DE19728962A1 - Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe (Wafer) nach Art einer Ätzdose mit einem Grundkörper, an dessen einer Oberseite die Halbleiter­ scheibe mit ihrer einen Seite im Randbereich mittels einer umlaufenden Dichtung nach außen abgedichtet anbringbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der internationalen Anmel­ dung WO 92/02948 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrich­ tung ist ein wannenförmiger Grundkörper mit einer umlaufenden Nut versehen, in der ein O-Ring eingelegt ist. Die bekannte Vorrichtung weist darüber hinaus einen ringförmigen Deckel auf, der ebenfalls in einer umlaufenden Nut einen weiteren O-Ring aufweist. Zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe wird diese zwischen den Grundkörper und den Deckel gelegt, und es werden dann der Grundkörper und der Deckel mit Schrau­ ben verspannt, die in fluchtenden Durchgangslöchern des Grundkörpers und des Deckels eingebracht sind. Nach dem Ver­ spannen von Grundkörper und Deckel ist die eine Seite der Halbleiterscheibe nach außen und damit beim Ätzen gegenüber dem Ätzmedium abgedichtet; die andere, zu ätzende Seite der Halbleiterscheibe ist bis auf den vom Deckel abgedeckten Randbereich frei für den Zutritt durch das Ätzmittel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe vorzuschlagen, die ver­ gleichsweise einfach und damit kostengünstig aufgebaut ist und die Halbleiterscheibe so gut wie gar nicht mechanisch be­ ansprucht.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die Dichtung aus zwei voneinander beabstandeten, umlaufenden Dichtungslippen, und im Bereich zwischen den Dichtungslippen mündet eine Un­ terdruckleitung.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe besteht darin, daß sie nur aus dem Grundkörper als einem einzigen Körper besteht, so daß ein zweites zu dem Grundkörper passendes Deckelteil nicht erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß allein durch Erzeugen eines Unterdrucks zwischen den Dichtungslippen die Anbringung der Halbleiterscheibe an der Vorrichtung erfolgt. Als zusätzliche Vorteile sind anzusehen, daß die Halbleiterscheibe infolge der Halterung über die umlaufenden Dichtungslippen spannungs­ frei gehalten ist und daß die Halbleiterscheibe auf ihrer zu ätzenden Seite vollkommen bloß liegt und somit optimal ausgenutzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum ein- und zweiseiti­ gen Ätzen von Halbleiterscheiben geeignet. Zum - gleichzeiti­ gen - zweiseitigen Ätzen weist der Grundkörper vorteilhafter­ weise ein großes Durchgangsloch auf, ist also gewissermaßen als Ringkörper ausgebildet.

Zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe weist der Grundkörper in vorteilhafter Weise an seiner von der einen Oberseite abgewandten Seite einen Boden auf.

Bei einer besonders kostengünstig herzustellenden Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Grundkör­ per aus elastischem Material gegossen, und die umlaufenden Dichtungslippen sind angegossen. Es bedarf in diesem Falle keiner zusätzlichen fertigungstechnischen Maßnahmen, um die Dichtungslippen an dem Grundkörper anzubringen.

Besonders kostengünstig läßt sich die erfindungsgemäße Vor­ richtung zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe dann herstellen, wenn der Grundkörper aus einem im wesentlichen ringförmigen Gußkörper aus dem elastischen Material besteht, in den ein den Boden bildendes, scheibenförmiges Bodenteil eingeschnappt ist.

Um während eines einseitigen Ätzens einen Überdruck innerhalb des Grundkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ver­ meiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus dem Bereich innerhalb der von den Dichtungslippen gebildeten Dichtung durch den Grundkörper nach außen mindestens ein Aus­ gangskanal geführt. Ist ein weiterer Ausgangskanal vorgese­ hen, dann kann über diesen während des Ätzens ein Spülvorgang mit z. B. einem Reinstgas ablaufen.

Der Ausgangskanal kann an unterschiedlichen Seiten, bei­ spielsweise auch im Bereich des scheibenförmigen Bodenteils des Grundkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach außen geführt sein; als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Ausgangskanal in dem ringförmigen Gußkörper ver­ läuft. An sich ist es aus der oben erwähnten internationalen Patentanmeldung bekannt, den Innenraum des Grundkörpers über eine Bohrung und ein Rohr oder einen Schlauch mit der Außen­ umgebung zu verbinden.

Die Federkontakt-Einrichtung kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise als federnde Kontaktplatte am Grundkörper. Als besonders vor­ teilhaft wird es jedoch aus konstruktiven und fertigungstech­ nischen Gründen angesehen, wenn eine an dem Grundkörper ge­ haltene elektrische Federkontakt-Einrichtung mindestens eine Kontakt-Blattfeder aufweist, die am Grundkörper zwischen den umlaufenden Dichtungslippen angeordnet ist.

Um eine gute elektrische Kontaktgabe zur zu ätzenden Halblei­ terscheibe zu erreichen, sind vier Kontakt-Blattfedern gleichmäßig über den Umfang der umlaufenden Dichtungslippen verteilt angeordnet.

Eine elektrische Anschlußvorrichtung für die Federkontakt-Ein­ richtung kann ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein, zum Beispiel von einem innerhalb des Grundkörpers nach außen geführten, an der oben erwähnten Kontaktplatte angeschlosse­ nen Leiter bestehen. Zur einfachen Herstellung erscheint es besonders vorteilhaft, wenn eine elektrische Anschlußvor­ richtung der Federkontakt-Einrichtung mindestens ein Kon­ taktblech aufweist, das in den Grundkörper eingebettet und an seinem äußeren Ende eine von außen zugängliche Kontaktzunge aufweist und an seinem inneren Ende Kontaktstifte mit seitlichen Schlitzen trägt, in die die Kontakt-Blattfedern einführbar sind.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe, in

Fig. 2 eine Ansicht auf die Anschlußseite des Ausführungs­ beispiels nach Fig. 1, in

Fig. 3 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III der Fig. 2, in

Fig. 4 ein Schnitt durch dasselbe Ausführungsbeispiel ent­ lang der Linie IV-IV der Fig. 3 und in

Fig. 5 ein vergrößerter Ausschnitt aus einem Querschnitt im Bereich der umlaufenden Dichtungslippen dargestellt.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Gußkörper 1 auf, der aus elastischem Material gegossen ist. Wie insbesondere die Fig. 1, 4 und 5 erkennen lassen, sind an dem Gußkörper 1 zwei Dichtungslippen 2 und 3 angegos­ sen. Die Dichtungslippen 2 und 3 sind umlaufend ausgeführt und in einem Abstand a angeordnet, wie dies Fig. 5 zeigt. Insbesondere die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß in den Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 eine Unterdruck­ leitung 4 geführt ist, die aus einem etwa in der Mittenebene des Gußkörpers 1 verlaufenden Leitungsstück 5 und einem wei­ teren dazu im rechten Winkel verlaufenden und in den Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 endenden weiteren Kanalstück 6 besteht.

Der Gußkörper 1 ist mit einem relativ großen Durchgangsloch 7 versehen, das durch ein scheibenförmiges Bodenteil 8 ver­ schlossen ist; das Bodenteil 8 ist in eine umlaufende Nut 9 des Gußkörpers 1 eingeschnappt, so daß der Gußkörper 1 mit dem scheibenförmigen Bodenteil 9 einen wannenartigen Grund­ körper 10 bildet.

Vor dem einseitigen Ätzen einer Halbleiterscheibe wird diese gegen die umlaufenden Dichtungslippen 2 und 3 in Richtung des Pfeiles P gemäß Fig. 4 angelegt und durch Absaugen von Luft über die Unterdruckleitung 5 an dem Grundkörper 10 festgehal­ ten. Da das Ätzen unter erhöhter Temperatur erfolgt, würde sich ohne weitere Maßnahmen in dem Raum 11 zwischen der nicht dargestellten Halbleiterscheibe und dem scheibenförmigen Bodenteil 8 ein Überdruck bilden, der zu einer Beschädigung der Halbleiterscheibe führen könnte. Um dies zu vermeiden, ist - wie deutlich die Fig. 3 zeigt - ein Ausgangskanal 12 vorgesehen, der von einem äußeren Anschlußrohr 13 ausgehend bis ins Innere des Grundkörpers 10 in den Bereich 11 führt. Über diesen Ausgangskanal 12 ist der Bereich 11 mit der Umge­ bungsluft verbunden, so daß in ihm stets Atmosphärendruck herrscht; ein Überdruck mit der Gefahr einer Beschädigung der Halbleiterscheibe ist dadurch vermieden.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 5 erkennen lassen, ist an dem Grundkörper 10 im Bereich zwischen den Dichtungslippen 2 und 3 eine Federkontakt-Einrichtung angebracht, die aus Kon­ takt-Blattfedern 14, 15, 16 und 17 besteht. Jede dieser Kon­ takt-Blattfedern 14 bis 17 ist gewellt ausgeführt und liegt somit mit einigen Punkten unter elektrischer Kontaktgabe an der zu ätzenden Halbleiterscheibe an, wenn diese durch die Dichtungslippen 2 und 3 bei Unterdruck in der Unterdrucklei­ tung 4 festgehalten ist. Die Kontakt-Blattfedern 14 bis 17 sind mittels einer elektrischen Anschlußvorrichtung an ein elektrisches Potential anlegbar, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die elektrische Anschlußvorrichtung zwei Kontaktbleche 18 und 19 aufweist (siehe Fig. 3). Jedes dieser Kontaktbleche ist mit einer Kontaktzunge 20 bzw. 21 an ihrem äußeren Ende versehen; im Innern des Grundkörpers 10, in dem die Kontaktbleche 18 und 19 eingegossen sind, befinden sich an den Kontaktblechen Kontaktstifte 22, 23 sowie 24 und 25 angebracht, von denen in der Fig. 5 nur der Kontaktstift 22 erkennbar ist. Wie insbesondere diese Figur zeigt, ist jeder der Kontaktstifte 22 bis 25 mit einem Querschlitz 26 verse­ hen, in den die jeweilige Kontakt-Blattfeder von der Seite her einführbar ist.

Über die Kontaktzungen 20 und 21 der Kontaktbleche 18 und 19 ist beim elektrochemischen Ätzen einer Halbleiterscheibe elektrisches Potential eines sogenannten Potentiostaten ange­ legt, der außerdem mit einer Gegenelektrode und einer Refe­ renzelektrode verbunden ist, wie dies aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 253 420 A1 in grundsätzlicher Anordnung hervorgeht.

Da sich die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Ätzen vorzugs­ weise in einer senkrechten Anordnung mit den Kontaktzungen 20 und 21, der Unterdruckleitung 4 und dem Ausgangskanal 12 nach oben befindet, sind in den Grundkörper 10 Durchgangslöcher 27 zur Aufhängung und zum Transport vorgesehen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ätzen einer Halbleiterscheibe (Wafer) nach Art einer Ätzdose mit

• - einem Grundkörper, an dessen einer Oberseite die Halblei­ terscheibe mit ihrer einen Seite im Randbereich mittels einer umlaufenden Dichtung nach außen abgedichtet anbring­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Dichtung aus zwei voneinander beabstandeten, umlaufen­ den Dichtungslippen (2, 3) besteht und
• - im Bereich zwischen den Dichtungslippen (2, 3) eine Unter­ druckleitung (4) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Grundkörper (10) zum einseitigen Ätzen der Halbleiter­ scheibe an seiner von der einen Oberseite abgewandten Seite einen Boden (8) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Grundkörper zum zweiseitigen Ätzen der Halbleiterscheibe ein großes Durchgangsloch aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Grundkörper (10) aus elastischem Material gegossen ist und die umlaufenden Dichtungslippen (2, 3) angegossen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß - der Grundkörper (10) aus einem im wesentlichen ringförmigen Gußkörper (1) aus dem elastischen Material besteht, in den ein scheibenförmiges Bodenteil (8) eingeschnappt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - aus dem Bereich innerhalb der von den Dichtungslippen (2, 3) gebildeten Dichtung durch den Grundkörper (10) nach außen mindestens ein Ausgangskanal (12) geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Ausgangskanal (12) in dem ringförmigen Gußkörper (1) verläuft.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine an dem Grundkörper (10) gehaltene elektrische Feder­ kontakt-Einrichtung mindestens eine Kontakt-Blattfeder (14, 15, 16, 17) aufweist,
• - die am Grundkörper (10) zwischen den umlaufenden Dich­ tungslippen angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - vier Kontakt-Blattfedern (14, 15, 16, 17) gleichmäßig über den Umfang der umlaufenden Dichtungslippen (2, 3) verteilt ange­ ordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine elektrische Anschlußvorrichtung der Federkontakt-Ein­ richrung (14, 15, 16, 17) mindestens ein Kontaktblech (18, 19) aufweist, das
• - in den Grundkörper (10) eingebettet und an seinem äuße­ ren Ende eine von außen zugängliche Kontaktzunge (20, 21) aufweist und
• - an seinem inneren Ende Kontaktstifte (22, 23, 24, 25) mit seitlichen Schlitzen (26) trägt, in die die Kontakt-Blatt­ federn (14, 15, 16, 17) einführbar sind.