DE4304912C2 - Verfahren und Vorrichtung zur durchgehend automatischen Chipherstellung unter Vakuum - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur durchgehend automatischen Chipherstellung unter Vakuum

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur durchgehend automatischen Chipherstellung, insbe­ sondere zur Herstellung von mikroelektronischen, elektroni­ schen und/oder optoelektronischen Bauelementen unter Nutzung einer Positionier- und Haltevorrichtung.
Nach dem Stand der Technik sind in der Elektronikferti­ gung die verschiedensten Verfahren bekannt, die zur Herstel­ lung von Chips eingesetzt werden. Zur Erlangung qualitätsge­ rechter Chips erfolgt die Fertigung zumindest teilweise unter Vakuum, wobei zur Rationalisierung des Fertigungsprozesses Roboter und Manipulatoren eingesetzt werden.
Aus der DE 37 27 453 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Ausrichten eines Musters auf einem Chip bekannt, wonach ein Elektronenstrahl durch Ablenken auf Chipmarken gerichtet wird, während der Chip stationär gehalten und Ablenkparameter bestimmt werden und weiterhin der Chip bezüglich der Chipmar­ ke unter Bestimmung von Stellungsparametern auf einem Elek­ tronenstrahl ausgerichtet sowie der Chip mit dem Elektronen­ strahl unter Verwendung der Ablenkparameter belichtet wird.
In dem US-Patent 4 962 423 sind weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die zur Ermittlung einer Markierung, die beispielsweise in einer Halbleiterscheiben- Belichtungseinrichtung, wie Stepper, mittels einer Schablone auf einen Halbleiterwafer übertragen wird, eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine möglichst durchgehende Automatisierung der Chipher­ stellung unter Vakuum zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruches 1 und durch eine Vorrich­ tung nach den Merkmalen des Anspruches 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 4 beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Chipherstellung wird eine durchgehende Automatisierung erreicht. Dadurch können wesentlich bessere Qualitätsmerkmale erreicht werden, da die Anzahl schlechter Chips sinkt. Gegenüber anderen Fer­ tigungsverfahren wird eine Trennung der Chips in die entspre­ chende Größe an den Anfang der Bearbeitungsstufen gestellt. Es ist eine durchgängige Herstellung unter Vakuum leicht möglich.
Anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf eine Positionier- und Haltevorrichtung und
Fig. 2 eine Belichtungsschablone mit dem Detail Positionierflächen.
Die einzelnen Verfahrensschritte zur automatischen Chipherstellung unter Vakuum und Nutzung einer Positionier- und Haltevorrichtung 1 sind folgende:
Der Wafer wird mit einem magnetisch leitenden Stoff be­ schichtet, der unter Magneteinwirkung eine Haltekraft be­ sitzt, bzw. es werden entsprechend beschichtete Wafer einge­ setzt. Anschließend erfolgt die Trennung des Wafers auf die gewünschte Chipgröße. Die Trennung erfolgt vorzugsweise durch eine Diamantscheibe. Nach der Anbringung der elektrischen Außenanschlüsse werden die Chips durch magnetische Halte­ kräfte einer anschließend näher beschriebenen Positionier- und Haltevorrichtung 1 positioniert und gehalten. Die allgemein bekannten Arbeitsgänge, wie Oxidieren, Fotoresi­ stbeschichten, Ätzen, Belichten, Entwickeln des Foto­ lackes, CVD-Beschichtung, Ionenimplantation, Diffusion usw. schließen sich unter Vakuum an. Bei den Verfahrensschritten Ätzen und Beschichten sind die entsprechenden Behälter bis zum Behälterrand gefüllt und die Eintauchtiefe wird genau gesteuert.
Die für die Erfindung benötigte Positionier- und Halte­ vorrichtung 1 besteht aus einem Glaswerkstoff mit einer gegen Null gehenden Wärmeausdehnung.
Die Positionier- und Haltevorrichtung 1 hat folgenden Aufbau. Der Glaskörper hat eine viereckige Form, wobei die Tiefe wesentlich geringer ist als die Seitenlängen. Die Oberfläche der Positionier- und Haltevorrichtung 1 ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht 2 versehen. Nahe der Ränder besitzt diese Schicht 2 lichtdurchlässige Schlitze als Positionierkennzeichen 3, mindestens aber ein Positionier­ kennzeichen 3 pro Koordinate. Diese Positionierkennzeichen 3 verlaufen parallel mit dem jeweiligen Rand.
Auf der Unterseite der Positionier- und Haltevorrichtung 1 ist ein verschiebbarer Magnet 4 und mindestens im Bereich der Positionierkennzeichen 3 sind Lichtquellen vorgesehen. Über der Positionier- und Haltevorrichtung 1 ist eine (oder auch mehrere) verschiebbare Belichtungsschablone 5 aus einem ähnlichen Glaswerkstoff, wie die Positionier- und Haltevor­ richtung 1, verschiebbar angeordnet.
Auf der Belichtungsschablone 5 sind im Randbereich mehrere Positionierflächen 6 aufgetragen. Diese Positionier­ flächen 6 sind kreissegmentartige, bei Lichteinfall z. B. widerstandsveränderliche Flächen, die mit, ihren Spitzen gegenüberstehen, wobei der Abstand der Spitzen voneinander der Breite der Positionierkennzeichen 3 entspricht.
Bei der Lage eines Positionierkennzeichens 3 genau zwischen den Spitzen der Positionierflächen 6 tritt keine Veränderung des Widerstandes mehr auf. Dieses Signal wird mittels elektrischer Anschlüsse 7 an den Positionierflächen 6 abgegriffen und für die Positionierung der Belichtungs­ schablone 5 an einen Leitrechner gemeldet. Die Positionier- und Haltevorrichtung 1 und die Belichtungsschablonen 5 besitzen eine maschinell lesbare Kodierung. Mittels des Leitrechners wird der gesamte Prozess gesteuert.

Claims (4)

1. Verfahren zur durchgehend automatischen Chipherstellung unter Vakuum mit den folgenden Schritten:
  • - der Wafer wird mit einem magnetisch leitenden Stoff beschichtet,
  • - anschließend mittels einer geeigneten Trennvorrichtung auf die gewünschte Chipgröße zerteilt,
  • - nach der Trennung und Anbringung der elektrischen Außenanschlüsse wird die gewünschte Anzahl von Chips auf einer kodierten Positionier- und Haltevorrichtung (1) abgelegt,
  • - mit Hilfe der Positionier- und Haltevorrichtung (1) erfolgt mittels kodierter, durch einen Leitrechner gesteuerter Belichtungsschablonen (5) die Weiterbearbeitung der Chips unter Vakuum, wie z. B. Oxidieren, Fotoresistbeschichtung, Ätzen, Belichten usw.,
  • - wobei bei den Verfahrensschritten Ätzen und Beschichten die entsprechenden Behälter vollständig gefüllt werden und die Eintauchtiefe genau gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chips durch eine magnetische Kraft auf der Positionier- und Haltevorrichtung (1) gehalten werden.
3. Positionier- und Haltevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit den folgenden Merkmalen:
  • - die Positionier- und Haltevorrichtung (1) besteht aus einem Glaswerkstoff mit einer gegen Null gehenden Wärmeausdehnung,
  • - die Oberfläche der Positionier- und Haltevorrichtung (1) ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht (2) versehen, die mindestens pro Koordinate einen parallel mit dem Rand verlaufenden, lichtdurchlässigen Schlitz als Positionierkennzeichen (3) besitzt,
  • - die zur Positionier- und Haltevorrichtung (1) dazugehörigen, verschiebbaren Belichtungsschablonen (5) bestehen ebenfalls aus einem Glaswerkstoff mit einer gegen Null gehenden Wärmeausdehnung und besitzen im Randbereich mehrere Positionierflächen (6), die eine kreissegmentförmige Gestalt haben und aus einem Material bestehen, das bei Lichteinfall die elektrische Leitfähigkeit ändert, wobei immer zwei Positionierflächen (6) mit ihren Spitzen in einem Abstand der Breite der Positionierkennzeichen (3) gegenüberstehen und mit elektrischen Anschlüssen zur Signalabgreifung versehen sind, die zu einem Leitrechner führen,
  • - auf der Unterseite der Positionier- und Haltevorrichtung (1) ist ein verschiebbarer Magnet (4) und im Bereich der Positionierkennzeichen (3) sind Lichtquellen angeordnet,
  • - die Positionier- und Haltevorrichtung (1) und die Belichtungsschablone (5) besitzen jeweils maschinell lesbare Kodierungen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionier- und Haltevorrichtung (1) eine viereckige Form aufweist und die Tiefe wesentlich geringer ist als ihre Seitenlängen.
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