DE69111513T2

DE69111513T2 - Halbleiterherstellungseinrichtung.

Info

Publication number: DE69111513T2
Application number: DE69111513T
Authority: DE
Inventors: Reiji Ono
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2011-05-22
Also published as: US5154729A; JPH0425150A; KR940006508B1; EP0458246A1; JP2566042B2; EP0458246B1; DE69111513D1

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterherstellungsgerät zum Montieren beispielsweise eines optischen Halbleiterelementes auf einem Chipträger; und sie bezieht sich insbesondere auf ein Halbleiterherstellungsgerät, das in der Lage ist, verschiedene Typen von Chipträgern auf einem Montagetisch jederzeit in einer vorfixierten Position zu montieren.
Im allgemeinen werden verschiedene Typen von optischen Halbleiterelementen manchmal in einen Modul für optische Kommunikation eingebaut. Die optischen Halbleiterelemente werden getrennt auf Chipträgern montiert, die beispielsweise aus Keramik bestehen, um den Einbau in den optischen Kommunikationsmodul sowie die Wartung zu vereinfachen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen herkömmliche Halbleiterherstellungsgeräte. Das optische Halbleiterelement wird auf dem Chipträger unter Verwendung des obengenannten Herstellungsgerätes montiert.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten herkömmlichen Halbleiterherstellungsgerät ist ein kreisförmiger Montagetisch 1 aus Metall vorhanden und kann erwärmt werden. Die Oberfläche des Montagetisches 1 weist eine erste, eine zweite und eine dritte Oberfläche 2, 3 und 4, sowie gestufte Abschnitte auf, die zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 2 und 3, sowie zwischen der zweiten und der dritten Oberfläche 3 und 4 gebildet sind. Ein rechteckiger, konkaver Abschnitt 6 zum Positionieren eines Chipträgers 5 ist im mittleren Abschnitt des gestuften Abschnittes zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 2 und 3 gebildet. Der Trägerchip 5 wird im konkaven Abschnitt 6 auf die zweite Oberfläche 3 aufgesetzt. Der Chipträger 5 wird mit einer Drückerplatte 7, die beweglich auf der zweiten Oberfläche 3 angeordnet und in ihrer Position fixiert ist, gegen die Seitenoberfläche des konkaven Abschnittes 6 gedrückt. Das heißt, daß eine Halteplatte 8, die auf der Drückerplatte 7 befestigt ist, mit beiden Enden in Längsrichtung der letzteren auf der zweiten Oberfläche mit Hilfe von Schrauben 9a befestigt wird, und daß ein Spalt zwischen der Halteplatte 8 und der zweiten Oberfläche 3 vorhanden ist, in welchem die Drückerplatte 7 bewegt werden kann. Die Drückerplatte 7 ist mit Hilfe von Schrauben 9b auf einem Spannabschnitt 10 befestigt, und der Spannabschnitt 10 ist zur freien Bewegung auf der dritten Oberfläche 4 angeordnet.
Bei diesem Halbleiterherstellungsgerät kann ein Chipträger, der größer bzw. breiter als der konkave Abschnitt 6 ist, nicht berücksichtigt werden, weil der Chipträger innerhalb des rechteckigen, konkaven Abschnittes 6 angeordnet wird. Wenn nämlich die Abmessungen des konkaven Abschnittes 6 vergrößert werden, kann die Position des Chipträgers im konkaven Abschnitt 6 nicht präzise bestimmt bzw. fixiert werden, was die Positionierungsgenauigkeit des auf dem Chipträger zu montierenden optischen Halbleiterelementes vermindert.
Weiter wird bei dem in Fig. 6 dargestellten herkömmlichen Halbleiterherstellungsgerät der Chipträger 5 auf einem kreisrunden, plattenförmigen, metallischen Montagetisch 11 montiert, der beheizt werden kann, wobei eine halbkreisförmige Drückerplatte 12 auf einem Endabschnitt des Chipträgers 5 sitzt und der Chipträger 5 mit Hilfe der Drückerplatte 12 gegen den Montagetisch 11 gedrückt und dort befestigt wird.
Ein Chipträger ist extrem klein und umfaßt in allgemeinen mehrere mm². Daher wird, wenn ein Endabschnitt des Chipträgers 5 gemäß Fig. 6 durch die Drückerplatte 12 angedrückt wird, der andere Endabschnitt des Chipträgers vom Montagetisch 11 abgehoben, so daß der Chipträger nicht fest positioniert werden kann. Wenn der Chipträger 5 weiter mit Hilfe der Drückerplatte 12 niedergedrückt wird, kann ein Metallfilm, wie etwa eine Elektrode, die die Oberfläche des Chipträgers 5 bedeckt, manchmal beschädigt werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Halbleiterherstellungsgerätes, das einen Chipträger präzise in einer vorfixierten Position halten kann, so daß ein optisches Halbleiterelement exakt auf dem Chipträger montiert werden kann, wobei das Gerät zugleich verschiedenartige Typen von Chipträgern halten kann, ohne den Chipträger zu beschädigen.
Diese Ziel kann mit der nachfolgenden Konstruktion erreicht werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Halbleiterherstellungsgerät geschaffen, das aufweist:
- einen Montagetisch, welcher umfaßt:
- eine erste obere Oberfläche;
- eine zweite obere Oberfläche, die auf einem tieferen Niveau als die erste Oberfläche vorgesehen ist;
- eine Seitenoberfläche, die mit der ersten und der zweiten Oberfläche verbunden ist und zwischen diesen eine Stufe bildet; und
- einen Chipträger, auf dem ein Halbleiterelement angeordnet werden soll, wobei der Chipträger auf der zweiten Oberfläche positioniert ist; und
- eine Drückerplatte, die auf der zweiten Oberfläche zur freien Bewegung in einer zu der genannten Seitenoberfläche senkrechten Richtung angeordnet ist, um den Chipträger in Richtung auf die Seitenoberfläche zu drücken;
wobei das Gerät durch einen konkaven Abschnitt gekennzeichnet ist, der in einer Kreisbogenform auf der genannten Seitenoberfläche, oder auf der Drückerplatte gebildet ist, um den Chipträger zwischen der Seitenoberfläche und der Drückerplatte aufzunehmen.
Gemäß dieser Erfindung ist der konkave, kreisbogenförmige Abschnitt in der Seitenoberfläche, die die erste und die zweite Oberfläche miteinander verbindet, gebildet, oder er ist in der drückenden Oberfläche der Drückerplatte gebildet. Der auf der zweiten Oberfläche montierte Chipträger wird zwischen dem kreisbogenförmigen, konkaven Abschnitt, welcher in der Seitenoberfläche gebildet ist, und der drückenden Oberfläche der Drückerplatte gehalten; oder er wird zwischen der Seitenoberfläche und dem kreisbogenförmigen, konkaven Abschnitt gehalten, der in der drückenden Oberfläche der Drückerplatte gebildet ist. Wenn daher die Seitenoberfläche und die drückende Oberfläche der Drückerplatte in Parallellage zueinander gebracht sind, nimmt der Chipträger eine Kraft auf, die in Richtung der Mitte des kreisbogenförmigen, konkaven Abschnittes gerichtet ist, um den Träger entlang des kreisbogenförmigen konkaven Abschnittes zu bewegen, so daß er stets in einer vorfixierten Position auf der zweiten Oberfläche befestigt wird, unabhängig von der Position, in der der Chipträger vor seiner Befestigung plaziert wird. Infolgedessen kann das optische Halbleiterelement exakt auf dem Chipträger montiert werden.
Da der kreisbogenförmige, konkave Abschnitt und die Seitenoberfläche bzw. die drückende Oberfläche der Drückerplatte nicht mit der Oberfläche des Chipträgers in Berührung gebracht werden, wird ein Metallfilm, wie etwa eine auf der Oberfläche des Chipträgers gebildete Elektrode, nicht beschädigt.
Wenn die Länge einer Seite des Chipträgers kleiner als die maximale Größe des Bogens des kreisbogenförmigen, konkaven Abschnittes ist, kann der Chipträger unabhängig von seiner Form stabil befestigt werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform des Halbleiterherstellungsgerätes der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Halbleiterherstellungsgerätes;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung der Betriebsweise des in Fig. 2 dargestellten Halbleiterherstellungsgerätes;
Fig. 4 ist eine Draufsicht, die eine weitere Ausführungsform des Halbleiterherstellungsgerätes gemäß der Erfindung zeigt; und
Fig. 5 und 6 sind Draufsichten, welche herkömmliche Halbleiterherstellungsvorrichtungen zeigen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Halbleiterherstellungsgerätes der Erfindung.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Halbleiterherstellungsgerät ist ein kreisförmiger Montagetisch 20 aus Metall gebildet und kann erwärmt werden. Die Oberfläche des Montagetisches 20 weist eine erste, eine zweite und eine dritte Oberfläche 21, 22 und 23 auf, die in einer abgestuften Konfiguration ausgebildet sind. Eine erste Seitenoberfläche 21a ist zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 21 bzw. 22 gebildet, während eine zweite Seitenoberfläche 22a zwischen der zweiten und der dritten Oberfläche 22 bzw. 23 gebildet ist. Die zweite Oberfläche 22 liegt also niedriger als die erste Oberfläche 21, und die dritte Oberfläche 23 liegt niedriger als die zweite Oberfläche 22. Ein kreisbogenförmiger, konkaver Abschnitt 24 zum Positionieren eines Chipträgers 41 ist im mittleren Abschnitt der ersten Seitenoberfläche 21a gebildet. Der kreisbogenförmige, konkave Abschnitt 24 weist eine Seitenoberfläche 24a auf, die kreisbogenförmig ausgebildet ist, und die zweite Oberfläche 22 bietet sich durch den konkaven Abschnitt 24 frei dar. Der Chipträger 41 ist auf der zweiten Oberfläche 22 innerhalb des konkaven Abschnittes 24 angeordnet. Eine Vielzahl von Elektroden (nicht dargestellt), die elektrisch isoliert sind, ist durch Plattieren der Oberfläche des Chipträgers 41 gebildet.
Eine Drückerplatte 26 zum Festhalten des Chipträgers ist auf der zweiten Oberfläche 22 angeordnet. Die Drückerplatte 26 ist so angeordnet, daß sie frei in einer Richtung senkrecht zur ersten Seitenoberfläche 21a auf der zweiten Oberfläche 22 gleitet. Das heißt, daß eine Halteplatte 28 mit Hilfe von Schrauben 40a auf der zweiten Oberfläche 22 befestigt ist. Zwischen der Halteplatte 28 und der zweiten Oberfläche 22 ist ein Spalt gebildet, in welchem die Drückerplatte 26 gleiten kann, wobei die Drückerplatte 26 sich innerhalb des Spaltes befindet. Ein drückender Abschnitt 25 zum Drücken des Chipträgers gegen die kreisbogenförmige Seitenoberfläche 24a ist auf demjenigen Abschnitt der Drückerplatte 26 vorgesehen, der zur kreisbogenförmigen Seitenoberfläche 24a des konkaven Abschnittes 24 weist. Die Oberfläche des drückenden Abschnittes 25, die mit dem Chipträger in Berührung gebracht wird, verläuft parallel zur ersten Seitenoberfläche 21a.
Die Drückerplatte 26 ist mit Hilfe von Schrauben 40b mit einem Ende eines Spanngliedes 27 verbunden. Das Spannglied 27 ist so angeordnet, daß es frei auf der dritten Oberfläche gleitet. Das andere Ende des Spanngliedes 27 ist über eine Achse 29 mit einem Ende eines Rotors 30 verbunden. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Rotor 30 in einer Aussparung 31 angeordnet, die im Montagetisch 20 angebracht ist. Die Aussparung 31 besitzt einen geneigten Abschnitt 31a, der an unteren Abschnitt derselben gebildet ist, und der Zwischenabschnitt des Rotors 30 ist durch eine Achse 32 auf dem Montagetisch 20 gelagert. Der Rotor 30 kann also in der Aussparung 31 frei um die Achse 32 drehen. Das Spannglied 27 weist einen geneigten Abschnitt 27a auf, der im Zwischenabschnitt des Gliedes gebildet und so angeordnet ist, daß er sich bei der Drehung des Rotors 30 auf der dritten Oberfläche 23 bewegt.
Zwischen dem anderen Ende des Rotors 30 und der inneren Oberfläche der Aussparung 31 ist eine Feder 33 angeordnet, und der Rotor 30 ist stets in einer durch einen Pfeil A in der Zeichnung angegebenen Richtung vorgespannt. Weiter ist ein Druckknopf 34 auf dem anderen Ende des Rotors 30 angebracht. Er wird eingedrückt, um den Rotor 30 gegen die Vorspannkraft der Feder 33 zu verschieben.
Nunmehr wird die Montageoperation zum Befestigen eines lichtempfangenden Elementes 41a auf dem Chipträger 41 unter Benutzung des Halbleiterherstellungsgerätes mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert.
Zuerst wird der Rotor 30 in eine durch einen Pfeil B in der Zeichnung angegebenen Richtung gedreht, wenn der Knopf 34, der auf dem Rotor 30 angeordnet ist, gegen die Vorspannkraft der Feder 33 eingedrückt wird. Daraufhin werden das Spannglied 27 und die Drückerplatte 26 gemäß Fig. 3 in einer vom kreisbogenförmigen, konkaven Abschnitt 24 wegführenden Richtung bewegt. Dabei befindet sich der Chipträger 41 auf der zweiten Oberfläche 22 innerhalb des konkaven Abschnittes 24. Wenn die auf den Knopf 34 ausgeübte Druckkraft aufhört, wird anschließend der Rotor 30 durch die Vorspannkraft der Feder 33 in die durch den Pfeil A angegebene Richtung gedreht. Dementsprechend wir die Drückerplatte 26 in Richtung auf den tiefsten Teil des konkaven Abschnittes 24 bewegt, und die Seitenoberfläche des Chipträgers 41 wird gegen die drückende Oberfläche 25 der Drückerplatte 26 gepreßt. Die gegenüberliegende Seitenoberfläche (Eckenabschnitt) des Chipträgers gleitet auf der kreisbogenförmigen Seitenoberfläche 24a des konkaven Abschnittes 24 und wird gestoppt, wenn die Seitenoberfläche des Chipträgers 41 in die Parallellage zur drückenden Oberfläche 25 gelangt. In diesem Zustand wird der Chipträger 41 mit Hilfe der kreisbogenförmigen Seitenoberfläche 24a und der drückenden Oberfläche 25 der Drückerplatte 26 in seiner Position fixiert.
Als nächstes wird das lichtempfangende Element 41a durch Löten auf einem vorfixierten Abschnitt der Elektrode (nicht dargestellt) auf dem Chipträger 41 bondiert. Danach wird die Elektrodenklemme des lichtempfangenden Elementes 41a mit einer anderen Elektrode (nicht dargestellt) auf dem Chipträger 41 über einen Metalldraht (nicht dargestellt) verbunden.
Schließlich wird, wenn der Knopf 34 des Rotors 30 eingedrückt wird, die Drückerplatte 26 vom konkaven Abschnitt 24 abgelöst, und der Chipträger 41 wird aus der fixierten Position befreit. Jetzt kann der Chipträger 41, auf dem das lichtempfangende Element 41a montiert ist, aus dem konkaven Abschnitt 24 entnommen werden.
Daher kann der Chipträger 41 gleicher Form in der vorfixierten Position auf der zweiten Oberfläche 22 befestigt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die fixierte Position des Chipträgers 41 auf eine Position eingestellt, in welcher sich die Seitenoberfläche des Chipträgers 41 in Parallellage zum drückenden Abschnitt 25 der Drückerplatte 26 sowie in Berührung mit der kreisbogenförmigen Seitenoberfläche 24a befindet.
Bei dem Halbleiterherstellungsgerät mit dem obigen Aufbau wird der Chipträger in der vorfixierten Position auf dem Montagetisch 20 mit Hilfe des kreisbogenförmigen, konkaven Abschnittes 24 und des drückenden Abschnitts 25 der Drückerplatte 26 festgehalten. Daher kann der Chipträger 41 gleicher Form stets in der gleichen Position auf der zweiten Oberfläche 22 befestigt werden. Wenn der Chipträger kleiner ist als die maximale Bogenlänge des konkaven Abschnittes 24, können weiter verschiedene Typen von Chipträgern mit derselben Genauigkeit befestigt werden.
Bei der obigen Ausführungsform war die mit der Präzision der positionsmäßigen Beziehung zwischen dem optischen Halbleiterelement und dem Chipträger verbundene Ausbringung höher als 95%, weil die Variation in Bezug auf die fixierte Position des Chipträgers reduziert werden konnte, so daß die Ausbringung um mehr als 35% verbessert werden konnte.
Weiter wurde bei dem obigen Halbleiterherstellungsgerät der Chipträger durch Andrücken der Seitenoberfläche und des Eckenabschnittes derselben festgehalten, während die obere Oberfläche des Chipträgers nicht angedrückt wurde. Daher war die durch die äußere Betrachtung des Schadens auf der Oberfläche des Chipträgers ermittelte Ausbringung höher als 98%, so daß die Ausbringung um mehr als 30% gesteigert wurde.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei Teile, die denen der Fig. 1 und 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Bei der vorherigen Ausführungsform ist der kreisbogenförmige, konkave Abschnitt 24 in der ersten Seitenoberfläche 21a gebildet, doch ist die Position, in der der kreisbogenförmige, konkave Abschnitt gebildet ist, nicht auf die Position in der ersten Seitenoberfläche 21a beschränkt.
Fig. 4 zeigt den Fall, bei dem ein kreisbogenförmiger, konkaver Abschnitt im drückenden Abschnitt 25 der Drückerplatte 26 gebildet ist. Anders als vorher wird in diesem Falle ein kreisbogenförmiger, konkaver Abschnitt 35 des drückenden Abschnittes 25 der Drückerplatte 26 gebildet, während die erste Seitenoberfläche 21a flach ausgebildet ist.
Der Chipträger 41 wird auf der zweiten Oberfläche 22 angeordnet und fixiert, wobei er mit beiden Enden zwischen der ersten Seitenoberfläche 21a und dem kreisbogenförmigen, konkaven Abschnitt 35 der Drückerplatte 26 gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform kann die gleiche Wirkung wie bei der früheren Ausführungsform erzielt werden.
Bei der obigen Ausführungsform wird ein Chipträger behandelt, auf dem ein lichtempfangendes Element als optisches Halbleiterelenent montiert wird. Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Fall beschränkt und kann auch bei einem Chipträger angewandt werden, auf dem ein anderes optisches Halbleiterelement, wie etwa ein lichtaussendendes Element, montiert wird.
Weiter ist die Erfindung nicht auf optische Halbleiterelemente beschränkt, sondern kann auch bei anderen Geräten zur Herstellung von Halbleiterelementen angewandt werden.
Bei den obigen Ausführungsformen weist der Chipträger eine rechteckige Form auf. Er ist aber nicht auf diese Form beschränkt, so daß die gleiche Wirkung erreicht wird, wenn ein trapezförmiger oder zylinderförmiger Chipträger verwendet wird.
Weiter wird bei den obigen Ausführungsformen das optische Halbleiterelement durch Erwärmen des Montagetisches befestigt. Dies bedeutet jedoch keine Begrenzung, so daß es möglich ist, beispielsweise heiße Luft auf den Chipträger zu blasen.
Bei den obigen Ausführungsformen wird die Drückerplatte 26 mit Hilfe des Spanngliedes 27 und des Rotors 30 bewegt. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. So können das Spannglied 27 und der Rotor 30 durch eine Antriebsquelle bewegt werden.
Darüber hinaus kann die Erfindung in verschiedener Weise modifiziert werden, ohne von der technischen Konzeption abzuweichen.

Claims

1. Halbleiterherstellungsgerät, umfassend:

- einen Montagetisch (20), der aufweist:

- eine erste obere Oberfläche (21);

- eine zweite obere Oberfläche (22), die auf einem tieferen Niveau als die erste Oberfläche (21) vorgesehen ist;

- eine Seitenoberfläche (21a), die mit der ersten und der zweiten Oberfläche (21, 22) verbunden ist und zwischen diesen eine Stufe bildet; und

- einen Chipträger (41), auf dem ein Halbleiterelement (41a) angeordnet werden soll, wobei der Chipträger (41) auf der zweiten Oberfläche (22) positioniert ist; und

- eine Drückerplatte (26), die auf der zweiten Oberfläche (22) zur freien Bewegung in einer zu der genannten Seitenoberfläche (21a) senkrechten Richtung angeordnet ist, um den Chipträger (41) in Richtung auf die Seitenoberfläche (21a) zu drücken;

wobei das Gerät durch einen konkaven Abschnitt (24) gekennzeichnet ist, der in einer Kreisbogenform auf der genannten Seitenoberfläche (21a), oder auf der Drückerplatte (26) gebildet ist, um den Chipträger (41) zwischen der Seitenoberfläche (21a) und der Drückerplatte (26) aufzunehmen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt:

- ein Spannglied (27), das ein Ende aufweist, welches auf der Drückerplatte (26) angeordnet ist, um sich frei auf der zweiten Oberfläche (22) zu bewegen;

- einen Rotor (30), der drehbar auf dem anderen Ende des Spanngliedes (27) montiert ist, wobei der Zwischenabschnitt des Rotors (30) drehbar auf dem Montagetisch (20) gelagert ist; und

- ein elastisches Element (33), das zwischen dem anderen Ende des Rotors (30) und dem Montagetisch (20) angeordnet ist, um den Rotor (30) in einer vorfixierten Richtung vorzuspannen, wobei das Spannglied (27) und die Drückerplatte (26) durch den Rotor (30) in Richtung auf die genannte Seitenoberfläche (21a) vorgespannt werden.