschaffen, die ein Gehäuse, eine mit dem Gehäuse gekoppelte Preßplatte zum Eingriff mit dem Plättchen und eine Andrückplatte aufweist, die gegenüber der Preßplatte beweglich ist. Die Andrückplatte ist zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in der die Preßplatte und die Andrückplatte einen Aufnähmeschlitz für das Plättchen begrenzen, und einer Plättchenklemmstellung bewegbar, in der die Andrückplatte das Plättchen fest gegen die Preßplatte drückt. Ferner gehört zu der Vorrichtung ein Fluid enthaltendes Glied, welches zwischen das Gehäuse und die Andrückplatte geschaltet ist und ein Fluid enthält, welches in Abhängigkeit von einer vorherbestimmten Druckbeaufschlagung die Betätigung des Gliedes und die Bewegung der Andrückplatte in die Position zum Festklemmen des Plättchens bewirkt. Ferner gehört zu der Vorrichtung eine Einrichtung, die den vorherbestimmten Druck auf das Fluid aufbringt, wenn die Bewegung der Andrückplatte in die Plättchenklemmstellung erwünscht ist, sowie eine Einrichtung, die die Andrückplatte nach dem Aufheben der vorherbestimmten Druckbeaufschlagung des Fluids in die zurückgezogene Stellung zurückstellt.In order to achieve the object on which the invention is based, a device for clamping a semiconductor wafer is provided created in a vacuum chamber having a housing, a press plate coupled to the housing for engagement with the wafer and a pressure plate which is movable with respect to the pressure plate. The pressure plate is between a retracted position, in which the pressure plate and the pressure plate delimit a Aufnähmeschlitz for the plate, and a platelet clamping position in which the pressure plate presses the plate firmly against the pressure plate. Further the device includes a fluid-containing member which is connected between the housing and the pressure plate and contains a fluid which, in response to a predetermined pressurization, actuates the member and causing the pressure plate to move into the position for clamping the wafer. The device also includes a device which applies the predetermined pressure to the fluid when the movement of the pressure plate in the platelet clamping position is desired, as well as a device that the pressure plate after lifting the predetermined Pressurizing the fluid in the withdrawn Position resets.

Gemäß der Erfindung kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung auch eine Einrichtung zum Kühlen des die AndrückplatteAccording to the invention, the device described above can also be a device for cooling the pressure plate

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"betätigenden Fluids und ein nachgiebiges wärmeleitfähiges Polster aufweisen, welches zwischen der Andrückplatte und dem Plättchen angeordnet ist. Wärmeenergie wird vom Plättchen durch das wärmeleitfähige Polster und die Andrückplatte an das Fluid übertragen."actuating fluids and a compliant thermally conductive Have cushion, which is arranged between the pressure plate and the plate. Thermal energy is from the platelet through the thermally conductive pad and the pressure plate transferred to the fluid.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt!The invention is described below with further advantageous details on the basis of an exemplary embodiment shown schematically explained in more detail. In the drawings shows!

Fig. 1 ein vereinfachtes Schema einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;1 shows a simplified diagram of a device according to the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Festklemmen und Kühlen eines Halbleiterplättchens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ιFIG. 2 shows a cross section through a device for clamping and cooling a semiconductor die according to FIG an embodiment of the invention ι

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Festklemmen und Kühlen eines Halbleiterplättchens gemäß Fig. 2.3 is an exploded perspective view of FIG Device for clamping and cooling a semiconductor die according to FIG. 2.

Zu der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung zum Festklemmen eines Halbleiterplättchens in einer Vakuumkammer und zum Kühlen des Plättchens während seiner Weiterverarbeitung gehört eine Plattenanordnung 6, in der ein Halbleiterplättchen 8 in einem Aufnahmeschlitz 10 für das Plättchen zwischen einer Preßplatte 12, die mit einem Gehäuse \k gekoppelt ist, und einem nachgiebigen, wärmeleitfähigen Polster 16 aufgenommen ist. Mit dem Gehäuse I^ ist eine gegenüber der Preßplatte 12 mittels eines Balges 20 bewegbare Andrückplatte verbunden. Der Balg 20 enthält ein Fluid 22, welches in Abhängigkeit von einer vorherbestimmten Druckbeaufschlagung zum Anklemmen die Expansion des Balges 20 und eine Bewegung der Andrückplatte 18 aus der in Fig, I gezeigten zurückgezogenen Stellung in eine in Fig. 1 nicht gezeigte Plättchenklemmstellung bewirkt. In der Plättchenklemmstellung wird das Halbleiterplättchen 8 und das wärmeleitfähige Polster 16 von der Andrückplatte 18 fest gegen die Preßplatte 12 gedrückt. Die Preß-The device shown schematically in Fig. 1 for clamping a semiconductor wafer in a vacuum chamber and for cooling the wafer during its further processing includes a plate arrangement 6 in which a semiconductor wafer 8 in a receiving slot 10 for the wafer between a press plate 12, which is provided with a housing \ k is coupled, and a resilient, thermally conductive pad 16 is added. A pressure plate which can be moved with respect to the pressure plate 12 by means of a bellows 20 is connected to the housing I ^. The bellows 20 contains a fluid 22 which, depending on a predetermined pressurization for clamping, causes the expansion of the bellows 20 and a movement of the pressure plate 18 from the retracted position shown in FIG. In the platelet clamping position, the semiconductor wafer 8 and the thermally conductive pad 16 are pressed firmly against the pressure plate 12 by the pressure plate 18. The press

platte 12 hat eine Öffnung 24, die die Vorderseite des HaIbleiterplättchens 8 für einen Ionenstrahl 26 freilegt. Das Halbleiterplättchen 8 ist längs seiner Umfangskante durch den Umfang der Öffnung 24 festgehalten. Zwischen das Gehäuse 14 und eine mit der Andrückplatte 18 verbundene Rückholplatte 29 ist eine Rückholfeder 28 geschaltet, die das Zurückziehen der Andrückplatte 18 in die zurückgezogene Stellung bewirkt, wenn der vorherbestimmte Klemmdruck aufgehoben wird.Plate 12 has an opening 24 that the front side of the semiconductor chip 8 exposed for an ion beam 26. The semiconductor wafer 8 is through along its peripheral edge the circumference of the opening 24 is held. Between the housing 14 and a return plate connected to the pressure plate 18 29 a return spring 28 is connected, which causes the retraction of the pressure plate 18 into the retracted position, when the predetermined clamping pressure is released.

Das Gehäuse 14 enthält Fluidkanäle 30, 32, durch die das Fluid 22 im Balg 2 0 mit einem Fluidsystem 34 verbunden ist, welches einen geschlossenen Kreislauf darstellt, dessen Aufgabe es ist, das Fluid 22 zu kühlen und den Balg 2 0 zu betätigen. Mit den Fluidkanälen 30, 32 sind durch entsprechende Fluidverbindungen eine Pumpe 36 und ein Wärmeaustauscher 38 in Reihe gekoppelt. Die Pumpe 36, die als Getriebe- oder Zentrifugalpumpe ausgelegt sein kann, läßt das Fluid 22 durch den Balg 2 0 und den Wärmeaustauscher 38 mit einem Strömungsdurchsatz von ca. 3,785 l/Min (1 Gallone/Min) zirkulieren. Der Wärmeaustauscher 38 kann von solcher Bauart sein, daß das Fluid 22 durch einen Zylinder 40 läuft, der eine gekühlte Sonde 42 enthält, die wiederum ein Material enthält, welches mittels einer Kühleinheit 44 gekühlt wird. Diese und andere geeignete Wärmeaustauscher sind bekannt. Ein mit dem Fluidsystem 3^ gekoppelter Luft-über-Fluid-Speicher 46 bewirkt eine Steigerung des Fluiddrucks und die Betätigung des Balges 2 0, wenn seinem Eingang erhöhter Luftdruck zugeführt wird. Das Fluid 22 sollte einen tiefen Gefrierpunkt haben und sich leicht durch das Fluidsystem 3^ und den Balg 20 pumpen lassen. Außerdem sollte das Fluid 22 mit den Werkstoffen der Vorrichtung, z.B. 0-Ringen verträglich sein und eine hohe Dielektrizitätskonstante haben, da die Andrückplatte 18 häufig Teil eines elektrischen Schaltkreises zum Messen der Dosis ist. Eins der bevorzugten Fluide ist Methanol.The housing 14 contains fluid channels 30, 32 through which the fluid 22 in the bellows 2 0 is connected to a fluid system 34, which represents a closed circuit, the task of which is to cool the fluid 22 and to actuate the bellows 2 0. With the fluid channels 30, 32 are through corresponding fluid connections a pump 36 and a heat exchanger 38 coupled in series. The pump 36, which acts as a gear or centrifugal pump can be designed, allows the fluid 22 through the bellows 2 0 and the heat exchanger 38 with a flow rate of approx. Circulate 3.785 l / min (1 gallon / min). The heat exchanger 38 can be of such a type that the fluid 22 by a Cylinder 40 runs, which contains a cooled probe 42, which in turn contains a material, which by means of a cooling unit 44 is cooled. These and other suitable heat exchangers are known. One with the fluid system 3 ^ coupled Air-over-fluid reservoir 46 causes the fluid pressure to increase and the actuation of the bellows 2 0 when increased air pressure is supplied to its inlet. The fluid 22 should have a have a deep freezing point and can be easily pumped through the fluid system 3 ^ and the bellows 20. Besides, that should Fluid 22 must be compatible with the materials of the device, e.g. O-rings and have a high dielectric constant, since the pressure plate 18 is often part of an electrical circuit for measuring the dose. One of the preferred Fluid is methanol.

Die Plattenanordnung 6 ist im einzelnen in Fig, 2 und 3 gezeigt. Der Balg 2 0 ist an der Rückseite der kreisförmigen Andrückplatte 18 und am Gehäuse 14 mittels entsprechender Halteschrauben 50> 52 befestigt. Zwischen dem Fluid 22 und der äußeren Unterdruckumgebung liefern O-Ringe 5^p 56 eine Vakuumabdichtung. Der Balg 20 kann ein beliebiger, ausreichend flexibler Balg von entsprechender Abmessung sein„ der dem Druckunterschied zwischen der Vakuumumgebung und dem Fluid 22 standhalten kann. Ein bevorzugter Werkstoff für den Balg ist rostfreier Stahl. Mit der Rückseite der Andrückplatte 18 sind Verbindungsstifte 58 gekoppelt^ die sich durch Löcher im Gehäuse 14 erstrecken und mit der Rückholplatte 29 an der Rückseite des Gehäuses 14 verbunden sind« Die Rückholfeder ist in einer Ausnehmung 62 im Gehäuse 14 so angeordnet,, daß sie sich an der Rückholplatte 29 abstützt. Die hier nicht gezeigten Fluidkanäle 32 und 30 stellen eine Fluidverbindung zwischen dem Balg 2 0 und dem Fluidsystem 34 durch das Gehäuse hindurch her. Die Plattenanordnung 6 ist um eine Achse 64 drehbar angebracht. Die Fluidkanäle 30, 32 sind an drehbare Fluidverbindungen auf der Achse 64 angeschlossen. Vom Gehäuse 14 ragt eine Vielzahl von .Haltestiften 66 nach vorn. Die Andrückplatte 18 ist insgesamt scheibenförmig und hat eine konvex gekrümmte Vorderseite, die eine innige Wärmeverbindung mit dem Plättchen herstellt. An der Rückseite der Andrückplatte 18 kann eine Ausnehmung 68 zur Aufnahme des Fluids 22 vorgesehen sein.The plate assembly 6 is shown in detail in Figs. The bellows 2 0 is attached to the rear of the circular pressure plate 18 and to the housing 14 by means of corresponding retaining screws 50> 52. O-rings 5 ^ p 56 provide a vacuum seal between the fluid 22 and the external negative pressure environment. The bellows 20 can be any desired, sufficiently flexible bellows of appropriate dimensions, which can withstand the pressure difference between the vacuum environment and the fluid 22. A preferred material for the bellows is stainless steel. Connecting pins 58 are coupled to the rear of the pressure plate 18 and extend through holes in the housing 14 and are connected to the return plate 29 on the rear of the housing 14 on the return plate 29 is supported. The fluid channels 32 and 30, not shown here, establish a fluid connection between the bellows 20 and the fluid system 34 through the housing. The plate arrangement 6 is mounted rotatably about an axis 64. The fluid channels 30, 32 are connected to rotatable fluid connections on the axis 64. A plurality of retaining pins 66 protrudes from the housing 14 to the front. The pressure plate 18 is disk-shaped overall and has a convexly curved front side which creates an intimate thermal connection with the plate. A recess 68 for receiving the fluid 22 can be provided on the rear side of the pressure plate 18.

Das wärmeleitfähige Polster 16 gehört ebenso wie ein Polsterhalter 70 zu einer in Fig. 3 gezeigten PolsteranOrdnung 69„ Der Polsterhalter 70 erfaßt das Polster l6 längs seines Umfangs und hat dazu ein erstes Element 72 mit einem Innenring 74 (Fig. 2) und ein zweites Element 76 mit einem Außenring Wenn die Elemente 72 und 76 miteinander verbunden sind, bilden Innenring 74 und Außenring 78 konzentrische Ringe„ zwischen denen das Polster l6 erfaßt ist. Der Polsterhalter 70 hat an den den Haltestiften 66 des Gehäuses 14 entsprechenden Stellen Löcher 80.The thermally conductive pad 16, like a pad holder 70, belongs to a pad arrangement 69 shown in FIG 76 with an outer ring When the elements 72 and 76 are connected to one another, the inner ring 74 and outer ring 78 form concentric rings "between which the pad 16 is gripped. The cushion holder 70 has holes 80 at the locations corresponding to the retaining pins 66 of the housing 14.

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Es hat sich gezeigt, daß überragende Wärmeübertragungseigenschaften erhalten werden, wenn das Polster 16 aus einem wärmeleitfähigen Gummi besteht, d.h. aus einem mit einem wärmeleitfähigen Stoff imprägnierten Gummi. Als geeignet erwiesen hat sich ein Polster 16 mit einer Dicke im Bereich von 0,76 bis 1,?8 mm (0,03 bis 0,07 Zoll), vorzugsweise 1,587 mm (1/16 Zoll) und einer Durometer-Härte zwischen 40 und 60. Die Durometer-Zahl gibt die Härte des Gummis an, wobei hohe Zahlen eine größere Härte bedeuten. Bekannte wärmeleitfähige Polster sind dünner und härter. Der Stoff, der dem Gummi seine Wärmeleitfähigkeit verleiht, muß ein Stoff sein, der nicht mit dem Halbleiterplättchen reagiert oder dieses anderweitig nachteilig beeinflußt. Bevorzugte Gummizusätze zur Verwendung im Fall von Siliziumplättchen sind Beryllium und Aluminium.It has been shown to have superior heat transfer properties can be obtained when the pad 16 is made of a thermally conductive rubber, i.e. one with a thermally conductive one Fabric impregnated rubber. A pad 16 with a thickness in the range of 0.76 has proven to be suitable to 1.8 mm (0.03 to 0.07 inches), preferably 1.587 mm (1/16 inch) and a durometer hardness between 40 and 60. The durometer number indicates the hardness of the rubber, with high numbers indicating greater hardness. Known thermally conductive Cushions are thinner and harder. The substance that gives rubber its thermal conductivity must be a substance that does not reacts with or otherwise adversely affects the die. Preferred rubber additives for use in the case of silicon wafers, they are beryllium and aluminum.

Die Preßplatte 12 gehört ebenso zu einer Preßplattenanordnung 81 wie eine Abschirmung 82, die an der Vorderseite der Preßplatte 12 auf Abstandshaltern 84· angebracht ist, und eine Vielzahl von unter Federbelastung stehenden Stoßfängern 86, die an der Abschirmung 82 befestigt sind und sich durch Löcher in der Preßplatte 12 erstrecken. Die Preßplatte 12 hat eine nach hinten vorstehende Lippe 88 längs ihrer Unterkante und an beiden Seitenkanten. Die Öffnung 2k-, die einen etwas kleineren Durchmesser hat als das zu bearbeitende Halbleiterplättchen, ist in der Preßplatte 12 vorgesehen. Die Abschirmung 82 ist so gestaltet, daß sie keinen Teil der Öffnung 2k blockiert. Aufgabe der Abschirmung 82 ist es, lonenstrahlenergie zu absorbieren, die sonst von der Preßplatte 12 absorbiert würde und eine zusätzliche Erwärmung des Halbleiterplattchens 8 hervorriefe. Die Preßplatte 12 und die Abschirmung 82 sind jeweils mit fluchtenden Löchern versehen, die den Positionen der Haltestifte 66 am Gehäuse 14- entsprechen.The press plate 12 is also part of a press plate assembly 81 as well as a shield 82 which is attached to the front of the press plate 12 on spacers 84 and a plurality of spring loaded bumpers 86 which are attached to the shield 82 and extend through holes in the press plate 12 extend. The press plate 12 has a rearwardly projecting lip 88 along its lower edge and on both side edges. The opening 2k, which has a slightly smaller diameter than the semiconductor wafer to be processed, is provided in the press plate 12. The shield 82 is designed so that it does not block any part of the opening 2k. The task of the shield 82 is to absorb ion beam energy which would otherwise be absorbed by the press plate 12 and which would cause additional heating of the semiconductor plate 8. The press plate 12 and the shield 82 are each provided with aligned holes which correspond to the positions of the retaining pins 66 on the housing 14-.

Die Polsteranordnung 69 ist ebenso wie die Preßplattenanordnung 81 am Gehäuse I^ so angebracht, daß sich die Haltestifte 66 durch die Löcher 8 0 im Polsterhalter 7 0 und durch dieThe pad arrangement 69, like the press plate arrangement 81, is attached to the housing I ^ so that the retaining pins 66 through the holes 8 0 in the upholstery holder 7 0 and through the

η * ι η * ι

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Löcher in der Preßplatte 12 und in der Abschirmung 82 erstrecken. Mittels auf die Haltestifte 66 aufgeschraubter Rändelkopf- oder Klemmschrauben ist die PölsteranOrdnung 69 und die Preßplattenanordnung 81 am Gehäuse 14 befestigt» Wenn die Polsteranordnung 69 und die Preßplattenanordnung 81 auf die genannte Weise angebracht sind, liegen die unter Federbelastung stehenden Stoßfänger 86 an der Vorderfläche des wärmeleitfähigen Polsters l6 an.Holes in the press plate 12 and in the shield 82 extend. By means of screwed onto the retaining pins 66 The cushion arrangement 69 is knurled head or clamping screws and the press plate assembly 81 attached to the housing 14 » When the cushion assembly 69 and the pressure plate assembly 81 are attached in the aforesaid manner, they are spring loaded standing bumper 86 on the front surface of the thermally conductive pad l6.

Bei der Benutzung befindet sich zunächst die Andrückplatte 18 in ihrer zurückgezogenen Stellung, bei der ihre Rückseite am Gehäuse 14- anliegt. Das Polster 16 ist der konvex gekrümmten Vorderseite der Andrückplatte 18 angepaßt. Damit ist zwischen der Preßplatte 12 und dem Polster l6 der Aufnahmeschlitz 10 für das Halbleiterplättchen bestimmt, der ferner von den unter Federbelastung stehenden Stoßfängern 86 begrenzt ist, die das Halbleiterplättchen 8 führen und in einer Stellung unmittelbar hinter der Öffnung Zk halten» Das Halbleiterplättchen 8 wird in den Aufnahmeschlitz 10 unter Schwerkraft nach dem Drehen der Plattenanordnung 6 in eine Plättchenaufnahmestellung eingeführt, wie insgesamt in US-PS k 282 92*f beschrieben.During use, the pressure plate 18 is initially in its retracted position, in which its rear side rests against the housing 14-. The pad 16 is adapted to the convexly curved front side of the pressure plate 18. Thus, between the press plate 12 and the pad 16, the receiving slot 10 for the semiconductor wafer is determined, which is also limited by the spring loaded bumpers 86, which guide the semiconductor wafer 8 and hold it in a position immediately behind the opening Zk »The semiconductor wafer 8 will introduced into the receiving slot 10 under gravity after the plate assembly 6 has been rotated into a platelet receiving position, as described in its entirety in US Pat. No. k 282 92 * f.

Wenn das Halbleiterplättchen in seine Stellung gebracht und die Plattenanordnung 6 in aufrechte Position zurückbewegt worden ist, wird die Andrückplatte 18 in ihre Plättchenklemmposition gebracht, wie Fig. 2 zeigt, indem der auf den Speicher kS wirkende Luftdruck erhöht wird. Hierdurch wird ein Druckanstieg im Fluidsystem Jk und im Balg 20 hervorgerufen und der Balg 2 0 gedehnt. Die Andrückplatte 18 streckt das Polster l6 geringfügig und klemmt das Halbleiterplättchen 8 fest gegen die Preßplatte 12. Da die Öffnung Zk kleiner ist als der Durchmesser des Halbleiterplättchens 8 wird dieses längs seines Umfangsrandes festgeklemmt. Es liegt auf der Hand,, daß Preßplatten mit Öffnungen unterschiedlicher Größe für Halbleiterplättchen unterschiedlicher Größe verwendet werden, um sicherzustellen, daß der größte Teil der HalbleiteroberflächeWhen the semiconductor wafer has been brought into position and the plate assembly 6 has been moved back into an upright position, the pressure plate 18 is brought into its chip clamping position, as shown in FIG. 2, by increasing the air pressure acting on the accumulator kS. This causes a pressure increase in the fluid system Jk and in the bellows 20 and the bellows 20 is expanded. The pressure plate 18 stretches the pad 16 slightly and clamps the semiconductor wafer 8 firmly against the pressure plate 12. Since the opening Zk is smaller than the diameter of the semiconductor wafer 8, it is clamped along its peripheral edge. It will be appreciated that press plates with different sized openings are used for different sized semiconductor dies to ensure that most of the semiconductor surface area is covered

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dem Ionenstrahl 26 exponiert wird. In der Plattehenklemmstellung steht das wärmeleitfähige Polster 16 in inniger Berührung sowohl mit dem Halbleiterplättchen 8 als auch mit der Andrückplatte 18. Dadurch erhält die dem Halbleiterplättchen 8 durch den Ionenstrahl 26 übermittelte Wärmeenergie einen Weg von hoher Wärmeleitfähigkeit, der durch das Polster 16 und die Andrückplatte 18 zu dem im Balg 2 0 enthaltenen Fluid 22 führt. Da das Fluid 22 kontinuierlich gekühlt wird und durch den Balg 2 0 zirkuliert, wie schon erwähnt, wird die Wärmeenergie von der Plattenanordnung abgeführt.the ion beam 26 is exposed. In the plate clamp position the thermally conductive pad 16 is in intimate contact both with the semiconductor wafer 8 and with the pressure plate 18. This gives the semiconductor wafer 8 thermal energy transmitted by the ion beam 26 has a path of high thermal conductivity that passes through the cushion 16 and the pressure plate 18 leads to the fluid 22 contained in the bellows 2 0. Because the fluid 22 is continuously cooled and circulated through the bellows 20, as already mentioned, the thermal energy is dissipated from the plate assembly.

Der Balg 20 liefert nicht nur eine lineare Bewegung der Andrückplatte 18, sondern kann wegen der von Natur bestehenden Flexibilität des Balges 2 0 geringfügige Winkelbewegungen der Andrückplatte 18 ermöglichen, um Toleranzen in der restlichen Plattenanordnung auszugleichen und einen gleichmäßigen, auf das Halbleiterplättchen wirkenden Klemmdruck zu erzielen. Wie schon erwähnt, führt ein gleichmäßigerer Klemmdruek zu besserer Kühlung des Halbleiterplattchens.The bellows 20 not only provides linear movement of the pressure plate 18, but can because of the inherent flexibility of the bellows 2 0 slight angular movements of the Allow pressure plate 18 to compensate for tolerances in the rest of the plate arrangement and a uniform, to achieve clamping pressure acting on the semiconductor die. As already mentioned, a more even clamping pressure leads to better cooling of the semiconductor chip.

Nach der Bearbeitung des Halbleiterplattchens 8 mittels des Ionenstrahls wird der am Speicher 46 anliegende Luftdruck verringert, was den Fluiddruck im Balg 2 0 reduziert. Dann hat die Rückholfeder 28 eine ausreichende Kraft, um den reduzierten Fluiddruck zu überwinden und das Zusammenpressen des Balges 2 0 ebenso wie eine Bewegung der Andrückplatte 18 in ihre zurückgezogene Stellung zu bewirken. Das Halbleiterplättchen 8 wird aus dem Aufnahmeschlitz 10 durch Drehen der Plattenanordnung 6 in eine Plättchenauswurfposition entfernt, wie insgesamt in US-PS 4 282 924 beschrieben. Damit ist der Halbleiterplättchen-Bearbeitungszyklus beendet. Es ist keine Auswurfvorrichtung für Halbleiterplättchen nötig.After the processing of the semiconductor plate 8 by means of Ion beam, the air pressure applied to the accumulator 46 is reduced, which reduces the fluid pressure in the bellows 2 0. Then the return spring 28 has sufficient force to reduce the To overcome fluid pressure and the compression of the bellows 2 0 as well as a movement of the pressure plate 18 in its retracted To effect position. The semiconductor wafer 8 is removed from the receiving slot 10 by rotating the plate assembly 6 is removed to a die ejection position as described generally in U.S. Patent 4,282,924. So that is the die machining cycle completed. No die ejector is required.

Wie schon erwähnt, ist es bei der kommerziellen Halbleiterfertigung von größter Wichtigkeit, einen hohen Durchsatz beizubehalten. Der Durchsatz wird gefördert, wenn die Stillstands-As mentioned earlier, it is in commercial semiconductor manufacturing of the utmost importance to maintain high throughput. The throughput is promoted when the standstill

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zeiten der Maschine zur Wartung oder aus anderen Gründen auf ein Minimum eingeschränkt werden. Die in Fig» I bis 3 gezeigte und vorstehend beschriebene Plattenanordnung 6 hat einen Aufbau, der die Wartung erleichtert. Die am häufigsten durchgeführten Wartungsarbeiten bestehen 1») im Ersatz des wärmeleitfähigen Polsters 16 und 2.) im Austausch der Preßplatte 12 zur Anpassung an Halbleiterplättchen unterschiedlicher Größe. Entweder die eine oder beide der genannten Aufgaben können durchgeführt werden, nachdem die Klemmschrauben 92 und die Preßplattenanordnung 81 unds falls nötig, die Polsteranordnung 69 von don Haltestiften 66 gelöst wurden. Dann werden die neuen Einheiten angebracht und die Klemmschrauben 92 erneut angezogen.times of the machine for maintenance or other reasons can be reduced to a minimum. The plate assembly 6 shown in FIGS. 1 to 3 and described above has a structure that facilitates maintenance. The most frequently performed maintenance work consists of 1 ») replacing the thermally conductive pad 16 and 2.) replacing the press plate 12 for adaptation to semiconductor wafers of different sizes. Either one or both of these tasks can be carried out after the clamping screw 92 and the pressure plate assembly 81 and s if necessary, the cushion assembly was dissolved 69 of retaining pins do 66th The new units are then attached and the clamping screws 92 tightened again.

Die Halbleiterplättchen-Kühlleistung der in Fig. 1 bis 3 gezeigten und vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurde in einem Ionenimplantationssystem unter Verwendung eines an die Vorderseite des Halbleiterplättchens gehefteten Thermoelements gemessen. In ein Halbleiterplättchen mit einem Durchmesser von 100 mm wurden 180 KeV As -Ionen implantiert. Das Fluid in der Klemmanordnung für die Halbleiterplättchen wurde auf einer Temperatur von -250C gehalten, und es wurde ein Fluiddruck von 3· 5 a"t (50 psi) angewandt, um die Kraft der Rückholfeder zu überwinden und das Halbleiterplättchen festzuklemmen. Bei einem Eingangsniveau der Ionenstrahlstärke von 1,0 W/cm erreichte das Halbleiterplättchen eine Gleichgewichtstemperatur von +28° C; bei einer Eingangsleistung in Höhe von 2,0W/cm erreichte das Halbleiterplättchen eine Gleichgewichtstemperatur von +69° C. Damit beträgt der Temperaturanstieg gegenüber der Ausgangstemperatur von -25° C ca. 50°C/W/cm . Da die Höchsttemperatur von mit Photoresistmaterial beschichteten Halbleiterplättchen ca. 135°C beträgt,, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem weiten Bereich von Eingangsleistungswerten betrieben werden.The die cooling performance of the apparatus shown in Figures 1-3 and described above was measured in an ion implantation system using a thermocouple adhered to the face of the die. 180 KeV As ions were implanted into a semiconductor wafer with a diameter of 100 mm. The fluid in the clamping arrangement for the semiconductor wafer was kept at a temperature of -25 0 C, and it was applied, a fluid pressure of 3 x 5 a 't (50 psi) to overcome the force of the return spring and to clamp the semiconductor wafer. In At an input level of ion beam strength of 1.0 W / cm, the semiconductor wafer reached an equilibrium temperature of + 28 ° C; at an input power of 2.0 W / cm, the semiconductor wafer reached an equilibrium temperature of + 69 ° C Output temperature of -25 ° C. approx. 50 ° C./W / cm. Since the maximum temperature of semiconductor wafers coated with photoresist material is approx. 135 ° C., the device according to the invention can be operated in a wide range of input power values.

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Es wird also gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Festklemmen eines Halbleiterplattchens in einer Vakuumkammer und zum Kühlen des Halbleiterplattchens beim Anlegen von Ionenstrahlenergie geschaffen. Die hydraulisch betätigte Andrückplatte ermöglicht einen gleichmäßigen Halbleiterplättchen-Anklemmdruck. Durch das durch den Balg zirkulierende, gekühlte Fluid wird Wärmeenergie wirksam von der Andrückplatte und vom Halbleiterplattchen abgeführt. Die Konstruktion der Vorrichtung erleichtert die Wartung.Thus, according to the invention, there is a clamping device a semiconductor wafer in a vacuum chamber and for cooling the semiconductor wafer when ion beam energy is applied created. The hydraulically operated pressure plate enables even semiconductor die clamping pressure. The cooled fluid circulating through the bellows makes thermal energy effective from the pressure plate and dissipated from the semiconductor plate. The construction of the device facilitates maintenance.

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Claims (6)

PatentansprücheClaims flJ Vorrichtung zum Festklemmen eines Halbleiterplättchens während der Weiterverarbeitung in einer Vakuumkammer, gekennzeichnet durch flJ Device for clamping a semiconductor wafer during further processing in a vacuum chamber, characterized by - ein Gehäuse, eine mit dem Gehäuse verbundene Preßplatte zum Eingriff mit dem Halbleiterplättchen,,- A housing, a press plate connected to the housing for engagement with the semiconductor die, - eine Andrückplatte, die gegenüber der Preßplatte zwischen einer zurückgezogenen Stellung, bei der die Preßplatte und die Andrückplatte einen Halbleiterplättchen-Aufnahmesehlitζ begrenzen, und einer Halbleiter-Klemmstellung bewegbar ist, bei der die Andrückplatte das Halbleiterplättchen fest gegen die Preßplatte drückt,- A pressure plate that is opposite the pressure plate between a retracted position in which the press plate and the pressure plate form a semiconductor wafer receptacle limit, and a semiconductor clamping position is movable in which the pressure plate firmly against the semiconductor wafer the press plate presses, - ein Fluid enthaltendes Glied, welches zwischen das Gehäuse und die Andrückplatte geschaltet ist und ein Fluid enthält» welches in Abhängigkeit von einer vorherbestimmten Druckbeaufschlagung die Betätigung des Gliedes und die Bewegung der Andrückplatte aus der zurückgezogenen in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung bewirkt,- a fluid-containing member, which is connected between the housing and the pressure plate and contains a fluid » which, depending on a predetermined pressurization, the actuation of the member and the movement of the Pressure plate from the retracted to the semiconductor die clamping position causes - eine Einrichtung, die den vorherbestimmten Druck auf das Fluid aufbringt, wenn die Bewegung der Andrückplatte in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung erwünscht ist, und- a device that allows the predetermined pressure on the Applies fluid when movement of the pressure plate to the die clamping position is desired, and - eine Einrichtung, die die Andrückplatte nach dem Aufheben des vorherbestimmten Drucks auf das Fluid in die zurückgezogene Stellung zurückholt. - A device which returns the pressure plate to the retracted position after the predetermined pressure on the fluid has been released. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,2. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid enthaltende Glied einen Balg aufweist, der sich beim Aufbringen des vorherbestimmten Drucks ausweitet und bewirkt, daß die Andrückplatte in Richtung zur Preßplatte bewegt wird.characterized in that the fluid containing member has a bellows which upon application of the predetermined pressure and causes the pressure plate to be moved in the direction of the pressure plate. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,3. Device according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Andrückplatte und dem Halbleiterplättchen ein nachgiebiges, wärmeleitfähiges Polster so angeordnet ist, daß es eine Wärmeleitung zwischen den genannten Elementen bewirkt, wenn die Andrückplatte sich in der Halbleiterplättchen-Klemmsteilung befindet.characterized in that between the pressure plate and a resilient, thermally conductive pad is disposed on the die to conduct heat causes between said elements when the pressure plate is in the die clamping pitch is located. 4. Vorrichtung nach Anspruch 314. Apparatus according to claim 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Preßplatte mit der Vorderseite des Halbleiterplattchens längs der Umfangskante desselben in Eingriff steht, und daß die Andrückplatte das wärmeleitfähige Polster in der Halbleiterplättchen-Klemmstellung gegen die Rückseite des Halbleiterplattchens drückt.characterized in that the press plate with the front side of the semiconductor plate along the peripheral edge the same is in engagement, and that the pressure plate, the thermally conductive pad in the semiconductor die clamping position presses against the back of the semiconductor chip. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2,5. Apparatus according to claim 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen des vorherbestimmten Drucks einen Fluidkanal durch das Gehäuse zum Balg aufweist, der zum Anschluß an eine Druckquelle geeignet ist.characterized in that the means for applying the predetermined pressure is a fluid channel through the housing to the bellows, which is suitable for connection to a pressure source. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5»6. Device according to claim 5 » dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Rückstellung der Andrückplatte eine Rückholfeder aufweist, die zwischen das Gehäuse und die Andrückplatte ge-characterized in that the device for resetting the pressure plate has a return spring, between the housing and the pressure plate schaltet ist.is switched. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,7. Apparatus according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid Methanol aufweist.characterized in that the fluid comprises methanol. 8. Vorrichtung zum Pestklemmen eines Halbleiterplättchens in einer Vakuumkammer und zum Kühlen des Halbleiterplättchens während seiner Bearbeitung,8. Device for plaguing a semiconductor die in a vacuum chamber and for cooling the semiconductor die during its processing, gekennz eichnet durchmarked by - ein Gehäuse,- a housing, - eine mit dem Gehäuse verbundene Preßplatte zum Eingriff mit dem Halbleiterplättchen,- A press plate connected to the housing for engagement with the semiconductor die, - eine Andrückplatte, die gegenüber der Preßplatte zwischen einer zurückgezogenen Stellung, bei der die Preßplatte und die Andrückplatte einen Halbleiterplättchen-Aufnahmeschiitz begrenzen, und einer Halbleiterplättchen-Klemmstellung bewegbar ist, bei der die Andrückplatte das Halbleiterplättchen fest gegen die Preßplatte drückt,- A pressure plate that is opposite the pressure plate between a retracted position in which the pressure plate and the pressure plate delimit a die receiving slot, and is movable to a die clamping position is, in which the pressure plate presses the semiconductor die firmly against the pressure plate, - ein nachgiebiges, wärmeleitfähiges Polster, welches zwischen der Andrückplatte und dem Halbleiterplättchen so angeordnet ist, daß es zwischen diesen Elementen eine Wärmeleitung bewirkt, wenn die Andrückplatte sich in der Halbleiterplättchen-Klemmstellung befindet,- A resilient, thermally conductive pad, which is arranged between the pressure plate and the semiconductor wafer is that it causes heat conduction between these elements when the pressure plate is in the die clamping position is located - einen zwischen das Gehäuse und die Andrückplatte geschalteten Balg, der ein Fluid enthält, welches bei einer bestimmten Druckbeaufschlagung die Betätigung des Balges und die Bewegung der Andrückplatte aus der zurückgezogenen Stellung in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung bewirkt und mit der Andrückplatte in Wärmekontakt steht,- A bellows connected between the housing and the pressure plate, which contains a fluid which, when a certain Pressurization actuation of the bellows and movement causes the pressure plate from the retracted position to the semiconductor die clamping position and with the pressure plate is in thermal contact, - eine Einrichtung, die den vorherbestimmten Druck auf das Fluid aufbringt, wenn die Bewegung der Andrückplatte in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung erwünscht ist,- A device that applies the predetermined pressure to the fluid when the movement of the pressure plate in the Die clamping position is desired, - eine Einrichtung zum Kühlen des Fluids und- A device for cooling the fluid and - eine Einrichtung zur Rückstellung der Andrückplatte in die zurückgezogene Stellung beim Aufheben des vorherbestiimnten Drucks auf das Fluid,- A device for resetting the pressure plate in the retracted position when the predetermined one is canceled Pressure on the fluid, wodurch Wärmeenergie vom Halbleiterplättchen durch das Polster und die Andrückplatte an das Fluid übertragbar ist.whereby thermal energy can be transferred from the semiconductor wafer through the cushion and the pressure plate to the fluid. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,9. Apparatus according to claim 8, dadurch gekennzeichne t, daß die Preßplatte mit der Vorderseite des Halbleiterplättchens längs der Umfangskante desselben in Eingriff steht, und daß die Andrückplatte das wärmeleitfähige Polster in der Halbleiterplättchen-Klemmstellung gegen die Rückseite des Halbleiterplättchens drückt,characterized in that the press plate with the front side of the semiconductor wafer along the peripheral edge the same is in engagement, and that the pressure plate, the thermally conductive pad in the semiconductor die clamping position presses against the back of the semiconductor die, 10. Vorrichtung nach Anspruch 9.10. Apparatus according to claim 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Kühlen des Fluids eine Pumpe und einen Wärmeaustauscher aufweist, die mit dem Balg in einem geschlossenen Kreislauf verbunden sind, wobei die Pumpe das Fluid durch den geschlossenen Kreislauf einschließlich des Balges zirkulieren läßt und der Wärmeaustauscher Wärmeenergie vom Fluid abführt.characterized in that the means for cooling the fluid comprises a pump and a heat exchanger which are connected to the bellows in a closed circuit, wherein the pump the fluid through the closed Circulate circuit including the bellows and the heat exchanger dissipates heat energy from the fluid. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10,11. The device according to claim 10, dadurch gekennzeichne t, daß der Wärmeaustauscher eine Fluidkammer aufweist, in der eine gekühlte Sonde angeordnet ist.characterized in that the heat exchanger has a fluid chamber in which a cooled probe is arranged. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10,12. Apparatus according to claim 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen des vorherbestimmten Drucks einen Luft-über-Fluid-Speicher aufweist, der mit dem Balg verbunden ist.characterized in that the means for applying the predetermined pressure is an air-over-fluid reservoir which is connected to the bellows. 13· Vorrichtung nach Anspruch 12,13 device according to claim 12, dadurch gekennze ichnet, daß das Fluid Methanol aufweist.characterized in that the fluid comprises methanol. 14. Vorrichtung nach Anspruch 9, 14. Apparatus according to claim 9, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitfähige Polster mindestens eine Dicke von 0,76 mm (0,03 Zoll) hat.characterized in that the thermally conductive pad is at least 0.76 mm (0.03 inches) thick. 15· Vorrichtung nach Anspruch 14,15 device according to claim 14, dadurch gekennze ichnet, daß das wärmeleitfähige Polster einen wärmeleitfähigen Stoff enthaltendes Gummi aufweist.characterized in that the thermally conductive Pad having a thermally conductive material containing rubber. 1.6. Vorrichtung nach Anspruch 15»1.6. Device according to claim 15 » dadurch gekennze ichnet, daß das wärmeleitfähige Polster Gummi aufweist, welches Beryllium enthält.characterized in that the thermally conductive Pad has rubber, which contains beryllium. 17· Vorrichtung nach Anspruch 9s17 · Device according to claim 9s dadurch gekennzeichnet,, daß sich durch die Preßplatte eine Öffnung erstreckt, die etwas kleinere Abmessungen hat als das Halbleiterplättchen, und daß die Andrückplatte eine konvex gekrümmte Vorderseite hat, die das Halbleiterplättchen in der Halbleiterplättchen-Klemmstellung längs des Umfangsrandes gegen den Umfang der Öffnung preßt, und daß die Andrückplatte an ihrer Rückseite unmittelbar hinter dem Halbleiterplättchen mit dem Balg verbunden ist.characterized in that, through the Press plate extends an opening which has slightly smaller dimensions than the semiconductor wafer, and that the pressure plate has a convexly curved front face that longitudinally extends the die in the die clamping position of the peripheral edge presses against the circumference of the opening, and that the pressure plate on its rear side immediately behind the Semiconductor die is connected to the bellows. 18. Vorrichtung nach Anspruch I7,18. Device according to claim I7, dadurch gekennzeichnet, daß Stoßfänger vorgesehen sind, die das Halbleiterplättchen im Aufnahmeschlitz in seiner Lage in Bezug auf die Öffnung festlegen»characterized in that bumpers are provided which fix the semiconductor wafer in the receiving slot in its position in relation to the opening » 19. Vorrichtung zum Kühlen eines Halbleiterplättchens während der Ionenimplantation in einer Ionenimplantationskammer, gekennzeichnet durch19. Apparatus for cooling a semiconductor wafer during ion implantation in an ion implantation chamber, marked by - ein Gehäuse,- a housing, - eine Preßplatte, die mit dem Gehäuse verbunden ist zum Eingriff mit dem Halbleiterplättchen längs des Umfangsrandes desselben,- A press plate which is connected to the housing for Engagement with the semiconductor die along the peripheral edge thereof, - eine Andrückplatte, die gegenüber der Preßplatte zwischen einer zurückgezogenen Stellung, bei der die Preßplatte und die Andrückplatte einen Halbleiterplättchen-Aufnahmeschlitz begrenzen, und einer Halbleiterplättchen-Klemmstellung bewegbar ist, bei der die Andrückplatte das Halbleiterplättchen- A pressure plate that is opposite the pressure plate between a retracted position in which the pressure plate and the pressure plate delimit a semiconductor wafer receiving slot, and a semiconductor wafer clamping position movable is where the pressure plate is the semiconductor die fest gegen die Preßplatte drückt,presses firmly against the press plate, - eine Polsteranordnung mit einem nachgiebigen wärmeleitfähigen Polster, welches zwischen der Andrückplatte und dem HaIbleiterplättchen so angeordnet ist, daß es eine Wärmeleitung zwischen diesen Elementen bewirkt, wenn die Andrückplatte sich in der Halbleiterplättchen-Klemmstellung befindet, und mit einem Polsterhalter, der das wärmeleitfähige Polster längs seines Umfangs hält und mit dem Gehäuse verbunden ist,- A cushion arrangement with a resilient thermally conductive cushion, which is between the pressure plate and the semiconductor plate is arranged so that it causes heat conduction between these elements when the pressure plate is in the die-clamping position, and with a pad holder that holds the thermally conductive pad lengthways holds its circumference and is connected to the housing, - eittioBalg, der zwischen das Gehäuse und die Andrückplatte geschaltet ist und ein Fluid enthält, welches bei einer vorherbestimmten Druckbeaufschlagung die Expansion des Balges und die Bewegung der Andrückplatte aus der zurückgezogenen Stellung in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung bewirkt, wobei das Fluid mit der Andrückplatte in Wärmeberührung steht,- eittioBalg, which is between the housing and the pressure plate is switched and contains a fluid which, when a predetermined pressure is applied, the expansion of the bellows and causing the pressure plate to move from the retracted position to the die clamping position, the fluid being in thermal contact with the pressure plate, - eine Einrichtung zum Aufbringen des vorherbestimmten Drucks auf das Fluid, wenn die Bewegung der Andrückplatte in die Halbleiterplättchen-Klemmstellung erwünscht ist,- A device for applying the predetermined pressure to the fluid when the movement of the pressure plate in the Die clamping position is desired, - eine Einrichtung zum Kühlen des Fluids und- A device for cooling the fluid and - eine Einrichtung zur Rückstellung der Andrückplatte in die zurückgezogene Stellung beim Aufheben des vorherbestimmten Drucks auf das Fluid,- A device for resetting the pressure plate in the retracted position when the predetermined one is canceled Pressure on the fluid, wodurch Wärmeenergie von dem Halbleiterplättchen durch das Polster und die Andrückplatte an das Fluid übertragbar ist.whereby thermal energy can be transferred from the semiconductor die through the cushion and the pressure plate to the fluid. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19,20. Apparatus according to claim 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßplatte und die Polsteranordnung mit dem Gehäuse durch eine Vielzahl von Stiften verbunden sind, die sich durch die Polsteranordnung und die Preßplatte erstrecken, sowie durch eine Vielzahl von Befestigungselementen, die mit den Stiften verbunden sind, wobei durch Entfernen der Befestigungselemente von den Stiften die Preßplatte und die Polsteranordnung ohne weiteres von der Vorrichtung abnehmbar ist.characterized in that the press plate and the cushion assembly to the housing by a plurality of Pins are connected which extend through the pad assembly and the press plate, as well as through a plurality of Fasteners connected to the pins, by removing the fasteners from the pins the press plate and pad assembly is readily available is removable from the device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7396005B2 (en) 2004-10-01 2008-07-08 Unaxis International Trading Ltd. Clamping device and transport mechanism for transporting substrates

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770297B2 (en) * 1986-05-20 1995-07-31 東京エレクトロン株式会社 Wafer holding device in ion implantation apparatus
JPH0775158B2 (en) * 1986-05-20 1995-08-09 東京エレクトロン株式会社 Driving device in high vacuum chamber for semiconductor manufacturing equipment
US5044314A (en) * 1986-10-15 1991-09-03 Advantage Production Technology, Inc. Semiconductor wafer processing apparatus
US4891335A (en) * 1986-10-15 1990-01-02 Advantage Production Technology Inc. Semiconductor substrate heater and reactor process and apparatus
US4938815A (en) * 1986-10-15 1990-07-03 Advantage Production Technology, Inc. Semiconductor substrate heater and reactor process and apparatus
US4778559A (en) * 1986-10-15 1988-10-18 Advantage Production Technology Semiconductor substrate heater and reactor process and apparatus
US4956046A (en) * 1986-10-15 1990-09-11 Advantage Production Technology, Inc. Semiconductor substrate treating method
US7385821B1 (en) * 2001-12-06 2008-06-10 Apple Inc. Cooling method for ICS
CN110379729B (en) * 2018-04-13 2022-10-21 北京北方华创微电子装备有限公司 Heating base and semiconductor processing equipment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282924A (en) * 1979-03-16 1981-08-11 Varian Associates, Inc. Apparatus for mechanically clamping semiconductor wafer against pliable thermally conductive surface
FR2501907A1 (en) * 1981-03-13 1982-09-17 Thomson Csf Molecular adhesion plane substrate holder - takes any sized substrate held on plate by copolymer elastomer and resin layer pressed in place and removed by fluid pressure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7396005B2 (en) 2004-10-01 2008-07-08 Unaxis International Trading Ltd. Clamping device and transport mechanism for transporting substrates

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FR2517124A1 (en) 1983-05-27

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