NL8403227A

NL8403227A - Opspanplaat.

Info

Publication number: NL8403227A
Application number: NL8403227A
Authority: NL
Original assignee: Varian Associates
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1985-06-03
Also published as: DE3438980A1; FR2554250A1; GB2149697A; GB2149697B; GB8427544D0; JPS6099538A

Description

P & C - « i

Varian Associates, Ine.

Korte aanduiding: Opspanplaat

Bij de fotolithografische bewerking wordt een halfgeleider-plaatje bevestigd op een opspanplaat» teneinde een nauwkeurige positionering te verkrijgen. Voor een optimaal resultaat is het belangrijk, dat het plaatje vast bevestigd is aan de opspanplaat en dat de opspanplaat een vlak 5 montage-oppervlak aan het plaatje biedt.

Een bekende opspanplaat wordt beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 4.213.698. Zoals in fig. 1 en 2 getoond wordt, maakt een dergelijke bekende opspanplaat gebruik van een vacuumbron, om het plaatje neer te drukken op een aantal metalen ondersteuningsstiften. Dergelijke bekende opspan-10 platen zijn kostbaar om te fabriceren en het plaatje kan uitgerekt en vervormd worden, aangezien de metalen opspanplaat en het halfgeleiderplaatje verschillende thermische uitzettingscoefficienten hebben. Aangezien het montage-oppervlak voor het plaatje een metaal is, kan koude uitzetting en daaropvolgende diffusiekamerverontreiniging optreden.

13 Volgens de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een vacuum-opspanplaat gefabriceerd uit een enkel stuk monolitisch silicium. Het oppervlak van de opspanplaat wordt vlak gepolijst en geëtst, zodat een ringvormig buitenafdichtingsoppervlak een binnengebied van afgevlakte pieken en dalen omringt. Door het binnengebied geboorde ga-20 ten staan de toepassing van een vacuum toe. Het te bewerken halfgeleiderplaatje komt alleen in contact met het ringvormige oppervlak en met de pieken van het binnengebied. Luchtstromingsbanen door de dalen zorgen ervoor, dat het vacuum het plaatje vast op de afgevlakte pieken en het ringvormige afdichtingsoppervlak drukt. Aangezien het montage-oppervlak (samengesteld 25 uit het ringvormige afdichtingsoppervlak en de toppen van de pieken) slechts ongeveer 4% van het totale oppervlak van de opspanplaat bedraagt, is de kans dat een korreltje zand e.d. tussen het plaatje en het montage-oppervlak kan komen, laag. Aangezien de opspanplaat en het plaatje gefabriceerd kunnen worden uit hetzelfde materiaal, zijn de thermische uitzettingscoëfficient 30 van het plaatje en de opspanplaat gelijk. Verder heeft koude uitzetting tussen de opspanplaat en het plaatje geen invloed op de vlakheid van de opspanplaat, aangezien een afgebroken piek breekt zonder bramen. Verder kan koude uitzetting tussen de opspanplaat en het plaatje geen verontreiniging van een in een latere bewerkingsstap gebruikte diffusiekamer veroorzaken, 35 aangezien het materiaal van de opspanplaat inert is.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een elektrostatische kracht gebruikt om het plaatje stevig op de opspanplaat te drukken. Een diëlektrisch materiaal wordt toegevoegd 8403227 -2- " # ♦ aan het montage-oppervlak, het plaatje wordt geaard en een hoge spanning wordt toegevoerd aan de opspanplaat. De vacuumbron kan bij aanvang gebruikt worden om het plaatje op de bevestigingsplaat te drukken en de elektrostatische kracht zorgt voor het stevig vasthouden van het plaatje op de op-5 spanplaat, zodra de afstand tussen het plaatje en de opspanplaat klein is.

De onderhavige uitvinding wordt hierna nader beschreven, met verwijzing naar de tekening, waarin:

Fig. 1 in perspektief een bekende, opspanplaat toont.

Fig. 2 een zijaanzicht toont van de in fig. 1 getoonde bekende 10 opspanplaat.

Fig. 3 in perspectief een van pinnen voorziene opspanplaat toont, welke geconstrueerd is volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 4 een bovenaanzicht van de in fig. 3 getoonde opspanplaat 15 toont.

Fig. 5 een zijaanzicht, langs lijn A-A, van de in fig. 4 getoonde opspanplaat toont.

Fig. 6 een vergroot aanzicht van het binnengebied van de in fig. 3 getoonde opspanplaat toont.

20 ' Fig. 7 een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uit vinding toont, waarin een elektrostatische kracht gebruikt wordt om een plaatje stevig vast te houden op de in fig. 5 getoonde opspanplaat.

Fig. 1 en 2 tonen een perspectief- en zijaanzicht van een bekende opspanplaat, waarbij afzonderlijke stiften, meestal van metaal, gebruikt 25 worden om het te bewerken plaatje te ondersteunen.

Fig. 3 toont een perspectief aanzicht van een monolitische vacuum-opspanplaat 1, welke gecontrueerd wordt volgens de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Opspanplaat 1 omvat een enkel stuk monolitisch silicium, welke 9 cm in diameter en 1,5 cm dik is. Het is 30 eveneens mogelijk om de opspanplaat 1 te fabriceren uit andere kristallijne materialen zoals bijvoorbeeld GaAs, kwarts of saffier en om andere dimensies voor de opspanplaat te gebruiken, afhankelijk van de grootte van het plaatje. Een vlak ringvormig afdichtingsoppervlak 3 ligt langs de buitenrand van het bovenoppervlak van de opspanplaat 1 en omringt een binnengebied 5.

35 Een zestal luchtgaten 7 is door de opspanplaat 1 geboord, om voor een verbinding met een vacuumbron te zorgen.

Fig. 4 toont een bovenaanzicht van de opspanplaat 1 en fig.5 toont een zijaanzicht langs de lijn A-A; het binnengebied 5 is in beide figuren op vergrote schaal weergegeven, om de nadruk te leggen op de pieken 11 en 8403227 * * -3- / dalen 13. Bij een hierboven genoemde opspanplaat 1 van 9 cm in diameter* is het ringvormige afdichtingsoppervlak 3 5 mm breed, de afgevlakte toppen van de pieken 11 zijn 200 micron bij 200 micron, de middelpunten van de pieken 11 liggen ongeveer 1000 micron uit elkaar en de afgevlakte toppen van de 5 pieken 11 bevinden zich 50 micron boven de bodem van de dalen 13. De gaten 7 zijn 0,9 mm in diameter en een verzamelkamer 15 kan in de onderkant van de opspanplaat 1 gefreesd worden, om te zorgen voor een aansluiting voor een vacuumbron 17. Verschillende opspanplaten 1 zijn geconstrueerd, waarin de hoogte van de pieken 11 boven de dalen 13 tot 100 micron toenamen.

10 Fig. 6 toont een weergave van een gescande micro-elektronenopname van een deel van het binnengebied 5. De pieken 11 in deze figuur kunnen beschouwd worden als vlak-afgetopte pyramiden, hoewel andere configuraties, bijvoorbeeld vierkante pinnen, gebruikt kunnen worden. Opspanplaat 1 wordt gevormd uit een enkel stuk monolitisch silicium met een <.100> kristallijne 15 roosteroriëntatie. Silicium met andere kristallijne roosteroriëntaties kan ook gebruikt worden, om pieken 11 met verschillende andere geometrieën te vormen. Opspanplaat 1 wordt eerst in de gewenste vorm en grootte gesneden en de verzamelkamer 13 wordt gefreesd. Het bovenoppervlak (bestaande uit het ringvormige afdichtingsoppervlak 3 en het binnengebied 5) wordt gepo-20 lijst, totdat de gewenste graad van vlakheid verkregen is, hetgeen van een submicronniveau kan zijn, waarbij gebruik gemaakt wordt van bekende moderne technieken. Een spanning-compenserende oxidelaag wordt aangebracht op het bovenoppervlak en een nitridemasker, zodanig ontworpen om te zorgen voor de gewenste etsing van de pieken 11 en dalen 13, wordt aangebracht op de span-25 ning-compenserende oxidelaag. Een oriëntatieafhankelijk etsmiddel (bijvoorbeeld Κ0Η voor het hierboven genoemde <100> silicium) wordt toegepast voor het etsen van de pieken 11 en dalen 13. Uiteindelijk wordt het nitridemasker verwijderd en een slijtlaag van nitride wordt aangebracht op de spanning-compenserende oxidelaag.

30 Een plaatje, met een diameter ongeveer gelijk aan de diameter van de opspanplaat 1, wordt op het bovenoppervlak van de opspanplaat 1 geplaatst. Het vlakke ringvormige afdichtingsoppervlak 3 verschaft een luchtafdichting langs de rand van het plaatje. Een door middel van een vacuumbron 17 via de verzamelkamer 13 en de gaten 17 verkregen vacuum, drukt het plaatje 35 tegen het ringvormige oppervlak 3 en de pieken 11 aan. De vele pieken 11 verschaffen een groot aantal vlakke ondersteuningspunten voor het- plaatje.

Fig. 7 toont een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, waarin zowel een vacuum als elektrostatische krachten toegepast worden, om een plaatje 21 op de fig. 5 getoonde opspanplaat 1 te 8403227 " è v -4- drukken. Een diëlektrische laag 23 wordt aangebracht op de pieken 11 en dalen 13 van de opspanplaat 1. De diëlektrische laag 23 kan bijvoorbeeld een 2-3 micron dikke siliciumdioxidelaag bevatten. Een hoge spanning, in de orde van 1000 Volt, wordt toegevoerd aan de opspanplaat 1 door een 5 voedingsbron 25 en het plaatje 21 is geaard. De vacuumbron wordt eerst gebruikt om het plaatje 21 dichtbij de opspanplaat 1 te brengen. Daarna wordt de voedingsbron 25 ingeschakeld en een elektrostatische kracht, evenredig met het kwadraat van de voedingsspanning 25 (en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen de opspanplaat 1 en het plaatje 21), 10 wordt aangewend om het plaatje 21 tegen de pieken 11 van de opspanplaat 1 te drukken. Het oppervlak van de pieken 11 kan vergroot worden ten opzichte van het bovenoppervlak, om de elektrostatische kracht te laten toenemen en in dit geval kunnen de vacuumbron 17 en het ringvormige afdichtingsopper-vlak 3 overbodig zijn.

15 Ή-ΗίΗΗ+Ι I I I 1 I I I I I I· 8403227

Claims

1. Montage-inrichting voor het ondersteunen van een werkstuk, gekenmerkt door: een opspanplaat met een groot aantal pinnen voor het ondersteunen van het werkstuk, waarbij de opspanplaat uit één stuk kristallijn materiaal 5 is samengesteld.

2. Montage-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pinnen gevormd worden door het etsen van het stuk kristallijne materiaal.

3. Montage-inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de pinnen toppen hebben, die nagenoeg vlak zijn.

4. Montage-inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de toppen van de pinnen nagenoeg in één vlak liggen.

5. Montage-inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de pinnen bij benadering afgevlakte pyramiden zijn.

6. Montage-inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt door een 15 ringvormig afdichtingsoppervlak, welke nagenoeg vlak is en in één vlak ligt met de toppen van de pinnen.

7. Montage-inrichting volgens conclusie 6, gekenmerkt door: door de pinnen bepaalde dalen; een verzamelkamer voor het opbouwen van een vacuum; en 20 één of meerdere gaten in de opspanplaat, waarbij de gaten de ver zamelkamer met één of meer dalen verbindt.

8. Montage-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal silicium is.

9. Montage-inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het 25 silicium een 100 kristallijne roosteroriëntatie heeft.

10. Montage-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het werkstuk het kristallijne materiaal bevat.

11. Montage-inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het werkstuk een halfgeleiderplaatje bevat.

12. Montage-inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt door een op de verzamelkamer aangesloten vacuumbron.

13. Montage-inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt door een de pinnen bedekkende dielektrische laag en een op de opspanplaat aangesloten hoge voedingsspanning.

14. Montage-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het werkstuk geaard is. 8403227 v< « « t -6-

15. Montage-inrichting volgens conclusie 14, gekenmerkt door een op de verzamelkamer aangesloten vacuumbron. 8403227