DE4116392C2 - Halterung zur einseitigen Naßätzung von Halbleiterscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung zur Verwendung bei der einseitigen Naßätzung von Halbleiterscheiben.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden die dazu verwendeten Halbleiterscheiben aus unterschiedlichen Gründen einer Ätzung unterworfen, z. B. um die Scheiben zu reinigen, um Strukturen herzustellen oder die dabei verwendeten Photolacke zu entfernen. Bei der Trockenätzung (Gasätzung) ist dabei eine einseitige Ätzung leicht zu bewirken. Sieht man von der sogenannten Tunnelätzung ab, so wird die einzelne zu ätzende Halbleiterscheibe jeweils auf einem Träger gehaltert, der Angriff erfolgt somit zwangsläufig nur einseitig. Bei der Naßätzung hingegen wird die zu ätzende Scheibe in das Ätzbad eingetaucht. Will man sie gegen einen beidseitigen Angriff schützen, so muß zwangsläufig eine Seite abgedeckt werden. Die Abdeckung ist nach dem Ätzvorgang wieder zu entfernen, was einen zusätzlichen Prozeßschritt erfordert. Noch aufwendiger gestaltet sich die Problematik, die Scheiben einseitig, d. h. auf der Rückseite auszudünnen, wenn auf der Oberseite bereits Bauelemente erstellt sind.

Aus der DE-AS 12 49 051 ist eine Halterung zur Verwendung bei einer einseitigen Naßätzung von Halbleiterscheiben bekannt, bei der Teile der Oberfläche der Halbleiterscheibe geätzt werden sollen. Die Vorrichtung besteht aus zwei Körpern, die jeweils ein Gewinde aufweisen, über welche sie miteinander verschraubbar sind. Einer der Körper enthält eine kegelstumpfförmige Öffnung. Die Halbleiterscheibe kann zwischen den beiden Körpern fixiert werden, wobei ein Teil einer ihrem Oberflächen durch die kegelstumpfförmige Öffnung einer Ätzflüssigkeit zugänglich ist. Die Fixierung des Halbleiterkörpers erfolgt durch das Verschrauben der beiden Körper miteinander.

Aus der US 4 788 994 ist eine Haltevorrichtung für Halbleiterscheiben bekannt, deren Oberfläche behandelt werden soll. Die Halbleiterscheibe wird in Spannelemente eingespannt, welche an einem rotierbaren Schaft befestigt sind. Die Haltevorrichtung ist von einem Gehäuse umgeben. Ferner sind Flüssigkeitszuleitungen vorgesehen, mit denen eine Flüssigkeit zur Behandlung der rotierenden Halbleiterscheibe auf deren Oberseite und Unterseite gelenkt werden kann.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, daß sie mechanisch aufwendig und teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung zur einseitigen Naßätzung von Halbleiterscheiben zu schaffen, mit der das einseitige Abätzen einfach, billig und auf zuverlässige Weise erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Mit dieser Vorrichtung kann eine Halbleiterscheibe einfach und schnell auf zuverlässige Weise in der Vorrichtung justiert werden. Die Vorrichtung ist einfach und vielseitig und einfach verwendbar.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Gesamtansicht einer Halterung nach der Erfindung (Linie A-B in 2), bestehend aus einem Trägerkörper, einer Druckkontaktplatte und einer Bajonettscheibe.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf den Trägerkörper,

Fig. 2a zeigt den Schnitt längs der Linie A-B in Fig. 2,

Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf die Unterseite der Druckkontaktplatte, teilweise im Schnitt, mit aufgesetztem Kontaktstern,

Fig. 3a zeigt den Längsschnitt A-B in Fig. 3,

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf die Unterseite der Bajonettscheibe,

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf den Kontaktstern, und

Fig. 5a zeigt den Schnitt längs der Linie A-B in Fig. 5.

Die Halterung für Halbleiterscheiben besteht aus drei ineinandergreifenden Bauteilen, die in zusammengesteckter Form in Fig. 1 im Querschnitt gezeigt sind, nämlich dem Trägerkörper 1, der darin eingepaßten Druckkontaktplatte 2 und der abschließenden Bajonettscheibe 3.

Der Trägerkörper 1 ist kreisschalenförmig ausgebildet und besitzt einen planen Boden 101, in dessen Zentrum ein vorzugsweise kreisförmiges Fenster 8 ausgespart ist. Von seinem Rand erstreckt sich im Boden 101 in Richtung auf die Seitenwand 4 des Trägerkörpers 1 eine Einsenkung 91, an deren Außenumfang eine an zwei gegenüberliegenden Stellen abgeflachte Ringnut 62 eingelassen ist, in der ein O-Ring 72 sitzt. Die Tiefe der Einsenkung ist dabei entsprechend der Stärke der aufzunehmenden Halbleiterscheibe bemessen.

Entsprechendes gilt natürlich auch für den Gesamtdurchmesser des Fensters, der Einsenkung sowie des ganzen Trägerkörpers, die der Größe der aufzunehmenden Scheiben angepaßt sein müssen. In die Seitenwand 4 sind Verriegelungsnuten 5 mit entsprechenden Einschuböffnungen 51 eingelassen, die bei vorzugsweise zwei gegenüberliegenden Nuten als Schlitze 17, 171 bis auf den Boden 101 geführt sind (Fig. 2).

In der Fig. 2a ist der Schnitt längs der Linie A-A in der zuvor beschriebenen Fig. 2 dargestellt. Man erkennt den Boden 101 und die Seitenwand 4 des Grundkörpers 1, in der die Verriegelungsnuten 5 und die entsprechenden Einschuböffnungen 51 ausgespart sind. Im Boden sieht man die Einsenkung 91 sowie an deren Rand die in den Boden eingelassene Ringnut 62 mit dem in ihr sitzenden O-Ring 72. Ferner ist das Fenster 8 erkennbar, dessen Wand sich in einer Abschrägung 81 nach unten konisch verbreitert.

Die in Fig. 3 gezeigte Druckkontaktplatte 2 besteht aus einer kreisförmigen Scheibe 21, die an einer Stelle ihrer Umrandung eine Nase 16 und an der gegenüberliegenden Seite einen Schaft 10 aufweist. In der Scheibe 21 sind zu ihrem Rande hin Ringnuten 60, 61 eingelassen, in denen O-Ringe 70, 71 liegen. Die äußere Ringnut 60 ist dabei kreisförmig ausgebildet, die innere Ringnut 61 weist hingegen zwei gegenüberliegende Abflachungen auf. Der Durchmesser der inneren Ringnut und ihre Anordnung auf der Scheibe 21 sowie die der Abflachungen ist dabei so gewählt, daß der in ihr liegende O-Ring 71 und der O-Ring 72 in dem Trägerkörper beim Zusammenbau der Vorrichtung übereinander zu liegen kommen und die zu halternde Halbleiterscheibe zwischen ihnen eingeklemmt wird. Im Inneren des Schaftes 10 verläuft eine Druckleitung 11 sowie ein Entlüftungskanal 12. Die Druckleitung 11 mündet in den Durchlässen 110, 111 der Ringnuten 60, 61. Der Entlüftungskanal 12 mündet in Anschlußöffnungen 120, 121, die zu Ausnehmungen 130, 131 führen, welche in Richtung zum Scheibenzentrum jeweils nach den Ringnuten 60, 61 angeordnet sind. Die Ausnehmung 131 weist dabei entsprechend ihrer Lage nach der Ringnut 61 an den entsprechenden Stellen wie diese Abflachungen auf. Der in Fig. 3 gezeigt Schaft 10 enthält noch eine dritte Bohrung 13, durch die elektrische Anschlüsse zu einem auf der Druckkontaktplatte 2 angebrachten Kontaktstern 14 (Fig. 5) führen, der aus dem kreisförmigen Zentralteil 140 besteht und im Winkel von 120°C radial nach außen geführte Stege 141 enthält, deren Außenenden jeweils einen Druckkontakt 15 tragen.

Fig. 3a zeigt den Schnitt entlang der Linie C-D in Fig. 3 und macht deutlich, daß die radial nach außen geführten Stege 141 des Kontaktsterns 14 gebogen sind, so daß die an deren Enden angeordneten Druckkontakte 15 auf der Halbleiterscheibe 9 aufliegen. Man erkennt ferner die Ringnuten 60, 61 mit den darin angeordneten O-Ringen 70, 71 und deren Lage am Rande der Kreisscheibe 21.

Die den dritten Teil der Gesamtvorrichtung darstellende Bajonettscheibe 3 ist in Fig. 4 gezeigt und zwar in der Draufsicht ihrer Unterseite. Man sieht eine Vielzahl von Kanälen 33, die sich vom Scheibenzentrum 32 unter Ausbildung einer Vielzahl von Segmenten 133 radial zum Scheibenrand hin erstrecken. Durch diese Aufteilung soll nach dem Zusammenbau eine zu starke Adhäsion der Bajonettscheibe 3 an der Druckkontaktplatte 2 vermieden werden. An mindestens zwei gegenüberliegenden Segmenten 133 sind am Rande der Bajonettscheibe 3 Nocken 31 ausgebildet, allgemein entspricht die Zahl der Nocken 31 derjenigen der Zahl der Verriegelungsnuten 5. Zur Handhabung der Bajonettscheibe sind im gleichen Abstand zu deren Mittelpunkt zwei axial ausgerichtete Grifflöcher 19 eingelassen.

Der in den Fig. 5 und 5a gezeigte Kontaktstern wurde zum Teil bereits in Verbindung mit der Fig. 2 beschrieben. Nicht erwähnt wurde dabei der in Fig. 5 erkennbare Schnitt A-B, der in Fig. 5b dargestellt ist. Dabei stellt der von M nach links gerichtete Arm den nichtgeschnittenen Steg 141 dar, der in Fig. 5 nach links unten zeigt. Am rechten Teil, der die Schnittansicht verkörpert, erkennt man, daß der Steg 142, wie dies auch bei den beiden anderen Stegen 141, 143 der Fall ist, vom Ansatz am Zentralteil 140 zu seinem den Druckkontakt 15 tragenden Ende hin nach unten abgebogen ist.

Die Anwendung der Ätzhalterung erfolgt wie nachstehend:

Die Halbleiterscheibe 9 wird mit der zu ätzenden Fläche nach unten in die hierfür vorgesehene Einsenkung 91 des Trägerkörpers 1 eingelegt. Die Druckkontaktplatte 2 wird aufgesetzt, wobei durch den Schaft 10 und die Nase 16, die in die entsprechenden Schlitze einrasten, eine Lagefestlegung der Druckkontaktplatte 2 bewirkt wird. Wie schon oben erwähnt, wird dabei die Halbleiterscheibe 9 zwischen den beiden O-Ringen 71 und 72 fixiert, wenn zum Abschluß die Bajonettscheibe mit ihren Nocken 31 in die Einschuböffnungen 5 eingesetzt und durch eine Drehbewegung in den Verriegelungsnuten 5 verklemmt wird. Zur Unterstützung der Fixierung bzw. der spannungsfreien Abdichtung zwischen den genannten O-Ringen werden diese mittels der Druckleitung 11 über den Anschlußnippel 112 mit Druckluft beaufschlagt.

Der Entlüftungskanal 12 wiederum dient zur Ableitung von Luft, um zu verhindern, daß bei einer undichten Stelle zwischen den O-Ringen sich ein Druck hinter der Halbleiterscheibe 9 aufbaut, was zu deren Zerstörung führen könnte.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist noch ein dritter Kanal 22 gezeigt, durch den elektrische Anschlüsse zum Kontaktstern 14 führen. Diese Einrichtung ist nur dann erforderlich, wenn auf elektrochemischem Wege geätzt wird. Bei normaler Naßätzung können der Kontaktstern sowie der damit erforderliche Kanal 22 und die Anschlüsse darin entfallen.

Claims (8)

1. Halterung zum einseitigen Naßätzen von Halbleiterscheiben

• - mit einem Trägerkörper (1), der in seinem mittleren Bereich eine Einsenkung (91) mit kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der Halbleiterscheibe (9) und in seinem Randbereich wenigstens einen Schlitz (17, 171) sowie Einschuböffnungen (5) aufweist,
• - mit einer Druckkontaktplatte (2), die wenigstens einen zu diesem jeweiligen Schlitz (17, 171) korrespondierenden, in diesen einrastbaren Schaft (10) zur Lagefestlegung der Druckkontaktplatte (2) aufweist und
• - mit einer Bajonettscheibe (3) mit zu den Einschuböffnungen korrespondierenden, in diesen verklemmbaren Nocken (5) zum Fixieren einer zwischen dem Trägerkörper (1) und der Druckkontaktplatte (2) angeordneten Halbleiterscheibe (9).

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trägerkörper (1) auf der der Druckkontaktplatte (2) zugewandten Seite eine ringförmige Einsenkung (91) ausgebildet ist, in welcher ein Dichtring angeordnet ist.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckkontaktplatte (2) auf der dem Trägerkörper (1) zugewandten Seite eine Ringnut (61) vorgesehen ist, in welcher ein Dichtring angeordnet ist.

4. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Trägerkörper (1) ist kreisschalenförmig ausgebildet,
• - im Zentrum seines planen Bodens (101) ist ein Fenster (8) ausgespart, von dessen Rand in Richtung auf die Seitenwand (4) des Trägerkörpers (1) sich die Einsenkung (91) erstreckt, an deren Außenumfang eine an zwei gegenüberliegenden Stellen abgeflachte Ringnut (62) eingelassen ist, in der ein O-Ring (72) sitzt,
• - die Seitenwand (4) enthält Verriegelungsnuten (5) mit jeweils Einschuböffnungen (51), die bei zwei gegenüberliegenden Nuten als Schlitze (17, 171) bis auf den Boden (101) geführt sind.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Druckkontaktplatte (2) aus einer Kreisscheibe (21) besteht, die an einer Stelle ihrer Umrandung eine Nase (16) und an der gegenüberliegenden Seite einen Schaft (10) aufweist, in dessen Innerem eine Druckleitung (11) sowie ein Entlüftungskanal (12) verlaufen,
• - daß die Druckleitung (11) in den Durchlässen (110, 111) von Ringnuten (60, 61) mündet, in denen O-Ringe (70, 71) liegen, die konzentrisch in der Scheibe (21) zu deren Rand hin angeordnet sind, wobei die innere Ringnut (61) im Bereich der Nase (16) und des Schaftes (10) abgeflacht ist,
• - daß der Entlüftungskanal (12) über Anschlußöffnungen (120, 121) zu Ausnehmungen (130, 131) führt, welche in Richtung zum Scheibenzentrum jeweils nach den Ringnuten (60, 61) angeordnet sind.

6. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Schaft (10) eine dritte Bohrung (22) enthält, durch die elektrische Anschlüsse zu einem auf der Druckkontaktplatte (2) angebrachten Kontaktstern (14) führen, der aus einem kreisförmigen Zentralteil (140) mit im Winkel von 120° radial nach außen geführten Stegen (141, 142, 143) besteht, an deren Außenende jeweils ein Druckkontakt (15) angeordnet ist.

7. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonettscheibe (3) folgende Merkmale aufweist:

• - eine Vielzahl von Kanälen (33) erstrecken sich vom Scheibenzentrum (32) radial nach außen, so daß eine Vielzahl von Segmenten (133) entstehen, wobei an mindestens zwei gegenüberliegenden Segmenten am Rand der Bajonettscheibe (3) Nocken (31) ausgebildet sind,
• - an der Bajonettscheibe (3) ist eine Handhabungsvorrichtung angeordnet.

8. Halterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungsvorrichtung aus zwei in die Bajonettscheibe (3) eingelassenen, im gleichen Abstand zu deren Mittelpunkt axial ausgerichteten Grifflöchern (19) besteht.